JPH0119451B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、記録媒体用錫−グルマニウム合金に
関する。

（従来の技術） 近年になつて、高速ランダムアクセスの可能な
高密度大容量の情報記録媒体円盤についての研究
開発が盛んに行なわれるようになつたが、レーザ
光スポツトの照射による情報の記録再生が可能
で、かつ、レーザ光または／及び必要に応じて適
当な補助手段をも用いて記録された情報を消去
し、新しい情報に書換えうるような機能も備えて
いる如き新規な記録媒体についての探索も行なわ
れている。

ところで、レーザ光を用いて情報の記録、再生
が行なわれるようにされている記録媒体につい
て、レーザ光ビームのスポツトによる加熱作用に
より、記録媒体にどのような物理的な変化を生じ
させて情報の記録を行なうようにしているのかに
着目して、現在までに提案されている多くの記録
媒体を分類すると、ピツト形成型、泡あるいは凹
凸形成型、光磁気型、相変化型（熱エネルギによ
り光の透過率、反射率、吸収率等に変化が生じる
熱変態型）等の各種型式の記録媒体に大別でき
る。

そして、前記した各種型式の記録媒体の内で相
変化型に属する記録媒体は、既記録情報の消去の
可能性もあるという点で注目されていて、現在ま
でにこの種の記録媒体としては、カルコゲナイド
系の物質（ゲルマニウム、テルル、アンチモン、
シリコン、砒素、ビスマス、インジユウム、ガリ
ユウム、タリウム、セレン、硫黄）の色々な組合
わせからなる組成物の薄膜や、低級酸化物（例え
ば、TeとTeO2の混合組成物等）の薄膜を用いた
記録媒体が提案されている。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、カルコゲナイト系の物質の色々な組
合わせからなる組成物の薄膜や、低級酸化物（例
えば、TeとTeO2の混合組成物等）の薄膜を用い
て構成されている既提案の記録媒体では、レーザ
光強度（記録媒体に相変化を起こさせることがで
きる強度範囲内のレーザ光強度であつて、記録媒
体にその強度のレーザ光が照射された部分からの
再生信号中における２次高調波歪が極小になされ
る如きレーザ光強度）が一定となされる如き記録
媒体の薄膜を構成している物質の組成範囲が狭い
ので、所定の特性の記録媒体の大量生産を簡単に
行なうことができないという点が問題になつた。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、錫が55原子％乃至65原子％であつて
残部がゲルマニウムである記録媒体用錫−ゲルマ
ニウム合金を提供するものである。

（実施例） 本発明は相変化型（熱エネルギにより光の透過
率、反射率、吸収率等に変化が生じる熱変態型）
の記録媒体に適する記録材料の探索に当り錫とゲ
ルマニウムとからなる合金に着目し、その錫−ゲ
ルマニウム合金におけるゲルマニウムと錫との組
成を変化させて、錫が55原子％乃至65原子％であ
つて残部がゲルマニウムであるような組成範囲の
錫−ゲルマニウム合金が、相変化型の記録媒体に
適した特性を備えていることを見出したことに基
づいて、本発明の記録媒体用錫−ゲルマニウム合
金を完成させたものである。

次に、添付図面を参照しながら本発明の記録媒
体用錫−ゲルマニウム合金について詳細に説明す
る。

第１図は、二元蒸着法を適用して本発明の記録
媒体用錫−ゲルマニウム合金、すなわち、錫が45
原子％乃至75原子％であつて残部がゲルマニウム
であるような記録媒体用錫−ゲルマニウム合金に
よる薄膜記録媒体を基板表面に付着形成させるよ
うにする成膜装置の概略構成を示す斜視図であ
り、この第１図において、１は表面に対して記録
媒体用錫−ゲルマニウム合金が付着形成されるべ
き基板であり、前記の基板１としては、例えばガ
ラス円板、あるいはアクリル樹脂の円板、その他
適当な材料による円板が用いられてよい。

２は前記した基板１を高速に回転させる回転軸
であつて、この回転軸２は図示されていない回転
駆動装置（例えば、モータ）によつて所定の回転
数で高速に回転される。

３，４は、それぞれ蒸発材料を収容するボート
であり、また、５，６は前記したボート３，４を
加熱する電熱線であり、前記したボート３と電熱
線５とは一方の蒸発源Ａを構成し、また、前記し
たボート４と電熱線６とは他方の蒸発源Ｂを構成
しており、前記した一方の蒸発源Ａでは、それの
ボート３中に収容されている錫を加熱蒸発させ、
また、前記した他方の蒸発源Ｂでは、それのボー
ト４中に収容されているゲルマニウムを加熱蒸発
させる。７は、前記した基板１と２つの蒸発源
Ａ，Ｂとの間に出入自在になされているシヤツタ
板である。そして前記した各構成部分の全体は図
示されていない容器内に収納され、前記した容器
内に形成される真空雰囲気中で、基板１に対する
次のような成膜動作が行なわれるようになされて
いる。

すなわち、基板１を回転軸２に固着し、また、
一方の蒸発源Ａにおけるボート３中に蒸発材料と
される錫を収容し、また、前記した他方の蒸発源
Ｂにおけるボート４中に蒸発材料とされるゲルマ
ニウムを収容してから、容器内の排気を行なつて
容器内が必要な真空度の真空雰囲気になるように
する。

次に、各蒸発源Ａ，Ｂと基板１との間にシヤツ
タ板７を挿入し、また、基板１を所定の回転数で
高速回転させ、さらに各蒸発源Ａ，Ｂにおける各
電熱線５，６に対して、それぞれ所定の加熱用電
圧を供給して、蒸発源Ａのボート３内に収容され
ている錫と、蒸発源Ｂのボート４内に収容されて
いるゲルマニウムとをそれぞれ溶融させる。

蒸発源Ａのボート３内に収容されている錫の温
度と、蒸発源Ｂのボート４内に収容されているゲ
ルマニウムの温度と、基板１の回転数とを制御し
て、基板１の表面に対して所定の組成の錫−ゲル
マニウム合金薄膜、すなわち錫が55原子％乃至65
原子％で残部がゲルマニウムである如き組成の錫
−ゲルマニウム合金薄膜が形成されるようにす
る。

また、基板１の表面に対して蒸発物質による真
空蒸着を行なう時間長は、基板１の表面に錫が55
原子％乃至65原子％で残部がゲルマニウムである
ような組成の錫−ゲルマニウム合金の薄膜が所定
の厚さ、例えば500〜1000オングストローム程度
の厚さに付着形成されるような時間値に設定され
るのであり、それにしたがつてシヤツタ板７に対
する開閉制御が行なわれる。

前記したような二元蒸着法の適用により、基板
１の表面に錫が55原子％乃至65原子％で残部がゲ
ルマニウムであるような組成の錫−ゲルマニウム
合金が所定の厚さの薄膜の記録層として付着形成
された後に、基板１の回転を停止するとともに容
器中に大気を導入し、次いで、容器中から表面に
記録層が形成された状態の基板１を取出す。

基板１の表面に形成された記録層の表面に保護
層を形成することが必要な場合には、記録層の表
面に適当な合成樹脂の薄膜による保護層を被着さ
せる。前記した合成樹脂の薄膜による保護層の被
着は、図示されていない蒸着源から適当な合成樹
脂材料を蒸発させて行なつてもよい。

基板１の表面に対して錫が55原子％乃至65原子
％で残部がゲルマニウムであるような組成の錫−
ゲルマニウム合金を所定の厚さの薄膜の記録層と
して付着形成させる手段としては、前記したよう
な二元蒸着法の適用の他に、スパツタリング法、
その他、の適当な成膜手段が採用されてもよいこ
とは勿論であるが、基板１に対する成膜手段とし
てスパツタリング法が採用された場合には、基板
１の回転速度と、ゲルマニウムのターゲツトに射
突させるイオン（例えばアルゴンイオン）のエネ
ルギと、錫のターゲツトに射突させるイオン（例
えばアルゴンイオン）のエネルギと、スパツタリ
ングが行なわれるべき時間長などを適当に設定す
ることによつて、基板１の表面に錫が55原子％乃
至65原子％で残部がゲルマニウムであるような組
成の錫−ゲルマニウム合金を所定の厚さの薄膜の
記録層として形成させることができる。また、ス
パツタリング法の適用による成膜に際しては、錫
とゲルマニウムとのスパツタリングレートを考慮
した組成の錫−ゲルマニウム合金による１個のタ
ーゲツトを用いて成膜が行なわれるようにしても
よい。

第２図は、ガラス製の基板の表面に、錫が60原
子％で残部がゲルマニウムであるような組成の錫
−ゲルマニウム合金を約1000オングストロームの
厚さの薄膜として被着させたものにおける錫−ゲ
ルマニウム合金薄膜を、45度の入射角でHe−Ne
レーザ光（波長6328オングストローム）を照射し
ている状態で、前記した錫−ゲルマニウム合金薄
膜の温度を室温から250℃まで変化させた場合に
おける前記したような組成を有する錫−ゲルマニ
ウム合金の薄膜の光の反射率の変化の測定結果を
示した図である。

この第２図から明らかなように、錫が60原子％
で残部がゲルマニウムであるような組成を有する
錫−ゲルマニウム合金の薄膜における光の反射率
は、錫−ゲルマニウム合金の薄膜の温度が180℃
付近で光の反射率が上昇し始め、温度が約190℃
で光の反射率の一層高い第２の相へと急激に移行
するというように顕著な変化態様を示し（光の透
過率の変化態様も、錫−ゲルマニウム合金の薄膜
の温度が約180℃〜約190℃付近で顕著な変化態様
を示す）ている。また、錫−ゲルマニウム合金の
薄膜の色調も、温度の変化に応じて変化すること
が目視によつて明瞭に確認できた。

次に、合成樹脂製の基板（アクリル樹脂製の基
板）の表面に、錫が60原子％で残部がゲルマニウ
ムであるような組成の錫−ゲルマニウム合金を約
1000オングストロームの厚さの薄膜として被着さ
せたものにおける錫−ゲルマニウム合金の薄膜
を、波長が8300オングストロームで径が約１ミク
ロンのレーザ光のスポツトで照射して錫−ゲルマ
ニウム合金の薄膜に相変化を生じさせると、錫−
ゲルマニウム合金の薄膜には光の反射率、透過率
の変化と、室内光の下での目視によつても一目瞭
然な色調の変化とが生じた。

そして、前記のようにして部分的に相変化を生
じさせた錫−ゲルマニウム合金の薄膜を走査電子
顕微鏡によつて観察したところ、記録ドツトは全
く認められなかつたが、このことは前記のように
レーザ光のスポツトの照射によつて錫−ゲルマニ
ウム合金の薄膜に生じた光の反射率、透過率の変
化と、色調の変化は、レーザ光の照射によつて錫
−ゲルマニウム合金の薄膜の表面に凹凸が生じる
ことによつて起きたのではないことを示してい
る。

しかし、錫−ゲルマニウム合金の薄膜における
相変化による記録ドツトは光学顕微鏡による観察
によつては色調の変化によつて明瞭に認められ
た。

次に、前記のようにしてレーザ光スポツトの照
射により相変化を生じさせた錫−ゲルマニウム合
金の薄膜をEPMA（Electron Probe Micro
Analysis）によつて、それの記録部分と非記録
部分とのそれぞれの部分における酸素量と窒素量
とを測定したが、両者間においての差は認められ
なかつた。このことは前記のようにレーザ光のス
ポツトの照射によつて錫−ゲルマニウム合金の薄
膜に生じた光の反射率、透過率の変化と、色調の
変化などは、レーザ光の照射によつて錫−ゲルマ
ニウム合金の薄膜に形成された記録部分が、レー
ザ光の照射による加熱によつて非記録部分とは異
なる物質に変化したことによつて生じたものでは
ないことを示している。

以上の実験結果から考えると、レーザ光のスポ
ツトの照射によつて錫−ゲルマニウム合金の薄膜
に生じた光の反射率、透過率の変化と、色調の変
化は、レーザ光の照射によつて錫−ゲルマニウム
合金の薄膜に与えられた熱エネルギにより、錫−
ゲルマニウム合金の薄膜の構成物質に原子配列の
変化が生じ、それによつて錫−ゲルマニウム合金
の薄膜の光学的特性が記録部分と非記録部分とに
おいて変化しているものと推論される。

第３図は錫−ゲルマニウム合金中の錫の含有率
（原子％）の変化に対する錫−ゲルマニウム合金
薄膜のレーザ光感度（記録媒体に相変化を起こさ
せることができる強度範囲内のレーザ光強度であ
つて、記録媒体にその強度のレーザ光が照射され
た部分からの再生信号中における２次高調波歪が
極小になされる如きレーザ光強度）の変化を示す
図であるが、第３図示の測定結果は、次の様な条
件の下で得られたものである。

すなわち、合成樹脂製の円盤状の基板（アクリ
ル樹脂製の円盤状の基板）の表面に、錫の含有率
が45原子％〜70原子％の範囲で残部がゲルマニウ
ムであるような組成の錫−ゲルマニウム合金を約
1000オングストロームの厚さの薄板として被着さ
せてなる情報記録媒体円盤を、それの中心を回転
軸に固着して毎分900回転させ、前記した情報記
録円盤における中心から50mmの径の位置を、周波
数が500KHzの信号によつて強度変調されている
波長が8300オングストロームレーザ光の径が約１
ミクロンのスポツトによつて照射し、錫−ゲルマ
ニウム合金の薄膜に500KHzの信号を相変化によ
つて記録するようにした場合のものであり、第３
図示の測定結果を得るための実験は、錫の含有率
が45原子％〜70原子％の範囲で残部がゲルマニウ
ムであるような組成の錫−ゲルマニウム合金を約
1000オングストロームの厚さの薄膜として被着さ
せてなる情報記録媒体円盤として、45原子％〜70
原子％の範囲で錫の含有率をそれぞれ異にしてい
る如き多数の情報記録媒体円盤を用いて行なわれ
たものである。

第３図に示されている錫−ゲルマニウム合金中
の錫の含有率（原子％）の変化に対する錫−ゲル
マニウム合金薄膜のレーザ光感度の変化特性を見
ると、錫−ゲルマニウム合金薄膜におけるレーザ
光感度は錫−ゲルマニウム合金中の錫の含有率
（原子％）が55原子％〜65原子％という広い範囲
にわたり略々一定の状態に保たれているというよ
うな特性を示している。

このように、錫−ゲルマニウム合金では錫の含
有率が55原子％〜65原子％というように広い範囲
で変動しても、錫−ゲルマニウム合金薄膜のレー
ザ光感度が略々一定に保たれる（錫が55原子％〜
65原子％という広い組成範囲にわたつて錫−ゲル
マニウム合金薄膜のレーザ光感度が略々一定に保
たれる）から、記録媒体の製作時における記録層
の構成物質の組成のばらつきの許容度が広く、し
たがつて、記録媒体の大量生産が容易になる。

また、前記のように記録媒体の製作時における
記録層の構成物質の組成のばらつきの許容度が広
いことから、錫及びゲルマニウムの溶融固化物に
よる錫−ゲルマニウム合金のターゲツトを使用し
た連続インラインスパツタリングによる情報記録
媒円盤の製作も容易に行なわれ得るのである。

（効果） 以上、詳細に説明したところから明らかなよう
に、本発明の錫が55原子％乃至65原子％であつて
残部がゲルマニウムである記録媒体用錫−ゲルマ
ニウム合金では、錫の含有率が55原子％〜65原子
％というように広い範囲で変動しても、錫−ゲル
マニウム合金薄膜のレーザ光感度が略々一定に保
たれる（錫が55原子％〜65原子％という広い組成
範囲にわたつて錫−ゲルマニウム合金薄膜のレー
ザ光感度が略々一定に保たれる）ものであり、こ
れは従来のカルコゲナイト系や低級酸化物系の相
変化型の記録媒体では到底得ることができなかつ
たものであり、本発明の記録媒体用錫−ゲルマニ
ウム合金を用いた記録媒体は、従来の相変化型の
記録媒体に比べて大量生産が容易であり、本発明
により既述した従来の欠点はすべて良好に解消さ
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は成膜装置の一例の概略構成を示す斜視
図、第２図は記録媒体用錫−ゲルマニウム合金薄
膜の温度と光の反射率との関係を示す図、第３図
は錫−ゲルマニウム合金薄膜の錫の含有率とレー
ザ光感度との関係を示す図である。 １……基板、２……回転軸、３，４……ボー
ト、５，６……電熱線、７……シヤツタ板、Ａ，
Ｂ……蒸発源。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 錫が55原子％乃至65原子％であつて残部がゲ
   ルマニウムである記録媒体用錫−ゲルマニウム合
   金。