JPH01251342A

JPH01251342A - 情報記録媒体

Info

Publication number: JPH01251342A
Application number: JP63076112A
Authority: JP
Inventors: Naomasa Nakamura; 直正中村
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-03-31
Filing date: 1988-03-31
Publication date: 1989-10-06
Anticipated expiration: 2013-05-20
Also published as: JP2755593B2

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）本発明は光ビームの照射により記録層に原子配列の変化
に伴う光学的特性の変化を生じさせて、情報の記録、消
去を繰返し行ない、この光学的特性の変化を検出して情
報が再生される情報記録媒体に関する。

（従来の技術）情報の記録、消去の繰返しが可能な情報記録媒体として
、光ビームの照射による相変化を利用したものが開発さ
れている。

このような情報記録媒体に情報を記録する際には、まず
光ビームを記録媒体全面照射して記録層を結晶性の高い
状態（以下結晶状態とする）とする。次に情報を記録す
るために、短い強いパルス光を記録層に照射して加熱し
急冷して記録層を原子配列が乱れた状態（以下、非晶質
状態とする）とする。記録された情報を消去する場合に
は、長い弱いパルス光を記録層に照射して加熱し徐冷し
て非晶質状態から再び結晶状態に戻す。このような結晶
状態と非晶質状態とでは原子配列の変化に伴って反射率
、透過率等の光学的特性が変化するため、この光学的特
性の変化を検出することにより、記録した情報を再生し
ている。

このような相変化を利用した情報記録媒体としては、特
開昭６０−１７９９５２号、特開昭６０−１７９９５３
号、特開昭６１−６８０６号公報等がある。これらの公
報においては、記録層の組成としてＡｕ　ｚ　Ｔｅ３　
ｔｏｏ−ｘ　＊　　Ａｇ　ｘ　Ｔｅ　ｒｏｏ−ｘ（１０
≦Ｘ≦４０原子％）等が提案されている。

しかしこれらの材料では、記録状態の安定性は得られる
が、記録に必要なエネルギーが大きいため、記録、消去
特性面で問題点が残った。

（発明が解決しようとする課題）以上詳述したように従来のＡｕ　ｘ　Ｔｅ　１００−Ｘ
　ＩＡｇ　ｘ　Ｔｅ　＋ｏｏ−ｘ　　（１０≦Ｘ≦４０
）を材料として用いた情報記録媒体では、結晶化速度が
遅く消去特性が悪いといった欠点があった。

本発明では、上記欠点を解消し、記録、消去特性に優れ
た情報記録媒体を提供することを目的とする。

［発明の構成］（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、記録層の平均組成が（Ｇｅ　　−Ｓｂ　　１ｏｏ−−）　　ａＣｈｂＭｃ但
しＣｈはＳｅ、Ｔｅ、Ｓのうちから選択されたカルコゲ
ン元素ＭはＰｄ、Ａｕのうちから選択された金属５０原子％≦ａ＜１００原子％０原子％≦ｂく　５０原子％０原子％≦ｃく　３０原子％１０原子％≦ｘく　８０原子％であることを特徴とする。

構成成分のうち、Ｇｅとｓｂとからなる合金はパルス光
を吸収し、非晶質から結晶−へ容易に変化し光学的性質
（反射率、透過率）の変化量が非常に大きい合金である
。このときのＧ’ｅの組成範囲は１０原子％〜８０原子
％の範囲が好ましく、それ以外の範囲では十分な光学的
変化量が得られない。すなわち結晶質と非晶質との間の
反射率変化を高く得るためには、この組成範囲であるこ
とが必要である。

またＧｅとｓｂとからなる合金は、原子配列の変化を生
じさせる記録層にとって主成分となるものであり、この
変化を生じさせるためには５ｏ原子％以上含有させるこ
とが望ましい。換言すれば下記のＣｈとＭとで示される
元素が、その含有量が５０原子％以上であると、Ｇｅ　
Ｓｂからなる合金の光学的変化の妨げとなるものである
。

またＣｈで示されるＳｅ、Ｔｅ、Ｓのカルコゲン元素は
、ＧｅＳｂからなる合金と合金化することにより非晶質
状態を安定に保持させることができるものである。

ざらにＭで示されるＰｄ、Ａｕなどの元素は、結晶化速
度の増加、感度の向上などの効果を持つ。

本発明に用いられる情報記録媒体の構造を示す断面図は
第１図に示す通りである。

本発明の情報記録媒体は、基板１２．記録層１３および
有機保護層１４とから構成されている。

基板１２は、ガラスやプラスチック材料（例えば、ポリ
メチルメタクリレート樹脂やポリカーボネート樹脂など
）からなるものである。この基板１２上には、光ビーム
の照射により層変化を生じる記録層１３が形成される。

この記録層１３の平均組成は、（Ｇ　ｅ　＊　Ｓ　ｂ　
ｔｏｏ−ｘ　）　　ａＣｈｂＭｃ　ｓ但しＣｈはＳｅ、
Ｔｅ、Ｓのうちから選択されたカルコゲン元素、ＭはＰ
ｄ、Ａｕのうちから選択された金属、また各々ａ、ｂ、
ｃは、５ｏ原子％≦ａく１００原子％、０原子％≦ｂく
５０原子％、０原子％≦ｃ＜３０原子％、１０原子％≦
Ｘく８０原子％の範囲である。さらに、この記録層１３
上に紫外線硬化樹脂等からなる有機保護層１４が形成さ
れている。

また、本発明で用いられる情報記録媒体は第２図及び第
３図に示すような構造であってもよい。

第２図に示す情報記録媒体では、記録層１３の経時変化
を防ぐために金属、半金属の酸化物、弗化物、硫化物、
窒化物等からなる無機物保護層１５が記録層１３を挟ん
だ構造となっている。また第３図に示す情報記録媒体で
は、前記無機物保護層１５を形成する材料中に記録層１
３を形成する材料が分散した複合層１６を有する構造と
なっている。

次に情報記録媒体の製造方法を第４図及びＭ５図に沿っ
て説明する。第４図は本発明に用いられる成膜装置の側
面図であり、第５図は第４図に示した成膜装置の底面図
である。

この成膜装置は、真空容器１７．排出ボート１８、排気
装置１９．ガス導入ボート２０．アルゴンガスボンベ２
１．支持装置２２．スパッタ源２４　ａ　ｒ　　２４　
ｂ　、　　２４　ｃおよびモータ装置２６ａ。

２６ｂ、２６ｃとから構成されている。真空容器１７は
排出ボート１８を介して排気装置１９に接続されており
、また、ガス導入ボート２０を介してアルゴンガスボン
ベ２１に接続されている。真空容器１７中上部には、支
持装置２２が設けられ、この支持装置に水平に基板１２
が支架されており、基板１２は支持装置２２を軸に回転
することができる。また、真空容器１７中底部には、基
板１２に対面してスパッタ源２４　ａ、２４　ｂ、２４
　ｃが設けられており、これらスパッタ源には高周波電
源が接続されている。また、スパッタ源２４ａ。

２４ｂ、２４　ｃの上方にはモニター装置２６ａ。

２６ｂ、２６ｃが設置されている。

この装置を用いて基板１２に記録層を成膜する場合には
、まず排気装置１９により容器内の空気を排気し、続い
てアルゴンガスボンベ２１よりアルゴンガスを導入して
容器内を所定の圧力に保持する。そして基板１２を回転
させつつ、スパッタ源２４ａ、２４ｂ、２４　ｃに所定
時間電力を印加する。モニタ装置２６ａ、２６ｂ、２６
ｃは各々スパッタ源からの元素のスパッタ量をモニタし
、このモニタした量が所定の値になるように各スパッタ
源に投入する電力を調節するようになっている。これに
より基板１２に記録層が形成される。

（実施例）一実験１− 本実験では多元同時スパッタ法により記録膜を形成した
。

真空容器内に所望のＧｅ５ｑＳｂ４ｑとＴｅとＣｒのス
パッタ源を設け、容器内を８　Ｘ　１０−６Ｔｏｒｒま
で排気した。次にＡｒガスを導入し４　Ｘ　１０−’Ｔ
Ｏ「「に全体の圧力を調節した。基板として充分洗浄し
た外径１３０　ｉｌｌ、板厚１．２■の円板状カーボネ
ート基板を用い、この基板を６　Ｏｒｐｍで回転しつつ
モニタにより各元素のスパッタ量をモニタして各スパッ
タ源に投入する電力を制御し、全体の膜厚が１０００　
Ａ　ｎｇｓｔｒｏａになるまで各元素を堆積させて記録
層を成膜した。

更にこの記録層上に有機保護層として紫外線硬化樹脂を
約１０μＩスピンコータによりオーバーコートし、紫外
線を照射して硬化させ所望する組成の情報記録媒体を形
成した。

一実験２− ここでは記録膜の光ビーム照射による原子配列の変化を
確認した。

実験１においてスパッタ源にＧｅ　５５Ｓｂ　ａｓとＴ
ｅとＡｕを用い記録層組成が（Ｇｅ　５ｓｓｂ　４ｓ）　５５Ｔｅ　＋ｏＡｕ　ｓな
る試料を形成した（未照射部）。この試料にビーム径１
μｍに絞った５ｍＷ１０μｓのパルス光を照射すると、
照射部の反射率は変化した（未記録部）。次に１５ｍＷ
１００ｎｓのパルス光を数回当てるとその照射部の反射
率は元に戻ることが確認された（記録部）。次いでこの
未記録部と記録部の結晶状態を比較するため、透過型電
子顕微鏡を用いて回折パターンを観察した。試料から保
護層を剥離して記録層の状態を回折パターンから観察し
たところ、レーザー光未照射部では非晶質に特有のハロ
ーパターンが認められた。また、レーザー光照射部の。

うち未記録部では結晶構造を示す回折リングとスポット
が観察され、記録部では、未照射部に近い非晶質特有の
ハローパターンが認められた。他の組成の記録層につい
ても同様の反射率変化１回折パターンの変化が観察され
た。

一実験３− 本実験では記録部の消去特性について評価した。記録層
組成が（Ｇｅ　、。Ｓｂ５゜）７゜Ｔｅ、。においてＴ
ｅにＡｕを５．１０．２０原子％の割合で添加した試料
を作成した。

この試料に反射率が一定゛になるまで５ａ＋Ｗ５μｓの
パルス光を当て記録層を結晶化させた。第６図にＡｕの
添加量に対して反射率が一定になるまでのパルス光照射
回数をプロットした。Ａｕの添加量が多いほど照射回数
が少なくても変化が起こることが確認できた。すなわち
Ａｕを添加することにより、結晶化速度の増加、および
感度の向上を得ることができることを確認した。

更にＡｕの代わりにＰｄを添加した場合でも同様の効果
を得ることができる。

一実験４− 本実験では実用的な試験装置を用いて試験を行なった。

第７図は試験に用いた装置の概略図である。この試験装
置は、スピンドルモータ３２゜半導体レーザ源３４．コ
リメータレンズ３５．ビームスプリッタ３６．λ／４板
３７．対物レンズ３８、検出レンズ３９．受光器４０．
駆動コイル４１、サーボ系４２とから構成されている。

試料３１はスピンドルモータ３２上に固定され、回転す
ることができる。

半導体レーザー源３４より出た光はコリメータレンズ３
５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を透過し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
光は対物レンズ３８および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
物レンズが駆動され、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。

実験１に示した方法を用い、記録層の両側を８１０２（
膜厚１０００　Ａ　ｎｇｓｔｒｏｍ　）で挾んだ媒体試
料を作成し、前述の装置に実装して実験を行なった。記
録層組成は（Ｇｅｓ。ｓｂう。）　７６Ｔｅ　ｓｏにお
いてＴｅにＰｄを５．１１．１８原子％と添加させた。

この試料をスピンドルモータに固定し９００　ｒｐｍで
回転させた。

更にこの上から５ｍＷ１５μｓのパルス光を照射し、反
射率の変化量を測定した。第８図に変化量を初期値で割
った値（コントラスト比）とＰｄ添加量とをプロットし
た。Ｐｄを添加することにより、コントラスト比が増加
することが判る。更にＰｄの代わりにＡｕを添加した場
合でも同様の効果が得られる。

［発明の効果］以上詳述したように本発明によれば記録、消去の特性が
よく充分実用に耐えうる情報記録媒体を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明で用いられる情報記録媒体の
層構造を示す断面図、第４図は成膜装置の側面図、第５
図は成膜装置の底面図、第６図はＡｕ添加量と照射回数
を示すグラフ、第７図は実用的記録装置の概略図、第８
図はＰｄ添加量とコントラスト比を示すグラフである。１２・・・基板１３・・・記録層第１図第２図第３図第４図ｚｂａ第　　５　　図第　７　図０　　　　　ｔｏ　　　　　２０Ａｔ添ｊｎＪ＋　　　（ａ−ｔｚ）第６図Ｏｔｏ　　　　　２０＆添力ｑ遷ｄ（αｆ２つ窮８図

Claims

【特許請求の範囲】光ビームの照射により原子配列の変化が生じる記録層を
有する情報記録媒体において、前記記録層の平均組成が（Ｇｅ＿ｘＳｂ＿１＿０＿０＿−＿ｘ）ａＣｈｂＭｃ但
しＣｈはＳｅ、Ｔｅ、Ｓのうちから選択されたカルコゲ
ン元素ＭはＰｄ、Ａｕのうちから選択された金属５０原子％≦ａ＜１００原子％０原子％≦ｂ＜５０原子％０原子％≦ｃ＜３０原子％１０原子％≦ｘ＜８０原子％であることを特徴とする情報記録媒体。