JPS63106942A - 光デイスク - 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の照射により記
録層の光学的特性を可逆的に変化させて情報を記録消去
すると共に、この光学的特性を読み取って情報を再生す
る光ディスクに関する。

（従来の技術） 近時、光ディスクが大容量メモリとして注目されており
、１回のみ書き込むことができる光ディスクは文書ファ
イル等で既に実用化されている。

一方、消去可能の光ディスクは一部実用化の段階に入っ
ているが、製品における不安定性に問題がある。

つまり、消去可能の光ディスクは、光磁気型と相変化型
とがあるが、このうち、相変化型の光ディスクとしては
、Ｔｅ　ＳＧｅ及びＴｅＧｅ等の半導体を記録材料とし
て使用するものがある。これらの半導体は、結晶と非晶
質との２つの状態を取ることができ、この相の状態によ
り光照射時の複素屈折率Ｎｍｎ−１ｋが異なる（Ｊ、　
ｏｒＮｏｎ−Ｃｒｙｓｔａｌｌｌｎｃ　　５ｏ１１ｄ　
　４１　　（１９７０）　）　ｏ　これを利用してレー
ザービームによる熱処理により結晶ｔ　じ′− と非晶質との相変化を可逆的にをセさせて光メモリとす
る着想が開示されている（　Ｍ　ｅｔａｌｌｕｒｇｉｃ
ａｌＴ　ｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　２　Ｇ４１　１９７
１）　　、　Ｔ　ｅ　、　Ｇ　ｅ　。

ＴｅＧｅ等の半導体材料の薄膜は、溶融状態まで加熱し
て高速で冷却すると非晶質になり、低温に加熱して徐冷
すると結晶質になる性質を有する。

この非晶質状態と結晶質状態とはその複素屈折率が異な
って安定して存在する。しかしながら、これらの半導体
は薄膜にすると化学的安定性が低く、大気中で次第に腐
蝕して光学的特性が劣化するという欠点がある。

一方、相変化型の記録材料として、Ｉ　ｎＳｂ等のよう
に、異なる２つの結晶質間の相変化により情報を記録す
るものがある。つまり、蒸着によりＩｎＳｂ膜を形成す
ると、蒸着直後では、この膜は非晶質であるが、このＩ
ｎＳｂ膜は、高強度のレーザー光の比較的長いパルスの
照射により溶融徐冷させることによって、微細粒の結晶
となり、高強度ではあるが短いパルスの照射によって粗
大粒の結晶が形成される。このような結晶状態の相違に
よる複素屈折率の差により、情報を記録再生する。この
場合に、ＩｎＳｂは化学的に安定であり、例えば、温度
が７０℃、湿度が８５％の苛酷な環境下で放置しても、
１月以上に亘り、記録膜の劣化が生じない。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、このＩｎ−５ｂ合金の記録膜の記録再生特性
は合金の組成によって変動することが知られているが、
合金インゴットを蒸着して形成されたＩｎ−５ｂ合金薄
膜は、組成の制御が困難であり、±５５原子以上の組成
のバラツキが容易に生じてしまう。このため、光デイス
ク製品のバラツキが大きく、歩留りが低いという欠点が
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
、光学的特性上、最も好ましい組成に容易に組成を制御
することができ、記録再生特性が優れていると共に、安
定して高歩留りで製造することができる光ディスクを提
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） この発明に係る光ディスクは、光ビームの照射により記
録層に光学的特性の変化を生じさせて情報を記録消去す
る光ディスクにおいて、前記記録層はインジウム−アン
チモン合金で作られたターゲットをスパッタリングする
ことにより形成されたものであることを特徴とする。

（作用）この発明においては、インジウム（Ｉｎ）−ア
ンチモン（Ｓ　ｂ）合金ターゲットをスパッタリングす
ることにより、Ｉｎ−５ｂ合金記録層を形成する。この
ため、この記録層の組成を高精度（例えば、±０．５％
）で所定の組成に制御することができる。従って、記録
層が、記録再生特性上、最適の組成ををする光ディスク
を安定して高歩留りで製造することができる。

（実施例） 以下、添附の図面を参照して、この発明の実施例につい
て説明する。第１図はこの発明の実施例に係る光ディス
クを示す断面図である。基板２はＰＭＭＡ又はポリカー
ボネート等の有機樹脂でつくられており、誘電体層４及
び８に挟まれて記録層６が配設されている。誘電体層８
の上には、保護膜１０が形成されている。誘電体層４，
８は、記録層６がレーザビームの照射を受けたときに、
記録層６に穴が発生することを防止するために配設され
る。一方、保護膜１０は、光ディスクの取り扱い上、庇
が発生することを防止するためのものであり、紫外線硬
化樹脂等で形成することができる。

記録層６は、Ｉｎ−３ｂ合金で形成されており、この記
録層６はＩｎ−８ｂ合金で作られたターゲットをスパッ
タリングすることによって誘電体層４の上に形成される
。このように、Ｉｎ−５ｂ合金記録層をスパッタリング
により形成する場合は、その組成を±０．５％の高精度
で制御することができる。

Ｉｎ−５ｂ合金記録層６は、その合金組成を、Ｉｎが３
５乃至４５原子％の範囲になるようにすることが好まし
い。本願発明者等による研究結果によると、このような
組成範囲において、Ｉｎ−５ｂ合金記録層６は、優れた
記録再生特性を示した。

スパッタリングターゲットのＩｎ−５ｂ合金は、通常、
粉末を焼結した後、この焼結体を熱間でプレスすること
により製造される。この熱間ブレスの条件により、ター
ゲットの充″填率が変化するが、スパッタリングにより
得られる記録層の記録再生特性上、ターゲットの充填率
は９０％以上であることが好ましい。

次に、この発明の実施例に係る光ディスクを製造するス
パッタリング装置について説明する。チャンバ２１内は
、排気ボート２８を介して適宜の真空ポンプ（図示せず
）に接続されており、この真空ポンプより、チャンバ２
１は１Ｏ−６）ル（ｔｏｒｒ）の真空に排気する。チャ
ンバ２゛１内には、ガス導入ボート２９を介してＡｒガ
ス等が導入されるようになっている。基台２２は、チャ
ンバ２１の天板から垂架されており、矢印にて示すよう
に回転駆動される。この基台２２の下面には、光ディス
クの基板２が取り付けられる。

チャンバ２１内には、２個の台３２及び３３が配設され
ており、この台３２及び３３上に、夫々ターゲット２４
及び２５が載置される。このターゲット２４及び２５は
、夫々外部の高周波電源３０及び３１に接続される。タ
ーゲット２４及び２５の直上域の近傍には、夫々シャッ
タ２６及び２７が配設されている。

このような装置により光ディスクを成膜する場合には、
先ず、ターゲット２４として５ｉ０２を使用し、ターゲ
ット２５として充填率が、例えば、９６％のＩｎ４０Ｓ
ｂ６０焼結合金を使用する。

また、基板２として、円盤状のポリカーボネート樹脂製
板を使用する。そして、チャンバ２１内を１０−６トル
に排気した後、基台２２を、例えば、６０　ｒｐｍで回
転させる。次いで、ガス導入ボート２９を介してＡｒガ
スをＩＯＳＣＣＭの流量でチャンバ２１内に導入し、チ
ャンバ２１内のＡｒガス圧力を５１１１トルに調節する
。

シャッタ２７を閉じた状態で、高周波電源３０から１３
．５６ＭＨｚで５００Ｗの高周波電力を５ｉ０２ターゲ
ツト２４に印加し、高周波のプラズマ放電を生起する。

そして、約２分間のプリスパッタを実施した後、シャッ
タ２６を開にして基板２上に５ｉ０２の成膜を開始する
。約５分間プラズマ放電を継続して、７００人の５ｉ０
２誘電体層４を成膜した後、シャッタ２６を閉じ、放電
を停止する。

次いで、高周波電源３１から、 Ｉｎ４ｇＳｂ６ｇ合金ターゲット２５に８０Ｗの高周波
電力を印加し、約２分間のプリスパッタの後、シャッタ
２７を開にしてＩｎ４０Ｓｂａｏ記録層６を成膜する。

約５分間のプラズマ放電で７５０人のｒｎ４０ｓｂ６０
記録層６を成膜した後、シャッタ２７を閉にして電源３
１をオフにする。

次いで、再度、５ｉ０２ターゲツト２４に５００Ｗの高
周波電力を印加して７００人の５ｉ０２誘電体層８を形
成する。

その後、チャンバ２１内をＮ２ガスによってリ一りした
後、サンプルを大気中に取出す。次いで、このサンプル
に対し、スピナにより紫外線硬化樹脂を約３μｍでスピ
ンコードした後、紫外線を照射してこの樹脂を硬化させ
た。

このようにして成膜された光ディスクは、その記録層８
の組成が目標組成に高精度で一致している。例えば、上
記条件で成膜した場合には、組成Ｉｎ５０Ｓｂ５０．Ｉ
ｎ４５５ｂ５５゜１ｎ３５　Ｓｂ６５　、Ｉｎ３０　Ｓ
ｂ７　（１などの焼結合金をターゲットにしてスパッタ
リング成膜した記録層においても、目標組成に対して±
０．５原子％の精度で一致していた。

このようにして製造された光ディスクに対し、テーブル
回転型のディスク評価装置により、その動特性を測定し
た。先ず、記録及び消去に先立ち、回転数が６０Ｏｒｐ
ｍでディスクを回転させつつ、波長が３３０ｎｍのレー
ザービームをディスクに９ｍＷの連続光で照射し、初期
結晶化した。この初期化した光ディスクに対し、基板２
側から、直流成分は、電圧で、直流３０（ｌａＶであつ
た。

このようにして、初期化した光ディスクに対し、出力が
１５ｍＷ、パルス幅が２００ｎ秒、デユーティ比が５０
％のレーザー光を照射して、信号を記録した。次いで、
この記録ビット１２から、前述の読み出し用レーザー光
で信号を読み出すと、前記直流成分に対して２００ｍＶ
の交流信号が得られた。更に、初期化と同様に、９ｍＷ
の連続光で、記録ビット１２の信号を消去すると、この
交流信号は完全に消去された。

次に、ターゲットとして焼結合金を使用した場合におい
て、その充填率が記録再生特性に及ぼす影響について動
特性の評価試験した結果について説明する。ターゲット
の組成は、 Ｉｎ５ｏ　５ｂｓｏｓ　　Ｉｎ４５５ｂ５５゜Ｉｎｔｏ
　５ｂ８０％　Ｉｎａｓ　５ｂｓｓ、及びＩｎ３ｏＳｂ
７ｏの５種であり、各組成について、焼結合金の充填率
を８５％、９０９６．９２％、及び９６％と変化させた
サンプルを用意した。

このサンプルについて、下記に示すように、前述と同様
の条件で信号を記録再生消去した。

回転数；　６００　ｒｐｍ レーザ波長；８３０ｎ１１ 初期化及び消去；名Ｗの連続光 記録；１５ｍＷ、２００ｎ秒、 デユーティ５０％ この結果、読み出された交流信号成分（Ｉｎ′ｗ／ｌを
下記第１表に示す。

第　　１　　表 この第１表から明らかなように、ターゲットの組成がＩ
ｎの原子％で３５乃至４５％であり、その充填率が９０
％以上である場合に、消去可能の光ディスクとして記録
再生特性が優れている。このような理由で、Ｉｎ−５ｂ
合金記録層を形成するためのターゲットとして、Ｉｎの
原子％で３５乃至４５％であり、その充填率が９０％以
上のターゲットを使用することが好ましい。なお、この
ようにして成膜した記録層に対し、９１１Ｗの連続光で
信号を消去したところ、信号は完全に消失した。

［発明の効果］ この発明によれば、Ｉ　ｎＳｂ合金記録層の組成をその
光学的特性上最適のものに高精度で一致させることがで
きる。従って、記録再生消去特性が優れた光ディスクを
安定して低コストで製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例に係る光ディスクの断面図、
第２図はその製造に使用するスパッタリング装置を示す
模式図である。 ２；基板、４，８；誘電体層＜６；記録層、１０；保護
膜、２１；チャンバ、２４．２５；ターゲット、２６．
２７；シャッタ、３０，３１；電源。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）光ビームの照射により記録層に光学的特性の変化
   を生じさせて情報を記録消去する光ディスクにおいて、
   前記記録層はインジウム−アンチモン合金で作られたタ
   ーゲットをスパッタリングすることにより形成されたも
   のであることを特徴とする光ディスク。
2. （２）前記インジウム−アンチモン合金で形成された記
   録層は、インジウムが３５乃至４５原子％であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の光ディスク。
3. （３）前記インジウム−アンチモン合金で作られたター
   ゲットは、充填率が９０％以上の焼結合金であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の光ディスク。