JPH03100936A - 光情報記録媒体 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、光情報記録媒体、特に記録・消去可能な記録
媒体に関する。

［従来の技術］ 電磁波特にレーザービームの照射により情報の記録・再
生および消去可能な光メモリー媒体の一つとして、結晶
−非晶質相聞或いは結晶−結晶相聞の転移を利用する、
いわゆる相変化型記録媒体が良く知られている。特に光
磁気メモリーでは困難な単一ビームによるオーバーライ
ドが可能であり、ドライブ側の光学系も、より単純であ
ることなどから最近その研究開発が活発になっている。

その代表的な材料例として、ＵＳＰ　８，５３０．４４
１に開示されているようにＧｅ−Ｔｅ、Ｇｅ−Ｔｅ−５
ｂＳＧｅ−Ｔｅ−５ｓＧｅ−８ｅ−８，Ｇｅ−８ｅ−８
ｂｓ、Ｇｅ−Ａｓ−５ｅ％Ｉｎ−Ｔｅ、５ｅ−Ｔｅ、５
ｅ−Ａｓ等所謂カルコゲン系合金材料が挙げられる。

又、安定性、高速結晶化等の向上を目的にＧｅ−Ｔｅ系
にＡｕ（特開昭６１−２１９６９２）　、Ｓ　ｎ及びＡ
ｕ（特開昭６ｌ−２７０１９０）　、Ｐ　ｄ　（特開昭
６２−１９４９０）等を添加した材料の提案や、記録／
消去の繰返し性能向上を目的にＧｅ−Ｔｅ−５ｅ−ｓｂ
の組成比を特定した材料（特開昭６２−７３４３８）の
提案等もなされている。しかしながら、そのいずれもが
相変化型書換え可能光メモリー媒体として要求された諸
特性のすべてを満足し得るものとはいえない。特に記録
感度、消去感度の向上、オーバーライド時の消し残りに
よる消去比低下の防止、並びに記録部、未記録部の長寿
命化が解決すべき最重要課題となっている。

例え（ｆ相変化型記録媒体においては、記録に必要な半
導体レーザの出力は（Ｇａｔ−ｘＡｌｘ）Ａ８系半導体
レーザにおいて１５１ｖ以上（発振波長８３０ｎ膳）必
要とされている。一方、より一層の高速記録及びオーバ
ーライドを実現する為には、全く新規な材料の開発や半
導体レーザの高出力化及び短波長化が必要であるが、現
在のところ、両者ともに中々困難な状況にあるのが現状
である。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、記録媒体を改良して従来技術における上記問
題点を解消し高速消去、繰返し特性を初め、特に記録消
去感度を大幅に向上させようとするものである。

【課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するため本発明者は種々検討した結果、
これらの問題を解決する手段として、記録層と共に、カ
ーボンを光吸収層とした積層形の光情報記録媒体を開発
したものである。

すなわち、本発明の構成は基体上に記録層を有し、それ
に光ビームを照射して記録層の光学的性質を変化させて
情報の記録、再生を行う光情報記録媒体において、光吸
収層と、して、カー、ボン膜を記録層に積層した光情報
記録媒体である。

本発明はヒートモードに対応する記録方法に対しては、
全て適用できるものである。即ちカーボンを光吸収層と
する事によって効率的に光を吸収し、これを熱エネルギ
ーに変換する事により、この熱を記録層に伝播させて記
録を行うものである。

相変化型の場合について考えると現在記録層材料はカル
コゲン系を中心としたちの例えばＧｅ−Ｔｅ、Ｇｅ−３
ｂ−Ｔｅ、５ｂ−ＴｅｓＩｎ−Ｔｅ％Ｉｎ−５ｂ−Ｔｅ
等が精力的に開発されているが、すでに示した様に記録
感度の上で満足なものといえない。そこでカーボン膜を
光吸収層とした相変化型光メモリーの場合を考えると、
カーボンはカルコゲン系材料に対して化学的に反応しに
くい特徴を有するため、光記録層としてカルコゲン系材
料が使用できる。。

そして光の吸収をカーボン膜が行うため光記録層の膜を
薄くできるので感度の向上が期待できることになる。現
在相変化型光メモリーにおいては記録層の膜厚を薄くす
ることにより記録感度等の向上をはかっているが、膜厚
が薄くなれば当然光の吸収効率が低下するため、大幅な
記録感度の向上は期待できない。しかし本発明において
は光吸収層はカーボン膜がその役目を担うため、記録層
の膜厚を十分薄くしても光エネルギーを効率的に吸収可
能なため、記録感度の大幅な向上を期待できることにな
る。

本発明による相変化型光記録媒体の基本的な構成を第１
図に示す。

透明な基板ｌの上に、一つの保護層２を有し、その上に
吸収層４と積層された記録層３を有し、更に、他の保護
層２を設けた光情報記録媒体である。

高感度化を目的とするため記録層３の膜厚はなるべく薄
い方がよいが、それにより光の透過成分が多くなるので
、本構成は光入射側に記録層を設け、その反対側に光吸
収層４を設けている。この様にすることにより、入射光
の一部は記録層３に吸収されると同時に透過光は光吸収
層４に吸収されその熱エネルギーが記録層３１；伝播さ
れることになるのでほぼ１００％入射光を利用できるこ
とになる。又記録の読み出しの場合も本構成であれば読
み出し感度に影響を与えることはない。

基板としてはガラス、ポリメチルメタクリレート、ポリ
カーボネート等が使用される。

本発明の光情報記録媒体における光記録層を作るには所
定の材料において所定の組成比のターゲットを作製し、
スパッター法による方法が好適である。又膜の組成ずれ
を補正するために必要に応じて単元素のチップを用いる
場合もある。

こうして形成された記録層の厚さは通常５０〜１５００
五、好ましくは１００〜５００人であるが、基板および
保護層等の光学特性を考慮した上で最適膜厚を設計する
必要がある。なお記録層を非晶質状態にするか、或いは
結晶状態にするかは蒸着時の基板温度によって決定され
、常温の場合は非晶質状態となる。又必要に応じて基板
温度をあげることあるいはアニールをほどこすことによ
り結晶状態にすることもできる。

本発明では第１図の構成の様に保護層２を設けることが
できる。保護層２の材料としては熱的に安定な窒化ケイ
素、窒化アルミニウム等の窒化物；二酸化ケイ素、二酸
化チタン等の酸化物等が使用される。なお保護層の厚さ
は通常３００〜１５００人、好ましくは、約１００〇五
であるが基板、記録の光学特性を考慮した上で設計する
必要がある。形成法は記録層の場合と同様、通常スパッ
タ法が適用される。

光記録層材料としては、カルコゲン系が中心であるが光
吸収層を別に設けであるため半導体レーザー光を吸収で
きないバンドギャップの広いものでも適用可能である。

具体的な記録材料としては、ｎ−ｖ族のＺ　ｎ　Ｓ　ｂ
ＳＣｄ　Ｓ　ｂ、　ｍ−Ｖ族のＧａｒｂ。

ＩｎＳｂ１ｍ−Ｖｌ族のＧａＳｅ、ＧａｚＴｅ３、Ｉｎ
５ｅＳ　Ｉｎ２５ｅｓ、Ｉｎ２Ｔｅ３、ＡｌｚＳｅｚ、
ＡｌｚＴｅｓ、ＰＩ−■族のＧｅＳ、ＧｅＳｅ、ＧｅＳ
ｅ２．５ｎＳｅ。

５ｎＳｅ２、ＧｅＴｅ％５ｎＴｅｓ　Ｖ−Ｖｌ族のＢｉ
２Ｓｅ３、Ｂｉ２Ｔｅ３、Ｓｂ２Ｓ３、Ｓｂ２Ｔｅ３等
の２元系、１ｎＴｅ−１ｎＳｅ。

夏　ｎＴｅ−１ｎ２Ｓｅ３　　、　５ｎＳｅ−８ｎＴｅ
。

Ｓｂｚ　５ｅ３−Ｓｂ２Ｔｅ３、Ｂｉｚ　５ｅ３−５ｂ
ｚＴｅ３、ＢｉｚＴｅｓ−５ｂ２Ｓｅｚ、Ｉｎ５ｂ−１
ｎＴｅ、Ａｇ２５ｅ−Ｇａｚ・　Ｓｅ３　　、　　Ａｇ
ｚＴｅ−１ｎ２Ｔｅ３　　、　　Ａｇｚ−Ｔｅ−Ｇａｚ
Ｔｅ３、ＡｇｚＴｅ−８ｂｚ”　Ｔ　ｅ　３　、Ｇ　ｅ
　Ｔ　ｅ−８ｂ　２　Ｔ　ｅ　３　、Ｇ　ｅ　Ｔ　ｅ−
Ｂｉ２Ｓｅ３等の３元以上の化合物組成又は共晶組成等
を光記録材料として使用する事ができる。

又、光吸収層はカーボン膜であるが、その構造はグラフ
ァイト構造もしくはいわゆるｉ−カーボンといわれもの
である。

光吸収層の作製はＣＶＤ法もしくはスパッタ法により作
製され、その厚さは通常５００〜５０００人、好ましく
は１５００〜３０００人である。

［実施例］ 以下本発明を実施例に従って説明する。

実施例１ 厚み１．２ｍ−直径１３０１−のガラス基板上に保護膜
として窒化ケイ素を１０００人スパッタ法により形成し
、その上に記録層としてＳｂ２Ｔｅ３を同じくスパッタ
法により　１００人設けた。そしてさらにこの上に光吸
収層としてカーボン膜をプラズマＣＶＤ法にて１５００
　Ａ設けた。この時基板温度はグラファイト化を保進さ
せるため３００℃とした。又使用ガスはメタンを用いた
。必要に応じて補助ガスを用いる事ができる。そしてさ
らにこの上に保護膜として窒化ケイ素を１０００人スパ
ッタ法により設けた。

この様にして５ｂｚＴｅ３を記録層、カーボンを光吸収
層とする光記録媒体を作製した。この時光記録層及び光
吸収層の物性を知っておくため、テストピースとしてス
ライドガラス上に各々の膜を形成しておいた。但し光記
録層の場合は膜形成後３００℃で１０分間熱処理をほど
こし光吸収層を設けた時の基板温度下の状態と同じにし
た。このテストピースを分光光度計によりその光透過率
を測定したところ、光記録層としてのＳｂ２Ｔｅ３はλ
−７８０ｎｍにおいて３６％であった。一方、光吸収層
の透過率はλ−７８０ｎｍにおいて３０％であった。

又記録層の融点は〜８８Ｇ℃、結晶化点は〜１００℃前
後である事がＤＳＣの測定から判明した。又、記録層は
Ｘ＠回折の結果５ｂｚＴｅｓの結晶層である事が判明し
た。

次に本記録媒体を１８００ｒｐ−の速度で回転させなが
らビーム径を１μ霞φ程度に絞った半導体レーザー光（
発振波長λ−７８０ｎｓ）を照射することにより、記録
、再生及び消去を行った。

記録出力は記録最小パワー９１１ｗ、再生出力は１　＠
　ｕｓ消去出力、消去最小パワーは８ｍ１Ｆである。

又この出力／消去条件で８ＭＨｚ記録後、さらに２ＭＨ
ｚでオーバーライド試験を行った。

その結果、初期記録のＣ／Ｎ比は５３ｄＢでオーバーラ
イド後も５２ｄＢと殆ど変らなかった。又この時の消去
率は３１ｄＢであり消去残りが若干認められるが、充分
使用可能な段階であることが確認された。又１０．００
０回の記録、消去のくり返し実験を行ったが、信号レベ
ルの低下はほとんど認められず、くり返し特性も良好で
あることがわかった。特に記録感度は大幅に向上し光吸
収層の機能が十分に果たされている事が確認された。又
記録層と光吸収層との化学的反応も認められなかった。

実施例２ 実施Ｎ１と同様な方法で光記録媒体を作製した。記録材
料・はＩｎｚＴｅ３を用いた。この時の膜厚は保護層、
記録層、吸収層共に実施例１と同じである。

テストピースにより記録層及び光吸収層の光学的性質を
測定した。光記録層の透過率はλ−Ｈｅｎｓで４３％、
吸収層は〜３０％程度であった。

又記録層の融点はＤＳＣの測定から〜８７０℃であった
。そして記録層はＸ線回折からＩｎｚＴｅ３結晶層であ
る事が確認された。

次に記録媒体を１８０ｏｒ、ｐｍの速度で回転させなが
らビーム径を１μ會φ程度に絞った半導体レーザー光（
λ■７８０ｒｖ）を照射することにより記録、再生及び
消去をおこなった。なお記録出力は記録最小パワー１１
ｍＷ、再生出力ｌ■Ｖ、消去出力最小パワーは４ｍ１ｌ
であった。又この出力／消去条件３ＭＩＩｚで記録後さ
らにに２ＭＩＩｚでオーバーライド実験を行った。

その結果初期記録のＣ／Ｎ比は５０ｄＢ、オーバーライ
ド後も５０ｄＢと良好な値を示した。又この時の消去率
は３０ｄＢであった。

又１０．０００回の記録、消去のくり返し実験を行った
が、信号レベルの低下はほとんど認められなかった。又
記録層と吸収層との間の化学的反応も認められなかった
。

実施例３ 実施例１．２と同様な方法で光記録媒体を作製した。こ
の時の記録材料はカルコパイライト構造を有する。Ａｇ
ｚｓ（Ｉ　ｎｚｏＧａｓ　）Ｔｅｓ。

である。膜厚は保護層、記録層、吸収層共に実施例１，
２と同じである。

記録層の透過率は４７％、吸収層は〜３０％はどであっ
た。又、記録層の融点はＤＳＣの測定から〜６８０℃程
度であった。

次に本記録媒体のディスク特性を実施例１．２と同様に
測定した。先ず記録媒体を１．８０Ｏｒ、ｐｍの速度で
回転させながらビーム径を１μ諺φ程度に絞った半導体
レーザ光（Ａ　−７８０ｎｍ）を照射することにより、
記録、再生及び消去を行った。

なお記録出力は記録最小パワー１１ｍＷ、再生出力１ｍ
Ｖ消去出力は消去最小パワー４ｍＷであった。

又この出力／消去条件で８ＭＨｚ記録後さらに２ＭＨｚ
でオーバライドの実験を行った。

その結果初期記録のＣ／Ｎ比５０ｄＢ、オーバーライド
後も４９ｄＢであった。一方この時の消去率は３０ｄＢ
であった。

又１Ｇ、０００回の記録、消去の繰返し実験を行ったが
、信号レベルの低下はほとんど認められなかった。又記
録層と吸収層との化学的反応も認められなかった。

Ｌ９！明の効果］ 以上説明したように本発明における光記録媒体は記録層
と共にカーボンを吸収層とした膜を設ける事により、記
録感度及び消去感度を大きく向上する事ができる。

本実施例では相変化型方式に絞って検討したが、ヒート
モード方式におけるものは全て適用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明・の光情報記録媒体の一例の断面の模
式図である。 ｌ・・・基板、２・・・保護層、３・・・記録層、４・
・・光吸収層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基体上に記録層を有し、それに光ビームを照射して記録
   層の光学的性質を変化させて情報の記録、再生を行う光
   情報記録媒体において、光吸収層として、カーボン膜を
   記録層に積層したことを特徴とする光情報記録媒体。