JPH01162247A - 書換型相転移光記録媒体 - 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、レーザ光を照射し、その照射部に光学的変化
を起こさせて情報を記録する書換型相転移光記録媒体に
関するものである。

（従来技術及び発明が解決しようとする問題点）最近、
収束レーザ光を基板上の薄膜状媒体に照射して、薄膜に
穿孔もしくは非晶質−結晶転移のような構造変化を生じ
せしめて情報の記録消去を行う光学的記録は高密度、大
容量記録を可能ならしめる新技術として注目されている
。これらの記録に用いる薄膜状媒体の材料としては、通
常ＴｅやＳｅなどのカルコゲン、あるいはＢｌ＋　Ｓｎ
、　ｐｂ、　ｓｂなどの金属、Ｇｏなどの半導体を含む
多元系の物質が用いられる。

また、上述した技術の中でも非晶質−結晶転移のような
構造変化に基づく光記録は、原理的に情報の記録と消去
を多数回繰り返すことが可能であり、いわゆる書換型光
記録媒体としての用途が広（期待されている。この光記
録は、レーザ光により薄膜状光記録媒体を融点以上に加
熱して、急冷することによりレーザ照射部分を非晶化し
て記録を行い、またその非晶化部分を別のレーザ光によ
り結晶化温度以上に加熱してアニールすることにより結
晶状態に戻して消去を行うものである。

このような光記録媒体としては、５ｂＳｅ、　５ｂＴｅ
を主成分とした化合物組成の合金膜が研究されているが
（特願昭６１−６４４９６号及び、特願昭６１−６４４
９７号）、このような化合物組成の合金膜においては、
１ＩＪｓｅｃ以下での記録、消去が可能であるが、■あ
る特定の化合物組成を得るために作製時の制御性が少な
い。

■記録、消去を繰り返すうちに、初期の結晶状態からず
れやすく、初期の媒体特性を損なう０等の問題点があっ
た。これらの問題点を解決するため、例えば、特願昭６
２−１６６５０８号に見られるように、高融点のＩｎＴ
ｅ＋　ＩｎｔＴｅｓの二つの化合物組成の間の組成を用
いることも提案されているが、この場合には、作製時の
制御性や記録消去の繰り返し性、記録状態の室温での経
時安定性には優れているが、融点が高いために記録に高
出力のレーザが必要で、媒体の記録感度に問題点が生じ
ている。また、実際の光ディスクでは、プラスチック基
板を用いるので、１０６回以上の記録、消去の繰り返し
に対して、基板が変形しないことが必要である。このた
め、媒体の融点を余り高くできないという制限もある。

（発明の目的） 本発明の目的は、記録消去の繰り返し性、経時安定性に
優れ、消去速度が速い上に、しかも、記録が容易で、記
録感度に優れた書換型相転移光記録媒体を提供すること
にある。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明は、基板と、その基板
上に設けられた光記録層とを具備し、光記録層が【ｎと
Ｔｅとからなる合金膜であって、ＩｎとＴｅの原子数比
が、２：ｌとｌ；１の間もしくは、２：３と２：５の間
であることを特徴とする光記録媒体、さらには、光記録
媒体がＧａとＴｅとからなる合金膜であって、ＧａとＴ
ｅの原子数比が、２：１と１；１の間もしくは、２：３
と１：３の間であることを特徴とする光記録媒体から構
成される。

しかして本発明によれば、ＩｎとＴｅの原子数比を２：
１と１：１の間もしくは、２：３と２８５の間とするこ
とで、原子数比が１：１と２；３の間である場合に比べ
て、融点を低くすることができるため、記録が容易に行
え、記録感度に優れると言う利点を持ち、優れた記録消
去の繰り返し性、経時安定性といった後者の組成の場合
の特徴をも失わない光記録媒体となり得る。また、光記
録層をＧａとＴｅとからなる合金膜とすることでも、上
記Ｉｎ　−Ｔｅ系合金膜で得られる特徴と同様な効果が
得られる。また、Ｇｅ、　Ｓｂ＋　Ｓｎ、　Ａｓ、　Ｓ
ｅ＋　Ａｕ、　Ｐｂ＋　Ｔｉ。

Ｐｔ、　Ｐｄのうち、少なくとも一つの元素を添加する
ことで消去速度がさらに速くなる。

次に本発明の実施例について説明する。なお、実施例は
一つの例示であって、本発明の精神を逸脱しない範囲で
、種々の変更あるいは改良を行いうることは言うまでも
ない。

（実施例１） 第１図は、本発明による書換型相転移光記録媒体ｌの第
１の実施例を示す断面図であ７１０図中、２は厚さ１．
２ｍ＋ｓのガラス基板、３はガラス基板２上に５ｌｏｔ
を１００ｎ−厚形酸した透明な下地層、４は下地Ｎ３上
に９０ｎ■厚形成した記録層で、その組成はＩｎ□↑ｅ
ｈｓであり、ＲＦスパッタリング法にて作製したもので
ある。５は、記録層４上にＳｉｎｇを１００ｎｓ厚形成
した透明な保！！層である。なお、ａ３・ｄａｐ。

状態で記録Ｎ４は非晶質であった。

以上の構成による媒体ｌをサンプルとして、レーザ記録
特性の評価を行った。まず、−様なレーザ加熱により、
全面を結晶状態とした後、１３ｍｌＩ４゜１００ｎａの
レーザパルスで、サンプル面に非晶化スポットを形成す
ることにより、情報の記録を行うことができた０次に、
レーザパワー、パルス幅を変えながら、結晶化可能条件
を測定し、それから、最短消去速度を決定した。その結
果、５ｍＷ、　０．６μｓのレーザパルスで記録ビット
の消去を行うことができた。さらに、同じ条件で上述の
記録と消去を１０’ｉｌ＆ｌり返したところ、記録、消
去特性に変化は観察されなかった。また、近赤外分光分
析の結果、非晶質状態と結晶状態での反射率変化は、１
０％程度であった。

また、上記の媒体１をヒータ上に固定して加熱し、１０
℃／分の一定速度で昇温させながら記録状態の観察を行
ったところ、１８０℃まで結晶化が起こらず室温におけ
る記録状態は、充分に安定であることが分かった。

また、結晶構造を評価するために、媒体ｌを２００℃で
３０分間熱処理してＸ線デイフラクトメーターで観測し
た。その結果、回折ピークとして１ｎｌＴｅ＊（３３３
）　、　（６６Ｇ）にピークが現れ、他の化合物相のピ
ークは現れなかった。

（実施例２） 次に、本発明による第２の実施例について説明する０本
実施例では実施例１と同様の媒体構成で、記録Ｍ４にＩ
ｎ５ｓＴｅａｉの組成による合金膜を用いて、実施例１
と同様の実験を行った。

まず、−１なレーザ加熱により、全面を結晶状態とした
後、１４８１４１１００ｎｓのレーザパルスで、サンプ
ル面に非晶化スポットを形成することにより、情報の記
録を行うことができた０次に、レーザパワー、パルス幅
を変えながら、結晶化可能条件を測定し、それから、最
短消去速度を決定した。その結果、６ｍＷ　、　０．５
μｓのレーザパルスで記録ビットの消去を行うことがで
きた。さらに、同じ条件で上述の記録と消去を１０−回
繰り返したところ、記録、消去特性に変化は観察されな
かった。また、近赤外分光分析の結果、非晶質状態と結
晶状態での反射率変化は、２０％程度であった。

また、上記の媒体１をヒータ上に固定して加熱し、１０
℃／分の一定速度で昇温さ廿ながら記録状態の観察を行
ったところ、１９０℃まで結晶化が起こらず室温におけ
る記録状態は、充分に安定であることが分かった。

また、結晶構造を評価するために、媒体ｌを２００°Ｃ
で３０分間熱処理してｘｗＡデイフラクトメーターで観
測した。その結果、回折ピークとしてＩｎＴｅ（１１０
）　、　（２２０）　、　（３３０）にピークが現れ、
他の化合物相のピークは現れなかった。

なお、ＩｎとＴｅとの他の組成のＩｎとＴｅとよりなる
合金膜についても試験を行った結果をまとめると第１表
のとおりである。

（実施例３） ここで説明する第３の実施例では、実施例１と同様の媒
体構成で、記録層４にＧａ□Ｔｅａｓの組成の合金膜を
用い、実施例１と同様の実験を行った。

まず、−様なレーザ加熱により、全面を結晶状態とした
後、１４ｍＷ、　１００ｎｓのレーザパルスで、サンプ
ル面に非晶化スポットを形成することにより、情報の記
録を行うことができた０次に、レーザパワー、パルス幅
を変えながら、結晶化可能条件を測定し、それから、最
短消去速度を決定した。その結果、６．５ｍＷ　、　０
．７μｓのレーザパルスで記録ビットの消去を行うこと
ができた。さらに、同じ条件で上述の記録と消去をｌＯ
ｈ回繰り返したところ、記録、消去特性に変化は観察さ
れなかった。

また、近赤外分光分析の結果、非晶質状態と結晶状態で
の反射率変化は、１５％程度であった。

また、上記の媒体１をヒータ上に固定して加熱し、ｌＯ
℃／分の一定速度で昇温させながら記録状態の観察を行
ったところ、２１０°Ｃまで結晶化が起こらず室温にお
ける記録状態は、充分に安定であることが分かった。

（実施例４） 次に、実施例４について説明する。実施例４では、実施
例１と同様の媒体構成で、記録層４としして、Ｇａｌ１
．Ｔｅ４４の組成の合金膜を用い、実施例１と同様の実
験を行った。

まず、−様なレーザ加熱により、全面を結晶状態とした
後、１５ｍＷ、　ＬＯＯｎｓのレーザパルスで、サンプ
ル面に非晶化スポットを形成することにより、情報の記
録を行うことができた０次に、レーザパワー、パルス幅
を変えながら、結晶化可能条件を測定し、それから、最
短消去速度を決定した。その結果、７ｍＷ　、　０．６
μｓのレーザパルスで記録ビットの消去を行うことがで
きた。さらに、同じ条件で上述の記録と消去を１０”回
繰り返したところ、記録、消去特性に変化は観察されな
かった。また、近赤外分光分析の結果、非晶質状態と結
晶状態での反射率変化は、１８％程度であった。

また、上記の媒体１をヒータ上に固定して加熱し、ｌＯ
℃／分の一定速度で昇温させながら記録状態の観察を行
ったところ、２０５°Ｃまで結晶化が起こらず室温にお
ける記録状態は、充分に安定であることが分かった。

（実施例５） 実施例５では、実施例１に用いたＩｎ５ｓＴｅｔｈｓの
組成の合金膜に、ＡｕもしくはＴｉを７％〜１０％添加
した三元系合金膜を記録層４として、この媒体ｌについ
て、実施例１と同様の実験を行った。

まず、−様なレーザ加熱により、全面を結晶状態とした
後％　ｌｈＷ、　１００ｎｓのレーザパルスで、サンプ
ル面に非晶化スポットを形成することにより、情報の記
録を行うことができた０次に、レーザパワー、パルス幅
を変えながら、結晶化可能条件を測定し、それから、最
短消去速度を決定した。その結果、５ｍＷ　、　０．２
μｓのレーザパルスで記録ビットの消去を行うことがで
き、第三元素の添加の効果により消去速度を速めること
ができた。さらに、同じ条件で上述の記録と消去を１０
６回繰り返したところ、記録、消去特性に変化は観察さ
れなかった。

また、上記の媒体１をヒータ上に固定して加熱し、１０
℃／分の一定速度で昇温させながら記録状態の観察を行
ったところ、１６０°Ｃまで結晶化が起こらず室温にお
ける記録状態は、充分に安定であることが分かった。

また、本実施例で用いた三元系合金膜を、初期結晶化後
、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察したところ、結晶
粒の大きさが添加前の約９００人から３００人と小さく
なることも分かった。

なお、上記の実施例において添加金属としてＡｕ。

Ｔ１の場合について説明したが、この他にＧｅ、　ｓｂ
。

Ｓｎ、　Ａｓ、　Ｓｅ、　Ｐｂｔ　Ｐｔ、　Ｐｄについ
ても適用できるものである。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、ＩｎとＴｅの原
子数比が２：１から１：１もしくは２：３から２：５の
間とすることで、書き込み消去を繰り返し行っても、初
期の媒体特性を損なわず保持できる。また、この組成で
は、結晶化温度が比較的高いため、記録状態が室温で安
定で、かつレーザ光の照射による消去時には、１μ３以
下での素早い結晶化を行うことができる利点がある。ま
た、本発明によれば、記録時のレーザパワーを小さくす
ることができるため記録感度が向上する利点がある。

記録層として、Ｉｎ、　Ｔｅの代わりにＧａ、　Ｔｅを
用いて、その原子数比を２：１から１８１もしくは２：
３から１：３とすることでも、上記と同様の特徴を持つ
媒体が構成できる。

さらに、Ｓｓ、　ｓｂ、　Ｓｎｔ　Ａｕ＋　Ｐｂ＋＾ｓ
、　Ｔｉ、　Ｐｔ＋　Ｉ’ｄのうち少なくとも一つの元
素を添加することで、消去速度が更に向上する利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による書換型相転移光記録媒体を示す断
面図である。 ｌ・・・・光記録媒体 ２・・・・ガラス基板 ３・・・・下地層 ４・・・・記ｔ１層 ５・・・・保護層 第１図

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板とその上に設けられた光記録層を具備し、光
   記録層がＩｎとＴｅとからなる合金膜であって、Ｉｎと
   Ｔｅとの原子数比が２：１と１：１との間であることを
   特徴とする書換型相転移光記録媒体。
2. （２）基板とその上に設けられた光記録層を具備し、光
   記録層がＩｎとＴｅとからなる合金膜であって、Ｉｎと
   Ｔｅとの原子数比が２：３と２：５との間であることを
   特徴とする書換型相転移光記録媒体。
3. （３）ＩｎとＴｅとの原子数比が２：１と１：１との間
   であるＩｎとＴｅとからなる合金膜にＧｅ、Ｇａ、Ｓｂ
   、Ｓｎ、Ａｓ、Ｓｅ、Ａｕ、Ｐｂ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｄの
   うち少なくとも一種の元素を添加させたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の書換型相転移光記録媒体
   。
4. （４）ＩｎとＴｅとの原子数比が２：３と２：５との間
   であるＩｎとＴｅとからなる合金膜にＧｅ、Ｇａ、Ｓｂ
   、Ｓｎ、Ａｓ、Ｓｅ、Ａｕ、Ｐｂ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｄの
   うち少なくとも一種の元素を添加させたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第２項記載の書換型相転移光記録媒体
   。
5. （５）基板とその上に設けられた光記録層を具備し、光
   記録層がＧａとＴｅとからなる合金膜であって、Ｇａと
   Ｔｅとの原子数比が２：１と１：１との間であることを
   特徴とする書換型相転移光記録媒体。
6. （６）基板とその上に設けられた光記録層を具備し、光
   記録層がＧａとＴｅとからなる合金膜であって、Ｇａと
   Ｔｅとの原子数比が２：３と１：３との間であることを
   特徴とする書換型相転移光記録媒体。
7. （７）ＧａとＴｅとの原子数比が２：１と１：１との間
   であるＧａとＴｅとからなる合金膜にＧｅ、Ｓｂ、Ｓｎ
   、Ａｓ、Ｓｅ、Ａｕ、Ｐｂ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｄのうち少
   なくとも一種の元素を添加させたことを特徴とする特許
   請求の範囲第５項記載の書換型相転移光記録媒体。
8. （８）ＧａとＴｅとの原子数比が２：３と１：３との間
   であるＧａとＴｅとからなる合金膜にＧｅ、Ｓｂ、Ｓｎ
   、Ａｓ、Ｓｅ、Ａｕ、Ｐｂ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｄのうち少
   なくとも一種の元素を添加させたことを特徴とする特許
   請求の範囲第６項記載の書換型相転移光記録媒体。