JPH0452189A - 光記録媒体及びその製造方法 - 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、情報を高密度、大容
量で記録、再生、消去できる光記録媒体及びその製造方
法に関する。

従来の技術 光記録用ディスクとしては、記録、再生が可能な追記型
ディスクと、記録、再生のみならず、消去も可能な可逆
型ディスクとがある。

上記追記型ディスクの記録材料としては、ＴｅとＴ　ｅ
　Ｏ７を主成分としアモルファスから結晶にのみ変化す
る（結晶からアモルファスには変化しない）ＴｅａＸ　
（０＜ｘ＜２．０）Ｆｌｆ膜を用いたものがある。

一方、上記可逆型ディスクの記録材料としては、希土類
と遷移元素とから成る光磁気メモリ材料が主流であるが
、近年、レーザ光により記録薄膜を加熱、熔融し、象、
冷することにより非晶質化して情報を記録する一方、こ
れを加熱し徐冷することにより結晶化して情報を消去す
ることができる相変化型光メモリ材料が研究されている
。

上記相変化型光メモリ材料としては、Ｓ、　Ｒ。

０ｖｓｈｉｎｓｋｙ　（ニス・アール・オプシンスキー
）氏等が提案したカルコゲン材料Ｇ　ｅ　１５Ｔ　ｅ８
１Ｓｂ２Ｓ２等が知られている。また、Ａｓ２Ｓ３やＡ
　ｓ’２Ｓ　ｅ　３或いは５ｂｚＳｅ３等カルコゲン元
素と周期律表第■族若しくはＧｅ等の第■族元素等の組
み合わせからなる薄膜等が広く知られている。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す
ることにより、光ディスクとして用いることができる。

ここで、上記記録ディスクにレーザ光を照射して、情報
を記録、消去するには、記録ディスクの記録薄膜を予め
結晶化させておく。そして、情報に対応させて強度変調
を施した径約１μｍのレーザ光を、回転状態にある記録
ディスクに照射する。

そうすると、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、更に急冷されるため、非晶質化
したマークとして情報が記録される。

一方、上記変調バイアスパワーレーザ光照射部位を記録
薄膜の結晶化温度以上、融点以下に昇温すると、既記緑
信号情報を消去する働ことかできるので、オーバライド
することが可能である。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
温されるようなサイクルが繰り返し行われる。このため
、記録薄膜の下面および上面に、耐熱性のすくれた誘電
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。そして、これらの誘電体層の熱伝
導特性により、記録薄膜の昇温、急冷。

徐冷の特性が変化するので、誘電体層の材質や、層構成
を選択することによって記録及び消去の特性が決定され
る。

発明が解決しようとする課題 ところで、相変化型光メモリ材料から成る記録薄膜を用
いた光記録用ディスクは、記録、消去の繰り返し特性と
消去特性とに劣るという課題を有している。それぞれの
内容について、以下に詳述する。

（１）記録、消去の繰り返し特性に関する課題。

■記録、消去時ムこ加熱、冷却を多数回の繰り返すため
、ディスク基板あるいは保護層に熱的な損傷が生じ、こ
れによってノイズが増大する。

■このような損傷が無い場合であっても、加熱、冷却の
繰り返しによる保護層の脈動によって、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し、やはりノイ
ズが増大する。

（２）記録、消去特性に関する課題。

Ｔｅを含む非晶質膜の融点は、代表的なもので４００°
Ｃ〜９００°Ｃと広い温度範囲にあり、この記録薄膜に
レーザ光を照射し、昇温、徐冷することにより結晶化す
ることができる。この場合の温度は、−船釣に融点より
低い結晶化温度領域である。一方、この結晶化した膜に
高いパワーレベルのレーザ光を照射してその融点以上に
加熱してその部分を溶融させ、更に急冷させると、再度
非晶質化してマークが形成できる。

ところでこの場合、記録マークとして非晶質化したもの
を選択すると、この記録マークは記録薄膜を溶融し、更
に急冷することにより形成されるものであるから、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
幅が向上する。ところが、従来の光記録媒体では冷却速
度が遅いため、記録マークの中心部と周辺部との間で非
晶質化の程度に差が発生し、信号振幅が低下する。

一方、記録マークを消去する際には、レーザ光を照射し
て再度結晶化し、上記記録マークを消去する必要がある
が、この場合マークが均一に結晶化すれば消去特性は向
上する。しかしなから、従来の光記録媒体では上述の如
く記録マークが不均一であるため、消去状態も不均一と
なる。このため、消去特性が低下する。

本発明はかかる現状に鑑みてなされたものであり、繰り
返し特性及び記録、消去特性に優れた光記録媒体及びそ
の製造方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するために、レーザ光の照射に
よって融点以上に昇温して熔融し、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
上記非晶質状態から結晶化状態になる性質とを有する記
録薄膜を備えた光記録媒体において、前記記録薄膜の少
なくとも一方の面には、窒素が吸着されていることを特
徴とする光記録媒体。

また、本発明は、透明基板の一方の面に、第１保護層と
、レーザ光の照射によって融点以上に昇温して溶融し、
更にゑ、冷することによって非晶質状態となる性質と、
レーザ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上記非晶質状態から結晶化状態に
なる性質とを有し、且つ少なくとも一方の界面には窒素
が吸着された記録薄膜と、第２保護層と、反射層とが形
成された光記録媒体において、前記第２保護層の膜厚を
３０ｎｍ以下に設定して、前記第１保護層の膜厚よりも
薄くなるような構成としたことを特徴とする。

更に、本発明は、透明基板の一方の面に、第１保護層と
、レーザ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上記非晶質の状態から結晶化状態と
なる性質とを有し、且つ少なくとも一方の界面には窒素
が吸着された記録薄膜と、第２保護層と、反射層とを順
次形成することを特徴とする。

加えて、本発明は、透明基板の一方の面に、第１保護層
と、レーザ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上記非晶質の状態から結晶化状態
となる性質とを有し且つ少なくとも一方の界面には窒素
が吸着された記録薄膜と、第２保護層と、反射層とを順
次形成する第１ステップと、前記記録薄膜にレーザー光
を照射して記録薄膜を昇温、溶融させて、記録薄膜中に
前記窒素を取り込ませる第２ステップとを有することを
特徴とする。

作　　用 上記第１発明の如く、記録薄膜（例えばＴｅ−Ｇｅ−Ｓ
ｂから成る）の少なくとも一方の面に窒素が吸着されて
いると、レーザー光を照射して記録薄膜の融点以上に昇
温し記録薄膜を溶融させた後、徐冷して記録薄膜を結晶
化させる所謂初期化時に、記録薄膜内に窒素が取り込ま
れることになる。したがって、記録消去の繰り返しに伴
う保護層の脈動によって記録薄膜材料が案内溝に沿って
移動するという現象を抑制することができ、これによっ
て、下記実施例の実験で示すように、記録。

消去の繰り返し特性を向上することができる。

また、第２発明の如（、透明基板の一方の面に、第１保
護層と、記録薄膜と、第２保護層と、反射層とが順次に
形成され、且つ上記第２保護層の膜厚が第１保護層の膜
厚より薄くなるような構造であれば、金属層からなる反
射層と記録薄膜を近づけることができるので、記録薄膜
を象、冷することか可能となり、これによって記録マー
クが均一な非晶質状態となる。加えて、記録マークが均
一な非晶質状態であれば、消去時に結晶が不均一な状態
となるのを防止することができる。これらのことから、
記録、消去特性を向上させることができる。

更に、上記光記録媒体は、第３発明及び第４発明に示す
方法により作製される。

実　　施　　　例 本発明の一実施例を、第１図に基づいて、以下に説明す
る。

ポリカーボネイト等の樹脂から成るディスク基板１の表
面には、ＺｎＳ−３ｉＯ７の混合膜から成る第１保護層
である第１誘電体層２（膜厚：約１５０　ｎｍ）と、Ｔ
ｅ−Ｇｅ−Ｓｂからなる合金から構成され下記第２誘電
体層４側に窒素が吸着された記録薄膜３（膜厚：約３０
　ｎｍ）と、上記第１誘電体層２と同材質で構成された
第２保護層である第２誘電体層４（膜厚：約２０ｎｍ）
と、Ａ１合金から成る反射層５（膜厚：約６０ｎｍ）と
が、スパンタリング法により形成されている。

また、上記反射層５の表面には、接着剤層７により固定
された保護板６が設けられている。尚、上記構造のディ
スクを用いて記録、消去及び再生を行うには、ディスク
基板１側（図中、矢符Ａ方向）から、情報に応じて強度
変調を施したレーザ光を照射したり、或いはレーザ光の
反射光を検出することにより行う。

ここで、上記構造の光記録媒体を以下のようにして作製
した。

まず、ディスク基板工をスパッタリング装置のチャンバ
内に配置し、更に上記チャンバ内を真空排気してアルゴ
ンガスを導入した後、ディスク基板１の一方の面に第１
誘電体層２と記録薄膜３とを形成する。次に、上記アル
ゴンガスの導入を停止させた後、窒素ガスを所定時間導
入する。これにより、チャンバ内が窒素雰囲気となるた
め、記録薄膜３の露出面に窒素が吸着されることになる
。

次いで、窒素ガスの導入を停止させた後、アルゴンガス
を再度導入し、上記記録薄膜３の表面に第２誘電体層４
と反射層５とを順に形成する。その後、接着剤により反
射層５上に保護板６を固定する。

ところで、上記成膜直後は上記記録薄膜３は非晶質であ
るため、使用する以前に記録薄膜３を結晶化させるとい
う初期化プロセスが必要となる。

この初期化プロセスは、例えば、アルゴンレーザ等のレ
ーザ光を、回転状態にあるディスクの記録薄膜３に照射
して融点以上に昇温させて溶融した後、徐々に冷却する
ことにより行う。ここで、上記構成のディスクを上記方
法で初期化すると、記録薄膜３の溶融に伴って記録簿Ｍ
３の界面に吸着された窒素が記録薄膜３内に取り込まれ
ることになる。この結果、記録薄膜３の膜質が変化して
、保護膜の脈動によって記録膜材料が案内溝に沿って移
動する現象を抑制することができることになる。

〔両誘電体層を形成するにあたっての留意点〕■Ｓｉｎ
ｇの比率における留意点 上記実施例では、第１及び第２の誘電体層２・４として
ＺｎＳ−ＳｉＯｚ混合膜（ＳｉＯｚの比率：２０ｍｏｌ
％）を用いているが、５ｉｎ２の比率によりディスクの
特性が変化する。そこで、ＳｉＯ□の比率を変えて実験
を行ったところ、ＳｉＯ２の比率は５〜４０ｍｏｌ％の
範囲が適当であることが認められた。これは、Ｓ　ｉＯ
ｚの比率を５ｍｏ　１％以下にすると、ＺｎＳにＳｉＯ
□を混合したときに得られる効果、即ち結晶粒径を小さ
くするという効果が小さくなる。一方、４０ｍ０１％以
上にすると、割れ易いというＳｉｎ、膜の性質が大きく
なって、実用上好ましくない。したがって、Ｓ　ｉ　Ｏ
ｚの比率としては、上記の範囲が適当である。

■第２誘電体層４の膜厚おける留意点 上記実施例においては、第１誘電体層２の膜厚は１５０
ｎｍであるのに対して、第２誘電体層４の膜厚は約２０
ｎｍであり、第１誘電体層２に比べて極めて薄くなるよ
うに構成している。ところで、第２誘電体層４の膜厚に
よりディスクの特性が変化する。そこで、第２誘電体層
４の膜厚を変えて実験を行ったところ、第２誘電体層４
の膜厚は３０ｎｍ以下が適当であることが認められた。

これは、第２誘電体層４を薄くすると、熱拡散層として
の働きを有する反射層５と記録薄膜３との距離が小さく
なり、記録、消去時の記録薄膜３の熱が反射層５に伝達
され易くなるため、記録薄膜３を急、冷することかでき
るという理由による。

〔実験〕

本実施例のディスク構成（外径１３０ｍｍ）で、回転数
１８０Ｏｒｐｍ、線速度８ｍ／ｓｅｃでｆ−３，４３Ｍ
七の信号、ｆｚ＝１．０Ｍ七の信号のオーバーライド特
性を測定した。尚、オーバ−ライドは、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比としては５５ｄＢ以上が
得られ、また消去特性としてはオーツ＼−ライト消去率
３０ｄＢ以上が得られ、従来の光記録媒体に比べて記録
、消去特性が向上する。

また、オーバーライドのサイクル特性については、特に
ビットエラーレイトの特性を測定した結果、従来の界面
に窒素を吸着させないディスクでは数万〜１０万サイク
ルで劣化したのに対して、本発明のディスクでは１００
万サイクル以上劣化が確認されなかった。

〔その他の事項〕

■上記実施例では、記録薄膜３の第２誘電体層４例の面
に窒素を吸着させているが、第１誘電体層２を形成した
後にチャンバ内に窒素を導入して、記録薄膜３の第１誘
電体層２例の面に窒素を吸着させても良いし、また記録
薄膜３の両面に窒素を吸着させても良い。更に、記録薄
膜３の界面に窒素を吸着させる方法としては、上記実施
例に示す方法の他、ディスク基板１の近傍にだけ窒素を
導入するという方法でも良い。

■前記ディスク基板１としては、予めレーザ光案内用の
溝を形成した樹脂基板、２Ｐ法で溝を形成したガラス板
、或いはガラス板に直接溝を形成した基板等を用いるこ
とが可能である。

発明の詳細 な説明したように本発明によれば、記録薄膜の初期化時
に記録薄膜に窒素が取り込まれるので、記録、消去の繰
り返しに伴い保護層の脈動が発生しても、記録薄膜材料
が案内溝に沿って移動するのを抑制することができる。

これによって、繰り返し特性を向上することが可能とな
る。

また、記録薄膜と金属層からなる反射層との間に形成さ
れた第２誘電体層を薄くすると、反射層と記録薄膜との
距離が小さくなるため、記録薄膜を急冷することが可能
となる。これにより、熱衝撃が低減するので繰り返し特
性が向上すると共に、記録マークが均一化して消去特性
の向上をはかることができる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光記録媒体の構造を示す断面図である
。 １・・・ディスク基板、２・・・第１誘電体層、３・・
・記録薄膜、４・・・第２誘電体層、５・・・反射層、
６・・・保護板、７・・・接着剤層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）レーザ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上記非晶質状態から結晶化状態
   になる性質とを有する記録薄膜を備えた光記録媒体にお
   いて、 前記記録薄膜の少なくとも一方の面には、窒素が吸着さ
   れていることを特徴とする光記録媒体。 （２）前記記録薄膜が、Ｔｅ−Ｇｅ−Ｓｂから成ること
   を特徴とする請求項１記載の光記録媒体。 （３）透明基板の一方の面に、第１保護層と、レーザ光
   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
   によって上記非晶質状態から結晶化状態になる性質とを
   有する記録薄膜と、第２保護層と、反射層とが順次形成
   された光記録媒体において、 前記記録薄膜の少なくとも一方の界面には、窒素が吸着
   されていることを特徴とする光記録媒体。 （４）前記第１保護層と第２保護層とがＺｎＳ−ＳｉＯ
   ＿２から成り、且つ上記ＳｉＯ＿２の比率が５〜４０ｍ
   ｏｌ％の範囲であることを特徴とする請求項４記載の光
   記録媒体。（５）前記第２保護層の膜厚を３０ｎｍ以下
   に設定して、前記第１保護層の膜厚よりも薄くなるよう
   な構成としたことを特徴とする請求項４記載の光記録媒
   体。 （６）透明基板の一方の面に、第１保護層と、レーザ光
   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
   によって上記非晶質の状態から結晶化状態となる性質と
   を有し、且つ少なくとも一方の界面には窒素が吸着され
   た記録薄膜と、第２保護層と、反射層とを順次形成する
   ことを特徴とする光記録媒体の製造方法。 （７）透明基板の一方の面に、第１保護層と、レーザ光
   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
   によって上記非晶質の状態から結晶化状態となる性質と
   を有且つ少なくとも一方の界面には窒素が吸着された記
   録薄膜と、第２保護層と、反射層とを順次形成する第１
   ステップと、前記記録薄膜にレーザー光を照射して記録
   薄膜を昇温、溶融させて、記録薄膜中に前記窒素を取り
   込ませる第２ステップと、 を有することを特徴とする光記録媒体の製造方法。