JPH07161072A - 光情報記録媒体 - Google Patents

光情報記録媒体

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JPH07161072A
JPH07161072A JP5339742A JP33974293A JPH07161072A JP H07161072 A JPH07161072 A JP H07161072A JP 5339742 A JP5339742 A JP 5339742A JP 33974293 A JP33974293 A JP 33974293A JP H07161072 A JPH07161072 A JP H07161072A
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JP
Japan
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resistant protective
optical information
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Pending
Application number
JP5339742A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshiyuki Kageyama
喜之 影山
Yukio Ide
由紀雄 井手
Masato Harigai
眞人 針谷
Masayoshi Takahashi
正悦 高橋
Koji Deguchi
浩司 出口
Katsuyuki Yamada
勝幸 山田
Hiroko Iwasaki
博子 岩崎
Yoshitaka Hayashi
嘉隆 林
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.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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  • Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 消去比が高く、多数回の記録−消去の繰り返
しが可能な相変化形光情報記録媒体を提供する。 【構成】 基板上に記録層と保護層と反射放熱層を有す
る光情報記録媒体において、記録層がAg、In、Sb
及びTeを少なくとも含み、記録層と反射放熱層との間
の保護層が複数の化合物の混合物よりなり、その保護層
を構成する化合物のうち少なくとも一種はAlN、B
N、SiC及びCから選択された少なくとも一種であ
り、他の一種はSiO2、Al23及びTa25から選
択された少なくとも一種であることを特徴とする光情報
記録媒体。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光情報記録媒体、特に
光ビームを照射することにより記録層材料に相変化を生
じさせ、情報の記録、再生を行い、かつ書換が可能であ
る相変化形光情報記録媒体に関するものであり、光メモ
リー関連機器に応用される。
【0002】
【従来の技術】電磁波、特にレーザービームの照射によ
る情報の記録、再生および消去可能な光メモリー媒体の
一つとして、結晶−非結晶相間、あるいは結晶−結晶相
間の転移を利用する、いわゆる相変化形光情報記録媒体
がよく知られている。この相変化形光情報記録媒体は、
特に光磁気メモリーでは困難な単一ビームによるオーバ
ーライトが可能であり、ドライブ側の光学系もより単純
であることなどから、最近その研究開発が活発になって
いる。その代表的な例として、USP3530441に
開示されているように、Ge−Te、Ge−Te−S
n、Ge−Te−S、Ge−Se−S、Ge−Se−S
b、Ge−As−Se、In−Te、Se−Te、Se
−Asなどのいわゆるカルコゲン系合金材料があげられ
る。また安定性、高速結晶化などの向上を目的に、Ge
−Te系にAu(特開昭61−219692号公報)、
SnおよびAu(特開昭61−270190号公報)、
Pd(特開昭62−19490号公報)などを添加した
材料の提案や、記録/消去の繰り返し性能向上を目的に
Ge−Te−Se−Sb、Ge−Te−Sbの組成比を
特定した材料(特開昭62−73438号公報)の提案
などもなされている。しかしながら、いずれも相変化形
書換可能光メモリー媒体として要求される諸特性のすべ
てを満足しうるものではなかった。特にオーバーライト
時の消し残りによる消去比低下の防止、ならびに繰り返
し記録回数の向上が解決すべき最重要課題となってい
る。
【0003】特開昭63−251290号公報では結晶
状態が実質的に三元以上の多元化合物単相からなる記録
層を具備した光情報記録媒体が提案されている。ここで
実質的に三元以上の多元化合物単層とは三元以上の化学
量論組成を持った化合物(たとえばIn3SbTe2)を
記録層中に90原子%以上含むものとされている。この
ような記録層を用いることにより記録、消去特性の向上
が図れるとしている。しかしながら上記公報の光情報記
録媒体は、消去比が低いなどの欠点を有している。これ
らの事情から消去比が高く、尚且つ繰り返し特性の優れ
た光情報記録媒体の開発が望まれていた。このための方
策として、記録層材料に適した保護層材料の開発が進め
られ、ZnS・SiO2(特開平4−74785号公報
など)、SiN、AlNなどの材料が用いられている。
しかし、これらの材料の組み合わせによっても光情報記
録媒体として要求される諸特性のすべてを満足するもの
は得られていない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は以上のような
事情に鑑みてなされたものであり、消去比が高く、多数
回の記録−消去の繰り返しが可能な相変化形光情報記録
媒体を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】そこで本発明者らは上記
課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、前述目的に合
致する記録層材料、保護層材料の組み合わせを見いだし
た。即ち、本発明は、基板上に記録層と保護層と反射放
熱層を有する光情報記録媒体において、記録層がAg、
In、Sb及びTeを少なくとも含み、記録層と反射放
熱層との間の保護層が複数の化合物の混合物よりなり、
その保護層を構成する化合物のうち少なくともはAl
N、BN、SiC及びCから選択された少なくとも一種
であり、他の一種はSiO2、Al23及びTa25
ら選択された少なくとも一種であることを特徴としてい
る。本発明者らは、この構成を用いれば、前記課題を達
成し、高C/N、高消去比かつ繰り返し特性の優れた光
情報記録媒体が得られることを確認し、本発明を完成す
るに至ったものである。
【0006】以下、本発明を添付図面に基づき詳細に説
明する。図1は本発明の一構成例を示すもので、基板1
上に下部耐熱性保護層2、記録層3、上部耐熱性保護層
4及び反射放熱層5が設けられている。耐熱性保護層は
必ずしも記録層の両側ともに設ける必要はないが、基板
がポリカーボネート樹脂のように耐熱性が低い材料の場
合には下部耐熱性保護層2を設けることが望ましい。
【0007】本発明にかかわる記録層は構成元素として
少なくともAg、In、Sb、Teを含むものである。
またディスク特性をさらに一層向上させることを目的と
して他の元素を加えてもよい。例えばIVa、Vaなどの
遷移金属元素(Ti、V、Cr、Zn、Nb、Moな
ど)を添加すると、結晶化速度の制御が容易となり、構
造安定性の改善、繰返し特性の向上が図れるようにな
る。記録層は製膜時にアモルファスであることが多い
が、媒体形成後熱処理して初期化する。
【0008】図2は電子顕微鏡観察、電子線回折、X線
回析の結果をもとに、最適な記録層の安定状態(未記録
部)の様子を模式的に示した図である。結晶相の化学量
論組成あるいはそれに近いAgSbTe2と少なくとも
InとSbからなるアモルファス相が混相状態で存在し
ている。
【0009】その混相状態は化学量論組成あるいはそれ
に近いAgSbTe2結晶相中に少なくともInとSb
からなるアモルファス相が分散した状態、あるいは少な
くともInとSbからなるアモルファス相中にAgSb
Te2結晶相が分散した状態あるいはこれらが混在した
状態をとることができる。
【0010】アモルファス相は一般に等方性の高い構造
を持つと言われている。一方、AgSbTe2も等方的
な結晶構造である立方晶構造をもつため、たとえばレー
ザー光により高温から急冷されアモルファス相となる際
(記録→準安定状態への転移)には高速で均一な相変化
がおこり、物理的、化学的にばらつきの少ないアモルフ
ァス相となる。このアモルファス相の微細な構造は解析
が困難であり、詳細は不明であるが、たとえばアモルフ
ァス相の化学量論組成あるいはそれに近いAgSbTe
2と少なくともIn、Sbからなるアモルファス相の組
み合わせ、または全く別の単一アモルファス相等になっ
ていると考えられる。
【0011】また、逆にこのような均一性の高いアモル
ファス相から等方的な結晶構造への転移において(消去
→安定状態への転移)は結晶化も均一に起こり、したが
って消去比は非常に高いものとなる。また図2のような
混在状態ではサイズ効果による融点降下がおこるため、
比較的低い温度で相転移を起こすことができる。即ち、
記録媒体としては記録感度が向上する。
【0012】このような混相状態はAgInTe2とS
bとを原材料で用いることにより作成することができ
る。製膜時の記録膜は、原材料の化学構造を反映しAg
InTe2とSbのアモルファス相になっていると考え
られる。これは結晶化転移点(190〜220℃)付近
の温度で熱処理を施すことによりAgInTe2とSb
の結晶相が得られることで確認できる。このような記録
膜を適当なパワーのレーザー光、または熱等により初期
化することにより、はじめて微細な化学量論組成あるい
はそれに近いAgSbTe2と少なくともIn、Sbか
らなるアモルファスの均一な混相を作成することができ
る。すなわちAg、In、Sb、Teを少なくとも含む
系において、製膜時の記録膜に対して初期化プロセスと
して置換反応をおこさせ、構造変化させることにより適
切な構造を得ることができる。このプロセスは製膜時の
記録膜を加熱し、融解あるいはそれに近い活性な状態に
し、その後適切な冷却速度で冷却することからなるもの
である。冷却速度が速すぎれば記録層はアモルファス構
造となり、逆に遅すぎると好ましい微細な混相構造とは
ならず、In、Sbからなる相も結晶化する。
【0013】記録層の組成は、 (AgαSbαTe1-2α)x(In1-ySby)1-x とした時に、 0.1<α<0.3 0.3≦x≦0.5 0.7≦y≦0.9 の範囲のものが好ましい。
【0014】本発明の記録層は各種気相成長法、例えば
真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマCVD法、光
CVD法、イオンプレーティング法、電子ビーム蒸着法
などによって形成できる。気相成長法以外にゾルゲル法
のような湿式プロセスも適用可能である。記録層の膜厚
としては100〜10000Å、好適には200〜30
00Åとするのがよい。100Åより薄いと光吸収能が
著しく低下し、記録層としての役割をはたさなくなる。
また、10000Åより厚いと高速で均一な相変化がお
こりにくくなる。
【0015】基板と記録層間の下部耐熱性保護層の材料
としては、SiO、SiO2、ZnO・SnO2、Al2
3、TiO2、In23、MgO、ZrO2などの金属
酸化物、Si34、AlN、TiN、BN、ZrNなど
の金属窒化物、ZnS、In23、TaS4などの金属
硫化物、SiC、TaC、B4C、WC、TiC、Zr
Cなどの炭化物やダイヤモンド状カーボンあるいはそれ
らの混合物が挙げられる。
【0016】一方、記録層と反射放熱層間の上部耐熱性
保護層としては、AlN、BN、SiC、ダイヤモンド
状カーボン等の熱伝導率が1W/cm・K以上の化合物
と、SiO2、Al23、Ta25等の酸化物との混合
物が適している。特に、AlNとSiO2の組合せが好
ましい。この上部耐熱性保護層は記録層の冷却速度を制
御する役割を担っており、特に記録層が前記のAg、I
n、Sb、Teからなり、AgSbTe2微結晶を含ん
だ混相からなる場合、結晶化速度が大きい(溶融状態か
ら冷却凝固する際、アモルファスになる臨界冷却速度が
大きい)ため、上部耐熱性保護層の熱伝導率は大きいこ
とが望ましい。しかし、前記AlN等の高熱伝導率材料
を単体で用いた場合、応力が大きくなり、繰返し特性が
悪くなってしまう。これに対し本発明では前記AlN等
の高熱伝導率材料とSiO2等の酸化物との混合物を用
いることにより、熱伝導率をそれほど低下させることな
く、応力の小さい媒体を得ることができ、結果として繰
返し特性を大きく改善することができる。
【0017】上記混合物を成膜するためには、真空蒸着
法、スパッタリング法、プラズマCVD法等の薄膜形成
手段を用いることができる。特にスパッタリング法は、
保護層のグレインサイズの制御等が容易にできるため好
ましい。これにより、応力制御ができるため、繰返し特
性が改善されるものと考えられる。上記混合物の成膜時
のスパッタリングターゲットとしては、例えばAlNと
SiO2の混合物の場合には、AlN微粒子とSiO2
粒子を混合・焼成したものを用いることが好ましい。
【0018】上記混合物においてAlN等の高熱伝導率
材料とSiO2等の金属酸化物とのモル比は90:10
〜10:90の範囲であることが望ましい。SiO2
の金属酸化物はモル比で10%未満であると顕著な効果
があらわれず繰返し特性は改善されない。また90%を
超えると熱伝導率の急激な低下を生じ、C/N、消去比
の低下が生じる。
【0019】下部耐熱性保護層の膜厚は500Å以上5
000Å以下が好ましい。500Åよりも薄くなると耐
熱性保護層としての機能をはたさなくなり、逆に500
0Åよりも厚くなると剥離を生じやすくなる。
【0020】一方、上部耐熱性保護層の膜厚は100Å
以上2000Å以下が好ましい。100Å以下では繰返
し特性が低下し、2000Å以上では感度の低下を生じ
る。
【0021】反射放熱層としては、Al、Au、Agな
どの金属材料、またはそれらの合金などを用いることが
できる。反射放熱層は必ずしも必要ではないが、過剰な
熱を放出し、記録媒体自身への熱負担を軽減するために
設けるほうが望ましい。このような反射放熱層は各種気
相成長法、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、プラ
ズマCVD法、光CVD法、イオンプレーティング法、
電子ビーム蒸着法などによって形成できる。反射放熱層
の膜厚としては、100〜3000Å、好適には500
〜2000Åとするのがよい。100Åよりも薄くなる
と反射放熱層の機能を果さなくなり、逆に3000Åよ
りも厚くなると感度の低下をきたしたり、界面剥離を生
じやすくなる。
【0022】基板の材料は、通常、ガラス、セラミック
ス、あるいは樹脂であり、樹脂基板が成形性、コストの
点で好適である。樹脂の代表例としてはポリカーボネー
ト樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチレン樹
脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂、ポリエ
チレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、シリコン系樹脂、
フッ素系樹脂、ABS樹脂、ウレタン樹脂などがあげら
れるが、加工法、光学特性などの点でポリカーボネート
樹脂、アクリル系樹脂が好ましい。また基板の形状とし
てはディスク状、カード状あるいはシート状であっても
よい。
【0023】
【実施例】以下、実施例によって本発明を具体的に説明
する。
【0024】実施例 3.5インチグルーブ付きポリカーボネートディスク基
板上に下部耐熱性保護層としてZnS・SiO2の混合
層(SiO220mol%))を2000Å、Ag、I
n、Sb、Teからなる記録層を350Å、上部耐熱性
保護層としてAlN・SiO2の混合層(SiO230m
ol%)300Å、反射放熱層としてAgを700Å、
順次スパッタ法により積層成膜した。その際記録層用ス
パッタリングターゲットとしては6インチφ、AgIn
Te2ターゲットエロージョン部に15mm□Sbチッ
プを8個のせたものを用いた。得られた記録層の組成
は、前記組成式においてα=0.2、x=0.42、y
=0.8であった。また上部耐熱性保護層用スパッタリ
ングターゲットとしてはAlNとSiO2微粒子を焼成
したものを用いた。
【0025】上記で作製した各ディスクは波長780n
m、NA0.5のピックアップを用いてLD初期化し、
本発明による光ディスクとした。初期化線速は、1.2
m/s、LDパワーは10mWとした。
【0026】比較例 上記実施例において、上部耐熱性保護層としてAlN・
SiO2混合層の代わりにAlNを300Å成膜した以
外は同様にして比較例の光ディスクを作製した。
【0027】上記で作製した各光ディスクの評価を、波
長780nm、NA0.5のピックアップを用いて行っ
た。光ディスクの線速は1.2m/sとした。記録周波
数720kHz、200kHzの信号を交互にオーバー
ライト記録し、720kHzの信号のC/N、消去比を
特性値とした。オーバーライト繰返しによる720kH
zの信号のC/Nの変化の様子を図3及び図4に示す。
図から、上部耐熱性保護層材料をAlN・SiO2混合
層とすることにより、繰返し回数が改善されることがわ
かる。
【0028】
【発明の効果】本発明によれば、前記構成としたので、
従来技術に比較してC/N、消去比の飛躍的向上が達成
でき、なおかつ繰り返し記録/消去特性の優れた光情報
記録媒体の提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一構成例を示す模式断面図である。
【図2】電子顕微鏡観察等の結果をもとに最適な記録層
の安定状態(未記録部)の様子を模式的に示した図であ
る。
【図3】実施例の光ディスクのC/Nの変化の様子を示
す図である。
【図4】比較例の光ディスクのC/Nの変化の様子を示
す図である。
【符号の説明】
1 基板 2 下部耐熱性保護層 3 記録層 4 上部耐熱性保護層 5 反射放熱層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 正悦 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 出口 浩司 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 山田 勝幸 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 岩崎 博子 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 林 嘉隆 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に記録層と保護層と反射放熱層を
    有する光情報記録媒体において、記録層がAg、In、
    Sb及びTeを少なくとも含み、記録層と反射放熱層と
    の間の保護層が複数の化合物の混合物よりなり、その保
    護層を構成する化合物のうち少なくとも一種はAlN、
    BN、SiC及びCから選択された少なくとも一種であ
    り、他の一種はSiO2、Al23及びTa25から選
    択された少なくとも一種であることを特徴とする光情報
    記録媒体。
  2. 【請求項2】 保護層がAlNとSiO2の混合物から
    なり、そのモル比が90:10から10:90の範囲で
    あることを特徴とする請求項1記載の光情報記録媒体。
JP5339742A 1993-12-06 1993-12-06 光情報記録媒体 Pending JPH07161072A (ja)

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JP5339742A JPH07161072A (ja) 1993-12-06 1993-12-06 光情報記録媒体

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JP5339742A JPH07161072A (ja) 1993-12-06 1993-12-06 光情報記録媒体

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6660451B1 (en) 1999-06-18 2003-12-09 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical information recording medium
WO2004080724A1 (ja) * 2003-03-13 2004-09-23 Sony Corporation 光記録媒体
US6855479B2 (en) 2001-01-17 2005-02-15 Tosoh Corporation Phase-change optical recording media
US7169533B2 (en) 2001-03-19 2007-01-30 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical information recording medium, method for manufacturing the same and recording/reproduction method

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