JP2991725B2 - 光学情報記録媒体 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、レーザ光線を用いた情報記録再生装置に用
いる光学情報記録媒体、とりわけ書き換え可能な光ディ
スクに関する。
いる光学情報記録媒体、とりわけ書き換え可能な光ディ
スクに関する。
従来の技術 信号を記録，再生、及び消去可能な光ディスクとし
て、記録薄膜材料にカルコゲン化物を用いた相変化型の
光ディスクが知られている。
て、記録薄膜材料にカルコゲン化物を用いた相変化型の
光ディスクが知られている。
通常、消去可能な相変化型光ディスク装置の場合に
は、非晶質相を記録信号に対応させ、結晶相を消去した
場合に対応させる。
は、非晶質相を記録信号に対応させ、結晶相を消去した
場合に対応させる。
具体的な記録薄膜材料としては、Te或いはInを主成分
としたものが広く知られている。とりわけGe−Sb−Te3
元組成の薄膜は、適当な組成を選ぶことにより100nsec
以下という極めて短時間の光照射加熱で結晶化が完了す
る（例えば特開昭62−209742号公報）。結晶化に要する
時間（以下結晶化時間）が短い、すなわち消去に要する
時間が短いということは、信号の高転送レート化につな
がる。充分に結晶化時間が短い場合には、１つのレーザ
ビームのみを用いて、その強度を変調することにより、
信号の記録，消去を同時に行う−いわゆる単一ビームに
よる重ね書き−ことが原理的に可能である。特定組成の
Ge−Sb−Te3元組成を記録薄膜材料として有する相変化
型光ディスクは、記録薄膜の高速結晶化性故に、単一ビ
ームによる重ね書きが可能である（例えば、特開昭62−
209742号公報）。
としたものが広く知られている。とりわけGe−Sb−Te3
元組成の薄膜は、適当な組成を選ぶことにより100nsec
以下という極めて短時間の光照射加熱で結晶化が完了す
る（例えば特開昭62−209742号公報）。結晶化に要する
時間（以下結晶化時間）が短い、すなわち消去に要する
時間が短いということは、信号の高転送レート化につな
がる。充分に結晶化時間が短い場合には、１つのレーザ
ビームのみを用いて、その強度を変調することにより、
信号の記録，消去を同時に行う−いわゆる単一ビームに
よる重ね書き−ことが原理的に可能である。特定組成の
Ge−Sb−Te3元組成を記録薄膜材料として有する相変化
型光ディスクは、記録薄膜の高速結晶化性故に、単一ビ
ームによる重ね書きが可能である（例えば、特開昭62−
209742号公報）。
発明が解決しようとする課題 相変化型光ディスクの記録，消去の繰り返し回数は、
記録薄膜の材料，ディスク構成，記録，消去ビームパワ
ー等の最適化によって向上する。しかしパーソナルユー
スとして光ディスクが用いられる場合を考えると、必ず
しも良好な環境の下で光ディスクが使用されるとは限ら
ない。例えば、レーザのパワー変動によって設定された
最適パワーからずれた場合においても、良好な繰り返し
特性が得られるような光ディスクであることが望まし
い。
記録薄膜の材料，ディスク構成，記録，消去ビームパワ
ー等の最適化によって向上する。しかしパーソナルユー
スとして光ディスクが用いられる場合を考えると、必ず
しも良好な環境の下で光ディスクが使用されるとは限ら
ない。例えば、レーザのパワー変動によって設定された
最適パワーからずれた場合においても、良好な繰り返し
特性が得られるような光ディスクであることが望まし
い。
Te或いはInを主成分とする記録薄膜を有する種々の光
ディスクを作成し、最適値からずれた記録，消去パワー
で記録，消去の繰り返しを行った。その結果、記録薄膜
の材料成分によらず、記録パワーが最適値より高くなる
と、記録薄膜が破壊されやすくなり、繰り返し回数が制
限されることがわかった。
ディスクを作成し、最適値からずれた記録，消去パワー
で記録，消去の繰り返しを行った。その結果、記録薄膜
の材料成分によらず、記録パワーが最適値より高くなる
と、記録薄膜が破壊されやすくなり、繰り返し回数が制
限されることがわかった。
本発明は、記録，消去の繰り返し特性を向上させるこ
とを目的とする。
とを目的とする。
課題を解決するための手段 本発明は、上記目的を達成するために、記録膜材料を （GexSbyTez）１−αＸα （但し、ＸはＢまたはＣの何れかであり、0.10≦ｘ≦0.
35、0.10≦ｙ、0.45≦ｚ≦0.65、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、０＜
α≦0.4）で表される範囲内にする、及び／或いは、記
録薄膜に含むＢまたはＣの記録薄膜中の濃度に当該記録
薄膜の膜厚方向で分布を持たせる、及び／或いは、記録
薄膜に接してその両側、或いは片側にＢ層を備える、及
び／或いは、 GexSbyTez （但し、0.10≦ｘ≦0.35、0.10≦ｙ、0.45≦ｚ≦0.65、
ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）で表される記録薄膜に接してその両
側、或いは片側に膜厚10nm以下のＣ層を備える、及び／
或いは、ＢまたはＣを含む記録薄膜に接してその両側、
或いは片側にＢ或いはＣを含有する保護層を備えるよう
にしたものである。
35、0.10≦ｙ、0.45≦ｚ≦0.65、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、０＜
α≦0.4）で表される範囲内にする、及び／或いは、記
録薄膜に含むＢまたはＣの記録薄膜中の濃度に当該記録
薄膜の膜厚方向で分布を持たせる、及び／或いは、記録
薄膜に接してその両側、或いは片側にＢ層を備える、及
び／或いは、 GexSbyTez （但し、0.10≦ｘ≦0.35、0.10≦ｙ、0.45≦ｚ≦0.65、
ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）で表される記録薄膜に接してその両
側、或いは片側に膜厚10nm以下のＣ層を備える、及び／
或いは、ＢまたはＣを含む記録薄膜に接してその両側、
或いは片側にＢ或いはＣを含有する保護層を備えるよう
にしたものである。
作用 記録薄膜材料成分にＢ或いはＣを加える、及び／或い
は、記録薄膜に接してＢ層或いはＣ層を設ける、及び／
或いは、記録薄膜に接した保護層の材料成分にＢ或いは
Ｃを加えることにより、最適パワーより高いパワーで記
録する場合でも繰り返しによる記録薄膜の破壊が生じに
くくなる。即ち、良好な繰り返しが得られる記録パワー
の許容範囲が広がる。
は、記録薄膜に接してＢ層或いはＣ層を設ける、及び／
或いは、記録薄膜に接した保護層の材料成分にＢ或いは
Ｃを加えることにより、最適パワーより高いパワーで記
録する場合でも繰り返しによる記録薄膜の破壊が生じに
くくなる。即ち、良好な繰り返しが得られる記録パワー
の許容範囲が広がる。
実施例 Te或いはInを主成分とする種々の書き換え可能な相変
化型光ディスクにおいて、特定の領域に、同じ信号パタ
ーンを繰り返し記録すると、その領域の終端−一連の信
号を書き終えた部分−から記録薄膜が破れる現象が見ら
れた。以下、この現象を“記録領域終端部における繰り
返し劣化”と呼ぶ。記録領域終端部における繰り返し劣
化の現象は、レーザ照射時に、記録薄膜構成元素がディ
スク半径方向、或いはディスク周方向にわずかに拡散移
動し、繰り返しレーザ照射によって、記録薄膜構成元素
の拡散移動量が積算していくことに起因すると考えてい
る。記録領域終端部における繰り返し劣化は、特に、記
録パワーが高い時に顕著である。この現象を解決する手
段として、記録薄膜材料に新たに元素を加えることを試
みた。周期律表のI a族とＯ族を除く、第２周期〜第６
周期に属する元素についてその添加効果を検討したとこ
ろ、Ｂ及びＣが優れた効果を示すことを実験的に見いだ
した。すなわちＢ或いはＣを適当量添加することによっ
て、記録領域終端部における繰り返し劣化が軽減した。
特に、記録パワーが最適値よりも若干高いときに繰り返
し劣化の軽減が顕著であった。しかもＢ或いはＣを添加
したことによって記録薄膜の結晶化速度はほとんど遅く
ならない。
化型光ディスクにおいて、特定の領域に、同じ信号パタ
ーンを繰り返し記録すると、その領域の終端−一連の信
号を書き終えた部分−から記録薄膜が破れる現象が見ら
れた。以下、この現象を“記録領域終端部における繰り
返し劣化”と呼ぶ。記録領域終端部における繰り返し劣
化の現象は、レーザ照射時に、記録薄膜構成元素がディ
スク半径方向、或いはディスク周方向にわずかに拡散移
動し、繰り返しレーザ照射によって、記録薄膜構成元素
の拡散移動量が積算していくことに起因すると考えてい
る。記録領域終端部における繰り返し劣化は、特に、記
録パワーが高い時に顕著である。この現象を解決する手
段として、記録薄膜材料に新たに元素を加えることを試
みた。周期律表のI a族とＯ族を除く、第２周期〜第６
周期に属する元素についてその添加効果を検討したとこ
ろ、Ｂ及びＣが優れた効果を示すことを実験的に見いだ
した。すなわちＢ或いはＣを適当量添加することによっ
て、記録領域終端部における繰り返し劣化が軽減した。
特に、記録パワーが最適値よりも若干高いときに繰り返
し劣化の軽減が顕著であった。しかもＢ或いはＣを添加
したことによって記録薄膜の結晶化速度はほとんど遅く
ならない。
さらに検討を重ねた結果、記録薄膜と保護層の間に、
Ｂ層或いはＣ層を設ける等の工夫をすることによって
も、繰り返しに対する記録パワーの許容範囲を広げるこ
とができた。
Ｂ層或いはＣ層を設ける等の工夫をすることによって
も、繰り返しに対する記録パワーの許容範囲を広げるこ
とができた。
Te或いはInを主成分とし、記録，消去の繰り返し可能
な相変化型記録薄膜組成は無限の組み合わせがあり、そ
の総てに対してＢ或いはＣの添加効果を実験的に確認す
ることは不可能である。しかし、すでに公知になってい
る、Te或いはInを主成分とし記録，消去の繰り返し可能
な代表的相変化型記録薄膜の主成分は、Te−Sb,Te−Ge,
Te−Se,In−Te,In−Sb,In−Seと大きく分類することが
できる。上記分類で代表的な記録薄膜組成についてＢ及
びＣの添加効果を調べたところ、いずれの場合について
も、記録，消去の繰り返し劣化の抑制効果が見られた。
実験結果から、Ｂ及びＣの添加が、Te或いはInを主成分
とし、記録，消去の繰り返し可能な相変化型記録薄膜の
記録特性、或いは消去特性の一部を損なうことがあると
しても、記録，消去の繰り返し劣化−より具体的には記
録領域終端部の繰り返し劣化−の抑制に効果があると推
察できる。
な相変化型記録薄膜組成は無限の組み合わせがあり、そ
の総てに対してＢ或いはＣの添加効果を実験的に確認す
ることは不可能である。しかし、すでに公知になってい
る、Te或いはInを主成分とし記録，消去の繰り返し可能
な代表的相変化型記録薄膜の主成分は、Te−Sb,Te−Ge,
Te−Se,In−Te,In−Sb,In−Seと大きく分類することが
できる。上記分類で代表的な記録薄膜組成についてＢ及
びＣの添加効果を調べたところ、いずれの場合について
も、記録，消去の繰り返し劣化の抑制効果が見られた。
実験結果から、Ｂ及びＣの添加が、Te或いはInを主成分
とし、記録，消去の繰り返し可能な相変化型記録薄膜の
記録特性、或いは消去特性の一部を損なうことがあると
しても、記録，消去の繰り返し劣化−より具体的には記
録領域終端部の繰り返し劣化−の抑制に効果があると推
察できる。
前述したように、通常、消去可能な相変化型光ディス
ク装置の場合には、記録薄膜の非晶質相を記録信号に対
応させ、結晶相を消去状態に対応させる。又、光学的に
識別しうる２つの異なる結晶状態をそれぞれ記録，消去
に対応させる場合もある。いずれの場合でも、光学的に
識別しうる２つの記録薄膜の状態のうち、少なくともい
ずれかの状態を得るには、レーザ光線の照射によって、
記録薄膜を溶融させる、或いは相変態の転移温度以上に
昇温させる必要がある。溶融している状態、或いは高温
状態の記録薄膜では、記録薄膜の構成元素が拡散移動し
やすい。すなわち、記録，消去の繰り返しの可能な相変
化型光ディスクは、その記録，消去メカニズム上、記録
薄膜が繰り返し劣化する可能性を内在していると言え
る。記録薄膜の繰り返し劣化を抑制するには、レーザ照
射時における記録薄膜構成元素の拡散移動を妨げる働き
をする元素を記録薄膜材料に添加すればよい。この時、
添加元素は、それ以外の記録薄膜構成元素と固溶しない
ことが望ましい。Ｂの融点は約2070℃、Ｃの融点は約36
00℃と高温であることから、記録薄膜に添加されたＢ或
いはＣ、或いは記録薄膜の界面に存在するＢ或いはＣ
は、記録或いは消去のためのレーザ照射時に溶融しない
と考えられる。レーザ照射時に溶融しないＢ或いはＣが
他の記録薄膜構成元素の拡散移動を妨げる働きをし、そ
の結果、前述の記録領域終端部の繰り返し劣化が軽減す
ると考えられる。それ故、記録，消去の繰り返しが可能
な相変化型記録薄膜材料であるならば、基本的に構成元
素を選ばずに、Ｂ添加或いはＣ添加は、記録，消去の繰
り返し劣化の抑制に効果があると言える。
ク装置の場合には、記録薄膜の非晶質相を記録信号に対
応させ、結晶相を消去状態に対応させる。又、光学的に
識別しうる２つの異なる結晶状態をそれぞれ記録，消去
に対応させる場合もある。いずれの場合でも、光学的に
識別しうる２つの記録薄膜の状態のうち、少なくともい
ずれかの状態を得るには、レーザ光線の照射によって、
記録薄膜を溶融させる、或いは相変態の転移温度以上に
昇温させる必要がある。溶融している状態、或いは高温
状態の記録薄膜では、記録薄膜の構成元素が拡散移動し
やすい。すなわち、記録，消去の繰り返しの可能な相変
化型光ディスクは、その記録，消去メカニズム上、記録
薄膜が繰り返し劣化する可能性を内在していると言え
る。記録薄膜の繰り返し劣化を抑制するには、レーザ照
射時における記録薄膜構成元素の拡散移動を妨げる働き
をする元素を記録薄膜材料に添加すればよい。この時、
添加元素は、それ以外の記録薄膜構成元素と固溶しない
ことが望ましい。Ｂの融点は約2070℃、Ｃの融点は約36
00℃と高温であることから、記録薄膜に添加されたＢ或
いはＣ、或いは記録薄膜の界面に存在するＢ或いはＣ
は、記録或いは消去のためのレーザ照射時に溶融しない
と考えられる。レーザ照射時に溶融しないＢ或いはＣが
他の記録薄膜構成元素の拡散移動を妨げる働きをし、そ
の結果、前述の記録領域終端部の繰り返し劣化が軽減す
ると考えられる。それ故、記録，消去の繰り返しが可能
な相変化型記録薄膜材料であるならば、基本的に構成元
素を選ばずに、Ｂ添加或いはＣ添加は、記録，消去の繰
り返し劣化の抑制に効果があると言える。
ただし、高融点の添加元素ならばどれでも繰り返し劣
化の抑制効果があるというわけではない。例えば、W,Mo
のような高融点元素は、繰り返し劣化の抑制効果が小さ
いことが実験的に確かめられた。実験事実としていえる
ことは、周期律表のI a族とＯ族を除く、第２周期〜第
６周期に属する元素の中では、Ｂ及びＣが、記録領域終
端部における繰り返し劣化を抑制する効果の大きい添加
元素として用いることができる、ということである。
化の抑制効果があるというわけではない。例えば、W,Mo
のような高融点元素は、繰り返し劣化の抑制効果が小さ
いことが実験的に確かめられた。実験事実としていえる
ことは、周期律表のI a族とＯ族を除く、第２周期〜第
６周期に属する元素の中では、Ｂ及びＣが、記録領域終
端部における繰り返し劣化を抑制する効果の大きい添加
元素として用いることができる、ということである。
本発明の記録媒体の代表的な構造例を第１図（ａ）に
示す。記録，再生、及び消去を行うレーザ光は基板１側
から入射させる。
示す。記録，再生、及び消去を行うレーザ光は基板１側
から入射させる。
基板１として、PMMA,ポリカーボネート等の樹脂或い
はガラス等、表面の平滑なものを用いる。光ディスクの
場合、通常基板平面８はレーザ光を導くためにスパイラ
ル或いは同心円状のトラックで覆われている。
はガラス等、表面の平滑なものを用いる。光ディスクの
場合、通常基板平面８はレーザ光を導くためにスパイラ
ル或いは同心円状のトラックで覆われている。
記録薄膜３は、Te或いはInを主成分とする相変化材
料、例えば、Te−Sb−Ge,Te−Ge,Te−Ge−Sn,Te−Ge−S
n−Au,Sb−Te,Sb−Se−Te,In−Te,In−Se,In−Se−Tl,I
n−Sb,In−Sb−Se,In−Se−Te、及びＢ或いはＣからな
る。保護層2,4の材料は、Al2O3,SiO2,SiO,TeO2,MoO3,WO
3,ZnS,SiN,PbF2,MgF2等の誘電体或いはこれらの適当な
組み合わせからなる。相変化型記録媒体は、基本的には
基板上に記録薄膜を形成することで記録、或いは記録，
消去が可能である。しかし、一般には記録薄膜に接して
保護層を設ける。これらの層の働きは、１つには，録薄
膜３が記録，消去を繰り返した時に破壊されるのを防止
することであり、１つには多重干渉効果を利用して記録
薄膜３への光吸収効率を高めることであり、同時に記録
前後の反射光の変化量を大きくして高いS/Nを得ること
である。
料、例えば、Te−Sb−Ge,Te−Ge,Te−Ge−Sn,Te−Ge−S
n−Au,Sb−Te,Sb−Se−Te,In−Te,In−Se,In−Se−Tl,I
n−Sb,In−Sb−Se,In−Se−Te、及びＢ或いはＣからな
る。保護層2,4の材料は、Al2O3,SiO2,SiO,TeO2,MoO3,WO
3,ZnS,SiN,PbF2,MgF2等の誘電体或いはこれらの適当な
組み合わせからなる。相変化型記録媒体は、基本的には
基板上に記録薄膜を形成することで記録、或いは記録，
消去が可能である。しかし、一般には記録薄膜に接して
保護層を設ける。これらの層の働きは、１つには，録薄
膜３が記録，消去を繰り返した時に破壊されるのを防止
することであり、１つには多重干渉効果を利用して記録
薄膜３への光吸収効率を高めることであり、同時に記録
前後の反射光の変化量を大きくして高いS/Nを得ること
である。
反射層５は、Au,Al,Ni,Fe,Cr,Ti等の金属元素、或い
はこれらの合金からなり、記録薄膜３への光吸収効率を
高める働きをする。しかし、例えば記録薄膜の膜厚を厚
くして光吸収効率を高める工夫をすることによって、反
射層５を設けない構成とすることも可能である。保護基
板７は、樹脂をスピンコートしたり、基板と同様の樹脂
板、ガラス板或いは金属板等を接着剤６を用いて貼り合
わせることによって形成する。
はこれらの合金からなり、記録薄膜３への光吸収効率を
高める働きをする。しかし、例えば記録薄膜の膜厚を厚
くして光吸収効率を高める工夫をすることによって、反
射層５を設けない構成とすることも可能である。保護基
板７は、樹脂をスピンコートしたり、基板と同様の樹脂
板、ガラス板或いは金属板等を接着剤６を用いて貼り合
わせることによって形成する。
さらには、２組の記録媒体を中間基板或いは反射層を
内側にして接着剤を用いて貼り合わせることにより、両
面から記録，再生，消去可能な構造としてもよい。
内側にして接着剤を用いて貼り合わせることにより、両
面から記録，再生，消去可能な構造としてもよい。
各層は電子ビーム蒸着法，スパッタリング法，イオン
プレイティング法,CVD法等によって成膜される。
プレイティング法,CVD法等によって成膜される。
得られた記録薄膜すべてについて、Ｂ或いはＣを添加
することによって結晶化感度（消去感度），及び非晶質
化感度（記録感度）がどのように変化するのかを調べ
た。
することによって結晶化感度（消去感度），及び非晶質
化感度（記録感度）がどのように変化するのかを調べ
た。
結晶化感度は静的な方法で測定した。すなわち、ガラ
ス基板上に保護層，記録薄膜，反射層を設けて、構造を
光ディスクと同一とした試料片を静止させたまま、波長
限界まで絞りこんだレーザ光を照射して測定した。特定
強度を有するレーザパルスを照射したあとの反射率変化
の有無を測定し、反射率変化を生じさせるのに必要な最
短パルス幅を求め、結晶化のしきい値とする。
ス基板上に保護層，記録薄膜，反射層を設けて、構造を
光ディスクと同一とした試料片を静止させたまま、波長
限界まで絞りこんだレーザ光を照射して測定した。特定
強度を有するレーザパルスを照射したあとの反射率変化
の有無を測定し、反射率変化を生じさせるのに必要な最
短パルス幅を求め、結晶化のしきい値とする。
又、結晶質化のしきい値も、一旦結晶化させた試料に
再度レーザを照射して、結晶化の場合と同様に測定を行
った。
再度レーザを照射して、結晶化の場合と同様に測定を行
った。
動的な測定は、実際に光ディスクを作成して、記録，
消去、及び繰り返し特性を測定した。
消去、及び繰り返し特性を測定した。
前述のように、Ge−Sb−Te3元組成を記録薄膜材料と
して用いる場合、記録信号（非晶質状態）の安定性にす
ぐれ、結晶化速度が速く、かつ記録（非晶質状態），消
去（結晶状態）の繰り返しにおいて良好な特性を示す組
成を決定する必要がある。
して用いる場合、記録信号（非晶質状態）の安定性にす
ぐれ、結晶化速度が速く、かつ記録（非晶質状態），消
去（結晶状態）の繰り返しにおいて良好な特性を示す組
成を決定する必要がある。
第２図にGe−Sb−Te3元薄膜の組成と結晶化速度の関
係を示す。（GeTe）α（Sb2Te3）１−αで表される組成
の時に高速で結晶化する。繰り返し特性という観点から
みると化合物組成Ge2Sb2GeSb5,GeSb2Te4,GeSb4Te7、及
びその近傍組成において長い繰り返し寿命が得られる。
係を示す。（GeTe）α（Sb2Te3）１−αで表される組成
の時に高速で結晶化する。繰り返し特性という観点から
みると化合物組成Ge2Sb2GeSb5,GeSb2Te4,GeSb4Te7、及
びその近傍組成において長い繰り返し寿命が得られる。
第３図に非晶質状態における安定性の１つの目安とす
る結晶化温度（ここでは、昇温速度100℃/minで加熱し
た時に結晶化の始まる温度とする）の組成依存性を示
す。例えばGe2Sb2Te5化合物は結晶化温度が170℃以上と
高く、非晶質状態での安定性が高い。
る結晶化温度（ここでは、昇温速度100℃/minで加熱し
た時に結晶化の始まる温度とする）の組成依存性を示
す。例えばGe2Sb2Te5化合物は結晶化温度が170℃以上と
高く、非晶質状態での安定性が高い。
例えば記録薄膜としてGe2Sb2Te5化合物及びその近傍
組成の薄膜を用いて光ディスクを構成した結果、良好な
記録，消去特性、及び繰り返し特性が得られた。特にGe
2Sb2Te5化合物を記録薄膜材料とする光ディスクの繰り
返し特性が優れていた（特開昭62−209742号公報）。さ
らに発明者等は、ディスク特性の向上−特に繰り返しに
対する記録パワーの許容範囲を広げる−を目的として種
々の検討を行った。
組成の薄膜を用いて光ディスクを構成した結果、良好な
記録，消去特性、及び繰り返し特性が得られた。特にGe
2Sb2Te5化合物を記録薄膜材料とする光ディスクの繰り
返し特性が優れていた（特開昭62−209742号公報）。さ
らに発明者等は、ディスク特性の向上−特に繰り返しに
対する記録パワーの許容範囲を広げる−を目的として種
々の検討を行った。
次に具体的な例をもって本発明を詳述する。
（実施例１） 代表的な組成として、（Ge2Sb2Te5）100−αＢαで表
される組成の記録薄膜を有する試料片を形成し、結晶，
非晶質化感度を測定した。
される組成の記録薄膜を有する試料片を形成し、結晶，
非晶質化感度を測定した。
第１図（ａ）にディスク構造を示す。基板の材質はガ
ラスとした。記録薄膜の膜厚は60nmで、硫化亜鉛（Zn
S）からなる保護層が、その両側をサンドイッチしてい
る。保護層の膜厚は、光学的に最適な特性が得られるよ
うに決定した。具体的には基板側の膜厚が150nm、記録
薄膜上には200nm設けた。反射層材料には金（Au）を用
い、膜厚は20nmとした。
ラスとした。記録薄膜の膜厚は60nmで、硫化亜鉛（Zn
S）からなる保護層が、その両側をサンドイッチしてい
る。保護層の膜厚は、光学的に最適な特性が得られるよ
うに決定した。具体的には基板側の膜厚が150nm、記録
薄膜上には200nm設けた。反射層材料には金（Au）を用
い、膜厚は20nmとした。
第４図に、静的な測定による結晶化特性の測定例とし
て（Ge2Sb2Te5）0.85Ｂ0.15の組成の記録薄膜を有する
試験片の結果を示す。結晶化感度を測定するにあたっ
て、まずパワー20mWでパルス幅100nsecの単発パルス
（波長:830nm）を照射した。この結果、記録薄膜は一旦
溶融した後、急冷されて非晶質状態に戻ることを確かめ
た。続いて同じ位置に、より低いパワーのレーザ光を照
射して結晶化の様子を調べた。第４図に示すように、照
射レーザパワーを2mWから8mWへ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8mW以
上としても結晶化開始パルス幅は短くならない。本実施
例では8mWのレーザパワーで20nsecの結晶化開始しきい
値が得られている。
て（Ge2Sb2Te5）0.85Ｂ0.15の組成の記録薄膜を有する
試験片の結果を示す。結晶化感度を測定するにあたっ
て、まずパワー20mWでパルス幅100nsecの単発パルス
（波長:830nm）を照射した。この結果、記録薄膜は一旦
溶融した後、急冷されて非晶質状態に戻ることを確かめ
た。続いて同じ位置に、より低いパワーのレーザ光を照
射して結晶化の様子を調べた。第４図に示すように、照
射レーザパワーを2mWから8mWへ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8mW以
上としても結晶化開始パルス幅は短くならない。本実施
例では8mWのレーザパワーで20nsecの結晶化開始しきい
値が得られている。
非晶質化特性は、一旦パワー4mWでパルス幅２μsecの
単発パルスを照射して記録薄膜を充分に結晶化させた
後、同じ位置に、より高いパワーのレーザ光を照射して
調べた。一例として（Ge2Sb2Te5）0.85Ｂ0.15記録薄膜
を有する試験片の結果を第５図に示す。12mWのパワー
で、80nsec以上のパルス幅のときに反射率変化が生じて
いることから、非晶質化が実現していることがわかる。
単発パルスを照射して記録薄膜を充分に結晶化させた
後、同じ位置に、より高いパワーのレーザ光を照射して
調べた。一例として（Ge2Sb2Te5）0.85Ｂ0.15記録薄膜
を有する試験片の結果を第５図に示す。12mWのパワー
で、80nsec以上のパルス幅のときに反射率変化が生じて
いることから、非晶質化が実現していることがわかる。
このようにして測定した結晶化開始のしきい値、及び
非晶質化開始のしきい値の、Ｂ添加量依存性を第６図
（ａ），（ｂ）にそれぞれ示す。
非晶質化開始のしきい値の、Ｂ添加量依存性を第６図
（ａ），（ｂ）にそれぞれ示す。
第６図から、（Ge2Sb2Te5）１−αＢαを記録薄膜と
して有する試験片の結晶化開始しきい値は、α≦0.4の
範囲ではＢ量にほとんど依存しないが、α＞0.4の範囲
ではＢ量に依存して急激に大きくなる（結晶化感度が劣
化する）ことがわかる。又、非晶質化開始のしきい値
は、Ｂ量が増加するとともに小さくなる（非晶質化感度
が向上する）。
して有する試験片の結晶化開始しきい値は、α≦0.4の
範囲ではＢ量にほとんど依存しないが、α＞0.4の範囲
ではＢ量に依存して急激に大きくなる（結晶化感度が劣
化する）ことがわかる。又、非晶質化開始のしきい値
は、Ｂ量が増加するとともに小さくなる（非晶質化感度
が向上する）。
さらに、組成が（Ge2Sb2Te5）１−αＢαで表される
記録薄膜を真空蒸着法で作成し、光ディスクとしての動
的な特性を測定した。記録薄膜の膜厚は60nm、基板側及
び反射層側の保護層はそれぞれ膜厚150,200nmのZnS薄
膜、反射層は膜厚20nmのAu薄膜で形成した。ディスクは
5.25インチ径のポリカーボネートを用い、レーザビーム
（波長:830nm）とディスクの相対速度は10m/secとし
た。第７図に一例として（Ge2Sb2Te5）0.85Ｂ0.15記録
薄膜を有するディスクに、周波数5MHzで信号を記録した
時の書き込みパワーとCN比（搬送波対ノイズ比）との関
係を示す。第７図からわかるように、記録パワーが15mW
以上の時にCN比が45dBを越える。Ｂ添加量を変えて記録
特性を調べた結果、Ｂ≦60％の範囲では45dB以上のCN比
が得られることがわかった。
記録薄膜を真空蒸着法で作成し、光ディスクとしての動
的な特性を測定した。記録薄膜の膜厚は60nm、基板側及
び反射層側の保護層はそれぞれ膜厚150,200nmのZnS薄
膜、反射層は膜厚20nmのAu薄膜で形成した。ディスクは
5.25インチ径のポリカーボネートを用い、レーザビーム
（波長:830nm）とディスクの相対速度は10m/secとし
た。第７図に一例として（Ge2Sb2Te5）0.85Ｂ0.15記録
薄膜を有するディスクに、周波数5MHzで信号を記録した
時の書き込みパワーとCN比（搬送波対ノイズ比）との関
係を示す。第７図からわかるように、記録パワーが15mW
以上の時にCN比が45dBを越える。Ｂ添加量を変えて記録
特性を調べた結果、Ｂ≦60％の範囲では45dB以上のCN比
が得られることがわかった。
第８図に一例として（Ge2Sb2Te5）0.85Ｂ0.15記録薄
膜を有するディスクの消去特性を示す。横軸は消去レー
ザ光のパワー、縦軸は消去率である。消去を行うレーザ
ビームの形状は円形で、パワーはガウス分布である。前
もって18mWの記録レーザパワーで信号を記録し、しかる
後に直流的にレーザ光を照射して信号の消去（結晶化）
を行った。結晶化（消去）に要する時間が、信号の記録
に要する時間と同程度に短いために、信号記録用と同一
のレーザスポットでも記録部の結晶化（消去）が充分に
行える。すなわち、いわゆる単一ビームによる重ね書き
が可能である。Ｂ添加量を変えて消去特性を調べた結
果、Ｂ≦40％の範囲で25dB以上の消去率が得られること
がわかった。Ｂの添加量が40％を越えると消去率が25dB
以下となり、記録，消去可能な光ディスクの記録薄膜と
しては好ましくない。
膜を有するディスクの消去特性を示す。横軸は消去レー
ザ光のパワー、縦軸は消去率である。消去を行うレーザ
ビームの形状は円形で、パワーはガウス分布である。前
もって18mWの記録レーザパワーで信号を記録し、しかる
後に直流的にレーザ光を照射して信号の消去（結晶化）
を行った。結晶化（消去）に要する時間が、信号の記録
に要する時間と同程度に短いために、信号記録用と同一
のレーザスポットでも記録部の結晶化（消去）が充分に
行える。すなわち、いわゆる単一ビームによる重ね書き
が可能である。Ｂ添加量を変えて消去特性を調べた結
果、Ｂ≦40％の範囲で25dB以上の消去率が得られること
がわかった。Ｂの添加量が40％を越えると消去率が25dB
以下となり、記録，消去可能な光ディスクの記録薄膜と
しては好ましくない。
さらに記録，消去の繰り返し試験を行った。第９図に
周波数5MHzで信号を１万回重ね書き（オーバーライト記
録）した時の、記録パワーと記録領域終端部における劣
化長さ（記録マークの再生信号の振幅が小さくなってい
る領域の長さ）の関係を示す。第９図（ａ）より、Ｂを
添加することによって記録領域終端部における繰り返し
劣化が抑制されることがわかる。さらに、Ｂを添加する
ことによって、繰り返しに対する記録パワーの許容範囲
が広がる−特に、記録パワーが最適値よりも若干大きい
場合に、Ｂの繰り返し劣化の抑制効果が大きい−ことも
確かめられた。
周波数5MHzで信号を１万回重ね書き（オーバーライト記
録）した時の、記録パワーと記録領域終端部における劣
化長さ（記録マークの再生信号の振幅が小さくなってい
る領域の長さ）の関係を示す。第９図（ａ）より、Ｂを
添加することによって記録領域終端部における繰り返し
劣化が抑制されることがわかる。さらに、Ｂを添加する
ことによって、繰り返しに対する記録パワーの許容範囲
が広がる−特に、記録パワーが最適値よりも若干大きい
場合に、Ｂの繰り返し劣化の抑制効果が大きい−ことも
確かめられた。
このように、（Ge2Sb2Te5）１−αＢα,0＜α≦0.4で
表される記録薄膜を有する光ディスクは、優れた信号の
記録，消去特性、及び繰り返し特性を有している。
表される記録薄膜を有する光ディスクは、優れた信号の
記録，消去特性、及び繰り返し特性を有している。
（実施例２） 実施例１で、Ge2Sb2Te5記録薄膜組成にＢを添加する
ことによって、記録，消去の繰り返し時の記録領域終端
部劣化が生じにくくなることを示した。Ge2Sb2Te5記録
薄膜組成にＣを添加した場合についても、Ｂの添加の場
合と同様に、Ｃ≦40％の範囲で良好な記録，消去の繰り
返し特性が向上することが実験的に確かめられた。記
録，消去感度，消去率，熱的な安定性についても、Ｂ添
加の場合と同様に、書き換え可能な光ディスクとして、
実用的に十分な特性であった。第９図に周波数5MHzで信
号を１万回重ね書き（オーバーライト記録）した時の、
記録パワーと記録領域終端部における劣化長さ（記録マ
ークの再生信号の振幅が小さくなっている領域の長さ）
の関係を示す。第９図（ｂ）より、Ｃを添加することに
よって記録領域終端部における繰り返し劣化が抑制され
ることがわかる。さらに、Ｃを添加することによって、
繰り返しに対する記録パワーの許容範囲が広がる−特
に、記録パワーが最適値よりも若干大きい場合に、Ｂの
繰り返し劣化の抑制効果が大きい−ことも確かめられ
た。
ことによって、記録，消去の繰り返し時の記録領域終端
部劣化が生じにくくなることを示した。Ge2Sb2Te5記録
薄膜組成にＣを添加した場合についても、Ｂの添加の場
合と同様に、Ｃ≦40％の範囲で良好な記録，消去の繰り
返し特性が向上することが実験的に確かめられた。記
録，消去感度，消去率，熱的な安定性についても、Ｂ添
加の場合と同様に、書き換え可能な光ディスクとして、
実用的に十分な特性であった。第９図に周波数5MHzで信
号を１万回重ね書き（オーバーライト記録）した時の、
記録パワーと記録領域終端部における劣化長さ（記録マ
ークの再生信号の振幅が小さくなっている領域の長さ）
の関係を示す。第９図（ｂ）より、Ｃを添加することに
よって記録領域終端部における繰り返し劣化が抑制され
ることがわかる。さらに、Ｃを添加することによって、
繰り返しに対する記録パワーの許容範囲が広がる−特
に、記録パワーが最適値よりも若干大きい場合に、Ｂの
繰り返し劣化の抑制効果が大きい−ことも確かめられ
た。
このように、（Ge2Sb2Te5）１−αＣα,0＜α≦0.4で
表される記録薄膜を有する光ディスクは、優れた信号の
記録，消去特性、及び繰り返し特性を有している。
表される記録薄膜を有する光ディスクは、優れた信号の
記録，消去特性、及び繰り返し特性を有している。
（実施例３） 組成が（GexSbyTez）１−αＢα,x＋ｙ＋ｚ＝1,0≦α
≦0.8で表される記録薄膜を有する試験片を真空蒸着法
で作成し、結晶化特性，非晶質化特性，及び記録，消去
の繰り返し時に生じる“記録領域終端部の劣化”に対す
る記録パワーの影響を調べた。記録薄膜の膜厚は60nm、
基板側及び反射層側の保護層はそれぞれ膜厚が150nm,20
0nmのZnS薄膜、反射層は膜厚20nmのAu薄膜で形成した。
≦0.8で表される記録薄膜を有する試験片を真空蒸着法
で作成し、結晶化特性，非晶質化特性，及び記録，消去
の繰り返し時に生じる“記録領域終端部の劣化”に対す
る記録パワーの影響を調べた。記録薄膜の膜厚は60nm、
基板側及び反射層側の保護層はそれぞれ膜厚が150nm,20
0nmのZnS薄膜、反射層は膜厚20nmのAu薄膜で形成した。
実験の結果、結晶化，非晶質化感度がともに良好（単
一ビームによる重ね書きを考慮して、結晶化速度100nse
c以下）で、又、非晶質状態の記録薄膜が熱的に安定に
存在することができ、かつ記録，消去の繰り返し時の記
録領域終端部劣化が生じにくいGe−Sb−Te3元組成の範
囲、及びＢの添加量は、 （GexSbyTez）１−αＢα 0.10≦ｘ≦0.35 0.10≦ｙ 0.45≦ｚ≦0.65 ｘ＋ｙ＋ｚ＝１ ０＜α≦0.4 で表されることがわかった。なおこの領域は、第10図の
A,B,C,D,Eで囲まれた範囲に、組成全体に対してＢを40a
t％以下の割合で添加した領域である。
一ビームによる重ね書きを考慮して、結晶化速度100nse
c以下）で、又、非晶質状態の記録薄膜が熱的に安定に
存在することができ、かつ記録，消去の繰り返し時の記
録領域終端部劣化が生じにくいGe−Sb−Te3元組成の範
囲、及びＢの添加量は、 （GexSbyTez）１−αＢα 0.10≦ｘ≦0.35 0.10≦ｙ 0.45≦ｚ≦0.65 ｘ＋ｙ＋ｚ＝１ ０＜α≦0.4 で表されることがわかった。なおこの領域は、第10図の
A,B,C,D,Eで囲まれた範囲に、組成全体に対してＢを40a
t％以下の割合で添加した領域である。
このように実験的に得られた記録薄膜の組成のうち、
Ｂを除くGe,Sb,Teの組成比について注目する。この組成
比は、すでに述べたように、結晶加速度のはやい（GeT
e）α（Sb2Te3）１−α組成近傍（第２図）で、非晶質
状態でも安定に存在できるよう適当なGe量を有し（第３
図）、かつＢの添加がなくても相対的に記録，消去の繰
り返し特性が高い組成比となっている。Ｂの添加が記録
薄膜の光ディスクとしての特性をさらに向上させること
がわかる。
Ｂを除くGe,Sb,Teの組成比について注目する。この組成
比は、すでに述べたように、結晶加速度のはやい（GeT
e）α（Sb2Te3）１−α組成近傍（第２図）で、非晶質
状態でも安定に存在できるよう適当なGe量を有し（第３
図）、かつＢの添加がなくても相対的に記録，消去の繰
り返し特性が高い組成比となっている。Ｂの添加が記録
薄膜の光ディスクとしての特性をさらに向上させること
がわかる。
（実施例４） 組成が（GexSbyTez）１−αＣα,x＋ｙ＋ｚ＝1,0≦α
≦0.8で表される記録薄膜を有する試験片を真空蒸着法
で作成し、結晶化特性，非晶質化特性、及び記録，消去
の繰り返し時に生じる“記録領域終端部の劣化”に対す
る記録パワーの影響を調べた。記録薄膜の膜厚は60nm、
基板側及び反射層側の保護層はそれぞれ膜厚が150nm,20
0nmのZnS薄膜、反射層は膜厚20nmのAu薄膜で形成した。
≦0.8で表される記録薄膜を有する試験片を真空蒸着法
で作成し、結晶化特性，非晶質化特性、及び記録，消去
の繰り返し時に生じる“記録領域終端部の劣化”に対す
る記録パワーの影響を調べた。記録薄膜の膜厚は60nm、
基板側及び反射層側の保護層はそれぞれ膜厚が150nm,20
0nmのZnS薄膜、反射層は膜厚20nmのAu薄膜で形成した。
実験の結果、結晶化，非晶質化感度がともに良好（単
一ビームによる重ね書きを考慮して、結晶化速度100nse
c以下）で、又、非晶質状態の記録薄膜が熱的に安定に
存在することができ、かつ記録，消去の繰り返し時の記
録領域終端部劣化が生じにくいGe−Sb−Te3元組成の範
囲、及びＣの添加量は、 （GexSbyTez）１−αＣα， 0.10≦ｘ≦0.35 0.10≦ｙ 0.45≦ｚ≦0.65 ｘ＋ｙ＋ｚ＝１ ０＜α≦0.4 で表されることがわかった。
一ビームによる重ね書きを考慮して、結晶化速度100nse
c以下）で、又、非晶質状態の記録薄膜が熱的に安定に
存在することができ、かつ記録，消去の繰り返し時の記
録領域終端部劣化が生じにくいGe−Sb−Te3元組成の範
囲、及びＣの添加量は、 （GexSbyTez）１−αＣα， 0.10≦ｘ≦0.35 0.10≦ｙ 0.45≦ｚ≦0.65 ｘ＋ｙ＋ｚ＝１ ０＜α≦0.4 で表されることがわかった。
（実施例５） 実施例３及び４では、Ge−Sb−Te記録薄膜組成にＢ或
いはＣを添加することによって、記録，消去の繰り返し
時の記録領域終端部劣化が生じにくくなることを示し
た。他にもTe或いはInを主成分とする記録薄膜、例えば
Te−Ge,Te−Ge−Sn,Te−Ge−Sn−Au,Sb−Te,Sb−Se−T
e,In−Te,In−Se,In−Se−Tl,In−Sb,In−Sb−Se,In−S
e−TeにＢ或いはＣを添加した結果、いずれも記録，消
去繰り返し時の記録領域終端劣化が生じにくくなった。
第11図に一例として、１ビームによる重ね書き可能なIn
50Se35Tl15−Ｂ記録薄膜、及びIn50Se35Tl15−Ｃ記録薄
膜を有する光ディスクに重ね書きで信号を1000回記録し
た後の記録領域終端劣化長さを示す。第11図より、Ｂ添
加、及びＣ添加によって劣化が抑制されることがわか
る。又、結晶化速度が比較的遅く、１ビームによる重ね
書きができない、或いは困難な材料からなる記録薄膜に
対しても、Ｂ及びＣの添加効果が認められた。例えば、
Te−Ge−Sn−Au記録薄膜を有する光ディスクは、記録薄
膜の結晶化速度が比較的遅く、１ビームによる重ね書き
は困難であるが、記録，再生用と、消去用の２つのレー
ザ光を用い、消去用のレーザスポットを記録用のレーザ
スポットよりも相対的に長くすることで、記録，消去の
繰り返しを行うことができる（特願昭60−112420号）。
Te−Ge−Sn−Au記録薄膜の場合でも、適当量のＢ添加、
及び適当量のＣ添加によって、記録領域終端部の繰り返
し劣化が抑制されることが確かめられた。
いはＣを添加することによって、記録，消去の繰り返し
時の記録領域終端部劣化が生じにくくなることを示し
た。他にもTe或いはInを主成分とする記録薄膜、例えば
Te−Ge,Te−Ge−Sn,Te−Ge−Sn−Au,Sb−Te,Sb−Se−T
e,In−Te,In−Se,In−Se−Tl,In−Sb,In−Sb−Se,In−S
e−TeにＢ或いはＣを添加した結果、いずれも記録，消
去繰り返し時の記録領域終端劣化が生じにくくなった。
第11図に一例として、１ビームによる重ね書き可能なIn
50Se35Tl15−Ｂ記録薄膜、及びIn50Se35Tl15−Ｃ記録薄
膜を有する光ディスクに重ね書きで信号を1000回記録し
た後の記録領域終端劣化長さを示す。第11図より、Ｂ添
加、及びＣ添加によって劣化が抑制されることがわか
る。又、結晶化速度が比較的遅く、１ビームによる重ね
書きができない、或いは困難な材料からなる記録薄膜に
対しても、Ｂ及びＣの添加効果が認められた。例えば、
Te−Ge−Sn−Au記録薄膜を有する光ディスクは、記録薄
膜の結晶化速度が比較的遅く、１ビームによる重ね書き
は困難であるが、記録，再生用と、消去用の２つのレー
ザ光を用い、消去用のレーザスポットを記録用のレーザ
スポットよりも相対的に長くすることで、記録，消去の
繰り返しを行うことができる（特願昭60−112420号）。
Te−Ge−Sn−Au記録薄膜の場合でも、適当量のＢ添加、
及び適当量のＣ添加によって、記録領域終端部の繰り返
し劣化が抑制されることが確かめられた。
（実施例６） 相変化型光ディスクの記録薄膜は、多くの場合成膜さ
れた時点では非晶質状態である。通常、消去可能な相変
化型光ディスク装置の場合には、非晶質相を記録信号に
対応させ、結晶相を消去した状態に対応させる。従っ
て、成膜後のディスクは、ディスク全面を結晶化させる
必要がある。そこで、例えば、特開昭60−106031号公報
に示されたような、高速ディスク結晶化装置を用いて結
晶化を行う。この結晶化装置は、レーザ光を一定の形状
にして、記録媒体への照射位置を移動させながら照射
し、高速で記録薄膜の結晶化を行うものである。
れた時点では非晶質状態である。通常、消去可能な相変
化型光ディスク装置の場合には、非晶質相を記録信号に
対応させ、結晶相を消去した状態に対応させる。従っ
て、成膜後のディスクは、ディスク全面を結晶化させる
必要がある。そこで、例えば、特開昭60−106031号公報
に示されたような、高速ディスク結晶化装置を用いて結
晶化を行う。この結晶化装置は、レーザ光を一定の形状
にして、記録媒体への照射位置を移動させながら照射
し、高速で記録薄膜の結晶化を行うものである。
実施例５で述べたようにTe或いはInを主成分とする記
録薄膜にＢ或いはＣを添加した結果、いずれも記録，消
去の繰り返し時の記録領域終端劣化が生じにくくなっ
た。又、添加量が適当であると（おおむね40％以下）B,
C添加による記録薄膜の結晶化速度は遅くならない。と
ころが、Ｂ及びＣを添加することにより、上記高速結晶
化装置を用いた結晶化過程における適正な照射レーザ，
パワーの許容範囲が狭くなることがわかった。すなわ
ち、適正なパワー以上で結晶化を行おうとすると、記録
薄膜にクラックが生じやすくなった。この現象を解決す
るために種々実験を行った結果、記録薄膜成膜時におい
て、記録薄膜膜厚方向で少なくとも一部は添加元素、−
すなわちＢ或いはＣ−を含まないようにする、或いは添
加元素を少なくするようにすればよいことがわかった。
第12図に記録薄膜膜厚方向のＢ分布の一例を示す。実際
にこのような記録薄膜を成膜するには、例えば記録薄膜
の母材料とＢとを独立の蒸着源から、各々の蒸着レート
を独立に制御しながら成膜すればよい。
録薄膜にＢ或いはＣを添加した結果、いずれも記録，消
去の繰り返し時の記録領域終端劣化が生じにくくなっ
た。又、添加量が適当であると（おおむね40％以下）B,
C添加による記録薄膜の結晶化速度は遅くならない。と
ころが、Ｂ及びＣを添加することにより、上記高速結晶
化装置を用いた結晶化過程における適正な照射レーザ，
パワーの許容範囲が狭くなることがわかった。すなわ
ち、適正なパワー以上で結晶化を行おうとすると、記録
薄膜にクラックが生じやすくなった。この現象を解決す
るために種々実験を行った結果、記録薄膜成膜時におい
て、記録薄膜膜厚方向で少なくとも一部は添加元素、−
すなわちＢ或いはＣ−を含まないようにする、或いは添
加元素を少なくするようにすればよいことがわかった。
第12図に記録薄膜膜厚方向のＢ分布の一例を示す。実際
にこのような記録薄膜を成膜するには、例えば記録薄膜
の母材料とＢとを独立の蒸着源から、各々の蒸着レート
を独立に制御しながら成膜すればよい。
（実施例７） 実施例１及び２ではGe2Sb2Te5記録薄膜にＢ或いはＣ
を添加することによって、記録，消去の繰り返し劣化が
抑制されることを示した。次に、記録薄膜中にＢやＣを
加えず、代わりに記録薄膜に接して記録薄膜の両側、或
いは片側にＢ層或いはＣ層を設けることによって、繰り
返しにおける記録領域終端部劣化が抑制されるかを調べ
た。
を添加することによって、記録，消去の繰り返し劣化が
抑制されることを示した。次に、記録薄膜中にＢやＣを
加えず、代わりに記録薄膜に接して記録薄膜の両側、或
いは片側にＢ層或いはＣ層を設けることによって、繰り
返しにおける記録領域終端部劣化が抑制されるかを調べ
た。
第13図にGe2Sb2Te5記録薄膜の両側にＢ層を設けた光
ディスクに重ね書きで信号を１万回記録した後の記録領
域終端部劣化長さと両側Ｂ層の膜厚の関係を示す。この
時のディスク構造を第１図（ｂ）に示す。記録薄膜の膜
厚は60nm、基板側及び反射層側の保護層はそれぞれ膜厚
150nm,200nmのZnS薄膜、反射層は膜厚20nmのAu薄膜で形
成した。第13図からわかるように、Ｂ層を設けることに
よって繰り返し劣化が抑制される。しかし、Ｂ層膜厚を
10nmより厚くすると繰り返しによって記録薄膜が破れや
すくなった。すなわちＢ層の膜厚は10nm以下が適当であ
る。又、Ge2Sb2Te5記録薄膜の片側にＢ層を設けた場合
でも、繰り返し劣化の抑制効果が見られた。
ディスクに重ね書きで信号を１万回記録した後の記録領
域終端部劣化長さと両側Ｂ層の膜厚の関係を示す。この
時のディスク構造を第１図（ｂ）に示す。記録薄膜の膜
厚は60nm、基板側及び反射層側の保護層はそれぞれ膜厚
150nm,200nmのZnS薄膜、反射層は膜厚20nmのAu薄膜で形
成した。第13図からわかるように、Ｂ層を設けることに
よって繰り返し劣化が抑制される。しかし、Ｂ層膜厚を
10nmより厚くすると繰り返しによって記録薄膜が破れや
すくなった。すなわちＢ層の膜厚は10nm以下が適当であ
る。又、Ge2Sb2Te5記録薄膜の片側にＢ層を設けた場合
でも、繰り返し劣化の抑制効果が見られた。
同様に、Ge2Sb2Te5記録薄膜の両側、或いは片側にＣ
層を設けた場合にも、Ｂ層を設けた場合と同様に、繰り
返し劣化の抑制効果が見られた。この時、Ｃ層の膜厚は
10nm以下が適当である。
層を設けた場合にも、Ｂ層を設けた場合と同様に、繰り
返し劣化の抑制効果が見られた。この時、Ｃ層の膜厚は
10nm以下が適当である。
さらに記録薄膜組成範囲を広げて、結晶化，非晶質化
感度がともに良好で、かつＢ層或いはＣ層を設けること
によって繰り返し劣化の抑制される構成を調べた。その
結果、Ge−Sb−Te3元組成の範囲、及び記録薄膜の両
側、或いは片側に設けたＢ層或いはＣ層の膜厚が、 GexSbyTez 0.10≦ｘ≦0.35 0.10≦ｙ 0.45≦ｚ≦0.65 ｘ＋ｙ＋ｚ＝１ Ｂ層或いはＣ層の膜厚が10nm以下で表される時に結晶
化，非晶質化感度がともに良好で、かつ繰り返し劣化が
抑制されることがわかった。
感度がともに良好で、かつＢ層或いはＣ層を設けること
によって繰り返し劣化の抑制される構成を調べた。その
結果、Ge−Sb−Te3元組成の範囲、及び記録薄膜の両
側、或いは片側に設けたＢ層或いはＣ層の膜厚が、 GexSbyTez 0.10≦ｘ≦0.35 0.10≦ｙ 0.45≦ｚ≦0.65 ｘ＋ｙ＋ｚ＝１ Ｂ層或いはＣ層の膜厚が10nm以下で表される時に結晶
化，非晶質化感度がともに良好で、かつ繰り返し劣化が
抑制されることがわかった。
他にも、Te或いはInを主成分とする記録薄膜、例えば
単一ビームによる重ね書きが可能なIn50Se35Tl15記録薄
膜−の両側、或いは片側にＢ層を設けることによって、
いずれも記録，消去の繰り返し時の記録領域終端劣化が
生じにくくなった。
単一ビームによる重ね書きが可能なIn50Se35Tl15記録薄
膜−の両側、或いは片側にＢ層を設けることによって、
いずれも記録，消去の繰り返し時の記録領域終端劣化が
生じにくくなった。
（実施例８） 実施例７では、Ge−Sb−Te記録薄膜の両側、或いは片
側にＢ層或いはＣ層を設けることによって、記録，消去
の繰り返し時の記録領域終端部劣化が生じにくくなるこ
とを示した。実施例７及び実施例５を組み合わせる、す
なわち記録薄膜材料成分にＢ或いはＣを加え、かつ記録
薄膜の両側、或いは片側にＢ層或いはＣ層を設けること
によっても、記録，消去の繰り返し時の記録領域終端部
劣化が抑制されることを確認した。
側にＢ層或いはＣ層を設けることによって、記録，消去
の繰り返し時の記録領域終端部劣化が生じにくくなるこ
とを示した。実施例７及び実施例５を組み合わせる、す
なわち記録薄膜材料成分にＢ或いはＣを加え、かつ記録
薄膜の両側、或いは片側にＢ層或いはＣ層を設けること
によっても、記録，消去の繰り返し時の記録領域終端部
劣化が抑制されることを確認した。
（実施例９） 実施例７で、Ge2Sb2Te5記録薄膜の両側、或いは片側
にＢ層或いはＣ層を設けることによって、記録，消去の
繰り返し劣化が抑制されることを示した。そこで次に、
記録薄膜に接する保護層の材料成分にＢ或いはＣを加え
ることによって、繰り返しにおける記録領域終端部劣化
が抑制されるかを調べた。
にＢ層或いはＣ層を設けることによって、記録，消去の
繰り返し劣化が抑制されることを示した。そこで次に、
記録薄膜に接する保護層の材料成分にＢ或いはＣを加え
ることによって、繰り返しにおける記録領域終端部劣化
が抑制されるかを調べた。
一例として、第14図にGe2Sb2Te5記録薄膜の両側にZnS
−Ｂで表される保護層を設けた光ディスクに重ね書きで
信号を１万回記録した後の、記録領域終端部劣化長さと
保護層材料に占めるＢ量の関係を示す。記録薄膜の膜厚
は60nm、基板側及び反射層側の保護層はそれぞれ膜厚が
150nm,200nmのZnS−Ｂ薄膜、反射層は膜厚20nmのAu薄膜
で形成した。第14図からわかるように、保護層中にＢが
含まれる時に繰り返し劣化抑制効果が見られる。記録薄
膜の片側の保護層にのみＢを含む材料で形成した場合で
も、繰り返し劣化の抑制効果が見られた。
−Ｂで表される保護層を設けた光ディスクに重ね書きで
信号を１万回記録した後の、記録領域終端部劣化長さと
保護層材料に占めるＢ量の関係を示す。記録薄膜の膜厚
は60nm、基板側及び反射層側の保護層はそれぞれ膜厚が
150nm,200nmのZnS−Ｂ薄膜、反射層は膜厚20nmのAu薄膜
で形成した。第14図からわかるように、保護層中にＢが
含まれる時に繰り返し劣化抑制効果が見られる。記録薄
膜の片側の保護層にのみＢを含む材料で形成した場合で
も、繰り返し劣化の抑制効果が見られた。
同様に、Ge2Sb2Te5記録薄膜の両側、或いは片側にZeS
−Ｃで表される保護層を設けた場合にも、ZnS−Ｃ保護
層の場合と同様の繰り返し劣化の抑制効果が見られた。
−Ｃで表される保護層を設けた場合にも、ZnS−Ｃ保護
層の場合と同様の繰り返し劣化の抑制効果が見られた。
さらに記録薄膜組成範囲を広げて、結晶化，非晶質化
感度がともに良好で、かつＢ或いはＣを含む保護層を設
けることによって繰り返しの劣化抑制される構成を調べ
た。その結果、Ge−Sb−Te3元組成の範囲が GexSbyTez 0.10≦ｘ≦0.35 0.10≦ｙ 0.45≦ｚ≦0.65 ｘ＋ｙ＋ｚ＝１ で表される時に結晶化，非晶質化感度がともに良好で、
かつ繰り返し劣化が抑制されることがわかった。
感度がともに良好で、かつＢ或いはＣを含む保護層を設
けることによって繰り返しの劣化抑制される構成を調べ
た。その結果、Ge−Sb−Te3元組成の範囲が GexSbyTez 0.10≦ｘ≦0.35 0.10≦ｙ 0.45≦ｚ≦0.65 ｘ＋ｙ＋ｚ＝１ で表される時に結晶化，非晶質化感度がともに良好で、
かつ繰り返し劣化が抑制されることがわかった。
又、保護層の母材はZnSに限定する必要はない。例え
ば、Al2O3,SiO,SiO2,TeO2,MoO3,WO3,PbF2,MgF2,SiN等の
誘電体或いはこれらの適当な組み合わせからなる保護層
に対しても、Ｂ或いはＣを添加することによって記録，
消去の繰り返し劣化を抑制することができる。
ば、Al2O3,SiO,SiO2,TeO2,MoO3,WO3,PbF2,MgF2,SiN等の
誘電体或いはこれらの適当な組み合わせからなる保護層
に対しても、Ｂ或いはＣを添加することによって記録，
消去の繰り返し劣化を抑制することができる。
又、Ｂ或いはＣを保護層全体に均一に分散、或いは固
溶させる必要はない。重要なのは、記録薄膜との界面付
近にＢ或いはＣが存在することである。
溶させる必要はない。重要なのは、記録薄膜との界面付
近にＢ或いはＣが存在することである。
他にもTe或いはInを主成分とする記録薄膜、例えば単
一ビームによる重ね書き可能なIn50Se35Tl15記録薄膜−
の両側、或いは片側にＢ或いはＣを含む保護層を設ける
ことによって、いずれも記録，消去の繰り返し時の記録
領域終端劣化が生じにくくなった。
一ビームによる重ね書き可能なIn50Se35Tl15記録薄膜−
の両側、或いは片側にＢ或いはＣを含む保護層を設ける
ことによって、いずれも記録，消去の繰り返し時の記録
領域終端劣化が生じにくくなった。
（実施例10） 実施例９では、Ge−Sb−Te記録薄膜の両側、或いは片
側にＢ或いはＣを含む保護層を設けることによって、記
録，消去の繰り返し時の記録領域終端部劣化が生じにく
くなることを示した。実施例９、及び実施例５を組み合
わせる、すなわち記録薄膜材料成分にＢ或いはＣを加
え、かつ記録薄膜の両側、或いは片側にＢ或いはＣを含
む保護層を設けることによっても、記録，消去の繰り返
し時の記録領域終端部劣化が抑制されることを確認し
た。
側にＢ或いはＣを含む保護層を設けることによって、記
録，消去の繰り返し時の記録領域終端部劣化が生じにく
くなることを示した。実施例９、及び実施例５を組み合
わせる、すなわち記録薄膜材料成分にＢ或いはＣを加
え、かつ記録薄膜の両側、或いは片側にＢ或いはＣを含
む保護層を設けることによっても、記録，消去の繰り返
し時の記録領域終端部劣化が抑制されることを確認し
た。
発明の効果 記録，消去を目的とするレーザ光線の照射により相変
化を生じて光学特性の異なる状態へと可逆的に移りうる
記録薄膜とを少なくとも備えてなる可逆的光学情報記録
媒体であって、記録膜材料を （GexSbyTez）１−αＸα （但し、ＸはＢまたはＣの何れかであり、0.10≦ｘ≦0.
35、0.10≦ｙ、0.45≦ｚ≦0.65、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、０＜
α≦0.4）で表される範囲内にする、 及び／或いは、記録薄膜に含むＢまたはＣの記録薄膜
中の濃度に当該記録薄膜の膜厚方向で分布を持たせる、 及び／或いは、記録薄膜に接してその両側、或いは片
側にＢ層を備える、 及び／或いは、 GexSbyTez （但し、0.10≦ｘ≦0.35、0.10≦ｙ、0.45≦ｚ≦0.65、
ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）で表わされる記録薄膜に接してその両
側、或いは片側に膜厚10nm以下のＣ層を備える、 及び／或いは、ＢまたはＣを含む記録薄膜に接してそ
の両側、或いは片側にＢ或いはＣを含有する保護層を備
えることにより、最適パワーより高いパワーで記録する
場合でも繰り返しによる記録薄膜の破壊が生じにくくな
る。即ち、良好な繰り返しが得られる記録パワーの許容
範囲が広がる。
化を生じて光学特性の異なる状態へと可逆的に移りうる
記録薄膜とを少なくとも備えてなる可逆的光学情報記録
媒体であって、記録膜材料を （GexSbyTez）１−αＸα （但し、ＸはＢまたはＣの何れかであり、0.10≦ｘ≦0.
35、0.10≦ｙ、0.45≦ｚ≦0.65、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、０＜
α≦0.4）で表される範囲内にする、 及び／或いは、記録薄膜に含むＢまたはＣの記録薄膜
中の濃度に当該記録薄膜の膜厚方向で分布を持たせる、 及び／或いは、記録薄膜に接してその両側、或いは片
側にＢ層を備える、 及び／或いは、 GexSbyTez （但し、0.10≦ｘ≦0.35、0.10≦ｙ、0.45≦ｚ≦0.65、
ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）で表わされる記録薄膜に接してその両
側、或いは片側に膜厚10nm以下のＣ層を備える、 及び／或いは、ＢまたはＣを含む記録薄膜に接してそ
の両側、或いは片側にＢ或いはＣを含有する保護層を備
えることにより、最適パワーより高いパワーで記録する
場合でも繰り返しによる記録薄膜の破壊が生じにくくな
る。即ち、良好な繰り返しが得られる記録パワーの許容
範囲が広がる。
第１図は記録媒体の構造を示す断面図、第２図はGe−Sb
−Te3元薄膜の組成と結晶化速度の関係図、第３図はGe
−Sb−Te3元薄膜の組成と結晶化温度の関係図、第４図
は静的な結晶化特性図、第５図は静的な非晶質化特性
図、第６図はGe2Sb2Te5記録薄膜にＢを添加した時の結
晶化，非晶質化特性図、第７図は動的記録特性図、第８
図は動的消去特性図、第９図，第11図は記録薄膜へのＢ
或いはＣ添加による記録，消去の繰り返し劣化抑制効果
を示す説明図、第10図はGe−Sb−Te−B4元系記録薄膜の
材料組成範囲を示す説明図、第12図は記録薄膜中に含ま
れるＢの記録薄膜膜厚方向分布を示す説明図、第13図は
記録薄膜に接して設けたＢ層による繰り返し劣化抑制効
果を示す説明図、第14図は記録薄膜に接して設けたＢを
含む保護層による繰り返し劣化抑制効果を示す説明図で
ある。 １……基板、２……透明体層、３……記録薄膜、４……
透明体層、５……反射層、６……お接着剤、７……保護
基板、８……基板平面、９……Ｂ層。
−Te3元薄膜の組成と結晶化速度の関係図、第３図はGe
−Sb−Te3元薄膜の組成と結晶化温度の関係図、第４図
は静的な結晶化特性図、第５図は静的な非晶質化特性
図、第６図はGe2Sb2Te5記録薄膜にＢを添加した時の結
晶化，非晶質化特性図、第７図は動的記録特性図、第８
図は動的消去特性図、第９図，第11図は記録薄膜へのＢ
或いはＣ添加による記録，消去の繰り返し劣化抑制効果
を示す説明図、第10図はGe−Sb−Te−B4元系記録薄膜の
材料組成範囲を示す説明図、第12図は記録薄膜中に含ま
れるＢの記録薄膜膜厚方向分布を示す説明図、第13図は
記録薄膜に接して設けたＢ層による繰り返し劣化抑制効
果を示す説明図、第14図は記録薄膜に接して設けたＢを
含む保護層による繰り返し劣化抑制効果を示す説明図で
ある。 １……基板、２……透明体層、３……記録薄膜、４……
透明体層、５……反射層、６……お接着剤、７……保護
基板、８……基板平面、９……Ｂ層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高尾 正敏 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−187431（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−171290（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−292636（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−217943（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−70939（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−142542（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−189044（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−277342（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−17235（ＪＰ，Ａ)
Claims (12)
- 【請求項１】基板と、前記基板上に形成され、記録，消
去を目的とするレーザ光線の照射により相変化を生じて
光学特性の異なる状態へと可逆的に移りうる記録薄膜と
を少なくとも備えてなる可逆的光学情報記録媒体であっ
て、前記記録薄膜を構成する元素の原子比が （GexSbyTez）１−αＢα （但し、0.10≦ｘ≦0.35 0.10≦ｙ 0.45≦ｚ≦0.65
ｘ＋ｙ＋ｚ＝１ ０＜α≦0.4）で表される範囲内にあ
ることを特徴とする光学情報記録媒体。 - 【請求項２】記録薄膜を構成する元素の原子比が （Ge2Sb2Te5）１−αＢα （但し、０＜α≦0.4）で表される範囲内にあることを
特徴とする請求項１記載の光学情報記録媒体。 - 【請求項３】基板と、前記基板上に形成され、記録、消
去を目的とするレーザ光線の照射により相変化を生じて
光学特性の異なる状態へと可逆的に移りうる記録薄膜と
を少なくとも備えてなる可逆的光学情報記録媒体であっ
て、前記記録薄膜はホウ素または炭素を含み、前記記録
薄膜中のホウ素濃度または炭素濃度が、少なくとも前記
記録薄膜の形成時において前記記録膜の膜厚方向で濃度
分布をもつことを特徴とする光学情報記録媒体。 - 【請求項４】基板と、前記基板上に形成され、記録、消
去を目的とするレーザ光線の照射により相変化を生じて
光学特性の異なる状態へと可逆的に移りうる記録薄膜
と、前記記録薄膜に接してその両側、或いは片側に備え
られたホウ素からなる層とを少なくとも備えてなる可逆
的光学情報記録媒体。 - 【請求項５】記録薄膜を構成する元素の原子比が、 GexSbyTez 0.10≦ｘ≦0.35 0.10≦ｙ 0.45≦ｚ≦0.65 ｘ＋ｙ＋
ｚ＝１ で表される範囲内にあり、かつホウ素からなる層の膜厚
が10nm以下であることを特徴とする請求項（４）記載の
光学情報記録媒体。 - 【請求項６】記録薄膜を構成する元素の原子比がGe2Sb2
Te5で、かつホウ素からなる層の膜厚が10nm以下である
ことを特徴とする請求項（５）記載の光学情報記録媒
体。 - 【請求項７】基板と、前記基板上に形成され、記録、消
去を目的とするレーザ光線の照射により相変化を生じて
光学特性の異なる状態へと可逆的に移りうる記録薄膜
と、前記記録薄膜に接してその両側、或いは片側に備え
られた炭素からなる層とを少なくとも備え、前記記録薄
膜を構成する元素の原子比が、 GexSbyTez 0.10≦ｘ≦0.35 0.10≦ｙ 0.45≦ｚ≦0.65 ｘ＋ｙ＋
ｚ＝１ で表される範囲内にあり、かつ炭素からなる層の膜厚が
10nm以下であることを特徴とする光学情報記録媒体。 - 【請求項８】記録薄膜を構成する元素の原子比がGe2Sb2
Te5で、かつ炭素からなる層の膜厚が10nm以下であるこ
とを特徴とする請求項（７）記載の光学情報記録媒体。 - 【請求項９】基板と、前記基板上に形成され、記録、消
去を目的とするレーザ光線の照射により相変化を生じて
光学特性の異なる状態へと可逆的に移りうる記録薄膜
と、前記記録薄膜に接してその両側、或いは片側に備
え、材料成分として誘電体材料を主成分としホウ素を含
有する保護層とを少なくとも備えてなる光学情報記録媒
体。 - 【請求項１０】記録薄膜を構成する元素の原子比が、 GexSbyTez 0.10≦ｘ≦0.35 0.10≦ｙ 0.45≦ｚ≦0.65 ｘ＋ｙ＋
ｚ＝１ で表される範囲内であることを特徴とする請求項（９）
記載の光学情報記録媒体。 - 【請求項１１】記録薄膜を構成する元素の原子比がGe2S
b2Te5であることを特徴とする請求項（９）または（1
0）何れかに記載の光学情報記録媒体。 - 【請求項１２】基板と、前記基板上に形成され、記録、
消去を目的とするレーザ光線の照射により相変化を生じ
て光学特性の異なる状態へと可逆的に移りうる記録薄膜
とを少なくとも備えてなる可逆的光学情報記録媒体であ
って、前記記録薄膜はホウ素または炭素を含み、前記記
録薄膜に接してその両側、或いは片側に、材料成分とし
てホウ素或いは炭素を含有する保護層を備えることを特
徴とする光学情報記録媒体。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63-192498 | 1988-08-01 | ||
| JP19249888 | 1988-08-01 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02139283A JPH02139283A (ja) | 1990-05-29 |
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Family
ID=16292307
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19590289A Expired - Fee Related JP2991725B2 (ja) | 1988-08-01 | 1989-07-27 | 光学情報記録媒体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP2991725B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW411457B (en) * | 1997-08-01 | 2000-11-11 | Hitachi Maxell | Information recording medium |
| JP2008217858A (ja) * | 2007-02-28 | 2008-09-18 | Toshiba Corp | 相変化記録媒体およびこの媒体を用いる情報記録再生装置 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61217943A (ja) * | 1985-03-22 | 1986-09-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光デイスク |
| JPS6370939A (ja) * | 1986-09-12 | 1988-03-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光学式情報記録部材 |
| JPS63187431A (ja) * | 1987-01-30 | 1988-08-03 | Toshiba Corp | 情報記録媒体 |
| JPH01292636A (ja) * | 1988-05-19 | 1989-11-24 | Daicel Chem Ind Ltd | 光情報記録媒体 |
| JPH02171290A (ja) * | 1988-12-26 | 1990-07-02 | Toshiba Corp | 情報記録媒体 |
-
1989
- 1989-07-27 JP JP19590289A patent/JP2991725B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02139283A (ja) | 1990-05-29 |
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|---|---|---|---|
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