JPH01241037A - 情報記録媒体 - Google Patents

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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は記録用の光ビームの照射により記録層の原子配
列の変化に伴う光学的特性の変化を生じさせて、情報の
記録、消去を繰返し行い、光学的特性の変化を検出して
情報を再生する情報記録媒体に関する。

（従来の技術） 従来広く開発がなされている記録、消去が可能な情報記
録媒体には光ビームの照射による原子配列の変化を利用
したものがある。

このような情報記録媒体に情報を記録する際には、まず
情報記録層に光ビームを全面照射して加熱し、記録層を
結晶性の高い状態（以下結晶状態という）にする。次に
短い強いパルス光を照射し、記録層を加熱急冷する。す
るとパルス照射部の結晶性が低下した状態（以下非晶質
状態という）となり、情報が記録される。上記の結晶状
態と非晶質状態では、原子配列が異なることから、光学
的特性（反射率、透過率）が変化するため、この光学的
特性の変化を検出して情報を再生することができる。書
込まれた情報を消去するには、長い弱いパルス光を照射
して加熱徐冷し、原子配列を変化させ、再び結晶状態と
する。

このように光ビームの照射条件によって原子配列を変化
させ、情報を記録、消去する記録層の材料としては、反
射率変化の特に大きなＴｅ、Ｓｅ。

Ｇｅなどカルコゲナイド系元素を主成分とする半導体非
晶質が提案されている。しかし半導体非晶質以外にもＣ
ａとＣｕとの２元合金においてはＣａの含有率が２０原
子％以上８０％以下の範囲で上記と同様に光ビームの照
射条件の違いにより、金属結晶と金属非晶質とに繰返し
変化しうろことが見い出された。ところがこれらの金属
合金においては相変化に伴う光学的特性の変化が記録材
料として使用できるほど充分大きくない。又、結晶化温
度が低く室温での非晶質状態の安定性が悪いなどの欠点
があり、情報記録媒体として使うことができない。

（発明が解決しようとする課題） 以上詳述したようにＣａとＣｕ　　（２０原子％≦Ｃａ
≦８０原子％）との２元合金では、結晶化温度が低く室
温における非晶質状態の安定性が悪く、また、相変化に
伴う光学的特性の変化が小さいため、情報記録媒体の材
料としては使用できなかった。

上記課題を解決するために、本発明ではＣａとＣｕとの
２元合金にカルコゲナイド元素Ｔｅ、Ｓｅ、Ｇｅを加え
ることにより、結晶化温度を高めて室温における非晶質
状態を安定させ、又、相変化に伴う光学的特性の変化量
を増大させ、情報記録媒体として使いうる材料を提供す
ることを目的とする。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段と作用） 本発明の情報記録媒体は例えば第１図に示されるような
断面を有する。第１図において情報記録媒体は基板１と
この基板１上に無機物保護層３゜光記録層２．無機物保
護層３．有機物保護層４を順次備えて構成されている。

基板１はガラスやプラスチック材料（例えばポリオレフ
ィン、エポキシ、ポリカーボネイト、ポリメラルメタク
リレート等）からなる。

無機物保護層３は光記録層２の経時変化を防ぐために光
記録層２の両側を挾んだ構造となっており、金属又は半
金属の酸化物、弗化物、硫化物。

窒化物例えばＳｔ　０２　、Ａ　１２０３　、　Ｚｎ　
Ｓなどの誘電体からなる。この無機物保護層は反射光を
増幅させる機能も有する。有機物保護層４は、紫外線硬
化樹脂からなり、この情報記録媒体を取扱う場合の表面
での傷や埃を防止するために配設されている。

このような組成の記録層は多元同時スパッタ法により成
膜する。すなわち、使用されるスパッタ装置は第２図及
び第３図に示す通りである。第２図中１１は真空容器で
あり、ガス排気ボート１２を介して排気装置１３に接続
され、ガス導入ボート１４を介してアルゴンガスボンベ
１５に接続されている。真空容器１１内の上部には、基
板１６が支持装置１７に水平に支架され支持装置１７に
より回転駆動できる。又、真空容器１１の底部には、所
定元素で形成されたスパッタ源１８，１９゜２０が設け
られ、各スパッタ源上部にはモニタ装置２１，２２．２
３が設けられている。

この装置により、記録層の成膜を行なう場合には、まず
排気装置１３により、真空容器１１内を１０−６Ｔ　ｏ
ｒｒ台の真空度まで排気する。次いでガス導入ボート１
４よりＡｒガスを導入し排気装置１３の排気量を調節し
て真空容器１１内を所定の減圧下に保持する。そして基
板１６を回転させっつスパッタ源１８，１９．２０に所
定時間電力を印加する。これにより基板１６に記録層が
形成される。

（実施例） 上記のような構造の情報記録媒体の実施例を具体的に以
下に述べる。

一実施例１− 第２図の真空容器１１内にＣａとＣｕとＴｅまたはｓｅ
のスパッタ源を設け、容器内を５ＸｌＯ−６Ｔ　ｏｒｒ
まで排気した。次にＡｒガスを導入して５Ｘ　１０””
Ｔ　ｏｒｒに全体の圧力を調節した。基板として充分に
洗浄した外径１３０ｎ１１．板厚１．２ｍｍ＋の円板状
ポリカーボネート基板を用い、この基板を８０ｒｐｍで
回転しつつモニタにより各元素のスパッタ量を検知して
各スパッタ源に投入する電力を制御し、全体の膜厚１０
００人になるまで各元素を堆積させて記録層を成膜した
。Ｃａ　４ｏＣｕ　６ａに対してＴｅ１Ｓｅの含有量を
しだいに増加させ高感度ＤＳＣ（示差走査熱量計）で昇
温速度ｌｏ℃／■で結晶化温度を測定しＴｅ、Ｓｅの含
有量と結晶化温度の関係を調べた。結果は第４図に示す
通りである。

ＣａとＣｕの組成比に関係なく結晶化温度が充分高かっ
た。また、Ｇｅでも同様の効果が得られた。

従ってＣａ、Ｃｕ、Ｘ　（Ｘ−Ｔｅ、Ｓｅ、Ｇｅ）から
なる情報記録媒体はＣａとＣｕとの組成比に関係なく結
晶化温度が十分高く、非晶質状態が安定であることがわ
かった 一実施例２一 実施例１と同様の方法でＣａとＣｕとＸ（Ｘ−Ｔｅ、Ｓ
ｅ）の３元記録層を多元同時スパッタ法で成膜し波長７
９０ｒｖの光を照射してその表面反射率を測定した。結
果は、第４図に示す通りである。カルコゲナイド元素Ｔ
ｅ、Ｓｅの含有量が増すと反射率の変化量も増大するこ
とがわかる。ＣａとＣｕとの組成比を変えても同様の効
果が得られた。更にＴｅ、Ｓｅの代わりにＧｅを加えた
場合にも同様の効果が得られた。

以上の実験結果によりＣａとＣｕとの２元合金にカルコ
ゲナイド元素を加えることにより相変化に伴う反射率の
変化量が増大し、ひいては再生信号量も増大することが
わかった。

一実施例３− ここでは成膜された合金薄膜の非晶質状態の安全性を調
べた。

ガラス基板上にＳｌ　０２１００ｒｖ　、光記録材料１
００ｎｉ、ＳＳｌＯ７１００ｎ　、　ＵＶ硬化樹脂層を
前記のスパッタ法により形成した。成膜した記録層の組
成は（Ｃａ　３ｏＣｕ　ＴＯ）　ｅｏＴｅ　Ｉｏｌ　（
Ｃａ　５ｏｃｕ　５ｏ）９ｏＴｅ　Ｉｏｌ　　（Ｃａ　
ｔｏｃｕ　３０）　、ｏＴｅ　ｔｏである。この記録層
にまず光ビームを全面照射し、次いで短い強いパルス光
を照射し、Ｘ線構造回折により非晶質となっていること
を確かめた。

つぎにこの試料を４５℃、７０％ＲＨの環境に供し反射
率の変化を測定した。基板側での表面反射率の初期値を
Ｒｏ、経時での反射率の値をＲとし、経時４間に対して
Ｒ／　Ｒｏの値をプロットした（第６図）。（Ｃａ　３
ｏｃｕ　７０）　９ｏＴｅ　Ｉｏｌ（Ｃａ　５ｏＣｕ　
５０）　９ｏＴｅ　Ｉｏｎ　　（Ｃａ　ｙｏｃｕ　：ｌ
ｏ）　９ｏＴｅ１ｏいずれの組成の記録層についても３
力月経過しても反射率にはほとんど変化がないことがわ
かつた。又Ｔｅの代わりにＳｅ、Ｇｅを加えた場合にも
同様の効果が得られる。

以上の実験結果よりＣａとＣｕとからなる２元合金に、
Ｔｅ、Ｓｅ、Ｇｅ等のカルコゲナイド元素を加えた材料
は経時反射率が安定であり情報記録媒体として使いうる
材料であることがわかった。

一実施例４− 本実施例では、成膜された記録層を有する情報記録媒体
を第７図に示すような実用的な試験装置に実装して再生
信号量を測定した。

半導体レーザー源３４により出た光はコリメータレンズ
３５を通過して平行光となる。続いて光はビームスプリ
ッタ３６を通過してλ／４板３板金７過し、対物レンズ
３８により試料３１上に集光される。試料３１から反射
した光はλ／４板３板金７過し、ビームスプリッタ３６
で反射される。

この反射された光は検出レンズ３９により集光され、受
光器４０に入って検出信号となる。

更に検出信号は、サーボ系４２を通って電流に変えられ
、駆動コイル４１に流れこの電流により対物レンズか駆
動され、試料３１上の情報を記録した溝（案内溝）上に
正確に集光される。

実施例１に示した方法を用い、Ｃａ　ａｏＣｕ　ｂ。に
対してＴｅの含有量をふった記録層を作成し、この記録
層の両側をＳｉＯ２（膜厚１０００入）で挟んだ媒体試
料を作成し、前述の装置に実装して再生信号量を測定し
た。その結果Ｔｅの含有量が増すごとに再生信号量も増
えることがわかった。

また、ＣａとＣｕの組成比を変えても同様の効果が得ら
れた。更に、Ｔｅのかわりに５ｅＳＧｅを加えた場合に
も同様の効果が得られた。

以上の実験結果から、ＣａとＣｕの２元合金にカルコゲ
ナイド元素のＴｅ５Ｓｅ、Ｇｅを加えるとより再生信号
量の大きな情報記録媒体が得られることがわかった。

［発明の効果］ 以上詳述したように結晶状態と非晶質状態との相変化を
可逆的に起こすＣａとＣｕとの２元合金に更にカルコゲ
ナイド元素Ｔｅ、Ｓｅ、Ｇｅを加えると結晶化温度が上
昇し、記録状態が安定で相変化に伴なう反射率変化が増
大し、再生信号量の大きな情報記録媒体が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の情報記録媒体の断面構造図、第２図
は、スパッタ装置の側面図、 第３図は、スパッタ装置の底面図、 第４図は、カルコゲナイド元素の添加量と結晶化温度の
相関を示すグラフ、 第５図は、カルコゲナイド元素の添加量と反射率変化量
の相関を示すグラフ、 第６図は、Ｃａ、Ｃｕ、Ｔｅの３元記録層の経時反射率
変化量の相関を示すグラフである。 第７図は、実用的な試験装置の概略図である。 １・・・基板 ２・・・記録層 ３・・・無機物保護層 ４・・・有機物保護層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光ビームの照射により原子配列の変化を生じさせて情報
   を記録しうる記録層がＣａとＣｕとＸ（ＸはＳｅ、Ｔｅ
   、Ｇｅの中から選ばれた元素）とを含有する合金薄膜か
   らなることを特徴とする情報記録媒体。