JPH03263627A - 光記録媒体と光記録媒体用保護膜と保護膜の製法 - Google Patents

光記録媒体と光記録媒体用保護膜と保護膜の製法

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JPH03263627A
JPH03263627A JP2061469A JP6146990A JPH03263627A JP H03263627 A JPH03263627 A JP H03263627A JP 2061469 A JP2061469 A JP 2061469A JP 6146990 A JP6146990 A JP 6146990A JP H03263627 A JPH03263627 A JP H03263627A
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JP
Japan
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film
protective film
recording medium
optical recording
zns
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JP2061469A
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English (en)
Inventor
Masami Uchida
内田 正美
Takeo Ota
太田 威夫
Kazumi Yoshioka
吉岡 一己
Katsumi Kawahara
克巳 河原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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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 本発明はレーザビーム等により、情報を高密度、大容量
で記録再生及び消去できる光記録媒体に関するものであ
も 従来の技術 光デイスクメモリに関してCL  TeとTeO2を主
成分とするTe0− (0< X< 2.0)薄膜を用
いた追記型のディスクがあも また繰り返し記録・消去
が可能な消去ディスクが実用化されつつあも この消去
ディスクはレーザ光により記録薄膜を加熱し 溶融し 
急冷することにより、非晶質化して情報を記録じ また
これを加熱し徐冷することにより結晶化して消去するこ
とができるものである力丈 この記録薄膜の材料として
はS、R,0vshinsky (ニス・アール・オプ
シンスキー)氏等のカルコゲン材料Ge+5Tes+5
b2Sz等が知られていム まL  As2S3やAs
tsesあるいは5b2Se事等カルコゲン元素と周期
律表V族あるいはGe等の第■族元素等の組み合せから
なる記録薄膜等が広く知られていも これらの記録薄膜
をレーザ光ガイド用の溝を設けた基板に形成シ  光デ
ィスクとして用いることができも これらのディスクに
レーザ光で情報を記録し その情報を消去する方法とし
てはあらかじめ記録Wl膜を結晶化させておき、これに
約1μmに絞ったレーザ光を情報に対応させて強度変調
を施し 例えば円盤状の記録ディスクを回転せしめて照
射した場合、このピークパワーレーザ光照射部位は 記
録薄膜の融点以上に昇温し かつ急冷し 非晶質化した
マークとして情報の記録がおこなえも またこの変調バ
イアスパワーレーザ光照射部位i1  記録薄膜の結晶
化温度以上に昇温し 既記緑信号情報を消去する働きが
ありオーバーライドできる。
このように記録薄膜はレーザ光によって融点以上に昇温
し また結晶化温度以上に昇温されるものであん この
ため記録薄膜の両側に 耐熱性のすぐれた誘電体層を基
板および接着層に対する保護膜として設けているのが一
般的であも これらの保護膜の熱伝導特性により、昇温
および急冷 徐冷の特性が変わるものであるか板 保護
膜の材質を選ぶことによって記録および消去の特性を決
めることができるものであも 発明が解決しようとする課題 記録薄膜を加熱昇温し 溶融急冷非晶質化および加熱昇
温結晶化の手段を用いる情報記録および消去可能なオー
バーライド記録媒体における第一の課題は消去特性、第
二の課題は記録消去のサイクル特性であも 消去特性に
ついてはTeを含む非晶質膜は その融点は代表的なも
ので400℃〜900℃と広い温度範囲にあも これら
の記録薄膜にレーザ光を照射L 昇温徐冷することによ
り結晶化が行え為 この温度は一般的に融点より低い結
晶化温度領域であも またこの結晶化した膜に高いパワ
ーレベルのレーザ光をあて、その融点以上に加熱すると
その部分は溶融し急冷し 再び非晶質化してマークが形
成できる。記録マークとして非晶質化を選ぶと、このマ
ーク(よ 記録薄膜が溶融し急冷されて形成されるもの
であるか収 冷却速度が速いほど非晶質状態の均一なも
のが得られ信号振幅が向上すム 冷却速度が遅い場合は
マークの中心と周辺で非晶質化の程度に差が発生すも次
に結晶化消去に際して(よ レーザ光の照射により既に
記録が行われている非晶質マーク部を、結晶化温度以上
に昇温し結晶化させてこのマークを消去する。この時、
マークの非晶質状態が均一な場合は 均一に結晶化され
やすくなり消去特性が向上する力文 マークの非晶質状
態が不均一な場合(よ 結晶化消去の状態が不均一とな
って消去特性が低下するという課題があっf、  記録
消去のサイクル特性については加賎 冷却の多数回の繰
り返しによるディスク基板あるいは保護膜の熱的な損傷
があも ディスク基板あるいは保護膜が熱的な損傷を受
けた場合、記録再生 消去のサイクルにおいて、ノイズ
の増大を生じサイクル特性の劣化が発生するという課題
があった 本発明の目的は記録消去特性に優れ 記録消
去のサイクル特性の安定な光ディスクを提供することで
あも課題を解決するための手段 本発明は透明基板の一方の面に 第一の保護風記録薄風
 第二の保護層 反射膜を順次形成しレーザ光等の照射
により記録薄膜の光学的な状態を変化させて情報を記録
および消去する媒体において、第一、第二の保護膜とし
てZnSとSiO2の混合膜に窒素と酸素 あるいは酸
素を含ませた誘電体を用いるものであも 作用 すなわち保護膜としてZnSとSiOsの混合膜に窒素
と酸素 あるいは酸素を含ませた誘電体を用いることに
よって、誘電体がZnSと5iOpの混合膜とZnやS
i等の窒化懺 あるいは酸化物の混合体となって、遊離
したZn、Si等の少なし\ すなわち欠陥の少ない緻
密な膜となって、機械的強度が向上した多数回の記録・
消去の繰り返しに対して効果が大きいものであも また
保護膜そのものの熱伝導率を大きくする効果もあり、こ
のことは記録薄膜の冷却速度を速くすることになって、
第二の保護膜の膜厚を薄くして、金属からなる反射膜と
記録薄膜を近づけることによる急冷効果とあいまって、
記録薄膜を加熱徐冷した時に生じム 結晶化消去時の不
均一な状態の発生を防止することができて、消去特性を
向上させることが出来るものであも実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。第
1図において1はディスク基板でポリカーボネイト等の
樹脂基板からなっていも このディスク基板lはあらか
じめレーザ光案内用の溝を形成した樹脂基板あるいはフ
ォトポリマーを用いた いわゆる2P法で溝を形成した
ガラス板、ガラス板に直接溝を形成した基板であっても
よl、%2は第一の保護膜でZnS−SiO2の混合膜
に窒素と酸素 あるいは窒素を含ませた誘電体からなっ
ており、膜厚は約150nmであも 3は記録薄膜でT
e−Ge−5bからなる合金薄膜であり膜厚は約30n
mであも4は第二の保護膜で第一の保護膜2と同じ材料
からなっており膜厚は約20nmであも 5はAlから
なる反射膜で膜厚は約60nmであも 6は保護板で接
着剤7によってディスク基板1に貼り合わせている。第
1図の構成において記録・消去及び再生は矢印8の方向
より、情報に応じて強度変調を施したレーザ光を照射し
て、また反射光を検出して行うものであも ここで第一
の保護膜2、第二の保護膜4であるZnS−8iO2混
合膜はSiO2の比率を20m。
1%にしているがこれに限定するものではなく、ZnS
−3iO2の混合膜であれば窒素と酸素 あるいは酸素
を含ませることによって、前述したZn、Si等の遊離
した成分の少ない緻密な膜を得られるものである。 し
かLSiO2の比率を5mol%以下にすると、ZnS
にSiO2を混合した時に得られる効果 すなわち結晶
粒径を小さくするという効果が小さくなり、50mol
%以上にするとSiO2膜の性質が大きくなるものであ
るか’x  Sighの比率は5〜40mol%の範囲
にするのが適当であっf:、  ZnS−3iO2混合
膜の形成方法として(よ 一般的には真空蒸着あるいは
スパッタ法が用いられている力t 本実施例ではアルゴ
ンと窒素と酸太 あるいはアルゴンと酸素の混合ガスに
よるスパッタ法を用いていも この時窒素と酸素 ある
いは酸素の分圧が膜質を決定する上で重要になも アル
ゴンと窒素と酸素の混合ガスでスパッタを行う場合、窒
素分圧が1.5X10”’〜1.5XIO−″Torr
、 酸素分圧が5 X 10−”1.5X IO−4T
orrの間が適当であった この理由は窒素分圧を1.
5X 10−4Torr、 酸素分圧を5 X 10−
4Torrよりも小さくするとアルゴンと窒素と酸素の
混合ガスによるスパッタ法の効果が小さくなるものであ
っf、  すなわちZnS−3iOa混合膜と窒化物 
酸化物の混合体特に窒化懺 酸化物が出来にくくなるも
のであム逆に窒素分圧を1.5x 10−3Torr、
 酸素分圧を5×10−4Torrよりも大きくすると
、それぞれの分圧に応じてスパッタ時の成膜効率が低下
するといった課題が発生するため上記比率が適当であっ
た またアルゴンと酸素の混合ガスでスパッタを行う場
合、酸素分圧が5X10−”〜5 x 10−4Tor
rの間が適当であった この場合もアルゴンと窒素と酸
素の混合ガスでスパッタを行う場合と同様の理由による
ものであ4a  窒素と酸素で適当な分圧が異なる力丈
 これはそれぞれのガスの活性化の度合が異なるためで
あも また第二の保護膜4の膜厚を約20nmと薄くし
ている力文 これによって熱拡散層となる反射膜5と記
録薄膜3が近くなり、記録・消去時の記録薄膜3の熱が
急速に反射M5に伝達されることになって、記録簿#!
3を急冷する上で効果があるものであも 本実施例のデ
ィスク構戒で、外径130na  1800rpm回転
 線速度8 rn/secでfl−3゜43MHzの信
号f2=1.0MHzの信号のオーバーライド特性を測
定した オーバーライド1ヨ1個のサークルスポットで
約1μmのレーザ光により、高いパワーレベル16mW
、  低いパワーレベル8mWの間の変調で、高いパワ
ーレベルで非晶質化マークを形成し 低いパワーレベル
で非晶質化マークを結晶化して消去する同時消録の方法
で行った この結果記録信号のC/N比として41 5
5dB以上が得られ消去特性として、オーバーライド消
去率30dB以上が得られた オーバーライドのサイク
ル特性について(よ 特にピットエラーレイトの特性を
測定した結i  10oooooサイクル以上劣化が見
られなかっtも 発明の詳細 な説明したように記録薄膜の両側の保護膜として、ZZ
nS−SiOの混合膜に窒素と酸素 あるいは酸素を含
ませ、記録・消去時の記録薄膜の冷却速度を速くするこ
とによって以下の効果を得られるものである。
(1)誘電体がZnSとSiO2の混合膜とSiN等の
窒化I&ZnO等の酸化物の混合体となって、遊離した
Zn、Si等の少なしX、すなわち欠陥の少ない緻密な
膜となって保護膜の機械的強度が向上し 記録消去のサ
イクル特性が向上すも (2)多サイクル時の熱衝撃を小さくでき記録消去のサ
イクル特性が向上すも (3)記録信号振幅が増大L  C/N比は55dB以
上に向上すも (4)記録マークが均一化しオーバーライド消去率が3
0dB以上になり記録消去特性が向上すa
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例における光学情報記録媒体の
一部省略断面図であム

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)透明基板の一方の面に第一の保護膜と、レーザ光
    の照射により、そのエネルギーを吸収して昇温し、溶融
    し、急冷して非晶質化する性質と非晶質の状態を昇温す
    ることにより結晶化する性質を有する記録薄膜と、第二
    の保護膜と、反射膜とを順次形成した光記録媒体であっ
    て、前記第一第二の保護膜がZnSとSiO_2の混合
    膜に窒素と酸素を含ませてなることを特徴とする光記録
    媒体。
  2. (2)第二の保護膜を第一の保護膜より薄くし、膜厚を
    30nm以下にすることを特徴とする請求項1記載の光
    記録媒体。
  3. (3)記録薄膜としてTe、Ge、Sbからなる材料を
    用いることを特徴とする請求項1記載の光記録媒体。
  4. (4)ZnSとSiO_2の混合膜のSiO_2比が5
    〜40mol%であることを特徴とする請求項1記載の
    光記録媒体。
  5. (5)ZnSとSiO_2の混合膜に窒素と酸素を含ま
    せてなることを特徴とする光記録媒体用保護膜。
  6. (6)ZnSとSiO_2の混合膜のSiO_2比が5
    〜40mol%であることを特徴とする請求項5記載の
    光記録媒体用保護膜。
  7. (7)ZnSとSiO_2の混合膜からなる保護膜をア
    ルゴンと窒素と酸素の混合ガスを用いたスパッタ法で形
    成することを特徴とする光記録媒体用保護膜の製法。
  8. (8)保護膜を形成する時の窒素分圧を1.5×10^
    −^5〜1.5×10^−^3Torr、酸素分圧を5
    ×10^−^6〜5×10^−^4Torrの範囲にす
    ることを特徴とする請求項7記載の光記録媒体用保護膜
    の製法。
  9. (9)透明基板の一方の面に第一の保護膜と、レーザ光
    の照射により、そのエネルギーを吸収して昇温し、溶融
    し、急冷して非晶質化する性質と非晶質の状態を昇温す
    ることにより結晶化する性質を有する記録薄膜と、第二
    の保護膜と、反射膜とを順次形成した光記録媒体であっ
    て、前記第一、第二の保護膜がZnSとSiO_2の混
    合膜に酸素を含ませてなることを特徴とする光記録媒体
  10. (10)第二の保護膜を第一の保護膜より薄くし、膜厚
    を30nm以下にすることを特徴とする請求項9記載の
    光記録媒体。
  11. (11)記録薄膜としてTe、Ge、Sbからなる材料
    を用いることを特徴とする請求項9記載の光記録媒体。
  12. (12)ZnSとSiO_2の混合膜のSiO_2比が
    5〜40mol%であることを特徴とする請求項9記載
    の光記録媒体。
  13. (13)ZnSとSiO_2の混合膜に酸素を含ませて
    なることを特徴とする光記録媒体用保護膜。
  14. (14)ZnSとSiO_2の混合膜のSiO_2比が
    5〜40mol%であることを特徴とする請求項13記
    載の光記録媒体用保護膜。
  15. (15)ZnSとSiO_2の混合膜からなる保護膜を
    アルゴンと酸素の混合ガスを用いたスパッタ法で形成す
    ることを特徴とする光記録媒体用保護膜の製法。
  16. (16)保護膜を形成する時の酸素分圧を5×10^−
    ^6〜5×10^−^4Torrの範囲にすることを特
    徴とする請求項15記載の光記録媒体用保護膜の製法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5641606A (en) * 1994-10-05 1997-06-24 Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha Phase-change optical disks and processes for preparing the same
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