JPH04316887A - Optical recording medium and sputtering target, and manufacture thereof - Google Patents
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Landscapes
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Abstract
Description
【０００１】0001
【産業上の利用分野】本発明はレーザービーム等により
、情報を高密度、大容量で記録・再生・消去できる光記
録媒体と、その製造に供するスパッタリングターゲット
、並びにそれらの製造方法に関するものである。[Field of Industrial Application] The present invention relates to an optical recording medium on which information can be recorded, reproduced, and erased with high density and large capacity using a laser beam or the like, a sputtering target for manufacturing the same, and a method for manufacturing the same. .
【０００２】0002
【従来の技術】光記録媒体としての光ディスクは、使用
する記録薄膜に応じて追記型ディスクと、書換型ディス
クとに分類される。追記型ディスクは記録再生が可能で
あるが、一度データを書き込むと消去するこができず、
再度データを書き込むことはできない。これに対し、書
換型ディスクは同一のデータ領域に何度もデータを書き
換えることが可能である。2. Description of the Related Art Optical discs as optical recording media are classified into write-once discs and rewritable discs depending on the recording thin film used. Write-once discs can be recorded and played back, but once data is written on them, they cannot be erased.
Data cannot be written again. On the other hand, rewritable discs allow data to be rewritten in the same data area many times.
【０００３】追記型ディスクは、レーザー光の照射によ
って記録薄膜にデータを記録し、記録薄膜からの反射光
量の変化をフォトダイオードによって検出することによ
りデータを再生するものである。ここで使用される記録
薄膜は、Ｔｅと、ＴｅＯ２ を主成分とするＴｅＯｘ
（０＜ｘ＜２．０）成分とからなる薄膜であり、レーザ
ー光の照射によって膜温度が上昇することにより、その
状態が非晶状態（アモルファス状態）から結晶状態に変
化するものである。この現象を利用してデータの記録が
行われる。一方この記録薄膜は、結晶状態からアモルフ
ァス状態へ変化することはできない。従って、追記型デ
ィスクでは記録再生は可能であるが、書換を行うことは
できない。[0003] A write-once disc records data on a recording thin film by irradiating it with laser light, and reproduces the data by detecting a change in the amount of light reflected from the recording thin film using a photodiode. The recording thin film used here consists of Te and TeOx whose main components are TeO2.
(0<x<2.0), and its state changes from an amorphous state to a crystalline state as the film temperature increases by irradiation with laser light. Data is recorded using this phenomenon. On the other hand, this recording thin film cannot change from a crystalline state to an amorphous state. Therefore, although recording and reproduction are possible on write-once discs, rewriting is not possible.
【０００４】書換型ディスクとしては、光磁気記録ディ
スクと相変化記録ディスクが主流である。光磁気記録デ
ィスクにおいては、記録薄膜として希土類遷移金属から
なる非晶質合金膜（アモルファス合金膜）である磁性薄
膜が用いられる。ここに、磁性薄膜ではレーザ光が照射
された部分において膜温度が上昇し、保磁力が減少する
。このため、かかる磁性薄膜に弱い外部磁界を与えた場
合、その部分が磁化反転を起こし、スポット状の磁区と
なって保持される。従って、この現象を利用することに
よってデータの記録が行われている。また再生にあたっ
ては、磁化の向きによりレーザー光の偏光面が回転する
ため、かかる現象を利用し、記録時よりは弱いパワーの
レーザー光を磁性薄膜に照射し、レーザー光の偏光面の
変化状態を検出することにより行われている。なお、レ
ーザー光における偏光面の変化状態については、検光子
（直線偏光板）と呼ばれる偏光面回転を光強度の変化に
替える素子を用いることによって検出される。一方、磁
化反転した上記スポット状磁区については、強い磁界を
与えることによって元の状態に戻すことができるため、
書換が可能となる。The main types of rewritable disks are magneto-optical recording disks and phase change recording disks. In magneto-optical recording disks, a magnetic thin film that is an amorphous alloy film made of rare earth transition metals is used as the recording thin film. Here, in the magnetic thin film, the film temperature increases in the portion irradiated with the laser beam, and the coercive force decreases. Therefore, when a weak external magnetic field is applied to such a magnetic thin film, the magnetization of that portion is reversed and retained as a spot-like magnetic domain. Therefore, data is recorded by utilizing this phenomenon. In addition, during playback, the polarization plane of the laser beam rotates depending on the direction of magnetization, so by utilizing this phenomenon, the magnetic thin film is irradiated with a laser beam of weaker power than during recording, and the state of change in the polarization plane of the laser beam is detected. This is done by detecting. Note that the state of change in the polarization plane of laser light is detected by using an element called an analyzer (linear polarizing plate) that converts the rotation of the polarization plane into a change in light intensity. On the other hand, the spot-like magnetic domains whose magnetization has been reversed can be returned to their original state by applying a strong magnetic field.
Rewriting becomes possible.
【０００５】相変化記録ディスクにおいては、予め結晶
状態に初期化された記録薄膜に対してレーザー光を照射
し、その融点以上に加熱・融解した後、急冷してアモル
ファス状態となし、データをマークとして記録する一方
、このアモルファス状態にある記録薄膜をそのガラス転
移点（融点よりは低い）以上の結晶化し易い温度に加熱
した後、所定の時間を保つことによって結晶化させ、デ
ータの消去が行われる。なお、再生にあたっては、上記
追記型ディスクと同様に、記録薄膜からの 反射光量
の変化をフォトダイオードで検出して行われる。従って
、相変化記録ディスクにおいては、記録再生及び書換が
可能となっている。また、この場合の記録薄膜としては
、Ｓ．Ｒ．オブシンスキー氏等が提案したＧｅ１５Ｔｅ
８１Ｓｂ２ Ｓ２ 等カルコゲン材料や、Ａｓ２ Ｓ３
、Ａｓ２ Ｓｅ３ 或いはＳｂ２ Ｓｅ３ 等カルコ
ゲン元素と周期律表第Ｖ族若しくは第ＩＶ族の元素等の
組合せからなる薄膜が広く知られている。In phase change recording disks, a recording thin film that has been initialized to a crystalline state is irradiated with a laser beam, heated above its melting point, melted, and then rapidly cooled to an amorphous state to mark data. On the other hand, data is erased by heating this amorphous recording thin film to a temperature above its glass transition point (lower than its melting point) at which it easily crystallizes, and then keeping it for a predetermined period of time to crystallize it. be exposed. Note that reproduction is performed by detecting changes in the amount of light reflected from the recording thin film using a photodiode, similar to the write-once disc described above. Therefore, recording, reproduction, and rewriting are possible on the phase change recording disk. In addition, as the recording thin film in this case, S. R. Ge15Te proposed by Ovshinsky et al.
Chalcogen materials such as 81Sb2 S2 and As2 S3
, As2 Se3 or Sb2 Se3, etc., and thin films made of a combination of a chalcogen element such as a group V or group IV element of the periodic table are widely known.
【０００６】図２は相変化記録方式をとる従来の書換型
光記録媒体の構成を示す縦断面図である。この書換型光
記録媒体は、全体形状が中心穴１８を有する薄い円盤形
状をなし、図で示すようにその縦断面は多層構造を形成
している。また、この書換型記録媒体は矢印Ｂで示す方
向よりレーザー光の照射を受けるものである。その多層
構造については図中矢印Ａで示す方向に、下方より透明
樹脂材料からなる基板１１、誘電体からなる第１の保護
層１２、記録薄膜からなる記録層１３、誘電体からなる
第２の保護層１４、金属薄膜からなる反射層１５、接着
剤層１６、保護板１７とが積層状態に形成されている。
ここで記録層１３として、例えばＴｅ−Ｇｅ−Ｓｂ合金
薄膜を用いた場合には、その結晶化速度が速いため、単
一のレーザー光を強度変調して照射するだけで非晶質化
及び結晶化を短時間で実行することが可能である。従っ
て、このような書換型光記録媒体を使用すれば、単一の
レーザー光による情報の書換（一般にオーバライトと呼
ばれる）を簡単に実施することが可能となる。FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the structure of a conventional rewritable optical recording medium that uses a phase change recording method. This rewritable optical recording medium has a thin disk-like overall shape with a center hole 18, and as shown in the figure, its longitudinal section forms a multilayer structure. Further, this rewritable recording medium is irradiated with laser light from the direction shown by arrow B. Regarding the multilayer structure, in the direction shown by arrow A in the figure, from below, a substrate 11 made of a transparent resin material, a first protective layer 12 made of a dielectric, a recording layer 13 made of a recording thin film, and a second layer made of a dielectric. A protective layer 14, a reflective layer 15 made of a metal thin film, an adhesive layer 16, and a protective plate 17 are formed in a laminated state. Here, when a Te-Ge-Sb alloy thin film is used as the recording layer 13, for example, the crystallization speed is fast. It is possible to perform the conversion in a short time. Therefore, by using such a rewritable optical recording medium, it becomes possible to easily rewrite information using a single laser beam (generally called overwriting).
【０００７】また、上述した記録薄膜の形成については
、真空蒸着法或いはスパッタリング法により行われる。
真空蒸着法では、１０−４Ｔｏｒｒ以下に真空槽内を排
気して、その中で材料を加熱して蒸発させ、それを基板
上に堆積させて薄膜を形成する。これに対しスパッタリ
ング法では、蒸発源となる陰極（これをスパッタリング
ターゲットと呼ぶ）にプラス荷電の粒子をぶつけて、こ
の陰極から原子をはじき出させ、かかる原子を基板上に
堆積させて薄膜形成を行う。[0007] Furthermore, the formation of the recording thin film described above is carried out by a vacuum evaporation method or a sputtering method. In the vacuum evaporation method, the inside of the vacuum chamber is evacuated to 10<-4 >Torr or less, the material is heated and evaporated in the vacuum chamber, and the material is deposited on a substrate to form a thin film. On the other hand, in the sputtering method, positively charged particles are bombarded with a cathode that serves as an evaporation source (this is called a sputtering target), atoms are ejected from the cathode, and the atoms are deposited on a substrate to form a thin film. .
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】ところで、相変化記録
方式による書換型ディスクを使用する場合には、記録・
消去が繰り返し行われるため、記録薄膜における相変化
回数が極めて多くなり、情報読取りに必要な信号品質が
変動するという不具合が発生する。これは、レーザー光
によって記録薄膜が４００℃以上に急速に加熱され、し
かる後急速に冷却されるという厳しい熱的操作が繰り返
されることにより、記録薄膜自身の熱損傷、更には該記
録薄膜の上下面に接する保護層或いは基板においても熱
損傷を引き起こす結果となるからである。[Problems to be Solved by the Invention] By the way, when using a rewritable disk based on the phase change recording method, recording and
Since erasing is repeated, the number of phase changes in the recording thin film becomes extremely large, resulting in a problem that the signal quality necessary for reading information fluctuates. This is due to repeated severe thermal operations in which the recording thin film is rapidly heated to over 400°C by laser light and then rapidly cooled, resulting in thermal damage to the recording thin film itself and even damage to the recording thin film itself. This is because thermal damage may also occur in the protective layer or substrate that is in contact with the lower surface.
【０００９】特に記録薄膜の熱損傷に注目してみると、
その構成組成によっては組成成分の局在化現象を招き、
所謂「偏折」が発生する場合もある。このような偏折の
発生は、記録薄膜における相変化、即ち、非晶質状態と
結晶状態の相互間における可逆変化において、相分離を
生じさせることとなり、このことが原因して情報読取り
における信号品質の劣化（ノイズの増大として現れる）
を招いてしまうのである。Particularly focusing on thermal damage to the recording thin film,
Depending on the composition, localization of the composition may occur,
So-called "biasing" may also occur. The occurrence of such polarization causes phase separation during the phase change in the recording thin film, that is, the reversible change between the amorphous state and the crystalline state, and this causes the signal during information reading to occur. Deterioration of quality (manifested as increased noise)
It invites.
【００１０】そこで、記録・消去の繰り返しによる信号
品質の変動、劣化を防止するため、従来より記録薄膜材
料としてＧｅＴｅ−Ｓｂ２ Ｔｅ３−Ｓｂからなる固溶
体が用いられ、その組成中のＳｂの量を調整するという
組成面での対策がとられていた。この対策によれば、記
録・消去を１０５回以上繰り返しても比較的安定な信号
を得ることができる。[0010] Therefore, in order to prevent fluctuations and deterioration of signal quality due to repeated recording and erasing, a solid solution consisting of GeTe-Sb2 Te3-Sb has conventionally been used as a recording thin film material, and the amount of Sb in the composition has been adjusted. Compositional measures were taken to do so. According to this measure, a relatively stable signal can be obtained even if recording and erasing are repeated 105 times or more.
【００１１】しかしながら記録・消去を更に１０６ 回
以上繰り返した場合には、やはり記録薄膜等における熱
損傷を避けることができない。特に、記録薄膜を挟む両
保護層が熱膨張・収縮することにより、記録薄膜が脈動
する現象が発生するようになる。相変化記録ディスクの
場合においては、かかる脈動現象に従いディスク回転方
向の案内溝（レーザー光スポットが常にディスク上の一
定位置を維持できるようにするために設けられた溝）に
沿って記録薄膜が移動するといった不具合が発生する。
その結果、記録薄膜の膜厚にムラが生じることとなり、
結局のところ信号品質の変動、劣化を招いてしまうので
ある。However, if recording and erasing are repeated 106 times or more, thermal damage to the recording thin film cannot be avoided. In particular, thermal expansion and contraction of the protective layers sandwiching the recording thin film causes the recording thin film to pulsate. In the case of a phase change recording disk, the recording thin film moves along a guide groove (a groove provided to ensure that the laser beam spot always maintains a constant position on the disk) in the disk rotation direction in accordance with this pulsation phenomenon. Problems such as this may occur. As a result, unevenness occurs in the thickness of the recording thin film.
Ultimately, this results in fluctuations and deterioration of signal quality.
【００１２】一方、記録特性について考えた場合、記録
薄膜に対して高いパワーレベルのレーザー光を照射し、
記録薄膜をその融点以上に加熱して溶融させた後、急冷
してアモルファス状態となし、かかる状態下に記録マー
クを形成させるのであるが、例えばＴｅを含む記録薄膜
では、その融点が４００〜９００℃と広い温度領域をも
つ。従って、記録マークを短時間に形成させるには、記
録薄膜の冷却速度を速くさせる必要がある。この場合、
記録薄膜の冷却速度が速ければ、均一なアモルファス状
態が得られるので、記録マークから得る信号振幅を向上
させることができる。しかしながら、従来の記録薄膜で
は冷却速度が遅く、記録マークの中心部とその周辺部に
おいてアモルファス状態に差が生じ、信号振幅の低下を
招いてしまうという欠点がある。On the other hand, when considering recording characteristics, when a recording thin film is irradiated with a laser beam of a high power level,
After the recording thin film is heated above its melting point to melt it, it is rapidly cooled to an amorphous state, and recording marks are formed under such conditions. For example, a recording thin film containing Te has a melting point of 400 to 900. It has a wide temperature range of ℃. Therefore, in order to form recording marks in a short time, it is necessary to increase the cooling rate of the recording thin film. in this case,
If the cooling rate of the recording thin film is fast, a uniform amorphous state can be obtained, so that the signal amplitude obtained from the recording marks can be improved. However, the conventional recording thin film has a drawback in that the cooling rate is slow, resulting in a difference in amorphous state between the center of the recording mark and its periphery, resulting in a reduction in signal amplitude.
【００１３】また、消去特性について考えた場合、記録
薄膜のアモルファス状態下に形成された記録マークに対
してレーザー光を照射し、記録薄膜をその結晶化温度以
上（融点よりは低い温度領域にある）に加熱して結晶化
させ、記録マークを消去させるものであるから、消去の
ためにはかかる記録マークのアモルファス状態としては
均一状態である必要がある。均一状態であると、記録マ
ーク全体に対して均一消去が可能である。しかしながら
、従来の記録薄膜では形成した記録マークが不均一状態
であることが多く、消去にあたってその部分でのレーザ
ー光の反射率或いは吸収率にムラが発生することとなり
、結晶化状態が不均一となってしまう。従って、記録マ
ークの消去不良を引き起こすことになる。[0013] Also, when considering erasing characteristics, laser light is irradiated onto the recording marks formed in the amorphous state of the recording thin film, and the recording thin film is heated to a temperature range above its crystallization temperature (lower than its melting point). ) to crystallize and erase the recorded marks. Therefore, in order to erase the recorded marks, the amorphous state of the recorded marks must be uniform. In a uniform state, it is possible to uniformly erase the entire recording mark. However, in conventional recording thin films, the recorded marks formed are often non-uniform, and when erasing, the reflectance or absorption rate of the laser beam at that part becomes uneven, resulting in non-uniform crystallization. turn into. Therefore, this will cause a failure in erasing the recorded marks.
【００１４】本発明は、かかる現状に鑑みてなされたも
のであり、記録・消去特性が良好であり、品質の安定し
た光記録媒体と、その製造に供するスパッタリングター
ゲット並びにそれらの製造方法を提供することを目的と
する。The present invention has been made in view of the current situation, and provides an optical recording medium with good recording/erasing characteristics and stable quality, a sputtering target for manufacturing the same, and a manufacturing method thereof. The purpose is to
【００１５】[0015]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、第１発明は、レーザー光の照射によって融点以上に昇
温して溶融し、更に急冷することによって非晶質状態と
なる性質と、レーザー光の照射によって結晶化温度以上
に昇温し、更に徐冷することによって前記非晶質状態か
ら結晶化状態となる性質を有する記録薄膜を備えた光記
録媒体において、前記記録薄膜がＧｅとＴｅとＳｂとか
らなり、更に酸化ゲルマニウムを含有するとを特徴とし
ている。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the first invention has the property of melting by increasing the temperature above the melting point by irradiation with a laser beam, and becoming an amorphous state by further rapid cooling; In an optical recording medium having a recording thin film having a property of changing from the amorphous state to a crystallized state by being heated to a crystallization temperature or higher by irradiation with a laser beam and then slowly cooled, the recording thin film is made of Ge. It is characterized by being composed of Te and Sb, and further containing germanium oxide.
【００１６】また、第２発明は、上記記録薄膜を、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
とを特徴としている。また、第３発明は、光記録媒体が
基板上に第１の保護層と、上記記録薄膜と、第２の保護
層と、反射層とを順次積層したことを特徴としている。
また、第４発明は、前記第２の保護層の層厚を、前記第
１の保護層よりも薄くし、更に前記第２の保護層の層厚
を、多くとも３０ｎｍとしたことを特徴としている。Further, the second invention is characterized in that the recording thin film is formed by a sputtering method using a mixed gas of argon and oxygen. Further, the third invention is characterized in that the optical recording medium has a first protective layer, the recording thin film, a second protective layer, and a reflective layer laminated in this order on a substrate. Further, a fourth invention is characterized in that the second protective layer is thinner than the first protective layer, and the second protective layer has a thickness of at most 30 nm. There is.
【００１７】また、第５発明は、光記録媒体の記録薄膜
がＧｅＴｅとＳｂ２Ｔｅ３ とＳｂとからなり、更に酸
化ゲルマニウムを含有することを特徴としている。また
、第６発明は、ＧｅＴｅとＳｂ２ Ｔｅ３とＳｂとから
なり、更に酸化ゲルマニウムを含有した記録薄膜を、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
ことを特徴としている。Furthermore, the fifth invention is characterized in that the recording thin film of the optical recording medium is made of GeTe, Sb2Te3, and Sb, and further contains germanium oxide. Further, the sixth invention is characterized in that the recording thin film made of GeTe, Sb2 Te3, and Sb and further containing germanium oxide is formed by sputtering using a mixed gas of argon and oxygen.
【００１８】また、第７発明は、光記録媒体が基板上に
第１の保護層と、ＧｅＴｅとＳｂ２ Ｔｅ３ とＳｂと
からなり、更に酸化ゲルマニウムを含有した記録薄膜と
、第２の保護層と、反射層とを順次積層したことを特徴
としている。また、第８発明は、第７発明における第２
の保護層の層厚を、第１の保護層よりも薄くし、更に第
２の保護層の層厚を、多くとも３０ｎｍとしたことを特
徴としている。[0018] Furthermore, the seventh invention provides an optical recording medium comprising a first protective layer on a substrate, a recording thin film containing GeTe, Sb2 Te3, and Sb, and a recording thin film containing germanium oxide, and a second protective layer. , and a reflective layer are sequentially laminated. Moreover, the eighth invention is the second invention in the seventh invention.
The protective layer is thinner than the first protective layer, and the second protective layer has a thickness of at most 30 nm.
【００１９】また、第９発明は、光記録媒体の第１の保
護層と第２の保護層が共にＺｎＳとＳｉＯ２ の混合体
からなり、ＳｉＯ２ のモル分率が５〜４０ｍｏｌ％と
したことを特徴としている。また、第１０発明は、光記
録媒体を製造するに必要なスパッタリングターゲットが
、ＧｅとＴｅとＳｂと酸化ゲルマニウムとを含有するこ
とを特徴としている。Further, the ninth invention provides that both the first protective layer and the second protective layer of the optical recording medium are made of a mixture of ZnS and SiO2, and the molar fraction of SiO2 is 5 to 40 mol%. It is a feature. Furthermore, the tenth invention is characterized in that the sputtering target necessary for manufacturing the optical recording medium contains Ge, Te, Sb, and germanium oxide.
【００２０】また、第１１発明は、光記録媒体用スパッ
タリングターゲットの製造方法として、ＧｅとＴｅとＳ
ｂと酸化ゲルマニウムの粉末混合物を、ホットプレスし
て形成体とすることを特徴としている。Furthermore, the eleventh invention provides a method for manufacturing a sputtering target for an optical recording medium.
It is characterized in that a powder mixture of b and germanium oxide is hot pressed to form a formed body.
【００２１】[0021]
【作用】上記第１発明によれば、相変化記録方式の光記
録媒体における記録薄膜がＧｅとＴｅとＳｂとからなる
固溶体として形成される。更に、この固溶体には酸化ゲ
ルマニウムが第４の成分として含有される。第２発明に
よれば、かかる記録薄膜がアルゴンと酸素の混合ガス中
において、スパッタリング法により製造される。According to the first aspect of the invention, the recording thin film in the phase change recording type optical recording medium is formed as a solid solution of Ge, Te, and Sb. Furthermore, this solid solution contains germanium oxide as a fourth component. According to the second invention, such a recording thin film is manufactured by sputtering in a mixed gas of argon and oxygen.
【００２２】第３発明によれば、光記録媒体は基板上に
順次、第１の保護層、第１発明における記録薄膜、第２
の保護層、反射層を積層して形成される。この場合、光
記録媒体は基板の外部解放面よりレーザー光の照射を受
ける。そして、レーザー光は基板、基板上に積層された
上記各層を通過し、反射層にて反射した後、再び各層を
通過して基板面より外部へ放出される。この間に記録薄
膜はレーザー光のエネルギーを得て、その膜温度が上昇
する。According to the third invention, the optical recording medium is provided with the first protective layer, the recording thin film in the first invention, and the second protective layer sequentially on the substrate.
It is formed by laminating a protective layer and a reflective layer. In this case, the optical recording medium is irradiated with laser light from the external open surface of the substrate. Then, the laser beam passes through the substrate and each of the layers laminated on the substrate, is reflected by the reflective layer, and then passes through each layer again and is emitted from the substrate surface to the outside. During this time, the recording thin film receives energy from the laser beam, and its film temperature rises.
【００２３】第４発明によれば、かかる光記録媒体にお
ける第２の保護層の層厚は第１の保護層のそれよりも薄
く形成される。従って、記録薄膜と反射層との離隔距離
はより接近する。この場合、記録薄膜の温度上昇により
発生した熱は第２の保護層を介してより速く反射層に伝
達される。なお、反射層に伝達された熱はその周辺部を
介して外部に放散される。その結果、記録薄膜はより速
く冷却される。また、第２の保護層の層厚は多くとも３
０ｎｍに形成される。このように層厚を設定することに
より、記録薄膜の冷却速度が速くなる。According to the fourth invention, the second protective layer in the optical recording medium is formed thinner than the first protective layer. Therefore, the separation distance between the recording thin film and the reflective layer becomes closer. In this case, the heat generated by the temperature increase of the recording thin film is transferred to the reflective layer more quickly through the second protective layer. Note that the heat transferred to the reflective layer is dissipated to the outside through the surrounding area. As a result, the recording film is cooled faster. Further, the layer thickness of the second protective layer is at most 3
It is formed to have a thickness of 0 nm. By setting the layer thickness in this manner, the cooling rate of the recording thin film becomes faster.
【００２４】一方、第５発明から第８発明によれば、光
記録媒体の記録薄膜がＧｅＴｅとＳｂ２ Ｔｅ３ とＳ
ｂとからなる固溶体として形成され、この固溶体に第４
の成分として酸化ゲルマニウムが含有される。そして、
上述した第２発明〜第４発明の場合と同様に記録薄膜、
光記録媒体、第２の保護層が夫々製造される。次に、本
第９発明によれば、第３及び第７発明で示す多層積層構
造をとる光記録媒体において、第１及び第２の保護層が
共にＺｎＳとＳｉＯ２ の混合体から形成される。そし
て、ＳｉＯ２ のモル分率は５〜４０ｍｏｌ％に設定さ
れる。On the other hand, according to the fifth to eighth inventions, the recording thin film of the optical recording medium is composed of GeTe, Sb2 Te3 and S
It is formed as a solid solution consisting of b, and this solid solution has a fourth
Germanium oxide is contained as a component. and,
As in the case of the second to fourth inventions described above, a recording thin film,
An optical recording medium and a second protective layer are respectively manufactured. Next, according to the ninth aspect of the present invention, in the optical recording medium having the multilayer laminated structure shown in the third and seventh aspects, both the first and second protective layers are formed from a mixture of ZnS and SiO2. The mole fraction of SiO2 is set to 5 to 40 mol%.
【００２５】また、第１０及び第１１発明によれば、記
録薄膜を形成するためのスパッタリングターゲットは、
ＧｅとＴｅとＳｂと酸化ゲルマニウムの粉末を混合した
後、ホットプレスして製造される。その結果、ＧｅとＴ
ｅとＳｂと酸化ゲルマニウムを含有したスパッタリング
ターゲットが形成体として形成される。According to the tenth and eleventh inventions, the sputtering target for forming the recording thin film is
It is manufactured by mixing powders of Ge, Te, Sb, and germanium oxide and then hot pressing. As a result, Ge and T
A sputtering target containing e, Sb, and germanium oxide is formed as a formation body.
【００２６】[0026]
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に従って具体
的に説明する。図１は、本発明に係る光記録媒体の構成
を示す縦断面図である。この光記録媒体は、全体形状が
中心穴８を有する薄い円盤形状をなし、図で示すように
その縦断面は多層構造を形成している。また、この光記
録媒体は矢印Ａで示す方向よりレーザー光の照射を受け
るものである。その多層構造については図中矢印Ａで示
す方向に、下方よりポリカーボネイト樹脂等の透明樹脂
材料からなる基板１、耐熱性の優れたＺｎＳ−ＳｉＯ２
からなる第１の保護層２、酸化ゲルマニウムを含有し
、Ｇｅ、Ｔｅ、Ｓｂとからなる記録層３、第１の保護層
２の材料と同じ材料からなる第２の保護層４、Ａｌ合金
からなる反射層５、接着剤層６、保護板７とが積層状態
に形成されている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the structure of an optical recording medium according to the present invention. The overall shape of this optical recording medium is a thin disk having a central hole 8, and as shown in the figure, its longitudinal section forms a multilayer structure. Further, this optical recording medium is irradiated with laser light from the direction shown by arrow A. Regarding the multilayer structure, in the direction shown by arrow A in the figure, from below, a substrate 1 made of a transparent resin material such as polycarbonate resin, a ZnS-SiO2 material with excellent heat resistance,
a recording layer 3 containing germanium oxide and consisting of Ge, Te, and Sb; a second protective layer 4 consisting of the same material as the first protective layer 2; and a second protective layer 4 consisting of an Al alloy. A reflective layer 5, an adhesive layer 6, and a protection plate 7 are formed in a laminated state.
【００２７】また、第１の保護層２及び第２の保護層４
におけるＳｉＯ２ のモル分率は約２０ｍｏｌ％とする
。
更に、第１の保護層２の膜厚は約１５０ｎｍ、記録層３
の膜厚は約２０ｎｍ、第２の保護層４の膜厚は約２０ｎ
ｍ、そして反射層５の膜厚は約１００ｎｍに形成される
。なお、基板１、第１の保護層２、記録層３、第２の保
護層４、反射層５の各層を積層した状態において、図で
示すように保護板７を接着剤により基板１に貼り合わせ
て光記録媒体が形成される。従って、反射層５と保護板
７との間には接着剤層６が形成されている。[0027] Furthermore, the first protective layer 2 and the second protective layer 4
The mole fraction of SiO2 in is approximately 20 mol%. Furthermore, the thickness of the first protective layer 2 is approximately 150 nm, and the thickness of the recording layer 3 is approximately 150 nm.
The film thickness of the second protective layer 4 is about 20 nm, and the film thickness of the second protective layer 4 is about 20 nm.
m, and the thickness of the reflective layer 5 is approximately 100 nm. Note that in a state in which the substrate 1, first protective layer 2, recording layer 3, second protective layer 4, and reflective layer 5 are laminated, a protective plate 7 is attached to the substrate 1 with adhesive as shown in the figure. Together, an optical recording medium is formed. Therefore, an adhesive layer 6 is formed between the reflective layer 5 and the protective plate 7.
【００２８】次に、第１の保護層２、記録層３、第２の
保護層４、反射層５の形成方法については、真空蒸着法
か或いはスパッタリング法により形成される。この中で
、特に記録層３の形成については、アルゴンと酸素の混
合ガス中においてスパッタリング法により行われる。
使用されるスパッタリングターゲットについては、Ｔｅ
、Ｇｅ、Ｓｂ及び酸化ゲルマニウムの各粉末の所定量を
秤量した後、ライカイ機或いはボールミル等で均一に混
合する。更に、得られた混合物を金型に入れ、ホットプ
レスすることにより製造される。Next, the first protective layer 2, the recording layer 3, the second protective layer 4, and the reflective layer 5 are formed by vacuum evaporation or sputtering. Among these, especially the formation of the recording layer 3 is carried out by a sputtering method in a mixed gas of argon and oxygen. Regarding the sputtering target used, Te
, Ge, Sb, and germanium oxide powders in predetermined amounts, and then uniformly mixed using a Raikai machine, a ball mill, or the like. Furthermore, the resulting mixture is put into a mold and hot pressed to produce it.
【００２９】〔実験〕
（１）ＳｉＯ２ の配合比率について
第１の保護層２と第２の保護層４で使用した膜材料であ
るＺｎＳ−ＳｉＯ２は、ＺｎＳ成分単独の場合に比べて
粒径を小さくすることができた。ＳｉＯ２ のモル分率
については上記２０ｍｏｌ％に限定するものではないが
、実験によれば、５ｍｏｌ％以下にした場合には、結晶
粒径を小さくする効果が薄れてしまった。また、４０ｍ
ｏｌ％以上にした場合には、ＳｉＯ２ 膜の性質が大き
くなり、膜強度が十分ではなくなってしまった。従って
、ＳｉＯ２ のモル分率については、５〜４０ｍｏｌ％
の範囲にするのが適当である。
（２）第２の保護層４の膜厚について
膜厚３０ｎｍより厚くした場合、記録層３と反射層５と
の離隔距離が遠くなり、その分だけ記録層３で発生した
熱の反射層５への伝達作用が緩慢となる。従って、記録
層３の冷却速度が遅くなるので、均一状態の記録マーク
が作成できなかった。具体的には記録不良によるノイズ
の発生として認識することができた。
（３）オーバライト特性について
本実施例で示す光記録媒体により、外径１３０ｍｍ、１
８００ｒｐｍ回転、線速度８ｍ／ｓｅｃのディスクを形
成し、ｆｌ＝３．４３ＭＨｚの信号及びｆ２＝１．２５
ＭＨｚの信号のオーバーライト特性を測定した。なお、
オーバーライトは、１個のサークルスポットで約１μｍ
のレーザー光により、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
非晶質化記録マークを形成し、低いパワーレベルで非晶
質化記録マークを結晶化して消去する同時消録方法で行
った。[Experiment] (1) Concerning the blending ratio of SiO2 The film material ZnS-SiO2 used for the first protective layer 2 and the second protective layer 4 has a particle size smaller than that of the ZnS component alone. I was able to make it smaller. Although the molar fraction of SiO2 is not limited to the above-mentioned 20 mol%, experiments have shown that when it is set to 5 mol% or less, the effect of reducing the crystal grain size is diminished. Also, 40m
When the amount exceeds ol%, the properties of the SiO2 film become large and the film strength is no longer sufficient. Therefore, the mole fraction of SiO2 is 5 to 40 mol%.
It is appropriate to keep it within the range of . (2) When the film thickness of the second protective layer 4 is made thicker than 30 nm, the separation distance between the recording layer 3 and the reflective layer 5 increases, and the reflective layer 5 absorbs heat generated in the recording layer 3 by that much distance. The transmission effect becomes slow. Therefore, since the cooling rate of the recording layer 3 becomes slow, recording marks in a uniform state cannot be created. Specifically, this could be recognized as the occurrence of noise due to poor recording. (3) Regarding overwrite characteristics The optical recording medium shown in this example has an outer diameter of 130 mm and a
A disk with a rotation speed of 800 rpm and a linear velocity of 8 m/sec was formed, and a signal of fl = 3.43 MHz and f2 = 1.25.
The overwrite characteristics of MHz signals were measured. In addition,
Overwrite is approximately 1μm for one circle spot.
The laser beam is modulated between a high power level of 16 mW and a low power level of 8 mW, forming an amorphous recording mark at a high power level, and crystallizing and erasing the amorphous recording mark at a low power level. This was done using the simultaneous erasure method.
【００３０】その結果、記録信号のＣ／Ｎ比（ノイズの
評価尺度のこと）として、５５ｄＢ以上の値が得られた
。また、オーバライト消去率として３０ｄＢ以上の値が
得られ、従来の光記録媒体に比べて記録消去特性が向上
した。更に、オーバーライトのサイクル特性については
、ビットエラー・レイト特性を測定した結果、１０６
サイクル以上において劣化が見られなかった。具体的に
は、酸化ゲルマニウムを含有しないＧｅ、Ｔｅ、Ｓｂだ
けの記録薄膜では１０６ サイクルで記録薄膜が案内溝
に沿って移動する現象が発生したのに対し、酸化ゲルマ
ニウムを含有する記録薄膜を使用した場合はかかる現象
が発生しなかった。As a result, a value of 55 dB or more was obtained as the C/N ratio (noise evaluation measure) of the recording signal. Further, an overwrite erasure rate of 30 dB or more was obtained, and recording and erasure characteristics were improved compared to conventional optical recording media. Furthermore, regarding overwrite cycle characteristics, as a result of measuring bit error rate characteristics, 106
No deterioration was observed over cycles. Specifically, with a recording thin film made only of Ge, Te, and Sb that does not contain germanium oxide, a phenomenon occurred in which the recording thin film moved along the guide groove after 106 cycles, whereas when a recording thin film containing germanium oxide was used, In this case, this phenomenon did not occur.
【００３１】また、本発明の他の実施例として、上記実
施例における記録層３にＧｅＴｅ、Ｓｂ２ Ｔｅ３ 、
Ｓｂからなる記録薄膜に酸化ゲルマニウムを含有させた
ものを使用した場合にも上記実施例と同様な効果が得ら
れた。更に、反射層５にＡｕ又はＡｕを主成分とする合
金薄膜或いはＮｉＣｒ等を使用した場合にも上記実施例
と同様な効果が得られた。Further, as another embodiment of the present invention, the recording layer 3 in the above embodiment is made of GeTe, Sb2 Te3,
Effects similar to those of the above embodiments were also obtained when a recording thin film made of Sb containing germanium oxide was used. Furthermore, the same effects as in the above embodiments were obtained when Au or a thin alloy film containing Au as a main component, NiCr, or the like was used for the reflective layer 5.
【００３２】[0032]
【発明の効果】以上の本発明によれば、光記録媒体にお
いて、Ｇｅ、Ｔｅ、Ｓｂ或いはＧｅＴｅ、Ｓｂ２ Ｔｅ
３ 、Ｓｂに酸化ゲルマニウムを混合した記録層を基板
上に形成することにより、該記録層材料が記録・消去の
繰り返しに伴ってディスク回転方向案内溝に沿って移動
する不良現象が大幅に抑制される。そのため、記録層に
おける厚さムラが無くなり、信号品質の劣化を防止する
ことが可能となる。その結果、記録・消去の繰り返し特
性が格段に向上する。[Effects of the Invention] According to the present invention, in an optical recording medium, Ge, Te, Sb, GeTe, Sb2Te
3. By forming a recording layer containing Sb and germanium oxide on the substrate, the defective phenomenon in which the recording layer material moves along the disk rotation direction guide groove due to repeated recording and erasing can be greatly suppressed. Ru. Therefore, thickness unevenness in the recording layer is eliminated, and deterioration of signal quality can be prevented. As a result, the repeatability of recording and erasing is significantly improved.
【００３３】また、記録層と反射層との間に設けた保護
層の厚みを薄くすることにより、記録層の急冷効果が顕
著に向上するため、均一な非晶質化、即ち、均一な記録
マークの形成が可能となる。更に、記録層の上下に設け
た保護層の材料として、ＺｎＳとＳｉＯ２ の混合体を
使用することにより記録層における結晶化品質を向上さ
せることができるため、光記録媒体における記録並びに
消去特性が極めて良好となる。その結果、１０６ 回以
上の書換にも対応できる耐久性の優れた光記録媒体を得
ることが可能となる。Furthermore, by reducing the thickness of the protective layer provided between the recording layer and the reflective layer, the rapid cooling effect of the recording layer is significantly improved, resulting in uniform amorphization, that is, uniform recording. It becomes possible to form marks. Furthermore, by using a mixture of ZnS and SiO2 as the material for the protective layers provided above and below the recording layer, the crystallization quality in the recording layer can be improved, so that the recording and erasing characteristics of the optical recording medium are extremely improved. Becomes good. As a result, it is possible to obtain a highly durable optical recording medium that can withstand 106 times or more of rewriting.
【００３４】加えて、上記記録層材料である記録薄膜は
、アルゴンと酸素の混合ガスを用いたスパッタリング法
により簡単に製造することができ、かかるスパッタリン
グ法に供するスパッタリングターゲットも、ＧｅとＴｅ
とＳｂと酸化ゲルマニウムを、ホットプレスすることに
より簡単に製造することができる。In addition, the recording thin film, which is the material of the recording layer, can be easily manufactured by a sputtering method using a mixed gas of argon and oxygen, and the sputtering target used in this sputtering method is also made of Ge and Te.
, Sb, and germanium oxide can be easily produced by hot pressing.
【図１】本発明に係る光記録媒体の構成を示す縦断面図
である。FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view showing the structure of an optical recording medium according to the present invention.
【図２】相変化記録方式をとる従来の書換型光記録媒体
の構成を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional rewritable optical recording medium that uses a phase change recording method.
１ 基板 ２ 第１の保護層 ３ 記録層 ４ 第２の保護層 ５ 反射層 ６ 接着剤層 ７ 保護板 1 Board 2 First protective layer 3 Recording layer 4 Second protective layer 5 Reflective layer 6 Adhesive layer 7 Protective plate
Claims (11)
昇温して溶融し、更に急冷することによって非晶質状態
となる性質と、レーザー光の照射によって結晶化温度以
上に昇温し、更に徐冷することによって前記非晶質状態
から結晶化状態となる性質を有する記録薄膜を備えた光
記録媒体において、前記記録薄膜がＧｅとＴｅとＳｂと
からなり、更に酸化ゲルマニウムを含有することを特徴
とする光記録媒体。Claim 1: A property of heating above the melting point and melting by irradiation of laser light, and becoming an amorphous state by further rapid cooling, and a property of heating above the crystallization temperature by irradiation of laser light and further slowing down. An optical recording medium comprising a recording thin film having the property of changing from an amorphous state to a crystallized state when cooled, characterized in that the recording thin film is made of Ge, Te, and Sb, and further contains germanium oxide. optical recording medium.
と酸素の混合ガスを用いたスパッタリング法で形成する
ことを特徴とする光記録媒体の製造方法。2. A method for manufacturing an optical recording medium, characterized in that the recording thin film according to claim 1 is formed by a sputtering method using a mixed gas of argon and oxygen.
載の記録薄膜と、第２の保護層と、反射層とを順次積層
したことを特徴とする光記録媒体。3. An optical recording medium characterized in that a first protective layer, the recording thin film according to claim 1, a second protective layer, and a reflective layer are sequentially laminated on a substrate.
載の記録薄膜と、第２の保護層と、反射層とを順次積層
すると共に、前記第２の保護層の層厚を、前記第１の保
護層よりも薄くし、更に前記第２の保護層の層厚を、多
くとも３０ｎｍとしたことを特徴とする請求項３記載の
光記録媒体。4. A first protective layer, a recording thin film according to claim 1, a second protective layer, and a reflective layer are sequentially laminated on a substrate, and the layer thickness of the second protective layer is , and wherein the second protective layer has a thickness of at most 30 nm.
昇温して溶融し、更に急冷することによって非晶質状態
となる性質と、レーザー光の照射によって結晶化温度以
上に昇温し、更に徐冷することによって前記非晶質状態
から結晶化状態となる性質を有する記録薄膜を備えた光
記録媒体において、前記記録薄膜がＧｅＴｅとＳｂ２
Ｔｅ３ とＳｂとからなり、更に酸化ゲルマニウムを含
有することを特徴とする光記録媒体。[Claim 5] One property is that when irradiated with laser light, the temperature rises above the melting point and melts, and when the temperature is further rapidly cooled, it becomes an amorphous state. In an optical recording medium comprising a recording thin film having a property of changing from an amorphous state to a crystallized state by cooling, the recording thin film is composed of GeTe and Sb2.
An optical recording medium comprising Te3 and Sb and further containing germanium oxide.
と酸素の混合ガスを用いたスパッタリング法で形成する
ことを特徴とする光記録媒体の製造方法。6. A method for manufacturing an optical recording medium, characterized in that the recording thin film according to claim 6 is formed by a sputtering method using a mixed gas of argon and oxygen.
載の記録薄膜と、第２の保護層と、反射層とを順次積層
したことを特徴とする光記録媒体。7. An optical recording medium characterized in that a first protective layer, the recording thin film according to claim 5, a second protective layer, and a reflective layer are sequentially laminated on a substrate.
載の記録薄膜と、第２の保護層と、反射層とを順次積層
すると共に、前記第２の保護層の層厚を、前記第１の保
護層よりも薄くし、更に前記第２の保護層の層厚を、多
くとも３０ｎｍとしたことを特徴とする請求項７記載の
光記録媒体。8. A first protective layer, a recording thin film according to claim 5, a second protective layer, and a reflective layer are sequentially laminated on a substrate, and the layer thickness of the second protective layer is , and wherein the second protective layer has a thickness of at most 30 nm.
ｎＳとＳｉＯ２ の混合体からなり、ＳｉＯ２ のモル
分率が５〜４０ｍｏｌ％としたことを特徴とする請求項
３及び７記載の光記録媒体。Claim 9: Both the first protective layer and the second protective layer are Z.
8. The optical recording medium according to claim 3, wherein the optical recording medium is made of a mixture of nS and SiO2, and the mole fraction of SiO2 is 5 to 40 mol%.
ムとを含有する光記録媒体用スパッタリングターゲット
。10. A sputtering target for an optical recording medium containing Ge, Te, Sb, and germanium oxide.
ムの粉末混合物を、ホットプレスして形成体とする光記
録媒体用スパッタリングターゲットの製造方法。11. A method for producing a sputtering target for an optical recording medium, in which a powder mixture of Ge, Te, Sb, and germanium oxide is hot-pressed into a formed body.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3083911A JPH04316887A (en) | 1991-04-16 | 1991-04-16 | Optical recording medium and sputtering target, and manufacture thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3083911A JPH04316887A (en) | 1991-04-16 | 1991-04-16 | Optical recording medium and sputtering target, and manufacture thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04316887A true JPH04316887A (en) | 1992-11-09 |
Family
ID=13815792
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3083911A Pending JPH04316887A (en) | 1991-04-16 | 1991-04-16 | Optical recording medium and sputtering target, and manufacture thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04316887A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996017344A1 (en) * | 1994-11-28 | 1996-06-06 | Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha | Optical recording medium |
| EP0779614A1 (en) * | 1995-12-11 | 1997-06-18 | Teijin Limited | Phase change optical recording medium |
| EP0874361A3 (en) * | 1997-04-25 | 1999-04-07 | Teijin Limited | Phase change optical recording medium and process for manufacturing same |
| WO2000006391A1 (en) * | 1998-07-31 | 2000-02-10 | Hitachi Maxell, Ltd. | Information recording medium and information recording method |
-
1991
- 1991-04-16 JP JP3083911A patent/JPH04316887A/en active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996017344A1 (en) * | 1994-11-28 | 1996-06-06 | Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha | Optical recording medium |
| EP0779614A1 (en) * | 1995-12-11 | 1997-06-18 | Teijin Limited | Phase change optical recording medium |
| EP0874361A3 (en) * | 1997-04-25 | 1999-04-07 | Teijin Limited | Phase change optical recording medium and process for manufacturing same |
| EP1178477A1 (en) * | 1997-04-25 | 2002-02-06 | Teijin Limited | Phase change optical recording medium and process for manufacturing same |
| US6445675B1 (en) | 1997-04-25 | 2002-09-03 | Teijin Limited | Phase change optical recording medium and process for manufacturing same |
| WO2000006391A1 (en) * | 1998-07-31 | 2000-02-10 | Hitachi Maxell, Ltd. | Information recording medium and information recording method |
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