JPH0264930A - 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、情報の記録及び消去が可能な情報記録媒体に
関する。

（従来の技術） 近年、高密度に情報の記録が可能な情報記録媒体として
光ディスクが注目を浴びている。光ディスクはＣＤ　　
（Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｄｉｓｃ　）に代表される再生専用
型、電子式文書ファイル等に使用されているいわゆるＷ
ｒｉｔｅ　０ｎｃｅ型及び情報の記録及び消去が可能な
イレーザブル型に分類される。現在、再生専用型光ディ
スクとＷｒｉｔｅ　０ｎｃｅ型光デイスクが既に実用化
され、広く利用されている。また、イレーザブル型光デ
ィスクは、静止画や動画のファイルやコンピュータのバ
ックアップメモリ等の用途に適していることから、最近
その開発が盛んになっている。

このイレーザブル型光ディスクはさらに大別すると光磁
気型と相変化型がある。光磁気型光ディスクは、レーザ
ービームの照射による加熱と磁場の印加により、垂直磁
化膜の一部のスピンを反転することによって情報を記録
し、また、レーザビームを照射することによって、この
再生光の磁気力効果を用いて、反転されたスピンの部分
を読み取ることにより記録された情報が再生される。

これに対して、相変化型光ディスクは、レーザービーム
の照射条件により記録膜の一部を非晶質化または結晶化
を行ない、対応する反射率の変化によりそれぞれ情報の
記録及び消去部として読み出す。

相変化型光ディスクは、光磁気型光ディスクと比べて磁
場を必要とせず、レーザービームの照射条件のみで選択
的に情報の記録、消去ができる。

また、磁気カー効果を利用した光磁気型ディスクは、再
生信号が小さいことに比べ、相変化型光ディスクでは大
きな信号再生できる。そのため、相変化型、光ディスク
は、次世代のイレーザブル光ディスクとして注目を浴び
てきた。

従来、結晶と非晶質との間の可逆的変化を行なわせる相
変化型光ディスクの記録膜としては、Ｔｅ、Ｇｅ、Ｔｅ
Ｇｅ、ＩｎＳｅ、５ｂＴｅ。

５ｂＳｅ等の半導体や半導体化合物が知られている。し
かしながら、Ｔｅは常温で結晶であることから、Ｔｅか
らなる記録膜は、非晶質の記録部分はすぐに結晶状態に
戻ってしまうという欠点がある。また、ＧｅやＴｅＧｅ
は溶融温度が高いため、レーザービームの照射により容
易に非晶質の記録マークを形成できないといった欠点が
ある。さらに、ＧｅやＧｅの化合物からなる記録膜では
、サビやすいという欠点がある。

さらに、相変化型光ディスクの記録膜の組成として、Ｉ
ｎＳｅ、５ｂＴｅ、５ｂＳｅなどが発表されているが、
これらの記録膜は、上記のような欠点はないが、一般に
結晶化の速度（消去の速度）があまり速くないといった
欠点がある。イレーザブル光ディスクはハードディスク
等の磁気ディスクとの対比からデータの高速転送とオー
バーライド特性を要求されるでいる。そのため、高速消
去（高速結晶化）を必要とするが、上記のような２元素
材料では、この高速結晶化は達成できないため、上記の
材料に第３元、４元目の添加物を加えて結晶化速度を早
める開発が盛んに行われている。

本発明者らの検討によれば、上記の材料以外で比較的高
速結晶化が可能な材料としてはＩ　ｎ５ｂＴｅがある。

ＩｎＳｂ合金は、結晶とこの結晶とは異なる別の結晶と
の間で可逆的に相変化を行なうものであるが、結晶化速
度の最も速いＩｎ５ｏＳｂ、。の金属化合物組成では、
情報の消去が記録ができない。また、Ｉ　ｎ　ｘ　Ｓ　
ｂ　１０Ｇ−ｍ　　（ｘ　＜　５０）の組成の記録膜で
は、情報の記録、消去は可能であるが、ｓｂの偏析のた
めに結晶化速度が遅くなるという欠点がある。

本発明者らの検討によれば、この金属間化合物組成であ
るＩｎ５゜Ｓｂ、。近辺のＩｎＳｂに少量のＴｅを添加
したＩ　ｎ５ｂＴｅ合金では、金属間化合物組成の高速
結晶化の特性を損なうことなく、また、Ｔｅの非晶質に
より記録信号を増大できるため、良好な情報の記録、消
去特性を示すことが確認されている。

しかしながら、このようなＩｎ５ｂＴｅ合金にも次のよ
うな欠点があった。すなわち、Ｔｅの添加量が５ａｔ％
を越えると、Ｉｎ５ｏＳｂｓｏの金属間化合物組成の高
速結晶化の特性が損なわれ、５ｂＴｅやＩｎＴｅ等の結
晶化加速度の遅い結晶相が表われるために、全体として
結晶化速度が遅くなる。

一方、Ｔｅの添加量が５ａｔ％以内であれば、基本的に
は情報の記録、消去は可能であるが、信号量（反射率変
化量）としては小さく、特に高密度化、高速データ転送
速度化に伴ったディスクの高速回転時には感度不足とな
り、さらに信号量が低下してしまうという欠点があった
。

（発明が解決しようとする課題） 従来の相変化型光ディスクにおいては、結晶化速度が遅
く、また、高密度化、高速データ転送速度化に伴ったデ
ィスクの高速回転時には感度不足となり、さらに信号量
が低下してしまうという問題点があった。

本発明は、上記問題点を解消するために、結晶化速度が
速く、かつ高速回転時においても、検出される信号量が
増大し、消去特性も向上することができる情報記録媒体
を提供することを目的とするものである。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 本発明は上記目的を達成するために、第１の発明におい
ては、光ビームの異なる照射条件により第１の原子配列
と第２の原子配列との間で可逆的に相変化する記録膜が
、一般式 ％式％ から成る４元合金膜からなることを特徴とするものであ
る。

また、第２の発明においては、光ビームの異なる照射条
件により第１の原子列と第２の原子配列との間で可逆的
に相変化する記録膜が、一般式％式％ ０＜ａ≦１０原子％、０くｂ≦３原子％から成る４元合
金膜からなることを特徴とするものである。

（作用） 本発明の情報記録媒体においては、Ｉｎ５゜Ｓｂ、。の
近傍の性のＩｎＳｂ合金にＴｅ及びＳｅを添加したＩｎ
５ｂＴｅＳｉ合金を用いているため、情報記録媒体の高
速回転時であっても記録信号が大きく、かつ消去の速度
が速い、記録、消去特性の優れた相変化型の情報記録媒
体を提供できる。

本発明者の鋭敏なる検討の結果、Ｉｎｓ。Ｓｂ、。

の近傍組成のＩ　ｎＳｂにＴｅ及びＳｉを添加したＩ　
ｎ５ｂＴｅＳ　ｉ合金からなる記録膜では、光ビームの
ある照射条件による情報の記録に対して、Ｔｅの非晶質
化により信号は増大する。また、光ビームの別の照射条
件による情報の消去に対しては、結晶化しやすいＳＬの
添加効果により速やかに結晶化が生ずることを発見した
。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。

本発明による情報記録媒体は、第２図に示すように、基
板２０、第１の保護膜２１、記録膜２２、第２の保護膜
２３及びＵＶ硬化膜２４がこの順で積層された構成とな
っている。

基板２０は、ガラス、プラスチックまたはポリカーボネ
イトで形成されているものである。第１、第２の保護膜
２１．２３は、例えば５ｉｎ２からなるものであり、記
録１１！２２へのレーザー照射時に、記録膜２２が溶融
し穴を形成するのを防止するものである。また、ＵＶ硬
化膜２４は取扱上で生ずる傷を防止しているものである
。また、記録膜２２は、一般式 ％式％ （但し、４８≦Ｘ≦５２原子％、０くｙ≦１０原子％、
　０くｚ≦７原子％）から成る４元合金膜、または、一
般式 ％式％（ ０＜ａ≦１０原子％、０くｂ≦３原子％）からなる４元
合金膜からなるものである。この記録膜２２は、光ビー
ムの異なる照射条件により第１の原子配列と第２の原子
配列との間で可逆的に相変化するものである。

以下、上記情報記録媒体の具体的実施例につき、詳細に
説明するものとする。

（実施例−１） 第１図に示すスパッタ装置を用いて、第２図に示す情報
記録媒体を形成した。

このスパッタ装置１は、回転基台２、バルブ４゜５、タ
ーゲット６−Ａ、７−Ａ、８−Ａ、９−Ａ。

電極６−Ｂ、７−Ｂ、８−Ｂ、９−Ｂ、電源６−Ｃ，７
−Ｃ，８−Ｃ，９−Ｃ，シャッター６−Ｄ。

７−Ｄ、８−Ｄ、９−Ｄから構成されている。

まず、回転基台２の上にポリカーボネート製の円盤状の
ディスク基板２０をセットし、バルブ４を開にしてスパ
ッタ装置１を図示しないクライオポンプにより１０−６
　ｔｏｒｒの真空まで引いた。

この状態で、バルブ５を開にしてＡｒガスの流量で２０
３ＣＣＭ導入しながら、バルブ４の開閉を調整して装置
１内のＡ「ガス圧が５　ｍ　ｔｏｒｒに設定し２は、光
ビームの異なる照射条件により第１の原子配列と第２の
原子配列との間で可逆的に相変化するものである。

以下、上記情報記録媒体の具体的実施例につき、詳細に
説明するものとする。

（実施例−１） 第１図に示すスパッタ装置を用いて、第２図に示す情報
記録媒体を形成した。

このスパッタ装置１は、回転基台２、バルブ４゜５、タ
ーゲット６−Ａ、７−Ａ、８−Ａ、９−Ａ。

電極６−Ｂ、７−８，８−Ｂ、９−Ｂ、電源６−Ｃ，７
−Ｃ，８−Ｃ，９−Ｃ，シャッター６−Ｄ。

７−Ｄ、８−Ｄ、９−Ｄから構成されている。

まず、回転基台２の上にポリカーボネート製の円盤状の
ディスク基板２０をセットし、バルブ４を開にしてスパ
ッタ装置１を図示しないクライオポンプにより１０−６
　ｔｏｒｒの真空まで引いた。

この状態で、バルブ５を開にしてＡｒガスの流量で２０
８ＣＣＭ導入しながら、バルブ４の開閉を調整して装置
１内のＡ「ガス圧が５　ｍ　ｔｏｒｒに設定し８−Ｄ、
９−Ｄを同時に開にしくＩｎ４ｓｓｂ、２）ｇ２Ｔｅ５
Ｓｉ、の組成の薄膜をＳｉｎ、膜上に成膜し始めた。約
１分３０秒の成膜でこの記録膜を約１０００オングスト
ローム成膜した後、シャッタ７−Ｄ、８−Ｄ、９−Ｄを
閉にし、同時にＲ０Ｆパワー電源７−Ｃ，８−Ｃ，９−
ＣをＯＦＦして成膜を終了した。

その後再度Ｒ，Ｆ、　ｔ４ａ＊６−ＣをＯＮＩ；：し、
前と同じ行程でＳｉＯ□膜を１０００オングストローム
の厚さでオーバーコートした。

ディスク基板２０上にＳｉＯ２（１０００オングストロ
ーム）　／　（Ｉ　ｎｎｇｓｂ５２）　９２Ｔ’ｅ５　
Ｓ　１ｓ　　（１０００オングストローム）　／Ｓ　ｉ
　０２　　（１０００オングストローム）の構成で成膜
したこのサンプルは、スパッタ装置１を大気でリークし
た後、図示しないスピンコータによりＵＶ硬化型の樹脂
を塗布し、ＵＶ照射装置によってＵＶ光を照射してこれ
を硬化した。

このようにして作成したサンプルの構成が、第２図に示
すような情報記録媒体である。すなわち、このサンプル
では、円盤状のポリカーボネート製基板２０上にＳｌＯ
□膜２１が１０００オングストローム、　　（Ｉ　ｎ４
ｓｓｂｓ２）　９ｘＴｅｓ　Ｓ　ｉ３記録膜２２が１０
００オングストローム、５ｉｎ２膜が１０００オングス
トロームざらにＵＶ硬化膜約５ｕｍが、この順で積層さ
れた構成となっている。

次に、上記の作製条件と全く同様の作製条件にて、記録
膜のみＴｅと８１の量を変化させてサンプルを作製した
。これらのサンプルにおける記録膜の組成は次の通りで
ある。

■（Ｉ　ｎ４ａｓｂｓｚ）　ｅｓＴｅｓ　＋■（Ｉ　ｎ
４ｓｓｂｓｚ）　５ｔＴｅｔｏｓ　ｉｉ　＊■（Ｉ　ｎ
４ｓｓ　ｂｓ２）　ｓｓＴ　ｅ　ｔｏｓ　ｉ　７　。

■　（Ｉ　　ｎ４ｓｓｂｓｚ）　　　９４Ｔ’ｅ’Ｓ　
　　Ｓ　　Ｌ　　＆　　。

■（Ｉ　ｎ４ｓｓｂｓｚ）　５ｚＴｅｓ　Ｓ　ｉ３　。

■（１ｎ　４ｓＳ　ｂ　５２）　９０Ｔ　ｅ　ｔ。

このようにして作製したサンプルを勤評価装置にかけて
評価した。

回転数２００Ｏｒｐｍで、半径約５５ｍｍの位置にて、
次に示す処理を行い、各サンプルを評価した。

（１）初期結晶化 成膜直後の記録膜は非晶質であるから、１０ｍＷ連続発
光の光ビームにより１トラック分結晶化させる。この時
、結晶化が完了するまでの間、同じトラックを何回でも
レーザー照射する。

（２）記録 レーザパワー１５ｍｗ、周波数３　Ｍ　Ｈｚ　、デユー
ティ５０％のパルスレーザ光にて、上記結晶化した記録
膜のトラック上に非晶質状態の記録ピットを形成する。

（３）消去 初期化と同じｌＱｍｗの連続発光の光ビームを１トラッ
ク分を１回転照射し、上記非晶質ピットを結晶に戻して
消去する。（２）と（３）の工程の後で、０．８ｍｗの
連続発光のレーザー光にて再生して、非晶質状態の記録
ピットからの再生信号の大きさ及び消去後の消去残り信
号の大きさをオシロスコープ上で測定した。この測定結
果を第３図に示す。

第３図（ａ）は、Ｉｎ４ａｓｂｓ２の金属間化合物組成
の近傍組成のＩｎＳｂに、Ｔｅ添加量を５ａｔ％で固定
した時のＳｉ添加量に対する記録ビットからの再生信号
の大きさと消去後の消し残り信号の大きさを示している
。

この測定結果から、Ｔｅが５ａｔ％のみを添加し、Ｓｉ
の入っていない場合は消去残り信号が非常に大きいのに
対して、Ｓｉの添加量が増えるに従って、消去残り信号
が小さくなり、Ｓｔを３ａｔ％添加したものでは、完全
に消去ができていることが判明した。

また記録ビットからの再生信号もＳｔ添加により徐々に
増大していることが判明した。

第３図（ｂ）は、Ｔｅの添加量を１０ａｔ％で固定した
時のＳｔの添加量に対する記録信号の大きさと消去残り
を示したものである。この測定結果からもわかる通り、
Ｔｅが１０ａｔ％のみではほとんど信号は消えていない
が、Ｓｉを３ａｔ％添加すると完全に消えている。しか
しながら、さらにＳｔの量を増加させると、逆に消え残
り信号は大きく、また、記録ビットからの再生信号は小
さくなっている。

これらの実験事実から明らかなように、Ｔｅの添加量は
１０ａ　ｔ％以下、Ｓｅの添加量は７ａｔ％以下が好適
であることが判明した。

（実施例−２） （実施例−１）で作製したサンプルと全く同様の層構成
で、ＩｎＳｂの合金の組成のみをＩｎｓ。

ｓｂ、、及びＩｎ５２Ｓｂ４ａに替えて、サンプルを作
製した。これらのサンプルの各層の厚みは全て（実施例
−１）で作製したサンプルと同様にした。

Ｔｅ及びＳｉの添加量も（実施例−１）で作製したサン
プルと全く同じにした。

これらのサンプルに対して、（実施例−１）と同じ条件
で動的評価を行なったところ、第３図（ａ）、（ｂ）に
示す結果と全く同様の結果を得た。

（実施例−３） （実施例−２）と同様にして、（実施例−１）で作製し
たサンプルと全く同じ層構成でＩｎＳｂ合金の組成のみ
Ｉ　ｎ４．ｓ　ｂ５５＋　　Ｉ　ｎ、ｓＳ　ｂ４５に替
えてＴｅ、Ｓｔを添加したサンプルを作製し、（実施例
−１）と同様の動的評価を行なった。

その結果、金属間化合物の組成であるＩｎ５゜Ｓｂ、。

から大きく外れているこのような組成のＩｎＳｂに対し
ては、ＴｅとＳｅの添加効果は全く見られなかった。

以上の結果から、本発明によるＩｎ５ｂＴｅＳｉ合金膜
の適性組成は、一般式で （Ｉ　ｎｘ　Ｓ　ｂ＋ｏｏ−ｘ　）　＋００−ｙ−ｍ　
Ｔｅｙ　Ｓ　ｌ　ｚとしたとき、その含有量は、それぞ
れ４８≦Ｘ≦５２ａｔ％、０くｙ≦１０ａｔ％、０くｚ
≦７ａｔ％であることが判明した。

すなわち、この組成範囲のにＩｎ５ｂＴｅＳｉ合金膜に
おいては、ＩｎＳｂ金属間化合物組成近傍のＩｎＳｂに
まずＴｅを添加することにより記録時のＴｅの非晶質化
により、検出される信号量を増大させることができるも
のである。また、情報の消去時には、Ｓｔの高速結晶化
性のために、合金全体としての消去特性も向上し、情報
記録媒体の高速回転時に良好な特性を示すものである。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明の情報記録媒体においては、
結晶化速度が速く、また、高速回転時においても、良好
な記録、消去特性を得ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における情報記録媒体を作製する４元ス
パッタ装置の概略構成図、第２図は本発明における情報
記録媒体の層構成の一実施例を示す断面図、第３図は本
発明の情報記録媒体の記録膜に用いられる金属間化合物
組成近傍の組成のＩｎＳｂに対してＴｅとＳｉを添加し
た時の添加効果を示した測定図である。 ２０　　　　　基板 ２２　　　　　記録膜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板と、 この基板上に設けられ、光ビームの異なる照射条件によ
   り第１の原子配列と第２の原子配列との間で可逆的に相
   変化する、一般式 （Ｉｎ＿ｘＳｂ＿１＿０＿０＿−＿ｘ）＿１＿０＿０＿
   −＿ｙ＿−＿ｚＴｅ＿ｙＳｉ＿ｚ４８≦ｘ≦５２原子％
   、０＜ｙ≦１０原子％、０＜ｚ≦７原子％ で表わされる４元合金膜からなる記録膜と、を具備した
   ことを特徴とする情報記録媒体。（２）基板と、 この基板上に設けられ、光ビームの異なる照射条件によ
   り第１の原子配列と第２の原子配列との間で可逆的に相
   変化する、一般式 （Ｉｎ＿４＿８Ｓｂ＿５＿２）＿１＿０＿０＿−＿ａ＿
   −＿ｂＴｅ＿ａＳｉ＿ｂ０＜ａ≦１０原子％、０＜ｂ≦
   ３原子％ で表わされる４元合金膜からなる記録膜と、を具備した
   ことを特徴とする情報記録媒体。