JPH0481956B2 - - Google Patents
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- JPH0481956B2 JPH0481956B2 JP61300792A JP30079286A JPH0481956B2 JP H0481956 B2 JPH0481956 B2 JP H0481956B2 JP 61300792 A JP61300792 A JP 61300792A JP 30079286 A JP30079286 A JP 30079286A JP H0481956 B2 JPH0481956 B2 JP H0481956B2
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Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明はレーザ光によつて情報を記録再生する
ことのできる光記録媒体の製造方法に関するもの
である。
ことのできる光記録媒体の製造方法に関するもの
である。
(従来の技術)
レーザ光によつて情報を媒体に記録しかつ再生
する光デイスクメモリは、記録密度が高いことか
ら大容量記録装置として優れた特徴を有してい
る。この光記録媒体材料としては、最初のタンタ
ルと鉛が使用された(サイエンス(Science154、
1550、1966))。それ以来種々の材料が使用されて
いるが、Te等のカルコゲン元素又はこれらの化
合物はよく使用されている(特公昭47−26897)。
とくにテルルセレン系合金はよく使用されている
(特公昭54−41902、特公昭57−7919、特公昭57−
56058)。近年、記録装置を小型化するため、レー
ザ光源としては半導体レーザが使用されてきてい
る。半導体レーザは発振波長が8000Å前後である
が、テルルセレン系合金はこの波長帯にも比較的
よく適合し、適度な反射率と適度な吸収率が得ら
れる(フイジカ・ステイタス・ソリダイ(phys.
stat.so1.7、189、1964))。
する光デイスクメモリは、記録密度が高いことか
ら大容量記録装置として優れた特徴を有してい
る。この光記録媒体材料としては、最初のタンタ
ルと鉛が使用された(サイエンス(Science154、
1550、1966))。それ以来種々の材料が使用されて
いるが、Te等のカルコゲン元素又はこれらの化
合物はよく使用されている(特公昭47−26897)。
とくにテルルセレン系合金はよく使用されている
(特公昭54−41902、特公昭57−7919、特公昭57−
56058)。近年、記録装置を小型化するため、レー
ザ光源としては半導体レーザが使用されてきてい
る。半導体レーザは発振波長が8000Å前後である
が、テルルセレン系合金はこの波長帯にも比較的
よく適合し、適度な反射率と適度な吸収率が得ら
れる(フイジカ・ステイタス・ソリダイ(phys.
stat.so1.7、189、1964))。
(発明が解決しようとする問題点)
しかしながら、これらの媒体では、耐候性と感
度と信号品質のすべてを満足するものはなかつ
た。
度と信号品質のすべてを満足するものはなかつ
た。
本発明の目的は、耐候性がよく高感度で信号品
質が良好であり、記録パワーの余裕度が大きい光
記録媒体の製造方法を提供することにある。
質が良好であり、記録パワーの余裕度が大きい光
記録媒体の製造方法を提供することにある。
(問題点を解決するための手段)
本発明の光記録媒体の製造方法は、情報をレー
ザ光によつて記録しかつ読み取る光記録媒体の製
造方法であつて、テルルとセレンと窒素を主成分
とする膜を形成する工程と、この膜の表面層をプ
ラズマ酸化させてテルルとセレンと窒素と酸素を
主成分とする膜を形成する工程とを有することを
特徴とする。
ザ光によつて記録しかつ読み取る光記録媒体の製
造方法であつて、テルルとセレンと窒素を主成分
とする膜を形成する工程と、この膜の表面層をプ
ラズマ酸化させてテルルとセレンと窒素と酸素を
主成分とする膜を形成する工程とを有することを
特徴とする。
(作用)
光記録媒体は図のような構成になつている。即
ち、基板1の上に記録層21が設けられている。
記録用レーザ光は基板1を通して記録層21に集
光照射され、ピツト22が形成される。基板1と
してはポリカーボネイト、ポリオレフイン、ポリ
メチルペンテン、アクリル、エポキシ樹脂等の合
成樹脂やガラスが使用される。基板には、ピツト
が同心円状あるいはスパイラル状に一定間隔で精
度よく記録されるように案内溝が設けられてい
る。レーザビーム径程度の幅の溝に光が入射する
と光は回折され、ビーム中心が溝からずれるにつ
れて回折光強度の空間分布が変化するので、これ
を検出してレーザビームを溝の中心に入射させる
ようにサーボ系が構成されている。溝の幅は通常
0.3〜1.3μmであり、溝の深さは使用するレーザ
波長の1/12から1/4の範囲に設定される。集光に
関しても同様にサーボ系が構成されている。情報
の読出しは、記録のときよりも弱いパワーのレー
ザ光をピツト上を通過するように照射することに
より、ピツトの有無に起因する反射率の変化を検
出して行なう。記録層21としては種々の材料を
使用できる。その中でもテルルは比較的記録再生
特性が良好である。しかしながら高温高湿環境に
おける酸化劣化がはげしいので実用には供せなか
つた。又、感度的にもやや不足であつた。感度不
足を解決する1つとして、加熱時に窒素が遊離し
て高感度化するようにテルル膜に窒素を含ませる
ことが提案されている(特開昭57−58250)。本発
明者らはこの実施例を追試して光記録媒体を作製
し記録再生特性を評価したところ、本発明者らが
目的とする小型大容量記録装置の光源である半導
体レーザ波長(およそ8300Å)ではほとんど吸収
がないため感度不足であつた。又、窒素が遊離し
やすいため、高温高湿環境における保存性が充分
ではなかつた。又、上記の提案のように窒素ガス
中でスパツタリングして成膜するのではなく、ア
ルゴンと窒素との混合ガス中でスパツタリングし
て成膜するということも提案されている(アプラ
イド・フイジツクス・レターズ(Appl.Phys.
Lett、45、202、1984))。しかしながら、これで
もまだ充分な記録感度と充分な信号品質は得られ
なかつた。本発明者らはテルルセレン合金ターゲ
ツトをアルゴンと窒素との混合ガスでスパツタリ
ングすることにより記録層がテルルとセレンと窒
素とからなり、耐候性がよく高感度で信号品質の
良好な光記録媒体が得られることを見出し、既に
提案している(特願昭61−101368)。この記録層
が耐候性よく高感度で信号品質が良好である理由
は、セレンを入れることで系全体の融点が低下し
たことと窒化セレン、窒化テルルの爆発性とがあ
いあわさつて小穴の形成から表面張力による孔の
拡張が比較的低い温度で生じるようになつたため
に高感度化したと思われ、テルルと窒化テルルと
窒化セレンとの相互作用が好都合に作用して耐候
性が向上し、信号品質が向上したものと思われ
る。
ち、基板1の上に記録層21が設けられている。
記録用レーザ光は基板1を通して記録層21に集
光照射され、ピツト22が形成される。基板1と
してはポリカーボネイト、ポリオレフイン、ポリ
メチルペンテン、アクリル、エポキシ樹脂等の合
成樹脂やガラスが使用される。基板には、ピツト
が同心円状あるいはスパイラル状に一定間隔で精
度よく記録されるように案内溝が設けられてい
る。レーザビーム径程度の幅の溝に光が入射する
と光は回折され、ビーム中心が溝からずれるにつ
れて回折光強度の空間分布が変化するので、これ
を検出してレーザビームを溝の中心に入射させる
ようにサーボ系が構成されている。溝の幅は通常
0.3〜1.3μmであり、溝の深さは使用するレーザ
波長の1/12から1/4の範囲に設定される。集光に
関しても同様にサーボ系が構成されている。情報
の読出しは、記録のときよりも弱いパワーのレー
ザ光をピツト上を通過するように照射することに
より、ピツトの有無に起因する反射率の変化を検
出して行なう。記録層21としては種々の材料を
使用できる。その中でもテルルは比較的記録再生
特性が良好である。しかしながら高温高湿環境に
おける酸化劣化がはげしいので実用には供せなか
つた。又、感度的にもやや不足であつた。感度不
足を解決する1つとして、加熱時に窒素が遊離し
て高感度化するようにテルル膜に窒素を含ませる
ことが提案されている(特開昭57−58250)。本発
明者らはこの実施例を追試して光記録媒体を作製
し記録再生特性を評価したところ、本発明者らが
目的とする小型大容量記録装置の光源である半導
体レーザ波長(およそ8300Å)ではほとんど吸収
がないため感度不足であつた。又、窒素が遊離し
やすいため、高温高湿環境における保存性が充分
ではなかつた。又、上記の提案のように窒素ガス
中でスパツタリングして成膜するのではなく、ア
ルゴンと窒素との混合ガス中でスパツタリングし
て成膜するということも提案されている(アプラ
イド・フイジツクス・レターズ(Appl.Phys.
Lett、45、202、1984))。しかしながら、これで
もまだ充分な記録感度と充分な信号品質は得られ
なかつた。本発明者らはテルルセレン合金ターゲ
ツトをアルゴンと窒素との混合ガスでスパツタリ
ングすることにより記録層がテルルとセレンと窒
素とからなり、耐候性がよく高感度で信号品質の
良好な光記録媒体が得られることを見出し、既に
提案している(特願昭61−101368)。この記録層
が耐候性よく高感度で信号品質が良好である理由
は、セレンを入れることで系全体の融点が低下し
たことと窒化セレン、窒化テルルの爆発性とがあ
いあわさつて小穴の形成から表面張力による孔の
拡張が比較的低い温度で生じるようになつたため
に高感度化したと思われ、テルルと窒化テルルと
窒化セレンとの相互作用が好都合に作用して耐候
性が向上し、信号品質が向上したものと思われ
る。
本発明はこれをさらに改善したものであり、記
録膜をテルルとセレンと窒素とを主成分とする膜
とその表面層をプラズマ酸化させてテルルとセレ
ンと窒素と酸素とを主成分とする膜との複合膜と
することにより、耐候性がよく高感度で信号品質
が良好であり、しかも記録パワーの余裕度が大き
くなる。記録パワーの余裕度が大きくなる理由は
まだ充分に明確ではないが、記録膜の表面に融点
の高い層が出来たことにより、記録時にピツトが
あまり大きく拡がらなくなるためと思われる。
録膜をテルルとセレンと窒素とを主成分とする膜
とその表面層をプラズマ酸化させてテルルとセレ
ンと窒素と酸素とを主成分とする膜との複合膜と
することにより、耐候性がよく高感度で信号品質
が良好であり、しかも記録パワーの余裕度が大き
くなる。記録パワーの余裕度が大きくなる理由は
まだ充分に明確ではないが、記録膜の表面に融点
の高い層が出来たことにより、記録時にピツトが
あまり大きく拡がらなくなるためと思われる。
(実施例)
以下、本発明の実施例について説明する。
100℃で2時間アニール処理した内径15mm、外
径130mm、厚さ1.2mmの案内溝(溝幅0.7μm、溝深
さ600Å)付きポリカーボネイト樹脂デイスク基
板上に、原子パーセントで80対20のテルルセレン
ターゲツトを窒素ガス分圧4%のアルゴンと窒素
との混合ガスを用いてマグネトロンスパツタする
ことにより、テルルとセレンと窒素とが原子数比
でおよそ77対19対4の膜を約250Å厚作製した。
しかる後、平行平板電極型プラズマリアクターに
酸素ガスを導入して放電させて酸素プラズマを生
成し、このプラズマにより酸素含有量が原子パー
セントで20%程度で35Å厚程度の酸化層を表面に
形成し、この複合膜を記録膜とする光記録媒体を
作製した。
径130mm、厚さ1.2mmの案内溝(溝幅0.7μm、溝深
さ600Å)付きポリカーボネイト樹脂デイスク基
板上に、原子パーセントで80対20のテルルセレン
ターゲツトを窒素ガス分圧4%のアルゴンと窒素
との混合ガスを用いてマグネトロンスパツタする
ことにより、テルルとセレンと窒素とが原子数比
でおよそ77対19対4の膜を約250Å厚作製した。
しかる後、平行平板電極型プラズマリアクターに
酸素ガスを導入して放電させて酸素プラズマを生
成し、このプラズマにより酸素含有量が原子パー
セントで20%程度で35Å厚程度の酸化層を表面に
形成し、この複合膜を記録膜とする光記録媒体を
作製した。
この光デイスクの溝部の反射率を波長8300Åで
基板入射で測定したところおよそ27%であつた。
波長8300Åの半導体レーザ光を基板を通して入射
して記録膜上に1.6μm中程度に絞り、媒体線速度
5.65m/sec、記録周波数3.77MHz、記録パルス幅
70nsec、記録パワー6.5mWの条件で溝部に記録
し、0.7mWの一定パワーで再生した。バンド幅
30KHzのキヤリアーとノイズとの比(C/N)は
51dBと良好な値が得られた。又、AC再生信号の
零レベルに対して固定値のスライスレベルを設け
て、1つ1つのピツトに対して正常に記録再生が
行なわれたか否かを判定する方式のビツト誤り率
測定方式で評価したところ、10-6台のビツト誤り
率が得られた。記録パワーを6.0mW、7.0mWと
しても同様にビツト誤り率は10-6台と良好であ
り、記録パワーの余裕度の大きいことが確認され
た。
基板入射で測定したところおよそ27%であつた。
波長8300Åの半導体レーザ光を基板を通して入射
して記録膜上に1.6μm中程度に絞り、媒体線速度
5.65m/sec、記録周波数3.77MHz、記録パルス幅
70nsec、記録パワー6.5mWの条件で溝部に記録
し、0.7mWの一定パワーで再生した。バンド幅
30KHzのキヤリアーとノイズとの比(C/N)は
51dBと良好な値が得られた。又、AC再生信号の
零レベルに対して固定値のスライスレベルを設け
て、1つ1つのピツトに対して正常に記録再生が
行なわれたか否かを判定する方式のビツト誤り率
測定方式で評価したところ、10-6台のビツト誤り
率が得られた。記録パワーを6.0mW、7.0mWと
しても同様にビツト誤り率は10-6台と良好であ
り、記録パワーの余裕度の大きいことが確認され
た。
この光デイスクを80℃90%の高温高湿度の環境
に750時間保存した後も上記特性は実用上変化が
なく、耐候性に優れた光記録媒体であることが確
認された。
に750時間保存した後も上記特性は実用上変化が
なく、耐候性に優れた光記録媒体であることが確
認された。
テルルとセレンと窒素とを主成分とする層の厚
さは100Åから1000Åの範囲が記録再生特性の観
点で望ましく、とくに望ましいのは200Åから400
Åである。セレンの含有量は原子パーセントで2
パーセント以上40パーセント未満の範囲が記録再
生特性、耐候性、未記録ノイズの観点で望まし
く、とくに望ましいのは10パーセント以上30パー
セント以下である。窒素の含有量は原子パーセン
トで2パーセント以上20パーセント未満が記録再
生特性、耐候性の観点で望ましく、とくに望まし
いのは2パーセント以上10パーセント以下であ
る。記録膜中の窒素原子の含有量は、スパツタリ
ングターゲツトの組成比や窒素ガス分圧に依存す
るのは勿論であるが、スパツタ装置の大きさ(ス
パツタ室の表面積等)やスパツタ時間等にも依存
するので最適組成が得られる窒素ガス分圧は一義
的には決められず、各スパツタ装置ごとに窒素ガ
ス分圧を適宜設定することが必要である。
さは100Åから1000Åの範囲が記録再生特性の観
点で望ましく、とくに望ましいのは200Åから400
Åである。セレンの含有量は原子パーセントで2
パーセント以上40パーセント未満の範囲が記録再
生特性、耐候性、未記録ノイズの観点で望まし
く、とくに望ましいのは10パーセント以上30パー
セント以下である。窒素の含有量は原子パーセン
トで2パーセント以上20パーセント未満が記録再
生特性、耐候性の観点で望ましく、とくに望まし
いのは2パーセント以上10パーセント以下であ
る。記録膜中の窒素原子の含有量は、スパツタリ
ングターゲツトの組成比や窒素ガス分圧に依存す
るのは勿論であるが、スパツタ装置の大きさ(ス
パツタ室の表面積等)やスパツタ時間等にも依存
するので最適組成が得られる窒素ガス分圧は一義
的には決められず、各スパツタ装置ごとに窒素ガ
ス分圧を適宜設定することが必要である。
テルルとセレンと窒素とを主成分とする層に
は、鉛、アンチモン、ヒ素、イオウ、スズ、ゲル
マニウム、タリウム、リン、カドミウム、インジ
ウム、ガリウム、亜鉛、ビスマス、アルミニウ
ム、銅、銀、マグネシウム、タンタル、金、パラ
ジウム、コバルトの群から選ばれた少なくとも1
種の元素を添加すると、ピツトの形状を良好に整
える場合がある。ただし、添加量は原子パーセン
トで20パーセント未満が望ましい。
は、鉛、アンチモン、ヒ素、イオウ、スズ、ゲル
マニウム、タリウム、リン、カドミウム、インジ
ウム、ガリウム、亜鉛、ビスマス、アルミニウ
ム、銅、銀、マグネシウム、タンタル、金、パラ
ジウム、コバルトの群から選ばれた少なくとも1
種の元素を添加すると、ピツトの形状を良好に整
える場合がある。ただし、添加量は原子パーセン
トで20パーセント未満が望ましい。
この実施例について以下に説明する。
100℃で2時間アニール処理した内径15mm、外
径130mm、厚さ1.2mmの案内溝付きポリカーボネオ
イト樹脂デイスク基板を、13.56MHzの高周波電
源を有するマグネトロンスパツタ装置内に装着し
て排気した。2×10-6Torr以下に排気後、アル
ゴンガスと窒素ガスを導入し1×10-2Torrとし
た。このときの窒素ガス分圧は0.26%、窒素ガス
流量は0.30SCCMである。原子%で73対20対7の
テルルセレン鉛合金の焼結体の8インチターゲツ
トをこの混合ガスで投入パワー120Wでデイスク
基板を回転させながらスパツタリングすることに
より、テルルと窒素とセレンと鉛との原子数の比
がおよそ71対2対20対7の膜を約220Å厚作製し
た。しかる後、前記実施例と同様な処理により、
酸素含有量が原子%で20%程度で35Å厚程度の酸
化層を表面に形成し、この複合膜を記録膜とする
光記録媒体を作製した。
径130mm、厚さ1.2mmの案内溝付きポリカーボネオ
イト樹脂デイスク基板を、13.56MHzの高周波電
源を有するマグネトロンスパツタ装置内に装着し
て排気した。2×10-6Torr以下に排気後、アル
ゴンガスと窒素ガスを導入し1×10-2Torrとし
た。このときの窒素ガス分圧は0.26%、窒素ガス
流量は0.30SCCMである。原子%で73対20対7の
テルルセレン鉛合金の焼結体の8インチターゲツ
トをこの混合ガスで投入パワー120Wでデイスク
基板を回転させながらスパツタリングすることに
より、テルルと窒素とセレンと鉛との原子数の比
がおよそ71対2対20対7の膜を約220Å厚作製し
た。しかる後、前記実施例と同様な処理により、
酸素含有量が原子%で20%程度で35Å厚程度の酸
化層を表面に形成し、この複合膜を記録膜とする
光記録媒体を作製した。
この光デイスクの波長8300Åにおける基板入射
の反射率を測定したところ、約30%であつた。波
長8300Åの半導体レーザ光を基板を通して入射し
て記録層上で1.6μmΦ程度に絞り、媒体線速度
5.65m/sec、記録周波数3.77MHz、記録パルス幅
70nsec、記録パワー6.0mWの条件で記録し、0.7
mWで再生した。バンド幅30kHzのキヤリアーと
ノイズとの比(C/N)は48dBと良好であつた。
この値は、記録再生装置を変更することにより生
ずる記録パワー変動に対しても実用上充分に安定
であつた。この光デイスクを85℃90%の高温高湿
度の環境に200時間保存した後、上記特性を調べ
たが変化はなく、耐候性に優れた光記録媒体であ
ることが確認された。この条件で鉛を含有させな
かつた記録膜においてはビツトエラーレイトに変
化はないものの膜表面には0.01〜0.1μm程度の突
起状のものが発生するが、鉛を含有させた記録膜
には発生しない。この抑止効果は、原子%で5以
下の鉛含有量では得られなかつた。テルルセレン
鉛ターゲツトを窒素ガスを導入しないでスパツタ
リングして記録膜を作製した場合には、記録感度
が安定せず、実用上不充分なものであつた。
の反射率を測定したところ、約30%であつた。波
長8300Åの半導体レーザ光を基板を通して入射し
て記録層上で1.6μmΦ程度に絞り、媒体線速度
5.65m/sec、記録周波数3.77MHz、記録パルス幅
70nsec、記録パワー6.0mWの条件で記録し、0.7
mWで再生した。バンド幅30kHzのキヤリアーと
ノイズとの比(C/N)は48dBと良好であつた。
この値は、記録再生装置を変更することにより生
ずる記録パワー変動に対しても実用上充分に安定
であつた。この光デイスクを85℃90%の高温高湿
度の環境に200時間保存した後、上記特性を調べ
たが変化はなく、耐候性に優れた光記録媒体であ
ることが確認された。この条件で鉛を含有させな
かつた記録膜においてはビツトエラーレイトに変
化はないものの膜表面には0.01〜0.1μm程度の突
起状のものが発生するが、鉛を含有させた記録膜
には発生しない。この抑止効果は、原子%で5以
下の鉛含有量では得られなかつた。テルルセレン
鉛ターゲツトを窒素ガスを導入しないでスパツタ
リングして記録膜を作製した場合には、記録感度
が安定せず、実用上不充分なものであつた。
プラズマ酸化は円筒型或いは平行平板型電極を
有するプラズマリアクターにO2、H2O等を含有
するガスを導入して放電することにより、制御性
よく行なうことができる。プラズマ酸化された膜
の厚さは10Åから100Åの範囲が記録再生特性を
劣化させずに記録パワーの余裕度を大きくできる
のでとくに望ましい。
有するプラズマリアクターにO2、H2O等を含有
するガスを導入して放電することにより、制御性
よく行なうことができる。プラズマ酸化された膜
の厚さは10Åから100Åの範囲が記録再生特性を
劣化させずに記録パワーの余裕度を大きくできる
のでとくに望ましい。
(発明の効果)
上記実施例から明らかなように、本発明により
耐候性がよく高感度で信号品質が良好であり、し
かも記録パワーの余裕度が大きい光記録媒体の製
造方法が得られる。
耐候性がよく高感度で信号品質が良好であり、し
かも記録パワーの余裕度が大きい光記録媒体の製
造方法が得られる。
図は光記録媒体の1例を示す断面概略図であ
る。 図において、1は基板、21は記録層、22は
ピツトを表わす。
る。 図において、1は基板、21は記録層、22は
ピツトを表わす。
Claims (1)
- 1 情報をレーザ光によつて記録しかつ読み取る
光記録媒体の製造方法において、テルルとセレン
と窒素を主成分とする膜を形成する工程と、この
膜の表面層をプラズマ酸化させてテルルとセレン
と窒素と酸素を主成分とする膜を形成する工程と
を有することを特徴とする光記録媒体の製造方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61300792A JPS63151487A (ja) | 1986-12-16 | 1986-12-16 | 光記録媒体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61300792A JPS63151487A (ja) | 1986-12-16 | 1986-12-16 | 光記録媒体の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63151487A JPS63151487A (ja) | 1988-06-24 |
JPH0481956B2 true JPH0481956B2 (ja) | 1992-12-25 |
Family
ID=17889151
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61300792A Granted JPS63151487A (ja) | 1986-12-16 | 1986-12-16 | 光記録媒体の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63151487A (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2539521B2 (ja) * | 1989-11-30 | 1996-10-02 | 富士電機株式会社 | 硬貨処理機の硬貨通路 |
-
1986
- 1986-12-16 JP JP61300792A patent/JPS63151487A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS63151487A (ja) | 1988-06-24 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |