JPS63261552A - 光学的情報記録媒体の製造法 - Google Patents

光学的情報記録媒体の製造法

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JPS63261552A
JPS63261552A JP62094296A JP9429687A JPS63261552A JP S63261552 A JPS63261552 A JP S63261552A JP 62094296 A JP62094296 A JP 62094296A JP 9429687 A JP9429687 A JP 9429687A JP S63261552 A JPS63261552 A JP S63261552A
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Kenichi Uchiumi
研一 内海
Tetsuya Yuasa
哲也 湯浅
Yasuyuki Goto
康之 後藤
Iwao Tsugawa
津川 岩雄
Nagaaki Etsuno
越野 長明
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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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】 (産業上の利用分野〕 本発明は光学的にディジタル情報を記録する光デイスク
装置の製造法に係り、利用者が一回情報を記録できる追
記型光ディスク、あるいは消去再記録が可能な光ディス
クに関する。
〔発明の概要〕
合金薄膜の結晶質と結晶質の間の相変化を利用した光デ
ィスクで、あらかじめ円板全体を結晶化させるために、
結晶化温度の低い組成の層、即ち元素の単体膜あるいは
化合物薄膜を積層して合金薄膜を作り、製膜の際基板が
変形しない温度に基板を加熱する。
このようにすることによりプラスチック基板の上にも良
質の結晶化膜を作ることができ、また膜厚を変えること
により、広い範囲の反射率を実現できる。
〔従来の技術〕
(1)本出願人は、パワーおよび照射時間の異なる光パ
ルスを照射して結晶質と結晶質の間゛で光学的な性質が
異なる2つの安定状態を示す光記録媒体を先に出願した
(特願昭60−5925号および同60−6669号明
細書など)。これらの記録媒体は膜厚方向に一様な組成
を持っている。またその製造方法は、製膜中に高温に加
熱するか、製膜後に高温に加熱するか、あるいは製膜後
にレーザービームでトラックごとに結晶化させていた。
(7、0≦y≦0.2〕また本出願人は、媒体を多層構
造に製膜し、その後加熱して結晶化する光記録媒体製造
方法を先に出願した(特願昭60−159101号明細
書)。
〔本発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら上記(1)の方法は基板の加熱、冷却ある
いはビーム走査に長時間がかかり、基板に耐熱性の高い
ものしか使えないという欠点があった。上記(7、0≦
y≦0.2〕の方法は製造に時間がかかり、円板の特性
が劣るという欠点があった。また上記(1)の方法では
媒体が膜厚方向に一様であるため膜厚を変えて反射率を
変えるとき、反射率の広い範囲で変えられないという問
題点があった。
〔問題点を解決するための手段および作用〕本発明は上
記問題点を解決するために、基板上に合金薄膜を作るの
に、結晶化温度の低い組成、即ち元素単体あるいは化合
物の膜を次々に積層し、全体として所定の組成を得るよ
うにし、かつ製膜中に基板が加熱して製(成)膜するよ
うにしたものである。
すなわち、本発明は、合金薄膜に光を照射して薄膜の反
射率を変化させることによって情報を記録あるいは消去
する光記録装置に用いる光学的情報記録媒体であって、
該合金薄膜の状態が結晶質であり、結晶質と結晶質の間
の相転移にともなって反射率が変化することを利用して
情報を記録あるいは消去する光学的情報記録媒体の製造
法において、該合金薄膜を構成する元素の単体薄膜ある
いは二成分元素以上からなる化合物薄膜を互いに隣り合
うように積層して真空成膜し、かつこの成膜中、基板を
その基板材料の熱変形温度以下に加熱することを特徴と
する光学的情報記録媒体の製造法にある。
本発明に係る光学的情報記録媒体の合金薄膜は、単一の
金属単体あるいは金属間化合物の組成ではなく、金属間
化合物と金属単体との中間的組成、あるいは金属間化合
物間の中間的組成を有するため、このような中間的組成
の合金がアモルファスから結晶質へ変態するための温度
は比較的高く、また長時間を要するという問題があった
が、本発明により、光記録媒体の合金薄膜をそれを構成
する元素の単体あるいは金属間化合物の薄膜の積層体と
して形成したことによって、この合金薄膜では元素単体
あるいは金属間化合物が結晶化すればよいので(これら
の結晶化は容易である)、結晶化のための熱処理は温度
も低くまた時間も短時間でできるようになる。その結果
、樹脂基板のように耐熱性の低い基板においても基板を
劣化することなく、かつ短時間に合金薄膜の結晶化が可
能である。また、本発明では、さらに、このような単体
あるいは合金化合物の積層体を成膜する際、基板をその
熱変形温度以下に加熱することにより、成膜時に合金薄
膜は結晶化するので、成膜後の結晶化のための熱処理は
不要である。従って、記録媒体の製造時間がさらに短縮
される。しかも、本発明に従って合金薄膜の結晶化を成
膜時に行なった場合には、成膜後に熱処理して結晶化し
た場合よりも合金薄膜の光記録媒体としての特性が向上
することが認められた。
なお、本発明の光記録媒体の合金薄膜は、薄膜全体が均
一な組成である必要はなく、操作時にレーザービームを
照射した部分だけが溶融してそのような組成になれば足
りる。但し、上記の如き積層構造(レーザービーム照射
によりその部分が所期の均一組成になる構造)において
も各層(単体または合金化合物N)は結晶質である必要
があるのである。
こうして、本発明により、下記の如き、光学的情報記録
媒体の好ましい製造法が提供される。
本発明の光記録媒体に用いられる代表的な合金薄膜の平
均組成は、原子比率で表わして、例えば・(In+−x
 Sb、) +−y My (0,4< x ’−0,
8,0≦yく0、2、MはA1. Si 、 P 、 
S 、 Zn 、 Ga 。
Ge + As 、Se + Ag * Cd 、Sn
 + Sb +Te、Pbのうちの1種または2種以上
である。〕、(In+−* Asy)+−y My (
0,2< x<1.0. O<ylO02、MはAl、
Si 、P、S、Zn、Ge。
Bi 、Se、Ag、Cd、Sn、Sb、Te。
T1.Pbのうちの1種または2種以上である。)、(
tit−x B+J l−F My (0,’2 < 
X ’s−0,7、Oくy<0、2、MはAl、Si 
、P、S、Zn、Ga。
Ge、As、Se、Ag、Cd、Sn、Sb。
Te 、TI2O3、ZrO2、ZnS、MgF2;C
aF2、Si3N4、AlN、Pbのうちの1種または
2種以上である。〕、(Ga+−x 5bx)+−y 
My (0,4i X!iho、9 、0 < Y’x
O12、MはAl2O3、ZrO2、ZnS、MgF2
;CaF2、Si3N4、AlN、Si 、P、S、Z
n、Ge。
As、Se、Ag、Cd、Sn、T11.Te。
Bi、Pbのうちの1種または2種以上である。〕、(
Ga+−IIBig)+−y My (0,4’、 X
 ’> 0.7、oくy≦0.2、MはA1.  St
 、 P 、 S 、 Zn 、 Ge 。
As+ Se、Ag、Cd*  In、Sn+  Sb
Te、TI2O3、ZrO2、ZnS、MgF2;Ca
F2、Si3N4、AlN、Pbのうちの1種または2
種以上である。)、(Tj+−x Bfx)+−y M
y (0,5< x<0.8 、0に、y<0.2、M
はAJ 、 St 、 P 、 S 、 Zn 、 G
a 。
Ge  、As  、Se  、AH、Cd  、 I
n  、Sn  。
Sb 、Te 、Pbのうちの1種または2種以上であ
る。〕 である0合金薄膜の合計膜厚は30〜200nmが好ま
しい。
本発明の方法によれ、ば、好ましくは、ポリカーボネー
トを主成分とする高分子からなる基板を60〜130℃
の温度、エポキシ樹脂を主成分とする高分子からなる基
板を60〜120℃の温度、ポリメチルメタクリレート
を主成分とする高分子からなる基板を40〜80℃の温
度、ガラス基材表面に光硬化型の高分子のフィルムを設
けた基板を60〜250 ’Ill:の温度で、それぞ
れ基板加熱する。
また、合金薄膜上の保護膜として・プラスチック製保護
膜、光硬化型高分子からなる保護膜、あるいは真空成膜
法による無機質の保護膜(膜厚1pm以下が好ましい)
、例えば、Tiot 、G80! +Sing * S
tO、A 1103 + Zr0t * ZnS + 
MgFt + CaFz。
SisNa 、 AIN 、 BN、を形成することが
できる。
また、基板と合金薄膜の間に真空成膜法による膜厚11
00n以下の下地層、例えば、TxO2* Ge0t+
5iOz、SiO、Alto、  、Zr0z、ZnS
 、 MgF2O3、ZrO2、ZnS、MgF2;C
aF2、Si3N4、AlN、CaF、。
5isNa  *  AIN、RNを形成することがで
きる。この場合、必要に応じて、下地層から合金薄膜ま
での成膜を一貫して基板加熱して行なってもよく、また
下地層の薄膜は基板加熱せずに行ない、その後合金薄膜
の成膜のみを基板加熱して行なってもよい。
また、基板上あるいは下地層を形成した基板上に、元素
単体(例えばSb)と金属間化合物(例えばIn5b)
を成膜する場合、最初に元素単体膜と金属間化合物のい
ずれを先に成膜してもよい。さらに、例えば、(In+
−x 5bx)+−y Sey (0,5≦X≦0.7
.0≦y≦0.7、0≦y≦0.2〕を成膜する場合ニ
ハ、SbあるいはI nSbを交互に成膜し、かっSe
をいずれかの成膜時に適当に添加するか、i rc l
は5e4ESl+と工nSbっ、4聞1て神Xマろ。
〔実施例〕
以下、本発明の代表的な実施例を順次説明する。
2隻班上 射出成形によりグループが転写されたポリカーボネイト
基板を蒸着機にセットし、50rpmで自転させ、70
℃に加熱した。まず下地層として二酸化シリコンを50
nm蒸着し、その上にSbをIon−蒸着し、次にIn
とSbを別々の蒸着源がら蒸発させ基板上でInとSb
の原子比がtitになるように混合して金属間化合物I
nSbを60nm成膜した。このとき膜全体の平均組成
はIn4Sbbとなった。成膜中基板は70℃に保った
。(円板l)。
同様に基板を加熱せずに室温(25℃でSin、を5O
n+*SSbをl Ona+、 InSbを60nn+
続けて成膜し、蒸着機から取出し、恒温槽で70℃で2
h加熱した。(円板7、0≦y≦0.2〕。
同様に基板を加熱せずに室温(25℃)で5iftを5
0nm、Sbを10nm、 InSbを60nm続けて
成膜した。(円板3)。
円板1,2.3には紫外線硬化樹脂を塗布し、紫外線を
照射して硬化し、保護膜とした。円板1゜2.3をそれ
ぞれ周速6 m / sで回転させ、直径1μmに紋っ
たレーザービームを用いて3 MHzの信号(ビット長
1μm)をレーザーパワーを変えて記録・再生した。こ
のときのC/N (キャリヤ対ノイズ比)を第1図に示
す。この図から加熱製膜した円板1が、室温製膜した円
板3、製膜後加熱した円板2よりも特性がすぐれている
ことがわかる。
また、記録したトラックにビーム幅1μm1ビーム長5
μm1パワー10mWのレーザービームを照射したとこ
ろ信号が消えた。このトラックに再び新しい信号を記録
したところ最初と同様のC/Nで記録ができた。このよ
うな記録、消去を繰返したときのC/Nの変化を第2図
に示す、この図から室温蒸着した膜(円板3)は繰返し
初期にC/Nが変化するが、蒸着後加熱(円板7、0≦
y≦0.2〕、もしくは蒸着中扉熱したもの(円板1)
は繰返し初期のC/Nの変化がない、また蒸着中扉熱し
た円板1は蒸着後加熱したもの円板2よりC/Nが全体
的にすぐれている。以上のように蒸着中扉熱は円板の特
性向上に効果があることがわかる。また円板1.3を作
るのには1時間かかり、円板2を作るのには炉加熱の時
間を入れて3時間かかった。
このように本発明の方法による円板製造は製造時間が短
いという点でもすぐれている。
次1±1 製膜方法として蒸着でな(、スパッタ法あるいはイオン
ブレーティング法を用いた以外は実施例、1の円板1と
同様の方法で作った円板のC/Nのパワー依存性、繰返
し依存性は第1図、第2図の円板1と同様であった。
実施■1 基板としてポリカーボネイトでなく、それぞれエポキシ
樹脂基板、アクリル樹脂基板、ガラス上に紫外線硬化樹
脂を設けた基板を用いた以外は実施例1の円板1と同様
の方法で作った円板のC/Nのパワー依存性、繰返し数
依存性は第1図、第2図の円板1と同様であった。
実1劃1工 Sb 、 InSbを積層してIno、 tSba、 
hを作るかわりに、それぞれAs 、 InAsを積層
してIn0.3A30.−Ii In +In、Biを
積層してIno、 Jio、 3: Sb 、 GaS
bを積層してG a 6.3 S b o −?;旧、
TlB11を積層してT l o、 ts旧。、1.を
製膜した以外は、実施例1の円板lと同様の方法で作っ
た円板のC,/Nはいずれも周速5 m / s、記録
周波数3MH2、レーザーパワー101で48dBであ
った。
実施fl 紫外線硬化樹脂の保護膜を用いるかわりに、それぞれS
ing 、 SiO、TiO2、Ge0z +  八1
 zOs 、 ZrO。
ZnS 1MgFt + CaFz + 5i3Na 
、A I N + BNを100n+n蒸着して保護膜
とした以外は実施例1の円板1と同様の方法で作った円
板のC/Nのパワー依存性を第3図に示す。又、繰返し
数依存性は第2図の円板1のようになった。
1隻■立 5iOzを下地層とするかわりに、それぞれTi1t 
Ge0= I  StOr  A l zOs + Z
r0g I  ZnS * MgF t + CaFt
5isL +  A II N + BNを下地層とし
た以外は実施例1の円板1と同様の方法で作った円板の
C/Nのパワー依存性、繰返し数依存性はいずれも第1
図、第2図の円板1のようになった。
1隻炭1 Sbを蒸着するかわりにSbとSeを共蒸着してSe原
子比が全体の5%となるようにした以外は実施例1の円
板1と同様の方法で円板を作った(円板4)。このよう
な円板のC/Nのパワー依存性、繰返し数依存性は第1
図、第2図の円板1のようになった。また、円板1と円
板4に信号を書込んだ後、85℃に保った恒温槽の中に
入れ、信号のC/Nの変化を調べた結果を第4図に示す
In0.4Sbo、 h媒体にSeを添加すると信号の
保存寿命が向上することが知られているが、(応用物理
学会1987年春の大会、光記録、23a−ZL−1)
本発明の方法で作った円板でも同様にSsの効果が確認
できた。
1隻桝1 Sb層にSeを混ぜるかわりにInSb層にSsを混ぜ
た以外は実施例7の円板4と同様の方法で作った円板の
C/Nのパワー依存性は第1図の円板1のように、C/
Nの繰返し数依存性は第2図の円板1のように、C/N
の経時変化は第4図の円板4のようになった。
1患■1 Sb層にSsを混ぜるかわりにSbMとInSb層の間
にSe単体層を5n−はさんだ以外は、実施例7の円@
4と同様の方法で作った円板のC/Nのパワー依存性は
第1図の円板lのように、C/Nの繰返し数依存性は第
2図4の円板lのように、C/Nの経時変化は第4図の
円板4のようになった。
叉豊例旦。
実施例1の円板lの方法と同様にして、InSb層の膜
厚を変えた円板を6枚作り反射率を測定した。
結果を第5図すに示す、またSblとIn5blilの
順序を逆にしてInSb層を20〜95n−成膜しその
上にSb層を5n#成膜した円板の反射率を第5図aに
示す、また、膜厚方向に一様な組成の膜、fna、 a
Sb*、 bで膜厚が2O−LOOrvの円板の反射率
を第5図Cに示す、この図から、全体として同じ組成で
も、多層構造第5図a、bにした方が、膜厚方向に一様
な組成の膜第5図Cよりも、膜厚を変えたときに実現で
きる反射率の範囲が広いことが確かめられた。
〔発明の効果〕
以上の説明、実施例かられかるように、本発明の方法に
従えば、結晶化に要する温廣を低くすることができるの
で、熱的変形を受けやすいプラスチック基板の上にも製
膜でき、また製膜中に基板を加熱するので製膜に要する
時間も短く、良質の結晶化膜が得られ、記録特性もすぐ
れている。
また膜厚方向に一様な組成の膜に比べ、膜の反射率を決
める変数(自由度)がひとつ増すため、実現できる反射
率の範囲が広くなる。
【図面の簡単な説明】
第1図はC/Nの記録パワー依存性を示す図、図は85
℃環境下でのC/Nの経時変化を示す図、第5図は円板
のフラット部の反射率を示す図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、合金薄膜に光を照射して薄膜の反射率を変化させる
    ことによって情報を記録あるいは消去する光記録装置に
    用いる光学的情報記録媒体であって、該合金薄膜の状態
    が結晶質であり、結晶質と結晶質の間の相転移にともな
    って反射率が変化することを利用して情報を記録あるい
    は消去する光学的情報記録媒体の製造法において、該合
    金薄膜を構成する元素の単体薄膜あるいは二成分元素以
    上からなる化合物薄膜を互いに隣り合うように積層して
    真空成膜し、かつこの成膜中、基板をその基板材料の熱
    変形温度以下に加熱することを特徴とする光学的情報記
    録媒体の製造法。 2、合金薄膜の合計膜厚が30〜200nmであって、
    該合金薄膜の平均組成が、原子比率で表わして、(In
    _1_−_xSb_x)_1_−_yM_y〔0.4≦
    x≦0.8、0≦y≦0.2、MはAl、Si、P、S
    、Zn、Ga、Ge、AS、Se、Ag、Cd、Sn、
    Sb、Te、Tl、Pbのうちの1種または2種以上で
    ある。〕、 (In_1_−_xAs_x)_1_−_yM_y〔0
    .2≦x<1.0、0≦y≦0.2、MはAl、Si、
    P、S、Zn、Ge、Bi、Se、Ag、Cd、Sn、
    Sb、Te、Tl、Pbのうちの1種または2種以上で
    ある。〕、(In_1_−_xBi_x)_1_−_y
    M_y〔0.2≦x≦0.7、0≦y≦0.2、MはA
    l、Si、P、S、Zn、Ga、Ge、As、Se、A
    g、Cd、Sn、Sb、Te、Tl、Pbのうちの1種
    または2種以上である。〕、 (Ga_1_−_xSb_x)_1_−_yM_y〔0
    .4≦x≦0.9、0≦y≦0.2、MはAl、Si、
    P、S、Zn、Ge、As、Se、Ag、Cd、Sn、
    Tl、Te、Bi、Pbのうちの1種または2種以上で
    ある。〕、(Ga_1_−_xBi_x)_1_−_y
    M_y〔0.4≦x≦0.7、0≦y≦0.2、MはA
    l、Si、P、S、Zn、Ge、As、Se、Ag、C
    d、In、Sn、Sb、Te、Tl、Pbのうちの1種
    または2種以上である。〕、 (Tl_1_−_xBi_x)_1_−_yM_y〔0
    .5≦x≦0.8、0≦y≦0.2、MはAl、Si、
    P、S、Zn、Ga、Ge、As、Se、Ag、Cd、
    In、Sn、Sb、Te、Pbのうちの1種または2種
    以上である。〕 のどれかである第1項記載の光学的情報記録媒体の製造
    法。 3、基板がポリカーボネートを主成分とする高分子であ
    って、基板加熱温度を60〜130℃の間とする第1項
    記載の光学的情報記録媒体の製造法。 4、基板がエポキシ樹脂を主成分とする高分子であって
    基板加熱温度が60〜120℃の範囲である第1項記載
    の光学的情報記録媒体の製造法。 5、基板がポリメチルメタアクリレートを主成分とする
    高分子であって基板加熱温度が40〜80℃である第1
    項記載の光学的情報記録媒体の製造法。 6、基材がガラスでありその表面に光硬化型の高分子の
    フィルムを設けてその上に記録用の合金薄膜を形成する
    基板であって、基板加熱温度が60〜250℃の範囲で
    ある第1項記載の光学的情報記録媒体の製造法。 7、合金薄膜上にプラスチックの保護膜を設ける第1項
    記載の光学的情報記録媒体の製造法。 8、合金薄膜の上に光硬化型の高分子からなる保護膜を
    設ける第1項記載の光学的情報記録媒体の製造法。 9、合金薄膜上に真空成膜法による無機質の1μm以下
    の膜厚の保護膜を設置する第1項記載の光学的情報記録
    媒体の製造法。 10、合金薄膜上に設けた無機質の保護膜がTiO_2
    、GeO_2、SiO_2、SiO、Al_2O_3、
    ZrO_2、ZnS、MgF_2、CaF_2、Si_
    3N_4、AlN、BNのどれかである第9項記載の光
    学的情報記録媒体の製造法。 11、基板と合金薄膜の間に真空成膜法による100n
    m以下の膜厚の下地層を設置する第1項記載の光学的情
    報記録媒体の製造法。 12、下地層がTiO_2、GeO_2、SiO_2、
    SiO、Al_2O_3、ZrO_2、ZnS、MgF
    _2;CaF_2、Si_3N_4、AlN、BNのど
    れかである第11項記載の光学的情報記録媒体の製造法
    。 13、基板あるいは下地層を成膜した基板上にまずSb
    を真空成膜し、その上に金属間化合物InSbを成膜し
    て平均組成としてSb原子比が50〜70%となるよう
    にする第2項記載の光学的情報記録媒体の製造法。 14、基板上あるいは下地層を形成した基板上にまず金
    属間化合物InSbを真空成膜しその上にSbを成膜し
    て平均組成としてSb原子比50〜70%となるように
    する第6項記載の光学的情報記録媒体の製造法。 15、第13項および第14項記載の光学的情報記録媒
    体であって、さらにSeを添加して平均組成が(In_
    1_−_xSb_x)_1_−_ySe_y〔0.5≦
    x≦0.7、0≦y≦0.2〕である光学的情報記録媒
    体の製造法。 16、下地層と合金薄膜の成膜を一貫して基板加熱して
    行う特許請求の範囲第1項記載の光学的情報記録媒体の
    製造法。 17、下地層の薄膜は基板加熱せずに行い、合金薄膜の
    成膜のみを基板加熱して行う特許請求の範囲第1項記載
    の光学的情報記録媒体の製造法。 18、InSb層と、Sb層の間にSe層をはさむ特許
    請求の範囲第15項記載の光学的情報記録媒体の製造法
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