JPS6190341A - 光デイスク - Google Patents

光デイスク

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JPS6190341A
JPS6190341A JP59211964A JP21196484A JPS6190341A JP S6190341 A JPS6190341 A JP S6190341A JP 59211964 A JP59211964 A JP 59211964A JP 21196484 A JP21196484 A JP 21196484A JP S6190341 A JPS6190341 A JP S6190341A
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recording
optical
optical disc
semiconductor
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浄 坪井
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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〕 この発明は、たとえばレーザビームによりヒートモート
記録が行える光ディスクに関する。 〔発明の技術的背景とその問題点〕 従来用いられているメモリ用光ディスクの記録形態は第
8図〜第10図に示す3種のタイプに分類される。第8
図に示すタイプは、基板1上に形成した低融点材料の薄
膜2にレーザビームをスポット照射してその局部を融解
・蒸発させ微小な穴3として記録するものである。また
、第9図に示すタイプは、基板4上に2層以上からなる
多層薄膜5を形成し、レーザビームをスポット照射した
とき温度が上昇した下地層6から気泡を発生させ、上の
薄膜7にふくらみ8として記録するタイプである。また
、第10図に示すタイプは、基板9上に温度変化で組織
の変化する薄膜10を形成し、レーザビームのスポット
照射で薄膜10の局部11をたとえば反射率のことなる
組織に変化させることで記録するタイプである。そして
、これらタイプの記録部(3,8,11>はいずれも無
記録部に対して光の透過または反射の特性に違いを生じ
ることから、レーザビームを用い記録部(3゜8.11
)の有無を検出することで記録情報は読。 み出される。しかしながら、これらタイプの記録形態の
うち、第8図および第9図に示すタイプは記録部(3,
8)に不可逆的な変化を与えるもので、記録は可能であ
るが消去はできない。また、第10図に示すタイプは記
録膜の材料として熱的に光学特性が可逆的変化する材料
を用いれば記録と消去が可能になる。その1例として光
磁気記録膜がある。 一方、Se、Ge、Te、InSb等の半導体は安定な
結晶層と非晶質層の2つの状態を取り得ることは良く知
られており、それぞれの状態での複素屈折率N=n−i
kが異なることは J、5TOUKEが J、 of、
 Non−Crystalline  5olid 4
11970に詳しく報告している。この半導体の結晶層
と非晶質層との2状態をレーザビームによる熱処理で可
逆的に変化させて光メモリとする着想は S、R,0V
SI−(INSKY等によって      Metsl
lurgical   Transactions  
2 6411971  誌に提示されている。しかしな
がら、これらの半導体材料の薄膜は化学的に不安定で耐
久性に乏しく実用化されるには至らなかった。すなわら
、Se、Ge、Te、1n3b等の半導体は溶融状態ま
で加熱して高速に冷却すると非晶質となり、より低い温
度に加熱してゆっくり冷却すると結晶質となる特性を持
っており、この非晶質層と結晶質層はぞれぞれn’−i
k’ とn−1kの複素屈折率で特徴付けられる異なっ
た光学的性質をもって安定に存在するが、これらの半導
体はRM%にすると化学的安定性に乏しく、大気中では
次第に腐食して劣化するのでメモリ用光ディスクの記録
膜としては実用的ではなかった。 その後、これら半導体を化合物にしたり耐久性のある保
護膜の間に挟んだりして耐久性を持たせる試みが発表さ
れているが、それら従来の技術には次のような欠点があ
った。 公知例I  Teの低酸化物膜の加熱による層変化を用
いた非消去形光ディスク(特公昭55−3725号、N
ational Technical  Report
 28241982)・・・・・・この例では、Teの
低酸化物Te0x(0<X<2)の薄膜を層変化する記
録膜と記述しているが、光学特性の可逆的変化について
は言及していない。 公知例2  TeOx (X=1.1 )薄膜ノ可逆的
層変化による消去可能な光ディスク(日本学術(1興会
 薄膜第131委員会 第116回研究会資料1983
)・・・・・・この例では、Teに微量不純物としてG
eとSnを添加したものとTeO2の同時蒸発により分
解生成物としてTeO薄膜を蒸着している。このように
成膜工程中に高温で不安定なTeO2の分解過程を含む
膜では品質の制御が困難であるという欠点がある。さら
に、TeOは、上記National Technic
al  Report 28241982に記載されて
いるように、記録前の膜の反射率が15%程度と低いこ
と、および記録による反射率変化も約12%と小さいた
め、この膜による光ディスクは信号検出用光ピツクアッ
プのフォーカシングやトラッキングの動作が難しい上に
読み出し信号も小さいという欠点もある。 公知例3 記録・消去可能な光ディスク(A。 E、Be11等 Al1D1.PMS、L−ett38
 9201981・・・・・・この例では、熱的に光学
定数の可逆的変化の大きいTe単体の薄膜を、その耐食
性を保護するためと、加熱時におけるTeの蒸発を防ぐ
ため、5i02摸で挟んだ3層構造としている。この構
造では、各膜厚を正しく制御しなければならず、成膜工
程が複雑になる欠点があった。 [発明の目的] この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、耐久性に優れ長期に亘って記録と消去
が可能であり、しかも、高い信号レベルを得ることがで
き、さらに、製作が簡単で品質が揃えられるとともに安
価で安全無害である光ディスクを提供することにある。 〔発明の概要〕 この発明は、上記目的を達成するために、基体上に薄膜
を設け、この薄膜に記録すべき情報を有する光ビームを
照射することにより上記’?J 1mに局所的に光学特
性の変化を生じさせ、これにより情報の記録を行なうこ
とが可能な光ディスクにおいて、上記薄膜は、光ビーム
による熱的エネルギーの賦与により光学定数が変化する
、すなわち、安定な2つの異なる光学状態を呈する半導
体を化学的に特に高温で安定な誘電体中に混合してなる
単一の混合膜と金属膜とを積層した多R構造とし、光ビ
ームの照射で半導体に生じる複素屈折率の変化に起因す
る反射率変化を干渉効果により増大させるようにしたも
のである。 〔発明の実施例〕 以下、この発明の一実施例について第1図から第5図を
参照しつつ説明する。 第1図はこの発明の光ディスク20の構成を示すもので
ある。この光ディスク20はガラスで形成される基板(
基体)21、この基板21上に形成される記録膜(薄膜
)22、この記録膜22上に形成される高い反射重石す
る金属膜27、およびその金属膜27上に形成され、傷
がるかないようにその表面を保護する保護膜23によっ
て多層に構成されている。上記記録膜22は、第2図に
示すように、レーザビームしによる熱的エネルギーの賦
与方法により光学定数が可逆的に変化する、すなわち、
安定な2つの異なる光学状態を呈する微粒子の半導体(
複素屈折率n−1k>24・・・を、化学的に特に高温
で安定な誘電体(屈折率rl )25中に、体積比で4
0〜80%分散混合してなる単一の混合膜で構成されて
おり、また実効的な光学厚さがレーザビームLの波長の
1/2以下とされている。なお、26はレーザビームL
を記録膜22上に集光するための対物レンズである。 このように構成した記録膜22は、その中に占める半導
体24・・・の体積含有率qを減少させると膜の耐久性
は向上するが、画境界面での反射振幅は低下し、結果と
して合成反射率Rが低下する。 −例として1n3bとPbOで作った十分に厚い(1μ
m以上)記録口922を高温・多湿の耐久性加速試験の
雰囲気に暴露したときの反射率の経時変化を示したのが
第3図である。この結果、記録膜22としては、体積含
有率qをO14からO18の間で作ることが、優れた耐
久性と十分な反射率の両特性を併せ持つ膜を(ワるため
の条件であることが分る。このような混合膜としたため
に1qられるもう1つの効果は、体積含有率qを減少さ
せると記録膜22の吸収計数が、用いた半導体24・・
・の値より減少するために、膜の画境界で反射し  ′
た光の干渉効果が増大することである。この結果、1n
3bとPbOとで作った混合膜の波長0183μmにお
ける反射率が現わす膜厚依存性を示した第4図から明ら
かに見られる。この結果、吸収計数の大きな半導体も誘
電体との記録膜とすると、光の干渉膜として十分に作用
することを示すものである。 したがって、上記したように構成すると、記録膜22中
の半導体24・・・がレーザビームの照射で相変化し;
−とき、体積含有率qが100%でなくても干渉効果に
より十分に大きい合成反射率Rの変化量を得ることがで
きる。−例として、阜仮21に先ず体積含有率qを60
%としたl n3bとPbOとの混合IIQとしての記
録膜22を成膜し、ついでCu膜としての金属膜27を
0105μm以上に幌づけした2層膜構造の光ディスク
20を製作する。そして、この光ディスク20に対して
レーザど−ムで記録を行った時、記録膜22上の相変化
による波長0183μmの読出しレーザビームに対する
反射率変化量の膜厚依存性を第5図に実線で示す。同図
で反射率変化量の+は明るくなる場合、−は暗くなる場
合を示す。図から記録膜22の厚さを01055μmに
製作した光ディスク20では、記録したとき未記録時よ
り50%以上(24%〜77%)もの反射率変化量の冑
られることが分る。なお、第5図に点線で示した曲線は
体積含有率qが1、すなわち1n3bだけで記録膜を形
成した場合である。両回線の比較から、この発明の2層
記録膜を有する光ディスク20は、InSbをPbOと
の含有学を60%と低くしたにも係わらず、積層膜とし
たことで干渉効果により100%のInSbの膜と同稈
度の大きな反射率変化量すなわち記録情報の再生信号レ
ベルか得られることか分る。 このような構成によれば記録膜22は、化学的に不安定
で耐久性に乏しい半導体24・・・を微粒子として、そ
の層変化を可能にする化学的に安定な誘電体25中に分
散させるように同時スパッタで成膜する構造としたので
、記録膜22中に分散した半導体24・・・の微粒子は
結晶層と非晶質層とのいずれの状態にも容易に遷移する
ことができるとともに、記録膜22として重要な耐久性
も著しく向上することができる。また、上記金属膜27
もスパッタで成膜する構造としたので、簡単に生成する
ことかできる。 また、上記の記録膜22を局所的にレーザビームしによ
り短時間でだけ照射すると、その中に含まれる微粒子の
半導体24・・・はレーザビームしのパワーに比例した
温度θまで加熱される。照射が終わると高温になった半
導体24・・・は周囲の誘電体25への熱の流出により
C8−θ/2τの冷却速度で温度が低下する。したがっ
て、照射部内の半導体24・・・は、レーザご−ムLを
強くして短時間加熱したときは高速に、レーザビームL
を弱くして長い時間加熱したときはゆっくりと冷却され
る。すなわち、し〜ザビームしの賦与方法を選択するこ
とにより、記録膜22の照射部に含まれる半導体24・
・・を複素屈折率の異なる非晶質層あるいは結晶層のい
ずれかの所望する状態にすることができる。その結果、
記録膜22の照射部をそこの複素屈折率で決まる反射率
Rに変換すること、換言すれば記録したり消去したりす
ることができる。 また、記録膜22の実効的な光学厚さをレーザビームL
の波長の1/2(第1の反射率極小が生じるより薄い厚
さ)とすることにより、記録膜22は、記録時もすなわ
ち消去時も、記録後も共に比較的高い反射率を床布する
ことになり、情報信号はもとよりフォーカシング信号や
トラッキング信号も大きくとることができる。 すなわち、たとえば、微粒子の半導体24・・・にIn
Sb、誘電体25にPbOを用い、全記録膜22中に占
めるInSbの体積充填率が60%になるようにInS
bとPbOを同時にスパッタして基板21に成膜した記
録膜22の記録部(非晶質層)と消去部(結晶層)のレ
ーザダイオード光の波長0183μmに対する反射率R
および反射率変化量ΔRの膜厚依存性は、第5図に示す
ようになり、同じ膜厚の記録膜22であっても(その膜
厚による記録時と消去時の反射率Rおよび反射率変化量
ΔRは記録膜22の両表面における反射光の干渉効果で
大きく変化する。したがって、この例では、記録膜22
の膜厚を0.05μmにすることにより、未記録部すな
わち消去部および記録部のいずれの反射率も大きく、し
かも反射率変化量も大きくでき、これにより、大きな読
取り信号が1qられるとともに、信号検出用光ピツクア
ップのフォーカシングやトラッキングのサーボ動作を容
易にすることができる。なお、この例では、記録膜22
は、半りリ体24・・・としてl n3b、誘電体25
としてPbOを用いたが、この他に、半導体24 ・・
・とじてのGeには、B203.5b203 、PbO
1S io2.Ta205等の酸化物およびBiF+ 
、LiF、PbFz、MGF2、BaF2.CaF2等
の弗化物、半導体24・・・とじてのTeおよび1n3
bには、B203 、Sb203 、Pb0W(7)酸
化物eヨCFB i P3、L iF、’PbF2等の
弗化物中の1種または2種以上を主成分として含む誘電
体25が選出される。また、全記録11122中に占め
るInSbの体積充填率を60%としたが、半導体24
・・・の微粒子の体積充填率は、小さいと記録膜22と
しての必要な反射率変化が小さく、大きいとメモリ用光
ディスクとして必要な耐久性が低下することから、40
〜80%が適していることが実験により確認されている
。 さらに、成膜過程で分解の生じない安定な材料の組合わ
せを選定したため、同時に成膜を行なって混合膜とする
ことが容易であり、しかも、各層がスパッタで形成され
るため製作が簡単であり、品質の揃ったメモリ用光ディ
スクを安価に提供することができる。 さらに、上記構造の記録膜22では、ディスクとして取
り扱い中にFII損しても、また破棄しても、半導体粉
がむき出しで飛散することがなく安全無害である。 なお、前記実施例では、記録膜と金属膜との2肋膜構造
で説明したが、これに限らず、たとえば第6図に示すよ
うに、基板21と記録膜22の間に半透明な金属膜28
をスパッタで形成した3層膜構造とするようにしても良
い。たとえば、金属膜27が0,01μmのCu膜とし
、半透明の金属膜28を0105μm以上のCu膜とし
、体積充填率qを60%としたInSbとPbOの混合
膜としての記録膜22の厚さを変えたメモリ用の光ディ
スクで得られた特性例を第7図に示す。すなわち、この
構造にすると、光の多重反射の干渉効果で、記録膜22
の厚さを0107μmにしたとき、記録による反射率変
化量は80%以上にも達することが示されている。この
ような反射率変化量は、レーザビームで記録情報を読出
すとき、あたかも高反射の点の有無に対応するような理
想に近い大きさの再生信号を与えるものである。 〔発明の効果] 以上詳述したようにこの発明によれば、基体上に薄膜を
設け、この薄膜に記録すべき情報を有する光ビームを照
射することにより上記薄膜に局所的に光学特性の変化を
生じさせ、これにより情報の記録を行なうことが可能な
光ディスクにおいて、上記薄膜は、光ビームによる熱的
エネルギーの賦与方法により光学定数が可逆的に変化す
る半導体゛を化学的に安定な誘電体中に混合してなる混
合膜としたから、耐久性に優れ長期に亘って記録と消去
が可能であり、しかも、高い信号レベルを1qることが
でき、さらに、刃作が簡単で品質が揃えられるとともに
安価で安全無害である等の優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第5図はこの発明の一実施例を示すもので、第
1図は断面図、第2図は拡大断面図、第3図は記録膜の
反射率と暴露時間との関係を示す図、第4図は記録膜の
反射量と膜厚との関係を示す図、第5図は記録膜の反射
率変化量と膜厚との関係を示す図であり、第6図は他の
実施例の構成を説明するための断面図、第7図は第6図
における記録膜の反射率変化Mと膜厚との関係を示す図
であり、第8図〜第10図はそれぞれ異なる従来例を示
す断面図である。 21・・・基体(基板)、22・・・薄膜(記録膜)、
24・・・半導体、25・・・誘電体、27・・・半透
明金属膜。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第2図 第1図 第3図 雰時闇(B) 第5図 jIs  図 第9 囚 第10図 手続補正書 昭和 病0.’、20□ 特許庁長官  志 賀    学  殿1、事件の表示 特願昭59−211964号 2・発明の名称 光ディスク 3、補正をする渚 事件との関係  特許出願人 (307)株式会社 東芝 (ほか1名) 4、代理人 5、自発補正 7、補正の内容 (1)明細書全文を別紙のとお、り訂正する。 (2)図面の第2図を別紙のとおり訂正する。 明     細     書 1、発明の名称 光ディスク 2、特許請求の範囲 (1)基体上に薄膜を設け、このallllに記録すべ
き情報を有する光ビームを照射することにより上記薄膜
に局所的に光学特性の変化を生じさせ、これにより情報
の記録を行なうことが可能な光ディスクに6いて、上記
薄膜は、光ビームによる熱的エネルギーの賦与により光
学定数が変化する半導体を化学的に安定な誘電体中に混
合してなる混合膜と金属膜とを多層に構成したことを特
徴とする光ディスク。 (2)前記薄膜が、混合膜を金属膜上に重ねた二層構造
とし、光ビームが上記混合膜側から照射される構成とし
たことを特徴とする特許請求の和囲第1項記載の光ディ
スク。 (3)前記薄膜が、半透明金属膜、混合膜および金属膜
を重ねた三層構造とし、光ビームが上記半透明金属膜側
から照射される構成とした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。 (4)前記混合膜が、半導体を誘電体中に体積比で40
%以上含む構成とした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。 (5)前記混合膜が、実効的な光学厚さが光ビームの波
長の1/2以下であ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。 (6)前記混合膜が、半導体として、Ge’、Teおよ
びrnsbのいずれかを主成分とする材料を用い、誘電
体として、B203.5b203゜B 1203 、P
bO,S io2.Ta20S等の酸化物およびBiF
i 、LiF、PbF2゜MQF2 、BaF2.Ca
F2等の弗化物の1種または2種以上を主成分とする材
料を用いて構成した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。 (7)前記金属膜が、Au、Ag、Cu、A Iまたは
それ−らを主成分とする高反射金属材料を用いて構成し
た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。 (8)前記半透明金属膜が、AU、Ag、Cu、Alま
たはそれらを主成分とする合金材料を用い、厚さ010
3μm以下に成膜した構成としたことを特徴とする特許
請求の範囲第3項記載の光ディスク。 3、発明の詳細な説明 〔発明の技術分野〕 この発明は、たとえばレーザビームによりヒートモード
記録が行える光ディスクに関する。 〔発明の技術的背景とその問題点〕 従来用いられているメモリ用光ディスクの記録形態は第
8図〜第10図に示す3種のタイプに分類される。第8
図に示すタイプは、基板1上に形成した低融点材料の薄
膜2にレーザビームをスポット照射してその局部を融解
・蒸発さけ微小な穴3として記録するものである。また
、第9図に示すタイプは、基板4上に2層以上からなる
多層源ll15を形成し、レーザビームをスポット照射
したとき!1Yが上昇した下地層6から気泡を発生させ
、上の簿膜7にふくらみ8として記録するタイプである
。また、第10図に示すタイプは、基板9上に温度変化
で組織の変化する薄膜10を形成し、レーザビームのス
ポット照射で7s膜10の局部11をたとえば反射率の
ことなる組織に変化させることで記録するタイプである
。そして、これらタイプの記録部(3,8,11)はい
ずれも無記録部に対して光の透過または反射の特性に違
いを生じることから、レーザビームを用い記録部(3゜
8.11)の有無を検出することで記録情報は読み出さ
れる。しかしながら、これらタイプの記録形態のうち、
第8図および第9図に示すタイプは記録部(3,8)に
不可逆的な変化を与えるもので、記録は可能であるが消
去はできない。また、第10図に示すタイプは記録膜の
材料として熱的に光学特性が可逆的変化する材料を用い
れば記録と消去が可能になる。その1例として光磁気記
録膜がある。 一方、Se、Ge、Te、InSb等の半導体は安定な
結晶相と非晶質相の2つの状態を取り得ることは良く知
られており、それぞれの状態での複素屈折率N=n−i
kが異なることは J。 5TCIIKEが J、 of、 N on−Crys
tallineSolid 411970に詳しく報告
している。この半導体の結晶相と非晶質相との2状態を
レーザビームによる熱処理で可逆的に変化させて光メモ
リとする着想は S、R,0VSHINSKY等によっ
て Metsllurgical  Transact
ions 26411971  誌に提示されている。 しかしながら、これらの半導体材料の薄膜は化学的に不
安定で耐久性に乏しく実用化されるには至らなかった。 すなわち、B9、Ge、Te、InSb等(7) 半導
体LL 溶融状態まで加熱して高速に冷却すると非晶質
となり、より低い温度に加熱してゆっくり冷却すると結
晶質となる特性を持っており、この非晶質相と結晶質相
はぞれぞれn’ −ik’ とn−1kの複素屈折率で
特徴付けられる異なった光学的性質をもって安定に存在
するが、これらの半導体は薄膜にすると化学的安定性に
乏しく、大気中では次第に@食して劣化するのでメモリ
用光ディスクの記録膜としては実用的ではなかった。 その後、これら半導体を化合物にしたり耐久性のある保
護膜の間に挟んだりして耐久性を持たせる試みが発表さ
れているが、それら従来の技術には次のような欠点があ
った。 公知例I  Teの低酸化物膜の加熱による相変化を用
いた非消去形光ディスク(特公昭54−3725号、N
a口onal Technical  Report 
2810161982)・・・・・・この例では、Te
の低酸化物Te0X(Q<x<2)の薄膜を相変化する
記録膜と記述しているが、光学特性の可逆的変化につい
ては言及していない。 公知例2 7eOx (x=1.1 )1膜ノ可逆的相
変化による消去可能な光ディスク(日本学術振興会 薄
膜第131委員会 第116回研究会資料1983 )
・・・・・・この例では、Teに微量不純物としてQe
とSnを添加したものとTeO2の同時蒸発により分解
生成物としてTeO薄膜を蒸着している。このように成
膜工程中に高温で不安定なTeO2の分解過程を含む膜
では品質の制御が困難であるという欠点がある。さらに
、丁eOは、上記National Technica
l  Re(lort 2810161982に記載さ
れているように、記録前の膜の反射率が15%程度と低
いこと、および記録による反射率変化も約12%と小さ
いため、この膜による光ディスクは信号検出用光ピツク
アップのフォーカシングやトラッキングの動作が難しい
上に読み出し信号も小さいという欠点もある。 公知例3 記録・消去可能な光ディスク(A。 [:、3el1等Al)l)1.PhyS、Lett3
8 9201981・・・・・・この例では、熱的に光
学定数の可逆的変化の大きいTe単体の薄膜を、その耐
食性を保護するためと、加熱時におけるTeの蒸発を防
ぐため、5in2膜で挟んだ3層構造としている。 この構造では、各膜厚を正しく制御しなければならず、
成膜工程が複雑になる欠点があった。 [発明の目的] この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、耐久性に優れ長期に亘って記録と消去
が可能であり、しかも、高い信号レベルを得ることがで
き、さらに、製作が簡単で品質が揃えられるとともに安
価で安全無害である光ディスクを提供することにある。 〔発明の概要〕 この発明は、上記目的を達成するために、基体上に薄膜
を設け、この薄膜に記録すべき情報を有する光ビームを
照射することにより上記薄膜に局所的に光学特性の変化
を生じさせ、これにより情報の記録を行なうことが可能
な光ディスクにおいて、上記7?膜は、光ビームによる
熱的エネルギーの賦与により光学定数が変化する、すな
わち、安定な2つの異なる光学状態を呈する半導体を化
学的に特に高温で安定な誘電体中に混合してなる単一の
混合膜と金属膜とを@層した多層構造とし、光ビームの
照射で半導体に生じる複素屈折率の変化に起因する反射
率変化を干渉効果により増大させるユうにしたものであ
る。 〔発明の実施例〕 以下、この発明の一実施例について第1図から第5図を
参照しつつ説明する。 第1図はこの発明の光ディスク20の構成を示すもので
ある。この光ディスク20はガラスで形成される基板(
長体)21、この基板21上に形成される記録膜(簿膜
)22、この記録122上に形成される高い反射重荷す
る金属膜27、およびその金属膜27上に形成され、傷
が着かないようにその表面を保護する保護膜23によっ
て多層に構成されている。上記記録ll122は、第2
図に示すように、レーザビームLによる熱的エネルギー
の賦与方法により光学定数が可逆的に変化する、すなわ
ち、安定な2つの異なる光学状態を呈する微粒子の半導
体(複素屈折率n−1k)24・・・を、化学的に特に
高温で安定な誘電体(屈折率no )25中に、体積比
で40%以上分散混合してなる単一の混合膜で構成され
ており、また実効的な光学厚さがレーザビーム[の波長
の172以下とされている。なお、26はレーザビーム
Lを記録膜22上に集光するための対物レンズである。 このように構成した記録膜22は、その中に占める半導
体24・・・の体積含有率qを減少させると膜の耐久性
は向上するが、画境界面での反射撮幅は低下し、結果と
して合成反射率Rが低下する。 −例としてInSbとPbOで作った十分に厚い(1μ
m以上)記録膜22を高温・多湿の耐久性加速試験の雰
囲気に暴露したときの反射率の経時変化を示したのが第
3図である。この結果、記録[122としては、体積含
有率qをO14からO18の藺で作ることが、浸れた耐
久性と十分な反射率の両特性を併せ持つ膜を得るための
条件であることが分る。このような混合膜としたために
1qられるもう1つの効果は、体積含有率qを減少させ
ると記録膜22の吸収係数が、用いた半導体24・・・
の値より減少するために、膜の画境界で反射した光の干
渉効果が増大することである。この効果は、InSbと
PbOとで作った混合膜の波長0183μmにおける反
射率が現わす膜厚依存性を示した第4図から明らかに見
られる。この結果、吸収係数の大きな半導体も誘電体と
の混合膜とすると、光の干渉膜として十分に作用するこ
とを示すものである。 したがって、上記したように構成すると、記録膜22中
の半導体24・・・がレーザビームの照射で相変化した
とき、体積含有率qが100%でなくても干渉効果によ
り十分に大きい合成反射率Rの変化量を1qることがで
きる。−例として、基板21に先ず体積含有率qを60
%としたInSbとPbOとの混合膜からなる記録膜2
2を成膜しライで金属It!J27としてCu膜を0.
05μm以上に膜づけした2層膜構造の光ディスク20
を製作する。そして、この光ディスク20に対してレー
ザビームで記録を行った時、記録膜22の相変化による
波長0183μmの読出しレーザビームに対する反射率
変化量の膜厚依存性を第5図に実線で示す。同図で反射
率変化量の+は明るくなる場合、−は暗くなる場合を示
す。図から記録膜22の厚さを0.055μmに製作し
た光ディスク20では、記録したとき未記録時より50
%以上(24%→77%)もの反射率変化量の得られる
ことが分る。なお、第5図に点線で示した曲線は体積含
有率qが1、すなわちl nsbだけで記録膜を形成し
た場合である。両回線の比較から、この発明の2層記録
膜を有する光ディスク20は、InSbをPbOとの含
有ピを60%と低くしたにも係わらず、8I層膜とした
こと、で干渉効果により100%のtnsbの膜と同程
廓の大きな反射率変化量すなわち記録情報の再生信号レ
ベルが得られることが分る。 このような構成によれば記録膜22は、化学的に不安定
で耐久性に乏しい半導体24・・・を微粒子として、そ
の相変化を可能にする化学的に安定な誘電体25中に分
散させるように同時スパッタで成膜する構造としたので
、記録膜22中に分散した半導体24・・・の微粒子は
結晶相と非晶質相とのいずれの状態にも容易に遷移する
ことができるとともに、゛記録膜22として重要な耐久
性も著しく向上することができる。また、上記金属膜2
7もスパッタで成膜する構造としたので、簡単に生成す
ることかできる。 また、上記の記録膜22を局所的にレーザビームしによ
り短時間τだけ照射すると、その中に含まれる微粒子の
半導体24・・・はレーザビームLのパワーに比例した
温度θまで加熱される。照射が終わると高温になった半
導体24・・・は周囲の誘電体25への熱の流出により
C=θ/2τの冷却速度で温度が低下する。したがって
、照射部内の半導体24・・・は、レーザビームLを強
くして短時間加熱したときは高速に、レーザビームLを
弱くして長い時間で加熱したときはゆっくりと冷却され
る。すなわち、レーザビームLの賦与方法を選択するこ
とにより、記録膜22の照射部に含まれる半導体24・
・・を複素屈折率の異なる非晶質相あるいは結晶相のい
ずれかの所望する状態にすることができる。その結果、
記録1122の照射部をそこの複素屈折率で決まる反射
率Rに変換すること、換言すれば記録したり消去したり
することができる。 また、記録膜22の実効的な光学厚さをレーザビームL
の波長の1/2(第1の反射率極小が生じるより薄い厚
さ)とすることにより、記録膜22は、記録時も消去時
も、すなわち消去後も記録後も共に比較的高い反射率を
保有することになり、情報信号はもとよりフォーカシン
グ信号やトラッキング信号も大きくとることができる。 すなわち、たとえば、微粒子の半導体24・・・にIn
Sb、誘電体25にPboを用い、全記録膜22中に占
めるInSbの体積充填率が60%になるようにInS
bとPbOを同時にスパッタして基板21に成膜した記
録膜22の記録部(非晶質相)と消去部(結晶相)のレ
ーザダイオード光の波長0,83μmに対する反射率R
および反射率変化量ΔRの膜厚依存性は、第5図に示す
ようになり、同じ組成・の記録膜22であっても、その
膜厚により記録時と消去時の反射率Rおよび反射率変化
量ΔRは記録膜22の両表面における反射光の干渉効果
で大きく変化する。したがって、この例では、記録膜2
2の膜厚を0.05μmにすることにより、未記録部す
なわち消去部および記録部のいずれの反射率も大きく、
しかも反射率変化量も大きくでき、これにより、大きな
読取り信号が得られるとともに、信号検出用光ピツクア
ップのフォーカシングやトラッキングのサーボ動作を容
易にすることができる。なお、この例では、記録膜22
は、半導体24・・・とじて1n3b、誘電体25とし
てPbOを用いたが、この曲に、半導体24−=−とじ
てのGeには、B2O3,5b203 、PbO,S 
i 02 、Ta205等の酸化物およびBiF3、L
iF、PbF2、MgF2、BaF2、CaF2等の弗
化物、半導体24・・・とじてのTeおよび[nSbに
は、8203 、Sb203 、PbO等の酸化物およ
びBiF3、LiF、PbF2等の弗化物中の1種また
は2 f!r+以上を主成分として含む誘電体25が選
出される。また、全記録膜22中に占めるI nsbの
体積充填率を60%としたが、半導体24・・・の微粒
子の体積充填率は、小さいと記録膜22としての必要な
反射率変化が小さく、大きいとメモリ用光ディスクとし
て必要な耐久性が低下することから、40〜80%が適
していることが実験により確認されている。 さらに、成膜過程で分解の生じない安定な材料の組合わ
せを選定したため、同時に成膜を行なって混合膜とする
ことが容易であり、しかも、各層がスパッタで形成され
るため製作が簡単であり、品質の揃ったメモリ用光ディ
スクを安価に提供することができる。 さらに、上記構造の記録膜22では、ディスクとして取
り扱い中に破損しても、また破棄しても、半導体粉がむ
き出しで飛散することがなく安全無害である。 なお、前記実施例では、記録膜と金属膜との2層膜構造
で説明したが、これに限らず、たとえば第6図に示すよ
うに、基板21と記録膜22の間に半透明な金属n28
をスパッタで形成した3層膜構造とするようにしても良
い。たとえば、金属膜27が0505μm以上のCU膜
とし、半透明の金1i111!28を0101μmのC
U膜とし、体積充填率qを60%としたInSbとPb
Oの混合膜からなる記録膜22の厚さを変えたメモリ用
の光ディスクで得られた特性例を第7図に示す。すなわ
ち、この構造にすると、光の多重反射の干渉効果で、記
録膜22の厚さを0,07μmにしたとき、記録による
反射率変化量は80%以上にも達することが示されてい
る。このような反射率変化量は、レーザビームで記録情
報を読出すとき、あたかも高反射の点の有無に対応する
ような理想に近い大きさの再生信号を与えるものである
。 〔発明の効果〕 以上詳述したようにこの発明によれば、基体上に薄膜を
設け、この薄膜に記録すべき情報を有する光ビームを照
射することにより上記薄膜に局所的に光学特性の変化を
生じさせ、これにより情報の記録を行なうことが可能な
光ディスクにおいて、上記薄膜は、光ビームによる熱的
エネルギーの賦与方法により光学定数が可逆的に変化す
る半導体を化学的に安定な誘電体中に混合してなる混合
膜と金属膜とを積層したため、耐久性に優れ長期に亘っ
て記録と消去が可能であり、しかも、高い信号レベルを
1りることができ、さらに、製作が簡単で品質が揃えら
れるとともに安価で安全無害である等の浸れた効果を奏
する。 4、図面の簡単な説明 第1図〜第5図はこの発明の一実施例を示すもので、第
1図は断面図、第2図は拡大断面図、第3図は記録膜の
反射率と暴露時間との関係を示す図、第4図は記録膜の
反tIA争と膜厚との関係を示す図、第5図は記録膜の
反射率変化量と膜厚との関係を示す図であり、第6図は
他の実施例の構成を説明するための断面図、第7図は第
6図における記録膜の反射率変化量と膜厚との関係を示
す図であり、第8図〜第10図はそれぞれ異なる従来例
を示す断面図である。 21・・・基体(基板)、22・・・薄膜(記録Ml 
)、24・・・半導体、25・・・誘電体、27・・・
金属膜、28・・・半透明金属膜。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 手続補正書 rg3H+ ”J”F−1s 1デ許庁長官  志 賀   学  殿■、事件の表示 特願昭59−211964号 :23発明の名称 光ディスク 3、補正をする者 事件との関係 ・特許出肋入 (307)株式会社 東芝 (ほか1名) 4代理人 明      i       書 1、発明の名称 光ディスク 2、特許請求の範囲 (1)基体上に1膜を設け、この薄膜に記録すべき情報
を有する光ビームを照射することにより上記薄膜に局所
的に光学特性の変化を生じさせ、これにより情報の記録
を行なうことが可能な光ディスクにおいて、上記薄膜は
、光ビームによる外的エネルギーの賦与により光学定数
が変化する半導体を化学的に安定な誘電体中に混合して
なる混合膜と金属膜とを多層に構成したことを特徴とす
る光ディスク。 (2)前記薄膜が、混合膜を金属膜上に徂ねた二階構造
とし、光ビームが上記混合膜側から照18される構成と
した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。 (3)前記河原が、半透明金属膜、混合膜および金属膜
を重ねた三層構造とし、光ビームが上記半透明金属腹側
から照射される構成としたことを特徴とづる特許請求の
範囲第1 r(4記載の光デrスク。 (4)前記混合膜が、半29体を誘電体中に体積比で4
0%以上含む構成とした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。 (5)前記混合膜が、実効的な光学厚さが光ビームの波
長の1/2以下であ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。 (6)前記混合膜が、半導体として、Ge、Teおよび
1n3bのいずれかを主成分とする材料を用い、誘電体
として、B20s 、5b203゜Bi2O3,PbO
,SiO2,Ta205等の酸化物およびBiFg、L
iF、PbF2゜M(]F2 、BaF2’、CaF2
等の弗化物の1種または2種以上を主成分とする材料を
用いて構成した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。 (7)前記金属膜が、Au、Ag、CIJ、Alまたは
それらを主成分とする高反射金属材料を用いて構成した
ご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。 (ε3)前記半透明金属膜が、AU、Ag、 Cu、A
lまたはそれらを主成分とする会合材料を用い、厚さ0
.03μm以下に成膜した構成としたことを特徴とする
特許請求の範囲第3項記載の光ディスク。 3、発明の詳細な説明 (発明の技術分野〕 この発明は、たとえばレーザビームによりヒートモード
記録が行える光ディスクに関する。 〔発明の技術的背景とその問題点〕 往来用いられているメモリ用光ディスクの記録形態は第
8図〜第10図に示す3種のタイプに分類される。第8
図に示すタイプは、基板1上に形成した低融点材料の薄
膜2にレーザビームをスポット照射してその局部を融解
・蒸発させ微小な穴3として記録するものである。また
、第9図に示すタイプは、基板4上に2層以上からなる
多層薄膜5を形成し、レーザビームをスポット照射した
とき温度が上昇した下地層6から気泡を発生させ上の薄
膜7にふくらみ8として記録するタイプである。また、
第10図に小ψタイプは、基!?z 9上に温度変化で
組織の変化する薄g110を形成し、レーザビームのス
ポット照射で薄膜10の局部11をたとえば反射率のこ
となる組織に変化させることで記録するタイプである。 そして、これらタイプの記録部(3,8,111はいず
れも無記録部に対して光の透過または反射の特性に違い
を生じることから、レーザビームを用い記録部(3゜8
.11)の有無を検出することで記録情報は読み出され
る。しかしながら、これらタイプの記録形態のうち、第
8図および第9図に示すタイプは記録部(3,8)に不
可逆的な変化を与えるもので、記録は可能であるが消去
はできない。また、第10図に示すタイプは記録部の材
料として熱的に光学特性が可逆的変化する材料を用いれ
ば記録と消去が可能になる。その1例として光磁気記録
膜がある。 一方、3e、Qe、 Te、InSb等の半導体は安定
な結晶相と非晶質相の2つの状態を取り得ることは良く
知られており、それぞれの状態での複7j ’dJ折率
N=n−ikが異なルコとハJ、5TOUKEが J、
 of、 Non−Crystalline  5ol
id vol 411970に詳しく報告している。こ
の半導体の結晶相と非晶質相との2状態をレーザど一ム
による熱処理で可逆的に変化させて光メモリとする着想
は S、R,0VSH,I N5KYWによって 1V
IejSllurOiCal  TranSaCj!O
nS  VO126411971誌に提示されている。 しかしながら、これらの半導体材料の薄膜は化学的に不
安定で耐久性に乏しく実用化されるには至らなかった。 すなわち、Se、Ge、Te、InSb等の半導体は溶
融状態まで加熱して高速に冷却すると非晶質となり、よ
り低い温度に加熱してゆっくり冷却すると結晶質となる
特性を持っており、この非晶質相と結晶質相はぞれぞれ
n’−ik’ とn−1kの複素屈折率で特徴付けられ
る異なった光学的性質をもって安定に存在するが、これ
らの半導体は薄[9にすると化学的安定性に乏しく、大
気中では次第に腐食して劣化するのでメモリ用光ディス
クの記録膜としては実用的ではなかった。 その後、これら半Iり体を化合物にし!こり耐久1′[
のある保護膜の間に挟んだりして耐久↑1を1.!i 
1.:ぜる試みが発表されているが、それら従来の技(
fiには次のような欠点があった。 公知例1  Teの低ll〕化物膜の加熱による10変
化を用いた非消去形光ディスク(特公昭54−3725
号、National Technical  、Re
pOrt vol 2810161982  )・・・
・・・この例では、Teの低酸化物TeOx (0<x
<2)の薄膜を相変化する記録膜と記述しているが、光
学特性の可逆的変化については言及していない。 公知例2  T e Ox (x = 1.1 ) ’
IJH(D可逆的相変化による消去可能な光ディスク(
日本学1fj IJix興会 薄膜第131委H会 第
116回研究会資料1983 )・・・・・・この例で
は、TeにWi屯不純物としてGeとSnを添加したも
のとTeO2の同時蒸発により分解生成物としてTea
、、薄膜を蒸着している。このように成膜工程中に高温
で不安定なTea2の分解過程を含む膜では品質の制御
が困fffであるという欠点がある。さらに、T e 
O+、1は、上記NariOnal Tecl+n1c
al  Report vol 2810161982
  に記載されているように、記録前の12の反射率が
15%程度と低いこと、および記録による反射率変化も
約12%と小さいため、この膜による光ディスクは信号
検出用光ピツクアップのフォーカシングやトラッキング
の動作がfl Lい上に読み出し信号も小さいという欠
点もある。 公知例3 記録・消去可能な光ディスク(A。 E、Be11等 Appl、phys、Lett vo
l 38 9201981・・・・・・この例では、熱
的に光学定数の可逆的変化の大きいTe単体のIIIを
、その耐食性を保護するためと、加熱時におけるTeの
蒸発を防ぐため、S i 02 IIIで挟んだ31F
!構造としている。 この構造では、各摸厚を正しく制御しなければならず、
成膜工程が複雑になる欠点があった。 [発明の目的] この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、耐久性に優れ長期に亘って記録と消去
が可能であり、しかも、高い信号レベルを得ることがで
き、さらに、製作が簡単で品質が揃えられるとともに安
価で安全無害である光ディスクを提供することにある。 (発明のC1要) この発明は、上記目的を達成するために、基体上に?J
膜を設け、この薄膜に記録すべき情報を有する光ビーム
を照射することにより上記簿膜に局所的に光学特性の変
化を生じさせ、これにより情報の記録を行なうことが可
能な光ディスクにおいて、上記薄膜は、光ビームによる
熱的エネルギーの賦与により光学定数が変化する、すな
わち、安定な2つの異なる光学状態を呈する半導体を化
学的に特に高温で安定な[体中に混合してなる単一の混
合膜と金FA膜とを積層した多!!!l構造とし、光ビ
ームの照射で半導体に生じる複素屈折率の変化に起因す
る反射率変化を干渉効果により増大させるようにしたも
のである。 〔発明の実施例〕 以下、この発明の一実施例について第1図から第5図を
参照しつつ説明する。 第1図はこの発明の光ディスク20の構成を示すもので
ある。この光ディスク20はガラスで形成される基板(
基体)21、この基板21上に形成される記録膜(薄膜
)22、この記録膜22上に形成される高い反射重荷す
る金属膜27、およびその金属膜27上に形成され、傷
が着かないようにその表面を保護する保護膜23によっ
て多層に構成されている。上記記録膜22は、第2図に
示すように、レーザビームLによる熱的エネルギーの賦
与方法により光学定数が可逆的に変化する、すなわち、
安定な2つの異なる光学状態を呈する微粒子の半導体(
複素屈折率n−1k)24・・・を、化学的に特に高温
で安定な誘電体(屈折率no )25中に、体積比で4
0%以上分散混合してなる単一の混合膜で構成されてお
り、また実効的な光学厚さがレーザビームLの波長の1
/2以下とされている。なお、26はレーザビームLを
記録膜22上に集光するための対物レンズである。 このように構成した記録膜22は、その中に占める半導
体24・・・の体積含有率qを減少させると膜の耐久性
は向上するが、画境界面での反射撮幅は低下し、結果と
して合成反射率Rが低下フる。 −例として[nSbとPbOで作った十分に厚い(1μ
m以上)記録1!l 22を高温・多湿の耐久性110
速試験の雰囲気に暴露したときの反射率の経時変化を示
したのが第3図である。この結果、記録11G! 22
としては、体積含有率qを0,4からO18の間で作る
ことが、優れた耐久性と十分な反射率の両特性を併せ持
つ膜を得るための条件であることが分る。このような混
合膜としたために17られるもう1つの効果は、体積含
有率qを減少させると記録膜22の吸収係数が、用いた
半導体24・・・の値より減少するために、膜の両境界
で反射した光の干渉効果が増大することである。この効
果は、1nSbとPbOとで作った混合膜の波長018
3μmにおける反射率が現わす膜厚依存性を示した第4
0から明らかに見られる。この結果、吸収係数の大きな
半導体も誘電体との混合膜とすると、光の干渉膜として
十分に作用することを示すものである。 したがって、上記したように構成すると、記録膜22中
の半導体24・・・がレーザビームの照射で相変化した
とき、j本積含有率qが100%でなくても干渉効果に
より十分に大ぎい合成反射率Rの変化量を1りることが
できる。−例として、括(反21に先ず体積含有率qを
60%としたl nSbとPbOとの混合膜からなる記
録11!l 22を成膜し、ついで金FXIIa27と
してCU膜をo、05μm以上に膜づけした2層膜構造
の光ディスク2oを製作する。そして、この光ディスク
20に対してレーザビームで記録を行った時、記録It
! 22の相変化による波長0183μmの読出しレー
ザビームに対する反射率変化量の膜厚依存性を第5図に
実線で示す。同図で反射率変化(6)の+は明るくなる
場合、−は暗くなる場合を−示す。図から記録膜22の
厚さを0.055μmに製作した光ディスク20では、
記録したとき未記録時より50%以上(24%→77%
)もの反射率変化量の19られることが分る。なお、第
5図に点線で示した曲線は体積含有率qが1、すなわち
1nsbだけで記録膜を形成した場合である。両曲線の
比較から、この発明の2層記録設を有する光ディスク2
0は、1n3bをPbOとの含有量を60%と低くした
にも係わらず、積層膜としたことで干渉効果により10
0%のInSbの膜と同程度の大きな反射率変化mすな
わち記録情報の再生信号レベルが(9られることか分る
。 このような構成によれば記録膜22は、化学的に不安定
で耐久性に乏しい半導体24・・・を微粒子として、そ
の相変化を可能にする化学的に安定なERM体2体中5
中散させるように同時スパッタで成膜する+lI造とし
たので、記録膜22中に分散した半導体24・・・の微
粒子は結晶相と非晶Ft相とのいずれの状態にも容易に
遷移することができるとともに、記録Ill 22とし
て重要な耐久性も著しく向上することができる。また、
上記金属膜27もスパッタで成膜する構造としたので、
簡単に生成することかできる。 また、上記の記録膜22を局所的にレーザビームLによ
り短時間でだけ照射すると、その中に含まれる微粒子の
半導体24・・・はレーザど一ムLのバソーに比例した
温瓜θまで加熱される。照射が終わると高温になった半
導体24・・・は周囲の誘電体25への熱の流出により
C=θ/2τの冷却速度で温度が低下する。したがって
、照射部内の半導体24・・・は、レーザビームLを強
くして短時間加すしたときは高速に、レーザビームLを
弱くして良い時間で加熱したときはゆっくりと冷却され
る。すなわち、レーザビームLの関与方法を選択するこ
とにより、記録膜22の照射部に含まれる半導体24・
・・を?!素屈折率の異なる非晶質相あるいは結晶相の
いずれかの所望する状態にすることができる。その結果
、記録膜22の照射部をそこの復素屈折率で決まる反m
率Rに変換すること、換言すれば記録したり消去したり
することができる。 また、記録Ill 22の実効的な光学厚さをレーザビ
ームLの波長の1/2(第1の反射率極小が生じるより
薄い厚さ)とすることにより、記録膜22は、記録時も
消去時も、すなわち消去後も記録後も共に比較的高い反
射率を保有することになり、情報イ言号はムどよりノイ
ーカシング信丁)ヤトシソキングイ3弓も人さくとるこ
とができる。 すなわち、たとえば、微粉子の半導体24・・・にIn
5t)、KM体25にpboを用い、全記録膜22中に
占める1n3bの体積充填率が60%になるようにIn
SbとPbOを同時にスパッタして基板21に成膜した
記録膜22の記録部(非晶質相)と消去部(結晶相)の
レーザダイオード光の波長0183μmに対する反射率
Rおよび反射率変化mΔR″の膜厚依存性は、第5図に
示すようになり、同じ組成の記録膜22てあっても、そ
の膜厚により記録部と消去時の反射率Rおよび反射率変
化間ΔRは記録膜22の両表面における反射光の干渉効
果で大きく変化する。したがって、この例では、記録i
t!22の膜厚を0.05μmにすることにより、未記
録部すなわち消去部および記録部のいずれの反射率も大
きく、しかも反射率変化量も大きくでき、これにより、
大きな読取り信号が1qられるとともに、信号検出用光
ピツクアップのフォーカシングや1−ラッキングのサー
ボ動作を容易にすることができる。なあ、口の例では、
記録膜22は、半導体24・・・としてl nSb、誘
電体25どしてPbOを用いたが、この他に、半々体2
4 ・−・とじてのGeには、B203.5b203 
、PbO,S i 02 、Ta205等の69化1℃
およびBiFヨ、L iF、PbF2.〜10F2、B
aF2.CaF2等の弗化物、半導体24・・・とじて
のTeおよびTnSbには、B20q、5b203 、
PbO等の酸化物およびBiFヨ、1 i F、PbF
2等の弗化物中の1 f!または2V!以上を主成分と
して含む誘電体25が選出される。 また、全記録暎22中に占める1n3bの体積元値率を
60%としたが、半導体24・・・の微粉子の体梢充i
f4率は、小さいと記録膜22としての必要な反射率変
化が小さく、大きいとメモリ用光ディスクとして必要な
耐久性が低下することから、40〜80%が適している
ことが実験により1flF&されている。 さらに、成膜過程で分解の生じない安定な材料の相合わ
せを選定したため、同時に成膜を行なって混合膜と覆る
ことが容易であり、しかも、各層がスパッタで形成され
るため製作が簡単であり、品質の揃ったメモリ用光ディ
スクを安価に1!!洪することができる。 さらに、上記構造の記録膜22では、ディスクとして取
り扱い中に破損しても、また破棄しても、半導体粉がむ
き出しで飛散することがなく安全無害である。 なお、前記実施例では、記録膜と金fA !l!との2
層膜構造で説明したが、これに限らず、たとえば第6図
に示すように、基板21と記録II!J22の間に半透
明な金属11’128をスパッタで形成した3層膜構造
とするようにしても良い。たとえば、金属11927が
0.05μm以上のCu膜とし、半透明の金属膜28を
0.01μmのCu膜とし、体積充填率qを6096と
したInSbとpboの混合膜からなる記録膜22の厚
さを変えたメモリ用の光ディスクで得られた特性例を第
7図に示す。すなわら、この構造にすると、光の多重反
射の干渉効果で、記録膜22のY9さを0107μmに
したどさ、記録による反則串変化吊は8096以上にも
達することが示されている。このような反射零度化生は
、レーザビームで記録情報を読出すとき、あたかも高反
射の点の有無に対応するような理想に近い大きさの再生
信号を与えるものである。 〔発明の効果〕 以上詳述したようにこの発明によれば、基体上に薄膜を
設け、このMfiffに記録すべき情報を有する光ビー
ムを照射することにより上記iiW股に局所的に光学特
性の変化を生じさせ、これにより↑n報の記録を行なう
ことが可能な光ディスクにおいて、上記薄膜は、光ビー
ムによる熱的エネルギーの賦与方法により光学定数が可
逆的に変化する半導体を化学的に安定な誘電体中に混合
してなる混合膜と金属膜とを積層したため、耐久性に擾
れ長1’lljに亘って記録と消去が可能であり、しか
も、高い信号レベルを)りることかでき、さらに、製作
が簡単で品質が揃えられるとともに安価で安全無害であ
る等の優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
’A ’I図〜第5図はこの5と明の一実I!!1り1
を小りしので、第1図は断面図、第2図(よ拡大tlJ
i面図、)〕3図は記録膜の反則率とり置時間との関係
を示す図、第4図は記録膜の反射量と1!厚との関係を
示す図、第5図は記録19の反射率変化量と膜厚との関
係を示す図であり、第6図は他の実施例の構成を説明す
るための断面図、第7図は第6図における記録膜の反射
率変化甲と膜厚との関係を示す図であり、第8図〜第1
0図はそれぞれ異なる従来例を示す断面図である。 21・・・基体(基板)、22・・・薄膜(記録膜)、
24・・・半導体、25・・・誘電体、27・・・金懇
膜、28・・・半透明金属膜。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)基体上に薄膜を設け、この薄膜に記録すべき情報
    を有する光ビームを照射することにより上記薄膜に局所
    的に光学特性の変化を生じさせ、これにより情報の記録
    を行なうことが可能な光ディスクにおいて、上記薄膜は
    、光ビームによる熱的エネルギーの賦与により光学定数
    が変化する半導体を化学的に安定な誘電体中に混合して
    なる混合膜と金属膜とを多層に構成したことを特徴とす
    る光ディスク。
  2. (2)前記薄膜が、混合膜を金属膜上に重ねた二層構造
    とし、光ビームが上記混合膜側から照射される構成とし
    た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。
  3. (3)前記薄膜が、半透明金属膜、混合膜および金属膜
    を重ねた三層構造とし、光ビームが上記半透明金属膜側
    から照射される構成とした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。
  4. (4)前記混合膜が、半導体を誘電体中に体積比で40
    〜80%含む構成とした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。
  5. (5)前記混合膜が、実効的な光学厚さが光ビームの波
    長の1/2以下であ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。
  6. (6)前記混合膜が、半導体として、Ge、Teおよび
    InSbのいずれかの材料を用い、誘電体として、B_
    2O_3、Sb_2O_3、Bi_2O_3、PbO、
    SiO_2、Ta_2O_5等の酸化物およびBiF_
    3、LiF、PbF_2、MgF_2、BaF_2、C
    aF_2等の弗化物の1種または2種以上を主成分とす
    る材料を用いて構成した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。
  7. (7)前記金属膜が、Au、Ag、Cu、Alまたはそ
    れらを主成分とする高反射金属材料を用いて構成したこ
    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
  8. (8)前記半透明金属膜が、Au、Ag、Cu、Alま
    たはそれらを主成分とする合金材料を用い、厚さ0、0
    3μm以下に成膜した構成としたことを特徴とする特許
    請求の範囲第3項記載の光ディスク。
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