JPS6258437A - 光情報記録媒体形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、機能性膜の特性が容易に管理できて生産性の
高い光学的メモリー記録媒体の製造方法に関する。

［従来の技術］ 光情報記録媒体用堆積膜の形成には、真空蒸着法、ブ５
　ス？　ＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、反応性ス
パックリング法、イオンブレーティング法などが試みら
れでおり、その一部は企業化されている。

丙午ら、これ等の堆積膜形成法によって得られる光情報
記録媒体はより高度の機能が求められているコンピュー
タ用データメモリー等への適用が求められていることか
ら高いＳ／Ｎ比、光学的特′注及び、繰返し使用での疲
労特性あるいは使用環境特性、更には均一性、再現性を
含めて生産性、量産性の点において更に総合的な特性の
向上を図る余地がある。

従来から一般化されている真空蒸着法による堆積膜の形
成に於てのプロセスには、以下に述べるような、重大な
欠点があった。

１、どンホールが生じ易いこと。

２、光感度、耐久性等、緒特性の向上を目的として合金
を形成しようとした場合、広い面積に渉って均一な組成
の堆積膜を得るのが困Ｈなこと。

一方、スパッター法による堆積膜の形成においても、そ
の堆積膜の形成パラメーターも多く（例えば、基体温度
、導入ガスの流量と比、形成時の圧力、高周波電力、電
極構造、反応容器の構造、排気速度、プラズマ発生方式
など）これらの多くのパラメー９の組み合せによるため
、時にはプラズマが不安定な状態になり、形成された堆
積膜に著しい悪影１＃を与えることが少なくなかった。

他方、通常のＣＶＤ法による従来の技術では、高温を必
要とすると共に、企業時なレベルでは必ずしも満足する
様な特性を有する堆積膜が得られていなかった。

上述の如く、光記録媒体用堆積膜の形成に於いて、その
実用可能な特性、均一性を維持させながら低コストな装
置で量産化できる形成方法を開発することが切望されて
いる。

（目的） 本発明は、上述した従来の堆積膜形成法、殊に真空蒸着
法の欠点を除去すると同時に、従来の形成方法によらな
い新規な堆積膜形成法＠提供するものである。

本発明の目的は、機能性膜の特性を容易に管理化出来、
少なくとも従来法で得た良質の膜の特性を保持すると共
に、堆積速度の向上を図りながら、膜形成条件の管理の
簡素化、膜の量産化を容易に達成させることの出来る堆
積膜の形成法を提供することである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の上記目的は、基体上に堆積膜を形成するための
成膜空間に堆積膜形成用の原料となる下記の一般式（Ａ
）で表わされる化合物のうちの少くとも２種以上と、該
化合物と化学反応する活性化水素またはハロゲンとを導
入することによって、前記基体上に堆積膜を形成する光
情報記録媒体形成方法により達成される。

日ｎＭｍ−−−−−−（Ａ） 但し、ｍ、ｎは正整数を示し、Ｒの価数にｎをかけた値
とＭの価数にｍをかけた値が等しくＭは周期律表の第２
周期以降の第■族に属する元素、第３周期以降の第■族
、第ＩＶ族、第Ｖ族又は第■族に属する元素、巳は、炭
化水素基を示す。

本発明の方法では、所望の堆積層を形成するに際して、
堆積膜の形成パラメーターが、導入する前記一般式（Ａ
）で示される少くとも２種以上の化合物（ＡＩ　）、（
Ａ２　）、　、、及び該化合物（Ａｌ）、（Ａ２）、、
、と化学反応する活性化水素又はハロゲンの導入量、基
体及び成膜空間内の温度、成膜空間内の内圧となり、従
って、堆積膜形成のコントロールが容易になり、再現性
、量産性のある光記録層を形成させることができる。

化合物（ＡＩ）、（Ａ２）、、、はそれぞれ独立に、成
膜空間に導入される前に既に活性化されていてもよい、
既に活゛陀化されている場合、それを活性化水素又はハ
ロゲンとともに活性種と呼ぶここができる。

本発明において使用される前記一般式（Ａ）で示される
夫々の化合物（これを化合物（Ａ）と総称する）としで
は、成膜される基体が存在する空間において、前記の活
性化水素又はハロゲンと分子的衝突を起して化学反応を
起し、基体上に形成される堆積膜の形成に寄与する化学
種を自発的に発生するものを選択するのがより望ましい
ものであるが、通常の存在状態では、前記の活性種とは
不活性であったり、或は、それ程の活性々がない場合に
は、化合物（Ａ）に該化合物（Ａ）が前記一般式（Ａ）
中のＭを完全解離しない程度の強さの励起エネルギーを
成膜前又は成膜時に与えて、化合物（Ａ）を活性種と化
学反応し得る励起状態にすることが必要である。

尚、本発明においては、化合物が前記の励起状態になっ
ているものを以後「励起種」と呼称することにする。

本発明においで、前記一般式（Ａ）で示される化合物（
Ａ）ＲｎＭｍとして、有効に使用されるものとしては以
下の化合物を挙げることが出来る。

即ち、Ｍとして周期律表の、周期律表の第２周期以降の
第■族に属する元素、第３周期以降の第ｍ族、第ＩＶ族
、第Ｖ族及び第■族に屈する元素、具体的（こはＢｅ、
Ｍ９．Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、ＺｎＣｄ、Ｈ９，Ａｌ、Ｇａ
、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｇｅ。

Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ等を有
する化合物を挙げることができる。実際には、上記化合
物中、記録に使用するレーザービームを良く吸収できる
構成元素を選択することが望ましい、又これ等の元素の
中、各属の（ｂ）属に１する元素を有する化合物を選択
するのが望ましい０日としては、直鎖状及び側鎖状の飽
和炭化水素や不飽和炭化水素から誘導される一価、二価
及び三価の炭化水素基、或いは、飽和又は不飽和の単環
状の及び多環状の炭化水素より誘導される一価、二価及
び三価の炭化水素基を有する化合物を挙げることができ
る。

不飽和の炭化水素基としては、炭素・炭素の結合は単一
種の結合だけでなく、−重結合、二重結合、及び三重結
合の中の少なくとも２種の結合を有しているものも本発
明の目的の達成に違わないものであれば有効に採用され
得る。

又、二重結合を複数有する不飽和炭化水素基の場合、非
集積二重結合であっても集積二重結合であっても差支え
ない。

非環状炭化水素基としではアルキル基、アルケニル基、
アルキニル基、アルキリデン基、アルキリデン基、アル
キニル基ン基、アルキリデン基、アルキリデン基、アル
キニル基ン基等を好ましいものとして挙げることが出来
、殊に、炭素数としては、好ましくは１〜１０、より好
ましくは炭素数１〜７、最適には炭素数１〜５のものが
望ましい。

本発明においては、有効に使用される化合物（Ａ）とし
で、標準状態で気体状であるか或いは使用環境下におい
て容易に気化し得るものが選択される様に、上記に列挙
した「Ｒ」と「Ｍ」との選択においで、適宜所望に従っ
て、ｒＲＪと「Ｍ」との組合せの選択がなされる。

本発明において、化合物（Ａ）として、有効に使用され
る具体的なものとして（よ、 ＢｅＭｅ　２　、　　Ｍ９Ｍｅ　２　、　　Ａ　　ＩＭ
ｅ３　。

ＧａＭｅ３　、　　Ｉ　　ｎＭｅ３　、　　Ｔ　　ＩＭ
ｅ３　。

ＧｅＭｅ４．Ｓ　ｎＭｅｑ　、Ｐ　ｂＭｅ＋　、Ｍｅ３
ＰＭｅ３Ａｓ、Ｍｅ３　Ｓ　ｂ、Ｍｅ３　Ｂ　ｌ、Ｍｅ
ｚ　　ＳＭｅ＞　　Ｓｅ、Ｍｅ２　　Ｔｅ、　　ＢｅＥ
ｔ　２　。

Ｍ９Ｅｔ　　２　、　　ＡＩＥｔ　　３　、　　ＧａＥ
ｔ　３　。

Ｉ　　ｎ　　Ｅ　　ｊ　３　　、　　Ｔ　　Ｉ　　Ｅ　
　ｔ　３　　、　　Ｇ　ｅ　　Ｅ　　ｔ　４　　。

５ｎＥｔ４．ＰｂＥｔｎ　、Ｅｔ３　Ｐ、Ｅｔ３　Ａｓ
Ｅｔ３Ｓｂ、巳ｔ３Ｂｉ、Ｅｔ２Ｓ、Ｅｔ２ＳｅＥｔ２
Ｔｅ等を挙げることが出来る。上記にあし）で、Ｍｅは
メチル基、Ｅｔはエチル基を示す。

本発明で使用される活性種の寿命は、化合物（Ａ）との
反応性を考慮すれば短い方が良く、成膜時の取扱い易さ
及び成膜空間への輸送等を考慮すれば長い方が良い、又
、活性種の寿命は、成膜空間の内圧にも依存する。

従って使用される活′ｉ種は、所望する特性を有する機
能成膜が生産効率も加味して効果的に得られる様に選択
されて決定される他の成膜条件との関連性において、適
当な寿命を有する活性種が適宜選択されて使用される。

本発明において使用される活性種は、その寿命として、
上記の点を鑑みて適宜選択された寿命を有する活性種が
具体的に使用される化合物（Ａ）のそれぞれとの化学的
親和゛ｉの適合範囲内の中より所望に従って適宜選択さ
れるが、好ましくは、その寿命としては、本発明の適合
範囲の環境下においで１×１０″４秒以上、より好まし
くは１ＸＩＯ−３秒以上、最適にはｌＸｌ０−２秒以上
であるのが望ましい。

本発明において使用される活性種は、化合物（Ａ）との
化学反応が連鎖的に起こる場合には所謂開始剤（ｉｎ　
ｉｔ　１ａｔｅｒ）としての働きを最小限にすれば良い
ことから、成膜空間に導入される導入量としでは、化学
反応が連鎖的に効率良く起こる程度の量が確保されれば
良い。

本発明において使用される活性種は成膜空間で堆積膜を
形成する際、同時に成膜空間に導入され、形成される堆
積膜の主構成成分となる構成要素を含む前記化合物（Ａ
）又は／及び該化合物（Ａ）の励起種と化学的に相互作
用する。その結果所望の基体状に所望の機能性を有する
堆積層が容易に形成される。

本発明によれば成膜空間の雰囲気温度、基体温度を所望
に従って任意に制御する事により、より安定したＣＶＤ
法とする事ができる。

本発明の方法が従来のＣＶＤ法と違う点の１つは、あう
かしめ、成膜空間とは異なる活性化空間においで活性化
された活性種を使うことである。

この事により、従来のＣＶＤ法のように成膜と同時に生
成膜が再び電子やイオンの衝突によりエツチングされた
り、その衝突により温度が上昇することがなくなるため
、堆積速度が飛躍的に伸び堆積膜形成の際の基体温度も
低温化を図ることが可能になり、膜品質の安定した、管
理化された膜特性を有する堆積膜を工業的に大量に、し
がも低コストで提供出来る。

本発明において活性化空間で生成される活性種は放電、
光、熱等のエネルギーで或いはそれ等の併用によって励
起されて活性化されるばがりではなく、触媒などとの接
触、あるいは添加により生成されでもよい。

本発明において、活性化空間に導入され、活性種を生成
させる原料としては、好ましくは気体状の又は容易に気
化し得る物質で、水素ラジカルを生成する物質を挙げる
ことが出来、具体的にはＨ２、Ｄ７　、　ＨＤ等が挙げ
られ、その他ＨｅＡ　ｒ等の稀ガスあるいはハロゲン、
Ｃ９２，Ｎ２．０２等も挙げることが出来る。

上述したものに、活性化空間で熱、光、放電などの活性
化エネルギーを加えることにより、活性種が生成される
。この活性種を成膜空間へ導入する。この際、活性種の
寿命が望ましくはｌＸｌ０′１秒以上であることが必要
で、その様な寿命を有することで堆積効率及び堆積速度
の上昇を促進させ、成膜空間に導入される化合物（Ａ）
との化学反応の効率を増す。

活性化空間において活性種生成物質に活性化作用を起す
活性化エネルギーとしては、具体的ｆこは抵抗加熱、赤
外線加熱等による熱エネルギー、レーザー光、水銀ラン
プ光、ハロゲンランプ光等の光エネルギー、マイクロ波
、８Ｆ、低周波、ＤＣ等の放電を利用する電気エネルギ
ー等々を挙げることが出来、これ等の活性化エネルギー
は活性化空間においで単独で活性種生成物質に作用させ
ても良く、又、２種以上を併用して作用させでも良い、
成膜空間に導入される化合物（Ａ）及び活性種としては
、そのままでも分子レベル的相互衝突によって化学反応
を生起し、所望の気体上に機能成膜を堆積させることが
出来るものを前記に列挙したものの中より夫々選択する
ことが出来るが、化合物（Ａ）及び活性種の夫々の選択
の仕方によって、前記の化学反応性に乏しい場合、或い
は一層効果的に化学反応を行わせて、効率良く堆積膜を
気体上に生成する場合には、成膜空間において、化合物
（Ａ）、または／及び活性種に作用する反応促進エネル
ギー、例えば前述の活性化空間において使用される活性
化エネルギーを使用しても差支えないものである。又は
成膜空間に導入する前に化合物（Ａ）を他の活性化空間
において、化合物（Ａ）を前述した励起状態にする為に
励起エネルギーを作用させても良い。

本発明においで成膜空間に導入される化合物（Ａ）の総
量と活性化室■から導入される活性種の量の割合は、堆
積条件、化合物（Ａ）及び活性種の種類、所望される機
能性膜の特性などで適宜所望に従って決められるが好ま
しくは１０００：１〜１：１０（導入流量比）が適当で
あり、より好ましくは５００：１〜１：５とされるのが
望ましい。

活性種が化合物（Ａ）の夫々との連鎖的化学反応をを起
さない場合には、上記の導入量の割合は、好ましくは１
０：１〜１：１０、より好ましくは４：１〜２：３とさ
れるの望ましい。　成膜時における成膜空間の内圧とし
ては、化合物（Ａ）及び活性種の選択される種類及び堆
積条件等に従って適宜決定されるが、好ましくはｌＸｌ
０−’〜５　Ｘ　１０３Ｐａ、より好ましくは５ｘｌｏ
−２〜１　ｘ１０３Ｐａ、最適にはｌＸｌ０−’〜５　
Ｘ　１０’　Ｐａとされるのが望ましい、又、成膜時に
基体を加熱する必要がある場合には基体温度としては好
ましくは、３０〜４５０℃。

より好ましくは５０〜３００℃最適には５０〜２５０℃
とされるのが望ましい。

成膜空間に化合物（Ａ）、及び活性種を導入する際の導
入の仕方は、成膜空間に連結されている輸送管を通じて
導入しても良いし、或いは成膜空間に設置しである基体
の成膜表面近くまで前記の輸送管を延在させて、先端を
ノズル状となしで導入しても良とし輸送管を二重にして
内側の管で一方を、外側の管で他方を、例えば内側の管
で活性種を、外側の管で化合物（Ａ）！夫々輸送しで成
膜空間中に導入しても良い。

又、輸送管に連結されている２本のノズルを用意し、該
２本のノズルの先端を成膜空間に既に設置されている基
体の表面近傍に配しで、基体の表面近くにおいで夫々の
ノズルより吐出される化合物（Ａ）と活性種とが混合さ
れる様にしで導入しても良い、化合物（Ａ）の夫々はそ
れぞれ独立のノズルから導入してもよいし、同じノズル
、あるいはその１部を活性種と同じノズルより導入して
もよい、この場合には、基体上に選択的に記録膜を形成
することが可能なので基板周辺部等の記録の不要部に成
膜することなく好都合である。

本発明の方法では、光学的メモリー記録層を形成するに
際しで、その形成パラメーターが、制御が容易なもの、
即ち導入する前記一般式（Ａ）で示される化合物（Ａ）
及び該化合物（Ａ）と化学反応する活性種の挿入量、基
体及び成膜空間内の温度、成膜空間内の内圧となる。

従って、光学的メモリー記録層形成のコントロールが容
易になり、再現性、量産性のある膜質表面の均一な光学
的メモリー記録層の形成ができる以下、本発明を実施例
によって具体的に説明する。

［実施例コ 以下に述べる方法によって、光情報記録媒体を形成した
。

実施例１ 第１図のガス導入管１０２より、Ｈ２ガス２００ＳＣＣ
Ｍ、ｉ石英ガラス管によりできている活性化室１０３に
導入し、活性化源としての活性化室＋０３上におかれた
導波管より３００Ｗのマイクロ波を活性化室１０３に作
用させ、活性化室１０３中にＦラジカルを発生させた０
発生したＦラジカルは石英ガラス管より出来る輸送管１
０２−２によっで成膜室１０４に導入さえれた。

これと同時にガス導入管１０１を通じてＨｅガスにより
希釈された（ＣＨ３）２　Ｚｎと（ＣＨ３）　２　Ｔｅ
　（＝Ｉ：４モル比）がｌＯｍｍｏｌｅ／ｍｉ　ｎの割
合で成膜室１０４に導入された。この場合（ＣＨ３）２
Ｚｎ及び（ＣＨ３）２ＴｅはＦラジカルの作用によって
活性化されて分解し、基体ヒーター１０６により約５０
℃に加熱されたグループ付アクリル樹脂基板１０５上に
２分間で約５００Ａの膜厚のＴｅ、Ｚｎ膜が形成された
。その後ざらに約２００人のＡ１反射膜を蒸着し、その
上に別のアクリル樹脂製円板を周辺で接着することによ
り光情報記録媒体とした。

この光情報記録媒体の特性を評価した。膜厚の班及びピ
ンホールが無く、又、合金組成の場所による依存性がほ
とんどない良貨な膜であるため、出力１０ｍｗの半導体
レーザー（波長８１０ｎｍ）で光記録し、出力２ｍＷの
半導体レーザー（波長８１０ｎｍ）で再生したところ極
めて良好かつ一様なＣ／Ｎ比（６０ｄＢ）が得られた。

またピンホールが出来にくい膜である理由から、読取装
置に誤り補正がない状態でのビット欠陥率が１０弓で、
従来法、例えば真空蒸着法によって膜形成した場合に１
０″であるのに比較し、大幅に低下した。

実施例２ 実施例１において（ＣＨ３）２　Ｚｎの代わりに第１表
に示す原料ガスを化合物（Ａ）として夫々使用し、導入
量％　１ｍｍｏｌｅ／ｍｉｎとし、第１表に示した条件
以外は、実施例１と略略同様にして成膜したところ第１
表に示す薄膜が形成された。

これらの薄膜によって光情報記録媒体を構成し、特性の
評価を行ったところ均一膜厚で良品質の特性に優れた膜
であることがｉ認された。

実施例３ 第１のガス種として（ＣＨ３）２Ｚｎのかわりに（ＣＨ
３）４　Ｓｎ％、（ＣＨ３）　２Ｔｅのかわりに（ＣＨ
３）３　Ｂｉｔ用いＦ２ガスのかわりにＨ２ガスを用い
る以外は実施例］と同様にして光情報記録媒体を作製し
た。記録層Ｂｉ、Ｓｎの厚さは約３００人であり厚さ均
一性、組成均一性の極めて優れたものであった。この媒
体を実施例１と全く同様な方法によって評価したところ
Ｃ／Ｎ比６３ｄＢ、誤つ補正がない状態でのビット欠陥
率が１０−Ｓであるという良好な結果が得られた。

第１表 ［発明の効果］ 以上に説明したように本発明の光情報記録媒体の形成方
法を用いれば、 形成される膜の所望される光学的、機械的特性が向上し
、また、成膜における再現性が向上し、膜品質の向上と
膜質の均一化が可能になる２種以上の物質が膜を構成す
るので、膜特性の調節が可能となる 膜の大面積化に有利であり、膜の生産性の向上並びに量
産化を容易に達成することができる更に低温での成膜も
可能であるために、耐熱性に乏しい基体上にも成膜でき
る、低温処理によって工程の短縮化を図れる といった効果が期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を具現化する製造製画の一例の模式
図である。 １０１−−−−１入管 １０２−−−一輸送管 １０３−−−一活性化呈 １０４−’−−−成膜室 １０５−−−−グループ付アクリル樹脂基板＋０６−−
−−基体ヒーター

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 基体上に堆積膜を形成するための成膜空間に堆積膜形成
   用の原料となる下記の一般式（Ａ）で表わされる化合物
   のうちの少くとも２種以上と、一般式（Ａ）で表わされ
   る化合物と化学反応する活性化水素またはハロゲンとを
   導入することによって、前記基体上に堆積膜を形成する
   ことを特徴とする光情報記録媒体形成方法。 ＲｎＭｍ−−−−−−（Ａ） 但し、ｍ、ｎは正整数を示し、Ｒの価数にｎをかけた値
   とＭの価数にｍをかけた値が等しくＭは周期律表の第２
   周期以降の第II族に属する元素、第３周期以降の第III
   族、第IV族、第Ｖ族又は第VI族に属する元素、Ｒは、炭
   化水素基を示す。