JPH07111787B2 - 光学式情報記録媒体 - Google Patents

光学式情報記録媒体

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JPH07111787B2
JPH07111787B2 JP63334420A JP33442088A JPH07111787B2 JP H07111787 B2 JPH07111787 B2 JP H07111787B2 JP 63334420 A JP63334420 A JP 63334420A JP 33442088 A JP33442088 A JP 33442088A JP H07111787 B2 JPH07111787 B2 JP H07111787B2
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惠昭 古川
威夫 太田
哲也 秋山
秀己 磯村
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はレーザービーム等により、情報を高密度、大容
量で記録再生、及び消去できる光学式情報記録媒体に関
するものである。
従来の技術 光ディスクメモリに関して、TeとTeO2を主成分とするTe
Ox(O<x<2.0)薄膜を用いた追記型のディスクがあ
る。さらに、レーザ光により薄膜を加熱し、溶融し、急
冷することにより、非晶質化し情報を記録しまたこれを
加熱し、徐冷することにより結晶化し、消去することが
できる材料としては、S.R.Ovshinsky(エス・アール・
オブシンスキー)氏等のカルコゲン材料Ge15Te81Sb2S2
等が知られている。また、As2S3やAs2Se3あるいはSb2Se
3等カルコゲン元素と周期律表第V族あるいはGe等のIV
族元素等の組み合せからなる薄膜等が広く知られてい
る。記録媒体の熱的安定性および記録と消去のサイクル
安全性と、干渉効果を利用して光学的な吸収感度あるい
は、反射率の変化量を増大することを目的として記録層
の上面、下面に耐熱性の優れた保護層を設ける。これら
の薄膜にレーザ光を照射し、情報を記録し、その情報を
消去する方法としてはあらかじめ記録層を結晶化させて
おき、これにΦ1μmに絞ったレーザ光を情報に対応
させて強度変調を施し、例えば、円盤状の記録ディスク
を回転せしめて照射し、このレーザ光照射部位は、薄膜
の融点以上に昇温し、かつ急冷し、非晶質化したマーク
として情報の記録がおこなえる。この情報を消去するに
際してはディスクの回転トラック方向に長いスポット光
を照射することにより、薄膜を加熱昇温させ、長いスポ
ット光による徐冷効果によって再び結晶化させる方法が
知られている。
発明が解決しようとする課題 薄膜を加熱昇温し、溶融急冷非晶質化および加熱昇温結
晶化の手段を用いる情報記録および消去可能な記録媒体
における第一の課題は加熱サイクルに対応して信号品質
が変動することである。この変動要因としては、記録ス
ポット光および消去スポット光による400℃以上の急速
な加熱、冷却の繰返し刺激による記録層の熱的、機械的
な損傷がある。記録層が融点以上に加熱されると、記録
層の成分とこれに接している保護層の成分との化学的な
反応が起こり記録層の劣化が起こる。この劣化の防止策
として従来、金属カルコゲン化物と酸化物を主成分とし
た保護層が提案されており、これにより記録媒体の繰返
し記録消去時の特性安定化がはかられていた。
しかし、上記の保護層を使用した場合でも、百万回以上
の加熱、冷却の繰返しにおいては、記録層の成分と保護
層の成分である金属のカルコゲン化分とが反応し、記録
媒体としてノイズの増大、反射率の変化を生じ、百万回
オーダーの記録、消去特性のサイクル劣化が発生すると
いう課題があった。
本発明は、以上のような課題を解決し、数百万サイクル
以上の記録、消去のサイクル特性の安定な光学式情報記
録媒体を提供するものである。
課題を解決するための手段 上記の課題を解決するための本発明の技術的手段は以下
のようになる。すなわち、光を吸収し、情報の書き込み
及び消去をする記録層と、この記録層の少なくとも一方
に金属のカルコゲン化物とこのカルコゲン化物と互いに
固溶しない化合物を主成分とした保護層を有しており、
この保護層の組成比が、膜厚方向に変化しかつ前記記録
層と接する界面付近で前記化合物の割合を大きくしたも
のとしている。
作用 この技術的手段による作用は次のようになる。すなわ
ち、保護層の組成比が、膜厚方向に変化し、かつ記録層
と接する界面付近で化合物の割合を大きくしているの
で、記録膜と保護層の反応がおさえられ、記録層の変質
を防止している。
実施例 (実施例1) 本発明の一実施例を添付図面に基いて説明する。第1図
は本発明の一実施例を示す断面図である。同図におい
て、薄膜を形成する基板1としては、あらかじめレーザ
光案内用の溝あるいはピット列を形成したポリカーボネ
イト等の樹脂、又はガラス板を用いる。この基板1の表
面にあらかじめ金属のカルコゲン化物であるZnSに、こ
の金属のカルコゲン化物と互いに固溶しない化合物であ
る酸化物としてSiO2を20%含有させた第1の誘電体層2
を約1000Å形成しておく、この第1の誘電体層2の上
に、第1の誘電体層2に対してSiO2の割合が90%以上で
ある保護層3を約200Å形成する。この上にTe−Ge−Sb
からなる記録層4を形成する。さらにこの上に保護層3
を約200Å形成する。この上に第1の誘電体層2と同様
に第2の誘電体層5を約2000Å設ける。さらにこの上に
感度の向上をはかるためにNiCrからなる反射層6を約40
0Å設ける。以上の薄膜の形成方法としては、真空蒸着
あるいはスパッタ法が使用できる。各層を成膜後、上記
の薄層を保護するために、保護板7を接着剤8で貼合せ
る。ここで、SiO2の屈折率はn=1.46である。SiO2成分
が多い材料を保護層と誘電体層をかねて一層とした場合
には、屈折率が小さいと記録媒体の光学的な吸収感度あ
るいは、反射率の変化量を、干渉効果を利用して増大さ
せることは難しい。また、干渉効果を増大させるために
は、屈折率がn=2.4と大きいZnSの成分を多くして一層
の保護層とすればよいが、ZnS成分が多いと記録層4と
反応してしまう。しかるに、本実施例では、SiO2の成分
が多くかつ薄い保護層3を記録層4と、第1の誘電体層
2及び第2の誘電体層5の間に設けることで記録層4と
の反応が防止でき、かつ、ZnS成分の多い誘電体層2を
設けることで干渉効果を充分利用することができる。
本実施例より構成された記録媒体を以下の条件で評価す
る。130mmのディスクとして、1800 rpm回転でf1=3.43
MHzの信号と、f2=1.0 MHzの信号のオーバーライト特性
を測定する。オーバーライトは、1ケのサークルスポッ
トΦ1μmのレーザ光により、高いパワーレベル14m
W、低いパワーレベル6mWのパワーレベル間の変調で、高
いパワーレベルで非晶質化マークを形成し、低いパワー
レベルで非晶質化マークを結晶化して消去する同時消録
の方法である。第3図に、SiO2の割合が多い保護層の有
無と記録媒体の反射率のサイクル特性の関係を示す。Si
O2の割合が多い保護層がない場合は、10万サイクルで反
射率が低下する。これに対してSiO2の割合が多い保護層
を設けたものは、100万サイクル以上反射率の低下がな
い。すなわち、記録層の保護層との反応による劣化が無
くなり、100万サイクル以上の記録、消去サイクルの安
定な記録媒体が得られる。
(実施例2) 本発明の他の実施例を添付図面に基いて説明する。第2
図は本発明の他の実施例を示す断面図である。同図にお
いて11は薄膜を形成するための基板であり、実施例1と
同様のものを用いる。この基板11に金属のカルコゲン化
物であるZnSに、酸化物としてSiO2を主成分とした第1
の保護層12を約1000Å形成する。第1の保護層12の組成
比を膜厚方向に連続的に変化させ、かつ第1の保護層12
の、この上に形成する記録層13と接する界面付近の組成
をSiO2の割合が90%以上になるように形成させておく。
そして、記録層13から遠ざかるほど、連続的にSiO2の割
合を少なくしておく。最終的にはSiO2含有量は約20%が
よい。第1の保護層12の上にTe−Ge−Sbからなる記録層
13を形成した後、この上に第2の保護層14を約200Å第
1の保護層12と同様に形成する。さらに感度向上をはか
るためにNiCrからなる反射層15を約400Å設ける。薄膜
形成方法は真空蒸着法、又はスパッタ法が良い。特に第
1の保護層12と第2の保護層13を形成するには二元蒸着
法、又は二元スパッタ法を用いるとよい。各薄層を形成
後、保護板16を接着剤17で貼合せる。本実施例の記録媒
体に実施例1と同様にオーバライトサイクルの記録、消
去を行うと、記録層3は400℃以上の急速な加熱、冷却
が繰返えされる。これに伴って第1の保護層12と第2の
保護層14も加熱冷却が繰返えされる。ここで、保護層が
異った組成の層で積層されていると互いに、線膨張係数
の違いでひずみを生じ不連続な応力が発生する。特に保
護層はZnSやSiO2からなる高ぜい性材料であるので数百
万回の加熱、冷却で疲労破壊(クラック発生)がおこり
やすく記録媒体のノイズ増大の原因となる。しかるに、
本実施例では、第1の保護層12と第2の保護層14は各々
組成が連続的に変化しているので、ひずみが緩和され疲
労破壊を起こしにくい。さらに、第1及び第2の保護層
12、14の記録層13と接する界面付近の組成をSiO2がかな
り多くなるようにしているので、記録層13と第1及び第
2の保護層12、14との反応も防ぐことができる。
以上のように本実施例では、第1及び第2の保護層12、
14の組成が、膜厚方向に連続的に変化するように形成し
ていること、記録層13と接する界面付近のSiO2の割合を
かなり大きくしたので、第1及び第2の保護層12、14の
ひずみが緩和され、疲労破壊しにくくなることと、記録
層13と第1及び第2の保護層12、14とが反応しなくな
り、その結果数百万サイクルの記録、消去においてもノ
イズの増大及び反射率の変化もなく安定な特性の記録媒
体が得られる。
なお、基板11にガラス板等の耐熱性に優れ、記録層13と
反応しないものを用いたときは、第1の保護層12は特に
必要がない。
また、上記実施例では金属のカルコゲン化物と互いに相
溶しない化合物としてSiO2を例にとり詳述したが、本発
明の本質は、金属のカルコゲン化物と金属のカルコゲン
化物と互いに固溶しない化合物とを主成分とした保護層
の組成を、当該保護層と記録膜との界面に金属のカルコ
ゲン化物と固溶しない化合物を多く配設する点にあり、
当該化合物としては、SiO2以外に例えばMgO、Ta2O5、Al
2O3等の金属または半金属酸化物を始め、例えばSiN、Al
N等の金属または半金属窒化物が供される。
発明の効果 以上のように本発明によれば、記録層の少なくとも一方
に金属のカルコゲン化物とこのカルコゲン化物と互いに
固溶しない化合物を主成分とした保護層を有し、この保
護層の組成比が、膜厚方向に変化しかつ前記記録層と接
する界面付近で化合物の割合を多くしたので、記録層と
保護層との反応を防ぐことができる。その結果、数百万
サイクルにおいて、反射率の変化もなく記録及び消去が
安定におこなえる。
さらに、保護層の組成が膜厚方向に連続的に変化するよ
うに形成しているので、急速な加熱、冷却を繰返しても
熱膨張又は収縮時のひずみが緩和され疲労破壊(クラッ
ク発生)は起こりにくくなる。その結果、数百万回の記
録及び消去においてノイズが増大しにくくなり、記録、
消去サイクル特性の安定な記録媒体が得られ、その工業
的価値は高い。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例における光学式情報記録媒体
の断面図、第2図は本発明の他の実施例における光学式
情報記録媒体の断面図、第3図は本発明の一実施例にお
ける光学式情報記録媒体の記録消去サイクルと反射率特
性をあらわすグラフである。 1、11……基板、2……第1の誘電体層、3……保護
層、4、13……記録層、5……第2の誘電体層、12……
第1の保護層、14……第2の保護層。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光を吸収し、情報の書き込み及び消去をす
    る記録層と、この記録層の少なくとも一方に金属のカル
    コゲン化物とこのカルコゲン化物と互いに固溶しない化
    合物を主成分とした保護層とを有し、この保護層の組成
    比が、膜厚方向に変化しかつ前記記録層と接する界面付
    近で前記化合物の割合が大きいことを特徴とする光学式
    情報記録媒体。
  2. 【請求項2】保護層の、記録層と接する界面の組成比を
    化合物が90%以上としたことを特徴とする請求項(1)
    記載の光学式情報記録媒体。
  3. 【請求項3】保護層の組成比が連続的に変化することを
    特徴とする請求項(1)記載の光学式情報記録媒体。
  4. 【請求項4】保護層は、金属のカルコゲン化亜鉛と、酸
    化物とが主成分であることを特徴とする請求項(1)記
    載の光学式情報記録媒体。
  5. 【請求項5】金属のカルコゲン化亜鉛がZnSとであり、
    酸化物がSiO2である請求項(4)記載の光学式情報記録
    媒体。
  6. 【請求項6】保護層は、金属のカルコゲン化亜鉛と、窒
    化物とが主成分であることを特徴とする請求項(1)記
    載の光学式情報記録媒体。
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JPH11110822A (ja) * 1997-08-08 1999-04-23 Tdk Corp 光記録媒体およびその記録再生方法
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