JPS63201927A - １回書込非晶質薄フィルム光学記録層を含む記録要素 - Google Patents
１回書込非晶質薄フィルム光学記録層を含む記録要素Info
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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。
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〕
本発明は記録要素及び記録方法に関する。
カルコゲニド薄フィルム及び非晶質−結晶質相遷移を利
用する薄フィルム光学記録層は、１９７０年初頭から多
くの研究の主題となってきた。非晶質−結晶質遷移は原
則として可逆プロセスであるので、初期の関心は「消去
可能」、従って再使用可能な光学記録層に集中していた
。それらの層は−ゑに真空法で調製される。その層は調
製された時点で非晶質である。低い電力で比較的長期の
レーザパルスを使用して、層上の局地点を結晶化させる
のに充分な時間に亘って融点より低い温度でその局地点
を加熱する。これらの結晶質地点を、続いて、より高い
電力でより短期のレーザにより結晶化地点の融点より高
い温度に加熱してそれらの地点の構造をランダム化する
ことができる。その層の設計は、レーザパルスの終了時
に右いて加熱化地点の冷却速度が、ランダム化構造を凍
結させて非晶質状態を達成するのに充分な速さであるよ
うにする。
用する薄フィルム光学記録層は、１９７０年初頭から多
くの研究の主題となってきた。非晶質−結晶質遷移は原
則として可逆プロセスであるので、初期の関心は「消去
可能」、従って再使用可能な光学記録層に集中していた
。それらの層は−ゑに真空法で調製される。その層は調
製された時点で非晶質である。低い電力で比較的長期の
レーザパルスを使用して、層上の局地点を結晶化させる
のに充分な時間に亘って融点より低い温度でその局地点
を加熱する。これらの結晶質地点を、続いて、より高い
電力でより短期のレーザにより結晶化地点の融点より高
い温度に加熱してそれらの地点の構造をランダム化する
ことができる。その層の設計は、レーザパルスの終了時
に右いて加熱化地点の冷却速度が、ランダム化構造を凍
結させて非晶質状態を達成するのに充分な速さであるよ
うにする。
従って、レーザの電力及び期間を調整することにより、
層上の選択された領域の状態を非晶質状態と結晶質状態
との間で切り替え、情報の貯蔵用に使用することのでき
る非晶質及び結晶質の地点を形成することができる。相
遷移は可逆的であるので、前記のパターンを消去して別
個の記録パターンと置き換えることができる。理論的に
は、この消去−書込サイクルは任意の回数に亘って実施
することができる。
層上の選択された領域の状態を非晶質状態と結晶質状態
との間で切り替え、情報の貯蔵用に使用することのでき
る非晶質及び結晶質の地点を形成することができる。相
遷移は可逆的であるので、前記のパターンを消去して別
個の記録パターンと置き換えることができる。理論的に
は、この消去−書込サイクルは任意の回数に亘って実施
することができる。
困難な主要点は、研究されたほとんどの層の結晶化速度
が一般に遅すぎることである。実用的な用途に対しては
、マイクロ秒（μｓ）より短いレーザパルスによって結
晶化することのできる層をもつことが望ましい。現在の
ところ、そのような能力を示す材料はほとんどない。速
い結晶速度をもつ成る種の材料（例えば、Ｔｅ−３ｎ合
金）においては、非晶質状態の不安定性のために、デー
タ保留時間がしばしば不充分である。
が一般に遅すぎることである。実用的な用途に対しては
、マイクロ秒（μｓ）より短いレーザパルスによって結
晶化することのできる層をもつことが望ましい。現在の
ところ、そのような能力を示す材料はほとんどない。速
い結晶速度をもつ成る種の材料（例えば、Ｔｅ−３ｎ合
金）においては、非晶質状態の不安定性のために、デー
タ保留時間がしばしば不充分である。
はとんどの材料では結晶化が遅いので、結晶化工程は消
去可能光学記録層での消去工程として使用するのが一般
的である。レーザ運動の方向に延びたレーザスポットを
使用して効果的な長期レーザ露光を与える。このような
長いレーザスポットは高密度の記録には使用することが
できない。一方、非晶質化工程は、短期レーザパルスで
達成することができ、従って高速で実施することができ
るので、記録工程として使用されている。
去可能光学記録層での消去工程として使用するのが一般
的である。レーザ運動の方向に延びたレーザスポットを
使用して効果的な長期レーザ露光を与える。このような
長いレーザスポットは高密度の記録には使用することが
できない。一方、非晶質化工程は、短期レーザパルスで
達成することができ、従って高速で実施することができ
るので、記録工程として使用されている。
前記の書込−消去−書込サイクルが実用上有益である光
学記録層用の材料として知られているものは極めて少な
い。消去可能相変化型の光学記録層は、まだ商業化され
ていない。
学記録層用の材料として知られているものは極めて少な
い。消去可能相変化型の光学記録層は、まだ商業化され
ていない。
いわゆる「１回書込」薄フィルム光学記録層に対しても
多くの関心が寄せられていた。１回書込とは、その層が
１回だけ記録できることを意味する。その層は、消去で
きず、後の記録用に再使用することができない。
多くの関心が寄せられていた。１回書込とは、その層が
１回だけ記録できることを意味する。その層は、消去で
きず、後の記録用に再使用することができない。
薄フィルム光学記録層は、調製された時点で一般に非晶
質であるので、１回書込層においては結晶化工程を記録
工程として使用するのが望ましい。
質であるので、１回書込層においては結晶化工程を記録
工程として使用するのが望ましい。
しかしながら、遅い結晶化の問題は高速データ速度の達
成を妨害する。高速データ速度は、コンピュータとの使
用に対して設計されている１回書込層にとって重要であ
る。
成を妨害する。高速データ速度は、コンピュータとの使
用に対して設計されている１回書込層にとって重要であ
る。
欧州特許出願第０１８４４５２号明細書には、アンチモ
ンとゲルマニウムとの消去可能光学記録層が広範に記載
されている。各元素の相対割合が層中においてどうなっ
ているかについての記載はない。
ンとゲルマニウムとの消去可能光学記録層が広範に記載
されている。各元素の相対割合が層中においてどうなっ
ているかについての記載はない。
アンチモン及びゲルマニウム層の実施例も記載されてい
ない。情報の記録及び消去は、２つの別個の結晶状態間
での層の切り替えによって行うものとされている。この
層は一般に非晶質状態で調製され、情報の記録が可能と
される前に、まず、２種の結晶状態の一方に変換される
。一括加熱（ｂｕｌｋｈｅａｔ）処理又は延長レーザ露
光のいずれかによって行われる結晶化工程は、非晶質状
態よりも反射率が低いとされている。アンチモンとゲル
マニウムとの合金の例は記載されてふらず、アンチモン
とゲルマニウム以外の合金の例が記載されている。
ない。情報の記録及び消去は、２つの別個の結晶状態間
での層の切り替えによって行うものとされている。この
層は一般に非晶質状態で調製され、情報の記録が可能と
される前に、まず、２種の結晶状態の一方に変換される
。一括加熱（ｂｕｌｋｈｅａｔ）処理又は延長レーザ露
光のいずれかによって行われる結晶化工程は、非晶質状
態よりも反射率が低いとされている。アンチモンとゲル
マニウムとの合金の例は記載されてふらず、アンチモン
とゲルマニウム以外の合金の例が記載されている。
それらの合金の層は結晶化速度が極めて低い。前記の特
許出願明細書の教示によれば、それが開示する光学記録
層は、一般に非晶質状態が不安定であるので、非晶質−
結晶質遷移機構に使用するのは不適当とされている。
許出願明細書の教示によれば、それが開示する光学記録
層は、一般に非晶質状態が不安定であるので、非晶質−
結晶質遷移機構に使用するのは不適当とされている。
実験が明らかに示すところによれば、結晶質−結晶質記
録及び高速の非晶質−結晶質記録は相互に排他的である
。一方の記録モードに適した物性を示す組成物は、他方
の記録モードには適していない。
録及び高速の非晶質−結晶質記録は相互に排他的である
。一方の記録モードに適した物性を示す組成物は、他方
の記録モードには適していない。
別の問題としては、非晶質−結晶質遷移機構を受けるカ
ルコゲン含有材料の多くは、通常、腐食される傾向があ
る。
ルコゲン含有材料の多くは、通常、腐食される傾向があ
る。
（ａ）１．０Ａｔｓ未満の結晶化速度、（ｂ）良好な腐
食抵抗性、（Ｃ）安定な非晶質状態、及び（ｄ）高速高
密度記録能力を組み合せてもつ１回書込光学記録層は従
来技術によっては提供されていない。
食抵抗性、（Ｃ）安定な非晶質状態、及び（ｄ）高速高
密度記録能力を組み合せてもつ１回書込光学記録層は従
来技術によっては提供されていない。
本発明は、第５図に示したアンチモンとゲルマニウムと
スズとの３元組成図中の多角形内の組成をもつ合金製の
、１回書込−非晶質薄フィルム光学記録層を含む記録要
素であって、前記の多角形の頂角及び相当する原子百分
率座標が 頂角 座標 一針一 二 並 Ａ ８６ １３，９９ ０．０１Ｂ ５５
４４，９９ ０．０１Ｃ１８５２３０ Ｄ １８ ４２ ４０ Ｅ ７８ ０ ２２ Ｆ ９８ ０ ２ である、前記の記録要素を提供する。
スズとの３元組成図中の多角形内の組成をもつ合金製の
、１回書込−非晶質薄フィルム光学記録層を含む記録要
素であって、前記の多角形の頂角及び相当する原子百分
率座標が 頂角 座標 一針一 二 並 Ａ ８６ １３，９９ ０．０１Ｂ ５５
４４，９９ ０．０１Ｃ１８５２３０ Ｄ １８ ４２ ４０ Ｅ ７８ ０ ２２ Ｆ ９８ ０ ２ である、前記の記録要素を提供する。
更に、本発明は、
（ａ）第５図に示す前記の多角形内の組成並びに、（ｂ
）非晶質領域及び結晶質領域（ここで結晶質領域はすべ
て同じ状態であって、非晶質状態よりも反射率が高いも
のとする）のパターン をもつ記録要素を提供する。
）非晶質領域及び結晶質領域（ここで結晶質領域はすべ
て同じ状態であって、非晶質状態よりも反射率が高いも
のとする）のパターン をもつ記録要素を提供する。
前記多角形の定義の範囲外の合金組成から形成した層は
、（ａ）堆積した際に結晶質であるか、あるいは（ｂ）
結晶化が遅すぎて実用上役に立たないかのいずれかであ
る。座標Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄ−Ｅ−Ｆで規定される多角形の
組成内で、Ｇｅ濃度組成は２〜２２原子％の範囲である
。Ｇｅ ２％未満の組成から形成した記録層は不安定で
ある。それは堆積の際に結晶化する傾向がある。Ｇｅ２
２％超の組成から形成した記録層は結晶化が困難である
。従って、多角形の辺ＡＦの外側領域の組成から形成し
た記録層は、不安定で自然に結晶化する傾向がある。辺
ＤＥの外側の組成は結晶化が困難な記録層を形成する傾
向がある。どちらの場合でも、それらの組成は、非晶質
から結晶質への記録要素用としては有用ではない。
、（ａ）堆積した際に結晶質であるか、あるいは（ｂ）
結晶化が遅すぎて実用上役に立たないかのいずれかであ
る。座標Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄ−Ｅ−Ｆで規定される多角形の
組成内で、Ｇｅ濃度組成は２〜２２原子％の範囲である
。Ｇｅ ２％未満の組成から形成した記録層は不安定で
ある。それは堆積の際に結晶化する傾向がある。Ｇｅ２
２％超の組成から形成した記録層は結晶化が困難である
。従って、多角形の辺ＡＦの外側領域の組成から形成し
た記録層は、不安定で自然に結晶化する傾向がある。辺
ＤＥの外側の組成は結晶化が困難な記録層を形成する傾
向がある。どちらの場合でも、それらの組成は、非晶質
から結晶質への記録要素用としては有用ではない。
Ｇｅが２２％を超える記録層は書込感度が低く、１０ｍ
Ｗｍｌ光で１μｓ〜３０ＪＪｓを必要とする。ゲルマニ
ウム２２％未満の組成は、８ｍＷで約４００１Ｓ未満を
必要とする、より大きな書込感度をもつ。従って、多角
形Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄ−Ｅ−Ｆの範囲内の組成の感度は多角
形の範囲外の組成と比べてかなり感受性が高い。
Ｗｍｌ光で１μｓ〜３０ＪＪｓを必要とする。ゲルマニ
ウム２２％未満の組成は、８ｍＷで約４００１Ｓ未満を
必要とする、より大きな書込感度をもつ。従って、多角
形Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄ−Ｅ−Ｆの範囲内の組成の感度は多角
形の範囲外の組成と比べてかなり感受性が高い。
５ｂ−Ｇｅ組成にＳｎを加える目的は、アンチモン−ゲ
ルマニウム組成の書込コントラストと搬送波対雑音比（
ＣＮＲ）とを改良することにある。
ルマニウム組成の書込コントラストと搬送波対雑音比（
ＣＮＲ）とを改良することにある。
多角形Ａ−Ｂ−Ｇ−Ｈ内の組成は、この多角形の外側の
組成よりも高いコントラスト及び搬送波対雑音比をもつ
。前記多角形の定義の範囲外の組成から形成した層の非
晶質から結晶質への遷移温度は少なくとも８０℃である
。
組成よりも高いコントラスト及び搬送波対雑音比をもつ
。前記多角形の定義の範囲外の組成から形成した層の非
晶質から結晶質への遷移温度は少なくとも８０℃である
。
本発明の要素で使用する層は、単独の結晶状態だけを形
成することができる。すなわち、記録化層を通じて、結
晶状態は同じである。多くの記録において、結晶質領域
は均一の組成をもつことになる。
成することができる。すなわち、記録化層を通じて、結
晶状態は同じである。多くの記録において、結晶質領域
は均一の組成をもつことになる。
薄フィルム層上への情報の記録は、情報変調化レーザビ
ームを層上に焦点化して層上に結晶質領域及び非晶質領
域のパターンを形成することによって行う。結晶化領域
はすべて同じ状態になる。
ームを層上に焦点化して層上に結晶質領域及び非晶質領
域のパターンを形成することによって行う。結晶化領域
はすべて同じ状態になる。
第１図は、本発明による光学記録要素（１６）上へ情報
を記録し、そして記録された情報をそこから再生する装
置の模式図である。記録要素（１６）は、第２図に示す
ように、基板（４５）上の、オーバーコート層（４１）
及び非晶質薄フィルム光学記録層（４２）からなる。駆
動信号に応答して、薄フィルム（４２）上に記録すべき
情報に従って、ダイオード記録ビームの強度を変調する
。第１図に示すように、変調化レーザビームはレンズ（
１４）で集束され、レンズ（１８）でコリメーションさ
れ、そして鏡要素（２０）、 （２３）及び（２４）
によってレンズ（２６）に導かれ、そのレンズ（２６）
がフィルム（４２）上の記録スポラ） （２８）に変調
化レーザビームを焦点化する。
を記録し、そして記録された情報をそこから再生する装
置の模式図である。記録要素（１６）は、第２図に示す
ように、基板（４５）上の、オーバーコート層（４１）
及び非晶質薄フィルム光学記録層（４２）からなる。駆
動信号に応答して、薄フィルム（４２）上に記録すべき
情報に従って、ダイオード記録ビームの強度を変調する
。第１図に示すように、変調化レーザビームはレンズ（
１４）で集束され、レンズ（１８）でコリメーションさ
れ、そして鏡要素（２０）、 （２３）及び（２４）
によってレンズ（２６）に導かれ、そのレンズ（２６）
がフィルム（４２）上の記録スポラ） （２８）に変調
化レーザビームを焦点化する。
記録を行う際には、要素（１６）を一定速度例えば１８
００回転／分（ｒｐｍ）で回転させる。結果として、情
報トラック（３０）は、選択された結晶化領域の形で光
学記録層上に記録される。記録を続けると、記録スポラ
） （２８）は要素（１６）を横切って直径方向に内側
に走査され（手段は図示してない）、こうして外側半径
ｒ０から内側半径ｒｉへ延びるラセン状または同心円状
トラックに沿って情報が記録される。記録された情報マ
ークの大きさ及び間隔は、記録用レーザ駆動信号の情報
内容及び要素（１６）の半径方向位置によって変化する
。
００回転／分（ｒｐｍ）で回転させる。結果として、情
報トラック（３０）は、選択された結晶化領域の形で光
学記録層上に記録される。記録を続けると、記録スポラ
） （２８）は要素（１６）を横切って直径方向に内側
に走査され（手段は図示してない）、こうして外側半径
ｒ０から内側半径ｒｉへ延びるラセン状または同心円状
トラックに沿って情報が記録される。記録された情報マ
ークの大きさ及び間隔は、記録用レーザ駆動信号の情報
内容及び要素（１６）の半径方向位置によって変化する
。
続出処理の際には、新しい記録情報を担持した要素（１
６）を、記録処理の際に回転させた速度と同じ速度で回
転させる。読出レーザからのレーザビーム（２２）をレ
ンズ（３４）及び（３６）によって直径方向に拡大する
。続出レーザビームの光学的通路は、ビームスプリッタ
（２１）並びに鏡（２３）及び（２４）によって曲げら
れ、こうして高数値口径レンズ（２６）によって要素（
１６）上の再生スポットに読出レーザビームを焦点化す
る。要素（１６）は反射性型であるので、再生スポット
を形成する輻射線は、光学要素（１６）上に記録された
情報マークと相互作用した後で高数値口径レンズ（２６
）を通して反射される。レンズ（３８）は、プリズムビ
ームスプリッタによって転換された反射レーザ輻射線を
検出器（４０）上に向け、検出器（４０）は検出器にそ
そがれる反射レーザ輻射線の放射照度における時間的変
化（コントラスト）に応じて電気的再生信号を生成する
。
６）を、記録処理の際に回転させた速度と同じ速度で回
転させる。読出レーザからのレーザビーム（２２）をレ
ンズ（３４）及び（３６）によって直径方向に拡大する
。続出レーザビームの光学的通路は、ビームスプリッタ
（２１）並びに鏡（２３）及び（２４）によって曲げら
れ、こうして高数値口径レンズ（２６）によって要素（
１６）上の再生スポットに読出レーザビームを焦点化す
る。要素（１６）は反射性型であるので、再生スポット
を形成する輻射線は、光学要素（１６）上に記録された
情報マークと相互作用した後で高数値口径レンズ（２６
）を通して反射される。レンズ（３８）は、プリズムビ
ームスプリッタによって転換された反射レーザ輻射線を
検出器（４０）上に向け、検出器（４０）は検出器にそ
そがれる反射レーザ輻射線の放射照度における時間的変
化（コントラスト）に応じて電気的再生信号を生成する
。
非晶質フィルム（４２）の選択された部分を結晶状態に
変えるのに充分なエネルギーの電磁輻射線のコヒーレン
トビームによって本発明の非晶質薄フィルム光学記録層
の書込を行なう。本発明に右いて、非晶質薄フィルム光
学記録層は、レーザパルス幅４０〜１００ナノ秒におけ
るレーザ電力的２〜１０１にふいて変換を行なうのに充
分感受性である。
変えるのに充分なエネルギーの電磁輻射線のコヒーレン
トビームによって本発明の非晶質薄フィルム光学記録層
の書込を行なう。本発明に右いて、非晶質薄フィルム光
学記録層は、レーザパルス幅４０〜１００ナノ秒におけ
るレーザ電力的２〜１０１にふいて変換を行なうのに充
分感受性である。
非晶質薄フィルムの記録を、スタティックビットテスタ
ーを用いて実施した。スタティックビットテスターは、
マイクロコンビコータによって試料の位置、レーデ電力
及びレーザパルス幅を制御する自動ファシリティ−を備
えている。スタティックビットテスター内で８３０ｎｍ
レーザダイオードによって各記録層を露光してスポット
のマトリクスを生成する。ここでレーザ電力を４〜１２
ｍＷで変え、そしてパルス幅を４０〜３０．０００ナノ
秒に変える。光学記録用の記録層の適性は、試料の露光
領域と未露光領域、すなわち結晶質状態と非晶質状態の
間の反射の変化を測定することによって決定する。
ーを用いて実施した。スタティックビットテスターは、
マイクロコンビコータによって試料の位置、レーデ電力
及びレーザパルス幅を制御する自動ファシリティ−を備
えている。スタティックビットテスター内で８３０ｎｍ
レーザダイオードによって各記録層を露光してスポット
のマトリクスを生成する。ここでレーザ電力を４〜１２
ｍＷで変え、そしてパルス幅を４０〜３０．０００ナノ
秒に変える。光学記録用の記録層の適性は、試料の露光
領域と未露光領域、すなわち結晶質状態と非晶質状態の
間の反射の変化を測定することによって決定する。
この反射変化は記録コントラスト（ＣＴ）として表され
、 （式中、ＲｃおよびＲαは各々結晶状態および非晶質状
態の反射率である。） で規定される。フィルムが光学記録層として有用である
と認められるためには５％の最小コントラストが達成さ
れる必要がある。
、 （式中、ＲｃおよびＲαは各々結晶状態および非晶質状
態の反射率である。） で規定される。フィルムが光学記録層として有用である
と認められるためには５％の最小コントラストが達成さ
れる必要がある。
薄非晶質フィルム記録層の作製は、通常の薄フィルム蒸
着技術、例えば蒸発、合金ターゲットからのＲＦ （無
線周波数： ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）および
ＤＣ（直流：ｄｉｒｅｃｔ ｃｕｒｒｅｎｔ） スパッ
タリング、並びに個々の要素のターゲットからのＲＦお
よびＤＣコスパッタリングによって行うことができる。
着技術、例えば蒸発、合金ターゲットからのＲＦ （無
線周波数： ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）および
ＤＣ（直流：ｄｉｒｅｃｔ ｃｕｒｒｅｎｔ） スパッ
タリング、並びに個々の要素のターゲットからのＲＦお
よびＤＣコスパッタリングによって行うことができる。
磁場を与えてスパッタリング方法を改良すること（マグ
ネトロンスパッタリング）も用いることができる。フィ
ルムの厚さは、コントラスト、感度、作製速度、材料コ
スト、制御の容易性、データ速度等の要因のバランスに
より、数十から数百ｎｍであることができる。
ネトロンスパッタリング）も用いることができる。フィ
ルムの厚さは、コントラスト、感度、作製速度、材料コ
スト、制御の容易性、データ速度等の要因のバランスに
より、数十から数百ｎｍであることができる。
使用することのできる支持体としては、プラスチックフ
ィルム例えばポリエチレンテレフタレート、ポリメチル
メタクリレート、ポリカーボネート、ガラス板、金属板
または紙が含まれる。
ィルム例えばポリエチレンテレフタレート、ポリメチル
メタクリレート、ポリカーボネート、ガラス板、金属板
または紙が含まれる。
以下、本発明を実施例によって更に具体的に説明する。
以下の実施例において、各薄フィルム光学記録層は
Ｓｂ＊Ｇｅ、Ｓｎｇ
（ここで、Ｘ・ｙ及び２は原子百分率である）′で示す
。
。
例１
本発明の非晶質薄フィルム光学記録層をスパッタリング
法によって調製した。ｓｈ粉末及びＧｅ粉末を均質混合
してなるターゲットを、１時間８ｍＴｏｒｒアルゴン（
Ａｒ）雰囲気中で前スパッタリングした。この前スパッ
タリング工程は、定常状態蒸着条件を達成するように設
計した。
法によって調製した。ｓｈ粉末及びＧｅ粉末を均質混合
してなるターゲットを、１時間８ｍＴｏｒｒアルゴン（
Ａｒ）雰囲気中で前スパッタリングした。この前スパッ
タリング工程は、定常状態蒸着条件を達成するように設
計した。
次に、前スパッタリング処理した混合体を７分間ガラス
支持体上にスパッタリングすることによって厚さ約１４
０ｎｍの薄フィルムを調製した。調製されたフィルム中
の各成分の原子比率の測定は、誘導カップル化プラズマ
原子放出スペクトロメトＩＪ−（ＩＣＰ）ｋよびＸ線け
い光（ＸＲＦ）１．：よって行った。記録層は５ｂ９１
．５％及びＧｅ８，５％から成るものであった。非晶質
から結晶質への遷移温度は１６４℃であった。このよう
に遷移温度が高いことは本発明のフィルムの非晶質状態
が非常に安定であることを示している。これは重要な保
存性である。非晶質から結晶質への遷移温度が非常に低
いと、結晶質マークとしてコードされた書込データ及び
非マーク化非晶質領域の間の反射率の差違が失われてし
まう点で、光学記録層にとっては有害である。
支持体上にスパッタリングすることによって厚さ約１４
０ｎｍの薄フィルムを調製した。調製されたフィルム中
の各成分の原子比率の測定は、誘導カップル化プラズマ
原子放出スペクトロメトＩＪ−（ＩＣＰ）ｋよびＸ線け
い光（ＸＲＦ）１．：よって行った。記録層は５ｂ９１
．５％及びＧｅ８，５％から成るものであった。非晶質
から結晶質への遷移温度は１６４℃であった。このよう
に遷移温度が高いことは本発明のフィルムの非晶質状態
が非常に安定であることを示している。これは重要な保
存性である。非晶質から結晶質への遷移温度が非常に低
いと、結晶質マークとしてコードされた書込データ及び
非マーク化非晶質領域の間の反射率の差違が失われてし
まう点で、光学記録層にとっては有害である。
前記フィルムの別個の試料について、前記のスタティッ
クビットテスターを用いて書込を行った。
クビットテスターを用いて書込を行った。
書込はフィルム上への結晶化マークの形で行った。
結晶化書込スポットを担持したフィルｉを、加速安定度
試験用の相対湿度３０％及び７０℃のチャンバ内に置い
た。４４日後にフィルムの検査を行った。非書込フィル
ム上又は書込スポットにおいていかなる相変化又は腐食
も観察されなかった。
試験用の相対湿度３０％及び７０℃のチャンバ内に置い
た。４４日後にフィルムの検査を行った。非書込フィル
ム上又は書込スポットにおいていかなる相変化又は腐食
も観察されなかった。
このフィルムは、腐食に対する保護層としてのオーバー
コートをもっていないものであった。この試験は、書込
スポットを担持した本発明のフィルムが環境的にも安定
であることを示している。
コートをもっていないものであった。この試験は、書込
スポットを担持した本発明のフィルムが環境的にも安定
であることを示している。
同じ組成の別のフィルム試料について、スタティックピ
ットテスターでの性能試験を行った。フィルムを、真空
被覆した１４０ｎｍ厚の５ｉｎ２フィルムでオーバーコ
ートして書込工程の際の変形を減少させた。書込には、
８３０ｎｍ波長のパルス化半導体レーザービームを使用
した。各種の電力及びパルス幅における書込感度及びコ
ントラストを第３図に示す。第３図は、非晶質状態の反
射率と結晶質状態の反射率との間のコントラスト百分率
が明確に測定可能であること、そして現在の技術のレー
ザ読出系によって続出可能であることを示している。こ
れらのデータは、実用的なレーザ電力及び書出速度を使
用して書込ができることも示している。
ットテスターでの性能試験を行った。フィルムを、真空
被覆した１４０ｎｍ厚の５ｉｎ２フィルムでオーバーコ
ートして書込工程の際の変形を減少させた。書込には、
８３０ｎｍ波長のパルス化半導体レーザービームを使用
した。各種の電力及びパルス幅における書込感度及びコ
ントラストを第３図に示す。第３図は、非晶質状態の反
射率と結晶質状態の反射率との間のコントラスト百分率
が明確に測定可能であること、そして現在の技術のレー
ザ読出系によって続出可能であることを示している。こ
れらのデータは、実用的なレーザ電力及び書出速度を使
用して書込ができることも示している。
例２
例１に記載の方法に従って、成る組成範囲の多数の非晶
質５ｂ−Ｇｅ薄フィルムを調製した。若干の代表的な組
成及びそれらの相当する書込感度（必要最小限のレーザ
パルス及び電力）を以下に示す。
質５ｂ−Ｇｅ薄フィルムを調製した。若干の代表的な組
成及びそれらの相当する書込感度（必要最小限のレーザ
パルス及び電力）を以下に示す。
Ｓｂｓ４Ｇｅｇ 、５０ｎｓ、 ６１１１Ｖ１；５ｂｓ
ｓＧｅ＋＋、１００ｎｓ。
ｓＧｅ＋＋、１００ｎｓ。
６ｍＷ：５ｔｌｓｓＧｅ＋ｓ・２００ｎｓ−８＋１１：
Ｓｔ）＠＊Ｇｅ＋ｓ。
Ｓｔ）＠＊Ｇｅ＋ｓ。
４００ｎｓ、 ８ｍＷ ；５ｂｔｓＧｅａｔ ｌ ＩＪ
Ｊｓ、１０ｍＷ。
Ｊｓ、１０ｍＷ。
例１及び例２の薄フィルムは、感受性のある１回書込光
学記録層である。このフィルムは、欧州特許出願第０１
８４４５２号明細書に教示されているような２種の別個
の結晶質状態間をサイクルすることはできない。
学記録層である。このフィルムは、欧州特許出願第０１
８４４５２号明細書に教示されているような２種の別個
の結晶質状態間をサイクルすることはできない。
例３
本発明の非晶質薄フィルム光学記録層を例１のスパッタ
リング法によって調製した。
リング法によって調製した。
前スパッタリング処理した混合体を４分間ガラス支持体
上にスパッタリングすることによって厚さ約ｔｏｏｎｍ
の薄フィルムを調製した。調製されたフィルム中の各成
分の原子比率の測定は、ＩＣＰによって行った。フィル
ムの組成は原子対原子基準で５ｂ６４％、５ｎ３０％及
びＧｅ ６％から成るものであった。
上にスパッタリングすることによって厚さ約ｔｏｏｎｍ
の薄フィルムを調製した。調製されたフィルム中の各成
分の原子比率の測定は、ＩＣＰによって行った。フィル
ムの組成は原子対原子基準で５ｂ６４％、５ｎ３０％及
びＧｅ ６％から成るものであった。
非晶質から結晶質への遷移温度は第４図に示すとおり１
５２℃であった。加熱速度は２５ｍｋ／ｓｅｃであった
。
５２℃であった。加熱速度は２５ｍｋ／ｓｅｃであった
。
このように遷移温度が高いことは本発明のフィルムの非
晶質状態が非常に安定であることを示している。
晶質状態が非常に安定であることを示している。
前記薄フィルムの別個の試料について、前記のスタティ
ックピットテスターを用いて書込を行った。書込はフィ
ルム上への結晶化マークの形で行った。結晶化書込スポ
ットを担持したフィルムを、加速安定度試験用の相対湿
度３０％及び７０℃のチャンバ内に置いた。２４日後に
フィルムの検査を行った。非書込フィルム上又は書込ス
ポットにふいていかなる相変化又は腐食も観察されなか
った。この試験は、書込スポットを担持した本発明のフ
ィルムが環境的にも安定であることを示している。
ックピットテスターを用いて書込を行った。書込はフィ
ルム上への結晶化マークの形で行った。結晶化書込スポ
ットを担持したフィルムを、加速安定度試験用の相対湿
度３０％及び７０℃のチャンバ内に置いた。２４日後に
フィルムの検査を行った。非書込フィルム上又は書込ス
ポットにふいていかなる相変化又は腐食も観察されなか
った。この試験は、書込スポットを担持した本発明のフ
ィルムが環境的にも安定であることを示している。
同じ組成の別のフィルム試料について、スタティックピ
ットテスターでの性能試験を行った。書込には、８３０
ｎｍ波長のパルス化半導体レーザビームを使用した。得
られたデータは、実用的なレーザ電力及び書出速度を使
用して書込ができることも示している。書込コントラス
トは、パルス幅１００ナノ秒及びレーザ電力１０ｍ１ｌ
において約２０％であった。フィルム感度は、電力４Ｉ
Ｔｌ１１において４０ナノ秒で書込を行うことができる
ものであった。
ットテスターでの性能試験を行った。書込には、８３０
ｎｍ波長のパルス化半導体レーザビームを使用した。得
られたデータは、実用的なレーザ電力及び書出速度を使
用して書込ができることも示している。書込コントラス
トは、パルス幅１００ナノ秒及びレーザ電力１０ｍ１ｌ
において約２０％であった。フィルム感度は、電力４Ｉ
Ｔｌ１１において４０ナノ秒で書込を行うことができる
ものであった。
遭１
例１に記載の方法に従って、成る組成範囲の多数の非晶
質Ｓｂ −Ｇｅ−３ｎ薄フィルムを調製した。若干の代
表的な組成を以下に示す。
質Ｓｂ −Ｇｅ−３ｎ薄フィルムを調製した。若干の代
表的な組成を以下に示す。
５ｂｓｔＧｅ、Ｓｎ、４＋ ５ｔｌｔｓＧｅｌｌＳＪｉ
Ｉ Ｓｂ、Ｇｅ４Ｓｎ２ａ ＋Ｓｔ）ｇ＠Ｇｅ４Ｓｎ
Ｈ、Ｓｂ＠ｓＧｅ、Ｓｎ、ｏ 及び５ｌ）ｓｓＧｅ＠５
ｎ２Ｂ。
Ｉ Ｓｂ、Ｇｅ４Ｓｎ２ａ ＋Ｓｔ）ｇ＠Ｇｅ４Ｓｎ
Ｈ、Ｓｂ＠ｓＧｅ、Ｓｎ、ｏ 及び５ｌ）ｓｓＧｅ＠５
ｎ２Ｂ。
これらのフィルムは電力６１及びレーザパルス長５０ナ
ノ秒で書込を行うことができる。書込情報は結晶質スポ
ットの形であった。
ノ秒で書込を行うことができる。書込情報は結晶質スポ
ットの形であった。
例５
均質なＳｂ −Ｇｅ−Ｓｎ合金スパッタリングターゲッ
トを熱プレス法によって調製した。Ｓｂｔ、Ｇｅ１Ｓｎ
２２の組成をもつ非晶質薄フィルムをスパッタリングに
よって調製した。このフィルムは電力４ｍＷ及びレーザ
パルス長５０ナノ秒で結晶化することができる。
トを熱プレス法によって調製した。Ｓｂｔ、Ｇｅ１Ｓｎ
２２の組成をもつ非晶質薄フィルムをスパッタリングに
よって調製した。このフィルムは電力４ｍＷ及びレーザ
パルス長５０ナノ秒で結晶化することができる。
特に有用な記録要素は、第５図において、以下の頂角及
び相当する座標をもつ多角形内の合金組成をもつもので
ある。
び相当する座標をもつ多角形内の合金組成をもつもので
ある。
Ａ ８６ １３．９９ ０．０１
Ｂ ５５ ４４．９９ ０．０Ｉ
Ｃ１８５２３０ Ｄ １８ ４２ ４０Ｉ
７５ ２ ２３Ｊ ９
６ ２ ２特に有用な記録要素は、第５図
において、以下の頂角及び相当する座標をもつ多角形内
の合金組成をもつものである。
Ｂ ５５ ４４．９９ ０．０Ｉ
Ｃ１８５２３０ Ｄ １８ ４２ ４０Ｉ
７５ ２ ２３Ｊ ９
６ ２ ２特に有用な記録要素は、第５図
において、以下の頂角及び相当する座標をもつ多角形内
の合金組成をもつものである。
Ａ ８６ １３，９９ ０．０１
Ｂ ５５ ４４．９９ ０．０１
Ｇ ４０ ４８ １２Ｈ４０３
６２４ 比較例 合金組成が（１） ５ｂ４ｏＳｎｓａＧｅｚ ＆び（２
）Ｓｌ）ｓｓＳｎ２Ｇｅ＊。の薄フィルムを調製した。
Ｂ ５５ ４４．９９ ０．０１
Ｇ ４０ ４８ １２Ｈ４０３
６２４ 比較例 合金組成が（１） ５ｂ４ｏＳｎｓａＧｅｚ ＆び（２
）Ｓｌ）ｓｓＳｎ２Ｇｅ＊。の薄フィルムを調製した。
薄フィルム（１）は蒸着した際に結晶質であった。薄フ
ィルム（２）は蒸着した際に非晶質であったが結晶化す
るのが非常に困難であった。これらのフィルムは共に本
発明の範囲外のものである。
ィルム（２）は蒸着した際に非晶質であったが結晶化す
るのが非常に困難であった。これらのフィルムは共に本
発明の範囲外のものである。
本発明の要素は、カルコゲンに豊む薄フィルムに観察さ
れる環境腐食を受けない。実用的なレーザ電力を使用し
た際の、光学記録層の結晶化速度は１マイクロ秒未満で
ある。非晶質状態は非常に安定である。従って、薄フィ
ルムへの記録は、非晶質から結晶質への遷移機構を使用
して行う。この層は、高密度で高速の記録を行うことが
できる。
れる環境腐食を受けない。実用的なレーザ電力を使用し
た際の、光学記録層の結晶化速度は１マイクロ秒未満で
ある。非晶質状態は非常に安定である。従って、薄フィ
ルムへの記録は、非晶質から結晶質への遷移機構を使用
して行う。この層は、高密度で高速の記録を行うことが
できる。
更に、この層は、欧州特許出願第０１８４４５２号明細
書に示唆されているような２種の結晶状態間を切り換え
ることができず、結晶質状態は非晶質状態と比べて均一
で、より反射性である。
書に示唆されているような２種の結晶状態間を切り換え
ることができず、結晶質状態は非晶質状態と比べて均一
で、より反射性である。
第１図は本発明に係る記録要素を使用する記録−再生装
置の模式図、第２図は本発明の光学記録要素の模式的断
面図、第３図及び第４図は例１及び例３の実験結果を示
すグラフ、そして第５図は本発明の有用な合金混合物が
見出される範囲の多角形を示す３元組成図である。 １６・・・記録要素、 １４、１８．２６．３４．３６．３８・・・レンズ、２
０、２１．２３．２４・・・鏡要素、４２・・・薄フィ
ルム、 ４５・・・基板。 以下余白 ＦＩＧ、璽 書込レーザ電力（ｍＷ） ＦＩＧ、 ３ ＦＩＧ、 ４
置の模式図、第２図は本発明の光学記録要素の模式的断
面図、第３図及び第４図は例１及び例３の実験結果を示
すグラフ、そして第５図は本発明の有用な合金混合物が
見出される範囲の多角形を示す３元組成図である。 １６・・・記録要素、 １４、１８．２６．３４．３６．３８・・・レンズ、２
０、２１．２３．２４・・・鏡要素、４２・・・薄フィ
ルム、 ４５・・・基板。 以下余白 ＦＩＧ、璽 書込レーザ電力（ｍＷ） ＦＩＧ、 ３ ＦＩＧ、 ４
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、アンチモンとゲルマニウムとスズとの３元組成図中
の多角形内の組成をもつ合金製の、１回書込−非晶質薄
フィルム光学記録層を含む記録要素であって、 （ａ）前記の組成図が ▲数式、化学式、表等があります▼ であり、そして （ｂ）前記の多角形の頂角及び相当する原子百分率座標
が ￥頂角￥；￥座標Ｓｂ￥：￥座標Ｓｎ￥：￥座標Ｇｅ￥
Ａ；８６：１３．９９：０．０１Ｂ；５５：４４．９９
：０．０１ Ｃ；１８：５２：３０ Ｄ；１８：４２：４０ Ｅ；７８：０：２２ Ｆ；９８：０：２ である、 前記の記録要素。
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|---|---|---|---|
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| US07/014,337 US4795695A (en) | 1987-02-13 | 1987-02-13 | Recording elements comprising write-once thin film alloy layers |
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|---|---|
| JPS63201927A true JPS63201927A (ja) | 1988-08-22 |
| JPH0422438B2 JPH0422438B2 (ja) | 1992-04-17 |
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