JPH11232698A - Medium for optical information recording and manufacture thereof - Google Patents

Medium for optical information recording and manufacture thereof

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Publication number
JPH11232698A
JPH11232698A JP10034527A JP3452798A JPH11232698A JP H11232698 A JPH11232698 A JP H11232698A JP 10034527 A JP10034527 A JP 10034527A JP 3452798 A JP3452798 A JP 3452798A JP H11232698 A JPH11232698 A JP H11232698A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical information
protective layer
recording medium
information recording
vickers hardness
Prior art date
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Pending
Application number
JP10034527A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Natsuko Nobukuni
奈津子 信國
Haruo Kunitomo
晴男 国友
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.)
Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Chemical Corp filed Critical Mitsubishi Chemical Corp
Priority to JP10034527A priority Critical patent/JPH11232698A/en
Publication of JPH11232698A publication Critical patent/JPH11232698A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a medium for optical information recording displaying extremely excellent repetitive overwrite characteristics and having superior data retaining stability and improved reliability. SOLUTION: The medium for optical information recording has at least a recording layer and a protective layer on a substrate, and the relationship of HVr-HVh>=50 holds in the Vickers hardness HVr of the protective layer at room temperature and the Vickers hardness HVh of the protective layer at the time of heating recording in the medium, through which light beams are applied and by which recording is conducted by heating the recording layer.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はレーザービームなど
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及びその製造方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical information recording medium capable of recording, erasing, and reproducing information at high speed and with high density by irradiation with a laser beam or the like, and a method of manufacturing the same.

【0002】[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
線を利用して記録を行う光記録媒体が開発されている。
光記録媒体には、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換型がある。書換型媒体として
は、光磁気効果を利用した光磁気ディスクなどの光磁気
媒体や、可逆的な結晶状態の変化を利用した相変化ディ
スクなどの相変化媒体があげられる。
2. Description of the Related Art In recent years, an optical recording medium that performs recording using a laser beam has been developed as a recording medium that meets the demands for increasing the amount of information and increasing the density and speed of recording and reproduction.
Optical recording media include a write-once type, which allows recording only once, and a rewritable type, which allows recording and erasing as many times as possible. Examples of the rewritable medium include a magneto-optical medium such as a magneto-optical disk utilizing a magneto-optical effect, and a phase-change medium such as a phase change disk utilizing a reversible change in crystalline state.

【0003】相変化媒体は、外部磁界を必要とせず、レ
ーザービームのパワーを変化させるだけで、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。また、不可逆な相変化、とくに、非晶質を
結晶化させることでライトワンス型も実現できる。1ビ
ームオーバーライト可能な相変化記録方式では、記録層
を非晶質化させることによって記録マークを形成し、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。例
えば、Ge−Te系、Ge−Te−Sb系、In−Sb
−Te系、Ge−Sn−Te系合金薄膜等があげられ
る。
[0003] The phase change medium does not require an external magnetic field, and can be recorded / erased only by changing the power of the laser beam. Furthermore, there is an advantage that one-beam overwriting in which erasing and re-recording are performed simultaneously with a single beam is possible. Further, a write-once type can be realized by crystallizing an irreversible phase change, particularly, an amorphous. In the phase change recording method capable of one-beam overwriting, it is general that a recording mark is formed by amorphizing a recording layer and erasing is performed by crystallization. As a recording layer material used in such a phase change recording method, a chalcogen-based alloy thin film is often used. For example, Ge-Te system, Ge-Te-Sb system, In-Sb
-Te-based and Ge-Sn-Te-based alloy thin films.

【0004】なお、書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。追記型として相変化媒体を用いた場合、孔あけ
型と異なりマーク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。
[0004] A write-once type phase change medium can be realized with almost the same material and layer structure as the rewritable type. In this case, information can be recorded and stored for a longer period because there is no reversibility, and almost semi-permanent storage is possible in principle. When a phase-change medium is used as a write-once type, unlike a perforated type, there is no ridge called a rim around the mark, so the signal quality is excellent, and there is no need for a gap above the recording layer, so it is necessary to use an air sandwich structure. There is no advantage.

【0005】相変化媒体には、結晶と非晶質とで記録す
るもの、異なる結晶状態により記録するものなど様々あ
るが、通常用いられている書換型の相変化媒体では、結
晶状態を消去・初期状態とし、非晶質状態を記録マーク
とし、2種類のレーザービームパワーによりこの相異な
る結晶状態を実現する。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、この場合、結晶化が十分なされる
程度に冷却速度を遅くするため、記録層を保護層ではさ
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。
[0005] There are various types of phase change media, such as those that record in a crystalline state and an amorphous state, and those that record in a different crystalline state. In a rewritable phase change medium that is usually used, the crystalline state is erased. The initial state and the amorphous state are used as recording marks to realize different crystal states by two kinds of laser beam powers. Crystallization is performed by heating the recording layer to a temperature sufficiently higher than the crystallization temperature of the recording layer and lower than the melting point, and in this case, the cooling rate is reduced to such an extent that crystallization is sufficient, thus protecting the recording layer. The layers are sandwiched, and an elliptical beam that is long in the beam moving direction is used.

【0006】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。このとき保
護層は十分な冷却速度(過冷却速度)を得るための放熱
層として働く。従って、保護層は、レーザービームに対
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材料を選定する。
On the other hand, the amorphization is performed by heating the recording layer to a temperature higher than the melting point and rapidly cooling the recording layer. At this time, the protective layer functions as a heat radiation layer for obtaining a sufficient cooling rate (supercooling rate). Therefore, the protective layer is made of a material that is optically transparent to the laser beam, has a high melting point, softening point, and decomposition temperature, is easy to form, and has an appropriate thermal conductivity. Select.

【0007】また、保護層は、非晶質マーク形成過程に
おける記録層の溶融・相変化に伴う体積変化による変形
を抑制したり、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機能も担
う。
Further, the protective layer suppresses deformation of the recording layer due to volume change accompanying melting and phase change in the process of forming an amorphous mark, prevents thermal damage to a plastic substrate, and prevents the recording layer from being moistened. It also has the function of preventing deterioration.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】このように、化学的に
安定で、高温域でも十分な耐熱性及び機械的強度を有す
る保護層として、さまざまな物質が検討されてきた。な
かでも誘電体は化学的安定性、耐熱性、機械的強度等に
優れ保護層として適しており、特に、単独の誘電体では
達成できないユニークな物性を発現させるために複数の
誘電体を混合した複合誘電体を保護層として用いること
が行われている。
As described above, various substances have been studied as protective layers which are chemically stable and have sufficient heat resistance and mechanical strength even at high temperatures. Among them, dielectrics are excellent in chemical stability, heat resistance, mechanical strength, etc. and are suitable as protective layers, especially mixed multiple dielectrics to express unique physical properties that can not be achieved with a single dielectric It has been practiced to use a composite dielectric as a protective layer.

【0009】例えば、カルコゲナイド系元素を含む化合
物であるZnS、ZnSe、PbS、CdS等に酸化
物、窒化物、弗化物、炭化物等を混合させた保護層につ
いて従来より多くの提案がされている。特に、ZnSを
主成分としてSiO2やY2O3等を混入させたもの、
例えば(ZnS)80(SiO220複合誘電体が、10
00〜10000回の繰返しオーバーライト(書換え)
を実現できる保護層として使用されている。
For example, many proposals have been made on a protective layer in which an oxide, a nitride, a fluoride, a carbide, or the like is mixed with a compound containing a chalcogenide element such as ZnS, ZnSe, PbS, and CdS. In particular, those containing ZnS as a main component mixed with SiO2 or Y2O3,
For example, (ZnS) 80 (SiO 2 ) 20
Overwriting (rewriting) from 00 to 10000 times
Is used as a protective layer capable of realizing

【0010】しかしながら、コンピューターの外部記憶
装置用途としては十分ではなく、より多数回の書換え回
数が求められていた。本発明においては、今までの光記
録媒体で書換え回数が伸びなかった原因を解明するとと
もに、これに基づいて新規な保護層を提案し、繰返しオ
ーバーライト特性に優れた光学的情報記録用媒体を提供
することを目的とする。
However, it is not sufficient for use as an external storage device of a computer, and a larger number of rewrites has been required. In the present invention, while elucidating the cause of the increase in the number of rewrites in the conventional optical recording medium, a new protective layer is proposed based on this, and an optical information recording medium having excellent repetitive overwrite characteristics is provided. The purpose is to provide.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、基板上
に少なくとも記録層と保護層を有してなり、光ビームを
照射し記録層を加熱して記録を行う媒体であって、室温
での保護層のビッカース硬度Hvr、該加熱記録時の保
護層のビッカース硬度HvhがHvr−Hvh≧50の
関係にあることを特徴とする光学的情報記録用媒体に存
する。
SUMMARY OF THE INVENTION The gist of the present invention is to provide a medium which has at least a recording layer and a protective layer on a substrate and which performs recording by irradiating a light beam to heat the recording layer. Wherein the Vickers hardness Hvr of the protective layer and the Vickers hardness Hvh of the protective layer during the heating recording have a relationship of Hvr-Hvh ≧ 50.

【0012】すなわち、このような温度により硬度変化
を示す保護層を用いることにより、光記録媒体の書換え
特性を大きく向上させることができる。また、このよう
な媒体の製造方法であって、複数の誘電体で構成された
複合ターゲットを用いて保護層をスパッタリング成膜す
ることを特徴とする光学的情報記録用媒体の製造方法に
存する。
That is, by using such a protective layer showing a change in hardness depending on the temperature, the rewriting characteristics of the optical recording medium can be greatly improved. The present invention also provides a method for manufacturing such a medium, wherein a protective layer is formed by sputtering using a composite target composed of a plurality of dielectrics.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本発明の光学的情報記録用媒体
は、基板上に少なくとも記録層と保護層を有してなり、
光ビームを照射し記録層を加熱して記録を行う媒体であ
る。記録層の種類により加熱温度は異なり、光磁気記録
層であれば一般にキュリー点、相変化記録層の場合は相
変化を起こす温度まで、例えば融点近傍まで加熱する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The optical information recording medium of the present invention comprises at least a recording layer and a protective layer on a substrate,
A medium for recording by heating the recording layer by irradiating a light beam. The heating temperature varies depending on the type of the recording layer. In the case of a magneto-optical recording layer, the heating is generally performed to the Curie point, and in the case of the phase change recording layer, the heating is performed to a temperature at which a phase change occurs, for example, to the vicinity of the melting point.

【0014】保護層は、記録層を外環境から保護するほ
か、光学的、熱的に多くの役割を担っており、記録層の
片側あるいは両側に設けられる。その材料は、優れた光
学特性、適度な熱伝導性、化学的安定性のほか、高温域
での十分な耐熱性及び機械的強度を備える必要がある。
相変化媒体においては一般に加熱温度が高いため、特に
高温域での耐熱性及び機械的強度が重要である。
The protective layer not only protects the recording layer from the external environment but also plays many roles optically and thermally, and is provided on one or both sides of the recording layer. The material must have excellent optical properties, moderate thermal conductivity and chemical stability, as well as sufficient heat resistance and mechanical strength at high temperatures.
Since a heating temperature is generally high in a phase change medium, heat resistance and mechanical strength particularly in a high temperature range are important.

【0015】誘電体はこのような特性に優れ保護層材料
として多く用いられている。例えば、透明性が高く高融
点である金属や半導体の酸化物、硫化物、窒化物やC
a、Mg、Li等のフッ化物などである。しかしなが
ら、金属の酸化物や窒化物等は光ディスクの基板として
多く用いられるプラスチックと熱膨張率や弾性的性質が
大きく異なり、また相変化記録層として通常用いられる
カルコゲン系元素との密着性も良くないため、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りやすい。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ため、保護層と基板や
記録層との界面に応力を生じさらに剥がれやすくなる。
Dielectrics have such properties and are widely used as protective layer materials. For example, oxides, sulfides, nitrides and C of metals and semiconductors having high transparency and high melting point
a, Mg, and a fluoride such as Li. However, metal oxides and nitrides differ greatly in thermal expansion coefficient and elastic properties from plastics often used as substrates of optical discs, and have poor adhesion to chalcogen-based elements commonly used as phase change recording layers. Therefore, the pinholes and cracks are likely to be generated from the substrate while recording and erasing are repeated. Further, since the plastic substrate is likely to warp due to humidity, stress is generated at the interface between the protective layer and the substrate or the recording layer, and the plastic substrate is further easily peeled.

【0016】一方、Si、Ta、希土類元素などの酸化
物、窒化物、炭化物、弗化物等は、静的な状態での耐熱
性には優れるものの硬度が高く脆性を示すため、上述の
ような急激かつ局所的な温度変化に対しては、微視的な
欠陥がクラックとして成長しバースト欠陥となりやす
い。そこで、より優れた特性を得るため複数の誘電体を
混合し複合誘電体とすることが行われている。
On the other hand, oxides such as Si, Ta and rare earth elements, nitrides, carbides, fluorides and the like are excellent in heat resistance in a static state, but have high hardness and show brittleness. For rapid and local temperature changes, microscopic defects tend to grow as cracks and become burst defects. Therefore, in order to obtain better characteristics, a plurality of dielectrics are mixed to form a composite dielectric.

【0017】複合誘電体保護層としては、ZnS、Zn
Se、PbS、CdS等のカルコゲナイド系元素を含む
化合物に、酸化物、窒化物、弗化物、炭化物等を混合さ
せたもの、例えばZnSを主成分としSiO2やY23
等を混入させたものなどが提案されている。これらの複
合誘電体保護層はGeTeSb等のカルコゲナイド系記
録層との密着性に優れるうえに、クラックの伝播による
バースト欠陥の成長がほとんどなく媒体の繰返しオーバ
ーライト耐久性を向上させ、加速試験における膜剥離も
少ない。
As the composite dielectric protective layer, ZnS, Zn
Compounds containing a chalcogenide-based element such as Se, PbS, CdS, etc. mixed with oxides, nitrides, fluorides, carbides, etc., for example, ZnS as a main component and SiO 2 or Y 2 O 3
And the like have been proposed. These composite dielectric protective layers have excellent adhesion to a chalcogenide-based recording layer such as GeTeSb, have little growth of burst defects due to the propagation of cracks, and improve the repetitive overwrite durability of the medium. Little peeling.

【0018】本発明者らがこの点につき検討した結果、
上記ZnS等を主成分とする複合誘電体保護層は、一般
的な酸化物や窒化物もしくはそれらの複合誘電体保護層
に比べて硬度が低く、微視的なクラック伝播メカニズム
が異なることが分かった。硬度測定を行ったところ、代
表的な酸化物Ta25のビッカース硬度が520程度で
あるのに対し、ZnS系複合誘電体として代表的な(Z
nS)80(SiO 220複合膜はビッカース硬度が35
0程度と比較的低いことが分かった。これは主成分であ
るZnSの特性に由来するものであった。
As a result of the present inventors' examination on this point,
The composite dielectric protective layer containing ZnS or the like as a main component is generally used.
Oxide and nitride or their composite dielectric protective layer
Microscopic crack propagation mechanism with lower hardness than
Turned out to be different. When the hardness was measured,
Typical oxide TaTwoOFiveHas a Vickers hardness of about 520
On the other hand, a typical ZnS-based composite dielectric (ZZ
nS)80(SiO Two)20The composite membrane has a Vickers hardness of 35
It turned out that it is comparatively low about 0. This is the main component
This is due to the characteristics of ZnS.

【0019】即ち、Ta25は硬度が高く脆性を示すた
め、急激かつ局所的な温度変化に対しては微視的な欠陥
がクラックとして成長しバースト欠陥となりやすいが、
ZnS系複合誘電体は硬度が低く、記録層の溶融及び相
変化に伴う体積変化の破壊エネルギーを保護層内部の微
視的な塑性変形により散逸せしめ、バースト欠陥の成長
を抑制していると考えられる。
That is, since Ta 2 O 5 has high hardness and exhibits brittleness, microscopic defects grow as cracks and suddenly become burst defects with respect to a rapid and local temperature change.
It is thought that the ZnS-based composite dielectric has low hardness and dissipates the fracture energy of volume change due to melting and phase change of the recording layer by microscopic plastic deformation inside the protective layer, thereby suppressing the growth of burst defects. Can be

【0020】しかし一方、硬度が低く塑性変形が著しい
と、繰返し記録のうちに塑性変形が蓄積されたり物質移
動が促進されたりするため、記録層や保護層の光学膜厚
が変化して反射率が変化したり、変形部で光が散乱され
ノイズが増加する傾向がある。実際、(ZnS)80(S
iO220複合保護層においてこの現象は顕著であり、
繰返しオーバーライト回数が一定以上伸びない主因であ
った。
On the other hand, if the hardness is low and the plastic deformation is remarkable, plastic deformation is accumulated or mass transfer is promoted during repeated recording, so that the optical film thickness of the recording layer and the protective layer changes, and the reflectance increases. , Or light tends to be scattered at the deformed portion, and noise tends to increase. In fact, (ZnS) 80 (S
This phenomenon is remarkable in the iO 2 ) 20 composite protective layer,
This was the main reason that the number of repeated overwrites did not increase beyond a certain level.

【0021】本発明者らは、これらクラックによるバー
スト欠陥と塑性変形による物質移動の両方の問題を克服
し、光記録媒体の繰返し記録特性を向上させるべく検討
を行った。その結果、室温でのビッカース硬度Hvrと
加熱記録時のビッカース硬度HvhがHvr−Hvh≧
50の関係にある保護層、すなわち温度により実質的な
硬度変化を示す保護層を用いるとの本発明に至った。
The present inventors have studied to overcome both the problems of burst defects due to cracks and mass transfer due to plastic deformation, and to improve the repetitive recording characteristics of an optical recording medium. As a result, the Vickers hardness Hvr at room temperature and the Vickers hardness Hvh during heating recording were Hvr−Hvh ≧
The present invention has been achieved by using a protective layer having a relationship of 50, that is, a protective layer showing a substantial change in hardness with temperature.

【0022】従来用いられていた誘電体保護層は、硬度
の温度依存性がほとんどなく、例えば、前述のTa25
のビッカース硬度は520程度でほぼ一定、(ZnS)
80(SiO220複合膜もビッカース硬度350程度で
ほぼ一定であった。そこで、記録層の体積変化が大きい
高温時にのみ保護膜が軟らかくなり塑性変形することで
体積変化の破壊エネルギーをうまく逃がすのである。特
に、記録層の相転移を利用する相変化媒体では記録時の
体積変化が大きいため有効である。
A conventionally used dielectric protective layer has almost no temperature dependence of hardness. For example, the above-mentioned Ta 2 O 5
Has almost constant Vickers hardness of about 520, (ZnS)
The 80 (SiO 2 ) 20 composite film was almost constant at a Vickers hardness of about 350. Therefore, only at a high temperature where the volume change of the recording layer is large, the protective film is softened and plastically deformed, so that the breaking energy of the volume change is properly released. In particular, a phase change medium utilizing the phase transition of the recording layer is effective because the volume change during recording is large.

【0023】このメカニズムは以下のように考えられ
る。相変化媒体への記録時、前述のように、記録層の体
積変化が著しい溶融・再凝固時には保護層の硬度は低く
微視的塑性変形により変形エネルギーを吸収する一方、
冷却とともに直ちに硬度が上昇して物質移動や固相での
体積変化(非晶質マークの消去時の結晶化にともなう体
積変化)による塑性変形を抑制すると考えられる。
This mechanism is considered as follows. During recording on a phase change medium, as described above, the hardness of the protective layer is low during melting and re-solidification when the volume change of the recording layer is remarkable, while absorbing the deformation energy by microscopic plastic deformation,
It is considered that the hardness immediately increases upon cooling, and plastic deformation due to mass transfer or volume change in the solid phase (volume change accompanying crystallization when erasing an amorphous mark) is suppressed.

【0024】本発明の媒体においては、高温時の保護層
の微視的塑性変形がクラック伝播のエネルギーを吸収す
るため、微視的な欠陥からのバーストクラック発生を抑
制できる。一方で、冷却に伴い保護層の硬度が増加する
ことで、必要以上に塑性変形が進むことを抑制でき、物
質移動を抑制し、固相での体積変化による変形を抑制す
る。
In the medium of the present invention, the microscopic plastic deformation of the protective layer at a high temperature absorbs the energy of crack propagation, so that the occurrence of burst cracks from microscopic defects can be suppressed. On the other hand, since the hardness of the protective layer increases with cooling, plastic deformation can be prevented from progressing more than necessary, mass transfer is suppressed, and deformation due to volume change in the solid phase is suppressed.

【0025】あるいは別のメカニズムも考えられる。保
護層の、記録層の溶融領域に直に接する高温部は硬度が
低く、時間的・空間的に急峻な応力を微視的塑性変形で
緩和して、クラック発生によるバースト欠陥成長や溶融
記録層の流動を防ぐ一方、保護層内部でも溶融領域より
若干離れた(10〜100nmのオーダー)周辺領域は
比較的低温で硬度が高く、上記高温部での塑性変形の拡
大を抑制することができる。
Alternatively, another mechanism is also conceivable. The high-temperature portion of the protective layer, which is in direct contact with the melting area of the recording layer, has a low hardness, and steep temporal and spatial stresses can be relaxed by microscopic plastic deformation, causing burst defect growth due to cracks and melting of the recording layer. In the inside of the protective layer, the peripheral region slightly separated from the molten region (on the order of 10 to 100 nm) has a relatively high hardness at a relatively low temperature, and can suppress the expansion of plastic deformation in the high-temperature portion.

【0026】いずれのメカニズムにせよ、保護層の硬度
変化は高温において急激に起こるほうが好ましいと言え
る。本発明の媒体によれば、Si、Ta、希土類元素等
の酸化物など高硬度の保護層を用いた場合の、急激な温
度変化や熱膨張でクラックが生じやすいという欠点を補
い、かつ、微視的塑性変形が蓄積しやすく溶融記録層の
物質移動を押え込めない(ZnS)80(SiO220
どの結晶化カルコゲンを主成分とする低硬度の保護層の
欠点も補うことができるのである。
Regardless of the mechanism, it can be said that the hardness change of the protective layer preferably occurs rapidly at high temperatures. According to the medium of the present invention, when a protective layer having a high hardness such as an oxide of Si, Ta, a rare earth element or the like is used, the disadvantage that cracks are apt to occur due to a rapid temperature change or thermal expansion is compensated for, and a slight Since the plastic deformation easily accumulates and the mass transfer of the molten recording layer cannot be suppressed, the defect of the low hardness protective layer mainly composed of crystallized chalcogen such as (ZnS) 80 (SiO 2 ) 20 can be compensated. is there.

【0027】本発明においては、室温でのビッカース硬
度Hvrより加熱記録時のビッカース硬度Hvhが実質
的に小さい、すなわちHvr−Hvhが50以上ある必
要がある。より好ましくはHvr−Hvhを200以上
とする。より好ましくは300以上とする。特に、加熱
溶融記録を行う相変化媒体においては、記録消去時に大
きな体積変化を伴うため望ましい。なお、加熱溶融記録
の場合は記録層融点近傍での保護層のビッカース硬度を
Hvhとする。
In the present invention, it is necessary that the Vickers hardness Hvh during heating recording is substantially smaller than the Vickers hardness Hvr at room temperature, that is, Hvr-Hvh must be 50 or more. More preferably, Hvr-Hvh is set to 200 or more. More preferably, it is set to 300 or more. In particular, a phase change medium that performs heat melting recording is preferable because a large volume change occurs when erasing the recording. In the case of heat melting recording, the Vickers hardness of the protective layer near the melting point of the recording layer is Hvh.

【0028】本発明においては、温度により硬度が変化
する単独の材料を用いて保護層を形成しても良いが、よ
り大きな硬度変化を得るために、また保護層としての他
の機能との両立のために2種以上の材料を用いてもよ
い。例えば、温度により硬度が変化する材料と温度によ
り硬度が変化しない材料からなる複合保護層を用いる。
特に、温度により硬度が変化せず互いに硬度の異なる2
種以上の材料と、少なくとも一つの、温度により硬度が
変化する材料からなる複合保護層は、大きな硬度変化を
得るために有効である。
In the present invention, the protective layer may be formed using a single material whose hardness changes with temperature. However, in order to obtain a larger change in hardness, compatibility with other functions as the protective layer is also required. For this purpose, two or more materials may be used. For example, a composite protective layer made of a material whose hardness changes with temperature and a material whose hardness does not change with temperature is used.
In particular, the hardness does not change depending on the temperature and the hardness differs from each other.
A composite protective layer comprising at least one kind of material and at least one material whose hardness changes with temperature is effective for obtaining a large change in hardness.

【0029】逆に、単に高硬度の材料と低硬度の材料を
混合しただけでは、(ZnS)80(SiO220などの
ごとく中間的な硬度の膜ができるだけで、硬度の温度変
化は見られない。本発明において、保護層の硬度自体
は、記録方式や記録層の種類に応じて適宜、値を設計す
べきものである。
Conversely, simply mixing a material having a high hardness and a material having a low hardness can form a film having an intermediate hardness such as (ZnS) 80 (SiO 2 ) 20 and the like. I can't. In the present invention, the hardness itself of the protective layer should be appropriately designed according to the recording method and the type of the recording layer.

【0030】一般に、加熱溶融記録を行う相変化媒体に
おいては、記録層融点近傍での保護層のビッカース硬度
が150以上400以下が望ましい。150未満では塑
性変形のエネルギーを逃がすには好ましいが保護層その
ものが変形しやすい。400を超えると塑性変形のエネ
ルギーを逃がしにくくクラックを生じやすくなる。一
方、室温での保護層のビッカース硬度Hvrは400以
上であるのが好ましい。400未満では、塑性変形や記
録層の物質移動を抑えにくくなる。
Generally, in a phase change medium in which heat melting recording is performed, it is desirable that the Vickers hardness of the protective layer near the melting point of the recording layer be 150 or more and 400 or less. If it is less than 150, it is preferable to release the energy of plastic deformation, but the protective layer itself is easily deformed. If it exceeds 400, it is difficult to escape the energy of plastic deformation, and cracks are easily generated. On the other hand, the Vickers hardness Hvr of the protective layer at room temperature is preferably 400 or more. If it is less than 400, it is difficult to suppress plastic deformation and mass transfer of the recording layer.

【0031】このような保護層を得るためには、例え
ば、ビッカース硬度150以上400以下で実質的に温
度変化を伴わない材料Aと、ビッカース硬度400以上
で実質的に温度変化を伴わない材料Bと、温度によりビ
ッカース硬度が変化する材料Cを混合するのが有効であ
る。硬度が変化する材料Cは、保護層に温度による硬度
変化という特性を持たせるために重要であり、例えば、
酸化亜鉛ZnOが挙げられる。ZnOのビッカース硬度
は、室温(20℃)で620、500℃で520、80
0℃で440とかなり変化する。結晶性でやや脆性を有
するが、融点は1975℃で、また化学的に安定な酸化
物であるため経時安定性に優れている。スパッタリング
成膜時のスパッタリングレートもよい。
In order to obtain such a protective layer, for example, a material A having a Vickers hardness of 150 or more and 400 or less and substantially no temperature change, and a material B having a Vickers hardness of 400 or more and substantially no temperature change are used. It is effective to mix the material C whose Vickers hardness changes with temperature. The material C whose hardness changes is important for giving the protective layer the property of hardness change with temperature.
Zinc oxide ZnO is mentioned. Vickers hardness of ZnO is 620 at room temperature (20 ° C.) and 520, 80 at 500 ° C.
It changes considerably to 440 at 0 ° C. Although it is crystalline and somewhat brittle, it has a melting point of 1975 ° C. and is excellent in stability over time because it is a chemically stable oxide. The sputtering rate during sputtering film formation is also good.

【0032】低硬度材料Aとしては、例えば、結晶性カ
ルコゲン化合物があげられる。好ましくはZnS、Zn
Se等のカルコゲン化亜鉛である。カルコゲン化亜鉛は
化学的にも安定で、その中でも特にZnSは融点183
0℃で耐熱性に優れ、毒性も低く最も好ましい。また、
ZnSはスパッタリング成膜時のスパッタリングレート
が非常に高い物質でもあり好ましい。誘電体ターゲット
にZnSを含有させると、含有させる前の物質に比べて
成膜レートが向上する。
Examples of the low hardness material A include a crystalline chalcogen compound. Preferably ZnS, Zn
Zinc chalcogenide such as Se. Zinc chalcogenide is chemically stable, and ZnS has a melting point of 183.
It is excellent in heat resistance at 0 ° C. and low in toxicity, and is most preferable. Also,
ZnS is also a substance that has a very high sputtering rate during sputtering film formation, and is thus preferable. When ZnS is contained in the dielectric target, the film formation rate is improved as compared with a substance before the ZnS is contained.

【0033】さらに、これらのカルコゲン化物は相変化
記録層に一般的に含まれるTeと同族であるため、記録
層との密着性に優れる。高硬度材料Bとしては、例えば
希土類酸化物ROα(Rは希土類元素)が好ましい。希
土酸化物としては、CeO2、HfO2、ZrO2、Y2
3、Nd23等があげられる。ROαのαの範囲は特に
限定されない。
Furthermore, since these chalcogenides are of the same family as Te generally contained in the phase change recording layer, they have excellent adhesion to the recording layer. As the high hardness material B, for example, a rare earth oxide ROα (R is a rare earth element) is preferable. Rare earth oxides include CeO 2 , HfO 2 , ZrO 2 , Y 2 O
3 , Nd 2 O 3 and the like. The range of α of ROα is not particularly limited.

【0034】特に、CeO2は研磨剤としても使用され
る高硬度の物質であるため、低温領域での塑性変形抑制
に効果が高い。ところで、結晶性酸化物であるCeO2
のキュービック構造と結晶性カルコゲン化物であるZn
Sのキュービック構造はX線回折において全く同じ位置
に結晶ピークが現れる。この2者を組み合わせた複合誘
電体は、均質に混ざり合い膜質が極めて滑らかになり好
ましい。材料そのものは結晶性であっても、全体として
X線回折で全くピークが見出せないほど微細化された微
結晶もしくは非晶質性薄膜が得られるのである。
In particular, since CeO 2 is a high-hardness substance used as an abrasive, it is highly effective in suppressing plastic deformation in a low-temperature region. By the way, the crystalline oxide CeO 2
Cubic structure and Zn, a crystalline chalcogenide
In the cubic structure of S, a crystal peak appears at exactly the same position in X-ray diffraction. A composite dielectric obtained by combining these two components is preferable because it is homogeneously mixed and the film quality is extremely smooth. Even if the material itself is crystalline, a microcrystalline or amorphous thin film that has been refined so that no peak can be found by X-ray diffraction as a whole can be obtained.

【0035】希土類酸化物に対してカルコゲン化亜鉛の
比率が高くなるとスパッタレートが高くなったり、感度
が良くなったりするメリットがあるが、オーバーライト
特性に関しては、上記組成範囲にわたってほぼ安定した
良好な特性が得られる。これは製造の安定性に優れてい
ると言える。このような複合保護層は、複数材料で構成
された複合ターゲットを用いてスパッタリング成膜され
るのが好ましい。膜組成の制御がしやすくスパッタ膜の
全面に亘って組成変動を抑えやすい。また、スパッタリ
ング装置の構成が簡単で済む。
When the ratio of the chalcogenide zinc to the rare earth oxide is increased, there is an advantage that the sputter rate is increased and the sensitivity is improved, but the overwrite characteristics are almost stable over the above composition range. Characteristics are obtained. This can be said to be excellent in manufacturing stability. Such a composite protective layer is preferably formed by sputtering using a composite target composed of a plurality of materials. It is easy to control the film composition, and it is easy to suppress the composition fluctuation over the entire surface of the sputtered film. In addition, the configuration of the sputtering apparatus can be simplified.

【0036】ターゲット製造、成膜方法を含めた保護層
の製造方法は、保護層の状態を決めるうえで極めて重要
である。例えばスパッタ時の基板温度が高いと結晶性に
なりやすくなる。また、ターゲットの製造方法によって
も膜が結晶化しやすくなったりアモルファス化しやすく
なったりする。以下に、ZnS、ROα、ZnOの複合
ターゲットを例に一般的な製造方法について説明する。
The method of manufacturing the protective layer, including the method of manufacturing the target and forming the film, is extremely important in determining the state of the protective layer. For example, if the substrate temperature at the time of sputtering is high, it tends to be crystalline. Further, depending on the method of manufacturing the target, the film is easily crystallized or amorphous. Hereinafter, a general manufacturing method will be described using a composite target of ZnS, ROα, and ZnO as an example.

【0037】上記3種の粉体をそれぞれ秤量し十分混合
し、カーボン製のポンチ、ダイス表面にターゲットが付
着しないようにBNを塗布した中に先ほど混合した粉体
を入れ、ホットプレス法により焼結させる。そのとき、
600℃から800℃に達するまではカーボン中に付着
していた不純物をとばすため真空中で、それ以降の温度
では槽内の温度を均一化させ焼結効率を上げるためAr
雰囲気に置換して焼結させる。
The above three kinds of powders were weighed and mixed well, and the powder mixed before was put into a carbon punch and a die coated with BN so that the target did not adhere to the surface of the die. Tie. then,
Until the temperature reaches 600 ° C. to 800 ° C., vacuum is applied to remove impurities adhering to the carbon. At the subsequent temperature, Ar is used to make the temperature in the tank uniform and increase the sintering efficiency.
The atmosphere is replaced and sintered.

【0038】焼結温度は粉体の融点以下に設定され、か
つできるだけ密度の高いターゲットが作れるようにす
る。ここでのターゲット密度はスパッタ成膜時の成膜レ
ートに効いてくる。密度の高いターゲットではスパッタ
レートも高く好ましい。以上のようにして、ZnS、R
Oα、ZnOの複合ターゲットを製造する。一般には、
この焼結過程は、粉体を固めて石のようにするというた
だ物理的状態を変化させることを目的とするが、加熱し
圧力を加えることで固相反応を起こし別の物質に変化さ
せ、それをターゲットとして使用することもある。
The sintering temperature is set to be lower than the melting point of the powder, and a target having a density as high as possible can be produced. The target density here affects the film formation rate at the time of sputtering film formation. A high-density target is preferable because the sputtering rate is high. As described above, ZnS, R
A composite target of Oα and ZnO is manufactured. Generally,
The purpose of this sintering process is to merely change the physical state of solidifying the powder into a stone, but by heating and applying pressure, a solid-phase reaction occurs to change to another substance. Sometimes it is used as a target.

【0039】例えば、希土類硫化物RSαとZnOの粉
体を焼結させると、希土類硫化物が熱により分解し固相
反応を起こし、希土類酸化物とZnSになる。混合する
粉体のモル比を調整すると反応生成物の組成が変わり、
ZnOが残留してZnS、ROα、ZnOの複合ターゲ
ットとなる。また、焼結の温度条件、焼結時間、加圧条
件によっても、反応条件が変わるので生成物の状態は変
わりうる。
For example, when the powder of the rare earth sulfide RSα and ZnO is sintered, the rare earth sulfide is decomposed by heat and causes a solid-phase reaction to be converted into a rare earth oxide and ZnS. Adjusting the molar ratio of the powder to be mixed changes the composition of the reaction product,
ZnO remains and becomes a composite target of ZnS, ROα, and ZnO. In addition, the reaction condition changes depending on the sintering temperature condition, sintering time, and pressurizing condition, so that the state of the product may change.

【0040】いずれの手法により形成されたターゲット
を使用した場合でも、研磨、プリスパッタ等してから、
スパッタし、薄膜を形成させる。前者の方法によるZn
S、ROα、ZnOターゲットを使用してスパッタ成膜
した場合には膜はアモルファス化しやすいが、後者の方
法で製造したターゲットを使用すると微結晶の膜となり
やすい。
When using a target formed by any of the methods, polishing, pre-sputtering, etc.
Sputter to form a thin film. Zn by the former method
When a film is formed by sputtering using an S, ROα, or ZnO target, the film tends to be amorphous, but when a target manufactured by the latter method is used, the film tends to be a microcrystalline film.

【0041】以上が本発明における保護層の重要な特性
であるが、これ以外の特性についても述べる。保護層
は、記録再生に使用するレーザービーム波長に対して実
質的に透明でなければならない。使用波長は通常600
〜800nmである。将来的には400nm程度まで短
波長化されると考えられる。なお、当然ながら、400
〜800nmすべての波長に対して透明である必要では
なく、そのなかで使用するレーザービームに対して透明
であればよい。実質的に透明であるとは、その波長に対
する複素屈折率の虚数部分である吸収係数が概ね0.5
未満である。
The above are the important characteristics of the protective layer in the present invention. Other characteristics are also described. The protective layer must be substantially transparent to the laser beam wavelength used for recording and reproduction. The wavelength used is usually 600
800800 nm. It is considered that the wavelength will be reduced to about 400 nm in the future. Of course, 400
It is not necessary to be transparent to all wavelengths of up to 800 nm, but it is sufficient if it is transparent to the laser beam used therein. Substantially transparent means that the absorption coefficient, which is the imaginary part of the complex refractive index for that wavelength, is approximately 0.5.
Is less than.

【0042】加熱溶融記録を行う相変化媒体にあって
は、保護層は時には数百℃から1000℃程度まで繰返
し加熱されることから、材料の融点もしくは分解点は1
000℃以上である必要がある。また、機械的強度の点
では、保護層の膜密度が材料のバルク状態の密度(バル
ク密度)の80%以上であることが望ましい。なお、複
数の材料からなる複合膜のバルク密度は(1)式の理論
密度を用いる。
In the case of a phase change medium in which heat melting recording is performed, since the protective layer is sometimes repeatedly heated from several hundreds to about 1000 ° C., the melting point or decomposition point of the material is 1 point.
It needs to be at least 000 ° C. Further, in terms of mechanical strength, it is desirable that the film density of the protective layer be 80% or more of the bulk density (bulk density) of the material. In addition, the theoretical density of the equation (1) is used for the bulk density of the composite film composed of a plurality of materials.

【0043】 (ただし、各成分iのモル濃度をmi、単独のバルク密度
をρiとする)本発明の媒体は、基板上に少なくとも記
録層と保護層を有し、必要に応じ反射層、保護コート層
などを設ける。例えば、基板、保護層、記録層、保護
層、反射層、保護コート層といった層構成を有する。
[0043] (However, the molar concentration of each component i m i, and the [rho i alone bulk density) medium of the present invention has at least a recording layer and a protective layer on the substrate, optionally reflective layer, a protective coat A layer or the like is provided. For example, it has a layer configuration such as a substrate, a protective layer, a recording layer, a protective layer, a reflective layer, and a protective coat layer.

【0044】本発明の媒体の基板としては、光記録媒体
に通常用いられる基板一般が使用可能でありポリカーボ
ネート、アクリル、ポリオレフィン、光硬化性樹脂など
の透明樹脂あるいはガラスなどを用いることができる。
ポリカーボネート樹脂は吸水性や光学特性、保護層との
密着性等に優れており好ましい。記録層、保護層、反射
層はスパッタリング法、蒸着法などによって形成され、
記録層用ターゲット、保護層用ターゲット、反射層用タ
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
装置で層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。
As the substrate of the medium of the present invention, a general substrate generally used for an optical recording medium can be used, and a transparent resin such as polycarbonate, acrylic, polyolefin, photocurable resin, glass, or the like can be used.
Polycarbonate resins are preferable because of their excellent water absorption, optical properties, adhesion to the protective layer, and the like. The recording layer, the protective layer, and the reflective layer are formed by a sputtering method, an evaporation method,
It is desirable to form a layer using an in-line apparatus in which the target for the recording layer, the target for the protective layer, and the target for the reflective layer are installed in the same vacuum chamber, from the viewpoint of preventing oxidation and contamination between the respective layers.

【0045】保護コート層は、通常、硬度の高い紫外線
もしくは熱硬化性の樹脂を用い、スピンコート法などに
より設ける。記録層としては光磁気記録層、相変化記録
層などが用いられる。相変化記録層としては、一般に、
GeSbTeやInSbTe、AgSbTe、AgIn
SbTeなどのカルコゲナイド系合金が用いられ、例え
ば{(Sb2Te31-x(GeTe)x1-ySby合金
(ただし、0.2≦x≦0.9、0≦y≦0.1)、及
びこの3元合金に10原子%程度までのIn、Ga、Z
n、Sn、Si、Cu、Au、Ag、Pd、Pt、P
b、Cr、Co、O、S、Se、Ta、Nb、Vのうち
少なくとも1種を含む合金等があげられる。
The protective coat layer is usually provided by spin coating or the like using a high-hardness ultraviolet or thermosetting resin. As the recording layer, a magneto-optical recording layer, a phase change recording layer, or the like is used. Generally, as a phase change recording layer,
GeSbTe, InSbTe, AgSbTe, AgIn
Chalcogenide alloys such as SbTe may be used, for example, {(Sb 2 Te 3) 1 -x (GeTe) x} 1-y Sb y alloy (wherein, 0.2 ≦ x ≦ 0.9,0 ≦ y ≦ 0 .1) and up to about 10 atomic% of In, Ga, Z
n, Sn, Si, Cu, Au, Ag, Pd, Pt, P
Alloys containing at least one of b, Cr, Co, O, S, Se, Ta, Nb, and V are listed.

【0046】なお、Sb2Te3とGeTeとを結んだ線
上の組成においてGe2Sb2Te5金属間化合物組成近
傍とすれば、線速10m/s以上でもオーバーライト可
能となる。また、Sb70Te30共晶点近傍のSbTe合
金を主成分とするMSbTe合金(ただし、MはIn、
Ga、Zn、Ge、Sn、Si、Cu、Au、Ag、P
d、Pt、Pb、Cr、Co、O、S、Se、Ta、N
b、Vのうち少なくとも1種)も高速でのオーバーライ
トが可能な材料として好ましい。
If the composition on the line connecting Sb 2 Te 3 and GeTe is close to the composition of the Ge 2 Sb 2 Te 5 intermetallic compound, overwriting can be performed even at a linear velocity of 10 m / s or more. In addition, an MSbTe alloy mainly containing a SbTe alloy near the eutectic point of Sb 70 Te 30 (where M is In,
Ga, Zn, Ge, Sn, Si, Cu, Au, Ag, P
d, Pt, Pb, Cr, Co, O, S, Se, Ta, N
b and V) are also preferable as a material capable of overwriting at high speed.

【0047】より好ましくは上記合金においてMw(S
zTe1-z1-w(ただし、0≦w≦0.15、0.6
≦z≦0.8)の範囲である。線速2.4m/s以上1
1.2m/s以下(CD線速の2倍速から8倍速)で最
大線速と最小線速の比が2以上の広範囲の線速において
良好なオーバーライトが可能である。相変化記録層の厚
みは一般的には10nm以上100nm以下の範囲が好
ましい。記録層の厚みが10nmより薄いと十分なコン
トラストが得られ難く、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となりやすい。一
方、100nmを超える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。
More preferably, M w (S
b z Te 1-z ) 1-w (where 0 ≦ w ≦ 0.15, 0.6
≦ z ≦ 0.8). Linear velocity 2.4m / s or more1
At 1.2 m / s or less (2 to 8 times the CD linear velocity), good overwriting is possible at a wide range of linear velocity where the ratio between the maximum linear velocity and the minimum linear velocity is 2 or more. Generally, the thickness of the phase change recording layer is preferably in the range of 10 nm to 100 nm. If the thickness of the recording layer is thinner than 10 nm, it is difficult to obtain a sufficient contrast, and the crystallization speed tends to be slow. On the other hand, if it exceeds 100 nm, optical contrast is still difficult to be obtained, and cracks are likely to occur.

【0048】特に、書換え型コンパクトディスク(CD
−RW)のようにCDと互換性をとるためには10nm
以上30nm以下が好ましい。10nm未満では反射率
が低くなりすぎ、30nmより厚いと熱容量が大きくな
り記録感度が悪くなる。成膜時の相変化記録層は通常非
晶質であり、この場合、記録層全面を結晶化して初期化
された状態(未記録状態)としたのち使用する必要があ
る。初期化はフラッシュランプアニール、もしくは10
0μm程度に集光したレーザービームで瞬間的に記録層
を結晶化温度以上に加熱することで達成される。
In particular, a rewritable compact disc (CD
-RW) to ensure compatibility with CDs.
The thickness is preferably 30 nm or more and 30 nm or less. If it is less than 10 nm, the reflectance is too low, and if it is more than 30 nm, the heat capacity becomes large and the recording sensitivity is deteriorated. The phase-change recording layer at the time of film formation is usually amorphous. In this case, it is necessary to use the phase-change recording layer after crystallizing the entire recording layer in an initialized state (unrecorded state). Initialization is flash lamp annealing, or 10
This is achieved by instantaneously heating the recording layer to a temperature higher than the crystallization temperature with a laser beam focused to about 0 μm.

【0049】初期化に要する時間を短縮し、確実に1回
の光ビームの照射で初期化するための一つの方法として
溶融初期化が有効である。例えば、直径10〜数百μm
程度に集束した光ビーム(ガスレーザーもしくは半導体
レーザービーム)あるいは長軸50〜100μm、短軸
1〜10μm程度の楕円状に集光した光ビームを用いて
局所的に加熱し、ビーム中心部に限定して溶融させる。
このとき、ビーム周辺部も同時に加熱されるため、溶融
部が余熱され冷却速度が遅くなり、良好な再結晶化が行
われる。
Melt initialization is effective as one method for shortening the time required for initialization and surely performing initialization by one light beam irradiation. For example, 10 to several hundred μm in diameter
Heat locally using a focused light beam (gas laser or semiconductor laser beam) or an elliptical light beam with a major axis of 50-100 μm and a minor axis of 1-10 μm, limited to the center of the beam And melt.
At this time, since the periphery of the beam is also heated at the same time, the molten portion is preheated, the cooling rate is reduced, and good recrystallization is performed.

【0050】これにより、従来の固相結晶化に対して1
0分の1に初期化時間を短縮でき、生産性が大幅に短縮
できるとともに、オーバーライト後の消去時における結
晶性の変化を防止できる。
As a result, the conventional solid-phase crystallization is reduced by 1%.
The initialization time can be reduced to 1/0, the productivity can be significantly reduced, and the change in crystallinity during erasure after overwriting can be prevented.

【0051】[0051]

【実施例】以下に実施例をもって本発明を詳細に説明す
るが、本発明はその要旨を超えない限り適用可能であ
る。なお、本実施例においてビッカース硬度の測定には
ニコン社製TS−1装置を使用した。 (実施例1)上下誘電体層の材料として、Ce23:Z
nO=20:80(mol%)を混合した粉体を十分に
撹拌した後、ホットプレス法により1150℃、20ト
ンで加圧した状態で2時間放置し焼結させた。十分に研
磨後、CuプレートにInハンダで接着しターゲットを
作成した。
EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to examples, but the present invention is applicable as long as it does not exceed the gist. In this example, a TS-1 device manufactured by Nikon Corporation was used for measurement of Vickers hardness. (Example 1) Ce 2 S 3 : Z was used as the material of the upper and lower dielectric layers.
After sufficiently mixing the powder mixed with nO = 20: 80 (mol%), the mixture was allowed to stand for 2 hours while being pressed at 1150 ° C. and 20 tons by a hot press method, and sintered. After sufficient polishing, a target was prepared by bonding the Cu plate with In solder.

【0052】本ターゲットをX線分析したところ、Ce
2、ZnS、ZnOの結晶を示すピークが確認され
た。1.2mm厚ポリカーボネート基板上に下誘電体層
/記録層/上誘電体層/反射層を順次積層して相変化型
光ディスクを作成した。各層の厚みは、下誘電体層16
0nm、記録層30nm、上誘電体層30nm、反射層
100nmとした。記録層はGe22.2Sb22.2Te55.6
とし、反射層はAl合金とした。
When this target was analyzed by X-ray, Ce
Peaks indicating crystals of O 2 , ZnS, and ZnO were confirmed. A phase change optical disk was prepared by sequentially laminating a lower dielectric layer / recording layer / upper dielectric layer / reflective layer on a 1.2 mm thick polycarbonate substrate. The thickness of each layer is the lower dielectric layer 16
0 nm, the recording layer was 30 nm, the upper dielectric layer was 30 nm, and the reflection layer was 100 nm. The recording layer is Ge 22.2 Sb 22.2 Te 55.6
And the reflection layer was an Al alloy.

【0053】上下誘電体層はArガスを50sccmで
流し、圧力0.4Paのもと上記複合ターゲットの高周
波スパッタリング(13.56MHz)により成膜し
た。膜密度は5.1g/cm3であり、理論密度の96
%であった。また、膜応力は引っ張り応力で4.0E+
8dyn/cm2であった。この膜の屈折率はエリプソ
メータの測定により2.3であった。
The upper and lower dielectric layers were formed by high-frequency sputtering (13.56 MHz) of the composite target under a pressure of 0.4 Pa while flowing Ar gas at 50 sccm. The film density is 5.1 g / cm 3 and the theoretical density is 96 g / cm 3.
%Met. The film stress is 4.0E +
It was 8 dyn / cm 2 . The refractive index of this film was 2.3 as measured by an ellipsometer.

【0054】また、上記複合ターゲットを用い、同じ条
件でSi(111)ウエハー基板上に同誘電体層を1μ
m厚で成膜し硬度サンプルを作製した。本サンプルのビ
ッカース硬度の温度変化の測定結果を図1に示す。記録
層および反射層はArガス圧力0.4Paで直流スパッ
タリングにより成膜した。さらに厚み約5μmの紫外線
硬化樹脂を設けた。
Using the above-mentioned composite target, a dielectric layer of 1 μm was formed on a Si (111) wafer substrate under the same conditions.
A film having a thickness of m was formed to prepare a hardness sample. FIG. 1 shows the measurement results of the temperature change of the Vickers hardness of this sample. The recording layer and the reflective layer were formed by DC sputtering at an Ar gas pressure of 0.4 Pa. Further, an ultraviolet curable resin having a thickness of about 5 μm was provided.

【0055】上記光ディスクを波長810nmのLDバ
ルクイレーザを用いて記録層の初期化を行った後、以下
の条件でディスクの動特性を評価した。ディスクを10
m/sの線速度で回転させながら4MHz、デューティ
50%のパルス光により、記録パワー14.5mW、ベ
ースパワー7.5mW、再生パワー0.8mWで繰返し
オーバーライトを行い、C/N及び消去比の測定を行っ
た。その結果、105回以上繰返しオーバーライトを行
っても全く劣化は起こらなかった。
After the recording layer of the optical disk was initialized using an LD bulk eraser having a wavelength of 810 nm, the dynamic characteristics of the disk were evaluated under the following conditions. 10 disks
While rotating at a linear velocity of m / s, overwriting is repeatedly performed at a recording power of 14.5 mW, a base power of 7.5 mW, and a reproduction power of 0.8 mW with a pulse light of 4 MHz and a duty of 50%, and the C / N and erasing ratio Was measured. As a result, it did not occur at all deterioration be carried out 10 5 times more repetitive overwriting.

【0056】このディスクを80℃85%RH高温高湿
度条件下に500時間放置したが、剥離は生じずディス
ク特性も変化しなかった。 (比較例1)上下誘電体層をZnS:SiO2とした以
外は実施例1と同条件とした。上下誘電体層の材料とし
て、ZnS:SiO2=80:20(mol%)を混合
した粉体を十分に撹拌した後、ホットプレス法により1
200℃、20トンで加圧した状態で2時間放置し焼結
させた。十分に研磨後、CuプレートにInハンダで接
着しターゲットを作成した。
The disk was left under the conditions of high temperature and high humidity of 80 ° C. and 85% RH for 500 hours, but no peeling occurred and the characteristics of the disk did not change. Comparative Example 1 The conditions were the same as in Example 1 except that the upper and lower dielectric layers were ZnS: SiO 2 . As a material for the upper and lower dielectric layers, a powder obtained by mixing ZnS: SiO 2 = 80: 20 (mol%) was sufficiently stirred, and then mixed by hot pressing.
It was left for 2 hours in a state of being pressed at 200 ° C. and 20 tons for sintering. After sufficient polishing, a target was prepared by bonding the Cu plate with In solder.

【0057】本ターゲットをX線分析したところ、Zn
S、SiO2の結晶を示すピークが確認された。1.2
mm厚ポリカーボネート基板上に下誘電体層/記録層/
上誘電体層/反射層を順次積層して相変化型光ディスク
を作成した。各層の厚みは、下誘電体層160nm、記
録層30nm、上誘電体層30nm、反射層100nm
とした。記録層はGe22.2Sb22.2Te55.6とし、反射
層はAl合金とした。
The target was analyzed by X-ray.
Peaks indicating crystals of S and SiO 2 were confirmed. 1.2
lower dielectric layer / recording layer /
An upper dielectric layer / reflective layer was sequentially laminated to produce a phase change optical disk. The thickness of each layer is 160 nm for the lower dielectric layer, 30 nm for the recording layer, 30 nm for the upper dielectric layer, and 100 nm for the reflective layer.
And The recording layer was Ge 22.2 Sb 22.2 Te 55.6 , and the reflective layer was an Al alloy.

【0058】上下誘電体層はArガスを50sccmで
流し、圧力0.4Paのもと上記複合ターゲットの高周
波スパッタリング(13.56MHz)により成膜し
た。膜密度は3.5g/cm3であり、理論密度の94
%であった。また、膜応力は引っ張り応力で1.1E+
9dyn/cm2であった。この膜の屈折率はエリプソ
メータの測定により2.1であった。なお、複合ターゲ
ットとスパッタ膜との組成比はほぼ一致した。このスパ
ッタ薄膜のX線回折では明確な結晶性ピークは見られな
かった。
The upper and lower dielectric layers were formed by high frequency sputtering (13.56 MHz) of the above composite target under a pressure of 0.4 Pa while flowing Ar gas at 50 sccm. The film density was 3.5 g / cm 3 and the theoretical density was 94 g / cm 3.
%Met. The film stress is a tensile stress of 1.1E +
It was 9 dyn / cm 2 . The refractive index of this film was 2.1 as measured by an ellipsometer. The composition ratio of the composite target and the sputtered film was almost the same. X-ray diffraction of this sputtered thin film did not show a clear crystalline peak.

【0059】また、上記複合ターゲットを用い、同じ条
件でSi(111)ウエハー基板上に同誘電体層を1μ
m厚で成膜し硬度サンプルを作製した。本サンプルのビ
ッカース硬度の温度変化の測定結果を図1に示す。記録
層および反射層はArガス圧力0.4Paで直流スパッ
タリングにより成膜した。さらに厚み約5μmの紫外線
硬化樹脂を設けた。
Using the above composite target, a dielectric layer of 1 μm was formed on a Si (111) wafer substrate under the same conditions.
A film having a thickness of m was formed to prepare a hardness sample. FIG. 1 shows the measurement results of the temperature change of the Vickers hardness of this sample. The recording layer and the reflective layer were formed by DC sputtering at an Ar gas pressure of 0.4 Pa. Further, an ultraviolet curable resin having a thickness of about 5 μm was provided.

【0060】上記ディスクを実施例1と同様に初期化及
び動特性評価を行った。その結果、104回以後再生信
号振幅の減少が見られた。 (比較例2)上下誘電体層をTa25とした以外は実施
例1と同条件とした。1.2mm厚ポリカーボネート基
板上に下誘電体層/記録層/上誘電体層/反射層を順次
積層して相変化型光ディスクを作成した。各層の厚み
は、下誘電体層170nm、記録層30nm、上誘電体
層30nm、反射層100nmとした。記録層はGe
22.2Sb22.2Te55.6とし、反射層はAl合金とした。
The disk was initialized and evaluated for dynamic characteristics in the same manner as in Example 1. As a result, after 104 times, the amplitude of the reproduced signal decreased. Comparative Example 2 The same conditions as in Example 1 were used except that the upper and lower dielectric layers were Ta 2 O 5 . A phase change optical disk was prepared by sequentially laminating a lower dielectric layer / recording layer / upper dielectric layer / reflective layer on a 1.2 mm thick polycarbonate substrate. The thickness of each layer was 170 nm for the lower dielectric layer, 30 nm for the recording layer, 30 nm for the upper dielectric layer, and 100 nm for the reflective layer. The recording layer is Ge
22.2 Sb 22.2 Te 55.6 , and the reflective layer was an Al alloy.

【0061】上下誘電体層はArガスを50sccmで
流し、圧力0.4Paのもと高周波スパッタリング(1
3.56MHz)により成膜した。膜密度は8.1g/
cm3であり、理論密度の93%であった。また、膜応
力は引っ張り応力で3.1E+9dyn/cm2であっ
た。この膜の屈折率はエリプソメータの測定により2.
4であった。
For the upper and lower dielectric layers, Ar gas was flowed at 50 sccm, and high-frequency sputtering (1
(3.56 MHz). The film density is 8.1 g /
cm 3 , which was 93% of the theoretical density. The film stress was 3.1E + 9 dyn / cm 2 in tensile stress. The refractive index of this film was measured by an ellipsometer.
It was 4.

【0062】また、同じ条件でSi(111)ウエハー
基板上に同誘電体層を1μm厚で成膜し硬度サンプルを
作製した。本サンプルのビッカース硬度の温度変化の測
定結果を図1に示す。記録層および反射層はArガス圧
力0.4Paで直流スパッタリングにより成膜した。さ
らに厚み約5μmの紫外線硬化樹脂を設けた。
Under the same conditions, a 1 μm-thick dielectric layer was formed on a Si (111) wafer substrate to prepare a hardness sample. FIG. 1 shows the measurement results of the temperature change of the Vickers hardness of this sample. The recording layer and the reflective layer were formed by DC sputtering at an Ar gas pressure of 0.4 Pa. Further, an ultraviolet curable resin having a thickness of about 5 μm was provided.

【0063】上記ディスクを実施例1と同様に初期化及
び動特性評価を行った。その結果、104回以後ノイズ
が上昇し消去比が低下した。
The disk was initialized and evaluated for dynamic characteristics in the same manner as in Example 1. As a result, 10 4 times after noise rise erase ratio is lowered.

【0064】[0064]

【発明の効果】本発明によれば、極めて優れた繰返しオ
ーバーライト特性を示し、データ保存安定性に優れ信頼
性の向上した光学的情報記録用媒体を得ることができ
る。
According to the present invention, it is possible to obtain an optical information recording medium which exhibits extremely excellent repetitive overwriting characteristics, has excellent data storage stability and has improved reliability.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の実施例の保護層のビッカース硬度の
温度変化を示す図
FIG. 1 is a diagram showing a temperature change of Vickers hardness of a protective layer according to an example of the present invention.

Claims (18)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に少なくとも記録層と保護層を有
してなり、光ビームを照射し記録層を加熱して記録を行
う媒体であって、室温での保護層のビッカース硬度Hv
r、該加熱記録時の保護層のビッカース硬度HvhがH
vr−Hvh≧50の関係にあることを特徴とする光学
的情報記録用媒体。
1. A recording medium having at least a recording layer and a protective layer on a substrate and performing recording by heating the recording layer by irradiating a light beam, wherein the Vickers hardness of the protective layer is Hv at room temperature.
r, the Vickers hardness Hvh of the protective layer during the heating recording is H
An optical information recording medium, wherein vr-Hvh ≧ 50.
【請求項2】 記録層が相変化記録層である請求項1記
載の光学的情報記録用媒体。
2. The optical information recording medium according to claim 1, wherein the recording layer is a phase change recording layer.
【請求項3】 請求項1において、基板上に少なくとも
保護層、相変化記録層、保護層を順次有してなり、光ビ
ームを照射し記録層を加熱し溶融させて記録を行う媒体
であって、室温での保護層のビッカース硬度をHvrと
し記録層融点近傍での保護層のビッカース硬度をHvh
とする光学的情報記録用媒体。
3. The medium according to claim 1, wherein at least a protective layer, a phase change recording layer, and a protective layer are sequentially provided on the substrate, and the recording layer is heated and melted by irradiating a light beam to perform recording. The Vickers hardness of the protective layer at room temperature is Hvr, and the Vickers hardness of the protective layer near the melting point of the recording layer is Hvh.
Optical information recording medium.
【請求項4】 Hvr−Hvh≧200である請求項1
ないし3のいずれかに記載の光学的情報記録用媒体。
4. The method according to claim 1, wherein Hvr−Hvh ≧ 200.
4. The optical information recording medium according to any one of items 3 to 3.
【請求項5】 上記保護層が複数の材料からなる保護層
であって、少なくとも一つの、温度によりビッカース硬
度が変化しない材料と、少なくとも一つの、温度により
ビッカース硬度が変化する材料からなる請求項1ないし
4のいずれかに記載の光学的情報記録用媒体。
5. The protective layer according to claim 1, wherein the protective layer comprises a plurality of materials, and at least one material whose temperature does not change in Vickers hardness and at least one material whose temperature changes in Vickers hardness. 5. The optical information recording medium according to any one of 1 to 4.
【請求項6】 上記保護層が、温度によりビッカース硬
度が変化せず互いにビッカース硬度の異なる2種以上の
材料と、少なくとも一つの、温度によりビッカース硬度
が変化する材料からなる請求項5記載の光記録媒体。
6. The light according to claim 5, wherein the protective layer is made of two or more materials whose Vickers hardness does not change with temperature and which have different Vickers hardness, and at least one material whose Vickers hardness changes with temperature. recoding media.
【請求項7】 上記保護層が、ビッカース硬度が150
以上400以下で実質的に温度変化を伴わない材料A
と、ビッカース硬度が400以上で実質的に温度変化を
伴わない材料Bと、温度によりビッカース硬度が変化す
る材料Cからなる請求項6記載の光学的情報記録用媒
体。
7. The protective layer has a Vickers hardness of 150.
A material A having a temperature of not less than 400 and substantially no change in temperature
7. The optical information recording medium according to claim 6, comprising: a material B having a Vickers hardness of 400 or more and substantially not accompanied by a temperature change; and a material C having a Vickers hardness changed by a temperature.
【請求項8】 上記材料CがZnOである請求項7記載
の光学的情報記録用媒体。
8. The optical information recording medium according to claim 7, wherein said material C is ZnO.
【請求項9】 上記材料Aがカルコゲン化亜鉛である請
求項7または8記載の光学的情報記録用媒体。
9. The optical information recording medium according to claim 7, wherein the material A is zinc chalcogenide.
【請求項10】 上記材料Bが希土類酸化物ROα(R
は希土類元素)である請求項7ないし9のいずれかに記
載の光学的情報記録用媒体。
10. The material B is a rare earth oxide ROα (R
Is a rare earth element). The optical information recording medium according to any one of claims 7 to 9, wherein
【請求項11】 希土類酸化物ROαがCeO2である
請求項10記載の光学的情報記録用媒体。
11. The optical information recording medium according to claim 10, wherein the rare earth oxide ROα is CeO 2 .
【請求項12】 上記保護層が、複数の材料で構成され
た複合ターゲットを用いてスパッタリング成膜されてな
る請求項1ないし6のいずれかに記載の光学的情報記録
用媒体。
12. The optical information recording medium according to claim 1, wherein the protective layer is formed by sputtering using a composite target composed of a plurality of materials.
【請求項13】 上記複合ターゲットが、ビッカース硬
度が150以上400以下で実質的に温度変化を伴わな
い材料Aと、ビッカース硬度が400以上で実質的に温
度変化を伴わない材料Bと、温度によりビッカース硬度
が変化する材料Cからなる請求項12記載の光学的情報
記録用媒体。
13. The composite target according to claim 1, wherein the material A has a Vickers hardness of 150 or more and 400 or less and substantially does not involve a temperature change, and the material B has a Vickers hardness of 400 or more and does not substantially involve a temperature change. 13. The optical information recording medium according to claim 12, comprising a material C having a Vickers hardness.
【請求項14】 上記複合ターゲットがカルコゲン化亜
鉛、ROα(Rは希土類元素)及びZnOからなる請求
項13記載の光学的情報記録用媒体。
14. The optical information recording medium according to claim 13, wherein said composite target is made of zinc chalcogenide, ROα (R is a rare earth element), and ZnO.
【請求項15】 請求項1ないし11のいずれかに記載
された光学的情報記録用媒体の製造方法であって、複数
の誘電体で構成された複合ターゲットを用いて保護層を
スパッタリング成膜することを特徴とする光学的情報記
録用媒体の製造方法。
15. The method for manufacturing an optical information recording medium according to claim 1, wherein a protective layer is formed by sputtering using a composite target composed of a plurality of dielectrics. A method for producing an optical information recording medium, comprising:
【請求項16】 上記複合ターゲットが、ZnSと、Z
nO及びROα(Rは希土類元素)で構成されてなる請
求項15記載の光学的情報記録用媒体の製造方法。
16. The composite target is composed of ZnS, Z
The method for producing an optical information recording medium according to claim 15, wherein the method is composed of nO and ROα (R is a rare earth element).
【請求項17】 上記複合ターゲットが、希土類硫化物
RSα(Rは希土類元素)の粉体と該希土類硫化物と同
モル数以上のZnOの粉体を混合し高温にて焼結して得
られたものである請求項16記載の光学的情報記録用媒
体の製造方法。
17. The composite target is obtained by mixing a powder of a rare earth sulfide RSα (R is a rare earth element) and a powder of ZnO in the same mole number or more as the rare earth sulfide and sintering at a high temperature. 17. The method for manufacturing an optical information recording medium according to claim 16, wherein:
【請求項18】 上記複合ターゲットが、希土類硫化物
RSα(Rは希土類元素)の粉体と該希土類硫化物と同
モル数以上のZnOの粉体を混合し高温にて焼結し、焼
結中の固相反応により希土類硫化物RSαの硫黄とZn
Oの酸素の一部とを置換させることにより得られたもの
である請求項16記載の光学的情報記録用媒体の製造方
法。
18. The composite target comprises a mixture of a powder of a rare earth sulfide RSα (R is a rare earth element) and a powder of ZnO in the same mole number or more as the rare earth sulfide, and sintered at a high temperature. Of rare earth sulfide RSα by sulfur and Zn
17. The method for producing an optical information recording medium according to claim 16, which is obtained by substituting a part of oxygen of O.
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