JPH03165341A - 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］ 本発明は情報記録媒体、 特に相変化型情報記 録媒体であって、光ビームを照射することにより記録層
材料に相変化を生じさせ、情報の記録、再生を行い、且
つ書き換えが可能である情報記録媒体に関するものであ
り、光メモリー関連機器に応用される。

［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
生および消去が可能な光メモリー媒体の一つとして、結
晶−非晶質相間或いは結晶−結晶相間の転移を利用する
、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単純であるた
めに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　３，５３０．４４
１に開示されているようにＧｅ−Ｔｅ　％Ｇｅ−Ｔｅ−
８ｂ−Ｓ。

Ｇｅ−Ｔｅ−８５Ｇｅ−８ｅ−９、Ｇｅ−３ｅ−８ｂＳ
Ｇｅ−Ａｓ−８ｅｓＩｎ−Ｔｅｘ　５ｅ−Ｔｅ、　５ｅ
−Ａｓ等いわゆる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Ａ′ｕ（特開昭６ｌ−２１９６９２）　、Ｓｎ及び＾
Ｕ（特開昭６１−２７０１９０）、Ｐｄ　（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−３ｅ−８ｂの
組成比を特定した材料（特開昭６２７３４３１ｉ）の提
案等もなされている。

しかし、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る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。

中でもレーザー照射時間が１００ｎｓｅｃ以下という条
件下で媒体面でのレーザー書込みパワーについては、現
在までの報告例のいずれもが、１５膳Ｖ程度以上のパワ
ーを必要としており、転送速度向上のため大きな障壁と
なっている。又、記録、消去のくり返し時に発生する熱
により記録層、耐熱保護層等が損傷を受け、特性劣化を
きたすため、繰返し性能向上に対しても大きな障害とな
っている。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、上記従来技術に比較して下記の点を改良した
情報記録媒体を提供しようとするものである。

（１）レーザー書込み（記録）感度の向上、（２）消去
感度の向上、 （３）記録−消去のくり返し性能向上、［課題を解決す
るための手段］ 結晶−非晶質問相転移を利用した相変化型書換え可能光
メモリー媒体において、記録（非晶質化）感度向上のた
めに記録層材料に要求される大きな要素は、光吸収能と
融点である。

特に融点が高い材料では溶融−急冷により非晶質化する
のに必要とされるレーザーパワーが必然的に大きくなり
、高感度化が困難なばかりでなく繰返し性能も改善が難
しい。

レーザー照射時間１００ｎｓｅｃ以下の高速記録時にレ
ーザー書き込みに必要な媒体面への入力（Ｐｗ）が１０
ＩＩＩＷ以下になれば、原価の安い、高信頼性の半導体
レーザーを使用できる。そのためには、記録材料の融点
は６００℃以下、好適には５００℃以下であることが望
ましい。しかし、融点が低い相変化材料はＴｅに代表さ
れるように、結晶化し易く、非晶質部（記録部）の安定
性に欠ける傾向がある。

本発明は上記両問題点を同時に満足し得る記録層用材料
としてインジウム（Ｉｎ）、リン（Ｐ）、カドミウム（
Ｚ　ｎ）又は亜鉛（Ｚｎ）及びテルル（Ｔｅ）からなる
四元系化合物が有用な材料（特願平１−２２９２３９号
）であることを発見したことに基づいたものである。

しかしながら、四元系になると例えばスパッタ法による
成膜の際、ターゲットの組成ずれ、スパッタ条件のバラ
ツキ等に起因する膜組成及び組成分布の乱れが生じ易く
、その制御が難しくなる。

本発明者は更に検討を重ねた結果、基板上に設けられた
記録層として、ＩｎとＰを主成分とした層とＺｎとＴｅ
を主成分とした層とを交互に各１層以上積層したものを
用いることによって上記課題を満足し得ることを見い出
した。

ＩｎとＰ及びＺｎとＴｅの原子比は特に限定されるもの
ではないが、検討結果ではＩｎＰ（即ちＩ　ｎ　／　Ｐ
　＝　１　／　１　）及びＺｎＴｅを用いた場合が総合
的に優れた結果が得られた。

例えばＩｎＰとＺｎＴｅを多元スパッタ装置等により、
積層した膜に半導体レーザーによる光照射や、熱処理等
を施すと、両者界面近傍で両者構成元素の相互拡散が生
じ、ＩｎＰとＺｎＴｅがほぼ５０対５０（モル比）にな
る領域を形成せしめることができる。

そのような領域は融点が５００℃以下になることが相図
で（第１図）より推定される。

又、界面に形成される該領域の厚さは数１０人程度と推
定されるため、レーザー光吸収時に発生する熱により相
変化（結晶−非晶等）を起こす速度は極めて速い。

即ち高感度記録・消去が期待される。

相変化前後の光学的（反射率、透過率）コントラストを
向上させるためには、両者の積層回数を各２回以上好ま
しくは３回以上とした方がよい。

ＩｎＰとＺｎＴｅの光学的バンド幅（Ｅｇ、ｏｐｔ）は
各々１．３ｅＶと２．３９ｅＶであるため、例えば−８
３０ｎｉのＬＤ光を照射した場合、ＩｎＰ層での光吸収
能が大きくなる。

各層の膜厚はこのような光学的性質及び熱的性質を考慮
して決定される。

本発明で用いられる基板は通常ガラス、セラミックスあ
るいは樹脂であり、樹脂基板が成型性、コスト等の点で
好適である。樹脂の代表例としてはポリカーボネート樹
脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチレン樹脂、
アクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂、ポリエチレ
ン樹脂、ポリプロピレン樹脂、シリコン系樹脂、フッ素
系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ウレタン樹脂等が挙げられるが、
加工性、光学特性等の点でポリカーボネート樹脂、アク
リル系樹脂が好ましい。

また、基板の形状としてはディスク状、カード状あるい
はシート状であっても良い。

耐熱性保護層の材料としては、Ｓｉｎ。

５ｌｏ２、ＺｎＯ１Ｓｎ０２、Ａ１２０ｉ、ＴｉＯ２、
Ｉｎ２０ｚ、Ｍｇ０ＳＺｒ０２等の金属酸化物、Ｓｉ３
Ｎ４、ＡＩＮ、ＴｔＮｓＢＮ、ＺｒＮ等の窒化物、Ｓ　
ｉＣｓ　Ｔ　ａ　ＣｓＢ　ｓ　ＣＳＷ　ＣＳＴ　ｉＣＳ
Ｚ　ｒ　Ｃ等の炭化物やダイヤモンド状カーボン或いは
それらの混合物が挙げられる。また、必要に応じて不純
物を含んでいてもよい。このような耐熱性保護層は各種
気相成膜法、例えば、真空蒸着法、スパッタ法、プラズ
マＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、イオンブレーティング法、電
子ビーム蒸着法等によって形成できる。

耐熱性保護層の膜厚としては２００〜５０００　Ｘ、好
適には５００〜３０００人とするのが良い。２００人よ
り薄くなると耐熱性保護層としての機能を果たさなくな
り、逆に５０００人より厚くなると、感度低下を来たし
たり、界面剥離を生じ易くなる。

また、必要に応じて保護層を多層化することもできる。

記録層の成膜法としては真空蒸着法、電子ビーム蒸着法
、スパッタ法、ＣＶＤ法、イオンブレーティング法等の
各種気相成膜法が利用できる。

積層された各層の膜厚は１０〜２００ＣＤ　、好適には
５０〜１０００人であり、記録層全層の膜厚としては２
００〜１０．０００人、好適には５００〜３０００人、
最適１こは７００〜２０００人である。

更に必要に応じて反射層や放熱層、光吸収層等の種々の
補助層を設けることも可能である。

以下、実施例によって、本発明を具体的に説明する。

［実施例］ 厚さ１，２■の耐熱性ガラス基板（バリウム硼硅酸ガラ
ス）上に多元「ｆマグネトロンスパッタ装置により下記
のような多層記録層を積層し、原理確認を実施した。

基板／ＺｎＴｅ（２００人）　／　Ｉ　ｎ　Ｐ（２００
人）／Ｚ　ｎ　Ｔ　ｅ　（２００人）／ＩｎＰ（２００
人）／ＺｎＴｅ（２００人）／　Ｉ　　ｎ　Ｐ（２００
人）　　／Ｓ　　ｉ　　３　　Ｎ４　　（１０００人） この例ではＺｎＴｅとＩｎＰを交互に各３層ずつ積層し
、両者の界面を５つ形成させたことになる。

この状態でも各界面での相互拡散は生じているものと思
われるが、界面での相互拡散を助長し、安定化（初期化
）させるため４５０℃での熱処理を１時間施した。

その後静的レーザー記録評価装置を用い、波長８３０■
、スポット径約２μｌのレーザー光を、その照射出力と
照射時間を変化させながら照射し、記録膜の記録・消去
状態を光学顕微鏡により観察した。

その結果、本記録膜は８＋ｇＷ　Ｘ　１００ｎｓｅｃで
の記録と５ｍＷ　ｘ　１００ｎｓｅｃでの消去が可能で
あることを確認した。

本実施例では溝のないガラス基板上の記録膜について原
理確認を行ったため、初期化を熱処理により実施した。

実際に案内溝付のガラス又はプラスチック基板を用いる
場合は、適当な条件下でレーザー光照射による初期化処
理を施し得ることは言うまでもない。

［発明の効果コ 以上説明したように、本発明の効果を要約すると下記の
とおりである。

（１）相転移層（ＩｎＰＺｎＴｅ）をＩｎＰとＺｎＴｅ
の界面近傍に形成せしめるため、転移速度即ち記録・消
去感度が大巾に向上する。

（２）必要レーザーパワーを低くできるため、市販の安
い、安定した半導体レーザーを使用できる。

（３）レーザー照射部の温度を低く抑えることが可能な
ため、熱損傷による特性劣化を低減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はＩｎＰ−ＺｎＴｅ系の状態図、第２図は本発明
の情報記録媒体の一例の層構成を説明するための断面の
模式図である。 ■・・・基板、２・・・記録層、３・・・耐熱性保護層
、４・・・反射層、５・・・接着層、６・・・環境保護
層、７−−−　Ｉ　ｎ　Ｐ層、８−ＺｎＴｅ層。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上に設けられた記録層が、インジウム（Ｉｎ
   ）とリン（Ｐ）を主成分とした層と亜鉛（Ｚｎ）とテル
   ル（Ｔｅ）を主成分とした層とが交互に各一層以上積層
   している積層体であることを特徴とする情報記録媒体。
2. （２）記録層が、ＩｎＰとＺｎＴｅとが交互に各一層以
   上積層している積層体であることを特徴とする請求項（
   １）記載の情報記録媒体。
3. （３）積層体である記録層中に形成される各界面近傍に
   おいて、界面で接する両層の構成元素が界面を横切る方
   向に連続的な濃度分布をしていることを特徴とする請求
   項（１）又は（２）記載の情報記録媒体。