JPH01287837A - 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） この発明は、レーザビーム等の光ビームを記録層に照射
し、その照射条件によって照射部分に相変化を誘起させ
て情報を記録・消去し、この相変化に伴う反射率、透過
率等の光学特性の変化を検出することにより情報を再生
する情報記録媒体に関する。このような情報記録媒体と
しては、光ディスク又は光カード等がある。

（従来の技術及びその課題） 従来、所謂イレーサブル光ディスク等の情報の消去が可
能な情報記録媒体として、相変化型のものが広く知られ
ている。この相変化型情報記録媒体は、例えば、ガラス
又はプラスチック（ポリカーボネート樹脂、ポリメチル
メタクリレート樹脂等）からなる基板と、この基板上に
形成された記録層とを備えている。この記録層を形成す
る材料としては、例えばＧｅＴｅ等のカルコゲナイド系
合金が知られており、これらは異なる条件の光ビーム（
例えばレーザビーム）を照射することにより、例えば結
晶と非晶質との間で可逆的に相変化するので、この相変
化を利用して情報を記録及び消去し、これらの相変化に
伴う反射率又は透過率等の光学的特性の変化を利用して
情報を読取ることができる。

このような記録層としては、光ビームの照射条件によっ
て相変化が生じ易い共晶組成をを有する材料や金属間化
合物を形成する材料が適している。

しかしながら、従来、相変化型情報記録媒体の記録層と
して用いられているＧｅＴｅ等の合金は、一応上述の条
件は満足するものの、未だ情報記録媒体として十分な特
性を保持しているとは言えない。特に、初期化、記録及
び消去を高速化することが望まれている。また、結晶−
非晶質間の相変化により情報を記録・消去する場合には
、通常記録部分が非晶質になるが、一般に非晶質は比較
的安定性が低いため、非晶質状態をより安定化すること
も要求されている。

この発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、
初期化、記録及び消去を高速で実施することができ、記
録した情報が安定である情報記録媒体を提供することを
目的とする。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） この発明に係る情報記録媒体は、基板と、光ビームの照
射によって照射部分が相異なる２つの相間で相変化する
記録層とを有する情報記録媒体であって、前記記録層は
、ＴＩ、Ｇｅ及びＳｅを含むことを特徴とする。

（作用） Ｔｌ−Ｇｅ−Ｓｅ合金は、前述のような相変化型記録媒
体の記録層としての条件を満たす材料であり、しかも結
晶化速度が大きい。従って、記録層をＴＩ、Ｇｅ及びＳ
ｅが含有する組成にすることにより、初期化、記録及び
消去を高速化することができる。

（実施例） 以下、添付図面を参照してこの発明について具体的に説
明する。第１図はこの発明の実施例に係る情報記録媒体
を示す断面図である。基板１はポリオレフィン、エポキ
シ、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレ
ート（ＰＭＭＡ）等のプラスチック、又はガラス等、こ
の技術分野で通常用いられる材料で形成されている。こ
の基板１の上に、保護層３、記録層２、保護層４及び保
護層５がこの順に形成されている。

保護層３及び保護層４は、記録層２を挟むように配設さ
れており、有機高分子材料、例えばＰＭＭＡ、ポリスチ
レン等の熱可塑性樹脂若しくは紫外線硬化樹脂（所謂２
Ｐ樹脂）、又はＳ　Ｉ　Ｏ２、Ａ　１２０３　、Ａ　Ｉ
　Ｎ　、　Ｚ　ｎ　Ｓ　ｓ若しくはＺ「０２等の誘電体
で形成される。これら保護層３，４は記録層２が空気中
の水分の影響を受けることを未然に防止する作用、及び
記録・消去の際にレーザビーム等の光ビームにより記録
層２の照射部分が飛散したり穴が形成されてしまうこと
を防止する作用を有している。これら保護層３゜４はス
ピンコード法、蒸着法、スパッタリング法等によって好
適に形成することができる。なお、これら保護層３．４
の厚みは１０人乃至数十μｍであることが好ましい。

保護層５は情報記録媒体取扱う際の表面での傷やほこり
等を防止するために配設されるもので、スピンコード法
等により紫外線硬化樹脂を塗布し、これに紫外線を照射
して硬化させること等により形成される。この保護層５
の層厚は１００人乃至数十μｍであることが好ましい。

なお、保護層３゜４．５は設けることが好ましいが、必
ずしも設けなくてもよい。

記録層２は、Ｔｌ−Ｇｅ−Ｓｅ合金で形成されており、
蒸着法、スパッタリング法等によって好適に形成するこ
とができる。なお、合金ターゲットを使用して蒸着又は
スパッタリングする場合には、ターゲット組成と実際に
形成される膜の組成とに差があることを考慮する必要が
ある。また、多元同時蒸着又は多元同時スパッタリング
等によって成膜することもできる。記録層２の層厚は１
００乃至３０００人であることが好ましい。

記録層２を構成するＴｌ−Ｇｅ−Ｓｅ合金は、照射する
光ビームの条件を変えることにより結晶と非晶質との間
で相変化し得る材料であり、結晶化速度が大きいという
特徴を有している。非晶質を安定化させることができ、
更に、結晶化速度を大きくすることができる。従って、
このような合金で記録層２を形成することにより、初期
化、記録及び消去を高速化することができる。

次に、第２図及び第３図を参照しながらこの実施例に係
る情報記録媒体の記録層の形成方法の一例について説明
する。第２図はこの実施例の記録層を形成するために用
いられるスパッタリング装置の概略構成を示す縦断面図
、第３図はその横断面図である。図中１０は真空容器を
示し、この真空容器１０はその底面にガス導入ポート１
１及びガス排出ボート１２を有している。ガス排出ボー
ト１２は排気装置１３に接続されており、この排気装置
１３により排出ポート１２を介して真空容器１０内が排
気される。また、ガス導入ポート１１はアルゴンガスボ
ンベ１４に接続されており、このボンベ１４から真空容
器１０内にガス導入ボート１１を介してスパッタリング
ガスとしてのアルゴンガスが導入される。真空容器１０
内の上部には、基板支持用の円板状の回転基台１５がそ
の面を水平にして配設されており、その下面に基板１が
支持され、図示しないモータによって回転されるように
なっている。また、真空容器１０内の底部近傍には、基
台１５に対向するように、夫々記録層を構成するＴ　Ｉ
　ＳＧ　ｅ　、及びＳｅで形成されたスパッタリング源
２１，２２．２３が配設されており、各スパッタリング
源には図示しない高周波電源が接続されている。これら
スパッタリング源２１，２２．２３の情報には、夫々モ
ニタ装置２４，２５．２６が設けられており、これらモ
ニタ装置により各スパッタリング源からのスパッタリン
グ量をモニタし、記録層が所定の組成になるように各ス
パッタリング源に投入する電力量を調節するようになっ
ている。

このようなスパッタリング装置においては、先ず、排気
装置により真空容器１０内を例えば１０−６Ｔｏｒｒま
で排気する。次いで、ガス導入ボート１１を介して容器
１０内にアルゴンガスを導入しつつ、排気装置１３の排
気量を調節して真空容器１０内を所定圧力のアルゴンガ
ス雰囲気に保持する。この状態で、基板１を回転させつ
つ、スパッタリング源２１．２２．２３に所定時間所定
の電力を印加する。これにより、基板１に所定組成の記
録層が形成される。なお、保護層を形成する場合には、
記録層２の形成に先立ち、保護層の組成に調整されたス
パッタリング源を用いて上述したようにスパッタリング
するこにより基板１上に保護層３を形成し、その後記録
層２を形成し、更に保護層３を形成する場合と同様の条
件で記録層２の上に保護層４を形成することができる。

次に、この発明の情報記録媒体における初期化、並びに
、情報の記録、消去及び再生について説明する。

初期化 記録層２は成膜直後に通常非晶質であるが、情報を記録
するためには結晶である必要があるので、レーザビーム
等の光ビームを記録層２に全面照射して加熱徐冷し、記
録層２を結晶化する。

を己録 高出力でパルス幅が短い光ビームを記録層２に照射し、
照射部分を加熱急冷して非晶質に相変化させ、記録マー
クを形成する。

消去 記録層２に形成された記録マーク部に、記録の際よりも
低出力でパルス幅が長い光ビームを照射して記録マーク
部を結晶に相変化させ、情報を消去する。

再生 情報を記録した記録層２に比較的弱い光ビームを照射し
、記録マーク部と非記録部との間の光学的特性、例えば
反射率の差を検出して情報を読取る。

次に、この発明の試験例について説明する。

試験例１ ガラス基板上に、第２図及び第３図に示すスパッタリン
グ装置により、Ｔｌ−Ｇｅ−Ｓｅ合金薄膜を形成し、Ｘ
線回折によりその膜の構造を確認した。その結果を第４
図に示す。第４図はＴｌ−Ｇｅ−３ｅＢ元系の組成図で
あり、図中斜線で示す範囲において非晶質の薄膜を得る
ことができた。

即ち、この組成範囲においてはレーザビームの照射条件
を選択することにより非晶質状態をとり得ることができ
、相変化型の記録層として利用し得ることが確認された
。

試験例２ ガラス基板上に、夫々組成が異なるＴｌ−Ｇｅ−Ｓｅ合
金薄膜を形成した１４種類のサンプルを作製した。第１
表にその際の合金組成及び結晶化温度を示す。

第　　１　　表 その結果、いずれのサンプルも結晶化温度が１００℃以
上であり、室温における非晶質状態の安定性が高いこと
が確認された。

試験例３ ＴＩを含有させることによる結晶化温度の変化を把握す
るため、ガラス基板上に Ｔ　ｌ　ｚ　Ｇ　ｅ　１５ｓ　ｅ　ｓ、−ｘの薄膜をス
パッタリングにより成膜し、高感度示差走査熱量計によ
りこの薄膜の結晶化温度を測定した。その結果を第５図
に示す。第５図は薄膜中のＴｌｍと結晶化温度との関係
を示すグラフである。このグラフに示すように、ＧｅＳ
ｅ合金にＴ１を添加していくと、約１０原子％までの添
加では結晶化温度は減少する傾向を示すが、１０原子％
を超えると結晶化温度が増加する傾向を示した。しかし
、いずれにしても結晶化温度は１００℃以上であり、非
晶質状態は室温で極めて安定でありた。このような傾向
は、他の組成でも同様であった。

試験例４ 第１図に示した層構成を有する５個のサンプルを作製し
た。その際の記録層の組成を第２表に示す。

第２表 これらサンプルのうちサンプルＥは記録層がＧｅ−５ｅ
２元系合金で形成された比較例であり、サンプルＡ−Ｄ
はこの発明の範囲内のものである。

これらサンプルについて、基板側から種々のパルス幅の
波長８３０　ｎｍの半導体レーザビームを一定強度で記
録層に対物レンズを用いて集光照射し、パルス幅と照射
部分の反射率変化との間の関係を把握した。その結果を
第６図に示す。第６図は横軸に照射するレーザビームの
パルス幅をとす、縦軸に反射率変化量をとって、これら
の関係を示すグラフである。このグラスにおいて急激に
反射率変化量が増加するところが非晶質から結晶への相
変化に対応する。このグラフによれば、ＴＩを添加する
ことにより、結晶化のためのレーザビームのパルス幅が
短くなることがわかる。即ち、ＴＩの存在により結晶化
速度を高速化できることが確認された。この傾向は他の
組成のＧｅＳｅ合金にＴＩを添加した場合も同様に確認
された。

以上の試験例により、Ｔｌ−Ｇｅ−３ｅ合金で相変化型
の記録層を形成することができること、並びに、この合
金で形成された記録層は非晶質状態で安定であり、結晶
化速度が大きいことが確認された。

［発明の効果］ この発明によれば、記録層をＴｌ−Ｇｅ−５ｅ合金で形
成したので、非晶質の安定性が高く、また結晶化速度が
大きい。従って、非晶質記録マークの安定性に優れ、し
かも初期化、記録及び消去を高速で実施することができ
るという極めて特性が優れた情報記録媒体を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例に係る情報記録媒体を示す断
面図、第２図は記録層を形成するための装置の概略構成
を示す縦断面図、第３図はその横断面図、第４図はＴｌ
−Ｇｅ−３ｅＢ元合金において非晶質になり得る組成領
域を示す図、第５図はＴｌ−Ｇｅ−５ｅ合金中のＴｌ含
有量と結晶化温度との関係を示すグラフ図、第６図は照
射するレーザビームのパルス幅と反射率変化量との関係
を示すグラフ図である。 １；基板、２；記録層、３，４，５；保護層。 出願人代理人　　弁理士　鈴江武彦 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　基板と、光ビームの照射によって照射部分が相異なる
   ２つの相間で相変化する記録層とを有する情報記録媒体
   であって、前記記録層は、Ｔｌ、Ｇｅ及びＳｅを含むこ
   とを特徴とする情報記録媒体。