JPH01302551A - 書き替え可能な相変化型光メモリ媒体 - 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、書き替え可能な相変化型光メモリ媒体にかか
り、特に、記録された情報の消去時間が短く、かつ、記
録状態が安定であるものに関する。

「従来の技術］ 書き替え可能な相変化型光メモリ媒体は、一定の組成を
有するガラス材が非晶質状態にあるときよりも結晶質状
態にあるときのほうが光に対する反射率が大きく、かつ
、光エネルギーを印加することにより非晶質状態と結晶
質状態との相変化を可逆的におこなわせることができる
という性質を示すことを利用し、これを、例えば、基板
に薄膜状に形成する（以下、これを記録膜という）こと
により、反射率の小さい非晶質状態にある部分をＯＮ情
報が記録された部分とし、反射率の大きい結晶状態にあ
る部分をＯＦＦ情報が記録された部分（あるいは、情報
が記録されていない部分）とすることで一定の情報を記
録し、あるいは、記録されている情報を消去して新たな
情報を記録するという作用をなすいわゆる書き替え可能
な相変化型光メモリ素子（以下、メモリ素子という）を
構成するために用いられる素材である。

この書き替え可能な相変化型光メモリ媒体で構成された
前記記録膜に第一に要求されるのは、（ａ）前記非晶質
状態における反射率と結晶質状態における反射率との差
が十分に大きいことである。すなわち、通常、実用的に
は変調度（＝コントラスト比−非晶質状悪における反射
率と結晶質状態における反射率との差÷結晶質状態にお
ける反射率×１００％）が２０％以上であることが必要
とされる。

次に、前記記録膜を有するメモリ素子が書き替え可能な
メモリ素子として実用に供するためには、（ｂ）一定の
情報を記録し、それを消去して新たな情報を記録すると
いろ操作を繰り返し行なっても所期の性能を維持できる
ものでなければならず、実用的には、この繰り返し可能
回数が１０６回以上であることが必要とされる。

さらに、メモリ素子としては、 （Ｃ）一定の情報を記録したままで長期間の保存に耐え
るものでなければならず、実用的には、通常の保存条件
で１０年以上の保存に耐えるものであることが必要とさ
れる。換言すると、情報が記録された非晶質状態が、例
えば、室温で１０年間安定に維持できることが必要とさ
れる。これはガラス材の物性面からみる。と熱的安定性
ということになるが、この熱的安定性は結晶化温度（’
Ｔ’ｘ）と結晶化・活性化エネルギー（Ｅ）で決まり、
前記程度の、安定性を得るためには、Ｔ　ｘ　＝　１２
０℃以上、Ｅ＝２．ＯｅＶ以上であることが必要とされ
る。

ところで、−ＪＲに、前記メモリ素子に情報を記録する
ときは、レーザ光を約１μｍφに集光して前記薄膜状に
形成された記録膜に照射して該部分を溶融し、急冷して
非晶質状態にすることで行なわれる。また、記録された
情報を消去するときは、レーザ光の出力を前記記録時よ
りも小さくして前記記録膜に照射し、該記録膜の融点よ
りも低温で、かつ、ガラス転移点よりも高い温度に加熱
するとともに、その照射時間を前記記録時よりも長くす
ることにより結晶質状態にすることで行なわれる。

すなわち、このような相変化型光メモリ素子にあっては
、記録時におけるレーザ光の照射時間は十分に短時間に
することができるが、消去時におけるレーザ光の照射時
間は、記録膜が有効に結晶化されるまでに一定以上の時
間を要することがら比較的長い時間が必要である。

この記録あるいは、消去に要する時間の長短は、この種
の相変化型光メモリ素子の性能を決める極めて重要な因
子の一つであり、消去に要する時間が長いとそれだけ性
能が落ちることになるので、この消去時間をできるだけ
短くすることが要請される。例えば、消去時間として数
μｓｅｃ以上必要であった従来のものでは、１μｍφに
集光される記録専用″のレーザ装置と、一つの部分に照
射される時間を長くするため社ビームを長楕円状にした
消去専用のレーザ装置（例えば、半導体レーザ装置が用
いられる）との２つのレーザ装置が必要であった。しか
し、消去時間を、例えば、０．２μｓｅｃ以下にするこ
とができれば、これら記録・消去を１つのレーザ装置で
行なうことができるようになり、光ヘッドの軽量・小形
化、アクセスタイムの短縮化等も可能となる。

このように、前記記録膜の素材としての書き替え可能な
相変化型光メモリ媒体は、さらに、（ｄ）消去時間を短
くできるもの、換言すると、結晶化時間の短いものであ
ることも要請される。

以上のような、条件（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）を満たすべく、
従来から種々の組成の書き替え可能な相変化型光メモリ
媒体の開発が試みられており、例えば、 （イ）前田佳均らによって、三元化合物であるＩ　ｎ　
　５ｂＴｅ２が、結晶として析出する組成において０．
０５μｓｅｃの高速消去が可能であることが報告されて
いる（昭和６２年電子通信学会半導体材料部門全国大会
横演論文集・分冊１−３９参照）。

また、そのほかにも、 （Ｃ？）Ｑ　　Ｓｂ　　Ｔ’ｅｚ　　（但し、ＱはＩｎ
又はｙ Ｇａ、ｘ＝３４〜４４原子％、ｙ＝５１〜６２原子％、
２＝２〜９原子％とする）（特開昭６２−２４１１４５
号公報参照）の組成を有するもの、 あるいは、 （ハ）　Ｉ　ｎ　５０Ｓ　ｂ　４ｏＴ　ｅ　１ｏという
組成を有するもの（ＳＰＩＥ、ＶｏＬ５２９．１９８５
年、Ｐ５１〜５４参照）、 さらには、 （ニ）　　（Ｉ　ｎｌ−ｘ　Ｓｂ、　）　ｉ−ｙ　ＩＶ
Ｉ、　（但し、Ｍの中にはＴｅ、Ｓｅが含まれていると
ともに、５５重量％≦Ｘ≦８０重量％、０重量％≦ｙ≦
２０重量％とする）（特開昭６０−１７７４４６号公報
参照）という組成を有するもの等が提案されている。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、前記各従来例は、前記書き替え可能な相変化
型光メモリ媒体として要請される条件（ａ、ｂ、ｃ、ｄ
）の一部の条件は満たすものの、これら条件を全て満た
すことはできないものであった。例えば、前記従来例（
イ）のＩｎ３ＳｂＴ　ｅ　２にあっては、前記条件（ａ
＞である変調度が５．０％であり、実用上必要とされる
２０％には、はるかに及ばない。

また、前記従来例（ロ）のＱ、ＸＳｂ、Ｔｅ７にあって
は、前記条件（Ｃ）である繰り返し回数が１０　回置下
であり、実用上必要とされる１０６回以上にははるかに
及ばない。

本発明の目的は、上述の欠点を除去した書き替え可能な
相変化型光メモリ媒体を提供することにある。

［課題を解決するな、めの手段］ 本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので
あり、本発明の書き替え可能な相変化を光メモリ媒体は
、 一般式、 （Ｉｎ＞ａ　（Ｓｂ）ｂ（Ｍ）。　　　−（Ｉ）（式中
、 Ｉｎの割合を示すａは４〜２８原子％であり、ｓｂの割
合を示すｂは１７〜４４原子％であり、ＭはＴｅ又はＴ
　ｅ　十Ｓ　ｅて′あり、Ｍの割合を示すＣは４６〜６
３原子％であり、Ｍ＝Ｔｅ＋Ｓｅのとき、ＴｅとＳｅの
合量に対するＳｅの原子比は０．３５以下である。）で
表わされる組成の材料からなる記録層を有することを特
徴とする。

また、好ましくは、正三角形の各辺と各々の辺に対向す
る頂点とのなす距離を１００％とし、前記三角形内に表
示される点と前記各辺とのなす距離で該辺と対向する各
頂点に表示される元素の組成原子％を示すことにより、
前記各頂点に表示される元素で構成される種々の組成の
物質を前記正三角形内にプロットされる点で表示するよ
うにした三角組成図において、前記各頂点に（１ｎ）、
（Ｓｂ）、（Ｔｅ又はＴ　ｅ　＋　Ｓ　ｅ　）をとった
とき、この三角組成図上で、一般式、 （ＩｎＴｅ）ｘ（Ｓｂ２Ｔｅ３−ｙ　Ｓｅｙ　）１−ｘ
・・・（［） （但し、ｘ＝０．２〜０．７　、ｙ＝０〜１．２とする
）で表わされる物質を示す直線から２原子％以内の組成
領域内にある組成を有することを特徴とする。

さらに好ましくは、前記一般式（Ｉ’）又はＮＩ）で示
される材料１ｇにつきＺｒ、Ｍｏ、Ｉｒ又はｐｔを０．
０２〜０．１８ｇを含有することを特徴とするものであ
る。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明の書き替え可能な相変化型光メモリ媒体において
、記録層を構成する材料は、前記の一般式（Ｉ＞（（Ｉ
ｎ＞ａ　（Ｓｂ）ｂ（Ｍ）ｃ　）より明らかなように、
Ｉｎ−３ｂ−Ｔｅの三元合金又はＩ　ｎ−８ｂ−Ｔｅ−
３ｅの四元合金からなるものであり、これらの合金にお
いて、それぞれの金属元素の割合は下記の如く限定され
る。

Ｉｎの量（ａ）−４〜２８原子％ ｓｂの量（ｂ）＝１７〜４４原子％ Ｍ　（Ｔｅ又はＴｅ＋Ｓｅ）のＸ＜Ｃ＞＝４６〜６３原
子％ ここに、Ｉｎのｉ　（ａ＞を４〜２８原子％に限定した
理由は、４原子％未満又は２８原子％を越えると消去時
間が０．２μｓｅｃより長くなるからである。

また、ｓｂの量（ｂ）を１７〜４４原子％に限定した理
由は、１１原子％未満又は４４原子％を越えると消去時
間が０．２μｓｅｃより長くなるからである。

さらに、Ｍ　（Ｔｅ又はＴ　ｅ　＋　Ｓ　ｅ　）の量（
Ｃ）を４６〜６３原子％に限定した理由は、４６原子％
未満又は６３原子％を越えると消去時間が０．２μｓｅ
ｃより長くなるからである。

また、ＭがＴｅ＋Ｓｅの場合、ＴｅとＳｅの含量に対す
るＳｅの原子比は０．３５以下に限定される。

その理由は、０．３５を越えると、コントラスト比が２
０％未満となるからである。

さらに、三角組成図で、前記−最大（ＩＦ＞（Ｉ　ｎＴ
ｅ　）　ｘ　（Ｓｂ２　Ｔｅ５−ｙ　Ｓｅｙ　）　１−
ｘ（但し、ｘ＝０．２〜ｏ、７、ｙ＝ｏ〜１．２とする
）で表わされる物賛を示す直線から２原子％以内にある
組成を有するＩｎ−３ｂ−Ｔｅの三元合金又はＩ　ｎ−
３ｂ−Ｔｅ−８ｅの四元合金からなる材料が、前記条件
（ｄ）である消去時間が０．２μｓｅｃ以下と短く、か
つ、その他の条件（ａ、ｂ、Ｃ）も十分に満足すること
、及び、上記材料に、該材料１ｇにつきＺｒ、Ｍｏ、Ｉ
ｒ又はｐｔを０、０２〜０．１８．加えた材料は、Ｚｒ
、Ｍｏ、Ｉｒ、ｐｔが核化剤として働き、結晶化速度を
速くするだけでなく結晶化時に析出する結晶の粒径を小
さくそろえる作用をするので、記録の消し残りの問題が
解消し、コントラスト比の低下を防止することができる
。

［作用］ 本発明の光メモリ媒体において、前記−最大（Ｉ＞で表
わされる組成の材料からなる材料又は、−最大 ％式％） で表わされる組成からなる材料は、例えば、■ｎ５ｂ４
Ｔｅ７、■ｎ５ｂ２Ｔｅ４、■ｎ２Ｓｂ２Ｔ　ｅ　ｂ等
の組成を有すると推定される結晶貫状悪の物質と非晶質
状態の物質とが共存し、これがため、記録・消去の相変
化において分相を伴わず、その結果、消去時間が極めて
短くてすみ（０，２μｓｅｃ以下）、また、Ｘ線回折法
による観測によればこれら結晶の結晶形が全てヘキサゴ
ナル（ｈｅｘａｇｏｎａ　ｌ　）であることが確認され
、これがため、反射率が高いこと（変調度２０％以上）
、さらには、前記組成の材料は結晶化温度Ｔｘ≧１２０
℃でかつ結晶化エネルギーＥ≧２．ＯｅＶであって極め
て安定性に富むこと（繰り返し回数；１０６以上）が確
認されている。また、種々の実験の結果、前記−最大（
１）及び三角組成図における、前記−最大（ｎ）で表わ
される組成の物質を示す直線から２原子％以内の組成領
域内にある組成を有する物質は、互いにほぼ同じ特性を
示すことが確認されている。

そして、前記組成の材料に、該材料１ｇにつきＺｒ−Ｍ
ｏ、Ｉｒ又はｐｔを０．０２〜０．１８　ｇ加えた組成
を有するガラス材は消去時間がさらに短いとともに他の
特性は前記Ｚｒ等を加えない場合とほぼ同じであること
が確認されている。

［実施例］ 以下、本発明を実施例によりさらに説明するが、本発明
はこれらの実施例に限定されるものではない。

夾旌透１ 基板として、ガラス基板を用い、この基板上に通常の゛
スパッタリング法により５ｉ０２を２０００オングスト
ロームの厚さにスパッタした。

次にスパッタターゲットとして、式 ％式％ （式中の数字は原子％を示す） で表わされる組成の合金ターゲットを用い、これを高周
波マグネトロン型スパッタ装置内の所定位置に収り付け
、２　ｘ　１０　”６Ｔｏｒｒ以下の真空度で、Ａｒガ
スを０．００５Ｔｏｒｒの分圧となるように導入し、３
０Ｗ以下の高周波電力を印加することにより８００オン
グストロームの厚さに成膜し、しかる後、通常のスパッ
タリング法により、Ｓ　ｉ　０２を３０００オングスト
ロームの厚さに形成した。

次に、こうして作成した記録膜の初期化について説明す
る。

上述のようにしてスパッタによって形成した膜はそのま
まではくすなわち、”　ａ　ｓ　−ｄ　ｅ　ｐ　ｏ　”
のままでは）、非晶質と結晶質の中間の状態になってい
るのが普通である。これは、スパッタ時の電子衝撃の影
響でアモルファス状態が結晶質のほうに移る中間状態で
膜が形成されてしまうためと考えられる。このような状
態は、いわば雑音（ノイズ）が記録されている状態であ
るから、これを、何も記録されていない状態にしておか
ないと、−定の意味のある情報を記録することができな
い。

この何も記録されていない状態にすることを初期化とい
う。

この初期化は、要するに、前記中間状態にある記録膜を
結晶質状態すればよいのであるが、それは、以下のよう
にして行なう。

まず、前記記録膜に半導体レーザパルスを照射してこれ
を溶融・急冷し、非晶質化することによって前記中間状
態を解消し、しかる後、こハを弱い光で加熱するか、あ
るいは、真空中で加熱することによって結晶化す乙。結
晶化されているか否かの確認は、再生レーザパルスの反
射光を測定することで容易にできる。

こうして形成した記録膜の物性は下記の通り、全ての物
性において満足すべきものであった。

コントラスト比　　　　　　　２０％以上繰り返し回数
　　　　　　　　１０６回以上結晶化温度（Ｔｘ）　　
　　　　１３０°Ｃ結晶化の活性化 エネルギー（Ｅ）　　　　　２．ＯｅＶ消去時間　　　
　　　　　　　０．２μ５ｅｃ（別表−１参照） なお、上述の各種物性の測定方法は下記の通りである。

１７Ｆ−−ｙス上北・・・非晶質状態における反射率（
Ｒａ）と結晶質状態における反射率（Ｒｃ）とを測定し
、下記式により求めた。

コントラスト比（％） ＝　（Ｒｃ−Ｒａ）／ＲｃＸ１００ 環α双Ｕ刺又・・・記録した後、その反射率（Ｒａ）を
測定し、次に消去した後、その反射率（Ｒｃ　＞を測定
する。これを繰り返し、コントラスト比が１５％に低下
するまでの回数をもって繰り返し回数とした。

結濯」コ副支」］２０−・・・理学電機（株）製の高感
度示差走査熱量計ＤＳＣ８２４０Ｂにより測定した（昇
温度速度１０℃／ｍｉｎ＞。

緒Ｐ化の活性　エネルギー（Ｅ）・・・５．１０及び２
０°Ｃ／ｍｉｎの３種類の昇温度速度を用いて結晶化温
度を求め、キラシンジャープロットにより算出した。

滋太峙叫・・・８ｍｗの出力を有するレーザビームを前
記記録膜に照射し、溶融・急冷して非晶質化した後、こ
れにパルス幅を０．０５μｓｅｃづつ順次増加させた結
晶化（消去）レーザパルスを照射して各部分を次々と結
晶化させる。こうして結晶化処理を終わったら、次にこ
の結晶化処理を施した部分に０．５ｍｗ、１μｓｅｃの
再生用レーザパルスを順次照射していき、その反射光を
測定する。反射光の強度が飽和する部分における前記結
晶化レーザパルスのパルス幅を求めれば（前記結晶化レ
ーザの照射位置と再生用レーザの照射位置とを対応すけ
ておくことにより求めることができる）、それがすなわ
ちこの条件下での求めるべき消去時間である。

このような測定をレーザ出力を変えて種々行ない、各条
件下における消去時間を求め、こうして求めた消去時間
のうち最少のものをこの記録膜の消去時間としな。

丈施ロｌユ互 Ｉ　ｎ、Ｓｂ、Ｔｅ及びＳｅを本発明の限定範囲内で別
表−１に示したように種々変動させた以外は実施例１と
同様にして光メモリ媒体を得た。得られた実施例２〜６
の光メモリ媒体は、その各種物性値を別表−１に示した
ように、実施例１のメモリ媒体と同等のすぐれた性能を
有していた。

夾旌信ヱ二ュユ 核化剤として所定量のＺｒ、Ｍｏ、Ｉｒ及びｐｔをそれ
ぞれ加えた以外は実施例１〜６と同様にして光メモリ媒
体を得た。

得られた実施例７〜２２の光メモリ媒体は、その各種物
性値を別表−１に示したように、いずれも消去時間が０
．１５μｓｅｃと実施例１〜６の光メモリ媒体に比べて
すぐれていた。

丈簾侃ス旦ニュ８ 第１図に示す三角組成図における点Ｓ　ｂ　２Ｔ　ｅ　
３とＩ　ｎＴｅとを結ぶ直線は、前記請求項（２）に記
載の発明の書き替え可能な相変化型光メモリ媒体の組成
を示すものである。

ここで、三角組成図とは、正三角形の各辺と各々の辺に
対向する頂点とのなす距離を１００％とし、前記三角形
内に表示される点と前記各辺とのなす距這で該辺と対向
する各頂点に表示される元素の組成％を示すことにより
、前記各頂点に表示される元素で構成される種々の組成
の物質を前記正三角形内にプロットされる点で表示する
ようにした図である。第１図の三角組成図は、前記各頂
点に（Ｉｎ）、（Ｓｂ）、（Ｔｅ又はＴｅ＋Ｓｅ）をと
ったものである（［図解合金状態図読本」横山亨著、昭
和５５年２月オーム社刊、１７０〜１１１頁参照）。

以下に、この図の読み方を簡単に説明する。

例えば、図における三角形の一辺である頂点（Ｉｎ）と
頂点（Ｔｅ又はＴｅ＋Ｓｅ）とを結ぶ直線上における点
（ＩｎＴｅ）（前記各頂点を結ぶ直線の中点でもある）
を考える。

いま、各辺を以下のように定義する。

第よΩ皿・・・頂点（Ｉｎ）と頂点（Ｔｅ又はＴｅ＋Ｓ
ｅ）とを結ぶ直線 ＬｊΩ望・・・頂点（Ｉｎ）と頂点（Ｓｂ）とを結ぶ直
線 呆旦凶皿・・・頂点（Ｔｅ又はＴ　ｅ　＋　Ｓ　ｅ　）
と頂点（Ｓｂ）とを結ぶ直線 そうすると、前記点（ＩｎＴｅ）で表される物質の組成
は以下のようになる。

１旦・・・Ｉｎの組成は、前記点（ＩｎＴｅ）と頂点（
Ｉｎ）に対向する辺である第３の辺とのなす距離（％）
で表される（ただし、前記頂点（Ｉｎ＞と該頂点（Ｉｎ
）に対向する辺である第３の辺とのなす距離を１００と
する）。この場合、前記点（ＩｎＴｅ）は前記第２の辺
の中点であるから、前記頂点（Ｉｎ）と該頂点（Ｉｎ）
に対向する辺である第３の辺とのなす距離を１００とし
た場合、前記点（ＩｎＴｅ）と頂点（Ｉｎ）に対向する
辺である第３の辺とのなす距離は５０となるから、Ｉｎ
の組成は５０％であるとよむことができる。

Ｔｅ　　はＴｅ＋５ｅ−＝Ｔｅ又はＴ　ｅ　＋　Ｓ　ｅ
の組成は前記点（ＩｎＴｅ＞と頂点（Ｔｅ又はＴｅ＋Ｓ
ｅ）に対向する辺である第２の辺とのなす距離（％）で
表される（ただし、前記頂点（Ｔｅ又はＴ　ｅ　＋　Ｓ
　ｅ　）と該頂点（Ｔｅ又はＴｅ＋Ｓｅ）に対向する辺
である第２の辺とのなす距離を１００とする）。この場
合も前記（Ｉｎ）の場合と同様に、５０％と読むことが
できる。

ｓ　ｂ　・ｓ　ｂの組成は、前記点（ＩｎＴｅ）と頂点
（Ｓｂ）に対向する辺である第１の辺とのなす距離（％
）で表される（ただし、前記頂点（ｓｂ）と該頂点（Ｓ
ｂ）に対向する辺である第１の辺とのなす距離を１００
とする）。この場合は、前記点（ＩｎＴｅ）と頂点（Ｓ
ｂ）に対向する辺である第１の辺とのなす距離はＯであ
るから、ｓｂの組成は０％であると読むことができる。

すなわち、前記点（ＩｎＴｅ＞で表される物質は、Ｉｎ
が５０％、Ｔｅ又はＴｅ＋Ｓｅが５０％、ｓｂが０％の
組成を有する物質であると読むことができる。

なお、第１図において、三角形の各辺に表示しである数
字は、以下の意味を持つ。

すなわち、例えば、前記頂点（１゛ｅ又はＴ　ｅ　＋Ｓ
ｅ）と頂点（Ｉｎ）とを結ぶ直線（前記第１の辺）上に
おける数字は、前記頂点（Ｔｅ又はＴｅ＋Ｓｃ　）から
頂点（Ｉｎ）までの距離を１００とした場合に、前記頂
点（Ｔｅ又はＴｅ＋Ｓｅ）から前記数字で示される点ま
での距離を表したものであって、これにより、この点を
通り、前記第３の辺に平行な直線を予定して、この直線
上にある点で表される物質の組成のうち、Ｉｎの組成が
この数値で示される組成であることを表している。すな
わち、例えば、前記第１の辺上における点（ＩｎＴｅ）
（表示されている数字は５０である）を通り、前記第３
の辺に平行な直線上における点は、全て、Ｉｎの組成が
５０％である物質を表すものである。同様にして、前記
第２の辺及び第３の辺に表示された数字は、それぞれｓ
ｂ及びＴｅ又はＴｅ＋ Ｓｅの組成を示しているものである。

第１図中、符号Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅで示される各点は、
一般式、 （Ｉ　ｎＴｅ　）　ｘ　（Ｓｂ２　Ｔｅ５−ｙ　Ｓｅｙ
　）　１−ｘ・・・（ＩＩ） において、ｙ＝ｏとしたときの一般式、（Ｉ　ｎＴｅ　
）　ｘ　　（Ｓ　ｂ２　Ｔｅ３　＞　１−Ｘで、それぞ
れ、ｘ＝０．２．０．３３．０．５　、０．６６Ｂ、０
．７とした場合の物質の組成比を示す点であり、以下に
、これら各Ｘの値における組成について前記実施例１と
同様にして光メモリ媒体を得た。得られた実施例２３〜
２８の光メモリ媒体は、その物性値を別表−１に示した
ように、実施例１の光メモリ媒体と同等又はそれ以上の
すぐれた性能を有していた。

本発明者等の知見によれば、以上の結果が得られる理由
は、以下のようであると推察される。

−１２３占Ａ　　ｘ＝’０．２の！１８’　）本実施例
の場合を前記一般式（Ｉ）にしたがって表すと、Ｉ　ｎ
５　Ｓ　ｂ　４０Ｔ　ｅ　５５　（原子％）となり、こ
れを結晶化させるとＩ　ｎ５ｂ４　Ｔｅ７と５ｂ２Ｔ　
ｅ　３の組成式で表わされる結晶の混合したものが析出
する。

Ｉ　ｎ　Ｓ　ｂ　ａ　Ｔ　ｅ　７は、結晶質状態の物質
と非晶質状態の物質とが共存し、このなめ、記録・消去
の相変化において分相を伴わないので各原子の必要拡散
距離が短くてすみ、その結果、結晶化に要する時間、す
なわち、消去時間が短くてすむものと考えられる。

また、三元化合物そのものが結晶及び非晶質になり、分
相を伴わないので相変化が無理なく行なわれ、高い繰り
返し回数を保持できるものと考察される。

さらに、Ｘ線回折法による観測によれば、これら結晶の
結晶形が全てヘキサゴナル（ｈｅｘａｇｏｎａ　ｌ　）
であることが確認されるが、このような結晶系では、Ｔ
ｅが密充填になっている構造であるため屈折率が高く、
これがため、反射率が高いものと推察される。

また、Ｓｂ２　Ｔｅ３も結晶形がヘキサゴサルであるの
で、反射率が高く、拡散に必要な時間も短く、したがっ
て、結晶化に要する時間が雉時間ですむものと推察され
る。

−−２４ｒ’＜Ｂ　　ｘ＝０．３３３の場人）本実施例
を一般式（Ｉ）にしたがって表すと、Ｉｎ８．３３Ｓｂ
３３．３４　Ｔｅ５８．３４　　（原子％〉となり、こ
れを結晶化させると、Ｉ　ｎ５ｂ４Ｔｅ７で表される組
成の結晶が析出するが、前記点Ａの場合と同じ理由によ
り、同じ特性が得られるものと考えられる。

＝−２５【ｃ　　ｘ＝０．５の０Δ 本実施例を一般式（Ｉ）にしたがって表すと、１ｎ１４
．２９　　２８．５７　Ｔｅ５７．１４　　（原子％）
となｓｂ す、これを結晶化させると、Ｉ　ｎ５ｂ２Ｔｅ４の組成
で表される結晶が析出するが、前記点Ａの場合とまった
く同じ理由により、同じ特性が得られるものと考えられ
る。

−２２６占Ｄ　　ｘ＋０．６６６の一人本実施例を一般
式（Ｉ）にしたがって表すと、２２．２２　　２２．２
２　”ｅ５５．５６　　（原子％）となＩｎ　　　　Ｓ
ｂ す、これを結晶化させると、Ｉｎ２５ｂ２Ｔｅ５で表さ
れる組成の結晶が析出するが、前記点Ａの場合と全く同
じ理由により、同じ特性が得られるものと考えられる。

−”　２７　占Ｅｘ＝０．７　　の−八本実施例を一般
式（Ｉ）にしたがって表すと、２４．１４　　２０．６
９　”ｅ５５．１７　　（原子％）となＩｎ　　　　Ｓ
ｂ す、これを結晶化させると、Ｉ　ｒ１２　Ｓｂ２　Ｔｅ
５で表される組成の結晶が析出するが、前記点Ａの場合
とまったく同じ理由により、同じ特性が得られるものと
考えられる。

２８　　ｘ＝０．４のずム 本実施例を一般式（Ｉ＞にしたがって表すと、１ｎ１０
．５３８ｂ３１．５８　Ｔｅ５７．８９　　（原子％）
となり、これを結晶化させると、ｘ＝０．３３３のとき
のＩ　ｎ５ｂ４Ｔｅ７の結晶と、ｘ＝０．５のときのＩ
　ｎ　Ｓ　ｂ２　Ｔｅ４の結晶とが混合して析出する。

この場合、両者とも互いに類似した原子配列なので相変
化に伴って拡散しなければならない距離も短くてすみ、
前記各点の場合と同様の特性が得られるものと考えられ
る。なお、この組成の物質は前記第１図の三角組成図に
おいて点Ｓ　ｂ　２　Ｔ　ｅ３と点Ｉ　ｎＴｅとを結ぶ
直線上における点Ｂと点Ｃとの間に位置する点で示され
る。

去上広ヱ旦二旦ユ 次に、前記−最大（Ｉ）における１”ｅを一部Ｓｅに置
き換えたものを、実施例１と同様にして光メモリ媒体を
得た場合の実施例２９〜３２について述べる。一般にＳ
ｅはＴｅに容易に置き換えることが可能である。そして
、ある程度までの置換では結晶形は変わらない。

実施例２９（ｘ＝０．５で、ｙ＝０．５の場合）の場合
、前記−最大（Ｉ）にしたがってその組成を表すと、 Ｉｎ１６．６７５ｂ３３．３３　”ｅ４１．６７　Ｓｅ
８．３３（Ｉ　ｎＳｂ２　Ｔ”ｅ２．５　Ｓｅｏ、５　
＞　　（原子％）となるが、析出結晶の結晶形はヘキサ
ゴナルであった。また、Ｓｅは、’Ｔ’　ｅより共有結
合強度が大であるので、Ｔ’ｅをＳｅに置き換えること
で非晶質状態の結晶化温度が上昇するという利点もある
。

但し１．ｙ＝１．２を越すと結晶形が変化してコントラ
スト比が減少するので１．ｙ＝１．２以Ｆとする必要が
あった。

得られた実施例２９〜３２の光メモリ媒体は、その物性
値を別表−１に示したように、実施例２３の光メモリ媒
体と同等のすぐれた性能を有していた。

一般に、非晶質状態のものが結晶化するのに結晶の核と
なるものがあると早く結晶化することは知られている。

本発明物等はこの事実に着目して種々実験究明した結果
、前記−最大 ％式％） で表わされる材料にあっては、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｉｒ又はｐ
ｔが有効な核になり得ることをみいだすことができた。

そして、この場合、添加する量は、前記材料１ｇにつき
Ｚｒ等を０．０２〜０．１８ｇ加えることが適切であり
、それより少ない場合は、核として機能せず、また、多
すぎると他の特性を変える作用をなすことが確認されて
いる。

そして、これら核物質の有効度合いの優劣は、Ｚｒ＞Ｍ
ｏ＞Ｉ　ｒ＞Ｐｔであった。消去時間の短縮効果は、Ｚ
ｒの場合にはＺｒを加えない場合の消去時間の１／２〜
１　／３　（０，１μｓｅｃ以下）であった。

夾旌■旦旦 実施例３０の組成の合金ターゲットに、合金ターゲット
１ｇにつきＺｒを０．１　ｇ加えた合金ターゲットを作
成し、実施例１と同様にして光メモリ媒体を得た。得ら
れた光メモリ媒体の消去時間はｏ、ｉ　μｓｅｃ以下、
結晶化温度（Ｔｘ）は１３０℃であった。

実九！にし辷二旦５ 実施例３４〜３５も前記実施例３１と同様に各組成の合
金１ｇにつき所定量のＺｒ、Ｍｏ、Ｉｒ及びＰＬをそれ
ぞれ加えて、実施例１と同様にして光メモリ媒体を得た
。

得られた実施例３４〜３５の光メモリ媒体はその各種物
性値を別表−１に示したように、いずれも消去時間が０
．１μｓｅｃ以下、結晶化温度（Ｔｘ）は１２５℃以上
であった。

丈旌倒ユ及 Ｉ　ｎ、Ｓｂ、Ｔｅの合金の組成がそれぞれ８．３２．
６０原子％であるが材料１ｇに対してＩｒをｏ、ｏｓｇ
加えたものを合成してこれをスパッタターゲットとして
用いて前記実施例１と同様にスパッタ法によって記録膜
を形成した例である。

これによって形成されるメモリ媒体の組成は、−最大 ％式％） で表わされる物質を示す直線上にはないが、この直線か
ら２原子％以内の組成領域内（第１図中点線で囲まれる
領域内）にある組成を有するのであり、前記各実施例と
ほぼ同じ特性を有している（例えば、消去時間：０．１
５μｓｅｃ　）ことが確認されている。

ル救」 第１図におけるＦ点及びＧ点は本発明の範囲以外の組成
を有する材料を示すものであり、本発明者等は、比鮫の
ために、これらの消去時間を実測しているので、以下に
掲げる。

点■ 組成（原子％） Ｉ　ｎ　１７ｓ　ｂ　１７Ｔ　ｅ　ｓｅ消去時間 ３μＳｅｃ 剋 組成（原子％） Ｉ　ｎ　１ｓｓ　ｂ　ａｏＴ’　ｅ　４ｓ消去時間 １μｓｅｃ 亦　型メモリ“２　の１夕・７１６１２次に、本発明の
実施例にかかる書き替え可能な相変化型光メモリ媒体を
基板上に形成して相変化型メモリ素子の記録膜を形成す
る方法について説明する。

この記録膜の形成は、通常のスパッタ法又は真空蒸着法
によってガラス基板やプラスチック基板表面に形成され
る。

スパッタ法を用いる場合、そのスパッタターゲットとし
ては、例えば、以下のようにして合成したものを用いる
。すなわち、純度５Ｎ以上のインジウム（Ｉｎ）、アン
チモン（Ｓｂ）、テルル（’ｒ”ｅ）、セレン（Ｓｅ）
を、Ａｒで置換した真空グローブボックス中において、
透明石英ガラス製のアンプルの中に所定のガラス組成に
なるようにして入れ、次に、これをｌ　Ｏ’Ｔｏｒｒの
真空に排気して封じる。次いで、これを揺動される炉で
８５０℃で１５時間よく混合しながら溶融し、しかる後
、冷却してスパッタターゲツト材を得る。

このようにして得たスパッタターグツｌ−材をＡｒガス
中（Ａｒガス置換した真空グローブボックス中）にて溶
融し、ステンレス製の金型に流し込み、冷却・固化後研
摩して７５〜１００ｍｍφ、厚さ５ｍｍ程度の円盤状の
ターゲットを形成してこれを用いるか、あるいは、Ｉｎ
Ｔｅの組成のターゲットと、Ｓｂ２Ｔｅ３との２つのタ
ーゲットを作り、Ｓｂ２’ｌ”ｅ３のターゲットの上に
適宜の大きさに形成されたＩ　ｎＴｅのターゲットをお
いて、複合ターゲットとしてもよい。複合ターゲットに
した場合、Ｉ　ｎＴｅの組成のターゲットと、Ｓｂ２Ｔ
ｅ３のターゲットとの面積比を変えることによって、 （Ｉ　ｎＴｅ　）　、　（Ｓｂ２　Ｔｅ３　＞　１−ｘ
のＸを変えることができる。

また、Ｚｒの小さなターゲット（例えば、内径５ｍｍφ
）を作り、これを３〜４ケＳｂ２　Ｔｅ３ターゲットの
上において基板を回転させながらスパッタを行なうこと
により、Ｚｒをドープすることができる。

スパッタ法で成膜した膜の組成は光電子分光分析法（Ｅ
ＳＣＡ）によって分析し、目標組成になるようにｓｂ又
はＴｅの小円盤ターゲット・を用意し、これを上述のよ
うにして乍成した合金型ターゲラ１−の上においてスパ
ッタを行ない、目標組成になるように補正する。真空蒸
着による場合もほぼ同様であり、あらかじめ所定の組成
に合成した材料を用いてフラッシュ蒸着してもよいし、
あるいは、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｔｅの３元蒸発によってもよい
。また、Ｚｒを混入する場合は、Ｚｒを電子ビーム加熱
法によって蒸発させればよい。

夫施侃凶■羞 以上詳述した実施例の利点をまとめると以下のようにな
る。

■　化合物Ｉ　ｎＴｅ、Ｓ　ｂ２Ｔｅ３の融解温度は各
々６９０℃、６１６℃であるが、これらの化合物化した
（ＩｎＴｅ）　　　（Ｓｂ２Ｔｅ３＞１−ｘは、ｘ　＝
　０．３３３で５６０　’Ｃ，ｘ＝０．５で５６５°Ｃ
と低くなっている。すなわち、これにより、二元化合物
よりも小さいレーザパワーで記録できることになり、記
録感度がよいという利点がある。

■　各頂点に（Ｉｎ）、（Ｓｂ）、（１゛ｅ又はＴｅ＋
Ｓｅ）をとったとき、この三角組成図上で、−最大（Ｉ
Ｉ　）　　（Ｉ　ｎＴｅ　）　ｘ　　（Ｓ　ｂ２　Ｔｅ
５−ｙ　Ｓｅｙ）１−ｘ　（但し、ｘ＝０．２〜ｏ、１
、ｙ＝ｏ〜１゜２とする）で表わされる物資を示す直線
から２原子％以内の組成領域内にある組成を有するＩｎ
−８ｂ　−Ｔ’　ｅ　−Ｓ　ｅ糸材料は消去時間が０．
２　μＳｅＣ以下と極めて短い。

■　前記■におけるＩ　ｎ−３ｂ−Ｔｅ−８ｅｄ元合金
材料に、該材料１ｇにつきＺｒ、Ｍｏ、Ｉｒ又はｐｔを
０．０２〜０．１８ｇ加えた組成を有する材料は、さら
に消去時間が０．１μｓｅｃ以下と短い。

■　記録状態（非晶質状態）の熱的安定性は、結晶化温
度（Ｔｘ）と活性化エネルギーＥで決まるが、前記実施
例のものは、いずれも、Ｔｘ−１２０℃以上、Ｅ＝２．
ＯｅＶ以上であり、極めて安定性に富み、記録・消去の
繰り返し可能回数は１０６回以上である。

［発明の効果］ 以上詳述した通り所定割合のＩｎとｓｂとＭ（Ｔｅ又は
Ｔｅ＋Ｓｅ）とからなる材料で記録層を構成した本発明
の光メモリ媒体は、 ａ）記録状態と消去状態における反射率差が大きい（２
０％以上）。

ｂ）記録・消去を極めて多数回繰り返して行なうことが
できる（１０６回以上）。

Ｃ）記録を長期間に亘り安定に保存することができる（
１０年以上）。

ｄ）記録の消去時間が極めて短い（０，２μｓｅｃ以下
）。

という極めてすぐれた効果を有するものである。

また前記記録層に必要に応じてＺｒ、Ｍｏ、Ｔｒ及びｐ
ｔから選ばれる核化剤を含有させると、上記ａ＞、ｂ）
、ｃ）、ｄ）の利点は更に顕著になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例にががる書き替え可能な相変化
型光メモリ媒体を示す三角組成図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）一般式 （Ｉｎ）＿ａ（Ｓｂ）＿ｂ（Ｍ）＿ｃ・・・（ I ）（
   式中、 Ｉｎの割合を示すａは４〜２８原子％であり、Ｓｂの割
   合を示すｂは１７〜４４原子％であり、ＭはＴｅ又はＴ
   ｅ＋Ｓｅであり、 Ｍの割合を示すｃは４６〜６３原子％であり、Ｍ＝Ｔｅ
   ＋Ｓｅのとき、ＴｅとＳｅの合量に対するＳｅの原子比
   は０．３５以下である。）で表わされる組成の材料から
   なる記録層を有することを特徴とする書き替え可能な相
   変化型光メモリ媒体。
2. （２）三角組成図の三角形の各頂点にそれぞれ（Ｉｎ）
   、（Ｓｂ）、（Ｔｅ又はＴｅ＋Ｓｅ）をとったとき、こ
   の三角組成図上で、 一般式 （ＩｎＴｅ）＿ｘ（Ｓｂ＿２Ｔｅ＿３＿−＿ｙＳｅ＿ｙ
   ）＿１＿−＿ｘ・・・（II） （但し、ｘ＝０．２〜０．１、ｙ＝０〜１２とする）で
   表わされる物質を示す直線から２原子％以内の組成領域
   内にある組成を有することを特徴とした書き替え可能な
   相変化型光メモリ媒体。
3. （３）前記一般式（ I ）又は一般式（II）で示される
   組成の材料１ｇにつきＺｒ、Ｍｏ、Ｉｒ又はＰｔを０．
   ０２〜０．１８ｇ加えた請求項（１）又は（２）記載の
   光メモリ媒体。