JPH05135409A - Optical recording medium and production of the same - Google Patents

Optical recording medium and production of the same

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JPH05135409A
JPH05135409A JP3297230A JP29723091A JPH05135409A JP H05135409 A JPH05135409 A JP H05135409A JP 3297230 A JP3297230 A JP 3297230A JP 29723091 A JP29723091 A JP 29723091A JP H05135409 A JPH05135409 A JP H05135409A
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JP
Japan
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layer
boron nitride
protective layer
recording medium
optical recording
Prior art date
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Pending
Application number
JP3297230A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoru Nishiyama
哲 西山
Kiyoshi Ogata
潔 緒方
Naoto Kuratani
直人 鞍谷
Akinori Ebe
明憲 江部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissin Electric Co Ltd
Original Assignee
Nissin Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nissin Electric Co Ltd filed Critical Nissin Electric Co Ltd
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  • Manufacturing Optical Record Carriers (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve protection of a recording layer and consequently to improve is weatherability and long-term stability by forming 1st an 2nd protective film layers to have boron nitride films contg. boron nitride respectively varying in crystal structure. CONSTITUTION:A 1st layer 12 has a boron nitride film layer contg. boron nitride h-BN resembling hexagonal graphite and a 2nd protective film 14 has the boron nitride film layer contg. boron nitride c-BN having the sphalerite crystal structure of a cubic crystal system, respectively. The boron nitride film layers are chemically excellent in stability and therefore excellent in the protective property of the recording layer. The function to protect the recording layer is thus improved and the weatherability and stability are improved as well. The c-BN has a high thermal conductivity, and therefore diffuses heat within the protective film layer 14. An amorphous state of a small recording spot size is easily obtd. and C/N is improved. Generation of imperfect erasing is simultaneously obviated and the erasing ratio is improved.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、光を照射して記録層
を加熱することにより情報の記録、消去および再生を行
うことが可能な相変化型の光記録媒体およびその製造方
法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a phase change type optical recording medium capable of recording, erasing and reproducing information by irradiating light to heat a recording layer and a method for manufacturing the same. is there.

【0002】[0002]

【従来の技術】情報の高密度化が要求されるにつれ、従
来用いられてきた磁気記録媒体にかわって、非接触で記
録密度を大きく取れる光記録媒体が研究開発されてきて
いる。この光記録媒体にはいくつかの種類があるが、情
報の読み出しだけが可能な再生専用型や、記録・再生だ
けが可能な追記型のものと比べて、情報の記録、再生な
らびに消去が可能な書換え型のものは幅広い用途が可能
であるため、その実用化が最も期待されている。
2. Description of the Related Art With the demand for higher density of information, an optical recording medium which can take a large recording density in a non-contact manner has been researched and developed in place of the magnetic recording medium used conventionally. There are several types of this optical recording medium, but information can be recorded, reproduced, and erased compared to the read-only type that can only read information and the write-once type that can only record and reproduce. The rewritable type has a wide range of applications and is most expected to be put into practical use.

【0003】この書換え型の光記録媒体は、主に光磁気
型と相変化型があり、前者はレーザ光を磁性膜に照射
し、照射された部分の温度が上昇して保磁力が減少する
と磁化が反転しやすくなることを利用して情報を記録ま
たは消去し、情報の再生は光を直線偏光して磁性膜の表
面で反射、透過させた際に生じる偏光面の回転、すなわ
ちカー効果やファラデー効果を利用するものである。
This rewritable optical recording medium is mainly classified into a magneto-optical type and a phase change type. In the former, when a magnetic film is irradiated with laser light and the temperature of the irradiated part rises and the coercive force decreases. Information is recorded or erased by utilizing the fact that magnetization is easily reversed, and information is reproduced by linearly polarizing light and rotating the polarization plane that occurs when reflected and transmitted on the surface of the magnetic film, that is, Kerr effect or It uses the Faraday effect.

【0004】一方、相変化型は、例えばカルコゲン元素
を主成分とする材料にレーザ光を照射し、融点以上に加
熱・急冷させた際には非晶質(アモルファス)状態にな
り、結晶化温度と融点の間の温度に加熱させれば結晶状
態になることを利用して情報の記録・消去を行い、また
その両者の反射率の違いを利用して情報の再生を行うも
のである。
On the other hand, in the phase change type, for example, when a material containing a chalcogen element as a main component is irradiated with a laser beam and heated to a temperature equal to or higher than the melting point and rapidly cooled, it becomes an amorphous state and has a crystallization temperature. Information is recorded / erased by utilizing the fact that it becomes a crystalline state when heated to a temperature between the melting point and the melting point, and information is reproduced by utilizing the difference in reflectance between the two.

【0005】この書換え型の光記録媒体のうち相変化型
は、一般には例えばポリカーボネイト(PC)やエポキ
シ系樹脂、さらにアクリル系樹脂(PMMA)等の基板
上に、ZnS2、ZrO2またはSiO2といった第1の保護層を設
け、その上に記録層を形成し、さらにその上に第1の保
護層と同じ物質より成る第2の保護層を設ける構造をし
ている(さらに第2の保護層の上に有機系の保護層を積
層させる場合もある)。
Among the rewritable optical recording media, the phase change type is generally ZnS 2 , ZrO 2 or SiO 2 on a substrate such as polycarbonate (PC), epoxy resin, acrylic resin (PMMA) or the like. A first protective layer is formed, a recording layer is formed on the first protective layer, and a second protective layer made of the same material as the first protective layer is further formed on the first protective layer (the second protective layer is further formed). In some cases, an organic protective layer is laminated on the layer).

【0006】記録層として用いられる材料としては、結
晶化が速く、非晶質の状態が長期的に安定し、かつ書換
えの回数が増えても動作特性が安定している物質が要求
され、例えば、In-Sn系、Ge-Sb-Te系、Ge-Te系、Sn-Te
系あるいはTe-O-Sn-Ge系のものが使用される。また保護
層は記録層の耐酸化等の耐候性を向上させ、長期安定性
を確保するとともに効率よく記録層の加熱が行えるよう
に断熱効果の大きいものが好まれることから、前述のZn
S2、ZrO2またはSiO2といったものが用いられる。
The material used for the recording layer is required to be a substance that is rapidly crystallized, the amorphous state is stable for a long period of time, and the operation characteristics are stable even if the number of times of rewriting is increased. , In-Sn system, Ge-Sb-Te system, Ge-Te system, Sn-Te
The system or Te-O-Sn-Ge system is used. Further, the protective layer is preferably one having a large heat insulating effect so as to improve weather resistance such as oxidation resistance of the recording layer, ensure long-term stability, and efficiently heat the recording layer.
S 2 , ZrO 2 or SiO 2 is used.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記保
護層が断熱効果を有していることによって記録層の急冷
が不十分になることが多く、そのため記録層の結晶化状
態から非晶質状態への変化に支障をきたし、書き込みの
信号レベルが低下し、記録スポットサイズが大きくなっ
て情報の消去が充分行われないという問題点が生じる。
However, since the protective layer has a heat insulating effect, quenching of the recording layer is often insufficient, so that the recording layer is changed from a crystallized state to an amorphous state. , The write signal level is lowered, the recording spot size is increased, and information cannot be sufficiently erased.

【0008】また、レーザ光による熱のために、消去・
書き込みを繰り返し行うと基板の変形が生じ、光記録媒
体の長期安定性が劣下する問題も生じる。このため、第
1の保護層および第2の保護層を熱伝導率の良いもので
構成したり、第2の保護層上にAlなどからなる反射冷却
層を設けて、記録層の冷却能を向上させる試みがなされ
ている。
Further, due to the heat generated by the laser beam, the
When writing is repeated, the substrate is deformed, which causes a problem that the long-term stability of the optical recording medium is deteriorated. Therefore, the first protective layer and the second protective layer are made of materials having good thermal conductivity, or a reflective cooling layer made of Al or the like is provided on the second protective layer to improve the cooling ability of the recording layer. Attempts have been made to improve it.

【0009】しかし、記録層の冷却能力が大きすぎると
レーザパワーに対する感度が低下するため、レーザパワ
ーを大きくしなければならないという問題が生じる。し
たがって、この発明の目的は、レーザパワーに対する感
度の低下なしに記録層の結晶化速度を大きくできるとと
もに非晶質状態への変化の際の冷却速度を大きくでき、
しかも繰り返し記録、消去および書き込みを行っても基
板の熱による変形を防止することができる光記録媒体お
よびその製造方法を提供することである。
However, if the cooling capacity of the recording layer is too large, the sensitivity to the laser power decreases, so that the problem arises that the laser power must be increased. Therefore, an object of the present invention is to increase the crystallization rate of the recording layer without lowering the sensitivity to laser power and increase the cooling rate when changing to an amorphous state.
Moreover, it is an object of the present invention to provide an optical recording medium capable of preventing the substrate from being deformed by heat even when repeatedly recording, erasing and writing, and a manufacturing method thereof.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】請求項1の光記録媒体
は、基板上に第1の保護層、記録層、第2の保護層およ
び反射冷却層を順に形成してなり、記録層が基板側から
レーザ光を入射して可逆的な相変化を起こす光記録媒体
において、第1の保護層は主として六方晶系のグラファ
イトに類似した結晶構造の窒化ホウ素を含有した窒化ホ
ウ素膜層を有し、第2の保護層が主として立方晶系の閃
亜鉛鉱型の結晶構造の窒化ホウ素を含有した窒化ホウ素
膜層を有することを特徴とするものである。
An optical recording medium according to claim 1 comprises a substrate, on which a first protective layer, a recording layer, a second protective layer, and a reflective cooling layer are sequentially formed, and the recording layer is a substrate. In an optical recording medium in which laser light is incident from the side to cause a reversible phase change, the first protective layer mainly has a boron nitride film layer containing boron nitride having a crystal structure similar to hexagonal graphite. The second protective layer mainly has a boron nitride film layer containing boron nitride having a cubic zinc blende type crystal structure.

【0011】請求項2の光記録媒体の製造方法は、請求
項1記載の光記録媒体の製造方法であって、窒化ホウ素
膜層を、層形成面上への真空蒸着およびスパッタのいず
れか一方によるホウ素の被着と、同時、交互またはホウ
素の被着後に、層形成面上に窒素イオンを含むイオンを
照射することにより形成し、かつ窒素イオンに不活性ガ
ス等の混合量,層内のホウ素原子と窒素原子の個数比お
よびイオンの加速エネルギ等を制御することにより、第
1の保護層に主として六方晶系のグラファイトに類似し
た結晶構造の窒化ホウ素を含有させ、第2の保護層に主
として立方晶系の閃亜鉛鉱型の結晶構造の窒化ホウ素を
含有させることを特徴とするものである。
The method of manufacturing an optical recording medium according to a second aspect is the method of manufacturing an optical recording medium according to the first aspect, wherein the boron nitride film layer is formed by vacuum vapor deposition or sputtering on the layer formation surface. And the deposition of boron at the same time, alternately or after the deposition of boron, by irradiating the layer-forming surface with ions containing nitrogen ions, and mixing the nitrogen ions with an inert gas, etc. By controlling the number ratio of boron atoms and nitrogen atoms, the acceleration energy of ions, and the like, the first protective layer mainly contains boron nitride having a crystal structure similar to that of hexagonal graphite, and the second protective layer contains It is characterized in that it mainly contains boron nitride having a cubic zinc blende type crystal structure.

【0012】[0012]

【作用】請求項1の光記録媒体によれば、図1に示すよ
うに、基板11上に第1の保護層12、記録層13、第
2の保護層14および反射冷却層15が順に形成されて
いる。なお16は表面保護層である。この場合におい
て、第1の保護層は主として六方晶系のグラファイトに
類似した結晶構造の窒化ホウ素(以下h−BNという)
を含有した窒化ホウ素膜層を有し、第2の保護層は主と
して立方晶系の閃亜鉛鉱型の結晶構造の窒化ホウ素(以
下c−BNという)を含有した窒化ホウ素膜層を有す
る。これらの窒化ホウ素膜層は化学的安定性に優れてい
るので記録層の保護層としての機能に優れ、耐候性が向
上し、光記録媒体の長期安定性が確保される。またc−
BNは熱伝導率が高いため記録層に加えられた熱は第2
の保護層内で拡散されるので、書き込みの際に記録層に
レーザ光が照射される温度上昇領域が限定されるので、
記録スポットサイズ径の小さい非晶質状態が記録層に得
られC/N比(搬送波対雑音比)が向上するとともに、
消去の際の記録層の冷却速度が向上し、記録スポットサ
イズ径をレーザ光の照射径に対して小さくすることによ
り、消え残りが生じる問題点を解消できるため、消去の
程度を示す消去比の向上を図ることができる。しかも基
板への熱影響が緩和されて基板の熱変形も防止できるの
で、安定で良好な繰り返し特性が得られる。さらにh−
BNを第1の保護層に有するため、光記録媒体の冷却能
力が調整でき、レーザパワーに対する感度の低下を防ぐ
ことが可能である。
According to the optical recording medium of claim 1, as shown in FIG. 1, a first protective layer 12, a recording layer 13, a second protective layer 14 and a reflective cooling layer 15 are sequentially formed on a substrate 11. Has been done. 16 is a surface protective layer. In this case, the first protective layer is mainly boron nitride having a crystal structure similar to that of hexagonal graphite (hereinafter referred to as h-BN).
The second protective layer mainly has a boron nitride film layer containing boron nitride having a cubic zinc blende type crystal structure (hereinafter referred to as c-BN). Since these boron nitride film layers are excellent in chemical stability, they are excellent in function as a protective layer of the recording layer, weather resistance is improved, and long-term stability of the optical recording medium is secured. Also c-
Since BN has a high thermal conductivity, the heat applied to the recording layer is
Since it is diffused in the protective layer, the temperature rise region where the recording layer is irradiated with the laser beam during writing is limited,
An amorphous state with a small recording spot size diameter is obtained in the recording layer to improve the C / N ratio (carrier-to-noise ratio), and
Since the cooling rate of the recording layer at the time of erasing is improved and the recording spot size diameter is made smaller than the irradiation diameter of the laser beam, the problem of remaining unerased can be solved. It is possible to improve. In addition, the thermal effect on the substrate is mitigated and the substrate can be prevented from being deformed by heat, so that stable and good repeating characteristics can be obtained. Furthermore h-
Since BN is included in the first protective layer, it is possible to adjust the cooling capacity of the optical recording medium and prevent a decrease in sensitivity to laser power.

【0013】請求項2の光記録媒体の製造方法によれ
ば、下地材の層形成面上への真空蒸着およびスパッタの
いずれか一方によるホウ素の被着と、同時、交互または
ホウ素の被着後に、層形成面上に窒素イオンを含むイオ
ンを照射することにより、窒化ホウ素膜層を形成する。
この実施装置の一例を図2に示す。すなわち、1は基
板、2は基板1を支持するホルダ、3はホウ素元素を含
有する物質を蒸発させる蒸発源、4はイオンを照射させ
るためのイオン源、5は基板1等の下地材の層形成面上
に蒸着されるホウ素の個数およびその膜厚を計測するた
めの、例えば水晶振動式膜厚計等の膜厚モニタ、6は層
形成面に照射されるイオンの個数を計測するための、た
とえば2次電子抑制電極を備えたファラデ−カップ等の
イオン電流測定器である。これらは図示していない真空
容器内に収納されている。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for producing an optical recording medium, which comprises depositing boron on the surface of a base material on which a layer is formed by vacuum vapor deposition or sputtering, and simultaneously, alternately or after depositing boron. A boron nitride film layer is formed by irradiating the layer formation surface with ions including nitrogen ions.
An example of this apparatus is shown in FIG. That is, 1 is a substrate, 2 is a holder for supporting the substrate 1, 3 is an evaporation source for evaporating a substance containing a boron element, 4 is an ion source for irradiating ions, and 5 is a layer of a base material such as the substrate 1. A film thickness monitor for measuring the number of boron vapor-deposited on the formation surface and its film thickness, for example, a crystal vibration type film thickness meter, 6 for measuring the number of ions irradiated on the layer formation surface , An ion current measuring device such as a Faraday cup equipped with a secondary electron suppressing electrode. These are housed in a vacuum container (not shown).

【0014】この製造方法を実施するに当たって、まず
基板1をホルダ2に支持した後、真空容器内を1×10
-5Torr以下の高真空に排気する。この場合、基板1に第
1の保護層12を形成する際には基板11自体をホルダ
2に保持し、第2の保護層14を形成する際には基板1
1上に第1の保護層12と記録層13が形成されたもの
をホルダ2に保持する。
In carrying out this manufacturing method, the substrate 1 is first supported by the holder 2 and then the inside of the vacuum container is set to 1 × 10.
Evacuate to a high vacuum of -5 Torr or less. In this case, the substrate 11 itself is held by the holder 2 when the first protective layer 12 is formed on the substrate 1, and the substrate 1 is held when the second protective layer 14 is formed.
A holder 2 holds the first protective layer 12 and the recording layer 13 formed on the holder 1.

【0015】そして、蒸発源3を駆動させてホウ素元素
を含有する物質3′を基板1に真空蒸着する。この際、
ホウ素元素を含有する物質としては、ホウ素単体、ホウ
素元素の酸化物、あるいは窒化物等が選ばれる。また、
蒸発源3の方式は特に限定されるものではなく、例え
ば、電子ビーム(EB)、レーザまたは高周波等の手段
を用いるものが適宜選択される。
Then, the evaporation source 3 is driven to vacuum-deposit the substance 3'containing the boron element on the substrate 1. On this occasion,
As the substance containing the boron element, simple substance of boron, oxide of boron element, nitride, or the like is selected. Also,
The method of the evaporation source 3 is not particularly limited, and for example, a method using means such as an electron beam (EB), laser or high frequency is appropriately selected.

【0016】また、ホウ素元素を含有する物質3′は、
スパッタによって基板1上に膜形成されても良い。この
際、スパッタさせる手法も特に限定されず、イオンビ−
ム、マグネトロンあるいは高周波等の手段によってスパ
ッタされる。このホウ素元素を含有する物質3′の真空
蒸着およびスパッタのいずれか一方と同時、もしくは交
互に、または真空蒸着・スパッタ終了後に、イオン源4
より窒素イオンを含有するイオン4′が蒸着等される面
に照射される。イオン4′としては、窒素イオンや、窒
素イオンに不活性ガスイオンもしくは水素イオンを混合
したものが選ばれる。また、イオン源4の型式も特に限
定されるものではなく、例えば、カウフマン型、バケッ
ト型等のものが選ばれる。
Further, the substance 3'containing elemental boron is
A film may be formed on the substrate 1 by sputtering. At this time, the method of sputtering is not particularly limited, and the ion beam is used.
It is sputtered by means such as a magnet, magnetron or high frequency. At the same time as, or alternately with, one of the vacuum deposition and the sputtering of the substance 3 ′ containing the boron element, or after the completion of the vacuum deposition / sputtering, the ion source 4
Ions 4'containing more nitrogen ions are irradiated onto the surface to be vapor-deposited. As the ions 4 ', nitrogen ions or a mixture of nitrogen ions with inert gas ions or hydrogen ions is selected. Also, the type of the ion source 4 is not particularly limited, and for example, a Kauffman type, a bucket type or the like is selected.

【0017】この結果、基板1等上に窒化ホウ素(B
N)を含有する薄膜が形成され、また、蒸着物質とイオ
ンとの衝突・反跳により、層形成面の構成原子とそれら
の混合層が基板1等と窒化ホウ素膜層との界面に形成さ
れ、密着性に優れた窒化ホウ素膜層が層形成面に形成さ
れる。なお、この際、照射されるイオンの加速エネルギ
−は、イオン1個当り10KeV以下であることが好ま
しい。10KeVを超えた場合には、照射イオンによる
基板1の損傷が過大になるので好ましくない。
As a result, boron nitride (B
A thin film containing N) is formed, and the atoms forming the layer and the mixed layer thereof are formed at the interface between the substrate 1 etc. and the boron nitride film layer by collision and recoil of the vapor deposition substance and the ions. A boron nitride film layer having excellent adhesion is formed on the layer forming surface. At this time, the acceleration energy of the irradiated ions is preferably 10 KeV or less per ion. When it exceeds 10 KeV, damage to the substrate 1 by irradiation ions becomes excessive, which is not preferable.

【0018】また、窒化ホウ素膜層に含有されるホウ素
と窒素の原子数比(B/N組成比)が20以下になるよ
うに、成膜中のホウ素含有物質の蒸発量と、窒素イオン
を含有するイオンの照射量を適宜調整する必要がある。
これは、窒化ホウ素膜層のB/N組成比が20を超えた
場合、層内に含有される窒化ホウ素の量が少なくなり、
窒化ホウ素の特性が充分に引き出されない危険性がある
ためである。このB/N組成比の調整は、膜厚モニタ5
並びにイオン電流測定器6によって行なわれる。
Further, the evaporation amount of the boron-containing substance during the film formation and the nitrogen ions are adjusted so that the atomic ratio of boron and nitrogen (B / N composition ratio) contained in the boron nitride film layer becomes 20 or less. It is necessary to appropriately adjust the irradiation dose of the contained ions.
This is because when the B / N composition ratio of the boron nitride film layer exceeds 20, the amount of boron nitride contained in the layer decreases.
This is because there is a risk that the properties of boron nitride will not be fully extracted. The film thickness monitor 5 is used to adjust the B / N composition ratio.
And the ion current measuring device 6.

【0019】このように、層形成面上への真空蒸着およ
びスパッタのいずれか一方によるホウ素の被着と、同
時、交互またはホウ素の被着後に、窒素イオンを含むイ
オンを照射するという方法により、軟質ながらも化学的
安定性の高い六方晶系でグラファイトに類似した結晶構
造の窒化ホウ素(h−BN)が窒化ホウ素膜層中に含有
されるだけでなく、イオンと蒸着等されるホウ素原子と
の衝突によって蒸着等されるホウ素原子が励起されるの
で、化学的安定性が高くかつ熱伝導率の大きな立方晶系
の閃亜鉛鉱型の結晶構造のc−BNの薄膜合成が非熱平
衡過程下で可能となる。
As described above, by the method of depositing boron on the layer-forming surface by any one of vacuum deposition and sputtering, and simultaneously, alternately or after depositing boron, the method of irradiating with ions containing nitrogen ions is performed. Not only is boron nitride (h-BN) having a hexagonal crystal system having a chemical structure similar to that of graphite, which is soft, but having high chemical stability, not only contained in the boron nitride film layer, but also ion and boron atoms to be vapor-deposited. Since boron atoms that are vapor-deposited etc. are excited by the collision of Cu, a thin film of c-BN having a cubic zincblende crystal structure with high chemical stability and high thermal conductivity is synthesized under a non-thermal equilibrium process. It becomes possible with.

【0020】また、基板1を支持するホルダ2を水冷す
ることによって、窒化ホウ素膜層作成中の基板1を冷却
することが可能であり、これにより成膜中の熱による損
傷をさらに防止することが可能である。なお、成膜中、
基板1が冷却されても、窒化ホウ素膜層と基板1との密
着性、およびc−BNの含有量は変化しないことが確か
められている。
Further, by cooling the holder 2 supporting the substrate 1 with water, it is possible to cool the substrate 1 during formation of the boron nitride film layer, thereby further preventing damage due to heat during film formation. Is possible. During film formation,
It has been confirmed that the adhesion between the boron nitride film layer and the substrate 1 and the content of c-BN do not change even when the substrate 1 is cooled.

【0021】そして、例えば、第1の保護層12を形成
する際にはイオン種として窒素を用い、第2の保護層1
4を形成する際にはイオン種として窒素と不活性ガスを
混合させたものを用いる。この結果、第1の保護層12
はh−BNが主体となり、第2の保護層はc−BNが主
体となる。さらに、第1の保護層12は、イオンの照射
エネルギーを2KeV 以下にして、成膜の際に基板上に到
達するホウ素原子と窒素イオンの個数(B/N輸送比)
を2〜4の間で調整すれば、窒化ホウ素膜内にはh−B
Nだけではなくc−BNも含有されるようになる。した
がって第1の保護層12は光記録媒体の書き込みの際の
C/N比から最適なh−BNとc−BNの混合量比を決
定すればよい。また、第2の保護層14は例えば2KeV以
下のイオンの加速エネルギーにおいて、不活性ガスとし
てArを使用し、B/N輸送比=1の条件で作成する。こ
れによって、第2の保護層はc−BNが主体となる層と
なる。
Then, for example, when forming the first protective layer 12, nitrogen is used as an ionic species, and the second protective layer 1 is used.
When 4 is formed, a mixture of nitrogen and an inert gas is used as an ionic species. As a result, the first protective layer 12
Mainly consists of h-BN, and the second protective layer mainly consists of c-BN. Further, in the first protective layer 12, the irradiation energy of ions is set to 2 KeV or less, and the number of boron atoms and nitrogen ions reaching the substrate during film formation (B / N transport ratio).
Is adjusted between 2 and 4, h-B in the boron nitride film
Not only N but also c-BN comes to be contained. Therefore, for the first protective layer 12, the optimum mixture ratio of h-BN and c-BN may be determined from the C / N ratio when writing to the optical recording medium. The second protective layer 14 is formed under the condition of B / N transport ratio = 1 using Ar as an inert gas in the acceleration energy of ions of 2 KeV or less, for example. As a result, the second protective layer becomes a layer mainly composed of c-BN.

【0022】この製造方法によれば、蒸発原子とイオン
との衝突による励起作用を利用することによって、低温
下でc−BNを合成することができるので、製造過程で
の基板11や記録層13への熱影響を回避することがで
きる。他の方法、例えばCVD法でこのc−BNを合成
する場合には高温を必要とするため、基板11や記録層
13に熱的に損傷が加えられやすく、基板11上に薄膜
として被覆させることは困難であった。また、窒化ホウ
素膜層を形成する際、窒素イオンに不活性ガス等を混合
させる混合量,層内のホウ素原子と窒素原子の個数比お
よびイオンの加速エネルギ等を制御することにより、B
Nの結晶構造をh−BNやc−BNに変化させることが
できるので、請求項1で述べた効果を有する保護層の製
造が比較的容易である。また、蒸発原子とイオン照射と
の衝突によって、窒化ホウ素膜層とその下地材との間に
両者の構成原子よりなる混合層が形成されるため、密着
性に優れた層が形成される。
According to this manufacturing method, c-BN can be synthesized at a low temperature by utilizing the exciting action due to the collision between the vaporized atoms and the ions, so that the substrate 11 and the recording layer 13 in the manufacturing process are manufactured. It is possible to avoid the heat influence on. Since high temperature is required when synthesizing this c-BN by another method, for example, the CVD method, the substrate 11 and the recording layer 13 are likely to be thermally damaged, and the substrate 11 is coated with a thin film. Was difficult. Further, when the boron nitride film layer is formed, by controlling the mixing amount for mixing an inert gas or the like with nitrogen ions, the number ratio of boron atoms and nitrogen atoms in the layer, and the acceleration energy of ions, B
Since the crystal structure of N can be changed to h-BN or c-BN, it is relatively easy to manufacture the protective layer having the effect described in claim 1. Further, due to the collision between the vaporized atoms and the ion irradiation, a mixed layer composed of the constituent atoms of both is formed between the boron nitride film layer and the base material thereof, so that a layer having excellent adhesion is formed.

【0023】[0023]

【実施例】図1の光記録媒体を製造する。すなわち、基
板11は多くのトラッキング溝(図示せず)を形成した
ポリカーボネイト(PC)基板であり、その上に30nmの
第1の保護層12、60nmのGe-Sb-Te系よりなる記録層1
3、200nm の第2の保護層14、100nmのAlよりなる反
射冷却層15、10nmのUV樹脂の表面保護層16を順次積
層する。
EXAMPLE The optical recording medium of FIG. 1 is manufactured. That is, the substrate 11 is a polycarbonate (PC) substrate on which a number of tracking grooves (not shown) are formed, on which a first protective layer 12 of 30 nm and a recording layer 1 of Ge-Sb-Te system of 60 nm are formed.
A second protective layer 14 having a thickness of 3,200 nm, a reflective cooling layer 15 made of Al having a thickness of 100 nm, and a surface protective layer 16 made of UV resin having a thickness of 10 nm are sequentially laminated.

【0024】この光記録媒体において、第1の保護層1
2は図2の実施装置により、500evの加速エネルギー
の窒素イオンを用いて、B/N組成比が2となるように
B/N輸送比を調整しながら作成し、第2の保護層14
は2KeV の加速エネルギーの窒素イオンとArイオンの混
合イオン(イオン源に導入する際のArガス/窒素ガス
のガス圧比が30%になるようにして作成)を用いて、
B/N組成比=1となるようにB/N輸送比を調整しな
がら作成した。
In this optical recording medium, the first protective layer 1
2 was prepared by the apparatus shown in FIG. 2 using nitrogen ions having an acceleration energy of 500 ev while adjusting the B / N transport ratio so that the B / N composition ratio was 2.
Is a mixed ion of nitrogen ions and Ar ions with an acceleration energy of 2 KeV (created so that the gas pressure ratio of Ar gas / nitrogen gas when introduced into the ion source is 30%),
It was prepared while adjusting the B / N transport ratio so that the B / N composition ratio = 1.

【0025】この光記録媒体(記録層はあらかじめ結晶
化状態)の書き込みの際のレーザパワーの立ち上がりは
16mWでC/N比=22dB、25mWの際のC/N
比は55dBであった。また、3.7MHz、duty33% の信号
を23/10mWのパワー比で書き込み、次に同じ所に2.22MHz
、duty20% の信号を同一パワー条件で重ね書きを行な
ったところ、書き込みのC/N比は50dB、消去比は27dB
であった。
When writing on this optical recording medium (the recording layer is in a crystallized state in advance), the rise of the laser power is 16 mW, C / N ratio = 22 dB, and C / N when 25 mW.
The ratio was 55 dB. Also, write a 3.7MHz, duty33% signal with a power ratio of 23 / 10mW, and then write 2.22MHz to the same place.
, Duty20% signal was overwritten under the same power condition, the write C / N ratio was 50dB and the erase ratio was 27dB.
Met.

【0026】比較例1として図1の光記録媒体におい
て、第1の保護層および第2の保護層ともに窒化ほう素
膜層のないSiO2層により形成したものに対して、書き込
みの際のレーザパワーの立ち上がりは16mWでC/N
比=22dB、25mWの際のC/N比は55dBであ
った。また、3.7MHz、duty33%の信号を23/10mWのパワー
比で書き込み、次に同じ所に2.22MHz 、duty20%の信号
を同一パワー条件で重ね書きを行なったところ、書き込
みのC/N比は45dB、消去比は20dBであった。
As Comparative Example 1, in the optical recording medium of FIG. 1, both the first protective layer and the second protective layer formed of a SiO 2 layer without a boron nitride film layer, a laser for writing was used. Power rises at 16mW and C / N
The C / N ratio when the ratio was 22 dB and 25 mW was 55 dB. In addition, when the 3.7MHz, duty33% signal was written at a power ratio of 23 / 10mW, and then the 2.22MHz, duty20% signal was overwritten at the same location under the same power condition, the C / N ratio for writing was It was 45 dB and the erasure ratio was 20 dB.

【0027】比較例2として、図1の光記録媒体におい
て、第1の保護層12および第2の保護層14ともにc
−BNを主とする窒化ホウ素膜層としたものを用いる。
この比較例2の書き込みの際のレーザパワーの立ち上が
りは20mWでC/N比=16dB、25mWの際のC
/N比は45dBであった。また、実施例1と同じく、
3.7MHz、duty33% の信号を23/10mWのパワー比で書き込
み、次に同じ所に2.22MHz 、duty20% の信号を同一パワ
ー条件で重ね書きを行ったところ、書き込みのC/N比
は50dB、消去比は27dBであった。
As Comparative Example 2, in the optical recording medium of FIG. 1, both the first protective layer 12 and the second protective layer 14 are c.
-Use is made of a boron nitride film layer mainly composed of BN.
The rise of the laser power at the time of writing in this comparative example 2 is 20 mW, C / N ratio = 16 dB, and C at 25 mW.
The / N ratio was 45 dB. Also, as in the first embodiment,
3.7MHz, duty33% signal was written at 23 / 10mW power ratio, then 2.22MHz, duty20% signal was overwritten at the same power condition at the same power condition. The C / N ratio of writing was 50dB, The erase ratio was 27 dB.

【0028】このように、本発明によるものは、保護層
として比較例1のように断熱効果のあるものだけを用い
たものよりも消去比等が優れ、また第1の保護層12お
よび第2の保護層14の両方に熱伝導率に優れたc−B
Nを含有した窒化ホウ素膜層とした比較例2を用いたも
のよりも、レーザパワー感度に優れたものになっている
ことがわかる。
As described above, the one according to the present invention has an excellent erasing ratio and the like as compared with the protective layer using only the one having the heat insulating effect as in Comparative Example 1, and the first protective layer 12 and the second protective layer. C-B having excellent thermal conductivity for both protective layers 14 of
It can be seen that the laser power sensitivity is superior to that of Comparative Example 2 in which the boron nitride film layer containing N is used.

【0029】なお、この発明において、記録層、反射冷
却層および表面保護層、並びに基板の種類や各層の膜厚
は特に限定されない。また第1の保護層および第2の保
護層の全体が窒化ホウ素膜層により形成されたもでもよ
いし、第1の保護層および第2の保護層の一部に窒化ホ
ウ素膜層が形成されたものでもよい。
In the present invention, the recording layer, the reflection cooling layer and the surface protection layer, the type of substrate and the film thickness of each layer are not particularly limited. Further, the entire first protective layer and the second protective layer may be formed by the boron nitride film layer, or the boron nitride film layer may be formed on a part of the first protective layer and the second protective layer. It may be a thing.

【0030】[0030]

【発明の効果】請求項1の光記録媒体によれば、基板上
に第1の保護層、記録層、第2の保護層および反射冷却
層を順に形成した光記録媒体において、前記第1の保護
層は主として六方晶系のグラファイトに類似した結晶構
造の窒化ホウ素を含有した窒化ホウ素膜層を有し、前記
第2の保護層が主として立方晶系の閃亜鉛鉱型の結晶構
造の窒化ホウ素(c−BN)を含有した窒化ホウ素膜層
を有するため、化学的安定性に優れた窒化ホウ素膜によ
って保護層は記録層を保護する機能に優れ、よって記録
層の耐候性が向上し、光記録媒体の長期安定性が確保さ
れる。またc−BNは熱伝導率が高いため記録層に加え
られた熱は第2の保護層内で拡散されるので、書き込み
の際に記録層にレーザ光が照射される温度上昇領域が限
定されるので、記録スポットサイズ径の小さい非晶質状
態が記録層に得られCN比(搬送波対雑音)比が向上す
るとともに、消去の際の記録層の冷却速度が向上し、記
録スポットサイズ径をレーザ光の照射径に対して小さく
できることにより、消え残りが生じる問題点を解消でき
消去比の向上を図ることができる。しかも基板への熱影
響が緩和されて基板の熱変形を防止できるため、安定で
良好な繰り返し特性が得られる。さらにh−BNを第1
の保護層に有することで、光記録媒体の冷却能力が調整
され、レーザパワーに対する感度の低下を防ぐことが可
能であるという効果がある。
According to the optical recording medium of the first aspect, in the optical recording medium in which the first protective layer, the recording layer, the second protective layer, and the reflection cooling layer are sequentially formed on the substrate, the first recording layer is formed. The protective layer has a boron nitride film layer containing mainly boron nitride having a crystal structure similar to that of hexagonal graphite, and the second protective layer is mainly a cubic boron-blende-type boron nitride crystal structure. Since it has a boron nitride film layer containing (c-BN), the protective layer has an excellent function of protecting the recording layer by the boron nitride film having excellent chemical stability, and thus the weather resistance of the recording layer is improved and The long-term stability of the recording medium is secured. Further, since the heat conductivity of c-BN is high, the heat applied to the recording layer is diffused in the second protective layer, so that the temperature rising region where the recording layer is irradiated with the laser beam during writing is limited. As a result, an amorphous state with a small recording spot size diameter is obtained in the recording layer, the CN ratio (carrier-to-noise) ratio is improved, and the cooling speed of the recording layer at the time of erasing is improved, and the recording spot size diameter is reduced. By making the irradiation diameter of the laser light smaller, it is possible to solve the problem of remaining unerased and improve the erasing ratio. In addition, the thermal effect on the substrate is mitigated and the substrate can be prevented from being deformed by heat, so that stable and good repeating characteristics can be obtained. Furthermore, h-BN is the first
With the protective layer, the cooling capacity of the optical recording medium is adjusted, and it is possible to prevent a decrease in sensitivity to laser power.

【0031】請求項2の光記録媒体の製造方法によれ
ば、層形成面上への真空蒸着およびスパッタのいずれか
一方によるホウ素の被着と、同時、交互およびホウ素の
被着後に、層形成面上に窒素イオンを含むイオンを照射
することにより、窒化ホウ素膜層を形成するため、基板
や記録層への熱影響が回避できる低温下でc−BNを合
成することができる。また、窒化ホウ素膜層を形成する
際、窒素イオンに不活性ガス等の混合量,層内のホウ素
原子と窒素原子の個数比およびイオンの加速エネルギ等
を制御することにより、BNの結晶構造を六方晶系のグ
ラファイトに類似したものや、立方晶系の閃亜鉛鉱型の
結晶構造のものに変化させることができるので、請求項
1の効果を得る保護層の製造が比較的容易である。ま
た、蒸発原子とイオン照射との衝突によって、窒化ホウ
素膜層とその下地材との間に両者の構成原子よりなる混
合層が形成されるため、密着性に優れた層が形成される
という効果がある。
According to the method of manufacturing an optical recording medium of claim 2, the layer is formed on the layer-forming surface by deposition of boron by either vacuum deposition or sputtering, and simultaneously, alternately and after the deposition of boron. Since the boron nitride film layer is formed by irradiating the surface with ions including nitrogen ions, c-BN can be synthesized at a low temperature at which thermal influence on the substrate and the recording layer can be avoided. Further, when forming a boron nitride film layer, by controlling the amount of nitrogen gas mixed with an inert gas, the number ratio of boron atoms and nitrogen atoms in the layer, and the acceleration energy of ions, the BN crystal structure can be obtained. Since it can be changed to one having a structure similar to hexagonal graphite or one having a cubic zinc blende type crystal structure, it is relatively easy to manufacture a protective layer having the effect of claim 1. Further, the collision between the vaporized atoms and the ion irradiation forms a mixed layer composed of the constituent atoms of the boron nitride film layer and the underlying material, so that a layer having excellent adhesion is formed. There is.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】光記録媒体の層構造を説明する説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a layer structure of an optical recording medium.

【図2】この発明の製造方法の実施装置の概略説明図で
ある。
FIG. 2 is a schematic explanatory view of an apparatus for carrying out the manufacturing method of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 基板 12 第1の保護層 13 記録層 14 第2の保護層 15 反射冷却層 11 substrate 12 first protective layer 13 recording layer 14 second protective layer 15 reflective cooling layer

フロントページの続き (72)発明者 江部 明憲 京都市右京区梅津高畝町47番地 日新電機 株式会社内Front page continuation (72) Inventor Akinori Ebe 47 Umezu Takaunecho, Ukyo-ku, Kyoto City Nissin Electric Co., Ltd.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に第1の保護層、記録層、第2の
保護層および反射冷却層を順に形成してなり、前記記録
層は前記基板側からレーザ光を入射して可逆的な相変化
を起こす光記録媒体において、前記第1の保護層は主と
して六方晶系のグラファイトに類似した結晶構造の窒化
ホウ素を含有した窒化ホウ素膜層を有し、前記第2の保
護層は主として立方晶系の閃亜鉛鉱型の結晶構造の窒化
ホウ素を含有した窒化ホウ素膜層を有することを特徴と
する光記録媒体。
1. A first protective layer, a recording layer, a second protective layer, and a reflective cooling layer are sequentially formed on a substrate, and the recording layer is reversible when laser light is incident from the substrate side. In the phase change optical recording medium, the first protective layer mainly has a boron nitride film layer containing boron nitride having a crystal structure similar to hexagonal graphite, and the second protective layer is mainly cubic. An optical recording medium having a boron nitride film layer containing boron nitride having a crystallized zinc blende type crystal structure.
【請求項2】 請求項1記載の光記録媒体の製造方法で
あって、前記窒化ホウ素膜層を、層形成面上への真空蒸
着およびスパッタのいずれか一方によるホウ素の被着
と、同時、交互または前記ホウ素の被着後に、前記層形
成面上に窒素イオンを含むイオンを照射することにより
形成し、かつ前記窒素イオンに不活性ガス等の混合量,
層内のホウ素原子と窒素原子の個数比およびイオンの加
速エネルギ等を制御することにより、前記第1の保護層
に主として六方晶系のグラファイトに類似した結晶構造
の窒化ホウ素を含有させ、前記第2の保護層に主として
立方晶系の閃亜鉛鉱型の結晶構造の窒化ホウ素を含有さ
せることを特徴とする光記録媒体の製造方法。
2. The method of manufacturing an optical recording medium according to claim 1, wherein the boron nitride film layer is deposited on the layer-forming surface by vacuum vapor deposition or sputtering by at least one of: Alternately or after deposition of the boron, formed by irradiating ions containing nitrogen ions on the layer forming surface, and the nitrogen ions mixed amount of an inert gas or the like,
By controlling the number ratio of boron atoms and nitrogen atoms in the layer, the acceleration energy of ions, and the like, the first protective layer mainly contains boron nitride having a crystal structure similar to hexagonal graphite, 2. A method for producing an optical recording medium, characterized in that the protective layer 2 contains mainly boron nitride having a cubic zinc blende type crystal structure.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09138974A (en) * 1995-10-31 1997-05-27 Samsung Electron Co Ltd Phase transition type optical disk

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