JPH01251335A - 情報記録媒体 - 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） 本発明は光ビームの照射により記録層に原子配列の変化
に伴う光学的特性の変化を生じさせて、情報の記録、消
去を繰返し行ない、この光学的特性の変化を検出して情
報が再生される情報記録媒体に関する。

（従来の技術） 情報の記録、消去の繰返しが可能な情報記録媒体として
、光ビームの照射による相変化を利用したものが開発さ
れている。

このような情報記録媒体に情報を記録する際には、まず
光ビームを記録媒体全面照射して記録層を結晶性の高い
状態（以下結晶状態とする）とする。次に情報を記録す
るために、短い強いパルス光を記録層に照射して加熱し
急冷して記録層を原子配列が乱れた状態（以下、非晶質
状態とする）とする。記録された情報を消去する場合に
は、長い弱いパルス光を記録層に照射して加熱し徐冷し
て非晶質状態から再び結晶状態に戻す。このような結晶
状態と非晶質状態とでは原子配列の変化に伴って反射率
、透過率等の光学的特性が変化するため、この光学的特
性の変化を検出することにより、記録した情報を再生し
ている。

このような層変化を利用した情報記録媒体としては、特
開昭６０−１７９９５２号、特開昭６０−１７９９５３
号、特開昭６１−６８０６号公報等がある。これらの公
報においては、記録層の組成としてＡｕ　Ｘ　Ｔｅ　ｔ
ｏｏ−ｘ　＋　　Ａｇ　ｘ　Ｔｅ　ｔｏｏ−ｘ（１０≦
８≦４０原子％）等が提案されている。

しかしこれらの材料では、記録状態の安定性は得られる
が、記録に必要なエネルギーが大きいため、記録、消去
特性面で問題点が残った。

（発明が解決しようとする課題） 以上詳述したように従来のＡｕ　Ｘ　Ｔｅ　ｔｏ。−８
゜Ａｇ　ｘ　Ｔｅ　１ｏｏ−ｘ　　（１０≦Ｘ≦４０）
を材料として用いた情報記録媒体では、結晶化速度が遅
く消去特性が悪いといった欠点があった。

本発明では、上記欠点を解消し、記録、消去特性に優れ
た情報記録媒体を提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と作用） 本発明の情報記録媒体は、記ｇ層の平均組成が （Ｇａ　　＊　　Ｂｌ　　ｔｏｏ−ｍ　　）　　ａＣｈ
ｂＭｃ但しＣｈはＳｅ、Ｔｅ、Ｓのうちから選択された
カルコゲン元素 ＭはＰｄ、Ａｕのうちから選択された 金属 ５０原子％≦ａ＜１００原子％ ０原子％≦ｂく　５０原子％ ０原子％≦ｃ＜　３０原子％ ２０原子％≦ｘく　８０原子％ であることを特徴とする。

構成成分のうち、Ｇａと８１とからなる合金はパルス光
を吸収し、非晶質から結晶質へ容易に変化し光学的性質
（反射率、透過率）の変化量が非常に大きい合金である
。このときのＧａの組成範囲は２０原子％〜８０原子２
６の範囲が好ましく、それ以外の範囲では十分な光学的
変化量が得られない。すなわち結晶質と非晶質との間の
反射率変化を高く得るためには、この組成範囲であるこ
とが必要である。

またＧａと８１とからなる合金は、原子配列の変化を生
じさせる記録層にとって主成分となるものであり、この
変化を生じさせるためには５０原子％以上含有させるこ
とが望ましい。換言すれば下記のＣｈとＭとで示される
元素が、その含有量が５０原子％以上であると、Ｇ　ａ
　Ｂ　１からなる合金の光学的変化の妨げとなるもので
ある。

またＣｈで示されるＳｅ、Ｔｅ、Ｓのカルコゲン元素は
、ＧａＢ１からなる合金と合金化することにより非晶質
状態を安定に保持させることができるものである。

さらにＭで示されるＰｄ、Ａｕなどの元素は、結晶化速
度の増加、感度の向上などの効果を持つ。

本発明に用いられる情報記録媒体の構造を示す断面図は
第１図に示す通りである。

本発明の情報記録媒体は、基板１２．記録層１３および
有機保護層１４とから構成されている。

基板１２は、ガラスやプラスチック材料（例えば、ポリ
メチルメタクリレート樹脂やポリカーボネート樹脂など
）からなるものである。この基板１２上には、光ビーム
の照射により層変化を生じる記録層１３が形成される。

この記録層１３の平均組成は、（Ｇａ　ｘ　Ｂｉ　１０
０−ｍ　）　　ａＣｈｂＭｃ　、但しＣｈはＳＢ、Ｔｅ
、Ｓのうちから選択されたカルコゲン元素、ＭはＰｄ、
Ａｕのうちから選択された金属、また各々ａ、ｂ、ｃは
、５０原子％≦ａく１００原子％、０原子％≦ｂく５０
原子％、０原子％≦ｃく３０原子％、２０原子％≦ｘく
８０原子％の範囲である。さらに、この記録層１３上に
紫外線硬化樹脂等からなる有機保護層１４が形成されて
いる。

また、本発明で用いられる情報記録媒体は第２図及び第
３図に示すような構造であってもよい。

第２図に示す情報記録媒体では、記録層１３の経時変化
を防ぐために金属、半金属の酸化物、弗化物、硫化物、
窒化物等からなる無機物保護層１５が記録層１３を挟ん
だ構造となっている。また第３図に示す情報記録媒体で
は、前記無機物保護層１５を形成する材料中に記録層１
３を形成する材料が分散した複合層１６を有する構造と
なっている。

次に情報記録媒体の製造方法を第４図及び第５図に沿っ
て説明する。第４図は本発明に用いられる成膜装置の側
面図であり、第５図は第４図に示した成膜装置の底面図
である。

この成膜装置は、真空容器１７．排出ボート１８、排気
装置１つ、ガス導入ボート２０．アルゴンガスボンベ２
１．支持装置２２．スパッタ源２４ａ、２４ｂ、２４ｃ
およびモータ装置２６ａ。

２６ｂ、２６ｃとから構成されている。真空容器１７は
排出ボート１８を介して排気装置１９に接続されており
、また、ガス導入ボート２０を介してアルゴンガスボン
ベ２１に接続されている。真空容器１７中上部には、支
持装置２２が設けられ、この支持装置に水平に基板１２
が支架されており、基板１２は支持装置２２を軸に回転
することができる。また、真空容器１７中底部には、基
板１２に対面してスパッタ源２４ａ、２４ｂ、２４ｃが
設けられており、これらスパッタ源には高周波電源が接
続されている。また、スパッタ源２４ａ。

２４ｂ、２４ｃの上方にはモニター装置２６ａ。

２６ｂ、２６ｃが設置されている。

この装置を用いて基板１２に記録層を成膜する場合には
、まず排気装置１９により・容器内の空気を排気し、続
いてアルゴンガスボンベ２１よりアルゴンガスを導入し
て容器内を所定の圧力に保持する。そして基板１２を回
転させつつ、スパッタ源２４　ａ、２４　ｂ、２４　ｃ
に所定時間電力を印加する。モニタ装置２６ａ、２６ｂ
、２６ｃは各々スパッタ源からの元素のスパッタ量をモ
ニタし、このモニタした量が所定の値になるように各ス
パッタ源に投入する電力を調節するようになっている。

これにより基板１２に記録層が形成される。

（実施例） 一実験１− 本実験では多元同時スパッタ法により記録膜を形成した
。

真空容器内に所望のＧａ　５５１３１４５とＴｅとＣ「
のスパッタ源を設け、容器内を８　Ｘ　１０−’Ｔｏｒ
ｒまで排気した。次にＡｒガスを導入し４．Ｘ１０−’
Ｔ　ｏｒｒに全体の圧力を調節した。基板として充分洗
浄した外径１３０ｎｖ、板厚１．２ａｖの円板状カーボ
ネート基板を用い、この基板を６　Ｏｒｐｍで回転しつ
つモニタにより各元素のスパッタ量をモニタして各スパ
ッタ源に投入する電力を制御し、全体の膜厚が１０００
　Ａ　ｎｇｓｔｒｏｍになるまで各元素を堆積させて記
録層を成膜した。

更にこの記録層上に有機保護層として紫外線硬化樹脂を
約１０μｍスピンコータによりオーバーコートし、紫外
線を照射して硬化させ所望する組成の情報記録媒体を形
成した。

一実験２− ここでは記録膜の光ビーム照射による原子配列の変化を
確認した。

実験１においてスパッタ源にＧａ　５５Ｂ　１４５とＴ
ｅ　（！：Ａｕを用い記録層組成が （Ｇａ　５５Ｂ　１４５）　５ｓＴｅ　＋ｏＡｕ　ｓな
る試料を形成した（未照射部）。この試料にビーム径１
μｍに絞った５ＩＩＩＷ１０μｓのパルス光を照射する
と、照射部の反射率は変化した（未記録部）。次に１５
ＩＩＷ１００ｎｓのパルス光を数回当てるとその照射部
の反射率は元に戻ることが確認された（記録部）。次い
でこの未記録部と記録部の結晶状態を比較するため、透
過型電子顕微鏡を用いて回折パターンを観察した。試料
から保護層を剥離して記録層の状態を回折パターンから
観察したところ、レーザー光未照射部では非晶質に特有
のハローパターンが認められた。また、レーザー光照射
部のうち未記録部では結晶構造を示す回折リングとスポ
ットが観察され、記録部では、′未照射部に近い非晶質
特有のハローパターンが認められた。他の組成の記録層
についても同様の反射率変化１回折パターンの変化が観
察された。

一実験３− 本実験では記録部の消去特性について評価した。記録層
組成が（Ｇａ　、ｏＢｌ　５０）　フｏＴｅ　ｉｏにお
いてＴｅにＡｕを５．１０．２０原子％の割合で添加し
た試料を作成した。

この試料に反射率が一定になるまで５ｍＷ５μｓのパル
ス光を当て記録層を結晶化させた。第６図にＡｕの添加
量に対して反射率が一定になるまでのパルス光照射回数
をプロットした。Ａｕの添加量が多いほど照射回数が少
なくても変化が起こることが確認できた。すなわちＡｕ
を添加することにより、結晶化速度の増加、および感度
の向上を得ることができることを確認した。

更にＡｕの代わりにＰｄを添加した場合でも同様の効果
を得ることができる。

一実験４− 本実験では実用的な試験装置を用いて試験を行なった。

第７図は試験に用いた装置の概略図である。この試験装
置は、スピンドルモータ３２゜半導体レーザ源３４．コ
リメータレンズ３５．ビームスプリッタ３６．λ／４板
３７．対物レンズ３８、検出レンズ３つ、受光器４０．
駆動コイル４１、サーボ系４２とから構成されている。

試料３１はスピンドルモータ３２上に固定され、回転す
ることができる。

半導体レーザー源３４より出た光はコリメータレンズ３
５を通過して平行光となる。続いて光はビームスプリッ
タ３６を透過しλ／４板３板金７過し、対物レンズ３８
により試料３１上に集光される。試料３１から反射した
光は対物レンズ３８およびλ／４板３板金７過し、ビー
ムスプリッタ３６で反射される。この反射された光は検
出レンズ３９により集光され、受光器４０に入って検出
信号となる。更に検出信号は、サーボ系４２を通って電
流に変えられ、駆動コイル４１に流れこの電流により対
物レンズが駆動され、試料３１上の情報を記録した溝（
案内溝）上に正確に集光される。

実験１に示した方法を用い、記録層の両側を８１０２（
膜厚１０００　Ａ　ｎｇｓｔｒｏｔｎ　）で挾んだ媒体
試料を作成し、前述の装置に実装して実験を行なった。

記録層組成は（Ｇａ　５ｏＢｌ　ｓｏ）　ｔｏＴｅ　３
ＧにおいてＴｅにＰｄを５．１１．１８原子％と添加さ
せた。この試料をスピンドルモータに固定し９００　ｒ
ｐｍで回転させた。

更にこの上から５ａ＋Ｗ１５μｓのパルス光を照射し、
反射率の変化量を測定した。第８図に変化量を初期値で
割った値（コントラスト比）とＰｄ添加量とをプロット
した。Ｐｄを添加することにより、コントラスト比が増
加することが判る。更にＰｄの代わりにＡｕを添加した
場合でも同様の効果が得られる。

［発明の効果コ 以上詳述した゛ように本発明によれば記録、消去の特性
がよく充分実用に耐えうる情報記録媒体を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明で用いられる情報記録媒体の
層構造を示す断面図、第４図は成膜装置の側面図、第５
図は成膜装置の底面図、第６図はＡｕ添加量と照射回数
を示すグラフ、第７図は実用的記録装置の概略図、第８
図はＰｄ添加量とコントラスト比を示すグラフである。 １２・・・基板 １３・・・記録層 第１図 第２図 第３図 第　４　図 ｚｂａ 第５図 ０　　　　　ｔｏ　　　　２０ ＡＬＬ４加ｉ　　Ｃａｔｚ） 第　　６　　図 ｒｔｔ　　添カロメシニ　（αｆ２） 第８図 第　　７　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 光ビームの照射により原子配列の変化が生じる記録層を
   有する情報記録媒体において、前記記録層の平均組成が （Ｇａ＿ｘＢｉ＿１＿０＿０＿−＿ｘ）ａＣｈｂＭｃ但
   しＣｈはＳｅ、Ｔｅ、Ｓのうちから選択されたカルコゲ
   ン元素 ＭはＰｄ、Ａｕのうちから選択された金属 ５０原子％≦ａ＜１００原子％ ０原子％≦ｂ＜５０原子％ ０原子％≦ｃ＜３０原子％ ２０原子％≦ｘ＜８０原子％ であることを特徴とする情報記録媒体。