JP2562428B2 - Optical information recording medium - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、光ビームを用いて情報が記録再生される光
情報記録媒体に関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an optical information recording medium in which information is recorded and reproduced by using a light beam.

（従来の技術） テルル化ゲルマニウム、及びテルル化ゲルマニウムの
ゲルマニウムを錫あるいは鉛で置換したテルル化ゲルマ
ニウム錫，テルル化ゲルマニウム鉛，テルル化ゲルマニ
ウム錫鉛（以下これらの材料をGe−Te系材料と記す）
は、光記録材料として記録感度が高く再生信号の信号対
雑音比を大きくすることができる好適な材料である。(Prior Art) Germanium telluride, and germanium tin telluride in which germanium of germanium telluride is replaced with tin or lead, germanium lead telluride, and lead germanium tin telluride (hereinafter, these materials are referred to as Ge-Te-based materials). )
Is a suitable material as an optical recording material that has high recording sensitivity and can increase the signal-to-noise ratio of the reproduced signal.

さて、光情報記録媒体は、データの長期保存の目的に
使用されることがあり、高温高湿の還境下に放置されて
も記録材料の変化がなく、記録データを正確に読み書き
できることが必要である。Optical information recording media are sometimes used for the purpose of long-term storage of data, and it is necessary to be able to read and write the recorded data accurately without any change in the recording material even if the recording material is left under the high temperature and high humidity. Is.

Ge−Te系材料は、かかる点についてみると、その薄膜
は高温高湿の還境下において徐々にではあるが酸化腐食
し、反射率や透過率という光学的性質が変化する現象が
ある。即ち、Ge−Te系材料は菱面体構造の結晶からなる
が、GeとTeの原子半径の差が大きいため、結晶格子内に
は他の原子が侵入することのできるすきまが存在する。
Ge−Te系薄膜が高温高湿の還境下におかれると、酸素原
子がこのすきまに侵入し、Ge−Ge,Ge−Te,Te−Te結合を
切断し、GeO₂,TeO₂となつて薄膜を徐々に酸化させる。With respect to this point, the thin film of the Ge-Te-based material has a phenomenon in which the optical properties such as reflectance and transmittance change gradually under a high temperature and high humidity return condition, due to oxidative corrosion. That is, the Ge-Te-based material is composed of crystals having a rhombohedral structure, but since the atomic radius difference between Ge and Te is large, there is a gap in the crystal lattice where other atoms can enter.
When the Ge-Te-based thin film is placed under the high temperature and high humidity boundary, oxygen atoms penetrate into this gap and break the Ge-Ge, Ge-Te, Te-Te bonds, and form GeO ₂ , TeO ₂ . To gradually oxidize the thin film.

この為従来は、Ge−Te系薄膜に酸化物，窒化物等の無
機薄膜を被着させて保護膜とし、高温高湿還境下におけ
るGe−Te系薄膜の劣化を防止していたが、上記保護膜作
製にに長時間を要したり、光情報記録媒体作製工程の複
雑化や媒体製造価格の上昇を招くという欠点があつた。Therefore, conventionally, the Ge-Te-based thin film is coated with an inorganic thin film such as an oxide or a nitride as a protective film to prevent the deterioration of the Ge-Te-based thin film under the high temperature and high humidity return condition. There are drawbacks that it takes a long time to manufacture the protective film, the manufacturing process of the optical information recording medium is complicated, and the manufacturing cost of the medium is increased.

本出願人はこのような欠点を解消し、高温高湿還境下
に放置されても正確に情報を記録再生できる光情報記録
媒体を提供すべく、Ge−Te系材料にAuを添加した材料の
記録薄膜を、昭和62年10月28日付特許出願「光情報記録
媒体（３）」として提案した。この様な、Auが添加され
たGe−Te系薄膜においては、AuによつてあらかじめGe−
Te結晶内のすきまが埋められているために酸素は侵入し
にくく、従つて、GeTe系薄膜は酸素の侵入による劣化か
ら保護され、高温高湿還境下に長期間置かれても記録材
料としての性質に変化が生じない。In order to solve the above drawbacks and provide an optical information recording medium capable of accurately recording and reproducing information even when left under a high temperature and high humidity return condition, the present applicant has added a Ge-Te-based material to which Au is added. The recording thin film was proposed as a patent application “Optical information recording medium (3)” dated October 28, 1987. In such a Ge-Te-based thin film to which Au is added, it is possible to use Ge-
Oxygen does not easily enter because the gaps in the Te crystal are filled.Therefore, the GeTe-based thin film is protected from deterioration due to oxygen intrusion, and it remains as a recording material even if it is placed under high temperature and high humidity for a long time. Does not change the nature of.

（発明が解決しようとする問題点） ところが、上記Au添加Ge−Te系薄膜を光記録膜とする
光情報記録媒体は、寿命が長くなるものの、Au含有量が
３原子パーセントよりも大きくなると徐々に記録再生特
性が劣化し、Auが６原子パーセント以上では信頼できる
光情報記録媒体としての性能が得難いという問題があつ
た。(Problems to be Solved by the Invention) However, although the optical information recording medium using the above-mentioned Au-doped Ge-Te-based thin film as an optical recording film has a long life, it gradually increases when the Au content exceeds 3 atomic percent. In addition, the recording and reproducing characteristics deteriorate, and when Au is 6 atomic percent or more, it is difficult to obtain reliable performance as an optical information recording medium.

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記問題点を解決するために、該記録薄膜
を、Auが添加されたGe−Te系材料を主成分とする薄膜と
し、該光記録薄膜中のAu含有量を基体側においては平均
Au含有量よりも小さくし保護膜側においては平均Au含有
量よりも大きくした。(Means for Solving the Problems) In order to solve the above-mentioned problems, the present invention uses the recording thin film as a thin film whose main component is a Ge-Te-based material to which Au is added. Average Au content on the substrate side
It was smaller than the Au content and larger than the average Au content on the protective film side.

（作用） 本手段による作用を以下に説明する。一般に、基体上
に形成された光記録薄膜と、該光記録薄膜上に形成され
た保護膜とからなる光情報記録媒体においては、保護膜
の厚みは基体の厚みに比べて1/100〜1/10程度であるた
め、該光記録薄膜の高温高湿還境下における酸化腐食は
保護膜側から始まり次第に基体側へと広がる。(Operation) The operation of this means will be described below. Generally, in an optical information recording medium comprising an optical recording thin film formed on a substrate and a protective film formed on the optical recording thin film, the thickness of the protective film is 1/100 to 1 in comparison with the thickness of the substrate. Since it is about / 10, oxidative corrosion of the optical recording thin film under the high temperature and high humidity return condition starts from the protective film side and gradually spreads to the substrate side.

したがつて本発明のように光記録薄膜中のAu含有量を
基体側では平均Au含有量より小さくし保護膜側では平均
Au含有量よりも大きくすることにより、保護膜側より進
行する光記録薄膜の酸化腐食を強力に防止することがで
きる。また、通常は情報の記録再生は光ビームを基体側
から入射させて行われ、光情報記録媒体の記録再生特性
は光記録薄膜の基体側の性質により強く依存するので、
本発明のように光記録薄膜の基体側ではAu含有量は平均
Au含有量よりも小さくなつていると記録再生特性も良好
に保つことができる。Therefore, as in the present invention, the Au content in the optical recording thin film is smaller than the average Au content on the substrate side and the average on the protective film side.
By making it larger than the Au content, it is possible to strongly prevent the oxidative corrosion of the optical recording thin film, which progresses from the protective film side. Further, information recording / reproducing is usually performed by making a light beam incident from the substrate side, and the recording / reproducing characteristics of the optical information recording medium strongly depend on the substrate side properties of the optical recording thin film.
On the substrate side of the optical recording thin film as in the present invention, the Au content is average.
If it is smaller than the Au content, good recording and reproducing characteristics can be maintained.

（実施例） 第１図は、本発明による光情報記録媒体の一実施例を
示したものである。即ち、11はポリカーボネート基板で
あり、その上に光記録薄膜としてAuが添加されたGe−Te
系薄膜12を有している。更に、該光記録薄膜上に傷や埃
を防止するための樹脂保護膜13を積層した。(Embodiment) FIG. 1 shows an embodiment of an optical information recording medium according to the present invention. That is, 11 is a polycarbonate substrate on which Ge-Te with Au added as an optical recording thin film is formed.
It has a system thin film 12. Further, a resin protective film 13 for preventing scratches and dust was laminated on the optical recording thin film.

ここで基板11はポリカーボネートに限ることなく従来
から公知の如く、PMMA,ポリオレフイン，エポキシ等の
透明樹脂板，ガラス板を使用できる。Here, the substrate 11 is not limited to polycarbonate, and as is conventionally known, a transparent resin plate such as PMMA, polyolefin, epoxy, or a glass plate can be used.

光記録薄膜12はスパツタリング法または蒸着法にて作
製する。Au添加Ge−Te系薄膜においてAu含有量を基体側
では平均Au含有量よりも小さくし保護膜側では、平均Au
含有量よりも大きくする方法を以下に述べる。The optical recording thin film 12 is manufactured by a sputtering method or a vapor deposition method. In the Au-added Ge-Te-based thin film, the Au content is smaller than the average Au content on the substrate side, and the average Au content is on the protective film side.
The method of making the content larger than the content will be described below.

第２図は、該光記録薄膜を作製する時に使用するスパ
ツタリング装置の概略図である。真空槽21内の上部に設
けられた回転式基板支持テーブル22の下面に、ポリカー
ボネート基板11をとりつけ、真空槽21を約５×10^-4Paに
排気後、真空槽21内にAr等の不活性ガスを導入してガス
圧を５×10^-1Paにする。この状態でGe−Te系材料のター
ゲツト23とAuターゲツト24に同時に高周波電力を印加す
ると、スパツタリング作用によつて基板11上にAuが添加
されたGe−Te系薄膜が形成される。このとき、第３図に
示すようにGe−Te系材料のターゲツト23に印加される高
周波電力を一定とし、Auターゲツト24に印加される電力
をスパツタリング開始当初は小さくし、終了近くにおい
て大きくするとAuが添加されたGe−Te系薄膜において
は、Au含有量は基板側では平均Au含有量よりも小さく、
保護膜側では平均Au含有量よりも大きくなる。FIG. 2 is a schematic view of a sputtering device used when producing the optical recording thin film. The polycarbonate substrate 11 is attached to the lower surface of the rotary substrate supporting table 22 provided in the upper part of the vacuum chamber 21, and the vacuum chamber 21 is evacuated to about 5 × 10 ⁻⁴ Pa. An active gas is introduced to adjust the gas pressure to 5 × 10 ^-1 Pa. In this state, when high frequency power is simultaneously applied to the Ge—Te based material target 23 and the Au target 24, a Ge—Te based thin film to which Au is added is formed on the substrate 11 by the sputtering effect. At this time, as shown in FIG. 3, the high frequency power applied to the target 23 made of Ge-Te-based material is kept constant, and the power applied to the Au target 24 is reduced at the beginning of spattering and increased near the end. In the Ge-Te thin film added with, the Au content is smaller than the average Au content on the substrate side,
On the protective film side, the average Au content is higher.

真空蒸着法においても同様に、Ge−Te系材料とAuの２
種の蒸発源からの同時蒸着で、Ge−Te系材料の蒸発速度
を一定とし、Auの蒸発速度を蒸着開始当初は小さくし終
了近くになつて大きくすると、Au含有量は基体側では平
均Au含有量よりも小さく保護膜側では平均Au含有量より
も大きくなる。Similarly, in the vacuum deposition method, Ge-Te based materials and Au 2
When the evaporation rate of the Ge-Te-based material is kept constant and the evaporation rate of Au is decreased at the beginning of the evaporation and increased near the end, the Au content is average Au on the substrate side. It is smaller than the content and larger than the average Au content on the protective film side.

樹脂保護膜13は紫外線硬化型樹脂液をスピンナーにて
塗布し、その後紫外線を照射すると樹脂は硬化し皮膜を
形成する。樹脂保護膜13は紫外線硬化型樹脂のみならず
湿気硬化型樹脂，二液反応型樹脂，溶剤型樹脂いずれも
適用できる。The resin protective film 13 is formed by applying an ultraviolet curable resin liquid with a spinner and then irradiating it with ultraviolet rays to cure the resin and form a film. As the resin protective film 13, not only an ultraviolet curable resin but also a moisture curable resin, a two-component reactive resin, or a solvent resin can be used.

Au添加Ge−Te系光記録薄膜作製時に、Auターゲツトに
印加する電力を一定として作製した比較用の光情報記録
媒体と、Auターゲツトに印加する電力を、スパツタリン
グ中に第３図に示したように変化させた、本発明の一実
施例による光情報記録媒体の、Au含有量，光情報記録媒
体寿命，再生信号の信号対雑音比CNRを第１表に比較し
て示す。The optical information recording medium for comparison, which was prepared by making the electric power applied to the Au target constant at the time of making the Au-doped Ge-Te optical recording thin film, and the electric power applied to the Au target were as shown in Fig. 3 during the sputtering. Table 1 compares the Au content, the optical information recording medium life, and the signal-to-noise ratio CNR of the reproduced signal of the optical information recording medium according to one embodiment of the present invention, which were changed to Table 1.

ここで、媒体寿命はデイスク状光情報記録媒体にレー
ザ光を照射して回転数1800rpm周波数1MHzの信号を記録
し、JISC5024M−１の温湿度加速試験を行い、ビツト誤
り率が該試験の前の値の３倍になつた試験時間から推量
した媒体寿命である。 Here, the medium life is irradiating a disk-shaped optical information recording medium with a laser beam to record a signal having a rotation speed of 1800 rpm and a frequency of 1 MHz, and a JIS C5024M-1 temperature and humidity acceleration test is performed. The bit error rate is before the test. It is the life of the medium estimated from the test time which is three times the value.

第１表に示されるように、上記実施例によると、光情
報記録媒体は光記録薄膜内において、Au含有量が基体側
では平均Au含有量よりも小さく、保護膜側においては平
均Au含有量よりも大きくなつているので媒体寿命が長
く、しかも再生信号CNRは良い値を保つている。As shown in Table 1, according to the above-mentioned examples, the optical information recording medium has an Au content smaller than the average Au content on the substrate side and an average Au content on the protective film side in the optical recording thin film. Since it is larger than the above, the medium life is long, and the reproduction signal CNR maintains a good value.

（発明の効果） 本発明によれば光記録薄膜内において、Au含有量が保
護膜側において平均Au含有量よりも大きくなつているの
で、保護膜側から開始する該光記録薄膜の酸化腐食を防
止し、高温高湿還境下に放置されても長時間正確に情報
を記録再生することのできる光情報記録媒体が得られ
る。また、光記録薄膜の基体側では、Au含有量は平均Au
含有量よりも小さくなつているので、Au添加による記録
再生特性の劣化が小さく、記録再生特性のよい光情報記
録媒体が得られる。(Effect of the invention) According to the present invention, in the optical recording thin film, since the Au content is larger than the average Au content on the protective film side, oxidative corrosion of the optical recording thin film starting from the protective film side is prevented. It is possible to obtain an optical information recording medium capable of preventing and recording / reproducing information accurately for a long time even if it is left under a high temperature and high humidity return condition. On the substrate side of the optical recording thin film, the Au content is the average Au content.
Since the content is smaller than the content, deterioration of the recording / reproducing characteristics due to the addition of Au is small, and an optical information recording medium having good recording / reproducing characteristics can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第１図は本発明による光情報記録媒体の一実施例を示す
断面図、第２図は本発明に適用しうるスパツタリング装
置の概略図、第３図はその動作説明に供する線図であ
る。 11……基板 12……光記録薄膜 13……樹脂保護膜 21……真空槽 22……基板支持テーブル 23……Ge−Te系ターゲツト 24……AuターゲツトFIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of an optical information recording medium according to the present invention, FIG. 2 is a schematic view of a spattering device applicable to the present invention, and FIG. 3 is a diagram used for explaining the operation thereof. 11 …… Substrate 12 …… Optical recording thin film 13 …… Resin protective film 21 …… Vacuum chamber 22 …… Substrate support table 23 …… Ge-Te system target 24 …… Au target

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】基体上に形成された光記録薄膜と、該光記
録薄膜上に形成された保護膜からなる光情報記録媒体に
おいて、前記光記録薄膜の主成分をAuが添加されたGe−
Te系材料とし、前記光記録薄膜中のAu含有量を基体側で
は平均Au含有量よりも小さくしたことを特徴とする光情
報記録媒体。1. An optical information recording medium comprising an optical recording thin film formed on a substrate and a protective film formed on the optical recording thin film, wherein the main component of the optical recording thin film is Ge-containing Au.
An optical information recording medium comprising a Te-based material, wherein the Au content in the optical recording thin film is smaller than the average Au content on the substrate side.