JP3415099B2 - 光ディスク記録媒体およびその製造方法 - Google Patents

光ディスク記録媒体およびその製造方法

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JP3415099B2 JP2000136894A JP2000136894A JP3415099B2 JP 3415099 B2 JP3415099 B2 JP 3415099B2 JP 2000136894 A JP2000136894 A JP 2000136894A JP 2000136894 A JP2000136894 A JP 2000136894A JP 3415099 B2 JP3415099 B2 JP 3415099B2
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  • Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)
  • Manufacturing Optical Record Carriers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は書換え可能な大容
量記録媒体である光ディスク記録媒体およびその製造方
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】光ディスクは、面積あたりの記録密度が
高いのでコンパクトで容量が大きいメモリである。ま
た、持ち運びができる特徴を持っている。この光ディス
クには再生型、追記型、書換型の3種類がある。このな
かで、特に、書換型が磁気媒体の代替として期待されて
いる。
【0003】光ディスク記録媒体として、Ge,Te,
Sbからなる薄膜を用いた相変化媒体が知られている。
この媒体は、レーザ光の照射により加熱溶融し、急冷の
過程で非晶質化マークを形成し、弱いレーザ光の照射に
より加熱して、結晶化消去を行うことができる。相変化
を利用した書換型光ディスクでは、一般的に記録膜材料
の結晶状態を消去状態に利用しており、非晶質状態を記
録状態に利用している。このため、記録膜の昇温滞在時
間および冷却時間などの温度特性が消去および記録特性
を支配する。この温度特性は既に述べたように、光ディ
スクの線速度によつて変化する。このため、従来は、光
ディスクの構造によってその特性の改善がなされてい
た。光ディスクの構造は、光の入射する方向から基板上
に第1の誘電体膜、記録膜、第2の誘電体膜、反射膜と
積層した4層構造が一般的に用いられていた。この4層
構造において、外周にいくほど第2の誘電体膜を厚くし
たり反射膜を薄くしたりして、記録膜に供給されたエネ
ルギーの散逸状態を光ディスクの内周と外周とで近づけ
る試みがなされている。
【0004】さらに、同一の構成の光ディスクを、異な
る回転速度のドライブで使用する場合もあり、この場合
は線速度は2倍以上異なる。このような場合においても
光ディスクの記録および消去特性が等価になる媒体が望
まれる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】光ディスクを異なる線
速度で用いる場合は、一般的に線速度が小さい場合と大
きい場合とで、線速度によって記録消去の条件が大きく
異なる。その結果、光ディスクへのデータの記録もしく
は消去の性能が、線速度の大小で変化することになる。
特に、線速度が大きい場合、結晶化に要する加熱時間が
短くなり、消去比が低下するという課題があった。これ
に対して従来はディスクを形成している膜の厚みを調整
してディスクの温度特性を選んで解決を図ろうとしてい
た。そのため、線速度が異なることに対してディスクの
膜厚構成を変える必要があった。
【0006】この発明の目的は、膜厚構成を変えること
なく、広範囲の線速度に対しても十分な記録特性および
消去特性の得られる光ディスク記録媒体およびその製造
方法を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の光ディス
ク記録媒体は、光学的に情報を記録することが可能な光
ディスク記録媒体であって、Ge、Te、Sb、Pdの
4元素を含む記録膜であって、前記記録膜における前記
4元素の構成比が、化学当量成分のGeTe、Sb 2
3 、SbおよびPdTe 2 からなる混合物の構成比と
一致する記録膜を備えたことを特徴とする。
【0008】請求項2記載の光ディスク記録媒体は、請
求項1記載の光ディスク記録媒体において、前記化学当
量成分のGeTeとSb 2 Te 3 とSbとPdTe 2
の混合物におけるPdTe 2 の割合が10mol%以下
となることを特徴とする。
【0009】請求項3記載の光ディスク記録媒体は、請
求項1または2に記載の光ディスク記録媒体において、
前記化学当量成分のGeTeとSb 2 Te 3 とSbとP
dTe 2 との混合物におけるGeTeとSb2 Te3
モル比(GeTe/Sb2 Te3 1以上3以下であ
ることを特徴とする。
【0010】請求項4記載の光ディスク記録媒体は、請
求項1から3のうちの1項に記載の光ディスク記録媒体
において、スパッタ法で成膜した反射膜を有する。
【0011】請求項5記載の光ディスク記録媒体は、請
求項1から4のうちの1項に記載の光ディスク記録媒体
において、少なくとも1つの透明層を備えている。
【0012】請求項6記載の光ディスク記録媒体は、請
求項1から4のうちの1項に記載の光ディスク記録媒体
において、透明層と、少なくとも1つの誘電体層と、少
なくとも1つの記録層を有する。
【0013】請求項7記載の光ディスク記録媒体は、請
求項1から5のうちの1項に記載の光ディスク記録媒体
において、記録膜に接した少なくとも1つの誘電体層を
備えている。
【0014】請求項8記載の光ディスク記録媒体の製造
方法は、化学当量成分のGeTeとSb2 Te3 とSb
とPdTe2 の混合体をターゲット材料とするスパッタ
法により記録膜を形成したことを特徴とする。
【0015】請求項9記載の光ディスク記録媒体の製造
方法は、請求項8記載の光ディスク記録媒体の製造方法
において、記録膜を形成する際のスパッタ雰囲気にN2
ガスまたはO2 ガスを添加する。
【0016】この発明の構成によれば、記録膜が、高融
点であるGeTe(融点=725℃),とSb2 Te3
(融点=622℃)に、さらに高融点であるPdTe2
(融点=740℃)を添加した混合薄膜からなる。Pd
Te2 組成は、結晶化の核形成速度が大であり、かかる
成分からなる記録膜は、高いパワーレベルのレーザ光
の照射による加熱により溶融し、冷却過程で融点の低い
Sb2 Te3 成分の働きで非晶質化し、記録マークを形
成する。このマークの上に低いパワーレベルのレーザ光
を照射し、融点以下で加熱することにより、高融点成分
であるGeTeおよびPdTe2 成分に結晶化核生成が
生じる。しかる後に非晶質化マークが結晶化し、消去が
行われる。このとき、従来のGeTeの結晶化核生成に
加えて、高融点のPdTe2 成分の結晶化核生成によ
り、消去速度が向上し、短い加熱時間で消去状態を得る
ことができる。加熱時間は、レーザ光スポットによる照
射時間に対応し、回転するディスクにおいては、ディス
ク上の点が、回転により、レーザ光スポットの径を横切
る時間に相当する。線速度が遅い場合は長いパルス幅の
照射に相当し、線速度が速い場合は短いパルス幅に相当
する。このように、PdTe2 を添加した記録膜とする
ことにより、膜厚構成を変えることなく、速い線速度に
対しても十分な記録特性および消去特性が得られる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。この実施の形態では、オーバラ
イト可能相変化書換型の光ディスクの場合について述べ
る。図1はこの発明の実施の形態を示す光ディスク記録
媒体の概略断面図である。
【0018】この光ディスク記録媒体は、4層構造の薄
膜からなり、ポリカーボネート基板(光ディスク基板)
1の上に、第1の誘電体膜2、記録膜3、第2の誘電体
膜4、反射膜5を順次スパッタ法で積層し、接着剤6を
介してポリカーボネート保護板7と貼り合わせている。
第1の誘電体膜2は膜厚160nmのZnS−SiO 2
からなる。記録膜3はGeTe,Sb2 Te3 に、Pd
Te2 を添加したものからなり、膜厚20nmである。
第2の誘電体膜4は膜厚25nmのZnS−SiO2
らなる。反射膜5は膜厚110nmのAl合金からな
る。
【0019】レーザ光スポット8はポリカーボネート基
板1側から照射する。図2(a)は記録・消去のオーバ
ライトレーザ光の変調波形を示した図である。高いパワ
ーレベルHがマーク記録に対応し、低いパワーレベルL
はマーク消去に対応する。図2(b)はディスク上のト
ラックを示し、オーバライトして消去したマークを楕円
の点線で、オーバライトして新規に記録が行われたマー
クを楕円の実線で表す。なお円は、レーザ光スポット8
であり、この径を1μmとし、このトラック部の回転線
速度を20m/sとすると、このトラックの任意の点
の、レーザ光スポット8の照射パルス幅は、1μm/
(20m/s)=50nsになる。
【0020】図3に記録膜3へのPdTe2 の添加量
と、結晶化のレーザ光照射パルス幅の関係を示す。ここ
で、GeTeとSb2 Te3 のモル比をg=GeTe/
Sb2Te3 とおいて、g=1およびg=2について、
それぞれPdTe2 の添加量と、結晶化のレーザ光パル
ス幅の関係を求めている。なお、記録膜3の膜厚はいず
れも、20nmである。
【0021】PdTe2 の添加量がゼロの場合は、結晶
化のレーザ光パルス幅は、モル比g=1のとき40ns
で、モル比g=2のとき70nsになる。添加材料とし
て、PdTe2 を加えるにしたがって、結晶化のレーザ
光パルス幅の低下が生ずる。ただし、PdTe2 を添加
することにより、結晶化の転移温度が高くなるため、こ
こでは、レーザ光パルスのパワーレベルを高く選んでい
る。添加材料PdTe 2 により、記録膜3の光吸収係数
が増大し、転移温度が高くなることと、光吸収感度の増
大とで、パワーレベルの変更は、10%レベルである。
転移温度の上昇は、ディスクの環境寿命の向上に寄与す
る。添加量が10mol%で結晶化のレーザ光パルス幅
は、従来(添加量がゼロの場合)の約1/2になる。た
だし、さらに添加量を増加させると、光吸収係数の増大
のため、結晶状態と、非晶質状態の間の反射率差が低下
し、信号出力が低下する。
【0022】またモル比g=3の場合も図3に示すよう
に、結晶化のレーザ光パルス幅は、100nsから、P
dTe2 の添加により、そのパルス幅は同様に短くな
る。この実施の形態によれば、記録膜3が、高融点であ
るGeTe(融点=725℃),とSb2 Te3 (融点
=622℃)に、さらに高融点であるPdTe2 (融点
=740℃)を添加した混合薄膜からなる。PdTe2
組成は、結晶化の核形成速度が大であり、かかる3成分
からなる記録膜3は、高いパワーレベルのレーザ光の照
射による加熱により溶融し、冷却過程で融点の低いSb
2 Te3 成分の働きで非晶質化し、記録マークを形成す
る。このマークの上に低いパワーレベルのレーザ光を照
射し、融点以下で加熱することにより、高融点成分であ
るGeTeおよびPdTe2 成分に結晶化核生成が生じ
る。しかる後に非晶質化マークが結晶化し、消去が行わ
れる。このとき、従来のGeTeの結晶化核生成に加え
て、高融点のPdTe2 成分の結晶化核生成により、消
去速度が向上し、短い加熱時間で消去状態を得ることが
できる。加熱時間は、レーザ光スポットによる照射時間
に対応し、回転するディスクにおいては、ディスク上の
点が、回転により、レーザ光スポットの径を横切る時間
に相当する。線速度が遅い場合は長いパルス幅の照射に
相当し、線速度が速い場合は短いパルス幅に相当する。
【0023】このように、PdTe2 を添加した記録膜
3とすることにより、結晶化消去の過程で、結晶化核の
生成を促進させ、消去に要するレーザ光照射パルス幅を
短くすることができ、速い線速度に対しても十分な記録
特性および消去特性が得られ、膜厚構成を変えることな
く、広範囲な線速度に対応することができる。なお、従
来、消去比を向上する方法として、第2の誘電体膜を厚
くして、冷却層としての役割を持つ反射膜と記録膜のギ
ャップを大きくして、ディスクの冷却速度を下げる方法
があるが、この場合、消去できるパワー幅が狭くなる傾
向を示していた。
【0024】なお、記録膜3中のPdTe2 は10mo
l%以下とし、記録膜3中の主成分であるGeTeとS
2 Te3 のモル比gを1以上3以下にすることが好ま
しい。また、記録膜3の膜厚は、10nm〜40nmの
範囲にすることが好ましい。記録膜3の形成には、スパ
ッタ法を用いる。このときスパッタのターゲット材料と
して、PdTe2 を添加した、GeTe,Sb2 Te3
およびPdTe2 の混合体を用いることにより、スパッ
タ中で、安定な組成比での膜形成が行える。
【0025】さらに、スパッタ雰囲気にN2 ガスまたは
2 ガスを入れて膜形成した場合、PdTe2 添加によ
る転移温度の上昇効果により、環境寿命の優れた膜を形
成することができる。この場合、N2 ガスまたはO2
スの量とPdTe2 の量が比例関係になるようにする。
【0026】また、記録膜3として、GeTeとSb2
Te3 を主成分とし、SbおよびPdTe2 を添加して
も、同様の効果を得ることができる。Sbを添加するこ
とにより、転移温度の上昇および非晶質化性能の向上を
ともに図ることができる。この場合、記録膜3中のPd
Te2 は10mol%以下とし、SbはSb/Sb2
3 =0.2とし、記録膜3中の主成分であるGeTe
とSb2 Te3 のモル比gを1以上3以下にすることが
好ましい。また、記録膜3の膜厚は、10nm〜40n
mの範囲にすることが好ましい。また、記録膜3の形成
には、上記同様スパッタ法により、ターゲット材料とし
て、GeTe,Sb2 Te3 ,SbおよびPdTe2
混合体を用いる。さらに、スパッタ雰囲気にN2 ガスま
たはO2ガスを入れて膜形成した場合、上記同様、環境
寿命の優れた膜を形成することができる。
【0027】また、上記実施の形態では、ポリカーボネ
ート基板1の上に、第1の誘電体膜2、記録膜3、第2
の誘電体膜4および反射膜5の4層構造の薄膜を形成し
た構成について説明したが、記録膜3の膜厚を大きくす
る場合は、反射膜5を省略しても記録再生特性を得るこ
とができる。
【0028】
【発明の効果】この発明によれば、記録膜を、GeTe
とSb2 Te3 の主成分にSbおよびPdTe2 を添加
した薄膜で形成することにより、結晶化消去の過程で、
結晶化核の生成を促進させ、消去に要するレーザ光照射
パルス幅を短くすることができ、速い線速度に対しても
十分な記録特性および消去特性が得られ、膜厚構成を変
えることなく、広範囲な線速度に対応することができ
る。一方、結晶化転移温度の上昇により、結晶化消去容
易な、かつ、環境寿命信頼性の高いオーバライト光ディ
スクを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態を示す光ディスク記録媒
体の概略断面図である。
【図2】(a)は同実施の形態における記録・消去のオ
ーバライトレーザ光の変調波形を示す図、(b)はディ
スク上のトラックを示す図である。
【図3】同実施の形態における記録膜へのPdTe2
添加量と、結晶化のレーザ光照射パルス幅との関係を示
す図である。
【符号の説明】
1 ポリカーボネート基板 2 第1の誘電体膜 3 記録膜 4 第2の誘電体膜 5 反射膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森 誠一郎 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 平1−211249(JP,A) 特開 平1−251342(JP,A) 特開 平2−258291(JP,A) 特開 平6−127135(JP,A) 特開 昭62−19490(JP,A) 特開 平4−119885(JP,A) 特開 平4−119886(JP,A) 特開 平4−121842(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B41M 5/26 G11B 7/24 511

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光学的に情報を記録することが可能な光
    ディスク記録媒体であって、 Ge、Te、Sb、Pdの4元素を含む記録膜であっ
    て、前記記録膜における前記4元素の構成比が、化学当
    量成分のGeTe、Sb 2 Te 3 、SbおよびPdTe
    2 からなる混合物の構成比と一致する記録膜を備えた
    とを特徴とする光ディスク記録媒体。
  2. 【請求項2】 前記化学当量成分のGeTeとSb 2
    3 とSbとPdTe 2 との混合物におけるPdTe 2
    の割合が10mol%以下となることを特徴とする請求
    項1記載の光ディスク記録媒体。
  3. 【請求項3】 前記化学当量成分のGeTeとSb 2
    3 とSbとPdTe 2 との混合物におけるGeTeと
    Sb2 Te3 のモル比(GeTe/Sb2 Te3
    以上3以下であることを特徴とする請求項1または2に
    記載の光ディスク記録媒体。
  4. 【請求項4】 スパッタ法で成膜した反射膜を有する請
    求項1から3のうちの1項に記載の光ディスク記録媒
    体。
  5. 【請求項5】 少なくとも1つの透明層を備えた請求項
    1から4のうちの1項に記載の光ディスク記録媒体。
  6. 【請求項6】 透明層と、少なくとも1つの誘電体層
    と、少なくとも1つの記録層を有する請求項1から4の
    うちの1項に記載の光ディスク記録媒体。
  7. 【請求項7】 前記記録膜に接した少なくとも1つの誘
    電体層を備えた請求項1から5のうちの1項に記載の光
    ディスク記録媒体。
  8. 【請求項8】 化学当量成分のGeTeとSb2 Te3
    とSbとPdTe2 の混合体をターゲット材料とするス
    パッタ法により記録膜を形成したことを特徴とする光デ
    ィスク記録媒体の製造方法。
  9. 【請求項9】 前記記録膜を形成する際のスパッタ雰囲
    気にN2 ガスまたはO2 ガスを添加する請求項8記載の
    光ディスク記録媒体の製造方法。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9981850B2 (en) 2014-05-27 2018-05-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Electrically conductive thin films

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