JP2685754B2 - Information recording medium - Google Patents
Information recording mediumInfo
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- JP2685754B2 JP2685754B2 JP62163039A JP16303987A JP2685754B2 JP 2685754 B2 JP2685754 B2 JP 2685754B2 JP 62163039 A JP62163039 A JP 62163039A JP 16303987 A JP16303987 A JP 16303987A JP 2685754 B2 JP2685754 B2 JP 2685754B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phase
- amorphous
- information
- recording medium
- recording layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Thermal Transfer Or Thermal Recording In General (AREA)
- Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
この発明は、例えばレーザビーム等の光ビームを照射
することにより記録層に結晶質相と非晶質相との間の相
変化を生じさせて情報を記録消去する情報記録媒体に関
する。
(従来の技術及びその問題点)
従来、情報の消去が可能な光ディスクとして相変化型
のものが知られている。この相変化型の光ディスクにお
いては、記録層にレーザビームを照射することにより、
記録層が例えば結晶質と非晶質との間で可逆的に相変化
することを利用して情報を記録消去する。
このような相変化する材料としては、例えば、Te,Ge,
TeGe,InSe,SbSe,SbTe等の半導体、半導体化合物又は金
属間化合物がある。これらは、その温度により、結晶質
相と非晶質相との2つの状態を選択的にとり、各状態に
おいてN=n−ikで現される複素屈折率が相違するの
で、レーザビームによる熱処理でこれら2つの状態を可
逆的に変化させて情報を記録消去する(S.R.Ovshinsky
Metallurgical Transactions 2 641 1971)。こ
の技術の場合には、結晶質相と非晶質相とで反射率が著
しく異なるため、記録レベルが高い。
しかしながら、これらの材料はいずれも結晶化速度が
遅いので消去速度が小さいという不都合がある。
一方、上述の方式と異なり、レーザビームの照射によ
り相異なる結晶質間で可逆的に相変化させて情報を記録
消去する技術もある。このような相変化をする材料とし
てはIn−Sb合金が知られている。
In−Sb合金薄膜は、比較的パルス幅が大きいレーザビ
ームの照射により微細な結晶部分が短時間に比較的大き
な結晶に成長する。これら2つの結晶構造は異なる複素
屈折率を有し、レーザビームを照射して再生する場合
に、例えば、反射光量の差として結晶状態を区別する。
この場合に、記録層組成がIn50Sb50金属間化合物であれ
ば、金属間化合物はレーザビーム照射による原子同士の
近距離でのオーダリング(規則化)が極めて速いので、
初期化及び消去における結晶化を極めて速くすることが
でき、上述の結晶質及び非晶質間の相変化により情報を
記録消去する記録層の欠点を解消することができる。
しかしながら、In50Sb50で記録層を形成する場合に
は、情報を記録することが困難である。つまり、In−Sb
合金で記録層を形成して相異なる結晶相間で相変化させ
る場合には、レーザビーム照射によりIn50Sb50結晶粒と
Sb結晶粒との混合相となり、レーザビームの照射条件に
よってSb結晶粒子の大きさが変化することにより、情報
が記録消去されるので、In−Sb合金においてSbが過剰で
なければ、情報が記録されない。一方、Sbが過剰なIn−
Sb合金を記録層として使用する場合には、Sbは結晶化速
度が遅いので、初期化及び消去の速度が小さく、初期化
不良及び消去残りが生じてしまう。
このように、In−Sb合金を記録層として使用し、相異
なる結晶相間で情報を記録消去する場合には、上述した
ような不都合があるが、In50Sb50は結晶化速度が大きい
から、In50Sb50で記録層を形成して結晶質相と非晶質相
との間で相変化を生じさせて情報を記録消去すれば、上
述のような問題点を解決することができると考えられ
る。しかしながら、記録層をIn50Sb50で形成した場合に
は、実際には、記録層に20mWという大出力のレーザービ
ームを照射しても、結晶室から非晶質に相変化しない。
即ち、結晶質と非晶質との間の相変化は、記録層の合金
組成によって生じる場合と生じない場合とが存在し、た
とえ記録層として良好な特性を有すると予想される組成
の合金で記録層を形成したとしても、結晶質と非晶質と
の間で層変化を生じさせて記録を記録消去することがで
きるとは限らない。
本願発明者の経験によれば、結晶質と非晶質との間で
相変化することができ、記録層として使用可能な材料及
び組成を探索する場合に、通常、2元又は3元状態図に
基いて、融点が300乃至600℃であり、結晶化温度が約15
0℃以上になるような組成の合金を選択する。なぜなら
ば、レーザービーム照射により非晶質の記録ピットを形
成させるためには一度その材料を溶融した後急冷しなけ
ればならないから融点がある程度低くなければならず、
また、一度形成された非晶質の記録ピットが通常の環境
下で結晶化しないように結晶化温度がある程度高くなけ
ればならないからである。
しかし、このような基準で作成した2元又は3元の合
金であっても、レーザービーム照射後の冷却速度が小さ
ければ、そのまま除冷されて非晶質の記録ピットになら
ずに結晶化してしまう場合もある。また、材料によって
は結晶質のほうが安定であるために、非晶質化しなかっ
たり、レーザービームの照射により一度溶融しても自然
に結晶質に戻ってしまう場合がある。結晶化温度が150
℃以上というのはあくまで目安であって、それ以上の温
度の場合には非晶質が安定であるという補償はない。
最近の報告によれば、情報記録媒体のサンプルを作成
した後、昇温速度を変化させながら結晶化温度を測定
し、所謂、キッインジャープロットを作成して、非晶質
から結晶質への変化のしやすさ、即ち非晶質の寿命を推
定する方法が提案されているが、これらは、一度サンプ
ルを作成し、複雑な測定及び計算を行なわなければなら
ないという不都合がある。このように、従来は、サンプ
ルを作成する前に、非晶質の安定度を簡易に且つ確実に
予測する手段が存在しない。
この発明はかかる事情に鑑みてなされたものであっ
て、確実に結晶質と非晶質との間で相変化させることが
できる記録層を有する情報記録媒体を提供することを目
的とする。
[発明の構成]
(問題点を解決するための手段)
この発明に係る情報記録媒体は、基板と、光ビームが
照射されることにより結晶質相と非晶質相との間で相変
化して情報が記録消去される記録層とを有する情報記録
媒体であって、前記記録層は、2以上の元素からなり、
室温において液相の混合エンタルピーが固相の混合エン
タルピーよりも低い合金で形成されていることを特徴と
する。
(作用)
本願発明者等が種々検討を重ねた結果、2以上の元素
からなる合金で記録層を形成し、この記録層に結晶質と
非晶質との間の層変化を生じさせて情報を記録消去する
情報記録媒体において、この相変化を生じさせるために
は、この合金が室温において非晶質状態で熱力学的に安
定に存在し得なければならず、そのためには、液相の混
合エンタルピーが固相の混合エンタルピーよりも低くな
ければならないことを見出した。この発明はこのような
知見に基いてなされたものであって、光ビームの照射に
より結晶質と非晶質との間で相変化させる記録層を少な
くともこのような合金で形成することにより、情報の記
録消去が可能となる。
(実施例)
以下、この発明の実施例について具体的に説明する。
In50Sb50合金層が、いかに大きな出力のレーザービー
ムが照射されても非晶質化しない原因は、In50Sb50の場
合、室温における固相の混合エンタルピーが、In−Sb合
金の液相の混合エンタルピー曲線よりも下に存在するか
らである。つまり、非晶質状態が常温で安定に存在する
ためには、前述したように、その液相の混合エンタルピ
ーが固相の混合エンタルピーよりも低い必要があるが、
In50Sb50は金属間化合物であり、金属間化合物は結晶状
態において熱力学的に極めて安定であるから、固相の混
合エンタルピーが極めて低く、この組成において、液相
の混合エンタルピーよりも固相の混合エンタルピーのほ
うが低くなる。
以上のように、In50Sb50は液相の混合エンタルピーよ
りも固相の混合エンタルピーのほうが低く、結晶質と非
晶質との間で相変化し得ず、このような傾向は、InxSb
100-x合金においてxが35乃至80の場合にも存在する
が、In−Sb合金に液相の混合エンタルピーを下げ得る第
3元素を添加することにより、非晶質に成り得る組成領
域を増加させることができる。
例えば、第3元素としてTeを用いると、液相混合エン
タルピーを低下させることができる。第2図はIn−Sb−
Te合金の等エンタルピー曲線である(G.Gather,B.Leque
ndre and R.Blacknik Journal of Less−Common
Metals 77(1981)71)。これに示すように、InxSbに
おいては、xが35乃至80の場合に、液相の混合エンタル
ピーが−2500乃至−5000J/molである。この値は固相の
混合エンタルピーよりも高く、この組成の合金層に光ビ
ームを照射しても非晶質にならない。しかし、この図で
液相混合エンタルピーが−5000J/molよりも小さくなる
組成においては、この値が固相の混合エンタルピーより
も低く、光ビームの照射により十分に非晶質になり得
る。従って、そのような組成で記録層を形成することに
より、結晶質と非晶質との間で可逆的に層変化させるこ
とができる。
以下、詳細に説明する。
この実施例に係る情報記録媒体は、例えば第1図に示
すように構成されている。基板11は透明で材質上の経時
変化が少ない材料、例えば、ポリカーボネート樹脂等の
材料でつくられている。基板11には、保護層12、記録層
13、保護層14及び外側保護層15がこの順に形成されてい
る。保護層12,14はSiO2で形成されており、記録消去時
に記録層13が蒸発して穴があいてしまうことを防止して
いる。外側保護層15は、紫外線硬化樹脂により形成され
ており、ディスクの取扱い上表面に傷等が発生すること
を防止する機能を有している。記録層13は、InXSbYTeZ
の組成を有する合金で形成されており、液相の混合エン
タルピーが−5000J/molよりも小さい値を示すように、
X,Y,Zの値が調節される。記録層13をこのような組成に
することにより、レーザービーム等の光ビームの照射に
よって結晶質と非晶質との間で相変化させることができ
る。
このような条件を満足させる範囲内で、記録層13をX,
Y,Zが種々の値の合金を使用して形成したサンプルを作
成した。
液相の混合エンタルピーが−5000J/molよりも小さく
−10000J/mol以上の例として、第2図中×印で示す
In50Sb40Te10、
In45Sb45Te10、
In31.5Sb58.5Te10、
In16Sb64Te20を作成し、これらをA群とした。また、液
相の混合エンタルピーが約−10000J/molの例として、第
2図中丸印で示すIn42Sb43Te15、
In73Sb12Te15、
In62Sb25Te13を作成し、これらをサンプルB群とした。
以下、液相の混合エンタルピーが約15000J/molの例とし
て、第2図中三角印で示すIn76Sb11Te23、
In36Sb37Te27、
In54Sb23Te23をC群、
約−20000J/molの例として第2図中四角印で示すIn59Sb
10Te31、
In46Sb00Te34、
In31Sb28Te41をサンプルD群とした。
このような光ディスクは、以下のように製造される。
先ず、基板11をスパッタ装置内に設置し、SiO2ターゲッ
トを使用してアルゴン雰囲気下でスパッタリングし、Si
O2製の保護層12を形成する。次いで、同じ雰囲気を維持
したまま、記録層の各構成元素でつくられたターゲット
による3元同時スパッタ又は、予め得ようとする記録層
組成に調整されたターゲットによるスパッタにより、所
定組成の記録層13を形成する。その後、再度SiO2ターゲ
ットのスパッタによりSiO2製の保護層14を形成し、その
後、基板をスパッタ装置から外して、スピンコート法に
より保護層14の上に紫外線硬化樹脂を塗布し、これに紫
外線を照射して外側保護層15を形成する。
次に、前述のサンプルA群乃至D群を動評価装置によ
り特性を評価した結果を示す。この場合に、いずれのサ
ンプルも成膜直後は非晶質であった。また、ディスクの
回転数を900rpmとした。
以下に評価の工程について説明する。
初期化
記録層13は成膜直後に非晶質であるため、この記録層
13に出力が5mWのレーザビームを連続光照射して、記録
層13を結晶化する。
記録
初期化された記録層13の上に出力が10mWでパルス幅が
100ns、デューティ比が50%のパルス状のレーザービー
ム16を照射し、非晶質の記録ピット17を形成する。
再生
記録層に比較的弱いレーザービームを照射し、反射光
の強度を検出することにより情報を読取る。
消去
記録ピット17に初期化の場合と同様の条件のレーザー
ビームを照射して、この部分を再度結晶化して情報を消
去する。
このようにして特性評価した結果を第1表に示す。
この表に示すように、サンプルA群乃至D群のいずれ
も再生信号レベルが同程度であるが、消去特性に関して
は、A群及びB群が消去残りが生じなかったのに対し、
C群及びD群は消去残りが確認された。また、これらの
サンプルを温度が65℃及び湿度が85%の環境下において
環境試験を実施して反射率の変化を把握した結果、Teを
比較的多量に含有するサンプルC群及びD群において、
Teの酸化による反射率の低下が確認されたが、サンプル
A群及びB群は殆ど劣化がなかった。
以上の結果により、これらのサンプルの中では、Te含
有量が少ないサンプルA群及びB群が900rpmという高速
回転であっても、消去特性が良好であり、耐環境特性も
良好であることが確認された。即ち、従来非晶質化する
ことができなかったInSb合金膜でも、少量のTeを添加す
ることにより容易に非晶質できることが判明した。これ
に対して、サンプルC群及びD群は容易に非晶質の記録
ピットを形成することができるが、Teを比較的多量に含
有しているため、消去残りが発生し、耐環境性も劣悪で
あった。
なお、上記サンプルの記録ピット部分及び消去部分を
透過型電子顕微鏡(TEM)により形態観察した結果、消
去部分はサンプルA群乃至D群はいずれも結晶であり、
記録ピット部分はサンプルA群が非晶質中で微細結晶が
点在しているマイクロクリスタルで、サンプルB群乃至
D群が完全な非晶質であった。
以上説明したように、この実施例では、記録層を合金
で形成する場合に、結晶質及び非晶質相互間の相変化可
能性を液相の混合エンタルピーに着目して判断したの
で、従来のように合金の融点及び結晶化温度により結晶
質及び非晶質相互間の相変化可能性を判断するよりも確
実である。
この実施例においては、In−Sb−Te3元合金を記録層
として用いる場合について示したが、これに限定される
ことなく、他の2元系3元系合金、又は、それ以上の元
素の合金で記録層を有する場合にも適用することがで
き、要するに、液相の混合エンタルピーが固相の混合エ
ンタルピーよりも低いものであればよい。
[発明の効果]
この発明によれば、液相の混合エンタルピーが固相の
混合エンタルピーよりも小さい合金で記録層を形成した
ので、記録層の光ビーム照射部分を結晶質と非晶質との
間で確実に相変化させることができる。即ち、結晶質及
び非晶質相互間の相変化を利用して情報を記録消去する
タイプの情報記録媒体において、記録層の合金組成を選
定する際に、上述のような組成を選択することにより、
適切な組成を確実に選択することができる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial field of application) The present invention is directed to irradiating a light beam, such as a laser beam, between a crystalline phase and an amorphous phase in a recording layer. The present invention relates to an information recording medium that records and erases information by causing a phase change. (Prior Art and Problems Thereof) A phase change type optical disc has been known as an optical disc from which information can be erased. In this phase change type optical disc, by irradiating the recording layer with a laser beam,
Information is recorded and erased by utilizing the reversible phase change of the recording layer between, for example, crystalline and amorphous. Examples of such phase change materials include Te, Ge,
There are semiconductors such as TeGe, InSe, SbSe, SbTe, semiconductor compounds or intermetallic compounds. These selectively take two states, a crystalline phase and an amorphous phase, depending on the temperature, and the complex refractive index expressed by N = n-ik is different in each state. Information is recorded and erased by reversibly changing these two states (SROvshinsky
Metallurgical Transactions 2 641 1971). In the case of this technique, the recording level is high because the reflectance is significantly different between the crystalline phase and the amorphous phase. However, all of these materials have a disadvantage that the erasing speed is low because the crystallization speed is slow. On the other hand, unlike the above-described method, there is also a technique of recording and erasing information by reversibly changing the phase between different crystalline materials by irradiation with a laser beam. An In-Sb alloy is known as a material that undergoes such a phase change. In the In-Sb alloy thin film, a fine crystal portion grows into a relatively large crystal in a short time by irradiation with a laser beam having a relatively large pulse width. These two crystal structures have different complex refractive indexes, and when reproducing by irradiating a laser beam, for example, the crystal states are distinguished as a difference in the amount of reflected light.
In this case, if the recording layer composition is an In 50 Sb 50 intermetallic compound, the intermetallic compound is extremely fast in ordering (ordering) at a short distance between atoms by laser beam irradiation.
Crystallization during initialization and erasure can be made extremely fast, and the above-mentioned defects of the recording layer for recording and erasing information due to the phase change between crystalline and amorphous can be eliminated. However, when forming a recording layer with In 50 Sb 50 , it is difficult to record information. That is, In-Sb
When a recording layer is formed of an alloy to change the phase between different crystal phases, In 50 Sb 50 crystal grains are generated by laser beam irradiation.
Information is recorded and erased by becoming a mixed phase with Sb crystal grains and changing the size of Sb crystal grains depending on the irradiation condition of the laser beam, so if Sb is not excessive in the In-Sb alloy, information is recorded. Not done. On the other hand, In-
When Sb alloy is used as the recording layer, Sb has a low crystallization speed, so the initialization and erasing speeds are low, resulting in poor initialization and unerased residue. Thus, using the In-Sb alloy as a recording layer, when recording and erasing information between different crystal phases, there are the disadvantages as described above, but In 50 Sb 50 has a high crystallization rate, It is thought that the above problems can be solved by forming a recording layer with In 50 Sb 50 and causing a phase change between a crystalline phase and an amorphous phase to record and erase information. To be However, when the recording layer is formed of In 50 Sb 50 , actually, even if the recording layer is irradiated with a laser beam having a high output of 20 mW, the phase change from the crystal chamber to the amorphous state does not occur.
That is, the phase change between crystalline and amorphous may or may not occur depending on the alloy composition of the recording layer, and even if the alloy has a composition expected to have good characteristics as the recording layer. Even if the recording layer is formed, it is not always possible to record and erase the recording by causing a layer change between crystalline and amorphous. According to the experience of the inventor of the present application, a binary or ternary phase diagram is usually used when searching for a material and a composition that can change a phase between crystalline and amorphous and can be used as a recording layer. Based on, the melting point is 300-600 ℃, the crystallization temperature is about 15
Select an alloy whose composition is 0 ° C or higher. Because in order to form amorphous recording pits by laser beam irradiation, the material must be melted once and then rapidly cooled, so the melting point must be low to some extent,
In addition, the crystallization temperature must be high to some extent so that the amorphous recording pits once formed do not crystallize under a normal environment. However, even with a binary or ternary alloy prepared on the basis of such criteria, if the cooling rate after laser beam irradiation is low, it will be cooled as it is and crystallized without forming amorphous recording pits. In some cases, In addition, depending on the material, the crystalline material is more stable, so that the material may not be made amorphous, or even if it is once melted by the irradiation of a laser beam, it may naturally return to the crystalline material. Crystallization temperature is 150
C. or higher is a guideline only, and there is no compensation that the amorphous is stable at a temperature higher than that. According to a recent report, after making a sample of an information recording medium, the crystallization temperature is measured while changing the temperature rising rate, and a so-called Kinger plot is created to change from amorphous to crystalline. Methods for estimating the variability, that is, the lifetime of an amorphous material have been proposed, but these have the disadvantage that a sample must be prepared once and complicated measurement and calculation must be performed. As described above, conventionally, there is no means for easily and surely predicting the stability of an amorphous material before preparing a sample. The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an information recording medium having a recording layer capable of reliably changing the phase between crystalline and amorphous. [Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) The information recording medium according to the present invention undergoes a phase change between a crystalline phase and an amorphous phase when irradiated with a light beam. An information recording medium having a recording layer on which information is recorded and erased, wherein the recording layer is composed of two or more elements,
It is characterized in that it is formed of an alloy whose mixing enthalpy in the liquid phase is lower than that in the solid phase at room temperature. (Operation) As a result of various investigations by the inventors of the present application, a recording layer is formed of an alloy composed of two or more elements, and a layer change between crystalline and amorphous is caused in the recording layer to obtain information. In order to cause this phase change in the information recording medium for recording and erasing, the alloy must be able to exist thermodynamically stably in an amorphous state at room temperature. It was found that the mixing enthalpy should be lower than that of solid phase. The present invention has been made on the basis of such knowledge, and by forming at least such a recording layer a phase change between crystalline and amorphous by irradiation of a light beam, It is possible to erase the record. (Example) Hereinafter, the Example of this invention is described concretely. The reason why the In 50 Sb 50 alloy layer does not become amorphous no matter how high the power of the laser beam is irradiated is that in the case of In 50 Sb 50 , the mixing enthalpy of the solid phase at room temperature is the liquid phase of the In-Sb alloy. This is because it exists below the mixed enthalpy curve of. That is, in order for the amorphous state to exist stably at room temperature, the mixing enthalpy of the liquid phase needs to be lower than the mixing enthalpy of the solid phase as described above.
In 50 Sb 50 is an intermetallic compound, and since the intermetallic compound is thermodynamically extremely stable in the crystalline state, the mixing enthalpy of the solid phase is extremely low. Has a lower mixing enthalpy. As described above, an In 50 Sb 50 is lower in enthalpy of mixing of the solid phase than enthalpy of mixing of the liquid phase, Eze and phase change between the crystalline and amorphous, such tendency, an In x Sb
Although it exists even when x is 35 to 80 in 100-x alloy, the composition region that can become amorphous is increased by adding a third element that can lower the mixing enthalpy of liquid phase to In-Sb alloy. Can be made. For example, when Te is used as the third element, the liquid phase mixing enthalpy can be reduced. Figure 2 shows In-Sb-
Is isenthalpic curve of Te alloy (G. Gather, B. Leque
ndre and R. Blacknik Journal of Less-Common
Metals 77 (1981) 71). As shown in the figure, in In x Sb, when x is 35 to 80, the mixing enthalpy of the liquid phase is −2500 to −5000 J / mol. This value is higher than the mixing enthalpy of the solid phase, and even if the alloy layer of this composition is irradiated with a light beam, it does not become amorphous. However, in the figure, in the composition where the liquid phase mixing enthalpy is smaller than -5000 J / mol, this value is lower than the solid phase mixing enthalpy, and it can be sufficiently amorphous by irradiation with a light beam. Therefore, by forming the recording layer with such a composition, the layer can be reversibly changed between crystalline and amorphous. The details will be described below. The information recording medium according to this embodiment is configured, for example, as shown in FIG. The substrate 11 is made of a material that is transparent and does not easily change with time, such as a polycarbonate resin. The substrate 11 includes a protective layer 12 and a recording layer.
13, the protective layer 14 and the outer protective layer 15 are formed in this order. The protective layers 12 and 14 are formed of SiO 2 and prevent the recording layer 13 from evaporating and forming holes during recording and erasing. The outer protective layer 15 is formed of an ultraviolet curable resin and has a function of preventing scratches and the like from being generated on the surface in handling the disc. The recording layer 13 is made of In X Sb Y Te Z.
It is formed of an alloy having a composition of, so that the mixing enthalpy of the liquid phase shows a value smaller than -5000 J / mol,
The X, Y, Z values are adjusted. When the recording layer 13 has such a composition, it is possible to change the phase between crystalline and amorphous by irradiation with a light beam such as a laser beam. Within the range satisfying such conditions, the recording layer 13 is X,
Samples formed by using alloys having various values of Y and Z were prepared. As an example where the mixing enthalpy of the liquid phase is smaller than −5000 J / mol and is −10,000 J / mol or more, In 50 Sb 40 Te 10 , In 45 Sb 45 Te 10 , In 31.5 Sb 58.5 Te 10 shown by crosses in FIG. , In 16 Sb 64 Te 20 were prepared and designated as group A. In addition, as an example where the mixing enthalpy of the liquid phase is about −10,000 J / mol, In 42 Sb 43 Te 15 , In 73 Sb 12 Te 15 , In 62 Sb 25 Te 13 shown by circles in FIG. It was set as sample B group.
Hereinafter, as an example in which the mixing enthalpy of the liquid phase is about 15000 J / mol, In 76 Sb 11 Te 23 , In 36 Sb 37 Te 27 , In 54 Sb 23 Te 23 shown by triangle marks in FIG. As an example of 20000 J / mol, In 59 Sb indicated by a square mark in Fig. 2
10 Te 31 , In 46 Sb 00 Te 34 , and In 31 Sb 28 Te 41 were used as the sample D group. Such an optical disc is manufactured as follows.
First, the substrate 11 is placed in a sputtering apparatus, and a SiO 2 target is used to perform sputtering in an argon atmosphere,
A protective layer 12 made of O 2 is formed. Then, while maintaining the same atmosphere, the recording layer 13 having a predetermined composition is formed by simultaneous ternary sputtering with a target made of each constituent element of the recording layer or sputtering with a target adjusted to a recording layer composition to be obtained in advance. To form. After that, the protective layer 14 made of SiO 2 is formed again by sputtering the SiO 2 target, then the substrate is removed from the sputtering apparatus, and the ultraviolet curable resin is applied on the protective layer 14 by the spin coating method. To form the outer protective layer 15. Next, the results of evaluating the characteristics of the above-described sample groups A to D by a dynamic evaluation device are shown. In this case, all the samples were amorphous immediately after the film formation. Moreover, the rotation speed of the disk was set to 900 rpm. The evaluation process will be described below. Initialization The recording layer 13 is amorphous immediately after it is formed.
The recording layer 13 is crystallized by irradiating 13 with a laser beam having an output of 5 mW continuously. Recording On the initialized recording layer 13, the output is 10 mW and the pulse width is
Amorphous recording pits 17 are formed by irradiating a pulsed laser beam 16 with 100 ns and a duty ratio of 50%. Information is read by irradiating the recording layer with a relatively weak laser beam and detecting the intensity of the reflected light. Erasing The recording pit 17 is irradiated with a laser beam under the same conditions as in the case of initialization, and this portion is recrystallized to erase information. Table 1 shows the results of the characteristic evaluation performed in this manner. As shown in this table, although the reproduction signal levels of the samples A to D are almost the same, the erase characteristics of the A and B groups were the same.
Remaining erasure was confirmed in groups C and D. In addition, as a result of conducting an environmental test on these samples in an environment of a temperature of 65 ° C. and a humidity of 85% and grasping a change in reflectance, in the samples C group and D group containing a relatively large amount of Te,
Although a decrease in reflectance due to the oxidation of Te was confirmed, the samples A and B had almost no deterioration. From the above results, it was confirmed that among these samples, the erasing characteristics and the environmental resistance characteristics were good even in the samples A and B having a small Te content at a high rotation speed of 900 rpm. Was done. That is, it was found that even an InSb alloy film that could not be made amorphous conventionally can be easily made amorphous by adding a small amount of Te. On the other hand, the sample C group and the D group can easily form the amorphous recording pits, but since they contain a relatively large amount of Te, erasure residue occurs and the environmental resistance is also high. It was poor. As a result of morphological observation of the recording pit portion and the erased portion of the above sample with a transmission electron microscope (TEM), the erased portion is a crystal in each of sample groups A to D,
The recording pits were microcrystals in which sample group A was amorphous and fine crystals were scattered, and sample groups B to D were completely amorphous. As described above, in this example, when the recording layer was formed of an alloy, the possibility of phase change between crystalline and amorphous was judged by focusing on the mixing enthalpy of the liquid phase. Thus, the melting point and crystallization temperature of the alloy are more reliable than judging the possibility of phase change between crystalline and amorphous. In this embodiment, the case where the In—Sb—Te ternary alloy is used as the recording layer has been described, but the present invention is not limited to this, and other binary ternary alloys or alloys of more elements are used. The present invention can also be applied to the case where the recording layer has a recording layer, and the point is that the mixing enthalpy of the liquid phase is lower than that of the solid phase. EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, since the recording layer is made of an alloy having a mixed enthalpy of liquid phase smaller than that of solid phase, the light beam irradiation portion of the recording layer is made of crystalline and amorphous. It is possible to surely change the phase between. That is, in the information recording medium of the type that records and erases information by utilizing the phase change between crystalline and amorphous, by selecting the composition as described above when selecting the alloy composition of the recording layer. ,
The proper composition can be reliably selected.
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の実施例に係る情報記録媒体を示す断
面図、第2図はIn−Sb−Te3元合金系の等エンタルピー
曲線を示す図である。
11;基板、12,14,15;保護層、13;記録層、16;レーザービ
ーム、17;記録ピットBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a sectional view showing an information recording medium according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a view showing an isenthalpy curve of an In—Sb—Te ternary alloy system. 11; substrate, 12, 14, 15; protective layer, 13; recording layer, 16; laser beam, 17; recording pit
Claims (1)
の混合エンタルピーが固相の混合エンタルピーよりも低
い2以上の元素からなる合金のうち、下記(a)乃至
(c)の組成範囲を除く合金で形成され、光ビームが照
射されることにより結晶質相と非晶質相との間で相変化
する記録層と、を有することを特徴とする情報記録媒
体。 (a) 原子%で、(Rx−Sb1-x)yQ1-yで示される範囲 ただし、式中のRはGaまたはIn、QはSeまたはTeで、x
=0.46〜0.54,y=0.94〜1.00。 (b) 原子%で、InxSbyTezにおいて、5≦x≦25,25
≦y≦45,30≦z≦70、かつx+y+z=100の範囲。 (c) TeおよびInを主成分とし、Se,Ge,As,Ga,Sb,S,A
u,Cu,Pb,Pdの元素群から選ばれた少なくとも一種の元素
を含む合金からなり、TeとInの原子含有率比が1:1〜1:9
の範囲にあり、Se,Ge,As,Ga,Sb,S,Au,Cu,Pb,Pdの元素群
から選ばれた少なくとも一種の元素は、3〜30原子%で
含有している範囲。 2.前記非晶質相に相変化させて情報記録を行った場合
に得られる再生信号レベルに対する、前記情報記録を行
った後に前記結晶質相に相変化されて前記記録された情
報の消去を行った場合に得られる再生信号レベルの比が
30%以下であることを特徴とする請求項1に記載の情報
記録媒体。 3.室温において液相の混合エンタルピーが5000J/mol
よりも小さく、−20000J/mol以上のエンタルピー範囲を
有することを特徴とする請求項1に記載の情報記録媒
体。 4.前記非晶質相に相変化されて情報記録を行った場合
に得られる再生信号レベルに対する、前記情報記録を行
った後に前記結晶質相に相変化されて前記記録された情
報の消去を行った場合に得られる再生信号レベルの比が
30%以下であることを特徴とする請求項3に記載の情報
記録媒体。 5.2以上の元素に対して他の元素を添加して、室温に
おける液相の混合エンタルピーが固相の混合エンタルピ
ーよりも低くなるように合金組成を調節し、この組成を
調節した合金で、光ビームが照射されることにより結晶
質相と非晶質相との間で相変化する記録層を形成するこ
とを特徴とする情報記録媒体の製造方法。(57) [Claims] Of a substrate and an alloy provided on the substrate and composed of two or more elements having a mixed enthalpy of liquid phase lower than the mixed enthalpy of solid phase at room temperature, an alloy excluding the following composition ranges (a) to (c) And a recording layer that changes in phase between a crystalline phase and an amorphous phase when irradiated with a light beam, the information recording medium. (A) in atomic%, a range represented by (R x -Sb 1-x) y Q 1-y wherein, R in the formula is Ga or an In, Q is Se or Te, x
= 0.46 to 0.54, y = 0.94 to 1.00. (B) in atomic%, the In x Sb y Te z, 5 ≦ x ≦ 25,25
Ranges of ≦ y ≦ 45, 30 ≦ z ≦ 70, and x + y + z = 100. (C) Te, In as main components, Se, Ge, As, Ga, Sb, S, A
u, Cu, Pb, consisting of an alloy containing at least one element selected from the element group of Pd, the atomic content ratio of Te and In is 1: 1 ~ 1: 9
And a range in which at least one element selected from the group of elements Se, Ge, As, Ga, Sb, S, Au, Cu, Pb, and Pd is contained at 3 to 30 atomic%. 2. The recorded signal was erased by changing the phase to the crystalline phase after the information was recorded, with respect to the reproduction signal level obtained when the information was recorded by changing the phase to the amorphous phase. If the ratio of the reproduced signal level obtained in
The information recording medium according to claim 1, wherein the content is 30% or less. 3. Mixing enthalpy of liquid phase at room temperature is 5000 J / mol
The information recording medium according to claim 1, wherein the information recording medium is smaller than the above and has an enthalpy range of -20,000 J / mol or more. 4. The recorded signal was erased by changing the phase to the crystalline phase after the information was recorded, with respect to the reproduction signal level obtained when the information was recorded by changing the phase to the amorphous phase. If the ratio of the reproduced signal level obtained in
The information recording medium according to claim 3, wherein the content is 30% or less. The alloy composition is adjusted so that the mixing enthalpy of the liquid phase at room temperature is lower than the mixing enthalpy of the solid phase by adding other elements to the elements of 5.2 or more. A method for manufacturing an information recording medium, which comprises forming a recording layer that undergoes a phase change between a crystalline phase and an amorphous phase when irradiated with a light beam.
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JPS647346A JPS647346A (en) | 1989-01-11 |
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ID=15766021
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JP2827202B2 (en) * | 1987-03-27 | 1998-11-25 | 東レ株式会社 | Optical recording medium |
-
1987
- 1987-06-30 JP JP62163039A patent/JP2685754B2/en not_active Expired - Lifetime
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