JPH0298488A - 情報記録用薄膜及び情報の記録再生方法 - Google Patents

情報記録用薄膜及び情報の記録再生方法

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JPH0298488A
JPH0298488A JP63249890A JP24989088A JPH0298488A JP H0298488 A JPH0298488 A JP H0298488A JP 63249890 A JP63249890 A JP 63249890A JP 24989088 A JP24989088 A JP 24989088A JP H0298488 A JPH0298488 A JP H0298488A
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JP63249890A
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Norihito Tamura
礼仁 田村
Motoyasu Terao
元康 寺尾
Yasushi Miyauchi
靖 宮内
Keikichi Ando
安藤 圭吉
Tetsuya Nishida
哲也 西田
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Hitachi Ltd
Maxell Ltd
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Hitachi Ltd
Hitachi Maxell Ltd
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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】
本発明はレーザ光、電子線等の記録用ビームによって、
たとえば映像や音声などのアナログ信号をFM変調した
ものや、たとえば電子計算機のデータや、ファクシミリ
信号やディジタルオーディオ信号などのディジタル情報
を、リアルタイムで記録することが可能な情報の記録用
薄膜に関するものである。
【従来の技術】
レーザ光によって薄膜に記録を行う記録原理は種々ある
が、膜材料の相転移(相変化とも呼ばれる)、フオトダ
ークニングなどの原子配列変化による記録は、膜の変形
をほとんど伴わないので、2枚のディスクを直接貼り合
わせた両面ディスクができるという長所を持っている。 また、組成を適当に選べば記録の書き換えを行うことも
できる。 この種の記録に関する発明は多数出願されており、最も
早いものは特公昭47−26897号公報に開示されて
いる。ここではT e −G e系、As−Te−Ge
系、Te−0系など多くの薄膜について述べられている
。また、特開昭54−41902号公報にもG e2゜
T l、S b、S e、。など種々の組成が述べられ
ている。また、特開昭57−24039号公報には、S
 b z s T e x x a 5S e @ z
 ++ 5 scd、、Te1.5etz、Bitse
3,5b2Se、、I n、、Te2゜S e、、、 
B 1asTe1□、5S e、、、s。 Cu5e、及びT e33S e、、の薄膜が述べられ
ている。
【発明が解決しようとする課題1 上記従来技術の薄膜はいずれも一回書き込み可能あるい
は書き換え可能な相転移記録膜として用いる場合に結晶
化の速度が遅い、半導体レーザ光の吸収が少なく感度が
悪い、再生信号強度が充分でない、再生波形の歪みが大
きい、あるいは非晶質状態の安定性が悪い、耐酸化性が
不充分である、消え残りが大きいなどの欠点があり、実
用化が困難である。 したがって本発明の目的は上記した従来技術の欠点を無
くし、記録・再生特性が良好で感度が高く、安定性の良
い情報記録用薄膜を提供することに有る。 [課題を解決するための手段] 上記の目的を達成するために本発明の情報の記録用薄膜
においては、情報記録用薄膜の膜厚方向の平均組成を一
般式S n x S b y T e z S e c
IAβBγCδで表されるものとする。 ただし、Xl yIZl α、β、γ及びδはそれぞれ
原子パーセントで3≦x≦50.10≦y≦70.10
≦z十a≦87.0.1≦z / a≦10.0≦β≦
20.O≦γ≦30,0≦δ≦30の範囲の値である。 Xが3未満では消去に時間がかかり、5oより大きいと
記録できなくなる。 yが10未満では結晶化温度が低くなり、また。 消去に時間がかかる。また、yが70より大きいと消去
に時間がかかる。2+αが10未満では消去に時間がか
かり、87より大きくても消去に時nrJがかかる。2
/αが0.1未満では記録パワーが大きくなり、10よ
り大きいと信号変調度が小さくなる。βについては、2
0より大きいと消去に時間がかかる。γについては、3
0より大きいと記録できなくなる。δについては、30
より大きくしても結晶化温度の上昇は起こらない。Aは
Tl、Iなとのハロゲン元素及びNaなとのアルカリ金
属のうちの少なくとも一元素である。これらの元素は、
TeやSeを含む材料中でTeやSeの鎖状原子配列を
切断し、結晶化速度を速くする効果を持つ。ただし、結
晶化温度の低下を伴うので、結晶化温度の高い材料に添
加しないと非晶質の安定性を損なうことになる。BはA
 u HA g eCu、Pd、Ta、W、I r、S
c、Y、Ti。 Zr、V、Nb、Cr、Mo、Mn、Fe、Ru。 Co、Rh及びNiのうち少なくとも一元素、CはSn
、Sb、Te、Se、A、Bで表される元素以外の元素
、たとえばHg、AI、B、C。 Si、N、P、O,ランタニド元素、アクチニド元素、
アルカリ土類金属元素、不活性ガス元素などのうちの少
なくとも一元素である。ただし、A及びBで表される元
素のうちの一元素または複数元素も、各群の別の元素が
既に使われている場合、0群の元素と考えることができ
る。たとえば5n−8b −T e −S e −Co
系に対してNiを、30原子%未満でNi含有量とCo
含有量の和がB群元素含有量の上限30原子%以下とな
る範囲で添加する場合が考えられる。これらのうちAI
。 Hg tアルカリ土類金属元素、不活性ガス元素は含有
量を10原子%未満とする方が好ましい。 本発明の記録用薄膜は膜厚方向の平均組成が上記の範囲
内に有れば膜厚方向に組成が変化していてもよい。ただ
し、組成の変化は不連続的でないほうがより好ましい。 記録は原子配列変化(たとえば1つの相から他の相への
変化)を起こさせることができ、かつ記録膜に大きな変
形を生じさせることのない照射時間及びパワーのエネル
ギービームで行う。 上記の各群元素の役割は下記のとおりである。 Sn、Sb、Ta及びSeは、適当な比率で共存するこ
とによって非晶質状態を安定に保持し、かつ記録・消去
時の結晶化を高速で行うことができるようになる。Bで
表されるGoなどの元素は。 半導体レーザ光などの長波長光の吸収を容易にして記録
感度を高める効果を持ち、また、高速結晶化を可能にす
るものである。Aで表されるTIなどの元素は、結晶化
速度を向上させ、かつ、非晶質状態の安定性も向上させ
る効果を持つ、A群元素とB群元素が共存すれば、高速
結晶化が可能で、かつ非晶質状態の安定性が高く、記録
感度も高くなる。A群元素とB群元素のいずれか一方を
添加する場合、A群元素を添加した方が、膜形成の容易
さの面で好ましいが、耐酸化性は低下する。Cで表され
るArなどの元素は、添加によって特に顕著な効果はな
いが、添加量が少なければ大きな悪影響は無いものであ
る。なお、これらのうち希土類元素などは、1〜20%
添加すると再生信号強度を大きくする、結晶化温度を高
めるなどの役割を果たさせ得る。 上記の組成範囲にある本発明の情報記録用薄膜は優れた
記録・再生特性を持ち、記録及び消去に用いるレーザ光
のパワーが低くてよい、また、安定性も優れている。 x、y、z、α、β、γ及びδのより好ましい範囲は下
記のとおりである。 5≦x≦30.12≦y≦45゜ 35≦z+α≦80.0.2≦z / a≦5゜O≦β
≦15,0≦γ≦20.0≦δ≦20の範囲。 x、y、z、α、β、γ及びδの特に好ましい範囲は下
記のとおりである。 7≦x≦23.14≦y≦40゜ 40≦z+α≦70.0.25≦z / a≦4゜0≦
β≦10.O≦γ≦10.0≦δ≦10の範囲。 上記の各範囲において、δ幻0であれば膜作製が容易で
ある。1≦β+γ≦15であればさらに消え残りが小さ
くなり、記録保持時間が長くなる。 Aで表される元素のうち特に好ましいのはTl。 ついで好ましいのはI、ついでCIなどの他のハロゲン
元素が好ましい、Cで表される元素のうちでは希土類元
素が好ましい。 各元素の含有量の膜厚方向の変化は通常は小さいが、任
意のパターンの変化が存在しても差し支えない、Sb、
Se及びSについては、記録用薄膜のいずれか一方の界
面付近(他の層との界面である場合も有る)において、
その内側よりも増加しているのが好ましい、これによっ
て耐酸化性が向上する。 本発明の記録膜の少なくとも一方の面は他の物質で密着
して保護されているのが好ましい。両側が保護されてい
ればさらに好ましい、これらの保護層は、たとえばアク
リル樹脂、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミド
、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリ4フツ化エチレン
(テフロン)などのフッ素樹脂、などの有機物より形成
されていてもよく、これらは基板であってもよい、酸化
物、弗化物、窒化物、硫化物、炭化物、ホウ化物、ホウ
素、炭素、あるいは金属などを主成分とする無機物より
形成されていてもよい、また、これらの複合材料でもよ
い。ガラス、石英、サファイア、鉄、チタン、あるいは
アルミニウムを主成分とする基板も一方の無機物保護層
として働き得る。有機物、無機物のうちでは無機物と密
着して%Nる方が耐熱性の面で好ましい、しかし無機物
層(基板の場合を除く)を厚くするのは、クラック発生
、透過率低下、感度低下のうちの少なくとも1つを起こ
しやすいので上記無機物層は薄くし、無機物層の記録膜
と反対の側には、機械的強度を増すために厚い有機物層
が密着している方が好まし塾)。 この有機物層は基板であってもよい。これによって変形
も起こりにくくなる。有機物としては、例えば、ポリス
チレン、ポリ4フツ化エチレン(テフロン)、ポリイミ
ド、アクリル樹脂、ポリカーボネート、エポキシ樹脂、
ホットメルト接着剤として知られているエチレン−酢酸
ビニル共重合体など、および粘着剤などが用いられる。 紫外線硬化樹脂でもよい、無機物よりなる保護層の場合
番よ、そのままの形で電子ビーム蒸着、スノくツタリン
グ等で形成してもよいが、反応性スパッタリングや、金
属、半金属、半導体の少なくとも一元素よりなる膜を形
成したのち、酸素、硫黄、窒素のうちの少なくとも一考
と反応させるようにすると製造が容易である。無機物保
護層の例を挙げると、Ce。 La、Si、In、Al、Ge、Pb、Sn。 Bi、Te、Ta、Sc、Y、Ti、Zr、V。 Nb、Cr及びWよりなる群より選ばれた少なくとも一
元素の酸化物、Cd、Zn、Ga+ In。 Sb、Ge、Sn、Pbよりなる群より選ばれた少なく
とも一元素の硫化物、またはセレン化物、Mg、Ce、
Caなどの弗化物、Si、AI。 Ta、Bなどの窒化物、ホウ素、炭素より成るものであ
って、たとえば主成分がCeO2,La20.。 Sin、Sin、、In、O,、Al2O31Ge O
gGem2.PbO,SnO,SnO,、Bi、O,。 Tea、、WO,、WO,、Ta、o、、Sc、o、。 Y、O,、Tie、、ZrO,、CdS、ZnS。 CdSe、Zn5e、In、S、、In2Se、。 Sb、S、、Sb、Se3.Ga、S、、Ga2Se、
。 MgFx、CeF、、CaF、、GeS、GeSe。 GeSe、、SnS、SnS、、5nSe。 5nSe、、PbS、Pb5e、Bi、Se、。 Bi、S、、TaN、Si、N4.AIN、Si。 Ti、B2.B4C,SiC,B、Cのうちの一考に近
い組成をもったもの及びこれらの混合物である。これら
のうち、硫化物ではZnSに近いものが、屈折率が適当
な大きさで膜が安定である点で好ましい。窒化物では表
面反射率があまり高くなく、膜が安定であり、強固であ
る点で、TaN。 Si、N、またはAIN (窒化アルミニウム)に近い
組成のものが好ましい。酸化物で好ましいのはY、O,
、Sc、O,、CeO,、Tie、、ZrO,。 Sin、Ta、O,、In、O,、Al、O,、SnO
。 またはS i O,に近い組成のものである。Siの水
素を含む非晶質も好ましい。 上記のような保護膜の形成によって記録書き換え時の記
録膜の変形によるノイズ増加を防止することができる。 相転移(変化)によって記録を行う場合、記録膜の全面
をあらかじめ結晶化させておくのが好ましいが、基板に
有機物を用いている場合には基板を高温にすることがで
きないので、他の方法で結晶化させる必要がある。その
場合、スポット径2μm以下まで集光したレーザ光の照
射、キセノンランプ、水銀ランプなどの紫外線照射と加
熱、フラッシュランプよりの光の照射、高出力ガスレー
ザからの大きな光スポットによる光の照射、あるいは加
熱とレーザ光照射との組み合わせなどを行うのが好まし
い。ガスレーザからの光の照射の場合、光スポツト径(
半値@)5μm以上5mm以下とすると能率がよい。結
晶化は記録トラック上のみで起こらせ、トラック間は非
晶質のままとしてもよい。記録トラック間のみ結晶化さ
せる方法も有る。一方たとえばSn、Sb、Te及びS
eを主成分とする薄膜を、複数の蒸発源からの回転蒸着
によって形成した場合、蒸着直後にはSn。 Sb、Te及びSeがほとんど結合していない。 また、スパッタリングによって形成した場合も原子配列
が極めて乱れた状態になる。このような場合は、まず、
高いパワー密度のレーザ光を記録トラック上に照射して
、膜を融解させるのがよい。 非晶質化によって記録する場合は、さらに記録トラック
上に低C1パワー密度のレーザ光を照射し、結晶化させ
るのがよい。非晶質状態の記録用薄膜に結晶化によって
記録することももちろん可能である。結晶化するパワー
レベルと非晶質化するパワーレベルとの間でパワー変調
したレーザ光で記録することも可能である。 一般に薄膜に光を照射すると、その反射光は薄膜表面か
らの反射光と薄膜裏面からの反射光との重ね合わせにな
るため干渉をおこす。反射率の変化で信号を読みとる場
合には、記録膜に近接して光反射(吸収)層を設けるこ
とにより、干渉の効果を大きくし、読みだし信号を大き
くできる。干渉の効果をより大きくするためには記録膜
と反射(吸収)層の間に中間層を設けるのが好ましい。 中間層は記録書き換え時に記録膜と反射層との相互拡散
が起こるのを防止する効果も有する。上記中間層の膜厚
は3nm以上、600nm以下で、かつ、記録状態また
は消去状態において読み出し光の波長付近で記録用部材
の反射率が極小値に近くなる膜厚とするのが好ましい0
反射層は記録膜と基板との間、及びその反対側のうちの
いずれの側に形成してもよい、中間層の特に好ましい膜
厚範囲は5nm以上130nm以下及び180nm以上
230nm以下及び280nm以上330nm以下及び
380nm以上430nm以下の範囲である0反射層の
中間層の反対の側にも上記の無機物よりなる保護層を形
成するのが好ましい、これら3M(中間層、反射層、保
護層)は全体として単層の保護層より強固な保、!!暦
となる。 反射層としては、金属、半金属及び半導体が使用可能で
あるが、Au、Ag、Cut Ale N1pFe、C
o、Cr、Ti、Pd、Pt、W、Ta。 Moの単体、またはこれらを主成分とする合金、あるい
はこれら同志の合金の層、これらと酸化物などの他の物
質との複合層などが好ましい。反射層としてAuなどの
、熱伝導率が2.0W/cm・deg以上の高熱伝導率
材料を主成分とするものを用いると、熱伝導率を高め、
高速結晶化する記録膜を用いても高パワーレーザ光を照
射したときには確実に非晶質化するようにする効果もも
つ。 この場合は中間層にも熱伝導率の高いAl2O3゜AI
N、Si、N、、ZnSなどに近い組成の材料を用いる
か、S i O,などの熱伝導率が中程度(0,02W
/cm−deg以上0.1W/am・deg以下)の材
料を用い、中間層を薄くするのが特に好ましい。 本発明の記録膜は、共蒸着や共スパッタリングなどによ
って、保護膜として使用可能と述べた酸化物、弗化物、
窒化物、有機物など、あるいは炭素または炭化物の中に
分散させた形態としてもよい。そうすることによって光
吸収係数を調節し、再生信号強度を大きくすることがで
きる場合が有る。混合比率は、酸素、弗素、窒素、炭素
が膜全体で占める割合が40%以下が好ましい。このよ
うな複合膜化を行うことにより、結晶化の速度が低下し
、感度が低下するのが普通である。ただし有機物との複
合膜化では感度が向上する。 各部分の膜厚の好ましい範囲は下記のとおりである。 記録膜 単層膜の場合 15nm以上500nm以下 25nm以上300nm 以下の範囲が再生信号強 度及び記録感度の点で特 に好ましい。 反射層との2層以上の構造の場合 15nm以上150nm以下 20nm以上60nm以 下が特に好ましい。 無機物保護層   5nm以上500nm以下ただし無
機物基板自体で保護 する時は、0.1〜20mm 有機物保護層   10nm以上10mm以下中間層 
     3nm以上600nm以下中間層は保護層よ
り薄いのが好ましい。 20nm以上90nm以下が最も好ましい。 光反射層     5nm以上300nm以下以上の各
層の形成方法は、真空蒸着、ガス中蒸着、スパッタリン
グ、イオンビーム蒸着、イオンブレーティング、電子ビ
ーム蒸着、射出成形、キャスティング、回転塗布、プラ
ズマ重合などのうちのいずれかを適宜選ぶものである。 本発明の記録膜は必ずしも非晶質状態と結晶状態の間の
変化を記録に利用する必要は無く、膜の形状変化をほと
んど伴わないなんらかの原子配列変化によって光学的性
質の変化を起こさせればよい、たとえば結晶粒径や結晶
形の変化、結晶と準安定状態(π、γなど)との間の変
化などでもよい、非晶質状態と結晶状態の変化でも、非
晶質は完全な非晶質でなく、結晶部分が混在していても
よい。 本発明の記録用部材は、ディスク状としてばかりではな
く、テープ状、カード状などの他の形態でも使用可能で
ある。 1作用】 光ビームにより記録・再生を行うことが可能な光学的記
録媒体において、Se系材料は耐酸化性に優れるが記録
感度が十分でなく、Te系材料は記録感度は良いが耐酸
化性が不十分であるが、5n−5b−Te−5e系材料
にすると上記両性質が媒体中に保持されるため優れた相
変化記録媒体となる。
【実施例】
以下に本発明を実施例によって詳細に説明する。 直径13 c m 、厚さ1.2mmのディスク状化学
強化ガラス板の表面に紫外線硬化樹脂によって保護層を
兼ねるトラッキング用の溝のレプリカを形成し、−周を
32セクターに分割し、各セクターの始まりで、溝と溝
の中間の山の部分に凹凸ピットの形でトラックアドレス
やセクターアドレスなどを入れた(この部分をヘッダ一
部と呼ぶ)基板14上にマグネトロンスパッタリングに
よってまず保護層である厚さ約300nmのSSi3N
4pを形成した0次にこの基板を第2図に示したような
内部構造の真空装置内に配置した。蒸着装置中には、4
つの蒸発源1.2.3.4が配置されている。これらの
うちの3つは抵抗加熱による蒸着ボートであり、これら
のうちの1つは電子ビーム蒸発源である。これらのボー
ト及び電子ビーム蒸発源は、基板14に情報を記録しよ
うとする部分の下であって、基板回転の中心軸5と、中
心を同一にする円周上にほぼ位置する。3つの蒸着ボー
トに、それぞれ、Sb、Ts及びSeを入れ、電子ビー
ム蒸発源にSnを入れた。各ボートと基板の間にはそれ
ぞれ、扇形のスリットをもつマスク6.7.8.9とシ
ャッター10.11.12.13が配置されている。基
板14を12Orpmで回転させておいて、各ボートに
電流を流し、また、電子ビームを当てて蒸着原料を蒸発
させた。 各蒸発源からの蒸発量は水晶振動子式モニター15.1
6.17.18で検出し、蒸発速度が一定になるように
電流を制御した。 第1図に示したように、基板19上のSi、N4層20
上にS nl、S b3゜Te2.S e、、の組成の
記録膜21を約30nmの膜厚に蒸着した。続いて再び
マグネトロンスパッタリングによってSi3N4に近い
組成の中間層22を約80nmの膜厚に形成した。さら
にマグネトロンスパッタリングによってAuの反射層2
3を約50nmの膜厚に形成した。同様にしてもう1枚
の同様な基板19′上にSi、N4に近い組成の保護層
20′5n14Sb3゜Te、、Se、、の組成の記録
膜21′Si、N4に近い組成の中間t’fl 22 
’ 、 A uの反射層23′を形成した。このように
して得た2枚の基板19.19’のそれぞれの蒸着膜上
にさらにSi、N4保護層24.24’を約200nm
の厚さに形成したのち、両者をJl124及び24′側
を内側にして有機物接着剤層25によって貼り合わせて
ディスクを作製した。 上記のように作製したディスクには次のようにして記録
・再生・消去を行った。ディスクを1800rpmで回
転させ、半導体レーザ(波長830nm)の光を記録が
行われないレベルに保って、記録ヘッド中のレンズで集
光して基板を通して一方の記録膜に照射し1反射光を検
出することによって、トラッキング用の溝と溝の中間に
光スポットの中心が常に一致するようにヘッドを駆動し
た。溝と溝の中間を記録トラックとすることによって溝
から発生するノイズの影響を避けることができる。この
ようにトラッキングを行いながら、さらに記録膜上に焦
点が来るように自動焦点合わせを行い、まず、パワー密
度の高いレーザ光を連続的に照射することによって記録
トラック上の記録膜を加熱し、各元素を反応、結晶化さ
せた。 非晶質化するのに適当なレーザパワーの範囲は、結晶化
するパワーより高く、強い変形を生じたり穴があくより
も低い範囲である。結晶化するのに適当なレーザパワー
の範囲は、結晶化が起こる程度に高く、非晶質化が起こ
るより低い範囲である。 光デイスクドライブ(記録・再生装置)における記録は
次のようにして行った。ディスクを180Orpmで回
転させ、半導体レーザ(波長830nm)の光を記録が
行われないレベル(約1mW)に保って、記録ヘッド中
のレンズで集光して基板を通して一方の記録膜に照射し
、反射光を検出することによって、トラッキング用の溝
と溝の中間に光スポットの中心が常に一致するようにヘ
ッドを邦動した。こうすることによって溝から発生する
ノイズの影響を避けることができる。 このようにトラッキングを行いながら、さらに記録膜上
に焦点が来るように自動焦点合わせを行い。 記録を行う部分では、レーザパワーを中間パワーレベル
10mWと高いパワーレベル18mWとの間で第3図に
示したように変化させることにより記録を行った。高い
パワーレベルと中間パワーレベルとのパワーの比は1:
0.4〜1:0.6の範囲が特に好ましい、また、この
他に短時間ずつ他のパワーレベルにしてもよい、記録さ
れた部分の非晶質に近い部分を記録点と考える。記録を
行う部分を通り過ぎれば、レーザパワーを1mWに下げ
てトラッキング及び自動焦点合わせを続けた。 なお、記録中もトラッキング及び自動焦点合わせは継続
される。このような記録方法は、既に記録されている部
分に対して行っても記録されていた情報が新たに記録し
た情報に書き換えられる。すなわち単一の円形光スポッ
トによるオーバーライドが可能である。このようにオー
バーライドができるのが1本実施例で述べる本発明の記
録膜材料の特長である。しかし、記録書き換え時の最初
の1回転または複数回転で、上記のレーザパワー変調の
高い方のバク−である18mWに近いパワーたとえば1
6mWの連続光を照射して一旦消去した後、次の1回転
でlomWと18mWの間で情報信号に従ってパワー変
調したレーザ光を照射して記録すれば、前に書かれてい
た情報の消え残りが少なく、高い搬送波対雑音比が得ら
れる。この場合に最初に照射する連続光のパワーは、上
記の高いパワーレベルを1としたとき0.8〜1.1の
範囲で良好な書き換えが行えた。この方法は本発明の記
録膜ばかりでなく他の記録膜にも有効である。 記録・消去は100回以上繰返し可能であった。 記録膜の上下に形成するSi、N4層を省略した場合は
、数回の記録・消去で多少の雑音増加が起こった。 読
み出しは次のようにして行った。ディスクを180Or
pmで回転させ、記録時と同じようにトラッキングと自
動焦点合わせを行いながら、記録及び消去が行われない
低パワーの半導体レーザ光で反射光の強弱を検出し、情
報を再生した。本実施例では約100mVの信号出力が
得られた0本実施例の記録膜は耐酸化性が優れており、
Si、N4保護膜を形成しないものを60℃相対湿度9
5%の条件下に置いてもほとんど酸化されなかった。 上記の5n−8b−Te−8e系記録膜において、Sn
とsbの相対的比率を一定に保ち、がっTeとSeの相
対的比率を一定に保ってTeとSeの含有量の和を変化
させたとき、消去の必要照射時間は次のように変化した
。 消去の必要照射時間 Sn、、Sb6.Te、Se。 Sn、、Sb、1Te、Se。 S n21S b44T eL7*i S ell、@
S ”1mm@ S b4.T ea+1*ff S 
e20.7S n、、、S bzoasT e3.S 
e、sSn、Sb、、Te、。Se、a S n4++6 S bz@T e4mm’l S e
4z*75.0μS 1.0μ5 O05μS O,1μS O,1μ5 O05μS 1、0μS S n、S b、T +44S 644       
5 、  OusSn及びsbの含有量を一定に保ち、
かつTeとSeの含有量の和を一定に保って、TeとS
eの相対的比率を変化させたとき、記録に必要なレーザ
光のパワー及び信号変調度は次のように変化した。ただ
し、Se含有量を増した場合には、記録膜の膜厚をやや
厚くした。 記録パワー S n、4S b、、T e、S es2S n z 
4 S b 、OT e 6 e x S” s o 
* sS n 14 S b 36 T f3 g +
+ 4 S +4 a a sS n、4S bi0”
 611*z S 844++1S nus s b、
、’r +44*I 5e11*2Sn、、Sb、。T
e4.、、Se、、sS n、、S b、。T e、。 、、S e、、、S n 14 S b 30 T e
 52 S e a2mW 0mW 8mW 6mW 6mW 6mW 6mW 6mW 信号変調度 n、、S b3.T +4S e、。 n 14 S b 3 @ T e @ e iS 8
 % o asH,4Sb3゜T e、、4S +4s
6@n14Sb、。Te1□、2Se44.。 n 14 S b3゜T +44.、S e、、、。 yl、、Sb3゜T 84@ a@ S e g ++
4n、、Sb、。Te、。、、S6,0、nL4Sbs
。Te、2Se。 25% 25% 20% 20% 20% 15% 10% 5% 他の元素の相対的比率を一定に保って、sb含有量を変
化させたとき、消去の必・要照射lI寺間番よ次のよう
に変化した。 消去の必要照射時間 S nl、S bs’r a、、S e、。 Sn、。sb、。Te3@S(1*s S nzs S b、、 T +3. Se、。 S nzt S b t4’r” 3Seg S ei
 34*1S nl、S b4.T e、、S +2゜
0μS OμS 5μS 1μS 1 μ5 SnoSb4sTeoSe12     0.5μsS
 n、S bi。T el、S ei、       
 1 、  OpsS ns S b7sT ez* 
S el@       5 、  OμB他の元素の
相対的比率を一定に保って、Sn含有量を変化させたと
き、記録に必要なレーザ光のパワー及び消去の必要照射
時間は次のように変化した。 記録レーザパワー S +2 S b34T +32 S +32S ni
 S b3*T +3L、sS ei□*sSn、Sb
、3Te、1Se、1 S n7S b32’r +3.、、S e、、、。 S nz3s b2.’r e、、S e、。 S nao S b24T e、3 S e、3S n
5oSbL7**T e>@*3S el@e3S n
54S b、、T e、、S els6mW 6mW 6mW 6mW 6mW 8mW 0mW 記録できず 消去の必要照射時間 n2Sb3.Te32Se3゜ n 3 S b 34 T e 31 * 5 S e
 21.5nsSb33Te3,5e31 nt S bszT +31185 S e)11++
5n23S b2.T +2. S 82Kn、、 S
 b2.T e、、 S +2゜n5esbxt、4T
eta−iseis−3n、4Sb1.Te1sSe、
。 2.0μS L、QIzs 0、5μs 0、1 μs Oo 1μS +91μS Oo 1μS Oo 1μS S b、(T e、、、 S eo、、)、にSn (
Teo−s S e、、、)を添加して組成を変化させ
たとき、消去の必要照射時間及び一定速度で昇温した場
合の結晶化温度は次のように変化した。 Sn、S Sn、S Sn、S Sn、S 消去の必要照射時間 す、、T e、、S e、。 b3’r mG T +29 +7 S e 2g m
7b 3@ T 82g +5 S e zg m5b
 34m4 T e a1*3 S e 29630μ
S Oμ3 5μs 1 μS S n23 S b2@T 827++5 S ez7
,5S nio S bt@T emff S e!f
fS n37S b>trT C2@、@ S ez@
、6Sn4.Sb、Te2.Se□ 結晶化温度 S n2S b、、Te、、S e、。 S n3 S b、、、、’r C2sj7 S C2
9@7S n、S b3に’r C2!jss ezs
、5Snt S b34−4T C29,3S C29
a3S n21 S b、2’r C2?eS S C
27jsS n、、 S b、、T C2,S C2□
S n37 S b16T C26*5 S C26e
5S n4゜S b、T 826 S C2G1 μS 1μS 1μS 1μ5 220℃ 220℃ 200℃ 180℃ 180℃ 160℃ 140℃ 120℃ 他の元素の相対的比率を一定に保って、TI含有量を変
化させたとき、消去の必要照射時間は次のように変化し
た。 消去の必要照射時間 β=OO,1μS β=l       O,05μS β=lQ       o、05μs β=15      0.05μS β=2o       o、05μS Tlが上記含有量より多いと、60℃95%中における
透過率20%上昇までの時間が短い。 他の元素の相対的比率を一定に保って、CO含有量を変
化させたとき、一定速度で昇温した場合の結晶化温度及
び記録に必要なレーザ光のパワーは次のように変化した
。 結晶化温度 γ=  0      180℃ γ:  1      280”C γ=10      300℃ γ=20      300℃ γ=ao       300℃ γ=35 300℃ 記録レーザパワー γ=  0       16mW γ=  1       16mW y=10       16mW y=20       18mW y=30       20mW γ=35      記録できず この他、他の元素の相対的比率を一定に保ったGdなど
の希土類元素の30%以下の添加によって結晶化温度が
上昇する効果が有る。20%以下が好ましく、10%以
下が特に好ましい。 Cで表される他の元素も添加によって若干の感度向上な
どの効果が有る。 中間層の膜厚は20nm以上90nm以下の範囲が消去
比が大きいという点で最も好ましい。膜厚は薄い領域の
方がレーザ照射後の冷却速度が大きく、非晶質化が確実
に行える。ただし、3nm以上600nm以下の範囲で
も、記録・再生は可能である。 TIの一部または全部を置換してハロゲン元素、アルカ
リ金属元素のうちの少なくとも一元素を添加してもよく
似た特性がえられる。ハロゲン元素F、CI、Br、I
のうちでは、■が特に好ましく、ついでC1が好ましい
。アルカリ金属元素、Li、Na、に、Rb、Csのう
ちではNaが特に好ましく、ついでKが好ましい。 Goの一部または全部を置換してAu、Ag。 Cu、Sc、Y、Zr、V、Nb、Cr、Mo。 Mn、Fe、Ru、Ti、、Rh、Ta、W、I r及
びNiのうちの少なくとも一元素を添加してもよく似た
特性が得られる。これらのうち、Ti。 V、Cr、Mn、Zr及びNiのうちの少なくとも一元
素は、蒸着が容易であるという点で好ましい。 保護層と中間層としてSi、N、の代わりにSiO□t
 Sin、A1.O,、Y、O,などの酸化物、TaN
、AINなどの窒化物、ZnS。 sb、s、などの硫化物、CeF、などの弗化物、また
は非晶質Si、TiB、、C,B、C,BCなどに近い
組成のものを用いてもよい。 反射層としてAuの代わりにAg、Cu、Al。 Ni、Fe、Co、Cr、Ti、Pd、Pt、WtTa
、Moなどを用いてもよく似た特性が得られる。 (発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、製造プロセスが
簡単で、再現性がよく、記録・再生特性がよく、かつ長
期間安定な情報の記録用部材を得ることができる。記録
の書き換えも多数回可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例における記録用部材の構造を示
す断面図、第2図は本発明の記録用部材の作製に用いる
真空蒸着装置の内部構造を示す図。 第3図は本発明の実施例におけるオーバーライド用記録
レーザ波形を示す図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、基板上に直接もしくは無機物及び有機物のうち少な
    くとも一者からなる保護層を介して形成された記録用ビ
    ームの照射を受けて原子配列変化を生ずる情報記録用薄
    膜において、上記情報記録用薄膜はその膜厚方向の平均
    組成が一般式SnxSbyTezSeαAβBγCδ(
    ただし、x、y、z、α、β、γ及びδは原子パーセン
    トでそれぞれ3≦x≦50、10≦y≦70、10≦z
    +α≦87、0.1≦z/α≦10、0≦β≦20、0
    ≦γ≦30、0≦δ≦30の範囲の値であり、AはTl
    、ハロゲン元素及びアルカリ金属のうちの少なくとも一
    元素、BはAu、Ag、Cu、Pd、Ta、W、Ir、
    Sc、Y、Ti、Zr、V、Nb、Cr、Mo、Mn、
    Fe、Ru、Co、Rh及びNiのうち少なくとも一元
    素、CはSn、Sb、Te、Se、A、Bで表される元
    素以外の元素)で表されることを特徴とする情報記録用
    薄膜。 2、基板上に直接もしくは無機物及び有機物のうち少な
    くとも一者からなる保護層を介して形成された一般式S
    nxSbyTezSeαAβBγCδ(ただし、x、y
    、z、α、β、γ及びδは原子パーセントでそれぞれ3
    ≦x≦50、10≦y≦70、10≦z+α≦87、0
    .1≦z/α≦10、0≦β≦20、0≦γ≦30、0
    ≦δ≦30の範囲の値であり、AはTl、ハロゲン元素
    及びアルカリ金属のうちの少なくとも一元素、BはAu
    、Ag、Cu、Pd、Ta、W、Ir、Sc、Y、Ti
    、Zr、V、Nb、Cr、Mo、Mn、Fe、Ru、C
    o、Rh及びNiのうち少なくとも一元素、CはSn、
    Sb、Te、Se、A、Bで表される元素以外の元素)
    で表される情報記録用薄膜に記録用ビームを照射し、該
    薄膜の照射部の原子配列を変化させる工程及び上記薄膜
    に再生用ビームを照射し、上記原子配列の変化を読み出
    す工程よりなることを特徴とする情報の記録再生方法。 3、上記記録用ビームがレーザービームである特許請求
    の範囲第2項記載の情報の記録再生方法。
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EP89118519A EP0362852B1 (en) 1988-10-05 1989-10-05 Information-recording thin film and method for recording and reproducing information

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