JPS6134741A - 情報蓄積用媒体 - 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】 〔本発明の分野−〕 本発明は情報蓄積、より具体的には光情報蓄積（＝係る
。

〔技術背景〕

データの光蓄積のために、各種の系が提案され、用いら
れてきた。これらの系の例は。

基板上に堆積させたテルル合金を用・いるものである。

そのような媒体中に情報を蓄積するためには、テルル合
金の局在した領域が溶解される。。局在領域中でテルル
合金を溶融するか除去することにより、下の基板を露出
する孔が生成される。孔形成の際、光学変化を生じるよ
うに、二つの典型的な蓄積媒体構成が用いられる。第１
の構成において、第２の基板はテルル被覆透明基板下に
、それから空間をおいて固定され、それ（二より二つの
基板間に、空気間隙ができる。テルル合金は平滑な表面
を有するから、孔が形成される前には。

反射が起る。孔が形成された後、光は第１の透明基板を
横切り、吸収されるまで空気間隙中で内部反射される。

従って、処理されない表面は反射性で、孔は暗（見える
。

第２の構成において、テルル合金が透明誘電体上に堆積
され、それは金属基板を覆う。

誘電体の厚さは、入射書−き込み光が、最大エネルギー
で吸収層中に結合するための破壊的干渉を生じるよう、
注意深く選択される。

蓄積された情報の読み出しには、書き込みの際の反射率
変化を利用する。孔が形成された場所では、テルル合金
がないため、読み出し光の破壊的な干渉が除かれる。光
は露出された下の金属部表面から効率よく反射され、破
壊的な干渉を起さず、従って観測される。

（読み出し光の波長は、読み出し用光学系の焦点をあわ
せるのに有用なように２反射率を高めるため、しばしば
調整された書き込み波長からは、幾分具なるよう選択さ
れる。）いずれの構成蚤＝おいても、ディジタル情報は
光学的吸収領域と光学的反射領域により１表される。そ
のような情報を書き込むために。

レーザな用いることにより、テルルを基礎とした媒体中
に、１平方センチメートル当り１００メガビツトのオー
ダーの蓄積密度で。

データを蓄積することが可能である。（蓄積密度という
のは、蓄積媒体の単位表面積当りに蓄積されるビット数
である。） 多くの研究にもかかわらず、テルル合金媒体があまり望
ましくないという多くの考えがある。すべての構成にお
いて用いられるテルル合金は比較的不安定である。テル
ルは大気中で酸化し、腐食する。劣化した薄膜は、もは
や光学的蓄積には適さない。テルル媒体の急速な劣化を
防止するために、ハーメチックシールを用いる必要があ
る。このシールは本質的に蓄積媒体の価格を上げる。

理想的には、比較的正確な再現性のためには、０．５以
上のコントラスト比が望ましい。

（コントラスト比というのは、書き込み前のある領域の
反射率から、書き込み後の同じ領域の反射率を差し引き
、その量全体を書き込み前後の反射率の合計で割ったも
のと定義される。）たとえば、テルル合金の厚さを増す
といった各種の試みにより、チル九合金蓄積媒体は、典
型的な場合０．７までのコントラスト比を有するものが
作られるようになった。

しかし、これらの試みを用いることは、一般ｌ＝太Ｊｔ
６θｌ−櫓越量　斗；ス　Ｌ　　ｌ−、ｒｔ、Ａ証すご
　〒　☆　１１−　→Ｉ　−が増すことになる。テルル
のコントラスト比と感度は、有用な蓄積媒体を生成する
のに適当であるが、改善が望ましく、加えて媒体が相対
的に不安定であることは全く望ましいものではないもの
にしている。

〔発明の要約〕

窒素雰囲気中でスパッタしたテルルにより得られた材料
は、きわめて強度の高い光学的記録媒体となる。この安
定性はたとえば１Ｎの水酸化カリウム中に数時間材料を
浸しても。

媒体の光学的特性が劣化しないという能力で示される。

加えて、この媒体はたとえば０．７にも達する良好なコ
ントラスト比を有し、たとえば０．４ｎＪにも及ぶきわ
めて良好な感度を有する。

〔実施例の説明〕

本発明のテルル／窒素含有材料は、一般に光学蓄積媒体
構成に適している。たとえば。

媒体は一般にテルル合金とともに用いられる先に述べた
多層構成又は基板（５）上の第１図では単一層（３〕と
示されたものの両方に有用である。記録構造の具体的な
構成は厳密でなくてよい。構成２二よらず、入射光は各
種の構成をとった本発明のテルル／窒素含有材料中に。

光学的変化を導入する。

テルル／窒素含有材料は１反応性スパッタリングプロセ
スで形成される。各種の基板上（−、テルル／窒素材料
を形成することが可能である。典型的な材料には、ポリ
（メチルメタリレート）（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネイ
ト及びガラスが含まれる。反応性スパッタリング形成プ
ロセスは、用いる具体的な基板には依存しない。

一般に、所望の材料の形成は、窒素を含むプラズマに露
出したテルルターゲットから反応性スパッタ堆積６二よ
り行われる。スパッタリングの具体的な方法は厳密でな
くてよい。

たとえば、　　ｒ、ｆ、誘導スパッタリング又はイオン
ビーム誘導スパッタリング又はイオンビーム誘導スパッ
タリングは、同様に適用できる。（ｒ、ｆ、及びイオン
スパッタリングについてはスイン・フィルム・プロセス
（用型Ｆｉ１ｍ　Ｐｒｏｓｅｓ　）ジュイ・エル・ボゼ
ン（Ｊ、Ｌ。

ｖｏｓＳｅｎ）及びダヴリュ・カーノ（Ｗ、Ｋｅｒｎ　
）　。

アカデミツク・プレス（Ａｃａｄｅｍｉｃ　ｐｒｅｓｓ
　）　。

ニューヨーク、１９７８を参照のこと。）一般に［１，
０１ｎｍ／秒ないし１Ｑｎｍ／秒の範囲、好ましくはｉ
、５ｎｍ／秒ないしｏ、　ｏ　１ｎｍ／秒のスパッタリ
ング速度を得るためには。

十分なｒ、　ｆ、パワー又はイオンビーム電流が用いら
れる。０．０１　ｎｍ７秒より小さなスパッタリング速
度は除外されないが、きわめて遅い堆積速度になり、従
って経済的でない。

１００ｍ／秒以上のスパッタリング速度では。

堆積する媒体の厚さを制御する上で困難な点が生じる。

窒素を含むプラズマは、テルルターゲットと基板の間に
誘導される。堆積の形状は、堆積する材料の具体的な組
成に影響を与える。

一般に、望ましい感度とコントラストを有する材料を得
るためには、スパッタされるターゲット間の距離が制御
され、それはスパッタされる材料と窒素が接する時間を
制御する。

適切なコントラストと感度のためには、０，５個ないし
１５（１）の範囲のターゲット及び基板間距離が望まし
い。単−及び多層媒体の場合０．５ｃＩ＋＋以下の距離
ではプラズマが不安定になり、一方１５側以上の距離で
はスパッタリング速度が遅（なりすぎる。

プラズマ中の窒素の濃度は、媒体の特性に強く影響する
。一般に、１ないし５０パーセントの範囲、好ましくは
２ないし１０パーセントの範囲の窒素分圧が用いられる
。１パーセントより低い分圧は薄膜の感度を落す。

２０パ一セント以上の分圧は１粒が多く感度の低い記録
層が生成するため、好ましくない。

プラズマの安定性を増し、薄膜の特性を保つため、アル
ゴンのような不活性ガスが通常窒素と組合される。加え
て、　ＮＩ（３又はＮｏのような他の窒素を含むガスで
も同様の組成ができ除外されない。

典型的な記録媒体構成の場合、テルル／窒素を含む材料
は、一般に２０　ｎｍないし４０ｎｍ　の範囲の厚さを
有する層に堆積される。

典型的な場合、ＩＱｎｍ　以下の厚さでは連続的でな（
、従って不十分である。５３　ｎｍ　以上の厚さは除外
されないが、記録特性を劣化させ、従って一般シ二望ま
しくない。

本発明の記録媒体は一般に４５７．９　ｎｍ　ないし６
４　Ｚｌ　ｎｍ　の波長範囲の放射を用いて書き込まれ
る。典型的な場合、０．４ｎＪ　　ないし３　ｎＪ　　
のエネルギー密度の０５μｍないし０、９μｍ範囲のス
ポットサイズにより、許容できる書き込み時間と情報蓄
積密度が得られる。これらの書き込みパラメータを満足
するのに適した書き込み装置については、たとえば「オ
プティカル・エンジニアリング」（Ｑｐｔｉｃａｌ　Ｅ
ｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　）　、　２１　、アール・マク
ファーレン（Ｒ，ＭｃＦａｒｌａｎｅ　）ら、９１３頁
、１９８２に述べられている。

以下の例は本発明の媒体を形成し、この媒体中に情報を
蓄積するのに適する条件の例である。

第１例 バレー・ケミカル・カンパニ社（１３ａｌｌｙＣｈｅｍ
ｉｃａｌ　Ｃｏｍｐａｎｙ）から購入した。ヘキサライ
ト（Ｈｅ５ａｌｉｔｅ　）の商品名のつけられた厚さ１
．１ｍ面積２５ｊＪＸ７５１１の鋳造ポリ（メチル・メ
タクリレート）（ＰＭＭＡ）シートを乾燥室で処理した
。次に、ＰＭＭＡ基板を市販のｒ−ｆ−（１５，５＜Ｓ
ＭＨｚ）ダイオード・スパッタリング・システムの７．
６ｃｓｘ水冷接地電極上に置いた。厚さ０．６６Ｍ、直
径７．６２の９９９５パーセント純粋テルルのターゲッ
トを、装置のパワーの加わった水冷電極に固着した。２
個の電極は、約５１の距離能した。

堆積室は約１．５３×１０’Ｐａ（ＩＸ１０’’ｌ”ｏ
ｒｒ）の基礎圧力に排気した。アルゴン中の５パーセン
ト窒素の連続流を作り、熱マスフローメータを用いて保
った。この流れは堆積室中に導入され、室中の全圧はア
ルゴン／窒素流を調整するためにサーボループとともに
。

容量モノメータを用いて２６６６．４４　ｐａ（２０Ｔ
ｏｒｒ）に保った。

ターゲット及び基板間（二装置されたシャッタで７００
ボルトにバイアスされたターゲットに、１．１ワツト／
（２）２のｒ−ｆ・パワー密度が印加された。ｒ−ｆ・
パワーの印加により誘導されたスパッタリングは、約３
０分続けた。

次にシャッタを除き、テルル／窒素組成堆積物を得るた
めのスパッタリングを３０秒続け。

シャッタをターゲット及び基板間に置いた。

得られた堆積層は約３０　ｎｍ　の厚さであった。

試料をスパッタリング装置から取り出し。

自動自己焦点二ビーム静電媒体テスタの書き込みテーブ
ル上に置いた。このテスタは６４７、１　ｎｍ　の波長
でクリプトシレーザを用いた。装置はまた。０．４５の
開口数を有する最終焦点合わせレンズを用いた。媒体に
は各種パワーレベルにおけるたとえば１００ナノ秒の持
続時間のパルスを加えた。各パワーレベルに対して、媒
体中の約４０の異なる領域に書き込まれ、４０領域のそ
れぞれで得られたコントラスト比は測定され平均化され
た。

コントラスト比対パワーの得られたグラフが第３図に示
されている。

第２例 アルゴン中に存在する窒素の割合いを除いて、第１例の
プロセスに従った。試料はＯないし５０パ一セント間で
変化する７種の分圧（Ａｒ９００％、１％、２％、５％
、１０％。

２０％、及び５０％Ｎ２）のそれぞれで作成した。それ
ぞれに対するパワ一対コント・ラスト比が第２図に示さ
れている。

第６例 第１及び第２例で述べたように作成された媒体を６５℃
、７０パーセントの相対湿度の雰囲気に約１０日間露出
することにより、それに圧力を加えた。次に薄膜に第２
例に述べたように再び書き込んだところ、得られたコン
トラスト比は圧力を加える前観測された振舞いと、きわ
だった変化はなかった。それに対し純粋なアルゴン中の
テルルスパッタリング又は蒸着テルル／セレン合金はそ
のような圧力で本質的に劣化した。

第４例 第１及び第２例で述べた媒体をテルル／セレン合金及び
アルゴン−スパッタテルル媒体とともに１Ｎの水酸化カ
リウム中に浸した。

２０秒後テルル／セレン媒体はＰ　Ｍ　Ｍ　Ａ基板から
容易にぬぐい落された。約１時間抜アルゴンースパッタ
・テルル媒体は低倍率の顕微鏡で容易に見られる孔を含
み、従って全（役に立たなかった。それに対し、６時間
後窒素を含むテルル媒体では書き込み特性に変化はなか
った。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の蓄積デバイスの構成の例を示す図。 第２及び第３図はそのようなデバイスの特性を示す図で
ある。 〔主要部分の符号の説明〕 基板−−−−−−−−−５ テルルを含む組成−一−３ 出願人　　　アメリカン　テレフォン　アンドテレグラ
フ　カムパニー ＦＩＧ、　／ ＦＩＧ、２ ｐｌａｎ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板及びテルルを含む組成から成る情報蓄積用媒体
   において、 前記テルルを含む組成は窒素を含む雰囲気中での、テル
   ルの反応性スパッタリングにより形成されることを特徴
   とする情報蓄積用媒体。 ２、特許請求の範囲第１項記載の媒体において、 前記基板はポリ（メチル・メタクリレート）を含むこと
   を特徴とする情報蓄積用媒体。 ３、特許請求の範囲第１又は第２項記載の媒体において
   、 前記スパッタリングは窒素を含むプラズマ中で行われ、
   その窒素分圧は１ないし５０パーセントの範囲であるこ
   とを特徴とする情報蓄積用媒体。 ４、特許請求の範囲第３項記載の媒体において、 前記分圧は２ないし１０パーセントの範囲が好ましいこ
   とを特徴とする情報蓄積用媒体。５、特許請求の範囲１
   又は第２項記載の媒体において、 前記スパッタリングは０．０１ないし１０ｎｍ／秒の範
   囲で行われることを特徴とする情報蓄積用媒体。