JPH097225A - 光学的情報記録用媒体 - Google Patents

光学的情報記録用媒体

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JPH097225A
JPH097225A JP7153184A JP15318495A JPH097225A JP H097225 A JPH097225 A JP H097225A JP 7153184 A JP7153184 A JP 7153184A JP 15318495 A JP15318495 A JP 15318495A JP H097225 A JPH097225 A JP H097225A
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JP
Japan
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recording medium
information recording
dielectric layer
optical information
zinc oxide
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Pending
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JP7153184A
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English (en)
Inventor
Haruo Kunitomo
晴男 国友
Michikazu Horie
通和 堀江
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 極めて安定した繰り返し記録・消去が可能な
相転移型光記録媒体を提供すること。 【構成】 基板上に少なくとも相転移型光記録層、誘電
体層を備えた光学的情報記録用媒体において、該誘電体
層が少なくとも(1)酸化亜鉛、(2)酸化亜鉛を除い
たカルコゲン化合物、(3)弗化マグネシウムまたは弗
化カルシウム、及び(4)酸化亜鉛を除いた分解温度が
1000℃以上の金属酸化物又は二酸化珪素を含有する
ことを特徴とする光学的情報記録用媒体。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はレーザー光などの照射に
より、高速かつ高密度に情報を記録、消去、再生可能な
光学的情報記録用媒体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、情報量の拡大、記録・再生の高密
度・高速化の要求に応える記録媒体として、レーザー光
線を利用した光ディスクが開発されている。光ディスク
には、一度だけ記録が可能な追記型と、記録・消去が何
度でも可能な書き換え型がある。
【0003】書き換え型光ディスクとしては、光磁気効
果を利用した光磁気記録媒体や、可逆的な結晶状態の変
化を利用した相変化媒体があげられる。相変化媒体は、
外部磁界を必要とせず、レーザー光のパワーを変調する
だけで、記録・消去が可能である。さらに、消去と再記
録を単一ビームで同時に行う1ビームオーバーライトが
可能であるという利点を有する。
【0004】1ビームオーバーライト可能な相変化記録
方式では、記録膜を非晶質化させることによって記録ビ
ットを形成し、結晶化させることによって消去を行う場
合が一般的である。このような相変化記録方式に用いら
れる記録層材料としてはカルコゲン系合金薄膜を用いる
ことが多い。
【0005】例えば、Ge−Te系、Ge−TeーSb
系、In−Sb−Te系、Ge−Sn−Te系合金薄膜
等があげられる。なお、書き換え型とほとんど同じ材料
・層構成により、追記型の相変化媒体も実現できる。こ
の場合、可逆性が無いという点でより長期にわたって情
報を記録・保存でき、原理的にはほぼ半永久的な保存が
可能である。
【0006】追記型として相変化媒体を用いた場合、孔
あけ型と異なりビット周辺にリムと呼ばれる盛り上がり
が生じないため信号品質に優れ、また、記録層上部に空
隙が不要なためエアーサンドイッチ構造にする必要がな
いという利点がある。一般に、書き換え型の相変化記録
媒体では、相異なる結晶状態を実現するために、2つの
異なるレーザー光パワーを用いる。
【0007】この方式を、非晶質ビットと結晶化された
消去・初期状態で記録・消去を行う場合を例にとって説
明する。結晶化は記録層の結晶化温度より十分高く、融
点よりは低い温度まで記録層を加熱することによってな
される。この場合、冷却速度は結晶化が十分なされる程
度に遅くなるよう、記録層を誘電体層ではさんだり、ビ
ームの移動方向に長い楕円形ビームを用いたりする。
【0008】一方、非晶質化は記録層を融点より高い温
度まで加熱し、急冷することによって行う。この場合、
上記誘電体層は十分な冷却速度(過冷却速度)を得るた
めの放熱層としての機能も有する。さらに、上述のよう
な、加熱・冷却過程における記録層の溶融・体積変化に
伴う変形や、プラスチック基板への熱的ダメージを防い
だり、湿気による記録層の劣化を防止するためにも、上
記誘電体層からなる保護層は重要である。
【0009】保護層材料の材質は、レーザー光に対して
光学的に透明であること、融点・軟化点・分解温度が高
いこと、形成が容易であること、適度な熱伝導性を有す
るなどの観点から選定される。十分な耐熱性及び機械的
強度を有する保護層としては、まず、金属の酸化物や窒
化物等の誘電体薄膜があげられる。
【0010】これらの誘電体薄膜とプラスチック基板と
は熱膨張率や弾性的性質が大きく異なるため、記録・消
去を繰り返すうちに、基板からはがれてピンホールやク
ラックを生じる原因となる。また、プラスチック基板
は、湿度によって反りを生じやすいが、これによっても
保護膜のはがれが生じることがある。
【0011】一方、新規な誘電体保護層として、ZnS
を主成分とし、SiO2やY23等を混入させたものが
提案されている。これらの複合化合物保護膜は純粋な酸
化物あるいは窒化物誘電体膜に比べ、記録層としてよく
使われるGeTeSb等のカルコゲナイド系合金薄膜に
対する密着性に優れている。
【0012】このため繰り返しオーバーライトに対する
耐久性に加え、加速試験における膜剥離が少なく相変化
媒体の信頼性をいっそう向上させている。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、複合化
合物は単に混合すれば良い特性を発揮するというわけで
はない。組成範囲、複合膜の物性によっては、個々の純
粋化合物を用いる場合よりもかえって信頼性を低下させ
る場合もある。
【0014】従来、カルコゲナイド系元素を含む化合物
である、ZnS,ZnSe等に酸化物、窒化物、弗化
物、炭化物等を混合させた保護膜については数多くの提
案がされているが、一部において最適な組成範囲を記載
するのみであり、その組成の混合物を用いても、必ずし
も元の純粋な化合物単体からなる保護層よりすぐれた特
性が得られなかった。
【0015】これは、上記複合物の物性がそれを構成す
る化合物とは大きく異なるため、製造法その他による物
性変化が予測不可能であったためである。例えば、上記
複合化合物からなる保護層を形成するにあたりスパッタ
法が広く用いられているが、複合物ターゲットを用いる
場合と、個々の化合物ターゲットを用いて同時スパッタ
する場合とでは当然得られる複合化合物保護膜の物性は
異なってくる。
【0016】また、同一製造法でも、スパッタ時の圧力
等により、物性が変化するのは周知の事実である。こう
した、保護膜物性のばらつきの存在するなかで、いかに
相変化媒体に適した複合保護膜を見い出すかが課題であ
った。
【0017】
【課題を解決するための手段】本発明の光学的情報記録
用媒体は、基板上に少なくとも相転移型光記録層、誘電
体層を備えた光学的情報記録用媒体において、該誘電体
層が少なくとも(1)酸化亜鉛、(2)酸化亜鉛を除い
たカルコゲン化合物、(3)弗化マグネシウムまたは弗
化カルシウム、及び(4)酸化亜鉛を除いた分解温度が
1000℃以上の金属酸化物又は二酸化珪素を含有する
ことを特徴とする光学的情報記録用媒体にある。
【0018】上記カルコゲン化合物としては、好ましく
はZnS,ZnSe及びZnTeの群から選ばれた少な
くとも一種であり、好ましくはカルコゲン化合物の含有
量Wと酸化亜鉛の含有量Xが0.3≦W+X≦0.5か
つ0.1≦W≦0.3かつ0.1≦X≦0.3の関係に
ありかつ弗化マグネシウム及びあるいはまた弗化カルシ
ウムの含有量Yが0.4≦Y≦0.8でありかつ酸化亜
鉛を除いた金属酸化物又は二酸化珪素の含有量Zが0.
05≦Z≦0.3である(単位はモル%)。
【0019】上記金属酸化物として好ましくは記録層と
つ密着性が高いことから酸化イットリウム、酸化ジルコ
ニウム及び酸化バリウムの群から選ばれた少なくとも一
種である。各化合物の含有量W,X,Y,Zが上記の範
囲から外れた場合は基板や記録膜の変形防止効果が不十
分であり、保護効果の上から好適とは言えない。
【0020】上記誘電体層は、この誘電体を構成する複
数の化合物の混合物で構成された複合スパッタリングタ
ーゲットを用いて設けることが好ましい。これは上記複
合化合物からなる誘電体層を形成するにあたり、通常ス
パッタ法が広く用いられているが、複数の化合物の混合
物からなるターゲットを用いる方が、個々の化合物ター
ゲットを用いて同時スパッタするのと比べて、得られる
複合化合物保護膜の構成元素の均一性が勝っているため
に保護膜としての特性も優れたものとなるため好まし
い。
【0021】次に、本発明による光学的記録用媒体の構
成について述べる。本発明の光学的情報記録用媒体は通
常少なくとも、基板/誘電体層/記録層/誘電体層/反
射層の構成を有し、基板にはポリカーボネート、アクリ
ル、ポリオレフィンなどの透明樹脂、あるいはガラスを
用いることができる。基板表面には上記特性を満たす誘
電体層が、通常は、100から5000Åの厚さに設け
られる。
【0022】誘電体層の厚みが100Å未満であると、
基板や記録膜の変形防止効果が不十分であり、保護層と
しての役目をなさない傾向がある。5000Åを超える
と誘電体層自体の内部応力や基板との弾性特性の差が顕
著になって、クラックが発生しやすくなる。本発明にお
いては、誘電体層に4種以上の異なる化合物の混合物を
用いる。
【0023】すなわち少なくとも(1)酸化亜鉛、
(2)酸化亜鉛を除いたカルコゲン化合物、(3)弗化
マグネシウムまたは弗化カルシウム及び(4)酸化亜鉛
を除いた金属酸化物又は二酸化珪素を含む。上記誘電体
層は膜密度が理論密度の80%以上であることが好まし
い。ここで、膜の理論密度は下記式で示され、各構成化
合物のバルク状態での密度にその構成化合物のモル含有
率を乗じたものの積算値である。 理論密度=Σ{(構成化合物バルク状態の密度)×(構
成化合物モル含有率)} 混合物誘電体層の密度をこのようにすることで、繰り返
し記録及び経時変化に対する耐久性を著しく向上させる
ことができる。
【0024】膜密度をコントロールするにはスパッタリ
ング時の真空度を調節することにより行いうる、膜密度
を高くするには真空度を低く(アルゴンガス圧を低く)
するのが良く、通常は真空度を1Pa以下、好ましくは
0.8〜0.1以下程度とするのが良い。本発明の媒体
の記録層は相変化型の記録層であり、その厚みは100
Åから1000Åの範囲が好ましい。
【0025】記録層の厚みが100Åより薄いと十分な
コントラストが得られにくい。また結晶化速度が遅くな
る傾向があり、短時間での記録消去が困難になる。一方
1000Åを越すとやはり光学的なコントラストが得に
くくなり、また、クラックが生じやすくなるので好まし
くない。なお、記録層及び誘電体層の厚みは多層構成に
伴う干渉効果も考慮して、レーザー光の吸収効率が良
く、記録信号の振幅すなわち記録状態と未記録状態のコ
ントラストが大きくなるように選ばれる。
【0026】記録層としてはGeSbTeやInSbT
eといった3元化合物がオーバーライト可能な材料とし
て選ばれる。これらの3元化合物に0.1〜10原子%
のSn、In、Pb、As、Se、Si、Bi、Au、
Ti、Cu、Ag、Pt、Pd、Co、Ni等のうちか
ら、一種またはそれ以上の元素を添加して結晶化速度、
光学定数、耐酸化性を改善することも有効である。
【0027】保護層の上に光学的反射層と熱変形防止の
ためのハードコート層を設けてあるが、光学的反射層は
反射率の大きい物質が好ましく、Au、Ag、Cu、A
l等が用いられる。この反射層は、記録層が吸収した熱
エネルギーの拡散を促進する効果があるため、熱伝導度
制御等のためTa、Ti、Cr、Mo、Mg、V、N
b、Zr等を小量加えても良い。
【0028】記録層、誘電体層、反射層はスパッタリン
グ法などによって形成される。記録膜用ターゲット、保
護膜用ターゲット、必要な場合には反射層材料用ターゲ
ットを同一真空チャンバー内に設置したインライン装置
で膜形成を行うことが各層間の酸化や汚染を防ぐ点で望
ましい。また、生産性の面からもすぐれている。
【0029】
【実施例】以下実施例をもって本発明を更に説明する
が、本発明はその要旨を越えない限り以下の実施例に限
定されるものではない。 実施例1 ポリカーボネート樹脂基板上に誘電体層/記録層/誘電
体層/反射層を設け4層構造の記録媒体を作成した。
【0030】誘電体層材料としてZnS、ZnO、Mg
2及びSiO2の粉体を18対18対54対10のmo
l比となるよう調整混合しホットプレス法にて得た複合
焼結体ターゲットを用いた。各層の厚みは、下部誘電体
層1600Å、記録層300Å、上部誘電体層300
Å、反射層1000Åとした。
【0031】記録層の組成はGe22.2Sb22.2Te55.6
である。反射層はAl合金を用いた。誘電体層はArガ
ス圧力0.7Paで高周波スパッタリングにより成膜し
た(周波数13.56MHz)。膜密度は3.1g/c
cであり理論密度の81%であった。
【0032】記録層及び反射層はArガス圧力0.7P
aで直流スパッタリングにより成膜した。さらに厚み約
4μmの紫外線硬化樹脂を設けた。このディスクをさら
にArイオンレーザーを用いて初期化すなわち記録層の
結晶化処理を行ったのち、以下の条件でディスクの動特
性を評価した。
【0033】10m/sの線速度で回転させながら4M
Hz、デューティー50%のパルス光を用い記録パワー
20mW、ベースパワー10mWで繰り返しオーバーラ
イトを行い、所定の回数に達する度にC/N比の測定を
行った。結果は図1及び図2に示すよう繰り返し一万回
で繰り返し1回目と比較してC/Nの低下は約6dBで
あり、(図1中の1参照)また消去比は繰り返し8万回
においても約30dBを示した。
【0034】図1及び図2に於いて○が実施例、●が比
較例である。 比較例1 実施例1において保護層材料としてZnS、ZnO及び
MgF2を20対20対60のmol比で用いたこと以
外は同様にしてディスクを作成し、同様な動特性評価を
行った。
【0035】結果は図1及び図2に示すよう繰り返し1
00回で繰り返し1回目と比較してC/Nの低下は約8
dBであり(図1中の2参照)また消去比は繰り返し2
万回以降が20dBを下回る。なお膜密度は3.3g/
ccであり理論密度の84%であった。
【0036】
【発明の効果】本発明の光学的記録用媒体を用いること
により多数回の繰り返し記録・消去が行えこの種の繰り
返し記録・消去可能な媒体の実用化に多いに有効であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例及び比較例におけるC/N比の変化を
示すグラフ
【図2】 実施例及び比較例における消去比の変化を示
すグラフ
【符号の説明】
1 実施例1のグラフ 2 比較例1のグラフ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に少なくとも相転移型光記録層、
    誘電体層を備えた光学的情報記録用媒体において、該誘
    電体層が少なくとも(1)酸化亜鉛、(2)酸化亜鉛を
    除いたカルコゲン化合物、(3)弗化マグネシウムまた
    は弗化カルシウム、及び(4)酸化亜鉛を除いた分解温
    度が1000℃以上の金属酸化物又は二酸化珪素を含有
    することを特徴とする光学的情報記録用媒体。
  2. 【請求項2】 カルコゲン化合物がZnS,ZnSe及
    びZnTeの群から選ばれた少なくとも一種である請求
    項1に記載の光学的情報記録用媒体。
  3. 【請求項3】 金属酸化物が酸化イットリウム、酸化ジ
    ルコニウム及び酸化バリウムの群から選ばれた少なくと
    も一種である請求項1又は2に記載の光学的情報記録用
    媒体。
  4. 【請求項4】 カルコゲン化合物の含有量Wと酸化亜鉛
    の含有量Xが0.3≦W+X≦0.5かつ0.1≦W≦
    0.3かつ0.1≦X≦0.3の関係にありかつ弗化マ
    グネシウム及び/または弗化カルシウムの含有量Yが
    0.4≦Y≦0.8でありかつ酸化亜鉛以外の金属酸化
    物又は二酸化珪素の含有量Zが0.05≦Z≦0.3
    (単位はモル%)であることを特徴とする請求項1乃至
    3のいずれかに記載の光学的情報記録用媒体。
  5. 【請求項5】 誘電体層の膜密度が理論密度の80%以
    上であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに
    記載の光学的情報記録用媒体。
  6. 【請求項6】 誘電体層が、該誘電体を構成する複数の
    化合物で構成されたスパッタリングターゲットを用いて
    スパッタ成膜されたことを特徴とする請求項1乃至5の
    いずれかに記載の光学的情報記録用媒体。
JP7153184A 1995-06-20 1995-06-20 光学的情報記録用媒体 Pending JPH097225A (ja)

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