JPH07169095A

JPH07169095A - 情報記録媒体

Info

Publication number: JPH07169095A
Application number: JP5310775A
Authority: JP
Inventors: Yasuyo Hisamichi; 康代久道; Yoshio Shirai; 良男白井
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1993-12-10
Filing date: 1993-12-10
Publication date: 1995-07-04
Anticipated expiration: 2019-03-29
Also published as: JP3511655B2

Abstract

(57)【要約】【目的】記録層を形成する薄膜の付着性を向上させる。【構成】記録情報信号に応じて変調されたレーザー光が
透過する基板１ａ，１ｂ上に前記レーザー光を集光照射
して前記記録情報を記録する記録層９ａ，９ｂを形成
し、前記記録層上に前記レーザー光に対する反射率が高
い反射層６ａ，６ｂを形成し、前記記録層に対して前記
レーザー光の集光照射を行うことにより低融点合金を生
成して前記基板側から見た当該記録層の反射率を変化さ
せる情報記録媒体であり、記録層９ａ，９ｂと反射層６
ａ，６ｂとの界面に酸化物からなる酸化物層５ａ，５ｂ
を形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ビデオディスク、ディ
ジタルオーディオディスクを始めとする各種画像ファイ
ルや大容量メモリに適用して好ましい情報記録媒体に関
し、特に一旦記録した情報を長期間保存できるいわゆる
追記（ＤＲＡＷ）型の情報記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の情報記録媒体としては、基板上に
形成された低融点金属薄膜層に記録情報信号によって変
調したレーザ光を照射して、情報に応じた局部的な加熱
によって金属薄膜層を溶融または蒸発させ、ここに記録
ピットを形成するようにした、すなわち形状変化による
記録を行うようにしたものや、形状変化による記録態様
を採らずに、非晶質記録層を加熱することにより部分的
に結晶化記録部を形成し、この結晶化記録部と非晶質部
との光学的特性の差によって記録および読み出しを行う
ようにした記録媒体が知られている（例えば、特開昭５
２−１３８，１４５号公報参照）。

【０００３】しかしながら、前者の記録媒体では、書き
込みに大きなパワーを必要とし、また溶融によって生じ
た記録ピットの形状制御が困難であるためにノイズレベ
ルが高くなり、しかも解像度が低いので高密度記録に適
していないという問題があった。また、後者のものも、
結晶化させるためには徐熱および徐冷の条件下での記録
が必要となるが高速かつ高密度の記録を行う場合には記
録条件が急熱および急冷の条件で行われるために、目的
とする結晶化がなされないおそれがあった。逆に急熱お
よび急冷の条件で容易に結晶化される材料を用いると、
長期の保存中において非晶質部分が徐々に結晶化されて
行きＳ／Ｎ比が低下するという問題があった。

【０００４】そこで、レーザ光に対して高い透過率を有
する第１の金属層を基板上に形成し、さらにこの第１の
金属層上に、レーザ光に対して高吸収率を有し第１の金
属層と容易に合金をつくる低融点金属を主成分とする第
２の金属層を形成した記録媒体が提案されている（例え
ば、本出願人の出願に係る特開昭６０−２８，０４５号
公報参照）。この場合、第１の金属層は例えばアンチモ
ンセレンＳｂ₂Ｓｅ₃から構成し、第２の金属層は例え
ばビスマステルルＢｉ₂Ｔｅ₃から構成することができ
る。また、これら第１および第２の金属層上には、さら
に断熱層と反射層を形成し、断熱層は熱伝導率が低くレ
ーザ光の透過率が高い材料、例えばアンチモンセレンＳ
ｂ₂Ｓｅ₃から構成すると共に、反射層は断熱層との界
面においてレーザ光に対する反射率が大きくなるように
断熱層と屈折率、吸収率が大きく異なる材料、例えばア
ルミニウムＡｌなどから構成することができる。

【０００５】このような記録媒体では、第１の金属層の
厚さが多重繰り返し反射による干渉効果を利用して基板
側から入射させるレーザ光に対してその反射率が低くな
るように選定されており、その結果、レーザ光を集光照
射させると第１の金属層と第２の金属層および反射層の
一部が４元素が混在した合金となり、上述した多重繰り
返し反射の条件を変えると基板側から見た記録層の実質
的反射率が変化するので情報の記録および読み出しを行
うことができる。しかも、従来の磁気記録などのように
周辺環境の磁界等によって記録された内容が消去されな
いので、一旦記録した情報を長期間保存できる媒体とし
て注目されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、基板上にア
ンチモンセレンＳｂ₂Ｓｅ₃からなる第１の金属層、ビ
スマステルルＢｉ₂Ｔｅ₃からなる第２の金属層、アン
チモンセレンＳｂ₂Ｓｅ ₃からなる断熱層、アルミニウ
ムＡｌからなる反射層、および紫外線硬化樹脂からなる
保護層をそれぞれ形成し、同様にして形成された２つの
基板を保護層を接合面として接着剤を介して接合し、両
面から記録／読み出しを行えるように記録媒体を構成し
た場合、アンチモンセレンＳｂ₂Ｓｅ₃からなる断熱層
とアルミニウムＡｌからなる反射層との界面における付
着性に問題があった。

【０００７】すなわち、２つの基板の接合は、接着剤と
して両面接着テープをそれぞれの基板の保護層に貼り付
け、当該両面接着テープの台紙を剥がしたのち、それぞ
れの両面接着テープを重ね合わすことにより行われる
が、両面接着テープの台紙を剥がす際に台紙が両面接着
テープから離れずに断熱層と反射層との界面に剥離が生
じてしまうという問題があった。このような付着性の不
具合は、両面接着テープを用いなくとも経時的な劣化に
よっても生じると推測される。本発明は、このような従
来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、記録層を
形成する薄膜の付着性を向上させることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の情報記録媒体は、記録情報信号に応じて変
調されたレーザー光が透過する基板上に前記レーザー光
を集光照射して前記記録情報を記録する記録層を形成
し、前記記録層上に前記レーザー光に対する反射率が高
い反射層を形成し、前記記録層に対して前記レーザー光
の集光照射を行うことにより低融点合金を生成して前記
基板側から見た当該記録層の反射率を変化させる情報記
録媒体において、前記記録層と前記反射層との界面に酸
化物からなる酸化物層を形成したことを特徴としてい
る。

【０００９】前記記録層はアンチモンセレン（Ｓｂ₂Ｓ
ｅ₃）を主成分とし、前記反射層はアルミニウム（Ａ
ｌ）を主成分とすることが好ましい。また、前記酸化物
層の膜厚は１０ｎｍ以上であることが好ましい。

【００１０】

【作用】記録層の主成分をアンチモンセレン（Ｓｂ₂Ｓ
ｅ₃）とし、反射層を主にアルミニウム（Ａｌ）とし
て、この記録層を酸素雰囲気中に暴露することにより当
該記録層と反射層との界面に酸化アンチモン（Ｓｂ₂Ｏ
₃）からなる酸化物層を形成すると、記録層と反射層と
の間の付着性が向上する。ただし、この酸化物層の膜厚
が１０ｎｍより薄いと付着性の向上が観察されないので
膜厚は１０ｎｍ以上とすることが好ましい。

【００１１】

【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。図１（Ａ）は本発明の一実施例に係る光ディス
クを示す全体断面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＢ部を
示す拡大断面図である。本実施例は、ディスクの両主面
に対してそれぞれ独立に情報の記録及び、情報を記録し
た側と同じ側からそれぞれ記録の読み出しを行うことが
できる素体ａ，ｂを設けるようにして、１枚の情報記録
媒体の記録容量を倍増させたものである。ただし、本発
明では本実施例にのみ限定されず片面にのみ素体を形成
してもよい。

【００１２】両素体ａ，ｂの基板１ａ，１ｂは、記録及
び読み出しを行うレーザ光に対して高い透過率を有する
ポリカーボネート樹脂またはアクリル樹脂からなり、こ
の基板を成形する際にレーザ光の案内溝１０ａ，１０ｂ
が形成される。また、この案内溝が形成された側の面に
記録層９ａ，９ｂが形成されている。

【００１３】本実施例の記録層９ａ，９ｂは、基板１
ａ，１ｂに直接形成された第１の金属層２ａ，２ｂと、
この第１の金属層上に形成された第２の金属層３ａ，３
ｂと、この第２の金属層上に形成された断熱層４ａ，４
ｂから構成されており、何れの層２ａ，２ｂ，３ａ，３
ｂ，４ａ，４ｂもスパッタリング、真空蒸着、または電
子ビーム蒸着等により形成することができる。

【００１４】第１の金属層２ａ，２ｂは、使用されるレ
ーザ光に対して十分に透明であり、かつ第２の金属層３
ａ，３ｂと容易に合金化する材料から構成されており、
例えばアンチモンセレンＳｂ₂Ｓｅ₃を例示できる。こ
れに対して、第２の金属層３ａ，３ｂは、使用されるレ
ーザ光を十分に吸収する低融点金属であって、第１の金
属層２ａ，２ｂと合金化して当該第１の金属層の光学的
性質（例えば反射率）を変え得る材料、例えばテルルＴ
ｅ、ビスマスＢｉ、アンチモンＳｂ、インジウムＩｎ等
の低融点金属もしくはこれらの元素を含む低融点化合物
からなる。そして６８０〜８００ｎｍの波長帯の半導体
レーザを使用する場合には、例えばビスマスＢｉやビス
マステルルＢｉ₂Ｔｅ₃等を第２の金属層３ａ，３ｂと
して用いることができる。

【００１５】なお、この第２の金属層３ａ，３ｂは１０
ｎｍ〜５０ｎｍの膜厚で形成することが好ましい。これ
に対して第１の金属層２ａ，２ｂの膜厚は、この第１の
金属層と基板１ａ，１ｂとの界面、及びこの第１の金属
層と第２の金属層３ａ，３ｂとの界面の間で生じる繰り
返し多重反射の干渉の結果として、基板側からレーザ光
を照射した場合に実質的反射率が小さく、しかも第２の
金属層においてレーザ光が効率良く吸収されるように選
定される。ただし、記録レーザ光の吸収効率を高めるた
めには反射率は小さいほうが有利ではあるが、記録再生
装置におけるレーザ光のオートフォーカスまたはオート
トラッキング機構の安定動作のためには、その検出光と
してある程度の反射率が必要となるので、その意味から
未記録状態における反射率は１０〜２０％程度が望まし
いと言える。

【００１６】上述した第２の金属層３ａ，３ｂ上に形成
される断熱層４ａ，４ｂは、熱伝導率が低い材料から構
成され、例えば第１の金属層２ａ，２ｂと同様のアンチ
モンセレンＳｂ₂Ｓｅ₃から構成することができる。そ
して、本実施例における記録層９ａ，９ｂは、第１の金
属層２ａ，２ｂと第２の金属層３ａ，３ｂ及びこの断熱
層４ａ，４ｂの一部（第２の金属層に隣接した部分）か
らなり、基板側からレーザ光を照射して当該記録層に集
光させることにより、このレーザ光は第２の金属層３
ａ，３ｂに効率よく吸収されて熱に変換され、これによ
って第１の金属層と第２の金属層及びこの断熱層の一部
を溶融してアンチモン、セレン、ビスマス、テルルの４
元素金属からなる合金を生成する。このレーザ光の照射
によって生成される合金（すなわち記録部）は、レーザ
光が照射されていない金属層（すなわち未記録部）に比
べて反射率などの光学的特性が相違するため、この反射
率の相違を利用して記録及びその読み出しを行うことが
できる。

【００１７】なお、断熱層４ａ，４ｂの膜厚は、基板側
から照射され第２の金属層３ａ，３ｂを透過した一部の
光が後述する反射層６ａ，６ｂで反射されて再び第２の
金属層へ戻るように機能するように選定されているが、
この断熱層４ａ，４ｂの膜厚如何では、基板側からのレ
ーザ光の反射率は多重反射の干渉効果によって相違する
ことになる。したがって、記録層全体の反射率が前述し
たオートフォーカス、オートトラッキングのサーボ信号
を得る上で必要な反射率１０〜２０％以上を示し、しか
も記録部と未記録部との反射率の差が大きく、さらに第
２の金属層３ａ，３ｂにおける吸収率が高くなるような
断熱層の膜厚を選定する必要がある。例えば、第１の金
属層（アンチモンセレン）を３０ｎｍ、第２の金属層
（ビスマステルル）を１５ｎｍの膜厚とし、断熱層をア
ンチモンセレンから構成すると共に反射層をアルミニウ
ムから構成した場合には、断熱層４ａ，４ｂの膜厚は上
述した条件を考慮して、１２０〜１５０ｎｍ程度に選定
することが望ましい。

【００１８】一方、本実施例に係る反射層６ａ，６ｂ
は、断熱層４ａ，４ｂとの界面におけるレーザ光の反射
率が高くなるように断熱層と屈折率や吸収係数が大きく
相違する材料から構成され、例えばアルミニウム、錫、
銀、金等を例示できる。なお、この反射層６ａ，６ｂの
膜厚は当該反射層を通過して外部に漏れるレーザ光量が
十分に小さく無視できる範囲に選定される。この反射層
６ａ，６ｂもスパッタリング、真空蒸着、または電子ビ
ーム蒸着等により形成することができる。

【００１９】「７ａ，７ｂ」は製造過程において光ディ
スク、特に反射層６ａ，６ｂを保護するための保護層で
あって、例えば樹脂等から構成されている。ただし、樹
脂を加熱によって硬化させると記録層９ａ，９ｂや基板
１ａ，１ｂに熱歪み等が生じて好ましくないので、本実
施例では紫外線硬化樹脂などの光硬化性樹脂が用いられ
る。なお、本発明では必ずしも保護層を設ける必要はな
く、両素体の反射層を互いに直接接合することも可能で
ある。

【００２０】このようにして形成される両素体ａ，ｂ
は、接着層８ａ，８ｂによって接合されるが、本実施例
ではそれぞれの素体の保護層７ａ，７ｂにそれぞれ両面
接着テープを貼り付け、この両面接着テープを互いに接
着させることにより両素体ａ，ｂを接合する。ただし、
かかる手法に限定されることはなく、各種接着剤を用い
て両素体を接合してもよい。

【００２１】特に本実施例では、上述した断熱層４ａ，
４ｂと反射層６ａ，６ｂとの間に酸化物層５ａ，５ｂを
形成して、当該断熱層と反射層との間の付着性の向上を
図っている。上述した断熱層４ａ，４ｂをアンチモンセ
レンから構成し、反射層６ａ，６ｂをアルミニウムから
構成した場合には、アンチモンＳｂの酸化物（例えばＳ
ｂ₂Ｏ₃）からなる層５ａ，５ｂを形成することが好ま
しい。このようなアンチモンの酸化物は、アンチモンセ
レンからなる断熱層４ａ，４ｂをスパッタリングにより
形成した後に、これを一度酸素雰囲気中に暴露するか、
または真空中に酸素を導入することにより行うことがで
きる。酸化物としてはセレンの酸化物（例えばＳｅ
Ｏ₂）等も考えられたが、後述する実験結果からは付着
性に対してはアンチモンの酸化物（例えばＳｂ₂Ｏ₃）
が効果的であることが確認された。

【００２２】また、断熱層４ａ，４ｂと反射層６ａ，６
ｂとの間に酸化物層５ａ，５ｂを形成する場合、後述す
る実験結果からも明らかなように１０ｎｍより薄いと付
着性の向上が観察されないので、酸化物層の膜厚は１０
ｎｍ以上とすることが望ましい。

【００２３】以下に本発明をさらに具体化した実施例を
説明するが、以下の実施例における具体的数値は本発明
を何ら限定するものではない。実施例ポリカーボネートから成形した基板上に、スパッタリン
グによって、約３０ｎｍのアンチモンセレン層（第１の
金属層）、約１５ｎｍオングストロームのビスマステル
ル層（第２の金属層）、及び１４０〜１４８ｎｍのアン
チモンセレン層（断熱層）をそれぞれ積層したのち、酸
素Ｏ₂分圧が７×１０^-3Ｐａの酸素雰囲気中にこれを暴
露して断熱層上に酸化物層を１０ｎｍ以上形成した。さ
らに、この酸化物層上にスパッタリングによって約１０
０ｎｍのアルミニウム層（反射層）を形成し、続いて紫
外線硬化樹脂により保護層を形成し、図１に示す光ディ
スクのうちの一つの素体を得た。比較例上述した実施例に対して酸化物層を除く条件は全て同じ
条件で一つの素体を作製した。すなわち、実施例と同様
の条件で断熱層まで形成し、酸素雰囲気中に暴露するこ
となく続けて反射層を形成した素体である。

【００２４】まず、実施例と比較例のそれぞれの断熱層
及び反射層の界面における化学結合状態をＥＳＣＡ（光
電子分光分析法）によって分析し、当該界面に生じてい
る物質を明らかにした。ＥＳＣＡ分析にあたっては、分
析装置としてＵＬＶＡＣ−ＰＵＩＥＳＣＡ５４００Ｍ
Ｃを用い、真空度が１０^-8Ｐａオーダ、Ｘ線としてＭｇ
Ｋα（１５ｋＶ，４００Ｗ）、光電子脱出角度が４５
°、分析径が１．１ｍｍφとして計測を行った。実施例
及び比較例のアンチモン３ｄスペクトルを図２に示し、
実施例及び比較例のセレン３ｄスペクトルを図３に示
す。

【００２５】この結果から、図３に示すようにセレン元
素に係る結合エネルギーは実施例でも比較例でも５５ｅ
Ｖ近傍にピークが現れているので、図４（Ｂ）の図から
何れもセレンは金属単体で存在していると理解される。
しかしながら、図２に示されたようにアンチモン元素に
関しては、比較例が５２８ｅＶ近傍にピークがあるのに
対して、実施例では５３０ｅＶ近傍にピークが現れてい
る。これは、図４（Ａ）から明らかなように、比較例で
は界面に存在するアンチモンは金属単体であるのに対
し、実施例の界面ではアンチモンは酸化アンチモンＳｂ
₂Ｏ₃として存在することを示唆している。そして、下
記剥離実験の結果によれば実施例の方が付着性に関して
極めて優れていることから、断熱層と反射層との間に形
成する酸化物層はアンチモンの酸化物であることが好ま
しいといえる。

【００２６】次に、このようにして作製された素体を１
０，０００枚用意して、それぞれの保護層に両面接着テ
ープを貼り付け、当該両面接着テープの台紙を剥がした
ときに、台紙と両面接着テープとの界面ではなく断熱層
と反射層との間で剥離したサンプルの割合を検証したと
ころ、表１のような結果となった。この結果からも明ら
かなように、断熱層と反射層との間に酸化物層を形成し
たほうが５倍程度付着性能が向上することが理解され
る。

【００２７】

【表１】断熱層と反射層との界面で剥離した枚数不良率実施例１２枚０．１２％比較例６０枚０．６０％

【００２８】さらに、上述した実施例のうち剥離が生じ
なかったサンプルと比較例のうち剥離したサンプルを用
いて、断熱層と反射層との界面に存在する酸化物量を検
証するために、アルゴンＡｒ⁺ガスを用いたイオンエッ
チングで深さ方向に徐々にエッチングして、ＥＳＣＡ
（光電子分光分析法）分析した。その結果を図５に示す
が、（Ａ）が実施例の分析結果を示し、（Ｂ）が比較例
の分析結果を示す。実施例では約２５ｎｍの酸化物層が
形成されているのに対し、比較例ではスパッタリング雰
囲気等によって僅かながら酸化された酸化物が約１０ｎ
ｍ程度の膜厚で存在するが、このサンプルは断熱層と反
射層との間で剥離を生じるほど付着性に問題があり、し
たがって酸化物層は少なくとも１０ｎｍ以上の膜厚を必
要とすることが理解される。

【００２９】なお、以上説明した実施例は、本発明の理
解を容易にするために記載されたものであって、本発明
を限定するために記載されたものではない。したがっ
て、上記の実施例に開示された各要素は、本発明の技術
的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨で
ある。

【００３０】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、記録
層と反射層との界面に酸化物層を形成したので、当該界
面における付着性能が著しく向上し、情報記録媒体とし
ての耐久性が高まることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明の一実施例に係る光ディスクを
示す全体断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ部を示す拡大断面
図である。

【図２】実施例と比較例の剥離面におけるＥＳＣＡ分析
結果（アンチモン）を示すスペクトル図である。

【図３】実施例と比較例の剥離面におけるＥＳＣＡ分析
結果（セレン）を示すスペクトル図である。

【図４】（Ａ）はアンチモン及びその化合物の結合エネ
ルギーを示す図、（Ｂ）はセレン及びその化合物の結合
エネルギーを示す図である。

【図５】（Ａ）は実施例に係る酸化物層の厚みと酸化物
量との関係を示すグラフ、（Ｂ）は比較例における酸化
物層の厚みと酸化物量との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

ａ，ｂ…素体１ａ，１ｂ…基板２ａ，２ｂ…第１の金属層３ａ，３ｂ…第２の金属層４ａ，４ｂ…断熱層５ａ，５ｂ…酸化物層６ａ，６ｂ…反射層７ａ，７ｂ…保護層８ａ，８ｂ…接着層９ａ，９ｂ…記録層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ４１Ｍ 5/26

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録情報信号に応じて変調されたレーザー
光が透過する基板上に前記レーザー光を集光照射して前
記記録情報を記録する記録層を形成し、前記記録層上に
前記レーザー光に対する反射率が高い反射層を形成し、
前記記録層に対して前記レーザー光の集光照射を行うこ
とにより低融点合金を生成して前記基板側から見た当該
記録層の反射率を変化させる情報記録媒体において、前記記録層と前記反射層との界面に酸化物からなる酸化
物層を形成したことを特徴とする情報記録媒体。
【請求項２】前記記録層はアンチモンセレン（Ｓｂ₂Ｓ
ｅ₃）を主成分とし、前記反射層はアルミニウム（Ａ
ｌ）を主成分とすることを特徴とする請求項１に記載の
情報記録媒体。
【請求項３】前記酸化物層の膜厚は１０ｎｍ以上である
ことを特徴とする請求項１または２に記載の情報記録媒
体。