JPH01245440A - 情報記録用薄膜 - Google Patents
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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。
め要約のデータは記録されません。
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、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F
M変調した信号や、例えば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録用薄膜に関するも
のである。
によって、たとえば映像や音声などのアナログ信号をF
M変調した信号や、例えば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録用薄膜に関するも
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、非晶質−結晶間、結晶−結
晶間、非晶質−非晶質間の相変化、および、フォトダー
クニングなどの原子配列変イ、ヒによる記録は、膜の変
形をほとんど伴わないので、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ことおよび、記録の書き
換えができるという長所を持っている。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−0系。
行う記録原理は種々あるが、非晶質−結晶間、結晶−結
晶間、非晶質−非晶質間の相変化、および、フォトダー
クニングなどの原子配列変イ、ヒによる記録は、膜の変
形をほとんど伴わないので、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ことおよび、記録の書き
換えができるという長所を持っている。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−0系。
In−8b−Te、Ga−8b−Te系などの多くの薄
膜について述べられている。また、Ge、 Te、およ
びsbを主成分とする4元素以上を含む薄膜に関しては
、特開昭61−258787号公報に開示されており、
その記録膜組成は ((Sbx Tet−x)y Get−y)t−z M
z (ただし、Xは0 、2〜0 、7 、 yは0.
4〜0.8.zは0.01〜0.5の範囲の数であり、
Mは、AQ。
膜について述べられている。また、Ge、 Te、およ
びsbを主成分とする4元素以上を含む薄膜に関しては
、特開昭61−258787号公報に開示されており、
その記録膜組成は ((Sbx Tet−x)y Get−y)t−z M
z (ただし、Xは0 、2〜0 、7 、 yは0.
4〜0.8.zは0.01〜0.5の範囲の数であり、
Mは、AQ。
Si、Tiなど、原子番号37までの金属元素の群から
選ばれる元素である)である。
選ばれる元素である)である。
[発明が解決しようとする課題]
上記従来技術に示された情報記録用薄膜はいず
−れも、−回書き込み可能あるいは書き換え可能な相変
化型記録膜として用いる場合に、非晶質記録点の結晶化
の活性化エネルギーが小さいため、エネルギビーム照射
中の結晶化速度が小さく、常温での非晶質状態の安定性
が悪い、あるいは再生信号強度が十分大きくない、書き
換えの繰り返し回数が十分でない、単一ビームで重ね書
きを行う際の前信号の消え残りが大きい、などの欠点も
有しており、実用化が困難である。
−れも、−回書き込み可能あるいは書き換え可能な相変
化型記録膜として用いる場合に、非晶質記録点の結晶化
の活性化エネルギーが小さいため、エネルギビーム照射
中の結晶化速度が小さく、常温での非晶質状態の安定性
が悪い、あるいは再生信号強度が十分大きくない、書き
換えの繰り返し回数が十分でない、単一ビームで重ね書
きを行う際の前信号の消え残りが大きい、などの欠点も
有しており、実用化が困難である。
本発明の目的は上記した従来技術の欠点を無くし、記録
・再生・消去特性が良好で安定性の良い情報記録用薄膜
を提供することにある。
・再生・消去特性が良好で安定性の良い情報記録用薄膜
を提供することにある。
[課題を解決するための手段]
上記の目的を達成するために本発明の情報記録用薄膜に
おいては、その膜厚方向の平均組成を次式で表わされる
ものとする。
おいては、その膜厚方向の平均組成を次式で表わされる
ものとする。
G e x T e y S b z A ctB β
ただし、X、Y、Z、αおよびβはそれぞれ原子パーセ
ントで、OくX<18,45≦Y≦’70゜11≦Z≦
54、0≦α≦20、0,0くβく20゜1≦α+β≦
20の範囲の値である。AはTl。
ただし、X、Y、Z、αおよびβはそれぞれ原子パーセ
ントで、OくX<18,45≦Y≦’70゜11≦Z≦
54、0≦α≦20、0,0くβく20゜1≦α+β≦
20の範囲の値である。AはTl。
ハロゲン元素およびアルカリ金属元素のうち少なくとも
一元素である。これらの元素は、Teを含む材料中でT
eの鎖状原子配列を切断し、結晶化速度を速くする効果
を持つ。Bは、Co、 Fe、 Ni、Sc、Ti、V
、Cr、Mn、Cn、Zn、Y、Zr。
一元素である。これらの元素は、Teを含む材料中でT
eの鎖状原子配列を切断し、結晶化速度を速くする効果
を持つ。Bは、Co、 Fe、 Ni、Sc、Ti、V
、Cr、Mn、Cn、Zn、Y、Zr。
Nb、 Mo、 Ru、 Rh、 Pd、 Ag、 C
d。
d。
Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Anから選
ばれた少なくとも一元素である。
ばれた少なくとも一元素である。
なお、上記の各元素の他に少量の他元素を含んでも差し
支えないことはもちろんである。たとえばTeの一部を
置換してSeを1原子%以上20%以下添加すると、附
子酸化性向上などの効果が有る。しかし製膜の容易さな
どの点からは、これら元素の添加量は10原子%未満が
好ましく1原子%未満が特に好ましい。
支えないことはもちろんである。たとえばTeの一部を
置換してSeを1原子%以上20%以下添加すると、附
子酸化性向上などの効果が有る。しかし製膜の容易さな
どの点からは、これら元素の添加量は10原子%未満が
好ましく1原子%未満が特に好ましい。
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。Bで
表わされる元素であるC。
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。Bで
表わされる元素であるC。
等遷移金属元素は、半導体レーザ光などの長波長光の吸
収を容易にして記録感度を高め、また、結晶化温度の高
温化、すなわち非晶質状態の安定性を増す効果を持つも
のである。
収を容易にして記録感度を高め、また、結晶化温度の高
温化、すなわち非晶質状態の安定性を増す効果を持つも
のである。
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・再生特性を持ち、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。また、安定性も優れている。
記録・再生特性を持ち、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。また、安定性も優れている。
X、Y、Z、αおよびβのより好ましい範囲は2くXく
9.54くY<、6’7.22<、Zく42゜0くαく
10.O<βく15,2くα+β<20である。これら
の条件の2つ以上をできるだけ多く同時に満たせばさら
に好ましい。また、x、y。
9.54くY<、6’7.22<、Zく42゜0くαく
10.O<βく15,2くα+β<20である。これら
の条件の2つ以上をできるだけ多く同時に満たせばさら
に好ましい。また、x、y。
Z、αおよびβの特に好ましい範囲は、2くXく9.5
4≦Y≦67.22.≦Z≦42゜1くαく7,1くβ
く10,2くα+β<15である。これらの条件はすべ
て同時に満たされるものとする。
4≦Y≦67.22.≦Z≦42゜1くαく7,1くβ
く10,2くα+β<15である。これらの条件はすべ
て同時に満たされるものとする。
Aで表わされる元素のうち特に好ましいのは、Tlであ
り、次いでI、Naが好ましい。
り、次いでI、Naが好ましい。
Bで表わされる元素のうち、特に好ましいものはCo、
次いで好ましいものはTi、Ni次いで好ましいものは
V、Cr次いで好ましいものはPd。
次いで好ましいものはTi、Ni次いで好ましいものは
V、Cr次いで好ましいものはPd。
Zr、 Nb、 Mn、である。
Aで表わされる元素とBで表わされる元素のいずれか一
方だけを含む場合、製膜の容易さではAで表わされる元
素の方が好ましいが、耐酸化性の点ではBで表わされる
元素の方が好ましい。
方だけを含む場合、製膜の容易さではAで表わされる元
素の方が好ましいが、耐酸化性の点ではBで表わされる
元素の方が好ましい。
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、これらの保護膜は、基板あるいは
基材(テープなど)でもあるアクリル樹脂、ポリスチレ
ン、ポリカーボネート、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で
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
る無機物でもよい。また、これらの複合材料でも良い。
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、これらの保護膜は、基板あるいは
基材(テープなど)でもあるアクリル樹脂、ポリスチレ
ン、ポリカーボネート、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で
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
る無機物でもよい。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。
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1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。
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1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。
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1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、酢酸、硫黄。
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、酢酸、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、AQ、Ge、Pb。
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、AQ、Ge、Pb。
Sn、 Bi、 Te、 Ta、 Sc、 Y + T
ll Zr、 v。
ll 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。
とも一元素の酸化物、Cd、 Zn、 Ga、 In。
Sb、Ge、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、M g +C
e、Caなどの弗化物、Si、AQ、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Ce
O2,La2O3,SiO,5i02゜I n203y
A Q 203t GeO,GeO2,pbo。
とも一元素の硫化物、またはセレン化物、M g +C
e、Caなどの弗化物、Si、AQ、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Ce
O2,La2O3,SiO,5i02゜I n203y
A Q 203t GeO,GeO2,pbo。
SnO,5n02e B12o3.TeO2,wo。
、wo3tTa205,5c203.Y2O3,TiO
2,ZrO2゜CdS 、ZnS 、CdSe、Zn5
e、 In2S3゜I n2 S B3 、 S
b2 S 3 、 S b2 S B3 、 G
a2S 3 。
2,ZrO2゜CdS 、ZnS 、CdSe、Zn5
e、 In2S3゜I n2 S B3 、 S
b2 S 3 、 S b2 S B3 、 G
a2S 3 。
Ga2Se3.MgF2.CeF2.CeF3.CaF
2゜GeS、GeSe、GeSe2.SnS、5nSe
、PbS。
2゜GeS、GeSe、GeSe2.SnS、5nSe
、PbS。
Pb5e、Bi2Se3.Bi252.TaN、Si3
N4゜AQN、Si、TiB2.B4C,B、Cのうち
の一者に近い組成を持ったものである。
N4゜AQN、Si、TiB2.B4C,B、Cのうち
の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であまり高くなく
、膜が安定であり、強固である点でTaN、Si3N4
またはAQNに近い組成のものが好ましい。酸化物で好
ましいのはY2O3゜5c203.CeO2,TiO2
,ZrO2,In203yA Q 203 、 S n
O2または5i02に近い組成のものである。Siま
たはCも好ましい。
、膜が安定であり、強固である点でTaN、Si3N4
またはAQNに近い組成のものが好ましい。酸化物で好
ましいのはY2O3゜5c203.CeO2,TiO2
,ZrO2,In203yA Q 203 、 S n
O2または5i02に近い組成のものである。Siま
たはCも好ましい。
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し、読み出し信号を大きく
できる。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)Hの間に中間層を設けるのが好ましい。
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し、読み出し信号を大きく
できる。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)H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。
が起こるのを防止する効果も有する。
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有る。混合比率は
、酸素、弗素。
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有る。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うことにより、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。
い。このような複合膜化を行なうことにより、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ある。
記録膜単層膜の場合 60nm以上350nm以下。8
0nm以上 200nm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。
0nm以上 200nm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2WJ以上の構造の場合
15nm以上1100n
以下
無機物保護層 5nm以上500nm以下ただし無機
物基板自体で保護す る時は、0.1〜20nm 有機物保護膜:10nm以上、10mm以下中 間 層
: 3nm以上500nm以下光反射層 : 5
nm以上、300nm以下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、イオンブレーティン
グ。
物基板自体で保護す る時は、0.1〜20nm 有機物保護膜:10nm以上、10mm以下中 間 層
: 3nm以上500nm以下光反射層 : 5
nm以上、300nm以下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、イオンブレーティン
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。
、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、たとえば結晶化度の
変化、結晶形あるいは結晶粒径の変化などの何らかの原
子配列変化によって光学的性質の変化を起こさせればよ
い。
変化を記録に利用する必要は無く、たとえば結晶化度の
変化、結晶形あるいは結晶粒径の変化などの何らかの原
子配列変化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。
、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。
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。
実施例1
第1図に示したように、トラッキング用の溝とアドレス
を示すピットを表面に形成したポリカーボネート基板上
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約1100nのZn8層20を形成
した0次にこの基板を第2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。
を示すピットを表面に形成したポリカーボネート基板上
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約1100nのZn8層20を形成
した0次にこの基板を第2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。
3つの蒸着ボートに、それぞれ、 Ge、 Te。
In、および5b−Tl混合金物入れ、電子ビーム蒸発
源にCoを入れた。基板を120rpmで回転させてお
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。
源にCoを入れた。基板を120rpmで回転させてお
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で検
出し、蒸発速度が一定になるように電流を制御した。
出し、蒸発速度が一定になるように電流を制御した。
基板上のZnS層上にGeBTe55Sb32T Q
5の組成の記録膜21を約1100nの膜厚に蒸着した
。
5の組成の記録膜21を約1100nの膜厚に蒸着した
。
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。
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ZnS
に近い組成の中間層22を200nmの膜厚に形成した
。最後にNiの反射層を膜厚1100nに形成した。同
様にしてもう1枚の同様な基板上にZnSに近い組成の
保護層、 G e9 T e55 S b3z T Q sの組成
の記録膜、ZnSに近い組成の中間層およびNi反射層
を蒸着した。このようにして得た2枚の基板を上記の反
射層側を内側にして有機物接着剤層によって貼り合わせ
てディスクを作製した。
に近い組成の中間層22を200nmの膜厚に形成した
。最後にNiの反射層を膜厚1100nに形成した。同
様にしてもう1枚の同様な基板上にZnSに近い組成の
保護層、 G e9 T e55 S b3z T Q sの組成
の記録膜、ZnSに近い組成の中間層およびNi反射層
を蒸着した。このようにして得た2枚の基板を上記の反
射層側を内側にして有機物接着剤層によって貼り合わせ
てディスクを作製した。
光デイスクドライブ(記録・再生装置)における記録は
次のようにして行なった。ディスクを1800rpm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(約1mW)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
の溝上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。このようにトラッキングを行ないながら、
さらに記録膜上に焦点が来るように自動焦点合わせを行
ない、記録を行なう部分では。
次のようにして行なった。ディスクを1800rpm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(約1mW)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
の溝上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。このようにトラッキングを行ないながら、
さらに記録膜上に焦点が来るように自動焦点合わせを行
ない、記録を行なう部分では。
レーザパワーを結晶化が起こる7mWと、非晶質に近い
状態への変化が起こる16mWとの間で第3図に示した
ように変化させることにより記録を行なった。記録され
た部分の非晶質に近い状態の部分を記録点と考える。記
録を行なう部分を通り過ぎれば、レーザパワーを1mW
に下げてトラッキングおよび自動焦点合わせを続けた。
状態への変化が起こる16mWとの間で第3図に示した
ように変化させることにより記録を行なった。記録され
た部分の非晶質に近い状態の部分を記録点と考える。記
録を行なう部分を通り過ぎれば、レーザパワーを1mW
に下げてトラッキングおよび自動焦点合わせを続けた。
なお、記録中もトラッキングおよび自動焦点合わせは継
続される。このような記録方法は、既に記録されている
部分に対して行っても記録されていた情報が新たに記録
した情報に書き換えられる。すなわち単一の円形光スポ
ットによるオーバーライドが可能である。もちろん、一
定パワーの照射で消去した後、パワー変調した照射で記
録してもよい。このようにオーバーライドができ、かつ
記録状態の保持時間が長いのが本実施例および他の実施
例で述べる本発明の記録膜材料の特長である。
続される。このような記録方法は、既に記録されている
部分に対して行っても記録されていた情報が新たに記録
した情報に書き換えられる。すなわち単一の円形光スポ
ットによるオーバーライドが可能である。もちろん、一
定パワーの照射で消去した後、パワー変調した照射で記
録してもよい。このようにオーバーライドができ、かつ
記録状態の保持時間が長いのが本実施例および他の実施
例で述べる本発明の記録膜材料の特長である。
記録・消去は3 X 105回以上繰返し可能であった
。記録膜の上下に形成するZnS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。
。記録膜の上下に形成するZnS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1800
rpm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。
rpm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も優れており、ZnS、l
itやNi暦を形成しないものを60°C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。また
、レーザ光照射により形成された非晶質に近い点の結晶
化の活性化エネルギーは3、OeVと大きな値を示した
。
itやNi暦を形成しないものを60°C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。また
、レーザ光照射により形成された非晶質に近い点の結晶
化の活性化エネルギーは3、OeVと大きな値を示した
。
上記のGe −Te −S b −T Q系記録膜にお
イテ、Tlを1原子%とし、Teとsbの含有量の相対
的な比率を一定に保ってGeの含有量を変化させた場合
、結晶化に必要な照射時間は次のように変化した。
イテ、Tlを1原子%とし、Teとsbの含有量の相対
的な比率を一定に保ってGeの含有量を変化させた場合
、結晶化に必要な照射時間は次のように変化した。
結晶化時間
X” Oat% 0.1 5 μsX=
2 0.1 μs X= 3 0.08μs X= 5 0.06μsX=
6 0.08usX= 9
0.1 μ5X=18 0
.3 μsX= 20 0.4
μ5X=251 、Lg X=40 2 μs上記のGe
−Te −S b −T Q系記録膜において、Tl
が1原子% Ge12原子%でTeとsbの比を変えた
時、結晶化に必要な照射時間は次のように変化した。
2 0.1 μs X= 3 0.08μs X= 5 0.06μsX=
6 0.08usX= 9
0.1 μ5X=18 0
.3 μsX= 20 0.4
μ5X=251 、Lg X=40 2 μs上記のGe
−Te −S b −T Q系記録膜において、Tl
が1原子% Ge12原子%でTeとsbの比を変えた
時、結晶化に必要な照射時間は次のように変化した。
結晶化時間
Y=73 2=14 0.6 μ5Y=70 2
=17 0.3 μ5Y=67 Z=20
0.2 μ5Y=65 Z=22 0.15
μsY=56 2=31 0.15μ5Y=
54 Z=33 0.2 μ5Y=5
0 Z=37 0.25μ5Y=45
Z=42 0.3 μ5Y=40
Z=47 0.6 μsまた。Tlが1原
子%でGe18yK子%の時、結晶化時間 Y=70 Z=11 0.3 μ5Y=45
Z=36 0.3 μsまた、Tlを1原子%
として 結晶化時間 Y=73 2=26 0.6 μ5Y=70
Z=29 0.3 μ5Y=67 7=32
0.2 μ5Y=65 2=34 0.15μ
5Y=56 2=43 0.15μ5Y=54
2=45 0.15μ5Y=50 2=47
0.2 μ5Y=45 2=54
0.3 μ5Y=40 Z=59
0.6 μs次に、Tlを2原子%として 結晶化時間 Y=73 Z=19 0.6 μ5Y=70
2=22 0.2 μ5Y=67 2=25
0.1 μ5Y=65 Z=27 0.08
μ5Y=56 2=36 0.08μ5Y=54
2=38 0.1 μ5Y=50 2=42
0.2 μ5Y=45 Z=47 0.3
μ5Y=40 2=52 0.6 μsまた、
Tlが2原子%でGeが9原子%の時結晶化時間 Y=67 2=22 0.1 μ5Y=54 2
=35 0.1 μsTlが2原子%でGeが2
原子%の時 結晶化時間 Y=67 Z=29 .0.1 μ5Y=54
Z=42 0.1 μsであった。
=17 0.3 μ5Y=67 Z=20
0.2 μ5Y=65 Z=22 0.15
μsY=56 2=31 0.15μ5Y=
54 Z=33 0.2 μ5Y=5
0 Z=37 0.25μ5Y=45
Z=42 0.3 μ5Y=40
Z=47 0.6 μsまた。Tlが1原
子%でGe18yK子%の時、結晶化時間 Y=70 Z=11 0.3 μ5Y=45
Z=36 0.3 μsまた、Tlを1原子%
として 結晶化時間 Y=73 2=26 0.6 μ5Y=70
Z=29 0.3 μ5Y=67 7=32
0.2 μ5Y=65 2=34 0.15μ
5Y=56 2=43 0.15μ5Y=54
2=45 0.15μ5Y=50 2=47
0.2 μ5Y=45 2=54
0.3 μ5Y=40 Z=59
0.6 μs次に、Tlを2原子%として 結晶化時間 Y=73 Z=19 0.6 μ5Y=70
2=22 0.2 μ5Y=67 2=25
0.1 μ5Y=65 Z=27 0.08
μ5Y=56 2=36 0.08μ5Y=54
2=38 0.1 μ5Y=50 2=42
0.2 μ5Y=45 Z=47 0.3
μ5Y=40 2=52 0.6 μsまた、
Tlが2原子%でGeが9原子%の時結晶化時間 Y=67 2=22 0.1 μ5Y=54 2
=35 0.1 μsTlが2原子%でGeが2
原子%の時 結晶化時間 Y=67 Z=29 .0.1 μ5Y=54
Z=42 0.1 μsであった。
また、上記のGe −Te −Sb −T Q系記録膜
において、Ge、Teおよびsbの含有量の相対的な比
率を一定に保ってTeの含有量を変化させた場合、結晶
化時間および、保護膜を着けずに置いた時の表面反射率
変化は次のように変化した。
において、Ge、Teおよびsbの含有量の相対的な比
率を一定に保ってTeの含有量を変化させた場合、結晶
化時間および、保護膜を着けずに置いた時の表面反射率
変化は次のように変化した。
α= 0 300ns[0,3μs] 0%
(E=0.5 250ns O%α=
1 200ns O%a=210
0nso% α= 7 50ns
−2%a=10 50ns
−5%α=15 50ns
−8%α=20 50ns
−10%(!=25 50ns
−20%ここで、上部保護膜を形成する前に時間
が経過した時の酸化による劣化はTl含有量が20原子
%以上の時顕著となった。
(E=0.5 250ns O%α=
1 200ns O%a=210
0nso% α= 7 50ns
−2%a=10 50ns
−5%α=15 50ns
−8%α=20 50ns
−10%(!=25 50ns
−20%ここで、上部保護膜を形成する前に時間
が経過した時の酸化による劣化はTl含有量が20原子
%以上の時顕著となった。
ここで、Tlの一部または全部を置換してハロゲン元素
、アルカリ金属元素のうち少なくとも一元素を添加して
もよく似た特性が得られる。ハロゲン元素F、CQ、B
r、IのうちではIが特に好ましく、次いでCQ、アル
カリ金属元素j L l lNa、に、Rh、Csのう
ちではNaが特に好ましく、次いでKが好ましい。
、アルカリ金属元素のうち少なくとも一元素を添加して
もよく似た特性が得られる。ハロゲン元素F、CQ、B
r、IのうちではIが特に好ましく、次いでCQ、アル
カリ金属元素j L l lNa、に、Rh、Csのう
ちではNaが特に好ましく、次いでKが好ましい。
また、上記のGe−Te−8b−Tl系記録膜において
、Ge、Teおよびsbの相対的な比率を一定に保って
、Tlの代わりに(Tlの含有量は0原子%)Coを添
加し、Coの含有量を変化させた場合、記録に必要なレ
ーザ光のパワーおよび、結晶化温度は次のように変化し
た。
、Ge、Teおよびsbの相対的な比率を一定に保って
、Tlの代わりに(Tlの含有量は0原子%)Coを添
加し、Coの含有量を変化させた場合、記録に必要なレ
ーザ光のパワーおよび、結晶化温度は次のように変化し
た。
結晶化温度
β= 0 125℃
β=0.5 160℃
β=1 .200℃
β= 2 240℃
β= 5 260℃
β=10 260℃
β:15 240℃
β=20 200’C
β==25 150℃
CoなどのBで表わされる元素よりもTlなとのAで表
わされる元素を含む方が製膜が容易な点では優れている
が耐酸化性では劣っている。
わされる元素を含む方が製膜が容易な点では優れている
が耐酸化性では劣っている。
また、上記のGe−Te−8b−Tl系記録膜において
、Ge、Te、Sbおよび、Tlの含有量の相対的な比
率を一定に保って、Coを添加し、Coの含有量を変化
させた場合、記録に必要なレーザ光のパワーは次のよう
に変化した。
、Ge、Te、Sbおよび、Tlの含有量の相対的な比
率を一定に保って、Coを添加し、Coの含有量を変化
させた場合、記録に必要なレーザ光のパワーは次のよう
に変化した。
記録レーザ
β= 0 12mW
β=0.5 12mW
β= 1 10mW
β=2 9mW
β= 5 9mW
β=10 10mW
β=15 13mW
αとβの和は20%以下、より好ましくは15%以下と
しないと信号対雑音比が小さくなった。
しないと信号対雑音比が小さくなった。
Aで表わされる元素とBで表わされる元素の両方を含む
ことによって記録点の安定性が増すが、再現性の良い製
膜が困難になる。ここで、上記のGe−Te−8b−C
o系またはGe−Te−3b−Tl−Co系において、
Coの一部または全部を置換してpe、Ni、Sc、T
ip VPCr、Mn、Cu、Zn、Y、Zr、Nb、
Mo。
ことによって記録点の安定性が増すが、再現性の良い製
膜が困難になる。ここで、上記のGe−Te−8b−C
o系またはGe−Te−3b−Tl−Co系において、
Coの一部または全部を置換してpe、Ni、Sc、T
ip VPCr、Mn、Cu、Zn、Y、Zr、Nb、
Mo。
Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、Hf、Ta、W。
Re、Os、I r、Pt、および、Auのうち、少な
くとも一元素を添加してもよく似た性質が得られる。こ
れらのうちで、記録レーザパワーの点ではTi、Ni、
Pd、が好ましく、再生信号強度の点ではV、Cr、が
好ましく、結晶化時間の点ではFe、Rhが好ましく、
結晶化温度の点ではZr、Mn、が好ましく、耐環境性
の点ではNb、Pt、Auが好ましい。
くとも一元素を添加してもよく似た性質が得られる。こ
れらのうちで、記録レーザパワーの点ではTi、Ni、
Pd、が好ましく、再生信号強度の点ではV、Cr、が
好ましく、結晶化時間の点ではFe、Rhが好ましく、
結晶化温度の点ではZr、Mn、が好ましく、耐環境性
の点ではNb、Pt、Auが好ましい。
中間層および保護層にはZrSの代わりにG e O□
、 A Q 203. S i 02. Ce O3,
Y2O3tSiO,Yを含むZrO2,Ta205.A
QN。
、 A Q 203. S i 02. Ce O3,
Y2O3tSiO,Yを含むZrO2,Ta205.A
QN。
T a N等に近い組成の他の無機透明物質を用いても
よい。有機物層を用いてもよいが書き換え可能回数が少
なくなる。中間層は膜厚を3〜40nmとすれば記録書
き換え時の記録膜と反射層との相互拡散を防ぐが光学的
にほとんど存在しないのと同じである。従って、光の干
渉による反射率の波長による変化は、記録膜と反射層と
の2層構造の場合に近い。
よい。有機物層を用いてもよいが書き換え可能回数が少
なくなる。中間層は膜厚を3〜40nmとすれば記録書
き換え時の記録膜と反射層との相互拡散を防ぐが光学的
にほとんど存在しないのと同じである。従って、光の干
渉による反射率の波長による変化は、記録膜と反射層と
の2層構造の場合に近い。
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。
少し大きくなる。
記録膜の膜厚は1Snm以上1100n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。
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Snm以上300nm以下の範囲。
より好ましくは40nm以上200nm以下の範囲に有
るのが好ましい。反射層を設けることにより、記録膜の
膜厚が上記のように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。
るのが好ましい。反射層を設けることにより、記録膜の
膜厚が上記のように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。
反射層の材質としては1本実施例のNiの代わりにBi
、Bi2Te3.Te、Sn、Sb、AQ。
、Bi2Te3.Te、Sn、Sb、AQ。
Au、Pb、Ni−Crなどの多くの半導体、半金属、
金属やそれらの混合物、化合物が使用可能である。
金属やそれらの混合物、化合物が使用可能である。
本実施例の記録膜は耐酸化性が優れており5たとえ保護
膜にピンホールr有ってもその周辺に酸化が進行するこ
とは無い。また、Ni反射層の無いディスクでは、記録
書き換えによるノイズ増加が少し見られたが、実用可能
なディスクであった。
膜にピンホールr有ってもその周辺に酸化が進行するこ
とは無い。また、Ni反射層の無いディスクでは、記録
書き換えによるノイズ増加が少し見られたが、実用可能
なディスクであった。
この場合の記録膜膜厚の好ましい範囲は60nm以上3
50nm以下、より好ましいのは、80nm以上200
nm以下であった。
50nm以下、より好ましいのは、80nm以上200
nm以下であった。
[発明の効果]
以上説明したように、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
期間安定な情報の記録用部材を得ることができる。記録
の書換えも多数回可能である。
簡単で、再現性がよく、記録・再生特性が良く、かつ長
期間安定な情報の記録用部材を得ることができる。記録
の書換えも多数回可能である。
第1図は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2図は本発明の記録用部材の作製に用いる
真空蒸着装置の内部構造を示す図、第3図は本発明の一
実施例における記録レーザパワーの波形を示す線図であ
る。 1.2.3・・・蒸着ボート、4・・・電子ビーム蒸発
源、6,7,8.9・・・扇形スリットを持ったマスク
、10,11,12.13・・・シャッター、14・・
・基板、15,16,17.18・・・水晶振動子式膜
厚モニター、19.19’・・・基板、20.20’
、22.22’ −ZnS層、21.21’・・・記録
膜、23.23’ ・・・Ni反射層、24・・・有機
接着剤層。
す断面図、第2図は本発明の記録用部材の作製に用いる
真空蒸着装置の内部構造を示す図、第3図は本発明の一
実施例における記録レーザパワーの波形を示す線図であ
る。 1.2.3・・・蒸着ボート、4・・・電子ビーム蒸発
源、6,7,8.9・・・扇形スリットを持ったマスク
、10,11,12.13・・・シャッター、14・・
・基板、15,16,17.18・・・水晶振動子式膜
厚モニター、19.19’・・・基板、20.20’
、22.22’ −ZnS層、21.21’・・・記録
膜、23.23’ ・・・Ni反射層、24・・・有機
接着剤層。
Claims (1)
- 【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、
少なくとも一者からなる保護層を介して形成された記録
用エネルギービームの照射を受けて膜の変形をほとんど
伴わずに原子配列変化を生ずる情報記録用薄膜において
、上記情報記録用薄膜はその膜厚方向の平均組成が一般
式Ge_XTe_YSb_ZA_αB_β (ただし、X、Y、Z、αおよびβはそれぞれ原子パー
セントで、0≦X≦18、45≦Y≦70、11≦Z≦
54、0≦α≦20、0≦β≦20、1≦α+β≦20
の範囲の値であり、AはTl、ハロゲン元素およびアル
カリ金属元素のうち、少なくとも一元素、BはCo、F
e、Ni、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Cn、Zn、
Y、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd
、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Anから
選ばれた少なくとも一元素)であることを特徴とする情
報記録用薄膜。 2、Aで表わされる元素がTlであることを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載の情報記録用薄膜。 3、Bで表わされる元素がCoであることを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載の情報記録用薄膜。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63072143A JP2834131B2 (ja) | 1988-03-28 | 1988-03-28 | 情報記録用薄膜 |
EP89200786A EP0335469B1 (en) | 1988-03-28 | 1989-03-28 | Information-recording thin film and method for recording and reproducing information |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63072143A JP2834131B2 (ja) | 1988-03-28 | 1988-03-28 | 情報記録用薄膜 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01245440A true JPH01245440A (ja) | 1989-09-29 |
JP2834131B2 JP2834131B2 (ja) | 1998-12-09 |
Family
ID=13480758
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63072143A Expired - Lifetime JP2834131B2 (ja) | 1988-03-28 | 1988-03-28 | 情報記録用薄膜 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0335469B1 (ja) |
JP (1) | JP2834131B2 (ja) |
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TW527592B (en) | 2001-03-19 | 2003-04-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Optical information recording media, and the manufacturing method and record regeneration method of the same |
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JP4254293B2 (ja) | 2003-03-25 | 2009-04-15 | 株式会社日立製作所 | 記憶装置 |
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