JPH0335441A

JPH0335441A - 情報記録媒体及びその製造方法

Info

Publication number: JPH0335441A
Application number: JP1169637A
Authority: JP
Inventors: Motonari Matsubara; 松原　基成; Hideki Okawa; 秀樹大川
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-06-30
Filing date: 1989-06-30
Publication date: 1991-02-15

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）本発明は、情報記録媒体及びその製造方法に関し、特に
、ピット形成型情報記録媒体において記録層の下層に下
引き層を設けた情報記録媒体及びその製造方法に関する
。

（従来の技術）従来、ピットを形成して情報を記録するタイプの情報記
録媒体として、基板上にＢｉ薄膜を形成したものが、Ｍ
ａｙｄａｎにより報告されている［Ｄ、Ｍａｙｄａｎ、
Ｂｅ１ｌ　５ｙｓｔ、　Ｔｅｃｈ、Ｊ、、５０．１７６
１（１９７１）；米国特許第３．７２０．７８４号公報
］　また、１９７７年には現在実用化されているＴｅ系
の記録層を有する情報記録媒体が、フィリップス（Ｐｈ
ｌｌｌｐｓ　）社により報告されている［　Ｒ，ＭｅＰ
ａｒｌａｎｅ　ｅＬａｌ、、Ｐｒｏｃｅｅｄｌｎｇｓ　
ｏｒ　５ＰＩＥ、１２３，１０４（１９７７）］。

Ｔｅは、単独では、高温度雰囲気で容易に酸化する。Ｔ
ｅａ、の発生は、Ｔｅａ、が近赤外領域の光を全く吸収
しないために、情報記録媒体の記録感度を減少させる。

さらに、ピット形成時にピット形成領域の周辺部分が酸
化して、この部分にＴｅＯ２が生じると、ピット形成領
域の周辺部分の光の反射率が低下し、ピット形成領域が
不明確になり記録情報の再生時において不都合になる。

このように、ピット形成型の記録媒体の記録層の材料は
、記録感度を損わない範囲で耐酸化性を有することが望
まれている。

そこで、ＴｅとＳｅの合金薄膜を記録層に使用して記録
層の耐酸化性を向上させることが、寺尾等によって報告
されている［　Ｍ、Ｔｅｒａｏ　ｅｔａｌ、、Ｊ、Ａｐ
ｐｌ、Ｐｈｙｓ、、５０．８８８１（１９７９）　］　
。しかし、Ｔｅ−３ｅ合金薄膜は、クラックが発生し易
いため、実際にはｐｂを加えて、Ｐｂ−Ｔｅ−８Ｃ合金
薄膜にして使用している。このように、記録層の材料に
Ｔｅ系の合金が使用されている。

一方、金属ＴｅをＣＨ４ガスを含む雰囲気中でスパッタ
リングすることにより、Ｔｅ−Ｃとよばれる耐酸化性に
優れる記録層を形成することができることが、真下等に
よって報告されている［Ｍ、Ｍ、ａｓｈｌｔａ　ａｎｄ
　Ｎ、Ｙａｓｕｄａ、Ｐｒｏｃｅｅｄｌｎｇｓ　ｏｆＳ
ＰＩＢ、１２９，１９０（１９８２）　；米国特許第４
．４３３．３４０号公報］。また、ＣＳ２ガスを用いて
プラズマ重合を行いながらＴｅを蒸着することにより耐
酸化性の優れたＣ３ｚ−Ｔｅ薄膜が得られることが開示
されている［Ｙ、＾５ａｎｏ　ｅｔ　ａｌ、＋；米国特
許第４．３７３．００４号公報；Ｊ、Ｊ、Ａ、Ｐ、、２
２．４８０（１９８３）　：特公昭第５８−１７０３８
号公報］。

しかしながら、これらの記録層を持つ記録媒体は、情報
記録を行う際にレーザー光の反射が充分でなく記録感度
が悪いものであった。特開昭５９−９０２４６号公報で
は、記録層の下にフルオロカーボンからなる下引き層を
設けて記録感度を向上させた情報記録媒体が開示されて
いる。さらに、特開昭６２−１５４３４３号公報では、
下引き層中のフッ素と炭素の比率を特定することによっ
て、よりいっそう記録感度が向上することを開示してい
る。

（発明が解決しようとする課題）しかし、これらの情報記録媒体の記録感度は、情報転送
速度の増大及び情報記録容量の増大に伴う、ディスクの
高速回転での情報記録において充分でない。したがって
、より高い記録感度を有する情報記録媒体への開発が望
まれている。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、優れ
た記録感度を有する情報記録媒体及びこのような記録媒
体を容易に製造することができる情報記録媒体及びその
製造方法を提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）本発明は、基板と、ピットが形成されることにより情報
が記録される記録層と、基板と記録層との間に設けられ
、原料ガスをフルオロカーボンとするプラズマ重合によ
って形成された下引き層とを具備する情報記録媒体であ
って、前記記録層はＡ　ｕ　ｓ　ｒ　ｅ　ｓ　Ｃｓ及び
Ｈを含有し、Ａｕ及びＴｅの含有量は、これらの比をＡ
ｕ、Ｔｅｌ。。−１なる式で表した場合に、原子％で表
示されたＸが２≦ｘ≦４３の範囲内であることを特徴と
する。

また、本発明は、基板上に原料ガスをフルオロカーボン
とするプラズマ重合によりＦ引き層を設ける工程と、Ａ
ｒガスと炭化水素ガスとの混合ガスを、全流量に占める
炭化水素ガスの流量割合が５ないし５０％になるように
して導入し、この混合ガスのガス圧が０　、　　Ｉ　Ｔ
ｏｒｒ以下の条件下で反応性スパッタリングにより前記
下引き層上に、Ａｕ。

Ｔｅ、Ｃ，及びＨを含有し、Ａｕ及びＴｅの含有量は、
これらの比をＡｕｍＴｅ＋ｏｏ−なる式で表した場合に
、原子％で表示されたＸが２≦ｘ≦４３の範囲内である
記録層を形成する工程とを具備することを特徴とする。

（作　用〉本発明の情報記録媒体によれば、得られた記録層がＡｕ
、Ｔｅ５Ｃ，及びＨを含有し、該ＡｕとＴｅの含有量の
比が、Ａ　ｕ　ｘＴｅ、ｏｏ−８なる式でＸが２≦ｘＳ
４３原子％の範囲のものである。

この範囲のＡｕとＴｅの含有量比を有する合金は、Ａｕ
とＴｅの合金系において融点が低い。このため、光ビー
ムによる記録感度が向上する。これによって、情報記録
ピット形成に要する光ビームのエネルギーの閾値パワー
を減少させても充分に情報記録をすることができる。

また、本発明の情報記録媒体の製造方法によれば、Ａｕ
及びＴｅを含有するピット形感型の記録層をＡ「ガスと
炭化水素ガスからなる混合ガスの存在下において、混合
ガスの全流量中の炭化水素ガスの流量の割合が５ないし
５ｏ９６である条件下における反応性スパッタリングに
よって設けている。これによって、安定した記録感度を
示す記録膜を容易に得ることができる。さらに、下引き
層を形成する際に、フルオロカーボンガス圧が０．０１
ないし０　、　　Ｉ　Ｔｏｒｒ、フルオロカーボンガス
流量が１ｍ’当り２ｏないし４００　ｃｃ／分、電極電
流密度が０．５ないし２．０−＾／　ｃｊの条件下にお
いて行うことにより、下引き層を形成する際の成膜速度
を上げることができる。

（実施例）以下、図面を参照して本発明の実施例について具体的に
説明する。

第１図は、本発明にかかる情報記録媒体の断面図である
。情報記録媒体は、基板１と、基板１上にプラズマ重合
により形成された下引き層２と、下引き層２上に反応性
スパッタリングにより形成された記録層３とからなって
いる。

この基板１は、経時変化が比較的少ないポリカーボネー
ト樹脂、ガラス等の材料からなるものである。また、情
報記録媒体のいずれの側から光ビームを照射しても情報
の記録が行われるように基板１は透明体であることが好
ましい。

下引き層２は、原料ガスをフルオロカーボンとしたプラ
ズマ重合により得られたものである。フルオロカーボン
としてはＣ４Ｆ、等が好ましい。

この下引き層の厚みは、６００ないし１６００λの範囲
内であることが好ましい。第２図は、下引き層厚と情報
記録媒体の反射率の関係を示したものである。図中１０
は、各々の層の厚みを考慮して、屈折率及び消衰係数等
を使用して反射率を算出した時の特性曲線である。また
、図中１２は、従来の下引き層を有しない情報記録媒体
の反射率を前述と同様にして算出した特性曲線である。

下引き層の厚みを６００ないし１６００Åとしたのは、
第２図に示すように下引き層の厚みがこの範囲にある場
合、情報記録媒体に照射された光が多重干渉効果を示し
て、情報記録媒体の反射率を増加させるからである。反
射率の増加により、情報を読み取る際に、ノイズに影響
されない再生光を効率良く発することができる。

記録層３を構成する金属は、比較的低温で容易に溶融又
は蒸発してピットが形成できるものがよい。このような
ものとして、Ｔｅｓ　Ｓｅ、Ｂ１５Ｓｂ、Ｉ　ｎ％Ａｕ
５Ｓｎ、Ｐｂ、又はこれらの２種以上の合金が挙げられ
る。ここで、記録層３は、Ａｒガスと炭化水素ガスの混
合ガスの存在下でＡｕとＴｅの合金を反応性スパッタリ
ングにより被着したものである。ＡｕとＴｅの合金の組
成比は、Ａｕ、層６．ｏ。−、なる式でＸが２≦ｘ≦４
３原子％の範囲のものであることが好ましい。これは、
Ａｕの組成比が２原子％未満であると、反応性スパッタ
リングによって得られた記録層が高温で酸化しやすくな
り、４３原子％を超えると合金の融点が高くなり記録感
度が悪くなるためである。

第３図は、本発明の範囲の組成比を有するＡｕとＴｅの
合金の示差熱走査カロリーメーター（ＤＳＣ）による特
性曲線である。第３図に示すように、この合金は、４２
０℃近傍で吸熱のピークがあり、この温度付近から融解
を開始する。また、第４図は、ＡｕとＴｅの状態図であ
る。第４図から、Ａ　ｕ　、２Ｔ　ｅ　層８の組成近傍
に共晶点を持ち、合金の融点として極小値（約４２０”
Ｃ）を持つことが分る。したがって、この範囲（図中ａ
−ｂ間）の組成比の合金が記録感度の良いものとして適
している。記録層３として使用する場合、これらの合金
は、非晶質であることが望ましい。

さらに、記録層３の記録感度を安定化させるために、記
録層３上にオーバーコート層を設けてもよい。この場合
、オーバーコート層４は、記録層３の記録感度を安定化
させ、記録層３を保護するものを選ぶ。このようなもの
として、例えば、下引き層２と同様に、原料ガスをフル
オロカーボンとしたプラズマ重合により滉られたプラズ
マ重合膜等が挙げられる。オーバーコート層４の厚みは
、５０ないし１５０入の範囲内であることが好ましい。

第５図は、オーバーコート層厚と、使用できる記録用光
ビームパワーの幅及び記録用光ビームエネルギー閾値パ
ワーとの関係を示したものである。図中１４は、オーバ
ーコート層厚と使用できる記録用光ビームパワーの幅と
の関係を示した特性曲線で、図中１６は、オーバーコー
ト層厚と記録用光ビームエネルギー閾値パワーの関係を
示した特性曲線である。第５図から分るように、オバー
コート層の厚みが５０ないし１５０入の範囲内である情
報記Ｉｉ媒体は、記録感度を低下させないで、即ち、記
録用光ビームエネルギー閾値パワーを増大させないで、
使用できる記録レーザパワーの幅を有する。

このような情報記録媒体に情報を記録するためには、記
録層３に光ビームを照射する。このとき記録層３の光照
射部分にエネルギーが照射され、その部分が発熱して溶
融又は蒸発する。これにより、光ビーム照射部分にピッ
トが形成され、情報が記録されたことになる。また、・
記録した情報の再生は、記録層３に記録時よりも出力が
小さい光ビームを照射し、ピット部とピットが形成され
ていない部分との間の光学的特性の差、例えば、反射率
の差を検出することによらてなされる。

次に、本発明にかかる情報記録媒体の製造方法について
説明する。

まず、Ｃａ　Ｆｓ等のようなフルオロカーボンガスを使
用してプラズマ重合により基板１上に下引き層２を設け
る。次に、ターゲットにＡｕとＴｅの合金を使用し、Ａ
「ガスと炭化水素ガスからなる混合ガスを導入して反応
性スパッタリングにより下引き層２上に記録層３を形成
する。なお、プラズマ重合及び反応性スパッタリングは
、一般に使用されている方法で行う。すなわち、プラズ
マ重合は、真空チャンバーと、そのチャンバー内にガス
を導入するガス導入口と、プラズマを発生させる高周波
電源とからなるプラズマ重合装置内で行われる。このよ
うな装置において、真空チャンバー内に基板を設置して
、そのチャンバー内にフルオロカーボンガスを導入して
、そのガスをチャンバー内で高周波よってプラズマにし
て行う。また、反応性スパッタリングは、真空チャンバ
ーと、そのチャンバー内にガスを導入するガス導入口と
、チャンバー内に設置するターゲットに電力を与える電
源からなるスパッタリング装置内で行う。このような装
置において、スパッタリングは、チャンバー内のターゲ
ットと対向するようにして基板を設置し、そのチャンバ
ー内に所定流量に：Ｉ！４節されたＡｒガス及び炭化水
素ガスの混合ガスを導入し、ターゲットに電力を与えて
行う。

ここで、下引き層２を形成する際に、フルオロカーボン
ガス圧を０．０１ないし０　、　　Ｉ　Ｔｏｒｒｓフル
オロカーボンガス流量を１ｍ３当り２０ないし４００　
ｅｅ／分、電極電流密度を０．５ないし２．０■Ａ／ｃ
ｄの条件下において行うことが好ましい。

第６図は、下引き層の成膜速度とフルオロカーボンガス
圧との関係を示したものである。第６図に示すように、
フルオロカーボンガス圧が０．０３Ｔｏｒｒ付近で成膜
速度が極大となる。また、フルオロカーボンガス圧カ’
０．　０ＩＴｏｒｒ未満であると放電が生じないために
プラズマ重合を行うことができず、０　、　　Ｉ　Ｔｏ
ｒｒを超えるとアブレーション（ａｂｌａｔｌｏｎ）効
果が著しくなり、成膜速度が低下して、得られる下引き
層の表面が粗くなる。

第７図は、下引き層の成膜速度とフルオロカーボンガス
流量との関係を示したものである。第７図に示すように
、フルオロカーボンガス流量が１ｍ３当り２０ないし４
００　ｃｃ／分の範囲で成膜速度が大きいことが分る。

フルオロカーボンガス流量が１ｍ’当り２０　ｃｃ／分
未満であると反応容器内にプラズマ重合生成物が過度に
滞留して成膜速度が低下し、１ｍ１当り４００　ｃｃ／
分を超えるとアブレーション（ａｂ　ｌａｔ　ｔｏｎ）
効果が著しくなり、成膜速度が低下して、得られる下引
き層の表面が粗くなる。

第８図は、下引き層の成膜速度と電極電流密度との関係
を示したものである。１８図に示すように、電極電流密
度は０．５ないし２．　０ｍＡ／ｃｊの範囲で成膜速度
と比例関係にあることが分る。電極電流密度が０．　５
ｍＡ／ｃｊ未満であると放電が生じないためにプラズマ
重合を行うことができず、２．０１＾／　ｃｊを超える
とプラズマ重合生成物の分解反応が生成反応より激しく
なり、成膜速度が低下する。

次に、下引き層２上に反応性スパッタリングにより記録
層３を形成する。記録層３を形成する際に、Ａｒガスと
炭化水素ガスからなる混合ガスの全流量中の炭化水素ガ
スの流量の割合が５ないし５０％にすることが好ましい
。また、混合ガスのガス圧を０　、　１　Ｔｏｒｒ以下
にすることで良好にスパッタリングを行うことができる
。

第９図は、記録層３の成膜速度と反応性スパッタリング
における混合ガス全流量中の炭化水素ガス流量の割合と
の関係を示したものである。第９図に示すように、混合
ガス流量中の炭化水素ガス流量の割合が小さいほど記録
層の成膜速度が大きいことが分る。混合ガス流量中の炭
化水素ガス流量の割合が５％未満であると得られた記録
層が経時変化に対して弱く、５０％を超えるとＡ「流量
の減少により成膜速度が低下し、さらに炭化物等による
チャンバー内の汚れが著しく製造性の低下を招く。

試験例次に、この実施例にかかる情報記録媒体を実際に製造し
て特性を評価した試験例について説明する。

直径１３０ｍｘ．厚さ１．２ｘＩｘ１トラツクピツチ１
．６μｍであるプリグループ付ポリカーボネート基板を
プラズマ重合装置の重合容器内に設置した。原料ガスと
してＣ，Ｆ、ガスを使用し、Ｃ４Ｆ８ガス圧が０．０５
Ｔｏｒｒ、Ｃ，Ｆ、ガス流量が１ｍ’当り１６０　ｃｃ
／分、電極電流密度が約１　、　０　ｍＡ／　ｃｊの条
件下で基板をプラズマ重合に供して厚さ１０００人で下
引き層を設けた。次に、下引き層を設けた基板を反応性
スパッタリング装置の反応容器内に設置した。ターゲッ
トにＡ　ｕ　１２Ｔｅ８ａの組成の合金を用い、Ａｒガ
スと炭化水素ガスの混合ガスの全混合ガス流量中の炭化
水素ガスの流量の割合が４０％、混合ガス圧が５×１０
−’Ｔｏｒｒ、容器内に与える電力密度がＩ　Ｗ　／　
ｃｄの条件下で、下引き層を設けた基板を反応性スパッ
タリングに供して厚さ３００Åで記録層を設けて情報記
録媒体を得た。

得られた情報記録媒体に情報を記録するために情報記録
媒体を１８００ｒｐｍで回転させた。レーザ波長が０，
８３μｍである半導体レーザから発生したレーザ光を開
口数が０．５５であるレンズで集光して、その集光した
レーザ光を情報記録媒体に記録層と反対側から照射して
情報記録を行った。情報記録された記録媒体を情報再生
して、その時の記録再生信号のキャリアー・ノイズ比を
測定した。また、得られた情報記録媒体の反射率をレー
ザ波長が０．８３μｍである半導体レーザを光源とする
透過・反射率測定装置によって測定した。また、製品と
して必要とされるキャリアー・ノイズ比が少なくとも４
５ｄＢであるため、４５ｄＢ以上のキャリアー・ノイズ
比が得られる記録用光ビームパワーの幅を調べた。

第１０図は、記録再生信号のキャリアー・ノイズ比と記
録エネルギー閾値ビームパワーの関係を示したものであ
る。図中、特性曲線Ａは本発明にかかる情報記録媒体の
もので、特性曲線Ｂは従来の情報記録媒体のものである
。一般に、記録再生信号のキャリアー・ノイズ比が４０
ｄＢあればピット形成として充分であることが確認され
ているので、記録再生信号のキャリアー・ノイズ比が４
０ｄＢに達する時の記録エネルギー閾値ビームパワーを
評価した。第１Ｏ図から分るように、本発明にかかる情
報記録媒体は、記録再生信号のキャリアー・ノイズ比が
４０ｄＢに達する峙の記録エネルギー閾値ビームパワー
が従来のものよりも１ないし１．５−曾程小さく記録感
度が優れていた。

また、第ｘ図は、記録再生信号のキャリアー・ノイズ比
と記録用光ビームパワーの関係を示したものである。図
中、特性曲線Ｃは本発明にかかる情報記録媒体のもので
、特性曲線りは従来の情報記録媒体のものである。第ｘ
図から分るように、本発明の情報記録媒体は、４５ｄＢ
以上のキャリアー・ノイズ比が得られる記録用光ビーム
パワーの幅が約３ｍＷであり、従来の情報記録媒体より
も工ないし１．５ｍＷも広いものであった。

［発明の効果］以上説明した如く、本発明によれば、優れた記録感度を
有する情報記録媒体を容易に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる情報記録媒体の断面図、第２図
は下引き層厚と情報記録媒体の反射率との関係を示すグ
ラフ図、第３図は本発明にかかる情報記録媒体の記録層
に用いられるＡｕとＴｅの合金のＤＳＣ曲線を示すグラ
フ図、第４図はＡｕとＴｅの合金の状態図、第５図はオ
ーバーコート層厚と、使用できる記録用光ビームパワー
及び記録用光ビームエネルギー閾値パワーの関係を示す
グラフ図、第６図は下引き層成膜速度とフルオロカーボ
ンガス圧の関係を示すグラフ図、第７図は下引き層成膜
速度とフルオロカーボンガス流量の関係を示すグラフ図
、第８図は下引き層成膜速度と電極電流密度の関係を示
すグラフ図、第９図は記録層成膜速度と混合ガス流量中
の炭化水素ガス流量比を示すグラフ図、第１θ図はキャ
リアー・ノイズ比と記録用光ビームエネルギー閾値パワ
ーの関係を示すグラフ図、第ｘ図はキャリアー・ノイズ
比と記録用光ビームパワーの関係を示すグラフ図である
。１・・・基板、２・・・下引き層、３・・・記録層。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）基板と、ピットが形成されることにより情報が記
録される記録層と、基板と記録層との間に設けられ、原
料ガスをフルオロカーボンとするプラズマ重合によって
形成された下引き層とを具備する情報記録媒体であって
、前記記録層はＡｕ、Ｔｅ、Ｃ、及びＨを含有し、Ａｕ
及びＴｅの含有量は、これらの比をＡｕ＿ｘＴｅ＿１＿
０＿０＿−＿ｘなる式で表した場合に、原子％で表示さ
れたｘが２≦ｘ≦４３の範囲内であることを特徴とする
情報記録媒体。
（２）基板上に原料ガスをフルオロカーボンとするプラ
ズマ重合により下引き層を設ける工程と、Ａｒガスと炭
化水素ガスとの混合ガスを、全流量に占める炭化水素ガ
スの流量割合が５ないし５０％になるようにして導入し
、この混合ガスのガス圧が０．１Ｔｏｒｒ以下の条件下
で反応性スパッタリングにより前記下引き層上に、Ａｕ
、Ｔｅ、Ｃ、及びＨを含有し、Ａｕ及びＴｅの含有量は
、これらの比をＡｕ＿ｘＴｅ＿１＿０＿０＿−＿ｘなる
式で表した場合に、原子％で表示されたｘが２≦ｘ≦４
３の範囲内である記録層を形成する工程とを具備するこ
とを特徴とする情報記録媒体の製造方法。