JPH0119454B2 - - 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−金合金に関する。

（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70原子％乃至90原子％であつて
残部が金である記録媒体用錫−金合金を提供する
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金
とからなる合金に着目し、その錫−金合金におけ
ると錫との組成を変化させて、錫が70原子％乃至
90原子％であつて残部が金であるような組成範囲
の錫−金合金が、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−金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−金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
−金合金、すなわち、錫が70原子％乃至90原子％
であつて残部が金であるような記録媒体用錫−金
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−金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、ポリカーボネート
樹脂、、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金を加熱蒸発させる。

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金を収
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
いる金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金
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−金合金薄膜、す
なわち錫が70原子％乃至90原子％で残部が金であ
る如き組成の錫−金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
ン合金薄膜、すなわち錫が70原子％の至90原子％
で残部が金である如き組成の錫−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70
原子％乃至90原子％で残部が金であるような組成
の錫−金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70原子％乃至90原子％で残部が金
であるような組成に錫−金合金が所定の厚さの薄
膜の記録層として着形成された後に、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70原子％乃至90原子
％で残部がであるような組成の錫−金合金を所定
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、金のター
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
70原子％乃至90原子％で残部が金であるような組
成の錫−金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、錫と金とのス
パツタリングレートを考慮した組成の錫−金合金
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。

さて、プラスチツク製の円盤状の基板の表面
に、錫が29原子％乃至95原子％で残部が金である
ような組成範囲内にある色々な組成の錫−金合金
を約500オングストロームの厚さの薄膜として被
着させたものを試料として用意し、それぞれ組成
を異にしている錫−金合金薄膜が付着されている
各試料を回転させた状態にして、前記の各試料毎
の錫−金合金薄膜を、直径が約1μｍに集束され
たレーザ光束（波長が8300オングストロームの半
導体レーザからのレーザ光）により断続的に照射
している状態にし、前記の試料におけるレーザ光
束で照射された部分と照射されなかつた部分とを
光学顕微鏡により観察したところ、試料の錫−金
合金薄膜におけるレーザ光束の照射により相変化
を起こしている部分は、その他の部分に比べて高
い反射率を有するために明瞭なコントラスト比を
有する明るい状態の部分として認識できた。第２
図は前記のように試料を回転させ、それを時間軸
上で第２図のａのように断続するレーザ光束で照
射したときに錫−金合金薄膜に生じる記録ドツト
｛第２図のｂ｝と、前記の錫−金合金薄膜の記録
ドツトの部分とその他の部分とにおける反射率の
状態｛第２図のｂ｝とを示している。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−
金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−金合金の薄膜に生じた光の反射率
等の光学的変化は、、レーザ光の照射によつて錫
−金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。

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−金合金の薄膜を
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−金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−金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−金合金の薄膜に生じた光
学的特性の変化は、レーザ光の照射によつて錫−
金合金の薄膜に与えられた熱エネルギにより、錫
−金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−金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−金合金中の錫の含有率（原子％）
の変化に対する錫−金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た。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20原子％〜95原子％の範囲で残部が金であるよ
うな組成の錫−金合金を約500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500mm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−金合金の薄膜に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20原子％〜95原子％の範囲で残
部が金であるような組成の錫−金合金を約500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、20原子％〜50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−金合金中の錫の含有
率（原子％）の変化に対する錫−金合金薄膜のレ
ーザ光感度の変化特性を見ると、錫−金合金薄膜
におけるレーザ光感度は錫−金合金中の錫の含有
率（原子％）が70原子％〜90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−金合金では錫の含有率が70原
子％〜90原子％というように広い範囲で変動して
も、錫−金合金薄膜のレーザ光感度が略々一定に
保たれる（錫が70原子％〜90原子％という広い組
成範囲にわたつて錫−金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、錫及び金の溶融固化物による錫−金
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−金合金による
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70原子％乃至90原子％であつて
残部が金である記録媒体用錫−金合金では、錫の
含有率が70原子％〜90原子％というように広い範
囲で変動しても、錫−金合金薄膜のレーザ光感度
が略々一定に保たれる（錫が70原子％〜90原子％
という広い組成範囲にわたつて錫−金合金薄膜の
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−金
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−金合金薄膜を照射す
るレーザ光ビームの断続の状態と、錫−金合金薄
膜の記録ドツトの状態と、光の反射率の変化の状
態との関係を示す図、第３図は錫−金合金薄膜の
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70原子％乃至90原子％であつて残部が金
   である記録媒体用錫−金合金。