JPH0430097B2 - - Google Patents

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JPH0430097B2
JPH0430097B2 JP58034340A JP3434083A JPH0430097B2 JP H0430097 B2 JPH0430097 B2 JP H0430097B2 JP 58034340 A JP58034340 A JP 58034340A JP 3434083 A JP3434083 A JP 3434083A JP H0430097 B2 JPH0430097 B2 JP H0430097B2
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alkyl
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metal
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JP58034340A
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JPS59160845A (ja
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material

Landscapes

  • Thermal Transfer Or Thermal Recording In General (AREA)
  • Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)
  • Manufacturing Optical Record Carriers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は光学的に情報を書き込みから読み出し
が可能な記録媒体膜の製造方法に係り、特に膜の
幾何的な変形を情報の記録となさしめた記録媒体
膜の製造方法に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
基板上に形成された記録媒体膜に情報に対応さ
れたパルス変調レーザビームを照射し、局部的に
加熱して、膜に脹らみを形成される光学的な記録
方式は、特開昭56−15341号公報、特開昭56−
127937号公報に記載されており、我々も特許を既
に出願(特願昭57−39426号)している。前者2
つに比べ後者は格段に優れているが、テストを重
ねているうちに以下の欠点があることが判明し
た。即ち、特願昭57−39426号で述べているTe,
Bi,In,Cd,Zn,Pbのような低融点金属にN,
C,H,O,P,I,Br,S等のガスとの組合
わせで形成した膜にレーザ照射すると、150℃前
後で膜は脹らむが簡単に600℃にもなり、膜がと
けて穴が形成されてしまい、脹らみはなくなつて
しまうことである。レーザのパワー制御を精密に
行えば解決するのだが、半導体レーザの再現性、
均一性、並びに媒体膜の再現性、均一性の現状を
みると、制御技術を向上させるよりも脹らみが簡
単にこわれない膜材質を開発した方がよい。
なお特開昭56−127937号公報では基板上有機
層/金属質光吸収層を形成し、光吸収層を局部加
熱して有機層を間接加熱してガスを発生させ光吸
収層を隆起、変形させる方式であり、光エネルギ
ーを大きく必要とするのが欠点である。
また特開昭56−15341号公報では基板上に金属
質光反射層、光透過層、薄い金属質光吸収層を用
いて、低いレーザエネルギーで光透過層を分解さ
せ、発生したガスで薄い金属質光吸収層を隆起変
形をさせている。但し、この3層構造は膜厚の制
限が厳しく、製作の歩留りが極めて低いことと薄
い(1〜数nm)金属質の脹らみのため脹らみ度
合を一定、並びに長期間保持することが難かしい
所謂、信頼性が低い事が大きな欠点である。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、レーザビーム照射により膜の
変形を起させ情報を記録させる光記録用媒体膜の
製造方法において、変形の有無、又は変形度合を
任意に変形させてデジタル又はアナログ信号を高
感度に記録でき、かつ信頼性の高い長寿命な光学
的記録媒体膜の製造方法を提供するにある。
〔発明の概要〕
本発明は次の実験事実に基づいてなされたもの
である。即ち本発明者等はレーザビーム照射によ
り変形を起させ、情報を記録できる膜としてTe
−C膜を先に出願(特願昭56−169882号)した。
この膜の特長は、約3nm径という微細なTe結晶
微粒子の集合であり、これら微粒子間の空隙はア
ルキル分子で満たされ、粒子とアルキル分子とは
アルキルTeで結ばれているという独特な構造を
もつており、酸化されないという記録媒体膜にと
つては極めて優れた高い信頼性を保証できる構造
をもつた膜となつている。この膜を加熱すると
140℃位でアルキルTeが分解し、続いてアルキル
分子の蒸発が起る。蒸発後に残つた膜はTe金属
膜であり、この膜も440℃位でとけて穴が形成さ
れる。このレーザビームパワーを制御し、140℃
より低めのパワーを照射すると、アルキル分子ガ
スをうまく膜内にとじこめることができガスの膨
脹により膜を脹らまむことができる。但し、テス
トを重ねていくうち蓄積された熱により簡単に穴
があくという前述の様な欠点があることがわかつ
た。
そこで本発明はこれらの欠点を除去すべく熱等
により穴あいたりしない信頼性の高い光学的記録
膜の製造方法を見出した点に基づいている。
〔発明の実施例〕
以下本発明を実施例を基に、図面を参照して詳
細に説明する。
実施例 1 第1図は本発明の記録膜を製作するのに必要な
膜形成装置の概略図である。真空装置1をあらか
じめ排気ポンプ(図示していない)で高真空に排
気したのち、バルブ2を開きメタン系炭化水素ガ
スを収納した容器3からそのガスを流して真空圧
にして10-2〜10-3Torr台にする。真空装置内に
はあらかじめ金属板4と基板5とが対向する様に
配置され、両者には直流又は交流電圧が電源6を
介して印加される。金属板4には水7等により冷
却されるのが望ましく、又メタン系炭化水素ガス
を希釈し、かつ膜形成速度を上げるためバルブ9
を有する不活性ガス収納した容器8を備えた方が
良い。
金属板をAg板とし、メタン系炭化水素ガスを
メタンガス、不活性ガスをArガスとして放電を
起させると、メタンガスが解離して、−H基、−
CH3基、−H2基、−CH2基等が発生し、直ちにAg
板に衝突して、Ag−H、Ag−CH3、Ag−CH2
等のアルキル金属が反応生成される。但したたき
出されたAg原子がすべてアルキル金属になるの
ではなく、原子又は分子のまゝ基板上に積層され
る量もかなりある。基板上にはAg原子、アルキ
ルAg、アルキル分子が混在した格好になり膜が
形成されていく。Ag板のかわりにTe板を使用す
れば上述のTe−C膜が得られるが、Agの場合に
は構造は同じだが粒子の径、組成比等が異なつた
膜が得られた。これらの因子はガスの混合比、ガ
ス流量、印加電圧、装置の内部形状により変化す
るので、一概には言えず、又Teの場合よりも印
加電圧を上げないとAg膜が形成できないので正
確な比較はできないが、Ag微粒子の径はほヾ60
ÅとなりTe−C膜に比べて大きい。構造が同じ
なので、この膜をAg−C膜と略称する。この膜
を加熱すると180℃近辺でアルキル分子の蒸発が
おこり、膜はAg金属膜に相変化する。加熱を続
けると、1400℃近辺でとけ始め、穴があき始め
る。膜厚をある程度厚くするとアルキル分子が蒸
発するとき膜を脹らます。例えば、300nmの膜
厚の場合、レーザ照射パワーを適当に選ぶと
200nmの高々に脹らますことが出来る。一旦脹
らんだ膜は膜が破れない限りその状態を保つてい
る。膜の破れは熱による膜の融解が第1の原因で
ある。Te−C膜の場合、140℃近辺で脹らみ、
440℃近辺でとけてしまうので脹らみを保持でき
る温度差は約300℃しかない。一旦脹らんだ膜の
部分に弱いレーザ光を何回も照射していると、熱
の逃げ場がなくなり膜に熱がたまり、膜をとかし
てしまうが、300℃位の温度差では簡単に膜がと
けてしまう。ところが本発明であるAg−C膜は
ほヾ1200℃の温度差があるため膜がとけるという
ことはない。
実際、アクリル円板基板上に約300nm厚のAg
−C膜を形成し、この基板を回転させ乍ら光デイ
スクメモリとしての評価を行つた。半導体レーザ
(波長0.8μm)のビームを1μm〓に絞りこみ、Ag
−C膜にパルス状に照射し、Ag−C膜の反射光
量変化をビーム強度をかえ乍ら測定した所、3M
Hz変調で、膜面3mWのレーザ光の時反射光量が
変化することが判明した。この時膜面が脹らみ、
反射光が乱反射により散乱させられているのであ
る。この反射光量の差を2値記録の出力として測
定すると55dB以上のS/H比がとれることが判
明した。膜を脹らますには膜の厚さに制限があ
る。薄すぎてはアルキル分子の蒸発の時膜を簡単
に破つてしまい、脹まず穴をあけてしまう。逆に
厚すぎては蒸発圧力が膜の張力に勝てないため、
脹ますことはできない。膜内アルキル分子の含有
量にもよるが、Ag−C膜の場合、ほヾ100nm〜
1000nmの範囲であれば、膜は脹らむことが判明
した。
半導体レーザビームで照射するのだから半導体
レーザが出しうる出力で膜が脹らまねばならな
い。その制限はアルキル分子が蒸発する温度が
300℃以下の膜と対応させることができる。又、
脹らんだ膜が破れないためには金属膜の融解温度
が600℃以上となる物質で構成することが望まし
い。
記録された時の膜の状態を第2図に示す。基板
11上に形成したAg−C膜12にレーザビーム
をパルス状に照射すると、Ag−C膜に含まれて
いたアルキル分子が蒸発しようとして膜面を押し
上げ、膜を脹らます13。その後レーザビームパ
ワーを1/10以下に下げ反射強度をとると、脹らん
だ部分13では散乱のため反射強度は減少し、脹
らみの有無が判別できる。即ち情報記録となる。
別に膜の脹らみ度合を照射レーザビームの強度で
制御できるという利点もある。上記の膜では3m
Wで200nm高さに脹らんだが2.5mWでは150nm,
2.0mWでは100nm脹らむ。従がつてアナログ信
号をも脹らみの度合として記録させることが出来
る。レーザ照射する前のAg−C膜はAg微粒子の
周辺をアルキル分子が囲んでいるため、Ag微粒
子は全く酸化されず、極めて信頼性の高い安定し
た膜である。レーザ照射後の膜はAgの結晶質に
変化するが、Ag膜の表面は大気中で直ちに表面
酸化され、安定な被膜でおおわれてしまう。一旦
おおわれたAg膜はそれ以上酸化されることがな
く、極めて安定している。従つて記録後の安定性
は極めて高く、記録の長期保存には最適である。
実施例 2 第1図の装置を用いて金属板にAg板、メタン
化炭化水素ガスにエタンガス、不活性ガスにAr
ガスを用いて膜を形成し、光デイスクメモリとし
ての評価を行つた。ガスがメタンガスからエタン
ガスにかえた所、膜構造はほヾ同じ結果が得られ
たが、アルキル分子が蒸発しようとし、膜が脹ら
む温度が190℃といくらか上昇した。情報記録の
特性は実施例1と同じであつた。
実施例 3 第1図の装置を用いて金属板にGe板、メタン
系炭化水素にメタンガス、不活性ガスにArガス
を用いて膜を形成し、光デイスクメモリとしての
評価を行なつた。膜構造はAgの場合と同じであ
つたが、微粒子の径がAgの時よりも小さく約50
Åとなつていた。アルキル分子が蒸発する温度は
180℃とAgと類似している。情報記録の特性は
Ag−C膜と同じであつた。記録の保存期間は70
℃,85%という高温高湿に放置した時間と反射率
の変化を測定した。一般に金属膜の反射率低下は
膜の酸化によるといわれ、この高温高湿状態に20
日耐えれば10年間の寿命、5ケ月耐えれば50年以
上の寿命があるといわれる。
この条件でAg−C,Ge−C膜を評価するとす
べて50年以上という結果が得られた。
又、情報が記録されたと同等のAg膜、Ge膜を
も評価した所、すべて50年以上の寿命があるとい
う結果が得られた。従つて情報の長期保存には最
適な記録媒体膜であるといえる。
なお、ここではAg膜、Ge膜を例としてとり上
げた。他の安定な金属、例えばRd,Nb,Ta,
Au,Ir等でも、同一効果をもつた膜を形成させ
る事が可能であり光デイスクメモリー媒体膜とし
て有用である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の記録媒体膜を形成するための
装置の概略図、第2図は本発明の方法で作成した
記録媒体膜に情報を記録させた場合の膜の断面図
である。 1:真空装置、2,9:バルブ、3:メタン系
炭化水素ガスを収納した容器、4:金属板、5,
11:基板、6:電源、7:水、8:不活性ガス
を収納した容器、12:Ag−C膜、13:張ら
んだ部分。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 電磁放射線により情報を記録し再生のできる
    情報記録媒体膜の製造方法において、該媒体膜に
    アルキル分子と600℃以上の融点をもつた金属と
    からなるアルキル金属の成分を含ませておき、該
    電磁放射線照射による熱により、該アルキル金属
    が分解し、アルキル成分ガスが発生し、該アルキ
    ル成分ガスの膨脹により該媒体膜が脹らみ等の変
    形を伴なわせ、その変形の度合または変形の有無
    を情報の記録となさしめたことを特徴とする光学
    的記録媒体膜の製造方法。 2 アルキル金属の成分を含ませるのにメタン系
    炭化水素ガスと不活性ガスとの混合ガス中におい
    て、アルキル金属と同一成分である金属板と基板
    との間に放電を起させて、アルキル金属ガスを発
    生させ、該基板上に不活性ガスを主体としたこと
    による金属膜とメタン系炭化水素ガスによるアル
    キル金属膜とを同時に成長させたことを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の光学的記録媒体膜
    の製造方法。 3 膜の変形は100℃〜300℃の温度範囲で発生
    し、該媒体膜の融解温度は600℃以上であること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の光学的
    記録媒体膜の製造方法。 4 媒体膜の膜厚は100nm〜1000nmであること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の光学的
    記録媒体膜の製造方法。
JP58034340A 1983-03-04 1983-03-04 光学的記録媒体膜の製造方法 Granted JPS59160845A (ja)

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JPS59160845A JPS59160845A (ja) 1984-09-11
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