JPH0283836A - 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 本発明は光ビームにより情報の記録、再生及び消去が可
能な記録媒体の製造方法に関するものである。さらに詳
しくいえば、本発明は該記録層の上又は下あるいはその
両方に特定の保護層を特定のスパッタリング条件で設け
ることにより、その経時安定性を改良した新規な光記録
媒体の製造方法に関するものである。

従来の技術 一般に、グラスチック基板を用いた光ディスクにおいて
は、光ビームの照射によって、該基板上に設けられた記
録層を開孔し、あるいは相変態させることにより、ない
しは磁場印加下愚化方向を変えることにより反射率や光
の偏光方向が変わるという現象を利用して記録が行われ
ている。

該記録層には、通常Ｔｅ、Ｓｂｚ　Ｂ＋、Ｓｅなどの低
融点化合物やＴｂＦｅＣｏ、　ＤｙＮｄＦａＣｏ等の希
土類遷移金属が用いられるが、そのままでは、空気中の
水分や酸素、あるいは熱などによって酸化劣化し、保存
、運搬、使用中などにおいて記録特性（Ｃ／Ｎ、ピット
エラーレート、反射率、屈折率、θいＨｃなど）が低下
して、使用不可能になるおそれがある。したがって、従
来、該記録層の上又は下若しくはその両方に酸化ケイ素
や窒化ケイ素などの保護層を設けることにより、記録層
に直接酸化性の雰囲気が触れることを抑制して、該記録
層の酸化劣化を防止する手段がとられている。

ところで、この保護層を形成する方法としては、例えば
蒸着法、イオンブレーティング法、化学蒸着法、スパッ
タリング法などが用いられるが、技術的な簡便さや量産
性などの点から、通常スパッタリング法がよく用いられ
る。しかしながら、このスパッタリング法で保護層を成
膜すると、該保護層は圧縮応力がかかりやすく、剥離し
やすいという問題が生じる。

このような問題を解決する方法として、スパッタリング
法による成膜時に、ガス圧を上げて圧縮応力を下げるこ
とが知られているが、このようにすると形成された保護
層は、圧縮応力が小さく、剥離しにくくなるものの、そ
のち密性を欠き、保護作用が低下するのを免れない。

発明が解決しようとする課題 本発明は、このような従来のスパッタリング法により形
成した保護層を有する光記録媒体の欠点を克服し、保護
層が剥離しにくく、かつち密であって、経時安定性の優
れた光記録媒体を得るための製造方法を提供することを
目的としてなされたものである。

課題を解決するための手段 本発明者らは、保存性に優れた光記録媒体を開発するた
めに鋭意研究を重ねた結果、経時的に発生する保護層の
剥離の原因が、該保護層を構成する元素の酸化の進行に
よる容積増加によることに着目し、保護層に酸化による
体積の変化の少ない元素を含有させ、かつ保護層を十分
にち密化しうる低いガス圧でスパッタリングさせること
により、高温、高湿度下においても極めて剥離しにくく
、かつ十分なち密性を有する保護層が得られることを見
い出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った
。

すなわち、本発明は、基板、記録層及びこの記録層の上
又は下あるいはその両方に設けられた保護層を有する、
光ビームの照射により情報の記録、再生及び消去を行い
得る光記録媒体をスパッタリング法により製造するに当
り、該保護層を、酸化物に変化させたときの容積増加率
が１．５倍以下の金属少なくとも１種を含有するケイ素
をターゲットとし、かつ窒素又は酸素雰囲気中圧力３ミ
リトール以下でスパッタリングするか、あるいは該金属
を含有するケイ素の窒化物又は酸化物をターゲットとし
、不活性雰囲気中、圧力３ミリトール以下でスパッタリ
ングすることにより、形成させることを特徴とする、経
時安定性の良好な光記録媒体の製造方法を提供するもの
である。

本発明方法により得られる光記録媒体は、基板、記録層
及び保護層から構成されるが、この基板としては、通常
の光記録材料の基板に慣用されている材料から成るもの
、例えばガラス、ガラスやプラスチック上に紫外線など
で硬化するポリマー層を設けたもの、アクリル樹脂、ス
チレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、酢酸ビニル樹脂、
塩化ビニル樹脂などの透明基板、あるいはアルミニウム
などの不透明材料から成る基板が用いられる。これらの
基板にはアドレス情報その他を含む凹凸が形成されてい
てもよい。

次に、これらの基板上に形成される記録層は、光を吸収
することにより、光学的な変化を生じ、情報を記録しう
るものであればよく特に制限はないが、本発明において
は、ＴｂＦｅ、　ＴｂＦｅＣｏ、ＮｄＤｙＦｅＣ。

などの希土類−遷移金属のアモルファスから成る光磁気
記録層、５ｂ−Ｔｅ−Ｇｅ、　Ｔｅ−Ｇｅ−３ｎ、　Ｉ
ｎ−５ｂ。

Ｉｎ−３ｅ−ＴＱなどから成る相変化記録層が好適であ
る。また、これらの記録層には、その片側又は両側にＡ
Ｑ％Ｃｒ５ＳｂＳＡＬ１％　Ａｇ、　Ｃｕなどの金属か
ら成る反射層が存在してもよい。

本発明方法で得られる光記録媒体においては、この記録
層の上又は下、あるいはその両方に保護層を有する。こ
の保護層は、特定の金属を含むケイ素あるいはその窒化
物又は酸化物をターゲットとして、スパッタリングする
ことにより形成されるもので、ターゲットとしてケイ素
を用いる場合には、窒素又は酸素雰囲気中でスパッタリ
ングすることが必要である。

このものは、ケイ素の窒化物５ｉＮｘ（ただし２／３≦
Ｘ≦４７３）又はケイ素酸化物５ｉＯｙ　（ただし１．
０≦ｙ≦２．０）を主成分とした組成を有しているが、
所望ならば、両者が複合したもの、例えばＳｉ、　Ｎｘ
　Ｏｙの組成を有するものとすることもできる。

このケイ素の中に含有させる金属としては、酸化物にな
ったときの容積増加率が１．５倍以下、すなわち金属単
体とその酸化物との容積比が１．５以下であるものを用
いることが必要である。このようなものとしては、例え
ばＴｉ、　Ｓｎ、　Ｐｂ、　Ａｇ、Ｇｅ。

Ｃｄ５Ｍｇ、　Ｂａ、　Ｃａなどが挙げられ、これらの
金属元素はそれぞれ単独で用いてもよいし、２種以上を
組み合わせて用いてもよい。該比容積が１．５を超える
金属元素を用いた場合、温度や湿度により、経時的に体
積が膨張して圧縮応力が増大し、保護層が剥離しやすく
なる。

また、これらの金属の含有割合としては、保護層中に存
在する金属製子とケイ素原子の数の割合が５＝９５ない
し５０　：　５０の範囲にあるような保護層を形成しう
るように選ぶのが好ましい。すなわち添加する金属元素
の原子数をＭａｔ、、ケイ素化合物中のケイ素の原子数
を５ｉａＬ、とじた場合、これらが式 を満たす関係にあることが望ましい。

金属元素の添加量が、式（Ｉ）で表わされる範囲よりも
少ないと金属元素の添加による効果が十分に発揮されず
、スパッタリング時のガス圧が低い場合、保護層は圧縮
応力が増大して剥離しやすくなるし、またガス圧が高い
場合には、保護層はち密性が低くなって、保護作用が低
下し、記録層が酸化劣化しやすくなる。

方、該金属元素の添加量がこれよりも多くなると、ケイ
素の酸化物や窒化物の利点である保護作用が低下したり
、あるいは形成される保護層の内部応力が極端に低下し
、場合によっては引張り応力となるため亀裂の原因とな
る。特に記録層が設けられている基板がポリカーボネー
トやポリメチルメタクリレートなどのプラスチック製で
ある場合、基板が膨張し、記録層が引っ張られ、クラッ
クが発生する。

本発明方法においては、該保護層は３ミリトール以下の
ガス圧でのスパッタリングにより形成することが必要で
ある。このガス圧が３ミリトールを超えると形成された
保護層のち密性が低下し、十分な保護能力が得られなく
なる。

本発明における保護層の膜厚は、通常５０〜２０００人
、好ましくは１００〜１５００人、より好ましくは１０
０〜１０００人の範囲で選ばれる。この膜厚が５０人未
満では保護層としての役割を十分に果たすことができず
、一方２０００人を超えると記録層から剥離しやすくな
る。

この保護層はその目的に応じて記録層の上又は下若しく
はその両方に設けることができる。

該保護層は前記したようにスパッタリング法によって形
成されるが、このスパッタリング法としては反応性スパ
ッタリング法又は直接スパッタリング法のいずれでもよ
い。

このようにして得られた光記録媒体は、光ビーム例えば
半導体レーザー光、Ｈｅ−Ｎｅガスレーザー光などを用
いて情報を記録、再生及び消去することができる。

発明の効果 本発明方法により得られる光記録媒体は、温度や湿度の
変化による経時的な影響が少なく、長期間にわたって安
定した状態で使用しうるという利点がある。

実施例 次に実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本
発明はこれらの例によって限定されるものではない。

なお、各層における光記録媒体の経時安定性は、温度８
０℃、湿度９０％の環境下に１０００時間維持し、この
間に発生する欠陥増加率（ピットエラーレート増加率）
によって比較した。

実施例１ ケイ素とアルミニウムとを原子比７０　：　３０で含む
ターゲットを用い、ポリカーボネート基板上に、アルゴ
ンと窒素の混合ガス雰囲気中、圧力１ミリトールの条件
下、ＲＦマグネトロンスパッタリング法により、厚さ８
００人の保護層を形成させたのち、その上に圧力３ミリ
トールの条件下、ＤＣマグネトロンスパッタリング法を
用いて厚さ８００人のＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏ系アモルファス
磁性層を形成させ、さらにその上に前記と同様にして圧
力１ミリトールの条件下、ＲＦマグネトロンスパッタリ
ング法により、厚さ８００人の保護層を形成させること
により光記録媒体Ａを得た。

また、保護層を形成させる際の圧力を２ミリト−ルに変
え、他は全く同じ条件で操作することにより光記録媒体
Ｂを製造した。

次に比較のために、保護層を形成させる際の圧力を５ミ
リトールとした以外は、全く同じ条件で操作することに
より光記録媒体Ｃを製造した。

これらの試料はＡ、Ｂ及びＣの経時安定性を試験したと
ころ、試料Ａ、Ｂ、Ｃのいずれも１０００時間まで剥離
は認められなかったが、試料Ｃはピンホールの増加が認
められた。

これらの欠陥増加率を第１図に示す。

比較例 ケイ素のみをターゲットとして用い、ポリカーボネート
基板上にＲＦマグネトロンスパッタリング法により、ア
ルゴンと窒素との混合ガス雰囲気中で、厚さ８００人の
保護層を形成させたのち、その上にＤＣマグネトロンス
パッタリング法によりＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏ系アモルファス
磁性層を形成させ、さらにその上に前記と同様にして厚
さ８００人の保護層を形成させることにより光記録媒体
Ａ′、Ｂ′を得た。この試料Ａ′は、保護層を形成させ
る際の圧力を１ミリトールとしたものであり、試料Ｂ′
は３ミリトールとしたものである。なお、記録層を形成
する際の圧力としてはいずれも３ミリトールを用いた。

これらの試料の経時安定性を調べたところ、試料Ａ′に
ついては２００時間後から各層が摺曲状に剥離するのが
認められた。また試料Ｂ′については１０００時間に近
づくに従ってピンホールの増加及び拡大が認められた。

これらの試料の欠陥増加率を第１図に示す。

実施例２ ケイ素とチタンとを原子比７０　：　３０の割合で含む
ターゲットを用いる以外は、全〈実施例１と同様にして
、光記録媒体り、Ｅ及びＦを製造した。

試料りは保護層の形成の際の圧力を１ミリトールとした
もの、試料Ｅは２ミリトールとしたもの、試料Ｆは５ミ
リトールとしたものである。

これらの試料について、経時安定性を調べたところ、い
ずれも１０００時間まで剥離の発生は認められなかった
が、試料Ｆについては、ピンホールの増加が認められた
。

これらの試料の欠陥増加率を第２図に示す。

実施例３ ケイ素とゲルマニウムとを原子比７０　：　３０の割合
で含むターゲットを用いる以外は、全〈実施例１と同様
にして、光記録媒体Ｇ、Ｈ及びＩを製造した。

試料Ｇは、保護層の形成の際の圧力を１ミリトールとし
たもの、試料Ｈは２ミリトールとしたもの、試料■は５
ミリトールとしたものである。

これらの試料について、経時安定性を調べたところ、い
ずれも１０００時間まで剥離の発生は認められなかった
が、試料Ｉについては、ピンホールの増加が認められた
。

これらの試料の欠陥増加率を第３図に示す。

実施例４ シリコンにアルミニウムを３０Ｗ子数パーセント含有さ
せたターゲットを用いて、ポリカーボネート基板上にＲ
Ｆマグネトロンスパッタリング法により、アルゴンガス
に酸素ガスを混合させた反応性ＲＦマグネトロンスパッ
タリング法を用いて、保護層を８００人スパッタした後
、その上にＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏ系のアモルファス磁性層を
ＤＣマグネトロンスパッタリング法により８００人形成
した。

さらにその上に、前述の方法と同様に反応性ＲＦマグネ
トロンスパッタリング法により保護層を８００人積層さ
せたサンプルＪ、にの２種作成した。

各層の形成ガス圧はＪはＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏ層を３ミリト
ールで形成し、記録層の上下に形成する。

保護層は１ミリトールで形成した。

サンプルにはＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏ層がサンプルＪと同様に
３ミリトールであり、記録層の上下に形成する保護層は
２ミリトールで形成した。

これらの試料の欠陥増加率を第４図に示す。

この図から明らかなように、１０００時間までサンプル
Ｊ、にとも剥離の発生は全く認められず、またピットエ
ラーレートの顕著な増加はみられなかっｌこ。

実施例５ アルミニウムを３０原子数パーセント含有させたシリコ
ンの窒化物（Ｓｉ　、。ＡＱ、。Ｎｘ）のターゲットを
用いて、ポリカーボネート基板上にＲＦマグネトロンス
パッタリング法によりアルゴンガスを用いて、保護層を
８００Ａスパツタした後、その上にＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏ系
のアモルファス磁性層をＤＣマグネトロンスパッタリン
グ法により８００人形成した。

さらにその上に、前述の方法と同様にアルゴンガスによ
りアルミニウム含有窒化シリコンターゲットをＲＦマグ
ネトロンスパッタリング法により保護層を積層させたサ
ンプルＬ、Ｍを２種作成した。

各層の形成ガス圧はサンプルＬはＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏ層を
３ミリトールで形成し、記録層の上下に形成する保護層
は１ミリトールで形成した。

サンプルＭは、Ｔｂ−Ｆａ−Ｃｏ層がサンプルＬと同様
に３ミリトールであり、記録層の上下に形成する保護層
は２ミリトールで形成した。

上記サンプルＬ、Ｍの８０℃と９０％ＲＨの環境下にお
けるピットエラーレートの増加率を調べた結果を第４図
に示す。この図から明らかなように、１０００時間まで
サンプルＬ、Ｍとも剥離の発生は全く認められず、また
ピットエラーレートの顕著な増加はみられなかった。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図及び第４図は、本発明方法の実
施例及び比較例で得られた光記録媒体の欠陥増加率を示
すグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　基板、記録層及びこの記録層の上又は下あるいはそ
   の両方に設けられた保護層を有する、光ビームの照射に
   より情報の記録、再生及び消去を行い得る光記録媒体を
   スパッタリング法により製造するに当り、該保護層を、
   酸化物に変化させたときの容積増加率が１．５倍以下の
   金属少なくとも１種を含有するケイ素をターゲットとし
   、かつ窒素又は酸素雰囲気中、圧力３ミリトール以下で
   スパッタリングすることにより形成させることを特徴と
   する、経時安定性の良好な光記録媒体の製造方法。 ２　該保護層中の、酸化物に変化させたときの容積増加
   率が１．５倍以下の金属とケイ素との原子比が５：９５
   ないし５０：５０の範囲にある請求項１記載の製造方法
   。 ３　基板、記録層及びこの記録層の上又は下あるいはそ
   の両方に設けられた保護層を有する、光ビームの照射に
   より情報の記録、再生及び消去を行い得る光記録媒体を
   スパッタリング法により製造するに当り、該保護層を、
   酸化物に変化させたときの容積増加率が１．５倍以下の
   金属少なくとも１種を含有するケイ素の窒化物をターゲ
   ットとし、不活性雰囲気中、圧力３ミリトール以下でス
   パッタリングすることにより形成させることを特徴とす
   る、経時安定性の良好な光記録媒体の製造方法。 ４　該保護層中の、酸化物に変化させたときの容積増加
   率が１．５倍以下の金属とケイ素との原子比が５：９５
   ないし５０：５０の範囲にある請求項１記載の製造方法
   。