JPH0119460B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、記録媒体用インジウム−ニオビウム
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）及び／または信号対雑音比
が記録媒体の薄膜を構成している物質の組成比に
よつて大きく変化するために、所定の特性を備え
ている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、インジウムが50重量％乃至70重量％
であつて残部がニオビウムである記録媒体用イン
ジウム−ニオビ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インジ
ウムとニオビウムとからなる合金に着目し、その
インジウム−ニオビウム合金におけるインジウム
とモリブデンとの組成を変化させて、インジウム
が50重量％乃至70重量％であつて残部がニオビウ
ムであるような組成範囲のインジウム−ニオビウ
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
の記録媒体用インジウム−ニオビウム合金を完成
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
体用インジウム−ニオビウム合金について詳細に
説明する。本発明のインジウムとニオビウムとの
二元合金からなる記録媒体用インジウム−ニオビ
ウム合金は、例えば、真空蒸着法やスパツタリン
グ法、その他、前記の方法に類似な方法の適用に
よつて厚さが1000オングストローム内外の薄膜と
して容易に形成できるものであるが、次に、一例
として二元独立同時スパツタリング法により、本
発明の記録媒体用インジウム−ニオビウム合金、
すなわち、インジウムが50重量％乃至70重量％で
あつて残部がニオビウムである記録媒体用インジ
ウム−ニオビウム合金を、各種基板上に所定の厚
さの薄膜として付着形成させる場合の概略を説明
すると次のとおりである。

すなわち、まず、真空槽内に設置された回転自
在な基板ホルダーに、適当な構成材料（例えば、
ガラス、プラスチツクス）で製作されている基板
を取付けた後に、真空槽内を10^-6〜10^-7Torr程
度の真空度になるように排気し、次にアルゴンガ
ス（アルゴンガス圧は1.0×10^-3〜５×10^-3Torr）
の導入の下に、インジウムターゲツトとニオビウ
ムのターゲツトとの独立した２つのターゲツトに
アルゴンイオンを衝突させてスパツタリングを起
こさせ、適当な回転速度で回転している基板上
に、所定の組成比と所要の厚さとを有するインジ
ウムとモリブデンとの合金の薄膜を付着形成させ
るのである。

前記のように基板上に形成されるインジウム−
ニオビウム合金薄膜の組成は、前記した２つの独
立したターゲツトに衝突させるべきアルゴンイオ
ンに与えるエネルギの設定の仕方を変えることに
より変化できるのであり、それは前記した２つの
独立したターゲツトに与える電力を変化すること
によつて容易に行なわれうる。また、基板の表面
上に形成されるべき記録媒体用インジウムとニオ
ビウム合金による薄膜記録媒体の厚さは、スパツ
タリング時間を変化させることによつて所定の膜
厚に設定することが容易である。

そして、前記のようにしてインジウムが50重量
％乃至70重量％であつて残部がニオビウムである
記録媒体用インジウム−ニオビウム合金薄膜が記
録層として基板の表面に付着形成されている記録
媒体を容易に製作することができる。

基板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、適当な合成樹
脂の薄膜による保護層を周知の任意の手段の適用
によつて記録層の表面に被着させればよい。

また、スパツタリング法の適用による成膜に際
しては、インジウムとニオビウムとのスパツタリ
ングレートを考慮した組成のインジウム−ニオビ
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１図は、前記のようにして基板上に記録媒体
用インジウム−ニオビウム合金による記録層が付
着形成されてなる記録媒体にレーザ光のスポツト
を照射して、信号の記録再生を行なうための実験
に用いた記録再生装置の概略構成を示すブロツク
図であり、この第１図においてＭはモータ、TT
はターンテーブルであり、前記のターンテーブル
TTには記録媒体Ｄが固着装置４（クランパ４）
によつて固着される。

記録媒体Ｄは透明なプラスチツク（例えば、ア
クリル樹脂）の基板１上に記録媒体用インジウム
−ニオビウム合金の記録層２が付着形成された上
に、図示の例では保護膜３が設けられている。

ブロツクＲは記録系であり、また、ブロツクＰ
は再生系であつて、記録系Ｒには高出力状態に付
勢させることができるとともに、変調信号によつ
てレーザ光の強度変調ができるようになされた半
導体レーザ光源５（波長が8300オングストローム
のレーザ光を放射）と、レーザ光を集束して記録
媒体Ｄの記録層２に所定の径のレーザ光スポツト
を照射させる光学系７と、ハーフミラ６と、フオ
ーカス系及びトラツキングサーポ系８などを含ん
で構成されており、また、再生系Ｐは低出力（例
えば、１〜３ｍｗ）で連続点灯できる半導体レー
ザ光源９（波長が8300オングストロームのレーザ
光を放射）と、レーザ光を集束して記録媒体Ｄの
記録層２に所定の径のレーザ光スポツトを照射さ
せる光学系１１と、ハーフミラ１０と、記録媒体
Ｄの記録層２に生じた物理的な変化を読出すため
の光検出器（シリコンPINダイオード）と信号処
回路及びフオーカス系ならびにトラツキングサー
ポ系１２などを含んで構成されている。

さて、例えば、プラスチツク製の円盤状の基板
１の表面に、インジウムが22重量％乃至82重量％
であつて残部がニオビウムであるような組成範囲
内にある色々な組成のインジウム−ニオビウム合
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
成を異にしているインジウム−ニオビウム合金薄
膜が付着されている各試料を回転させた状態にし
て、前記の各試料毎のインジウム−ニオビウム合
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された状態に
して信号の記録を行なつた場合には、前記の試料
におけるレーザ光束で照射された部分が照射され
なかつた部分に比べて光学的な反射率が増加する
ために、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は室内光の下
での目視によつても明瞭に弁別できたが、それを
光学顕微鏡により観察したところ、試料のインジ
ウム−ニオビウム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の連な
りとして明確に認識できた。

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インジウム−ニオビウム合金
薄膜に生じる記録ドツト｛第２図のｂ｝と、前記
のインジウム−ニオビウム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
じさせたインジウム−ニオビ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インジ
ウム−ニオビウム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イン
ジウム−ニオビ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。

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インジウム−ニオビ
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インジウム−ニオビ
ウム合金の薄膜に生じた光の反射率、透過率の変
化などは、レーザ光の照射によつてインジウム−
ニオビ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インジウム−ニオビウム合金
の薄膜に生じた光学的特性の変化は、レーザ光の
照射によつてインジウム−ニオビウム合金の薄膜
に与えられた熱エネルギにより、インジウム−ニ
オビウム合金の薄膜の構成物質に原子配列の変化
が生じ、それによつてインジウム−ニオビウム合
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図のａはインジウム−ニオビウム合金中の
インジウムの含有率（重量％）の変化に対するイ
ンジウム−ニオビ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り、また、第
３図のｂはインジウム−ニオビウム合金中のイン
ジウムの含有率（重量％）の変化に対する再生信
号のＣ／Ｎ（搬送波対雑音比）の変化を示す図で
あるが、第３図のａ，ｂに示されている測定結果
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、インジウム
の含有率がインジウムが22重量％乃至82重量％の
範囲で残部がニオビウムであるような組成のイン
ジウム−ニオビウム合金を約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記録媒体Ｄ
（記録層上に保護膜を設けていない状態のもの）
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50
mmの径の位置を、繰返し周波数が500KHzの矩形
波信号によつて強度変調されている状態の波長が
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、インジウム−ニオ
ビウム合金の薄膜に500KHzの矩形波信号を相変
化によつて記録するようにした場合のものであ
り、第３図のａ，ｂに示されている測定結果を得
るための実験は、インジウムの含有率としてイン
ジウムが22重量％乃至82重量％の範囲で残部がモ
リブデンであるような組成のインジウム−ニオビ
ウム合金を約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記録媒体Ｄとして、インジ
ウムが22重量％乃至82重量％の範囲でインジウム
の含有率をそれぞれ異にしている如き多数の記録
媒体Ｄを用いて行なわれたものである。

第３図のａに示されているインジウム−ニオビ
ウム合金中のインジウムの含有率（重量％）の変
化に対するインジウム−ニオビウム合金薄膜のレ
ーザ光感度の変化特性を見ると、インジウム−ニ
オビウム合金薄膜におけるレーザ光感度は、イン
ジウム−ニオビウム合金中のインジウムの含有率
（重量％）が50重量％乃至70重量％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。

このようにインジウム−ニオビウム合金ではイ
ンジウムが50重量％乃至70重量％というように広
い範囲で変動しても、インジウム−ニオビウム合
金薄膜のレーザ光感度が略々一定に保たれる（イ
ンジウムが50重量％乃至70重量％という広い組成
範囲にわたつてインジウム−ニオビウム合金薄膜
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、インジウム及びニオビウムの溶融固
化物によるインジウム−ニオビウム合金のターゲ
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。なお、インジウム−ニオビウム合金に
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。

また、インジウム−ニオビウム合金薄膜を記録
層に用いている記録媒体Ｄにおいては、再生信号
のＣ／Ｎが第３図のｂに示されているように、イ
ンジウム−ニオビウム合金中のインジウムの含有
率（重量％）がインジウムが50重量％乃至70重量
％というように広い範囲にわたつて高いＣ／Ｎを
示すのであり、このような特性が得られる合金記
録媒体は既提案の記録媒体からは求めることがで
きないのであり、本発明の記録媒体用インジウム
−ニオビウム合金を記録層に用いた記録媒体によ
れば、Ｓ／Ｎが良好な状態での信号の再生を容易
に行なうことができる。

（効果） 以上、詳細に説明したところから明らかなよう
に、本発明の記録媒体用インジウム−ニオビウム
合金では、インジウムの含有率が50重量％乃至70
重量％というように広い範囲で変動しても、イン
ジウム−ニオビウム合金薄膜のレーザ光感度が
略々一定に保たれる（インジウムが50重量％乃至
70重量％という広い組成範囲にわたつてインジウ
ム−ニオビ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
発明の記録媒体用インジウム−ニオビウム合金を
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、また、本発明の記
録媒体用インジウム−ニオビウム合金を記録層に
用いている記録媒体Ｄにおいては、インジウム−
ニオビウム合金中のインジウムの合有率（重量
％）が50重量％乃至70重量％というように広い範
囲にわたつて変化していても再生信号が高いＣ／
Ｎを示すのであり、このような特性が得られる合
金記録媒体は既提案の記録媒体からは求めること
ができなかつたものであつて、本発明によれば既
述した従来の欠点はすべて良好に解消されるので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は記録媒体の記録再生の実験に用いた記
録再生装置の一例の概略構成を示すブロツク図、
第２図は記録媒体用インジウム−ニオビウム合金
薄膜を照射するレーザ光ビームの断続の状態と、
インジウム−ニオビウム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図のａはインジウム−ニオビウム合金薄
膜のインジウムの含有率とレーザ光感度との関係
を示す図、第３図のｂはインジウム−ニオビウム
合金薄膜のインジウムの含有率と再生時における
Ｃ／Ｎの関係を示す図である。 Ｄ……記録媒体、Ｒ……記録系、Ｐ……再生
系、Ｍ……モータ、TT……ターンテーブル、１
……基板、２……記録層、５，９……レーザ光
源、６，１１……ハーフミラー、７，１１……光
学系。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ インジウムが50重量％乃至70重量％であつて
   残部がニオビウムである記録媒体用インジウム−
   ニオビウム合金。