JPH03169681A - 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、レーザビーム等の光ビームを記録層に照射
し、その照射条件によって照射部分に相変化を誘起させ
て情報を記録・消去し、この相変化に伴う反射率、透過
率等の光学特性の変化を検出することにより情報を再生
する情報記録媒体に関する。このような情報記録媒体と
しては、光ディスク、光カード、光テープ、及び光ドラ
ム等がある。

（従来の技術及び発明が解決しようとする課題） 従来、所謂イレーサブル光ディスク等の情報の消去が可
能な情報記録媒体として、相変化型のものが広く知られ
ている。この相変化型情報記録媒体は、例えば、ガラス
又はプラスチック（ポリカーボネート樹脂、ポリメチル
メタクリレート樹脂等）からなる基板と、この基板上に
形或された記録層とを備えている。この記録層を形成す
る材料としては、例えばＧｅＴｅ等のカルコゲナイド系
合金が知られており、これらは異なる条件の先ビーム（
例えばレーザビーム）を照射することにより、例えば結
晶と非品質との間で可逆的に相変化するので、この相変
化を利用して情報を記録及び消去し、これらの相変化に
伴う反射率又は透過率等の光学的特性の変化を利用して
情報を読取ることができる。

このような記録層としては、光ビームの照射条件によっ
て相変化が生じ易い共晶組成をを有する材料や金属間化
合物を形戊する材料が適している。

しかしながら、従来、相変化型情報記録媒体の記録層と
して用いられているＧｅＴｅ等の合金は、一応上述の条
件は満足するものの、未だ情報記録媒体として十分な特
性を保持しているとは言えない。特に、初期化、記録及
び消去を高速化することが望まれている。また、結品一
非品質問の相変化により情報を記録・消去する場合には
、通常記録部分を非品質としているが、一般に非品質は
比較的安定性が低いため、非品質状態をより安定化する
ことも要求されている。

この発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、
初期化、記録及び消去を高速で実施することができ、記
録した情報が安定である情報記録媒体を堤供することを
目的とする。

［発明の構成］ （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
射によって照射部分が相九なる２つの相間で相変化する
記録層とをＨする情報記録媒体であって、前記記録層は
、主としてＧｅＳｅ２，ＧｅＴｅ，及びＳｂ２　Ｔｅ３
の擬三元系合金からなることを特徴とする。

（作用） ＧｅＳｅ２，ＧｅＴｅ，及びＳｂ２　Ｔｅ．の擬三元系
合金は、前述のような相変化型記録媒体の記録層として
の条件を満たす材料であり、しかも粘晶化速度が大きい
。従って、記録層を主としてＧｅＳｅ２，ＧｅＴｅ，及
びＳｂ，Ｔｅｑの擬三元系合金で構成することにより、
初期化、記録及び消去を高速化することができる。

（実施例） 以下、添付図面を参照してこの発明について具体的に説
明する。第１図はこの発明の実施例に係る情報記録媒体
を示す断面図である。基板１はポリオレフィン、エボキ
シ、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレ
ート（ＰＭＭＡ）等のプラスチック、又はガラス等、こ
の技術分野で通常用いられる材料で形成されている。こ
の基板１の上に、保護層３、記録層２、保護層４及び保
護層５がこの順に形成されている。

保護層３及び保護層４は、記録層２を挟むように配設さ
れており、有機高分子材料、例えばＰＭＭＡ，ポリスチ
レン等の熱可塑性樹脂若しくは紫外線硬化樹脂（所ｍ２
Ｐ樹脂〉　又はＳ　ｉｏ２、Ａ１２　０ｍ　、ＡＩＮ，
ＺｎＳｓ若しくはＺｒ０２等の誘電体で形威される。こ
れら保護層３．４は記録層２が空気中の水分の影響を受
けることを未然に防止する機能、記録・消失の際にレー
ザビーム等の光ビームにより記録層２の照射部分が飛散
したり穴が形或されてしまうことを防止する機能、又は
記録層の温度をコントロールする機能等を｛−ｒＬでい
る。これら保護層３，４はスビンコート法、蒸着法、ス
パッタリング法等によって好適に形成することができる
。なお、これら保護層３．４の厚みは１０λ乃至数十μ
ｍであることが好ましい。

保護層５は情報記録媒体取扱う際の表面での傷やほこり
等を防止するために配設されるもので、スビンコート法
等により紫外線硬化樹脂を塗布し、これに紫外線を照射
して硬化させること等により形成される。この保護層５
の層厚は１００入乃至数十μｍであることが好ましい。

なお、保護層３，４．５は設けることが好ましいが、必
ずしも設けなくてもよい。

また、第２図に示すように、保護層４と保護層５との間
に反射層６を設けてもよい。この反射層６は、再坐用の
光ビームを反射させて多重干渉により再生信号を増大さ
せる機能、及び情報の記録・消失の際に記録層２を急冷
して後述するオーバーライトを容易化する機能をＨして
いる。反射層６としては、Ａｕ，ＡｆＩ，Ｃｕ，Ｃｒ，
Ｎｉ　−Ｃｒ等の金属又は合金を用いることができる。

上記機能を達成するために、反射層６の厚みは数十λ乃
至３０００入であることが好ましい。

記録層２は、主としてＧｅＳｅ２，ＧｅＴｅ，及びＳｂ
２　Ｔｅ，の擬三元系合金で構成されており、蒸着法、
スパッタリング法等によって好適に形戊することができ
る。なお、合金ターゲットを使用して蒸着又はスパッタ
リングする場合には、ターゲット組成と実際に形成され
る膜の組成とに差があることを考慮する必要がある。ま
た、多元同時蒸着又は多元同時スパッタリング等によっ
て成膜することもできる。記録層２の層厚は１００乃至
３０００入であることが好ましい。

記録層２を構成するＧｅＳｅ２，ＧｅＴｅ，及びＳｂ２
Ｔｅ，の擬三元系合金は、照射する光ビームの条件を変
えることにより結晶と非品質との間で相変化し褥る材料
である。この合金の結晶組織はＧｅＳｅ２，ＧｅＴｅ，
及びＳｂ２Ｔｅｉとの混合体であり、結晶粒が微細であ
る。このため、この合金は非品質化しやすく、かつ結晶
化速度が大きいという特徴をＨしている。従って、この
ような合金で記録層２を形或することにより、初期化、
記録及び消去を高速化することができる。また、結晶化
温度が比較的高く、室温で非品質状態が安定である。

次に、第３図及び第４図を参照しながらこの丈施例に係
る情報記録媒体の記録層の形威方法の一例について説明
する。第３図はこの丈施例の記録層を形成するために用
いられるスパッタリング装置の概略構成を示す縦断面図
、第４図はその横断面図である。図中１０は真空容器を
示し、この真空容器１０はその底面にガス導入ポート１
１及びガス排出ポート１２を有している。ガス排出ポー
ト１２は排気装置１３に接続されており、この排気装置
１３により排出ポート１２を介して真空容器１０内が排
気される。また、ガス導入ボート１１はアルゴンガスボ
ンベ１４に接続されており、このボンベ１４から真空容
器ｌｏ内にガス導入ボート１１を介してスパッタリング
ガスとしてのアルゴンガスが導入される。真空容器ｌｏ
内の上部には、基板支持用の円板状の回転基台１５がそ
の面を水平にして配設されており、その下面に基板１が
支持され、図示しないモータによって同転されるように
なっている。また、真空容器１口内の底部近傍には、基
台１５に対向するように、夫々記録層を構成するＧｅＳ
ｅ２，ＧｅＴｅ，及びＳｂ２Ｔｅ３で形成されたスパッ
タリング源（夕一ゲット）２１，２２．２３が配設され
ており、各スパッタリング源には図示しない高周波電源
が接続されている。これらスパッタリング源２１．２２
．２３の上方には、夫々モニタ装置２４，２５．２６が
設けられており、これらモニタ装置により各スパッタリ
ング源からのスパッタリング量をモニタし、記録層が所
定の組成になるように各スパッタリング源に投入する電
力員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
装置により真空容器１０内を例えば１　０　−６Ｔ　ｏ
ｒｒまで排気する。次いで、ガス導入ボート１１を介し
て容器１０内にアルゴンガスを導入しつつ、排気装置１
３の排気量を調節して真空容器１０内を所定圧力のアル
ゴンガス雰囲気に保持する。この状態で、基板１を回転
させつつ、スパッタリング源２１．２２に所定時間所定
の電力を印加する。これにより、基板１に所定組成の記
録層が形成される。なお、保護層を形成する場ａには、
記録層２の形或に先立ち、保護層の組成に調整されたス
パッタリング源を用いて上述したようにスパッタリング
するこにより基板１上に保護層３を形成し、その後記録
層２を形或し、更に保護層３を形成する場合と同様の条
件で記録層２の上に保護層４を形成することができる。

また、反射層６を形成する場合には、反射層６の材料で
形威されたスパッタリング源を用いて同様にスパッタリ
ングする。

次に、この発明の情報記録媒体における初期化、並びに
、情報の記録、消表及び再坐について説明する。

初期化 記録層２は或膜直後に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、レーザビーム
等の光ビームを記録層２に全面照射して加熱徐冷し、記
録層２を結晶化する。

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品質に相変化させ、記録マー
クを形成する。

消去 記録層２に形成された記録マーク部に、記録の際よりも
低出力でパルス幅が長い光ビームを照射して記録マーク
部を結晶に相変化させ、情報を消去する。

再生 情報を記録した記録層２に比較的弱い光ビームを照射し
、記録マーク部と非記録部との間の光学的特性、例えば
反１１率の差を検出して情報を読取る。

なお、この発明に係る情報記録媒体は、単一ビームオー
バーライトが可能である。単一ビームオーバーライトと
は、単一の光源から放射されるレーザビームを、第５図
に示すように消去レベルＰＲと記録レベルＰｗとの間で
パワー変調して、消夫バ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
消夫しながら新しい情報を重ね書きすることである。

この発明に係る情報記録媒体において、単一ビームオー
バーライトが可能な裡由は、記録層の結晶化速度が大き
いことにある。すなわち、単一ビームオーバーライトの
場合には、ビームのパワー変調のみで記録・消失を行う
ため、消去速度が大きいことが要求される。情報の消去
は、非品質から結晶への相変化に対応しているため、記
録層の結晶化速度が大きいことが要求されるのである。

なお、媒体を第２図に示す層構戒にし、保護層４、５に
断熱機能を持たせ、反射層６に急冷機能を持たせること
により、一層、単一ビームオーバーライトを容易化する
ことができる。つまり、保護層の断熱機能により消去が
行われ易くなり、反射層の急冷機能により非品質化を確
実化することができ、もって単一ビームオーバーライト
を行い易くすることができる。

さらに、記録の際の光ビームのパワー又はパルス幅等を
何段階かに変化させて照射し、記録マークの反射率を複
数段階にする多値記録を行うことも可能である。

次に、この発明の試験例について説明する。

試験例］ ガラス基板上に、第３図及び第４図に示すスバッタリ，
ング装置により、（Ｇ　ｅ　Ｓ　ｅ　２　）　ｔｏｏ−
ｘ−ｙ（ＧｅＴｅ）ｙ　　（Ｓｂ２Ｔｅ，）ｘ　　（た
だし、Ｘ，Ｙは体積％を表わす）の三元合金薄膜をＸ，
Ｙを種々変化させて形成し、Ｘ線回折により膜の構造を
確認した。その結果、この擬三元系のどの範囲において
も、この薄膜は戊膜したままの状態で非品質状態であっ
た。すなわち、この組成範囲においてはレーザビームの
照斗１条件を選択することにより非晶質状態をとり得る
ことができ、相変化型の記ｈ層として利用し得ることが
確認された。

試験例２ ガラス基板上に、上述と同様、（ＧｅＳｅｚ）ｏｏ−ｘ
−ｖ　　（Ｇ　ｅＴｅ）　Ｙ　　（Ｓ　ｂ２Ｔｅｓ　）
　ｘで表わされる組成の薄膜を）１３威したＡ−Ｃのサ
ンプルを作製し、各薄膜の結晶化温度を把握した。これ
らサンプルの記録層の組成、及び結晶化温度を第１表に
示す。

第 １ 表 この表に示すように、いずれのサンプルも結晶化温度が
１００℃よりはるかに高く、室温における非品質状態の
安定性が確認された。

試験例３ 第１図に示した層構成を有し、 （ＧｅＳｅ２　）　＋ｏｏ−ｘ−ｖ　（ＧｅＴｅ）　ｖ
（Ｓｂ２Ｔｅｉ）ｘで表わされる組或の記録層を有する
Ｄ−Ｈ５個のディスクサンプルを作製した。

第２表にこれらの記録層組成を示す。

第 ２ 表 これらサンプルのうち、サンプルＦ，Ｇ，Ｈは、夫々記
録層がＳ　ｂ　２　Ｔ　ｅ　３　　Ｇ　ｅ　Ｔ　ｅ　，
ＧｅＳｅ，て形成された比較例であり、サンプルＤ，Ｅ
はこの発明の範囲内である擬三元系合金で形成された大
施例である。

これらサンプルについて、基板側から種々のパルス幅の
波長８３０ｎＩＢの半導体レーザビームを一定強度で記
録層に対物レンズを用いて集光照射し、パルス幅と照射
部分の反射率嚢化との間の関係を把握した。その結果を
第６図に示す。第６図は横軸に照射するレーザビームの
パルス幅をとり、縦軸に反射率変化量をとって、これら
の関係を示すグラフである。このグラフにおいて急激に
反射率変化量が増加するところが非晶質から粘晶への相
変化に対応する。

このグラフによれば、記録層をＤ及びＥ組成、すなわち
ＧｅＳｅ２，ＧｅＴｅ，及びｓｂ２Ｔ　ｅ　３の擬三元
系合金にしたサンプルは、結晶化のためのレーザビーム
のパルス幅が、比較例であるＦ−Ｈ組成よりも著しく小
さいことわかった。

すなわち、記録層をＧｅＳｅ２，ＧｅＴｅ，及びＳｂ２
Ｔｅ３の擬三元系合金で構或することにより結晶化速度
を極めて高速化することができることが確認された。

以上の試験例により、ＧｅＳｅ２，ＧｅＴｅ，及びＳｂ
２Ｔｅ，の擬三元系合金で相嚢化型の記録層を形戊する
ことができること、並びに、この合金で形成された記録
層は非品質状態で支定であり、結晶化速度が大きいこと
が確認された。

［発明の効果］ この発明によれば、記録層を主として ＧｅＳｅ２，ＧｅＴｅ，及びＳｂ２Ｔｅ３の擬三元系合
金で形成したので、非品質の安定性が高く、また結晶化
速度が大きい。従って、非晶質記録マークの安定性に優
れ、しかも初期化、記録及び消去を高速で丈施すること
かできるという極めて特性が優れた情報記録媒体を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はこの発明の実施例に係る情報記録媒
体を示す断面図、第３図は記録層を形成するための装置
の概略構或を示す縦断面図、第４図はその横断面図、第
５図はオーバーライトの際のレーザバワーを示す図、第
６図は照射するレザビームのパルス幅と反射早変化量と
の関係を示すグラフ図である。 １；基板、２；記録層、３，４．５；保護層、６；反射
層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基板と、光ビームの照射によって照射部分が相異なる２
   つの相間で相変化す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、主としてＧｅＳｅ＿２、ＧｅＴ
   ｅ、及びＳｂ＿２Ｔｅ＿３の擬三元系合金からなること
   を特徴とする情報記録媒体。