JPS61178742A - バブルモ−ド情報記録媒体とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、光学的に記録・再生が可能な情報記録媒体に
係り、特にレーザビームの照射によりピットと称される
孔部を形成することなく、バブルと称される隆起変形部
所謂凸部を形成して記録・再生を行なう情報記録媒体に
関する。

〔発明の技術的背景と問題点〕

基板上に形成された薄膜に記録子べき、情報に対応させ
たパルス変調レーザビームを照射して、局部的に加熱し
て孔部を形成する記録媒体は公知である。この孔部はピ
ットと呼ばれる。しかるにビ□ットを形成する記録媒体
の場合、形成したピッ、・ト・）周辺に薄膜材料の肉盛
り（リムと称されるンが残ることは避けられない。また
、このリム形状は必ずしも一様なものでなく、薄膜材料
が不均一に凝固して小球状に付着してリムの形成される
ことも良く知られている。かかるリムの形成は、読出し
信号のＣＮＲ劣化の主要原因となる。

そこで、ピットを形成することなく、薄膜に凸部を形成
させる記録媒体が幾つか提案されている。

例えば、特開昭５６−６５３４１号公報、特開昭５６−
１２７９３７号公報である。これらはバブルモード記録
媒体と呼ばれる。

特開昭５６−１２７９３７号公報においては、上記ピッ
トを形成する記録媒体の欠点は改善されているものの、
以下のような欠点がある。即ち、基板上に有機中間層、
金属質光吸収層を順に形成した記録媒体であって、金属
質光吸収層の局部加熱により間接的に透明有機中間層を
加熱し、有機中間層から発生するガスにより金属質光吸
収層を隆起・変形させバブルを形成するために、光利用
効率が著しく劣り、記録に大きいエネルギーを必要とす
る点である。

特開昭５６−６５３４１号公報として提案されている記
録媒体は、以下のような欠点がある。即ち、基板上に金
属質光反射層、光透過層、金属質光吸収層の順に形成し
た記録媒体であって、表面の光吸収層の局部加熱により
、特開昭５６−１２７９３７号公報と同じく光透過層を
間接的に加熱し、光透過層から発生するガスで表面の光
吸収層を隆起。

変形させバブルを形成させることを特徴としている。特
開昭５６−１２７９３７号公報に開示されている技術と
の違いは、基板上に光反射層が形成されているために光
の利用効率が高いことである。しかし、かかる記録媒体
は３層構造であるため＆ｃ製造工程が著しく複雑化する
という重大な欠点がある。工程の複雑化は、製造工程数
の増加、各工程における歩留り低下により製造コストの
・上昇が避けられないからである。さらに、実際に記録
感度を向上させるためには、光透過層、光吸収層の厚さ
を、それぞれの薄膜の屈折率、使用Ｔるレーザビームの
波長に応じ、光の利用効率が最大になるよう厳密に所定
のものに制御する必要がある。この要請も記録媒体製造
を困難にする要因である。

光吸収性とガス放出性とを同時に具備した薄膜を用いて
、上記従来技術の複雑さを改善した提案は、特開昭５８
−１５８０３６号公報、特開昭５８−１５８０５２号公
報として本発明者により開示されている。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、記録膜が単層と云うより単純な構成で
ありながら、より秀れた記録・再生特性を示すバブルモ
ード記録媒体及びその製造方法を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明のバブルモード情報記録媒体は、基板上に形成さ
れた記録膜として金属炭化物マ）　ＩＪクス中に金属微
粒子及び有機物を分散させたものを用いる。

本発明のバブルモード情報記録媒体の製造方法は、前記
金属炭化物マトリクスの形成、これに分散する金属微粒
子の形成及び有機物の形成をプラズマを利用して同時に
行なうことを特徴としている。

〔発明の効果〕

本発明の記録媒体は、有機物・酸化物よりも熱的・化学
的に安定な金属炭化物マトリクス中にレーザビーム吸収
機能を有する金属微粒子、金属微粒子の吸収熱により加
熱されガス圧力発生機能を有する有機物が分散されてい
るため、以下の効果がある。

■金属微粒子の含有量を１ｌｔｌＪ　呻することｆこよ
りレーザビーム吸収率の制御ができる。従って、吸収率
を向上させた記録感度の高い媒体が得られる。

■有機物の含有量を制御することによりレーザビーム照
射基こより発生するガス圧力、即ち発生ガスの総量を制
御することができる。従って、有機物量を適正化するこ
とにより、ピットの、形成されることのないよう照射ビ
ームのエネルギーを厳密に制御する工程が不必要となり
、常に安定してバブルを形成することができる。

■金属炭化物マトリクスは、熱的に安定であるためビー
ム照射により発生したガス圧力で孔部の形成等不規則な
破壊を受けることなく、滑らかな形状に隆起変形できる
。即ち、ＣＮＨの高い記録ができる。

■金属炭化物マトリクスは、金属酸化物のような加熱に
よる酸化状態変化を生ずるなど変質の恐れが殆んどす＜
、従って再現性の高い記録が可能である。また、化学的
に安定であるから分散する金属微粒子の酸化反応進行に
対する抑制剤として作用する。従りて、保管寿命の長い
記録媒体を得ることができる。

本発明の記録媒体の製造方法Ｃζよれば、プラズマを利
用して金稿炭化物マ）　ＩＪクスの形成、これに分散す
る金属微粒子の形成及び有機物の形成を同時に行なうた
め、以下の効果がある。

■記録膜の形成が一工程に単純化される。従って、安価
な記録媒体が得られる。

■金属微粒子及び有機物を著しく均一にかつ極めて微細
な形態で金属炭化物マトリクス中に分散させることがで
きる。従りて、記録の分解能が高く、高密度記録ができ
る。

〔発明の実施例〕

次に本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は、本発明情報記録媒体１０の記録後における断
面を示す模式図である。第２図中２１２は、金属炭化物
マトリクス中に金属微粒子及び有機物を含有した記録膜
である。前記記録膜１２は、基板ｌｌ上にプラズマを利
用して一工程で形成されたものである。記録膜１２上に
は、記録用レーずビームの照射によりバブル１３が形成
されている。

再生は、記録用に比べ強度的に１７５〜１／１０のレー
ザビームを照射して行なう。バブルの形成された部分は
、照射された再生ビームがバブル形状に対応して回折さ
れるため、バブルの形成されていない平坦部と比較して
反射光もしくは透過光強度が著しく異なる。従って、こ
の反射光もしくは透過光強度を光検出器で検出すればＣ
Ｎ凡の良好な再生を行なうことができる。

基板１１として用いられるものはガラス、あるいはアク
リル、ポリカーボネイトなどの有機樹脂である。また、
情報記録装置の快晴があれば、Ａｌなどの金礪甚板を用
いることができる。

記＊ｌｌ１ｌ１２に用いられる金属炭化物としては、記
録媒体の長寿命化を計る観点から大気中に保管された場
合、大気中の水分等に対して安定な金属炭化物ならいか
なるものも使用可能である。具体的には、以下のものが
適切である。即ち、共有性炭化物である８ｉＣ，Ｂ、Ｃ
，または侵入型炭化物であ６゜ＭＣａｌＬＩ７）ＴｉＣ
，、ＺｒＣ，ＨｆＣ，ＶＣ，ＮｂＣ。

Ｔｉｅ、ＭｏＣ，ＶＣ或いはＭＣ，ｆｉのＶＣ，、Ｔａ
Ｃ１。

Ｍｏｃｋ、Ｗｅ、である。

上記金属炭化物マ）　ＩＪクスに分散させる金属微粒子
としては、金属炭化物と同様に、記録媒体の長寿命化を
計るため大気中において着しい活性なものでなければい
かなる金属も使用可能である。

な３、本発明の如く微粒子の形態で金属炭化物マトリク
ス中へ分散させる場合、連続薄膜状態において光吸収率
の小さい貴金属のような金属も使用可能になる。具体的
には、第よりのＣｕ　、　Ａ　＃　＃　Ａ　ｕｔ第１ｂ
のＺｎ、第１ａのＹおよびＬａ、Ｃｅ等の希土類金属、
第ｍｂのＡｊ、Ｇａ、Ｉｎ、第ｙｂの８ｉ、Ｇｅ。

８ｍ、第ｖｂのＳｂ、Ｂｉ、第ｗｂの８ｅ、Ｔｅ、遷移
金属ノＴｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｚｒ
、Ｎｌ（。

Ｍａ等である。

上記金属炭化物マ）　ＩＪクスに分散させる有機物とし
ては、記録用レーザビームの照射によりガス圧力を発生
しつる特性及びプラズマ中に存在しつる特性を有してい
れば、いかなるものも使用可能である。有機化合物は、
一般ζこプラズマ中に導入された場合、重合する特性が
ある。従って、金属窒化物マトリクス中暑こ分散する本
発明の有機物は重合体と見な丁ことができる。そこで本
発明記録媒体中に分散しているｗ景物としては、有−化
合物からなる単量体をプラズマ中へ導入して１合させた
ものが用いられる。また、あらかじめ重合させた有機物
をプラズマのスパタリング作用でプラズマ中へ飛散させ
たものを利用することも有効な方法である。単量体とし
て使用可能な化合物は、ＣＨ，、Ｃ，Ｈ，、Ｃ，Ｈ，な
どのパラフィン化合物、Ｃｌ八などのオレフィン化合物
、ベンゼン等の芳香族、（８ｌ　（ＣＨｓ）畠）ｔＯな
どの含窒素化合物、アミンニトリルなどの含窒素化合物
である。一方、重合体から出発する方法にはテフロン、
ナイロン、ポリカーボネイト、塩化ビニール、エポキシ
等ヲ用いることができる。

次に、本発明の情報記録媒体のａ　漬方法の一例を第２
図を用いて説明する。第２図中２１は真空容器、２２は
ガス導入口、２３は真空ポンプに接続された排気口、２
４はターデッドの接続された電極、２５は基板の設置さ
れた対向電極、２６は高周波電力を印加するための端子
である。情報記録媒体の製造に際しては、例えば第３図
に示したようなターゲット３０を使用する。第３図中３
１は５ｉＣｒｌどの金属炭化物ターゲットであり、３２
はテフロンなどの樹脂からなるペレット、３３はＣｕ７
”ｊどの金属ペレットであり、３４はバクキングプレー
トである。樹脂ペレット３２及び金属ペレット３３の数
量は、金４炭化物マトリクスに対する有機物及び金属微
粒子の占めるべき割合に応じて定める。

記録膜の形成は、以下のようにして行なう。真空容器２
１を１０”　Ｔｏｒｒ程度迄排気後、ガス導入口２２よ
りＡｒ等の希ガスを１０−’　〜１０−”Ｔｏｒｒ例え
ばＩ　Ｘ　１０−”　Ｔｏｒｒになるよう導入する。次
いで、導入端子２６を介して、第３図３０に示した構成
である第２図４のターゲットへ高周波電力（１３，５６
ＭＨ，）を印加し、プラズマを発生させる。

この工程により対向電極２５に設置された基板上には、
金属炭化物マドＩＪクス中に金属微粒子及び有機物の分
散した記録膜が堆積する。な２、本工程の間、基板は通
常用いられる方法により回転させて２くことが望ましい
。記録膜の均一性が向上するからである。

本発明の情報記録媒体の製造方法の他の一例を第２図を
用いて説明する。本実施例の場合、第２図中４に示した
ターゲットは第４図４０に示した如きものを使用する。

第４図中３１は、ＴｉＣなどの金属炭化物ターゲットで
あり、３３はＴ　ｅ　ｆ（どの金喝ペレットである。金
属ペレット３３の数量は、前記製造方法の第−例と同様
に金属炭化゛吻マトリクスに対する金属微粒子の占める
べき割合に応じて定められる。

記録膜の形成ｉこあたっては、以下のように行なう。真
空容器２１を排気後、ガス導入口２２よりＣＨ４ｆｌど
の単量体ガスとＡｒ７’ｊどの希ガスとの混合ガスを導
入する。次いで、高周波′亀力を印加してプラズマを発
生させると、基板上に金属炭化物マドＩＪクス中に金属
微粒子及び単量体ガスの重合物の均一（こ分散した記録
膜が堆積し、記録媒体が得られる。

以上二側の方法で得られる記録媒体は、金属微粒子の含
有量番こより元吸収率を制−することが可能で、具体的
には５〜９０チの範囲の任意の値を選ぶことができる。

本発明の情報記録媒体の場合、吸収率を増加させると、
反射率の低下する傾向が認められた。記録・再生は反射
光を利用することが情報記録装置の構成上望ましいので
、吸収率は反射率として５０％程度の値の得られる４０
％前後の値に設定する必要がある。この目的には金属微
粒子の金４炭化物マトリクスに対する割合は、体積とし
て１０チ〜７０係に設定することが望ましい。

本発明情報記録媒体の場合、形成されるバブルの形状は
い含有する有機物量に依存する。有機物量が少なく、発
生するガス圧力が過少の場合、再生光に対して充分大き
い光学濃度変化を与える。

即ち、ＣＮＲの大きい再生信号の得られるバブルが形成
されない。逆に有機物量が過大の場合、ガス圧力により
バブルが破壊されるため、良好なＣＮＦＬは得られない
。有機物量は、金属炭化物マトリクスの体積を越えるこ
となく、少くとも金属炭化物マトリクスに対して５チ以
上含まれていることが必要である。

また、金属微粒子の粒径は小さいことが望ましい。分解
能が高く、従って、高密度記録が可能になるからである
。使用されるレーザビール径が１〜２μｍであるから、
金属微粒子の粒径はビーム径の１７１０以下の１１００
ｎ以下が適当である。本発明の製造方法の場合、基板上
に飛来するのは、金属原子、金属炭化物分子、有機分子
である。金属原子は金属炭化物及び有機分子の飛来する
過程において粒成長することを余儀なくされるため、金
属微粒子の粒径を１１００ｎ以下に制御することは極め
て容易である。

記＠膜の膜厚は、記録感度を向上させるために４００　
ｎｍ以下がよい。望ましくは３００ｎｍ以下である。ま
た％　５ｎｍ以下であると記録膜が島状に堆積するため
に分解能が低下する。

次に本発明のより具体的な実施例について説明する。

〔実ｍ例−１〕 直径φ８′のＳｉＣターゲットを具備した高周波２極ス
パタリング装置を用い、ＳＬＣターゲット上にはＳｉＣ
に対する面積比で２０％に相当する複数のＡＮペレット
、及び１０％に相当する（ｌｅ、のナイロンペレットを
設置し、対向する電極上Ｅこφ８′厚さ１．５ｍｍのガ
ラス幕板を設置した。ｌＸｌ０−’Ｔｏｒｒに排気後、
Ａｒガスを２　Ｘ　１０−”Ｔｏｒｒになるよう導入し
、２００Ｗの高周波電力（１３，５６ＭＨｓ）を印加し
てプラズマを発生させた。１０分後に厚さ５Ｑｎｍの記
骨膜が基板上に堆積した。

こうしてｉ咋した記録媒体を６０Ｏｒｐｍ　　の速度で
回転させ、スポットサイズ１．５μｍに集束した出力１
０ｍＷ、パルス幅２００　ｎ　ｓｅｅのＡＪＧａＡｓｌ
導体レーザ（ｇ長８３０ｎｍ）を基板面から照射して記
録を行なった。次に、出力０．５ｍＷの連続ビームを基
板面から照射して再生を行なった。記録用ビームの照射
部分からの反射光量は、未照射部分の反射光量に比べ充
分に小さくなって２つ、本再生信号％ＣＮＲ，は５０ｄ
Ｂという良好な値が得られた。

記録済の記録媒体を走査型電子顕微鏡で叔察したところ
、記録用ビームの照射スポットには、いずれも底部径が
約２Ｘ１μｍ、高さ約０．２μｍのバブルが形成されて
いた。

比較例として、ナイロンペレットを設置せず、それ以外
は本実施例と同一の条２件で薄膜を形成し同一条件で記
録を行なりたがバブルは形成されなかった。

次にこの記録済の情報記録媒体を７０℃、８５チＦＬＨ
の条件に設定されている恒温恒湿槽に１０日間放置した
。こうして加速劣化テストを行なった媒体の記録膜面を
光学顕微鏡で観察したところ、ピンホールの発生は認め
られなかった。またテスト前後の媒体の波長８３０ｎｍ
における反射率を測定したところ、テスト後の反射率の
低下は５チ以下であった。

〔実施例−２〕 直径φ８１のＴｉＣターゲットを具備した実施例−１と
同一のスバタリング装買を用いて、ＴｉＣターゲット上
に面積比で３０　％に相当する複数のＴｅペレットを設
置し、体積比でＣＨ，／Ａ　ｒ−１５／８５なる混合ガ
スを２Ｘ１０−”Ｔｏｒｒ導入し、２５０Ｗの高周波電
力を印力口してプラズマを発生させた。

基板にはポリカーボネイトを用いた。プラズマの発生後
５分間で厚さ５０ｎｍの記録膜が堆積した。

実施例−１と同様ｉこして記録再生特性を調べた。

記録用ビームのエネルギーが８　ｍＷＸ　２０　ｎ　ｓ
ｅａ　　のとき、再生信号のＣＮ凡は４６　ｄＢという
良好な値が得られた。

本実施例と同一条件でＫＢｒＴＳ板上に堆積させた薄膜
を基板から剥離して透過型成子顕微鏡で観察したところ
、金＠Ｔｅの微粒子が均一にＴｉＣマトリクス中に分散
しているのが認められた。Ｔｅ微粒子の粒径は約１３ｎ
ｍ、Ｔ　ｅ微粒子のＴｉＣマトリクスに対して占める割
合は約４０体墳チと求められた。次に、この様にして形
成した薄膜から採昧した粉末番こついて、加熱しながら
放出されるガス成分を質量分析器で調べたところ、約１
３０℃においてＣＨ，の重金物の分解に起因すると思わ
れるＣＨ，。

ＣＨ，（貿量数１５．１４）の脱離が認められた。

〔実施例−３〕 本発明の情報記録媒体は、プリグループ付き樹脂基板を
成形するための原盤としても使用することができる。

実施例−１と同様にして厚さ３ｍｍ、φ１５０ｍｍのガ
ラス基板上に記録膜を堆積させた。膜厚は１２０ｎｍと
した。

こうして製作した情報記録媒体を３０Ｏｒｐｍの速度で
回転させ、ラジアル方向へ移動させｔがらＡｒ　　レー
ザビームを記録膜面から照射した。Ａｒレーザビームは
連続ビームとし、強度は８〜１２ｍＷの間で、媒体フォ
ーマット信号に対応させ強度変調した。この工程により
記録膜面には幅０．３〜０．８μｍ、高さ約０．０５〜
０．１μｍと変化した連続スパイラル状のバブルが形成
された。

このスパイラル状バブルの形成された情報記録媒体、即
ち原盤２００の断面を模式的に第５図（ａ）に示す。次
ζζ、バブルの形成された記録膜面上に厚さ２０ｎｍの
Ａｕ膜をスバタリングでＩＩしたもの３００の模式図を
第５図（ｂ）に示す。第５図中１１４がＡｕ膜である。

Ａｕ膜１１４を電極としてＡｕ膜１１４上に厚さ３００
ＡｍのＮｉ板を電鋳法で形成した・もの４００の模式図
を第５図（ｅ）に示す。第５図（Ｃ）中１１５がＮ１板
である。次に電解洗浄法によりＡｕ膜１１４と記録膜１
２との間より剥離したものがスタンパ５００である。ス
タンパ５００の断面模式図を第５図（ｄ）に示す。スタ
ンパ５００のＡｕ膜の被着した面には、原盤２００に形
成されていたバブル１３の転写された形状の連続スパイ
ラル状の溝１３０が形成されている。このスタンパ５０
０　ｉ用いてポリカーボネート樹脂を射出成形した。こ
の射出成形ポリカーボネート基板のスタンパに接してい
た面には、原盤２００上に形成されていたバブル１３に
略等しい形状の隆起部の転写されていることが、本ポリ
カーボネート基板にＡｊ膜を堆積させた後、み走査型電
子顕微φ観察により確認できた。また、本実施例のＡｌ
［を被着させたポリカーボネート基板のトラッキング信
号変調度は、０．２と云う充分な値を示した。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例１こ係る情報記録媒体の記碌
後の状態における断面を模式的に示す図、第２図は本発
明に係る情報記録媒体の製造に使用するスパタリング装
置の構造を模式的に示す図、第３図は本発明に係る情報
記録媒体ｉζｇける記録膜形成に用いるターゲットの一
例を示す図、第４図は同じく記録膜形成に用いるターゲ
ットの他の例を示す図、第５図は本発明に係る情報記録
媒体から樹脂基板成形用スタンバを作成する工程を説明
するための図である。 １１・・・基板、１２・・・記録膜、１３・・・バブル
、１０・・・情報記録媒体、２１・・・真空容器、２２
・・・ガス導入口、２３・・・排気口、２４・・・電極
、２５・・・対向電極、２６・・・電力印加端子、３１
・・・金属炭化物ターゲット、３２・・・樹脂ペレット
、３３・・・金属ペレット、３４・・・バッキングプレ
ート、３０．４０・・・ターゲット、２００・・・原盤
、５００・・・スタンパ。 代理人弁理士　　則　近　憲　佑（ほか１名）第１図 第８図 第４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上に堆積された記録膜にレーザビームを照射
   して、該記録膜に隆起変形部を形成して記録を行なうバ
   ブルモード情報記録媒体において、該記録膜は金属炭化
   物マトリクス中に金属微粒子及び有機物を分散させた構
   成であることを特徴とするバブルモード情報記録媒体。
2. （２）基板上に堆積された記録膜にレーザビームを照射
   して、該記録膜に隆起変形部を形成して記録を行なうバ
   ブルモード情報記録媒体の製造方法において、該記録膜
   は金属炭化物マトリクス中に金属微粒子及び有機物を分
   散させた構成であり、且つ金属炭化物マトリクスの形成
   及び金属微粒子・有機物の分散をプラズマを利用して同
   時に行なうことを特徴とするバブルモード情報記録媒体
   の製造方法。