JPH0363178A

JPH0363178A - 情報記録用薄膜及び情報の記録再生方法

Info

Publication number: JPH0363178A
Application number: JP1199441A
Authority: JP
Inventors: Ayahito Tamura; 礼仁田村; Motoyasu Terao; 元康寺尾; Yasushi Miyauchi; 靖宮内; Keikichi Ando; 安藤　圭吉; Tetsuya Nishida; 哲也西田
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Maxell Ltd
Priority date: 1989-08-02
Filing date: 1989-08-02
Publication date: 1991-03-19

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１本発明はレーザ光、電子線、電流等の記録用エネルギー
によって、たとえば映像や音声などのアナログ信号をＦ
Ｍ変調したものや、たとえば電子計算機のデータや、フ
ァクシミリ信号やディジタルオーディオ信号などのディ
ジタル情報を、リアルタイムで記録することが可能な情
報の記録用薄膜に関するものである。【従来の技ＩＷＩレーザ光によって薄膜に記録を行う記録原理は種々ある
が、膜材料の相転移（相変化とも呼ばれる）、フォトダ
ークニングなどの原子配列変化による記録は、膜の変形
をほとんど伴わないので。２枚のディスクを直接貼り合わせた両面光ディスクや電
気的メモリー素子ができるという長所を持っている。ま
た２組成を、適当に選べば記録の書き換えを行うことも
できる。この種の記録に関する発明は多数出願されてき
た。最も早いものの一例としては特公昭４７−２６８９７号
公報がある。ここではＴ　ｅ　−Ｇ　ｅ系、Ａｓ−Ｔｅ
−Ｇｅ系、Ｔｅ−０系など多くの薄膜について述べられ
ている。また、特開昭５４−４１９０２号公報にもＧｅ２ｏＴ　
Ｑ、Ｓ　ｂ、Ｓ　ｅ７ｏなど種々の組成が述べられてい
る。また、特開昭５７−２４０３９には、５ｂ２５Ｔ　
ｅ１２＊ｇ　Ｓ　ｅ６ｚ、５　、Ｃｄ１４Ｔ　ｅ１４　
Ｓ　ｅｌｚ　ｐ　Ｂ　’１２Ｓ　ｅ３１　Ｓ　ｂ２ｓ　
ｅａｔ　Ｉ　ｎ２゜Ｔｅ２゜Ｓｅ６゜。Ｂ　１ｚｓＴ　ｅｘｔ、ｓｓ　８ｉｚ＋ｓ＋　Ｃｕ　Ｓ
　ｅ　、及びＴｅ、。Ｓ　ｅ６．の薄膜が述べられている。【発明が解決しようとする課Ｍ】上記従来技術の薄膜はいずれも一回書き込み可能あるい
は書き換え可能な相転移記録膜として用いる場合に結晶
化の速度が遅い、半導体レーザ光の吸収が少なく感度が
悪い、再生信号強度が充分でない、再生波形の歪みが大
きい、あるいは非晶質状態の安定性が悪い、耐酸化性が
不充分である。消え残りが大きいなどの欠点があり、実用化が困難であ
る。したがって本発明の目的は上記した従来技術の欠点を無
くシ、記録・再生特性が良好で感度が高く、安定性の良
い情報記録用薄膜を提供することに有る。

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するために本発明の情報の記録用薄膜
においては、情報記録用薄膜の膜厚方向の平均組成を一
般式％式％ただしｔ　Ｘ＋　７ｔ　Ｚｒ　ｐ＋　ｑ＋　ｒはそれぞ
れ原子パーセントで５≦Ｘ≦７０２０≦ｙ≦８５３≦２≦３００≦ｐ≦２００≦ｑ≦３００≦ｒ≦１０の範囲の値である。また、上記ＭＡはＳｎ、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｇａ、ＡＵ及びＩ
ｎのうちの少なくとも一元素、ＭＢはＴａ、工などのハ
ロゲン元素及びＮａなとのアルカリ金属のうちの少なく
とも一元素である。これらの元素は、ＴａやＳｅを含む
材料中でＴｅやＳｅの鎖状原子配列を切断し、結晶化速
度を速くする効果を持つ。ただし、結晶化温度の低下を
伴うので、結晶化温度の高い材料に添加しないと非晶質
の安定性を損なうことになる。上記ＭＣはＡｇｔ　Ｃｕ、Ｐｄ、Ｔａ、Ｗｔ　Ｉ　ｒｌ
Ｓｃ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏ。Ｍｎ、Ｆｅ、Ｒｕ、ＣＧａ、Ａｕ及びＩｎのうちの少な
くとも一元素、ＭＤはＳｂ、Ｔｅ、ＭＡ、ＭＢ。ＭＣで表される元素以外の元素、たとえばＨｇ　＋Ｓｅ
、Ｓ、Ａｓ、ＡＱ、Ｂ、Ｃ，Ｓｉ、Ｎ、ＰｔＯ，ランタ
ニド元素、アクチニド元素、アルカリ土類金属元素、不
活性ガス元素などのうちの少なくとも一元素である。た
だし、ＭＡ、ＭＢ及びＭＣで表される元素のうちの一元
素または複数元素も、各群の別の元素が既に使われてい
る場合１ＭＤ群の元素と考えることができる。たとえば５ｂ−Ｔｅ−５ｎ−Ｃｏ系に対してＮｉを、１
０原子％未満でＮｉ含有量とＣｏ含有量の和がＭＣ群元
素含有量の上限３０原子％以下となる範囲で添加する場
合が考えられる。これらのうちＡ　Ｑ　ｅ　Ｈｇ　Ｊア
ルカリ土類金属元素、不活性ガス元素は含有量を１０原
子％未満とする方が好ましい。本発明の記録用薄膜は膜厚方向の平均組成が上記の範囲
内に有れば膜厚方向に組成が変化していてもよい。ただ
し２組成の変化は不連続的でないほうがより好ましい。記録は原子配列変化（たとえば１つの相から他の相への
変化）を起こさせることができ、かつ記録膜に大きな変
形を生じさせることのない時間及びパワーのエネルギー
で行う。これらの記録膜に、−旦消去した後記録を行うか、ある
いは重ね書きによって記録書き換えを行う場合、同じ記
録トラックに前に書かれていた信号を完全に消去するこ
とはできず、消え残りが発生する。消え残りは、非晶質
あるいはそれに近い状態の領域近くには少なく、結晶、
あるいはそれに近い状態の領域近くに多い。従って、結
晶、あるいはそれに近い状態の領域近くからの再生信号
レベルを一定レベルに揃えてしまうか、あるいは少なく
とも変動を小さくするような処理を行えば消え残りの影
響を低減することができる。また、このような消え残りはトラックの周辺部だけに存
在し、相変化は屈折率変化を伴うので。トラックに直角方向に配置した複数のディテクターのそ
れぞれへ入射する消え残り信号成分には差がある。一方、新たに記録した信号はトラックの左右への非対称
性が少ない、そこで、トラックの片側のディテクターと
その反対側のディテクターの信号の差を取り、適当な倍
数をかけてこれらの信号の和から差し引けば、消え残り
成分を小さくすることができる。これらの方法は２本発
明の材料に限らず、相変化などの原子配列変化によって
記録する他の材料に適用しても消え残り抑制に有効であ
る。

【作用】

上記の各群元素の役割は下記のとおりである。Ｓｂ、Ｔｅ及びＭＡで表されるＳｎなどの元素は、適当
な比率で共存することによって非晶質状態を安定に保持
し、かつ記録・消去時の結晶化を高速で行うことができ
るようにする。ＭＣで表されるＧｏなどの元素は、半導体レーザ光など
の長波長光の吸収を容易にして記録感度を高める効果を
持ち、また、非晶質状態の安定性を向上させるものであ
る。ＭＢで表されるＴＲなとの元素も、非晶質状態の安
定性も向上させる効果を持つ。ＭＢ群元素とＭＣ群元素が共存すれば、高速結晶化が可
能で、かつ非晶質状態の安定性が高く。記録感度も高くなる。ＭＢ群元素とＭＣ群元素のいずれ
か一方を添加する場合、ＭＢ群元素を添加した方が、膜
形成の容易さの面で好ましいが、耐酸化性は低下する。ＭＤで表されるＡｒなどの元素は、添加によって特に顕
著な効果はないが、添加量が少なければ大きな悪影響は
無いものである。なお、これらのうち希土類元素などは
、ｌ〜１０％添加すると再生信号強度を大きくする。結
晶化温度を高めるなどの役割を果たさせ得る。また、Ｓ
ｅ及びＳは他の元素の比率を一定に保って１〜１０％添
加することによって耐酸化性向上効果がある。ただし。耐熱性はやや低下する。消去特性の点でもＳｅ含有量１
〜３％が好ましい。上記の組成範囲にある本発明の情報記録用薄膜は優れた
記録・再生特性を持ち、記録及び消去に用いるエネルギ
ーのパワーが低くてよい。また。安定性も優れている。Ｘｓ　Ｙ＋　Ｚｒ　Ｐｙ　ｑ及びｒのより好ましい範囲
は下記のとおりである。１０≦Ｘ≦６０３０≦ｙ≦７５５≦２≦２８０≦ｐ≦１５０≦ｑ≦２００≦ｒ≦７Ｘｓ　Ｖｐ　Ｚｒ　ｐｔ　ｑ及びｒの特に好ましい範囲
は下記のとおりである。２０≦Ｘ≦５０４０≦ｙ≦６５７≦２≦２５０≦ｐ≦１００≦ｑ≦１００≦ｒ≦５ただし、ＭＡで表される元素がＡｕである場合。Ｔｅ含有量が少ないと記録感度が低いので、６０≦ｙ≦
７０とするのが特に好ましい。上記の各範囲において、ｒξＯであれば膜作製が容易で
ある。１≦ｐ＋ｑｓ２０であればさらに消え残りが小さ
くなり、記録保持時間が長くなる。１≦ｐ≦１０かつ１≦ｑ≦１０であれば、さらに信号変
調度が大きくなる。ＭＢで表される元素のうち特に好ましいものはＴＱ、つ
いで好ましいのは工、ついでＣＱなどの他のハロゲン元
素が好ましい。ＭＤで表される元素のうちでは希土類元素が好ましい。ＭＢで表される元素のうちＰｂ、Ｇａ及びＩｎは耐酸化
性をやや低下させるが、Ｉｎは記録・消去特性が優れる
。Ａｕは記録感度を低下させるが耐酸化性を向上させる
。各元素の含有量の膜厚方向の変化は通常は小さいが、任
意のパターンの変化が存在しても差し支えない。Ｓｂ、
Ｓｓ及びＳについては、記録用薄膜のいずれか一方の界
面付近（他の層との界面である場合も有る）において、
その内側よりも多いのがよい。本発明の記録膜の少なくとも一方の面は他の物質で密着
して保護されているのが好ましい。両側が保護されてい
ればさらに好ましい。これらの保護層は、たとえばアクリル樹脂、ポリカーボ
ネート、ポリオレフィン、エポキシ樹脂。ポリイミド、ポリアミド、ポリスチレン、ポリエチレン
、ポリエチレンテレフタレート、ポリ４フツ化エチレン
（テフロン）などのフッ素樹脂、などの有機物より形成
されていてもよく、これらは基板であってもよい、また
、紫外線硬化法で形成されていてもよい。酸化物、弗化物、窒化物、硫化物、セレン化物。炭化物、ホウ化物、ホウ素、炭素、あるいは金属などを
主成分とする無機物より形成されていてもよい。また、
これらの複合材料でもよい。ガラス。石英、サファイア、鉄、チタン、あるいはアルミニウム
を主成分とする基板も一方の無機物保護層として働き得
る。有機物、無機物のうちでは無機物と密着している方が耐
熱性の面で好ましい。しかし無機物層（基板の場合を除
く）を厚くするのは、クラック発生、透過率低下、感度
低下のうちの少なくとも１つを起こしやすいので上記無
機物層は薄くシ。無機物層の記録膜と反対の側には２機械的強度を増すた
めに厚い有機物層が密着している方が好ましい。この有
機物層は基板であってもよい。これによって変形も起こ
りにくくなる。有機物としては２例えば、ポリスチレン、ポリ４フツ化
エチレン（テフロン）、ポリイミド、アクリル樹脂、ポ
リオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカー
ボネート、エポキシ樹脂。ホットメルト接着剤として知られているエチレン−酢酸
ビニル共重合体など、および粘着剤などが用いられる。紫外線硬化樹脂でもよい。無機物よりなる保護層の場合は、そのままの形で電子ビ
ーム蒸着、スパッタリング等で形威してもよいが２反応
性スパッタリングや、金属、半金属、半導体の少なくと
も一元素よりなる膜を形威した後、酸素、硫黄、窒素の
うちの少なくとも一者と反応させるようにすると製造が
容易である。無機物保護層の例を挙げると、Ｃｅ、Ｌａ、Ｓｉ、Ｉｎ
、ＡＱ、Ｇｅ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｂｉ、Ｔａ。Ｔａ、Ｓｃ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｒ及びＷよ
りなる群より選ばれた少なくとも一元素の酸化物、Ｃｄ
、Ｚｎ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｇｅ。Ｓｎ、Ｐｂ、Ｂｉよりなる群より選ばれた少なくとも一
元素の硫化物またはセレン化物ｒＭｇｔｃｅ、Ｃａなど
の弗化物、Ｓｉ、Ａｎ、Ｔａ、Ｂなどの窒化物、Ｂ、Ｓ
ｉなどの炭化物、Ｔｉなどのホウ化物、ホウ素、炭素が
好ましい材料として挙げられる。より具体的には、たとえば主成分がＣｅＯ，。Ｌａ、Ｏ，、Ｓｉｎ、５ｉｎ２．Ｉｎ、○、、ＡＱ、○
、、Ｇｅｍ、Ｇｅｍ、、ＰｂＯ，ＳｎＯ，ＳｎＯ２゜Ｂ
　ｘ２０ｘｐ　　Ｔ　ｅ　Ｏｓｓ　　Ｔ　ａ＝ｏｓ、Ｓ
　ＱｚＯｚｐ　　Ｙ２Ｏ、、Ｔｉｅ、、ＺｒＯ，、Ｖ、
Ｏ，、Ｎｂ、Ｏ，、Ｃｒ。０、、ＷＯ，、ＷＯ，、Ｃｄ　Ｓ、Ｚｎ　Ｓ、Ｃｄ　Ｓ
　ｅ。Ｚｎ５ａ、ＩｎｚＳｓ、Ｉｎ、Ｓ　ａ、、Ｓ　ｂ、Ｓ、
、５ｂ２Ｓｓ、、Ｇａ、Ｓ、、Ｇａ、Ｓｓ、、Ｇａｓ、
Ｇｅ５ｓ、ＧｅＳｅ、、ＳｎＳ、ＳｎＳ、、５ｎＳｅ。５ｎＳｓ、、ＰｂＳ、Ｐｂ５ｅ、Ｂｉ、Ｓｅ、、Ｂｉ、
Ｓ、、ＭｇＦ、、Ｃ３Ｆ３．ＣａＦ、ＴａＮ。Ｓｉ３Ｎ、、ＡＱＮ、ＢＮ、Ｓｉ、ＴｉＢ、、Ｂ４Ｃ。ＳｉＣ，Ｂ、Ｃのうちの一者に近い組成をもったもの及
びこれらの混合物である。これらのうち、硫化物ではＺｎＳに近いものが。屈折率が適当な大きさで膜が安定である点で好ましい。窒化物では表面反射率があまり高くなく、膜が安定であ
り２強固である点で、ＴａＮ、Ｓｉ、Ｎ４またはＡＱＮ
　（窒化アルミニウム）に近い組成のものが好ましい。酸化物で好ましいのはＹｉ　Ｏｘ　ｔ　Ｓ　ｃ　１０．
、ＣｅＯ，、Ｔｉｅ、、ＺｒＯ，、Ｓｉ○、Ｔａ、Ｏ，
、Ｉｎ、０３．Ａｌ２Ｏ，、ＳｎＯ２またはＳ　ｉ　Ｏ
，に近い組成のものである。Ｓｉの水素を含む非晶質も好ましい。また、保護膜を多層にすればさらに保護効果が高まる。例えば厚さ１００〜５００ｎｍのＳｉＯ２に近い組成の
膜を記録膜から遠い側に形威し。厚さ８０〜１３０ｎｍのＺｎＳに近い組成の膜を記録膜
に近い側に形成すると、記録・消去特性。多数回書き換え特性ともに良好である。上記のような保護膜の形成によって記録書き換え時の記
録膜の変形によるノイズ増加を防止することができる。ところで、相転移（変化）によって記録を行う場合、記
録膜の全面をあらかじめ結晶化させておくのが好ましい
が、基板に有機物を用いている場合には基板を高温にす
ることができないので、他の方法で結晶化させる必要が
ある。その場合、−・定時間の通電、スポット径２μｍ
以下まで集光したレーザ光の照射、キセノンランプ、水
銀ランプなどの紮外線照射と加熱、フラッシュランプよ
りの光の照射、高出力ガスレーザからの大きな光スポッ
トによる光の照射、あるいは加熱とレーザ光照射との組
み合わせなどを行うのが好ましい。ガスレーザからの光
の照射の場合、光スポツト径（半値幅）５μｍ以上５ｍ
ｍ以下とすると能率がよい。上記結晶化は記録トラック上のみで起こらせ。トラック間は非晶質のままとしてもよい。記録トラック
間のみ結晶化させる方法も有る。一方たとえばＳｎ、Ｓｂ及びＴｅを主成分とする薄膜を
、複数の蒸発源からの回転蒸着によって形成した場合、
蒸着直後にはＳｎ、Ｓｂ及びＴｅがほとんど結合してい
ない場合が多い。また、スパッタリングによって形成し
た場合も原子配列が極めて乱れた状態になる。このよう
な場合は、まず、高いパワー密度のレーザ光を記録トラ
ック上に照射して、場合によっては膜を融解させるのが
よい。さらに記録トラック上に低いパワー密度のレーザ光を照
射し、結晶化させるのとトラック−周にわたっての反射
率が均一になりやすい。電気的メモリでは大電流のあと
低い電流で初期化する。結晶化するパワーレベルと非晶
質に近い状態にするパワーレベルとの間でパワー変調し
たレーザ光で記録することは上記のような初期化後の状
態がどのような状態であっても可能である。一般に薄膜に光を照射すると、その反射光は薄膜表面か
らの反射光と薄膜裏面からの反射光との重ね合わせにな
るため干渉をおこす。反射率の変化で信号を読みとる場
合には、記録膜に近接して光反射（吸収）Ｎを設けるこ
とにより、干渉の効果を大きくシ、読みだし信号を大き
くできる。干渉の効果をより大きくするためには記録膜
と反射（吸収）層の間に中間層を設けるのが好ましい。中間層は記録書き換え時に記録膜と反射層との相互拡散
が起こるのを防止する効果も有する。しかし中間層の材
質の選び方によっては２例えば中間層をセレン化物とす
ると、記録膜の少なくとも一部の元素を中間層中へ拡散
させる。あるいは中間層の少なくとも一部の元素を記録
膜または反射層中へ拡散させることにより記録の少なく
とも一部を担わせることもできる。上記中間層の膜厚は３層ｍ以上＝　６００ｎｍ以下で、
かつ、記録状態または消去状態において読み出し光の波
長付近で記録用部材の反射率が極小値に近くなる膜厚と
するのが好ましい。反射層は記録膜と基板との間、及び
その反対側のうちのいずれの側に形成してもよい。中間
層の特に好ましい膜厚範囲は中間層の屈折率をＮとした
とき６０／Ｎｎｍ以上１６０　／　Ｎ　ｎ　ｍ以下及び
４７０／Ｎｎｍ以上５７０　／　Ｎ　ｎ　ｍ以下の範囲
である。反射層の中間層の反対の側にも上記の無機物よりなる保
護層を形成するのが好ましい。これら３層（中間層２反
射層、保護層）は全体として単層の保護層より強固な保
護層となる。反射層としては、金属、半金属及び半導体が使用可能で
あるが、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ。ＡＱ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｗ、Ｔａ。Ｍｏあるいはこれら同志の合金の層、これらと酸化物な
どの他の物質との複合層などが好ましい。反射層としてＡｕなどの、熱伝導率が２．ＯＷ／ｃｍ−
４８２以上の高熱伝導率材料を主成分とするものを用い
ると、熱伝導率を高め、高速結晶化する記録膜を用いて
も高パワーレーザ光を照射したときには確実に非晶質化
するようにする効果ももつ。この場合は中間層にも熱伝
導率の高いＡＱ２０３．ＡＱＮ、Ｓｉ、Ｎ、、ＺｎＳな
どに近い組成の材料を用いるか、Ｓｉｎ、などの熱伝導
率が中程度（０，０２Ｗ／ｃｍ−ｄ　ｅｇ以上０．ＩＷ
／ｃｍ−ｄｅｇ以下）の材料を用い、中間層を薄くする
のが特に好ましい。電気的メモリでは、記録膜の両側には金属または導電性
窒化物、酸化物等の電極を設ける。２つの電極が異なる
材質から或っていてもよい。本発明の記録膜は、共蒸着や共スパッタリングなどによ
って、保護膜として使用可能と述べた酸化物、弗化物、
窒化物、有機物など、あるいは炭素または炭化物の中に
分散させた形態としてもよい、そうすることによって光
吸収係数を調節し。再生信号強度を大きくすることができる場合が有る。混
合化率は、酸素、弗素、窒素、炭素が膜全体で占める割
合が４０％以下が好ましい。このような複合膜化を行う
ことにより、結晶化の速度が低下し、感度が低下するの
が普通である。ただし有機物との複合膜化では感度が向
上する。各部分の膜厚の好ましい範囲は下記のとおりである。記録膜反射層を用いない場合、１５層ｍ以上５００ｎｍ以下２５層ｍ以上３００ｎｍ以下の範囲が再生信号強度及び
記録感度の点で特に好ましい。反射層との２層以上の構造の場合、１５層ｍ以上１５０ｎｍ以下無機物保護層５層ｍ以上５００ｎｍ以下ただし無機物基板自体で保護する時は。０．１〜２０ｍｍ有機物保護層５００層ｍ以上１０ｍｍ以下中間層３ｎｍ以上６００ｎｍ以下光反射層５ｎｍ以上３００ｎｍ以下光反射層に隣接した無機物保護層５０層ｍ以上５００ｎｍ以下以上の各層の形成方法は、真空蒸着、ガス中蒸着、スパ
ッタリング、イオンビーム蒸着、イオンブレーティング
、電子ビーム蒸着、射出成形、キャスティング、回転塗
布、プラズマ重合などのうちのいずれかを適宜選ぶもの
である。保護層、記録膜、中間層２反射層、及び反射層
に隣接した保護層は、すべてスパッタリングにより形成
するのが最も好、ましい。本発明の記録膜は必ずしも非晶質状態と結晶状態の間の
変化を記録に利用する必要は無く、膜の形状変化をほと
んど伴わないなんらかの原子配列変化によって光学的性
質の変化を起こさせればよい。たとえば結晶粒径や結晶
形の変化、結晶と準安定状態（π、γなど）との間の変
化などでもよい。非晶質状態と結晶状態の変化でも、非晶質は完全な非晶
質でなく、結晶部分が混在していてもよい。また、記録
層と保護層、中間層のうちの少なくとも一部との間で、
これらの層を構成する原子のうちの一部が移動（拡散、
化学反応などによる）することにより、あるいは移動と
相変化の両方により記録されてもよい。本発明の記録用部材は、ディスク状としてばかりではな
く、テープ状、カード状などの他の形態でも使用可能で
ある。

【実施例】

以下本発明を実施例に基づいて詳述する。〔実施例１〕直径１３　ｃ　ｍ　、厚さ１．２ｍｍのディスク状化学
強化ガラス板の表面に紫外線硬化樹脂によって保護層を
兼ねるトラッキング用の溝のレプリカを形成し、−周を
１７セクターに分割し、各セクターの始まりで、溝と溝
の中間の山の部分に凹凸ピットの形でトラックアドレス
やセクターアドレスなどを入れた（この部分をヘッダ一
部と呼ぶ）基板１上にマグネトロンスパッタリングによ
ってまず保護層である厚さ約３００ｎｍのＳｉＯ□層２
を形威した。このＳ　ｉ　０２層は基板との屈折率差が小さいので、
膜厚に多少ムラやバラツキがあってもよい。次に、このディスクを複数のターゲットをもち。順次積層膜を形成でき、また、膜厚の均一性、再現性の
よいスパッタリング装置に移し、ＺｎＳを約１１０ｎｍ
の厚さにスパッタして層３とした。次にＺｎ５層３上に同一スパッタ装置でＳｎ□。、Ｓｂ、、、Ｔｅ５ｔ＊ｔの組成の記録膜４を約３０ｎ
ｍの膜厚に形成した。続いて同一スパッタ装置内でＺｎ
Ｓの保護層５を約５０ｎｍの膜厚に形成した。さらに、
この上に同一スパッタリング装置内でＡｕの反射層６を
約５０ｎｍの膜厚に形威し。次にＺｎＳ保護層７を１５０層ｍ形成した。同様にしてもう一枚の同様な基板１′上に５ｉ０２層２
’、ＺｎＳ層３　’　ｔ　Ｓ　ｎｚ４−ｓ　Ｓ　ｂｚ＠
、＠　Ｔ　層９１．ｉの組成の記録膜４’、Ｚｎ５Ｊｉ
１５’Ａｕ反射層６　’　ＺｎＳ層７′をｊ頃次形成し
た。このようにして得た２枚のディスクを層７及び７′側を
内側にして接着剤層８によって貼り合わせを行った。こ
の時、全面を接着すれば書き換え可能回数を多くでき、
記録領域には接着剤を着けなければ少し記録感度が高く
なった。上記のように作製したディスクには次のようにして記録
・再生・消去を行った。ディスクを１８０Ｏｒｐｍで回転させ、半導体レーザ（
波長８３０ｎｍ）の光を記録が行われないレベルに保っ
て、記録ヘッド中のレンズで集光して基板を通して一方
の記録膜に照射し２反射光を検出することによって、ト
ラッキング用の溝と溝の中間に光スポットの中心が常に
一致するようにヘッドを眺動した。溝と溝の中間を記録トラックとすることによって溝から
発生するノイズの影響を避けることができる。このよう
にトラッキングを行いながら、さらに記録膜上に焦点が
来るように自動焦点合わせを行い、まず、パワー密度の
高いレーザ光を連続的に照射することによって記録トラ
ック上の記録膜を加熱し、各元素を反応、結晶化させた
。非晶質化するのに要するレーザパワーは、結晶化に要す
るパワーより高く２強い変形を生じたり穴があくよりも
低い範囲である。結晶化するのに適当なレーザパワーの
範囲は、結晶化が起こる程度に高く、非晶質化が起こる
より低い範囲で選ばれる。光デイスクドライブ（記録・再生装置）における記録は
次のようにして行った。ディスクを１８０Ｏｒｐｍで回転させ、半導体レーザ（
波長８３０　ｎ　ｍ）の光を記録が行われないレベル（
約１ｍＷ）に保って、記録ヘッド中のレンズで集光して
基板を通して一方の記録膜に照射し２反射光を検出する
ことによって、トラッキング用の溝と溝の中間に光スポ
ットの中心が常に一致するようにヘッドを能動した。こ
うすることによって溝から発生するノイズの影響を避け
ることができる。このようにトラッキングを行いながら、さらに記録膜上
に焦点が来るように自動焦点合わせを行い、記録を行う
部分では、レーザパワーを中間パワーレベル１１ｍ、Ｗ
と高いパワーレベル１８ｍＷとの間で第２図に示したよ
うに変化させることにより記録を行った。ここで、高いパワーレベルと中間パワーレベルとのパワ
ーの比は１：０．４〜ｉ：ｏ、ｓの範囲が特に好ましい
、また、この他に短時間ずつ他のパワーレベルにしても
よい。記録された部分の非晶質に近い部分を記録点と考
える。記録を行う部分を通り過ぎれば、レーザパワーを１ｍＷ
に下げてトラッキング及び自動焦点合わせを続けた。な
お、記録中もトラッキング及び自動焦点合わせは継続さ
れる。このような記録方法は、既に記録されている部分
に対して行っても記録されていた情報が新たに記録した
情報に書き換えられる。すなわち単一の円形光スポット
によるオーバーライドが可能である。このようにオーバ
ーライドができるのが２本実施例で述べる本発明の記録
膜材料の特長である。しかし、記録書き換え時の最初の１回転または複数回転
で、上記のレーザパワー変調の高い方のパワーである１
８ｍＷに近いパワー、たとえば１６ｍＷの連続光を照射
して一旦消去した後２次の１回転で１１ｍＷと１８ｍＷ
の間で情報信号に従ってパワー変調したレーザ光を照射
して記録すれば、前に書かれていた情報の消え残りが少
なく。高い搬送波対雑音比が得られる。この場合に最初に照射
する連続光のパワーは、上記の高いパワーレベルを１と
したとき０．６〜０．８の範囲で良好な書き換えが行え
た。この方法は本発明の記録膜ばかりでなく他の記録膜
にも有効である。記録・消去は１０’回以上繰返し可能であった。記録膜の上下に形成するＺｎＳ層を省略した場合は、数
回の記録・消去で多少の雑音増加が起こった。読み出しは次のようにして行った。ディスクを１８００ｒＰｍで回転させ、記録時と同じよ
うにトラッキングと自動焦点合わせを行いながら、記録
及び消去が行われない低パワーの半導体レーザ光で反射
光の強弱を検出し、情報を再生した０本実施例では約１
００ｍＶの信号出力が得られた。本発明の記録膜材料は単一の円形光スポットによるオー
バーライドが可能であるが、これらの記録膜に、−旦消
去した後記録を行うか、あるいは重ね書きによって記録
書き換えを行う場合、同じ記録トラックに前に書かれて
いた信号を完全に消去することはできず、消え残りが発
生する。消え残りは、非晶質あるいはそれに近い状態の
領域近くには少なく、結晶、あるいはそれに近い状態の
領域近くに多い、そこで、結晶、あるいはそれに近い状
態の領域近くからの再生信号レベルを一定レベルに揃え
ることによって、消え残りの影響を低減することができ
た。また、このような消え残りはトラックの周辺部だけに存
在し、相変化は屈折率変化を伴うので。トラックに直角方向に配置した複数のディテクターのそ
れぞれへ入射する消え残り信号成分には差がある。一方
、新たに記録した信号はトラックの左右への非対称性が
少ない、そこで、トラックの片側のディテクターとその
反対側のディテクターの信号の差を取り２倍数２をかけ
てこれらの信号の和から差し引くことによって、消え残
り成分を小さくすることができる。これらの方法は９本
実施例の材料に限らず、相変化などの原子配列変化によ
って記録する他の材料に適用しても消え残り抑制に有効
である。本実施例の記録膜は耐酸化性が優れており、ＺｎＳ保護
膜を形成しないものを６０℃相対湿度９５％の条件下に
置いてもほとんど酸化されなかった。上記の５ｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系記録膜において、他の元素の
相対的比率を一定に保って、Ｔｅ含有量を変化させたと
き、結晶化温度は第１表のように変化した。他の元素の相対的比率を一定に保って、Ｓｂ含第１表第２表有量を変化させたとき、結晶化温度は第２表のように変
化した。他の元素の相対的比率を一定に保って、Ｓｎ含有量を変
化させたとき、記録に必要なレーザ光のパワー及び消去
の必要照射時間は第３表のように変化した。晶化温度は第４表のように変化した。５ｎ−８ｂ−Ｔｅａ元相図のＳ　ｂ、Ｔ　ｅ、と５ｎＴ
ｅを結ぶ直線上で組成を変化させたとき、消去の必要照
射時間及び一定速度で昇温した場合の結他の元素の相対
的比率を一定に保って、ＴＱ添加量を変化させたとき、
結晶化温度は次の第５表のように変化した。Ｔｎが上記添加量より多いと、６０℃９５％中における
透過率２０％上昇までの時間が短い。他の元素の相対的比率を一定に保って。Ｃｏ添加量を変化させたとき、一定速度で昇温した場合
の結晶化温度及び消去の必要照射時間は次の第６表のよ
うに変化した。第５表第６表他の元素の相対的比率を一定に保って、ＴＲ及びＣｏを
同時に添加することによって信号変調度が大きくなる効
果が有る。この他、他の元素の相対的比率を一定に保ったＧｄなど
の希土類元素の１０％以下の添加によって結晶化温度が
上昇する効果が有る。７％以下が好ましい。５％以下が
特に好ましい。ＭＤで表される他の元素も添加によって若干の感度向上
、耐酸化性向上などの効果が有る。中間層の膜厚は中間層の屈折率をＮとしたとき。６０　／　Ｎ　ｎ　ｍ以上１６０／Ｎｎｍ以下の範囲が
消去比が大きいという点で好ましい。膜厚は薄い領域の
方がレーザ照射後の冷却速度が大きく、非晶質化が確実
に行える。ただし、３ｎｍ以上６００ｎｍ以下の範囲で
も、記録・再生は可能である。Ｓｎの一部または全部を置換してＢｉ、Ｐｂ。Ｇａ、Ａｕ及びＩｎのうち少なくとも一元素を添加して
もよく似た特性かえられる。このうち、Ｐｂ、Ｇａおよ
びＩｎは耐酸化性をやや低下させた。ただしＩｎは記録消去特性がややすぐれていた。Ａｕは、記録感度を低下させたが耐酸化性は向上させた
。５ｎｔｉ−Ａｕで置換したＡ　ｔｉｔ４−ｉｓｂｚ□
ｓＴｅ、、、について、他の元素の比率を一定に保って
、Ｔｅ含有量を変化させたとき、記録に必要なレーザパ
ワーは次の第７表の様に変化した。第７表Ｓｎの一部または全部をＢｉで置換し、ＺｎＳの層をす
べてＳ　ｂ、Ｓ　ｅ、層にすると、Ｂｉの、隣接する層
中への拡散が起こって、高い記録感度と。記録パワ一対再生信号強度曲線の鋭い立ち上がり特性が
得られたが、書き換えの繰り返しによる特性変化は大き
くなった。ＴＲの一部または全部を置換してハロゲン元素。アルカリ金属元素のうちの少なくとも一元素を添加して
もよく似た特性かえられる。ＴＱについで好ましいハロ
ゲン元素Ｆ、Ｃｆｌ、Ｂｒ、Ｉのうちでは、Ｉが特に好
ましく、ついでＣＱが好ましい。アルカリ金属元素、Ｌｉ、Ｎａ、に、Ｒｂ、Ｃｓのうち
ではＮａが特に好ましく、ついでＫが好ましい。Ｃｏの一部または全部を置換してＣｕ　ｔ　Ａ　ｇ　ｔ
Ｓｃ、Ｙ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｍｎ。Ｆｅ、Ｒｕ、Ｔｉ、Ｒｈ、Ｔａ、Ｗ、Ｉ　ｒ及びＩｎの
うちのの少なくとも一元素を添加してもよく似た特性が
得られる。これらのうち、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｚｒ
及びＩｎのうちのの少なくとも一元素は、蒸着が容易で
あるという点で好ましい。保護膜、中間層のうちの少なくとも一部に用いているＺ
ｎＳの代わりにＳｉｎ、、Ｓｉｎ、Ｙ、０、やＴ　ａ　
Ｎ、　Ａ　ｎ　Ｎｐ　Ｓ　ｉ３Ｎ４などの酸化物や窒化
物、ｓｂ、ｓ、などの硫化物ｔ　Ｓ　ｎ　Ｓ　ｅ　ｚ　
ｙ　Ｓ　ｂＳｅ、などのセレン化物、ＣｅＦ、などの弗
化物。または非晶質Ｓｉ、ＴｉＢ、、Ｂ１０．ＢＣなど。あるいは上記のすべての材料のそれぞれに近い組成のも
のを用いてもよい。これらの積層膜（２層以上）も保護
強度を上げるのに有効である。例えば記録膜から遠い側
に厚さ３００ｎｍのＳｉｎ。層、記録膜に近い側に厚さ１１０ｎｍのＺｎ５ＪＩを配
置した２層構造は書き換えによる特性変化が少なく、良
好であった。反射層として、Ａｕの一部または全部を置換してＡｇ、
Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ａｎ、Ｃｏ、Ｃｒ。Ｔｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏなどを用いてもよく
似た特性が得られた。基板として、紫外線硬化樹脂層を表面に形成した化学強
化ガラスの代わりに９表面に直接トラッキングガイドな
どの凹凸を形成したポリカーボネート、ポリオレフィン
、エポキシ、アクリル樹脂などを用いてもよい。〔実施例２〕２つのタングステンよりなる電極層間にＳｎ１゜ｓｂ□
Ｔ　８ｇｏの組成で厚さ４００ｎｍの記録膜を設けた電
気的メモリ素子を形成した。大電流パルスで高抵抗状態
に、小電流パルスで低抵抗状態にすることが可能であっ
た。

【発明の効果】

以上説明したように１本発明によれば、記録・再生特性
がよく、かつ長期間安定な情報の記録用部材を得ること
ができる。記録の書き換えも多数回可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における記録用部材の構造を
示す断面図、第２図は一本発明の実施例におけるオーバ
ーライド用記録レーザの波形図である。符号の説明王、１′・・・基板、　　２，２’・・・Ｓｉｎ、層。３．３’−ＺｎＳ層、　　４，４’−・・記録膜。５．５′・・・　ＺｎＳ層、６．６　’−Ａｕ反射層。

Claims

【特許請求の範囲】１、基板上に直接もしくは無機物及び有機物のうち少な
くとも一者からなる保護層を介して形成された記録用エ
ネルギーの照射を受けて原子配列変化を生ずる情報記録
用薄膜において、上記情報記録用薄膜はその膜厚方向の
平均組成が一般式Ｓｂ＿ｘＴｅ＿ｙＭＡ＿ｚＭＢ＿ｐＭＣ＿ｑＭＤ＿ｒ（
ただし、ｘ、ｙ、ｚ、ｐ、ｑ及びｒは原子パーセントで
それぞれ５≦ｘ≦７０２０≦ｙ≦８５３≦ｚ≦３００≦ｐ≦２００≦ｑ≦３００≦ｒ≦１０の範囲の値であり、ＭＡはＳｎ、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｇａ、Ａ
ｕ及びＩｎのうちの少なくとも一元素、ＭＢはＴｌ、ハ
ロゲン元素及びアルカリ金属のうちの少なくとも一元素
、ＭＣはＡｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｔａ、Ｗ、Ｉｒ、Ｓｃ、Ｙ
、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｒ
ｕ、Ｃｏ、Ｒｈ及びＮｉのうち少なくとも一元素、ＭＤ
はＳｂ、Ｔｅ、ＭＡ、ＭＢ、ＭＣで表される元素以外の
元素）で表されることを特徴とする情報記録用薄膜。２、基板上に直接もしくは無機物及び有機物のうち少な
くとも一者からなる保護層を介して形成された一般式Ｓｂ＿ｘＴｅ＿ｙＭＡ＿ｚＭＢ＿ｒＭＣ＿ｑＭＤ＿ｒ（
ただし、ｘ、ｙ、２、ｐ、ｑ及びｒは原子パーセントで
それぞれ５≦ｘ≦７０２０≦ｙ≦８５３≦ｚ≦３００≦ｐ≦２００≦ｑ≦３００≦ｒ≦１０の範囲の値であり、ＭＡはＳｎ、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｇａ、Ａ
ｕ及びＩｎのうちの少なくとも一元素、ＭＢはＴｌ、ハ
ロゲン元素及びアルカリ金属のうちの少なくとも一元素
、ＭＣはＡｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｔａ、Ｗ、Ｉｒ、Ｓｃ、Ｙ
、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｒ
ｕ、Ｃｏ、Ｒｈ及びＮｉのうち少なくとも一元素、ＭＤ
はＳｂ、Ｔｅ、ＭＡ、ＭＢ、ＭＣで表される元素以外の
元素）で表される情報記録用薄膜に記録用エネルギーを与え、
該薄膜の照射部の原子配列を変化させる工程及び上記薄
膜から、上記原子配列の変化を読み出す過程よりなるこ
とを特徴とする情報の記録再生方法。３、上記記録用エネルギーがレーザービームによって与
えられる特許請求の範囲第２項記載の情報の記録再生方
法。