JPH04219623A - 情報記録媒体初期化方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は情報記録媒体、特に相変
化型情報記録媒体の初期化方法であって、光ビームを照
射することにより記録層材料に相変化を生じさせ、情報
の記録、再生を行い、かつ書換えが可能である情報記録
媒体の初期化方法に関するものであり、光メモリー関連
機器に応用される。

【０００２】

【従来の技術】電磁波、特にレーザービームの照射によ
る情報の記録、再生及び消去可能な光メモリー媒体の一
つとして、結晶−非晶質相間あるいは結晶−結晶相間の
転移を利用する、いわゆる相変化型記録媒体がよく知ら
れている。特に光磁気メモリーでは困難な単一ビームに
よるオーバーライトが可能であり、ドライブ側の光学系
もより単純であることなどから最近その研究開発が活発
になっている。その代表的な材料例として、ＵＳＰ　３
，５３０，４４１　に開示されているようにＧｅ−Ｔｅ
、Ｇｅ−Ｔｅ−Ｓ、Ｇｅ−Ｓｅ−Ｓ、Ｇｅ−Ｓｅ−Ｓｂ
、Ｇｅ−Ａｓ−Ｓｅ、Ｉｎ−Ｔｅ、Ｓｅ−Ｔｅ、Ｓｅ−
Ａｓなどのいわゆるカルコゲン系合金材料があげられる
。 又、安定性、高速結晶化などの向上を目的にＧｅ−Ｔｅ
系にＡｕ（特開昭６１−２１９６９２）、Ｓｎ及びＡｕ
（特開昭６１−２７０１９０）、Ｐｄ（特開昭６２−１
９４９０）等を添加した材料の提案や、記録／消去の繰
返し性能向上を目的にＧｅ−Ｔｅ−Ｓｅ−Ｓｂの組成比
を特定した材料（特開昭６２−７３４３８）の提案など
もなされている。しかしながら、そのいずれもが相変化
型書換え可能光メモリー媒体として要求される諸特性の
すべてを満足しうるものとはいえない。特に記録感度、
消去感度の向上、オーバーライト時の消しのこりによる
消去比低下の防止、並びに記録部、未記録部の長寿命化
が解決すべき最重要課題となっている。

【０００３】又、特開昭６３−２５１２９０では結晶状
態が実質的に三元以上の多元化合物単相からなる記録層
を具備した光記録媒体が提案されている。ここで実質的
に三元以上の多元化合物単相とは三元以上の化学量論組
成をもった化合物（例えばＩｎ３ＳｂＴｅ２）を記録層
中に９０原子％以上含むものとされている。このような
記録層を用いることにより高速記録、高速消去が可能に
なるとしている。しかしながら記録、消去に要するレー
ザーパワーはいまだ十分に低減されてはいない。又、消
去比が低い、繰返し特性、長期の信頼性が十分ではない
等の欠点を有している。

【０００４】これらの特性にはその記録材料自身のもつ
特性が大きく影響するのはいうまでもないが、初期化状
態の善し悪しにも大きく左右される。作製直後の記録膜
は比較的不安定な非晶質になっており、外部からエネル
ギーを投入し記録膜温度を結晶化転移点、あるいは融点
付近まで上昇させ安定状態へ転移させる。初期化状態が
記録材料の記録部と非記録部との間の転移を行った際の
非記録部の状態に近いほど消去比は向上し、寿命も長く
なる。この際、記録膜全体を均一にまた十分に初期化を
行わなければならない。もしも初期化の程度に不均一性
があると、その不均一部分の記録、消去特性がまわりと
異なり、再生、記録、消去不良の原因となる。この問題
を解決するためには熱エネルギーを用いるのが最も効果
的であると思われる。熱処理を行うと記録媒体全体の温
度を均一に上昇させ、徐冷させることができるため、非
常に均一で十分な結晶化を行うことができる。しかし、
記録媒体を構成する基板には一般にはガラス基板でなく
安価で操作性の良いポリカーボネートなどの耐熱性の低
い樹脂基板が用いられているため、記録媒体に熱を加え
る初期化方法は適当ではない。また、仮にガラス基板を
用いても初期化に時間がかかり量産には適さない、等の
問題点がある。また、電磁波のエネルギーを記録材内部
で熱エネルギーに変換して初期化を行う場合には、結晶
化のためのエネルギーを十分供給できるか否かというこ
とが問題となる。現在の安価でコンパクトな半導体レー
ザーは発振出力が弱く、結晶化に必要なエネルギーを十
分に供給できない。このため、波長が短く発振出力の大
きいレーザー光を媒体面で焦点をずらして用いている場
合もある。しかし、この場合も初期化のための特別な装
置が必要となり、コスト高につながる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術に比較して下記の点を改良した情報記録媒体の初期化
方法を提供するものである。 （１）　記録、消去感度の向上 （２）　記録−消去の繰返し性能の向上（３）　長寿命
化 （４）　低コスト 本発明の目的は、以上のような事情に対するもので、良
好な記録、消去特性を示す情報記録媒体の初期化方法を
提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで本発明者等は前記
問題点の改善に鋭意研究を重ねた結果、目的に合致する
初期化方法を見出だした。すなわち本発明は電磁波のエ
ネルギーを利用して記録材料の２状態間を転移させるこ
とにより情報を記録する情報記録媒体の初期化方法にお
いて、光情報記録媒体に対する初期化のエネルギー源と
して電磁波を用い、且つその波長λが情報の消去を行う
波長λｅと −０．１≦（λ／λｅ）−１≦０．１ の関係があることを特徴とするものである。また、２回
以上結晶化を行う場合にＸ回目（２≦Ｘ≦ｎ）の初期化
の電磁波のパワーＰｅＸとＸ−１回目のパワーＰｅＸ−
１とがＰｅＸ≧ＰｅＸ−１ の関係にあることを特徴とするものである。これにより
初期化状態が記録材料の記録部と非記録部との間の転移
を行った際の非記録部の状態に近くなり、記録、消去感
度、繰返し特性が向上する。また、初期化の為の特別な
装置が不要のため、低コストが実現できる。

【０００７】記録材料を構成する格子、分子、あるいは
それらのまわりを取り巻く電子は様々なエネルギーレベ
ルを形成しているが、入射電磁波はそれらのエネルギー
レベル間の遷移のいずれかに吸収される。したがって初
期化に用いる波長λが情報の消去を行う波長λｅと大き
く異なると、初期化を行う際に励起される状態と消去の
際に励起される状態とが異なるため、非可逆の部分が記
録マーク内に残ってしまう。また、初期化のパワーを徐
々に上昇させることにより、比較的エネルギーレベル間
の遷移の起こりやすい部分から転移を促し、徐々に記録
膜中に安定相を形成することができる。その後、比較的
エネルギーレベル間の遷移の起こりにくい部分の転移を
行う際、まわりの安定相は記録膜の化学的、物理的変化
を防止する役割をする為、均一で十分な結晶化を行うこ
とができる。以下本発明を添付図面に基づき説明する。 図１は、本発明に用いる記録媒体の構成例を示すもので
ある。基板（１）上に耐熱性保護層（２）、記録層（３
）、耐熱性保護層（４）、反射層（５）が設けられてい
る。耐熱性保護層は必ずしも記録層の両側に設ける必要
はなく、耐熱性保護層（２）のみ、あるいは耐熱性保護
層（４）のみの構造でもよい。基板がポリカーボネート
樹脂のように耐熱性が低い材料の場合には耐熱性保護層
（２）を設けることが望ましい。

【０００８】本発明で用いられる記録媒体の基板は通常
ガラス、セラミックス、あるいは樹脂であり、樹脂基板
が成形性、コスト等の点で好適である。樹脂の代表例と
してはポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、エポキシ
樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル−スチレン
共重合体樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂
、シリコン系樹脂、フッ素系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ウレタ
ン樹脂等があげられるが、加工性、光学特性等の点でポ
リカーボネート樹脂、アクリル系樹脂が好ましい。 又、基板の形状としてはディスク状、カード状あるいは
シート状であってもよい。

【０００９】耐熱性保護層の材料としては、ＳｉＯ、Ｓ
ｉＯ２、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｉ
ｎ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＺｒＯ２等の金属酸化物、Ｓｉ３Ｎ
４、ＡｌＮ、ＴｉＮ、ＢＮ、ＺｒＮなどの窒化物、Ｚｎ
Ｓ、Ｉｎ２Ｓ３、ＴａＳ４等の硫化物、ＳｉＣ、ＴａＣ
、Ｂ４Ｃ、ＷＣ、ＴｉＣ、ＺｒＣなどの炭化物やダイヤ
モンド状カーボンあるいはそれらの混合物があげられる
。これらの材料は単体で保護層とすることもできるが、
お互いの混合物としてもよい。又、必要に応じて不純物
を含んでいてもよい。但し耐熱保護層の融点は記録層の
融点よりも高いことが必要である。このような耐熱性保
護層は各種気相成長法、例えば真空蒸着法、スパッタリ
ング法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、イオンプレー
ティング法、電子ビーム蒸着法等によって形成できる。 耐熱性保護層の膜厚としては２００〜５０００Å、好適
には５００〜３０００Åとするのがよい。２００Åより
薄くなると耐熱性保護層としての機能を果たさなくなり
、逆に５０００Åよりも厚くなると、感度の低下をきた
したり、界面剥離を生じやすくなる。又、必要に応じて
保護層を多層化することもできる。

【００１０】記録媒体に用いられる記録材料としては三
元以上の化合物とＩｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓ、Ｓｅ、
Ｔｅから選ばれる１種以上の元素との混相系等があげら
れる。三元以上の化合物としてＡｇＩｎＴｅ２、ＡｇＩ
ｎＳ２、ＡｇＩｎＳｅ２、ＡｇＧａＳｅ２、ＣｕＩｎＴ
ｅ２、ＣｕＩｎＳｅ２あるいはＺｎＳｎＳｂ２、ＺｎＳ
ｎＡｓ２、ＺｎＳｎＰ２、ＺｎＧｅＡｓ２、ＣｄＳｎＰ
２、ＣｄＳｎＡｓ２等周期表のＩｂ−ＩＩＩｂ−ＶＩｂ
２あるいはＩＩｂ−ＩＶｂ−Ｖｂ２で表わされるカルコ
パイライト型化合物、及び／又はＩｂ−Ｖｂ−ＶＩｂ２
（ｗｏｌｆｓｂｅｒｇｉｔｅ型）で表されるＡｇＳｂＴ
ｅ２などの立方晶を有する化合物が適当である。このよ
うな記録層は各種気相成長法、例えば真空蒸着法、スパ
ッタリング法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、イオン
プレーティング法、電子ビーム蒸着法等によって形成で
きる。 気相成長法以外にゾルゲル法のような湿式プロセスも適
用可能である。記録層の膜厚としては２００〜１０００
０Å、好適には５００〜３０００Åとするのがよい。反
射層としてはＡｌ、Ａｕなどの金属材料を用いることが
できるが、必ずしも必要ではない。このような反射層は
各種気相成長法、例えば真空蒸着法、スパッタリング法
、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、イオンプレーティン
グ法、電子ビーム蒸着法等によって形成できる。

【００１１】

【実施例】以下、実施例によって本発明を具体的に説明
する。ただし、これらの実施例は本発明をなんら制限す
るものではない。実施例１ピッチ１．６μｍ、深さ７０
０Åの溝付き、厚さ１．２ｍｍ、直径８６ｍｍφのポリ
カーボネート基板上にｒｆスパッタリング法により耐熱
保護層、記録層、耐熱保護層、反射層を順次積層し、評
価用光ディスクを作製した。基板上に設ける記録材料と
してＡｇ１４Ｉｎ１４Ｔｅ２９Ｓｂ４３を用い、膜厚は
１０００Åとした。反射層はＡｌを用い、膜厚５００Å
とした。耐熱保護層はＳｉ３Ｎ４を用い膜厚は基板側２
０００Å、反射層側１０００Åとした。光ディスクの評
価は波長８３０ｎｍの半導体レーザー光をＮＡ＝０．５
のレンズを通して媒体面で１μｍφのスポット径にしぼ
り込み基板側から照射することにより行った。ディスク
の線速度は７ｍ／ｓｅｃとした。記録の書き込み条件は
、線速度７ｍ／ｓｅｃ、周波数３．８ＭＨｚとし、記録
レーザーパワー（Ｐｗ）を４ｍＷから１９ｍＷまで変化
させた。消去レーザーパワー（Ｐｅ）は９ｍＷとした。 読み取りパワー（Ｐｒ）は１ｍＷとした。

【００１２】製膜後の記録膜は非晶質であったが、測定
に際し波長８３０ｎｍの半導体レーザー光を用い、媒体
面で順に７ｍＷ、８ｍＷ、９ｍＷのＤＣ光でディスク全
面を十分に結晶化させ、それを初期（未記録）状態とし
た。９ｍＷでの初期化は媒体面からの反射率が飽和する
まで行った。 図２に初期化後のディスクに記録したマークのＣ／Ｎ（
キャリア対ノイズ比）値及びＤＣ光による消去後の消去
比と、記録レーザーパワー（Ｐｗ）との関係を示す。図
中、●は記録時のＣ／Ｎ値を示し、矢印の長さはＤＣ光
消去により消去されたＣ／Ｎ値を示す。この図からわか
るように高感度の記録消去が実現されている。記録パワ
ー８〜１１ｍＷではＣ／Ｎ値が４０ｄＢ以上となり、消
去率は１００％である。

【００１３】比較例１ 実施例と同様の評価用光ディスクを作製し、波長６００
ｎｍのＡｒイオンレーザーを用いて実施例と同様に初期
化を行った。記録、消去、再生方法に関しても実施例と
同様である。図３に初期化後ディスクに記録したマーク
のＣ／Ｎ（キャリア対ノイズ比）値及びＤＣ光による消
去後の消去比と、記録レーザーパワー（Ｐｗ）との関係
を示す。図中の記号等の意味は図２と同様である。記録
時の最高のＣ／Ｎ値は４７ｄＢであるが、そのときの記
録パワーは１２ｍＷで実施例より３ｍＷも大きくなって
いる。この時の消去比は１６ｄＢに留まっている。

【００１４】比較例２ 実施例と同条件の溝付きガラス基板上に、やはり実施例
と同条件で評価用光ディスクを作製した。大気中で１時
間、２３０℃で熱処理を行い、十分に結晶化させた状態
を初期化状態とした。記録、消去、再生方法に関しては
実施例と同様の方法で行った。図４に初期化後のディス
クに記録したマークのＣ／Ｎ（キャリア対ノイズ比）値
およびＤＣ光による消去後の消去比と、記録レーザーパ
ワー（Ｐｗ）との関係を示す。図中の記号等の意味は図
２と同様である。記録時の最高Ｃ／Ｎ値は４４ｄＢであ
る。Ｃ／Ｎ値が飽和するのはおよそ１０ｍＷであり、や
はり実施例１よりも高パワーを必要とすることがわかる
。又、消去比は９ｄＢであり実施例のような完全消去は
できない。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の記録媒体
初期化方法においては、初期化に用いる波長と消去に用
いる波長とがほぼ同じであるため、繰返し性能の向上、
低パワーでの記録、消去、記録媒体の長寿命化が達成で
きる。また、初期化のための特別な装置が不要のため、
低コストが実現できる。また、初期化に用いるパワーを
徐々に上昇させるため記録膜が均一に、安定に初期化さ
れるため同様の効果が達成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の初期化方法を行う記録媒体の構成の一
例を示す断面の模式図。

【図２】

【図３】

【図４】それぞれ、実施例１、比較例１、比較例２にお
ける初期化後のディスクに記録したマークのＣ／Ｎ（キ
ャリア対ノイズ比）値及びＤＣ光による消去後の消去比
と、記録レーザーパワー（Ｐｗ）との関係を示すグラフ
である。

【符号の説明】

１　　基板 ２および４　　耐熱性保護層 ３　　記録層 ５　　反射層

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　電磁波のエネルギーを利用して記録材
   料の二状態間を転移させることにより情報を記録する情
   報記録媒体の初期化方法において、光情報記録媒体に対
   する初期化のエネルギー源として電磁波を用い、且つそ
   の波長λが情報の消去を行う波長λｅと −０．１≦（λ／λｅ）−１≦０．１ の関係があることを特徴とする情報記録媒体初期化方法
   。
2. 【請求項２】　　初期化を最終的にｎ回（ｎ≧２）行い
   、Ｘ回目（２≦Ｘ≦ｎ）の初期化の電磁波のパワーＰｅ
   ＸとＸ−１回目のパワーＰｅＸ−１とが ＰｅＸ≧ＰｅＸ−１ の関係にあることを特徴とする請求項１記載の情報記録
   媒体初期化方法。
3. 【請求項３】　　初期化後の記録材料中に三元以上の化
   合物とＩｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅから選
   ばれる１種以上の元素、またはこれらの元素からなる合
   金との混相を主として有する情報記録媒体を用いること
   を特徴とする請求項１または請求項２記載の初期化方法
   。
4. 【請求項４】　　前記請求項３記載の情報記録媒体にお
   いて、三元以上の化合物として周期律表のＩｂ−ＩＩＩ
   ｂ−ＶＩｂ２あるいはＩＩｂ−ＩＶｂ−Ｖｂ２で表わさ
   れるカルコパイライト型化合物、及び／又は立方晶を有
   する化合物を有する情報記録媒体を用いることを特徴と
   する請求項１記載の初期化方法。
5. 【請求項５】　　前記請求項３及び請求項４記載の情報
   記録媒体において、主としてＡｇＳｂＴｅ２及び／又は
   Ｓｂが結晶化することにより初期化状態となる情報記録
   媒体を用いることを特徴とする請求項１及び請求項２記
   載の初期化方法