JPS61500138A - アイランド記録膜構造 - 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】 アイランド記録膜構造 この発明は新規な薄膜構造に関するもので、より特定的には、半連続な「アイラ ンド」状に与えられる金属の薄膜に関するものである。

序文・背景 これは「ディジタル・データ貯蔵用アイランド記録膜構録膜する１９８２年５月 に出願された私の同時係属中の米国特許出願、連続番号第３８１６９４号、の一 部係属出願であり、この一部係属出願は、それを引用することにより、本件出願 と一致する範囲で、本件出願に援用するものとして理解されたい。

一ダの）金属膜を作ったり使用したりする技術分野の者であれば、わずかな空き 領域で、または空き領域がなく、できるだけ連続的に金属膜を作るということに 関心を持っているのが普通である。それに対し、この発明は薄膜を意図的に「ア イランド状の」　（島状の）形で半連続的になすことに関するものである。

そのような「島状の」の膜は全く一様なアイランド寸法と厚みを有する全く一様 なパターンのアイランドと空き間隔を示すように（たとえば真空蒸着で）施すこ とができる、すなわち、（むしろ正確に）制御でき、繰返し可能で比較的真直ぐ な方向にかつ安価な（たとえば公知の真空蒸着法を使った）技法で奏することが できるということがねかつており、ここでそれを説明する。

詳述覆る特徴によると、そのような「島状の」膜はいくつかの有益な思いが（Ｊ ない性質や特性を示すことがわかった。たとえば、金のごとき金属が（「アイラ ンド」として）付着されると、島状膜は（たとえば非常に低い温度で溶ける）バ ルク金属とは全く相違したビットの性質を示すように見える。そして、私の引用 した米国特許出願、連続番号第３８１６９４号、に極めて詳細に書かれているよ うに島状：？は当（Ｌ、−”　ｌ記録に全・″コ負に適合することができる。而 （２て、何人かの当業者は池の全く異なった適用を企てるかもしれないが、模範 的な「島状の」膜の構造と使用についての以下の説明の多くはディジタル・レー ザ“記録に適切な光デｒスクレコードに関して向けられる。

而して、前述の特徴と利益および他の）ホベる特徴と利益を供給することが、こ の目的である。より特別な目的は、金などの模を「アイランド状の」　（または 不連続のような〉形で付着するのを教示することである。他の目的は優れた熱応 答を示ずどともに野命が長い摸を教示することである。

さらに、他の目的はそのような膜を作成する好適な方法を教示Ｊることである。

図面の簡単な；口 この発明のこれらの、および仙の特徴と利点は、当業者が、いくつかの示された 好ましい実施例について以下の詳細な説明を参照してより一層理解しＩごときに 認められるであろう。そして、これらの実施例は添付図面と関連して考慮される 。なお、図面において、類似の参照符号は類似の要素を示す。

（第１図ないし第１３図は、先に引用した米国特許出願、連続番号第３８１６９ ４号、のちのと同一であり、その説明は、ここに本件特許出願と一致しないもの を除き、前記特許出願を引用することにより、本件特許出願に援用する。

この説明は本件出願では簡単にするために本件出願で完全に再現はしていない。

） 第１図は先行技術の記録媒体の埋却的な部分を大きく拡大した断面図である。

第２図はこの発明を反映した原理に従った構成を示づ一新規な記録媒体の同様な 断面図である。

第３図は説明されるディスクレＩ−トの同様な図である。

第４図と第６図は模範的な記録された１ビツト」の理想化した平面図である。

第５図は他のそのようなし」−ドの断面図である。

第７図は２つの異なる模範的なレニ１−ドの反射率対波長の図である。

第８図は別の「島状の」　（実際には「半島状の」）膜の大きく拡大した大竺把 な理想化した平面図である。

第９図は島状の膜の「熱シャッタ」適用の機構図である。

第１０図、第１１図、第１２図および第１３図は種々の「島状の」膜のＴＥ顕微 鏡写真図であり一１第１４図ないし第２１図は島状膜の他の実施例のＴＥ顕微鏡 写真図である。

詳細な説明 前に述べたように、この記載は（Ｍ定の形式の）レーザ光によって「書込まれ」 、同じ方法でくすなわち、引用した米国特許出願、連続番号第３８１６９４号、 に記載されているように〉読出されるように適合した光学的な記録紙（ｒＯＲＪ ＯＲ−ド）の構造（これに限定されるものではないが）について説明するものと 理解されたい。そのようなＦＯＲレコード」は非反射のベース上に設けられるも のと理解されよう（好Ｊ、しくは、米国特許出願、連続番号第３８１６９４号、 およびその中の引例で議論されるような「３層」の部分を参照）。そのような１ ３層」は従来奪格吸収体、または他のそのような公知の「変形」による情報構造 を使用した媒体にどのように採用されていたか、次に議論する。

破裂的または変形的な情報溝゛　（「３　を１つの公知の方法（１９７８年発行 のＩＥＥＦ　Ｊ、０層の光学的データ貯蔵媒体は不透明な金属反射層、誘電体ス ペーサ、および薄い吸収体（または低融点金属からなるのが典型的な情報）が順 次付着される固い基体を使用している。誘電体スペーサの厚みはレーザ光の合焦 点ビームに曝したとき情報層が光電場の定在波のピークになるように選ばれる。

入射光は情報層の書込用地に吸収されるので、この用地の温度は情報層の物理的 「破壊」または変形が生じるまで上昇する。書込用地におけるこの破壊または「 変形」は下の反射体を露出させ反射率の大きくかつ取消のできない増大を招き、 書込「ビット」を形成する。

従来の３層媒体では、レーザ”書込中にお（Ｊるそのような情報層の変形・破壊 は次のような３つのメカニズムの１つによるものと考えられる。

（１）　情報層がビット用地から追出された物質によって局部的な削除を受ける 、または （２）　吸収体が表面張力効果によって溶けた金属の破壊で局部的な溶融を受け てビット用地の周囲に凝固した物質の縁を生じる、または （３）　情報層からスペーサ層に伝導され！−熱がスペーサに局部的な溶解とガ スの発生を引起こすようにスペーサ層の物質が選ばれている。そのガスは情報層 にわずかな変形を起こし、ビット用地が半球状の気泡の形をとる。

これら３つのビット形成プロセスはそれぞれ破壊および／または変形である「削 除」、「縁形成」、および「気泡形成」と理解される。すなわち、これらのビッ ト形成メカニズムはいくつかの意味のある「変形」および／または「破壊」、す なわち意味のある釣り合いの量変化か、ビット用地の半径に比し大きな距離にわ たって砕片の多量輸送のいずれかを含む。結果として、これらすべてのメカニズ ムは大きな従来の内部接触外被の通常の存在とは本来的に両立しないものと考え られる。これは、そのようなビット、形成に含まれる大きな物理的な動きを収容 するように設計されるいくつかの複雑な外被形状、たとえば「エアギャップ」や 他の１非接触」設計アプローチを引起こしている。

簡単性、耐久性、および製作費用という観点からは「内部接触」外被の採用は魅 力があり、有利である。しかしながら、実際に行なわれる「内部接触」外被の概 念では、ビット形成メカニズムは「変形」または「破壊」　（の必要）なしに、 すなわちビット半径の意味のある砕片の距離にわたる大きな動きまたは多量な輸 送なしに進行しなければならない。

新規なアイランド情報構造（破壊的／変〉的でない）内部接触外被と両立する３ Ｎの光データ貯蔵媒体の開発をここで述べる。そのような媒体は従来の金属製反 射体と誘電スペーサ形状を使用していることがわかる。しかし、情報層は薄い、 不連続な（金）「アイランド膜」で構成され、これは公知の方法とは大きく異な っていることを表わす。情報層としてアイランド膜を使用することは無数の記録 （ビット形成）メカニズム・・・「凝集物」・・・を与える。それは大きな内部 接触外被、特に粗（裂けた接触面を持つ外被の存在による影響を比較的受けない ようである。

るかということを記述しており、また情報層としてアイランド金を組込んだ３層 媒体における「凝集」メカニズムの詳細も述べている。観察した反応と、記述づ る「凝集」、およびそれが内部接触外被の存在にどのように作用するかというこ とを説明するための現象学的なモデルが提案されている。

実施例 以下の実施例は、この発明によるそのようなアイランド吸収体について、および それへの（「凝集」による）書込についての模範的概念、使用、および利点につ いて教示するものとして提供されたものである。ただし、ある程度までは米国特 許出願、連続番号第３８１６９４号、の詳細と重複しかつ補足している。アイラ ンド膜の利点と特徴は、それらを当分野で公知の、また米国出願、連続番号第３ ８１６９４号、に記載されている「Ｔｅ実施例」　（テルリウム）のような「変 形」吸収体と比較することによって一層よく理解されよう。

一一実施例工：金属材料の吸収体：第２図米国特許出願、連続番号第３８１６９ ４号、に記載されているｒＴｅ実施例」　（第１図）の動作、材料、および構造 については、特別な点を除き［テルリウム吸収体膜（第１図の５）に代わる「金 吸収体」膜１５を有する新規なレコード１０（第２図）と同じである。

レコード１０は「非反射」ベース１−　、Ａ　Ｒが置かれる（第１図のＡＲと同 様）支持体１２を備えており、好まＩノ（は頂部に配された膜１５を有する不透 明な金属反射層１３上のＭ電体スペーサ１４を備えるものと理解されたい。

ここで、およびその顕著な特徴によれば吸収体１５は、「アイランド層」の形で 施されかつ吸収体膜（前記ｒＴｅ実施例ＪでのＴｅ膜と比較し、多少類似の記録 方法に適切でかつ類似の手段を備える）として機能するように意図された「金材 料」の非常に薄い（最小量）膜からなる。ここで、付着中に膜厚が最小となり、 アイランドの均一性が最高となるように吸収体の厚みをコントロールづるべ（綿 密な注意が払われる。たとえば、さらに後でも述へるように、前述した最小限の 「ダークミラー」反射率Ｒｍ　（たとえば、ここでは１０％が適当である）を引 出すように監視する。

もちろん、膜１５が半連続的に（とぎれとぎれに）施され高い均一「アイランド 状の」形（たとえば第１１図に粗く例示されている１００，０００ｘＴＥＭまた はトランスミッション電子顕微鏡写真、後でさらに記述覆る）に記載されている ことは重要なことである。

その下に位置するスペーナ層１４、反射層１３および基体１２は（少な（とも機 能的には）ｒＴｅ実施例」と同一であり、而して先行技術（たとえば米国特許出 願、連続番号第３８１６９４号、の引用写真を参照）において理解されるように １３層」　（吸収体１５を含む）として機能するものと理解されにう。

「金アイランドＪ吸収体１５は（好ましくは〉誘電体スペーサ１４の表面上に金 を必要な［島］　（アイランド）形状が得られるように注意して（周知の「３層 」効果をモニタづ−ることによって）吸収体１５の表面反射率が予め定めた値Ｒ ｍ　（ここでは１０％の反射率）に最初に落ちるまで蒸着することによって形成 できる。反射率Ｒｍは都合が良いことに、「書込」と続出が十分にできるどんな 所望の値に設定してもよい。ここで、約１０％のＲｍは勝丁に（レーザの適当な フォーカスなどのために最小に）得られる。

それから、発見して少々驚いたことに、前述したレーザビーム（米国特許出願、 連続番号第３８１６９４号、の「Ｔｅ実施例」におけるように）で、このアイラ ンド膜へ「書込む」と前述した方法での好適な読出ができるように反射率が変化 する。覆なわち、「読込まれたスポット」は２２〜５５％の反ｖＪ率を示づこと がわかり、これは所望のＳ／Ｎ　（２５＝４６　ｄＢの節回、ある場合には３０ へ・５０％の増加が望ましい）をもたらす。当業者であれば「バージン」（書込 まれていない）吸収体膜に他の「最小反射率−１をどのように選んたらよいのか わかるであろう。

−一吸収体膜１５に関する予備説明：（第２図）このように、吸収体１５は、ス ペーサ層１／Ｉ（？ｌなわち、比較的平坦でたとえば０．５２の記録面（上に蒸 着された）熱蒸着またはスパッタされたく金の非常に薄い、高均一で、最少量の ［アイランド吸収体］で構成される。もし金が前述の「最小反射率ＪＲｍ（たと えば１０％）までのみ、そのような「３層ｊ上に蒸着されると、「アイランドＪ は前など）を受けたとき反射率が一一全（望ましいが、しかし全く思いがけなく 一一著しくすなわち十分な読出に全く十分な値に変化するように形成されるとい うことに多少思いがけなく気付く。（たとえば、純金は１０−６〜１Ｏ−７Ｔｏ ｒｒの大きな真空至の中で抵抗加熱されたモリブデンボすべての基体は光薄膜の この好適実施によりきれいになる。

金アイランド膜１５が蒸着される前に「核形成ストライク」としてスペーサ上に 軽珪酸ストライク（選択的にはＭａ、ＦｆＬなと）を同様に蒸着してもよい。楽 観的な例として「ストライク」はスペーサを横切って均一に最少量、最小寸法の アイランドを生じる。

この（熱蒸着による）蒸着が膜１５の反射率が所望の「アイラン、ド」を生じる 最初に１度所定の「最少量および最小反射率レベルＪ（Ｒｍ）を得ると終わると いうことは重要なことである。そうでなければ、意図した「アイランド」と、そ れに関連する結果が生じない。

当業者なられかっているように、そのような蒸着は「検証チップｊの表面反射率 を吸収体膜１５が満足すべき「アイランド」が現われ始めるまで蒸着される間、 軽験的または連続的にモニタすることによってプログラムすることができる。〈 米国特許出願、連続番号第３８１６９４号、においで、ゼヒ氏が引用したものに 少々述べられている蒸着アプローチを参照されたい、または蒸−漬量または蒸着 中の電気的性質をモニタする他の公知の方法を参照されたい〉−一実施例Ｔの結 果 結果（この「アイランド」形状にレーザ記録）は特に期待した性質に照らして、 また公知のくたとえば、米国特許出願、連続番号第３８１６９４号、のｒＴｅ実 施例」において上述のごとく用意された）Ｔｅ吸収体膜のよ−うな従来の媒体に 比較して最も驚くべきである。すなわち、レコード１０は（たとえば、説明した タイプの）−１８−Ｎｅレーザを使ってン米田特許出願、連続番号第３８．１６ ９４号、の引用「Ｔｅ実施例」と同様に書込み、続出を行ない、かつ感度などで 評価したものと理解されたい。

そのように書込まれたビット用地は既述の１凝集」を示づ（書込用地の吸収体ア イランドは範囲を形成で−るようになされ、これらの範囲は書込エネルギで加熱 されたとき合体する）−一これは、書込ビームの径（たとえば、その１／４〜３ 　／　４　）に匹敵する書込用地を横切っている。この「凝集」は反割係数の関 連する増加や読出信号を伴なっていることがわかる。

第６図はそのようなレコードの顕ｆｌｌ鏡写真に基づいて「凝集ホール」　（書 込ビット）の非常にむきだしの形を示す芸術的描写である。ここで「凝集ホール 」１５Ｐは［バージン」　（書込まれていない）吸収体アイランド膜１５ｖにお けるやや円形がかった書込スポット、または、物理的、光学的な不連続法として 理解されよう。スポット１５のサイズはレーザ書込ビーム径のオーダ（たとえば 、その４０〜１２０％）である。スポット１５ｐ内に吸収体物質の同じ量が存在 するが、しかじ裏込ビームは小さな「アイランド」を吸収体膜９Ｌに凝集く固化 ）する。その多くはバージン膜１５ｖや第１１図の小さなアイランド膜よりも（ 通常は小さいが）比較的大きいくそして、そのように一度書込まれると比較的大 きく離れて存在する）。事実上、スポット１５ｐは選ばれた続出波長（λＷ）で １光学的不連続」を構成するものと理解される。しかるに（物理的に不連続な） バージン・アイランド膜１５ｖは光学的には比較的連続に現われるｍ−そして（ 部分的な）反射体である。

当業者であれば、そのような非変形の「凝集ホール」１５ｐがテルリウム（Ｔｅ 実施例と米国特許出願、連続番号第３８１６９．４号、に引用されている引用を 参照）での公知のような従来の変形ピン１〜とどのように機能的に等価であるか ということがわかるであろう。

以下に詳述するように、そのような「島状」吸収体膜は優れた記録を行なうこと ができるということがわかる。すなわち、非常に記録の安定性がよいということ 、思いがけない高感度と高いＳ／Ｎということであり、しかも驚くべきほど低い 書込エネルギと、明らかに低い書込温度を要するだけであり、外被に対する優れ た寛大性を持っていることは明らかである。たとえば、有用な外被け、アイラン ド吸収体のために実質的な有用性を超えて動作遂行を低下させる必要がない−− しかし現在Ｔｅや他の変形吸収体ではこれらのものが吸収体物質の比較的多くの 変換や変形を明らかに必要としていることが多分原因で前記低下が起こっている 。これに対し、当業者はこの発明では吸収体のビット用地でのそのような広範囲 の変換ｄ）よび／または変形を必要とすることなく、記録（すなわち、読出ビー ムを通過させるビット孔をあける）できるということがわかって快＜驚＜だろう 。その代わり、この発明では用ｊＩ！Ｉを偵切ってまたは用地の外に広範囲に動 くまたは用地から放遂削除される必要のある物質は比較的少ないか、またはなく て単に凝集をし、ピッ１〜用地内における吸収体を区分し直すことによって動作 できる。詳細は以下に述べられる。

−−吸収体膜のアイランド形態 第１１図は上述したような金アイランド吸収体模の元のバージン（すなわち、記 録されていない）反射面の顕微鏡的な平面図（１００，０ＯＯＸＴＥ顕微鏡写真 ）である、。

それは、この面が（ＳｉＯｚスペーサ面上に）非常に規則的な「アイランド」パ ターンを示づ物理的に半連続的なまたは部分的に不連続な「島状の」形として見 えるという証拠である。この実施例工では、書込まれないアイランドはザビーム ５０００〜１００００Ａ広さ：６３２８Ａ波長）典型）のオーダの径を持ってい ることがわかるであろう。

而して、バージン膜１５は成る「パーセントの空き」範囲（たとえば数％〜４０ ％の空き）を示す。

今、このバージン膜の一部分を上述したようにレーザ記録ビームに曝すと、これ らの「アイランド」を凝集するように使用し、用地における「パーセント空き」 が増加（大きなアイランドスペース化）し、而して第６図のような「凝集ホール 」を形成する。このプロセスは、ここでは「凝集」として大雑把に特徴付けられ る。

この「アイランド」形状は期待はされていなかったが、もつと驚くべきことは凝 集として理解される並外れな「記録性質」である。それは、他のどんな記録膜や 「バルク金」の性質が示すものとは全く異なる効果である。

上述のように、［アイランドＪ形状を示すｒＯＤＤ吸収体Ｊ膜（または他の媒体 構造）の形態については文では言及していない。なお、それは「よき実施Ｊを提 供することに反しているように思える（たとえば米国特許第４２２２０７１号は 明らかにしている、米国特許出願、連続番号第３８１６９４号、における議論を 参照されたい。）。

そのようなアイランド構成を制御する第１オーダのファクタの少なくともいくつ かは、吸収体物質、蒸着割合、付着、基体材料と条件（たとえば、クリーニング 、粗さ、「核形成面」としての「ストライク」膜）および温度、蒸着混入不純物 （真空圧）の存在、および当業者によって判断される同様なファクタなどである と信じられている。

たとえば、基体は涼しすぎれば連続的な膜を生じ、暑ずぎれば膜を全（残さない であろう。この点について、当業者は第１２図と第１３図を第１１図と比較する とよい。第１２図では、珪酸スペーサが蒼鉛酸化物層（当技術分野で知られてい る）核形成（援助）で被覆されている点を除き（実施例工と同様に）類似の膜が 形成されている。第１３図の場合に関してはクロミウム核形成層が使用されてい る。

第１１図と比較して第１２図は、より薄いアイランドを示しているように見える 。さらに異なって、第１３図は連続的な金膜（アイランドはなし）である。

例として挙げたレーザ装置は（例として挙げた電力レベルで）第１３図の膜のす べてに書込むことはできなかった。

一方、第１２図の膜はビットの低い感度という点を除き第１１図（実施例工）の 場合と同様に大体書込めた。

当業者なら、そのような「アイランド」吸収体は続出／″書込条件（たとえば書 込エネルギ、ビーム幅、λ、など）のごときファクタを考慮して成る好ましい結 果を得ることができるということがわかるであろう。而して、実施例工において 満足すべき約４０００〜１００００Ａ径の「ビットホールＪが特殊な書込ビーム などによって形成された（満足すべきＳ　、／　Ｎなどが与えられた）。

さらに下で詳述するように（規定の書込／″読出条件での）「凝集」は十分良い （バージン）アイランド膜を必要とするだけでなく書込中に「アイランド温度」 や「移動性」に（すなわち、アイランドを溶かすことによって到着する最大温度 と凝集段階の関連移動性に）（少なくとも成る程度まで）依存する。一方、これ らはバージン・アイランドの大きざとホスト面に接触したアイランドを溶かず２ 面間のエネルギに依存する。

ｍ−所望のバージンアイランドパターン大きすぎる（まＩζは小さすぎる）アイ ランド径または分離は満足すべきものではないということが推論できる。より詳 細に言えば、バージンの大きさとアイランド間のスペースは記録中に連続的な膜 にアプローチするどんなもの（すなわち、熱的に個々のアイランドを孤立化させ る十分なスペースとパーセント空きを持ったもの）よりも十分に小さい平均アイ ランド径で所望の凝集を収容するようになすべきようである。しかし吸収体膜１ ５が選択された２（Ｒ／Ｗレーザ）で（比較的連続的な）「光反射体」のごとく 現われるように十分大きくなす。そして、多分スペースは十分大きく、その結果 スポットがレーザ加熱（書込）持された「凝集ホール」を形成し、膜１５を光学 的に書換えさせ、そして検出された反射率に十分なシフトを示ずく必要なＳ　、 ／　Ｎなどに一致する、すむねらスポットが比較的透明になって、やや従来の「 ビット」のように関係する光学システムに比較的孔の開いた透明に現われる）。

−一所望の「凝集」 別の方法で述べると、書込ビームはここではビット用地のアイランドに球状化と 平均アイランドのサイズの増大とスペース〈増大したパーセント空き領域）の増 大を付随して「凝集」を生じるように影響を与えるものと考えられる。

推論するに、最初の（バージンの）パーセン１へ空きは規定の最少量の熱損失を 放射状に収容するに十分てあろう。しかし最初の反射率（Ｒｏ　）が所望の「零 近く」の値くダークミラーのために要求される）を越えるはと大きくはないであ ろう。当業者なら、そのような３層にお（゛）る吸収体の孔あけは反射率の効果 的な増大（たとえば、ここては約１０％〜約３０％）をもたらすことに注目する てあろう。

一般に、この書込動作は吸収体アイランド膜を励起し、実際にビット用地の吸収 体量を十分に分配し直す、しかし破壊的または変形的（島状でないまたは連続的 な）膜によって示されるほどでないと記述てきる。っ而しＣ，書込まれないアイ ランド用地〈吸収体膜のみ）が２５％の吸収、４５％の伝送、３０％の反則を示 すところでは、書込波長に関し書込まれた膜用地は、これらのＩｉ＊を約１０％ 、７０％、２０％にそれぞれシフトする（しかるに、３層全体の値は９０％、０ ％、１０％から４０へ・５０％、０％、６０へ一５０％にシフトするであろう） 。

この書込がパーセント空き（領域）をそのように増加させるので、その書込ビー ムはアイランドの平均的な大きさが増大し平均的なスペースが増大する（すなわ ち、それらがより少ないアイランドの書込パターンに凝集する）ように書込用地 のアイランドを励起するのが明白であると推論できる。

−−そのようなアイランド膜 今、アイランド型の薄い金属膜は一般的な問題として文献でいくつかの注目を受 けている（ずなわち、記録媒体応用から全く離れて、たとえば１９６６年６月発 行のＪ、ＡＩ）Ｉ）、　Ｐｈｙｓｉｃｓ　ＶＯｌ、　３７＃７．２７７５頁以下 におけるＤｏｒｅｍｕｓ氏によるこの表題の記事を参照されたい。そこには金膜 が記述されでいる。−−また、１９７６年２月発行のＪ、　Ｑｐｔｉｃａｌ　５ ｏｃｉｅｔｙ　Ａｍ、、　Ｖｏｌ、　６６＃２の第１２４頁以下にお【ブるＴ　 ｒｕｏｎｑ氏などによるｒ　Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｃ０１’１ＳｔａｎｔＳ　Ｏｆ△ ｇｇｒｅｇａｔｅｄ　Ｇｏｌｄ　Ｆ　ｉｌｍ　ｌも参照されたい。

ここには、孟のような膜がホットガラス基体に３００℃で蒸着形成されている。

そして、その中で著者はそれら自身は、もどの物質のバルクの光学的定数を有し ていると仮定することは合理的であると述べている。また、１９７７年英国のｐ ｅｒｇａｍｏｎ　ｐｒｅｓｓ発行の［■ａｃｕｕｍ　Ｊ　、　Ｖｏｌ、　２７＃ ４においてＡ　ｎｄｅｒｓｓｏｎ氏とＮ　ｏｒｍａｎ氏によるｒ　Ｓ　ｔｒｕｃ ｔｕｒａｌ　ａｎｄ　Ｅ　１ｅｃｔｒｉｃａｌ　Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　 ｌ）　１ｓｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓＱｏｌｄ　Ｆ　１１ｍ５　ｏｎ　Ｑ　１ａｓｓ ｊも参照されたい。そのような膜の電気抵抗が研究され、この抵抗がバルク金の 抵抗を越えることを示している）。

しかし、金であろうと、他のどんな金属であろうと、そのようなどんなアイラン ド膜でも記録媒体に使うと利点があるということを発見した者、または提案すら した者はいないようである。実際、当業者は媒体に連続的な吸収膜のみを企てて いたようである（たとえば、吸収体は凝集されるようなものではだめで、連続的 な膜でなければならないことを明らかにしている米国特許第４２２２０７１号を 参照されたい。または、１９７１年３月発行のＩＢＭ−ＴＤＢ頁３００１を参照 されたい。それはアモルファスシリコンのごとく金にアモルファス補助層をプラ スした連続的な金属層を教示している。なお、これらの層は金と結晶シリコンと アモルファスシリコンなどの混合物を形成するために加熱される。）。

私がたまたま３層構造にそのような最小反射率の島状付着を行なったのは全く偶 然であり意外であった。でなければ、私は耐久性が良い上に十分な成長とＳ／Ｎ を示すＯＤＤレコード（以下を参照）を提供することは期待できなかったであろ う。

今述べたように、むしろそのような「アイランド」吸収体膜は比較的低エネルギ の「書込パルス」によって非常に著しく影響を受けるように思える。その結果、 明らかに金の公称溶融点まで加熱されな（でもバージンアイランド量は再分配し 直される（凝集される）。これは、文献には予見されていない。逆に、当業者の 多くが薄膜はバルク金属の性質を示すと臆断していた。わずかな人は、これとは 違って、いくつかの性質（記録に関してではないが）は違うかもしれないと述べ ている。然して、そのような「アイランド」吸収体膜が（ここで記録するような ）ｒＯＤディスク」にどのように動作するか確認できた当業者はいない。

当業者なら、そのようなアイランド膜がそのような「凝集ホール」を発生するた めにレーザで書込むことができるということがいかに驚くべきことか認識するで あろう。人はむしろ書込用地の（レーザで軟化する）物質を拡げる（ｌ〔とえば 引用したＺ　ｅｃｈ氏の記事が架設して「表面張力」は横切る方向に真空部を引 起こすと述べているようにピッ１〜用地を引き分ける）のに必要であると期待し たかもしれない。

当業者は変形吸収体膜の周知の大きな溶解（削除）に不可欠な強烈、な熱と肉眼 で見える変化なしに（引用した「Ｔｅ実施例」のＴｅ吸収体と同様に、また吸収 体物質の大きな置換を要することなしに）ビットを光記録できるシステムを歓迎 するであろう。

ｍ−外被：影響〈実施例Ｉ−Ａ） 引用したｒＴｅ＊施例」もまた（連続的な吸収体膜上にれは外被を凝集するが、 当業者が典型的に仮想する（始め表面のごみや汚れなどを払拭するのに傷を付け ることなく触れることを許容し、また水や酸素などの蒸気の進入を妨げる数ｍｍ の透明なポリマのような）真の十分に機能的な外被を与えるものではない。しか し、それにもかかわらず、この軽いｓ；　０２外被はＴｅ　「ビット形成」に影 響を与え、必要な書込エネルギを約２倍にする。（たぶん、その外被がビット用 地のＴｅ膜を、そこのＴｅ物質がシフトするのを妨げるように束縛するからであ る）。

当業者は（ＴＯにおけるピッ１−や他の金属などに１１３番プる気泡）のような 変形ないし破壊的な記録はど／υな外被であれ、それによって抵抗されることを 予測していたようだ（たとえば、続出信号の破壊：感度の増大−一もし近似して いなければ外被は吸収体のピッｌ−用地からの移転、変形および／または放遂を 妨げる、そしてもちろんどんな噴出物をも妨げる）。

しかしながら、重大なことに、ここで記述したような金アイランド膜は同じよう に施されたときくここでは実施例Ｉ−Ａ）、そのような抵抗は小さいか、または 全く存しない。そして感度だけがわずかに低下する−一いやしくも、それは別の タイプのビット形成メカニズムが行なわれるという証拠である。（以下に詳述す るように、そのような吸収体外被（ＳｉＯｚ）は嫌われ、前述した［変性フッ素 性ポリマ」のようなもつと「割れた」外被が好まれるが）当業者なら同意すると 思うが、これは本件の記録メカニズムが全く新規なものであるという理論を確固 たるものとする（たとえば、アイランド関の変形および／または動きがビットの 低電力書込をイ竿−ラ　としても明らかに、それは外被からは非常に寛容を受け る、すなわち外被はビット形成メカニズムにほとんど抵抗を示さない。−一これ は前述した「凝集」に一致している）。外被に対する許容が極めて重要であるの で、これはそのような島状吸収体の魅力を増大する。

ｍ−「バルク金」不存在の性質 ここからの他の特徴として、また先の実施例■や他の実施例に基づいて、（金の ）ような「アイランド膜」は報告されている「バルク」　（金）の性質（たとえ ば、加熱の輻射動作は重要でない）から予見できるものとは異なった撮舞いをす ると推論されるであろう。「島状膜」のそのような性格とそれに関連する使用の 発見は重要であり、以下においてさらに論じる。

これらの、「凝集ホール」　（反射率の切換）は（バルク金の）吸収体の溶融温 度より十分低い温度で形成されるということ、それらは吸収体の放遂をほとんど または全く含んでいないこと、およびそれらへの書込（およびそれらを凝集する こと）は非常に小さな、書込エネルギを要するだけであるということがわかるで あろう。

一般に、当業者はそのような島状吸収体膜が（たとえば通常の要求のすべてまた はほとんどを満足さぜるｍ−米国１１３８１６９４号も参照）企てられたＯＤデ ィスクを作るのに使用できることを期待できる。

−一顕微鏡写真（第１４図〜第２１図）ここで情報層としてアイランド金を使用 した３層媒体におけるビット形成の形態を研究し、そのメカニズムを明らかにす るために主な分析手法として透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）を使用する。これはレー ザの続出／書込システムのごとき２重不可知的な媒体動作と組合わせたとき非常 に強力な手法である。なぜなら、それはＴＥＭにおいて観測されるような魂実的 なデータビット形態で読出信号振幅および信号体ノイズ比のような媒体動作パラ メータの直接相関作用を許容するからである。

第１４図ないし第２１図の例では、ＴＥＭ試験用の３層光学記録試料がカーボン 被覆の２００メツシユ銅グリツドに付着される。外被はアルミニウム反射体、誘 電体スペーサ層、および全吸収体層からなる。場合によっては、電子透過外被も また適用される。

そのようなＴＥＭ標本へのレーザ書込は変調されたヘリウムネオンレーザを組込 んだ読出／書込システムを使って行なわれる。読出／書込波長は６３２．８ｎｌ ｌｌである。０゜６５の開口数を持ったレンズが使用され、そのスポットサイズ は０．８ミクロンである。ＴＥＭ試験の前にＴＥＭ標本に書込まれたデータビッ トが光学顕微鏡を使ってＩｆｆされる。これは書込まれたビットを引続いてＴＥ Ｍ内に設置するのを容易にする。

ＴＥＭ試験は１００ＫＶ動作する。Ｚｅｉｓｓ　ＥＭ　−１０９の電子顕微鏡を 使って行なわれる。電子ビームの加熱効果による標本の損傷は常規の試験中問題 とならない。しかしながら、非常に高い電子ビーム電流密度でアイランド金膜に おける元の場所の形態学的変化が始まる。これは、これらの膜における加熱効果 の現象学を理解するのに有効である。

一一実施例■ 金アイランド膜が誘電体スペーサ層上に付着される（たとえば、実施例Ｔのよう に、但し上述した「基体」としてカーボン被膜銅グリッドを使用することによっ て反射体は省いである。）。

ｍ＝結果（第１４図） 第１４図は、そのように付着されたバージン（書込まれていない）アイランド膜 を示す。ここで反射体層は付着された金の形態試験を簡単にするために省かれて いる。その結果は第１４図の明るい素地の顕微鏡写真に示される。金膜は明らか に約６０％の面積範囲を持った不規則な形をしたアイランドで構成されている。

アイランドの多（は長（狭い形をしており、他のいくつかはほぼ円形をしている 。

平均のアイランドスペースは１００Ａ　＜１　Ｘｌ　０−２μｍ）のオーダであ る。

３層の光学的貯蔵媒体における情報層としてアイランド金属膜を使用することは ２つの理由で魅力がある。まず、膜の不連続な構造が書込パルスの間、放射熱損 失を最小になす。第２に、縁の形成が支配する媒体の特性である長い範囲の表面 張力が存しない。

ｍ−「刷れた」接触面 （金）アイランドと向い合う（フッ素性ポリマ）の外被（および、たぶん下の層 のスペーサ）の「接触面」はある意味で「割れている」または溶融アイランドが 確実に凝集できるように「溶融アイランド」に非常に大きな動きを許容するよう に配されかつ寸法化された満で覆われているということも、ここで、または他の ところで理解されよう。

「割れていない」接触面（たとえばＳｉ　Ｏ２）はたぶんそのような動きを妨げ るであろう。

一一実施例■ （フッ素性ポリマスパーザ上の反射体を持った）完全３層が形成されている点を 除き、実施例■と同じである。また（而「割れした」）螢光ポリマの軽外被が金 アイランド吸収体に施されている。さらに、軽Ｓ　ｉ　Ｏｚストライクがずべて の島を好適に核になすためにスペーサ上に供給される。それから、この構造上の ビット用地にヒラ１〜が（６３２，８層ｍｒ動作するＨｅ−Ｎｅレーリ２がらの １０ｍＷ、４０ｎｓのパルスで）レーザ記録される。

−一結果（第１５図） 第１５図は外被を有する、そのように書込まれた３層媒体の顕微鏡写真であり、 凝集を示す。ここでは書込まれたデータビットが顕微鏡写真の中央部に見られる 。一方、書込まれたデータビットの外側に第１４図に示されるものに類似したオ リジナルな（バージンの）アイランド構造が見られる。

アルミニウム反射体層が存在すれば、この顕微鏡写真の解釈がかなり複雑になる ことを心に留められたい。この層は、ランダムな結晶配向を有する多結晶である 。ＴＥＭにおいて、ブラック解析のために適切に配向したアルミニウム結晶（対 象物における）は暗い領域として見え、一方、適切に配向しない他の結晶は見え ないであろう。ここに示される顕微鏡写真において、対象物における反射体層の アルミニウム結晶はおよそ直径０．１〜０．４ミクロンの暗い領域として見える 。

レーザの書込はアイランド金の情報の形態に著しい変化を引起こしている。オリ ジナルの不規則な形を」ノたアイランドは始めのアイランド型のものよりも「数 密度」が本質的に少ない球状の粒子の分布に置換えられている。書込まれた領域 における粒子の球状は溶融が生じたことを意味し、一方粒子の数密度の減少は溶 けた粒子の凝集または合体が起こったことを表わす。この溶融と凝集過程に関連 する３層媒体の反射率の変化が全く本当であるということに注目することが重要 である。６３２１．８ｒ＋ｍの波長で１０％の反射率を持ったオリジナルな３層 は書込の後、反射率を同じ波長で５０％に増加する。第５図のピッ１〜形態を持 った書込データで代表される信号対ピーク実効ノイズ比は２０ＭＨｚのバンド範 囲にわたって３０＋ｉＢである。このように第１５図に示されるビット形態に関 連する光学損失が存するが、それらは媒体の光学上の動作を真に低下させるもの ではない。（注：ここで厚い、完全な外被がないことは読出を高めるものと理解 される。ただし、その増加は第２図などのように十分な外被を持った読出に対し 、わずかにすぎない。また外被されでいない状態の出力に対し１／２だけ低下す る。以下に述べるように、より小さい、より小形のバージン島で感度や続出など を改善することが期待されるかもしれない）。

ｍ−実施例１［［−Ａ　（第１６図） 実施例■は、たくさんのトラックに沿って（同じレーザエネルギで）書込まれた ビットで模写される。

結果： 第１６図に見られる（ＴＥＭは第１５図と同じである。

ただし倍率は低い。そして（書込ビットが整列した）−一縦に走り約１．２ミク ロン離れて拡がったいくつかのトラックを示している。）。他の点は実施例■と 本質的に同じである。

ｍ−実施例ＤＩ−８（第１７図） 書込が（よりしきい値電力に類似している第１５図、第１６図のレーザエネルギ の約１／１０へ−１、／　２０まで）がなり低下したレーザエネルギで行なわれ るという点を除き、実施例■が再び模写されている。

ｍ＝結果 第１７図はそのような「低電力」書込に固有の発端（またはしきい値）凝集を示 す（たとえば、ビット形成は第１５図、第１６図のそれを予示している。すなわ ち、ここでは非常に低い電力のレーザパルスはいくつかの球状の粒子が目立つ溶 融によるアイランド形状の変化を引起こしているように見える。しかし、凝集プ ロセスは終わっていない。

書込電力が増加すると、たぶん第１５図、第１６図のように凝集が多くなるであ ろう。

ｍ−凝集によるビット形成 前述の顕微鏡写真（第１４図〜第１７図）は球状砕片粒子の分布を形成するため のアイランド金膜の溶融と凝集の本質的な過程であるヒツト形成工程を示す。砕 片粒子の最後の大きざと配列は溶けたアイランドが至る最大温度と、凝集段階中 ・のアイランド移動性の関数である。

アイランド金膜がレーザの書込パルスに曝されると、アイランドの湿度は３層構 造に固有の高められた吸収によって上背する。やがて、成る点でアイランドの形 状変化を伴なう溶融が起こる。第１７図の顕微鏡写真で例証されているこの形状 変化はスペーサと外被の内面での溶融した金のための２面間エネルギの増加によ り駆動される。形状変化の結果は３層の光吸収「非整調」の始まりであり、それ は温度上昇割合の減少を伴なう。溶融現象が起こる温度は３００℃〜６００℃の 範囲であると考えられており、これは金の塊が溶ける温度より低い。

一一高しきい値媒体（大きな球と高いノイズ）ここで核形成ストライクが錫であ る点を除きサンプル実施例■は第１５図の場合と同じであると仮定しよう。

アイランド金を、形状変化とそれを伴なう３層非整調をもって溶けるのに必要な 臨界温度にもたらすのに必要な最小限のレーザ書込電力は所与の媒体の「しきい 値」電力と理解される。高いしきい値電力を持った媒体には３層構造の溶融と非 整調の始まる前にアイランド温度を高くなす。

そのような媒体のビット形成の一例である実施例ＴＶは第１８図に示されている 。第１８図は１０　ｍＷ、　４０ｎｓのレーザビームで書込まれたアイランド金 情報層を持った３層のＴＥＭ顕微鏡写真である。ここでは溶融前に得られる高い 温度の結果としてアイランド移動性が高められており、また凝集プロセスが促進 される。これは書込まれたビットに見られる非常に大きな球状の粒子の分布を生 じる。この実施例においては書込まれｌζ領域の縁に向けて球状粒子が移住する 顕著な傾向がある。この効果はガウシャン書込パルスによって課される放射熱勾 配の結果である。然して粒子はビットの縁の冷たい領域に熱勾配を繰下げる傾向 にある。

媒体動作の観点から第１８図に示されるビット形態は不所望である。何故なら、 非常に大ぎな球粒子〈大きな球）の不均一な分布はピーク・ツー・ピーク信号対 ノイズ比を低下させるからである。

（注；第１８図のサンプルまたは実施例■は錫のストライクがＳｉＯ２ストライ クにとって代わっているという点を除き、第１５図と本質的に同じであると理解 してよい一一面して、示された第１８図の「大きな凝集」に鑑みて［同じ書込エ ネルギで］不均一に分布された少なくて大きい球によって、Ｓｎストライクは、 または核形成膜は、高いしきい値、高いノイズとして特徴付けられるかもしれな い。ここでＳ　ｉ　０２ストライクはそのような金吸収体のために低しきい値、 低ノイズとして特徴付けられている。さらに以下を参照されたい。）また、その ような大きな凝集（移動性）がおそらく材料の接触面により禁止されているとこ ろ（たとえば、フッ素ポリマ外被は明らかにこれらを自由に通さない）では、他 のもつと広＜？Ｉれた接触面なら、それをあまり禁止しないと仮想されよう（改 良態様と比較されたい）。

一一低しきい値媒体（小さい球と低いノイズ）：ここでは実施例Ｖ（第１９図） を、スペーサが他の変性フッ素ポリマであることと、その上に核形成膜を持たな いという点を除き、第１５図の場合と同じであると仮定しよう。しきい値が非常 に低い場合には、溶融と３層の非整調の始まるアイランド温度は低く、アイラン ド凝集プロセスは短縮される（不十分な凝集、数が多くて非常に小さな球）。こ の振舞いを示す媒体のビット形成の実施例（実施例Ｖ）は第１５図に示されてい る。１０ｍＷ、４Ｑｎｓのレーザパルスで書込まれるこのアイランド金の３層媒 体においてはデータビットにおける砕片粒子の面密度は書込まれない領域におけ る金アイランドの面密度よりもわずかに小さいだけである。而して、アイランド で溶りて小さな球状に復帰する間、３層を効果的に非整調することにより周囲の 低温度はアイランド凝集のプロセスを妨げる。生じたデータビットは目で見るの が実際困難である（第１９図の中央）。

しかしながら、非常に小さい球状の粒子の均一な分布は高い信号対ノイズ比を生 じ典型的には３０ｄＢ＠超える。

低いしきい値を持−〕た媒体の特性は高いしきい値を持った媒体に比べて所与の 書込電力での増大したヒツト径である。溶融と３層の光学的非整調のだめのそれ らの低い温度によって低いしきい値媒体はもっと効果的に人的ガウシャンビーム の外側の低電力領域を利用する。

而して、実施例■（第１９図）は「低しきい値」　（低ノイズ）として特徴付け られる。しかｌノ、まだ十分で完全な凝集が不足している。もちろん、もつと完 全な凝集は増大した反射率変位くΔＲ）を生じるであ・ろう１ノ、通常そのよう に要望される。” 〜−内部接触外被の影響 前に述べたように縁形酸や気泡形成のように大きな動きを含む３層のビット形成 メカニズムは本来的に大きな内面接触外被の存在とは両立できない。外被物質の メカニカルな性質がビット形成メカニズムへの強制的な影響を最小になすように 仕立てられている場合でも外被を付（プた後の動作上の低下は本当である。

これに対し、上に記述したビット形成メカニズムはアイランド金媒体では長い距 離にわたって大きな移転は含まない。それは隣接する面の大きな変位を不要化す る全アイランドの局部的な再配列を含む。金アイランドは有効面積のほぼ６０％ をカバーするだ（プであるので、その再配列を収容する広いスペースが存在する 。もちろん、大きな外被によって影響されることなしに凝集が続くことができる 広さには限界があるに違いない。たとえば、第１８図に示されるビット形態は大 きな粒子の形成と動きを含み、通常の内部接触外被の存在下では自由に進むこと はできない。

−一実施例Ｖｌ　（外被によって影響されない媒体書込）スペーサ（核形成スト ライク）上の３ｉ０２ｒストライク」が他の１低しきい値」の物質によって置換 えられている以外は実施例■が模写される。しかし、この低しきい漬物質は、よ りよく、より完全な凝集を促し、より小さく、減少した大きさのバージンアイラ ンドを生じかつ適宜に処理される。

書込は実施例■などのように行なわれる。

−ｍ−結果（第２０図、第２１図） 最適なビット形成（低いしきい値を持った凝集）が行なわれるのと同様に成就さ れる。

より特定的に言えば、アイランド付着は、この出願におけるすべての実施例の平 均での最も小さなく少ない量、小さな径の）アイランドを明らかに生じている。

（書込まれたビットを示ブー第２０図の丁ＥＭを参照、第２１図では２倍に拡大 されている）これば明らかにく少なくとも部分的には）優れた使用核形成膜によ る。

そして、第２０図が示すように、このサンプルは優れた凝集と他の書込効果（ビ ット形成、たとえば同様に書込まれたときに第１５図や第１９図のサンプルに対 して〉を生じる。

驚くべきことに、このサンプル媒体におけるビット形成（凝集）はく第２０図に 示されるような）大きな内部接触外被が存在しても低下しない。これは当業者に とって驚くべきことである。

このサンプルにおいて、付着されたくバージン）金アイランドの径は非常に小さ く、平均して約８０△である。１０　ｍＷ、　４０ｎｓのレーザパルスで書込ま れたデータビット（第２０図の中央）は球状砕片粒子の非常に均一な分布を示す 。書込まれたピッ１−の縁に見える初期の溶融および凝集効果はしきい値領域を 描いている。

第２１図： 第２１図は同じ媒体に他の同様に（同じ書込エネルギ）書込まれたものの顕微鏡 写真であり、「しきい値領域」をより高い倍率で示す。ここでもまた、関係する 接触面は「低しきい値に普通の」面を象徴する「小さな球」の初期の凝集（もっ と多く、より小さな球）を収容または生じさせる（前の同様に割れたフッ素性ポ リマ外被と比較されたい） ｍ−いくつかの結論： 表Ａ−１ このように本来の教示に鑑みて当業者は、−一たぶん上述のように非反射の背景 と適切な割れた面の外被を持った情報層（吸収体）を使ってｍ−所与の読み書き 放射（エネルギ）での光デイスクレコードを設計したり製作したりするのに以下 のごとき教示によって感度とビット形成（その他）を楽に得ることができる。

−１，吸収体層を非常に薄い最少量で、最小サイズのアイランド形状として施す こと（たとえば、「核形成ストライク」も役立つｍ−付着の間（最初の反射率最 小」を監視できる〉：２ −２．　もし望むのであれば、比較的「高い融点」の吸収体物質（たとえば、寿 命が長い金）を使用すること、−３，バージン島を均一に分布した非常に小さく （最小な量と大きさ）、均一な°サイズに形成することによって好適に感度を上 げること、そうすれば接触面のく溶融島に対する２面間エネルギ：比較的「低い しきい値」の面を持つだ）特性を最も小さい最も均一なくサイズと分布の）書込 法と完全な凝集を（比較的普通の濃度で、しがも高い溶融島の「移動性」をもっ て−一普通のエネルギでしかもしきい値Ｔ０が過度に上げられたり「大きな球」 の凝集が生じたりしないようにわずか高いだけのエネルギで十分な球状凝集を補 償するに十分高いだけの２面間エネルギで）生じるようにアレンジすることがで きる。

−３ａ、　基体の特性はこれを得るのに役立つｍ−たとえば、５ｔＯｚやＭＱＦ ２などの軽核形成ストライクを持ったフッ素性ポリマは最少量のバージン・アイ ランドを形成するのに適している。しかるに、Ｃｒ、Ｂｉ、ＡＣまたはそれらの 酸化物の表面は役立たない。

−３ｂ、　ｒ割れた面」の外被（たとえば、フッ素性ポリマ）もまた上述したよ うに役立つ。

−一接触面のファクタ（溶融アイランド対下位層および７／または上位層）： 十分なアイランド移住（移住性）と「凝集」のためにスペーサ層（その上部）と 外被（その下部）との間の「中間面領域」−一すなわち、アイランド金情報層が 存在するところｍ−の通路に沿ってどのように確実に起こるかはアイランドのサ イズと温度によって、および適切な１２面間エネルギ」　（たとえば取囲んだ主 面に接触する溶融金のエネルギ）によって決定される。而して、周知のｓ＋　０ ２のような「割れのない」外被は（ＳｉＯ２が基体とスペーサ上の核形成（スト ライク〉膜として望ましいが）望ましくない、しかるにフッ素性ポリマは全く適 切である。（議論した「割れ而」を参照）。

金アイランドが（その凝集の進行を融通する）そのような通路に比べて大きい（ たとえば、第１８図を参照）場合には、そのような移住はたぶん妨げられるであ ろう。（溶融の）温度が低く３層の非整調が比較的微小な場合には（冷却および 同化の前の）移住距離は短くなるであろう。

この（取囲む面に接触する溶融金の）２面間エネルギの大きさは２つの面で重要 である。第１に金アイランドをそれらの球形状にさせる（それらが、単位量あた りの表面積を最小にする）のは溶融時にお（）る２面間エネルギの増加である。

それゆえ、表面エネルギのどんな増加も溶融に障害となり、３層の非整調が始ま る「しきい値温度」を効果的に上げる。

第２に、凝集の駆動力は多くて小さな粒子よりは、むしろ「少なくて大きい粒子 」の分布によって表わされる単位量あたりの面エネルギの減少である。

第２０図と第２１図に例証されているビット形成は上記の考察のより最適な秤を 表わしている。而して、最小、最大（サイズの）バージン島（非常に小さい始め のアイランドサイズ〉は最も自由で最も少ない妨害の移住を補償する：その上、 それは単位量あたり非常に高い初期面積領域を与えることができ、それによって 、凝集の駆動力を増加させる。このように、実施例■は通常最も好ましいもので ある。

凝集メカニズムのための現象学的モデルここで情報層としてアイランド金を組込 んだ３層媒体に提案されているビット形成（凝集）メカニズムは２つの段階、す なわち、溶融、そして凝集からなると信じられる。

すなわち、 第１に形状変化（もっと球状に）と、それに同時的な３層の光整調（ここでは△ Ｒ）を伴なう金アイランドの溶融：そして、 第２に光損失が少ない大きな球（球状砕片粒子）の分布を形成するため溶けたア イランドのその後の移動と合体（凝集）。

溶融と３層の非整調が起こる効果的な温度１１主（スペーサ、外被）面に接触す る（金の）固体と液状状態の間の「２面間エネルギ差」によって決定される。こ の効果的な溶融温度は金の塊の溶融温度よりも十分に低いと考えられる。

アイランドの溶融に関係する形状変化は主面に接触して固体から溶融する金の変 化を持った２面間エネルギにおける増加の影響である。付着時の不規則な形をし た金アイランドは溶融によって小さな球になる。それによって（推測される）高 さエネルギ内面に接触する領域を最小にな？ｌ−。

当業者であれば適切な凝集エネルギを実現するＩζめには、書込中に接触面（溶 けたアイランドに接触する基体、外被）が「割れている」だけでなく、その接触 面が溶けた島に１２面間エネルギＥ　ｉｆＪ特性を示ずことが必要であるようだ と理解するであろう。エネルギｌ１ｆ（接触面に対する溶けた島の）「濡れ性」 や物理的類似性に調和するものと理解される。

取囲む物質に接触する金の固体から液状への変化を伴なう２面間エネルギの増加 が大きい場合には、実効溶融温度を高くするエネルギ溶融妨害が存在する。この 状況は書込（および低いアイランド移動性）のための高いしきい値電力を持つ１ ’Ｃ媒体にあてはまる。

２面間エネルギにおける増加が小さい場合には実効溶融温度は低い。この状況は 、書込のために低いしきい値電力を有する媒体にあてはまる。

溶（プた金アイランドを凝集する駆動力は多くの小さな粒子の形から小さい大き な粒子の形への変化によって表わされる単位・最あたりの表面エネルギにおける 現象である。

凝集段階での溶融アイランドの移動性はアイランドの温度と大きさの関数である 。小さなアイランドはスペーサと外被面での有効な通路を大きなアイランドより も効果的に利用する。高い温度は長い移住寿命を意味し、しかして固化づ゛る（ 冷却、もちろん非整調を促進する）前に凝集に有効な時間を延長する。

一一一いくつかの他の結論 而して、たとえば、ここでの一般的な教示はく前述したように）「３層構造」の 吸収体膜でＯＤディスクを作る場合にアイランド状の吸収体物質を施すことによ って驚くべきほど良い感度を成就することができるということである。

それを越えて、金、パラジウムなど（または、それらの合金）のごとき貴金属は たとえば良好な感度を保証しつつ記録寿命を高めるために吸収体として付着でき るということが教えられる。

ｍ−変更 当業者であれば、そのような「アイランド」膜は、ある場合には他の金属、また はそれらの合金（たとえば、Ａ　ｌｌやｐｔの２元合金、３元合金など、または Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｒｈのごとき他の金属）で構成できることがわかるであろう 。普通の例では、吸収体膜は「非反射」のくまたは光学上の）背景７レイに有利 に結合される。

成る例では、そのようなアイランド膜はたとえば他の蒸着技術（蒸着は実施例工 などにおけるごとく非常に実際的なものであり、それは反射体、スペーサなどの 伯の関俤うを付着するのにも使用できる）によって付着される。蒸着は通常合金 に好適である。吸収体の付着にスパッタリングのような他の方法が実行できる。

どんな場合でも、付着されるアイランド形状を厳格にコントロールするための付 着の間、膜を監視することが好ましい。

また、当業者には、そのような吸収体膜に電子ビームや赤外線記録のごとき他の 記録適用が思い浮かぶであろう。

−一結論 ここに記載されている好ましい実施例は模範にすぎないということ、およびこの 発明はこの発明の精神から逸脱することなしに構成における多くの修正と変更、 配列、使用を行なうことができるということが理解されよう。

さらに、この発明の修正もまた可能である。たとえば、ここに開示されている手 段と方法は適当に例証されて（照明または同様に加熱されて）光学的に切換えら れるように適合された他の超薄膜にも適用できる。

この発明の上記の可能な変更例は、単に例示である。したがって、この発明は添 付した請求の範囲にわたって明確化したようにこの発明の範囲内に存するすべて の可能な修正と変更を含むものと考えられるべきである。

ＦＩＧ、３゜ ＦＩＧ、４．　、。

ＦＩＧ、７゜ ３肩の反射キ 国際調査報告

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. １．規定の最小レベルの熱または光エネルギに応答するように適合された改良の 熱感応または光感応構造であって、この構造は「アイランド膜」層から構成され ており、該「アイランド膜」層は基体上に半連続な「アイランド」の形で付着さ れるとともに、削除、縁、もしくは気泡などをあてにすることなしに、より少な く、より離れたアイランドを示すように前記層を修正するエネルギによって「凝 集」されるように適合された規定の吸収体物質からなる構造。
2. ２．データで変調されるとともにフォーカスされた記録光の書込ビームを媒体に 与えることができ、一方前記ビームと媒体の間に相対的な動きを与え、前記ビー ムはデータビットを表わす規定の書込エネルギのパルスを呈するようにデータ変 調されている光学的貯蔵システムに使用される光学的媒体として整えられた構造 であって、前記媒体は非反射基体の核形成面に最少量の、不連続なアイランド状 に付着され前記相対的な動きの間、規定のヒット用地に前記ビームパルスが供給 されると「凝集され」、それによってそこの光学的特性を規定の関連する光検出 手段による読出を容易にするように検出可能に変える吸収体物質層から構成され ており、前記アイランド層はビット用地の重要な部分の一面の吸収体塊の大きな 変形や移住を頼りにすることなしに前記ビームの幅よりもはるかに小さい平均幅 を有する吸収体物質の十分に分裂し、より球状の「アイランド球」を呈するよう に形成されている、請求の範囲第１項に記載の構造。
3. ３．前記光はレーザ源からのものであり、また前記媒体は反射層と、前記反射層 上に横たわる光伝送誘電体スペーサ層、および前記スペーサ層上に横たわるアイ ランド状の１つまたは複数個の吸収体層を含む複数の層から構成されており、前 記層の厚みと光学的特性、および前記吸収体の光学的検出可能な変化は関係する 読出レーザのエネルギレベルと波長に関連して選ばれ、フォーカスされた読出レ ーザビームと前記媒体間の相対的な動きの間、読出レーザは前記媒体からの記録 データに応じて変化する読出ビームを反射し、さらに前記読出ビームの強度は、 そのように変わった光学的特性の読出性をあまり低下しないように選ばれている 、請求の範囲第２項に記載の構造。
4. ４．そのように変わった特性は光学的反射率である、請求の範囲第３項に記載の 構造。
5. ５．吸収体層は付着アイランドの量と大きさを最小にするように適合された低し きい値および／または核形成の基体面に付着されている、請求の範囲第４項に記 載の構造。
6. ６．吸収体層は多くの凝集を妨げずに収容するように適合された割れた面の保護 層で被覆されている、請求の範囲第５項に記載の構造。
7. ７．吸収体アイランド層は真空蒸着されている、請求の範囲第６項に記載の構造 。
8. ８．前記吸収体アイランド層の前記厚は２〜３ダースのオングストローム以下の オーダである、請求の範囲第７項に記載の構造。
9. ９．前記スペーサ層は非常に低い熱伝導性を呈するように選ばれ整えられている とともに、前記吸収体のために好ましい核形成用の低しきい値ストライク膜で被 覆されている、請求の範囲第８項に記載の構造。
10. １０．前記媒体はアイランド層が付着される非反射ベースを与えることによって 形成されており、それによって規定の最小反射率が媒体の非記録部分によって呈 される、請求の範囲第２項に記載の構造。
11. １１．前記アイランド層は規定の初期最小反射率を引起こす程度で付着されてい る、請求の範囲第１０項に記載の構造。
12. １２．アイランド層はその反射率をモニタしながら蒸着される、請求の範囲第１ 項に記載の構造。
13. １３．前記アイランド層は最少量および／または最小サイズのアイランド付着を 生じるように適合された「低しきい値」の核形成膜上に付着されている、請求の 範囲第１項に記載の構造。
14. １４．そのように引起こされたアイランドのオリジナルな平均サイズ、量および 空間は低エネルギの「凝集」を楽観するように選ばれかつ適合されており、それ によって各励起された用地の反射率を大きくシフトする、請求の範囲第１３項に 記載の構造。
15. １５．アイランド層は記録時に記録されたビット用地から吸収体物質の重大な削 除または放遂を必然的にもたらすことなしにそのような変化を引起こすように形 成されている、請求の範囲第２項に記載の構造。
16. １６．アイランド層は保護外被によって被覆されているとともに、非反射ベース の部分として働く熱的に不導の誘電体に被覆されている、この外被は前記アイラ ンド層と直面する「割れ面」を呈している、請求の範囲第１項に記載の構造。
17. １７．データで変調されるとともにフォーカスされた記録光の書込ビームを媒体 に与えることができる光学的貯蔵システムに使用する光学的媒体であって、前記 媒体は不連続なアイランド状に付着された吸収体物質の層で構成され、そのどの 「ビット用地」も前記光を当てたとき事実上溶けて凝集され、それによってそこ の光学的特性を規定の関連する光検出手段による読出を容易にするように検出可 能に変え、前記アイランド層は、この凝集に適切な吸収体物質の最少量の「アイ ランド」を呈するように形成されている、光学的媒体。
18. １８．そのように凝集されたアイランドは球面、大きさ、量および光学的反射率 において増加を呈する、請求の範囲第１７項に記載の媒体。
19. １９．前記アイランドは非焦点の保護外被によって被覆されている場合でも、そ のように作用するように形成されている、請求の範囲第１８項に記載の媒体。
20. ２０．アイランドは低い熱伝導性と、吸収体のための十分少ない量の核形成特性 を持った誘電体面上に付着されている、請求の範囲第１９項に記載の媒体。
21. ２１．複数のアイランド層が付着されており、最初のものは少ない量の核形成を 高めるように選ばれ適合されているとともに低しきい値物質である、請求の範囲 第２０項に記載の媒体。
22. ２２．核形成層はシリコン酸化物で構成されている、請求の範囲第２１項に記載 の媒体。
23. ２３．規定の光で記録するように適合された光学的記録媒体であって、少ない量 の核形成膜を有する基体と、その上の少なくとも１つのアイランド層とからなり 、前記各層は記録光に曝されたときそのように記録されたビット用地に比較的少 数で、より離れた、より球状化したアイランド塊を呈する「凝集」を行なうよう に適合されている光学的記録媒体。