JPH02147387A - 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、例えばレーザ光の照射により情報の記録及び
再生が行われる情報記録媒体に関する。

（従来の技術） レーザ光の照射により情報が記録され、さらに、記録さ
れた情報の再生がなされる情報記録媒体の一種として、
Ｔｅを主成分とする記録膜を具備したものが開発されて
いる。さらに、このＴｅを主成分とする記録膜に炭素並
びに水素を含んだ記録膜が開発され、実用化に至ってい
る（特開昭５８−９２３４号公報参照）。

この記録膜を作成する際には、Ｔｅを炭化水素ガスを含
む雰囲気中でスパッタするとＴｅ単体の膜（Ｔｅ膜）よ
りも高感度でかつ耐酸化性能に優れた記録膜（以下Ｔｅ
−Ｃ膜と称す）が得られる。

この記録膜は、アモルファス膜であり、Ｔｅ５Ｃ及びＨ
を含み、また少なくともＣとＨは化学結合をしているこ
とが分っている。

この記録膜は、Ｔｅ膜に倣ってＴｅと炭化水素をソース
とする蒸着（プラズマを用いない）で形成しようとして
も形成することができず、プラズマを利用して初めて得
られる。これは、炭化水素ガスがプラズマ中で一旦分解
した後、ＣとＨが化学反応をして成膜されるためであり
、これが光記録膜形成時の大きな特徴となっている。

（発明が解決しようとする課題） 上記のようなＴｅ及び炭化水素からなる記録膜とＴｅで
形成された記録膜とを６５℃−９０％の高温高湿中（加
速条件下）において比較するとＴｅ膜はわずか１週間以
内に酸化して光記録性能が損われるのに対し、Ｔｅ−Ｃ
膜は１ケ月を経過しても膜の内部までは酸化されず安定
であった。

しかし、Ｔｅ−Ｃ膜も高温下（約７５℃以上）では記録
膜が結晶化してしまうために、表面がざらつくため、ノ
イズが増大し、再生信号に与える影響が大きくなるとい
う問題点があった。

本発明は、上記問題点を解決するために、高温高湿の環
境下においても長寿命の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） 本発明は上記目的を達成するために、基板と、この基板
上に形成され、レーザ光の照射により情報が記録される
、Ａｕ−Ｔｅ合金並びに炭素及び水素を含む記録膜とを
具備した情報記録媒体を提供するものである。

また、第２の発明においては、基板と、この基板上に形
成され、レーザ光の照射により情報が記録される、Ａｕ
の含有量が２原子％乃至４７原子％の範囲内であるＡｕ
−Ｔｅ合金並びに炭素及び水素を含む結晶質状態の記録
膜とを具備した情報記録媒体を提供するものである。

（作　用） 本発明の情報記録媒体においては、Ａｕ　Ｔｅ合金並び
に炭素及び水素を含む記録膜を具備することにより、高
温高湿下の状態においても、記録した情報を安定に維持
することができる。また、Ａｕの含有量が２原子％乃至
４７原子％の範囲内にすることにより、高感度な記録膜
を得ることができる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は、本発明の情報記録媒体１８の構造を概略的に
示した断面図である。本発明の情報記録媒体は、基板１
３及びこの基板１３上に積層された記録膜１４により構
成されるものである。

基板１３は、情報の記録及び再生のために情報記録媒体
上に照射されるレーザ光の波長に対して透明な材質のも
のが用いられる。例えば、近赤外近傍の発振波長を有す
るレーザ光を用いる場合はポリカーボネート（ＰＣ）、
ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）　、ガラス、ポ
リオレフィン並びにエポキシ樹脂等が用いられる。

また、記録膜１４は、Ａｕ−Ｔｅ合金に炭素並びに水素
を含ませているものである。

この記録膜１４におけるＡｕ−Ｔｅ合金の組成比につい
て説明する。

高感度の記録膜を得るためには、Ｔｅの融点以下とする
ことが重要である。単純にＴｅの融点以下となる組成の
範囲は、Ａｕの範囲が２〜２０原子％となる。また、Ｔ
ｅにＡｕを加えることによって、情報を記録する際のビ
ット形成時のリムのできかたに変化が生じ、２〜４７原
子％の範囲であれば、きれいなリムが形成することが、
本発明者らの実験により確められている。そこで、既に
知られているＡｕ−Ｔｅ二元系の状態図により、Ａｕの
添加量による融点の変化を分析してみると、Ａｕの添加
量が４７原子％以下のときは、Ｔｅの融点を若干越える
かまたはＴｅの融点以下となることが確められる。その
ため、Ａｕの含有量を２〜４７原子％とすることにより
、情報ビットの大きさが揃いかつリム部分が少なくなっ
て記録密度が高まる等の効果を有する。さらに、記録感
度の優れた記録膜とすることができる。

記録膜１４の厚さは、１０００オングストローム以上に
なると書込み感度が低下するために好ましくない。従っ
て、１０００オングストローム以下としなければならな
いが、好ましくは５００オングストローム以下、さらに
好ましくは１００〜３００オングストロームがよい。こ
れは、第２図に示すように、パルス幅６０　ｎ５ｅｃ、
線速度５．５ｍ／ｓｅｅの条件下で、基板１３越しにレ
ーザを入射した場合の書込み感度特性からも明らかであ
る。

膜厚が３５０オングストロ一ム以上であると、書込みレ
ーザパワーが低いと、再生信号の変調度があまり得られ
ず、優れた書込み感度特性が得にくい。また、１００オ
ングストローム以下になると、記録膜が不連続になって
ピンホールが形成される確率が増加するため好ましくな
い。このピンホールはヒートモード記録の場合は、読出
し時に本来のピットと間違う恐れがある他、記録膜酸化
のトリガーともなるので、できるだけ少なくしなければ
ならない。

次に、第１図に示した情報記録媒体１８における再生レ
ーザパワーの許容度（記録膜に変質をおこすことなく再
生できるパワーレベル）について説明する。ピットに記
録した情報を読出す再生レーザ光は、通常連続発振させ
るものである。この状態において良好なＳ／Ｎ比で情報
を読出すためには、再生レーザパワーも大きくする必要
がある。

しかしながら、ある閾値を越えるとピット（情報）を破
壊し、再生反射光のレベルが低下することがある。その
ため、線速５．５ｓ／ｓｅｅのトラックに連続的にホー
ルドし、再生レーザパワーを変化させて反射光レベルの
変化をシンクロスコープで観察した。その観察結果を第
３図に示す。

この結果によれば、どの膜厚の記録膜においてｂ、０．
６又は０６８■Ｗのレーザパワーならば、３時間は反射
光のレベルが変化しなかった。しかしながら、パワーを
１ｍＷにすると数時間で反射のレベルが低下した。そし
てこの場合、膜厚が薄いもの程、反射レベルの低下の程
度が大きかった。

この反射光のレベルは、再生直後のものを１として規格
化しである。

現在標準化が進みつつある追記型記録膜の再生許容パワ
ーは、回転数１８０　Ｏｒｐｍで線速５．５ｓ／ｓｅｅ
の場合には、最大で０．５ｍＷと決められている。許容
最大再生レーザパワーＰ＋ａａｘ　　（ｍＷ）は、Ｐｓ
ａｘ−０，２＋０．０５５Ｖで与えられる。ここでＶは
記録媒体の線速度（ｍ／５ｅｅ）である。また、Ｐｓａ
ｘで１０５サイクル連続的に再生しても反射光レベルに
変化がないことが要求されている。これは回転数１８０
０ｒｐｍ、線速度５．５■／ｓｅｅの場合は、少なくと
も１時間変化してはならないということである。従って
、本発明の記録膜１４は、該条件下で０．８ｍＷのパワ
ーでも３時間まで変化が起こらないために、十分にその
要求を満たすことになる。

実施例１ 第１図に示した情報記録媒体１８を形成する方法につい
て説明する。

第２図は、情報記録媒体１８を形成するスパッタ装置の
概略図である。まず、このスパッタ装置のバルブ２をロ
ータリーポンプ３側に開いてチェンバ１内を０．２Ｔｏ
ｒｒまで排気した。次いでバルブ２をクライオポンプ５
側に開いてｌＸｌ０−’Ｔ　ｏｒｒ以下まで排気した。

この時、排気量は制御する必要がないので、コンダクタ
ンスバルブ４は全開しておいた。

次にバルブ６を開けて、Ａｒガスライン７からＡｒガス
をマスフローコントローラ（図示せず）で調節しながら
、チェンバ１内にＩＯ８ＣＣＭ導入した。次いでチェン
バ１内の圧力をイオンゲージ（図示せず）でモニターし
ながら、コンダクタンスバルブ４で５　Ｘ　１０−’Ｔ
ｏｒｒに調整した。この圧力が変動しないことを確認し
てから、Ａｕ　−Ｔｅ合金ターゲット９（直径５インチ
：組成はＡｕ１゜Ｔｅ、ｏ；原子％）にＤＣパワーサプ
ライ１゜から１００Ｗを印加し、シャッタ１１を閉じた
ままスパッタ放電を５分間行なってスパッタクリーニン
グをした。

Ａ「ガスの供給とＤＣパワーの供給を停止した後、クラ
イオポンプ５を用いてチェンバ１内を一旦Ｉ　Ｘ　１０
−’Ｔｏｒｒ以下に排気した。その後、バルブ６と１７
を開けてチェンバ１内にＡ「ガスとＣＨ４ガスを、Ａｒ
ガスライン７とＣＨ４ガスライン８を通してマスフロー
コントローラ（図示せず）で調節しながら、ＩＯ８ＣＣ
Ｍづつ導入した次いでコンダクタンスバルブ４を用いて
チェンバ１内の圧力を５　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒに制御
した。圧力変動がないことを確認した後、ＡｕＴ、ｅタ
ーゲット９にＤＣパワーサプライ１０から１００Ｗを印
加してスパッタ放電させた。安定に放電していることを
確かめた後、シャッタ１１を開けて、予め回転子１２に
セットしておいたポリカーボネート（ｐｃ）基板１３上
にＡｌｌ　Ｔｅ合金並びに炭素及び水素を含んだ記録ｌ
１１４を積層した。回転子は６０　ｒｐｍで回転させた
。膜厚が２５０オングストロームになったところで、シ
ャッタを閉じ、パワーの供給を停止した。

次いでコンダクタンスバルブ４を全開し、クライオポン
プ５を用いてチェンバ１内をｌＸｌ０−’Ｔ　ｏｒｒ以
下まで排気した。次いでバルブ１５を開けて、Ｎ２ガス
ライン１６からＮ２ガスをチェンバ１内に導入して大気
圧に戻した後、情報記録媒体１８を取出した。

このようにして形成された情報記録媒体１８１；おいて
は、Ｘ線回折分析の結果、特定の回折角度からの回折ピ
ークが認められない非晶質膜であることが確認された。

非晶質膜では、多結晶と違って結晶粒界がないため、再
生レーザ光が粒界部分で変調されて粒界ノイズを生ずる
ことがない。

実施例２ 実施例１に示した方法により製造された情報記録媒体１
８において、耐酸化性の指標となる、酸化による表面の
ザラツキの結果起こる読出しエラーの比率（エラーレー
ト）を分析した。７５℃−９０％の加速条件下に、実施
例１に示したものと同じ膜厚のＴｅ膜及びＴｅ−’Ｃ膜
、並びに本発明の記録膜１４を各々具備した情報記録媒
体を一定時間放置した後、書込みを行ないエラーレート
を測定した。その測定結果を第５図に示す。エラーレー
トは、加速条件下に置く前の値を１として規格化した。

この測定結果によれば、Ｔｅ膜はわずか数日でエラーレ
ートが増加している。一方、本発明の記録膜においては
、１０００時間放置してもほとんど変化がなかった。従
って、Ａｕ　Ｔｅ合金並びに炭素及び水素を具備した記
録膜で（よ、高温高湿度下でも耐酸化性が良好で、しか
も長寿命であることが分る。尚、本発明の記録膜におい
ては、この測定後にＸ線回折分析をした時も非晶質膜で
あった。

第６図は、パルス幅５０　ｎ５ｅｃｓ書込み周波数３７
　Ｍ　ＨＺ　Ｓ波長８３０　ｎｍのＧａ　Ａｓ系半導体
レーザを用い、対物レンズの開口数（ＮＡ）０．５２、
線速度５．５ａ／ｓｅｅの条件下で、Ｔｅ　−Ｃ膜と本
発明の記録膜膜とに、情報を記録した場合のＣＺＮ比（
Ｃａｒｒｉｅｒ／　Ｎ　ｏｉｓｅ）の大きさを示してい
る。この結果からも、本発明の記録膜においては、従来
の記録膜よりもさらに高感度になっていることが判明し
た。

実施例３ 希ガスと炭化水素ガス又は炭化水素ガス中でＡｕ　Ｔｅ
合金ターゲットをスパッタすると、記録膜中のＡｕ　Ｔ
ｅ合金の組成がＡｕ　Ｔｅ合金ターゲットの組成と等し
くなくなり、記録膜中でＴｅが多くなることがある。そ
こで、第４図に示した装置を用い、Ａｕ　Ｔｅ合金ター
ゲットの組成を変えた他は、実施例１と同様な条件下で
成膜し、ＡｕＴｅ合金ターゲットの組成と記録膜中のＡ
ｕ　Ｔｅ合金の組成の関係をＩＣＰ（誘導結合型プラズ
マ発光分光分析）法によって分析した。この分析結果を
第７図に示す。記録膜１４のＡｕ　Ｔｅ組成は、ターゲ
ットの組成よりも１０％はどＴｅが多くなる傾向がある
ことが分る。従って、共晶点（Ａｕ１゜Ｔｅ、。）の組
成の記録膜を形成するには、Ａｕ２゜Ｔｅａ。程度の組
成のターゲットを用いて、情報記録媒体を製造すること
が望ましい。

実施例４ Ａｕ　Ｔｅ合金ターゲットを炭化水素ガスだけでスパッ
タする場合には、次ぎ０２つの欠点がある。

１）Ａｕ　Ｔｅ合金ターゲットを炭化水素ガス１００％
の雰囲気中でスパッタして得られる記録膜は、光学吸収
係数（吸収率）が小さくなる。このためレーザ光を吸収
した時に生ずる熱によってビットを形成して情報の記録
を行なうヒートモード記録方式の場合には、記録感度の
低下が認められる。

２）Ａｕ　Ｔｅ合金ターゲットのスパッタ時に、炭化水
素ガスの分解生成物と考えられる炭素粉のターゲット表
面における不着が顕著なため、長時間連続スパッタをす
るとスパッタ成膜速度が低下する恐れがある。

ここで炭化水素ガスの流量をＸ、希ガスの流量をＹとし
、ガス流量比をＱ−（Ｘ／　（Ｘ＋Ｙ））×１００％と
定義して、Ｑ−３０，５０，６０及び１００％の各ガス
流量比（メタンガスとアルゴンガスを用いた）で成膜し
た記録膜（膜厚２５０オングストローム、組成Ａ　１１
１　ｇ　Ｔ　ｒ３　ｇｏ）の書込み感度特性を調べた。

その結果、第８図に示す。この感度特性を検出する際、
回転数は１８５０　ｒｐｍ　。

パルス幅は６０　ｎ５ｅｃとした。この検出結果により
、Ｑ−１００％の場合は、一定の再生信号振幅を得るの
に必要なレーザパワーが他のＱ値のものに比べ、大きく
書込み感度が悪化していることが分る。

また各Ｑ値下でのターゲット表面の状態はＱ−１００％
の場合が最も黒変し、付着物が多かった。

Ｑ値が減少するにつれて、付着物の割合は低下する傾向
にあった。第９図は、第８図と同じ条件下において種々
のＱ値下で成膜した記録膜について、第５図と同じ加速
条件でエラーレートを測定した結果を示す。従って、ス
パッタ条件Ｑは、第８図と第９図の結果から、５≦Ｑ≦
５０％が好ましいことが分る。

実施例５ ガス流量比Ｑのスパッタレートに及ぼす高価をみたのが
、第１０図である。Ｑ＝５０９６（ガスはメタンガスと
アルゴンガス、メタンガスの流量はＩＯ８ＣＣＭ）を越
える条件でスパッタを続けていくと、スパッタレートが
減少していく。第１０図及び第１１図において、スパッ
タレートは第１回目の値を１として規格化しである。第
１２図は同一流量比（Ｑ−５０％）ながら、炭化水素ガ
ス（ＣＨ，ガス）の流量を１０．２０及び１１００３Ｃ
Ｃとした場合のスパッタレートを示している。流量が多
くなると、ターゲット表面の付着物は多くなる傾向があ
った。従って、炭化水素ガスの流量はＩＯ８ＣＣＭ以下
が好ましいことが分る。

尚、本実施例においては、炭化水素ガス（メタン）と希
ガス（アルゴン）の混合雰囲気下でＡｕＴｅターゲット
をスパッタ放電したが、炭化水素ガスだけの雰囲気下で
放電させてもよい。

さらに本実施例においては、透明な有機樹脂基板を用い
たが、書込み及び再生レーザ光を、基板を透過させない
で記録膜面側から入射させるときは、基板は不透明であ
ってもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、高温高湿の環境下
でも優れた耐酸化性を示し、長寿命、高感度の光記録膜
を有する情報記録媒体を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の情報記録媒体の断面図、第
２図は記録膜の膜厚と書込み感度の関係を示す図、第３
図は再生時間と反射レベルの変化を示す図、第４図は第
１図に示す情報記録媒体を製造するためのスパッタ装置
を示す図、第５図は加速条件を経た記録膜のエラーレー
トを示す図、第６図は記録膜の記録感度を比較した結果
を示す図、第７図はＡｕ　Ｔｅ合金ターゲットの組成と
記録膜中のＡｕ　Ｔｅ合金の組成の関係を示す図、第８
図は各ガス流量比についての書込みレーザパワーと変調
度の関係を示す図、第９図は各ガス流量比についての加
速時間とエラーレートの関係を示す図、第１０図は各ガ
ス流量比についてのスパッタレートの変化を示す図、第
１１図は各炭化水素ガス流量についてのスパッタレート
の変化を示す図である。 １３　・・・　基板 １４　・・・　記録膜 １８　・・・　情報記録媒体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板と、 この基板上に形成され、レーザ光の照射により情報が記
   録される、Ａｕ−Ｔｅ合金並びに炭素及び水素を含む記
   録膜と、 を具備したことを特徴とする情報記録媒体。
2. （２）基板と、 この基板上に形成され、レーザ光の照射により情報が記
   録される、Ａｕの含有量が２原子％乃至４７原子％の範
   囲内であるＡｕ−Ｔｅ合金並びに炭素及び水素を含む記
   録膜と、 を具備したことを特徴とする情報記録媒体。