JPH0119452B2 - - 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−亜鉛合金に関する。

（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、カルコゲナイド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45原子％乃至60原子％であつて
残部が亜鉛である記録媒体用錫−亜鉛合金を提供
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亜
鉛とからなる合金に着目し、その錫−亜鉛合金に
おける亜鉛と錫との組成を変化させて、錫が45原
子％乃至60原子％であつて残部が亜鉛であるよう
な組成範囲の錫−亜鉛合金が、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−亜鉛合金を
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−亜鉛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−亜鉛合金、すなわち、錫が45原子％乃
至60原子％であつて残部が亜鉛であるような記録
媒体用錫−亜鉛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る。

この第１図において、１は表面に対して記録媒
体用錫−亜鉛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亜鉛を加熱蒸発させる。

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亜鉛を
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
いる亜鉛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亜
鉛の温度と、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−亜鉛合金薄
膜、すなわち錫が45原子％乃至60原子％で残部が
亜鉛である如き組成の錫−亜鉛合金薄膜が形成さ
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45
原子％乃至60原子％で残部が亜鉛であるような組
成の錫−亜鉛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45原子％乃至60原子％で残部が亜
鉛であるような組成の錫−亜鉛合金が所定の厚さ
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発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45原子％乃至60原子
％で残部がであるような組成の錫−亜鉛合金を所
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、亜鉛の
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45原子％乃至60原子％で残部が亜鉛であるよ
うな組成の錫−亜鉛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、錫と亜鉛とのスパツタリングレートを考
慮した組成の錫−亜鉛合金による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50原
子％で残部が亜鉛であるような組成の錫−亜鉛合
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−亜鉛合金薄膜を、直
径が１mmの平行なレーザ光束（波長が6328オング
ストロームのHe−Neレーザ光）によつて45度の
入射角で照射している状態で、前記した錫−亜鉛
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−亜
鉛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50原子％
で残部が亜鉛であるような組成を有する錫−亜鉛
合金の薄膜における光の反射率は、錫−亜鉛合金
の薄膜の温度が160℃付近から低下し始め、錫−
亜鉛合金の薄膜の温度が約195℃付近以上の領域
で光の反射率が一段と低い状態になる。すなわ
ち、錫−亜鉛合金の薄膜は、それの温度が約160
℃以下の領域で反射率が高い状態の第１の相とな
り、また、錫−亜鉛合金の薄膜の温度が195℃付
近から上の領域では、反射率が前記した第１の相
における反射率よりも一段と低い第２の相とな
る。そして、前記のような組成を有する錫−亜鉛
合金の薄膜が第１の相から第２の相に移行する温
度領域は160℃〜195℃である。なお、前記した錫
−亜鉛合金の薄膜における光の透過率や光の吸収
率なども、前記した第１の相の領域及び第２の相
の領域と対応して変化している。また、錫−亜鉛
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％で残部が亜鉛である
ような組成の錫−亜鉛合金を約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−亜鉛合金の薄膜を、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−亜鉛合金の薄膜に相変化を生じさせ
ると、錫−亜鉛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−亜鉛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−亜鉛合金の薄膜に
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−亜鉛合金の薄膜
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−亜鉛合金の
薄膜における相変化による記録ドツトは光学顕微
鏡での観察によつて反射率等の変化により明瞭に
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−亜鉛合金の薄膜
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−亜鉛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−亜鉛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−亜鉛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−亜鉛合金の薄膜に与え
られた熱エネルギにより、錫−亜鉛合金の薄膜の
構成物質に原子配列の変化が生じ、それによつて
錫−亜鉛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−亜鉛合金中の錫の含有率（原子
％）の変化に対する錫−亜鉛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38原子％〜63原子％の範囲で残部が亜鉛である
ような組成の錫−亜鉛合金を約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−亜鉛合金の薄膜に500K
Hz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38原子％〜63原子％の範
囲で残部が亜鉛であるような組成の錫−亜鉛合金
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、38原子％
〜63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−亜鉛合金中の錫の含
有率（原子％）の変化に対する錫−亜鉛合金薄膜
のレーザ光感度の変化特性を見ると、錫−亜鉛合
金薄膜におけるレーザ光感度は錫−亜鉛合金中の
錫の含有率（原子％）が45原子％〜60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−亜鉛合金では錫の含有率が45
原子％〜60原子％というように広い範囲で変動し
ても、錫−亜鉛合金薄膜のレーザ光感度が略々一
定に保たれる（錫が45原子％〜60原子％という広
い組成範囲にわたつて錫−亜鉛合金薄膜のレーザ
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、錫及び亜鉛の溶融固化物による錫−
亜鉛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。なお、錫−亜鉛合金
による記録層に対する情報の記録は、レーザ光の
スポツトの使用による温度上昇以外の方法による
記録層の温度上昇によつても行なわれ得ることは
いうまでもない。

（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45原子％乃至60原子％であつて
残部が亜鉛である記録媒体用錫−亜鉛合金では、
錫の含有率が45原子％〜60原子％というように広
い範囲で変動しても、錫−亜鉛合金薄膜のレーザ
光感度が略々一定に保たれる（錫が45原子％〜60
原子％という広い組成範囲にわたつて錫−亜鉛合
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ド系や低級
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−亜鉛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−亜鉛合金薄膜の温度
と光の反射率との関係を示す図、第３図は錫−亜
鉛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45原子％乃至60原子％であつて残部が亜
   鉛である記録媒体用錫−亜鉛合金。