JPH02167784A - 情報記録媒体 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、レーザビーム等の光ビームを記録層に照射
し、その照射条件によって照射部分に相変化を誘起させ
て情報を記録・消去し、この相変化に伴う反射率、透過
率等の光学特性の変化を検出することにより情報を再生
する情報記録媒体に関する。このような情報記録媒体と
しては、光ディスク又は光カード等がある。

（従来の技術及び発明が解決しようとする課題） 従来、所謂イレーサブル光ディスク等の情報の消去が可
能な情報記録媒体として、相変化型のものが広く知られ
ている。この相変化型情報記録媒体は、例えば、ガラス
又はプラスチック（ポリカーボネート樹脂、ポリメチル
メタクリレート樹脂等）からなる基板と、この基板上に
形成された記録層とを備えている。この記録層を形成す
る材料としては、例えばＧｅＴｅ等のカルコゲナイド系
合金が知られており、これらは異なる条件の光ビーム（
例えばレーザビーム）を照射することにより、例えば結
晶と非晶質との間で可逆的に相変化するので、この相変
化を利用して情報を記録及び消去し、これらの相変化に
伴う反射率又は透過率等の光学的特性の変化を利用して
情報を読取ることができる。

このような記録層としては、光ビームの照射条件によっ
て相変化が生じ易い共晶組成をを有する材料や金属間化
合物を形成する材料が適している。

しかしながら、従来、相変化型情報記録媒体の記録層と
して用いられているＧｅＴｅ等の合金は、一応上述の条
件は満足するものの、未だ情報記録媒体として十分な特
性を保持しているとは言えない。特に、初期化、記録及
び消去を高速化することが望まれている。また、結晶−
非晶質間の相変化により情報を記録・消去する場合には
、通常記録部分が非晶質になるが、一般に非晶質は比較
的安定性が低いため、非晶質状態をより安定化すること
も要求されている。

この発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、
安定性に優れ、また、初期化、記録及び消去を高速化す
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］ （課題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、光ビームの照
１（によって照射部分が結晶相と非晶質相との間で相変
化する記録層とを有する情報記録媒体であって、前記記
録層は、ＩｎｘＳｂｙＴｅｚ（ただし、ｘ、ｙ、ｚは原
子％であり、ｘ、十ｙ＋ｚ−１００である）で表わされ
る組成の合金で形成され、これらｘ、ｙ、ｚはその合金
の結晶化温度が１３０℃より高くなるように設定されて
いることを特徴とする。

（作用） Ｉ　ｎ　ｘ　Ｓ　ｂ　ｙ　Ｔ　ｅ　ｚ合金は、前述のよ
うな相変化型記録媒体の記録層としての条件を満たす材
料であり、しかも結晶化速度が大きい。この合金組成を
結晶化温度が１３０℃より高くなるように調整すること
により、非晶質部分が安定に存在する。従って、安定性
に優れ、初期化、記録及び消去を高速化することができ
る。

（実施例） 以下、添付図面を参照してこの発明について具体的に説
明する。第１図はこの発明の実施例に係る情報記録媒体
を示す断面図である。基板１はポリオレフィン、エポキ
シ、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレ
ート（ＰＭＭＡ）等のプラスチック、又はガラス等、こ
の技術分野で通常用いられる材料で形成されている。こ
の基板１の上に、保護層３、記録層２、保護層４及び保
護層５がこの順に形成されている。

保護層３及び保護層４は、記録層２を挟むように配設さ
れており、有機高分子材料、例えばＰＭＭＡ、ポリスチ
レン等の熱可塑性樹脂若しくは紫外線硬化樹脂（所１７
２Ｐ樹脂）　又は５ｉ０２、Ａ１２０３、ＡＩＮ、Ｚｎ
Ｓ、若しくはＺｒＯ２等の誘電体で形成される。これら
保護層３，４は記録ＷＩ２が空気中の水分の影響を受け
ることを未然に防止する作用、及び記録・消去の際にレ
ーザビーム等の光ビームにより記録層２の照射部分が飛
散したり穴が形成されてしまうことを防止する作用を有
している。これら保護層３゜４はスピンコード法、蒸着
法、スパッタリング法等によって好適に形成することが
できる。なお、これら保護層３．４の厚みは１０人乃至
数十μｍであることが好ましい。

保護層５は情報記録媒体取扱う際の表面での傷やほこり
等を防止するために配設されるもので、スピンコード法
等により紫外線硬化樹脂を塗布し、これに紫外線を照射
して硬化させること等により形成される。この保護層５
の層厚は１００λ乃至数十μｍであることが好ましい。

なお、保護層３゜４．５は設けることが好ましいが、必
ずしも設けなくてもよい。

記録層２は、ＩｎｘＳｂｙＴｅｚ（ただし、Ｘ。

Ｖｒ”は原子％であり、ｘ＋ｙ＋ｚ−１００である）で
表わされる合金で形成されており、このＸ。

Ｖｒ　　ｚは、この合金の結晶化温度が１３０℃よりも
高くなるように設定されている。なお、この結晶化温度
は、例えば加熱温度を１０℃／分に設定して測定される
。このような組成の合金は、照１４する光ビームの条件
を変化させることにより結晶と非晶質との間で相変化し
得る材料であり、結晶化速度が大きいという特徴を有し
ている。従って、初期化、記録及び消去を高速化するこ
とができる。

また、結晶化温度が前述のように１３０℃以上であるこ
とから非晶質の安定性が高い。

この記録層２は、蒸着法、スパッタリング法等によって
好適に形成することができる。なお、合金ターゲットを
使用して蒸着又はスパッタリングする場合には、ターゲ
ット組成と実際に形成される膜の組成とに差があること
を考慮する必要がある。また、多元同時蒸着又は多元同
時スパッタリング等によって成膜することもできる。記
録層２の層厚は１００乃至３０００Åであることが好ま
しい。

次に、第２図及び第３図を参照しながらこの実施例に係
る情報記録媒体の記録層の形成方法の一例について説明
する。第２図はこの実施例の記録層を形成するために用
いられるスパッタリング装置の概略構成を示す縦断面図
、第３図はその横断面図である。図中１０は真空容器を
示し、この真空容器１０はその底面にガス導入ボート１
１及びガス排出ボート１２を有している。ガス排出ボー
ト１２は排気装置１３に接続されており、この排気装置
１３により排出ボート１２を介して真空容器１０内が排
気される。また、ガス導入ボート１１はアルゴンガスボ
ンベ１４に接続されており、このボンベ１４から真空容
器１０内にガス導入ボート１１を介してスパッタリング
ガスとしてのアルゴンガスが導入される。真空容器１０
内の上部には、基板支持用の円板状の回転基台１５がそ
の面を水平にして配設されており、その下面に基板１が
支持され、図示しないモータによって回転されるように
なっている。また、真空容器１０内の底部近傍には、基
台１５に対向するように、夫々Ｉｎ、Ｓｂ及びＴｅで形
成されたスパッタリング源２１，２２．２３が配設され
ており、各スパッタリング源には図示しない高周波電源
が接続されている。これらスパッタリング源２１．２２
゜２３の情報には、夫々モニタ装置２４，２５゜２６が
設けられており、これらモニタ装置により各スパッタリ
ング源からのスパッタリング量をモニタし、記録層が所
定の組成になるように各スパッタリング源に投入する電
力量を調節するようになっている。

このようなスパッタリング装置においては、先ず、排気
装置により真空容器１０内を例えば１Ｏ−６Ｔｏｒｒま
で排気する。次いで、ガス導入ボー１１１を介して容器
１０内にアルゴンガスを導入しつつ、排気装置１３の排
気量を調節して真空容器１０内を所定圧力のアルゴンガ
ス雰囲気に保持する。この状態で、基板１を回転させつ
つ、スパッタリング源２１，２２．２３に所定時間所定
の電力を印加する。これにより、スパッタリングが実施
され、基板１に所定組成の記録層が形成される。なお、
保護層を形成する場合には、記録層２の形成に先立ち、
保護層の組成に調整されたスパッタリング源を用いて上
述したようにスパッタリングするこにより基板１上に保
護層３を形成し、その後記録層２を形成し、更に保護層
３を形成する場合と同様の条件で記録層２の上に保護層
４を形成することができる。

次に、この発明の情報記録媒体における初期化、並びに
、情報の記録、消去及び再生について説明する。

初期化 記録層２は成膜直後に通常非晶質であるが、情報を記録
するためには結晶である必要があるので、レーザビーム
等の光ビームを記録層２に全面照射して加熱徐冷し、記
録層２を結晶化する。

記録 高出力でパルス幅が短い光ビームを記録層２に照射し、
照射部分を加熱急冷して非晶質に相変化させ、記録マー
クを形成する。

消去 記録層２に形成された記録マーク部に、記録の際よりも
低出力でパルス幅が長い光ビームを照射して記録マーク
部を結晶に相変化させ、情報を消去する。

再生 情報を記録した記録層２に比較的弱い光ビームを照射し
、記録マーク部と非記録部との間の光学的特性、例えば
反射率の差を検出して情報を読取る。

なお、この発明に係る情報記録媒体は、結晶化速度が大
きいことからオーバーライドが可能である。オーバルラ
イトとは、単一の光源から放射されるレーザビーム等の
光ビームを、第４図に示すように２段階のパワーレベル
ＰＥ　　（消去）及びＰｗ　　（記録）の間でパワー変
調して、消去パワーレベルの光ビームに記録パワーレベ
ルのパルスを重畳させ、既に記録された情報を消去しな
がら新しい情報を重ね書することである。

次に、Ｉ　ｎ　ｘ　Ｓ　ｂ　ｙ　Ｔ　ｅ　ｚにおいて、
結晶化温度が１３０℃を超える組成を把握した結果につ
いて説明する。

ガラス基板上に、第２図及び第３図に示す装置により種
々の組成のＩｎ−５ｂ−Ｔｅ合金を形威し、Ｘ線回折に
よりその膜の構造を確認した。その結果、第５図に示す
Ｉｎ−３ｂ−ＴｅＢ元組戊組成おいて、単斜線で示す領
域の組成において非晶質の薄膜を得ることができ、相変
化型の記録層として利用し得ることが確認された。

上記試験において非晶質化したサンプルの結晶化温度を
高感度示差走査熱量計（ＤＳＣ）で測定した。結晶化温
度は測定の際の昇温速度によって若干変化するので、こ
の昇温速度を１０℃／分に固定した。その結果、第５図
の２重斜線領域、すなわち、およそＴｅが７０原子％以
下、ｓｂが８０原子％以下、ｉｎが６０％以下の限られ
た組成範囲において結晶化温度が１３０℃以上となり、
非晶質状態の安定性が高いことが確認された。

次に、この発明の試験例について説明する。

上述の試験と同様にして、ガラス基板上にＩｎ−３ｂ−
Ｔｅ合金薄膜を形成したＡ−Ｈの５つサンプルを作成し
た。これらサンプルの薄膜組成を第１表に示す。

第１表 これらサンプルについて、基板側から種々のパルス幅の
レーザビームを一定強度で対物レンズを用いて合金薄膜
に集光照射し、パルス幅と照射部分の反射率変化との関
係を把握した。その結果を第６図に示す。第６図は、横
軸に照射するレーザビームのパルス幅をとり、縦軸に反
射率変化量をとって、これらの関係を示すグラフであり
、レーザビームのパワーが３ｍＷの場合について示すも
のである。この図から確認されるように、いずれのサン
プルも反射率の変化が１μｓｅｃ以下で生じていること
が確認された。反射率変化は非晶質から結晶への相変化
に対応するから、この結果はこれらサンプルの結晶化速
度が極めて大きいことを示すものである。

このような傾向は、測定時の昇温速度が１０℃／分の範
囲内の組成を有する他のＩｎ−８ｂ−Ｔｅ合金において
も同様に確認された。

以上説明したように、結晶化温度が１３０℃以上の組成
範囲のＩｎ−５ｂ−Ｔｅ合金は、結晶と非晶質との間の
相変化が可能であり、非晶質状態で安定であり、更に結
晶化速度が大きいことが確認された。

［発明の効果］ この発明によれば、記Ｂ層を結晶化温度が１３０℃以上
となるＩｎ−８ｂ−Ｔｅ合金で形成したので、非晶質の
安定性が高く、また結晶化速度が大きい。従って、非晶
質記録マークの安定性に優れ、しかも初期化、記録及び
消去を高速で実施することができるという極めて特性が
優れた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図は記録層を形成するための装置の概略構成
を示す縦断面図、第３図はその横断面図、第４図はオー
バーライドの際のレーザビームのパワーを示す図、第５
図はＩｎ−５ｂ−Ｔｅ３元合金の非晶質化し得る組成範
囲及び結晶化温度が１３０℃より高くなる組成範囲を示
す組成図、第６図は照射するレーザビームのパルス幅と
反射率変化量との関係を示すグラフ図である。 １；基板、２；記録層、３，４，５．保護層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基板と、光ビームの照射によって照射部分が結晶相と非
   晶質相との間で相変化する記録層とを有する情報記録媒
   体であって、前記記録層は、Ｉｎ＿ｘＳｂ＿ｙＴｅ＿ｚ
   （ただし、ｘ、ｙ、ｚは原子％であり、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１
   ００である）で表わされる組成の合金で形成され、これ
   らｘ、ｙ、ｚはその合金の結晶化温度が１３０℃より高
   くなるように設定されていることを特徴とする情報記録
   媒体。