JPH03272032A - 情報記録用部材 - 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】 【産業上の利用分封】

本発明はレーザ光などの記録用エネルギービームによっ
て、たとえば映像や音声などのアナログ信号をＦＭ変調
したものや、電子計算機のデータや、ファクシミリ信号
やディジタルオーディオ信号などのディジタル情報を、
リアルタイムで記録することが可能な情報の記録用薄膜
に関する。

【従来の技術】

レーザ光によって薄膜に記録を行う記録原理は種々ある
が、膜材料の相転移（相変化とも呼ばれる）、フォトダ
ークニングなどの原子配列変化による記録や光磁気記録
は、膜の形状変化をほとんど伴わないので、２枚のディ
スクを樹脂により直接貼りあわせた両面ディスクが出来
るという長所を持っている。この種の記録に関連する公
知例としては１例えば特願昭６０−２２６７２３号が挙
げられる。

【発明が解決しようとする課題】

上記従来技術のうち、相変化による記録や光磁気記録は
記録用ビームの照射による熱（約３００℃以上）によっ
て膜形状変化をほとんど伴わない変化を生じさせるもの
であるが、記録膜中に発生した熱が記録膜に近接した保
護層および金属膜に逃げてしまうと、記録に必要なレー
ザーパワーが大幅に増加する。一方、記録膜中に発生し
た熱は、上記記録用ビームの強度分布に対応してほぼ正
規分布をしており、中心付近は温度が高く周囲では温度
が低い、このため、相変化による記録の場合、中心部と
周辺部の原子配列変化速度が異むり、原子配列変化が一
様でなくなるため、特に周辺部に前に記録されていた信
号の消え残りが生じやすい。 そこで、上記周辺部の原子配列変化速度を中心部と同程
度にするために、記録に必要なレーザーパワーを増加し
た場合、上記中心部の温度がさらに高くなり結果として
その付近の上記樹脂が変形し、反射光量の変化で読み出
しを行なう際にノイズが増加する。これを防ぐには、熱
伝導率が大きくて熱を拡散させやすい金属膜を設ければ
よい。これによって、記録時の熱で上記の樹脂が変形し
、反射光量の変化で読み出しを行なう際に、ノイズが増
加するのも防ぐことができる。一方、金属元素を主成分
とする薄膜の熱伝導率が高いと記録感度が低下する。し
かし、単層の金属層では感度を低下させずに熱を拡散さ
せることはできない。 従って、本発明の目的は、記録信号に忠実な再生波形が
得られ、再生時にレーザ光が上記の薄膜の表面の形状の
変化により、散乱されない、また、上記の金属元素を主
成分とする薄膜の熱伝導によって記録感度が低下しにく
い情報記録用部材を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

上記目的は、基板上に形成された記録用ビームの照射を
受けて変化を生ずる情報記録用薄１１にを有する情報記
録用部材において、上記の記録用薄膜に近接して適当な
金属元素を主成分とする２層の薄膜を設けることにより
達成される。記録用薄膜と上記の金属元素を主成分とす
る薄膜との間に、中間層を設け、この膜厚を調節するこ
とによって上記の金属元素を主成分とする薄膜への熱伝
導をある程度調節できる。しかし、光の干渉効果を利用
して大きな再生信号を得ために膜厚は制約を受け、実際
には調節が難しい、上記の金属元素を主成分とする２層
の薄膜のうち、第一金属層としてはＭｇ、Ｓｉ、Ｃａ、
Ｔｉｙ　Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｎ
ｂ２Ｍｏ、Ｒｈ、Ｚｒ。 Ｐｄ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｔａ、Ｗ、Ｉ　ｒ、Ｐｔ。 Ｐｂ、ＢｉおよびＣより成る群より選ばれた少なくとも
一者を主成分とする薄膜を、第二金属屑としてはＡｌ、
Ｃｕ、ＡｇおよびＡｕより成る群より選ばれた少なくと
も一者を主成分とする薄膜を用いる。より好ましくは、
第一金属層としてＮｉを、第二金属屑としてＡｕを用い
る。 第一金属層の金属元素を主成分とする薄膜は、熱伝導率
が１５Ｗ／ｍ・Ｋ以上１７０Ｗ／ｍ・Ｋ以下の範囲が好
ましく、膜厚は１０ｎｍ以上ｌＯＱｎｍ以下の範囲が好
ましい、特に、熱伝導率が５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上１００Ｗ
／ｍ・Ｋ以下、膜厚が約１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下の、
金属元素を主成分とする薄ｌＩεを用いると、上記の記
録感度低下を貼止する効果が穎著である。熱拡散係数は
２３ｃ　ｍ”／　ｓ　ｅ　ｃ以上６９ｃｍ”／ｓｅｃ以
下が灯ましい。 第二金属層の金属元素を主成分とする薄膜は、熱伝導率
が２３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上４２０Ｗ／ｍ・Ｋ以下の範囲が
好ましく、膜厚は２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲が
好ましい。特に、熱伝導率が３００Ｗ／ｍ・Ｋ以上４０
０Ｗ／ｍ・Ｋ以下、膜厚が約５０ｎｍ以上２００ｎｍ以
下の金属元素を主成分とする薄膜を用いると、記録感度
の低下が少なく、熱による変形、変質を防止する効果が
大きい。 第一金属層は第二金属層と他の層との間に存在するので
、これら層間の接着性を改善する役割も果たすことがで
きる。 記録膜の膜厚は２０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下の範囲が記
録感度、Ｓ／Ｎ比などの点で好ましく、中間層の膜厚と
合せて調整することが好ましい。 中間層の膜厚は５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲が好
ましい、この層の膜厚は、光の干渉効果を利用して大き
な再生信号を得るために、上記記録膜の膜厚と合せて調
整することが好ましい。 一般に薄膜に光を照射すると、その反射光は薄膜表面か
らの反射光と薄膜裏面からの反射光との重ねあわせにな
るため干渉をおこす０反射率で信号を読み取る場合には
、上記のそれぞれの膜の膜ｐＪを調整して反射率の値が
小さい条件を満たすことが好ましい、これは、信号読み
だし時のコントラスト比が大きくなり、記録感度も高く
なるからである。中間層の特に好ましい膜厚範囲は８０
ｎｍ以上２５０ｎｍ以下の範囲である。記録膜の屈折率
と膜厚の積は１１００ｎ以上６００ｎｍ以下、中１川層
の屈折率と膜厚の積は１１００ｎ以上６００ｎｍ以下の
範囲が特に好ましい、ただし、記録膜については、記録
膜の少なくとも一部分の屈折率と膜厚の積が上記の範囲
内にあればよい、これらの屈折率と膜厚の積の好ましい
範囲は、本発明に含まれない低熱伝導率金属あるいは高
熱伝導率金属を主成分とする層を設ける場合にも有効で
ある。中間層に使用できる物質は、酸化物、低酸化物、
硫化物、窒化物などであって、たとえば主成分が、Ｃｅ
０ａ、Ｌａ、Ｏ，、Ｓｉｎ、Ｓｉｎ、。 Ｉ　ｎ２０．、Ａｌ、０．、Ｇｅｍ、Ｇｅｍ、、Ｐｂｏ
。 ｂ　ｎ　Ｏ、Ｓｎ　Ｏｘ　＋　Ｂ　ｌ　ｚ　Ｏａ　＊　
Ｔ　ｅ　Ｏｘ　ｒ　　Ｗｏｗ　ｒＷＯ３，Ｔａ２０５．
Ｓｃ、０３．Ｙ、０３．ＴｉＯ，。 ＺｒＯ，、ＣｄＳ、ＺｎＳ、ＣｄＳｅ、Ｚｎ５ｅ。 Ｉ　ｎｚｓ３．　Ｉ　ｒ＋、Ｓ　ｅ、、　Ｓ　ｂ、Ｓ、
、　Ｓ　ｂ、Ｓ　ｅ、ｓＧａ、Ｓ３．Ｇａ２Ｓｅ３．Ｍ
ｇＦ、、ＣｅＦａｓ　ＣａＦ　２　＊　Ｇ　ｅ　Ｓ　＊
　Ｇ　ｅ　Ｓ　ｅ　ｔ　Ｇ　ｅ　Ｓ　ｅ　２　ｇ　Ｓ　
ｎ　Ｓ　ｔ　５ｎＳｅ、　　ＰｂＳ、　　Ｐｂ５ｅ、ｎ
ｉ、ｓ３．Ｂｉ、５ｅａｔ　　ＴａＮ、　　Ｓｉ、Ｎ、
、ＡＩＮ＋　　Ｓｉ、Ｔｉ。 Ｂ４Ｃ，ＳｉＣ，ＢおよびＣのうちの少なくとも一者に
近い組成であるものが好ましい、中間層は使用するレー
ザ光の消衰係数ｋが０．０３以上１゜０以下であると、
記録感度が高く好ましい。中間層とは反対側（光入射側
）の保護層にも中間層に用いるものに近い組成の物質を
使用できるが、消衰係数は０．１以下が好ましいので１
例えば酸化物の場合、酸素欠陥を少なくする方がよい。 本発明の金属元素を主成分とする２層薄膜の光入射側と
反射側の面に近接してさらに上記の中間層に使用可能な
材料の暦や金属層を設ければさらに強度が増す。本発明
の金属元素を主成分とする２層薄膜は、記録膜と基板と
の間に形成してもよいし。 記録膜の基板とは反対の側に設けてもよい。前の場合に
は光は基板とは反対の側から入射させ、後の場合には光
は基板を通して入射させる。 本発明はディスク状記録媒体ばかりでなく、テープ状、
カード状などの記録媒体にも有効である。

【作用】

上記の第一金属層の金属元素を主成分とする薄膜は、熱
伝導率の低い金属元素を主成分とする薄膜であり、上記
の記録用ビームの照射によって記録膜に生じる熱が直ち
に横方向に広がって記録感度が低下するのを防止すると
共に、外力、特に引っ張り力に対して強い、上記の第二
金属層の金属元素を主成分とする薄膜は、上記の記録用
ビームの照射によって生じる熱を拡散させる。また、上
記の記録用ビームの光を効率良く反射し、反射光量の変
化を大きくするものである。 ［実施例］ 以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。 まず、案内溝を有する基板ｌ（ポリカーボネート、直径
１３０ｍｍ、厚さ１．２ｍｍ）に、本発明の保護層の酸
化物、硫化物あるいは窒化物を主成分とする薄膜として
（Ｚ　ｎ　Ｓ　）　ｓｏ　（ｂ　ｘ　Ｏｘ）　ｚ。に近
い組成の薄ｌＩε２（約１０１００ｎを積層した後、上
記光入射側保護層を介して形成した記録用ビームの照射
を受けてほとんど変形を伴わないで原子配列変化を生ず
るＳ　ｎ　−Ｓ　ｂ　−Ｔ　ｅ糸情報記録用薄膜３（厚
さ約３０ｎｍ）に（ＺｎＳ）、。 （Ｓ　ｘ　ＯＪ　ｚ。に近い組成の中間層４（厚さ約２
３０ｎｍ）を積層し、さらに本発明の第一金属層の金属
元素を主成分とする薄膜５としてＮｉ６°Ｃｒｏの薄膜
（約５０ｎｍ）を積層し、第二金属層の金属元素を主成
分とする薄膜６として金の薄膜（約１０１００ｎを積層
した後、紫外線の照射により硬化する樹脂７を用いて、
真空中（約１０Ｐａ）で紫外線に約２分間露光し、前記
金属元素を主成分とする薄膜５と保護板８（直径１３０
ｍｍ。 厚さ１．２ｍｍ）を貼りあわせた９次に、上記の情報記
録用薄膜３に基板ｌ側（紙面上で下方）より記録用レー
ザビームを照射し、情報の記録を行った。次に、上記の
情報記録用薄膜３に情報を記録した部分の上記の棚脂７
を上記保護板８側（紙面上で上方）より顕微＠（ｘ４０
０倍）で観察し変質および変形が生じていないことを確
認した。 本実施例のＮｉの膜厚を変化させたとき、記録に必要な
レーザパワーと１００回記録書き換え後の雑音レベルは
次のように変化した。 膜厚（ｎｍ）　　　記録レーザパワー　　雑音レベル５
　　　　　９ｍＷ　　　　　　７５ｄＢｍ１０　　　　
１２ｍＷ　　　　　−８０ｄＢｍ２０　　　　１４ｍＷ
　　　　　−８５ｄＢｍ５０　　　　１８　ｍ　Ｗ　　
　　　−８５ｄ　Ｂ　ｍ１００　　　　２０ｍＷ　　　
　　−８５ｄＢｍ１５０　　　　２３ｍＷ　　　　　−
８０ｄＢｍ２００　　　　２５ｍＷ　　　　　−７５ｄ
Ｂｍ５００　　　　３０ｍＷ　　　　　−７０ｄＢｍさ
らに本実施例の金の膜厚を変化させたとき、記録に必要
なレーザパワーと１００回記録書き換え後の雑音レベル
は次のように変化した。 膜厚（ｎｍ）　　　記録レーザパワー　　雑音レベル５
　　　　　９ｍＷ　　　　　−−７５ｄＢｍ１０　　　
　１０ｍＷ　　　　　−８０ｄＢｍ２０　　　　１１ｍ
Ｗ　　　　　−８５ｄＢｍ５０　　　　１２ｍＷ　　　
　　−８５ｄＢｍ１００　　　　１５ｍＷ　　　　　−
８５ｄＢｍ１５０　　　　　　１８ｍＷ　　　　　　　
−８５ｄＢｍ２００　　　　　　２０ｍＷ　　　　　　
　−８５ｄＢｍ２５０　　　　　　２５ｍＷ　　　　　
　　−８０ｄＢｍ３００　　　　　　３０ｍＷ　　　　
　　　−７５ｄＢｍ上記の中間層４をＳ　ｉ　Ｏ，以外
のＣｅＯ２゜Ｌａ、Ｏ，、Ｓ　ｉｏ、Ｉ　ｎａ０３．Ａ
ｌ２Ｏ，、Ｇｅｍ。 Ｇ　ｅ　Ｏｚｙ　Ｔ　ａ、Ｏ，、Ｐ　ｂ　Ｏｘ　Ｓ　ｎ
　Ｏ，Ｓ　ｎ　Ｏａ。 Ｂｉ、０．、ＴｅＯ２，ＷＯ，、ＷＯ３，Ｓｃ、Ｏ，。 Ｙ、０１１Ｔｉｅ、ＺｒＯ，、ＣｄＳ、ＺｎＳ。 ＣｄＳｅ、Ｚｎ５ｅ、Ｉｎ、Ｓ、、Ｉｎ２Ｓｅ３゜””
　ｚ　Ｓ３ｒ　Ｓｂｚ　Ｓ”３１　Ｇ　ａ、　Ｓ２ｇ　
Ｇ　ａ２Ｓ　ｅ３＋ＭｇＦ、ＣｅＦ、ＣａＦ、、ＧｅＳ
、ＧｅＳｅ。 ＧｅＳｅ、、ＳｎＳ、５ｎＳｅ、ＰｂＳ、Ｐｂ５ｅ、Ｂ
ｉ、Ｓ、、Ｂｉ２Ｓｅ、、ＴａＮ、Ｓｉ、Ｎ、。 ＡＩＮ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｂ、Ｃ，ＳｉＣ，ＢおよびＣのう
ちの少なくとも一部を主成分とするもので置き換えても
同様の結果が得られた。これらのうちで、（Ｚ　ｎ　Ｓ
）　ｓｏ　（Ｓ　ｉ　０２）　ｚ＊以外にはＳｉ。 Ｎ４、あるいはＳｉＡＩＮｍ？あるいはＡＩＮ、あるい
はＴ　ａ、０．に近い組成が好ましい、また、中間層の
膜Ｊ４を２０ｎｍ以上８０ｎｍ以下の範囲としても良好
な結果が得られた。また、上記の第一金属層の金属元素
を主成分とする薄膜６のＮｉ　−Ｃｒの少なくとも一部
をＭ　ｇ　ｙ　Ｓ　ｌ　＃　Ｃａ　ｅ　Ｔ　１　ｍＶ、
Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｚｒｔ　Ｎｂ＊Ｍｏ、
Ｒｈ、Ｚｒ、Ｐｄ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｔａ、Ｗ、Ｉ　
ｒ、Ｐｔ、Ｐｂ、ＢｉおよびＣより成る群より選ばれた
少なくとも一部を主成分とする金属で置き換えても同様
の特性が得られる。さらに、上記の第二金属層の金属元
素を主成分とする薄（１ε７のＡｕの少なくとも一部を
Ａｕ以外のＡＩ。 ＣｕおよびＡｇより成る群より選ばれた少なくとも一部
を主成分とする金属で７４き換えても同様の特性が得ら
れる６例えば、第一金属層をＴｉいＡ１３１、第二金属
層をＡ　Ｉ　−ｓ　Ｔ　ｉ−ｓで置き換えても同様の結
果が得られた。 本実施例の第一金属層のＮｉ１ａＣｒ４°の熱伝導率は
約１００　Ｗ　／　ｍ　／　Ｋであった。第一金属層に
熱伝導率の異なる材質を用いた場合、記録レーザパワー
と再生波形歪みを表わす第二次高調波は次のように変化
した。 熱伝導率（Ｖ／ｍ／Ｋ）　　記録レーザパワー　第二次
高調波５０　　　　　１１ｍＷ　　　　　　３０ｄＢ８
０　　　　　１１ｍＷ　　　　　　２０ｄＢ１００　　
　　　１２ｍＷ　　　　　　１５ｄＢ１５０　　　　　
１３ｍＷ　　　　　　１３ｄＢ２００　　　　　１５ｍ
Ｗ　　　　　　１２ｄＢ２５０　　　　　１８ｍＷ　　
　　　　１１ｄＢ３００　　　　　２０ｍＷ　　　　　
　１０ｄＢ４００　　　　　２３ｍＷ　　　　　　１ｏ
ｄＢ４２０　　　　　２３ｍＷ　　　　　　１０ｄＢま
た、記録膜の非晶質に近い状態の部分の屈折率と膜厚の
積が２００ｎｍ以上、６００ｎｍ以下。 中間層の屈折率と膜厚の積が３０ｎｍ以上、２００ｎｍ
以下および、３００ｎｍ以上、７００ｎｍ以下の範囲で
は、再生信号ＣＮ比４６ｄＢ以上が得られた。記録膜の
結晶状態の部分の屈折率と膜厚の積が上記の範囲内に有
るようにしてもさしつかえない、中間層を形成しない場
合は、記録感度が約５０％低下し、書き換え可能回数が
少なくなるが、他の特性に大きな変化は無く、使用可能
であった。 第２図に示したように、ガラス基板１０上に形成した紫
外線硬化樹脂層９の表面に案内溝を形成し、その上に第
１図のディスクと同様な記録層を順序を逆に（金層から
）構成し、保護板と貼り合せずに使用しても、はぼ同様
な効果が得られた。 ただし、この場合はレーザ光は基板とは反対の側から入
射させた。 第３図に示すように、従来は情報の書き換えによって雑
音レベル（図中Ｂ）が２倍程度に増加するが、本発明の
金属元素を主成分とする２層薄膜を導入することによっ
て雑音レベル（図中Ａ）はほとんど変化しないことがわ
かった。５ｎ−８ｂ−Ｔｅ記録膜の代わりにＴｅＦｅＣ
ｏ系などの光磁気記録膜を用いた場合、もともと記録時
の温度が低いので変形の程度は軽いが１本発明の２層金
属膜を用いることによる効果は認められた。 上記の保ｉ！！層、あるいは中間層、あるいは金属層を
２種類以上の元素で構成される薄膜に形成する際、第４
図に示したように、スパッタ室２３内において、ＺｎＳ
とＳｉｎ、のターゲット、あるいはＮｉとＣｒのターゲ
ット、あるいはＡｕとＡＩのターゲットなど、２種の材
料からなるターゲット１９．２０を並べたものを用いて
、基板２１を矢印２２の方向に移動させながら基板２１
上にスパッタすると、それぞれＺｎＳ−８ｉＯ，ＩＩ莫
。 Ｎ　ｉ　−Ｃｒ膜、Ａｕ−Ａｌ膜が容易に得られる。

【発明の効果】

本発明によれば、レーザー光などの記録用ビームを記録
用薄膜に照射して情報を記録する時、上記記録用ビーム
の照射によって生ずる熱は、上記第一金属層によって拡
散が抑制され、上記第二金属層の金属元素を主成分とす
る薄膜によって振散されるため、上記ディスクの貼りあ
わせに用いる樹脂に熱が伝播することがない、また、記
録感度の低下も少ない。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の記録用部材の実施例用部材に
よる情報の書換え回数に対する雑音レベルの変化を示す
特性図、第４図は複数のターゲットを用いて本発明の情
報記録用部材を作製するスパッタリング装置の要部断面
図である。 符号の説明 １・・・案内溝を有する基板、２，１６・保護層、３゜
１５・・・情報記録用薄膜、４，１４・・中間層、５゜
１３・・・第一金属層、６，１２・・・第二金属層、７
゜１７樹脂、８．１８・・・保護板、１０・・・ガラス
基板。 １］・・・案内溝を有する樹脂、１９・・・第１ターゲ
ツト、２０・・・第１ターゲツト、２１・・・基板、２
２・・・の構成を示す断面図、第３図は本発明の情報記
録草 ３ （き模ｉ田穀 予 田

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板上に形成された記録用ビームの照射を受けて変
   化を生ずる情報記録用薄膜を有する記録媒体において、
   上記情報記録用薄膜に接して、もしくは上記の情報記録
   用薄膜に近接して形成した無機物および有機物のうち少
   なくとも一者からなる保護層に接して、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｃ
   ａ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｚｒ、
   Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｔａ、Ｗ
   、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｐｂ、ＢｉおよびＣより成る群より選ば
   れた少なくとも一元素を主成分とする薄膜の第一金属層
   と、Ａｌ、Ｃｕ、ＡｇおよびＡｕより成る群より選ばれ
   た少なくとも一元素を主成分とする薄膜の第二金属層を
   有することを特徴とする情報記録用部材。 ２、第一金属層を熱伝導率が１５Ｗ／ｍ・Ｋ以上１７０
   Ｗ／ｍ・Ｋ以下の範囲のＡ群元素より選ばれた少なくと
   も一者を主成分とする材料より形成し、第二金属層を熱
   伝導率が２３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上４２０Ｗ／ｍ・Ｋ以下の
   範囲のＢ群元素より選ばれた少なくとも一者を主成分と
   する材料より形成することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載の情報記録用部材。 ３、上記の第一金属層の膜厚が１０ｎｍ以上１００ｎｍ
   以下の範囲であり、上記の第二金属層の膜厚が２０ｎｍ
   以上２００ｎｍ以下の範囲であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項および第２項に記載の情報記録用部材
   。