JPS61198450A - 光デイスク保護膜の形成方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は記録層に対して密着性が良く、酸化性をもたな
い保護膜の形成方法に関する。

光ディスクはレーザ光を用いて高密度の情報記録を行う
メモリであり、記録容量が大きく、非接触で記録と再生
を行うことができ、また塵埃の影響を受けないなど優れ
た特徴をもっている。

すなわちレーザ光はレンズによって直径が約１μｍの小
さなスポットに絞りこむことが可能であり、従って１ビ
ツトの情報記録に要する面積が１μｍ２程度で足りる。

そのため磁気ディスク或いは磁気テープが１ビツトの情
報記録に数１０〜数１００μｍの面積が必要なのと較べ
て遥かに少なくて済み、従って大容量記録が可能である
。

またレンズで絞り込まれたレーザ光の焦点面までの距離
は１〜２ｕとれるため磁気ディスクで問題となるヘッド
クラッシュを避けることができ、また光ディスク基板の
上面では光ビームは約１ｆｌ径となるので基板の上面に
大きさが数１０μｍの塵埃が存在していても記録と再生
に殆ど影響を与えずに済ませることができる。

このように優れた特性を備えた光ディスクは記録媒体と
して低融点金属を用い、情報の記録を穴の有無により行
う読出し専坩のメモリ以外に非晶質、結晶間の相変化、
すなわち相転位を利用したり、非晶質垂直磁性膜の磁化
反転を利用した書替え可能なメモリ（Ｅｒａｓｅａｂｌ
ｅ　Ｍｅｍｏｒｒｙ）が研究開発されるなど各種タイプ
の記録媒体が実用化されているが、これらの記録媒体は
何れも長期に互って品質を補償するために耐湿、耐酸化
用保護膜を備えることが必要である。

本発明は基板との密着性が良く且つ記憶媒体に経年変化
を起こせにくい保護膜の形成方法に関するものである。

〔従来の技術〕

第２図は光ディスクの断面構造を示すもので同図（Ａ）
は片側に語録媒体１を、また同図（Ｂ）は両側に記憶媒
体１を形成した光ディスク２が集光したレーザ光３によ
って情報の書込み或いは読出しを行っている状態を示し
ている。

すなわち、ガラス或いはポリメチル・メタクリエイト（
略称ＰＭＭＡ）などからなるディスク状の透明な基板４
の内周部と外周部にプラスチック或いは金属からなるス
ペーサリング５を置き、記録媒体１を形成した基板４を
上下より接着して密着した構造をしている。

ここで、第２図（Ａ）は記録媒体１と基板４の間、また
同図（Ｂ）は記録媒体相互間に空隙があるエアサンドイ
ッチ形の構造を示しているが、これ以外に空隙部に接着
剤を充填した張り合わせ形もある。

さて、先に記したように記録媒体は長期に互って品質を
補償するため耐湿および耐酸化を目的として薄い保護被
膜が設けられており、この材料として従来酸化硅素（Ｓ
ｉｎ）或いは二酸化硅素（Ｓｉ０２）を使用し、真空蒸
着法を用いて形成されていた。

然し、これらの酸化物は内部応力が大きく、そのために
クランク、基板からの剥離、基板の反りなどの現象を生
じ、１０００Å以上の厚さに形成することは困難である
。

一方、これ以下の厚さの場合はピンホールが多く、保護
膜の効果がないと云う問題がある。

また、かかる保護膜は厳密には５ｉＯｘ（１＜ｘ〈２）
で示されるＳｉＯとＳｉ０２との混合物であり、反応し
易い酸素（０）原子が多数台まれているために使用期間
を通じて徐々に拡散して記録媒体の構成元素と反応し、
酸化物を生じて性能を劣化させると云う問題があり改良
が必要であった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

さきに説明したように従来の保護膜としては硅素酸化物
が真空蒸着法により形成したものが汎用されているが基
板との密着性が劣り、また含有する酸素原子によって記
録媒体の劣化を生じ易く、特に酸素の存在を極度に嫌う
希土類含有の磁性膜の場合は保護膜として適さないこと
が問題であった。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の問題は光ディスク基板の記録層を被覆する保護膜
の形成が該記録層に接する面にイオンプレーティング法
により透明な硅素或いはアルミニウムの窒化膜を形成し
たる後、酸化性雰囲気中で熱処理し、該金属窒化物の表
面を酸化物に変えることを特徴とする光ディスク保護膜
の形成方法により実現することができる。

〔作用〕

本発明は光ディスクの保護膜として非晶質の状態のもの
が明確な結晶粒界を持たないために湿気或いは他の原子
或いはイオンの拡散阻止に有効であり、そのために使用
されているが、このような非晶質の膜形成は真空蒸着法
によって行われているために密着性が弱い点に着目し、
イオンプレーティング法で形成するように改めた。

また真空蒸着法で形成した従来の酸化硅素膜はＳｉＯと
ＳｉＯ□との混在物であり、そのために有害なＯ原子を
遊離することから酸化物を改めて硅素窒化物（Ｓ３３　
Ｎ　ｍ　）或いはアルミニウム窒化物（ＡＩＮ）を記録
媒体として使用するものである。

ここで窒化物を形成する金属元素として硅素（Ｓｉ）と
アルミニウム（ＡＩ）を選んだ理由は安定で且つ透明な
化合物であることによる。

またイオンプレーティング法で窒化膜を形成した後、そ
の外側の表面層を酸化物に変える理由は経年的にみてよ
り安定であることによる。

第３図は本発明の実施に使用するイオンプレーティング
の構成を示すものである。

すなわち、被処理基板６を装置７に設けた陰極８に装着
し、電子ビーム蒸着源９に蒸着金属（この場合Ｓｉ或い
はＡＩ）をチャージした後、真空ポンプに繋がる排気口
１０から高真空に排気する。

次に導入口１１からアンモニア（ＮＨ３）とアルゴン（
Ａｒ）ガスを供給しながら排気を行い５×１０″″４〜
Ｉ　Ｘ　１Ｏ−３ｔｏｒｒの真空度で高周波コイル（Ｒ
Ｐコイル）１２と陰極８との間で放電を行いながら電子
ビーム蒸着源９を動作させると蒸発した金属原子はイオ
ン化したガス中を通ることによりイオン化し、被処理基
板６に衝突放電して窒化膜の形成が行われる。

このようなイオンプレーティング法を用いて形成された
膜は従来の蒸着膜と較べて密着力が格段に優れている。

本発明はこのようにして形成したＳｉ３Ｎ４或いはＡＩ
Ｎを記録媒体の保護膜とするものである。

〔実施例〕

第１図は本発明に係る保護膜を形成した基板の部分断面
図である。

以下ＰＭＭＡ基板上にＳｉ３Ｎ４を保護膜とし、テルル
（Ｔｅ）を記録媒体として光ディスクを形成する場合に
ついて本発明を説明する。

ＰＭＭＡ基板１４を第３図に示す装置の陰極に装着した
後、装置内を１Ｏ−２ｔｏｒｒ台に排気した後、６０℃
の温度で１時間に互って排気し、次に導入口１１より計
を導入してイオンボンバード処理を２０分に互って行っ
た。

その後Ａｒガスを排気し、ＮＨ３を導入して２〜３×１
０′″’　ｔｏｒｒの真空度とし、この状態で高周波放
電を起こさせて窒素（Ｎ）プラズマを作り、引き続いて
電子ビーム蒸着源９から硅素（Ｓｉ）を蒸着し、蒸発原
子をＮプラズマ中を通過させてイオン化させると共に相
互に反応させる反応性イオンプレーティングを行った。

このようにしてＰＭＭＡ基板１４の上に約１５００人の
膜厚に達するまでＳｉ３Ｎ４層の成長を行い、下側保護
膜１５を形成した。

この上にＴｅを蒸着法を用いて３００人の厚さに形成し
て記録媒体１６とした。

次に上側保護膜１７の形成はまずＮＨ３ガスの流量を調
節して真空度を４〜５　Ｘ　１．Ｏ＝　ｔｏｒｒに保っ
てイオンプレーティングを行い、Ｓｉ３　Ｎ　４層を約
１２００人の厚さに形成した後、ＮＨ３の流量を調節し
て真空度を２〜３　Ｘ　１０＝　ｔｏｒｒに上げ、この
状態でイオンプレーティングを行って更に約３００　人
のＳｉ３Ｎ４層を形成した。

ここで厚さが約３００人のＳｉ３　Ｎ　４層はＳｉがリ
ッチ（ｒｉｃｈ）となっており、１２００人の層よりも
比較的不安定な状態になっている。

次にこれを大気中で７０℃の温度で３０分間処理するこ
とによりこの３００　人のＳｉ３Ｎ４層の表面をＳｉ０
２層に変えた。

このＳｉＯ２層１８は耐湿及び耐酸化層としてＳｉ３Ｎ
４層よりも更に効果的である。

〔発明の効果〕

本発明は従来記録媒体の保護膜として用いられているＳ
ｉ０２層は耐湿性が優れているものの内部応力が大きく
、そのため剥離、クラッタなどの発生があり、また含有
する遊離酸素原子によって記録媒体の酸化が生ずる欠点
を無くするもので、イオンプレーティング法により透明
な窒化物を密着性良く形成すると共に表面層を酸化物と
することにより耐湿性を向上させるものである。

このように本発明の実施により、密着性が良く、且つ酸
化性を持たない保護膜の形成が可能となり、光ディスク
の信鎖性を向上することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施した光ディスクの部分断面図、 第２図（Ａ）、　　（Ｂ）は光ディスクの構成を示す断
面図、 第３図はイオンプレーティング装置の構成図、である。 図において、 １．１６は記録媒体、　　　　２は光ディスク、４は基
板、　　　　　　　　６は被処理基板、９は電子ビーム
蒸着源、　１２はＲＦコイル、１４はＰＭＭＡ基板、　
　　　　１５は下側保護膜、１７は上側保護膜、　−１
８はＳ３０２層、である。 第　１　ｚ 第３　図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光ディスク基板の記録層を被覆する保護膜の形成
   が該記録層に接する面にイオンプレーティング法により
   透明な金属窒化物を形成したる後、酸化性雰囲気中で熱
   処理し、該金属窒化物の表面を酸化物に変えることを特
   徴とする光ディスク保護膜の形成方法。
2. （２）前記金属窒化物層が硅素もしくはアルミニウムの
   窒化物よりなることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の光ディスク保護膜の形成方法。