JP2595956C - - Google Patents

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JP2595956C
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光を用いて記録,再生または消去を行なう光記録媒体に関する。 〔従来の技術〕 従来の光記録媒体は、光により記録,再生または消去を行なうための記録層が
空気中の水分や酸素,あるいは熱によつて酸化腐食を受け、保存,運搬あるいは
使用中に記録層の特性(C/N,ビツトエラーレート,反射率,屈折率,θk,Hc等)
が劣化するばかりでなく、ピンホールが多量に発生するため使用できないという
欠点を有していた。そこで特開昭59−110052号公報,特開昭60−131659号公報の
ように保護膜として、アルミニウムの窒化物,珪素の窒化物,MgF2,ZnS,CeF3,AlF
33NaFなどの非酸化物や、特開昭58−215744号公報のようにSiO2,SiO,Al2O3,ZrO2
,TiO2などの酸化物をスパツタリング,蒸着,イオンプレーテイングCVD(Chemic
al Vapor Deposition)などの真空成膜法により成膜して使用していた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし、前述の従来技術では、スパツタリング蒸着,イオンプレーテイング,C
VD(Chemical Vapor Deposition)法のような真空成膜法で成膜した窒化珪素,
窒化アルミニウムなどの窒化物は熱膨張率が低く、高分子基板(アクリル樹脂,
エポキシ樹脂,ポリカーボネート樹脂など)に成膜した場合クラツクを生じやす
いと同時に窒化珪素は保護特性が劣り、窒化アルミニウムは空気中の水分により
アルマイト化して光学特性(屈折率,透過率など)に変化をきたしやすい。また
、酸化珪素,二酸化珪素,硫化亜鉛などの酸化物や硫化物は保護特性が悪いのと
同時に遊離酸素を多く含んでいるため記録層を酸化するおそれがあり、空気中の
水分や酸素を吸着しやすく光学特性に変化をきたすという問題点を有していた。
そこで本発明はこのような問題点を解決するものでその目的とするところは、ス
パツタリング,蒸着,イオンプレーテイング,CVD(Chemical Vapor Deposition
)法のような真空成膜法で製膜しても密着力があり、光学特性の温度,湿度ある
いは経時の変化が少なく、熱膨張率にも問題なくクラツクを生じにくい膜を設け
ることにより、記録層のC/N,ビツトエラーレート,反射率,透過率,θr,Hc等の
記録,再生または消去に必要なパラメーターの温度,湿度あるいは経時による変
化が極めて少ない光記録媒体を提供することである。 〔問題点を解決するための手段〕 透光性支持体上に、金属酸化物を含有する窒化アルミニウムシリコン酸を有し
、前記窒化アルミニウムシリコン膜の組成をSiAlXNYと表したとき、XおよびY
が、次の関係式 を満たし、前記窒化アルミニウムシリコン膜に含有される前記金属酸化物の割合
が、0.1から50重量パーセントの範囲であることを特徴とする。 また、前記窒化アルミニウムシリコンに含有される前記金属酸化物が、Be,Mg,Ca
,Sr,Ba,Si,Al,Ge,In,Sn,Pb,As,Sb,Se,Te,Zn,Cd,Ti,V,Cr,Mn,Fe,Y,Zr,Nb,Mo,La,C
e, Pr,Nd,Sm,Eu,Gd,Th,Dy,Ho,Er,Hf,Ta,WおよびReから選ばれた1種または2種以上
の金属酸化物であることを特徴とする。 〔実施例〕 第1図から第3図は本発明の実施例における光記録媒体の断面の基本構成図で
ある。 第1図に示す光記録媒体は窒化珪素と窒化アルミニウムの焼結体ターゲツト(
窒化珪素80wt%,窒化アルミニウム20wt%)上に酸化マグネシウムペレツト(5m
m×5mm×1mm)をのせ、RFマグネトロンスパツタリング法により、SiAlXNY層に酸
化マグネシウムが2重量パーセント含有されるように諸条件を制御して、1のポ
リカーボネート透光性支持体上に1000Åスパツタした後、鉄−コバルトターゲツ
ト上にテルビウムペレツト(5mm×5mm×1mm)をのせ、DCマグネトロンスパツタ
リング法により、3の記録層であるテルビウム−鉄−コバルト系のマモルフアス
磁性層を成膜して、さらに3の磁性層の上にSiAlXNY層に酸化マグネシウムが2
重量パーセント含有されるように諸条件を制御して1000Åスパツタした後、5の
紫外線硬化樹脂を用いて6のポリカーボネートの透光性支持体を貼り合わせた構
成になつている。 第2図に示す光記録媒体は、第1図に示す場合と同様に、7のポリカーボネー
ト透光性支持体上に8の酸化マグネシウムを2重量パーセント含有するSiAlXNY
層を設けた後、9のネオジウム−デイスプロシウム−鉄−コバルト−チタンの記
録層をネオジム−デイスプロシウム−鉄−コバルト−チタンの合金ターゲツトを
用いたDCマグネトロンスパツタリング法により設けた後、さらに10の窒化珪素層
を400Åスパツタした後、11のアルミニウム層を500Åスパツタした後、12の紫外
線硬化樹脂を用いて13のポリカーボネートの透光性支持体と貼り合わせた構成に
なつている。10の窒化珪素層は記録,再生または消去時の9のネオジム−デイス
プロシウム−鉄−コバルト−チタンの記録層の熱伝導をおさえ、低パワーの光で
記録,消去ができるように設定されているため、熱伝導率の低いセラミツクスま
たは半金属(例えばアモルフアスシリコン)であれば何らさしつかえない。また
11のアルミニウム層は磁気力−効果を利用する構成のため光が透過する必要がな いのでほとんどの金属が使用できるが、金属層の反射を利用して再生などを行な
う場合は反射率が高く耐食性のあるものであればよいので、Ti,Cr,Ni,Co,Ag,Cu,
Auなどの金属であればよい。 第3図に示す光記録媒体は透光性支持体としてガラスを用いた場合であり、14
のガラスの透光性支持体上に直接15のネオジム−デイスプロシウム−鉄−コバル
ト−チタンの記録層を設け、その記録層の上に第1図の場合と同様に16の酸化マ
グネシウムを2重量パーセント含有するSiAlXNY層をスパツタした後、12の紫外
線硬化樹脂を用いて18のガラスの透光性支持体と貼り合せた構成になつている。
透光性支持体がガラスであるため、水分や酸素の透過率が低いので直接ネオジム
−デイスプロシウム−鉄−コバルト−チタンの記録層を設けた構成になつている
。 第4図から第6図は従来例であり、本発明である第1図から第3図における酸
化マグネシウムを2重量パーセント含有するSiAlXNY層の部分が窒化珪素単独層
になる構成になつている。第4図の19はポリカーボネートの透光性支持体、20は
窒化珪素層、21はテルビウム−鉄−コバルトの記録層、22は窒化珪素層、23は紫
外線硬化樹脂層、24はポリカーボネートの透光性支持体である。第5図の25はポ
リカーボネートの透光性支持体、26は窒化珪素層、27はネオジム−デイスプロシ
ウム−鉄−コバルト−チタンの記録層、28は窒化珪素層、29はアルミニウム層、
30は紫外線硬化樹脂層、31はポリカーボネートの透光性支持体である。第6図の
32はガラスの透光性支持体、33はネオジウムデイスプロシウム−鉄−コバルト−
チタンの記録層、34は窒化珪素層、35は紫外線硬化樹脂層、36はガラスの透光性
支持体である。 第7図に本発明の基本構成図である第1図から第3図及び従来例である第4図
から第6図に示す光記録媒体の80℃90%RHの環境下におけるビツトエラーレート
の経時変化図を示す。第7図中のaは第1図の構成、bは第2図の構成、cは第
3図の構成、dは第4図の構成、eは第5図の構成、fは第6図の構成の光記録
媒体の場合である。第7図からわかるように、従来例である第4図及び第5図に
示す基本構成の場合は10から100時間で窒化珪素層にクラツクを生じ、第6図の
構成の場合もビツトエラーレートの経時変化が激しく長期信頼性がない反面、本
発明になる第1図から第3図の構成の光記録媒体はビツトエラーレートの経時変 化がないため、長期信頼性があることがわかる。 尚、本実施例における金属酸化物を含有するSiAlXNY層は窒化珪素と窒化アル
ミニウムの焼結体ターゲツトと金属酸化物ペレツトを用いているが、窒化珪素の
ターゲツトと窒化アルミニウムのターゲツトと金属酸化物のターゲツトを用いた
同時スパツタリング法または金属酸化物を含有するSiAlXNYのターゲツトを用い
たスパツタリング法、あるいは蒸着、イオンプレーテイング,CVD(Chemical Vap
or Deposition)などの真空成膜法により成膜してもかまわない。 また、本実施例では透光性支持体としてポリカーボネートおよびガラスを用い
たが、Al2O3,MgO,LiF,BeO,Y2O3,ZrO2,Ti1O3,CaO等の透明セラミツクスからなる
透光性支持体,アクリル樹脂,エポキシ樹脂,ポリ塩化ビニル樹脂,ポリエステ
ル樹脂等の透光性樹脂を用いてもかまわない。 さらに、第1図から第3図において、1,7のポリカーボネート透光性支持体と2
,8の酸化マグネシウムを含有するSiAlXNY層の間、14のガラスの透光性支持体と1
5のネオジム−デイスプロシウム−鉄−コバルト−チタンの記録層の間、2,8の酸
化マグネシウムを2重量パーセント含有するSiAlXNY層と3のテルビウム−鉄−
コバルト系の記録層の間、9のテルビウム−鉄−コバルト系の記録層と10の窒化
珪素層との間または10の窒化珪素層と11のアルミニウム層の間に中間層がある場
合も同様の効果があるため、中間層がある場合でもかまわない。 表1に、第1図に示す構成の光記録媒体における、酸化マグネシウムを2重量
パーセントに含有するSiAlXNY層の部分を他の金属の酸化物を含有するSiAlXNY
でおきかえた場合の、80℃90%冊の環境下で1000時間環境試験したときのビツト
エラーレートと環境試験前のビツトエラーレートとの比を、従来用いられていた
保護膜を用いた場合とあわせて示す。尚、表1において、SiAlXNY層に含有され
る金属酸化物は5重量パーセントと一定にして、テルビウム−鉄−コバルト系の
記録層の前後の層は全く同一の条件で成膜して比較した。 表1の結果よりBe,Mg,Ca,Sr,Ba,B,Al,Ga,In,Si,Sn,Pb,As,Sb,Te,Zn,Cd,Ti,V,C
r,Mn,Fe,Y,Zr,Nb,Mo,La,Ce,Pr,Nd,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Hf,Ta,W,およびReから
選ばれた1種または2種以上の金属の酸化物を含有するSiAlXNY層を用いてもビ
ツトエラーレートの経時変化が極めて少ないため長期信頼性があることがわかる
。 また、第1表の結果およびコスト,無毒性の面からMg,Ca,Al,Ga,In,Si,Zn,Ti,Cr
,Mn,Y,Zrおよび軽希土類から選ばれた1種または2種以上の金属の酸化物を含有
するSiAlXNY層を用いる方がよい。 第8図に、第1図に示す構成の光記録媒体において酸化マグネシウムを2重量
パーセント含有するSiAlXNY層の部分に酸化イツトリウム酸化アルミニウム,酸
化亜鉛または酸化ジルコニウムのSiAlXNY層中の含有量と、テルビウム−鉄−コ
バルト層の環境試験前の力一回転角(θki)と80℃90%RHの環境下で1000時間環
境試験した後の力一回転角(θka)と比との関係図を示す。第8図においてgは
酸化イツトリウム,hは酸化アルミニウム,iは酸化亜鉛,jは酸化ジルコニウムをSi
AlXNY層に含有させた場合をそれぞれ示す。第8図からわかるように、SiAlXNY
に含有される金属酸化物の割合が0.1重量パーセント以下および50重量パーセン ト以上では力一回転角の経時変化が激しくなるため、SiAlXNY層に含有される金
属酸化物は0.1から50重量パーセントの間が良いことがわかる。 第9図に第8図の縦軸を拡大して示した図を示す。第9図においてkは酸化イ
ツトリウム、1は酸化アルミニウム、mは酸化亜鉛、nは酸化ジルコニウムを含
有するSiAlXNY層を用いた場合を示す。第9図からわかるように、力一回転角はS
iAlXNY層に含有される金属酸化物の割合が20重量パーセント以下、特に2から15
重量パーセントのとき非常に安定になるため、SiAlXNY層に含有される金属酸化
物は2から15重量パーセントのとき非常によりことがわかる。 第10図にSiAlXNY層のXとYの関係を示した図を示す。第10図中のIの領域はA
l及びSiが完全に窒化物をつくつた状態よりも多くの窒素を含有する場合で不安
定な領域、IIの領域はAl及びSiが完全に窒化物をつくつた状態からある程度窒素 が不足した状態を示す。Iの領域は不安定でピンホールが多く光学特性(透過度
,屈折率,吸収率など)の経時変化が激しく、IIIの領域はSiAlXNY層を成膜した
ときのSiAlXNY層の光の透過度が低く、光学特性(透過度,屈折率,吸収率など
)の経時変化が激しくなるため使用できない。 第10図中のAはSi1.0Al1.22.5層、BはSi1.0Al1.02.25層、CはSi1.0Al0.
51.9層、DはSi1.0Al0.251.6、DはSi1.0Al0.251.6層、EはSi1.0Al0.5
1.5層、FはSi1.0Al1.01.5層、GはSi1.0Al1.51.6層、HはSi1.0Al2.01.8
層、IはSi1.0Al0.50.85層、JはSi1.0Al1.01.0層およびKはSi1.0Al1.51
.0層をそれぞれ示す。 第11図に、第10図中のA,B,C,D,E,F,G,H,I,JおよびKの組成でSiAlXNY層に酸化
マグネシウムが2重量パーセント含有するように諸条件を制御してパイレツクス
ガラス上に成膜して、80℃90%RHの環境下での光の屈折率の変化率の図を示す。
第11図からわかるようにC,J,HおよびKの組成の光の屈折率の変化率は大きいた
め、C,H,I,JおよびKの組成のSiAlXNY層は用いることができないが、A,B,D,E,F
およびGの組成の光の屈折率の変化率は小さいため用いることができることがわ るSiAlXNY層は用いることができることがわかる。 尚、本実施例では磁気フアラテー効果、磁気力−効果を利用して記録,再生ま たは消去を行なう光磁気記録層であるテルビウム−鉄−コバルト層及びネオジム
−デイスプロシウム−鉄−コバルトチタン層について述べたが、光磁気記録層と
してはテルビウム−コバルト,テルビウム−デイスプロシウム−コバルト、テル
ビウム−デイスプロシウム−鉄−コバルト、ネオジム−鉄−、ネオジム−デイス
プロシウム−コバルト、ネオジム−デイスプロシウム−鉄−コバルトなどの希土
類−遷移金属層の他に、バリウムフエライト、コバルトフエライトなどの酸化物
磁性層についても用いることができ、光相変化型としてはテルル−酸化テルル、
銀−インジウム系、テルル−セレン−錫系などの記録層についても使用すること
ができる。 〔発明の効果〕 以上述べたように、本発明によれば、窒化アルミニウムシリコン膜のアルミニ
ウムとシリコンの量を調節することにより、窒化アルミニウムシリコン膜のピン
ホールの発生を抑え、光記録媒体における透過度、屈折率、吸収率等の光学特性
が安定し、さらに、窒化アルミニウムシリコン膜に含有される金属酸化物の含有
量を調節することにより、カー回転角の安定性が良好となり、高信頼性を有する
光記録媒体を提供することが可能となる。従って、光記録媒体としてC/N、ビツ
トエラーレート、耐候性において良好な特性を有する、という優れた効果を奏す
る。
【図面の簡単な説明】 第1図から第3図は本発明の光記録媒体の構成図、第4図から第6図は従来例
の光記録媒体の構成図、第7図は第1図から第6図に示す光記録媒体の80℃90%
RHの環境下でのビツトエラーレートの経時変化図、第8図は80℃90%RHの環境下
で1000時間環境試験した後のテルビウム−鉄−コバルト層の力一回転角θkaの環
境試験前の力一回転角θkiとの比とSiAlXNY層中の酸化物の含有量との関係図、
第9図は第8図の縦軸を拡大したもので、80℃90%RHの環境下で1000時間環境し
た後のテルビウム−鉄−コバルト層の力一回転角θkaと環境試験前の力一回転角
θkiとの比とSiAlXNY層中の酸化物の含有量との関係図、第10図はSiAlXNY層のX
及びYの値の本発明で用いることができる領域及び用いることができない餉域図
、第 11図は、酸化マグネシウム2%含有の80℃90%RH下での光の屈折率の変化率を示
す図である。 1……ポリカーボネート透光性支持体 2……酸化マグネシウムを2重量パーセント含有するSiAlXNY層 3……記録層(Tb-Fe-Co) 4……酸化マグネシウムを2重量パーセント含有するSiAlXNY層 5……紫外線硬化樹脂層 6……ポリカーボネートの透光性支持体 7……ポリカーボネート透光性支持体 8……酸化マグネシウムを2重量パーセント含有するSiAlXNY層 9……記録層(Nd-Dy-Fe-Co-Ti) 10……窒化珪素層 11……アルミニウム層 12……紫外線硬化樹脂層 13……ポリカーボネートの透光性支持体 14……ガラスの透光性支持体 15……記録体(Nd-Dy-Fe-Co-Ti) 16……酸化マグネシウムを2重量パーセント含有するSiAlXNY層 17……紫外線硬化樹脂層 18……ガラスの透光性支持体 19……ポリカーボネート透光性支持体 20……窒化珪素層 21……記録層(Tb−Fe−Co) 22……窒化珪素層 23……紫外線硬化樹脂層 24……ポリカーボネートの透光性支持体 25……ポリカーボネート透光性支持体 26……窒化珪素層 27……記録体(Nd−Dy−Fe−Co−Ti) 28……窒化珪素層 29……アルミニウム層 30……紫外線硬化樹脂層 31……ポリカーボネートの透光性支持体 32……ポリカーボネート透光性支持体 33……記録体(Nd−Dy−Fe−Co−Ti) 34……窒化珪素層 35……紫外線硬化樹脂層 36……ポリカーボネートの透光性支持体 a……第1図の構成の光記録媒体 b……第2図の構成の光記録媒体 c……第3図の構成の光記録媒体 d……第4図の構成の光記録媒体 e……第5図の構成の光記録媒体 f……第6図の構成の光記録媒体 g……酸化イツトリウムを含有するSiAlXNY層を用いた光記録媒体 h……酸化アルミニウムを含有するSiAlXNY層を用いた光記録媒体 i……酸化亜鉛を含有するSiAlXNY層を用いた光記録媒体 j……酸化ジルコニウムを含有するSiAlXNY層を用いた光記録媒体 k……酸化イツトリウムを含有するSiAlXNY層を用いた光記録媒体 l……酸化アルミニウムを含有するSiAlXNY層を用いた光記録媒体 m……酸化亜鉛を含有するSiAlXNY層を用いた光記録媒体 n……酸化ジルコニウムを含有するSiAlXNY層を用いた光記録媒体 A……Si1.0Al1.22.5 B……Si1.0Al1.02.25 C……Si1.0Al0.51.9 D……Si1.0Al0.251.6 E……Si1.0Al0.51.5 F……Si1.0Al1.01.5 G……Si1.0Al1.51.6 H……Si1.0Al2.01.8 I……Si1.0Al0.50.85 J……Si1.0Al1.01.0 K……Si1.0Al1.51.0

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)透光性支持体上に、金属酸化物を含有する窒化アルミニウムシリコン膜を
    有し、 前記窒化アルミニウムシリコン膜の組成をSiAlXNYと表したとき、XおよびYが
    、次の関係式 を満たし、 前記窒化アルミニウムシリコン膜に含有される前記金属酸化物の割合が、0.1か
    ら50重量パーセントの範囲であることを特徴とする光記録媒体。 (2)前記窒化アルミニウムシリコンに含有される前記金属酸化物が、Be,Mg,Ca
    ,Sr,Ba,Si,Al,Ge,In,Sn,Pb,As,Sb,Se,Te,Zn,Cd,Ti,V,Cr,Mn,Fe,Y,Zr,Nb,Mo,La,C
    e,Pr,Nd,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Hf,Ta,WおよびReから選ばれた1種または2種以
    上の金属酸化物であることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の光記録媒
    体。

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