JPH07115536B2 - 光学情報記録部材 - Google Patents
光学情報記録部材Info
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- JPH07115536B2 JPH07115536B2 JP60169607A JP16960785A JPH07115536B2 JP H07115536 B2 JPH07115536 B2 JP H07115536B2 JP 60169607 A JP60169607 A JP 60169607A JP 16960785 A JP16960785 A JP 16960785A JP H07115536 B2 JPH07115536 B2 JP H07115536B2
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- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
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- G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
- G11B7/241—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
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- G11B2007/24302—Metals or metalloids
- G11B2007/24312—Metals or metalloids group 14 elements (e.g. Si, Ge, Sn)
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- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
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- G11B7/242—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers
- G11B7/243—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers comprising inorganic materials only, e.g. ablative layers
- G11B2007/24302—Metals or metalloids
- G11B2007/24316—Metals or metalloids group 16 elements (i.e. chalcogenides, Se, Te)
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Thermal Transfer Or Thermal Recording In General (AREA)
- Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕本発明は、熱等を利用する光学的情報の
記録再生を行なう光学情報記録部材に関するものであっ
て、その目的とするところは光学的情報の記録および消
去の繰り返し特性がすぐれ、かつ消去率の経時変動も少
く、情報信号を高速度かつ高密度に記録、再生すること
のできる光学情報記録部材を提供することにある。
記録再生を行なう光学情報記録部材に関するものであっ
て、その目的とするところは光学的情報の記録および消
去の繰り返し特性がすぐれ、かつ消去率の経時変動も少
く、情報信号を高速度かつ高密度に記録、再生すること
のできる光学情報記録部材を提供することにある。
レーザ光を利用する光ディスクには記録再生が１回のみ
の追記型と、記録した信号を消去して繰返して使用する
ことの可能な書き変え可能型とがあるが本発明は後者の
書き換え可能型に属する。本発明者らは先にTe−TeO2の
非晶質状態と結晶質状態との間の相転移による反射率の
変化を信号とする方式を提案した。また、相転移を利用
した書き換え可能な記録膜としてのTe−TeO2に対し、各
種の添加物（Sn、Ge、Bi、In、Pb、Tl、Seなど）を添加
することも行なわれており、これらはC/Nが高く耐湿性
のすぐれた記録膜がえられることを明らかにしている。
の追記型と、記録した信号を消去して繰返して使用する
ことの可能な書き変え可能型とがあるが本発明は後者の
書き換え可能型に属する。本発明者らは先にTe−TeO2の
非晶質状態と結晶質状態との間の相転移による反射率の
変化を信号とする方式を提案した。また、相転移を利用
した書き換え可能な記録膜としてのTe−TeO2に対し、各
種の添加物（Sn、Ge、Bi、In、Pb、Tl、Seなど）を添加
することも行なわれており、これらはC/Nが高く耐湿性
のすぐれた記録膜がえられることを明らかにしている。
ところで酸化物を含む上記記録膜には以下述べるような
欠点がある。書き換え可能な光ディスクにおいてはTe−
TeO2の結晶質状態で消去が行なわれ、非晶質状態で記録
が行なわれる。この結晶質と非晶質との間の相転移はレ
ーザ光による除冷と急冷の条件変化によって行なわれ
る。すなわち、レーザ光による加熱後、除冷によって結
晶質になり、急冷によって非晶質となる。したがって、
記録、消去の繰返しによって記録膜は結晶質状態と非晶
質状態の相転移が繰返される。この場合、記録膜に酸化
物が存在すると、膜の粘性が高いためにカルコゲン化物
の泳動性が少なくなり、膜組成の偏析が生じ易くなる。
さらに、酸化物は熱伝導率が低いのでレーザ光の入射側
と反対側との間で温度分布差を生じ、これがまた膜組成
の偏析の原因になる。以上の理由によって酸化物を含む
記録膜は記録、消去の繰返しによって特性が次第に変化
する欠点がある。本発明はこの欠点を解消する共に、カ
ルコゲン化合物よりなる従来の記録膜のC/N、消去率、
耐湿性および耐熱性などの諸特性を改善することを目的
とするものである。
欠点がある。書き換え可能な光ディスクにおいてはTe−
TeO2の結晶質状態で消去が行なわれ、非晶質状態で記録
が行なわれる。この結晶質と非晶質との間の相転移はレ
ーザ光による除冷と急冷の条件変化によって行なわれ
る。すなわち、レーザ光による加熱後、除冷によって結
晶質になり、急冷によって非晶質となる。したがって、
記録、消去の繰返しによって記録膜は結晶質状態と非晶
質状態の相転移が繰返される。この場合、記録膜に酸化
物が存在すると、膜の粘性が高いためにカルコゲン化物
の泳動性が少なくなり、膜組成の偏析が生じ易くなる。
さらに、酸化物は熱伝導率が低いのでレーザ光の入射側
と反対側との間で温度分布差を生じ、これがまた膜組成
の偏析の原因になる。以上の理由によって酸化物を含む
記録膜は記録、消去の繰返しによって特性が次第に変化
する欠点がある。本発明はこの欠点を解消する共に、カ
ルコゲン化合物よりなる従来の記録膜のC/N、消去率、
耐湿性および耐熱性などの諸特性を改善することを目的
とするものである。
〔発明の構成〕本発明の光学情報記録部材は、テルル
（Te）、ゲルマニウム（Ge）およびスズ（Sn）を主成分
として含み、これらの元素の割合がTe、Ge、Snをそれぞ
れ100at％の頂点とする３角座標図において座標（at
％）が、Ａ（Te93Ge5Sn2）Ｂ（Te93Ge2Sn5）、Ｃ（Te68
Ge2Sn30）、Ｄ（Te52Ge18Sn30）、Ｅ（Te52Ge46Sn2）の
５点で囲まれた範囲内にある組成を有し、これにパラジ
ウム（Pd）コバルト（Co）およびクロム（Cr）より選択
された元素を副成分として含有する記録膜を有すること
を特徴とする。
（Te）、ゲルマニウム（Ge）およびスズ（Sn）を主成分
として含み、これらの元素の割合がTe、Ge、Snをそれぞ
れ100at％の頂点とする３角座標図において座標（at
％）が、Ａ（Te93Ge5Sn2）Ｂ（Te93Ge2Sn5）、Ｃ（Te68
Ge2Sn30）、Ｄ（Te52Ge18Sn30）、Ｅ（Te52Ge46Sn2）の
５点で囲まれた範囲内にある組成を有し、これにパラジ
ウム（Pd）コバルト（Co）およびクロム（Cr）より選択
された元素を副成分として含有する記録膜を有すること
を特徴とする。
記録膜にカルコゲン化合物を用いる試みは古く、Te−Ge
をはじめとして、これに、As、Ｓ、Si、Se、Sb、Biなど
を添加して特性を改良した例がある。これらカルコゲン
化物よりなる書き換え可能な記録膜は、一般に記録、消
去の繰り返しに対する安定性が悪い特徴がある。その理
由はTe、Geとその他の添加成分が数度の繰り返しによっ
て記録膜の相分離を生じ、初期と繰り返し後では記録膜
の構成成分が異なるからである。消去可能な記録膜で相
転移を利用する場合、通常、未記録、消去状態を結晶質
とし、記録状態を非晶質とする方法がとられる。この場
合、記録はレーザ光で、記録膜を溶融させ急冷によって
非晶質にするのであるが、現在の半導体レーザはパワー
に限界があるので融点の低い記録膜が、記録感度が高い
ことになる。そのために上述のカルコゲン化物よりなる
記録膜は記録感度を向上させるために、できるだけ融点
の低い組成すなわち、Teの多い膜成膜となっている。Te
が他の添加成分よりも多いことは繰り返し特性において
それだけ相分離が起こり易いことを意味する。したがっ
て融点を下げるために添加した過剰のTeをいかに固定し
て動きにくい組成にするかが、繰り返し特性や、ONR、
消去率の経時変動に大きな影響を及ぼすことになる。
をはじめとして、これに、As、Ｓ、Si、Se、Sb、Biなど
を添加して特性を改良した例がある。これらカルコゲン
化物よりなる書き換え可能な記録膜は、一般に記録、消
去の繰り返しに対する安定性が悪い特徴がある。その理
由はTe、Geとその他の添加成分が数度の繰り返しによっ
て記録膜の相分離を生じ、初期と繰り返し後では記録膜
の構成成分が異なるからである。消去可能な記録膜で相
転移を利用する場合、通常、未記録、消去状態を結晶質
とし、記録状態を非晶質とする方法がとられる。この場
合、記録はレーザ光で、記録膜を溶融させ急冷によって
非晶質にするのであるが、現在の半導体レーザはパワー
に限界があるので融点の低い記録膜が、記録感度が高い
ことになる。そのために上述のカルコゲン化物よりなる
記録膜は記録感度を向上させるために、できるだけ融点
の低い組成すなわち、Teの多い膜成膜となっている。Te
が他の添加成分よりも多いことは繰り返し特性において
それだけ相分離が起こり易いことを意味する。したがっ
て融点を下げるために添加した過剰のTeをいかに固定し
て動きにくい組成にするかが、繰り返し特性や、ONR、
消去率の経時変動に大きな影響を及ぼすことになる。
本発明の特徴は上述の従来の組成Te−Ge−SnにPd、Co、
Crを添加して過剰のTeを固定することにある。過剰のTe
を固定する方法としてGe、Snの濃度を増加させ、量論的
なGeTe、SnTeとすることも可能ではあるが、Geの場合は
添加量が多くなると非晶質から結晶質への転移温度が高
くなり、記録、消去に大きなレーザパワーが必要とな
り、実用的でない。またSnの場合は量論に近いSnTe近傍
組成では、蒸着後は結晶質であり安定な非晶質状態がえ
られない。したがって本発明のように、Pd、Co、Crを添
加してTeを固定することが有益である。
Crを添加して過剰のTeを固定することにある。過剰のTe
を固定する方法としてGe、Snの濃度を増加させ、量論的
なGeTe、SnTeとすることも可能ではあるが、Geの場合は
添加量が多くなると非晶質から結晶質への転移温度が高
くなり、記録、消去に大きなレーザパワーが必要とな
り、実用的でない。またSnの場合は量論に近いSnTe近傍
組成では、蒸着後は結晶質であり安定な非晶質状態がえ
られない。したがって本発明のように、Pd、Co、Crを添
加してTeを固定することが有益である。
次に本発明の作用を説明する。本発明においてTeは他の
元素と結合した状態で記録前後によって光学的濃度変化
を量する母材である。Geは、Teとの濃度化によって非晶
質、結晶質間の転移速度を支配する。すなわち、Geの濃
度が低い領域では（TeとGeのみの場合は、Geが50at
％）、非晶質として安定に存在するが濃度が高くなると
結晶質が安定となるため、一旦結晶質となったものを非
晶質化させることが困難となる。本発明のGe濃度は50at
％以下であるから、Geは膜の非晶質性を増大させること
に寄与する。Snの作用はGeと同様であるがSnがTeとで非
晶質性を増大させる領域は狭く、本発明の範囲ではむし
ろ結晶化を促進する。すなわち、GeとSnはTeに対する作
用は似ているが、Teとの濃度比によって、非晶質性が増
大したり、結晶質性が増大したりする。GeとSnの濃度が
高くなると記録膜は結晶質として安定するため、非晶質
から結晶質への転移は容易になるが、その逆は困難とな
る。したがって、このような材料は追記型材料（W/O材
料）に適している。しかし、このようなW/O材料でもレ
ーザパワーが強く、記録膜を充分に溶融させることが可
能であれば、消去可能なディスクとして使用することが
可能である。現在、我々が実用上入手できる半導体レー
ザは波長が830nmでパワーは30mw程度であり、Te、Ge、S
nの量論に近い組成（TeGe、TeSn）を溶融させることは
困難である。（融点が800℃程度）Te−Ge−Snの記録、
消去可能な領域は、Teが非常に多い領域（80at％以上）
にあるが、この領域の組成は転移温度が低く、熱的に不
安定であること、Teが過剰なため、繰り返しによって、
TeとTeGeあるいはTeSnに記録膜が相分離を起こしやすい
ことなど欠点を有している。本発明のPd、Co、Crはこの
過剰のTeをPdTe、CoTe、CrTeとして安定化させる作用を
有する。しかも熱的に不安定な過剰のTeを、PdTe、CoT
e、CrTeとして結合させているため、熱的に安定で、か
つ、記録、消去の繰り返しによって相分離を生ずること
なく、長期に亘って安定な記録膜を形成する。Pd、Co、
Crの添加量は、Ge、Snと結合した残りの過剰Teを固定す
るのに必要な量であって、Teの濃度の高い領域ではPd、
Co、Crの濃度も高い。
元素と結合した状態で記録前後によって光学的濃度変化
を量する母材である。Geは、Teとの濃度化によって非晶
質、結晶質間の転移速度を支配する。すなわち、Geの濃
度が低い領域では（TeとGeのみの場合は、Geが50at
％）、非晶質として安定に存在するが濃度が高くなると
結晶質が安定となるため、一旦結晶質となったものを非
晶質化させることが困難となる。本発明のGe濃度は50at
％以下であるから、Geは膜の非晶質性を増大させること
に寄与する。Snの作用はGeと同様であるがSnがTeとで非
晶質性を増大させる領域は狭く、本発明の範囲ではむし
ろ結晶化を促進する。すなわち、GeとSnはTeに対する作
用は似ているが、Teとの濃度比によって、非晶質性が増
大したり、結晶質性が増大したりする。GeとSnの濃度が
高くなると記録膜は結晶質として安定するため、非晶質
から結晶質への転移は容易になるが、その逆は困難とな
る。したがって、このような材料は追記型材料（W/O材
料）に適している。しかし、このようなW/O材料でもレ
ーザパワーが強く、記録膜を充分に溶融させることが可
能であれば、消去可能なディスクとして使用することが
可能である。現在、我々が実用上入手できる半導体レー
ザは波長が830nmでパワーは30mw程度であり、Te、Ge、S
nの量論に近い組成（TeGe、TeSn）を溶融させることは
困難である。（融点が800℃程度）Te−Ge−Snの記録、
消去可能な領域は、Teが非常に多い領域（80at％以上）
にあるが、この領域の組成は転移温度が低く、熱的に不
安定であること、Teが過剰なため、繰り返しによって、
TeとTeGeあるいはTeSnに記録膜が相分離を起こしやすい
ことなど欠点を有している。本発明のPd、Co、Crはこの
過剰のTeをPdTe、CoTe、CrTeとして安定化させる作用を
有する。しかも熱的に不安定な過剰のTeを、PdTe、CoT
e、CrTeとして結合させているため、熱的に安定で、か
つ、記録、消去の繰り返しによって相分離を生ずること
なく、長期に亘って安定な記録膜を形成する。Pd、Co、
Crの添加量は、Ge、Snと結合した残りの過剰Teを固定す
るのに必要な量であって、Teの濃度の高い領域ではPd、
Co、Crの濃度も高い。
〔第１図の説明〕第１図は本発明の記録膜の主成分Te−
ge−Snの濃度を３角座標図で表わしている。同図におい
て本発明の組成の範囲を規定するＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの
各点の座標は、Ａ（Te93Ge5Sn2）、Ｂ（Te93Ge2Sn5）、
Ｃ（Te68Ge2Sn30）、Ｄ（Te52Ge18Sn30）、Ｅ（Te52Ge
46Sn2）であって、本発明の記録膜の組成はこのABCDEに
よって囲まれた範囲内にある主成分のTe−Ge−Sn系に対
しPd、Co、Crのうちから選択された元素Meを副成分とし
て１〜40at％添加することによって形成される。したが
って本発明の記録膜の構成は次の一般式で表わすことが
できる。
ge−Snの濃度を３角座標図で表わしている。同図におい
て本発明の組成の範囲を規定するＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの
各点の座標は、Ａ（Te93Ge5Sn2）、Ｂ（Te93Ge2Sn5）、
Ｃ（Te68Ge2Sn30）、Ｄ（Te52Ge18Sn30）、Ｅ（Te52Ge
46Sn2）であって、本発明の記録膜の組成はこのABCDEに
よって囲まれた範囲内にある主成分のTe−Ge−Sn系に対
しPd、Co、Crのうちから選択された元素Meを副成分とし
て１〜40at％添加することによって形成される。したが
って本発明の記録膜の構成は次の一般式で表わすことが
できる。
（TexGeySnz）mMen ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝100、ｍ＋ｎ＝100 線ABよりTeが多い場合は必然的にGe濃度が少なくなり、
非晶質化が困難となる。また、GeSnが低いため、非晶質
から結晶質への転移温度も低い。線BCより、Geが低い場
合も、線ABよりTeが多い場合と同様に転移温度が低い。
また、結晶質から非晶質への変態に対する傾向は、Teが
多い場合よりも良好である。しかし、実用的な観点から
は、充分な結晶から非晶質への相転移が得られない。線
CDよりSn濃度が多い場合、Snの添加は結晶質化を促進す
るので、非晶質化が困難となる。また、非晶質から結晶
質への転移温度も低く、熱的な安定性に乏しい。線DEよ
りTeが少ない場合、この領域は、TeとGe、Snが化学的量
論に近い結晶として安定なGeTe、SnTeを形成するので、
非晶質化が困難となる。また、この領域は過剰なTeがほ
とんどないので添加するPd、Co、Cr濃度も少ない。すな
わち、Pd、Co、Crの添加効果も少ない。したがって、こ
の領域は膜の融点も高く、非晶質化が困難となる。Snが
線EAより少ない領域では、非晶質として安定であるた
め、結晶化が困難である。ただし、この傾向はEA線上の
TeとGeの比によって支配され、Teが多い程結晶がより容
易で、Te濃度が70at％付近が、最も結晶化が困難とな
り、Teが50at％付近で、再び、結晶化が容易となる。そ
の理由は、TeとGeが、非晶質として、より安定な化合物
GeTe2を形成するためで、Te濃度が70％付近では全体的
に結晶化が困難である。
非晶質化が困難となる。また、GeSnが低いため、非晶質
から結晶質への転移温度も低い。線BCより、Geが低い場
合も、線ABよりTeが多い場合と同様に転移温度が低い。
また、結晶質から非晶質への変態に対する傾向は、Teが
多い場合よりも良好である。しかし、実用的な観点から
は、充分な結晶から非晶質への相転移が得られない。線
CDよりSn濃度が多い場合、Snの添加は結晶質化を促進す
るので、非晶質化が困難となる。また、非晶質から結晶
質への転移温度も低く、熱的な安定性に乏しい。線DEよ
りTeが少ない場合、この領域は、TeとGe、Snが化学的量
論に近い結晶として安定なGeTe、SnTeを形成するので、
非晶質化が困難となる。また、この領域は過剰なTeがほ
とんどないので添加するPd、Co、Cr濃度も少ない。すな
わち、Pd、Co、Crの添加効果も少ない。したがって、こ
の領域は膜の融点も高く、非晶質化が困難となる。Snが
線EAより少ない領域では、非晶質として安定であるた
め、結晶化が困難である。ただし、この傾向はEA線上の
TeとGeの比によって支配され、Teが多い程結晶がより容
易で、Te濃度が70at％付近が、最も結晶化が困難とな
り、Teが50at％付近で、再び、結晶化が容易となる。そ
の理由は、TeとGeが、非晶質として、より安定な化合物
GeTe2を形成するためで、Te濃度が70％付近では全体的
に結晶化が困難である。
以上述べた理由により、本発明の主成分を構成するTe−
Ge−Sn系は第１図においてＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの５点で
囲まれた範囲内に限定される。すなわち、この領域内の
Te−Ge−SnにPd、Co、Crから選択された元素Meを副成分
として１〜40at％添加すると実用上、結晶質と非晶質と
の可逆性を利用して情報の記録、消去が可能となる。
Ge−Sn系は第１図においてＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの５点で
囲まれた範囲内に限定される。すなわち、この領域内の
Te−Ge−SnにPd、Co、Crから選択された元素Meを副成分
として１〜40at％添加すると実用上、結晶質と非晶質と
の可逆性を利用して情報の記録、消去が可能となる。
〔第２図の説明〕第２図は第１図と同様に本発明の記録
膜の主成分Te−Ge−Snの濃度を３角座標図で表わしてい
る。Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉの４点で囲まれた部分は特許請求の
範囲（４）の領域であって、10〜35at％の副成分Me（P
d、Co、Cr）が添加される。また、Ｈ、Ｊ、Ｋ、Ｌ、Ｍ
の５点で囲まれた部分は特許請求の範囲（５）の領域で
あって１〜10at％の副成分Me（Pd、Co、Cr）が添加され
る。なお、ＦないしＭの各点は第４図に示すように、
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅで囲まれた特許請求の範囲（１）の
領域内にあって各点の座標は次のとおりである。
膜の主成分Te−Ge−Snの濃度を３角座標図で表わしてい
る。Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉの４点で囲まれた部分は特許請求の
範囲（４）の領域であって、10〜35at％の副成分Me（P
d、Co、Cr）が添加される。また、Ｈ、Ｊ、Ｋ、Ｌ、Ｍ
の５点で囲まれた部分は特許請求の範囲（５）の領域で
あって１〜10at％の副成分Me（Pd、Co、Cr）が添加され
る。なお、ＦないしＭの各点は第４図に示すように、
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅで囲まれた特許請求の範囲（１）の
領域内にあって各点の座標は次のとおりである。
Ｆ（Te92Ge5Sn3）、Ｇ（te92Ge3Sn5） Ｈ（Te68Ge3Sn29）、Ｉ（Te74Ge23Sn3） Ｊ（Te70Ge10Sn20）、Ｋ（Te68Gl29Sn3） Ｌ（Te52Ge45Sn3）、Ｍ（Te52Ge19Sn29） FGHIの４点で囲まれた領域の非晶質から結晶質への転移
温度は90〜160℃以内で、HIKLMの５点で囲まれた領域で
転移温度（150〜220℃程度）よりも低い。Pd、Co、Crの
添加はTe−Ge−Snだけの場合よりも結晶転移温度を10〜
30℃高める作用を有する。それ故Pd、Co、Crの添加は熱
的安定性を示す転移温度を上昇させる効果と、記録膜の
融点をそれほど上昇させないで非晶質化を容易にする利
点を有する。
温度は90〜160℃以内で、HIKLMの５点で囲まれた領域で
転移温度（150〜220℃程度）よりも低い。Pd、Co、Crの
添加はTe−Ge−Snだけの場合よりも結晶転移温度を10〜
30℃高める作用を有する。それ故Pd、Co、Crの添加は熱
的安定性を示す転移温度を上昇させる効果と、記録膜の
融点をそれほど上昇させないで非晶質化を容易にする利
点を有する。
HJKLMの５点で囲まれた領域は過剰のTeが少いのでPd、C
o、Crの添加効果は、PGHIの場合に比べて小さい。しか
し添加物なしのTe−Ge−Sn系よりも非晶質化は容易であ
る。HJKLMの領域は転移温度が高く熱的に安定であるこ
と、GeTe、SnTeの量論に近い組成なので結晶化は容易で
非晶質化は困難であるが、半導体レーザを高出力にすれ
ば非晶質化は容易になる。点IJKで囲まれた部分は安定
な非晶質状態のGeTe2が存在する領域で結晶化は困難で
ある。以上述べた理由によって、本発明の主成分Te−Ge
−Sn系および副成分のPd、Co、Crの最適の組成が限定さ
れる。
o、Crの添加効果は、PGHIの場合に比べて小さい。しか
し添加物なしのTe−Ge−Sn系よりも非晶質化は容易であ
る。HJKLMの領域は転移温度が高く熱的に安定であるこ
と、GeTe、SnTeの量論に近い組成なので結晶化は容易で
非晶質化は困難であるが、半導体レーザを高出力にすれ
ば非晶質化は容易になる。点IJKで囲まれた部分は安定
な非晶質状態のGeTe2が存在する領域で結晶化は困難で
ある。以上述べた理由によって、本発明の主成分Te−Ge
−Sn系および副成分のPd、Co、Crの最適の組成が限定さ
れる。
〔第３図の説明〕第３図は本発明の記録膜を用いた光デ
ィスクの断面を示している。１、５はポリカーボネイ
ト、アクリル樹脂、ガラス、ポリエステル等、透明な材
料よりなる基板、２、４は種々の酸化物、硫化物、炭化
物等よりなる保護層、３は本発明の記録膜である。保護
層２、４は記録膜３の記録、消去の繰返しによる基板
１、５の熱劣化を防止すると共に、記録膜３の防湿の作
用をする。記録膜３は蒸着、スパッタリング等によって
形成される。記録膜３の膜厚は、保護層２、４の光学特
性とマッチング（記録部と未記録部との反射率の差を大
きくとることができる）する値とする。
ィスクの断面を示している。１、５はポリカーボネイ
ト、アクリル樹脂、ガラス、ポリエステル等、透明な材
料よりなる基板、２、４は種々の酸化物、硫化物、炭化
物等よりなる保護層、３は本発明の記録膜である。保護
層２、４は記録膜３の記録、消去の繰返しによる基板
１、５の熱劣化を防止すると共に、記録膜３の防湿の作
用をする。記録膜３は蒸着、スパッタリング等によって
形成される。記録膜３の膜厚は、保護層２、４の光学特
性とマッチング（記録部と未記録部との反射率の差を大
きくとることができる）する値とする。
〔実施例１〕４源蒸着の電子ビーム蒸着機により、Te、
Ge、Sn、Pdをそれぞれのソースから蒸着した。基板はψ
8mmのガラス板で、真空度１×10-3Torr、回転速度150rp
mの下で蒸着し、膜厚を1000Åとした。各ソースからの
蒸着速度は記録膜中のTe、Ge、Sn、Pdの原子数の割合を
調整するために変化させた。第１表の組成はこの蒸着速
度から換算した値である。なお、代表的な組成をＸ線マ
イクロアナライザ（XMA）で測定したところ、仕込値と
ほゞ同様の定量結果がえられた。上記の製法で作成した
試験片Ａ〜Ｍおよび１〜16につき転移温度並びに黒化特
性および白化特性を評価した。結果は第１表に示すとお
りである。第４図は試験片Ａ〜Ｍおよび１〜16の３角座
標図における位置を示している。
Ge、Sn、Pdをそれぞれのソースから蒸着した。基板はψ
8mmのガラス板で、真空度１×10-3Torr、回転速度150rp
mの下で蒸着し、膜厚を1000Åとした。各ソースからの
蒸着速度は記録膜中のTe、Ge、Sn、Pdの原子数の割合を
調整するために変化させた。第１表の組成はこの蒸着速
度から換算した値である。なお、代表的な組成をＸ線マ
イクロアナライザ（XMA）で測定したところ、仕込値と
ほゞ同様の定量結果がえられた。上記の製法で作成した
試験片Ａ〜Ｍおよび１〜16につき転移温度並びに黒化特
性および白化特性を評価した。結果は第１表に示すとお
りである。第４図は試験片Ａ〜Ｍおよび１〜16の３角座
標図における位置を示している。
（転移温度）転移温度は蒸着直後の非晶質状態の膜が熱
によって結晶状態になる開始温度である。その測定には
膜の透過率を測定する装置を用い、ヒータにより試験片
の温度を昇温速度１℃/secで上昇させたとき、透過率が
減少を開始する温度を転移温度とした。転移温度が高い
ことは記録膜が熱的に安定であることを意味する。
によって結晶状態になる開始温度である。その測定には
膜の透過率を測定する装置を用い、ヒータにより試験片
の温度を昇温速度１℃/secで上昇させたとき、透過率が
減少を開始する温度を転移温度とした。転移温度が高い
ことは記録膜が熱的に安定であることを意味する。
〔黒化特性および白化特性〕黒化特性は非晶質から結晶
質へ転移する転移速度を示し、白化特性は結晶質から非
晶質へ転移する転移速度を示すものである。測定は試験
片上の記録膜に、レンズによりレーザ光を集光させ、試
験片を上下、左右に移動して行なった。レーザ光のスポ
ットは45×0.4μｍ、パルス巾は400ns、パワー密度は1
0.6mw/μm2波長は900nmとした。黒化特性は、試験片を
比較的、緩かに移動させた場合の変態（非晶質→結晶
質）の速度を観察し、速度が充分早く、かつ未記録部分
と記録部分のコントラスト比が充分大きいものを◎とし
た。×は緩やかに移動させても、黒化しないもの、ある
いはコントラスト比が小さいものを示す。○、△は◎と
×の中間に位置する。この定性的な表現において、実用
可能な黒化特性は○以上である。白化特性は、黒化した
試験片を速やかに、移動させて急冷状態を作り、白化
（結晶質→非晶質）させる。白化状態が◎のものは、移
動速度が比較的緩やかでも、白化し、しかも非晶質部分
と結晶質部分のコントラスト比が大きいものを示し、×
は全く白化しないものを示している。○と△は◎と×の
中間に位置する。
質へ転移する転移速度を示し、白化特性は結晶質から非
晶質へ転移する転移速度を示すものである。測定は試験
片上の記録膜に、レンズによりレーザ光を集光させ、試
験片を上下、左右に移動して行なった。レーザ光のスポ
ットは45×0.4μｍ、パルス巾は400ns、パワー密度は1
0.6mw/μm2波長は900nmとした。黒化特性は、試験片を
比較的、緩かに移動させた場合の変態（非晶質→結晶
質）の速度を観察し、速度が充分早く、かつ未記録部分
と記録部分のコントラスト比が充分大きいものを◎とし
た。×は緩やかに移動させても、黒化しないもの、ある
いはコントラスト比が小さいものを示す。○、△は◎と
×の中間に位置する。この定性的な表現において、実用
可能な黒化特性は○以上である。白化特性は、黒化した
試験片を速やかに、移動させて急冷状態を作り、白化
（結晶質→非晶質）させる。白化状態が◎のものは、移
動速度が比較的緩やかでも、白化し、しかも非晶質部分
と結晶質部分のコントラスト比が大きいものを示し、×
は全く白化しないものを示している。○と△は◎と×の
中間に位置する。
上述した表現によれば、黒化特性および白化特性がとも
にすぐれている場合は、◎、◎となるが、実際問題とし
ては同じ移動速度で、どちらも◎となることはあり得
ず、望ましい材料としては、◎、○あるいは◎、△のよ
うに、黒化特性が多少すぐれているものが好ましい。第
１表に示すように、第１図のABCDEの５点で囲まれた本
発明の領域内にある組成Ａ〜Ｍおよび１〜16には黒化特
性および白化特性に×はなく、光学的に情報の書き込み
および消去が可能である。
にすぐれている場合は、◎、◎となるが、実際問題とし
ては同じ移動速度で、どちらも◎となることはあり得
ず、望ましい材料としては、◎、○あるいは◎、△のよ
うに、黒化特性が多少すぐれているものが好ましい。第
１表に示すように、第１図のABCDEの５点で囲まれた本
発明の領域内にある組成Ａ〜Ｍおよび１〜16には黒化特
性および白化特性に×はなく、光学的に情報の書き込み
および消去が可能である。
〔実施例２〕この実施例は第２図のFGHIで囲まれた領域
からはTe80Ge10Sn10（第４図の点４）を、HJKLMで囲ま
れた領域からはTe60Ge25Sn15（第４図の点12）をそれぞ
れ選択し、実施例１と同様な製法および評価法により、
Te−Ge−Sn系にPdを添加した場合、Pdの濃度の特性に及
ぼす影響を試験した。結果は第２表に示すように、FGHI
の領域ではPdの濃度は10at％から35at％の間が良好な特
性を示しており、HJKLMの領域ではPdの濃度は１〜15at
％が使用可能であることを示している。NO、24（Pd1at
％以下）は本発明の範囲外で、白化せず、書き換え可能
な記録膜にならない。No.30は黒化特性は×〜△で黒化
は一応可能であるが実用的には使用が困難である。
からはTe80Ge10Sn10（第４図の点４）を、HJKLMで囲ま
れた領域からはTe60Ge25Sn15（第４図の点12）をそれぞ
れ選択し、実施例１と同様な製法および評価法により、
Te−Ge−Sn系にPdを添加した場合、Pdの濃度の特性に及
ぼす影響を試験した。結果は第２表に示すように、FGHI
の領域ではPdの濃度は10at％から35at％の間が良好な特
性を示しており、HJKLMの領域ではPdの濃度は１〜15at
％が使用可能であることを示している。NO、24（Pd1at
％以下）は本発明の範囲外で、白化せず、書き換え可能
な記録膜にならない。No.30は黒化特性は×〜△で黒化
は一応可能であるが実用的には使用が困難である。
〔光ディスクによる特性試験No.1〕第３図の基板１に厚
さ1.2m直径200mmのポリカードネート樹脂板を使用し、
保護層２としてZnSの耐熱層を900Åの厚さに蒸着し、そ
の上に厚さ1000Åの記録膜３を実施例１の方法で蒸着
し、さらにその上に厚さ1800ÅのZnSの保護層４を蒸着
して基板５を密接配置した、なお、記録膜３には第２表
のNo.21およびNo.26を使用して２種類の光ディスクを作
成した。この２種類の光ディスクにつき、記録パワーお
よび消去パワーは8mwおよび15mw、記録ビームはψ１μ
ｍ（半値巾）、消去レーザビーム長は約15μｍ（半値
巾）として、白化状態および黒化状態での記録、消去試
験を行なった。なお、記録周波数はZMHZ、ディスク周速
は5m/sである。結果は次のとおりである。
さ1.2m直径200mmのポリカードネート樹脂板を使用し、
保護層２としてZnSの耐熱層を900Åの厚さに蒸着し、そ
の上に厚さ1000Åの記録膜３を実施例１の方法で蒸着
し、さらにその上に厚さ1800ÅのZnSの保護層４を蒸着
して基板５を密接配置した、なお、記録膜３には第２表
のNo.21およびNo.26を使用して２種類の光ディスクを作
成した。この２種類の光ディスクにつき、記録パワーお
よび消去パワーは8mwおよび15mw、記録ビームはψ１μ
ｍ（半値巾）、消去レーザビーム長は約15μｍ（半値
巾）として、白化状態および黒化状態での記録、消去試
験を行なった。なお、記録周波数はZMHZ、ディスク周速
は5m/sである。結果は次のとおりである。
（１）No.21ディスクのC/Nは53dB、消去率は−50dBであ
り、No.26ディスクのC/Nは48dB、消去率は−46dBであっ
た。（２）10万回の記録、消去を繰返した後のC/Nの低
下は、No.21ディスクは−3dB、No.26ディスクは−1dB、
消去率の低下はそれぞれ1dBおよび0.5dBであった。
（３）80℃、60％RHの下に１ケ月放置した後のNo.21デ
ィスクのC/Nの低下は−0.5dB、消去率の低下は1dBであ
った。
り、No.26ディスクのC/Nは48dB、消去率は−46dBであっ
た。（２）10万回の記録、消去を繰返した後のC/Nの低
下は、No.21ディスクは−3dB、No.26ディスクは−1dB、
消去率の低下はそれぞれ1dBおよび0.5dBであった。
（３）80℃、60％RHの下に１ケ月放置した後のNo.21デ
ィスクのC/Nの低下は−0.5dB、消去率の低下は1dBであ
った。
〔光ディスクによる特性試験No.2）No.21光ディスクに
つき、耐熱保護層としてGeO2およびSiCを用い、その特
設を試験した。保護層（２）の膜厚は800Å、保護層
（４）の膜厚は1900Åである。その他は特性試験No.1の
場合と同じである。結果は、（１）C/NはGeO2の場合は5
3dB、SiCの場合は50dBであった。また、消去率はそれぞ
れ−48dBおよび−46dBであった。（）寿命試験（１ケ月
放置した後の特性低下）は、GeO2の場合のC/Nの低下は
−3dB、SiCの場合は−0.5dBであった。
つき、耐熱保護層としてGeO2およびSiCを用い、その特
設を試験した。保護層（２）の膜厚は800Å、保護層
（４）の膜厚は1900Åである。その他は特性試験No.1の
場合と同じである。結果は、（１）C/NはGeO2の場合は5
3dB、SiCの場合は50dBであった。また、消去率はそれぞ
れ−48dBおよび−46dBであった。（）寿命試験（１ケ月
放置した後の特性低下）は、GeO2の場合のC/Nの低下は
−3dB、SiCの場合は−0.5dBであった。
〔光ディスクによる特性試験No.3〕記録膜を実施例１の
No.5とする光ディスクを特性試験１と同じ基板および方
法によって作成した。なお、耐熱保護層２は860Å、記
録層３は300Å、保護層４は1950Åである。この光ディ
スクのC/Nは52dB、消去率は−50dBであり、10万回の記
録、消去を繰返した後のC/Nの低下は−2dBであった。
No.5とする光ディスクを特性試験１と同じ基板および方
法によって作成した。なお、耐熱保護層２は860Å、記
録層３は300Å、保護層４は1950Åである。この光ディ
スクのC/Nは52dB、消去率は−50dBであり、10万回の記
録、消去を繰返した後のC/Nの低下は−2dBであった。
〔光ディスクによる特性試験No.4〕実施例２の記録膜N
o.21（Te80Ge10Sn10）70Pd30のPd50の代りに、Co30、Cr
30、Pd20Co10およびPd20Cr10を置換した記録膜により特
性試験No.1の光ディスクを作成し、特性を評価した。結
果は下記のとおりである。
o.21（Te80Ge10Sn10）70Pd30のPd50の代りに、Co30、Cr
30、Pd20Co10およびPd20Cr10を置換した記録膜により特
性試験No.1の光ディスクを作成し、特性を評価した。結
果は下記のとおりである。
（dB） Co Cr PdCo PdCr C/N 50 48 53 52 消去率 −46 −45 −50 −48 〔発明の効果〕以上述べたように本発明の光学情報記録
部材は、Te−Ge−Sn系にPd、CoおよびCrのうちから選択
された元素を添加して記録消去の繰返し特性を改善する
に当って、数多くの実験によって各成分の有効な配合範
囲を定め、現行の半導体レーザパワーで十分に黒化（消
去）および白化（記録）することを可能にすると共に、
温度および湿度に安定で従来のこの種の記録膜のもつ欠
点を解消するすぐれた効果を有する。
部材は、Te−Ge−Sn系にPd、CoおよびCrのうちから選択
された元素を添加して記録消去の繰返し特性を改善する
に当って、数多くの実験によって各成分の有効な配合範
囲を定め、現行の半導体レーザパワーで十分に黒化（消
去）および白化（記録）することを可能にすると共に、
温度および湿度に安定で従来のこの種の記録膜のもつ欠
点を解消するすぐれた効果を有する。
第１図：本発明の光学情報記録部材の記録膜の主成分の
組成を示す３角座標図 第２図：特許請求の範囲（４）および（５）の記録膜の
主成分の組成を示す３角座標図 第３図：本発明の光学情報記録部材の断面図 第４図：本発明の実施例１の試験片Ａ〜Ｍおよび１〜16
の３角座標図における位置を示す図
組成を示す３角座標図 第２図：特許請求の範囲（４）および（５）の記録膜の
主成分の組成を示す３角座標図 第３図：本発明の光学情報記録部材の断面図 第４図：本発明の実施例１の試験片Ａ〜Ｍおよび１〜16
の３角座標図における位置を示す図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大野 鋭二 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−219646（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−107744（ＪＰ，Ａ)
Claims (5)
- 【請求項１】テルル（Te）、ゲルマニウム（Ge）および
スズ（Sn）を主成分として含み、これらの元素の割合が
Te、Ge、Snをそれぞれ100at％の頂点とする３角座標図
において座標（at％）が、Ａ（Te93Ge5Sn2）、Ｂ（Te93
Ge2Sn5）、Ｃ（Te68Ge2Sn30）、Ｄ（Te52Ge18Sn30）、
Ｅ（Te52Ge46Sn2）の５点で囲まれた範囲内にある組成
を主成分として有し、これにパラジウム（Pd）、コバル
ト（Co）およびクロム（Cr）より選択された元素を副成
分として含有する記録膜を有することを特徴とする光学
情報記録部材。 - 【請求項２】前記Pd、CoおよびCrより選択された副成分
（Me）の添加量は、下式において、 （TexGeySｎ ｚ）mMen ただしｘ＋ｙ＋ｚ＝100、ｍ＋ｎ＝100 ｎの値が１〜40at％であることを特徴とする特許請求の
範囲（１）の光学情報記録部材。 - 【請求項３】前記副成分（Me）はPdであって、前記ｎの
値は１〜30at％であることを特徴とする特許請求の範囲
（２）の光学情報記録部材。 - 【請求項４】前記主成分を構成するTe、Ge、Snの座標が
前記３角座標面のＦ（Te92Ge5Sn3）、Ｇ（Te92Ge3S
n5）、Ｈ（Te68Ge3Sn29）、Ｉ（Te74Ge23Sn3）の４点で
囲まれた範囲内にあって、前記副成分として添加される
Meの添加量は、前記ｎの値が10〜35at％であることを特
徴とする特許請求の範囲（１）または（２）の光学情報
記録部材。 - 【請求項５】前記主成分を構成するTe、Ge、Snの座標が
前記３角座標図のＨ（Te68Ge3Sn29）、Ｊ（Te70Ge10Sn
20）、Ｋ（Te68Ge23Sn3）、Ｌ（Te52Ge45Sn3）、Ｍ（Te
52Ge13Sn29）の５点で囲まれた範囲内にあって、前記副
成分として添加されるMeの添加量は、前記ｎの値が１〜
10at％であることを特徴とする特許請求の範囲（１）ま
たは（２）の光学情報記録部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60169607A JPH07115536B2 (ja) | 1985-07-31 | 1985-07-31 | 光学情報記録部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60169607A JPH07115536B2 (ja) | 1985-07-31 | 1985-07-31 | 光学情報記録部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6230086A JPS6230086A (ja) | 1987-02-09 |
| JPH07115536B2 true JPH07115536B2 (ja) | 1995-12-13 |
Family
ID=15889632
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60169607A Expired - Lifetime JPH07115536B2 (ja) | 1985-07-31 | 1985-07-31 | 光学情報記録部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07115536B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6276035A (ja) * | 1985-09-30 | 1987-04-08 | Tdk Corp | 情報記録媒体および記録方法 |
| JP2888520B2 (ja) * | 1987-10-28 | 1999-05-10 | 日本コロムビア株式会社 | 光情報記録媒体 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60107744A (ja) * | 1983-11-15 | 1985-06-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光学情報記録部材 |
| JPS60219646A (ja) * | 1984-04-16 | 1985-11-02 | Nippon Columbia Co Ltd | 光情報記録媒体 |
-
1985
- 1985-07-31 JP JP60169607A patent/JPH07115536B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6230086A (ja) | 1987-02-09 |
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