JPH0920073A - 光記録媒体 - Google Patents

光記録媒体

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JPH0920073A
JPH0920073A JP7169708A JP16970895A JPH0920073A JP H0920073 A JPH0920073 A JP H0920073A JP 7169708 A JP7169708 A JP 7169708A JP 16970895 A JP16970895 A JP 16970895A JP H0920073 A JPH0920073 A JP H0920073A
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JP
Japan
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phase
recording
recording layer
recording medium
layer
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Pending
Application number
JP7169708A
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English (en)
Inventor
Tadao Nomura
忠雄 野村
Katsushi Tokunaga
勝志 徳永
Yoshio Tawara
好夫 俵
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.)
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 相変化記録媒体の書換特性の向上。 【解決手段】 基板上に少なくともレーザ光照射で光学
特性を変化させることによって情報の記録、消去、再生
を行う記録層を有し、その記録層がGe、Sb、Te元素から
なる母相と記号A で表される析出相とを含み、かつその
組成が式{(GeTe)1-x(Sb2Te3)x1-y-zSbyAz(ただ
し、A はGa元素と少なくともSbとTeのいずれかの元素と
よりなる化合物結晶で、x、y、zはそれぞれ0.3 ≦x
≦0.7 、0≦y≦0.1 、0.01≦z≦0.25で示される範囲
の数)で表されることを特徴とする光記録媒体。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はレーザ光を用いるこ
とにより情報の記録、再生、消去が可能な光記録媒体に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、情報量の増大に伴ってレーザ光の
照射により情報の記録、再生、消去を行う書換型光ディ
スクが注目されている。書換型光ディスクには磁気光学
効果を利用した光磁気記録方式の他に、非晶質と結晶質
間の相転移を利用した相変化記録方式があるが、この相
変化方式は外部磁界を必要とせずレーザ強度のみでオー
バーライトが行える等の長所を有している。
【0003】相変化記録材料としてはこれまで主として
カルコゲン化物が検討されてきており、例えば1966年の
米国特許第3271591 号、特開昭61−137784号公報などに
記載されている材料が用いられている。なかでもGe−Sb
−Te3元系材料は高速結晶化が可能で書換特性も他の材
料より優れていることから既に工業生産化されている。
この3元系にはGeTe、Sb2Te3の2元系化合物相及び両者
を結ぶ線上にあるGe2Sb2Te5 、GeSb2Te4、GeSb4Te7など
の3元系化合物相が存在するが、特にGe2Sb2Te5 やGeSb
2Te4にSbを3〜5%含んだ組成が記録消去特性に適して
いるとされる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし一方において、
相変化記録媒体では記録/消去を何度も繰り返すいわゆ
る書換回数が劣る。そこでこれを向上させるために記録
層や記録層とヒートシンク層間の誘電体層を薄くする媒
体構造などが考案された(T.Ohta et al.,Proc.SPIE,10
78,27 (1989))。これにより書換特性はかなり改善さ
れたものの、長いビットを形成するマークエッジ記録方
式などではまだ十分といえない。
【0005】書換特性が劣化する主な原因のひとつとし
て記録膜の流動による膜厚変化が考えられている。これ
は記録膜を非晶質化するときに応力が発生して、融解し
た記録膜を押し出すために生じる。この現象を防止する
ためにさまざまな試みが行われている。例えば窒化物の
形成(特開平04−10979 号公報)や高融点化合物Cr2Te3
の添加(第6回相変化記録研究会シンポジウム講演予稿
集、(1994)87)が挙げられる。しかしCr2Te3添加によ
る書換回数の向上は確認されたが、この場合予め高パワ
ーで3000回の光照射を行う初期過程が必要となる。これ
はCrの融点が高くCr2Te3結晶が膜中に析出しにくいため
と考えられる。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような問題
点を解決した光記録媒体に関するもので、これはGe−Sb
−Te系記録層中にGaSb,GaTe、Ga2Te3などの化合物結晶
が微細に析出していることを特徴とするものである。す
なわち、本発明者は従来のGe−Sb−Te系材料を用いた相
変化記録媒体の書換特性について種々検討した結果、基
板上に少なくともレーザ光照射で光学特性を変化させる
ことによって情報の記録、消去、再生を行う記録層を有
し、その記録層がGe、Sb、Te元素からなる母相と記号A
で表される析出相とを含み、かつその組成が式{(GeT
e)1-x (Sb2Te3x1-y-z SbyAz (ただし、A はGa
元素と少なくともSbとTeのいずれかの元素とよりなる化
合物結晶で、x、y、zはそれぞれ0.3 ≦x≦0.7 、0
≦y≦ 0.1、0.01≦z≦0.25で示される範囲の数)で表
される光記録媒体を要旨とするもので、A をGaSb,GaT
e、Ga2Te3などの化合物結晶とすることによって、マー
クエッジ記録方式における書換特性が従来のGe−Sb−Te
記録層に比べて大きく向上し、またレーザ光照射による
初期化の回数をも大幅に低減できることを見い出して本
発明を完成させた。
【0007】以下にこれをさらに詳述する。本発明は光
記録媒体に関するものであり、これは前記したように基
板上に少なくともレーザ光照射で光学特性を変化させる
ことによって情報の記録、消去、再生を行う記録層薄膜
を有し、その記録層がGe、Sb、Te元素からなる母相と記
号Aで表される析出相とを含み、かつその組成が式{(G
eTe)1-x (Sb2Te3X1-y-z SbyAz (A 、x、y、
zは前記のとうり)で表される光記録媒体において、A
がAl元素とSb、Teのうちから選ばれた少なくとも1種の
元素とからなる化合物結晶よりなるもので、A としては
例えばGaSbGaTe、Ga2Te3、Ga3Te4、Ga2Te5などの2元系
化合物結晶もしくはこれらの化合物相やSb2Te3間を結ぶ
線上に形成されるGaSbTe3 などの3元系化合物結晶であ
ることを特徴とするものである。
【0008】本発明の光記録媒体の構造は図1に示した
ように、基板上に第1の誘電体層、記録層、第2の誘電
体層、反射層を順次成膜してなる構造からなるものであ
る。この光記録媒体を構成する基板、誘電体層、反射層
はいずれも公知のものと同様とすればよく、したがって
この基板としてはガラスまたはポリカーボネート、ポリ
オレフィン、ポリメチルメタクリレートなどの透明樹脂
からなるものとすればよく、誘電体層は記録層の耐久性
やエンハンス効果を考えてZnS 、SiO2、Al2O3、SiN 、A
lN 、SiC などのセラミックスやそれらの混合物を用い
ればよいし、反射層は反射率及び熱伝導率の大きいもの
とすることからAl、Cu、Au、Ag、Ptなどやこれらを含ん
だ合金を使用すればよく、これらの層はスパッタリング
法や真空蒸着法などによって形成される。さらにこの上
に紫外線硬化樹脂などによる有機保護層を形成してもよ
い。
【0009】本発明の記録層を形成する母相には、従来
より相変化材料として用いられているGe−Sb−Te3元系
合金を用いる。この材料はオーバーライトのための必要
条件である高速結晶化と非晶質領域の安定性で優れてい
る材料であるが、より最適な特性を得るためにはその組
成を式{(GeTe)1-x (Sb2Te3X1-y Sby において
x、yをそれぞれ0.3 ≦x≦0.7 、0≦y≦0.1 の範囲
に限定することが必要である。
【0010】本発明ではこの記録層中に析出相A として
GaSb、GaTe、Ga2Te3などの化合物を微細に分散析出させ
るものであるが、母相が結晶質−非晶質の相変化を起こ
す際にも、この析出相は溶融、変態を起こさず、固相の
まま保持されることが必要である。この析出相A の比率
zは0.01未満では効果が無く、多いほど融解時の記録層
の流動を防止することが出来るが0.25を越えると再生信
号振幅が減少し良好な特性が得られなくなるので、この
相の記録層全体に対する比率zは0.01≦z≦0.25とする
ことが必要で、好ましくは0.05≦z≦0.15とするのがよ
い。
【0011】上記記録層はスパッタリング法や蒸着法な
どの薄膜形成方法を用いて形成される。スパッタリング
法の場合、ターゲットは上記膜組成と同比率のGe−Sb−
Te−Al合金を用いてもよいし、Ge−Sb−Te合金ターゲッ
ト上にGaSb、GaTe、Ga2Te3など化合物のチップを置いた
複合ターゲットとしてもよい。あるいはGa、Sb、Teのチ
ップを原子比の割合に用いることもできる。成膜直後の
膜は均一な非晶質状態であり、化合物A は膜中に析出し
ていないが、これに初期工程としてレーザ光照射による
初期溶融過程を行うことにより、結晶相として化合物A
が比較的すみやかにGe−Sb−Te母相中に分散析出して析
出相A を形成する。初期工程の条件としてはディスクを
v=6m/s で回転し、波長780nm 、NA0.5でDCパワー10m
W以上のレーザ光を数回〜数十回照射して化合物相を析
出させればよい。
【0012】本発明のポイントは2点あり、第1の点は
Ga元素が母相を構成する元素であるSb、Teに対してほと
んど固溶度を持たず、またGeに対する溶解度も最大1.1
at.%程度であることである。このためGaは母相中に固
溶するより、Sb、Teと結合して析出相を形成する方向に
はたらく。
【0013】第2の点は析出相を形成するGa、Sb、Te元
素の融点が母相の融点に比べ高すぎないことである。Ge
−Sb−Te母相は図2に示すように600 ℃前後の融点を有
する。一方、析出相を形成するGa、Sb、Te等の元素の融
点は各々60、630 、450 ℃であり、最も高いSb元素でも
Ge2Sb2Te5 の融点630 ℃とほぼ同じである。このため、
記録層が溶融したときにこれら元素が化合物を形成して
母相中に析出し、析出相を形成する。
【0014】このようにして形成された析出相は比較的
高い融点を有する。例えばGaSb、GaTe、Ga2Te3の融点は
各々706 、835 、798 ℃であり、Ge−Sb−Te母相の融点
より100 ℃以上高い。このためレーザ光照射によって母
相が結晶−非晶質間で相変化を起こすときにも、これら
の析出相は溶融せず固相のままで保持される。そしてこ
の析出相は膜中に均一に分散しているために、融解した
母相が流動するのを防止するはたらきをする。
【0015】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態について
実施例と比較例を挙げて説明する。 実施例1 スパッタリング装置を用いて、グループを形成したポリ
カーボネートディスク基板上にZnS とSiO2の混合物から
なる第1誘電体層、Ge−Sb−Te合金にGaSbを添加した記
録層、第1誘電体層と同じ材料からなる第2誘電体層、
Al反射層を順次形成した。雰囲気はAr5×10-3Torr、タ
ーゲットは全て4インチφとし、基板を回転させながら
成膜した。記録層にはGe2Sb2Te5 組成のターゲット上に
GaチップとSbチップを原子比1:1の割合で置いた複合
ターゲットを用い、チップ量を変えることにより記録層
の析出相のGaSb量を調整した。投入電力はRF100 Wで、
膜厚が300 Åとなるように成膜を行った。なおICP分
析の結果、記録層の母相の組成はx=0.33であり、yの
値はチップ量と共に変動したがいずれも0.1 以内であっ
た。
【0016】ディスクをv=6m/s で回転し、波長780n
m 、NA0.5 でDCパワー10mW以上のレーザ光を数回〜数十
回照射して化合物相を析出させる初期工程を行った。次
にDCパワー6mWのレーザ光で記録層全体を結晶化してか
ら、記録パワー10mW、消去パワー5mW、周波数1MHz 、
ディユティ(Duty)50%及び周波数2.7MHz、ディユティ
50%で繰り返し信号記録を行いキャリア値(C)、消去
率を測定した。図3にはGaSb組成比率zによるキャリア
値をz=0におけるキャリア値で規格化した値を示す。
z=0.25におけるキャリア低下率は約10%程度である
が、それ以上では急激に低下する。これよりGaSbの比率
は0.01≦z≦0.25が良い事が分かる。また図4の6には
GaSb組成比z=0.2 で繰り返し信号記録を行ったときの
消去率を初回の消去率で規格化したときの変化を示す。
【0017】実施例2 GaとSbチップの代わりにGaとTeチップを原子比で2:3
の割合で置いた以外は実施例1と同様に行ったところ、
析出相としてGa2Te3を含有した成膜が得られた。この成
膜の消去率の測定結果を図4の7に示す。
【0018】実施例3 GaとSbチップの代わりにGa、Sb、Teチップを原子比で
1:1:1の割合で置いた以外は実施例1と同様に行っ
たところ、析出相としてGa、Sb、Teよりなる化合物を含
有した成膜が得られた。この成膜の消去率の測定結果を
図4の8に示した。
【0019】比較例1 GaとSbチップを置かなかった点以外は実施例1と同様に
成膜した。この成膜の消去率の測定結果を図4の9に示
す。
【0020】比較例2 実施例1と同条件で成膜した。ただし成膜直後に化合物
相を析出させる初期工程を行わず、GaSb相が十分に析出
しないままとした所、この成膜の消去率は比較例1と同
じ結果を示した。
【0021】以上図4の結果より実施例1〜3はいずれ
も比較例1と比べて消去率の低下が生じにくく、書換特
性が向上したことが分かる。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、Ge−Sb−Te系記録層中
にGaSb、GaTe、Ga2Te3などの化合物結晶を微細に析出さ
せることにより、相変化記録媒体の書換特性を著しく向
上させる効果が上がった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による光記録媒体の層構造を示す図であ
る。
【図2】GeTe−Sb2Te3の擬2元系平衡状態図である。
【図3】記録膜中のGaSbの比率に伴うキャリア値の変化
を示した図である。
【図4】記録・消去繰り返し回数に伴う消去率の変化を
示した図である。
【符号の説明】
1…基板 2…第1誘電体層 3…記録層 4…第2誘電体層 5…反射層 6…実施例1 7…実施例2 8…実施例3 9…比較例1
フロントページの続き (72)発明者 俵 好夫 神奈川県川崎市高津区坂戸3丁目2番1号 信越化学工業株式会社コーポレートリサ ーチセンター内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に少なくともレーザ光照射で光学
    特性を変化させることによって情報の記録、消去、再生
    を行う記録層を有し、その記録層がGe、Sb、Te元素から
    なる母相と記号A で表される析出相とを含み、かつその
    組成が式{(GeTe)1-x(Sb2Te3)x1-y-zSbyAz(ただ
    し、A はGa元素と少なくともSbとTeのいずれかの元素と
    よりなる化合物結晶で、x、y、zはそれぞれ0.3 ≦x
    ≦0.7 、0≦y≦0.1 、0.01≦z≦0.25で示される範囲
    の数)で表されることを特徴とする光記録媒体。
  2. 【請求項2】 析出相Aの融点が母相の融点より100 ℃
    以上高いことよりなる請求項1に記載の光記録媒体。
  3. 【請求項3】 析出相Aはレーザ光照射による情報の記
    録、消去、再生に際して、溶融、結晶質−非晶質間の変
    態を伴わず、母相のみが結晶質−非晶質間の変態を生ず
    ることよりなる請求項1に記載の光記録媒体。
JP7169708A 1995-07-05 1995-07-05 光記録媒体 Pending JPH0920073A (ja)

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JP7169708A JPH0920073A (ja) 1995-07-05 1995-07-05 光記録媒体

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JP7169708A JPH0920073A (ja) 1995-07-05 1995-07-05 光記録媒体

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4760144A (en) * 1986-11-13 1988-07-26 Ciba-Geigy Corporation Process for preparation of yellow shade modification of gamma quinacridone
US6790592B2 (en) * 2000-09-14 2004-09-14 Ricoh Company, Ltd. Phase-change optical information recording medium
JP2008517415A (ja) * 2004-10-19 2008-05-22 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ マスター基板および高密度凹凸構造を製造する方法
CN100399445C (zh) * 2002-01-30 2008-07-02 株式会社理光 光记录介质

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JP2008517415A (ja) * 2004-10-19 2008-05-22 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ マスター基板および高密度凹凸構造を製造する方法

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