JPH05208559A - 情報記録媒体 - Google Patents

情報記録媒体

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JPH05208559A
JPH05208559A JP4040644A JP4064492A JPH05208559A JP H05208559 A JPH05208559 A JP H05208559A JP 4040644 A JP4040644 A JP 4040644A JP 4064492 A JP4064492 A JP 4064492A JP H05208559 A JPH05208559 A JP H05208559A
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JP
Japan
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recording
recording layer
layer
thickness
crystal
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP4040644A
Other languages
English (en)
Inventor
Isao Morimoto
勲 森本
Masato Terada
正人 寺田
Kazuyuki Furuya
一之 古谷
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.)
Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
Application filed by Asahi Chemical Industry Co Ltd filed Critical Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority to JP4040644A priority Critical patent/JPH05208559A/ja
Publication of JPH05208559A publication Critical patent/JPH05208559A/ja
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  • Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)
  • Thermal Transfer Or Thermal Recording In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 透明基板上に、少なくともSb、Te及Ge
から成り、かつGe含有量が20原子%以上の記録層
を、厚みがその熱到達深度よりも大きくなるようにして
設け、相変化をこの記録層の層厚より小さい深度領域内
で生起させる相変化方式による書き換え可能型情報記録
媒体である。 【効果】 精密な膜厚制御を必要とせず、かつ層の数が
少なく安価である上、高速消去が可能な書き換え可能型
情報記録媒体である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は新規な情報記録媒体、さ
らに詳しくは、レーザー光を用いて情報を高密度に記録
することができ、かつ古い情報を消去しながら同時に新
たな情報を記録しうる情報記録媒体に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】近年、情報量の増大に伴い、レーザービ
ームを用いて高密度に情報を記録・再生しうる光ディス
クが普及しはじめている。この記録可能な光ディスクに
は、一度だけ記録可能な追記型と、記録した情報を消去
して繰り返し使用しうる書き換え可能型とがある。
【0003】後者の書き換え可能な光ディスクの中で、
記録層の相変化を利用する方式は、レーザービームの強
度を変化させるのみで、古い情報を消去しながら同時に
新たな情報を記録できる、いわゆるオーバーライトが可
能なので、装置を小型化でき、またコストを下げるうる
という点で有利である。
【0004】この相変化方式の記録媒体としては、透明
基板上に誘電体層、記録層、誘電体層及び反射層の4層
を順次積層した、いわゆる4層構造のものが主として用
いられているが、このような構造のものでは、精密な膜
厚の制御が要求されるとともに、層の数が多いため成膜
プロセスが複雑となるのを免れず、価格を大幅に低減さ
せるのがむずかしい。
【0005】したがって、このような欠点を改良するた
めに、例えば、記録層を厚くして相変化を記録層の膜厚
より小さい厚みをもつ領域内で生起させることにより、
精密な膜厚制御を必要とせず、かつ層の数を大幅に減少
できる情報記録媒体の構成及び記録・消去の方法が提案
されている(特開昭62−78749号公報)。この情
報記録媒体においては、記録層の膜厚より小さい厚みを
もつ領域内にアモルファスを形成させることによって情
報を記録し、このアモルファス部分と接する残りの結晶
部分を結晶核として結晶成長させることによって結晶核
生成が不要となり、高速消去が可能である。
【0006】すなわち、記録レーザーパルスは、層の厚
みの一部分にわたってアモルファス化するにすぎず、結
晶がこのアモルファス化された部分を包囲している。こ
の結晶層はバック結晶層と呼ばれ、核生成部位を構成す
る。結晶成長はバック結晶層とアモルファス部分との界
面と直角に生起するため、高速度で形成化させることが
できる。
【0007】しかしながら、前記の方法においては、記
録層の層厚とアモルファス形成領域との関係やバック結
晶層の成長により結晶化させることについての考慮はな
されてなく、したがって、この点を考慮した具体的な記
録材料、その組成及び誘電体材料については特に示すと
ころがない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、精密な膜厚
制御を必要とせず、かつ層の数が少なく、高速消去が可
能な相変化方式による書き換え可能型情報記録媒体を安
価に提供することを目的としてなされたものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者らは高速消去が
可能な相変化方式による書き換え可能型情報記録媒体に
ついて鋭意研究を重ねた結果、透明基板上に、少なくと
もSb、Te及びGeから成り、かつGeを特定の割合
で含有する記録層をその厚みが熱到達深度より大きくな
るようにして設け、相変化をその記録層の層厚より小さ
い深度領域内で生起させることにより、精密な膜厚制御
を行うことなく、少ない層で優れた性能を示す相変化方
式による書き換え可能な情報記録がなされることを見出
し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【0010】すなわち、本発明は、透明基板上に設けた
記録層の熱による相変化に伴う光学特性の変化を利用し
て情報を記録する情報記録媒体において、前記記録層を
少なくともアンチモン(Sb)、テルル(Te)及びゲ
ルマニウム(Ge)から成り、ゲルマニウム含有量が2
0モル%以上の材料で構成し、かつその記録層の厚みを
熱到達深度より大きくし、相変化をその層厚より小さい
深度領域内で生起させることを特徴とする情報記録媒体
を提供するものである。
【0011】本発明記録媒体においては、記録層の厚み
を、その熱到達深度より大きくなるように選び、相変化
をその記録層の層厚より小さい深度領域内で生起させる
ことが必要である。すなわち、記録レーザーパルスによ
って記録層の層厚より小さい深度領域内にアモルファス
を形成させることによって情報を記録し、このアモルフ
ァス部分と接する残りの結晶部分(バック結晶層)を結
晶核として結晶成長させることによって結晶核生成を不
要とし、高速消去することが可能となる。
【0012】熱到達深度は記録材料の熱伝導率、比熱、
密度、融点及び照射レーザーのエネルギー、波長、照射
時間の関数であるが、記録層のバック結晶層は反射層と
しての役割も果すので、記録層全体の層厚は通常150
nm以上になる。
【0013】本発明記録媒体においては、前記記録層を
構成する記録材料として、少なくともSb、Te及びG
eから成り、かつGe含有量が20モル%以上の合金を
用いることが必要である。一般に、結晶化は結晶核の生
成と結晶成長によって起こるので、結晶化の速度は結晶
核の生成速度と結晶成長速度によって決まる。本発明の
ように、バック結晶層からの結晶成長により結晶化させ
る方式では、アモルファス部分と接するバック結晶層が
結晶核として働くので、速い結晶成長速度が必要とな
る。
【0014】このような結晶成長速度の速い記録材料と
して、本発明においては前記組成の合金が用いられる
が、特に図1に示すSb、Te及びGeを頂点とする三
角組成図において、点A(Sb52Te28
20)、B(Te20Ge80)、C(Te50Ge
50)及びD(Sb24Te56Ge20)で囲まれた
領域内の組成のものが、結晶成長速度が速く、かつ急冷
によりアモルファス状態を形成しやすいので好適であ
る。この領域外の組成のものでは結晶化の速度が遅く、
バック結晶層からの結晶成長による高速消去が不十分と
なり好ましくない。
【0015】該Sb、Te及びGeから成る合金におい
ては、結晶成長速度が組成に依存しており、これに伴い
結晶組織が異なる。例えば図2に示すSb、Te及びG
eを頂点とする三角組成図において、点a、b、c及び
dにおける記録状態と消去状態の結晶化組織を透過型電
子顕微鏡(TEM)で観察した結果を模式図で示すと図
3のようになる。図において(イ)はa(Sb37Te
50Ge13)、(ロ)はb(Sb31Te50Ge
19)、(ハ)はc(Sb31Te46Ge23)及び
(ニ)はd(Sb21Te41Ge38)の場合で、上
段が記録状態、下段が消去状態である。
【0016】この図3における各上段の図から分るよう
に、記録されたアモルファスピットの周囲には比較的大
きい粒径の結晶ができている。これは記録層がいったん
溶融したのちに結晶化した、いわゆる溶融結晶化組織と
考えられる。また、消去状態のピット内部の結晶組織
は、組成と次のような関係がある。すなわち、図3にお
ける各下段の図から分るように、SbTe寄りの組
成aでは結晶粒が微細でかつ均一に分布しており、組成
bでは結晶粒が大きくなる以外は、組成aと同じく均一
な結晶組織である。しかし、組成c及びdではレーザー
ビーム走差方向と直角な細長い結晶粒となっている。こ
れは記録時にできた周囲の結晶が中心に向かって成長し
たことによると考えられ、また、SbTe寄りの組
成では、結晶核生成速度が速いのに対して、GeTe寄
りの組成では結晶成長速度が速いためである。
【0017】本発明において、透明基板上に前記記録層
を形成させるには、公知の方法、例えば真空蒸着法やス
パッタリング法などを用いることができる。また、組成
のコントロールについては、真空蒸着法の場合には、三
元共蒸着法や、特定組成の蒸着物を用いるフラッシュ蒸
着法により行うのが好ましく、また、スパッタリング法
の場合は、特定組成のターゲット材料を用いたり、1つ
の元素あるいは化合物のターゲット材の上に、他の元素
あるいは化合物の破片を置いて行うことができる。
【0018】本発明における透明基板としては、例えば
ガラスやガラス上に光硬化性樹脂を設けたもの、あるい
はポリカーボネート、アクリル樹脂、エポキシ樹脂など
のプラスチック基板などを用いることができる。
【0019】本発明記録媒体においては、前記透明基板
と記録層との間に熱伝導率が0.01cal/cm・S
・℃以上の誘電体層を設けることが好ましい。この誘電
体層を設けることによって、記録層で発生した余分な熱
が誘電体層に拡散し、記録パワーレベルのレーザー光照
射が停止された段階で溶融した部分の記録材料が急冷さ
れ、アモルファス状態が形成される。一般にアモルファ
ス状態が形成されるためには、記録材料固有の冷却速度
以上に冷却する必要がある。
【0020】透明基板と記録層との間に熱伝導率のよい
誘電体層を設けることによって、溶融領域が広がらず、
かつ誘電体層に近い方が冷却速度が大きくなり、その結
果、誘電体層との界面に記録層の限られた厚みをもつ領
域内にアモルファスを形成することができる。
【0021】このような誘電体層を構成する材料として
は例えばBeO,MgO,Al23,In23,SnO
2などの酸化物、SiC,TiCなどの炭化物、Al
N,Si34などの窒化物、TiB,BNなどのホウ化
物及びこれらの混合物を用いることができるが、これら
の中で特にBeO,MgO,In23,SnO,Al
N及びInとSnOとの混合物、すなわちIT
Oが好適である。ことに、このITOは導電性を有する
ので直流スパッタ法で膜形成することができ、成膜速度
が大で量産に適している。
【0022】また、誘電体層の層厚は通常 50nm以
上の範囲で選ばれる。この誘電体層の形成は、通常薄膜
の形成に用いられている方法、例えばイオンプレーティ
ング法、真空蒸着法、スパッタリング法などによって行
われる。
【0023】本発明記録媒体においては、所望に応じ最
上層に、紫外線硬化型樹脂や熱硬化型樹脂などを用いて
保護層を設けてもよい。
【0024】図4は、このようにして得られた本発明の
情報記録媒体の1例における情報の記録状態及び消去状
態を示す断面図である。図4(イ)は記録状態を、図4
(ロ)は消去状態を示す。図4(イ)に示すように、透
明基板1上に誘電体層2を介して設けられた記録層3に
おいて、その層厚より小さい厚みをもつ領域内にアモル
ファス5を形成させることによって情報ピットが記録さ
れ、図4(ロ)で示すように、このアモルファス部分と
接する残りの結晶部分4を結晶核として結晶成長させる
ことにより、消去が行われる。
【0025】
【発明の効果】本発明によれば、記録層の層厚を厚く
し、層厚より小さい深度領域内にアモルファスを形成し
て情報の記録を行い、このアモルファス部分と接する残
りの結晶部分を結晶核として結晶成長させることによっ
て高速消去が可能となる。さらにアモルファス部分と接
する残りの結晶部分が従来の反射層の役割も果す。した
がって、精密な膜厚制御を必要とせず、かつ層の数を大
幅に減少できるので、簡単な構成の安価な情報記録媒体
を提供することができる。
【0026】
【実施例】次に、実施例により本発明をさらに詳細に説
明する。
【0027】実施例 射出成形により、あらかじめ溝を設けた厚さ1.2m
m、直径120mmのポリカーボネート基板上に、スパ
ッタ法により、ITO膜(酸化インジウム‐5重量%酸
化スズ)を100nm、Sb25Te45Ge30の組
成比の記録膜を300nmの厚みに順次積層し、最上層
に紫外線硬化樹脂を塗布して硬化させた。
【0028】このディスクを400rpmで回転させ、
波長830nmの半導体レーザーの光を集光させて照射
し、以下の評価を行った。
【0029】ディスクを回転させながら、直径約60μ
mのアルゴンレーザー光を照射して、記録膜全体を結晶
化させたのち、半導体レーザーで200kHzの信号を
記録した。この後、同じ溝上に720kHzの信号を記
録した。記録時は図5に示すように、記録する信号に応
じてパワーを変調した。図5における中間パワーレベル
(消去パワー)では、先に記録されている信号を消去す
るためのパワーレベルであり、図5のようなパワーレベ
ルの変調により、古い情報を消去しながら記録するこ
と、すなわちオーバーライトができる。
【0030】記録パワー及び消去パワーをそれぞれ10
mW及び5mWとした場合、720kHzの信号のC/
N比としては65dB、200kHzの信号の消去比と
しては35dBが得られた。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の情報記録媒体における記録層の好適
な組成範囲を示す三角組成図。
【図2】 記録層における結晶組織と組成との関係を求
めるために用いた記録層の組成を示す三角組成図。
【図3】 記録層の各組成における記録及び消去状態の
透過型電子顕微鏡観察結果の模式図。
【図4】 本発明の情報記録媒体の1例の構造及び記録
消去状態を示す断面図。
【図5】 実施例においてオーバーライトに用いたレー
ザー発光様式を示す図。
【符号の説明】
1 透明基板 2 誘電体層 3 記録層 4 結晶相 5 アモルファス

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明基板上に設けた記録層の相変化に伴
    う光学特性の変化を利用して情報を記録する情報記録媒
    体において、前記記録層を少なくともアンチモン、テル
    ル及びゲルマニウムから成り、ゲルマニウム含有量が2
    0原子%以上の材料で構成し、かつその記録層の厚みを
    熱到達深度より大きくし、相変化をその層厚より小さい
    深度領域内で生起させることを特徴とする情報記録媒
    体。
  2. 【請求項2】 透明基板と記録層との間に、熱伝導率が
    0.01cal/cm・S・℃以上の誘電体層を設けて
    成る請求項1記載の情報記録媒体。
JP4040644A 1992-01-31 1992-01-31 情報記録媒体 Withdrawn JPH05208559A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4040644A JPH05208559A (ja) 1992-01-31 1992-01-31 情報記録媒体

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4040644A JPH05208559A (ja) 1992-01-31 1992-01-31 情報記録媒体

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05208559A true JPH05208559A (ja) 1993-08-20

Family

ID=12586267

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4040644A Withdrawn JPH05208559A (ja) 1992-01-31 1992-01-31 情報記録媒体

Country Status (1)

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JP (1) JPH05208559A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009129526A (ja) * 2007-11-27 2009-06-11 Sony Corp 追記型光記録媒体およびその製造方法
US8075974B2 (en) 2006-03-10 2011-12-13 Ricoh Company, Ltd. Optical recording medium

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Effective date: 19990408