JP2713908B2 - Information storage medium - Google Patents

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JP2713908B2 JP62139812A JP13981287A JP2713908B2 JP 2713908 B2 JP2713908 B2 JP 2713908B2 JP 62139812 A JP62139812 A JP 62139812A JP 13981287 A JP13981287 A JP 13981287A JP 2713908 B2 JP2713908 B2 JP 2713908B2
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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,電子線等の記録用エネルギービ
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変調した信号や、電子計算機のデータやディジタ
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憶媒体に関するもので
ある。 [従来の技術] レーザ光などのエネルギービームによって薄膜に記録
を行う記録原理は種々あるが、薄膜材料の相変化、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、Sb25Te12.5Se62.5,Cd14Te14Se72,Bi2Se3,Sb2S
e3,In20Te20Se60,Bi25Te12.5Se62.5,CeSe,およびTe33Se
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変化光記録膜として用
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、非
晶質状態の安定性が悪い、あるいは耐酸化性が不十分で
あるなどの欠点のうち、少なくとも一者を有しており、
実用化が困難である。 本発明の目的は上記従来技術の欠点を無くし、記録・
(消去)・再生特性が良好で、書き換えを繰り返しても
SN比の低下が少なく、感度が高く、安定性の良い情報記
録用薄膜を提供することにある。 [問題点を解決するための手段] 上記の目的は、情報の記録用部材に用いる情報記録用
薄膜の膜厚方向の平均組成を、一般式AXBYCZDαで表わ
されるものとすることにより達成される。 ここで、X,Y,Zおよびαは原子パーセントで、それぞ
れ0X<30,50Y+Z100, 0α<40の範囲の値である。また、DはTe,Se,および
Sのうち少なくとも一元素、BおよびCはGa,In,Tl,Ge,
Sn,Pb,Sb,Bi,Au,Ag,Cu,Cd,およびZnのうちより選んだ任
意の2元素以上、AはB,CおよびDで表わされる元素以
外の全元素のうち少なくとも一元素である。 本発明の記録用薄膜は膜厚方向の平均組成が上記の範
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。 上記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・(消去)・再生特性を持ち、記録・消去を繰
り返してもSN比の低下が少なく、また、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。 BおよびCで表わされる元素の組み合わせのうちAuを
必須の元素とするものが最も好ましく、次いでAgまたは
Cuを必須の元素とするものが好ましく、次いでSnを必須
の元素とするものが好ましい。 また、BおよびCで表わされる元素の組み合わせのう
ち好ましいものを挙げると、AuとSn,AuとSb,AuとGe,Au
とGa,AuとPb,InとSn,InとBi,InとPb,SnとPb,SnとBi,Sn
とSb,SbとGa,SbとGeのうちの1組であり、これらのうち
特に好ましいものは、AuとSn,AuとSb,AuとGa,AuとPb,Sn
とSbおよびSbとGeのうちの1組である。 Dで表わされるTe,Se,およびSのうちの少なくとも一
元素の役割は、非晶質状態の安定性を向上させ、また、
レーザ光照射による非晶質化を容易にすることに有る。
これら3元素のうちTe,Seのうちの少なくとも一者が特
に好ましい。 AはD,C,およびBで表わされる元素以外の元素、たと
えばSi,As,Cu,Sc,Y,Ti,Zr,V,Nb,Cr,Mo,Mn,Fe,Ru,Co,Rh,
Ni,Pb,Hf,Ta,W,Ir,Pt,Hg,B,C,N,P,O,ランタニド元素,
アクチニド元素,アルカリ金属元素,アルカリ土類金属
元素,ハロゲン元素、不活性ガス元素などのうちの少な
くとも一元素である。 本発明の情報記録用薄膜の、より好ましい組成範囲は
下記のとおりである。 さらに、5α<20であるのが特に好ましい。 本発明においては、B,C,Dで表わされる元素のうちの
一元素または複数元素も、それぞれの群の別の元素が既
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Au−Sn−Se系に対してSを、30原子%未満
でS含有量とSe含有量の和がD群元素含有量の上限の40
原子%以下となる範囲で添加する場合が考えられる。 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、基板でもあ
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
形成されていてもよい。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,B
i,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,Zn,Ga,In,Sb,G
e,Sn,Pbよりなる群より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,A
l,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,In2O3,Al2O3,GeO,GeO2,P
bO,SnO,SnO2,Bi2O3,TeO2,WO2,WO3,Ta2O5,Sc2O3,Y2O3,Ti
O2,ZrO2,CdS,ZnS,CdSe,ZnSe,In2S3,In2Se3,Sb2S3,Sb2Se
3,Ga2S3,Ga2Se3,MgF2,CeF2,CeF3,CaF2,GeS,GeSe,GeSe2,
SnS,SnSe,PbS,PbSe,Bi2Se3,Bi2S2,TaN,Si3N4,AlN,Si,Ti
B2,B4C,B,Cのうち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,Si3N4またはA
lNに近い組成のものが好ましい。酸化物で好ましいのは
Y2O3,Sc2O3,CeO2,TiO2,ZrO2,In2O3,Al2O3,SnO2またはSi
O2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温にす
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5μm以上5mm以下とすると能率
が良い。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できる。反射層は記録書
き換え時の膜変形によるノイズ増大を防ぐ効果も有る。
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有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
あるいは気体の順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。これら反射層,中間層,反
射防止層などは、本発明の記録膜に限らず、他の記録膜
を用いる場合にも有効である。 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場合が在る。混合比
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。ただし有機物との複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慰る。 記録膜 単層膜の場合30nm以上300nm以下。50nm以上1
50nm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。 反射層との2層以上の構造の場合 15nm以上50nm以下 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 有機物保護膜:10nm以上、10mm以下 中間層 :3nm以上400nm以下 光反射層 :5nm以上、5000nm以下 光反射層として熱電動率が常温で5W/m・K以上100W/m
・K以下の範囲に有る、たとえばステンレススチール
(Fe85.9Cr13.7Ni0.4のものなど、CrまたはVを含む鉄
合金)、ニクロム,Crを含むNi合金などを用いると、こ
の層の熱伝導による記録感度の低下がほとんど無く、一
方、記録層の光照射後の冷却速度を速くし、相転移を確
実にする効果が有るので好ましい。上記の熱伝導率の範
囲は10W/m・K以上50W/m・K以下がさらに好ましい範囲
である。この場合、中間層の熱伝導率は0.1W/m・K以上
3W/m・K以下であれば特に好ましい。光反射層、中間層
はともに、記録・消去時に融解しないように融点が600
℃以上であるのが好ましく、1100℃以上であるのが特に
好ましい。このような光反射層および中間層は本発明の
記録層ばかりでなく、他の相変化による光記録部材にも
有効である。 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、何らかの原子配列
変化(相転移,結晶形の変化、結晶グレインの大きさの
変化)などによって光学的性質の変化を起こさせればよ
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。 [作用] 本発明の情報記録用薄膜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。また、書き換えを繰り返してもSN比の低下が
少ない。 [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 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に山の部分に
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100nmのSi3N4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つの蒸発源1,2,
3,4が配置されている。これらのうちの2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
ーム蒸着源である。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Sn、およ
びSeを入れ、電子ビーム蒸発源にAu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とシャッター10,11,12,13が配置さ果いる。基板14
を120rpmで回転しておいて、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発させた。 各蒸発源からの蒸発量は水晶振動子式膜厚モニター1
5,16,17,18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Si3N4に近い組成
の層20上にAu30Sn60Se10の組成の記録膜21を約70nmの膜
厚に蒸着した。Si3N4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Si3N4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Si3N4に近い組成の保護
層20′,Au30Sn60Se10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′のそれぞれの蒸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(Numerical Aperture)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、さらに記録膜上を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、記録膜には一たん融解後
冷却されたために結晶グレインの数と大きさが変化した
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が記録光スポットより大きいレー
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。記録・消去3×105回以上繰返し可能であった。記
録膜上下に形成するSi3N4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1200rp
m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、Si3N4保護層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。 上記の記録膜において、SnとAuの比を一定に保って両
者の和を変化させた時、記録に必要なレーザパワーは次
のように変化した。 0%:記録できず 70%:11mW 40%:記録できず 90%:10mW 50%:15mW 100%:11mW 60%:13mW SnとAuと含有量の和を一定に保って比を変化させた
時、Auの含有量を原子%でY%,Snの含有量をZ%とし
て、Z/Yの値を変化させた時、消去が可能な最短時間は
次のように変化した。 0 :記録できず 1:0.05μs 2.5:0.05μs 3:0.1μs 4:0.7μs 6:1.0μs 9:2.0μs 10:20μs 14:不可逆 ∞:不可逆 (すなわちY=0) 上記の記録膜において、他の元素の相対的な比率を一
定に保ってSeの含有量を変化させた時、昇温速度5℃/
分で昇温した時の結晶化開始温度(結晶化温度と呼ぶ)
および消去可能な最短時間(消去時間と呼ぶ)は次のよ
うに変化した。 結晶化温度 0%:60℃ 20%:150℃ 3%:80℃ 30%:175℃ 5%:100℃ 40%:200℃ 10%:130℃ 50%:150℃ 消去最短時間 0%:0.03μs 10%:0.05μs 20%:0.1μs 30%:0.5μs 40%:2.0μs 50%:10μs また、他の元素の相対的な比率を一定に保ってSiを添
加した時、結晶化温度および消去時の消去比(記録時の
信号と消去後の信号との比をdBで表わした値)は次のよ
うに変化した。 結晶化温度 0%:130℃ 20%:180℃ 5%:150℃ 30%:200℃ 10%:160℃ 40%:170℃ 消去比 0%:−35dB 20%:−30dB 5%:−32dB 30%:−27dB 10%:−30dB 40%:−10dB 本実施例のAuとSnの一部または全部をBおよびC群の
元素であるGa,Tl,Ge,Pb,Sb,Bi,Sn,Ag,Cu,CdおよびZnの
うち一元素または複数元素で置換しても類似の結果が得
られる。 本実施例のSeの一部または全部をD群の元素であるTe
およびSのうち少なくとも一元素で置き換えてもほぼ同
様な結果が得られる。 本実施例のSiの一部または全部をA群の元素である、
B,C,D群の元素以外の元素のうち少なくとも一元素で置
き換えても類似の結果が得られる。これらのうち単体の
原子間距離が3.0Å以上、より好ましくは3.5Å以上の元
素は1%以上含まれる時、相変化を容易にする効果を持
つ。 本実施例の記録膜の膜厚は60nm以上350nm以下で、ま
た無機物保護層は5nm以上200nm以下で良好な特性が得ら
れた。 保護膜としてSi3N4の代わりにZrO2,SiO,SiO2,Y2O3やT
aN,AlNなどの窒化物,Sb2S3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。光入射側の保護膜は反射防止効果
を持つ膜厚とすると記録感度向上などの効果が有り、好
ましい。 実施例2 実施例1と同一の方法で第1図に示したディスクを作
製した。記録膜21には、In37Sb48Au15の組成の記録膜を
約80nmの膜厚で形成した。 上記の記録膜において、InとSbの比を一定に保ってAu
の含有量を変化させた場合、ディスクを温度80℃相対温
度95%の恒温、恒湿内に放置した時のC/Nが3dB低下する
までの時間は次のように変化した。 C/Nが3dB低下 するまでの時間 0%:100時間 5%:300時間 10%:1000時間 15%:2000時間 20%:2000時間 上記の記録膜において、In,SbおよびAnの相対的な比
を一定に保ってSeを添加した場合、ディスク回転の線速
8m/s、記録周波数4MHzの信号を記録した時の帯域幅30kH
zでの搬送波対雑音比(C/N)及び消去時間は次のように
変化した。 C/N 消去時間 0%:40dB 0.02μs 10%:45dB 0.04μs 20%:50dB 0.5μs 30%:52dB 2.0μs 40%:50dB 10μs 実施例3 第2図に示したように、基板として、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ZrO2に近
い組成の厚さ200nmの保護膜26を形成した。次にこの上
にAu50Sb50の組成で膜厚が30nmの記録膜27を形成した。
続いてZrO2に近い組成の厚さ200nmの中間層28を形成
し、さらに厚さ500nmFe74Cr18Ni8の組成の反射層29,ZrO
2に近い組成の厚さ200nm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、両基板の上部のZrO2
30上の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。 反射層29を有するディスクAと反射層29のないディス
クBにおいて、記録・消去繰り返し後の帯域幅30kHzで
の搬送波対雑音比(C/N)は以下のように変化した。 繰り返し回数 ディスクA ディスクB 1回 53dB 53dB 10回 53dB 48dB 103回 52dB 42dB 105回 50dB 35dB 中間層にはZrO2の代わりに実施例1で保護層として使
用可能と述べたGeO2,Al2O3,CeO2,Y2O3,SiO,SiO2,AlN,Ta
N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。これらの層の熱伝導率は10W/m・K以
上、50W/m・K以下が特に好ましい。 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群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。その場合、Auを必須の元素とするもの
が保存寿命が長く、最も好ましい。次いでAgまたはCuを
必須の元素とするものが好ましく、次いでSnを必須の元
素とするものが好ましい。また、BおよびCで表わされ
る元素の組み合わせではAuとSbの他にAuとSn,AuとGe,Au
とGa,AuとPb,InとSn,InとBi,InとPb,SnとPb,SnとBi,Sn
とSb,SbとGa,SbとGeのうちの1組であり、特に好ましい
のはAuとSn,AuとSb,AuとGa,AuとPb,SnとSbおよびSbとGe
のうち1組である。ただしSbを含むものは毒性の面では
やや問題が有る。また、D群のTe,Se,Sのうちの少なく
とも一元素を30%未満添加すると記録状態の安定性が増
す、熱伝導率が低下して記録感度が向上するという効果
が在る。さらに、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パーセント未満添加す
ると消去速度向上、記録感度向上のどの効果が得られ
る。しかし添加量は1パーセント以上15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5000nm
以下の範囲、より好ましくは200nm以上1000nm以下の範
囲に在りのが記録・消去時の変形を防ぐ効果が大きく好
ましい。反射層を設けることにより、記録膜の膜厚が単
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ステンレススチール,ニクロム
など、常温における熱伝導率が5W/m・K以上100W/m・K
以下のものが使用可能である。常温における熱伝導率が
10W/m・K以上50W/m・K以下のものがより好ましい。熱
伝導率が高過ぎると記録感度が低下し、低過ぎると相転
移、特に非晶質化が困難となる。さらにこの場合、中間
層の熱伝導率は0.1W/m・K以上3W/m・K以下であるのが
特に好ましい。 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、たとえば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。 本実施例の記録層は反射層を形成しない場合にも良好
な特性を得られることはもちろんである。 [発明の効果] 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記録
用薄膜を有する情報の記憶媒体を得ることが習きる。記
録の書換えも多数回可能である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a signal obtained by FM-modulating an analog signal such as a video or audio signal by a recording energy beam such as a laser beam or an electron beam, or an electronic computer. The present invention relates to an information storage medium capable of recording digital information such as data and digital audio signals in real time. [Prior Art] There are various recording principles of recording on a thin film by an energy beam such as a laser beam, but recording by a change in the atomic arrangement such as a phase change of a thin film material and photodarkening hardly involves a deformation of the film. Therefore, there is an advantage that a double-sided disc in which two discs are directly bonded can be formed. If the composition is appropriately selected, the recording can be rewritten. Many inventions relating to this type of recording have been filed, and the earliest one is disclosed in Japanese Patent Publication No. 47-26897. Here, Te-Ge, As-Te-Ge, Te-
Many thin films such as O-based are described. JP-A-54-41902 also discloses Ge 20 Tl 5 Sb 5 Se 70 , Ge 20 Bi 10 Se 70
Various compositions are described. Also, Japanese Patent Laid-Open No. 57-24
039 contains Sb 25 Te 12.5 Se 62.5 , Cd 14 Te 14 Se 72 , Bi 2 Se 3 , Sb 2 S
e 3 , In 20 Te 20 Se 60 , Bi 25 Te 12.5 Se 62.5 , CeSe, and Te 33 Se
67 thin films have been described. [Problems to be Solved by the Invention] When any of the thin films shown in the above-mentioned prior art is used as a once-writable or rewritable phase-change optical recording film, the crystallization speed is slow. Poor absorption, poor sensitivity, insufficient reproduction signal intensity, poor stability of the amorphous state, or insufficient oxidation resistance, has at least one of the following disadvantages:
Practical application is difficult. An object of the present invention is to eliminate the above-mentioned disadvantages of the prior art and to record and
(Erasing)-Good reproduction characteristics, even if rewriting is repeated
An object of the present invention is to provide a thin film for information recording which has a small SN ratio, a high sensitivity and a good stability. [Means for Solving the Problems] The object of the present invention is to express the average composition in the film thickness direction of an information recording thin film used for an information recording member by a general formula A X B Y C Z Dα. This is achieved by: Here, X, Y, Z and α are atomic percentages and 0X <30,50Y + Z100, The value is in the range of 0α <40. D is at least one element of Te, Se, and S, and B and C are Ga, In, Tl, Ge,
Any two or more elements selected from Sn, Pb, Sb, Bi, Au, Ag, Cu, Cd, and Zn, and A is at least one of all elements other than the elements represented by B, C, and D is there. The composition of the recording thin film of the present invention may change in the thickness direction as long as the average composition in the thickness direction is within the above range.
However, it is more preferable that the composition change is not discontinuous. The information recording thin film of the present invention having the above composition range has excellent recording / (erasing) / reproducing characteristics, a small decrease in the SN ratio even after repeated recording / erasing, and a laser used for recording and erasing. Light power may be low. Among the combinations of elements represented by B and C, those having Au as an essential element are most preferred, and then Ag or
Preferably, Cu is used as an essential element, and then, Sn is used as an essential element. Preferred combinations of the elements represented by B and C include Au and Sn, Au and Sb, Au and Ge, Au.
And Ga, Au and Pb, In and Sn, In and Bi, In and Pb, Sn and Pb, Sn and Bi, Sn
And Sb, Sb and Ga, Sb and Ge, and among them, Au and Sn, Au and Sb, Au and Ga, Au and Pb, Sn
And Sb and one of Sb and Ge. The role of at least one element of Te, Se, and S represented by D improves the stability of the amorphous state,
This is to facilitate amorphization by laser beam irradiation.
Of these three elements, at least one of Te and Se is particularly preferred. A is an element other than the elements represented by D, C, and B, for example, Si, As, Cu, Sc, Y, Ti, Zr, V, Nb, Cr, Mo, Mn, Fe, Ru, Co, Rh,
Ni, Pb, Hf, Ta, W, Ir, Pt, Hg, B, C, N, P, O, lanthanide,
It is at least one of an actinide element, an alkali metal element, an alkaline earth metal element, a halogen element, an inert gas element and the like. A more preferable composition range of the information recording thin film of the present invention is as follows. Further, it is particularly preferable that 5α <20. In the present invention, one or more of the elements represented by B, C, and D can be considered to be elements of Group A when another element in each group is already used. For example, when the content of S is less than 30 atomic% in the Au-Sn-Se system, the sum of the S content and the Se content is 40% of the upper limit of the D group element content.
It is conceivable that it is added in a range of not more than atomic%. It is preferable that at least one surface of the recording film of the present invention is tightly protected by another substance. More preferably, both sides are protected. These protective layers may be formed of an acrylic resin plate, a polycarbonate plate, an epoxy resin plate, or the like, which is also a substrate, or an organic material such as an acrylic resin, an epoxy resin, polyimide, polyamide, polystyrene, or polyethylene. It may be formed of an inorganic substance mainly containing a substance, fluoride, nitride, sulfide, carbide, boride, boron, carbon, or a metal. Further, these composite materials may be used. At least one of the protective layers adjacent to the recording film is preferably made of an inorganic material. Substrates mainly composed of glass, quartz, sapphire, iron, or aluminum
It can work as one inorganic protective layer. Among organic and inorganic substances, it is preferable that the substance is in close contact with the inorganic substance in terms of heat resistance. However, increasing the thickness of the inorganic layer (excluding the case of the substrate) tends to cause at least one of crack generation, transmittance reduction, and sensitivity reduction. It is preferable that a thick organic material layer is in close contact to increase the mechanical strength. This organic layer may be a substrate. This makes deformation less likely to occur.
As the organic substance, for example, polystyrene, acrylic resin, polycarbonate, epoxy resin, polyimide, polyamide, ethylene-vinyl acetate copolymer known as a hot melt adhesive, and an adhesive are used. UV curable resin may be used. In the case of a protective layer made of an inorganic substance, it may be formed as it is by electron beam evaporation, sputtering, or the like. However, after forming a film made of at least one element of reactive sputtering, metal, metalloid, and semiconductor, Production is facilitated by reacting with at least one of oxygen, sulfur and nitrogen. Examples of the inorganic protective layer include Ce, La, Si, In, Al, Ge, Pb, Sn, and B.
an oxide of at least one element selected from the group consisting of i, Te, Ta, Sc, Y, Ti, Zr, V, Nb, Cr, and W; Cd, Zn, Ga, In, Sb, G
e, Sn, sulfide of at least one element selected from the group consisting of Pb, or selenide, fluoride such as Mg, Ce, Ca, Si, A
It is composed of nitrides such as l, Ta, B, etc., borides such as Ti, carbides such as boron, boron, and carbon. For example, the main components are CeO 2 , La 2 O 3 , SiO, SiO 2 , In 2 O 3 , Al 2 O 3 , GeO, GeO 2 , P
bO, SnO, SnO 2 , Bi 2 O 3 , TeO 2 , WO 2 , WO 3 , Ta 2 O 5 , Sc 2 O 3 , Y 2 O 3 , Ti
O 2 , ZrO 2 , CdS, ZnS, CdSe, ZnSe, In 2 S 3 , In 2 Se 3 , Sb 2 S 3 , Sb 2 Se
3, Ga 2 S 3, Ga 2 Se 3, MgF 2, CeF 2, CeF 3, CaF 2, GeS, GeSe, GeSe 2,
SnS, SnSe, PbS, PbSe, Bi 2 Se 3 , Bi 2 S 2 , TaN, Si 3 N 4 , AlN, Si, Ti
It has a composition close to one of B 2 , B 4 C, B, and C. Of these, not high surface reflectance is too a nitride, film is stable, TaN in that they are strong, Si 3 N 4 or A
A composition close to 1N is preferred. The preferred oxide is
Y 2 O 3 , Sc 2 O 3 , CeO 2 , TiO 2 , ZrO 2 , In 2 O 3 , Al 2 O 3 , SnO 2 or Si
It has a composition close to O 2 . An amorphous material containing hydrogen of Si or C is also preferable. When performing recording by phase transition, it is preferable to crystallize the entire surface of the recording film in advance, but if an organic material is used for the substrate, the substrate cannot be heated to a high temperature. Need to be done. In this case, it is preferable to perform ultraviolet irradiation and heating, irradiation of light from a flash lamp, irradiation of light from a high-power gas laser, or a combination of heating and laser light irradiation. In the case of irradiation with light from a gas laser, efficiency is good if the light spot diameter (half width) is 5 μm or more and 5 mm or less. Of course, it is also possible to record by crystallization on a recording thin film in an amorphous state. Generally, when light is applied to a thin film, the reflected light is superimposed on the reflected light from the front surface of the thin film and the reflected light from the back surface of the thin film, causing interference. When a signal is read by a change in reflectance, the effect of interference can be increased by providing a light reflection (absorption) layer close to the recording film. The reflective layer also has the effect of preventing an increase in noise due to film deformation during recording / rewriting.
In order to further increase the effect of interference, it is preferable to provide an intermediate layer between the recording film and the reflection (absorption) layer. The intermediate layer also has the effect of preventing the interdiffusion between the recording film and the reflective layer from occurring during recording rewriting. The intermediate layer is preferably made of a substance that does not absorb much light used for reading. It is preferable that the thickness of the intermediate layer be 3 nm or more and 400 nm or less, and that the reflectance of the recording member be close to the minimum value near the wavelength of the reading light in the recording state or the erasing state. The reflective layer may be formed between the recording film and the substrate and on any of the opposite sides. A particularly preferred thickness range of the intermediate layer is in the range of 5 nm to 40 nm. It is preferable to form a protective layer made of the above organic material on the side of the reflective layer opposite to the intermediate layer. It is preferable to form an anti-reflection layer on the light incident side of the recording film to reduce the reflectance of at least one of recording light, erasing light, and reading light. The antireflection layer may also serve as a protective layer for the recording film, or a protective layer may be formed between the antireflection layer and the recording film. The anti-reflection layer and the protective layer preferably have a sequentially changing thermal expansion coefficient in the order of recording layer-protective layer-anti-reflective layer-substrate or adhesive or gas, and one of the protective layer and the anti-reflective layer is not formed. It is preferable that the coefficient of thermal expansion changes sequentially also in the case and when each of the layers includes two or more layers. These reflective layers, intermediate layers, antireflection layers, and the like are not limited to the recording film of the present invention, but are also effective when other recording films are used. The recording film of the present invention may be in the form of being dispersed in an oxide, a fluoride, a nitride, an organic material or the like, which can be used as a protective film, by co-evaporation or co-sputtering. By doing so, there are cases where the light absorption coefficient can be adjusted and the intensity of the reproduced signal can be increased. The mixing ratio is the ratio of oxygen, fluorine, nitrogen, and carbon in the entire film.
40% or less is preferable. By forming such a composite film, the crystallization speed is usually decreased, and the sensitivity is usually decreased. However, the sensitivity is improved by forming a composite film with an organic substance. The preferred range of the thickness of each part is as follows. Recording film 30 nm or more and 300 nm or less for a single layer film. 50 nm or more 1
The range of 50 nm or less is particularly preferable in view of the reproduction signal intensity and the recording sensitivity. In the case of a structure having two or more layers with a reflective layer, 15 nm or more and 50 nm or less. However, when protecting with the inorganic substrate itself, 0.1 to 20 mm Organic protective film: 10 nm or more and 10 mm or less Intermediate layer: 3 nm or more and 400 nm or less Light reflective layer: 5 nm or more and 5000 nm or less m ・ K or more 100W / m
When using, for example, stainless steel (Fe 85.9 Cr 13.7 Ni 0.4 , iron alloy containing Cr or V), nichrome, Ni alloy containing Cr, etc. in the range of K or less, recording by heat conduction of this layer This is preferable because there is almost no decrease in sensitivity, and on the other hand, there is an effect of increasing the cooling rate of the recording layer after light irradiation and ensuring the phase transition. The range of the above thermal conductivity is more preferably 10 W / m · K or more and 50 W / m · K or less. In this case, the thermal conductivity of the intermediate layer is 0.1W / m · K or more
It is particularly preferable if it is 3 W / m · K or less. Both the light reflection layer and the intermediate layer have a melting point of 600 to prevent melting during recording / erasing.
C. or higher, particularly preferably 1100.degree. C. or higher. Such a light reflecting layer and an intermediate layer are effective not only for the recording layer of the present invention but also for an optical recording member due to another phase change. The method for forming each of the above layers may be any of vacuum deposition, vapor deposition in gas, sputtering, ion beam sputtering, ion beam deposition, ion plating, electron beam deposition, injection molding, casting, spin coating, plasma polymerization, and the like. It is selected as appropriate. The recording film of the present invention does not necessarily need to utilize the change between the amorphous state and the crystalline state for recording, and may use any change in the atomic arrangement (phase transition, change in crystal form, change in crystal grain size) or the like. What is necessary is just to cause a change in optical properties. The recording member of the present invention can be used not only in a disk shape but also in other forms such as a tape shape and a card shape. [Function] The information recording thin film of the present invention has a high crystallization speed, a high stability of an amorphous state, a large absorption of semiconductor laser light,
High reproduction signal strength and good oxidation resistance. Therefore,
Good recording / erasing characteristics, high sensitivity, and good recording state stability. In addition, even if rewriting is repeated, a decrease in the SN ratio is small. EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. Example 1 A replica of a tracking groove serving also as a protective layer was formed on the surface of a disk-shaped chemically strengthened glass plate having a diameter of 13 cm and a thickness of 1.2 mm with an ultraviolet curable resin, and one circumference was divided into 32 sectors, and each sector was started. A track address and a sector address are provided in the form of a concave and convex pit in a mountain part in the middle of a groove between grooves (this part is called a header part). On the substrate 14, first, an anti-reflection layer and a protective layer are formed by magnetron sputtering. A 100 nm thick Si 3 N 4 layer was formed. Next, this substrate was placed in a vacuum deposition apparatus having an internal structure as shown in FIG. Four evaporation sources 1,2,
3,4 are arranged. Two of these are resistance heating evaporation boats, one of which is an electron beam evaporation source. These boats and the electron beam evaporation source are located substantially below a portion where information is to be recorded on the substrate 14 and on a circle having the same center as the central axis 5 of the substrate rotation. Two deposition boats were charged with Sn and Se, respectively, and Au was charged in the electron beam evaporation source. A mask with a fan slit between each boat and the board 6,
7,8,9 and shutters 10,11,12,13 are arranged and finished. Substrate 14
Was rotated at 120 rpm, a current was applied to each boat, and an electron beam was applied to evaporate the vapor deposition material. The amount of evaporation from each evaporation source is measured using a quartz crystal film thickness monitor 1
Detected at 5, 16, 17, and 18, the current was controlled so that the evaporation rate was constant. As shown in FIG. 1, a recording film 21 having a composition of Au 30 Sn 60 Se 10 was deposited to a thickness of about 70 nm on a layer 20 having a composition close to Si 3 N 4 on a substrate 19. Since the Si 3 N 4 layer has a higher refractive index than the substrate,
An appropriate thickness also serves as an antireflection layer for semiconductor laser light. When the recording film is in an amorphous state or in a state of poor crystallinity, the reflectance is substantially minimized in the vicinity of the wavelength of the laser beam used for reading when the light reflected by the front surface and the back surface of the recording film interferes with each other. The film thickness is as follows. Subsequently, the thickness of the protective layer 22 having a composition close to that of Si 3 N 4 was reduced to about 100 nm by magnetron sputtering again. Similarly 'Si 3 N 4 protective layer 20 having a composition close to the above' another one similar substrate 19, the recording of the composition of the Au 30 Sn 60 Se 10 film 21 ', a protective layer having a composition close to SiO 2 22 'Was deposited. After applying and forming the UV-curable resin protective layers 23 and 23 'to a thickness of about 50 .mu.m on each of the vapor-deposited films of the two substrates 19 and 19' thus obtained, the two are coated with the UV-curable resin layers 23 and 23 '. Then, the disc was prepared by bonding together with the organic adhesive layer 24 with the 23 'side inside. After heating the disk prepared as described above at 150 ° C. for about 1 hour, rotating the disk, and moving the disk in the radial direction, argon ion laser light (wavelength) collected from both sides by a lens having an aperture ratio (Numerical Aperture) of 0.05 488 nm) to sufficiently crystallize the recording films 21, 21 '. Recording was performed as follows. The disk is rotated at 1200 rpm, and the light of the semiconductor laser (wavelength 820 nm) is kept at a level where recording is not performed. The light is condensed by the lens in the recording head, irradiates one recording film through the substrate, and the reflected light is detected. By doing so, the head was driven such that the center of the light spot always coincided with the middle of the tracking groove. By doing so, the effect of noise generated from the groove can be avoided. While performing tracking in this way, perform automatic focusing so that the focal point comes further on the recording film, and increase the laser power according to the information signal,
The recording was made by returning to the original level. Further, recording was performed by jumping to another groove as necessary. Due to the above recording, the recording film was changed in reflectivity, which is considered to be due to the change in the number and size of the crystal grains due to cooling once after melting. In this recording film, recording is erased by irradiating a recording light spot with reduced power or a laser beam whose length in the track direction is longer than the recording light spot and which is wider in the adjacent track direction than the recording light spot. You can also. Recording / erasing could be repeated 3 × 10 5 times or more. When the Si 3 N 4 layers formed above and below the recording film were omitted, a slight increase in noise occurred after several recording / erasing operations. Reading was performed as follows. 1200rp disc
While rotating at m, tracking and automatic focusing were performed in the same manner as during recording, and the intensity of the reflected light was detected with a low-power semiconductor laser beam on which recording and erasing were not performed, and information was reproduced. In this embodiment, a signal output of about 100 mV was obtained. The recording film of this example has excellent oxidation resistance, and the film without the Si 3 N 4 protective layer was treated at 60 ° C. and 95% relative humidity.
Was hardly oxidized even under the conditions described above. In the above recording film, when the ratio between Sn and Au was kept constant and the sum of both was changed, the laser power required for recording changed as follows. 0%: Cannot record 70%: 11mW 40%: Cannot record 90%: 10mW 50%: 15mW 100%: 11mW 60%: 13mW The ratio was changed while keeping the sum of Sn and Au and their contents constant. When the value of Z / Y was changed with the content of Au being Y% and the content of Sn being Z% in atomic%, the shortest possible erasing time was changed as follows. 0: Cannot record 1: 0.05μs 2.5: 0.05μs 3: 0.1μs 4: 0.7μs 6: 1.0μs 9: 2.0 μs 10:20 μs 14: Irreversible Δ: Irreversible (that is, Y = 0) In the above recording film, when the content of Se was changed while keeping the relative ratio of other elements constant, the temperature rose. Speed 5 ℃ /
Start temperature of crystallization when heated in minutes (called crystallization temperature)
The shortest erasable time (called the erasing time) changed as follows. Crystallization temperature 0%: 60 ° C 20%: 150 ° C 3%: 80 ° C 30%: 175 ° C 5%: 100 ° C 40%: 200 ° C 10%: 130 ° C 50%: 150 ° C Minimum erasing time 0%: 0.03 μs 10%: 0.05 μs 20%: 0.1 μs 30%: 0.5 μs 40%: 2.0 μs 50%: 10 μs When Si is added while keeping the relative ratio of other elements constant, the crystallization temperature and The erasing ratio at the time of erasing (the ratio of the signal at the time of recording to the signal after erasing expressed in dB) changed as follows. Crystallization temperature 0%: 130 ° C 20%: 180 ° C 5%: 150 ° C 30%: 200 ° C 10%: 160 ° C 40%: 170 ° C Erasure ratio 0%:-35dB 20%:-30dB 5%:-32dB 30%: -27 dB 10%: -30 dB 40%: -10 dB A part or all of Au and Sn in the present embodiment are Ga, Tl, Ge, Pb, Sb, Bi, Sn, which are elements of the B and C groups. Similar results can be obtained by substituting one or more of Ag, Cu, Cd and Zn. Part or all of Se of the present embodiment is a group D element Te.
Substantially the same result can be obtained by replacing at least one of S and S. Part or all of Si of the present embodiment is an element of Group A.
Similar results can be obtained by replacing with at least one element other than the elements in the B, C, and D groups. Among these, the element having an interatomic distance of 3.0 ° or more, more preferably 3.5 ° or more, when contained by 1% or more, has an effect of facilitating phase change. Good characteristics were obtained when the thickness of the recording film of this example was 60 nm or more and 350 nm or less, and when the inorganic protective layer was 5 nm or more and 200 nm or less. Instead of Si 3 N 4 as a protective film, ZrO 2 , SiO, SiO 2 , Y 2 O 3 or T
It is possible to use nitrides such as aN and AlN, sulfides such as Sb 2 S 3 , fluorides such as CeF 3 , or amorphous Si, TiB 2 , B 4 C, B, C, etc. Good. It is preferable that the protective film on the light incident side has a film thickness having an antireflection effect, because it has an effect of improving recording sensitivity and the like. Example 2 A disk shown in FIG. 1 was produced in the same manner as in Example 1. On the recording film 21, a recording film having a composition of In 37 Sb 48 Au 15 was formed with a thickness of about 80 nm. In the above recording film, the ratio of In to Sb was kept constant to Au
When the content was changed, the time until the C / N decreased by 3 dB when the disk was left in a constant temperature and humidity of 80 ° C. and a relative temperature of 95% was changed as follows. Time until C / N decreases by 3dB 0%: 100 hours 5%: 300 hours 10%: 1000 hours 15%: 2000 hours 20%: 2000 hours In the above recording film, the relative values of In, Sb and An When adding Se while keeping the ratio constant, the linear velocity of the disk rotation
Bandwidth 30kH when recording 8m / s, recording frequency 4MHz signal
The carrier-to-noise ratio (C / N) at z and the erasure time changed as follows. C / N erase time 0%: 40dB 0.02μs 10%: 45dB 0.04μs 20%: 50dB 0.5μs 30%: 52dB 2.0μs 40%: 50dB 10μs Example 3 As shown in FIG. Using a polycarbonate plate 25 having tracking grooves formed on the surface of a polycarbonate plate, a 200 nm thick protective film 26 having a composition close to that of ZrO 2 was formed by sputtering. Next, a recording film 27 having a composition of Au 50 Sb 50 and a thickness of 30 nm was formed thereon.
Subsequently, an intermediate layer 28 having a composition close to ZrO 2 and having a thickness of 200 nm is formed, and a reflective layer 29 having a composition of 500 nm thick Fe 74 Cr 18 Ni 8 and a ZrO 2
A 200 nm thick protective layer 30 having a composition close to 2 was formed. Prepare another substrate in the same way, and ZrO 2 layer on top of both substrates
After sputtering the polyimide 31 on each of the layers 30 to a thickness of about 0.5 μm, both substrates were bonded together with the hot melt adhesive 32 mixed with a black pigment with the polyimide layer side inward to produce a disk. If a polyimide layer is also formed on the surface of the polycarbonate plate by a sputtering method, a more stable disk can be obtained. The crystallization method, recording method, erasing method, and reading method are almost the same as those in the first embodiment. In the disk A having the reflective layer 29 and the disk B without the reflective layer 29, the carrier-to-noise ratio (C / N) at a bandwidth of 30 kHz after repeated recording / erasing was changed as follows. Number of repetitions Disk A Disk B 1 time 53dB 53dB 10 times 53dB 48dB 10 3 times 52dB 42dB 10 5 times 50dB 35dB Instead of ZrO 2 for the intermediate layer, GeO 2 , Al 2 which can be used as a protective layer in Example 1 O 3 , CeO 2 , Y 2 O 3 , SiO, SiO 2 , AlN, Ta
Another inorganic transparent substance such as N may be used, or an organic layer may be used. The thermal conductivity of these layers is particularly preferably from 10 W / m · K to 50 W / m · K. If the reflective layer also undergoes a change in the atomic arrangement during recording, the reproduced signal becomes slightly larger. A part or all of the elements of the groups B and C included in the recording film may be replaced with at least one of the other elements in the same group. In that case, Au as an essential element has the longest storage life and is most preferable. Next, it is preferable that Ag or Cu is an essential element, and then that Sn is an essential element. In addition, in the combination of the elements represented by B and C, Au and Sn, Au and Ge, Au in addition to Au and Sb.
And Ga, Au and Pb, In and Sn, In and Bi, In and Pb, Sn and Pb, Sn and Bi, Sn
And Sb, Sb and Ga, Sb and Ge, and particularly preferred are Au and Sn, Au and Sb, Au and Ga, Au and Pb, Sn and Sb, and Sb and Ge.
Is one set. However, those containing Sb have some problems in terms of toxicity. Further, when at least one element of Te, Se, and S in the D group is added in less than 30%, there is an effect that the stability of the recording state increases, the thermal conductivity decreases, and the recording sensitivity improves. Further, when at least one of the elements such as Co in Group A is added in an atomic number of less than 30%, the effect of improving the erasing speed and the recording sensitivity can be obtained. However, it is preferable that the amount of addition be 1% or more and 15% or less in terms of the SN ratio. When the thickness of the recording film is in the range of 15 nm or more and 50 nm or less, the reflectance when the recording film is in an amorphous state is reduced by interference, and a large reproduction signal is obtained. The thickness of the reflective layer is 5 nm or more and 5000 nm
The following range, more preferably in the range of 200 nm or more and 1000 nm or less, is preferred because the effect of preventing deformation during recording / erasing is large. By providing the reflective layer, a large reproduction signal can be obtained in a region where the film thickness of the recording film is thinner than in the case of a single layer, so that good characteristics can be obtained even in a composition region where the absorption coefficient of the recording film is larger than in the case of a single layer. Can be When the thicknesses of the recording film and the intermediate layer are changed, the wavelength at which the minimum occurs due to the interference of the read light reflectance changes. The minimum required reflectance for autofocusing and tracking is
Since it is 10 to 15%, when the minimum value of the reflectance is equal to or less than this value, it is necessary to set the minimum value on the long wavelength side or the short wavelength side with respect to the wavelength of the reading light. When the minimum value comes to the short wavelength side, the thickness of the recording film can be reduced, and energy loss due to heat conduction can be prevented. However, it is preferable that the minimum value comes to the longer wavelength side because the film thickness becomes thicker, in terms of the life of the recording film and the prevention of noise at the time of recording / rewriting. The reflective layer is made of stainless steel, nichrome, etc. and has a thermal conductivity of 5 W / m · K or more and 100 W / m · K at room temperature.
The following can be used: Thermal conductivity at room temperature
More preferably, it is 10 W / m · K or more and 50 W / m · K or less. If the thermal conductivity is too high, the recording sensitivity is lowered, and if it is too low, phase transition, particularly, amorphization becomes difficult. Further, in this case, it is particularly preferable that the thermal conductivity of the intermediate layer be 0.1 W / m · K or more and 3 W / m · K or less. The recording film of this embodiment is also excellent in oxidation resistance like the recording film of the first embodiment. For example, even if there is a pinhole in the protective film, oxidation does not progress around the pinhole. It goes without saying that the recording layer of this embodiment can obtain good characteristics even when the reflective layer is not formed. [Effects of the Invention] According to the present invention, it is learned to obtain an information storage medium having an information recording thin film that has a simple manufacturing process, good reproducibility, good recording / reproducing characteristics, and long-term stability. . Records can be rewritten many times.

【図面の簡単な説明】 第1図,第2図はそれぞれ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図は実施例において用
いた真空蒸着装置の構造を示す平面図である。 19,19′……基板、20,20′,22,22′……Si3N4層、21,2
1′……記録層、23,23′紫外線硬化樹脂層、24……有機
接着剤層、25,25′……基板、26,26′,28,28′,30,30′
……ZrO2層、27,27′……記録膜、29,29′……ステンレ
ス膜、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 FIGS. 1 and 2 are sectional views showing the structure of a recording member according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a plan view showing the structure of a vacuum deposition apparatus used in the embodiment. It is. 19,19 '... substrate, 20,20', 22,22 '... Si 3 N 4 layer, 21,2
1 ': Recording layer, 23, 23' UV curable resin layer, 24: Organic adhesive layer, 25, 25 ': Substrate, 26, 26', 28, 28 ', 30, 30'
... ZrO 2 layer, 27, 27 ′: recording film, 29, 29 ′: stainless steel film, 31, 31 ′: polyimide resin layer, 32: hot melt adhesive layer.

フロントページの続き (72)発明者 安藤 圭吉 国分寺市東恋ヶ窪1丁目280番地 株式 会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 宮内 靖 国分寺市東恋ヶ窪1丁目280番地 株式 会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 田村 礼二 茨木市丑寅1丁目1番88号 株式会社日 立マクセル株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−179954(JP,A) 特開 昭59−218644(JP,A) 特開 昭60−177446(JP,A) 特開 昭63−155435(JP,A)Continuation of front page    (72) Inventor Keikichi Ando               1-280 Higashi Koigabo, Kokubunji-shi               Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Yasushi Miyauchi               1-280 Higashi Koigabo, Kokubunji-shi               Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Reiji Tamura               1-188 Usutora, Ibaraki               Inside Maxell Co., Ltd.                (56) References JP-A-60-179954 (JP, A)                 JP-A-59-218644 (JP, A)                 JP-A-60-177446 (JP, A)                 JP-A-63-155435 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 1.基材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成る保護層を介して形成され、エネ
ルギービームの照射を受けて原子配列変化を生ずる薄膜
を有する情報記憶媒体において、上記薄膜はその膜厚方
向の平均組成が一般式AXBYCZDα(ただし、X,Y,Zおよび
αはそれぞれ0≦X<30,50≦Y+Z≦100,1/9≦Z/Y≦
9,0≦α<30の範囲の値でありDはSe、BおよびCはAu
とSn,AuとGa,AuとPbのうちの一組、AはB,C,およびDで
表わされる元素及びAu,Ge,Sb,In,Tl,Bi,Ag,Cu,Cd,Zn以
外のうち少なくとも一元素)で表わされることを特徴と
する情報記憶媒体。 2.特許請求の範囲第1項記載の情報記憶媒体におい
て、上記一般式のBおよびCで表わされる元素がAuとSn
であることを特徴とする情報記憶媒体。
(57) [Claims] An information storage medium having a thin film formed directly on a substrate or through a protective layer made of at least one of an inorganic substance and an organic substance and undergoing an atomic arrangement change upon irradiation with an energy beam, wherein the thin film is the film The average composition in the thickness direction is represented by the general formula A X B Y C Z D α (where X, Y, Z and α are respectively 0 ≦ X <30, 50 ≦ Y + Z ≦ 100, 1/9 ≦ Z / Y ≦
9,0 ≦ α <30, D is Se, B and C are Au
And Sn, Au and Ga, Au and Pb, A is an element represented by B, C, and D, and other than Au, Ge, Sb, In, Tl, Bi, Ag, Cu, Cd, and Zn. (At least one of the above). 2. 2. The information storage medium according to claim 1, wherein the elements represented by B and C in the general formula are Au and Sn.
An information storage medium characterized by the following.
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