JPH04119886A - 光記録媒体と光記録媒体の製造方法 - 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 本発明はレーザービーム等により、情報を高密嵐　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Ｉｔ　　ＴｅとＴｅｎｔを主
成分とするＴｅ０ｘ（０＜　ｘ＜　２．　Ｏ）薄膜を用
いた追記型のディスクがあム　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ム　この消去
ディスクはレーザ光により記録薄膜を加熱上　溶融し　
急冷することにより、非晶質化して情報を記録し　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Ｇｅ１５Ｔｅ８１Ｓ
ｂ２Ｓ２等が知られてい４　ま７’Ｑ　　Ａ　ｓ　２　
Ｓ　３やＡｓ２Ｓｅ３あるいはＢｂ２Ｓｅ３等カルコゲ
ン元素と周期律表第Ｖ族あるいはＧｅ等の第■族元素等
の組み合せからなる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
し　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（よ　あらかじめ記録薄膜を結晶化させて
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（よ　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る。

またこの変調バイアスパワーレーザ光照射部位は　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ム　このため記録薄膜の下
面および上面に　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層として設けているのが一般的で
ある。

これらの誘電体層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収　誘電体層の材質
あるいは層構成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
バライド記録媒体における課題（主記録・消去の繰り返
し特性と消去特性である。記録・消去の繰り返し特性に
ついて（よ　記録・消去の加肱　冷却の多数回の繰り返
しによるディスク基板あるいは誘電体層の熱的な損傷に
よるノイズの増大、また損傷は無くて杖　記録・消去の
繰り返しに伴う加肱　冷却の繰り返しによる誘電体層の
脈動によって、記録薄膜材料がディスク回転方向の案内
溝に沿って移動する橡　記録・消去の繰り返し特性の劣
化が課題であっな　消去特性についてはＴｅを含む非晶
質膜１′！、その融点は代表的なもので４００℃〜９０
０℃と広い温度範囲にあも　これらの記録薄膜にレーザ
光を照射し　昇温徐冷することにより結晶化が行えも　
この温度は一般的に融点より低い結晶化温度領域である
。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、このマークは記録薄膜が
溶融し急冷されて形成されるものであるか仮　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
向止すも　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ず４　次に結晶化消去に際し
て（ミ　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。この消去の時、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
特性が向上する力丈　記録マークの非昇質状態が不均一
な場合は　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た　本発明の目的は記録消
去特性に優れ　記録・消去の繰り返し特性の安定な光デ
ィスクを提供することであａ 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１の誘電体層レーザ光
の照射により、そのエネルギーを吸収して昇温、　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Ｔｅ、　Ｇｅ、
　Ｓｂからなる記録膜と第２の誘電体層と反射層とを順
次形成した光記録媒体であって前記Ｔｅ、　Ｇｅ、　Ｓ
ｂからなる記録膜に窒素を、ＺｎＳ−ＳｉＯ２からなる
第１、第２の誘電体層に酸素を含ませるものであ４ 作用 すなわちにＴｅ、　Ｇｅ、　Ｓｂからなる記録膜に窒素
を含ませることにより配電　再生　消去の繰り返しに伴
う加肱　冷却の繰り返しにより記録膜材料が脈動して案
内溝に沿って移動する現象を抑制することができム　ま
Ｌ　　ＺｎＳ−８ｉＯ２の混合体からなる第１、第２の
誘電体層に酸素を含ませたことにより、遊離したＺｎ、
Ｓｉの少ないち密な膜となり機械的強度も強くなり配電
　再生　消去の繰り返しに伴う加鰍　冷却も繰り返しに
伴う熱衝撃にも強くなるものであり、記録・消去の繰り
返し特性を向上することができるものであも　また透明
基板の一方の面に第一の誘電体層と、記録薄膜層と、第
二の誘電体層と、反射層とを順次形成し　第二の誘電体
層の膜　＊を第一の誘電体層の膜厚より薄くすることに
よって、熱拡散層である反射層と記録薄膜層を近づける
ことになり、記録薄膜層が急冷されるものであるから記
録マークが均一な非晶質状態となって、記録マークが不
均一な場合に生じる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、消去特性を向上させることが出
来るものである。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明す４　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１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
基板であってもよへ　２、４は第１、第２の誘電体層で
ＺｎＳ−ＳｉＯ２の混合膜に酸素を含ませた薄膜であム
　ＺｎＳ−８ｉＯ２の組成比はＳ　ｉｏｇの含有量が２
０ｍｏ　１％であり、膜厚は第１の誘電体層が約１５０
ｎｍ、第２の誘電体層の膜厚は約２０ｎｍであム　３は
Ｔｅ、ＧｅＸＳｂからなる材料に窒素を含ませた記録膜
で、膜厚は約２０ｎｍである。

５はＡ１合金からなる反射層で膜厚は約１２０ｎｍであ
る。

６は保護板で接着剤７によってディスク基板ｌに貼り合
わせていも　ここで６は保護板に限定するものでなく、
もう一方の４層の膜の付いたディスクであってもよ１．
％　　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ム　こ
の誘電体層　記録薄膜層　反射層の形成方法として（よ
　−船釣には真空蒸着あるいはスパッタ法が用いられる
。本実施例では記録膜の形成方法としてアルゴンガスと
窒素の混合ガスを用いたスパッタ法で、また誘電体層の
形成方法としてはアルゴンガスと酸素の混合ガスを用い
たスパッタ法を用いている。この昧　窒素分圧　酸素分
圧が特性あるいは膜質を決定する上で重要であム　記録
膜の場合スパッタ時の窒素分圧は２　Ｘ　１０−’〜８
　ｘ　１０−５Ｔｏｒｒの範囲が適当であム　この理由
は窒素分圧を２　Ｘ　１０−５Ｔｏｒｒよりも小さくす
るとＴｅ、ＧｅＸＳｂからなる記録膜に含まれる窒素が
少な（なり、記録膜３の材料が脈動して案内溝に沿って
移動する現象を阻止する効果が小さくなム　逆に８　Ｘ
　１０−５Ｔｏｒｒよりも窒素分圧を大きくすると記録
膜の屈折率瓶　光学的な特性の変イし　　あるいは結晶
化速度、非晶質化速度等　記録消去にかかわる基本的な
特性が変化してしまう。

したがって窒素分圧は２　Ｘ　１０−’〜８　Ｘ　１０
−５Ｔｏｒｒの範囲が適当である。次に酸素分圧はｌＸ
ｌ０−’〜５ｘ　１０−５Ｔｏｒｒの範囲が適当である
。この理由は１×５−５Ｔｏｒｒよりも小さくすると、
ＺｎＳ−ＳｉＯ２の混合膜から遊離したＺｎやＳｉ等と
の結合する割合が少なくち密な膜にならず機械的強度が
弱しも　逆に５×１０−５Ｔｏｒｒよりも大きくすると
必要以上？ζ　すなわち遊離したＺｎやＳｉ等と結合し
た酸素以外にも余分な酸素が膜中に取り込まれ　その酸
素が記録消去を繰り返すときに記録膜と反応して記録消
去特法多サイクル特性を劣化させも　従って誘電体層の
酸素分圧はＩ　Ｘ　１０−’から５　ｘ　１０−５Ｔｏ
ｒｒの範囲が適当である。第１、第２の誘電体層２、４
のＺｎＳ−ＳｉＯ２混合膜はＳｉＯ２の比率を２０ｍｏ
ｆｆｉ％にしているがこれに限定するものではな賎　し
かしながらＳｉＯ２の比率を５ｍｏｆｆｉ％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、
５０ｍｏｆｆｉ％以上にすると、５ｉＯａ膜の性質が大
きくなるものであるか敬Ｓｉｇｈの比率は５〜４０ｍｏ
１２％の範囲にするのが適当であっ九　さらに第２の誘
電体層４の膜厚を約２０ｎｍと薄くしている力（これに
よって熱拡散層となる反射層５と記録薄膜層３が近くな
り、記録・消去時の記録薄膜層３の熱が急速に反射層５
に伝達されることになって、記録薄膜層３を急冷する上
で効果があるものである。本実施例のディスク構成で、
外径１３０ｍａ　　１８００ｒｐｍ回転　線速度８　ｍ
／ｓｅｅで、ｆｌ＝３．４３ＭＨｚの信号ｆ２＝１．２
５ＭＨｚの信号のオーバーライド特性を測定し九　オー
バーライド（よ　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１５ｍＷ、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ｉｔ　　５５ｄＢ以上
が得られ　消去特性として、オーバーライド消去率３０
ｄＢ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（友　特にピットエラーレイトの特性を測定した
結Ｒ１００００００サイクル以上劣化が見られなかっ九 発明の効果 以上　Ｔｅ、Ｇｅ、Ｓｂからなる記録膜に窒素を含ませ
ることにより、記録消去の繰り返しに伴い記録膜材料が
案内溝に沿って移動する現象を抑制Ｌ　またＺｎＳ　５
ｉＯｚからなる誘電体層に酸素を含ませることにより遊
離したＺｎやＳｉの少なＬＸ　　ち密な膜となり機械的
強度が向上し　これによって記録消去の繰り返し特性を
向上することが出来る。また　記録薄膜と反射層の間の
誘電体層を薄くした急冷構成にすることによって、熱衝
撃の低減による繰り返し特性の向上　記録マークの均一
化による消去特性の向上をはかることができるものであ
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光記録媒体の一部省
略断面図であ４ １・・・・ディスク基板　２・・・・第１の誘電体層３
・・・・記録薄膜層　４・・・・第２の誘電体＃　５・
・・・反射層 代理人の氏名　弁理士　小鍜治　明　ほか２名菓 図

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）透明基板の一方の面に第一の誘電体層と、レーザ
   光の照射により、そのエネルギーを吸収して昇温、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層と、第
   二の誘電体層と、反射層とを順次形成した光記録媒体で
   あって、前記録薄膜がＴｅ、Ｇｅ、Ｓｂからなる材料に
   窒素を、ＺｎＳ−ＳｉＯ＿２の混合体からなる誘電体材
   料に酸素を含ませることを特徴とする光記録媒体。
2. （２）Ｔｅ−Ｇｅ−Ｓｂからなる混合体に窒素を含ませ
   てなる記録膜をアルゴンと窒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の製造方
   法。
3. （３）記録膜を形成する時の窒素分圧を２×１０＾−＾
   ５〜８×１０＾−＾５Ｔｏｒｒの範囲にすることを特徴
   とする請求項１または２記載の光記録媒体の製造方法。
4. （４）ＺｎＳ−ＳｉＯ＿２からなる混合体に酸素を含ま
   せてなる誘電体層の成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
   体の製造方法。
5. （５）第１、第２の誘電体層を形成する時の酸素分圧１
   ×１０＾−＾５〜５×１０＾−＾４Ｔｏｒｒの範囲にす
   ることを特徴とする請求項１、４記載の光記録媒体の製
   造方法。
6. （６）透明基板上に酸素を含ませた第１の誘電体層、Ｔ
   ｅ、Ｇｅ、Ｓｂからなる混合体に窒素を含ませた材料か
   らなる記録膜と酸素を含ませた第２の誘電体層、反射層
   とを順次形成した光記録媒体。
7. （７）透明基板上に酸素を含ませた第１の誘電体層と、
   Ｔｅ、Ｇｅ、Ｓｂからなる混合体に窒素を含ませた材料
   からなる記録膜と、酸素を含ませた第２の誘電体層と反
   射層とを備え、第２の誘電体層を第１の誘電体層よりも
   薄くし、第２の誘電体層の膜厚を３０ｎｍ以下にした請
   求項６記載の光記録媒体。
8. （８）第１、第２の誘電体層の材料をＺｎＳ−ＳｉＯ＿
   ２の混合体とし、ＳｉＯ＿２比が５〜４０ｍｏｌ％とし
   た請求項６記載の光記録媒体。