JPH01141090A - 情報記録媒体における情報の記録方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、情報記録媒体の記録層に情報を記録する情
報記録媒体における情報の記録方法に関する。

（従来の技術） 従来、光ディスク等の情報記録媒体として、記録層にレ
ーザビーム等の光ビームを照射し、ビーム照射部分を溶
融又は蒸発させてピットを形成することにより情報を記
録するものが知られている。このような情報記録媒体に
おける記録層は、例えば、炭化水素ガス又は炭化水素ガ
ス及び不活性ガスの混合ガス雰囲気中で金属又は半導体
のターゲットを用いてスパッタリングすることにより形
成される。このようにして形成された記録層は、炭素及
び水素中に金属又は半導体が分散した状態となる。゛こ
の記録層は、容易にピットを形成することができるよう
に、金属又は半導体としてＴｅ等の比較的融点の低いも
のが用いられ、また、炭素及び水素により記録層中の金
属又は半導体の酸化を抑制している。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような方法で情報を記録する場合に
は、ピットを形成させる際に、記録層の光ビーム照射部
分が溶融又は蒸発し、ピット周囲にリムと称される隆起
部が形成されてしまう。

このようなリムが形成されると、このリムの部分にはピ
ットを形成することができないので、隣接するピット間
の距離が自ずから限定されてしまう。

即ち、高密度記録に適さないという欠点がある。

この発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、
記録密度を高くすることができ、高密度記録に適する情
報記録媒体における情報の記録方法を提供することを目
的とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） この発明に係る情報記録媒体における情報の記録方法は
、基板と、炭素、水素及び金属又は半導体を含む記録層
とを備えた情報記録媒体における情報の記録方法であっ
て、前記記録層中の金属又は半導体の分散状態を局部的
に変化させることにより情報を記録することを特徴とす
る。

（作用） この発明においては、記録層中の金属又は半導体の分散
状態を局部的に変化させることにより情報を記録するの
で、リムが形成されず、記録部分同士の間隔を著しく短
縮することができる。従って、極めて高密度で情報を記
録することができる。

（実施例） 以下、添付図面を参照してこの発明の実施例について具
体的に説明する。

第１図はこの実施例に用いる情報記録媒体（光ディスク
）を示す断面図である。基板１はポリカーボネート、ポ
リメチルメタクリレート若しくはエポキシ等の樹脂、又
は、ガラス等の経時変化が少ない材料で形成されている
。基板１の上には記録層２が設けられている。この記録
層２は炭素、水素及び金属又は半導体で形成されており
、炭素及び水素中に金属又は半導体が分散した状態にな
っている。この記録層２は、例えばレーザビームのよう
な光ビームが照射されることによりビーム照射部分に金
属又は半導体が凝集して情報が記録される。この記録層
に含まれる金属又は半導体としては、比較的融点が低く
、光ビームの照射により容易に凝集することが好ましく
、例えばＴｅ。

Ｓｅ、Ｂｉ、Ｓｂ、Ｉｎ、Ａｇ、Ｓｎ又はＰｂを用いる
ことができる。また、記録層３に含まれる炭素及び水素
は、記録層２中の金属又は半導体の酸化を抑制する作用
を備えている。

このような情報記録媒体に情報を記録するためには、前
述したように、記録層２にレーザビーム等の光ビームを
照射する。この場合に、光と一ノ・の出力−が記録層に
含まれる金属又は半導体を溶融又は蒸発させる程度の比
較的大出力の場合には、ビーム照射部分にピットが形成
され、従来と同様の記録方式で情報が記録されるが、こ
の実施例においては、これよりも若干低い出力の光ビー
ムを照射する。そうすると、光ビーム照射部分において
記録層２中に分散している金属又は半導体が凝集し、情
報が記録されたことになる。このようにして情報が記録
される場合には、ピット形成時のようにリムが形成され
ないので、記録部の密度を高くすることができ、情報を
高密度で記録することができ、記録した情報を再生する
場合にも解像度が高い。更に、ピットを形成する場合よ
りも記録に要する光ビームの出力が小さいので、記録効
率及び記録感度が高い。

なお、−記録層２に情報を記録する際には、基板１側か
ら基板１を介して光ビームを照射してもよいし、基板１
と反対側から照射することもできる。

記録した情報の再生は、記録層２に記録時よりも出力が
小さい光ビームを照射し、金属又は半導体が凝集状態の
記録部（記録マーク）と非記録部との間の光学的特性の
差、例えば反射率の差を検出することによってなされる
。

次に、この実施例に係る情報記録媒体（光ディスク）の
製造方法について第２図を参照しながら説明する。第２
図はこの実施例の情報記録媒体を製造するためのスパッ
タリング装置を示す構成図である。第２図中１１は真空
チャンバを示し、この真空チャンバ１１の側壁には、排
気口１２及びガス導入口１３．１５が設けられている。

排気口１２には図示しない油回転ポンプ及びクライオポ
ンプが連結されており、これにより真空チャンバ内を排
気するようになっている。ガス導入口１３゜１５には、
夫々図示しないＡｒガス供給装置及びＣＨ４ガス供給装
置が連結されており、また、夫々マスプローコントロー
ラ１４．１６が設けられていて、所定流量のＡｒガス及
びＣＨ４ガスをチャンバ１１内に供給するようになって
いる。基板１はチャンバ１１内にその面を水平にして設
置され、図示しない回転装置により回転させることがで
きるようになっている。また、真空チャンバ１１内には
、基板１に対向するようにターゲット１８が配設されて
おり、このターゲット１８には直流電源１７が接続され
ている。ターゲット１８はＴｅ等の記録層２に含まれる
べき金属又は半導体で形成されている。

このような成膜装置においては、先ず、油回転ポンプで
真空チャンバ１１内を荒引きした後、クライオポンプに
よりチャンバ１１内を例えば５　Ｘ　１０−６Ｔｏｒｒ
以下の高真空にする。次いで、マスフローコントローラ
１４．１６により夫々所定流量に調節されたＡｒガス及
びＣＨ４ガスをガス導入口１３．１５から真空チャンバ
内に導入し、チャンバ１１内を例えば５　Ｘ　１０−’
Ｔｏｒｒにする。

この状態で、基板１を３　Ｏｒｐｍ程度の比較的低速で
回転させながら、電源１７からターゲット１８に所定電
力を供給してスパッタリングし、基板１上に所定厚みの
記録層２を形成する。

試験例 次に、この実施例の記録方法を適用して光ディスクの記
録及び再生特性を評価した試験例について説明する。

真空チャンバ内に円板状のポリカーボネート基板を設置
し、チャンバ内を５　Ｘ　１０−６Ｔｏｒｒ以下に排気
した後、ＣＨ４ガス及びＡｒガスを、マスフローコント
ローラによりその流量を夫々４ＳＣＣＭ及び１６ＳＣＣ
Ｍに調節しつつ、真空チャンバ１１内に導入し、チャン
バ内を５　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒに保持した。このよう
な状態で、基板を３０　ｒｐｍで回転させながら、チャ
ンバ内に設置されたＴｅターゲットに１００Ｗの電力を
供給してスパッタリングし、２５０人の炭素、水素及び
Ｔｅからなる記録層を成膜し、光デイスクサンプルを得
た。

このようにして製造した光デイスクサンプルの記録特性
を評価した。記録は、光ディスクを５ｍ／秒の速度で回
転させながら波長が８３０ｎｍのパルス状の半導体レー
ザを基板側から記録層に照射することにより行なった。

この場合に、レーザビームのパルス幅を６０ｎｓｅｃと
し、レーザビーム出力を５ｍＷｓ　５．５ｍＷ及び６ｍ
Ｗにして情報を記録した。

このようにして情報を記録した後、レーザビームを照射
して形成された記録マークを光学顕微鏡によって観察し
た。その結果、記録マークの反射率が非記録部分の反射
率よりも高いことが確認された。これは、非記録部分よ
りも記録マークの方がＴｅの凝集度が高いためである。

また、この記録マークの周囲にはリムが全く形成されて
いなかった。なお、８ｍＷのレーザビームを記録層に照
射した場合には、ビーム照射部分にピットが形成され、
ピット周囲にはリムが形成されていた。

次に、上述のようにして記録した情報を再生した。再生
は記録層に０．５ｍＷのレーザビームを連続照射するこ
とによって行なった。第３図は前述のように記録用レー
ザビーム出力を５ｍＷ。

５．５ｍＷ及び６ｍＷにした場合の再生信号の波形を示
すグラフ図である。この図において山の部分が記録マー
クに対応する。これによれば、記録用レーザビーム出力
がこの範囲の場合に、出力が大きくなるほど再生信号の
振幅が大きくなることがわかる。一方、第４図は記録用
レーザビーム出力を８ｍＷにしてピット形成した場合の
再生信号波形を示すグラフ図である。この図において、
谷の部分が記録マークに対応する。このように、ピット
を形成して情報を記録する場合には、Ｔｅを凝集させて
情報を記録する場合と記録信号の極性が逆になる。これ
は、Ｔｅを凝集させて記録マークを形成する場合には記
録マークのほうが非記録部分よりも反射率が大きくなる
のに対し、ピットを形成して記録マークを形成する場合
には非記録部分のほうが反射率が大きくなることに起因
している。

第５図は、横軸に時間をとり、縦軸に規格化した再生信
号の振幅をとって、記録用レーザビーム出力が５．５．
５．６ｍＷの場合の温度６０℃相対湿度９５％における
再生信号の振幅の経時変化を示すグラフ図である。これ
によれば、このような環境下で１０００時間以上経過し
ても再生信号が変化していないことがわかる。このこと
により、記録マークにＴｅ以外に、炭素及び水素が存在
していることが確認された。

次に、隣接する記録マーク同士の間隔を１．５μｍにし
た場合と、その間隔を広くした場合とについて、再生信
号の波形を比較した。第６図はＴｅの凝集により情報を
記録した場合の再生信号波形を示すグラフ図であり、図
中ａは記録マーク同士の間隔が広い場合を示し、ｂは記
録マーク同士の間隔が１．５μｍとなる！うな周波数で
情報を記録した場合を示す。これによれば、記録マーク
の間隔が１．５μｍと狭い場合には再生信号が完全に元
には戻らないことがわかる。これは、情報の再生におけ
る解像度に関する聞届であり、記録マークの間隔が十分
広く再生信号が元に戻る場合の再生信号の高さをＡとし
、記録マーク同士の間隔が１．５μｍの場合の再生信号
の高さをＢとすると、解像度はＢ／Ａで示され、この値
が１に近付くほど解像度が良いことになる。

第７図は、横軸に記録用レーザビームをとり、縦軸に解
像度をとって、これらの間の関係を示すグラフ図である
。レーザビームの出力が６ｍＷまでは、Ｔｅの凝集によ
り記録マークが形成されるが、６ｍＷを超えるとピット
が形成される。この図に示すように、Ｔｅの凝集により
記録マークを形成したほうが、ピットを形成するものよ
りも解像度が高いことがわかる。即ち、Ｔｅの凝集によ
り記録マークを°形成するものは、記録マーク周囲にリ
ムが形成されないので、記録が高密度になっても記録マ
ーク相互間の区別が明瞭になり、結果としてピットを形
成するものよりも解像度が大きくなる。

［発明の効果］ この発明によれば、記録層に含まれる金属又は半導体の
分散状態を局部的に変化させて情報を記録するので、ピ
ットを形成して情報を記録する場合のようにリムが形成
されない。従って、リムに妨げられずに情報を記録する
ことができるので、極めて高密度で情報を記録すること
ができる。また、記録部分の周囲にリムが存在しないの
で、解像度を大きくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例に適用する情報記録媒体（光
ディスク）を示す断面図、第２図は記録層を形成するた
めに用いるスパッタリング装置を示す概略構成図、第３
図はＴｅの凝集により情報を記録した場合の再生信号を
示すグラフ図、第４図はピットを形成して情報を記録し
た場合の再生信号を示すグラフ図、第５図はＴｅを凝集
させて情報を記録した場合の再生信号振幅の経時変化を
示すグラフ図、第６図は再生信号の波形を記録が低密度
の場合と高密度の場合とで比較して示すグラフ図、第７
図は記録用レーザビーム出力と解像度との関係を示すグ
ラフ図である。 １；基板、２；記録層。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１図 第３図 第５図 第６図 第７図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板と、炭素、水素及び金属又は半導体を含む記
   録層とを備えた情報記録媒体における情報の記録方法で
   あって、前記記録層中の金属又は半導体の分散状態を局
   部的に変化させることにより情報を記録することを特徴
   とする情報記録媒体における情報の記録方法。
2. （２）記録層の情報記録部分は非記録部分よりも金属又
   は半導体の凝集度合いが高いことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載の情報記録媒体における情報の記録
   方法。
3. （３）記録層への情報の記録は、記録層に光ビームを照
   射することによってなされることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項又は第２項に記載の情報記録媒体における
   情報の記録方法。
4. （４）記録層は、炭化水素及び（又は）不活性ガスの雰
   囲気下でスパッタリングにより形成されることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項乃至第３項いずれか１項に記
   載の情報記録媒体における情報の記録方法。
5. （５）記録層中の金属又は半導体は、Ｔｅ、Ｓｅ、Ｇｅ
   、Ｂｉ、Ｓｂ、Ｉｎ、Ａｇ、Ｓｎ及びＰｂから選択され
   たものであることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃
   至第４項いずれか１項に記載の情報記録媒体における情
   報の記録方法。