JPS63206922A - 情報記録媒体 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、例えばレーザビーム等の光ビームを照射す
ることにより記録層に相変化を生じさせて情報を記録消
去する情報記録媒体に関する。

（従来の技術） 従来、情報の消去が可能な光ディスクとして相変化型の
ものが知られている。この相変化型の光ディスクにおい
ては、記録層にレーザビームを照射することにより、記
録層が例えば結晶質と非晶質との間で可逆的に相変化す
ることを利用して情報を記録消去する。

このような相変化する材料としては、例えば、Ｔｅ、Ｇ
ｅ、ＴｅＧｅ、ＩｎＳｅ、５ｂＳｅ。

５ｂＴｅ等の半導体、半導体化合物又は金属間化合物が
ある。これらは、その温度により、結晶質相と非晶質相
との２つの状態を選択的にとり、各状態においてＮ−ｎ
−１ｋで現される複素屈折率が相違するので、レーザビ
ームによる熱処理でこれら２つの状態を可逆的に変化さ
せて情報を記録消去する（　Ｓ　、　Ｒ、Ｏｖｓｈｌｎ
ｓｋｙ　　Ｍ　ｅｔａｌ　ｌｕｒｇｌｃａｌＴｒａｎｓ
ａｃｔｉｏｎｓ　２　　Ｂ４１１９７１）。

一方、上述の方式と異なり、レーザビームの照射により
相異なる結晶質間で可逆的に相変化させて情報を記録消
去する技術もある。このような相変化をする材料として
はＩｎ−５ｂ合金が知られている。

Ｉｒｘ−Ｓｂ合金薄膜は、比較的パルス幅が大きいレー
ザビームの照射により微細な結晶部分が短時間に比較的
大きな結晶に成長する。これら２つの結晶構造は異なる
複素屈折率を有し、レーザビームを照射して再生する場
合に、例えば、反射光量の差として結晶状態を区別する
。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、結晶質−非晶質間で相変化させて情報を
記録消去する技術の場合には、記録部分が非晶質を主体
としているため安定性が低い場合が多く、記録層を形成
する材質の結晶化温度が低い場合には、非晶質の記録ピ
ットが徐々に結晶化してしまい、記録部分と非記録部分
との区別がつかなくなるという欠点を存する。また、記
録層をＩｎ−５ｂで形成して相異なる結晶質の間で相変
化させるタイプの光ディスクの場合には、安定なＩｎ５
　ｇ　Ｓｂ５０金属間化合物の近傍の組成で記録層を形
成するが、この場合には、記録レベルが低いという問題
点がある。従って、このような組成で記録層を形成する
場合には、情報の記録が不十分になる虞がある。　これ
に対し、このＩｎ５ｏＳｂ５ｏよりもｓｂを若干過剰に
した組成の合金で記録層を形成することも試みられてい
る。この場合には、記録層にレーザビームを照射するこ
とにより、記録層がＩｎ５０　ｓｂｓ　Ｏ結晶粒とｓｂ
結晶粒との混合相となり、レーザビームの照射条件によ
りｓｂ結晶粒子の大きさが変化するのでこれにより記録
レベルを維持することができる。しかしながら、Ｓｂは
結晶化速度が小さいので、初期化及び消去の速度が小さ
く、初期化不良及び消去残りが生じてしまう虞がある。

また、記録に際しても、光ディスクが高速回転する場合
には、十分に結晶成長せず記録か不十分になる虞がある
。

この発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、
初期化不良及び消去残りの発生を抑制することかでき、
記録特性が良好であり、記録の安定性が高い情報記録媒
体を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） この発明に係る情報記録媒体は、基板と、光ビームが照
射されることにより相異なる結晶相の間で相変化して情
報が記録消去される記録層とを有する情報記録媒体であ
って、前記記録層は、一般式Ｉｎ　　　Ｓｂ　　　Ｍ２
Ｘで表される組成の合５０−ｘ　　　５０−ｘ 金で形成されており、このＭはその結晶化温度がｓｂの
結晶化温度よりも低い元素であり、Ｘは０より大きく５
原子％以下であることを特徴とする。

（作用） この発明においては、記録層を」二連の範囲の組成にし
てこの記録層に光ビームを照射する。これにより記録層
が、Ｉｎ　　　Ｓｂ　　　結晶体と５０−ｘ　　　５０
−ｘ Ｍ２　Ｘ結晶体とに相分離し、光ビームの照射条件によ
りこのＭ２Ｘが微細結晶粒と粗大結晶粒との間で変化す
る。この場合に、Ｍとしてｓｂよりも結晶化温度が小さ
い元素を使用するので、光ビームの照射によるＭ２Ｘの
結晶化速度及び相変化速度をｓｂの場合よりも大きくす
ることができ、初期化及び消去を高速化することができ
る。また、結晶相聞の変化により情報を記録するので記
録が極めて安定である。

この場合に、ＭはＢｉ、Ｃｄ、Ｐ、Ｓｎ、Ｚｎ及びＳｅ
の中から選択される元素であることが好ましい。

（実施例） 以下、この発明の実施例について具体的に説明する。

記録層を一般式Ｉｎ　　　Ｓｂ　　　Ｍ２Ｘで表わ５０
−ｘ　　　５０−ｘ される組成の合金で形成し、Ｍとして結晶化温度がｓｂ
の結晶化温度よりも低い元素を使用する場合には、記録
層に光ビームを照射することにより記録層がＩｎ　　　
Ｓｂ　　　の結晶体とＭ２Ｘの結５０−ｘ　　　５０−
ｘ 晶体とに相分離し、Ｍ２Ｘはレーザビームの照射条件に
より結晶粒の大きさが異なる２つの結晶相となる。これ
らの相は、その反射率が相違しているので一定の記録レ
ベルを得ることができ、有効に情報を記録消去すること
ができる。

ある元素の結晶化温度はその融点と関係があり、一般的
にその融点の１／２乃至２／３の温度である。従って、
融点がｓｂよりも低い元素をＭとして使用することによ
り、Ｍの結晶化温度がｓｂよりも低（なる。このような
元素としては、Ｂｉ。

Ｃｄ、Ｐ、Ｓｎ、Ｚｎ又はＳｅ等がある。これらの元素
は融点が夫々、５４４．５９４．８７０．５０５．６９
２及び４９３＠にであり、ｓｂの融点９０Ｂ、７°によ
りも低く、結晶化温度がｓｂよりも低い。このように結
晶化温度が低い元素は、光ビームの照射により結晶化及
び相変化が生じやすく、これらを高速化することができ
る。このため、初期化及び消去を高速化することができ
る。

また、異なる結晶質相間の相変化により情報を記録する
ので記録の確実性を高め゛ることかできる。

この場合に、Ｘが５原子％よりも多くなると、光ビーム
の照射により他の結晶が現出する虞が大きくなり、この
場合には情報を有効に記録することができない。このた
め、Ｘを５原子％以下に規定する。

この実施例に係る情報記録媒体は、例えば第１図に示す
ように構成されている。基板１１は透明で材質上の経時
変化が少ない材料、例えば、ガラス又はポリカーボネー
ト樹脂等の材料でつくられている。基板１１には、保護
層１２、記録層１３、保護層１４及び保護層１５がこの
順に形成されている。保護層１２．１４は５１０２で形
成されており、記録層１３が溶融することを防止してい
る。

保護層１５は紫外線硬化樹脂で形成されており、ディス
クの取扱い上表面に傷等が発生することを防止する機能
を有している。記録層１３は、前述した組成の合金で形
成されており、レーザビームの照射条件の相違により異
なった２つの結晶相聞で相変化する。

このような光ディスクは以下のように製造される。先ず
、基板１１をスパッタ装置内に設置し、５ｉ０２ターゲ
ツトを使用してアルゴン雰囲気下でスパッタリングし、
５ｉ０２製の保：Ｊ層１２を形成する。次いで、同じ雰
囲気を維持したまま、記録層の各構成元素でつくられた
ターゲットによる３元同時スパッタ又は、予め得ようと
する記録層組成に調整されたターゲットによるスパッタ
により、Ｉｎ　　　Ｓｂ　　　ＭＺＸ製の記録層１３を
５０−ｘ　　　５０−Ｘ 形成する。その後、再度５ｉ０２ターゲツトのスパッタ
により５ｉ０２製の保護層１４を形成し、その後、基板
をスパッタ装置から外して、スピンコード法により保護
層１４の上に紫外線硬化樹脂を塗布し、これに紫外線を
照射して保護層１５を形成する。

次に、このような光ディスクの動作について説明する。

初期化 記録層１３は成膜直後に非晶質、であるため、この記録
層１３に比較的弱い出力でパルス幅が長いレーザビーム
を連続光照射して、記録層１３を溶融徐冷して凝固させ
、Ｉｎ　　　Ｓｂ　　　の微細結５０−ｘ　　　５０−
ｘ 品位とＭ２Ｘの微細結晶粒とで形成された結晶相に相変
化させる。

記録 初期化された記録層１３の上に比較的強い出力でパルス
幅が短いレーザビーム１８を照射してＭ２Ｘの微細結晶
を急激に結晶成長させ、Ｉｎ　　　Ｓｂ　　　の微細結
晶粒とＭ２　Ｋの机大結５０−ｘ　　　５０−ｘ 品位とで形成された結晶相の記録ビット１９を形成する
。

再生 記録層１３に比較的弱い出力のレーザビームを照射し、
記録ビットの反射光の強度を検出することにより情報を
読取る。

消去 レーザビームの照射条件を、基本的に初期化の場合の条
件と同様にして、記録ビット１９に照射する。記録ビッ
ト１９は初期化の場合と同様に溶融徐冷されて凝固し、
その中のＭ２Ｘが微細結晶化し、情報が消去される。

以上のように、レーザビームの照射条件によるＭ２Ｘ結
晶粒の大きさの変化により情報を記録消去することがで
きる。この場合に、上述の組成の記録層１３は、Ｍの結
晶化温度がｓｂよりも低いので、Ｍ２にの結晶化速度及
び相変化速度が大きい。

次に、この実施例に係る情報記録媒体を製造して特性を
試験した試験例について説明する。

試験例１ アルゴンスパッタにより、グループ付のポリカーボネー
ト基板の上に５ｉ０２層を１０００人成膜し、次いで、
その上にＩｎ　　　Ｓｂ　　　Ｂ１５４７．５　　　　
４７．５ の３元合金を３元同時スパッタにより組成を厳密に制御
しながら８００人成膜して記録層を形成し、この記録層
の上に、更に８１０２層を１０００人成膜した。その後
、この５ｉ０２層の上に紫外線硬化樹脂層を１０μｍ形
成して光ディスクを製造し、サンプルＡとした。記録層
を Ｉｎ４３Ｓｂ５７にした以外はサンプルＡと同様に作製
した光ディスクをサンプルＢとした。これらのサンプル
の動特性を動特性評価装置により評価した。波長が８３
０ｎｍの半導体レーザを使用し、初期化に際しては、出
力８ｍＷで連続照射し、記録に際しては、出力が１０ｍ
Ｗでパルス幅が２００ｎｓ、デユーティ比が５０％のレ
ーザビームをパルス照射し、消去に際しては初期化と同
様の出力で連続光照射した。その結果を第１表に示す。

第　　１　　表 二二で、ディスクの回転数は２００，４００゜８００及
び１２００ｒｐｍとした。表中、初期回数とあるのは、
初期化に際し、１つのトラックを結晶化するのに要した
ディスク回転回数を示し、記録マークの再生信号とある
のは、記録部分の再生において直流成分に体する交流信
号の振幅を示す。また、消去残りとあるのは、消去に際
し、記録ビットにレーザビームを照射した後の交流信号
の残存量を示す。

その結果、サンプルＡはサンプルＢと比較して、初期化
回数が少なくてよく、消去残りも少なくいことがわかり
、この傾向がディスクの回転数が増加するほど顕著であ
ることがわかる。すなわち、ｓｂの偏析分をｓｂよりも
結晶化温度が低いＢｉで置換した組成で記録層を形成す
ることにより、初期化特性及び消去特性が向上すること
を確認することかできた。また、記録特性についてもサ
ンプルＡのほうが優れていることがわかる。つまり、サ
ンプルＡはディスクの回転数が増加しても再生信号の低
下量が少ないのに対し、サンプルＢはディスクの回転数
が増加するに従い再生信号が著しく低下する。すなわち
、サンプルＢの場合にはディスクの回転が高速になると
レーザビーム照射によるｓｂの結晶成長が不十分となる
が、サンプルＡの場合にはディスクの回転数が高くても
十分に結晶成長する。

試験例２ 記録層をＩｎ　　　Ｓｂ　　　Ｂｉｂ）（で形成して、
５０−ｘ　　　　　５Ｏ−ｘ Ｘの値を１乃至１０原子％の間で変化させ、試験例１と
同様な層構成の光デイスクサンプルを作製した。

試験例１と同様に動特性を評価した結果、Ｘが５原子％
を超えると急激に再生信号が低下し、Ｘが１０原子％で
は記録することが困難であった。

これは、ＩｎＳｂの一部がＩｎＢ１又はＳｂＢ　ｉに変
化したためである。

試験例３ Ｉｎ　　　Ｓｂ　　　Ｍ２ＸのＭを夫々Ｃｄ、Ｐ。

５０−ｘ　　　５Ｏ−ｘ Ｓｎ、Ｚｎ及びＳｅとした組成で記録層を形成し、試験
例１と同様な層構成で光デイスクサンプルを作製して同
様の試験を実施した結果、いずれも、第１表に示した特
性と同様な特性を得ることができた。

［発明の効果コ この発明によれば、記録信号を湯道レベルに維持しつつ
、記録層の結晶化及び相変化を高速化することができる
ので、初期化及び記録消去を高速化することができる。

このため、初期化不良及び消去残りを抑制することがで
き、記録特性を向上させることができる。また、結晶質
間の相変化により情報を記録消去するので記録の安定性
が高い。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例に係る情報記録媒体を示す断
面図である。 １１；基板、１２，１４，１５．保護層、１３；記録層
、１８；レーザビーム、１９；記録ビット 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 ＷＩｋ１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板と、光ビームが照射されることにより相異な
   る結晶相の間で相変化して情報が記録消去される記録層
   とを有する情報記録媒体において、前記記録層は、一般
   式Ｉｎ＿５＿０＿−＿ｘＳｂ＿５＿０＿−＿ｘＭ＿２ｘ
   で表される組成の合金で形成されており、このＭはその
   結晶化温度がＳｂの結晶化温度よりも低い元素であり、
   ｘは０より大きく５原子％以下であることを特徴とする
   情報記録媒体。
2. （２）Ｍで示される元素は、Ｂｉ、Ｃｄ、Ｐ、Ｓｎ、Ｚ
   ｎ及びＳｅの中から選択される元素であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の情報記録媒体。