JPH02167789A - 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、電子線ビーム等の光ビーム
を照射することにより、記録層のビーム照射部分に原子
配列の変化を生じさせて情報の記録・消去を繰返し行な
い、この原子配列の変化に伴う光学的特性の変化を検出
して情報を再生する情報記録媒体に関する。

（従来の技術） 従来、情報の消去が可能な情報記録媒体（例えば、イレ
ーサブル光ディスク）として、所謂相変化型のものが知
られている。このような情報記録媒体は、ガラス又はプ
ラスチック材料（ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリ
カーボネート樹脂等）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。また、必要に応じて基
板と記録層との間、又は記録層の上に誘電体等からなる
保護層を備えている。記録層を形成する材料としてはＴ
ｅ、Ｓｅ、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｓｎ等の金属若しくは半金属、
又はこれらの合金、例えばＧｅＴｅ５ｂＳ、ＡｓＴｅＧ
ｅ、５ｎＴｅＳｅ。

５ｂＴｅＳｅが知られている。

このような材料で形成された記録層においては、異なる
条件の光ビームが照射されることにより、照射部分が結
晶性の高い状態（原子が比較的正しく配列された状態、
以下結晶状態と呼ぶ）と、結晶性が低下した状態（原子
配列が乱れた状態、以下非晶質と呼ぶ）との間で可逆的
に変化する。これら二つの状態は、反射率及び透過率等
の光学的特性が異なるので、このような状態の変化を利
用して情報を記録・消去し、この変化に伴う光学特性を
検出することにより情報を再生することができる。

（発明が解決しようとする課８） しかしながら、上述した記録層材料は、結晶化速度が小
さいため消去速度が遅いという欠点がある。また、記録
状態の安定性が低いという不具合もある。従って、この
ような材料は、記録層として実用化が困難であった。

この発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって
、消去速度が大きく、記録状態の安定性が高い情報記録
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
射により原子配列の変化が生じ層で情報が記録及び消去
される記録とを有する情報記録媒体であって、前記記録
層は、Ｉｎ、０Ｓｂ３Ｔｅ７を主体とすることを特徴と
する。

（作用） 記録層を構成するＩｎ１０Ｓｂ３Ｔｅ７は金属間化合物
を形成する組成である。金属間化合物はその各成分元素
の原子数が一定の整数比を保ち、これら成分原子が単位
となって結晶格子中で特定の位置を占めている合金であ
る。このため、この組成の結晶は単一相となり、非晶質
から結晶への相転移が生じる際、原子の移動が少なくて
結晶化するため、結晶化速度が極めて速い。また、この
金属間化合物はカルコゲン元素であるＴｅを３０原子％
以上含んでいるため、非晶質状態が極めて安定τ・・あ
る。

（実施例） 以下、添附図面を参照してこの発明の実施例について説
明する。第１図はこの発明の一実施例に係る情報記録媒
体を示す断面図である。基板１は透明で経時変化が少な
い材料、例えばガラス又はポリメチルメタクリレート、
ポリカーボネート等の樹脂でつくられている。この基板
１の上には、情報を記録するための記録層２が形成され
ている。

この記録層２は、ＩｎｚＳｂ３Ｔｅ７金属間化合物を主
体としている。この金属間化合物は、条件が異なる光ビ
ームを照射することにより結晶と非晶質との間で可逆的
に相変化し得る。そして、結晶化速度が大きいので初期
化速度及び消去速度が大きい。また、Ｔｅを３０原子％
以上含有しているので非晶質状態が安定である。なお、
この記録層２は、真空蒸着又はスパッタリング等により
形成することができる。

記録層２の上には有機物保護層３が形成されている。こ
の保護層３は情報記録媒体を扱う際の表面の傷やほこり
を防止するために配設されるものであり、紫外線硬化樹
脂等で構成されている。

また、第２図に示すように、記録層２の両側を無機物保
護層４．５で挟むように構成することもできる。この場
合に、保護層４．５としては、金属若しくは半金属の酸
化物、弗化物、硫化物、窒化物等で形成することができ
る。これら保護層４．５は記録層２の経時変化を防止す
るために配設される。

更に、第３図に示すように、基板１上に、上述の記録層
２を構成する合金（第３図中Ａで示す）を保護層４．５
を構成する材料（第３図中Ｂで示す）中に分散させた記
録層６を設けるように構成することもできる。

次に、第４図及び第５図を参照してこの発明に係る情報
記録媒体における記録層の成膜方法の一例について説明
する。第４図は記録層を形成するために使用されるスパ
ッタリングの概略構成を示す縦断面図、第５図はその横
断面図である。図中１１は真空容器を示し、この真空容
器１１はその底面にガス排出ボート１２及びガス導入ボ
ート１３を有している。ガス排出ボート１２は排気装置
２５に接続されており、この排出装置２５により真空容
器１１内を排気するようになっている。

ガス導入ボート１３はアルゴンがスボンベ１４に接続さ
れており、このボンベ１４からガス導入ボート１３を介
してスパッタリングガスとしてのアルゴンガスが容器１
１内に導入される。円板状の基板１５は支持装置１８に
より、真空容器１１内の上部にその面を水平にして支持
されており、成膜時に図示しないモータにより回転され
るようになっている。また、真空容器１１内の底部近傍
には、基板１５に対向するように、夫々記録層を構成す
る各元素で形成されたスパッタ源１つ、２０が配設され
ており、各スパッタ源には図示しない高周波電源が接続
されている。これらスパッタ源１９．２０の上方には、
夫々モニタ装置２２．２３が設けられており、各スパッ
タ源からの元素のスパッタ量をモニタし、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２５により真空容器１１内を例えば１０　＝　Ｔｏ
ｒｒオーダーの高真空まで排気する。次いで、ガス導入
ポート１３からアルゴンガスを導入しつつ排気装置２５
の排気量を調節して真空容器１１内を所定の圧力のアル
ゴン雰囲気に保持する。

この状態で基板１５を回転させつつスパッタ源１９．２
０に所定時間、所定の電力を投入してスパッタリングを
行う。これにより、基板１５に記録層が形成される。

なお、無機質保護層を形成する場合には、スパッタ源を
保護層の組成に調節されたスパッタ源を用いて上述と同
様の方法で行うことができる。また、有機物保護層を紫
外線硬化樹脂で形成する場合には、スピンコード法で紫
外線硬化樹脂を塗布した後、紫外線を照射して硬化させ
る。

次に、この発明の情報記録媒体における記録層の初期化
、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は成膜直後には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、記録層２に
光ビームを全面照射して加熱・徐冷し、結晶化する。

記録 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・急冷して非晶質に変化させ、記録マー
クを形成する。

置き 記録層２に記録時よりも低パワーの光ビームを照射して
記録マークを結晶に変化させ、情報を消去する。

長茎 情報を記録した記録層２に消去時よりも更に低パワーの
光ビームを照射し、記録マークと非記録部との間の光学
特性、例えば反射率の差を検出して情報を再生する。

なお、この発明に係る情報記録媒体は、結晶化速度が大
きいことから、オーバーライドが可能である。オーバー
ライドとは、単一の光源から放射されるレーザビーム等
の光ビームを、第６図に示すように２段階のパワーレベ
ルＰＥ　　（消去）及びＰｗ　　（記録）の間でパワー
変調して、消去パワーレベルの光ビームに記録パワーレ
ベルのパルスを重畳させ、既に記録された情報を消去し
ながら新しい情報を重ね書きすることである。

次に、この発明に係る情報記録媒体を実際に製造して試
験した試験例について説明する。

試験例１ 真空容器内にＩｎＴｅ、ＩｎＳｂの各スパッタ源を設け
、容器内を５　Ｘ　１０−６Ｔｏｒｒまで排気した。次
に、アルゴンガスを導入し、容器内を５　Ｘ　１０−３
Ｔｏｒｒに調節した。容器内に外径１３０問、厚み１．
２ａｍの円板状ポリカーボネート基板を十分に洗浄した
状態で設置した。この基板を６　Ｏｒｐｍで回転させつ
つ、モニタにより各スパッタ源の各元素のスパッタ量を
モニタして各スパッタ源に投入する電力をコントロール
しながらスパッタリングを行い、基板に膜厚が１０００
入になるまで各元素を堆積させて記録層を成膜した。

次いで、記録層の上に保護層として紫外線硬化樹脂をス
ピンコータにより約１０μｍオーバーコートシ、紫外線
を照射して硬化させた。これにより所望組成の記録層を
有する情報記録媒体を形成した。

このような方法で、記録層が Ｉ　ｎｌＯｓｂ、Ｔｅ７金属間化合物のサンプルを作成
した。また、比較例として記録層をＩ　ｎＴｅにしたサ
ンプルを作成した。これらのサンプルを６５℃、９５％
ＲＨの環境下に５００時間まで保持し、反射率変化を試
験した。第７図は、初期反射率Ｒｉと所定時間経過後の
反射率Ｒｔとの比（Ｒｔ　／Ｒｉ　）を時間に対してプ
ロットしたグラフである。この図に示すように、比較例
の場合には、急激な反射率変化が確認れているのに対し
、Ｉｎ匍５ｂ３Ｔｅ７記録層の場合には５００時間経過
後も反射率が殆ど変化していない。すなわち、記録状態
が安定であることが確認された。

試験例２ 上述の記録層がＩｎ［＋５ｂ３Ｔｅ７であるサンプルを
静止させた状態にし、このサンプルにビーム径を１μに
絞った半導体レーザ光（波長８３０ｎｍ）をパワーとパ
ルス幅を変化させて照射した。

最初に記録層に６ｍＷ、１０μｓｅｃのパルス光を照射
すると、照射部の反射率が変化した（消去に対応）。こ
の部分に１５ｍＷ、３００ｎｓｅｃのパルス光を照射す
ると、照射部分の反射率は元に戻ることが確認された（
記録に対応）。次に、記録部分と消去部分との状態の差
を確認するため、サンプルからオーバーコート層を剥離
し、透過型電子顕微鏡を用いて回折パターンを観察した
。その結果、レーザ光未照射部分で非晶質に特有のハロ
ーパターンが認められた。また、記録部分（１５ｍＷ、
３００ｎｓｅｃのパルス光を照射した部分）においても
未記録部に近い非晶質特有のハローパターンが観察され
た。また、消去部分（６ｍＷ、１０μｓｅｃのパルス光
を照射した部分）では、結晶を示す回折リングとスポッ
トとが形成され、この部分が結晶になっていることが確
認された。

試験例３ ここでは記録部の消去特性について評価した。

試験例１において作成したのと同じ２つのサンプルを準
備し、これらサンプルに５ｍＷ、１μｓｅｃのパルス光
を照射した。そして、反射率が一定になるまで照射を数
回繰返した。第１表はＳ射率が一定になるまでのパルス
光の照射回数を示したものである。

第　　　１　　　表 この表に示すようにｓ　　ＩｎＴｅ記録層では５回照射
しなければ消去されないのに対し、Ｉｎ１ｇ５ｂ３Ｔｅ
７記録層の場合には１回の照射で消去された。このこと
から本発明の記録層組成は結晶化速度が大きく、高速で
消去できることが確認された。

［発明の効果］ この発明によれば、記録層が Ｉｎ１ｇ５ｂ３Ｔｅ７金属間化合物であるから結晶化速
度が大きい。しかも、カルコゲン元素であるＴｅが３０
原子％以上含まれていることから非晶質状態が安定であ
る。従って、高速で消去することができ、また、記録状
態が安定である。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図はこの発明の実施例に係る情報記録媒
体の断面図、第４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５図はその横断面図、第６図
はオーバーライドの際のレーザ光のパワーを示す図、第
７図は反射率変化の経時変化を示すグラフ図である。 １；基板、２．６；記録層、３．４．５；保護層。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第 図 第 図 革 図 第６ｒｌＡ ィ￥　行　ν２１　アｌり　（所間） 革７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基板と、光ビームの照射により原子配列の変化が生じて
   情報が記録及び消去され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、Ｉｎ＿１＿０Ｓｂ＿３Ｔｅ
   ＿７を主体とすることを特徴とする情報記録媒体。