JP2535910B2 - 情報記録媒体およびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光学的に記録・再生が可能な情報記録媒体
およびその製造方法に関するものであり、詳細にはレー
ザ光の照射により***変形部が形成される情報記録媒体
およびその製造方法に関するものである。

〔発明の概要〕

本発明は、希ガスを含んだアモルファス膜を記録膜と
することにより、レーザ光等の選択的加熱により***変
形部（バブルと称される。）を形成し情報の記録・再生
を行うことが可能な情報記録媒体を提供しようとするも
のである。

さらに本発明は、金属および／または半金属を希ガス
が存在するプラズマ中で基体上に堆積することにより、
アモルファス膜の形成と希ガスの混入とを同時に行い、
希ガスを含んだアモルファス記録膜を効率的に作製可能
とするものである。

〔従来の技術〕

光記録方式は、非接触で記録・再生ができ取り扱いが
容易であること、傷や埃に強いこと等の特徴を有し、さ
らに従来の磁気記録方式に比べて記憶容量が大きいとい
う利点を有することから、大容量メモリとしての活用が
期待されている。

なかでも、ユーザが直接書き込んで使用することがで
きる，いわゆる追記型光記録媒体に対する関心は高く、
高感度，高安定性，高品質等の要望に応えるため、特に
記録材料に関する研究が盛んに行われている。

追記型光記録媒体としては、基体上にたとえばTeを主
体とする金属薄膜や、有機色素系薄膜を形成し、レーザ
ビームを照射してピットと呼ばれる孔部を形成すること
で情報の記録を行う光記録媒体が知られている。

しかしながら、このような光記録媒体の場合、形成し
たピットの周縁鵜にリムと称される不規則な盛り上がり
を生じ、再生時のC/N低下の大きな原因となっている。

そこで、ピットを形成することなく信号を記録する方
法として、バブルと称される***変形部を形成すること
で情報の記録を行う光記録媒体が提案されている。

たとえば、特開昭56−12793号公報には、基体上に有
機中間層，金属質光吸収層を順に形成し、金属質光吸収
層の局部加熱により間接的に透明有機中間層を加熱して
そこから発生するガスにより金属質光吸収層を***・変
形させ、バブルを形成することで記録を行う追記型記録
媒体が開示されている。

しかしながら、前述の光記録媒体では、間接的に透明
有機中間層を加熱するために光利用効率が著しく劣り、
記録に際して非常に大きなエネルギーを必要とする。こ
れは、使用するレーザの大出力化や装置の大型化等を招
き、実用化に際して大きな障害となる。

あるいは、特開昭56−65341号公報には、基板上に金
属質光反射層，光透過層，金属質光吸収層を順次形成
し、表面の金属質光吸収層の局部加熱により光透過層を
間接的に加熱してそこから発生するガスにより金属質光
吸収層を***・変形させ、バブルを形成することで記録
を行う追記型光記録媒体が開示されている。この光記録
媒体では、基板上に金属質光反射層が形成されているこ
とから、光の利用効率は先の特開昭56−12793号公報に
記載されるものよりは高い。

しかしながら、この光記録媒体は、３層構造であるた
め製造工程が複雑になるという問題を有している。これ
は、製造工程数の増加，歩留りの低下，製造コストの上
昇の要因となる。また、このような多層膜構造では、記
録感度を向上させるためにそれぞれの膜の屈折率や膜厚
等を非常に厳しい条件で最適化する必要があり、このこ
とも光記録媒体の製造を困難なものとする要因となって
いる。

さらに、特開昭61−178742号公報においては、金属炭
化物マトリクス中に金属微粒子および有機物を分散させ
た薄膜を基板上に形成し、薄膜の局部的な加熱によって
ガス発生機能を有する有機物をガス化してバブルを形成
する光記録媒体が提案されている。

この光記録媒体は、構造的には簡単なものであるが、
感度が低いという問題がある。そこで、感度の向上のた
めに、水素や酸素の添加が試みられているが、厳密なガ
ス流量の調整が必要であるため量産性に問題があるこ
と、使用するガス自体に危険性があること、記録膜が金
属部粒子の集合体であるため微粒子の粒界による乱反射
に起因したノイズの発生が避けられないこと、等の問題
を抱えている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このように、バブルと称される***変形部を形成する
ことで情報の記録を行う光記録媒体は、いずれも記録効
率，感度，生産性等の点で不満を残しており、その改善
が要望されている。

そこで本発明は、前述の従来の実情に鑑みて提案され
たものであって、C/Nが高く簡単な構造を有するととも
に、記録感度，記録効率に優れた情報記録媒体を提供す
ることを目的とし、かかる情報記録媒体の効率的な製造
方法を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者等は、上述の目的を達成せんものと長期に亘
り鋭意研究を重ねた結果、アモルファス膜に希ガスを導
入することで高感度にバブルを形成し得ることを見出し
本発明を完成するに至ったものである。

すなわち本発明の情報記録媒体は、第１図に示すよう
に、基体（１）上に希ガスを含んだアモルファス記録膜
（２）を有してなり、上記アモルファス記録膜（２）の
選択的加熱により加熱部を***させ記録することを特徴
とするものである。

さらに本発明の製造方法は、金属および／または半金
属を希ガスが存在するプラズマ中で基体上に堆積し、希
ガスを含んだアモルファス記録膜を形成することを特徴
とするものである。

本発明の情報記録媒体において、基体（１）の材料と
しては、ガラス,Al等の金属，各種セラミックス，ポリ
カーボネート等のプラスチック等が挙げられる。なお、
これら基体（１）には、グルーブと称される案内溝が形
成されていてもよい。

一方、アモルファス記録膜（２）を構成する材料に
は、アモルファス化すること、融点が低いこと、希ガス
を取り込み易いこと、レーザ光を吸収させる意味から反
射率がある程度低いこと等が要求され、Zr,Hf,Nb,Zn,C
d,Ca,In,Tl,Pb,Sn,Ag等の金属およびB,C,Si,P,Ge,As,S
e,Sb,Te,Bi等の半金属の単体もしくはこれらの２種以上
を組み合わせたもの等が使用される。

このアモルファス記録膜（２）には、これら金属，半
金属の他，希ガスが取り込まれているが、導入される希
ガスとしては記録膜を作製する際にこれら金属，半金属
と化学的に反応しないものが使用され、例示すればAr,N
e,Xe等である。窒素は、成膜に際して金属や半金属と反
応してしまうので使用することはできない。

上記アモルファス記録膜（２）の膜厚は、50Å以上で
あることが好ましい。膜厚が50Å未満であると均一な成
膜が難しい。上限は特に限定されないが、記録感度やバ
ブルの形成条件，さらには生産性等の実用性を考慮する
と、1000Å以下であることが好ましい。より好ましく
は、200〜800Åである。

上述のアモルファス記録膜（２）は、前記希ガスが存
在するプラズマ中で前記金属または半金属あるいはこれ
ら両者をターゲットとしてPVD（Physical Vapour Depos
ition）を行うことにより作製される。プラズマ中でPVD
を行えば、膜中に希ガスを取り込み易く、また原子の運
動エネルギーが大きいことから基体（１）へ到達した場
合にアモルファス膜となり易い。

PVDの手法としては、スパッタやイオンプレーティン
グ,ECR（エレクトロン・サイクロトロン・レゾナンス）
等が好適である。

PVDに際して、雰囲気ガス圧，すなわち導入する希ガ
スのガス圧は５×10^-3〜１×10^-1Torrの範囲とすること
が好ましい。希ガスのガス圧が５×10^-3Torr未満である
と、アモルファス記録膜（２）に取り込まれる希ガスが
不足し、***変形が充分に起こらない虞れがある。逆に
希ガスのガス圧が１×10^-1Torrを越えると、良好なPVD
を行うことが難しい。

以上のように、希ガスが存在するプラズマ中でPVDを
行えば、金属または半金属，あるいは、これら両者から
なる原子が、希ガスに散乱されながら基体上に到着し、
堆積される。また同時に、希ガスも膜中に取り込まれる
ことになる。

〔作用〕

希ガスを含んだアモルファス記録膜をレーザ光等によ
り選択的に加熱すると、加熱部の膜が軟化するとともに
膜中に取り込まれた希ガスがガス化し、***変形する。

本発明の情報記録媒体では、この***変形部をバブル
として情報が記録される。

また、希ガスが存在するプラズマ中でPVDを行えば、
原子が散乱されながら基体上に到達し、堆積され、同時
に膜中にPVD雰囲気中の希ガスが取り込まれる。

〔実施例〕

以下、本発明の具体的な実施例について図面を参照し
ながら説明する。

本実施例を実施するに際して使用した作製装置の概略
構成を第２図に示す。

この作製装置は、排気装置（18）が設けられた真空室
（11）内に、基体（13）を装着した基体ホルダ（12），
および高周波電源（15）に接続されたターゲット（14）
を配設してなるスパッタ装置である。そして、上記真空
室（11）には、希ガスを充填したガスボンベ（17）がバ
ルブ機構（16）を介して接続されている。

このような構成の作製装置を用い、以下の手順を経て
情報記録媒体を作製した。なお、本実施例においては、
基体（13）としてグルーブ（案内溝）付きのポリカーボ
ネートディスクを使用した。ターゲット（14）の材料
は、アモルファス膜を形成しやすいこと，反射率が適当
（20〜70％）であること，耐蝕性に優れること等を考慮
して選ばれ、ここではAg₁₀In₅₀Ge₄₀（数値は組成を原子
％で表す。）とした。

先ず、上記作製装置の真空室（11）内を10^-5Torr以下
まで脱気した。

次いで、バルブ（16）を開いて所定量の希ガスを真空
室（11）内に導入した。この場合、膜中に含まれる希ガ
スの量によってバブルが形成されたりつぶれたりするの
で、前記希ガスの導入量を適切に設定しなければならな
い、これは膜を構成するターゲット材料とプラズマ発生
中の真空室（11）内の希ガスガス圧によって制御するこ
とができる。本例では希ガスとしてArを使用し、ガス圧
は１×10^-2Torrとした。

希ガスによって真空室（11）内が所定の圧力に達した
ら、ターゲット（14）に高周波電力を印加し、基体（1
3）とターゲット（14）の間にプラズマを発生させた。
本例では100Wの高周波電力を印加してプラズマを発生さ
せた。

これによってターゲット（14）に希ガスが衝突し、タ
ーゲット（14）を構成する原子がはじき出されて基体
（13）上に堆積され、同時に膜中に希ガスが取り込まれ
た。本例では、スパッタ開始から５分後に膜厚800Åの
アモルファス記録膜が形成された。

このようにして作製した情報記録媒体を、300rpm（線
速度1.3m/sec）で回転させ、スポットサイズ1.6μｍに
集束した出力2.5mV,パルス幅１μsecの半導体レーザ
（波長830nm）を基体（13）面側から照射して記録を行
った。

その結果、第３図に示すように、膜の***変形が起こ
り、バブルが形成されたことが確認された。走査電子顕
微鏡観察によれば、記録部は直径1.5μm,高さ0.15μｍ
のバブルであることが確認されている。

次に、出力0.3mWの連続ビームを基体（13）面から照
射して再生を行った。このとき、再生信号のC/Nは55dB
という良好な結果が得られた。

比較例として、真空蒸着法により本実施例と同一条件
で希ガスを含まないAg−In−Ge薄膜を形成し、同一条件
で記録を行ったが、バブルは形成されなかった。

〔発明の効果〕

以上の説明からも明らかなように、本発明の情報記録
媒体は、希ガスを含むアモルファス膜を記録膜としてい
るので、レーザ光等の照射により高感度でバブルを形成
することができ、記録効率や感度に優れた情報記録媒体
を提供することが可能である。

また、本発明の情報記録媒体は、記録膜がアモルファ
ス膜であるために、結晶粒界に起因したノイズが生ずる
ことはなく、高いC/Nを得ることが可能となっている。

さらに、本発明の情報記録媒体は、その構造が極めて
簡単で、生産性や製造コスト等の点でも有用なものであ
る。

また本発明の製造方法によれば、アモルファス膜の形
成と希ガスの膜中への導入を同時に行うことができ、記
録膜の形成が一工程に単純化されるため歩留りが向上
し、製造コストを低減することが可能となる。

さらに本発明の製造方法によれば、結晶化しやすい材
料であっても容易にアモルファス膜を形成することがで
き、ノイズが小さく高密度記録可能な記録膜を作製する
ことが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した情報記録媒体の構成例を示す
要部拡大断面図である。 第２図はアモルファス記録膜を作製する際に使用される
作製装置の一例を模式的に示す構成図である。 第３図はアモルファス記録膜に形成された粒子の構造を
示す電子顕微鏡写真（倍率5000倍）である。 １……基体 ２……アモルファス記録膜

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基体上に希ガスを含んだアモルファス記録
   膜を有してなり、 上記アモルファス記録膜の選択的加熱により加熱部を隆
   起させ記録することを特徴とする情報記録媒体。
2. 【請求項２】金属および／または半金属を希ガスが存在
   するプラズマ中で基体上に堆積し、希ガスを含んだアモ
   ルファス記録膜を形成することを特徴とする情報記録媒
   体の製造方法。