JPH0474784B2

JPH0474784B2 -

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Publication number: JPH0474784B2
Application number: JP61220833A
Authority: JP
Priority date: 1986-09-18
Filing date: 1986-09-18
Publication date: 1992-11-27
Also published as: JPS6374139A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、高密度・高速記録が可能な光学的記
録用媒体に関する。詳しくは、基板上に形成した
記録用薄膜にレーザービームを照射して発生した
熱により、該薄膜が蒸発あるいは溶融除去される
ことを利用した光学的記録用媒体に関するもので
ある。

（従来の技術）基板上に形成された薄膜にレーザービームを照
射して穴（ビツト）を形成するようにした光学的
記録用媒体として、従来より、Te，Biなどの金
属薄膜が利用されている。さらに、経時安定性を
増すためにTe及びSeなどからなるTe系合金薄膜
や、これらの金属を含有するプラズマ重合膜が利
用されている。これらの材料は低融点であるため
記録に要するレーザー光のパワーが小さくて済
み、記録感度の点で有利である。

一方、これらの記録媒体に用いる基板として
は、プラスチツク、ガラス、金属あるいは、これ
らの基板上に光硬化性樹脂膜等を形成したものが
挙げられる。

上記基板と薄膜記録媒体とからなる系において
レーザー光による薄膜の穿孔には、レーザー加熱
によつて溶融した膜物質が基板との付着力にうち
かつて分離することが必要である。このような目
的のために記録層と基板との間にフルオロカーボ
ン薄膜からなる下引き層を設けることが検討され
ている（特開昭59−90246号公報）。基板と膜物質
との間の付着力を決める要因は、記録層と接する
基板表面及び記録層を形成する物質の溶融時にお
ける表面張力や、基板表面層の分子量、架橋度等
である。記録層と基板との関係は、この両者の付
着力が小さければ、より小さなレーザー光パワー
で短時間にピツトを形成することができる。これ
は記録感度の向上を意味し、高速処理のフアイル
記録及び安価な低出力半導体レーザーの使用が可
能となる。しかしながら、さらに高品質の記録を
行うためには感度の向上だけではなく、形成され
たピツト形状が明確な輪郭を有し、かつ、一様で
あることが要求される。

上記要求を満たすものとして、本発明者らは既
に基板と記録層との間にフルオロカーボンの引き
層を設け、かつ、該下引き層の記録層に接する側
の表面から10nｍ以内の層の炭素とフツ素の原子
数比をESCA（軟Ｘ線励起光電子分光法）法によ
る測定値として炭素１に対してフツ素1.4以上と
する光学的記録用媒体を提案した。（特願60−
298197）（発明が解決しようとする問題点）一方、記録用媒体には、以上のような特性に加
えて、記憶容量が大きいこと、すなわち、高密度
記録が可能なことが要求される。穴あけタイプの
光学的記録用媒体の記憶容量を向上させるために
は、ピツトの大きさをできるだけ小さくすること
が要求される。記録媒体の熱伝導率が大きいため
に、レーザー光照射によつて溶融除去される領域
が大きくなつてしまう場合や、記録層と下引き層
の間の付着力が弱過ぎて除去される物質の量が多
くなつてしまう場合には、ピツトサイズが大きく
なりやすく高密度記録は不可能となる。また、上
記のような媒体では、レーザー光パワーのわずか
な変動によつてもピツトサイズが敏感に変動しや
すい傾向があり、安定で正確なデイジタル信号の
記録が困難となる。

さらに、上記ピツト形状に関する問題点に加え
て、短パルス長のレーザー光で記録したり、デイ
スクを高速で回転させる場合、特にデイスクの外
周においては媒体面上の単位面積当りに単位時間
に照射されるレーザー光のエネルギー密度が小さ
くなるために、穴あけに要するレーザー光出力は
より大きくなり、媒体に対する高感度化の要求は
一層厳しいものとなる。

以上のような要求を満たすためには、記録層と
その下地（基板または下引層）との組合せが極め
て重要な要素となる。すなわち、最短ピツト長を
短かくするためには、付着力が大きいことが望ま
しく、一方で高感度化のためには付着力は小さい
ことが望ましいという一見、相矛盾する要求を満
たさねばならない。

（問題点を解決するための手段）本発明者らは、フルオロカーボン薄膜の炭素と
フツ素の組成比及び構造を制御することにより、
フルオロカーボン薄膜からなる下引き層と各種記
録層との間の付着力を制御し、これにより、最小
ピツトサイズを小さくする一方で、高感度及びピ
ツト形状の改善をもたらす光学的記録用媒体を
得、本発明に到達した。

すなわち、本発明の要旨は、基板上にフルオロ
カーボン膜からなる下引き層を設けて該下引き層
上にTeを含む穴あけタイプの記録層を配置した
光学的記録用媒体において、上記下引き層の表面
を不活性ガスプラズマ処理することなく、下引き
層の記録層に接する側の表面から10nｍ以内の層
の炭素とフツ素の原子数比をESCA法による測定
値として、炭素１に対して、フツ素0.8以上1.4未
満としたことを特徴とする光学的記録用媒体に存
する。

本発明に言うESCA法とは、軟Ｘ線励起光電子
分光法の略称であつて、軟Ｘ線の照射によつて試
料化合物中の原子からたたき出された光電子のエ
ネルギースペクトルから試料の表面近傍の元素の
種類及び化学結合状態を分析する方法である。こ
の方法では、上記光電子の透過能が小さいため該
薄膜の分析は、その表面から、10nｍ以内の極表
層部の情報が相対的に強く得られる特徴を有す
る。

本発明においては、スペクトロス
（SPECTROS）社製のESCAスペクトロメータ
“XSAM−800”型を用い導電性基板上に作成し
たフルオロカーボン薄膜表面のフツ素1S軌道
（F_1S）スペクトルと炭素1S（C_1S）軌道スペクトル
を測定した。F_1Sスペクトルは、結合エネルギー
が688ev付近に中心を有する単一ピークからな
り、C_1Sスペクトルは、結合エネルギーが、285か
ら294ev付近に中心を有する複数のピークから構
成される。炭素原子とフツ素原子数比は上記F_1S
ピークの積分強度と、C_1Sスペクトルの積分強度
との比から導出される。

以下図面を参照して、本発明を詳細に説明す
る。第１図は、本発明光学的記録用媒体の具体的
構造の１例を示す模式図であつて、１は基板、２
は基板１上に配置したフルオロカーボンの下引き
膜、３は膜２上に形成した記録層、４はトラツク
サーボ用の溝である。

本発明に係る記録媒体の基板１としては、アク
リル樹脂、ポリカーボネート樹脂等のプラスチツ
ク、ガラス又はアルミニウム等に紫外線硬化樹脂
を塗布したもの等が挙げられる。

本発明において、この基板上にフルオロカーボ
ンからなる膜を設ける。具体的には、例えば、プ
ラズマ重合法によつてポリフルオロカーボン薄膜
を20〜1000Å、好適には50〜300Å堆積させて下
引き層２を形成し、種々の記録層３に対して下地
との付着力を最適化する。

プラズマ重合に用いるフルオロカーボンのモノ
マーとしては、四フツ化エチレン、六フツ化プロ
ピレンなどのパーフロロアルケン、又はパーフロ
ロシクロヘキサン、パーフロロベンゼン等、常温
で気体あるいは液体であつても蒸気圧が十分高
く、真空容器に該フルオロカーボンの蒸気を
10^-3Torr以上満たし、グロー放電が可能となる
ものであつて、フツ素の置換度が高いものであれ
ば良い。特に、四フツ化エチレンと六フツ化プロ
ピレンは蒸気圧が高い、重合速度が速い、安価で
取扱い易いなどの点で有利なモノマーガスであ
る。これらフルオロカーボンをモノマとして容量
式あるいは誘導式放電を用いることによりプラズ
マ重合膜を形成することができる。フルオロカー
ボン膜の他の形成方法としては、ポリテトラフル
オロエチレン等のポリフルオロカーボンをスパツ
タリング等により形成する方法がある。

第２図は、フルオロカーボンのプラズマ重合膜
を作製した後、スパツタ法によつて記録層を成膜
する場合の装置の一例を示す。

図中５は真空容器であり、その内部は２室に区
切られている。第室でプラズマ重合を行い、そ
の後第室において記録層を成膜する。第２図
中、６，７は高周波を印加する電極であり、基本
的には同一構造であるが、７がスパツタされるべ
き材質からなるターゲツトであるのに対し、６は
スパツタされにくい材質（ステンレス、Taなど）
が用いられる。８は基板９がセツトされたホルダ
ーであり、、室の順に搬送することができ
る。１０，１１は放電を生ぜしめるためのガス導
入口であり、１０からはフルオロカーボンのモノ
マーガス、１１からは、ArまたはArとフツ化セ
レンガス等の反応性ガスとの混合ガスを導入す
る。ここで、、室の間には、各室のガスの種
類及び圧力を独立に制御するための差動排気室１
２を設けている。また、１３は排気口、１４は
RF電源である。

上記のような容量結合式のプラズマ重合装置に
おいて得られるフルオロカーボン膜表面のフツ素
原子と炭素原子の組成比（原子数比）、Ｆ／Ｃは、
原料となるモノマーガス、装置形状、放電条件、
特に放電パワー及びモノマーガス圧力に依存する
が、その値として、0.2から1.5程度の範囲のもの
が容易に得られる。一方、ポリフルオロカーボン
のスパツタ膜では、ターゲツトとして利用しうる
ポリフルオロカーボン樹脂の耐熱性に関する制御
のためＦ／Ｃとして1.1から1.7程度のものしか得
られない。Ｆ／Ｃが小さい方がフツ素原子が少な
く、炭素原子どうしの架橋度が高い膜構造となつ
ており、従つて、記録層との間の付着力が増加す
る傾向がある。

付着力の制御という点からは、プラズマ重合膜
の方が幅広い制御が行える。本発明者らは、種々
のTeを含む金属薄膜からなる穴あけタイプの記
録層に対し、上記フルオロカーボンのプラズマ重
合膜からなる下引き層を適用し、感度、ピツト形
状及び最小ピツトサイズのバランスのとれた改善
を達成しうるよう、記録層と下引き層の間の付着
力の最適化を行つた。この結果、該下引き層の記
録層に接する側の表面から10nｍ以内の層の炭素
とフツ素の原子数比を炭素１に対してフツ素0.8
以上1.4未満、好ましくは0.9以上1.3以下とした場
合に最も良好な特性を有する記録媒体が得られ
た。Ｆ／Ｃが0.8より小さい場合には、ポリカー
ボネート樹脂等に直接記録層を成膜した場合に比
して、感度の改善効果が少なく、Ｆ／Ｃが1.4よ
り大きい場合にはピツトサイズが大きくなりやす
い傾向がある。

（実施例）実施例１真空容器中に六フツ化プロピレンのモノマーガ
スを導入し、圧力を１×10^-2Torrとした。直径
８インチのステンレス製の円形陰極と、ほぼ同程
度の大きさを有し、円板状のポリカーボネート樹
脂基板を装着した陽極との間に、13.56MHzの高
周波電圧を印加し、グロー放電を生ぜしめた。放
電電力は50Wで、上記平行平板電極間の間隔は
100mmとした。上記条件のもとで膜厚約200Åのプ
ラズマ重合膜を得、下引き層とした。該六フツ化
プロピレン・プラズマ重合膜のフツ素と炭素の原
子数比Ｆ／Ｃは炭素１に対してフツ素1.2であつ
た。

上記下引き層上に、記録層として、TeをArと
SeF₆混合ガス中でスパツタして得られる膜厚約
400ÅのTe−SeF₆系媒体（特願60−296520に開示
したと同様の膜）を形成した。また、比較のた
め、Ｆ／Ｃが1.5であるポリテトラフルオロエチ
レンのスパツタ膜（膜厚約200Å）を下引き層と
した場合、及び下引き層の無い場合について、同
様にTe−SeF₆系記録層を成膜した。

上記３種類の光学的記録用媒体に対し、以下の
ような条件で記録再生特性の評価を行つた。円板
状基板は1800rpmで回転させ、回転軸からの半径
約30mmのトラツクに対し、波長830nｍのGaAs半
導体レーザーで記録、再生を行つた。記録は
3.63MHz、デユーテイー30％のパルス光にて行つ
た。

第３図にＣ／Ｎ比（Carrier to noise ratio）
の記録パワー依存性を示す。図中ａはＦ／Ｃ＝
1.5であるポリテトラフルオロエチレンスパツタ
膜を下引き層とした場合、ｂはＦ／Ｃ＝1.2であ
る六フツ化プロピレンプラズマ重合膜を下引き層
とした場合、ｃは下引き層無しの場合である。ｂ
はｃよりも感度が改善される一方で、ａよりも
Ｃ／Ｎが２〜3dB増加し、Ｃ／Ｎ比の記録パワー
依存性が少ない。これは、SEM観察の結果、ａ
においては記録パワーを大きくするにつれ、ピツ
トサイズが急激に大きくなるのに対し、ｂにおい
てはピツトサイズの変動が少ないためであること
がわかつた。さらに、ｂにおいてはｃに比べてピ
ツト内残留物が少なく、均一なリムが形成され
た。

実施例２実施例１において、モノマーガスを四フツ化エ
チレンに変えただけで他は全く同様にして、膜厚
約200Åのプラズマ重合膜（Ｆ／Ｃ＝1.1）を形成
し、下引き層とした。上記四フツ化エチレンプラ
ズマ重合膜の他に、やはり実施例１と同様に、ポ
リテトラフルオロエチレンのスパツタ膜（Ｆ／Ｃ
＝1.5）と、下引き無しの場合の３種類の基板及
び下引き層上に、窒素及びArとの混合ガス中で、
Te88％、Se12％（原子比）の合金ターゲツトの
反応性スパツタリングを行い、Te及びSeを含む
膜厚約400Åの膜厚（特願60−151505に開示した
と同様の膜）を形成し、記録層とした。上記３種
類の光学的記録用媒体に対し実施例１と同様にし
て記録、再生特性の評価を行つた。

ポリテトラフルオロエチレンのスパツタ膜を下
引き層とした場合、感度は極めて良いものの、付
着力が弱過ぎるために、ピツト形状が不ぞろい
で、大きな穴しか開かない。このため、Ｃ／Ｎの
場所むら、記録パワー依存性が大きく、正確なデ
ジタル信号の記録・再生は不可能であつた。

四フツ化エチレンのプラズマ重合膜を下引き層
として用いた場合、及び下引き層無しの場合に
は、それぞれ、第３図ｂ及びｃと同様な特性を示
し、該プラズマ重合膜下引き層の場合に最も良好
の特性が得られた。

（発明の効果）本発明におけるフルオロカーボン膜の下引き層
は、単に記録媒体の感度を向上させるだけでな
く、記録・再生特性のバランスのとれた改善を達
成でき、特に、高密度な光学的記録用媒体を実現
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る記録用媒体の構造の一
例を示し、第２図は、記録層を成膜するためのス
パツター装置の一例を示し、第３図は、実施例で
得られた媒体のＣ／Ｎ比の記録依存性を示す。図中、１：基板、２：下引き膜、、３：記録層。

Claims

【特許請求の範囲】１基板上にフルオロカーボン膜からなる下引き
層を設け、該下引き層上にTeを含む薄膜からな
る穴あけタイプの記録層を配置した光学的記録用
媒体において、上記下引き層の表面を不活性ガス
プラズマ処理することなく、下引き層の記録層に
接する側の表面から10nｍ以内の層の炭素とフツ
素の原子数比をESCA法による測定値として、炭
素１に対してフツ素0.8以上1.4未満としたことを
特徴とする光学的記録用媒体。２フルオロカーボン膜がフルオロカーボンのプ
ラズマ重合膜であることを特徴とする特許請求の
範囲第１項に記載の光学的記録用媒体。３上記フルオロカーボンのモノマーガスが四フ
ツ化エチレンまたは六フツ化プロピレンであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光学
的記録用媒体。４上記穴あけタイプの記録層が、Teを含む金
属をターゲツト材として、フツ化セレンガスと
Arガスとの混合ガス中において反応性スパツタ
リングすることにより形成した、Te及びSeを含
む堆積膜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用媒体。５上記穴あけタイプの記録層が、Te及びSeを
含む合金をターゲツト材として窒素ガスとArガ
スとの混合ガス中において反応性スパツタリング
をすることにより形成した、Te及びSeを含む堆
積膜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用媒体。