JPH01287840A - Information recording medium - Google Patents

Information recording medium

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JPH01287840A
JPH01287840A JP63118472A JP11847288A JPH01287840A JP H01287840 A JPH01287840 A JP H01287840A JP 63118472 A JP63118472 A JP 63118472A JP 11847288 A JP11847288 A JP 11847288A JP H01287840 A JPH01287840 A JP H01287840A
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JP
Japan
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recording layer
information
crystallization
recording
gas
Prior art date
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Application number
JP63118472A
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Japanese (ja)
Inventor
Katsumi Suzuki
克己 鈴木
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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  • Thermal Transfer Or Thermal Recording In General (AREA)
  • Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)

Abstract

PURPOSE:To execute initial crystallization and information erasing at a high speed and to stabilize information recording by incorporating an alloy consisting of a specific compd. and N into a recording layer. CONSTITUTION:The alloy consisting of the formula InxSb100-x (x is, by atomic%, 48<=x<=52) and N is incorporated into the recording layer which causes a revers ible phase transition between two different crystal phases in the irradiated part when subjected to irradiation of a light beam. Namely, the signal level of the recorded part increases and the crystallization temp. increases while the advantage of a high crystallization rate is maintained if the N is incorpo rated into the recording layer. The reproduction signal is thereby increased while the high crystallization rate is maintained. The stable recoding of the information and the high-speed erasing thereof are enabled.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は、レーザビーム等の光ビームを照射すること
により記録層に相変化を生じさせて情報を記録及び消去
する光ディスク等の情報記録媒体に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to an optical disc in which information is recorded and erased by causing a phase change in a recording layer by irradiating a light beam such as a laser beam. Regarding information recording media such as.

(従来の技術及びその課題) 従来、情報の消去が可能な所謂イレーサブル型の光ディ
スクは、情報の書換えが可能であるという利点を生かし
てコンピュータのハードディスクに代って、大容量のバ
ックアップメモリ等への応用が考えられ、開発の途上に
ある。このようなイレーサブル型の光ディスクとして相
変化型のものが注目されている。この相変化型の光ディ
スクにおいては、記録層に2つの異なる条件のレーザビ
ームを照射することにより、その部分が互いに異なる二
つの構造状態の間で可逆的に相変化することを利用して
情報を記録消去する。
(Prior art and its problems) Conventionally, so-called erasable optical disks, which allow information to be erased, have been used as large-capacity backup memories, etc., in place of computer hard disks, taking advantage of the fact that information can be rewritten. Applications are considered and are currently under development. Phase change type optical discs are attracting attention as such erasable optical discs. In this phase-change optical disk, information is stored by irradiating the recording layer with laser beams under two different conditions, which causes the portion of the recording layer to undergo a reversible phase change between two different structural states. Erase records.

相変化型の記録層を形成する材料としては、例えば、T
e、Ge、TeGe、InSe。
Examples of materials for forming the phase change recording layer include T.
e, Ge, TeGe, InSe.

5bSe、5bTe等の半導体半導体化合物又は金属化
合物が知られており、これらは二つの安定な状態として
結晶状態及び非晶質状態を取り得、各状態においてNm
n−1kで表わされる複素屈折率が異なるため、例えば
反射率又は透過率の差により2つの状態を区別して情報
を読取ることができる。この結晶及び非晶質の二つの状
態をレーザビームによる熱処理で可逆的に変化させて光
メモリとする着想は、S 、 R、Ovshinsky
等によって、Metallurgieal  Tran
sactions 2 641(1971)に提示され
ている。しかし、この方式の場合には、基本的に結晶と
非晶質との間の相変化を利用しており、通常記録部分が
結晶よりも不安定な非晶質であるから、記録部分が比較
的高温に長時間放置された場合に非晶質の記録部分が結
晶に戻ってしまい、記録した情報の安定性が低いという
問題点がある。
Semiconductor semiconductor compounds or metal compounds such as 5bSe and 5bTe are known, and these can take two stable states, a crystalline state and an amorphous state, and in each state, Nm
Since the complex refractive index represented by n-1k is different, the two states can be distinguished and information can be read based on the difference in reflectance or transmittance, for example. The idea of creating an optical memory by reversibly changing these two states, crystalline and amorphous, by heat treatment with a laser beam was developed by S., R. Ovshinsky.
et al., Metallurgical Tran
sactions 2 641 (1971). However, in the case of this method, the phase change between crystal and amorphous is basically used, and since the recording area is usually amorphous, which is more unstable than crystal, the recording area is There is a problem in that when left at a high temperature for a long period of time, the amorphous recorded portion returns to crystalline form, resulting in low stability of the recorded information.

一方、上述の方式と異なり、レーザビームの照射条件に
より相異なる二つの結晶間で可逆的に相変化させて情報
を記録消去する方式もある。このような相変化が生じる
材料としてはIn−8b合金は、比較的パルス幅が長く
て低出力のレーザビームの照射により微細な結晶粒にな
り、また、比較的パルス幅が短く高出力のレーザビーム
の照射により微細結晶粒が短時間に比較的大きな結晶に
成長する。これら二つの結晶も互いに異なる複素屈折率
を有しているため、結晶−非晶質間の相変化を利用した
光ディスクと同様に情報を記録消去することができる。
On the other hand, unlike the above-mentioned methods, there is also a method in which information is recorded and erased by reversibly changing the phase between two different crystals depending on the laser beam irradiation conditions. In-8b alloy is a material that undergoes such a phase change; it becomes fine crystal grains when irradiated with a relatively long pulse width and low power laser beam, and it also becomes fine crystal grains when irradiated with a relatively short pulse width and high power laser beam. By irradiating the beam, fine crystal grains grow into relatively large crystals in a short period of time. Since these two crystals also have different complex refractive indices, information can be recorded and erased in the same way as in an optical disk that utilizes a phase change between crystal and amorphous.

このIn−5b記録層の記録部分及び消去部分を透過型
電子顕微鏡(TEM)により詳細に検討した結果、記録
部分がIn5゜sb、、金属間化合物の微細結晶とsb
の粗大結晶とからなっており、また、消去部分がIn5
゜5bso金属間化合物の微細結晶とsbの微細結晶と
からなっていることが判明している。従って、In−8
b記録層の記録及び消去においては、In5oSbs。
A detailed examination of the recorded and erased parts of this In-5b recording layer using a transmission electron microscope (TEM) revealed that the recorded parts were In5°sb, intermetallic compound microcrystals, and sb.
It consists of coarse crystals, and the erased part is In5.
It has been found that it consists of fine crystals of ゜5bso intermetallic compound and fine crystals of sb. Therefore, In-8
b For recording and erasing of the recording layer, In5oSbs.

金属間化合物組成からの余剰sbの偏析が重要な役割を
果たしている。つまり、In−3b合金で記録層を形成
する場合には、sbをInよりも過剰に含む組成にする
必要がある。
Segregation of excess sb from the intermetallic compound composition plays an important role. That is, when forming a recording layer using an In-3b alloy, it is necessary to use a composition containing sb in excess of In.

実際、本願発明者の実験によれば、記録層の組成をIn
 z S b 、。。1にしてXを50以上にした場合
、即ちIn5oSb5o金属間化合物組成、又はInが
過剰の組成にした場合に、情報を記録することができな
くなることが確認されている。
In fact, according to the inventor's experiments, the composition of the recording layer was changed to In.
z S b ,. . It has been confirmed that when X is set to 1 and X is set to 50 or more, that is, when the In5oSb5o intermetallic compound composition or the composition containing excessive In is used, information cannot be recorded.

しかしながら、In−3b合金においてsbが過剰な組
成、即ち、I nm S bloo−xにおいてXが5
0以上の組成では、前述したように情報の記録が可能で
あり、再生信号が大きいが、実用に際して、成膜直後に
非晶質状態である記録層の初期結晶化速度及び消去速度
が小さいという欠点がある。例えば、In43Sbs7
で記録層を形成した光ディスクを回転させながら、連続
光のレーザビームを照射して初期結晶化させようとした
場合に、ディスク回転数が100乃至150 rpmと
遅い場合には6mW程度のパワーのレーザビームをディ
スクが1乃至2回転する間−つのトラックに照射するこ
とにより結晶化されるが、実用範囲である900乃至1
000 rpmでは、10mWとパワーが大きいレーザ
ビームであっても、一つのトラックに6乃至8回転する
間照射しなければ結晶化されない。
However, in the composition where sb is excessive in the In-3b alloy, that is, in Inm S bloo-x, X is 5
With a composition of 0 or more, information can be recorded as described above and the reproduced signal is large, but in practical use, the initial crystallization rate and erasing rate of the recording layer, which is in an amorphous state immediately after film formation, are low. There are drawbacks. For example, In43Sbs7
When attempting to initialize crystallization by irradiating a continuous laser beam while rotating an optical disk on which a recording layer has been formed, if the disk rotation speed is as slow as 100 to 150 rpm, a laser with a power of about 6 mW is used. Crystallization is achieved by irradiating one track with a beam during one or two rotations of the disk, but the practical range is 900 to 1.
At 000 rpm, even a laser beam with a large power of 10 mW will not crystallize unless it is irradiated onto one track for 6 to 8 rotations.

消去についても同様であって、ディスク回転数が30 
Orpm以下であれば、6mW程度の低パワーのレーザ
ビームをディスクが1回転する間照射することにより情
報が消去されるが、ディスクの回転数が1000 rp
Im以上になると、10mWのレーザビームをディスク
が2乃至3回転する間記録部分を含むトラックに照射し
ても消去残りが生ずるという問題点がある。
The same goes for erasing, and the disk rotation speed is 30.
Orpm or less, the information can be erased by irradiating the disk with a low-power laser beam of about 6 mW for one rotation, but if the disk rotation speed is 1000 rp.
If it exceeds Im, there is a problem in that even if a 10 mW laser beam is irradiated onto a track including a recorded portion during two or three revolutions of the disk, unerased areas will remain.

これに対し、前述のIn5oSb5゜は金属間化合物で
あるから、レーザビームの照射により原子同士の近距離
のオーダリング(規則化)が極めて高速であるため、結
晶化が極めて速いが、前述したように、この場合にはs
bの偏析が生じないため、情報を記録することができな
い。また、この金属間化合物に極めて近い組成において
は、結晶化速度は比較的大きいものの、sbの偏析が僅
かであるから再生信号が極めて小さく、実用的ではない
On the other hand, since the aforementioned In5oSb5゜ is an intermetallic compound, the ordering (regularization) of short distances between atoms is extremely fast due to laser beam irradiation, so crystallization is extremely fast. , in this case s
Since segregation of b does not occur, information cannot be recorded. In addition, in a composition extremely close to this intermetallic compound, although the crystallization rate is relatively high, the reproduction signal is extremely small because of the slight segregation of sb, which is not practical.

この発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、
初期結晶化及び情報の消去を高速化することができ、情
報を安定して記録しておくことができる光ディスク等の
情報記録媒体を提供することを目的とする。
This invention was made in view of such circumstances, and
An object of the present invention is to provide an information recording medium such as an optical disk that can speed up initial crystallization and erase information, and can stably record information.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) この発明に係る情報記録媒体は、基板と、光ビームの照
射条件により照射部分が相異なる2つの結晶相の間で可
逆的に相変化する記録層とを有する情報記録媒体であっ
て、前記記録層はI n、 Sb+oo−x  (Xは
原子%であり、48≦x≦52の範囲内である。)及び
Nからなる合金を含むことを特徴とする。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) An information recording medium according to the present invention has a substrate and an irradiated portion that undergoes a reversible phase change between two different crystal phases depending on the irradiation conditions of the light beam. an information recording medium having a recording layer, the recording layer containing an alloy consisting of In, Sb+oo-x (X is atomic % and falls within the range of 48≦x≦52), and N. It is characterized by

(作用) I n l S b too−xにおいて、Xが48≦
x≦52の範囲内であれば、結晶化速度が比較的大きい
。そして、この組成にNを含有させることにより、結晶
化速度が大きいという利点を保持したまま、記録部分の
信号レベルを高めることができる。従って、初期化及び
消去特性が極めて良好である。また、Nを含有させるこ
とにより結晶化温度が上昇するので、記録層自体の安定
性が極めて高く、記録した情報も安定に保持される。
(Function) In I n l S b too-x, X is 48≦
If x≦52, the crystallization rate is relatively high. By including N in this composition, the signal level of the recorded portion can be increased while maintaining the advantage of a high crystallization rate. Therefore, initialization and erasing characteristics are extremely good. Furthermore, since the crystallization temperature is increased by including N, the stability of the recording layer itself is extremely high, and the recorded information is also stably retained.

(実施例) 以下、この発明の実施例について具体的に説明する。(Example) Examples of the present invention will be described in detail below.

1nxsb+oo−mにおいて、Xが48≦x≦52の
範囲であれば、In及びsbの組成比が結晶化速度が大
きいIn50 S b 50金属間化合物から±22原
子しかずれていないので結晶化速度が比較的大きい。し
かし、前述したように、この範囲においてInが50原
子%以上であれば、sbの偏析が生じなくなり実質的に
記録することができず、また、Inが50原子%よりも
小さくても、sbの偏析量が少な過ぎて十分な信号を得
ることができない。しかし、本願発明者の実験によれば
、このような組成範囲のIn−Sb合金にNを含有させ
ることにより、結晶化速度が速い点を損うことなく、記
録部分の信号レベルを増加させることができることが判
明した。また、Nを含有させることにより結晶化温度が
上昇するので、記録層自体の安定性を高くすることがで
き、記録した情報が安定である。このように、I nx
S b+oo−x  (48≦x≦52)及びNからな
る合金を記録層に適用することにより極めて良好な特性
を得ることができる。
In 1nxsb+oo-m, if X is in the range of 48≦x≦52, the composition ratio of In and sb deviates by only ±22 atoms from the In50 S b 50 intermetallic compound, which has a high crystallization rate, so the crystallization rate will decrease. Relatively large. However, as mentioned above, if In is 50 atomic % or more in this range, sb segregation will not occur and it will not be possible to record substantially, and even if In is less than 50 atomic %, sb The amount of segregation is too small to obtain a sufficient signal. However, according to the inventor's experiments, by adding N to an In-Sb alloy having such a composition range, it is possible to increase the signal level of the recording portion without impairing the high crystallization speed. It turned out that it can be done. Furthermore, since the crystallization temperature is increased by including N, the stability of the recording layer itself can be increased, and the recorded information is stable. In this way, I nx
By applying an alloy consisting of S b+oo-x (48≦x≦52) and N to the recording layer, extremely good characteristics can be obtained.

この組成の合金は、光ビームの照射条件により平衡相の
結晶と非平衡相の結晶との間で相変化する。例えば48
≦xく50においては、比較的パルス幅が長くて低出力
のレーザビームの照射によりI n 508 b 50
の微細結晶粒とSbNの微細結晶粒とからなる平衡相に
なり、比較的パルス幅が短く高出力のレーザビームの照
射によりSbNの微細結晶粒が粗大化した非平衡相とな
る。なお、記録層中のNの存在はオージェ電子分光法等
によって確認することができる。
An alloy having this composition undergoes a phase change between a crystal in an equilibrium phase and a crystal in a non-equilibrium phase depending on the irradiation conditions of the light beam. For example 48
≦x50, I n 508 b 50 is irradiated with a relatively long pulse width and low output laser beam.
It becomes an equilibrium phase consisting of fine crystal grains of SbN and fine crystal grains of SbN, and becomes a non-equilibrium phase in which the fine crystal grains of SbN become coarse due to irradiation with a high-output laser beam with a relatively short pulse width. Note that the presence of N in the recording layer can be confirmed by Auger electron spectroscopy or the like.

本願発明者の実験によれば、前述の組成範囲のInSb
合金及びNを含む記録層は、A「ガス及びN2ガスの混
合ガスを用い、In及びsbをターゲットとするスパッ
タリングにより好適に作成されることが判明している。
According to the experiments of the inventor of the present application, InSb in the above-mentioned composition range
It has been found that the recording layer containing the alloy and N can be suitably created by sputtering using a mixed gas of A gas and N2 gas and targeting In and sb.

この実施例に係る情報記録媒体は、例えば第1図のよう
に構成されている。円板状の基板11は透明で材質上の
経時変化が少ない材料、例えば、ガラス又はポリカーボ
ネート樹脂等の材料でつくられており、プリグループが
形成されている。この基板11上には、保護層12、記
録層13、保護層14及び表面保護層15がこの順に形
成されている。保護層12,14は、記録層13にレー
ザビームを照射する際に記録層13の照射部分が蒸発し
て穴が開いてしまうのを防止する作用を有しており、通
常熱的に安定な5i02等の誘電体で形成される。表面
保護層15は例えば紫外線硬化樹脂で形成され、取扱い
上の傷等を防止する機能を有している。
The information recording medium according to this embodiment is configured as shown in FIG. 1, for example. The disk-shaped substrate 11 is made of a material that is transparent and has little change over time, such as glass or polycarbonate resin, and has a pre-group formed therein. On this substrate 11, a protective layer 12, a recording layer 13, a protective layer 14, and a surface protective layer 15 are formed in this order. The protective layers 12 and 14 have the function of preventing holes from being formed due to evaporation of the irradiated portion of the recording layer 13 when the recording layer 13 is irradiated with a laser beam, and are usually made of thermally stable material. It is made of dielectric material such as 5i02. The surface protection layer 15 is made of, for example, an ultraviolet curing resin, and has the function of preventing scratches during handling.

記録層13はInn 5tzoo、(48≦x≦52)
及びNからなる合金で形成されており、レーザビームの
照射条件により照射部分が平衡相の結晶と非平衡相の結
晶との間で相変化して、情報が記録・消去される。
The recording layer 13 is Inn 5tzoo, (48≦x≦52)
The irradiated portion changes phase between an equilibrium phase crystal and a non-equilibrium phase crystal depending on the laser beam irradiation conditions, and information is recorded and erased.

次に、このように構成される情報記録媒体の製造方法を
第2図を参照しながら詳細に説明する。
Next, a method for manufacturing the information recording medium configured as described above will be explained in detail with reference to FIG.

第2図は反応性スパッタリング装置を示す概略構成図で
ある。図中20は反応容器を示し、この反応容器20の
周壁にはガス導入口21及び排気口22が設けられてい
る。排気口22にはバルブ24を介して図示しないクラ
イオポンプが接続されており、バルブ24が開の状態で
このクライオポンプにより反応容器20内が排゛気され
る。ガス導入口21にはバルブ23を介して図示しない
Arガス供給装置及びN2ガス供給装置が連結されてお
り、Arガス及びN2ガスがバルブ23により流量を調
節されつつガス導入口21を介して反応容器20内に導
入される。反応容器21内の上部には、基板支持用の円
板状の回転基台25がその面を水平にして回転可能に配
設されており、基板11がこの基台25の下面に支持さ
れるようになっている。更に、反応容器20内には、基
台25の下方に基台25に対向するように、平板状の電
極26,27.28が配設されており、この電極26,
27.28には夫々図示しないRF(ラジオフレックエ
ンシー)電源が接続されている。電極26.27.28
上には夫々5i02ターゲツト29、Inターゲット3
0及びsbツタ−ット31が設置されている。また、タ
ーゲット29.30.31と回転基台25との間には、
夫々シャッタ32,33.34が配設されている。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a reactive sputtering apparatus. In the figure, 20 indicates a reaction vessel, and a gas inlet 21 and an exhaust port 22 are provided in the peripheral wall of the reaction vessel 20. A cryopump (not shown) is connected to the exhaust port 22 via a valve 24, and the inside of the reaction vessel 20 is evacuated by the cryopump when the valve 24 is open. An Ar gas supply device and a N2 gas supply device (not shown) are connected to the gas inlet 21 via a valve 23, and the Ar gas and N2 gas react through the gas inlet 21 while their flow rates are adjusted by the valve 23. It is introduced into the container 20. At the upper part of the reaction vessel 21, a disk-shaped rotating base 25 for supporting a substrate is rotatably arranged with its surface horizontal, and the substrate 11 is supported on the lower surface of this base 25. It looks like this. Further, inside the reaction vessel 20, flat electrodes 26, 27, 28 are arranged below the base 25 and facing the base 25.
RF (radio frequency) power sources (not shown) are connected to 27 and 28, respectively. Electrode 26.27.28
Above are 5i02 target 29 and In target 3 respectively.
0 and sb starters 31 are installed. Moreover, between the target 29, 30, 31 and the rotating base 25,
Shutters 32, 33, and 34 are provided, respectively.

このような装置においては、先ず、クライオポンプによ
り反応容器20内を例えば10−6T orrまで排気
する。次いで、バルブ23を開にしてArガスのみを所
定流量で反応容器20内に導入し、反応容器内の圧力を
所定値にする。そして、基台25に設置した基板11を
一定速度で回転させつつ、シャッタ32のみを開にして
5i02ターゲツト29に電極26を介して所定パワー
のRF電力を供給してスパッタリングし、基板11の下
面に所定厚みの保護層12を形成する。次に、バルブ2
3を調節して反応容器20内にN2ガスも所定流量で導
入し、シャッタ32を閉じ、シャッタ33.34を開に
してInターゲット30及びsbツタ−ット31に夫々
電極27.28を介して所定パワーのRF tB力を供
給してスパッタリングし、I nSb及びNからなる記
録層13を形成する。この場合に、N2ガスの流量とA
rガスの流量との比をN2/Arとすると、OくN2/
Ar≦0.5であることが好ましい。この範囲で特に好
ましい特性を得ることができる。その後、バルブ23を
調節してN2ガスの供給を停止し、シャッタ33.34
を閉じ、再びシャッタ32を開にして保護層12を形成
する場合と同様な条件で5i02ターゲツト29にRF
電力を供給して保護層14を形成する。
In such an apparatus, first, the inside of the reaction vessel 20 is evacuated to, for example, 10-6 Torr using a cryopump. Next, the valve 23 is opened to introduce only Ar gas into the reaction vessel 20 at a predetermined flow rate to bring the pressure inside the reaction vessel to a predetermined value. Then, while the substrate 11 placed on the base 25 is rotated at a constant speed, only the shutter 32 is opened, and RF power of a predetermined power is supplied to the 5i02 target 29 via the electrode 26 for sputtering. A protective layer 12 of a predetermined thickness is formed on. Next, valve 2
3 to introduce N2 gas into the reaction vessel 20 at a predetermined flow rate, close the shutter 32, open the shutter 33.34, and inject the In target 30 and the SB target 31 through the electrodes 27.28, respectively. A recording layer 13 made of InSb and N is formed by sputtering by supplying an RF tB force of a predetermined power. In this case, the flow rate of N2 gas and A
If the ratio to the flow rate of r gas is N2/Ar, then OxN2/
It is preferable that Ar≦0.5. Particularly preferable characteristics can be obtained within this range. After that, the valve 23 is adjusted to stop the supply of N2 gas, and the shutter 33.34 is closed.
5i02 target 29 under the same conditions as when forming the protective layer 12 by closing the shutter 32 and opening the shutter 32 again.
Power is supplied to form the protective layer 14.

保護層14まで形成された情報記録媒体をスパッタリン
グ装置から取り外し、スピナー(図示せず)により保護
層14の上に紫外線硬化樹脂を塗布した後、これに紫外
線を照射して硬化させ、保護層15を形成する。
The information recording medium on which the protective layer 14 has been formed is removed from the sputtering device, and an ultraviolet curable resin is applied onto the protective layer 14 using a spinner (not shown), which is then cured by irradiating ultraviolet rays to form the protective layer 15. form.

次に、このような情報記録媒体の情報処理動作について
説明する。
Next, the information processing operation of such an information recording medium will be explained.

初期化 記録層13は成膜直後に非晶質であるため、記録層13
に比較的弱い出力のレーザビームを連続光照射して、記
録層13を溶融徐冷し、平衡相の結晶に変化させる。
Since the initialization recording layer 13 is amorphous immediately after film formation, the recording layer 13
The recording layer 13 is continuously irradiated with a relatively weak output laser beam to melt and slowly cool the recording layer 13, changing it into an equilibrium phase crystal.

記録 情報記録媒体を高速回転させ、初期化の際よりも高出力
で比較的パルス幅が短いレーザビームパルス18を照射
して非平衡相の記録マーク19を形成する。
The recording information recording medium is rotated at high speed, and a laser beam pulse 18 having a higher output and a relatively shorter pulse width than that during initialization is irradiated to form a recording mark 19 in an unbalanced phase.

再生 記録層13に比較的弱い出力のレーザビームを照射し、
記録層13の反射光の強度を検出することにより情報を
読取る。
Irradiating the reproduction recording layer 13 with a relatively weak output laser beam,
Information is read by detecting the intensity of the reflected light from the recording layer 13.

消去 初期化の場合と同様のレーザビームを連続光照射するこ
とにより、記録マーク19を結晶化し情報を消去する。
The recording mark 19 is crystallized and the information is erased by continuous irradiation with a laser beam similar to that used in the erase initialization.

次に、この実施例に係る情報記録媒体(光ディスク)を
製造して特性を評価した試験例について説明する。
Next, a test example in which the information recording medium (optical disc) according to this example was manufactured and its characteristics were evaluated will be described.

試験例1 第2図に示すスパッタリング装置の反応容器内に円板状
のポリカーボネート製透明基板を設置し、容器内を10
−6T orrまで排気した後、容器内にA「ガスをI
O5CCMの流量で導入し、ガス圧を6 m T or
rにした。この状態でシャッターを閉じたまま5i02
ターゲツトに電極を介して13.56MHzで400W
のRF電力を約2分間印加してブリスパッタリングし、
その後シャッタを開にして5分間スパッタリングして基
板上に1000人の5i02保護層を成膜した。次いで
、ArガスとN2ガスとの混合比を1/10にして反応
容器内のガス圧を5 m T orrに設定し、電極を
開して夫々Inターゲットにioow、sbツタ−ット
に95WのRF7rS力をシャッタを閉じた状態で約2
分間印加してブリスパッタリングした後、シャッタを開
にして2分30秒間ArガスとN2ガスとの混合ガスの
プラズマ中でスパッタリングして保護層の上に1000
人のIn4sSbs2及びNで形成された記録層を形成
した。その後、N2ガスの供給を停止し、前述の5i0
2保護層と同様の条件で記録層の上に再度5i02保護
層を1000人形成した。そして、外側の5i02保護
層の上にスピナにより紫外線硬化樹脂を塗布し、250
mWで約1分間紫外線を照射して樹脂を硬化させ、約1
0μmの表面保護層を形成し、ディスクサンプルを作成
した。このディスクをサンプルDとした。
Test Example 1 A disc-shaped polycarbonate transparent substrate was placed inside the reaction vessel of the sputtering apparatus shown in Fig. 2, and the interior of the vessel was heated for 10 minutes.
After exhausting the air to -6T orr, put the gas A into the container.
The flow rate of O5CCM was introduced, and the gas pressure was 6 m Torr.
I made it r. 5i02 with the shutter closed in this state
400W at 13.56MHz via electrode to target
Bliss sputtering is performed by applying RF power for about 2 minutes.
Thereafter, the shutter was opened and sputtering was performed for 5 minutes to deposit 1000 5i02 protective layers on the substrate. Next, the mixing ratio of Ar gas and N2 gas was set to 1/10, the gas pressure in the reaction vessel was set to 5 m Torr, the electrodes were opened, and 95 W was applied to the In target and the SB target, respectively. RF7rS force of about 2 with the shutter closed
After applying it for 1 minute and performing bliss sputtering, the shutter was opened and sputtering was performed for 2 minutes and 30 seconds in a plasma of a mixed gas of Ar gas and N2 gas.
A recording layer made of In4sSbs2 and N was formed. After that, the supply of N2 gas was stopped and the 5i0
A 5i02 protective layer was again formed on the recording layer by 1000 people under the same conditions as the 2nd protective layer. Then, apply ultraviolet curing resin on the outer 5i02 protective layer using a spinner,
The resin is cured by irradiating ultraviolet light at mW for about 1 minute, and the resin is cured for about 1 minute.
A surface protective layer of 0 μm was formed, and a disk sample was prepared. This disc was designated as sample D.

記録層を成膜する際のN2ガス及びArガスの流量比N
2/Arを夫々0.0.01.0.05.0.2.0.
5及び1.0変化させた以外はサンプルDと同様な条件
で作製したサンプルを夫々サンプルASBSC,E、F
SGとした。
Flow rate ratio N of N2 gas and Ar gas when forming the recording layer
2/Ar respectively 0.0.01.0.05.0.2.0.
Samples ASBSC, E, and F were prepared under the same conditions as sample D except that they were changed by 5 and 1.0, respectively.
It was designated as SG.

これらのサンプルを勤評価装置により特性を評価した。The characteristics of these samples were evaluated using a performance evaluation device.

なお、ディスク回転数は120 Orpmの高速回転と
した。以下に評価手順を示す。
Note that the disk rotation speed was set at a high speed of 120 Orpm. The evaluation procedure is shown below.

(a)成膜直後の非晶質記録層に7mWのレーザビーム
を連続光照射して平衡相の結晶に変化させる。1回転で
完全に結晶化されない場合は、結晶化が終了するまで同
じ部分に照射した。
(a) Immediately after the film is formed, the amorphous recording layer is irradiated with a continuous laser beam of 7 mW to transform it into a crystal in an equilibrium phase. If complete crystallization was not achieved in one rotation, the same portion was irradiated until crystallization was completed.

(b)初期結晶化したトラック部分に出力が12mW、
パルス幅100nsec、デユーティ比50%のレーザ
ビームを照射して、非平衡の結晶からなる記録マークを
形成した。
(b) The output is 12 mW in the initially crystallized track part,
A laser beam with a pulse width of 100 nsec and a duty ratio of 50% was irradiated to form a recording mark made of non-equilibrium crystal.

(C)記録マークを形成したトラックに0.5mWの連
続光レーザビームを照射し、記録マークからの再生信号
を読み出し、この信号の振幅を測定した。
(C) A continuous laser beam of 0.5 mW was irradiated onto the track on which the recording mark was formed, a reproduced signal from the recording mark was read out, and the amplitude of this signal was measured.

(d)記録層に初期結晶化時と同様に7mWの連続光を
照射して非平衡層の結晶の記録マークを再度平衡層の結
晶に変化させ、情報を消去した。なお、初期結晶化の際
には結晶化するまで何回軽分も連続光照射したが、消去
の際には1回転分のみ連続光照射し、完全に平衡層の結
晶に戻らなかったときは、(c)と同様に0.5mWの
再生光を照射して消去残りとして信号振幅の大きさを測
定した。
(d) The recording layer was irradiated with continuous light of 7 mW in the same manner as in the initial crystallization to change the recording mark of the non-equilibrium layer crystal again to the equilibrium layer crystal, thereby erasing the information. In addition, during initial crystallization, light light was continuously irradiated many times until crystallization, but during erasing, light was irradiated continuously for only one revolution, and when the crystal did not completely return to the equilibrium layer crystal. , (c), a reproduction light of 0.5 mW was irradiated, and the magnitude of the signal amplitude was measured as an erased residue.

このようにして測定した初期結晶化のレーザ照射回数、
記録部分の信号振幅、及び消去残り信号の振幅の値を第
1表に示す。
The number of laser irradiations for initial crystallization measured in this way,
Table 1 shows the values of the signal amplitude of the recorded portion and the amplitude of the erased remaining signal.

第   1   表 第1表中、初期結晶化のレーザ照射回数とあるのは1つ
のトラックを結晶化するのに要したディスクの回転回数
を示す。この第1表によれば、ディスクの回転数が12
00 rpmであっても、Nを添加することによりIn
50Sb5゜組成の利点である高速結晶化を損うことな
く記録信号が増加し、N2/Arが0.05及び0.1
のサンプルC,Dにおいて記録信号の振幅が100と最
も大きく、しかも消去残り信号もなかった。これに対し
、N2/Arが1.0のサンプルGは結晶化速度が小さ
く、また、情報を記録することができなかった。
Table 1 In Table 1, the number of laser irradiations for initial crystallization indicates the number of rotations of the disk required to crystallize one track. According to this Table 1, the number of rotations of the disk is 12
Even at 0.00 rpm, by adding N, In
The recording signal increases without impairing high-speed crystallization, which is an advantage of the 50Sb5° composition, and N2/Ar is 0.05 and 0.1.
In samples C and D, the amplitude of the recording signal was the largest at 100, and there was no signal remaining after erasure. On the other hand, sample G with N2/Ar of 1.0 had a low crystallization rate and was unable to record information.

試験例2 試験例1で用いたスパタリング装置と同様の装置を用い
、Inターゲット及びsbツタ−ットに投入するRF電
力を変化させて、記録層のベース組成を夫々1n45s
bss、I n 5oS b 、6゜In52Sb4a
、In5sSb4sにした以外は、試験例1において最
も特性が良好であったサンプルD (N2/A−0,0
5)と同様の条件で4個のディスクサンプルを作製し、
夫々サンプルH,I。
Test Example 2 Using an apparatus similar to the sputtering apparatus used in Test Example 1, the RF power input to the In target and the SB target was changed to adjust the base composition of the recording layer to 1n45s, respectively.
bss, In5oSb, 6°In52Sb4a
, Sample D (N2/A-0,0
Four disk samples were prepared under the same conditions as in 5),
Samples H and I, respectively.

J、にとした。サンプルHについては、記録部分の信号
振幅は200mWと極めて大きいが、sbが過剰になり
すぎ、消去残りが大きかった。
J, Nitoshi. Regarding sample H, the signal amplitude of the recorded portion was extremely large at 200 mW, but the sb was too excessive and there was a large amount of unerased data.

また、サンプルKについてはInが過剰になりすぎ、N
を添加しても十分な信号を得ることができなかった。こ
れらに対し、サンプルI、JはサンプルDと同様の良好
な結果を得ることができた。
In addition, for sample K, In was too excessive and N
It was not possible to obtain a sufficient signal even after adding . On the other hand, Samples I and J were able to obtain the same good results as Sample D.

試験例3 小片のガラス基板上に、試験例1と同様にN2/Arを
7段階に変化させて試験例と同様のスパッタリングによ
り、In4BSb52とNとからなる3000人の薄膜
を形成した7つのサンプルを作製した。これらのサンプ
ルの結晶化温度を示差走査型熱分析装置(D S C)
により測定した。その結果を第1図に示す。第1図は横
軸にN2/Arをとり、縦軸に結晶化温度をとって、こ
れらの間の関係を示すグラフである。この図から、Nの
添加量が増加するに従って、結晶化温度が急激に上昇し
てしていることがわかる。このことから、サンプルF、
Gで初期結晶化の回数が増加したり、消去残りが生じた
のは、結晶化温度が上がり過ぎたためと考えられる。し
かし、N2/Arが0.5以下であれば、試験例1等で
示したように良好な初期化特性及び消去特性を維持して
いるのみならず、Nを含有しない場合よりも結晶化温度
が高いので、記録層自体の熱安定性や記録マークの保存
安定性が良好であることが期待できる。
Test Example 3 Seven samples in which 3,000 thin films of In4BSb52 and N were formed on a small piece of glass substrate by sputtering in the same manner as in Test Example 1, changing N2/Ar in 7 steps. was created. The crystallization temperature of these samples was measured using a differential scanning thermal analyzer (DSC).
It was measured by The results are shown in FIG. FIG. 1 is a graph showing the relationship between N2/Ar on the horizontal axis and crystallization temperature on the vertical axis. From this figure, it can be seen that as the amount of N added increases, the crystallization temperature increases rapidly. From this, sample F,
The increase in the number of initial crystallizations and the occurrence of erased residues in G are considered to be due to the crystallization temperature being too high. However, if N2/Ar is 0.5 or less, not only good initialization characteristics and erasing characteristics are maintained as shown in Test Example 1, but also the crystallization temperature is lower than that of the case without N. Since this is high, it can be expected that the thermal stability of the recording layer itself and the storage stability of the recorded marks will be good.

[発明の効果〕 この発明によれば、In、Sb+oo−x  (48≦
x≦52)及びNを含む記録層を備えているので、In
−3b金金属化合物の大きな結晶化速度を維持しつつ、
再生信号を増大させることができ、情報を安定して記録
しておくことができる。従って、高速消去が可能となり
、ディスクを高速回転させた場合でも記録及び消去が可
能である。即ち、この発明によればイレーサブル型とし
て極めて良好な特性を有する記録層を備えた情報記録媒
体を得ることができる。
[Effect of the invention] According to this invention, In, Sb+oo-x (48≦
x≦52) and a recording layer containing N,
-3b While maintaining a high crystallization rate of the gold metal compound,
The reproduction signal can be increased and information can be stably recorded. Therefore, high-speed erasing is possible, and recording and erasing are possible even when the disk is rotated at high speed. That is, according to the present invention, it is possible to obtain an information recording medium having a recording layer having extremely good characteristics as an erasable type.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の実施例に係る情報記録媒体を示す断
面図、第2図はこの発明の実施例に係る情報記録媒体を
製造するために用いるスパッタリング装置を示す概略構
成図、第3図は記録層形成時におけるN2ガス及びAr
ガスの比と記録層の結晶化温度との関係を巻示すグラフ
図である。 11;基板、12,14,15;保護層、13;記録層
、18;レーザビーム、19;記録マーク。 出願人代理人  弁理士 鈴江武彦 i  ’f−−18 1に1 図 第2図
FIG. 1 is a sectional view showing an information recording medium according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a sputtering apparatus used for manufacturing an information recording medium according to an embodiment of the present invention, and FIG. is N2 gas and Ar during recording layer formation.
FIG. 3 is a graph showing the relationship between gas ratio and crystallization temperature of a recording layer. 11; Substrate, 12, 14, 15; Protective layer, 13; Recording layer, 18; Laser beam, 19; Recording mark. Applicant's agent Patent attorney Takehiko Suzue i'f--18 1 to 1 Figure 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  基板と、光ビームの照射条件により照射部分が相異な
る2つの結晶相の間で可逆的に相変化する記録層とを有
する情報記録媒体であって、前記記録層はIn_xSb
_1_0_0_−_x(xは原子%であり、48≦x≦
52の範囲内である。)及びNからなる合金を含むこと
を特徴とする情報記録媒体。
An information recording medium comprising a substrate and a recording layer whose irradiated portion reversibly changes phase between two different crystal phases depending on the irradiation conditions of a light beam, the recording layer being In_xSb.
_1_0_0_-_x (x is atomic%, 48≦x≦
It is within the range of 52. ) and N.
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