JPS6379246A

JPS6379246A - 情報記録媒体

Info

Publication number: JPS6379246A
Application number: JP61224513A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Suzuki; 克己鈴木
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-09-22
Filing date: 1986-09-22
Publication date: 1988-04-09

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）この発明は、光ビームにより記録膜に結晶の相変態を生
じさせて情報を記録する情報記録媒体及びその製造方法
に関する。

（従来の技術）従来の光ディスクとしては、第４図乃至第６図に示すも
のがある。第４図に示す光ディスクは、基板１上に低融
点材料の薄膜２を形成し、この薄膜２にレーザビームを
スポット照射し、薄膜２を局部的に溶融蒸発させ、微小
な穴３を形成する。

情報をこの穴３の形成により記録する。

また、第５図に示す光ディスクにおいては、基板４上に
２層以上の薄膜６，７を積層させ、レーザビームをスポ
ット照射したときに、下地膜６がら気泡を発生させ、薄
膜７にふくらみ８を形成して情報を記録する。しかしな
がら、この第４図又は第５図に示す光ディスクにおいて
は、記録部（穴３．ふくらみ８）に不可逆的な変化を与
えるから、記録は可能であるが、消去することはできな
い。

第６図に示す光ディスクにおいては、基板９上に温度に
より組織が変化する材料で薄膜１０を形成し、レーザビ
ームのスポット照射で薄膜１０の局部１１を加熱して組
織を光反射率が異なる組織に変化させて情報を記録する
ものである。この場合には、薄膜１０を温度により光学
的特性が可逆的に変化する材料で形成すれば、記録及び
消去が可能になる。

このような材料として、Ｇｅ５Ｔｅ又はＧｅＴｅ等の半
導体材料がある。これらはその温度により、結晶質相と
非晶質相との２つの状態を選択的にとり、各状態におい
て複素屈折率が相違するので、レーザビームによる熱処
理でこの２つの状態を可逆的に変化させて情報を記録消
去する（Ｊ、　ｏｆ　　Ｎｏｎ　−Ｃｒｙｓｔａｌｌｉ
ｎｅ　　５ｏｌｉｄ　４１１９７０　　及びＭｅｔａｌ
ｌｕｒｇｉｃａｌ　　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ２　Ｂ
４１１９７１　　）。

しかしながら、前述の半導体材料は、化学的に不安定で
耐久性が低く、実用化が困難であるという問題点がある
。つまり、Ｇｅ５Ｔｅ又はＧｅＴｅ等の半導体は溶融状
態まで加熱して高速で冷却すると非晶質になり、融点よ
りも低い温度に加熱して低速で冷却すると結晶質になる
。この非晶質相と結晶質相とでは、夫々ｎ−１ｋで現さ
れる複素屈折率（但し、ｎは屈折率、ｋは消衰係数、ｉ
は虚数単位）が異なる。これにより、情報の書込み及び
読取りが可能になるが、これらの半導体を薄膜にすると
、化学的安定性が低く、大気中では次第に腐蝕して劣化
する。このため、情報を記録再生する光デイスク用材料
として大月化することは困難である。

そこで、Ｔ　ｅ　、、Ｇ　ｅ又はＧｅＴｅ等のカルコゲ
ン系半導体に替り、インジウム（Ｉｎ）−アンチモン（
Ｓ　ｂ）系合金が情報記録媒体として注目されている。

このＩｎ−８ｂ系合金は、光ビームの照射により、結晶
相の相変態が生じ、結晶相と他の結晶相との間を可逆的
に変化する。つまり、Ｉｎ１−ｘｓｂ１合金系の内、Ｘ
が５０乃至７０の組成のものは、この結晶間の相変態に
より反射率が変化する。また、この合金は、カルコゲン
系の半導体と異なり、化学的に安定であり、長寿命であ
ると考えられる。

ところで、Ｉｎ−５ｂ合金記録膜は、レーザビームの照
射時の溶融等による蒸発損失等を防止するために、１対
の誘電体の膜で挟まれている。このように、記録膜と誘
電体膜との３層構造にすることにより、記録膜における
穴の形成が防止されている。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、誘電体の熱伝導度が低すぎると、情報記
録のためにレーザビームを照射しても、急冷効果が得ら
れず、情報の再生時に十分な出力信号が得られない。ま
た、記録膜の感度が局所的に変化し、読みだし信号が局
所的にバラツクという問題点がある。

一方、熱伝導度が高すぎる誘電体を使用すると、記録層
にレーザビームを照射しても、その記録層を昇温させる
ための熱が誘電体を介して基板に逃げてしまい、読み出
し信号が低下してしまうという問題点がある。

この発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって
、記録層を挟む膜の熱伝導度が適度であり、低出力の記
録エネルギで均一かつ大きな読み出し信号を得ることが
できる情報記録媒体を提供することを目的とする。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）この発明に係る情報記録媒体は、基板と、この基板上に
形成された第１のシリコン半導体膜と、この第１のシリ
コン半導体膜の上にインジウム−アンチモン合金で形成
され光ビームを照射してその光学的特性を変化させるこ
とにより情報を記録する記録膜と、この記録膜の上に形
成された第２のシリコン半導体膜と、を有することを特
徴とする。

また、この発明に係る他の情報記録媒体は、基板と、こ
の基板上に形成された第１のシリコン半導体膜と、この
第１のシリコン半導体膜の上にインジウム−アンチモン
合金で形成され光ビームを照射してその光学的特性を変
化させることにより情報を記録する記録膜と、この記録
膜の上に形成された保護膜と、を有することを特徴とす
る。

（作用）この発明においては、Ｉｎ−Ｓｂ合金記録層の記録消去
時の光エネルギに対し、この記録層と基板との間に配設
された第１のシリコン半導体膜が適切な熱伝導度を有し
ている。このため、比較的低い光エネルギで記録しても
、十分に高い読み出し信号を得ることができる。

（実施例）以下、添付の図面を参照してこの発明の実施例について
具体的に説明する。第１図及び第２図は、この発明の実
施例に係る情報記録媒体を示す断面図である。ＰＭＭＡ
又はポリカーボネート等の樹脂性基板２１の上に、第１
のシリコン（Ｓｉ）半導体膜２２が形成されており、こ
のＳｉ半導体膜２２の上に、記録膜２３が形成されてい
る。この記録膜２３は、インジウム（Ｉｎ）−アンチモ
ン（Ｓｂ）合金で形成されている。記録膜２３の上には
、第２のＳｉ半導体膜２４が形成されており、８１半導
体膜２４の上には、保護膜２５が配設されている。Ｓｉ
半導体膜２２．２４は、レーザビーム照射による記録膜
２３の蒸発を防止すると共に、記録感度を高くし、読み
出し信号を均一化するために配設される。保護膜２５は
、情報記録媒体に取扱上の疵が発生することを防止する
ものであり、例えば、紫外線硬化樹脂をＳｉ半導体膜２
４の上に塗布した後、これを紫外線で硬化させることに
より形成することができる。なお、保護膜２５に記録膜
２３の蒸発防止効果がある場合には、第２のＳｌ半導体
膜２４、を形成する必要はない。

このように構成された情報記録媒体においては、先ず、
光ビーム照射又は適宜の加熱手段により記録膜２３を加
熱して、この記録膜２３を第１の相に初期化する。次い
で、記録膜２３に所定のエネルギの光ビームを選択的に
照射して、記録膜２３のビーム照射部分を第２の相に相
変態させ、情報を記録する。この情報は、記録ビットに
光ビームを照射してその反射率等の光学的特性を測定し
、その光学的特性の相違から読取る。また、この記録ビ
ットに所定のエネルギの光ビームを照射してこの記録ビ
ットを第１の相に変態させることにより、情報を消去す
る。これにより、情報記録媒体に情報を記録再生消去す
ることができる。この場合に、記録膜２３は熱伝導度が
比較的低い第１及び第２のＳｉ半導体膜２２及び２４に
挟まれているので、記録膜２３に照射されたレーザビー
ムの熱が基板２１に逃げることが抑制される。このため
、読み出し信号の低下が防止されると共に、比較的低出
力の光源を使用して情報を記録することができる。

次ぎに、この情報記録媒体を製造してその記録再生特性
を調査した結果を、記録膜を５ｉ０２膜で挟んだ従来の
情報記録媒体と比較して説明する。

先ず、４元マグネトロンスパッタリング装置に、Ｉ　ｎ
％　ｓｂ、Ｓ　ｉＯｚ　、及びＳｉのターゲットを設置
した。また、厚さが１．２ｍ１１．直径が５インチのＰ
ＭＭＡ製ディスク円板をスパッタリング装置内に設置し
、装置内を１０″″６トル（ｔｏｒｒ）の真空に排気し
た後、Ａｒガスを装置内に導入し、装置内を６ｍｍトル
のＡｒガス圧力に調節した。

次いで、Ｓｉターゲットに１００Ｗの高周波電力を印加
し、ディスク上に第１のＳｉ半導体膜を約５００人成膜
した。次いで、Ｉｎターゲット及びｓｂツタ−ットに、
夫々５０Ｗ及び６０Ｗの高周波電力を印加し、Ｉｎ４２
Ｓｂ５Ｂの組成のＩｎＳｂ合金膜を約６００人形成した
。その後、Ｓｉターゲットに１００Ｗの高周波電力を印
加し、５００人のＳｉ半導体膜を形成した。次いで、ス
パッタリング装置からサンプルを取出した後、スピンコ
ードにより、紫外線硬化樹脂を約５μｍコーティングし
た。

同様にして、実施例サンプルのＳｉ半導体膜の替りに、
膜厚が５ＱＯ人の５ｉ０２誘電体膜で記録膜を挟んだ比
較例サンプルも製造した。

なお、Ｓｉターゲットの高周波スパッタリングにより、
ガラス基板上にＳｉ膜のみをｇｏｏｏ人成膜し、このＳ
ｉ半導体の光学的バンドギャップを測定した。その結果
、このＳｉ半導体膜の光学的バンドギャップは、１．７
ｅＶであり、分光吸収端の波長が７２９ｎｍであった。

従って、このＳｉ半導体膜は、７８０ｎｍ又は８３０ｎ
ｍの波長の半導体レーザ光を吸収しない。

このようにして成膜された情報記録媒体に対し、６００
　ｒｐｍの回転数で半導体レーザ光を使用して記録消去
を実施した。先ず、５ｍＷの光ビームで数十トラック分
初期結晶化した。次いで、第２図の横軸に示す記録エネ
ルギで情報を記録し、その後、１ｍＷのレーザビームで
記録信号を読み出した。第２図は、記録時の光ビームの
エネルギと、読み出し信号の強度との関係を示すグラフ
図である。図中、実線は８１半導体膜を使用した実施例
サンプルの場合であり、破線は５ｉ０２誘電体膜を使用
した比較例サンプルの場合である。なお、各実施例サン
プル又は比較例サンプルについて、記録時のレーザビー
ムのパルス幅を４００ｎ秒及び１００ｎ秒に設定した。

この第２図から明らかなように、実施例サンプルの場合
には、比較例サンプルの場合よりも低いエネルギで書き
込まれ、８乃至１０ｍＷの記録エネルギで読み出し信号
が約２００ｍＷの一定値に飽和している。これに対し、
比較例サンプルの場合には、実施例サンプルの場合より
も、所要記録エネルギが高いと共に読み出し信号の強度
が低い。また、比較例サンプルの場合には、記録エネル
ギが１０ｍＷであっても、読み出し信号の強度が飽和値
に達していない。従って、読み出し信号の強度又は感度
が局所的に変動し、読み取り誤差が生じやすい。なお、
実施例サンプル及び比較例サンプルのいずれの場合も、
５ｍＷの光ビーム照射で読み出し信号がＯｍＷになり、
情報の消去はいずれの場合も５ｍＷの光ビームで十分で
あった。

［発明の効果］この発明によれば、Ｓｉ半導体膜がレーザビーム照射に
よる情報の記録消去上、適切な熱伝導度を有しており、
記録膜に印加された熱が記録膜の加熱に有効に使用され
る。このため、低出力の光源を使用しても読み出し信号
強度が高く、高感度であると共に感度のバラツキが小さ
い情報記録媒体を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例に係る情報記録媒体を示す断
面図、第２図はこの発明の効果を示すグラフ図、第３図
乃至′！Ａ５図は従来の情報記録媒体を示す断面図であ
る。２１；基板、２２，２４；Ｓｉ半導体膜、２３；記録膜
、２５；保護膜出願人代理人　弁理士　鈴江武彦￥ｈ１図此抹工午ル代’（ｍＷ）第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）基板と、この基板上に形成された第１のシリコン
半導体膜と、この第１のシリコン半導体膜の上にインジ
ウム−アンチモン合金で形成され光ビームを照射してそ
の光学的特性を変化させることにより情報を記録する記
録膜と、この記録膜の上に形成された第２のシリコン半
導体膜と、を有することを特徴とする情報記録媒体。
（２）第２のシリコン半導体膜の上に形成された保護膜
を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
の情報記録媒体。
（３）基板と、この基板上に形成された第１のシリコン
半導体膜と、この第１のシリコン半導体膜の上にインジ
ウム−アンチモン合金で形成され光ビームを照射してそ
の光学的特性を変化させることにより情報を記録する記
録膜と、この記録膜の上に形成された保護膜と、を有す
ることを特徴とする情報記録媒体。