JPH05135410A - 光記録媒体およびその製造方法 - Google Patents

光記録媒体およびその製造方法

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JPH05135410A
JPH05135410A JP3297231A JP29723191A JPH05135410A JP H05135410 A JPH05135410 A JP H05135410A JP 3297231 A JP3297231 A JP 3297231A JP 29723191 A JP29723191 A JP 29723191A JP H05135410 A JPH05135410 A JP H05135410A
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JP
Japan
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layer
recording medium
optical recording
boron
substrate
Prior art date
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Pending
Application number
JP3297231A
Other languages
English (en)
Inventor
Satoru Nishiyama
哲 西山
Kiyoshi Ogata
潔 緒方
Akinori Ebe
明憲 江部
Naoto Kuratani
直人 鞍谷
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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Abstract

(57)【要約】 【目的】相変化型において、記録、消去、再生を繰り返
し行なっても基板の熱変形が生じず、繰り返し特性が安
定で良好に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。 【構成】光記録媒体は、光を照射することにより可逆的
な相変化を起こす記録層13の両面に保護層12,14
を形成したものにおいて、前記保護層12,14の少な
くともいずれか一方を、立方晶系の閃亜鉛鉱型の結晶構
造を有する窒化ホウ素を含有した窒化ホウ素膜層により
形成している。その光記録媒体の製造方法において、前
記窒化ホウ素膜層は、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てい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【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。
【0002】
【従来の技術】情報の高密度化が進むにつれ、非接触で
記録密度を大きくとれる光記録媒体が注目されている。
この光記録媒体には、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があるが、記
録・消去・再生が可能な書換え型のものは、映像、音
響、コンピュータ用データ等の情報に対して幅広い用途
が可能になるため、最も期待されている。
【0003】またこの書換え型の光記録媒体には、さら
に相変化型、光磁気型および有機色素型がある。すなわ
ち、相変化型の例えばカルコゲン元素を主成分とする光
記録媒体における情報の記録は、レーザ光をその光記録
媒体に照射して、その部分をスポット状に溶融させた
後、照射を止めて急冷させ光記録媒体をアモルファス
(非晶質)化させることにより行う。また情報の消去は
レーザ光を照射し光記録媒体を結晶化温度以上で融点以
下の温度にして再結晶化させて行う。さらに情報の読み
出しはレーザ光を光記録媒体に照射し、結晶化した部分
とアモルファス化した部分との反射率の違いを検出する
ことにより行う。
【0004】光磁気型における情報の記録は、レーザ光
を光記録媒体に照射して照射部分の温度をキュリー点以
上まで上昇させ、その後照射を止めて冷却させる際に光
記録媒体に対して垂直方向の磁化を印加することによっ
て行う。また情報の消去は、記録と逆向きの磁界を印加
することによって行う。さらに情報の読み出しは、直線
偏光したレーザ光を前記磁化された部分に照射し、その
際生じる偏光面の回転すなわちカー効果やファラデ−効
果を利用して行う。
【0005】また有機色素型における情報の記録は、光
記録媒体に長波長のレーザ光を照射し、化学反応により
光記録媒体の光吸収波長を変化させ、光記録媒体の媒体
材料を着色または変色させることにより行い、情報の消
去は短波長光を照射することにより行う。また情報の読
み出しは記録媒体の光吸収波長の変化を検出することに
よって行う。
【0006】しかし、この有機色素型の光記録媒体は、
記録層の温度を上昇させる必要はないが、光記録媒体へ
の情報の記録、消去および読み出しのくり返し性および
安定性が悪いという問題が避けられないため実用化され
ていない。これに対して、光磁気型では光記録媒体のキ
ュリー温度(150〜200℃)程度、相変化型では500〜600
℃程度まで記録層の温度を上昇させる必要があるため、
記録層の熱的な劣下や、基板の表面の熱による変形とい
う問題が生じる。
【0007】すなわち、相変化型の光記録媒体を用いて
記録・再生を繰り返した場合、記録層に加えられた熱が
基板にも拡散し、そのため基板に熱的な損傷が加えられ
て熱による変形が生じ、その結果記録、消去等の繰り返
し特性が劣化する。特に相変化型では、光記録媒体の媒
体材料の融点という高い温度まで熱を加える必要がある
が、相変化型の基板材料として用いられているポリメチ
ルメタアクリレート(PMMA)、ポリカーボネイト
(PC)は軟化点が100 ℃前後であるため、熱的な損傷
が激しい。
【0008】このため、相変化型の従来の光記録媒体は
図1に示すように、基板11に設ける記録層13の両面
に保護層12,14を形成し、これらの保護層12,1
4を記録層13のレーザ光による加熱が効率よく行なわ
れるように断熱性を有し、かつ耐熱性を有する、例えば
ZnS,SiO2等の物質で形成し、厚さを約400〜1000Åとし
ている。こうして、保護層12は基板11に与えられる
熱損傷を防ぎ、また保護層14は記録層13の酸化やレ
ーザ光の熱放射を防ぐ役割をしている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、相変化
型の光記録媒体は、記録層の両面に耐熱性の保護層を設
け、基板の熱的な損傷を防いでいる。しかしながら、こ
の保護層を通して熱が基板に拡散されるため、完全に基
板の熱損傷は防ぐことができず、記録、消去、再生の繰
り返しが行なわれるに従い、基板の熱劣化が生じるのが
実状であった。
【0010】したがって、この発明の目的は、相変化型
において、記録、消去、再生を繰り返し行なっても基板
の熱変形が生じず、繰り返し特性が安定で良好にするこ
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。
【0011】
【課題を解決するための手段】請求項1の光記録媒体
は、光を照射することにより可逆的な相変化を起こす記
録層の両面に保護層を形成した光記録媒体において、保
護層の少なくともいずれか一方は、立方晶系の閃亜鉛鉱
型の結晶構造を有する窒化ホウ素を含有した窒化ホウ素
膜層であることを特徴とするものである。
【0012】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
膜層は、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、層形成面上に窒素イオンを含むイオ
ンを照射することを特徴とするものである。
【0013】
【作用】請求項1の光記録媒体によれば、基板11上に
設ける記録層13の両面に保護層12,14を形成する
ことでは図1の構成と同様である(図1の符号を引用し
ている)。この場合において、保護層の少なくともいず
れか一方に窒化ホウ素膜層(以下BN層という)を形成
する。BN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BN層に含有された
立方晶系の閃亜鉛鉱型の結晶構造を有する窒化ホウ素
(以下c−BNという)は熱伝導率が高いため、記録層
に加えられた熱は保護層内で拡散されるので、基板への
熱影響が緩和されて基板の熱変形を防止でき、したがっ
て安定で良好な繰り返し特性が得られる。
【0014】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、交互または前記ホウ
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、BN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は下地材となる基板1等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
射される窒素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。
【0015】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に保
護層を形成する際(図1の保護層12に相当)には基板
1自体をホルダ2に保持し、記録層に保護層を形成する
際(図1の保護層14に相当)には基板1上に保護層と
記録層が形成されたものをホルダ2に保持する。
【0016】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。
【0017】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。
【0018】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、下地材の層形成面の構成原子
とそれらの混合層が基板1等とBN層との界面に形成さ
れ、密着性に優れたBN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。1
0KeVを超えた場合には、照射イオンによる基板の損
傷が過大になるので好ましくない。
【0019】また、BN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以下になる様に、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、B
N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。
【0020】こ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−B
N)がBN層中に含有されるだけでなく、イオンと蒸着
されるホウ素原子との衝突によって当ホウ素原子が励起
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。このように、この製造
方法は低温下でc−BNを合成することができるので、
基板や記録層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、基板や記録層に熱的に損傷が
加えられやすく、基板上に薄膜として被覆させる事は困
難であった。
【0021】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、BN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、BN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。
【0022】
【実施例】基板1としてポリメチルメタアクリレート樹
脂を用い、その上にSiO2の保護層を500 Å、その上にB
N層よりなる保護層を500 Å、さらにその保護層上にGe
-Sb-Te系の記録層を600 Å形成し、さらにその記録層の
上にはSiO2よりなる保護層を1000Å形成した。
【0023】また、このBN層は図2に示したような装
置を用いて、ホウ素(純度99.7%)の電子ビーム加熱に
よる真空蒸着と同時に窒素ガス(純度5Nすなわち99.999
%)をイオン化させ、加速エネルギー500eV でイオン照
射することによって形成した。なお、BN層を形成する
際のB/N輸送比は2であった。なお、Siの基板の
(100)面を用いて、同じ方法によりBN層を500nm
作成したものの、赤外吸収ピ−クを測定したところ、c
−BNによる1080cm-1付近の吸収ピ−クが認められ、こ
の方法によるBN層内にc−BNが形成していることが
確かめられた。
【0024】この光記録媒体に対し、波長830nmの半導
体レーザを記録層に合焦させて、記録時にはパワー25m
W、パルス幅100nsec で照射し、消去時にはパワー12m
W、パルス幅100nsec で照射して記録層のアモルファス
化および再結晶化を10回および10 5 回繰り返し、光記録
媒体の反射率の繰り返し特性を求めた。その結果、記
録、消去を10回繰り返した後の、記録時の反射率は15
%、消去時は10%であり、105回繰り返した後の、記録
時の反射率も15%、消去時は10%と変化がなかった。
【0025】一方、比較例として、実施例におけるBN
層がない光記録媒体において、記録、消去を10回、およ
び105 回繰り返した際の反射率を測定したところ、10回
繰り返した後の記録時の反射率は15%、消去時は10%で
あったが、105回繰り返した後の記録時の反射率は12
%、消去時は9 %と低下した。また実施例および比較例
の光記録媒体において、記録層および保護層をエッチン
グにより除去し、光学顕微鏡により基板表面を観察した
ところ、実施例のものは何の異常も認められなかった
が、比較例のものは基板表面が熱変形していることが認
められた。よって、この比較例の反射率の低下は、基板
の熱変形が原因であることが判明した。
【0026】なお、この発明における保護層は、BN層
を有すること以外は特に限定されず、そのBN層も基板
と記録層の間、または記録層の基板と反対側のいずれ
か、または両方に設けても良く、さらに実施例のように
保護層の一部として設けられてもよい。さらに記録層や
基板の種類も特に限定されない。
【0027】
【発明の効果】請求項1の光記録媒体によれば、基板上
に設ける記録層の両面に保護層を形成し、これらの少な
くともいずれか一方に窒化ホウ素膜層(BN層)を形成
したため、BN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BN層に含有さ
れた立方晶系の閃亜鉛鉱型の結晶構造を有する窒化ホウ
素(c−BN)は熱伝導率が高いため、記録層に加えら
れた熱が保護層内で拡散されるので、基板への熱の影響
が緩和されて基板の熱変形を防止でき、したがって安定
で良好な繰り返し特性が得られるという効果がある。
【0028】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、BN層を形成するため、低温
下でc−BNを合成することができ、基板や記録層への
熱影響を回避することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】光記録媒体の層構造を説明する説明図である。
【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。
【符号の説明】
11 基板 12 保護層 13 記録層 14 保護層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鞍谷 直人 京都市右京区梅津高畝町47番地 日新電機 株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光を照射することにより可逆的な相変化
    を起こす記録層の両面に保護層を形成した光記録媒体に
    おいて、前記保護層の少なくともいずれか一方は、立方
    晶系の閃亜鉛鉱型の結晶構造を有する窒化ホウ素を含有
    した窒化ホウ素膜層であることを特徴とする光記録媒
    体。
  2. 【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は、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を特徴
    とする光記録媒体の製造方法。
JP3297231A 1991-11-13 1991-11-13 光記録媒体およびその製造方法 Pending JPH05135410A (ja)

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