JPS62202342A - 光記録媒体 - 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】 （発明の技術分野） 本発明は、レーザビーム等の照射により記録材料の相変
化を利用して情報の記録、再生・消去が可能な光記録媒
体に関し、特に機械的強度を向上させた媒体に関するも
のである。

（発明の技術的背景とその問題点） 情報の記録・再生のみならず、記録された情報の消去を
可能にした光記録媒体としては光磁気型、相変化型の媒
体が知られている。

この内、相変化型の光記録媒体は記録材料にレーザビー
ムを照則し、記録材料が結晶質と非晶質間で可逆的に相
転移することを利用して情報の記録・消去を行っている
。

相転移する記録材料としては、Ｇｃ、Ｔｅ、Ｉｎ３ｂ等
の半導体材料が知られている。これらＧａ、Ｔｅ、）ｎ
３ｂ等の半導体は溶融状態まで加熱して急冷すると非晶
質となり、より低い温度に加熱して徐冷すると結晶質と
なる特性を持っており、この非晶質相と結晶質層は、そ
れぞれｎ＝−１ｋ−とｎ　−ｉｋ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。

しかしながら、これらの半導体は薄膜にすると化学的安
定性に乏しく、大気中では次第に腐食して劣化するので
、光記録媒体の記録膜としては実用的ではなかった。

そこでＴｅにＧｏと８０を微量添加したものとＴＯＱ２
の同時蒸発により生成したＴｅ　Ｏ＋　、＋で記録膜を
形成したものが知られている［”ＴｅＯｘ　　＜Ｘ＝１
．１）薄膜の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１３１委員会　第１１６回研究
会資料（１９８３）］。

しかしながら、上記のように成膜工程中に高温で不安定
なＴｏ　０２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、■（７０１，１は、
Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　　ｒｅｐｏｒ
ｔ２８　２４　（１９８２）に記載されているように、
記録前の膜の反射率が１５％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ビックア、ツブのフォーカシ
ングやｉ〜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。

さらに、熱的に光学定数の可逆的変化の多いＴｏ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Ｔ
ｅの蒸発を防ぐためにＳｉＯ２膜で挟んだ３層構造とし
た光記録媒体が知られている（Ａ、Ｅ、Ｂｅ１１等゛記
録・消去可能な光デスク”ＡＩ）ｌ）１．ＦｌｈＶｓ、
Ｌｅｔｔ３８　９２０　１９８１）が、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） 本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目
的は耐久性に優れ、長期に回り安定した記録、再生、消
去が可能な光記録提供することにある。

（発明の概要） 上記目的を達成するために本発明は、 光ビームの照射条件により結晶質と非晶質との間で相転
移する半導体材料を窒化物誘電体中に混合して成る記録
膜を有することを特徴とする。

（発明の実施例） 第１図は本発明に係る光記録媒体の断面を示しており、
この光記録媒体１は基板３上に記録膜５を積層して円板
上に形成されている。

基板３は、アクリルやポリカーボネート等の樹脂または
ガラスにより形成された透明基板である。

記録膜５は、アモルファスシリコン窒化物（以下、Ａ−
８ｉ窒化物と記す）やアルミニウム窒化物等の窒化物誘
電体６中に微粒子の半導体７を二元同時スパッタ法によ
り、体積比で４０〜８０％含まれるように分散混合して
形成された単一の混合膜である。

Ａ−８ｉ窒化物に代表される窒化物誘電体６は科学的に
、特に高温で安定な物質であり、その機械的強度にも優
れている。

前記半導体７としては、Ｇｅ　、　Ｔｅ　、　Ｇｅ　Ｔ
ｅ及び１ｎ３ｂ等の祠料から適宜選択して使用される。

これらの半導体材料はレーザビーム等の照射条件により
結晶相と非晶質相との間で可逆的に相転移する物質であ
るが、化学的には不安定で耐久性に乏しい。また、記録
膜５中に占める半導体７の体積充填率は、上記のように
４０〜８０％が好適であることが実験により確認されて
いる。これは、４０％以下であると、記録膜５として必
要な反射率変化が小さく、８０％以上であると、光記録
媒体１として必要な耐久性、機械的強度が低下するため
である。

前記記録膜５の実効的な光学厚さはレーザビームＬの１
／２波長以下が好適である。

以上の構成によれば、記録ｆｉｆｉＩ５は、化学的に不
安定で耐久性に乏しい半導体７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Ａ−８ｉ窒化物６中に
分散させる構造としたので、記録膜５中に分散した半導
体７の微粒子は結晶相ど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５として
爪型な耐久性も著しく向上する。

また、記録膜５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７
はレーザビームＬのパワーに比例した温度Ｏまで加熱さ
れる。照射が終ると高温になった半導体７は周囲のＡ−
８ｉ窒化物６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６
は、レーザビームＬを強くして短時間加熱したとぎは高
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、レーザビームＬの
照射条件を選択することにより、記録膜５の照射部に含
まれる半導体７を複素屈折率の異なる非晶質化あるいは
結晶相のいずれかの所望する状態にづ“ることができる
。その結果、記録膜５の照射部をそこの複素屈折率で決
まる反射率Ｒに返還すること、すなわち、情報の記録・
消去ができる。

また、記録Ｉｔ！、１５の実効的な光学厚さをレーザビ
ームＬの波長の１／２以下（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５は、記録・
消去に際し−Ｃも共に比較的高い反則率を保有すること
になり、情報信号はもとよりフォーカシング信号や１〜
ラッキング信号も大きくとることができる。

以下、具体的な実施例を説明する。

［実施例］ Ｉｎ５ｏＳｔ１５ｏターゲツトと３ｉ３Ｎ４ターゲツト
を使用して２元同時スパッタ法により各ターゲットへ投
入する電力を）ｎ３ｂの体積充填率が６０％になるよう
に調整して膜厚０．０５μｍの記録膜５を基板３上に形
成した。

上記のように形成された記録膜５の成膜直後は非晶質状
態にあるため、出力５ＲＩＷのシー１アビームを連続照
射してアニールし、充分に結晶化した。

その後、出力９ｍＷ、パルス幅１００ｎＳのレーザビー
ムにより情報の記録（非晶質化）をした。

このように記録された記録膜５の記録部（非晶質相）と
未記録部〈結晶相）における波長０．８３μｍのシー１
Ｆビームに対する反射率Ｒおよび反射全変化量△Ｒの膜
厚依存性を調べた結果、第２図、第３図のようになるこ
とが判明した。

すなわち、同じ組成の記録膜５であっても、その膜厚に
より記録時と消去時の反射率Ｒおよび反則率変化昂△Ｒ
は記録膜５の両表面における反射光の干渉効果で大さく
変化する。このため、本実施例では、記録膜５の膜厚を
０．０５μｍにしたことで、記録部および未記録部（消
去部）のいずれの反射率Ｒも大きく、しから反射率変化
■△Ｒも大ぎくすることができた。その結果、大ぎな読
取信号を得ることができ、また、信号検出用の光ビック
アッフ゛のフォーカシングやトラッキングのサーボ動作
を容易に行うことが可能となった。

一方、記録膜５は極めて機械的強度に優れたＡ−３ｉ窒
化物６を体積充填率′ｃ／ＩＯ％会ｌυでいるので、記
録膜５の表面の損傷を防ぐために成膜されるパシベーシ
ョン膜を設りなくてもよく、成膜工程を減らずことがで
き、安価に光記録媒体１を製作できた。また、この光記
録媒体１は機械的強度に１曇れでいるので、記録膜５の
表面保護用のケースに収納する必要がなく、この面から
も安価となる。

（発明の効果） 以上、説明したように本弁明によれば、光ビームの照０
４条件により結晶質と非晶質との間で相移転する半導体
材料を窒化物誘電体中に混合して成る記録膜を有する溝
成であるため、耐久性、機械的強度に優れた光記録媒体
を提供できる。しかも、記録膜を保護するパシベーショ
ン膜を不要とするので、製造工程が低減でき、このため
、光記録媒体を安価に製作できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光記録媒体の構成図、第２図および第
３図は本発明の具体的な一実施例の反射率Ｊ５よび反射
率変化ｍの膜厚依存特性を示す図である。 １・・・光記録媒体　　　３・・・基板５・・・記録膜
　　　　　６・・・窒化物誘電体７・・・半導体 第１０ 膜厚（ｌｓｍ） 第２図 膜厚（μｍ） 第３図 、手彰■ンｆｌＪ正書（自発） 昭和６２年　５月２６日

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）光ビームの照射条件により結晶質と非晶質との間
   で相転移する半導体材料を窒化物誘電体中に混合して成
   る記録膜を有することを特徴とする光記録媒体。
2. （２）前記記録膜は前記半導体材料を前記窒化物誘電体
   中に体積比で４０〜８０％混合して成ることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載の光記録媒体。
3. （３）前記半導体材料は、Ｇｅ、Ｔｅ、ＧｅＴｅ及びＩ
   ｎＳｂの何れかであり、前記窒化物誘電体はアモルファ
   スシリコン窒化物、アルミニウム窒化物の何れかである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の光記録
   媒体。
4. （４）前記記録膜の実効的な光学厚さは、照射される光
   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項に記載の光記録媒体。