JP2687358B2 - Optical information recording medium - Google Patents

Optical information recording medium

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JP2687358B2
JP2687358B2 JP62164530A JP16453087A JP2687358B2 JP 2687358 B2 JP2687358 B2 JP 2687358B2 JP 62164530 A JP62164530 A JP 62164530A JP 16453087 A JP16453087 A JP 16453087A JP 2687358 B2 JP2687358 B2 JP 2687358B2
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recording
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erasing
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正敏 高尾
昇 山田
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はレーザー光線等の光学的手段を用いて情報信
号を高密度かつ高速に記録再生し、かつ書き換え可能な
光学情報記録媒体に関するものである。 従来の技術 レーザー光線を利用して高密度な情報の記録再生を行
う技術は公知であり、現在、文書ファイルシステム、静
止画ファイルシステム等への応用が行われている。また
書き換え可能型の情報記録システムについても研究開発
がなされており、事例が報告されている。光ディスクの
記録を司る活性層には主にTeなどのカルコゲン、または
その化合物(カルコゲン化物)を主成分としている。こ
れらの物質においては、加熱・除冷によりアモルファス
相が比較的容易に得られ、しかも結晶相とアモルファス
相とで光学定数が変化する。この現象を検出することに
より情報の再生を行う。 アモルファス相は、例えば強くて短いパルスレーザー
光を照射し、照射部を液相まで昇温し、その後急冷する
ことにより得られる。一方結晶相は、例えば弱くて長い
パルスレーザー光を照射して、アモルファス相を加熱・
除冷することにより得られる。光学定数の変化は主に反
射率の変化として観測される。 書き換え可能型光ディスク装置の場合には、アモルフ
ァス相を記録された信号に対応させ、結晶相を消去した
状態に対応させる。すなわち、結晶の海のなかにアモル
ファスの島が浮かんでいる状態が情報の記録されたパタ
ーンである。この方が逆の場合と比べて高速なスイッチ
ングが要求される記録時に急冷条件で対処できるので、
有利である。 単体のTeは室温で結晶として安定であり、アモルファ
ス状態としては存在しない。従って、室温でアモルファ
ス相を安定に存在させるために、様々な元素を添加する
ことを検討されており、その代表的な添加物のひとつと
してGeが広く知られている。 共有結合性の強い配位数4のGeは、ある特定の濃度
(約30原子%)まではTeの共有結合による鎖状の原子の
つながり(配位数2)のなかに侵入し、3次元的なガラ
スのネットワーク構造を安定化するので、適当量の添加
で室温でもアモルファス構造が安定になる。 すなわち、Ge濃度が30原子%程度まではアモルファス
の基本構造は2配位の鎖状構造であって、それをGeの4
配位構造が安定化するという図式となっている。したが
って、Geが添加されるにつれて、アモルファス状態−結
晶間の変態温度(または結晶化温度(Tx))は高温側へ
ずれる。しかし、Geの添加ではTxは上昇するものの、結
晶化に要する時間(以下結晶化時間)は実際の光ディス
ク装置で実用に供するにはまだ長すぎて、不十分であ
る。実用的には結晶化時間(消去時間)を数μ秒以下に
する必要がある。 この原因は、ひとつには、Teの鎖状構造の慣性能率が
大きくて、結晶化時の原子の運動(拡散)が停止するま
での時間が長くかかるためと考えられている。このこと
は別の見方をすると鎖状構造では粘性が大きく、運動の
抵抗が大きい(減衰係数が小さい)ことに対応してい
る。ふたつ目には、Geの添加では共有結合の方向性が強
調されて、原子の結合の自由度が小さくなって、結晶化
に時間を要するからである。 そこで、結晶化時間を短くするためには、結合の方向
性の強い共有結合主体の構造から、より等方的なイオン
結合性や金属結合性の混ざった構造にすることにより、
鎖状光像や3次元のネットワーク構造を部分的に破壊し
て、自由に原子が拡散して結合の組み替えができるよう
にするのが必要であると予測された。 そこで、本発明者らは鎖状構造を破壊する目的で、種
々の元素を添加してその効果を調べた。その前に、従来
例としてTe−Geを基本にした光学式記録材料(以下記録
膜と記述する)には、例えば、Ge15Te81Sb2S2等(特公
昭47−26897号公報)がある。しかしながら、Sbおよび
Sは少量の添加では、元素の性格上アモルファス状態を
安定化することはあっても結晶化を推進する効果は少な
いので、結晶化時間はおおよそ数十μ秒以上で、結晶化
(消去)時間が長く、また、記録パターンのコントラス
ト比も十分でないので、実用的には満足するべくもので
はなかった。 一方、本発明者等は、Te−Ge−Au系合金(特願昭60−
61137号)、もしくは、Te−Ge−Sn−Au系合金(特願昭6
0−112420号)等で、特定のAuおよびSnの添加量の時にT
e−Ge二元系での前述の不十分な特性が改善されること
を見いだした。これら、Au、Snは共有結合性の強い構造
を部分的に破壊することにより、結晶化を促進する役割
をしており、結晶化時間は数μ秒以下となり、短くなっ
ている。 本発明者等はさらに高性能な記録材料を得る検討を加
えたところ、以下に述べる材料系で一層良好な特性が示
されることを見いだした。 発明が解決しようとする課題 本発明は、書き換え可能な光ディスク媒体において、
レーザーを照射して消しながら書いていくという同時消
録を実現するために、消去(結晶化)に要する時間を実
用的な範囲に短縮することを目的とする。 課題を解決するための手段 光、熱等の手段を用いて光学定数の変化を生じさせる
ことにより、情報の記録、再生、消去を行なう光学式情
報記録再生媒体において、光学定数の変化を示す活性材
料が、テルル(Te)、アンチモン(Sb)、および銀(A
g)よりなる合金であって、合金の組成が、Te・Sb・Ag
を頂点とする三角組成図を示す第1図のB−F−G−H
−Cを結ぶ範囲内で、化学量論的組成のA点を除く範囲
とする。 作用 Te−Sb−Ag系合金を用いることにより、記録消去特性
のうち特に消去時間を短縮を図ることができる。 実施例 前述のごとく、書き換え可能な光ディスクにおいては
記録に比べて時間を要する結晶化、すなわち消去時間を
短くすることが高速に記録、消去して、高い性能を引き
出すのに必要である。 本発明者等は、結晶化時間を短縮するためには、材料
的に、異方的な結合である共有結合が主になっているネ
ットワークからなるアモルファス構造よりも、相当の部
分が等方的なイオン結合や金属結合性が混ざったアモル
ファスネットワークを形成する必要があるという観点に
立って検討を加えた。 その結果記録材料としてTe−Sb−Ag三元合金系で、そ
の可能性があることを実証した。 第2図にSb2Te3−Ag2Te擬二元系の相図を示す。三元
化合物として、化学量論的組成のAgSbTe2なる化合物
(ベーター相)が知られている。この化合物は、相図の
両端の二元化合物が1:1に混ざってできたもので、結合
構造は岩塩型であって融点は約570℃である。無秩序に
原子が分布した岩塩型であるので、Sb2Te3よりに固溶体
が形成される(参考文献:ローズ・マリー・マリン氏他
(Rose−Marie Marin et al.)、J.Mater.Sci.vol.20
(1983)730.)。 記録層は真空蒸着、またはスパッタリングなどの方法
が適用でき、透明基板の上に形成し、形成後の記録層は
アモルファスである。 記録媒体の構造を第3図に示す。1は基板、2は基板
を熱から保護するための無機物よりなる耐熱保護層、3
は記録層で、4は2と同様な耐熱保護層であり、5の接
着材により6の保護基板を貼り合わせている。記録、再
生、消去を行うレーザー光は1の基板側から入射させ
る。 基板1の材質は、ガラス、石英、ポリカーボネート、
あるいは、ポリメチルメタクリレート(PMMA)を使用し
た。 記録膜3の膜厚はおよそ100nmであって、耐熱保護層
2および4によって、その両側を保護している。耐熱保
護層2および4の材料には硫化亜鉛(ZnS)を用いた。
耐熱保護層の膜厚は、光学的、および、熱設計的に最適
になるように決定した。具体的には基板1側の耐熱保護
層2は100nm、記録膜3の上の耐熱保護層4には200nm設
けた。 得られた記録層を、種々の手段で特性を調べた。その
中でも本発明において必要なのは、消去特性としての結
晶化温度(Tx)と、結晶化を開始するレーザー光のパワ
ーとパルス幅である。 まず、結晶化温度については、一定の温度上昇率で昇
温しているステージ上にガラス基板上に作成した試料を
置いて、強度の弱いレーザー光を照射しながら透過率ま
たは反射率を測定して、それらが変化を開始する温度を
測定することで決定した。 結晶化時間は、静的および動的な方法で測定した。静
的な測定は、PMMA上に耐熱保護層を設け、構造を光ディ
スクと同一とした模擬的な試料を用い、媒体とレーザー
光とが静止した状態で測定するものである。特定強度を
有するレーザーを、パルス幅を変えて照射した後の反射
率変化の有無を測定し、変化が開始するパルス幅を求
め、結晶化の閾値とする。また、アモルファス化の閾値
も、一旦結晶化させた試料に再度レーザーを照射して同
様に測定した。動的な測定は、実際に光ディスクを作成
して、記録、再生、消去特性を測定した。光ディスクの
基板にはポリカーボネートを用いた。 参考例1 記録膜として、化学量論化合物であるTe50Sb25Ag
25(第1図のA点の組成)を真空蒸着法で成膜し、記録
および消去特性を測定した。なお、記録膜の膜厚は100n
mで、耐熱保護層には硫化亜鉛を用いた。 得られた記録膜のTxは110℃であった。 第4図に静的な測定による結晶化特性を示す。同図に
示すように照射パワーを2mWから10mWと増加させるにし
たがって、結晶化開始パルス幅で短パルス側へシフトし
ていくのがわかる。また、同図から10mWのパワーで30n
秒の結晶化閾値が得られていることがわかる。 アモルファス化特性は、一旦パワー4mWでパルス幅2
μ秒の単発パルスを照射した記録膜の位置と同じ位置
に、そのパワーよりも強いレーザー光を照射して測定し
た。 第5図に示すように14mW以上のパワーで、反射率変化
が生じていることから、アモルファス化が実現している
ことがわかる。 参考例2 記録膜として、参考例1と同様な構成で、化学量論化
合物Te50Sb25Ag25(第1図のA点の組成)を真空蒸着法
で成膜し、光ディスクとしての動的な特性を測定した。
なお、記録膜の膜厚は100nmで、耐熱保護層には硫化亜
鉛を用いた。 得られた記録膜のTxは110℃であった。 ディスクとしては5.25インチの基板を用い、レーザー
ビームとディスクの相対速度は10m/秒である。 第7図に周波数5MHzの時の記録のCN比(搬送波対ノイ
ズ比)と書き込みパワーとの関係を示す。同図からわか
るように、記録パワーが14mWから20mWと増加させるにし
たがって、CN比が増加している。 第8図に記録した信号の消去特性を示す。横軸は消去
レーザー光のパワー、縦軸が消去率である。消去を行う
レーザービームの形状は円形で、パワーはガウス分布で
ある。記録信号のパワーは18mWであり、消去(結晶化)
は直流的にレーザー光を照射することにより行った。こ
の条件でも十分に結晶化(消去)が行われていることが
わかる。 参考例3 記録膜として、化学量論化合物であるTe50Sb25Ag
25(第1図のA点の組成)を真空蒸着法で石英基板上に
直接成膜し、結晶化過程をX線回折法で追跡した。な
お、記録膜の膜厚は100nmで、昇華性の元素の飛散を防
ぐため二酸化ケイ素を50nmコーティングした。 得られた記録膜のTxは110℃であったので、アルゴン
雰囲気中で100℃、200℃および350℃で熱処理した後
で、X線回折測定を行った。 その結果を第1表に示す。A点の組成は化学量論組成
であるため、結晶化が完全に終了した後では、AgSbTe2
の回折線が観察されて、他の相は認められなかった。す
なわち、この記録膜は単相の化合物よりなっていること
がわかる。 実施例1 記録膜として、化学量論化合物より少しずれた組成の
Te48Sb22Ag30(第1図のE点の組成)の記録膜を真空蒸
着法で成膜し特性を測定した。なお、記録膜の膜厚は10
0nmで、耐熱保護層は硫化亜鉛を用いた。 得られた記録膜のTxは120℃であった。 第6図に静的な特性による結晶化特性を示す。参考例
1と同様に、照射パワーを2mWから10mWと増加させるに
したがって、結晶化開始パルス幅が短パルス側へシフト
していくのがわかる。本実施例では10mWのパワーで70n
秒の結晶化開始閾値が得られ、参考例1の化学量論組成
とほぼ同等の性質を示した。 アモルファス化も参考例1と同じく、14mW以上のパワ
ーで観察された。 実施例2 記録膜として、化学量論化合物よりも少しずれた組成
を真空蒸着法で成膜し、特性を測定した。記録膜の膜厚
はそれぞれ100nmで、各々の耐熱保護層には硫化亜鉛を
用いた。 第2表に得られた記録膜の組成、結晶化温度Tx、およ
び静的な測定による結晶化開始の閾値を示す。その時の
照射パワーを10mWとした。また、同第2表に、レーザー
パワー18mWの時のアモルファス化開始の閾値も示した。 第2表から明らかなように、二元組成の化学量論化合
物のSb2Te3とAg2Teを結ぶ組成線上に、結晶化速度が高
い化合物が存在することがわかる。特に、B、F、G、
H、C点で囲まれた領域では、結晶化の閾値が100n秒以
下、アモルファス化の閾値が70n秒以下で、しかも結晶
化温度(Tx)が115℃以上で、化学量論三元組成のA点
よりも記録膜としての特性的に優れていることがわか
る。 なお、上記好ましい組成範囲が、二元組成の化学量論
化合物のSb2Te3側に片寄った傾向を示すことは、第2図
に示した固溶体相(ベーター相)が存在するためと考え
られる。 実施例3 記録膜として、化学量論化合物であるTe50Sb25Ag
25(第1図の組成点A)の周辺組成(第1図及び第2表
のB、C、D、G、J、K)の化合物を、真空蒸着法で
石英基板上に直接成膜し、成膜化合物をX線回折法で同
定した。各々の膜厚は100nmで、昇華性元素の飛散を防
ぐためそれぞれに二酸化ケイ素を50nmコーティングし
た。なお、X線回折による同定は、アルゴン雰囲気中35
0℃で熱処理後に行った。 結果を第3表に示す。結晶化後の組成は、化学量論三
元化合物AgSbTe2と同一構造の化合物と、少量のSb2Te3
またはAg2Teの各化学量論二元化合物の混合物よりなっ
ていることがわかる。 発明の効果 本発明によれば、テルル、アンチモンおよび銀よりな
る合金の内、第1図に示す組成点B(Te56Sb34Ag10)−
F(Te56Sb35Ag10)−G(Te40Sb25Ag35)−H(Te40Sb
35Ag25)−C(Te46Sb19Ag35)を結ぶ領域内で、化学量
論三元化合物のA(Te50Sb25Ag25)を除く範囲内の活性
材料を用いることにより、消去(結晶化)速度を実使用
レベルに速めるとともに、記録・消去が安定に行える光
学式情報記録媒体を実現できる効果がある。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical information recording medium capable of recording and reproducing information signals at high density and at high speed using optical means such as a laser beam and rewritable. 2. Description of the Related Art Techniques for recording and reproducing high-density information using a laser beam are known, and currently applied to document file systems, still image file systems, and the like. Research and development has also been conducted on rewritable information recording systems, and examples have been reported. The active layer that controls the recording of an optical disk mainly contains chalcogen such as Te or its compound (chalcogen compound). In these substances, an amorphous phase can be relatively easily obtained by heating and cooling, and the optical constant changes between the crystalline phase and the amorphous phase. By detecting this phenomenon, information is reproduced. The amorphous phase is obtained, for example, by irradiating an intense and short pulsed laser beam, raising the temperature of the irradiated portion to a liquid phase, and then rapidly cooling. On the other hand, the crystalline phase is irradiated with, for example, a weak and long pulsed laser beam to heat the amorphous phase.
It is obtained by cooling. Changes in optical constants are mainly observed as changes in reflectance. In the case of a rewritable optical disk device, an amorphous phase is made to correspond to a recorded signal, and a crystalline phase is made to correspond to an erased state. That is, the state where the amorphous island is floating in the crystal sea is the pattern in which the information is recorded. Compared to the case where this is the opposite, it is possible to deal with the rapid cooling condition at the time of recording that requires high-speed switching,
It is advantageous. Te alone is stable as a crystal at room temperature and does not exist in an amorphous state. Therefore, in order to make the amorphous phase stably exist at room temperature, addition of various elements has been studied, and Ge is widely known as one of the typical additives. Ge, which has a strong covalent bond with a coordination number of 4, penetrates into a chain of chain-like atoms (coordination number of 2) due to the covalent bond of Te up to a certain specific concentration (about 30 atom%), and is three-dimensional. Since it stabilizes the typical glass network structure, the addition of an appropriate amount stabilizes the amorphous structure even at room temperature. In other words, up to a Ge concentration of about 30 atomic%, the amorphous basic structure is a two-coordinate chain structure.
The scheme shows that the coordination structure is stabilized. Therefore, as Ge is added, the transformation temperature between the amorphous state and the crystal (or crystallization temperature (Tx)) shifts to the high temperature side. However, although the addition of Ge increases Tx, the time required for crystallization (hereinafter, crystallization time) is still too long and insufficient for practical use in an actual optical disk device. Practically, it is necessary to set the crystallization time (erasing time) to several microseconds or less. This is thought to be due in part to the large moment of inertia of the Te chain structure, which takes a long time to stop the movement (diffusion) of atoms during crystallization. From another viewpoint, this corresponds to the fact that the chain structure has a high viscosity and a high resistance to movement (a small damping coefficient). Second, the addition of Ge emphasizes the directionality of covalent bonds, reduces the degree of freedom of atomic bonding, and requires time for crystallization. Therefore, in order to shorten the crystallization time, by changing from a structure mainly composed of covalent bonds with a strong bond direction to a structure mixed with more isotropic ionic and metal bonds,
It was predicted that it would be necessary to partially destroy the chain-like optical image and the three-dimensional network structure so that atoms could freely diffuse and recombine bonds. Then, the present inventors added various elements for the purpose of destroying the chain structure, and examined the effects thereof. Prior to that, as a conventional example, an optical recording material based on Te-Ge (hereinafter referred to as a recording film) includes, for example, Ge 15 Te 81 Sb 2 S 2 (Japanese Patent Publication No. 47-26897). is there. However, addition of a small amount of Sb and S stabilizes the amorphous state due to the nature of the element, but has little effect of promoting crystallization, so the crystallization time is approximately several tens of microseconds or more, and Since the (erasing) time is long and the contrast ratio of the recording pattern is not sufficient, it was not practically satisfactory. On the other hand, the present inventors have proposed a Te—Ge—Au alloy (Japanese Patent Application No.
No. 61137) or a Te-Ge-Sn-Au alloy (Japanese Patent Application No.
No. 0-112420), when the specific amount of Au and Sn is added, T
It has been found that the above-mentioned insufficient properties in the e-Ge binary system are improved. These Au and Sn play a role of promoting crystallization by partially destroying the structure having a strong covalent bond, and the crystallization time is shortened to several microseconds or less. The present inventors have studied to obtain a recording material with higher performance, and found that the material system described below shows more excellent characteristics. DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention
In order to realize simultaneous erasure by writing while erasing by irradiating a laser, the purpose is to shorten the time required for erasing (crystallization) to a practical range. Means for Solving the Problem In an optical information recording / reproducing medium that records, reproduces, or erases information by causing a change in the optical constant by using a means such as light or heat, an activity showing a change in the optical constant. The materials are tellurium (Te), antimony (Sb), and silver (A
g) and the composition of the alloy is Te / Sb / Ag
B-F-G-H in FIG.
Within the range connecting -C, the range excluding point A of the stoichiometric composition. Action By using a Te-Sb-Ag alloy, it is possible to shorten the erasing time particularly in the recording and erasing characteristics. Example As described above, in a rewritable optical disc, crystallization, which requires more time than recording, that is, shortening the erasing time, is necessary for high-speed recording and erasing to bring out high performance. In order to shorten the crystallization time, the inventors of the present invention have considered that a substantial part of the material is isotropic rather than an amorphous structure composed of a network in which covalent bonds, which are anisotropic bonds, are mainly used. The study was added from the viewpoint that it is necessary to form an amorphous network in which various ionic bonds and metal bonds are mixed. As a result, it was proved that Te-Sb-Ag ternary alloy system as a recording material has the possibility. FIG. 2 shows a phase diagram of the Sb 2 Te 3 -Ag 2 Te pseudo-binary system. As a ternary compound, a compound called a stoichiometric composition called AgSbTe 2 (beta phase) is known. This compound is made by mixing the binary compounds at both ends of the phase diagram in a ratio of 1: 1 and has a bond structure of rock salt type and a melting point of about 570 ° C. Since it is a rock-salt type in which atoms are randomly distributed, a solid solution is formed from Sb 2 Te 3 (reference: Rose-Marie Marin et al., J. Mater. Sci. vol.20
(1983) 730.). A method such as vacuum deposition or sputtering can be applied to the recording layer, which is formed on the transparent substrate, and the recording layer after formation is amorphous. FIG. 3 shows the structure of the recording medium. 1 is a substrate, 2 is a heat-resistant protective layer made of an inorganic material for protecting the substrate from heat, 3
Is a recording layer, 4 is a heat-resistant protective layer similar to 2, and the protective substrate of 6 is bonded with the adhesive of 5. Laser light for recording, reproducing, and erasing is made incident from one substrate side. The material of the substrate 1 is glass, quartz, polycarbonate,
Alternatively, polymethylmethacrylate (PMMA) was used. The film thickness of the recording film 3 is about 100 nm, and both sides thereof are protected by the heat resistant protective layers 2 and 4. Zinc sulfide (ZnS) was used as the material of the heat-resistant protective layers 2 and 4.
The thickness of the heat-resistant protective layer was determined to be optimal in terms of optical and thermal design. Specifically, the heat-resistant protective layer 2 on the substrate 1 side was provided with 100 nm, and the heat-resistant protective layer 4 on the recording film 3 was provided with 200 nm. The characteristics of the obtained recording layer were examined by various means. Among them, what is required in the present invention is a crystallization temperature (Tx) as an erasing characteristic and the power and pulse width of a laser beam for starting crystallization. First, regarding the crystallization temperature, place the sample prepared on the glass substrate on the stage that is heating at a constant temperature rise rate, and measure the transmittance or reflectance while irradiating weak laser light. And by measuring the temperature at which they start to change. Crystallization time was measured by static and dynamic methods. In the static measurement, a heat-resistant protective layer is provided on the PMMA, and a simulated sample having the same structure as the optical disc is used, and the measurement is performed with the medium and the laser light stationary. The presence or absence of a change in reflectance after irradiation with a laser having a specific intensity while changing the pulse width is measured, and the pulse width at which the change starts is determined and used as the threshold for crystallization. The threshold for amorphization was similarly measured by irradiating the once crystallized sample with laser again. In the dynamic measurement, an optical disk was actually prepared, and recording, reproducing, and erasing characteristics were measured. Polycarbonate was used for the substrate of the optical disc. Reference Example 1 As a recording film, a stoichiometric compound of Te 50 Sb 25 Ag was used.
25 (composition at point A in FIG. 1) was formed into a film by the vacuum evaporation method, and the recording and erasing characteristics were measured. The thickness of the recording film is 100n
m, and zinc sulfide was used for the heat-resistant protective layer. The Tx of the obtained recording film was 110 ° C. FIG. 4 shows crystallization characteristics obtained by static measurement. As shown in the figure, as the irradiation power is increased from 2 mW to 10 mW, the crystallization start pulse width shifts to the short pulse side. Also, from the figure, 30n with 10mW power
It can be seen that the crystallization threshold of seconds is obtained. Amorphization characteristics are as follows.
The measurement was performed by irradiating the same position as the position of the recording film irradiated with a single pulse of μ second with a laser beam stronger than the power. As shown in FIG. 5, the change in reflectance occurs at a power of 14 mW or more, which indicates that the amorphous state is realized. Reference Example 2 As a recording film, a stoichiometric compound Te 50 Sb 25 Ag 25 (composition at point A in FIG. 1) was formed by a vacuum vapor deposition method with the same configuration as in Reference Example 1, and was used as an optical disk. Various characteristics were measured.
The thickness of the recording film was 100 nm, and zinc sulfide was used for the heat resistant protective layer. The Tx of the obtained recording film was 110 ° C. A 5.25 inch substrate is used as the disk, and the relative speed of the laser beam and the disk is 10 m / sec. FIG. 7 shows the relationship between the CN ratio (carrier-to-noise ratio) of recording and the writing power when the frequency is 5 MHz. As can be seen from the figure, as the recording power increases from 14 mW to 20 mW, the CN ratio increases. FIG. 8 shows the erase characteristic of the recorded signal. The horizontal axis is the power of the erasing laser beam, and the vertical axis is the erasing rate. The erasing laser beam has a circular shape and the power has a Gaussian distribution. The power of the recording signal is 18mW and it erases (crystallizes)
Was performed by irradiating the laser beam in a direct current. It can be seen that crystallization (erasing) is sufficiently performed even under this condition. Reference Example 3 As a recording film, a stoichiometric compound of Te 50 Sb 25 Ag was used.
25 (composition at point A in FIG. 1) was directly deposited on a quartz substrate by a vacuum evaporation method, and the crystallization process was traced by an X-ray diffraction method. The recording film had a thickness of 100 nm, and was coated with 50 nm of silicon dioxide in order to prevent the sublimable element from scattering. Since the Tx of the obtained recording film was 110 ° C., X-ray diffraction measurement was performed after heat treatment at 100 ° C., 200 ° C. and 350 ° C. in an argon atmosphere. Table 1 shows the results. Since the composition at point A is a stoichiometric composition, after crystallization is completely completed, AgSbTe 2
Diffraction line was observed and no other phase was observed. That is, it can be seen that this recording film is composed of a single-phase compound. Example 1 A recording film having a composition slightly deviated from the stoichiometric compound was used.
A recording film of Te 48 Sb 22 Ag 30 (composition at point E in FIG. 1) was formed by the vacuum evaporation method and the characteristics were measured. The thickness of the recording film is 10
At 0 nm, zinc sulfide was used for the heat-resistant protective layer. The Tx of the obtained recording film was 120 ° C. Figure 6 shows the crystallization characteristics based on static characteristics. As in Reference Example 1, it can be seen that the crystallization start pulse width shifts to the short pulse side as the irradiation power is increased from 2 mW to 10 mW. In this embodiment, 70n with a power of 10mW
A threshold value for crystallization initiation of seconds was obtained, and the properties were almost the same as the stoichiometric composition of Reference Example 1. Amorphization was also observed at a power of 14 mW or higher, as in Reference Example 1. Example 2 As a recording film, a composition slightly deviated from the stoichiometric compound was formed by a vacuum evaporation method, and the characteristics were measured. The film thickness of each recording film was 100 nm, and zinc sulfide was used for each heat-resistant protective layer. Table 2 shows the composition of the obtained recording film, the crystallization temperature Tx, and the threshold value of the crystallization start by the static measurement. The irradiation power at that time was set to 10 mW. Further, Table 2 also shows the threshold value for starting the amorphization when the laser power is 18 mW. As is clear from Table 2, it can be seen that a compound having a high crystallization rate exists on the composition line connecting Sb 2 Te 3 and Ag 2 Te of the binary composition stoichiometric compound. In particular, B, F, G,
In the region surrounded by the points H and C, the crystallization threshold is 100 nsec or less, the amorphization threshold is 70 nsec or less, and the crystallization temperature (Tx) is 115 ° C. or more, and the stoichiometric ternary composition is used. It can be seen that the characteristic as a recording film is superior to point A. It is considered that the above preferable composition range tends to be biased toward the Sb 2 Te 3 side of the stoichiometric compound having a binary composition because the solid solution phase (beta phase) shown in FIG. 2 exists. . Example 3 As a recording film, a stoichiometric compound of Te 50 Sb 25 Ag was used.
Compounds of 25 (composition point A in FIG. 1) and peripheral compositions (B, C, D, G, J, K in FIGS. 1 and 2) were directly formed on a quartz substrate by a vacuum deposition method. The film-forming compound was identified by the X-ray diffraction method. The film thickness of each was 100 nm, and 50 nm of silicon dioxide was coated on each to prevent the sublimable element from scattering. Identification by X-ray diffraction was performed in an argon atmosphere.
It was performed after heat treatment at 0 ° C. The results are shown in Table 3. The composition after crystallization was the same as the stoichiometric ternary compound AgSbTe 2 and a small amount of Sb 2 Te 3
It can also be seen that it consists of a mixture of each stoichiometric binary compound of Ag 2 Te. According to the present invention, among alloys of tellurium, antimony and silver, the composition point B (Te 56 Sb 34 Ag 10 )-shown in FIG.
F (Te 56 Sb 35 Ag 10 ) -G (Te 40 Sb 25 Ag 35 ) -H (Te 40 Sb
Elimination by using an active material within the range connecting 35 Ag 25 ) -C (Te 46 Sb 19 Ag 35 ) excluding the stoichiometric ternary compound A (Te 50 Sb 25 Ag 25 ). There is an effect that the crystallization speed can be increased to a practical use level and an optical information recording medium capable of stable recording and erasing can be realized.

【図面の簡単な説明】 第1図は本発明のTe−Sb−Ag系記録媒体用材料の組成範
囲を示す組成図、第2図はSb2Te3−Ag2Te二元系合金の
相図、第3図は記録媒体の構造を示す断面図、第4図は
静的結晶化特性を示すグラフ、第5図は静的アモルファ
ス化特性を示すグラフ、第6図は静的結晶化特性を示す
グラフ、第7図は動的結晶化特性を示すグラフ、第8図
は消去率の消去パワー依存性を示すグラフである。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a composition diagram showing a composition range of a Te—Sb—Ag type recording medium material of the present invention, and FIG. 2 is a phase of an Sb 2 Te 3 —Ag 2 Te binary alloy. FIG. 3 is a sectional view showing the structure of the recording medium, FIG. 4 is a graph showing static crystallization characteristics, FIG. 5 is a graph showing static amorphization characteristics, and FIG. 6 is a static crystallization characteristics. FIG. 7 is a graph showing dynamic crystallization characteristics, and FIG. 8 is a graph showing erase power dependence of erase ratio.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 1.光、熱等の手段を用いて光学定数の変化を生じさせ
ることにより、情報の記録、再生、消去を行なう光学式
情報記録再生媒体において、光学定数の変化を示す活性
材料が、テルル(Te)、アンチモン(Sb)、および銀
(Ag)よりなる合金であって、前記合金の組成が、Te・
Sb・Agを頂点とする三角組成図を示す第1図のB−F−
G−H−Cを結ぶ範囲内で、化学量論的組成のA点を除
く範囲内にあることを特徴とする光学式情報記録媒体。
(57) [Claims] Tellurium (Te) is an active material that exhibits a change in optical constant in an optical information recording / reproducing medium that records, reproduces, or erases information by causing a change in optical constant using a means such as light or heat. An alloy of nickel, antimony (Sb), and silver (Ag), the composition of which is Te.
BF of FIG. 1 showing a triangular composition diagram with Sb and Ag as vertices
An optical information recording medium, characterized in that it is within the range connecting GHC and excluding point A of the stoichiometric composition.
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