JPH0592663A - 書換え形光情報記録媒体 - Google Patents

書換え形光情報記録媒体

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JPH0592663A
JPH0592663A JP3080489A JP8048991A JPH0592663A JP H0592663 A JPH0592663 A JP H0592663A JP 3080489 A JP3080489 A JP 3080489A JP 8048991 A JP8048991 A JP 8048991A JP H0592663 A JPH0592663 A JP H0592663A
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crystallization temperature
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Yasushi Miyazono
泰 宮園
Shuji Yoshida
修治 吉田
Jun Watanabe
準 渡辺
Toshiharu Yamashita
俊晴 山下
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HISANKABUTSU GLASS KENKYU
HISANKABUTSU GLASS KENKYU KAIHATSU KK
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HISANKABUTSU GLASS KENKYU
HISANKABUTSU GLASS KENKYU KAIHATSU KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 Ge,Te,Sb,Si,Seの5元系書換
え形光情報記録媒体において、Sbを過剰に添加した場
合に消去時間を長くすることなく結晶化温度を高める。 【構成】 GeTeとSb2 Te3 を結ぶ化合物組成に
Sbを過剰に加えてなる記録膜組成の構成要素であるT
eの一部分をSeで置換し、さらにSbの一部分をBi
で置換する。 【効果】 高速消去性能を劣化させることなく記録状態
の環境温度耐久性を高めることが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光学的に情報の記録、再
生及び消去を行うことの出来る、いわゆる書換え形光情
報記録媒体(以下、単に光媒体と呼ぶ。)に関するもの
であって、記録状態の環境温度耐久性を高め、加えて消
去時間を短縮してなる光媒体に係わる記録膜材料を提供
するものである。
【0002】
【従来の技術】光照射、主にレ―ザ光の照射によって生
じた物質の非晶質状態と結晶質状態の間の可逆的な構造
変化(相変化)を積極的に情報の記録に利用した相変化
形書換え可能な光情報記録媒体は情報の高速処理能力に
加えて記録容量が大きく、将来の情報蓄積装置として期
待されている。
【0003】この光媒体には情報処理の高速化が一段と
厳しくなる中で、高速記録した情報をより高速で消去す
る性能が求められている一方、記録された情報の環境安
定性を高める努力が払われている。光媒体への記録は通
常、あらかじめ結晶化を施した記録膜にレ―ザ光を照射
し非晶質化した領域を形成することで行われるが、この
記録領域は周囲の温度が結晶化温度に到達すると急速に
結晶化し、消滅することになる。そこで、この結晶化温
度は出来る限り高い値であることが望まれる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】Ge−Te−Sb3元
系記録膜材料はGeTeとSb2 Te3 を結ぶ線上の化
合物組成において高速消去性能を有することが知られて
いるが、結晶化温度が 130− 150℃に止まるものであっ
た。この記録膜材料に対してさらに、結晶化温度を高め
る努力が払われ、Sbを過剰に添加することで可能とな
ることが見出されている。しかし、Sbの添加量を多く
して行くと結晶化温度は高くなるものの、一方では消去
時間が長くなるといった相反した性質を有するため、結
晶化温度を高める努力は高速消去性能を保存するかぎり
限界があり、結晶化温度は 170℃程度に止まるものとな
っていた。
【0005】本発明はGe−Te−Sb3元系記録膜の
GeTeとSb2Te3 を結ぶ化合物の線上からSbを
過剰に含む記録膜において、記録膜のSbの含有量の増
加に伴って高くなる結晶化温度と逆に長くなる消去時間
の相反する性質を鑑みてなされたものであって、Sbを
過剰に添加した場合においても消去時間を長くすること
なく結晶化温度を高めようと試みたものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためになされたものであって、次の手段を講ずるこ
とにより可能なものとなる。すなわち、GeTeとSb
2 Te3 を結ぶ化合物組成にSbを過剰に加えてなる記
録膜の構成元素であるTe元素の一部分をSe元素で置
換し、さらにSb元素の一部分をBi元素で置換するこ
とにより解決をはかる。
【0007】
【作用】Sbを過剰に加えてGe−Te−Sb3元系記
録膜の構成元素であるTe元素の一部分をSe元素で置
換し、加えてSb元素の一部分をBi元素で置換するこ
とにより結晶化温度を改善して高めることと消去時間の
短縮化を同時に可能にすることができる。
【0008】
【実施例】
実施例1 本発明の光媒体の構成の一例を図1に示す。透明基板11
上に誘電体膜12、記録膜13、誘電体膜14、そして金属膜
15を順次積層した構成である。透明基板11には十分洗浄
を施したガラス基板、誘電体膜12及び誘電体膜14にはZ
nS、そして金属膜15にはAl合金を用いた。基板材料
にはガラスに限定されるものではなく、利用可能なもの
であればよく、例えばポリカ―ボネ―トやPMMAとい
った樹脂を用いることもできる。誘電体膜材料はZnS
に限定されるものではなく、ZnS以外の硫化物、Si
2 やAl23 等の酸化物、Si34等の窒化物、Z
nSe等のSe化合物、ZnSとSiO2 等の硫化物と
酸化物の混合膜、ZnSeとSiO2 等のSe化合物と
酸化物の混合膜、ZnSとSi34 等の硫化物と窒化
物の混合膜そしてZnSeとSi34 等のSe化合物
と窒化物の混合膜、等を用いることが出来る。誘電体膜
12及び誘電体膜14そして金属膜15の膜厚はそれぞれ120
nm、20そして100 nm程度とした。記録膜13にはGe、T
e、Sb、BiそしてSeの5元素を主要構成元素と
し、 {(GeTe) Y [(Sb-Bi)2 (Te-Se) 3] z } 1-X ・Sbx を用いた。記録膜13の膜厚は約20nmとした。誘電体膜1
2、誘電体膜14、記録膜13そして金属膜14はすべての高
周波マグネトロン・スパッタ法により成膜した。この成
膜方法は高周波マグネトロン・スパッタ法に限定される
ものではなく、例えば、直流スパッタ法、真空蒸着法、
スピンコ―ト法そしてプラズマCVD法等の成膜を行う
ことの出来るいかなる方法であってもよい。記録膜用タ
―ゲットには複合タ―ゲットあるいは合金タ―ゲットを
用いた。記録膜の組成は光電子光分析法により確認し
た。記録膜の結晶化温度はAs−Depo膜について示
差走査熱量計により測定した。
【0009】静止状態における記録・消去特性は図2に
示すように830 nmの波長のレ―ザ光源と開口数がおよそ
0.52 の対物レンズよりなる光ヘッド21よりレ―ザ光線
22をガラス基板11側より記録膜13にレ―ザ光線22を集
光、照射することにより調べた。記録・照射特性の測定
に先立って、レ―ザアニ―ルあるいは加熱処理によって
記録膜13に初期結晶化を施した。加熱処理を施す際には
金属膜15の表面をさらに誘電体膜(約100 nm)で覆うよ
うにした。記録は信号コントラストCを C :記録状態の信号強度 IA :未記録状態の信号強度 と定義し、記録パルス値を一定として記録を行った。最
短消去時間は信号コントラストを一定とした記録を行
い、消去レ―ザ出力を一定として、消去信号出力が緩和
するのに要する最小パルス幅として求めた。実験で求め
た記録膜材料の組成、結晶化温度そして最短消去時間お
よび記録消去繰返し回数を表1に示す。
【0010】
【表1】
【0011】最短消去時間は記録をパルス幅を90ns一
定、信号コントラストを25−30%として測定した。X=
0.6、Y/Z=2そしてBeとSeの置換量がそれぞれ
4.4at%のとき、結晶化温度はX=0のときよりも28℃
ほど高くなり 178.5℃と良好な値となった。そのときの
最短消去時間およそ70nsと短く高速消去には望ましい
ものであった。Seの置換量をそのままにBiに置換量
を1/2とすると結晶化温度は 196.6℃とさらに高めら
れ記録状態の環境安定性にとって望ましいものとなっ
た。このときの最短消去時間は60nsと高速消去性能は
保存され良好な値を示した。逆に、Biの置換量を5at
%以上に増加させると最短消去時間は60ns程度の止ま
るものの結晶化温度が急速に低下し、加えて非晶化しに
くくなるため好ましいものではなかった。
【0012】Biの置換量を 4.4at%としてSeの置換
量を 6.7at%に増加させると結晶化温度は高められ、最
短消去時間も60ns程度と高速消去性能が保存される好
ましい結果が得られた。しかし、Seの置換量を10at%
以上にすると置換量の増加と共に結晶化温度はしだいに
高められ 200℃程度となるが、最短消去時間が急激に悪
化するため好ましいものではなかった。X= 0.5から
0.15 の範囲では結晶化温度が低下するばかりでなく、
最短消去時間が長くなり好ましいものではなかった。X
= 0.15 から 0.05 の範囲ではX= 0.5以上のような高
い結晶化温度は得られないものの、化合物組成のそれよ
りも10−25℃の改善がはかられ、高速消去性能も保存さ
れる好ましいものであった。X= 0.7以上では結晶化温
度の改善効果が期待出来ないことに加えて、非晶質化が
難しくなるため好ましいものではなかった。
【0013】Y/Zが3/1以上になると結晶化温度は
高められ、高速消去性能も保存されるが記録消去の繰り
返し特性が劣化し、106 回繰り返すことがむずかしくな
るため、好ましいものではなかった。Y/Zが1/2以
下になると高速消去性能も保存されるものの結晶化温度
が低下するため望ましいものではなかった。TeのSe
による置換とSbのBiによる置換を同時に行わずいず
れか一方の置換をおこなうと次のような好ましくない結
果となった。TeのSeによる置換のみでは表1に示す
ように微量の置換は結晶化温度を高めると共に高速消去
性能が引き出される点では好ましいが、記録及び消去の
繰り返し性能が劣化し、その繰り返し回数は105 回に止
まるものであった。SbのBiのように結晶化温度の低
下が著しいばかりか、非晶質化し難くなるため望ましい
ものではなかった。
【0014】
【発明の効果】Ge−Te−Sb3元形記録膜材料にお
いて、GeTeとSb2 Te3 とを結ぶ線上の化合物組
成に過剰にSbを添加した記録膜のTe元素をSe元素
で置換すると同時にSb元素をBi元素で置換すること
によって高速消去性能を劣化させることなく記録状態の
環境温度耐久性を高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施例の光媒体の構成を示す拡大断
面図である。
【図2】静止状態での記録、消去特性を測定形を示す配
置図である。
【符号の説明】
11 透明基板 12 誘電体膜 13 記録膜 14 誘電体膜 15 金属膜 21 光ヘッド 22 レ―ザ光
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山下 俊晴 東京都八王子市元八王子1丁目242−33

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光照射によって記録膜の非晶質状態と結
    晶質状態の間の可逆的な相転移を生ぜしめ、もって情報
    の記録及び消去を可能にする書換え形光情報記録媒体に
    おいて、記録膜を構成する主要元素がGe,Te,S
    b,BiそしてSeの5元素であることを特徴とする書
    換え形光情報記録媒体。
  2. 【請求項2】 光照射によって記録膜の非晶質状態と結
    晶質状態の可逆的な相転移を生ぜしめ、もって情報の記
    録及び消去を可能にする書換え形光情報記録媒体におい
    て、記録膜が {(GeTe) Y [(Sb-Bi)2 (Te-Se) 3] z } 1-X ・Sbx で表されるとき、Y/Zが 0.5から3、Xが 0.5から
    0.7の範囲にあり、しかもBiの置換量が1から3at%
    そしてSeの置換量が1から10at%の範囲にあることを
    特徴とする請求項1に記載の書換え形光情報記録媒体。
  3. 【請求項3】 光照射によって記録膜の非晶質状態と結
    晶質状態の可逆的な相転移を生ぜしめ、もって情報の記
    録及び消去を可能にする書換え形光情報記録媒体におい
    て、記録膜が {(GeTe) Y [(Sb-Bi)2 (Te-Se) 3] z } 1-X ・Sbx で表されるとき、Y/Zが 0.5から3、Xが 0.05 から
    0.15 の範囲にあり、しかもBiの置換量が1から3at
    %そしてSeの置換量が1から10at%の範囲にあること
    を特徴とする請求項1に記載の書換え形光情報記録媒
    体。
JP3080489A 1991-03-20 1991-03-20 書換え形光情報記録媒体 Expired - Lifetime JP2596478B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1463047A1 (en) * 2003-03-27 2004-09-29 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical information recording medium, method for producing the medium, and method and apparatus for recording information using the medium

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JP2596478B2 (ja) 1997-04-02

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