JPH07111786B2 - 光記録媒体と光記録媒体用保護膜と保護膜の製法 - Google Patents
光記録媒体と光記録媒体用保護膜と保護膜の製法Info
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- JPH07111786B2 JPH07111786B2 JP2027497A JP2749790A JPH07111786B2 JP H07111786 B2 JPH07111786 B2 JP H07111786B2 JP 2027497 A JP2027497 A JP 2027497A JP 2749790 A JP2749790 A JP 2749790A JP H07111786 B2 JPH07111786 B2 JP H07111786B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はレーザビーム等により、情報を高密度、大容量
で記録再生及び消去できる光記録媒体および光記録体用
保護膜並びにその保護膜の製造法に関するものである。
で記録再生及び消去できる光記録媒体および光記録体用
保護膜並びにその保護膜の製造法に関するものである。
従来の技術 光ディスクメモリに関しては、TeとTeO2を主成分とする
TeOx（０＜ｘ＜2.0）薄膜を用いた追記型のディスクが
ある。また繰り返し記録・消去が可能な消去ディスクが
実用化されつつある。この消去ディスクはレーザ光によ
り記録薄膜を加熱し、溶融し、急冷することにより、非
晶質化して情報を記録し、またこれらを加熱し徐冷する
ことにより結晶化して消去することができるものである
が、この記録薄膜の材料としてはS.R.Ovshinsky（エス
・アール・オブシンスキー）氏等のカルコゲン材料Ge15
Te81Sb2S2等が知られている。また、As2S3やAs2Se3ある
いはSb2Se3等カルコゲン元素と周期律表第Ｖ族あるいは
Ge等の第IV族元素等の組み合せからなる薄膜等が広く知
られている。これらの薄膜をレーザ光ガイド用の溝を設
けた基板に形成し、光ディスクとし用いることができ
る。これらのディスクにレーザ光で情報を記録し、その
情報を消去する方法としてはあらかじめ薄膜を結晶化さ
せておき、これに約１μｍに絞ったレーザ光を情報に対
応させて強度変調を施し、例えば円盤状の記録ディスク
を回転せしめて照射した場合、このピークパワーレーザ
光照射部位は、薄膜の融点以上に昇温し、かつ急冷し、
非晶質化したマークとして情報の記録がおこなえる。ま
たこの変調バイアスパワーレーザ光照射部位は、薄膜の
結晶化温度以上に昇温し、既記録信号情報を消去する働
きがありオーバライトできる。このように記録薄膜はレ
ーザ光によって融点以上に昇温し、また結晶化温度以上
に昇温されるものである。このため記録薄膜の下面およ
び上面に、耐熱性のすぐれた誘電体層を基板および接着
層に対する保護層として設けているのが一般的である。
これらの保護層の熱伝導特性により、昇温および急冷、
徐冷の特性が変わるものであるから、保護層の材質を選
ぶことによって記録および消去の特性を決めることがで
きるものである。
TeOx（０＜ｘ＜2.0）薄膜を用いた追記型のディスクが
ある。また繰り返し記録・消去が可能な消去ディスクが
実用化されつつある。この消去ディスクはレーザ光によ
り記録薄膜を加熱し、溶融し、急冷することにより、非
晶質化して情報を記録し、またこれらを加熱し徐冷する
ことにより結晶化して消去することができるものである
が、この記録薄膜の材料としてはS.R.Ovshinsky（エス
・アール・オブシンスキー）氏等のカルコゲン材料Ge15
Te81Sb2S2等が知られている。また、As2S3やAs2Se3ある
いはSb2Se3等カルコゲン元素と周期律表第Ｖ族あるいは
Ge等の第IV族元素等の組み合せからなる薄膜等が広く知
られている。これらの薄膜をレーザ光ガイド用の溝を設
けた基板に形成し、光ディスクとし用いることができ
る。これらのディスクにレーザ光で情報を記録し、その
情報を消去する方法としてはあらかじめ薄膜を結晶化さ
せておき、これに約１μｍに絞ったレーザ光を情報に対
応させて強度変調を施し、例えば円盤状の記録ディスク
を回転せしめて照射した場合、このピークパワーレーザ
光照射部位は、薄膜の融点以上に昇温し、かつ急冷し、
非晶質化したマークとして情報の記録がおこなえる。ま
たこの変調バイアスパワーレーザ光照射部位は、薄膜の
結晶化温度以上に昇温し、既記録信号情報を消去する働
きがありオーバライトできる。このように記録薄膜はレ
ーザ光によって融点以上に昇温し、また結晶化温度以上
に昇温されるものである。このため記録薄膜の下面およ
び上面に、耐熱性のすぐれた誘電体層を基板および接着
層に対する保護層として設けているのが一般的である。
これらの保護層の熱伝導特性により、昇温および急冷、
徐冷の特性が変わるものであるから、保護層の材質を選
ぶことによって記録および消去の特性を決めることがで
きるものである。
発明が解決しようとする課題 薄膜を加熱昇温し、溶融急冷非晶質化および加熱昇温結
晶化の手段を用いる情報記録および消去可能なオーバラ
イト記録媒体における第一の課題は消去特性、第二の課
題は記録消去のサイクル特性である。消去特性について
はTeを含む非晶質膜は、その融点は代表的なもので400
℃〜900℃と広い温度範囲にある。これらの薄膜にレー
ザ光を照射し、昇温徐冷することにより結晶化が行え
る。この温度は一般的に融点より低い結晶化温度領域で
ある。またこの結晶化した高いパワーレベルのレーザ光
をあて、その融点以上に加熱するとその部分は溶融し急
冷し、再び非晶質化してマークが形成できる。記録マー
クとして非晶質化を選ぶと、このマークは、記録薄膜が
溶融し急冷されて形成されるものであるから、冷却速度
が速いほど非晶質状態の均一なものが得られ信号振幅が
向上する。冷却速度が遅い場合はマークの中心と周辺で
非晶質化の程度に差が発生する。次に結晶化消去に際し
ては、レーザ光の照射により既に記録が行われている非
晶質マーク部を、結晶化温度以上に昇温し結晶化させて
このマークを消去する。この時、マークが均一に結晶化
するときは消去特性が向上するが、記録マークが不均一
な場合は結晶化消去の状態が不均一となり、消去特性が
低下するという課題があった。記録消去のサイクル特性
については加熱、冷却の多数回の繰り返しによるディス
ク基板あるいは保護層の熱的な損傷がある。ディスク基
板あるいは保護層が熱的な損傷を受けた場合、記録再
生、消去のサイクルにおいて、ノイズの増大を生じサイ
クル特性の劣化が発生するという課題があった。本発明
の目的は記録消去特性に優れ、サイクル特性の安定な光
ディスクを提供することである。
晶化の手段を用いる情報記録および消去可能なオーバラ
イト記録媒体における第一の課題は消去特性、第二の課
題は記録消去のサイクル特性である。消去特性について
はTeを含む非晶質膜は、その融点は代表的なもので400
℃〜900℃と広い温度範囲にある。これらの薄膜にレー
ザ光を照射し、昇温徐冷することにより結晶化が行え
る。この温度は一般的に融点より低い結晶化温度領域で
ある。またこの結晶化した高いパワーレベルのレーザ光
をあて、その融点以上に加熱するとその部分は溶融し急
冷し、再び非晶質化してマークが形成できる。記録マー
クとして非晶質化を選ぶと、このマークは、記録薄膜が
溶融し急冷されて形成されるものであるから、冷却速度
が速いほど非晶質状態の均一なものが得られ信号振幅が
向上する。冷却速度が遅い場合はマークの中心と周辺で
非晶質化の程度に差が発生する。次に結晶化消去に際し
ては、レーザ光の照射により既に記録が行われている非
晶質マーク部を、結晶化温度以上に昇温し結晶化させて
このマークを消去する。この時、マークが均一に結晶化
するときは消去特性が向上するが、記録マークが不均一
な場合は結晶化消去の状態が不均一となり、消去特性が
低下するという課題があった。記録消去のサイクル特性
については加熱、冷却の多数回の繰り返しによるディス
ク基板あるいは保護層の熱的な損傷がある。ディスク基
板あるいは保護層が熱的な損傷を受けた場合、記録再
生、消去のサイクルにおいて、ノイズの増大を生じサイ
クル特性の劣化が発生するという課題があった。本発明
の目的は記録消去特性に優れ、サイクル特性の安定な光
ディスクを提供することである。
課題を解決するための手段 本発明は透明基板の一方の面に、第一の保護層、記録薄
膜、第二の保護層、反射層を順次形成し、レーザ光等の
照射により熱的に記録薄膜の光学的な状態を変化させて
状態を記録および消去する媒体において、第一、第二の
保護層としZnSとSiO2の混合膜に窒素を含ませた誘電体
層を用いるものである。
膜、第二の保護層、反射層を順次形成し、レーザ光等の
照射により熱的に記録薄膜の光学的な状態を変化させて
状態を記録および消去する媒体において、第一、第二の
保護層としZnSとSiO2の混合膜に窒素を含ませた誘電体
層を用いるものである。
作用 すなわち保護層としてZnSとSiO2の混合膜に窒素を含ま
せた誘電体を用いることによって、誘電体がZnSとSiO2
の混合膜とZnやSi等の窒化物の混合体となって、遊離し
たZn,Si等の少ない、すなわち欠陥の少ない緻密と膜と
なって、機械的強度が向上し多数回の記録・消去の繰り
返しに対して効果が大きいものである。また保護層その
ものの熱伝導率も大きくなり、このことは記録薄膜の冷
却速度を速くする効果があり、第二の保護層の膜厚を薄
くして、金属層からなる反射層と記録薄膜を近づけるこ
とによる急冷効果とあいまって、記録薄膜を加熱急冷し
て得られる記録マークが均一な非晶質状態となって、記
録マークが不均一な場合に生じる結晶化消去時の不均一
な状態の発生を防止することができ、消去特性を向上さ
せることが出来るものである。
せた誘電体を用いることによって、誘電体がZnSとSiO2
の混合膜とZnやSi等の窒化物の混合体となって、遊離し
たZn,Si等の少ない、すなわち欠陥の少ない緻密と膜と
なって、機械的強度が向上し多数回の記録・消去の繰り
返しに対して効果が大きいものである。また保護層その
ものの熱伝導率も大きくなり、このことは記録薄膜の冷
却速度を速くする効果があり、第二の保護層の膜厚を薄
くして、金属層からなる反射層と記録薄膜を近づけるこ
とによる急冷効果とあいまって、記録薄膜を加熱急冷し
て得られる記録マークが均一な非晶質状態となって、記
録マークが不均一な場合に生じる結晶化消去時の不均一
な状態の発生を防止することができ、消去特性を向上さ
せることが出来るものである。
実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。第
１図において、１はディスク基板でポリカーボネイト等
の樹脂基板からなっている。このディスク基板１はあら
かじめレーザ光案内用の溝を形成した樹脂基板あるいは
2P法で溝を形成したガラス板、ガラス板に直接溝を形成
した基板であってもよい。２は第一の保護層でZnS−SiO
2の混合膜に窒素を含ませた誘電対からなっており、膜
厚は約150nmである。３は記録薄膜でTe−Ge−Sbからな
る合金薄膜であり、膜厚は約30nmである。４は第二の保
護層で第一の保護層２と同じ材料からなっており、膜厚
は約20nmである。５はAlからなる反射層で膜厚は約60nm
である。６は保護板で接着材７によってディスク基板１
に貼り合わせている。図の構成において記録・消去及び
再生は矢印８の方向より、情報に応じて強度変調を施し
たレーザ光を照射して、また反射光を検出して行うもの
である。ここで第一、第二の保護層２、４であるZnS−S
iO2混合膜はSiO2の比率を20mol％にしている。これに限
定するものではなく、ZnS−SiO2の混合膜であれば窒素
を含ませることによって前述した効果を得られるもので
ある。しかしSiO2の比率を5mol％以下にすると、ZnSにS
iO2を混合した時に得られる効果、すなわち結晶粒径を
小さくするという効果が小さくなり、50mol％以上にす
ると、SiO2膜の性質が大きくなるものであるから、SiO2
の比率は５〜40mol％の範囲にするのが適当であった。
またZnS−SiO2混合膜の形成方法としては、一般的には
真空蒸着あるいはスパッタ法が用いられているが、本実
施例ではアルゴンと窒素の混合ガスによるスパッタ法を
用いている。この時、窒素の分圧が膜質を決定する上で
重要になるが、スパッタ時の窒素分圧が1.5×10-5〜1.5
×10-3Torrの間が適当であった。この理由は1.5×10-5T
orrよりも窒素の分圧を小さくするとアルゴンと窒素の
混合ガスによるスパッタ法の効果が小さくなるものであ
った。すなわちZnS−SiO2混合膜と窒化物の混合体、特
に窒化物が出来にくくなるものである。逆に1.5×10-3T
orrよりも窒素の分圧を大きくすると、窒素分圧に応じ
てスパッタ時の成膜効率が低下するといった課題を発生
するため上記比率が適当であった。さらに第二の保護層
４の膜厚を約20nmと薄くしているが、これによって熱拡
散層となる反射層５と記録薄膜３が近くなり、記録・消
去時の記録薄膜３の熱が急速に反射層５に伝達されるこ
とになって、記録薄膜３を急冷する上で効果があるもの
である。本実施例のディスク構成で、外径130nm、1800r
pm回転でf1−3.43MHzの信号、f2−1.0MHzの信号のオー
バライト特性を測定した。オーバライトは、１個のサー
クルスポットで約１μｍのレーザ光により、高いパワー
レベル16mW、低いパワーレベル8mWの間の変調で、高い
パワーレベルで非晶質化マークを形成し、低いパワーレ
ーベルで非晶質化マークを結晶化して消去する同時消録
の方法で行った。この結果、記録信号のC/N比として
は、55dB以上が得られ、消去特性として、オーバライト
消去率30dB以上が得られた。オーバライトのサイクル特
性については、特にビットエラーレイトの特性を測定し
た結果、1000000サイクル以上劣化が見られなかった。
１図において、１はディスク基板でポリカーボネイト等
の樹脂基板からなっている。このディスク基板１はあら
かじめレーザ光案内用の溝を形成した樹脂基板あるいは
2P法で溝を形成したガラス板、ガラス板に直接溝を形成
した基板であってもよい。２は第一の保護層でZnS−SiO
2の混合膜に窒素を含ませた誘電対からなっており、膜
厚は約150nmである。３は記録薄膜でTe−Ge−Sbからな
る合金薄膜であり、膜厚は約30nmである。４は第二の保
護層で第一の保護層２と同じ材料からなっており、膜厚
は約20nmである。５はAlからなる反射層で膜厚は約60nm
である。６は保護板で接着材７によってディスク基板１
に貼り合わせている。図の構成において記録・消去及び
再生は矢印８の方向より、情報に応じて強度変調を施し
たレーザ光を照射して、また反射光を検出して行うもの
である。ここで第一、第二の保護層２、４であるZnS−S
iO2混合膜はSiO2の比率を20mol％にしている。これに限
定するものではなく、ZnS−SiO2の混合膜であれば窒素
を含ませることによって前述した効果を得られるもので
ある。しかしSiO2の比率を5mol％以下にすると、ZnSにS
iO2を混合した時に得られる効果、すなわち結晶粒径を
小さくするという効果が小さくなり、50mol％以上にす
ると、SiO2膜の性質が大きくなるものであるから、SiO2
の比率は５〜40mol％の範囲にするのが適当であった。
またZnS−SiO2混合膜の形成方法としては、一般的には
真空蒸着あるいはスパッタ法が用いられているが、本実
施例ではアルゴンと窒素の混合ガスによるスパッタ法を
用いている。この時、窒素の分圧が膜質を決定する上で
重要になるが、スパッタ時の窒素分圧が1.5×10-5〜1.5
×10-3Torrの間が適当であった。この理由は1.5×10-5T
orrよりも窒素の分圧を小さくするとアルゴンと窒素の
混合ガスによるスパッタ法の効果が小さくなるものであ
った。すなわちZnS−SiO2混合膜と窒化物の混合体、特
に窒化物が出来にくくなるものである。逆に1.5×10-3T
orrよりも窒素の分圧を大きくすると、窒素分圧に応じ
てスパッタ時の成膜効率が低下するといった課題を発生
するため上記比率が適当であった。さらに第二の保護層
４の膜厚を約20nmと薄くしているが、これによって熱拡
散層となる反射層５と記録薄膜３が近くなり、記録・消
去時の記録薄膜３の熱が急速に反射層５に伝達されるこ
とになって、記録薄膜３を急冷する上で効果があるもの
である。本実施例のディスク構成で、外径130nm、1800r
pm回転でf1−3.43MHzの信号、f2−1.0MHzの信号のオー
バライト特性を測定した。オーバライトは、１個のサー
クルスポットで約１μｍのレーザ光により、高いパワー
レベル16mW、低いパワーレベル8mWの間の変調で、高い
パワーレベルで非晶質化マークを形成し、低いパワーレ
ーベルで非晶質化マークを結晶化して消去する同時消録
の方法で行った。この結果、記録信号のC/N比として
は、55dB以上が得られ、消去特性として、オーバライト
消去率30dB以上が得られた。オーバライトのサイクル特
性については、特にビットエラーレイトの特性を測定し
た結果、1000000サイクル以上劣化が見られなかった。
発明の効果 以上、説明したように記録薄膜の両側の保護層としてZn
S−SiO2の混合膜に窒素を含ませることによって以下の
効果を得られるものである。
S−SiO2の混合膜に窒素を含ませることによって以下の
効果を得られるものである。
（１）誘電体がZnSとSiO2の混合膜とSiN等の窒化物の混
合体となって、遊離したSi等の少ない、すなわち欠陥の
少ない緻密な膜となり、保護層の機械的強度が向上す
る。
合体となって、遊離したSi等の少ない、すなわち欠陥の
少ない緻密な膜となり、保護層の機械的強度が向上す
る。
（２）記録信号振幅が増大し、C/N比は55dB以上に向上
する。
する。
（３）記録マークが均一化しオーバライト消去率が30dB
以上に向上する。
以上に向上する。
（４）記録・消去時の冷却速度を速くできることによっ
て、多サイクル時の熱衝撃を小さくできサイクル特性が
向上する。
て、多サイクル時の熱衝撃を小さくできサイクル特性が
向上する。
第１図は本発明の一実施例における光学情報記録媒体の
一部省略断面図である。 １……ディスク基板、２……第一の保護層、３……記録
薄膜、４……第二の保護層、５……反射層。
一部省略断面図である。 １……ディスク基板、２……第一の保護層、３……記録
薄膜、４……第二の保護層、５……反射層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河原 克巳 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−276724（ＪＰ，Ａ)
Claims (8)
- 【請求項１】透明基板の一方の面に、第一の保護膜、レ
ーザ光の照射により、そのエネルギーを吸収して昇温
し、溶融し、急冷し、非晶質化する性質と、非晶質の状
態を昇温することにより、結晶化する性質を有する記録
薄膜、第二の保護膜、反射層を順次形成した光記録媒体
であって、前記第一、第二の保護層がZnSとSiO2の混合
膜からなり、少なくとも一方の保護膜に窒素を含ませて
なることを特徴とする光記録媒体。 - 【請求項２】第二の保護層を第一の保護層より薄くし、
膜圧を30nm以下とすることを特徴とする請求項１記載の
光記録媒体。 - 【請求項３】記録薄膜としてTe,Ge,Sbからなる材料を用
いることを特徴とする請求項１記載の光記録媒体。 - 【請求項４】ZnSとSiO2の混合膜のSiO2比が５〜40mol％
であることを特徴とする請求項１記載の光記録媒体。 - 【請求項５】ZnSとSiO2の混合膜に窒素を含ませてなる
ことを特徴とする光記録媒体用保護膜。 - 【請求項６】ZnSとSiO2の混合膜のSiO2比が５〜40mol％
であることを特徴とする請求項５記載の光記録媒体用保
護膜。 - 【請求項７】ZnSとSiO2の混合膜からなる保護層をアル
ゴンと窒素の混合ガスを用いたスパッタ法で形成するこ
とを特徴とする光記録媒体用保護膜の製法。 - 【請求項８】保護層を形成する時の窒素分圧を1.5×10
-5〜1.5×10-3Torrの範囲にすることを特徴とする請求
項７記載の光記録媒体用保護膜の製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2027497A JPH07111786B2 (ja) | 1990-02-07 | 1990-02-07 | 光記録媒体と光記録媒体用保護膜と保護膜の製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2027497A JPH07111786B2 (ja) | 1990-02-07 | 1990-02-07 | 光記録媒体と光記録媒体用保護膜と保護膜の製法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03232133A JPH03232133A (ja) | 1991-10-16 |
| JPH07111786B2 true JPH07111786B2 (ja) | 1995-11-29 |
Family
ID=12222779
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2027497A Expired - Lifetime JPH07111786B2 (ja) | 1990-02-07 | 1990-02-07 | 光記録媒体と光記録媒体用保護膜と保護膜の製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07111786B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05144082A (ja) * | 1991-11-26 | 1993-06-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光記録媒体と光記録媒体用保護膜 |
| US5914214A (en) * | 1996-12-06 | 1999-06-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for manufacturing an optical information recording medium |
| JP3221494B2 (ja) * | 1997-06-06 | 2001-10-22 | 旭化成株式会社 | 光学情報記録媒体 |
| EP1059634A4 (en) * | 1998-03-02 | 2002-05-08 | Kao Corp | OPTICAL RECORDING MEDIUM AND PROTECTIVE LAYER THEREFOR |
-
1990
- 1990-02-07 JP JP2027497A patent/JPH07111786B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03232133A (ja) | 1991-10-16 |
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Legal Events
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