JPH02147390A - 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。すると、Ｔｅ単体の膜（Ｔ
ｅ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、非
晶質膜であり、Ｔｅ。

Ｃ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膜にならって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） しかし、Ｔｅ−Ｃ膜は、記録閾値を越えた書込みレーザ
パワーにおいてはビットが大きく、また形状が不揃いと
なるため、Ｃ／　Ｎ　（Ｃａｒｒｉｅｒ／Ｎ　ｏｌｓｅ
）比が急激に低下す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、高いＣ／Ｎ比
が得られ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］ （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、
Ｃｕ　ｘ　Ｔｅ　１００−Ｘ　　（２≦ｘ≦４０原子％
）合金並びに炭素及びフッ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。

（作　用） 本発明によれば、従来の記録膜に比べて、記録膜／基板
界面張力に変化を与えることができるため、ピットの口
径を小さくしかつ均一に揃えることが可能になる。その
ため、高いＣ／Ｎ比が得ることができるものである。

（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１８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）、ポー
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適用される。

また、記録膜１４は、Ｃｕ−Ｔｅ合金に炭素及びフッ素
を含ませているものである。

この記録膜１４におけるＣｕ−Ｔｅ合金の組成比につい
て説明する。

既に知られているＣｕ−Ｔｅ二元系の状態図によれば、
金属間化合物として、ｃｕ、Ｔｅ、Ｃｕ４Ｔｅ、及びＣ
ｕ　Ｔｅが存在することがわかっている。しかしながら
、これらの化合物は、融点が各々１１２５℃、８００℃
及び６００℃であり、Ｔｅ担体の融点（４５０℃）より
も遥かに高い。

そのため、記録膜を融解してピットを形成するヒートモ
ード記録方式においてはあまり実用的でない。

しかし、共晶点を示すＣｕ　２ｔＴｅ　ｔｓの融点は、
約３３０℃となり、Ｔｅよりも低い温度で融解する。従
って、Ｃｕの含有割合は２〜４０原子％がよい。この組
成比ならＴｅより融点が低いため、Ｔｅ膜より高感度で
記録できる。

すなわち、本発明においては、Ｔｅよりも低い融点てピ
ットが形成するために、Ｃｕの含有量は、２原子％〜４
０原子％の範囲とする。

また、記録膜１４の厚さは、１０００オングストローム
以上あると書込み感度が低下する。そのため、１０００
オングストローム以下が好ましいが、さらには、５００
オングストローム以下、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５．　５ｍ　／ｓｅｅの条件下でＰＣ基板越しにレ
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。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
があり、また、記録膜酸化のトリガーともなる。

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（記録膜に変質を起こすことなく再
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。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。

そこで、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。

この観察結果によれば、どの膜厚の記録膜においても、
０．６又は０．８ｍＷ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光
のレベルが低下した。そしてこの場合、膜厚の薄い方が
低下の程度が大きかった。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５．５ｍ１ｓｅｃ
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＋ｗａｘ　　（ａｚＷ）は、Ｐ
ｓａｘ　＝０．２＋０．０５Ｖで与えられる。ここで■
は記録媒体の線速度（■／５ｅｅ）であ。またＰ　ｗａ
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が、これは回転数１８
００　ｒｐｍ・線速度５゜５ｍ／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においては、該条件下で０．８
ｍＷ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４図は、本発明の記録膜１４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０．２Ｔ
ｏｒｒ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１×１０−’Ｔｏｒｒ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（図示せス）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、Ｃｕ　−Ｔｅ合金ターゲット９（直径５インチ
：組成はＣｕ　２？Ｔ　ｅ　７３　：原子％）にＤＣパ
ワーサプライ１０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／くルブ６と１７
を開けてチェンバ１内にＡｒガスとＣ，１ｇガスを、Ａ
ｒガスライン７とＣ）Ｆｉｌ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、ＩＯ
５ＣＣＭ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−’Ｔｏｒ
ｒに制御した。

圧力変動がないことを確認した後、Ａｕ　Ｔｅターゲッ
ト９にＤＣパワーサプライ１０から１００Ｗを印加し、
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（Ｐ　Ｃ）基板１３上にＣ
ｕ　Ｔｅ合金並びに炭素及びフッ素を含んだ記録膜１４
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１×１０−’Ｔｏｒｒ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、媒体１８を取出すことにより、第１図に
示す情報記録媒体１８が形成された。

このようにして形成された記録膜１４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。この非晶質膜は、
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
１８において、耐える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を含有する情報記録媒体を
一定時間報知した後、書込みを行ないエラーレートを測
定した。その結果を第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。この図に
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。Ｔｅ−Ｃ膜も１００時間以後は徐々に増加してい
る。一方、本発明の記録膜１４は、１０００時間放置し
てもほとんど変化がなかった。従って、高温高湿下でも
耐酸化性が良好で、長寿命であることが分る。尚、本発
明の記録膜では、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
ＭＨｚ、波長８３０　ｎｓのＧａ　Ａｓ系半導体レーザ
を用い、対物レンズ開口数（ＮＡ）０．５２、線速５．
５ｓ／ｓｅｅの条件下でのＣ／Ｎ（Ｃａｒｒｉｅｒ／　
Ｎ　ｏｌｓｅ）比の大きさを示している。この結果から
１本願発明の記録膜においては、従来のＴｅ−Ｃ膜より
もさらに高感度になっていることが分る。

実施例３ Ｃｕ　Ｔｅ合金ターゲットをフルオロカーボンガスだけ
でスパッタする場合には、次の２つの欠点がある。

１）Ｃｕ　Ｔｅ合金ターゲットをフルオロカーボンガス
１００％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）Ｃｕ　Ｔｅ合金ターゲットのスパッタ時に、フルオ
ロカーボン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付着が顕著である。そのため、長期
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。

ここでフルオロカーボンガスの流量をＸ１希望ガスの流
量をＹとし、ガス流量比をＱ−（Ｘ／（Ｘ＋Ｙ））ｘｌ
ＯＯ％と定義して、Ｑ−３０゜５０．６０及び１００％
の各ガス流量比（Ｃ，Ｆ８ガスとアルゴンガスを用いた
）に従って成膜した記録膜（膜厚２５０オングストロー
ム、組成Ｃｕ　２ｔＴｅ　７３）の書込み感度特性を調
べてみた結果、第７図に示すような結果を得ることがで
きた。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８図は
、第７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図と同じ記録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
７図と第８図の結果から、５≦Ｑ≦５０％が好ましいこ
とが分る。

実施例４ 第９図にガス流量比Ｑのスパッタレートに及ぼす効果を
示す。Ｑ−５０％（ガスはＣ，Ｆ、ガスとアルゴンガス
、Ｃ３Ｆ、ガスの流量はＩＯＳＣＣＭ）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９図及び第１０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１０図は同一
流量比（Ｑ−５０％）ながら、フルオロカーボンガス（
Ｃｉ　Ｆｓガス）の流量を１０．２０及び１１００５Ｃ
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、フルオロカーボンガスの流量比はＩＯＳ
ＣＣＭ以下が好ましいことが分る。

尚、本実施例においては、フルオロカーボンガス（Ｃｓ
　Ｆｓ　）と希ガス（アルゴン）の混合雰囲気下でＣｕ
　Ｔｅターゲットをスパッタ放電したが希ガスを含まな
い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
っても構わない。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、高いＣＺＮ比で高
密度の記録ができ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を示す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示す図、第７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８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９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１０
図は各フルオロカーボン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 (1)

【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、Ｃｕ＿ｘＴｅ＿１＿０＿０＿−＿ｘ（２≦ｘ
   ≦４０原子％）合金並びに炭素及びフッ素を含む記録膜
   と、 を具備したことを特徴とする情報記録媒体。