JPH01307037A - 光記録媒体の製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、レーザー光等の光の熱作用、あるいはフォト
ン効果により情報を記録する光記録媒体の製造方法に関
するものである。

〔従来の技術〕

、最近、小型で高性能のレーザーの進歩に伴い、レーザ
ー光を利用した技術、即ち、光通信、光記録等のいわゆ
る光関連技術の研究が急速に進展し、一部は実用化され
ている。中でも収束レーザー光を基板上の薄膜媒体に照
射して、その薄膜に穿孔もしくは非晶質−結晶質転移の
ような構造変化を生じさせて情報の記録を行う光記録は
、高密度・大容量の記録を可能とする新技術として注目
されている。とりわけ、非晶質−結晶質転移に基づく方
式は、レーザー光により薄膜を融点以上に加熱して急冷
することにより、レーザー光照射部を非晶質化して記録
を行い、また、その非晶質化部分をレーザー光により結
晶化温度以上に加熱して徐冷することにより結晶状態に
もどして消去を行うもので、この２つの状態間の転移を
可逆的になすことにより、多数回の書込と消去が可能で
あることから、異なった情報を何度でも書換えることが
可能であるという汎用性の高さのため、書換型光記録媒
体として今後重要になると予測される。

この書換型光記録媒体には、従来、Ｓｅ系やＴｅ系のカ
ルコゲン、Ｂｉ、　Ｓｂ、　Ｐｂ、　Ｓｎ、　Ｇａ等の
金属、Ｇｅ等の半導体を含む多元系の合金膜が記録膜と
して用いられ、これらは真空蒸着やスパッタリング等の
方法により、基板上に膜厚１００〜１０００人の薄膜と
して形成される。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかるに、書換型光記録媒体は、（１）記録状態が長期
にわたり安定である、具体的には、記録部が１０年以上
安定であるように非晶質相の結晶化温度が１００℃以上
であること、（２）信号を消去するときの消去速度即ち
結晶化速度が十分に早い、具体的には、照射レーザーの
、消去に要する最も短いパルス幅が１００ナノ秒以下で
あること、（３）記録−消去の繰返しに対する記録状態
および消去状態の信号レベルが長期にわたり安定である
、具体的には、繰返し回数が１０３回以上であることの
いずれの条件をも満足する必要がある。

しかしながら、前記従来の書換型光記録媒体は上記条件
のいずれをも満足するものでなく、特に上記条件（２）
及び（３）が十分ではない。

本発明は、上記事情に鑑み、（１）記録状態の長期安定
性、（２）１３号の消去性、（３）記録−消去の繰返し
に対する信号レベルの長期安定性のいずれにも優れた光
記録媒体の製造方法を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明の光記録媒体の製造
方法においては、回転軸のまわりに公転する基板上に、
元素へ（但し、ＡはＡｓ、　Ｂｉまたはｓｂ）および元
素Ｂ（但し、ＢはＳｅまたはＴｅ）からなるＡ−Ｂ合金
を蒸発源として、ｄｚ／ｄｔ≧１／３なる式を満足する
位置（但し、ｄｌは該公転面と該蒸発源との間の距離、
ｄ２は該回転軸と該蒸発源との間の距離）に設け、該蒸
発源に電子線を照射する電子線加熱蒸着法を適用した後
、得られた蒸着層を熱処理して結晶化させることにより
記録膜を設けることを特徴とするものである。この方法
によって製造された記録膜は、基板上に、１種の元素か
らなり該基板面に平行な少なくとも２種の層が周期的に
積層され、がっ、前記少なくとも２種の層を構成する元
素がＢｉｚＴｅｓ型の結晶構造を取る化合物の単相とな
る。

〔作用〕

本発明の光記録媒体の製造方法においては、基板を回転
させる。この基板としては、ガラス、メタアクリル酸メ
チルを主体とするメタアクリル系樹脂、ポリカーボネー
ト樹脂、ポリカーボネート樹脂とスチレン系樹脂のブレ
ンド樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂とスチレン系
樹脂とのブレンド樹脂、ポリ−４−メチルペンテン−１
などのオレフィン系樹脂等、通常の光記録媒体用のもの
が挙げられる。この基板上に、電子線加熱蒸着法を適用
して蒸着層を得る。電子線加熱蒸着法は、真空中で蒸発
源に電子線を照射し１発源を溶融させ、基板上に蒸発源
の元素を蒸着させるもので、公知であるが、本発明にお
いてこの方法を用いる際は、（１）蒸発源として元素Ａ
（但し、ＡはＡｓ、　ＢｉまたはＳｂ）および元素Ｂ（
但し、ＢはＳｅまたはＴｅ）からなるＡ−Ｂ合金を用い
ること、（２）蒸発源を、ｄ　２　／　ｄ　＋　≧１／
３なる式を満足する位装置（但し、ｄ、は該公転面と該
蒸発源との間の距離、ｄ２は該回転軸と該蒸発源との間
の距離）に設けることが必要である。基板は回転軸のま
わりに公転する。

通常、回転軸は基板から離れ基板の中心を通らないで、
基板は公転するが、回転軸が基板の中心を通る、即ち基
板が回転軸のまわりに自転してもよい。上記ｄ　ｔ　／
　ｄ　＋の値が１／３未満では製造された記録膜中の少
なくとも２種の層が基板面に平行となり難くなり、特に
信号の消去性および信号レベルの長期安定性が低下して
くる。一方、ｄ２／　ａ　＋が余り大きすぎると、記録
膜の歩留りが悪くなるので１以下とするのが好ましい。

記録層の組成は、旧、Ｔｅ３型の結晶構造を取る化合物
の単相領域内の組成である必要があるが、その組成を制
御するためには、（１１ｄ　ｚ／　ｄ　＋を変える、（
２）　Ａ　−Ｂ合金の組成を変える、（３）基板と基板
公転軸の距離を変えるなどの方法を取ればよい。

以上の発明では、非晶質状態−結晶状態の相変化を利用
するものについて述べてきたが、本発明は、結晶状態−
結晶状態の相変化（２種以上の結晶構造間の相変化）を
利用した媒体についても適用できる。

〔実施例〕

次に本発明の光記録媒体の製造方法を、その実施例によ
って説明する。

実施例１ 蒸発源として径１５ｍｍ、厚さ１０１鵬のＳｂ＋１．５
Ｔｅａ、　ｓの合金を、基板として縦５０重鵬、横５０
ｍｍ、厚さ１．２龍のパイレックスガラス板を用い、更
に、蒸発源を回転軸から３００　ａｍ、基板をその中心
が回転軸から１００ｎ、その公転面が蒸発源から６００
鶴の距離に置き、基板回転速度を１００ｒｐ糟として、
電子線加熱蒸着を行った。蒸着時の真空度をＩ　Ｘ　１
０　”’Ｔｏｒｒ、電子線加速電圧を１ＯｋＶ、エミッ
ション電流を１５＋ｍＡとして、基板上に厚さ１０００
人のＳｂ　−Ｔｅ合金膜を形成した。合金膜の組成はＸ
線光電子分光分析によると、５ｂ４１原子％、Ｔｅ５９
原子％であり、組成的には５ｂｚＴｅ３合金膜となって
いた。合金膜の作製に先立って、基板上に同じく電子線
加熱蒸着により膜ｆｆ１５００人の５ｉｆｔ膜をアンダ
ーコー１−　Ｌ、且つ合金膜作製後に同じく膜厚１５０
０人のＳｉｎ、をオーバーコートし、これを特性評価用
の記録媒体とした。

以上の作製方法により得られた試料の評価を行うにあた
って、先ず結晶性の評価を行った。この試料を真空中で
、２００℃、３０分間熱処理を加えて結晶化させた後、
標準粉末Ｘ線回折法により観察した。°使用したＸ線は
ＣｕＫ　、線である。

その結果、ＪＣＰＤＳカード１５−８７３に記載される
５ｂｚＴ’ｅ、の回折線強度の強い、即ち、ランダム配
向なら強く現れる（０１５）、　（１０刊）、　（１１
０）等の面からの回折ピークは全（現れず、ランダム配
向なら現れＥｌイ（ｏ０６）、　（００９）、　（００
１５）、　（００１８）、　（００２１）等の０面から
の回折ピークのみが現れた。即ち、この試料では、基板
面と０面が平行となるＢｉ２Ｔｅ３型の結晶化を示すこ
とが分った。

次に、レーザー光記録特性にあたり、レーザー光の光源
として、Ａ　Ｉｔ　ＧａＡｓレーザーダイオード（発振
波長λ−８３００人）を用い、直径１．４μｍに収束し
たレーザー光を記録媒体の基板側から照射して書込と消
去を行った。非晶質、結晶質の状態の変化は、媒体の記
録部に再生用レーザー光（連続発振、レーザー光出力０
．１ｍＷ）を照射して反射光量を測定して判断した。ま
た、作製した試料は一般に成膜したままの状態で、非晶
質と結晶質の中間状態となることもあるため、これに出
力３１ＩＷ程度の連続発振のレーザー光を照射して、完
全に結晶化させたものを初期状態とした。即ち、熱処理
による合金膜の初期結晶化をレーザー光による加熱で行
った。

レーザー光出力を１５＋＋＋Ｗ一定として、レーザーパ
ルス幅を変えて書込を行い、反射率の相対変化としてΔ
Ｒ／Ｒ（Ｒ：結晶質状態の反射率、ΔＲ：非晶質状態と
結晶質状態の反射率の差）が３０％となる条件を記録条
件とした。本試料はレーザーパルス幅にして９Ｑｎｓｅ
ｃであった。

この書込状態に対して、引き続き消去条件の評価を行っ
た。ここでは、レーザー光出力とレーザーパルス幅を変
え、書込信号の消去に要するレーザーパルスの巾でパル
ス幅の最も短いものをもって消去速度とした。本試料は
ｌ　００ｎｓｅｃ以下のレーザーパルスで高速消去が可
能であった。

次に、記録状態（非晶質状態）の寿命についての評価を
行った。ここでは、書込を行った試料に室温から２５０
℃までの温度で熱処理を加え、記録信号が１００ｓｅｃ
で半減する時の温度をもって結晶化温度とした。その結
果、結晶化温度は１８０℃以上であり、室温では非晶質
として十分に（５０年以上）安定であることが確認され
た。

次に、記録−消去の繰返し性の評価を行った。

記録は、レーザー光出力１５＋ａＷ、レーザーパルス幅
９Ｑｎｓｅｃで行い、消去はレーザー出力６ｍＷ、レー
ザーパルス幅２００ｎｓｅｃの条件で記録と消去を繰返
し、信号レベルの変化を観測した。その結果、記録信号
レベルのみならなず消去信号レベルの変動も極めて小さ
く、１０’回まで安定して記録−消去を行えることがで
きた。

実施例２ 以上の５ｂ−Ｔｅ合金薄膜の他、八５−５ｅ、　Ｂ１−
５ｅ＋　Ｂｉ−Ｔｅの合金薄膜についても、実施例１と
同様に評価を行った。

本発明媒体は、いずれの合金系においても、上記実施例
１と同様に基板と平行に０面が成長し、高速消去性及び
記録−消去の繰返し安定性に優れることを確認した。

〔発明の効果〕

以上から明らかなように、本発明により、記録状態の長
期安定性、信号の消去性及び記録−消去の繰返しに対す
る信号レベルの長期安定性のいずれにも優れた光記録媒
体を簡便な製法により提供することができる。

従って、光記録媒体の研究開発が著しく、商品化が切望
される現在、本発明の光記録媒体の製造方法は、光ディ
スクや光カードの高性能化を達成する上で、１つの技術
的ブレークスルーを提供し得るもので、そのインパクト
は極めて大きい。

特許出願人　　住友金属鉱山株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、回転軸のまわりに公転する基板上に、元素Ａ（但し
   、ＡはＡｓ、ＢｉまたはＳｂ）および元素Ｂ（但し、Ｂ
   はＳｅまたはＴｅ）からなるＡ−Ｂ合金を蒸発源として
   、ｄ＿２／ｄ＿１≧１／３なる式を満足する位置（但し
   、ｄ＿１は該公転面と該蒸発源との間の距離、ｄ＿２は
   該回転軸と該蒸発源との間の距離）に設け、該蒸発源に
   電子線を照射する電子線加熱蒸着法を適用した後、得ら
   れた蒸着層を熱処理して結晶化させることにより記録膜
   を設けることを特徴とする光記録媒体の製造方法。