JPH0572018B2

JPH0572018B2 -

Info

Publication number: JPH0572018B2
Application number: JP61123757A
Authority: JP
Inventors: Ryutaro Tanaka
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-05-30
Filing date: 1986-05-30
Publication date: 1993-10-08
Also published as: JPS62281133A

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、光学的に情報の記録を行う情報記憶
媒体に関するものである。

（従来の技術）情報記憶媒体としての光デイスクは、高密度、
大容量の記録媒体として注目され、画像情報のフ
アイルや電子計算機の外部メモリ等として広く普
及している。

この光デイスクには、再生専用タイプとユーザ
が書き込める追記型（DRAW；Direct Read
After Write）と呼ばれるタイプと消去可能タイ
プとがあり、近年、情報を繰り返して記録、消去
できる消去可能タイプがその利便性ゆえに広く普
及しつつある。

消去可能タイプの光デイスクとしては、記録・
消去方法により、光磁気型、相変化型等が知られ
ている。光磁気型は例えば、非晶質希土類−遷移
金属合金薄膜の垂直磁化方向を記録部と未記録部
とで変えて、情報の記録をし、これらの部分の反
射光のカ−回転角の差を検出して情報の再生をし
ている。

また、相変化型は記録層を平衡相から非平衡相
へ、例えば平衡相としての結晶から非平衡相とし
ての非晶質へ相移転させて記録を行い、記録がさ
れた非平衡相部分と記録がされていない平衡相部
分との反射率の違いを読み取つて再生している。

ところで、上述のような消去可能な光デイスク
を使用する際に、記録情報の秘密性、安全性等を
考慮して登録されたコード番号の者のみが情報の
再生を可能とするために、光デイスク使用者個有
のコードを登録したり、また、デイスク内部のア
ドレス情報等のように、消去されると困る情報も
ある。

従来より、消去可能な光デイスクに記録された
情報を消去不能にする試みとして、強力なレーザ
ビームを照射して、記録層の記録部に穴を形成す
る方法等もある。しかしながら、一般に光デイス
クは記録層の酸化、劣化等を防止するために上下
両面からSiO等から成る保護層が設けられてお
り、穴の形成は困難である。また、穴を形成する
ためにレーザビームの出力を高めることは、一般
の半導体レーザの出力30〜50mWを越えてしまう
といつた問題点があつた。

（発明が解決しようとする問題点）上述のように、従来の消去可能タイプの光デイ
スクにあつては、記録情報の消去を不可能にする
機能を合せ持つのが困難であつた。

本発明は上記事情に基づいたもので、その目的
は、この種の情報記憶媒体において、容易に情報
の消去を不能にすることができる情報記憶媒体を
提供することにある。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）上記問題点を解決するために本発明は、基板
と、光ビームを照射させることにより繰り返して
情報の記録及び消去が可能な記録層とを有する情
報記憶媒体において、前記基板と記録層との間に
設けられ、光ビームの照射により加熱された部分
にバブルが形成される材料から成つている下地層
を有し、この下地層にバブルが形成された部分の
記録層に記録されている情報の消去を不可能にす
ることを特徴とする。

（作用）記録層が光磁気型の場合には、未記録部分に対
する記録部分の垂直磁化方向を可逆的に逆方向、
同一方向にさせて情報の記録・消去がされる。

また、記録層が相変化型の場合には、記録部分
を非平衡相と平衡相との間で可逆的に相転移させ
て情報の記録・消去がされる。

一方、記録層に記録された記録情報の消去を不
能にする場合、記録層の記録部分に対応する下地
層部分に光ビームを照射して加熱すると、この加
熱部分の下地層にバブルが形成される。このバブ
ルは冷却後もそのままの形で維持される。

情報の再生は、バブル形成部分と未形成部分と
の反射率の違いにより容易に行うことができる。

（実施例）以下、本発明に係る情報記憶媒体の一実施例を
説明する。

第１図は本発明に係る情報記憶媒体の第１実施
例（実施例−１）の断面構成を示しており、この
情報記憶媒体としての光デイスクは、基板１、下
地層２、第１の保護層４ａ、記録層３、第２の保
護層４ｂおよび反射層５が順番に積層されて円板
状に形成されている。

基板１は、アクリル、エポキシ、ポリカーボネ
ート（PC）、ポリイミド、ポリアミド等の有機樹
脂材料やガラス、Ａ₂O₃，ZrO₂等で形成された
透明基板である。

下地層２は、プラズマ重合膜であり、CH₄（メ
タン），C₂H₆（エタン），C₃H₈（プロパン）、C₂H₄
（エチレン）、SiH₄（モノシラン）等のガスを単独
で、または混合して形成するか、あるいはこれら
の単独ガスまたは混合ガス中にO₂，O₃，NH₃，
CO₂，SO₂（CN）₂等の親水性官能基を形成するガ
スを混合して形成したものである。これらの親水
性官能基を形成するガスを混入するのは無機材料
で形成された保護層４ａや記録層３との親和力を
増して剥離を防止するためである。

第１の保護層４ａおよび第２の保護層４ｂは、
SiOやSiO₂等の無機誘電体材料をスパツタ法また
は蒸着法にて厚さ50〜5000Åで形成したものであ
る。これら保護層４ａ，４ｂにより記録層３の酸
化や光ビーム照射時における記録層３の蒸発によ
る穴の形成が防止される。

本実施例の記録層３は、基板１面に対して垂直
の磁気異方性を有する薄膜であり、TbFeCo，
GdTbFe，GdFeCo等の非晶質希土類−遷移金属
等、種々の材料から選択される。その膜厚は数10
Å〜数1000Åである。

反射層５は、Cu，Al，Au等の金属で厚さ
1000A程度で積層されている。この反射層３によ
り基板３側から照射されたレーザビームのうち、
記録層３で反射されずに通過した光をすべて基板
１側に反射させることができ、そのため、記録層
３からの反射光と反射層５からの反射光とが重量
され、その多重干渉効果により記録感度が大幅に
向上する。

以上の構成を有する光デイスクにおいて、情報
の記録は、第２図に示すように、まずあらかじめ
一定方向に磁化された記録層３に記録情報信号に
応じて変調されたレーザビームを集光させて、照
射ビツト部６の温度を上昇させ、次いで、この光
デイスクの磁化方向と逆の外部磁界Ｈを加える。
照射ビツト部６の温度がキユリー点以上になつた
時点で記録層３の照射ビツト部６の磁化方向が反
転し、この反転状態が常温でも維持されることに
よつて記録がされる。

記憶情報の再生は、再生用レーザビームを基板
１側から照射し、記録層３からの反射光のうち、
記録ビツト部と記録がされていない部分のカ−回
転角の差を検出して光強度を測定することでなさ
れる。

また、記録情報の消去は、記録層３の最初の磁
化方向（記録がされていない部分の磁化方向）に
磁界を加え、消去すべき記録ビツト部をキユリー
点以上に加熱してその磁化方向を元に戻せばよ
い。

一方、記録情報の消去を不能にするには、第３
図に示すように、情報が記録された記録ビツト部
に、記録用レーザビームより高いパワーのレーザ
ビームＬ２を照射し、下地層２にバブル７を形成
する。このバブル７が形成されると、従来の再生
専用タイプの光デイスクと同様の読取装置を使用
して精度よく情報を読み取ることが可能となる。

第６図は本発明に係る情報記憶媒体の他の実施
例（実施例−２）の断面構成を示しており、この
情報記憶媒体としての光デイスクは、基板１、下
地層２、記録層３及び保護層４を順番に積層して
円板上に形成されている。

上記基板１、下地層２及び保護層４は前記第１
の実施例と同一構成である。

上記記録層３は、例えばレーザビームの照射に
よる加熱によつて平衡相と非平衡相、例えば結晶
と非晶質との間で可逆的に相転移する金属や半導
体材料で形成されている。この材料としては、
Te，TeGe，InSb等種々の材料から選択される。

上記構成において、情報の記録は、例えば記録
情報で変調されたレーザビームを記録層に照射し
て急速加熱、急速冷却することより、レーザビー
ム照射部分の記録層が例えば結晶から非晶質へと
相転移することでなされる。また、記録の消去
は、記録がされた非晶質部分に消去用のレーザビ
ームを照射して加熱した後、徐冷することによ
り、再び結晶へ戻すことでなされる。さらに、情
報の再生は再生用のレーザビームを照射して、情
報が記録された非晶質部分と記録されていない結
晶部分との反射率の違いを読み取ることで成され
る。

一方、記録された情報の消去を不能にするに
は、前記実施例と同様に、レーザービームの出
力、パルス幅を高くして記憶ビツト部に照射して
下地層２にバブル７を形成すればよい。これによ
り、記録の消去が不能になり、長期間安定して記
録状態が維持できる。また、情報の再生が容易と
なる。

以下、具体的な実施例について説明する。

（実施例１） PC樹脂製の基板１を使用し、回転台（図示せ
ず）に取付け、反応容器を真空に排気した後、
CO₂を分圧比で１％含有するSiH₄ガスを導入し、
基板１に所定の高周波電力を投入してSiH₄ガス
によるプラズマ重合膜（下地層２）を積層した。
その膜厚は10000Åで形成した。次いで、スパツ
タ法にてSiOから成る第１の保護層４ａを膜厚
500Åで積層した。

また、第１の保護層４ａ上にTbFeCOから成る
光磁化膜を膜厚500Åで形成し、記録層３を形成
した。

次いで、この記録層３上にSiOから成る第２の
保護層４ｂを膜厚500Åで積層し、さらに、この
保護層４ｂ上にAlから成る反射層５を膜厚1000
Åで積層して第１図に示した光デイスクを作成し
た。

上述したようにして形成された光デイスクに出
力（mW）及びパルス幅を変えたレーザビームを
照射してその特性を調べた。なお、この場合、外
部印加磁界は2000e一定とした。

その結果、第４図に示すように、領域Ａでは、
記録層３に何ら変化は生ぜず、情報の記録ができ
なかつた。

また、Ｂ領域では、記録層３の磁化が反転し情
報の記録ができ、また、レーザ出力及びパルス幅
を変えた消去用のレーザビームを照射することで
記録の消去ができた。このＢ領域では、下地層２
にはバブルは発生していなかつた。

さらに、Ｃ領域では記録層３の磁化が反転し情
報の記録ができるとともに、下地層２にバブルが
形成され、このバブルは冷却後もそのままの状態
で維持されていた。

そして、領域Ｂにおける再生特性として、反射
率30％、カ−回転角0.6deg，Ｃ／Ｎ比50dB
（1.25MHz）と極めて優れた特性を得ることがで
きた。

一方、下地層（SiH₄＋CO₂プラズマ重合膜）
２が形成されたサンプルと、下地層２が形成され
ていないサンプルの双方を、温度65℃、相対湿度
90％RH下で環境試験を行い、反射率変化（Ｒ／
R₀）を調べた。

その結果、第５図に示すように、図中実線で示
すように下地層２を有するサンプルは、15日経過
後でも記録層３に外見上何ら変化は見られなかつ
た。一方、下地層２が無いサンプルでは、PC樹
脂基板１と下地層２との間に剥離が生じ、反射率
が低下し、15日経過後では、初期の反射率R₀の
約40％に低下していることが判明した。

（実施例２） PC樹脂製の基板１上にCH₄ガスによるプラズ
マ重合膜を3000Åの厚さに積層して下地層２を形
成した。

次いで、下地層２上に２元同時スパツタ法によ
り、InターゲツトとSbターゲツトに投入する高
周波電力を調整してIn₅₀Sb₅₀から成る記録層３を
500Åの厚さで形成した。

次いで、記録層３上にスパツタ法でSiOから成
る保護層４を500Åの厚さで積層して、第４図に
示した光デイスクを得た。

このようにして形成された光デイスクにレーザ
ビームを照射し、レーザ出力、パルス幅を変化さ
せてその特性を調べた。

その結果、第７図に示すように、Ａ領域では、
照射後の冷却速度が比較的遅く、InSbが平衡相
化して、その反射率が低下していることが判明し
た。

また、Ｂ領域では、記録層の冷却速度が比較的
速く、InSbが非平衡相化して、反射率が上昇し
ていることが判明した。

さらに、Ｃ領域では、CH₄プラズマ重合膜（下
地層）がガス化してバブル７が形成されているこ
とが判明した。

従つて、本実施例の光デイスクにおいて、消去
可能な情報は、Ｂ領域で記録、Ａ領域で消去すれ
ばよく、消去を不能にするためにはＣ領域のレー
ザビームを照射すればよいことが判明した。な
お、Ｄ領域では記録層３に何ら変化を生じなかつ
た。

次に、この光デイスクの記録・消去を繰り返し
た特性を記録用及び消去用のレーザビームの各出
力、パルス幅をそれぞれ10mW，50nsec及び
3mW，1μsecで調べた。

その結果、第８図に示すように、最初の５〜10
回当りで反射率の上昇はみられるが、その後は一
定し、10⁴回の繰り返し後でも変化せず反射率が
安定していることが判明した。

［発明の効果］以上説明したように、本発明の情報記憶媒体に
よれば、基体上に光ビームの照射加熱によりバブ
ルを形成する下地層を積層する構成としたので、
容易に情報を消去不能にすることができる。その
ため、情報記憶媒体の応用範囲が広がりその利便
性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る情報記憶媒体の一実施例
の構成を示す断面図、第２図は第１図の情報記憶
媒体の情報記録原理を説明する図、第３図は第１
図の情報記憶媒体のバブル形成状態を示す断面
図、第４図は第１図実施例の情報記憶媒体の照射
パルス幅−出力特性を示す図、第５図は第１図実
施例の環境試験の結果を示す図、第６図は本発明
に係る情報記憶媒体の他の実施例の構成を示す断
面図、第７図は第６図実施例の情報記憶媒体の照
射パルス幅−出力特性を示す図、第８図は第６図
実施例の記録、消去繰り返し特性を示す図であ
る。１……基板、２……下地層、３……記録層、
４，４ａ，４ｂ……保護層、５……反射層、７…
…バブル。

Claims

【特許請求の範囲】１基板と、光ビームを照射させることにより繰
り返して情報の記録及び消去が可能な記録層とを
有する情報記憶媒体において、前記基板と記録層との間に設けられ、光ビーム
の照射により加熱された部分にバブルが形成され
る材料から成つている下地層を有し、この下地層
にバブルが形成された部分の記録層に記録されて
いる情報の消去を不可能にすることを特徴とする
情報記憶媒体。２前記下地層は、CH₄，C₂H₆，C₃H₈，C₂H₄，
SiH₄の単独ガスまたはそれらの混合ガスによる
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項に記載の情報記憶媒体。３前記下地層は、CH₄，C₂H₆，C₃H₈，C₂H₄，
SiH₄の単独ガスまたはそれらの混合ガスにO₂，
O₃，NH₃，CO₂，SO₂（CN）₂等の親水性官能基を
形成するガスを混合したガスによるプラズマ重合
膜であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
に記載の情報記憶媒体。