JPH02139280A - 光記録媒体およびその製造方法 - Google Patents

光記録媒体およびその製造方法

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JPH02139280A
JPH02139280A JP63242970A JP24297088A JPH02139280A JP H02139280 A JPH02139280 A JP H02139280A JP 63242970 A JP63242970 A JP 63242970A JP 24297088 A JP24297088 A JP 24297088A JP H02139280 A JPH02139280 A JP H02139280A
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JP
Japan
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medium film
film
medium
crystallization
optical recording
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JP63242970A
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Haruo Kawakami
春雄 川上
Kenji Ozawa
小沢 賢治
Shinji Ogino
慎次 荻野
Yoshikazu Sato
嘉一 佐藤
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41MPRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/26Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/26Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of record carriers
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は消去速度が大きい光記録媒体およびその製造
方法に関する。
〔従来の技術〕
近年、情報記録の高密度化1大容量化に対する要求が高
まり、国内外でその研究開発が盛んに行われているが、
とくにレーザを光源として用いる光ディスクは、従来の
磁気記録媒体に比べておよそ10〜100倍の記録密度
を有し、しかも記録、再生ヘッドと記録媒体とが非接触
状態で情報の記録。
再生ができるために記録媒体の損傷も少なく、長寿命で
あるなどの特徴があることから高密度、大容量の記録方
式として有望である。
この光ディスクは用途に応じて再生専用型、ia記型、
書換え型の3種類に大別することができる。
再生専用型は情報の読み出しのみが可能な再生専用ディ
スクであり、追記型は必要に応じて情報を記録し再生す
ることはできるが、記録した情報の消去は不可能なもの
である。これに対して書換え型は情報の記録、再生とさ
らに記録済みの情報を消去して書換えることが可能であ
り、コンピュータ用のデータファイルとしての利用が望
まれ最も期待の大きいものである。
書換え型のディスクについては、光磁気方式と相変化方
式の2つの記録方式の開発が進められているがいずれの
方式も記録材料や書込み機構などの点でなお改良の余地
が残されている。これらのうち、相変化方式は一般にレ
ーザをディスクの記録面に集光して加熱し、レーザのパ
ルス出力とパルス幅とを制御することによって生ずる記
録材料の相変化すなわち結晶状態から非晶質状態への移
行または相変化などを起こさせ、それぞれの状態におけ
る反射率の違いで情報の記録と消去を行うものである。
この相変化方式の光ディスクの構造については図示を省
略するが、通常多くのトラッキング溝を設けた例えばポ
リカーボネートなどの基板表面に酸化シリコン等のセラ
ミック等よりなる保!l膜を形成し、その上に記録用の
媒体膜を設け、さらにその上にセラミック等よりなる保
護膜と有機物の表面保護膜を順次堆積した構造としであ
る。また保護膜と有機物表面保護膜の間にアルミ等の冷
却膜を設ける事も行われている。冷却膜は結晶状態から
非晶質状態への変化の際に溶融状態からの冷却速度を上
げるためのものであり、この際セラミック膜は断熱層と
して作用する。媒体の特性確保のためにはこの断熱層の
厚さを最適値にする事が肝要である。レーザは基板の媒
体膜を有する側と反対の面から入射させる。
通常の光ディスクでは、初期状態では媒体膜を結晶状態
とし、情報記録時にはこれにレーザを照射して照射部を
溶融した後急冷して非晶質状態のスポットを形成する。
消去時にはこの非晶質状態のスポットをレーザによりア
ニールして結晶状態へ戻す。
〔発明が解決しようとする課題〕
相変化型の光記録媒体としては多くの材料が提案されて
いるが、このうちGeTeは、結晶状態と非晶質状態の
反射率差が大きく、記録情報の安定性も高い事から有望
な材料と考えられている。しかし、我々の検討結果によ
れば非晶質状態のGeTe薄膜をレーザ照射により結晶
状態へ完全にアニールするには最短でも0.5μsを要
する。この材料を用いて光ディスクを作成し、ビーム径
が約11φのレーザ光により情報消去を行う場合には、
周速2層73以下であることが必要である。一方で結晶
状態から非晶質状態への変化は、0.1〜0.2uaで
行う事が可能であり、光ディスクの周速を高めデータの
転送速度を高めるためには、上記の結晶状態へのアニー
ル時間(消去時間)を非晶質状態への変化時間(書込み
時間)と同程度にする事が望まれていた。
この発明は上述の点に鑑みてなされその目的は媒体膜の
結晶化速度を早めて消去時間の短い光記録媒体を提供す
ることおよびこの光記録媒体の製造方法を提供すること
にある。
〔課題を解決するための手段〕
上述の目的はこの発明によれば、 1)媒体膜を光照射しこの媒体膜を相変化させて情報の
記録、再生、消去を行う光記録媒体において、主成分と
してGeとToを、副成分としてAuまたはCuの1つ
を2モル%以下含む媒体膜を備えること、2)媒体膜を
光照射しこの媒体膜を相変化させて情報の記録、再住、
消去を行う光記録媒体において、主成分としてGeとT
oを、副成分としてNiまたはC。
の1つを0.5モル%より少ない量含む媒体膜を備える
こと、 3)媒体膜を光照射しこの媒体膜を相変化させて情報の
記録、再生、消去を行う光記録媒体の製造方法において
、GeとToに対して蒸気圧の相対的に低い第3金属元
素を添加した蒸着原料を用い真空蒸着法により媒体膜を
形成することにより達成される。
〔作用〕
結晶化速度は室温付近から高温になるにつれ大きくなっ
ていくが媒体膜の融点近くになると結晶化核密度の減少
により急激に結晶化速度は減少する。しかし本発明のよ
うに第3金属元素が添加されると、この金属元素または
その化合物が結晶化の核として働くので第3金属元素の
ない場合に比してより高温まで結晶化速度が減少せず、
また結晶化速度の最高値も大きくなる。レーザによる記
録消去時にはレーザにより結晶化温度を前記結晶化速度
の最高値を与える温度に昇温させる。
このような光記録媒体の媒体膜の製造方法として真空蒸
着法が用いられる* G e + T eの蒸気圧に対
して第3金属元素の蒸気圧が小さいために、第3金属元
素を副成分として媒体膜に導入する際に組成制御を行う
ことが容易になる。
〔実施例〕
次にこの発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第1図は本発明の一実施例の光記録媒体の構造を示し、
3鶴厚のポリカーボネート基板1の上に0.1−厚の保
護層2がスパッタリングで形成されている。その上の媒
体膜はGeTe化合物に^u、Cu、Ag。
Co、Nlなどのいずれかを添加し0.1μ厚さに形成
されている。熱遮蔽層4は保護層2と同じ材料で同じ厚
さをもつ、冷却層5は金属アルミニウムの蒸着により0
.I I!m厚さに形成されている0表面の有機物保護
層6は層構造2〜5を機械的に保護する働きをし、紫外
線硬化樹脂を2龍厚さに塗布したものである。媒体膜は
例えば組成比(モル%)41:41:6のGeTeAu
の蒸着原料を用い、抵抗加熱式の真空蒸着法によりAu
を含む媒体膜を調製することができる。この際ボート温
度は600〜1000℃。
基板温度は80℃以下、ボートと基板間の距離は約30
1、真空度は10−” torr以下に調整される。こ
の他電子ビーム蒸着によっても媒体膜を形成することが
できる。この際電子ビームパワーは約1に−にすること
ができる。得られた光記録媒体を10℃/分の速度で昇
温しなからレーザの反射率変化を測定すると、反射率は
約167℃で20%から50%へ上昇した。この前後で
の媒体膜の結晶形態をX線回折により調べたところ、成
膜時は非晶質状態であったものが、反射率上昇後は結晶
化しており、結晶としては主としてGeTeが観測され
た。このことから、上述の反射率変化を示した温度は、
10℃/分昇温の場合の結晶化温度と考えられる。蒸着
原料としてGeTe (モル組成比50 : 50)を
用いた時の結晶化温度は約185℃であり、これは上述
のGeTeAuを原料とした場合に比して高い、このこ
とから、GeTeAuを原料とした場合の方が結晶化速
度が大きいことがわかった。なお、GeTeAuを蒸着
原料とした時の成膜された媒体膜中のAufa度はきわ
めて低く 、0.3モル%であった。
次に、波長830nmの半導体レーザを直径約1.2−
に集光して照射した時の反射率変化を測定した。
レーザパワーを121とした時のレーザパルス幅と反射
率の関係を第2図に示す0曲線21はGeTeを原料と
した試料、曲線22はGeTeAuを原料とした試料で
、曲線20は両試料を蒸着した状態での反射率を示す0
反射率の変化は非晶質状態の光記録材料が結晶化するこ
とによるものであるが、その変化量はあるレーザパルス
幅から急に増大し、蒸着原料がGeTeの場合約0.5
μs、GeTeAuの場合約0.3uaでその変化が飽
和する。このように反射率変化が飽和するレーザパルス
幅がレーザによる結晶化時間、すなわち消去時間であり
、光記録媒体の消去特性を示す値となる。蒸着原料Ga
TeにAuを添加する事により上記のように消去時間が
短縮されたことが確かめられた。
次に光記録媒体を100℃に1000時間放置した時の
非晶質状態の安定性を調べた結果を示す、第3図は反射
率の推移を示したもので、はとんど変化は認められず、
X線回折でも結晶化は認められなかった。これにより、
本発明に基づく媒体膜は、レーザ照射や10℃/分昇温
試験において、高温での結晶化速度が大きくなり、消去
時間が短縮されたが、書込み後の100℃以下での非晶
質状態は十分に安定である事がわかった。
蒸着原料としてGeTeAuの組成比を5O−(X/2
)  :5O−(x/2)  : xとし、0≦X≦1
2の範囲で組成を変えて先述した方法と同様な方法で試
料を作製した。第4図は10℃/分の昇温速度での結晶
化温度、第5図は消去時間のX依存性を示し、両者とも
2モル%以上の添加量では大きな組成依存性は認められ
ないが、消去時間はx−8で約0.2μsと極小になっ
た。
蒸着原料として、GeTeCu、 GeTeAg、 G
eTeC。
GeTeN1を用い、先述した方法と同様な方法で試料
を作製した場合の昇温速度10℃/分での結晶化温度と
レーザ照射による消去時間を第6図と第7図にそれぞれ
示す、この時の原料モル組成比はいずれ−も4B+48
:4である。このとき得られた媒体膜中のCu、Ag、
Co、Mlの各組成比は約0.2モル%である。どの場
合も、結晶化温度の低下と消去時間の短縮が認められた
。特に消去時間の短縮が大きいのは、Co、Niを添加
した場合である。 Co、Nlの添加量を大きくすると
結晶化速度が大きすぎ、100℃以下の低温での非晶質
状態の安定性に問題があるため、その添加量は5モル%
以内にすることが望ましい、すなわも、Ni添加量5モ
ル%の場合は100℃、 1000時間の高温放置でも
試料は非晶質状態であったが、6モル%の場合には同様
の高1放置で反射率が20%から23%へ上昇し、xw
A回折でもGeTeの結晶ピークが確認された。また媒
体膜組成で表現するとCo、N1組成比が0.4モル%
のとき100℃、 1000時間放置で試料は非晶質状
態を維持するが、0.5モル%以上では反射率が20%
から23%へ上昇しGeTeの結晶ピークが確認された
。また媒体膜組成で表現するとGe、Nl &I成比が
0.4モル%のとき100℃、1000時間放置で試料
は非晶質状態を維持するが、0.5モル%以上では反射
率が20%から23%へ上昇しGeTeの結晶ピークが
確認される。
以上の実験ではGeTe化合物にA u + Cu I
 A g + CO* N lを4モル%添加したが、
他の金属元素あるいは金属化合物の添加によっても非晶
質状態のGeTeの中に結晶化核として分散存在すれば
、アニールによる消去時間を短縮する効果が生ずること
は明らかである。
以上のようにしてGeとToに対して第3金属元素を添
加した蒸着材料を用い真空蒸着法により媒体膜を形成す
る場合においては、Ge、Teの蒸気圧に比し媒体膜に
添加すべき第3金属元素の蒸気圧が小さいので真空蒸着
法は第3金属元素を副成分とする媒体膜を形成する際に
好適に使用でき、媒体膜中の副成分の組成比を精度良く
制御することが可能となる。
媒体膜の組成がGe (50−z/2)丁e(50−z
/2) Au(z)であるときの媒体膜中のAu組成比
Z (モル%)と消去時間との関係が第8図に示される
。媒体膜は前述した真空蒸着法で形成された。消去時間
はAu組成比2が0.1モル%までは減少傾向にあるが
0.1モル%以上で飽和する。これはAu組成比2が大
きくなると^UがGe又はToと化合物を形成するため
と思われる。
媒体膜の組成がGe (50−z/2) To(50−
2/2) A11(Z)であるときの媒体膜中のAu組
成比Z (モル%)と結晶化温度との関係が第9図に示
される。^U組成比Zが0<2≦2モル%の場合は結晶
化温度が結晶化の核を含まない場合に比して等しいかあ
るいは低下していることがわかる。
媒体膜中の組成がGe (5G−y/2) To(50
−y/2)Cu(y)であるときの媒体膜中のCug成
比yと結晶化温度との関係が第11図に示される。0〈
152モル%が適当な範囲であることがわかる。
媒体膜のGeとToの組成比が1対lでない場合でかつ
AuまたはCuを0.3モル%以下含む場合の媒体膜の
結晶化温度と消去時間とが第1表に示される。
第1表 GeとTeの組成比はかなりずれがあっても結晶化温度
の低下と消去時間の短縮が認められる。
GeTeに副成分である第3の金属元素として原子半径
が1.5Å以下の丁1+V+cr、Mn、Fe、ZnJ
b+Mo+Tc。
Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、Ta、LRe+Os、
 [r、PL、Au、Hg等の1つを0.5モル%加え
ると消去時間が短縮する。原子半径が1.5人より大き
い元素は顕著な効果は認められない。
〔発明の効果〕
この発明によれば l)媒体膜を光照射しこの媒体膜を相変化させて情報の
記録、再生、消去を行う光記録媒体において、主成分と
してGeとTeを、副成分としてAuまたはCuの1つ
を2モル%以下含む媒体膜を備え、2)媒体膜を光照射
しこの媒体膜を相変化させて情報の記録、再生1消去を
行う光記録媒体において、′主成分としてGeとTeを
、副成分としてNiまたはC。
の1つを0.5モル%より少ない量含む媒体膜を備え、 3)媒体膜を光照射しこの媒体膜を相変化させて情報の
記録、再生、消去を行う光記録媒体の製造方法において
、GeとTeに対して蒸気圧の相対的に低い第3金属元
素を添加した蒸着原料を用い真空蒸着法により媒体膜を
形成するので媒体膜中に第3金属元素またはその化合物
が結晶化の核として働き、その結果第3金属元素のない
場合に比較してより高温まで結晶化速度が減少せず結晶
化速度の最高値も大きくなる。レーザによる記録消去時
にレーザにより結晶化温度を前記結晶化最高遠度を与え
る温度に一致させることにより消去時間を短縮させデー
タ転送速度のはやい光記録媒体を得ることが可能となる
。また光記録媒体の製造に際しては第3金属元素の蒸気
圧が相対的に低いのでこれを副成分として媒体膜に導入
することが容易であるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例に係る光記録媒体を示す断面図
、第2図はGeTeおよびGeTeAuからなる媒体膜
につき反射率のレーザパルス幅依存性を示す縞図、第3
図はGeTeAuからなる媒体膜を100 ℃で放置し
たときの反射率の変化を示す線図、第4図。 第5図は蒸着原料中のAu添加量と得られた媒体膜の結
晶化温度、消去時間の関係をそれぞれ示す縞図、第6図
、第7図は蒸着原料中にCu、Ag、Nlを個々に添加
して調製した媒体膜の結晶化温度と消去時間をそれぞれ
示す線図、第8図は媒体膜中のAu組成比と消去時間と
の関係を示す線図、第9図は媒体膜中のAu組成比と結
晶化温度との関係を示す線図、第1O図は媒体膜中のC
u組成比と消去時間との関係を示す縞図、第11図は媒
体膜中のCu組成比と結晶化温度との関係を示す縞図で
ある。 l:基板、2:保護層、3:媒体膜、4:熱燻INN、
5:冷却層、6:有機物保t1層。 第1図 し−プ゛°ハ9Jレスヤ酪仲5ec) 第2図 時 開(h) 第6図 17図 Y眉カー利中ψAuティ:g−IX(そ」し’/、 )
菟4!、H中のAu沖重量X(七ノー。)第8IA 第9図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)媒体膜を光照射しこの媒体膜を相変化させて情報の
    記録、再生、消去を行う光記録媒体において、主成分と
    してGeとTeを、副成分としてAuまたはCuの1つ
    を2モル%以下含む媒体膜を備えることを特徴とする光
    記録媒体。 2)媒体膜を光照射しこの媒体膜を相変化させて情報の
    記録、再生、消去を行う光記録媒体において、主成分と
    してGeとTeを、副成分としてNiまたはCoの1つ
    を0.5モル%より少ない量含む媒体膜を備えることを
    特徴とする光記録媒体。 3)媒体膜を光照射しこの媒体膜を相変化させて情報の
    記録、再生、消去を行う光記録媒体の製造方法において
    、GeとTeに対して蒸気圧の相対的に低い第3金属元
    素を添加した蒸着原料を用い真空蒸着法により媒体膜を
    形成することを特徴とする光記録媒体の製造方法。
JP63242970A 1988-08-03 1988-09-28 光記録媒体およびその製造方法 Pending JPH02139280A (ja)

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JP63242970A JPH02139280A (ja) 1988-08-03 1988-09-28 光記録媒体およびその製造方法

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JP63-193756 1988-08-03
JP19375688 1988-08-03
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009127294A (ja) * 2007-11-22 2009-06-11 Toho Seiki Kk 鍵保管装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009127294A (ja) * 2007-11-22 2009-06-11 Toho Seiki Kk 鍵保管装置

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