JPH01220153A

JPH01220153A - 情報記録媒体の製造方法

Info

Publication number: JPH01220153A
Application number: JP63042175A
Authority: JP
Inventors: Norio Ozawa; 小沢　則雄; Hideki Okawa; 秀樹大川
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-02-26
Filing date: 1988-02-26
Publication date: 1989-09-01

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、レーザビームを用いて情報の記録・再生を
行なう情報記録媒体の製造方法に関する。

（従来の技術）レーザビームを用いて光学的に情報の記録・再生を行う
のに、基板上に形成された記録膜に、記録すべき情報に
対応させたパルス変調し−ザビームを照射して局部的に
加熱を行なうことにより、ピットと称される孔部を形成
する情報記録媒体が知られている。

このような情報記録媒体は■記録密度が極めて高く大容
量化が可能であること、■情報の記録や再生を非接触で
行なうので記録媒体の摩耗がないこと、■高速アクセス
が可能であること、などの利点があり、いわゆる光ディ
スクや光カードに応用されている。なお、情報記録媒体
は情報のアクセスを可能とするため、基板に光学ヘッド
案内用の溝（グループ）を設けることから、基板材料と
しては光学的特性に優れグループ成形性の良い透明樹脂
材料が適している。情報記録媒体は記録膜の材質によっ
て種々の型に分けられる。ユーザが記録できる型の媒体
は、光ビームの照射により光学的性質が変化する記録膜
を、透明な基板上に形成したもので、再生方法はレーザ
ビームを記録膜に向は照射し、その反射光を検出して記
録情報を読み出すのが一般的である。

記録膜に関しては、ＤＲＡＷ　（Ｄ　ｉ　ｒｅｃｔＲｅ
ａｄ　　Ａｆｔｅｒ　　Ｗｒｉｔｅ）型といわれる追記
型の光記録媒体では、Ｔｅ−Ｃ８２，Ｐｂ−Ｔｅ−３ｅ
、有機色素あるいは丁ｅ−Ｃ等の材料からなるピット形
成型記録膜が実用化されている。これらの記録膜材料の
うち、比較的基板との密着性にも優れ、しかも寿命が比
較的長いのはＴｅ−Ｃ等′であるが、実用に際しては更
に長寿命で耐環境性に優れ、記録・再生時の感度も良く
かつ高密度記録が可能なものの実現が要望されている。

（発明が解決しようとする課題）この発明は、長寿命で耐環境性に優れしかも高感度を持
ち信頼性の高い情報記録媒体の製造方法を掟供すること
を目的とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）そこでこの発明は、レーザビームの照射により情報の記
録・再生を行なう記録膜を有する情報記録媒体の製造方
法において、第１の発明は、記録膜は基板上に金属ターゲットを炭化
水素とＡｒとの混合ガスを含む雰囲気中での反応性スパ
ッタリングにより形成したことを特徴とする。

第２の発明は、前記第１の発明において、混合ガス中に
占めるＡｒガスの比率を８０ｍｏ　Ｉ％程度からＯｍｏ
１％程度まで順次変化させながら記録膜を形成したこと
を特徴とする。

第３の発明は、前記第１または第２の発明において、金
属ターゲットがＴｅ、Ｉｎ、Ｓｅ、Ｂｉ。

Ｓｂ、Ｐｂ、Ａｃｔ、Ｇａ、ＡＳ、Ｇｅの中のいずれか
１つの単体またはこれらの任意の数の組合わせからなる
合金であることを特徴とする。

第４の発明は、前記第１または第２の発明において、金
属ターゲットが８１丁ｅ合金またはＩ　ｎＴｅ合金また
はＰｂＴｅ合金あるいはＡｇＴｅ共晶合金であることを
特徴とする。

（作　用）この発明による情報記録媒体の製造方法は、上記のよう
な手段により、炭化水素とＡｒとの混合ガス雰囲気中で
記録膜を形成するようにしたので、良好な記録感度を維
持しつつ長寿命で耐環境性に優れた情報記録媒体を得る
ことができる。また、記録膜を形成する過程で混合ガス
中に占めるＡｒの比率を８０ｍｏ　Ｉ％％程度からＱｍ
０１％程度まで順次変化させることにより、記録膜の表
面に近いほど、より耐環境性に優れた炭化水素膜で形成
されるので、記録膜は長期にわたり良好な記録状態を維
持できるものである。

さらにまた、記録膜をＴｅ、Ｉｎ等の金属あるいはこれ
等の合金、なかんず＜Ｂ１Ｔｅ合金。

Ｉ　ｎＴｅ合金、ｐｂｌ’−ｅ合金あるいはＡｇＴｅ共
晶合金金品合金−ゲットで構成し製造することによって
、高感度で再現性の良好な記録媒体を得ることができる
。

（実施例）以下、この発明による情報記録媒体の製造方法の実施例
を図面を参照し詳細に説明する。

第１図はこの発明を実施するためのスパッタリング装置
の構成図である。即ち、真空容器■には、混合ガス等が
供給されるガス導入口■及び図示しない真空ポンプに接
続された排気口■が設けられている。容器ω内には金属
ターゲット及び電極（４）が設けられ、端子■を介して
図示しない直流（ＤＣ）電源に接続される。また、容器
内■の前記電極（４）に対向する位置に基板０が設置さ
れる対向電極ωが設けられている。

基板０は１３０＃φ、厚さ１．２ｍのポリカーボネイト
、ポリメチルメタアクリレートあるいはエポキシ等の透
明樹脂材料からなり、基板表面には図示しないが８００
オングストロ一ム程度の深さに記録・再生用案内溝（グ
ループ）が予め形成されている。

記録膜の形成手順は、まず真空容器■の内部を排気口■
を通して２　Ｘ　１０６Ｔｏｒｒ程度まで排気した後、
ガス導入口■より炭化水素（ＣＨ４）ガス及びＡｒガス
との混合ガスを導入する。ＣＨ４ガスとＡｒガスの混合
容積量は夫々４ＳＣＣＨ及び１６ＳＣＣＨとし、容積比
を例えば２：８の割合とする。そこで、容器内ガス圧力
を５　Ｘ　１Ｏ−３Ｔｏｒｒとした後に、ターゲット（
４）と対向電極■との間に例えば０．３ＡのＤＣ電力を
供給し反応性スパッタリングを行う。

この結果、基板■上に記録膜が堆積形成されて情報記録
媒体が作製される。なお、基板■は１８ｒ・ｐ−ｍの速
度で回転させ、堆積膜の均一化を計っている。

［実施例−１］金属ターゲット（へ）にＴｅを使用する。基板０上に記
録膜を堆積させるのに、まずＣＨ４ガスどＡｒガスとの
容積比が約２二８からなる混合ガスを導入し、堆積が進
むにつれて混合ガス中に占めるＣＨ４ガスの割合（以下
、Ｘと称する）を順次多くし、最後にはＡｒガスの占め
る割合いがＯとなるように調整制御する。即ち、スパッ
タリング混合ガスの総量を２０３ＣＣＨとし、ＣＨ４ガ
スを４ＳＣＣＨから順次増加させる。一方、Ａｒガスは
逆に１６ＳＣＣ）ｌから順次下げ、最後はＣＨ４ガスの
みで２０ＳＣＣＭとなるようにガス供給量を調整制御す
る。このようにして、スパッタリングを行った結果、１
分間で５００オングストロームの厚さの記録膜を得るこ
とができた。なお、この間、容器内のスパッタリング圧
力は５　Ｘ　１Ｏ−３ＴＯｒｒに維持する。

この結果、第２図にその記録媒体の断面模式に示すよう
に、スパッタリング混合ガス組成と金属ターゲットとの
関係から、基板（へ）上に堆積形成された記録膜（６１
）中のＴｅ粒子（６１１）の大きさは、膜構造解析の結
果、基板側に近い方で約１５０オングストローム、記録
膜表面側では約３０オングストロームであった。

第３図は第２図に示した記録媒体の示差走査熱量測定（
ＤＳＣ）結果を示したもので、混合ガス中に占めるＣＨ
４ガスの割合（Ｘ＝　０．０〜１．０）を横軸に、発熱
ピーク温度（Ｔｘ　）及び記録膜中のＴｅ粒子の充填率
（Ｑ）を夫々縦軸にプロットしたものである。

また、このような条件で作製した情報記録媒体を１ｓｏ
ｏｒ　−ｐ　−ｍで回転させた状態で、書込み電力６ｍ
−、パルス幅６０ｎＳｅＣの半導体レーザ（波長λ＝　
８３０ｎｍ）で記録させた後、実際に８５℃−９Ｏ％Ｒ
Ｈの高温高湿度槽内で加速劣化試験による耐環境テスト
を行った。その耐環境試験により、経過時間（横軸）に
対する情報記録ビットの誤り率（Ｂ。

Ｅ、Ｒ）を第４図に示しているが、殆ど変化は見られず
良好でおることを示している。

また、同じ＜Ｔｅターゲットを使用し、炭化水素ガス（
ＣＨ４）の容積比（Ｘ＞を０．０から１．０までの範囲
内でＸ＝０．２間隔の固定した点で記録媒体を作製し、
夫々の書込み電力即ち記録しきい値（ｍＷ）を第５図に
、また、７５℃−９０％ＲＨ下での耐環境試験での２０
００時間経過後のビット誤り率（Ｂ−Ｅ−Ｒ＞を第６図
に夫々示した。

第３図の発熱ピーク温度（ＴＸ＞曲線及び第６図の記録
ビット誤り率（Ｂ−Ｅ−Ｒ）曲線から言えることは、Ｃ
Ｆ４ガスの割合（Ｘ＞が増大するにつれ、発熱ピーク温
度（Ｔｘ）は上昇し、誤り率もこれに対応するように、
良好な値を示すことである。このことは、記録膜（６１
）内で表面に近付くほど耐環境性は増し、記録ビット誤
り率も良好な傾向を示し、記録媒体として優れた特性を
示すことを表している。

また、発熱ピーク温度（ＴＸ）が低い場合には、記録ビ
ット誤り率も低くなるので、耐環境性と記録感度が良好
な記録膜はＣＨ４ガスの全体に占める割合（Ｘ）を０．
２から１．０の範囲に順次制御することによって、優れ
た記録媒体が得られるものでおる。

なお、上記実施例では、丁ｅをターゲットとした場合で
あるが、Ｔｅに代えてＡｑＴｅをターゲットに用い同じ
条件で作製した結果、Ｔｅの場合と比較し、第３図の発
熱ピーク温度（ＴＸ）曲線だけわずか１０°Ｃはと高温
側にシフトする傾向が見られただけで、他の特性に違い
は見られなかった。

同様に、ＴｅやＡＣＩＴｅに限らず、Ｉｎ、Ｓｅ。

Ｂ　ｉ、ｐｂ、Ａｇ、Ｇａ、Ａｓ及びＧｅのいずれか１
つの単体またはこれらの任意の組合わせからなる合金を
使用しても同様な効果が得られる。

また、炭化水素ガスについても、ＣＨ４ガスをＣ２Ｈ４
ガスに代えて作製した結果でも、同様な特性が得られた
。同様にＣｎ　Ｈ２ｎ十２．　Ｃｎ　Ｈｚｎ及びＣｎＨ
２ｎ−２のガスの内、いずれか１種またはこれらの混合
ガスからなる炭化水素ガスを使用し、Ａｒガスとの混合
の中で反応性スパッタリングを行うことによっても同様
な効果が得られる。

［実施例−２］金属ターゲット（へ）にＢ１Ｔｅ合金を使用し、炭化水
素（ＣＨ４）とＡｒとの混合ガス中での反応性スパッタ
リングにより基板（へ）表面に記録膜を堆積させ情報記
録媒体を作製した。ＣＨ４ガスとＡｒガスとの流量容積
比は１：１で、２０３ＣＣＨをガス導入口■から供給し
た。基板ホルダである対向電極ωを１８ｒｐｍ回転させ
、０．５Ａの電力を供給し、約４０秒間スパッタリング
を行った結果、約５０１ｍの膜厚を得ることができた。

なお、膜厚は１０〜１００ｎｍが適当である。このよう
にして得た記録媒体は第７図に示すように、基板（へ）
上に形成された記録膜（６１）はＢ！２Ｔｅ３からなる
光吸収部（６１１）といわゆる有機成分マトリックス（
６２２）とから構成される。

この記録媒体を８０℃−８５％ＲＨの高温高湿度槽で耐
環境テストを行った。その結果、波長（λ）が８３０ｎ
ｍのレーザ光による耐環境テスト後の光透過率（Ｔ／Ｔ
ｏ）は、第８図に示すように４０００時間後も変化が認
められず、従来の記録膜より優れた特性を示した。

次に、８５°Ｃ−９０％ＲＨで２０００時間経過後の情
報記録媒体の記録・再生特性を調べた結果、記録しきい
値（ｍ−）と再生出力のキャリアノイズ比（ＣＮＲ）と
の関係は第９図０に示すものとなり、従来の特性０より
改善されたことが分った。

更に、記録膜を示差走査熱量測定（ＤＳＣ）による熱分
析を行った結果、第１０図に示すように、有機成分マト
リックス部の分解に起因し結晶温度に対応するる発熱ピ
ーク温度は約１４０℃、またＢ　１２Ｔｅ３の融点に対
応する吸熱ピーク温度は約５８５℃であった。

なお、ＣＨ４ガスに代えてＣ２Ｈ４のオレフィン系炭化
水素ガスを使用して記録膜を作製し、同様にテスト・評
価を行ったが、いずれも同様な特性効果が得られた。た
だし、吸熱ピーク温度は約５８５℃で変らなかったが、
発熱ピーク温度は約１７０℃と若干上昇した。また、ス
パッタリング用ガスとしてＣＨ４，Ｃ２Ｈ４の例を述べ
たが、これに限定されずパラフィン系（Ｃｎ　Ｈｚｎ＋
２．　　ｎ　＝１〜４）、オレフィン系（ＣｎＨ２ｎ、
ｎ＝２．３）あるいはアセチレン系（ＣｎＨ２ｎ−ｚ、
ｎ＝２．３＞の炭化水素であれば同様に、耐環境特性の
優れた情報記録媒体を得ることができる。

［実施例−３１金属ターゲットに（４）にＩｎＴｅ合金を使用し、実施
例２と同様な条件で情報記録媒体を作製した。

ＩｎＴｅ合金の組成（ａｔ％）は３８〜４２％がＩｎ。

残りがＴｅからなるものである。

その結果、記録膜（６１）の構成（第７図）、耐環境テ
スト後の光透過率特性（第８図）及び記録・再生特性（
第９図）について、全〈実施例−２と同じ傾向が得られ
た。なお、示差走査熱量測定（ＤＳＣ＞による熱分析結
果は、図面は省略するが、発熱ピーク温度、吸熱ピーク
温度は夫々的１４０’Ｃ，６７０℃であった。

なお、実施例−２と同様にＣＨ４ガスに代えて０２Ｈ４
のオレフィン系炭化水素ガスを使用して記録膜を作製し
テスト・評価を行ったが、同様な特性効果が得られたほ
か、発熱ピーク温度及び吸熱ピーク温度は夫々的１７０
°Ｃ，６７０℃であった。

また、スパッタリングガスについても、実施例−２と同
様に、パラフィン系、オレフィン系、アセチレン系の各
炭化水素ガスでおれば同様な効果が得られる。

［実施例−４１金属ターゲット（４）にＰｂＴｅ合金を使用し、実施例
−２と同様な条件で情報記録媒体を製作した。

ＰｂＴｅ合金の組成（ａｔ％）は１２〜１６％がＰｂ。

残りがＴｅからなるものである。その結果についても、
実施例−３の１ｎＴｅ合金の場合と同様、実施例２で得
られた特性効果を発揮した。

なあ、熱分析結果は、発熱ピーク温度が約１４０℃、吸
熱ピーク温度は約４００℃であった。

また、実施例−２と同様にＣＨ４ガスに代えてＣ２Ｈ４
のオレフィン系炭化水素ガスを使用して記録膜を作製し
た際の、発熱ピーク温度及び吸熱ピーク温度は夫々的１
７０６Ｃ，４００℃であった。

［実施例−５１金属ターゲット（へ）にＡｇＴｅ共晶合金を使用し、実
施例−２と同様な条件で情報記録媒体を作製した。この
ときの、ＡＣＩＴｅ共晶合金の組成（ａｔ％）は３３〜
３６％のＡＱ、残りがＴｅからなる。この場合は、発熱
ピーク温度及び吸熱ピーク温度は夫々的１４０’Ｃ，３
５０’Ｃを示したほかは、実施例−２と同様である。な
お、０２Ｈ４のオレフィン系を使用したときの発熱、吸
熱ピーク温度は夫々的１７０℃、３５０°Ｃであった。

［発明の効果コ以上説明のように、この発明の製造方法によれば、特に
耐環境性に優れ長寿命で、記録・再生特性の優れた情報
記録媒体を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る情報記録媒体の製造に使用する
反応性スパッタリング装置の構造を示す概要図、第２図
及び第７図はこの発明による製造方法によって作製され
た情報記録媒体の断面模式図、第３図ないし第６図及び
第８図ないし第１１図はいずれもこの発明による製造方
法によって作製された情報記録媒体の特性を示す図で、
夫々ＣＨ４ガスの割合に対応した発熱ピーク温度特性と
粒子の充填率特性図（第３図）、耐環境テストにおける
記録ビット誤り率特性図（第４図）、ＣＨ４ガスの割合
に対応する記録しきい値の変化特性図（第５図）と記録
ビット誤り率（第６図）、耐環境テストにおける光透過
率特性図（第８図）、記録しきい値に対するキャリアノ
イズ比特性図（第９図）、及び発熱及び吸熱ピーク温度
特性図（第１０図〉である。 ■・・・真空容器（２）・・・ガス導入口（４）・・・金属ターゲット及び電極 θ・・・基板

Claims

【特許請求の範囲】

（１）レーザビームの照射により情報の記録・再生を行
なう記録膜を有する情報記録媒体の製造方法において、
前記記録膜は基板上に金属ターゲットを炭化水素とＡｒ
との混合ガスを含む雰囲気中での反応性スパッタリング
により形成したことを特徴とする情報記録媒体の製造方
法。
（２）混合ガス中に占めるＡｒの比率を８０ｍｏｌ％程
度から０ｍｏｌ％程度まで順次変化させながら記録膜を
形成したことを特徴とする請求項１記載の情報記録媒体
の製造方法。
（３）金属ターゲットがＴｅ、Ｉｎ、Ｓｅ、Ｂｉ、Ｓｂ
、Ｐｂ、Ａｇ、Ｇａ、Ａｓ、Ｇｅの中のいずれか１つの
単体またはこれらの任意の組合わせからなる合金である
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の情報記
録媒体の製造方法。
（４）金属ターゲットがＢｉＴｅ合金またはＩｎＴｅ合
金またはＰｂＴｅ合金あるいはＡｇＴｅ共晶合金であることを特徴とする請求項１また
は請求項２記載の情報記録媒体の製造方法。