JPS6028056B2 - 情報の記録用部材 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、レーザ光などエネルギービームで直接書込み
を行なう情報の記録用部材に関するものである。

本発明の目的は、表面を極めて平坦にでき、かつ、極め
て微細な孔の形成を行なっても孔の形状の乱れがなく、
記録に必要なしーザ光のパワーが低く、帯電によるゴミ
の付着が起こりにくく、また、毒性が低く長期間安定な
情報の記録用部材を提供することにある。

本発明者の実験によれば、光ビデオディスクなどの、極
めて高密度の孔によって記録を行なう方式の場合には、
孔の形状が整っていることが、高い信号対雑音比を得る
ために極めて重要である。

同一の記録用部材に記録を行なう場合でも、孔の大きさ
が小さい（ファイル・メモリ・ビデオディスク等では穴
の短径０．５〜１．２山肌程度を多く用いている。）ほ
ど、孔の形状の乱れが、信号対雑音比に重大な影響を与
えるようになる。本発明者は種々の実験の結果、次の如
き記録用部材を構成することによって高い信号対雑音比
が得られることを見し、出した。

本発明の記録層は基本的に次の如く構成する。

所定の基板上の薄膜移動補助層とも称すべき第１の層、
および主記録層と称すべき第２の層を順次形成する。上
述の積層材料の材質の経時変化を防ぐことを主目的に表
面安定化層となる第３の層を設けることが好ましい。

前記主記録層は平均組成としてＳを６５原子数パーセン
トないし９５原子数パーセントを含有し、残部に少なく
ともＳｂを５原子数パーセントないし３５原子数パーセ
ント（特に好ましくは１１原子数パーセントないし２９
原子数パーセント）含有するＳｂ−Ｓ系材料より成る層
を少なくとも一層設けて形成する。主記録層は非晶質で
あるのが良いので、より安定に非晶質状態を現出せしめ
るため俗や蛇等を少量添加しても良い。主記録層の膜厚
は１別凧以上３加肌以下の範囲が好ましい。

Ｓｂ−Ｓ系材料以外に、Ｓｅ、Ｔｅ、松、Ｂｉ、Ｓｉ、
Ｑ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｇａ、ｌｎ、［、Ｚｎ、Ｃｄ、Ａｇ、
Ｃｕ等の元素群の一考とＳを含有する材料を比較検討し
たが、Ｓｂ−Ｓ系材料をしのぐものはなかった。

またＳｂ−Ｓ系材料においてもＳｂ含有量を上述の範囲
で測定することが肝要である。前記薄膜移動補助層は、
Ａｓ−Ｔｅ系、Ａｓ−Ｓｅ系、Ａｓ−Ｓｅ−Ｔｅ系、Ａ
Ｓ−Ｓ系、船‐Ｓ−Ｔｅ系、Ｑ−Ｔｅ系、Ｑ一Ｓｅ系、
ｌｎ−Ｓｅ系、Ｓｂ−Ｓｅ系、Ｃｄ−Ｔｅ系、Ａｓ−Ｓ
ｅ−Ｃｅ系、Ａｓ−Ｔｅ−Ｇも系等カルコゲン材料を用
いる。

記録用薄膜と同様非晶質であるのが良い。この内ではＡ
ｓ−Ｔｅ系、Ｇｅ−Ｓｅ系、Ｇｅ−Ｔｅ系、またはこれ
らの混合材料が特に好ましい。勿論上述の材料を多重層
等の複合層としても良い。薄膜移動補助層の有用な組成
は次の様に書くことができる。Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅのうち少
なくとも一元素を６５ぐーセント以上９８パーセント以
下含み、加えてＡｓ、蛇、Ｓｂ、ｌｎ、およびＣｄのう
ちの少なくとも１元素を含む事であり、主記録層よりも
ガラス転移温度や軟化温度が低いのが特に好ましい。

更に個々の材料についてより有用な範囲を示すと次の通
りである。

ふ−Ｔｅ系でＡｓを原子数パーセントで１０パーセント
以上３５％以下を含むもの、Ａｓ−Ｓｅ系で笛を２パー
セント以上２５パーセント以下含むもの、Ｃｅ−Ｔｅ系
で、Ｇｅを２パーセント以上１０パ小セント以下含むも
の、Ｃｅ−Ｓｅ系でＣＥを２パーセント以上２０パーセ
ント以下含むもの、ｌｎ−Ｓｅ系でｌｎを２パーセント
以上２０パーセント以下含むもの、Ｓｂ−Ｓｅ系でＳｂ
を２パーセント以上２０パーセント以下含むもの、Ｃｄ
−Ｔｅ系材料でＣｄを１０パーセント以上３５パーセン
ト以下含むもの、Ａｓ−Ｓｅ−Ｔｅ系でふｓを１０パー
セント以上２５パーセント以下、Ｓｅを４０パーセント
以下含むもの、Ａｓ−Ｓ−Ｔｅ系でＡｓを１０パーセン
ト以上２５パーセント以下、Ｓを３０パーセント以下含
むもの、その他船‐Ｓ系、Ａｓ−蛇−ｒｅ系、Ａｓ−Ｑ
−Ｓｅ系などである。

薄膜移動補助層の膜厚はｌｎ肌ないし１則肌程度に設定
する。

本発明に係わる薄膜移動補助層の役割についての詳細な
理由は不明であるが次の様に推測している。

エネルギービーム照射時に、照射部分で融解した記録用
の薄膜が、熱運動が表面張力によって周辺に移動するこ
とを容易にし、孔の内部に残留物を残存し‘こく〈する
ものと考えられる。これまでの説明からわかる様に前記
薄膜移動補助層と主記録層は連続的に組成を変化させて
形成しても良い。また前記薄膜移動補助層と主記録層の
間に適宜中間層とも称すべき層を設けても良い。中間層
の膜厚としては紬机以下が良い。中間層として特に好ま
しい組成は、Ｓｂを５０パーセント以上７０パーセント
以下含むＳｂ−Ｓ系材料であった。中間層を設けて特に
有用なのは、第１の層として船−Ｓ系材料等を用いた場
合である。

Ａｓ−Ｓ系材料を用いる場合、記録後、記録点の周囲に
欠陥（おそらく結晶化による）が比較的発生しやすいの
で、Ａｓ−Ｓ系材料層の上にさらに極〈薄い中間層を形
成した後、Ｓｂを少量含むＳｂ−Ｓ系材料を被着するの
がよい。

中間層としてはＳｂを多量に含むＳｂ−Ｓ系材料、中で
もＳはｏＳ４。が適当であったが、Ｓｂ−Ｓ系材料やＳ
ＱＳ３でも効果が見られた。偽−Ｓｅ系、Ａｓ−Ｔｅ系
材料についても同等効果がある。表面安定化層は金属も
しくは半金属、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｂｉ−Ｓｂ合金等あるいは
ＳＱＳ３層等を用いる。

これらの層を多重層としても良い。層厚としては地肌な
いし２仇肌程度の範囲である。

主記録層と表面安定化層はそれぞれ２つ以上に分割し、
交互に重ね合わせた多重層としてもよいが、それぞれの
組成の層の膜厚の和は、上記の範囲内にあるのが好まし
い。

特に表面安定化層としてＢｉ−Ｓｂ合金層または多重層
をＳｂ−Ｓ系材料層の上に設けた場合には、毒性が低く
、孔の形状を乱さず、薄膜表面の導電率を高め、記録に
要するレーザ光のパワーを下げることができた。

次いでＳｂ層を設けた場合が効果があった。次いでＳＯ
Ｓ３層を設けた場合も経時変化を防ぐ効果が大きかった
。さらに原子数パーセントで４０パーセントを越えるＳ
ｂを含む層特にＳｂ籾Ｓ５ｏを設けたものも効果があっ
た。Ｓｂ以外の元素としＳまたはＳｅが最適であったが
、ｌｎ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｃｄなどとの合金または多
重層としてもよい。ただし、Ｓｂ−ＳまたはＳｂ−Ｓｅ
の場合、導電率の上昇や記録レーザパワーの低下はＳｂ
層を用いた場合よりも小さかった。なお、表面安定化層
を設ける場合、この層を多重層とし、特に主記録層との
間に拡散防止の役割をはたす層としてＳｂ２Ｓ３層また
はＳｂ２Ｓｅ３層を設けると、Ｓｂの主記録層へのゆる
やかな拡散を防止する効果がある。上記のように主記録
層、表面安定化層とするかわりに、実施例で述べる多源
回転蒸着などの方法でＳｂの含有量を膜厚方向に連続的
に変化させてゆき、表面にＳｂを多量に含む層を設ける
方法を探ると、工程数が減り、また、経時変化防止に極
めて有効であった。

Ｓｂ２Ｓ３などの極めて薄い層を更に表面に設けるのも
、ＳｂやＢｉの酸化防止に効果があった。この層につい
ても、Ｓの一部または全部をＳｅで瞳換えると、ほぼ同
機に良好な形状の孔を形成できた。ＳｂやＢｉのかわり
に他の金属や半金属元素を用いることもできるが、Ｓｂ
やＢｊはＳｂ−Ｓ系材料と融点や蒸気圧が似ているので
孔の形状を乱し‘こく。これまで述べたいずれの構造の
記録用部村においても、記録用部材の積層全体として膜
厚方向に平均したＳｂの含有量は、３５パーセント以下
とするのが特に好ましかった。

記録用部材の全体の膜厚は、１軌肌以上６５ｎｍ以下の
範囲が好ましい。

各部分の膜厚および全体の膜厚が上記の範囲を外れると
、孔の形状が照射エネルギービームのパターンに忠実で
なくなり、良好な再生信号が得られない。本発明の情報
の記録用部材には凹凸の形で書込まれた情報を凹凸のレ
フ０リカを形成して複写して用いる用い方、および、上
記の、情報を記録された記録用部材を、エッチングまた
は露光のマスクとして用い、上記部材に隣接して設けら
れた、たとえばフオトレジスト層に凹部を形成し、大き
な凹部の段差を得て、これからレプリカを形成する用い
方もある。

またその他、ＩＣのフオトレジスト露光用マスクを形成
することもできるし、多層配線の層間絶縁層などの、微
細なパターンを持つ電気的絶縁層や、保護層、エッチン
グや拡散、またはイオン打込みのマスクとして用いるこ
とも可能である。また、上記部材と基板との間に接着性
改良層を設けたり、上記部材の表面に表面保護層を設け
たり、これらの層に光反射率向上や光吸収の働きをさせ
たものも、本発明に含まれるが、これらの層に、加工用
ビーム照射部分で１血の以上の膜厚減少または孔の形成
が起こる場合は、孔の形状を乱したり膜の平坦度を損な
ったりしやすいので、接着性改良層や表面保護層などの
、実用性のある組成範囲は限定される。

接着性改良層としては、たとえばＣｒ、Ｍｎ、Ｐｄなど
の膜厚軌の未満の金属や半金属層が用いられる。以下、
本発明を実施例を参照して詳細に説明する。

実施例 １ 原子数パーセントでＡｓ３０パーセント、Ｔｅ７０パー
セントの比、Ｓｂ２０パーセント、Ｓ８０パーセントの
比、およびＳｂ５０パーセント、Ｓ５０パーセントの比
になるように秤量した３種類の材料をそれぞれ別々の石
英アンプル中に入れ、１×１０‐５Ｔｏｎの真空度に排
気した後封じ切った。

次にこのアンプルを電気炉中に入れ、８０００○で約５
時間加熱した。加熱中はアンプルをゆっくりと揺り動か
した。加熱後の冷却は、アンプルを電気炉の外に引き出
し、水冷することによって行なった。その後アンプルを
割って中の塊を取り出し、荒く砕いた。両面を光学研摩
し、洗浄した直径３４．５肌のガラスディスク１を第１
図に平面図として示したような真空蒸着装層中に配置し
た。

蒸着装暦中には、ディスクの回転の中心軸２を中心とし
て、放射状に４つの長い蒸着用ボート３，４，５、およ
び６が配置されている。これらのボートは、蒸着材料の
液滴または小堺が飛んで基板に付着するのを防ぐため、
蒸着基板の、蒸着膜が着く場所から、直接蒸着材料が見
えない構造になっている。４つのボートには、それぞれ
Ａｓ３ｏＴｅ７ｏ、ＳＱＯＳ鰍、ＳはＯＳ５ｏ、および
Ｓｂを入れた。

それぞれのボートとガラスディスクとの間には、ほぼ扇
形のスリットを持つマスク７，８，９、および１０と、
シャッター１１，１２，１３、および１４が配置されて
いて、シャッターが動くとスリットの任意の割合をふさ
ぐようになっている。各ボートからの蒸発量は水晶振動
子式膜厚モニター１５，１６，１７、および１８で検出
し、蒸発速度が一定になるようにボートに流す電流を制
御できるようになっている。また、ディスクの上方には
細長い白熱灯を用いた投光器１９があり、ディスクの下
方で投光器の真下にある複数の光電管で投光器の光を受
けることによってディスクの各部分光透過率を知り、膜
厚をチェックするようになっている。光電管のかわりに
フオトダィオード、白熱灯のかわりに発光ダイオードな
どを用いることもできる。装置を真空に排気した後、ガ
ラスディスクを回転数１２仇ｈｉｎ−１で回転させてお
いて、母３ｏｒｅ７ｏを入れたボートに電流を流し、第
２図に示したように、ガラスディスクー上にＡｓ嶺Ｔｅ
６５の組成で濃厚約４ｎｍの薄膜移動補助層である蒸着
膜２０を形成した。次にＳｂ沙Ｓ８ｏを入れたボートに
電流を流し、平均組成Ｓｂ幻Ｓ７５で、後で着いた部分
ほどＳ〆含有量の多い主記録層である蒸着膜２１を２瓜
仇の膜厚に蒸着した。続いてＳｂ５ｏＳ５ｏを入れたボ
ートに電流を流し、ＳはｏＳ５ｏの組成で膜厚約知肌の
第１男表面安定化層である蒸着膜２２を形成し、最後に
Ｓｂを入れたボートに電流を流し、濃厚約７ｎ肌の表面
安定化層であるＳｂ膜２３を形成した。蒸着膜の組成は
毅光Ｘ線分析によって確認した。蒸着基板（ディスク）
の意図的加熱は行なっておらず、蒸着による基板温度上
昇もほとんどなかった。蒸着膜の主要部分はほぼ非晶質
であった。上記のように形成した膜に記録を行なうには
、第３図に示したように、上記ガラスディスク１を回転
数１８肌ｉｎｌで回転させながら記録用ヘッド２４をデ
ィスクに一定距離を保って接近させ、パルス状で、パル
スの中と間隔が記録すべきビデオ信号に応じて変調され
た、波長５１４５Ａのアルゴンイオンレーザ光２５を記
録用ヘッド中のレンズで集光して照射した。レーザ光の
出力は約８０ｍＷとした。表面のＳｂ層が無い場合には
約２５０のＷの出力を必要としたのに比べて大中な改善
である。レーザ光を照射された部分では、第４図に示し
たような断面形状の、楕円形の孔があいた。楕円形の短
径は約０．７ぶれであった。記録の講出しは次のように
行なった。

すなわちディスクを回転数１８仇ｈｉｎ−１で回転させ
、出力約１のＷのＨｅ−Ｎｅレーザ光を論出しヘッド中
のレンズで集光して照射し、反射光の強度変化をディテ
クターで検出した。信号対雑音比の測定を行なうには、
ＱＭＨｚでパルス中約６別ｓの標準信号をアルゴンイオ
ンレーザ光で記録し、Ｈｅ−Ｎｅレーザ光で議出しを行
なった。

測定結果は、カラービデオ信号の場合の相当値に換算し
た。本実施例において約４＆比の信号対雑音比が得られ
た。

薄膜移動補助層であるＡＳ３５Ｔｅ鹿層を省いた場合に
は約２＆比であった。薄膜移動補助層の組成を変えた場
合次のような信号対雑音比が得られた。

Ｇだ，ｏＴｅ９ｏ：〜４紅ｂ、Ｃｅ，５Ｔｅ８５：〜３
＆ｂ、Ｃも３。

Ｔｅ７。：〜 ３比比、ＡＳ，。Ｓｅ９。：〜４３比、
Ｃｅ，ｏＳｅ９ｏ：〜４８位、Ａｓぶｅ９８：〜４対ｂ
信号対雑音比４幻ｂ以上のものが実用上特に好ましい。
ＳｂあＳ７８の組成の部分の、組成を変えた時、次のよ
うな信号対雑音比が得られた。

Ｓｂ３５Ｓ６５：〜斑地、ＳＱ９Ｓ７，：〜４３比、Ｓ
らｏＳ８ｏ：〜４＆比、Ｓｑ，Ｓ斑：〜４斑ｂ、Ｓｂ５
Ｓ９５：〜郷これは、ＳＱＳ３の場合の２＄比、基板加
熱によって結晶化させたＳらＳ３の場合の２３肋こ比較
して十分大きな値であった。

薄膜移動補助層の膜厚を変えた時、次のような信号対雑
音比が得られた。

０．軌の：〜斑地、ｌｎｍ：〜４＊比、か肌：〜４＆比
、１加川：〜４紅ｂ、１５ｎの：〜４３比、２仇肌：〜
３＆比Ｓｂ瀦Ｓ７５層の膜厚を変えた場合、次のような
信号対雑音比が得られた。

１仇仇：〜３＆比、１別の：〜４紅ｂ、３仇ｍ：〜４３
比、４仇机：〜３斑ｂＳ広ｏＳ成層とＳｂ層との膜厚の
和を変えた場合は、次のような信号対雑音比が得られた
。

ｌｎｍ：４のｂ、かの：〜４斑ｂ、５ｎの：〜４＆＆、
２仇仇：〜４紅ｂ、２別れ：〜３＆比Ｓは。

ミ。層とＳｂ層との比は１：２付近が好ましい。実施例
２実施例１と同様なガラスディスクを実施例１と同様
な真空蒸着装層中に配置した。

４つのボートのうち３つを用い、それぞれ、山２Ｓ３、
ＳＱＳ３、ＳＱｏＳ８ｏを入れた。

ディスクを回転数１２皿ｉｎ‐１で回転させておいて、
まず薄膜移動補助層であるＡＳ２Ｓ３を約４ｎ机の膜厚
に蒸着し、次に中間層であるＳＱＳ３を約４ｎｍの膜厚
に蒸着し、続いてＳｂ孤Ｓ８。からＳＱ５Ｓ７５の組成
で膜厚約２仇肌の主記録層である膜を形成し、さらにＳ
ｂ２Ｓ３を入れたボートに雷流を流し、ＳＱＳ８の組成
で膜厚紬肌の表面安定化層である腰を形成した。記録方
法、講出し方法などは実施例１と同様とした。

本実施例においては約４桝ｂの信号対雑音比が得られた
。

中間層の膜厚を変えた場合、次のような信号対雑音比が
得られた。

ただし記録後１カ月経過してから測定を行なった。かれ
：〜４幻ｂ、即ｍ：〜４的ｂ、桝ｍ：〜４微、他の：〜
細ｂ膜厚の薄い領域では、記録直後には高い信号対雑音
比であったが、経時劣化が見られた。

実施例 ３ 実施例１と同様なガラスディスクを実施例１と同様な真
空蒸着装瞳中に配置した。

４つのボートにはそれぞれ、Ｃ℃８Ｓｅ班、ＳＱｏＳ的
、Ｓｂ、およびＢｉを入れた。

ディスクを回転数１２仇ｈｉｎ−１で回転させておいて
、まずＧｅ８Ｓｅ班からＱ５Ｓｅ９５の組成の薄膜移動
補助層を約４ｎｗの膜厚に義着し、続いてＳＱＯＳ８０
を入れたボート、Ｓｂを入れたボート、およびＢｉを入
れたボートに同時に電流を流し、各ボートのシャッター
の開き角度を調節することによって次のような膜を形成
した。Ｑ５Ｓｅ９５勝側でＳＱｏＳ８ｏの組成、Ｑ５Ｓ
ｅ９５膜との界面から遠ざかるにつれて連続的にＳｂの
含有量が増し、１別肌のところでＳｂ２５Ｓ７５、２仇
肌のところでＳｂ３５Ｓ南、２４ｎｍのところでＳｂ、
２４ｎ机から２前川までＳｂ、２卸肌から２楓ｍまでＢ
ｉ、２軌のから３仇肌までＳｂ、３仇肌から徐々にＳの
含有量が増し、３４ｎｍのところでＳＱＳ３となってい
るもの。本実施例においては約４幻ｂの信号対雑音比が
得られた。

本発明の各実施例においては、６カ月経過後も信号対雑
音比の劣化はほとんど無かった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の部村を説明するため真空蒸着装慣例
の構造を示す図、第２図は本発明の１実施例における、
記録用部材の構造を示す断面図、第３図は本発明の１実
施例における、情報の記録方法を示す図、第４図は、本
発明の１実施例において、記録用部材に形成された孔の
形状を示す断面図である。 多′図 努之滋 第３図 数千図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 所定基板上に少なくとも実質的な薄膜移動補助層、
   主記録層、および実質的な表面安定化層を有し、前記積
   層材料上に加工用ビームを照射し、前記積層材料に孔を
   形成することによつて情報を記録する情報の記録用部材
   にして、少なくともＳを６５原子数パーセントないし９
   ５原子数パーセント、および残部の少なくとも一部とし
   てＳｂを５原子数パーセントないし３５原子数パーセン
   ト含有せしめた薄膜層の少なくとも一層を前記記録用薄
   膜層となした情報の記録用部材。