JP2585520C - - Google Patents

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JP2585520C
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はレーザ光、電子線等の記録用ビームによって、たとえば映像や音声な
どのアナログ信号をFM変調したものや、たとえば電子計算機のデータや、ファ
クシミリ信号やディジタルオーディオ信号などのディジタル情報を、リアルタイ
ムで記録することが可能な情報の記録用薄膜、特に相変化記録媒体に関するもの
である。 〔従来の技術〕 レーザ光によって薄膜に記録を行なう記録原理は種々あるが、膜材料の相転移
(相変化とも呼ばれる)、フォトダークニングなどの原子配列変化による記録は
、膜の変形をほとんど伴なわないので、2枚のディスクを直接貼り合わせた両面
ディスクができるという長所をもっている。また、組成を適当に選べば記録の書
き換えを行なうこともできる。この種の記録に関する発明は多数出願されており
、最も早いものは特公昭47−26897号公報に開示されている。ここでは、
Te−Ge系、As−Te−Ge系、Te−O系など多くの薄膜について述べら
れている。また、特開昭54−41902号公報にもGe20Tl5Sb5Se70,
Ge20Bi10Se70など種々の組成が述べられている。また、特開昭57−24
039には、Sb25Te12.5,Se62.5,Cd14Te14Se72,Bi2Se3,Sb2
Se3,In20Te20Se60,Bi25Te12.5Se62.5,Cuse、およびTe33
67の薄膜が述べられている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記従来技術に示された薄膜はいずれも一回書き込み可能あるいは書き換え可
能な相転移記録膜として用いる場合に結晶化の速度が遅い、半導体レーザ光の吸
収が少なく感度が悪い、再生信号強度が十分でない、あるいは非晶質状態の安定
性が悪い、耐酸化性が不十分であるなどの欠点が有り、実用化が困難である。 したがって本発明の目的は上記した従来技術の欠点を無くし、記録・再生特性
が良好で感度が高く、安定性の良い情報記録用相変化記録媒体を提供することに
有る。 〔問題点を解決するための手段〕 上記問題点を解決するために、本願発明の相変化記録媒体は以下の特徴を有す
る。 (1)基板と、基板上に直接もしくは無機物および有機物のうちの少なくとも一
者からなる保護層を介して形成された記録用ビームの照射を受けて膜の変形をほ
とんど伴なわずに原子配列変化を生ずる情報記録用薄膜を有する相変化記録媒体
において、情報記録用薄膜の上に無機物および有機物のうち少なくとも一者から
なる中間層を介して反射層を設けた構成を有し、情報記録用薄膜はその膜厚方向
の平均組成が一般式、CzGeαTeβ(ただし、z、α、およびβは原子パー セントでそれぞれ、5≦z≦65、40<z+α≦65、10≦α、35≦β<
55、z+α+β=100の範囲の値であり、CはSb)で表されることを特徴
とする。 ()さらに中間層の膜厚が3nm以上400nm以下とする。 ()さらに中間層が酸化物、硫化物、窒化物、弗化物のうち少なくとも一者か
ら成ることを特徴とする。 ()さらに情報記録用薄膜の膜厚が15nm以上50nm以下であることを特
徴とする。 ()さらに各層の積層順序が、基板側から、保護層、記録膜、中間層、反射層
となることを特徴とする。 上記の本発明の構成を選択した経緯を以下に説明する。情報記録用薄膜の膜厚
方向の平均組成を一般式AxByCzGeαTeβで表わされるものとする。 ただし、x,y,zはそれぞれ原子パーセントで0≦x<40,0y≦30,
0≦z≦65,0≦α≦65,10<z+α≦65,35≦β<60の範囲の値
であり、CはSb,Sn,As,Pb,Bi,Zn,Cd,Si,Al,Gaお
よびInのうちの少なくとも一元素であって非晶質状態の安定性を高める効果を
持つ。BはTl,Iなどのハロゲン原子、およびNaなどのアルカリ金属元素の
うちの少なくとも一元素である。これらの元素は、Teを含む材料中でTeの鎖
状原子配列を切断し、結晶化速度を速くする効果を持つ。ただし、結晶化温度の
低下を伴うので、結晶化温度の高い材料に添加しないと非晶質状態の安定性を損
うことになる。AはTe,GeおよびC、およびBで表わされる元素以外の元素
、たとえばCu,Ag,Au,Sc,Y,Ti,Zr,V,Nb,Cr,Mo,
Mn,Fe,Ru,Co,Rh,Ni,Pd,Hf,Ta,W,Ir,Pt,H
g,B,C,N,P,O,S,Se,ランタニド元素,アクチニド元素,アルカ
リ土類金属元素,不活性ガス元素などのうちの少なくとも一元素である。ただし
Ge,TeおよびBおよびCで表わされる元素のうちの一元素または複数元素も
、各群の別の元素が既に使われている場合、A群の元素と考えることができる。
たとえばTl−Sb−Ge−Te系に対してAsを、40原子%未満でAs含有
量とSb含有量の和がC群元素含有量の上限の70原子%以下となる範囲で添加
する場 合が考えられる。これらのうちHg,アルカリ土類金属元素、不活性ガス元素は
含有量を10原子%未満とする方が好ましい。 本発明の記録用薄膜は膜厚方向の平均組成が上記の(1)の範囲内に有れば膜
厚方向に組成が変化していてもよい。ただし組成の変化は不連続的でない方がよ
り好ましい。ところで、Aで表わされる元素のうちCo等の繊維金属元素は、半
導体レーザ光などの長波長光の吸収を容易にして記録感度を高め、また、結晶化
温度の高温化、すなわち非晶質状態の安定性を増す効果を持ち、かつそれ自信が
600℃以上の高融点であるか高融点の化合物を作るものであって、レーザ光に
よって結晶化させる際高温にしても融解しないので高速結晶化が可能なものであ
る。 上記の(1)の組成範囲に有る本発明の情報記録用薄膜は優れた記録・再生特
性を持ち、記録および消去に用いるレーザ光のパワーが低くてよい。また、安定
性も優れている。 x,y,z,αおよびβに関して好ましいと考えられる範囲は下記の通りであ
る。 (a)0≦x<20,0≦y≦10,0≦z≦20,0.85≦α/β<1 および (b)0≦x<20,0≦y≦10,0≦Z≦20,1<α/β≦1.15 (c)0≦x<30,0≦y≦25,5≦z≦65,40<z+α≦6.5,3
5≦β<55 および (d)1≦x<30,0≦y≦25,40<z+α≦60,35≦β<60 および (e)β/α≠1、1≦x<20,1≦y≦10,40<z+α≦60,35≦
β≦85の範囲がより好ましい。 また、(a)または(b)においてx=y=z=0、(c)においてx=y=
0、(d)および(e)において、40<α≦60、(d)および(e)におい
て0.85≦α/β<1または1<α/β≦1.15、また(d)および(e)
において5≦z≦20、また、(e)において2≦7≦10が特に好ましい範囲
で ある。 本願発明は特にAxByCzGeαTeβの一般式に上記(c)条件を適用し
、さらにx=y=0とした相変化記録媒体をその要旨とするものである。ここで
、C元素はSbである。 SbとTeの含有量の原子数比は1:0.4〜1:1.4の範囲が好ましい。 本発明の記録膜の少なくとも一方の面は他の物質で密着して保護されているの
が好ましい。両側が保護されていればさらに好ましい。これらの保護層は、基板
であるアクリル樹脂板,ポリカーボネイト板,エポキシ樹脂板など、あるいは、
たとえば、アクリル樹脂,エポキシ樹脂,ポリイミド,ポリアミド,ポリスチレ
ン,ポリエチレンなどの有機物より形成されていてもよく、酸化物,弗化物,窒
化物,硫化物,炭化物,ホウ化物,ホウ素,炭素、あるいは金属などを主成分と
する無機物より形成されてもよい。また、これらの複合材料でも良い。記録膜に
隣接する保護層のうちの少なくとも一方は無機物であるのが好ましい。ガラス,
石英,サファイア,鉄、あるいはアルミニウムを主成分とする基板も一方の無機
物保護層として働き得る。有機物,無機物のうちでは無機物と密着している方が
耐熱性の面で好ましい。しかし無機物層(基板の場合を除く)を厚くするのは、
クラック発生,透過率低下,感度低下のうちの少なくとも1つを起こしやすいの
で、上記の無機物層の記録膜と反対の側には、機械的強度を増すために厚い有機
物層が密着している方が好ましい。この有機物層は基板であってもよい。これに
よって変形も起こりにくくなる。有機物としては、例えば、ポリスチレン,アク
リル樹脂,ポリカーボネート,エポキシ樹脂,ポリイミド,ポリアミド,ホット
メルト接着剤として知られているエチレン−酢酸ビニル共重合体など、および粘
着剤などが用いられる。紫外線硬化樹脂でもよい。無機物より成る保護層の場合
は、そのままの形で電子ビーム蒸着,スパッタリング等で形成してもよいが、反
応性スパッタリングや、金属,半金属,半導体の少なくとも一元素よりなる膜を
形成した後、酸素,硫黄,窒素のうちの少なくとも一者と反応させるようにする
と製造が容易である。無機物保護層の例を挙げると、Ce,La,Si,In,
Al,Ge,Pb,Sn,Bi,Te,Ta,Sc,Y,Ti,Zr,V,Nb
,Cr、およびWよりなる群より選ばれた少なくとも一元素の酸化物、Cd,Z
n, Ga,In,Sb,Ge,Sn,Pbよりなる群が選ばれた少なくとも一元素の
硫化物、またはセレン化物、Mg,Ce,Caなどの弗化物、Si,Al,Ta
,Bなどの窒化物、Tiなどのホウ化物、ホウ素などの炭化物、ホウ素,炭素よ
り成るものであって、たとえば主成分がCeO2,La2O3,SiO,SiO2
,In23,Al23,GeO,GeO2,PbO,SnO,SnO2,Bi23
,TeO2,WO2,WO3,Ta22,Sc23,Y23,TiO2,ZrO2
CdS,ZnS,CdSe,ZnSe,In23,In2Se3,Sb23,Sb
2Se3,Ga23,Ga2Se3,MgF2,CeF2,CeF3,CaF2,GeS
,GeSe,GeSe2,SnS,SnSe,PbS,PBSe,Bi2Se3
Bi22,TaN,Si34,AlN,Si,TiB2,B4C,B,Cのうちの
一者に近い組成を持ったものである。 これらのうち、窒化物では表面反射率があまり高くなく、膜が安定であり、強
固である点でTaN,Si34またはAlNに近い組成のものが好ましい。酸化
物で好ましいのはY23,Sc23,CeO2,TiO2,ZrO2,In23
Al23,SnO2またはSiO2に近い組成のものである。SiまたはCの水素
を含む非晶質も好ましい。相転移によって記録を行なう場合、記録膜の全面をあ
らかじめ結晶化させておくのが好ましいが、基板に有機物を用いている場合には
基板を高置にすることができないので、他の方法で結晶化させる必要がある。そ
の場合、紫外線照射と加熱、フラッシュランプよりの光の照射、高出力ガスレー
ザからの光の照射、あるいは加熱とレーザ光照射との組み合わせなどを行なうの
が好ましい。ガスレーザからの光の照射の場合、光スポット径(半値幅)を5μ
m以上5mm以下とすると能率が良い。結晶化は記録トラック上のみで起こらせ
、トラック間は非晶質のままとしてもよい。非晶質状態の記録用薄膜に結晶化に
よって記録することももちろん可能である。 一般に薄膜に光を照射すると、その反射光は薄膜表面からの反射光と薄膜裏面
からの反射光との重ね合せになるため干渉をおこす。反射率の変化で信号を読み
とる場合には、記録膜に近接して光反射(吸収)層を設けることにより、干渉の
効果を大きくし、読み出し信号を大きくである。干渉の効果をより大きくするた
めには記録膜と反射(吸収)層の間に中間層を設けるのが好ましい。中間層は記 録書き換え時に記録膜と反射層との相互拡散が起こるのを防止する効果も有する
。中間層には読み出しに用いる光があまり吸収されない物質が好ましい。上記中
間層の膜厚は3nm以上、400nm以下で、かつ、記録状態または消去状態に
おいて読み出し光の波長付近で記録用部材の反射率が極小値に近くなる膜厚とす
るのが好ましい。反射層は記録膜と基板との間、およびその反対側のうちのいず
れの側に形成してもよい。中間層の特に好ましい膜厚範囲は5nm以上40nm
以下の範囲である。反射層の中間層と反対の側にも上記の無機物より成る保護層
を形成するのが好ましい。 また、記録膜の光入射側には、記録光,消去光,読み出し光のうちの少なくと
も一者の反射率を減少させる反射防止層を形成するのが好ましい。反射防止層は
記録膜の保護層を兼ねてもよいし、反射防止層と記録膜との中間に保護層を形成
してもよい。反射防止層と保護層とは、記録層−保護層−反射防止層−基板ある
いは接着剤あるいは気体の淳に熱膨張係数が順次変化しているのが好ましく、保
護層反射防止層の一方が形成されない場合やそれぞれが2層以上から成る場合も
熱膨張係数が順次変化しているのが好ましい。 本発明の記録膜は、共蒸着や共スパッタリングなどによって、保護膜として使
用可能と述べた酸化物,弗化物,窒化物,有機物などの中に分散させた形態とし
てもよい。そうすることによって光吸収係数を調節し、再生信号強度を大きくす
ることができる楊合が有る。混合化率は、酸素,弗素,窒素,炭素が膜全体で占
める割合が40%以下が好ましい。このような複合膜化を行なうことにより、結
晶化の速度が低下し、感度が低下するのが普通である。ただし、有機物との混合
膜化では感度が向上する。 各部分の膜厚の好ましい範囲は下記のとおりである。 イ.記録膜 (a)単層膜の場合(反射膜のない場合):60nm以上350nm以下。18
0nm以上300nm以下の範囲が再生信号強度および記録感度の点で特に好ま
しい。 (b)反射層と2層以上の構造の場合:15nm以上50nm以下。 ロ.無機物保護層:5nm以上200nm以下。ただし無機物基板自体で保護す る時は、0.1〜20mm。 ハ.有機物保護膜:10nm以上、10mm以下。 ニ.中間層:3nm以上400nm以下。 ホ.光反射層:5nm以上、300nm以下。 以上の各層の形成方法は、真空蒸着,ガス中蒸着,スパッタリング,イオンビ
ームスパッタリング,イオンビーム蒸着,イオンプレーティング,電子ビーム蒸
着,射出成形,キャスティング,回転塗布,プラズマ重合などのうちのいずれか
を適宜選ぶものである。 本発明の記録膜は必ずしも非晶質状態と結晶状態の間の変化を記録に利用する
必要は無く、何らかの原子変化によって光学的性質の変化を起させればよい。 本発明の記録用部材は、ディスク状としてばかりでなく、テープ状、カード状
などの他の形態でも使用可能である。 なお、出願人は先に特開昭60−42095号を出願している。これは、As
,Sb,Bi,S,Si,Ge,Sn,Pb,Al,Ga,In,Ti,Zn,
Cd,Au,Ag,Cu,Ni,Pd,Rh,Cr,Mo,W,Taが2原子%
以上40原子%以下、Teが30原子%以上95原子%以下、Seが3原子%以
上45原子%以下、Oが0原子%以上20原子%以下の組成を示すものである。 また、出願人は先に特開昭61−86287号を出願している。これは、Te
とSeを必須とする4元組成の記録材料である。また、特開昭62−47839
号はTeとSeを含む4元組成の記録材料であり、Teの組成範囲は30原子%
以下である。他の先願としては特願昭59−123001号〜123004号が
ある。これらは酸素を必須要素として含む酸化物系の材料の改良に係るものであ
る。 〔作用〕 本発明の相変化記録媒体は結晶化の速度が速く、非晶質状態の安定性が高く、
半導体レーザ光の吸収が多く、再生信号強度が大きくかつ、耐酸化性が良い。従
って、記録・消去特性が良好で、感度が高く、記録状態の安定性が良い。 Ge−TeにC元素(Sb)を所定量添加することによって、非晶質状態を安
定に保持できる(高結晶化温度)ので、記録したデータの保持寿命を長くするこ とができる。これは、3価〜5価の共有結合性を有する典型元素の添加により、
非晶質ネットワーク構造が強固になるためと考えられる。また、結晶化の活性エ
ネルギーが大きくなるために、室温下での非晶質状態の安定性を保ったまま、レ
ーザ照射箇所の結晶化が高速になり、情報の上書きによる書換え(オーバーライ
ト)が容易となり、また、消去特性が良好になる 〔実施例〕 以下に本発明を実施例により、詳細に説明する。 (実施例1) まず、Tl−Ge−Te系記録膜を例に一般式、AxByCzGeαTeβの
yの値による特性を示す。そして、Tl−Ge−Te系記録膜を例に用いた場合
の相変化記録媒体の製造方法、評価方法の具体例を説明する。製造方法、記録、
再生等の評価方法自体は一般的なものである。本発明の実施例としては、記録膜
の組成を前述の条件(1)に記載の一般式、CzGeαTeβ(ただし、z、α
、およびβは原子パーセントでそれぞれ、5≦z≦65、40<z+α≦65、
10≦α、35≦β<55、z+α+β=100の範囲の値であり、CはSb
、とすれば良いのみであり、製造方法、評価方法については以下に示すTl−G
e−Te系記録膜の場合と同様でよい。 直径13cm、厚さ1.2mmのディスク状化学強化ガラス板の表面に紫外線
硬化樹脂によって保護層を兼ねるトラッキング用の溝のレプリカを形成し、一周
を32セクターに分割し、各セクターの始まりで、溝と溝の中間の山の部分に凹
凸ピットの形でトラックアドレスやセクターアドレスなどを入れた(この部分を
ヘッダー部と呼ぶ)基板14上にマグネトロンスパッタリングによってまず反射
防止層兼保護層である厚さ約100nmのSi34層を形成した。次にこの基板
を第3図に示したような内部構造の真空蒸着装置中に配置した。蒸着装置中には
、4つの蒸着源1,2,3,4が配置されている。これらのうちの3つは抵抗加
熱による蒸着ボートであり、これらのうちの1つは電子ビーム蒸発源である。こ
れらのボートおよび電子ビーム蒸着源は、基板14に情報を記録しようとする部
分の下であって、基板回転の中心軸5と中心を同一にうる円周上にほぼ位置する
。2つの蒸着ボートに、それぞれGe、およびTeを入れ、電子ビーム蒸発源に
T lを入れた。各ボートと基板の間にはそれぞれ、扇のスリットをもつマスク6,
7,8,9シャッター10,11,12,13が配置されている。基板14を
120rpmで回転させておいて、各ボートに電流を流し、また、電子ビームを
当てて蒸着原料を蒸着させた。 各蒸発源からの蒸発量は水晶振動子式膜厚モニター15,16,17,18で
検出し、蒸発速度が一定になるように電流を制御した。 第1図に示したように、基板19上のSi34層20上にTl5Ge45Te50
の組成の記録膜21を約250nmの膜厚に蒸着した。Si34層は屈折率が基
板より高いので適当な膜厚とすることによって半導体レーザ光に対する反射防止
層も兼ねている。この膜厚は記録膜の表面と裏面で反射した光が干渉し、記録膜
が非晶質状態あるいは結晶性の悪い状態にある時、読出しに用いるレーザ光の波
長付近で反射率がほぼ極小になるような膜厚である。続いて再びマグネトロンス
パッタリングによってSi34に近い組成の保護層22を約100nmの膜厚に
した。同様にしてもう1枚の同様な基板19′上にSi34に近い組成の保護層
20′,Tl5Ge45Te50の組成の記録膜21′,SiO2に近い組成の保護層
22′を蒸着した。このようにして得た2枚の基板19,19′のそれぞれの膜
着膜上に紫外線硬化樹脂保護層23,23′を約50μmの厚さに塗布,形成し
た後、両者を紫外線硬化樹脂層23および23′側を内側にして有機物接着剤層
24によって貼り合わせてディスクを作製した。 上記のように作製したディスクは150℃で約1時間加熱した後、ディスクを
回転させ、半径方向に動かしながら両面から開口比(Numeral Aparture)が0.
05のレンズで集光したアルゴンイオンレーザ光(波長488nm)を照射し、
記録膜21,21′を十分結晶化させた。記録は次のようにして行なった。ディ
スクを1200rpmで回転させ、半導体レーザ(波長820nm)の光を記録
が行なわれないレベルに保って、記録ヘッド中のレンズで集光して基板を通して
一方の記録膜に照射し、反射光を検出することによって、トラッキング用の溝と
溝の中間に光スポットの中心が常に一致するようにヘッドを駆動した。こうする
ことによって溝から発生するノイズの影響を避けることができる。このようにト
ラッキングを行ないながら、さらに記録膜上に焦点が来るように自動焦点合わ せを行ない、レーザパワーを情報信号に従って強めたり、元のレベルに戻したり
することによって記録を行なった。また、必要に応じて別の溝にジャンプして記
録を行なった。上記の記録によって、記録膜に非晶質に変化したことによると思
われる反射率変化を生じた。この記録膜では、パワーを下げた記録光スポット、
あるいはトラック方向の長さが記録光スポットよりも長く、隣接するトラック方
向への広がりは記録光スポットと同程度のレーザ光を照射することによって記録
を消去することもできる。アドレスを表わすピットの最隣接ピット間の距離は、
消去用光スポットのトラック方向の長さの1/2以上2倍以下の長さとすると、
消去光スポットによってもトラックやセクターのアドレスが読める。アドレスを
表わすピットの長さも、消去光スポットのトラック方向の長さの1/2以上であ
るのが好ましい。ヘッダー部に設けられるその他のピットも同様である。記録・
消去は3×105回以上繰返し可能であった。記録膜の上下に形成するSi34
層を省略した場合は、数回の記録・消去で多少の雑音増加が起こった。 読出しは次のようにして行なった。ディスクを1200rpmで回転させ、記
録時と同じようにトラッキングと自動焦点合わせを行ないながら、記録および消
去が行なわれない低パワーの半導体レーザ光で反射光の強弱を検出し、情報を再
生した。本実施例では約100mVの信号出力が得られた。本実施例の記録膜は
耐酸化性が優れており、Si34保護膜を形成しないものを60℃相対湿度95
%の条件下に置いてもほとんど酸化されなかった。 上記のTl−Ge−Te系記録膜において、GeとTeの含有量の相対的な比
率を一定に保ってTlの含有量を変化させた場合、結晶化温度および消去の必要
照射時間は次のように変化した。 また、上記保護膜を着ける前に時間が経過した時の酸化による劣もTl含有量
が30原子%以上の時顕著となった。yが小さすぎる場合は消去の必要照射時間
が長いという欠点を有し、yが大きすぎる場合は結晶化温度が低いという欠点を
有する。 ここで、Tlの一部または全部を置換してハロゲン元素、アルカリ金属元素の
うち少なくとも一元素を添加してもよく似た特性が得られる。ハロゲン元素F,
Cl,Br,IのうちではIが特に好ましく、対いでCl,アルカリ金属元素、
LI,Na,K,Rb,CsのうちではNaが特に好ましく、対いでKが好まし
い。 次に、上記Tl−Ge−Te系記録膜においてTl含有量を5原子%一定に保
ってGeおよびTeの含有量を変化させた時、消去の必要照射時間および、書き
換え可能回数は次のように変化した。すなわち、一般式AxByCzGeαTe
βのうちαとβによる特性が得られた。 αは10未満では結晶化温度が低い (非晶質状態の安定性悪い) αが65を越えると記録困難 αおよびβが大きすぎても、小さすぎても、いずれの場合も消去の必要照射時
間が長く、書き換え可能回数が少ないという欠点を有する。ただし、α=βの組
成では書き換え可能回数が極端に少なくなる。 ここで、Geの一部または全部を置換してCで表わされる元素のSb,Sn,
As,Pb,Bi,Zn,Cd,Si,Al,GaおよびInのうち少なくとも
一元素を添加してもよく似た特性が得られる。これらのうちではSbが特に好ま
しく、次いでSn、次いでAs,In,Si、次いでPb,Bi,Gaが好まし
い。ただし、Snは添加量を多くすると結晶化温度の低下が顕著である。Sbな
どの元素の添加量を5原子パーセント以上とすると記録感度向上などの効果が有
る。記録感度をも考慮した時、SbまたはBiとTeの原子数の比の特に好まし
い範囲は1:0.4〜1:1.6、SnおよびSiとTeの場合は1:1.2〜
1:2.5、AsとTeの場合は1:0.9〜1.4、InとTeの場合は、1
:0.5〜1:2である。 記録媒体の評価方法としては、例えば記録に必要なレーザ光のパワーおよび再
生信号強度を測定する手法がある。記録に必要なレーザ光のパワーが高いという
欠点や、再生信号強度が小さくなるという欠点を評価することができる。 記録膜の膜厚は80nm以上150nm以下の範囲および180nm以上30
0nm以下の範囲で光の干渉の効果によって記録による反射率変化が大きくなり
、好ましい。180nm以上の300nm以下の範囲では記録感度も高い。ただ
し15nm以上350nm以下の範囲で、記録・再生は可能である。 保護膜としてSi34の代わりにSiO,SiO2,Y23,CeO2,ZrO
2などの酸化物、TaN,AlNなどの窒化物、Sb23,ZnSなどの硫化物
、 CeF3などの弗化物、または非晶質Si,TiB2,B4C,B,Cなどに近い
組成のものを用いてもよい。 (実施例2) 実施例1と同じ様にして、膜厚100nmのGe48Te52記録膜を形成し、図
2で示したディスクを作成した。上記Ge−Te系記録膜において、GeとTe
の含有量を変化させた場合の消去の必要消去時間、書換え可能回数は次のように
変化した。ここではGeとTeだけでの、一般式AxByCzGeαTeβのう
ちαとβによる特性が得られた。 αおよびβが大きすぎても、小さすぎても、いずれの場合も消去の必要照射時
間が長く、書き換え可能回数が少ないという欠点を有する。ただし、α=βの組
成では書き換え可能回数が極端に少なくなる。実施例1の結果とこの結果から、
yの値がαとβの値にあまり影響を与えないことがわかる。従って、この薄膜の
αとβの比を保って30原子%未満のAで表わされる元素のうちの少なくとも一
者、25原子%以下のBで表わされる元素のうちの少なくとも一者、65原子%
以下のCで表わされる元素を添加して良好な特性が得られる。本発明の実施例と
しては、AxByCzGeαTeβの一般式において、AとBは添加せずに、C
として、Sbを添加し、CzGeαTeβの組成において、5≦z≦65、40
<z+α≦65、10≦α、35≦β<55の原子%比とする。 参考例として実施例1と同様にして、膜厚100nmのCzTeで表わされる 記録膜を形成した。このときのCはSb,Sn,As,Pb,Bi,Zn,Cd
,Si,Al,Ga,およびInのうち一元素である。これらの元素は複数含ま
れてもよい。 C元素の効果としては、これらのうちでは結晶化温度が高いという点でSbが
特に好ましく、次いでSn、次いでAs,In,Si、次いでPb,Bi,Ga
が好ましい。記録感度をも考慮した時、SbまたはBiとTeの原子数の比の好
ましい範囲は1:0.4〜1:1.4、SnおよびSiとTeの場合は、1:1
.2〜1:2.5、AsとTeの場合は1:0.9〜1.4、InとTeの場合
は1:0.5〜1:2である。 (実施例3) 次に他の実施例の製造方法と評価方法を示す。ここでは、記録膜をTl−Ge
−Te系の材料としたが、本発明の実施例としては、記録膜材料を本発明のCz
GeαTeβ材料とするのみで、他の変更点はない。 第2図に示したように、基板とし、射出成形法によってポリカーボネート板の
表面にトラッキング用の溝を形成したもの25を用い、スパッタリングによりS
iOに近い組成の厚さ40nmの保護膜26を形成した。次にこの上にTl10
47Te43の組成で膜厚が30nmの記録膜27を形成した。続いてSiOに近
い組成の厚さ20nmの中間層28を形成し、さらに厚さ60nmのBi7Sb3
の組成の反射層29、SiOに近い組成の厚さ40nmの保護層30を形成した
。同様な方法でもう一枚の基板を作製し、両基板の最上部のSiO層30上にそ
れぞれポリイミド31を約0.5μmの厚さにスパッタリングした後、ポリイミ
ド層側を内側にして黒色顔料を混入したホットメルト接着剤32で両基板を貼り
合わせてディスクを作製した。ポリカーボネート板の表面にもポリイミド層をス
パッタリング法で形成しておけばさらに安定なディスクとなる。結晶化方法,記
録方法,消去方法,読出し方法は実施例1とほぼ同様である。 中間層にはSiOの代わりに実施例1で保護層として使用可能と述べたGeO
2,Al23,CeO2,Y23,SiO2,AlN,TaN等の他の無機透明物
質を用いてもよいし、有機物層を用いてもよい。この中間層は膜厚を3〜40n
mとすれば記録書き換え時の記録膜と反射層との相互拡散を防ぐが光学的にはほ とんど存在しないのと同じである。従って、光の干渉による反射率の波長による
変化は、記録膜と反射層との2層構造の場合に近い。 反射層も記録時に原子配列変化を起こすと、再生信号が少し大きくなる。 記録膜に含まれるB,Cの各元素の一部または全部を、同じ群内の他の元素の
うちの少なくとも一元素で置き換えてもよい。また、A群のCoなどの元素のう
ちの少なくとも一元素を原子数パーセントで30パーセント以下添加しても差し
支え無い。しかし添加量は20パーセント以下とした方がSN比の面では好まし
い。 記録膜の膜厚は15nm以上50nm以下の範囲で記録膜が非晶質状態に有る
時の反射率が干渉によって低くなり大きな再生信号が得られる。反射層の膜厚は
5nm以上300nm以下の範囲、より好ましくは40nm以上200nm以下
の範囲に有るのが好ましい。反射層を設けることにより、記録膜の膜厚が上記の
ように単層の場合よりも薄い領域で大きな再生信号を得られることから、記録膜
の吸収係数が単層の場合より大きい組成領域でも良い特性が得られる。 記録膜と中間層の膜厚を変化させた時、読出し光の反射率の干渉による極小が
起こる波長が変化する。自動焦点合わせやトラッキングのために最小限必要な反
射率は10〜15%であるから、反射率の極小値がこの値以下の場合は、読出し
光の波長より長波長側あるいは短波長側に極小値が来るようにする必要が有る。
短波長側に極小値が来るようにした方が記録膜の膜厚を薄くでき、熱伝導による
エネルギー損失を防げる。しかし長波長側に極小値が来るようにした方が膜厚が
厚くなり、記録膜の寿命および記録書き換え時のノイズ発生防止の点では好まし
い。 反射層の材質としては、Bi−Sbの代わりにBi,Bi2Te3,Te,Sn
,Sb,Al,Au,Pbなどの多くの半導体,半金属,金属やこれらの混合物
,化合物が使用可能である。 本実施例の記録膜も実施例1の記録膜と同様に耐酸化性が優れており、たとえ
保護膜にピンホールが有ってもその周辺に酸化が進行することは無い。 〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、製造プロセスが簡単で、再現性がよく
、 記録・再生特性が良く、かつ長期間安定な情報の相変化記録媒体を得ることがで
きる。記録の書換えも多数回可能である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION   [Industrial applications]   The present invention uses a recording beam such as a laser beam or an electron beam to produce, for example, video or audio.
Which analog signal is FM-modulated, for example, computer data,
Digital information such as x-similar signals and digital audio signals can be
Thin film for recording information that can be recorded by a system, especially related to phase change recording media
It is.   [Conventional technology]   There are various recording principles for recording on a thin film by laser light, but the phase transition of the film material
(Also called phase change), recording by atomic arrangement change such as photodarkening
, Two-sided discs are directly bonded to each other, as the film is hardly deformed
It has the advantage of being able to create discs. Also, if you select the composition appropriately,
Replacements can also be made. Many inventions related to this type of record have been filed
The earliest is disclosed in Japanese Patent Publication No. 47-26897. here,
Many thin films such as Te-Ge, As-Te-Ge, and Te-O were described.
Have been. Also, Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-41902 discloses Ge.20TlFiveSbFiveSe70,
Ge20BiTenSe70Various compositions are described. Also, Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-24
039, Sbtwenty fiveTe12.5, Se62.5, Cd14Te14Se72, BiTwoSeThree, SbTwo
SeThree, In20Te20Se60, Bitwenty fiveTe12.5Se62.5, Cuse, and Te33S
e67Are described.   [Problems to be solved by the invention]   All of the thin films shown in the above prior art are writable or rewritable once
Crystallization speed is slow when used as a functional phase change recording film, and absorption of semiconductor laser light.
Poor sensitivity, poor reproduction signal strength, or stable amorphous state
It has drawbacks such as poor resistance and insufficient oxidation resistance, and is difficult to put into practical use.   Therefore, an object of the present invention is to eliminate the above-mentioned disadvantages of the prior art and to provide a recording / reproducing characteristic.
To provide a phase change recording medium for information recording with good sensitivity, high sensitivity, and good stability.
Yes.   [Means for solving the problem]   In order to solve the above problems, the phase change recording medium of the present invention has the following features.
You. (1) A substrate and at least one of an inorganic substance and an organic substance directly or on the substrate.
Irradiation of the recording beam formed through the protective layer made of
Phase-change recording medium having thin film for information recording that causes atomic arrangement change without any change
In, from at least one of inorganic and organic substances on the information recording thin film
And a reflective layer provided with an intermediate layer between the two layers.
Is represented by the general formula: CzGeαTeβ (where z, α, and β are atomic In cents, 5 ≦ z ≦ 65, 40 <z + α ≦ 65,10 ≦ α, 35 ≦ β <
55, Z + α + β = 100Values in the rangeC is Sb)
And (2) Further, the thickness of the intermediate layer is 3 nm or more and 400 nm or less. (3) Is the intermediate layer at least one of oxide, sulfide, nitride, and fluoride?
It is characterized by comprising. (4) Further, the thickness of the information recording thin film is preferably 15 nm or more and 50 nm or less.
Sign. (5) Furthermore, the order of lamination of each layer is such that the protective layer, the recording film, the intermediate layer, and the reflective layer are arranged from the substrate side.
It is characterized by the following.   The process of selecting the configuration of the present invention will be described below. Thickness of thin film for information recording
The average composition in the direction is represented by the general formula AxByCzGeαTeβ.   Here, x, y, and z are atomic percentages, respectively, 0 ≦ x <40, 0y ≦ 30,
0 ≦ z ≦ 65, 0 ≦ α ≦ 65, 10 <z + α ≦ 65, 35 ≦ β <60
And C is Sb, Sn, As, Pb, Bi, Zn, Cd, Si, Al, Ga and
And at least one element of In and has an effect of enhancing the stability of the amorphous state.
Have. B represents a halogen atom such as Tl or I and an alkali metal element such as Na
At least one of them. These elements form chains of Te in materials containing Te.
It has the effect of cutting the atomic arrangement and increasing the crystallization rate. However, the crystallization temperature
Unless it is added to a material having a high crystallization temperature, the stability of the amorphous state is impaired.
It will be. A is an element other than the elements represented by Te, Ge and C, and B
For example, Cu, Ag, Au, Sc, Y, Ti, Zr, V, Nb, Cr, Mo,
Mn, Fe, Ru, Co, Rh, Ni, Pd, Hf, Ta, W, Ir, Pt, H
g, B, C, N, P, O, S, Se, lanthanide element, actinide element, alka
It is at least one element of a lithium earth metal element, an inert gas element and the like. However
Ge, Te and one or more of the elements represented by B and C
If another element of each group is already used, it can be considered as an element of group A.
For example, As contained in the Tl-Sb-Ge-Te system at less than 40 atomic%
Added in a range where the sum of the content and the Sb content is 70 atom% or less, which is the upper limit of the content of group C elements.
Place to do It is possible. Of these, Hg, alkaline earth metal elements and inert gas elements are
It is preferable that the content be less than 10 atomic%.   The recording thin film of the present invention has a film thickness as long as the average composition in the thickness direction is within the range of the above (1).
The composition may change in the thickness direction. However, the change in composition should not be discontinuous
Is more preferable. By the way, among the elements represented by A, fiber metal elements such as Co
It facilitates the absorption of long-wavelength light such as conductor laser light to increase recording sensitivity, and
It has the effect of increasing the temperature, that is, the effect of increasing the stability of the amorphous state.
A compound with a high melting point or a high melting point of 600 ° C. or higher,
Therefore, high-speed crystallization is possible because it does not melt even at high temperatures during crystallization.
You.   The information recording thin film of the present invention having the composition range of the above (1) has excellent recording / reproducing characteristics.
And the power of the laser beam used for recording and erasing may be low. Also stable
The nature is also excellent.   The preferred ranges for x, y, z, α and β are as follows:
You. (A) 0 ≦ x <20, 0 ≦ y ≦ 10, 0 ≦ z ≦ 20, 0.85 ≦ α / β <1 and (B) 0 ≦ x <20, 0 ≦ y ≦ 10, 0 ≦ Z ≦ 20, 1 <α / β ≦ 1.15 (C) 0 ≦ x <30, 0 ≦ y ≦ 25, 5 ≦ z ≦ 65, 40 <z + α ≦ 6.5, 3
5 ≦ β <55 and (D) 1 ≦ x <30, 0 ≦ y ≦ 25, 40 <z + α ≦ 60, 35 ≦ β <60 and (E) β / α ≠ 1, 1 ≦ x <20, 1 ≦ y ≦ 10, 40 <z + α ≦ 60, 35 ≦
The range of β ≦ 85 is more preferable.   Further, x = y = z = 0 in (a) or (b), and x = y =
0, (d) and (e), 40 <α ≦ 60, (d) and (e)
0.85 ≦ α / β <1 or 1 <α / β ≦ 1.15, and (d) and (e)
And 5 ≦ z ≦ 20, and 2 ≦ 7 ≦ 10 in (e).
so is there.   The present invention particularly applies the above condition (c) to the general formula of AxByCzGeαTeβ.
And a phase change recording medium in which x = y = 0. here
, C elementSb. The atomic ratio of the contents of Sb and Te is preferably in the range of 1: 0.4 to 1: 1.4.   At least one surface of the recording film of the present invention is tightly protected by another substance.
Is preferred. More preferably, both sides are protected. These protective layers are
Acrylic resin plate, polycarbonate plate, epoxy resin plate, etc., or
For example, acrylic resin, epoxy resin, polyimide, polyamide, polystyrene
May be formed from organic substances such as nitrogen, polyethylene, etc.
Based on sulfide, sulfide, carbide, boride, boron, carbon or metal
It may be formed from an inorganic material. Further, these composite materials may be used. For recording film
Preferably, at least one of the adjacent protective layers is inorganic. Glass,
Substrates containing quartz, sapphire, iron, or aluminum as a main component are also inorganic
It can work as a material protection layer. Of organic and inorganic substances, those that are in close contact with inorganic substances
It is preferable in terms of heat resistance. However, thickening the inorganic layer (except for the substrate)
It is easy to cause at least one of crack generation, transmittance reduction, and sensitivity reduction.
On the side of the inorganic layer opposite to the recording film, a thick organic layer is used to increase the mechanical strength.
It is preferable that the material layers adhere to each other. This organic layer may be a substrate. to this
Therefore, deformation is less likely to occur. Examples of organic substances include polystyrene and acrylic.
Lil resin, polycarbonate, epoxy resin, polyimide, polyamide, hot
Ethylene-vinyl acetate copolymer known as melt adhesive
An adhesive or the like is used. UV curable resin may be used. In the case of a protective layer made of an inorganic substance
May be formed as it is by electron beam evaporation, sputtering, etc.
Reactive sputtering and film formation of at least one element of metal, metalloid and semiconductor
After forming, react with at least one of oxygen, sulfur and nitrogen
And easy to manufacture. Examples of the inorganic protective layer include Ce, La, Si, In,
Al, Ge, Pb, Sn, Bi, Te, Ta, Sc, Y, Ti, Zr, V, Nb
, Cr, and W, oxides of at least one element selected from the group consisting of
n, At least one element selected from the group consisting of Ga, In, Sb, Ge, Sn, and Pb
Sulfide or selenide, fluoride such as Mg, Ce, Ca, Si, Al, Ta
, B and other nitrides, Ti and other borides, boron and other carbides, boron and carbon
For example, whose main component is CeOTwo, La2OThree, SiO, SiOTwo
, InTwoOThree, AlTwoOThree, GeO, GeOTwo, PbO, SnO, SnOTwo, BiTwoOThree
, TeOTwo, WOTwo, WOThree, TaTwoOTwo, ScTwoOThree, YTwoOThree, TiOTwo, ZrOTwo,
CdS, ZnS, CdSe, ZnSe, InTwoSThree, InTwoSeThree, SbTwoSThree, Sb
TwoSeThree, GaTwoSThree, GaTwoSeThree, MgFTwo, CeFTwo, CeFThree, CaFTwo, GeS
, GeSe, GeSeTwo, SnS, SnSe, PbS, PBSe, BiTwoSeThree,
BiTwoSTwo, TaN, SiThreeNFour, AlN, Si, TiBTwo, BFourOf C, B, C
It has a composition close to one.   Of these, nitrides do not have very high surface reflectivity, have stable films,
TaN, SiThreeNFourAlternatively, a composition close to AlN is preferable. Oxidation
Y is the preferred productTwoOThree, ScTwoOThree, CeOTwo, TiOTwo, ZrOTwo, InTwoOThree,
AlTwoOThree, SnOTwoOr SiOTwoThe composition is close to Hydrogen of Si or C
Is also preferable. When recording by phase transition, the entire surface of the recording
It is preferable to pre-crystallize it, but if an organic substance is used for the substrate,
Since the substrate cannot be raised, it must be crystallized by another method. So
In the case of, UV irradiation and heating, light irradiation from flash lamp, high power gas laser
Irradiating light from the laser or a combination of heating and laser light irradiation
Is preferred. In the case of irradiation with light from a gas laser, the light spot diameter (half width) is 5μ.
When the length is not less than m and not more than 5 mm, efficiency is good. Crystallization only occurs on the recording track
Alternatively, the space between tracks may be left amorphous. Crystallized into amorphous recording thin film
Therefore, it is of course possible to record.   Generally, when light is applied to a thin film, the reflected light is reflected from the surface of the thin film and the back of the thin film.
Interference due to superposition with reflected light from Read the signal by changing the reflectance
In this case, by providing a light reflection (absorption) layer close to the recording film, interference
The effect is increased and the read signal is increased. To increase the effect of interference
For this purpose, it is preferable to provide an intermediate layer between the recording film and the reflection (absorption) layer. The middle layer is Also has the effect of preventing mutual diffusion between the recording film and the reflective layer during recording / rewriting
. The intermediate layer is preferably made of a substance that does not absorb much light used for reading. Above
The thickness of the interlayer is not less than 3 nm and not more than 400 nm, and is in a recorded state or an erased state.
In this case, the film thickness is such that the reflectance of the recording member is close to the minimum value near the wavelength of the reading light.
Preferably. The reflective layer is located between the recording film and the substrate and on the opposite side.
It may be formed on either side. A particularly preferable thickness range of the intermediate layer is 5 nm or more and 40 nm or more.
The range is as follows. A protective layer made of the above-mentioned inorganic substance also on the side of the reflective layer opposite to the intermediate layer
Is preferably formed.   On the light incident side of the recording film, at least one of recording light, erasing light, and reading light is used.
Also, it is preferable to form an anti-reflection layer that reduces the reflectance of one of them. The anti-reflective layer
The protective layer of the recording film may be used, or a protective layer is formed between the antireflection layer and the recording film.
May be. The antireflection layer and the protective layer are a recording layer, a protective layer, an antireflection layer, and a substrate.
Or the coefficient of thermal expansion is preferably changed sequentially with the adhesive or gaseous contact.
When one of the protective layer and the anti-reflection layer is not formed, or when each is composed of two or more layers
Preferably, the coefficient of thermal expansion changes sequentially.   The recording film of the present invention is used as a protective film by co-evaporation or co-sputtering.
Dispersed in oxides, fluorides, nitrides, organics, etc. which are said to be usable
You may. Doing so adjusts the light absorption coefficient and increases the reproduction signal strength.
There is a yang that can be used. The mixing ratio indicates that oxygen, fluorine, nitrogen, and carbon occupy the entire film.
Is preferably 40% or less. By forming such a composite film,
Usually, the rate of crystallization is reduced and the sensitivity is reduced. However, mixing with organic matter
Sensitivity is improved by film formation.   The preferred range of the film thickness of each part is as follows. I. Recording film (A) In the case of a single-layer film (without a reflective film): 60 nm or more and 350 nm or less. 18
The range of 0 nm or more and 300 nm or less is particularly preferable in view of the reproduction signal intensity and the recording sensitivity.
New (B) In the case of a structure having two or more reflective layers: 15 nm or more and 50 nm or less. B. Inorganic protective layer: 5 nm or more and 200 nm or less. However, protect with the inorganic substrate itself. 0.1 to 20 mm. C. Organic protective film: 10 nm or more and 10 mm or less. D. Intermediate layer: 3 nm or more and 400 nm or less. E. Light reflection layer: 5 nm or more and 300 nm or less.   The method of forming each of the above layers includes vacuum deposition, vapor deposition in gas, sputtering, and ion deposition.
Sputtering, ion beam evaporation, ion plating, electron beam evaporation
Any of coating, injection molding, casting, spin coating, plasma polymerization, etc.
Is appropriately selected.   The recording film of the present invention necessarily utilizes a change between an amorphous state and a crystalline state for recording.
There is no need to change the optical properties by any atomic change.   The recording member of the present invention can be used not only in a disk shape but also in a tape shape or a card shape.
Other forms can also be used.   The applicant has previously filed Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-42095. This is As
, Sb, Bi, S, Si, Ge, Sn, Pb, Al, Ga, In, Ti, Zn,
Cd, Au, Ag, Cu, Ni, Pd, Rh, Cr, Mo, W, and Ta are 2 atomic%.
Not less than 40 atomic%, Te is not less than 30 atomic% and not more than 95 atomic%, and Se is not more than 3 atomic%.
The composition has a composition of 45 atomic% or less and O of 0 atomic% or more and 20 atomic% or less.   The applicant has previously filed Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-86287. This is Te
This is a recording material having a quaternary composition, which essentially requires the following materials. Also, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-47839
Is a quaternary recording material containing Te and Se, and the composition range of Te is 30 atomic%.
It is as follows. As other prior applications, Japanese Patent Application Nos. 59-123001 to 123004 are disclosed.
is there. These are related to the improvement of oxide materials containing oxygen as an essential element.
You.   [Action]   The phase change recording medium of the present invention has a high crystallization speed, a high stability of an amorphous state,
High absorption of semiconductor laser light, high reproduction signal intensity, and good oxidation resistance. Obedience
Therefore, the recording / erasing characteristics are good, the sensitivity is high, and the stability of the recording state is good.   Ge-Te is replaced with C element (Sb) Is added in a predetermined amount to reduce the amorphous state.
(High crystallization temperature) to extend the retention life of recorded data. Can be. This is due to the addition of a trivalent to pentavalent covalent typical element.
It is considered that the amorphous network structure becomes strong. In addition, the crystallization activity
Due to the increase in energy, the stability of the amorphous state at room temperature is maintained.
Recrystallization by overwriting information (overwrite
G) becomes easier and the erasing characteristics become better..   〔Example〕   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples. (Example 1)   First, taking a Tl-Ge-Te-based recording film as an example, the general formula of AxByCzGeαTeβ
The characteristic according to the value of y is shown. AndWhen using a Tl-Ge-Te recording film as an example
A specific example of a method for producing a phase change recording medium and an evaluation method will be described. Manufacturing methods, records,
The evaluation method itself such as reproduction is a general method. As an embodiment of the present invention, a recording film
Is represented by the general formula described in the above condition (1), CzGeαTeβ (where z, α
, And β are in atomic percent, respectively, 5 ≦ z ≦ 65, 40 <z + α ≦ 65,
10 ≦ α, 35 ≦ β <55, Z + α + β = 100Values in the rangeC is Sb)
, And the manufacturing method and the evaluation method are as follows.
This may be the same as the case of the e-Te based recording film.   Ultraviolet rays on the surface of a disk-shaped chemically strengthened glass plate with a diameter of 13 cm and a thickness of 1.2 mm
A tracking groove replica that also serves as a protective layer is formed with the cured resin,
Is divided into 32 sectors, and at the beginning of each sector, a recess is formed in the groove between the grooves.
Track address and sector address etc. are inserted in the form of convex pits (this part is
First, it is reflected on the substrate 14 by magnetron sputtering.
Si having a thickness of about 100 nm, which is both a prevention layer and a protection layer.ThreeNFourA layer was formed. Next, this board
Was placed in a vacuum evaporation apparatus having an internal structure as shown in FIG. In the deposition equipment
And four evaporation sources 1, 2, 3, and 4. Three of these are resistive
Thermal evaporation boats, one of which is an electron beam evaporation source. This
These boats and electron beam evaporation sources are used to record information on the substrate 14.
, Which is located on the circumference where the center is the same as the center axis 5 of the substrate rotation.
. Ge and Te were put into two evaporation boats, respectively, and used as an electron beam evaporation source.
T 1 was added. A mask with a fan slit between each boat and the board 6,
7,8,9WhenShutters 10, 11, 12, and 13 are arranged. Substrate 14
While rotating at 120 rpm, current is applied to each boat, and the electron beam is
The deposition material was deposited by applying the pressure.   The amount of evaporation from each evaporation source was measured by a quartz oscillator type film thickness monitor 15, 16, 17, and 18.
The current was controlled so that the evaporation rate was constant.   As shown in FIG.ThreeNFourTl on layer 20FiveGe45Te50
Was deposited to a thickness of about 250 nm. SiThreeNFourLayers are based on refractive index
Anti-reflection to semiconductor laser light by setting appropriate thickness because it is higher than plate
Also serves as a layer. This film thickness interferes with light reflected on the front and back surfaces of the recording film,
When the laser is in an amorphous state or a state with poor crystallinity,
The film thickness is such that the reflectivity becomes substantially minimum near the length. Then again magnetrons
Si by putteringThreeNFourProtective layer 22 with a composition close to
did. Similarly, another Si substrate is mounted on another similar substrate 19 '.ThreeNFourProtective layer with composition close to
20 ', TlFiveGe45Te50Recording film 21 'of compositionTwoProtective layer with composition close to
22 'was deposited. The respective films of the two substrates 19 and 19 'thus obtained
UV curable resin protective layers 23, 23 'are applied and formed to a thickness of about 50 μm on the deposited film.
After that, the organic adhesive layer is formed with both of the ultraviolet-curable resin layers 23 and 23 'on the inside.
24 to produce a disk.   After heating the disc prepared above at 150 ° C. for about 1 hour,
Rotate and move in the radial direction to achieve an aperture ratio (Numeral Aparture) of 0.
Irradiation with argon ion laser light (wavelength 488 nm) focused by the lens 05
The recording films 21, 21 'were sufficiently crystallized. Recording was performed as follows. Day
The disk is rotated at 1200 rpm to record light from a semiconductor laser (wavelength 820 nm).
Is maintained at a level where no
By irradiating one of the recording films and detecting the reflected light, the tracking groove and
The center of the light spot always coincides with the middle of the grooveDoThe head was driven as follows. do this
Thus, the influence of noise generated from the groove can be avoided. Like this
Automatic focusing while racking so that more focus is on the recording film To increase the laser power according to the information signal, or to return to the original level.
The recording was performed by If necessary, jump to another groove
Recorded. It is thought that the recording film was changed to amorphous by the above recording.
Reflectivity change. In this recording film, the recording light spot with reduced power,
Alternatively, the length in the track direction is longer than the recording light spot and
The spread in the direction is recorded by irradiating the same laser beam as the recording light spot.
Can also be deleted. The distance between the nearest pits of the pit representing the address is
Assuming that the length of the erasing light spot in the track direction is 以上 or more and twice or less,
The address of the track or sector can be read by the erasing light spot. address
The length of the pit to be displayed is also 1 / or more of the length of the erasing light spot in the track direction.
Preferably. The same applies to other pits provided in the header section. Record
Elimination is 3 × 10FiveIt could be repeated more than once. Si formed above and below the recording filmThreeNFour
When the layer was omitted, a slight increase in noise occurred after several recording / erasing operations.   Reading was performed as follows. Rotate the disk at 1200 rpm and
Record and erase while tracking and autofocusing as you did during recording.
The intensity of the reflected light is detected with a low-power semiconductor laser beam that is not
I was born. In this embodiment, a signal output of about 100 mV was obtained. The recording film of this embodiment is
Excellent oxidation resistance, SiThreeNFourNo protection film is formed at 60 ° C and relative humidity of 95.
%, Hardly oxidized.   In the above-mentioned Tl-Ge-Te recording film, the relative ratio between the Ge and Te contents.
If the Tl content is changed while keeping the rate constant, the crystallization temperature and
The irradiation time varied as follows.   In addition, the Tl content is also poor due to oxidation when a time passes before the protective film is applied.
Became significant when the content was 30 atomic% or more. Irradiation time required if y is too small
Has a disadvantage that the crystallization temperature is low when y is too large.
Have.   Here, part or all of Tl is substituted to form a halogen element or an alkali metal element.
Similar characteristics can be obtained by adding at least one of the elements. Halogen element F,
Among Cl, Br, and I, I is particularly preferable, whereas Cl, an alkali metal element,
Among LI, Na, K, Rb, and Cs, Na is particularly preferable, and K is more preferable.
No.   Next, the Tl content in the Tl-Ge-Te recording film was kept constant at 5 atomic%.
When the contents of Ge and Te are changed, the required irradiation time for erasing and the writing
The number of changeable times changed as follows.That is, the general formula AxByCzGeαTe
Characteristics of α and β among β were obtained.               If α is less than 10, the crystallization temperature is low.                             (Poor stability of amorphous state)               Difficult to record when α exceeds 65   When α and β are too large or too small
It has the disadvantage that the interval is long and the number of rewritable times is small. Where α = β
In the configuration, the number of rewritable times becomes extremely small.   Here, Sb, Sn, and the elements represented by C by substituting part or all of Ge are represented by C.
At least one of As, Pb, Bi, Zn, Cd, Si, Al, Ga and In
Similar properties can be obtained by adding one element. Of these, Sb is particularly preferred.
And then Sn, then As, In, Si, then Pb, Bi, Ga.
No. However, when Sn is added in a large amount, the crystallization temperature is significantly lowered. Sb
If the addition amount of any element is 5 atomic percent or more, there are effects such as improvement of recording sensitivity.
You. When the recording sensitivity is also considered, the ratio of the number of atoms of Sb or Bi to Te is particularly preferable.
Range is 1: 0.4 to 1: 1.6, and Sn and Si and Te are 1: 1.2 to 1.6.
1: 2.5, 1: 0.9 to 1.4 for As and Te, 1 for In and Te
: 0.5 to 1: 2.   As a method of evaluating a recording medium, for example, the power of laser light necessary for recording and the
There is a technique for measuring the raw signal strength. It is said that the power of laser light required for recording is high
It is possible to evaluate the drawbacks and the drawback that the reproduction signal strength becomes small.   The thickness of the recording film ranges from 80 nm to 150 nm and from 180 nm to 30 nm.
In the range of 0 nm or less, the reflectance change due to recording becomes large due to the effect of light interference.
,preferable. The recording sensitivity is high in the range from 180 nm to 300 nm. However
Recording and reproduction are possible in the range of 15 nm to 350 nm.   Si as protective filmThreeNFourInstead of SiO, SiOTwo, YTwoOThree, CeOTwo, ZrO
TwoSuch as oxides, nitrides such as TaN and AlN, SbTwoSThreeAnd sulfides such as ZnS
, CeFThreeOr amorphous Si, TiBTwo, BFourClose to C, B, C, etc.
A composition may be used. (Example 2)   A 100 nm-thick Ge48Te52Form the recording film and figure
The disc indicated by No. 2 was created. In the Ge—Te recording film, Ge and Te are used.
The required erasing time and erasable number of erasures when the content of
changed.Here, the general formula of AxByCzGeαTeβ using only Ge and Te is used.
That is, characteristics by α and β were obtained.   When α and β are too large or too small
It has the disadvantage that the interval is long and the number of rewritable times is small. Where α = β
In the configuration, the number of rewritable times becomes extremely small.From the result of Example 1 and this result,
It can be seen that the value of y does not significantly affect the values of α and β. Therefore,Of this thin film
at least one of the elements represented by A less than 30 atomic% while maintaining the ratio of α to β
, At least one of the elements represented by B of 25 atomic% or less, 65 atomic%
Represented by the following CElementGood properties can be obtained by addition. Examples of the present invention and
Therefore, in the general formula of AxByCzGeαTeβ, A and B were added without adding A and B.
AsSbAnd 5 ≦ z ≦ 65, 40 in the composition of CzGeαTeβ
<Z + α ≦ 65,10 ≦ α,Atomic ratio of 35 ≦ β <55.   As a reference example, it is represented by CzTe having a thickness of 100 nm in the same manner as in Example 1. A recording film was formed.At this timeC is Sb, Sn, As, Pb, Bi, Zn, Cd
, Si, Al, Ga, and In. Contains multiple of these elements
It may be.   The effect of the element C is that Sb has a higher crystallization temperature among these.
Particularly preferred, then Sn, then As, In, Si, then Pb, Bi, Ga
Is preferred. When the recording sensitivity is also considered, the ratio of the number of atoms of Sb or Bi to Te is preferably high.
The preferred range is 1: 0.4 to 1: 1.4, and 1: 1 for Sn and Si and Te.
. 2-1: 2.5, As and Te 1: 0.9-1.4, In and Te
Is 1: 0.5 to 1: 2. (Example 3)   Next, a manufacturing method and an evaluation method of another embodiment will be described. Here, the recording film is Tl-Ge
In the embodiment of the present invention, the recording film material is Cz of the present invention.
There is no other change except for the GeαTeβ material.   As shown in FIG. 2, a polycarbonate substrate was formed by injection molding as a substrate.
Using a groove 25 for tracking on the surface, sputtering
A protective film 26 having a composition close to iO and having a thickness of 40 nm was formed. Next, TlTenG
e47Te43A recording film 27 having a composition of 30 nm and a thickness of 30 nm was formed. Then close to SiO
The intermediate layer 28 having a thickness of 20 nm is formed, and the Bi layer having a thickness of 60 nm is formed.7SbThree
And a protective layer 30 having a composition close to SiO and having a thickness of 40 nm.
. Another substrate is prepared in the same manner, and the substrate is placed on the uppermost SiO layer 30 of both substrates.
After sputtering polyimide 31 to a thickness of about 0.5 μm,
The substrates are attached with the hot-melt adhesive 32 mixed with black pigment with the layer side inside.
A disc was produced in combination. A polyimide layer is also applied to the surface of the polycarbonate plate.
If it is formed by the sputtering method, a more stable disk can be obtained. Crystallization method, note
The recording method, the erasing method, and the reading method are almost the same as those in the first embodiment.   For the intermediate layer, instead of SiO, GeO described in Example 1 as being usable as a protective layer was used.
Two, AlTwoOThree, CeOTwo, YTwoOThree, SiOTwo, AlN, TaN and other inorganic transparent materials
The material may be used, or an organic layer may be used. This intermediate layer has a thickness of 3 to 40 n.
When m is set, mutual diffusion between the recording film and the reflective layer at the time of recording / rewriting is prevented, but optically, It is almost the same as not existing. Therefore, depending on the wavelength of the reflectance due to light interference
The change is close to the case of the two-layer structure of the recording film and the reflective layer.   If the reflective layer also undergoes a change in the atomic arrangement during recording, the reproduced signal becomes slightly larger.   Some or all of the B and C elements contained in the recording film are replaced with other elements in the same group.
It may be replaced with at least one of the elements. In addition, elements such as Co in Group A are used.
The addition of at least one of the elements below 30 percent in atomic percent
No support. However, it is preferable that the amount added is 20% or less in terms of the SN ratio.
No.   The recording film is in an amorphous state when the thickness of the recording film is in the range of 15 nm or more and 50 nm or less.
The reflectance at the time is reduced by interference, and a large reproduced signal is obtained. The thickness of the reflective layer is
5 nm or more and 300 nm or less, more preferably 40 nm or more and 200 nm or less
Is preferably within the range. By providing the reflective layer, the thickness of the recording film
As described above, a large reproduction signal can be obtained in a thinner area than in the case of a single layer.
Good characteristics can be obtained even in a composition region where the absorption coefficient is larger than that of a single layer.   When the film thickness of the recording film and the intermediate layer is changed, the minimum due to the interference of the read light reflectance
The wavelength that occurs changes. Minimal required anti-focus and tracking
Since the emissivity is 10 to 15%, if the minimum value of the reflectivity is less than this value, the readout is performed.
It is necessary to make the local minimum value on the long wavelength side or the short wavelength side from the wavelength of light.
Setting the minimum value on the short wavelength side can reduce the thickness of the recording film,
Prevent energy loss. However, when the minimum value comes to the long wavelength side,
Thicker, which is preferable in terms of the life of the recording film and the prevention of noise when rewriting data.
No.   As the material of the reflection layer, Bi, Bi instead of Bi-Sb is used.TwoTeThree, Te, Sn
, Sb, Al, Au, Pb and many other semiconductors, semi-metals, metals and mixtures thereof
, Compounds can be used.   The recording film of this embodiment also has excellent oxidation resistance like the recording film of Embodiment 1, and
Even if there is a pinhole in the protective film, oxidation does not proceed around the pinhole.   〔The invention's effect〕   As described above, according to the present invention, the manufacturing process is simple, and the reproducibility is good.
, It is possible to obtain a phase change recording medium with good recording / reproducing characteristics and stable information for a long time.
Wear. Records can be rewritten many times.

【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の実施例における記録用部材の構造を示す断面図。第2図は本
発明の実施例における記録用部材の構造を示す断面図。第3図は本発明の記録用
部材の作製に用いる真空蒸着装置の内部構造を示す側面図。 符号の説明 1,2,3…蒸着ボート、4…電子ビーム蒸発源、6,7,8,9…扇形スリ
ットを持ったマスク、10,11,12,13…シャッター、14…基板、15
,16,17,18…水晶振動子式膜厚モニター、19,19′…基板、20,
20′,22,22′…SiO2層、21,21′…記録膜、23,23′…紫
外線硬化樹脂層、24…有機接着剤層、25,25′…基板、26,26′,2
8,28′,30,30′…SiO2層、27,27′…記録膜、29、29′
…Bi−Sb膜、31,31′…ポリイミド樹脂層、32…ホットメルト接着剤
層。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a sectional view showing the structure of a recording member according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a sectional view showing the structure of a recording member according to the embodiment of the present invention. FIG. 3 is a side view showing an internal structure of a vacuum evaporation apparatus used for producing a recording member of the present invention. Explanation of reference numerals 1, 2, 3 ... evaporation boat, 4 ... electron beam evaporation source, 6, 7, 8, 9 ... mask having a sectoral slit, 10, 11, 12, 13 ... shutter, 14 ... substrate, 15
, 16, 17, 18 ... Quartz crystal oscillator type film thickness monitor, 19, 19 '... Substrate, 20,
20 ', 22, 22' ... SiO 2 layer, 21, 21 '... recording film, 23, 23' ... UV curable resin layer, 24 ... organic adhesive layer, 25, 25 '... substrate, 26, 26', 2
8, 28 ', 30, 30' ... SiO 2 layer, 27, 27 '... recording film, 29, 29'
... Bi-Sb film, 31, 31 '... Polyimide resin layer, 32 ... Hot melt adhesive layer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1.基板と、該基板上に直接もしくは無機物および有機物のうちの少なくとも一
者からなる保護層を介して形成された記録用ビームの照射を受けて膜の変形をほ
とんど伴なわずに原子配列変化を生じ、情報の記録、消去及び書き換えが可能な
情報記録用薄膜を有する相変化記録媒体において、上記情報記録用薄膜の上に無
機物および有機物のうち少なくとも一者からなる中間層を介して反射層を設けた
構成を有し、上記情報記録用薄膜はその膜厚方向の平均組成が一般式、CzGe
αTeβ(ただし、z、α、およびβは原子パーセントでそれぞれ、5≦z≦6
5、40<z+α≦65、10≦α、35≦β<55、z+α+β=100の範
囲の値であり、CはSb)で表されることを特徴とする相変化記録媒体。 .上記中間相の膜厚が3nm以上400nm以下であることを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載の相変化記録媒体。 .上記中間層が酸化物、硫化物、窒化物、弗化物のうち少なくとも一者から成
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の相変化記録媒体。 .上記情報記録用薄膜の膜厚が15nm以上50nm以下であることを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載の相変化記録媒体。 .上記各層の積層順序が、基板側から、保護層、記録膜、中間層、反射層とな
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の相変化記録媒体。
[Claims] 1. Irradiation with a substrate and a recording beam formed directly on the substrate or via a protective layer made of at least one of an inorganic substance and an organic substance causes an atomic arrangement change with almost no deformation of the film. In a phase change recording medium having an information recording thin film capable of recording, erasing, and rewriting information, the information recording thin film is provided with an intermediate layer made of at least one of an inorganic substance and an organic substance on the information recording thin film. The information recording thin film has an average composition in the film thickness direction represented by a general formula: CzGe
αTeβ (where z, α, and β are each an atomic percent and 5 ≦ z ≦ 6
5, 40 <z + α ≦ 65, 10 ≦ α, 35 ≦ β <55 , z + α + β = 100 , and C is represented by Sb ). 2 . 2. The phase change recording medium according to claim 1, wherein the thickness of the intermediate phase is 3 nm or more and 400 nm or less. 3 . 2. The phase change recording medium according to claim 1, wherein said intermediate layer is made of at least one of an oxide, a sulfide, a nitride, and a fluoride. 4 . 2. The phase change recording medium according to claim 1, wherein said information recording thin film has a thickness of 15 nm or more and 50 nm or less. 5 . 2. The phase change recording medium according to claim 1, wherein the order of lamination of the layers is, from the substrate side, a protective layer, a recording film, an intermediate layer, and a reflective layer.

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