JPH10324063A - 相変化型光記録媒体およびその製造方法 - Google Patents

相変化型光記録媒体およびその製造方法

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JPH10324063A
JPH10324063A JP9136682A JP13668297A JPH10324063A JP H10324063 A JPH10324063 A JP H10324063A JP 9136682 A JP9136682 A JP 9136682A JP 13668297 A JP13668297 A JP 13668297A JP H10324063 A JPH10324063 A JP H10324063A
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JP
Japan
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recording layer
gas
recording
phase
recording medium
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JP9136682A
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English (en)
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Atsushi Ebina
敦 海老名
Takashi Tomie
崇 冨江
Toru Horiguchi
透 堀口
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Teijin Ltd
Original Assignee
Teijin Ltd
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  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)
  • Manufacturing Optical Record Carriers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光の照射により生じる記録層の相構造の変化
を利用して情報の記録・再生・消去を行なう相変化型光
記録媒体において、繰り返し動作をより長期間にわたっ
て安定に行なうことを目的とする。 【解決手段】 相変化型の記録層が1〜30原子%の酸
素を含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光を用いて情報が
記録再生される光情報記録媒体に関し、特に相変化型光
記録媒体およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】相変化型光記録媒体は、光照射、主にレ
ーザー光の照射によって生じた物質の非晶質状態と結晶
状態の間の可逆的な構造変化(相変化)を、情報の記録
に利用している。こうした相変化型光記録媒体は、情報
の高速処理能力に加えて記録容量が大きい。そうした中
で相変化型光記録媒体には、高速記録した情報をより高
速で消去する性能が求められている。そしてそのために
は一旦記録した情報を消去し、さらにその上に別の情報
を記録(オーバーライト:Over−write)す
る、記録・消去の繰り返しの安定動作が必要不可欠とな
る。この記録・消去の繰り返し回数は多いことが好まし
い。
【0003】記録・消去の繰り返し特性には、記録層材
料や保護層材料等の各種の物性が影響を与えることが知
られている。そのために例えば記録層の材料としては、
GeSbTe材料が知られているが、組成比Ge:S
b:Te=2:2:5〜2:2.5:5において良好な
繰り返し特性が得られることが報告されている。また記
録層GeSbTeにCr、Nなどを含ませた材料でさら
に繰り返し特性が向上することが報告されている。
【0004】また記録層の酸素含有量を2000ppm
以下とすることで、記録層の物質移動(流動)が大幅に
低減され、広いレーザーパワー領域において安定な繰り
返し特性を有するとの報告(特開平4−329183号
公報)がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】相変化型光記録媒体に
おいては、高出力のレーザー光による溶融後の急冷によ
る非晶化で記録が、中出力のレーザー光による加熱後の
徐冷による結晶化で消去が行われる。情報の記録保存を
目的とする記録媒体としては、この記録・消去の多数回
の繰り返しにおける安定動作が必要不可欠となる。しか
しながら、この記録消去動作は、レーザー光による30
0℃以上の急激な加熱、溶融および冷却を繰り返すこと
から、記録層や保護層が熱的損傷を受けたり、記録層材
料の流動消失、さらに記録層の組成によっては、局所的
な組成の偏析等が起こることで、信号特性の劣化が生
じ、安定動作する記録消去の繰り返し回数が限られてし
まうという課題がある。
【0006】この記録消去の繰り返し特性を向上させる
試みには、偏析の少ない記録層組成の選択や、熱膨張率
の小さい材料を保護層として用いることで熱的損傷を抑
えたり、記録層と保護層のとの間に接着層を設け、接着
性の向上により流動消失を抑制するなどの試みがなされ
ている。その結果、繰り返し回数50万回の安定動作が
得られている。しかし、さらに記録消去の繰り返し回数
50万回を超え、100万回レベルの安定動作の実現に
は更なる信号特性の劣化抑制の課題があった。
【0007】本発明はかかる従来技術の課題を解決し
て、記録・消去の繰り返し特性を向上させ、安定に記録
再生の行なえる相変化型光記録媒体を得ることを目的と
する。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の相変化型光記録
媒体は、光の照射により生じる記録層の相構造の変化を
利用して情報の記録・再生・消去を行なう相変化型光記
録媒体であって、相変化記録層が酸素を含んだ材料であ
ること、および酸素を含んだ相変化記録層を、酸素元素
を含んだガスを少なくとも1種類以上含んだ混合ガスを
用いたスパッタ法で形成することを特徴とする。
【0009】本発明の相変化型光記録媒体においては上
記方法によって、記録層に酸素を含有させることで、繰
り返し回数を低減させる要因である膜の剥離、クラック
の発生、記録層の流動等が無い光記録媒体を提供するこ
とができるが、その際に記録層の酸素の含有量は1〜3
0原子%であることが必要である。この含有量が1原子
%より少ない場合は記録層の流動等を抑える効果が少な
く、繰り返し回数を向上させることはできない。また3
0原子%よりも多い場合は記録層が過剰に酸化され安定
した消去・記録の繰り返しの安定動作ができなくなるた
め、繰り返し回数は低減する。さらに30原子%よりも
多い場合は適切な感度と反射率の媒体が得られないとい
う不都合が発生する。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明において酸素を含む相変化
記録層としては、繰り返し特性の優れているGeSbT
eを含む記録層が好ましい。記録層を挟持する保護層と
しては、基板やAlを含む反射層との接着性が強く、膜
応力の小さいSiO2またはZnS−SiO2が好まし
い。また基板から遠い側の保護層のさらに外側には、A
lを含む反射層を設けることが好ましい。Alを含む反
射層が好ましい理由としては、光反射性が高く、かつ熱
伝導率を高くできることにある。さらにGeSbTeを
含む記録層と保護層の間に接着層を設けることはかまわ
ない。接着層としては、特に接着性の高いZnSが好ま
しい。
【0011】記録層の製造方法としては、ArガスにO
2ガス,H2Oガス,CO2ガス,COガスを1種類以上
含んだ混合ガスを用いたスパッタリング法が好ましい。
また酸素元素を含んだガスとして他に、CH3OCH3
CH3OH,CH3COCH3等が挙げられる。なお、こ
れらの酸素元素を含んだガスの導入方法は特に限定され
ない。また混合ガス中にN2ガス等が含まれていても構
わない。
【0012】ここで記録層の酸素の含有量は1〜30原
子%であることが必要である。この含有量が1原子%よ
り少ない場合は記録層の流動等を抑える効果が少なく、
繰り返し回数を向上させることはできない。また30原
子%よりも多い場合は記録層が過剰に酸化され安定した
消去・記録の繰り返しの安定動作ができなくなるため、
繰り返し回数は低減する。さらに30原子%よりも多い
場合は適切な感度と反射率の媒体が得られないという不
都合が発生する。
【0013】[実施例1〜3および比較例1〜3]透明
基板/第1の透明誘電体保護層/記録層/透明誘電体の
接着層/第2の透明誘電体保護層/反射層/紫外線硬化
型保護層の構成からなる相変化型光記録媒体を作製し
た。
【0014】ここで透明基板には、トラッキング用の溝
を有し、かつポリカーボネート製のものを用いた。第1
の透明誘電体保護層は、ZnS−SiO2(膜厚140
nm)であり、透明基板上にマグネトロンスパッタリン
グによって形成した。記録層は、Ge2Sb2Te5に酸
素を含んだ膜(膜厚25nm)である。接着層は、Zn
S(膜厚25nm)である。第2の透明誘電体保護層
は、ZnS−SiO2(膜厚20nm)である。反射層
は、Al(膜厚130nm)である。紫外線硬化型保護
層は膜厚が2μmである。そしてここでは、実施例1〜
3および比較例1〜2として、記録層の形成方法として
ArガスとO2ガスの混合ガスによるスパッタリングを
行ない、この時の酸素の含有量を0.5〜35原子%に
変えた試料を作製した。比較例3は、Arガスのみによ
るスパッタリングを行なった。
【0015】このように作製した相変化型光記録媒体の
試料に対して、次のようにして記録・再生・消去を行な
った。相変化型光記録媒体を駆動装置にかけて約200
0rpmで回転させ、波長が780nmの半導体レーザ
ーによりピークパワー11mw、バイアスパワー5.5
mWで、1.5Tと4.0Tの信号を交互にオーバーラ
イトすることを繰り返し、リードパワー1mWで再生時
に評価したセクター数66個中に欠陥セクターが発生す
る書き換え回数を測定した。ここで1.5Tと4.0T
の信号とは(2,7)変調記録方式における記録マーク
の間隔がそれぞれ最短および最長である単一周波数の信
号と定義する。
【0016】その結果、実施例1(酸素含有量 1原子
%)においては、繰り返し書き換え回数80万回まで欠
陥セクターの発生が認められなかった。書き換え回数9
0万回では、欠陥セクタ数18個が発生した。また実施
例2(酸素含有量 15原子%)においては、繰り返し
書き換え回数100万回まで欠陥セクターの発生が認め
られなかった。書き換え回数110万回では、欠陥セク
ター数12個が発生した。実施例3(酸素含有量 30
原子%)においては、繰り返し書き換え回数70万回ま
で欠陥セクターの発生が認められなかった。書き換え回
数80万回では、欠陥セクター数40個が発生した。
【0017】比較例1(酸素含有量 35原子%)にお
いては、繰り返し書き換え回数40万回まで欠陥セクタ
ーの発生が認められなかった。書き換え回数50万回で
は、欠陥セクター数35個が発生した。比較例2(酸素
含有量 0.5原子%)においては、繰り返し書き換え
回数50万回まで欠陥セクターの発生が認められなかっ
た。書き換え回数60万回では、欠陥セクター数22個
が発生した。比較例3(Arガスのみでスパッタリン
グ)においては、繰り返し書き換え回数50万回まで欠
陥セクターの発生が認められなかった。書き換え回数6
0万回では、欠陥セクター数13個が発生した。
【0018】以上のように、酸素含有量が1原子%より
小さいと繰り返し書き換え回数の向上の効果がみられ
ず、逆に30原子%より大きくすると、繰り返し書き換
え回数が低下してしまう。ゆえに酸素含有量は1〜30
原子%の範囲が適当である。
【0019】[実施例4〜6および比較例4〜5]実施
例4〜6および比較例4〜5として、記録層の形成方法
としてArガスとO2ガスの混合ガスによるスパッタリ
ングを行ない、この時のO2ガス分圧を6.7mPa〜
2.7Paに変えた試料を作製した。それ以外は実施例
1〜3と同じ条件で試料を作製した。そして評価も実施
例1〜3と同じ条件で行なった。
【0020】その結果、実施例4(O2ガス分圧27m
Pa)においては、繰り返し書き換え回数70万回まで
欠陥セクターの発生が認められなかった。書き換え回数
80万回においてですら、欠陥セクタ数15個であっ
た。また実施例5(O2ガス分圧0.13mPa)にお
いては、繰り返し書き換え回数100万回まで欠陥セク
ターの発生が認められなかった。書き換え回数110万
回では、欠陥セクター数9個が発生した。実施例6(O
2ガス分圧1.1mPa)においては、繰り返し書き換
え回数70万回まで欠陥セクターの発生が認められなか
った。書き換え回数80万回においてですら、欠陥セク
ター数34個であった。
【0021】比較例4(O2ガス分圧6.7mPa)に
おいては、繰り返し書き換え回数50万回まで欠陥セク
ターの発生が認められなかった。しかし書き換え回数6
0万回では、欠陥セクター数11個が発生した。比較例
5(O2ガス分圧2.7Pa)においては、繰り返し書
き換え回数40万回まで欠陥セクターの発生が認められ
なかった。しかし書き換え回数50万回では、欠陥セク
ター数42個が発生した。
【0022】以上のように、O2ガス分圧15mPaよ
り小さいと繰り返し書き換え回数の向上の効果がみられ
ず、逆に1.5Paより大きくすると、繰り返し書き換
え回数が低下してしまう。ゆえにO2ガス分圧は15m
Pa〜1.5Paの範囲が適当である。
【0023】[実施例7]実施例7については、記録層
の形成方法としてArガスとH2Oガス(H2Oガス分圧
0.67Pa)の混合ガスによるスパッタリングを行な
い、それ以外は実施例1〜3と同じ条件で試料を作製し
た。そして評価も実施例1〜3と同じ条件で行なった。
この実施例4においては、繰り返し書き換え回数80万
回まで欠陥セクターの発生が認められなかった。書き換
え回数90万回では、欠陥セクター数17個が発生し
た。
【0024】[実施例8]実施例8については、Arガ
スとCO2ガス(CO2ガス分圧0.13Pa)の混合ガ
スによるスパッタリングを行ない、それ以外は実施例1
〜4と同じ条件で試料を作製した。そして評価も実施例
1〜4と同じ条件で行なった。この実施例5において
は、繰り返し書き換え回数60万回まで欠陥セクターの
発生が認められなかった。書き換え回数70万回です
ら、欠陥セクター数11個であった。
【0025】[実施例9]実施例9については、Arガ
スとCOガス(COガス分圧0.67Pa)の混合ガス
によるスパッタリングを行ない、それ以外は実施例1〜
4と同じ条件で試料を作製した。そして評価も実施例1
〜4と同じ条件で行なった。この実施例6においては、
繰り返し書き換え回数60万回まで欠陥セクターの発生
が認められなかった。書き換え回数70万回ですら、欠
陥セクター数12個であった。
【0026】以上の検討結果より、本発明の製造方法に
より相変化型の記録層に1〜30原子%の酸素を含ませ
たことで、特に優れた記録・消去(オーバーライト)の
繰り返し耐久性を示すことが明らかになった。
【0027】
【発明の効果】以上、本発明の製造方法による相変化型
光記録媒体によれば、相変化記録層に酸素を含んだこと
で、記録・消去(オーバーライト)の繰り返し動作をよ
り長期間にわたって安定に行なうことができた。

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光の照射により生じる記録層の相構造の
    変化を利用して情報の記録・再生・消去を行なう相変化
    型光記録媒体であって、相変化型の記録層が1〜30原
    子%の酸素を含んだ材料であることを特徴とする相変化
    型光記録媒体。
  2. 【請求項2】 記録層がカルコゲン元素を含むことを特
    徴とする請求項1記載の相変化型光記録媒体。
  3. 【請求項3】 記録層がGeSbTeを含むことを特徴
    とする請求項1記載の相変化型光記録媒体。
  4. 【請求項4】 記録層は2つの保護層によって挟持され
    た状態で基板上に形成され、基板から遠い側の保護層の
    さらに外側には、Alを含む反射層を有することを特徴
    とする請求項1〜3のいずれかに記載の相変化型光記録
    媒体。
  5. 【請求項5】 記録層と保護層の間に接着層を有するこ
    とを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の相変化
    型光記録媒体。
  6. 【請求項6】 請求項1〜5のいずれかに記載の相変化
    型光記録媒体を製造する際に、酸素元素を含んだガスを
    少なくとも1種類以上含んだ混合ガスを用いたスパッタ
    リング法で、記録層を形成することを特徴とする相変化
    型光記録媒体の製造方法。
  7. 【請求項7】 酸素元素を含んだガスの1種類がO2
    スであることを特徴とする請求項6記載の相変化型光記
    録媒体の製造方法。
  8. 【請求項8】 酸素元素を含んだガスの1種類がH2
    ガスであることを特徴とする請求項6記載の相変化型光
    記録媒体の製造方法。
  9. 【請求項9】 酸素元素を含んだガスの1種類がCO2
    ガスであることを特徴とする請求項6記載の相変化型光
    記録媒体の製造方法。
  10. 【請求項10】 酸素元素を含んだガスの1種類がCO
    ガスであることを特徴とする請求項6記載の相変化型光
    記録媒体の製造方法。
  11. 【請求項11】 記録層を形成するときのO2ガス分圧
    を15mPa〜1.5Paとすることを特徴とする請求
    項7記載の相変化型光記録媒体の製造方法。
  12. 【請求項12】 記録層を形成するときのH2Oガス分
    圧を67mPa〜6.7Paとすることを特徴とする請
    求項8記載の相変化型光記録媒体の製造方法。
  13. 【請求項13】 記録層を形成するときのCO2ガス分
    圧を15mPa〜1.5Paとすることを特徴とする請
    求項9記載の相変化型光記録媒体の製造方法。
  14. 【請求項14】 記録層を形成するときのCOガス分圧
    を67mPa〜6.7Paとすることを特徴とする請求
    項10記載の相変化型光記録媒体の製造方法。
JP9136682A 1997-04-25 1997-05-27 相変化型光記録媒体およびその製造方法 Pending JPH10324063A (ja)

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CA002232225A CA2232225A1 (en) 1997-04-25 1998-04-23 Phase change optical recording medium and process for manufacturing same
TW087106349A TW428162B (en) 1997-04-25 1998-04-24 Phase change optical recording medium and process for manufacturing same
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000006391A1 (fr) * 1998-07-31 2000-02-10 Hitachi Maxell, Ltd. Support et procede d'enregistrement d'informations

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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