JP2726259B2 - 情報記録方法 - Google Patents

情報記録方法

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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は活性線ビームを用いる情報記録方法に関する
ものである。さらに詳しくいえば、本発明は、活性線ビ
ームの強度を変化させて情報の記録及び消去を高速かつ
反復的に行うことができる上に、簡単な光学系で同時消
録を行いうる情報記録方法に関するものである。 従来の技術 近年、情報量の増大に伴い、レーザー光線を利用して
高密度な情報の記録再生を行いうる光ディスクの応用が
盛んに行われている。この光ディスクには、一度のみ記
録可能な追記型と、記録した情報を消去し、繰り返し使
用することのできる書き換え可能型とがある。また、書
き換え可能型としては、磁化方向によって反射光の偏光
面に差が生じることを利用して情報の再生を行う光磁気
方式と、結晶構造の違いによって反射率や透過率が異な
ることを利用して情報の再生を行う相変化方式とが知ら
れている。 ところで、この中の相変化方式に用いる記録材料とし
ては、これまでTe−Ge−Sn合金〔「アプライド・フィジ
カル・レターズ(Appl.Phys.Lett.)」第46巻、第8
号、第15ページ(1985年)〕や、Te−Ge−Sn−Au合金
(特開昭61−270190号公報)などのTe合金、あるいはSb
−Se合金〔「アプライド・フィジカル・レターズ(App
l.Phys.Lett.)」第48巻、第19号、第12ページ(1986
年)〕やIn−Se−Te合金〔「アプライド・フィジカル・
レターズ(Appl.Phys.Lett.)」第50巻、第11号、第16
ページ(1987年)〕などのSe合金などが検討されてい
る。 これらの記録材料は、昇温状態から急冷することによ
ってアモルフアス状態を形成し、一方、昇温状態から徐
冷することによって結晶状態を形成するので、このよう
なアモルフアス状態と結晶状態の光学特性の差を利用し
て情報の記録及び消去を行うことができる。すなわち、
アモルフアス状態の形成を記録状態に、結晶状態の形成
を消去状態に対応させ、急熱急冷と徐熱徐冷を繰り返す
ことにより、記録と消去を繰り返すことが可能である。 しかしながら、このような従来の記録材料において
は、消去、すなわち結晶化を行うのち、徐熱徐冷を行う
必要があり、回転状態のディスク上でこれを実現させる
ためには、記録用の円形レーザービームとは別個に、消
去用として長円形レーザービームを必要とする。したが
って、記録と消去を行うには装置が複雑になる上に、記
録用レーザービームと消去用レーザービームの光軸合わ
せを高精度に行う必要があるなどの欠点があった。 発明が解決しようとする問題点 本発明は、このような従来の相変化方式の記録材料を
用いた情報記録方法が有する欠点を克服し、高速に情報
を記録及び消去することができ、かつ簡単な光学系で同
時消録を行いうる情報記録方法を提供することを目的と
してなされたものである。 問題点を解決するための手段 本発明者らは前記目的を達成するために鋭意研究を重
ねた結果、特定組成の合金薄膜を用い、かつ活性線ビー
ムを高レベルの記録用パワーと低レベルの消去用パワー
の間で変化させて消去と記録を同時に行うことにより、
その目的を達成しうることを見い出し、この知見に基づ
いて本発明を完成するに至った。 すなわち、本発明は、基板上に薄膜を設け、該薄膜の
アモルファス状態と結晶状態間の可逆的相変化を利用し
て情報の記録及び消去を行うに当り、該薄膜として一般
式 [(SbxTe1-xyGe1-y1-zInz (式中のxは0.05〜0.4、yは0.5〜0.8、zは0.1〜0.
4の範囲の数である) で示される組成を有する合金薄膜を用い、これを基板上
に設けて構成された記録担体に、高レベルの記録用パワ
ーと低レベルの消去用パワーの間で変化させた活性線ビ
ームを照射することによって消去と記録を同時に行うこ
とを特徴とする情報記録方法を提供するものである。 以下、本発明を詳細に説明する。 本発明方法において、基板上に設ける合金薄膜は、S
b、Te、Ge及びInから成り、かつその組成を一般式 〔(SbxTe1-xyGe1-y1-zInz …(I) で表わした場合、xが0.05〜0.4、yが0.5〜0.8、zが
0.1〜0.4の範囲にあるものであって、特にxが0.15〜0.
35、yが0.55〜0.75、zが0.1〜0.3の範囲にあるもの
が、記録と消去の繰り返し可能回数の点で好適である。 Sb、Te及びGeの3元素のみから成る合金薄膜は、その
組成を一般式 (SbxTe1-xyGe1-y …(II) で表わした場合、xが0.05〜0.4、yが0.5〜0.8の範囲
の組成において、極めて短時間のレーザービーム照射に
よって結晶化する。 しかしながら、この組成範囲ではアモルフアス化する
ために必要なレーザー強度が大きすぎ、アモルフアス化
に際して膜の変形や開孔を伴い実用に供しえない。前記
組成のSb−Te−Ge三元合金にInを原子数比にして、10〜
40%含有させることにより、アモルフアス化が容易にな
る。このIn含有量が10%未満ではアモルフアス化が困難
であり、一方40%を超えると結晶化が困難となる。Inを
含有させることによりアモルフアス化が容易になるの
は、Inが他の金属に比べて融点が低く、かつ融解熱が小
さいので、急熱急冷が行いやすくなるためと思われる。 前記合金薄膜は、極めて短時間のレーザービーム照射
によって結晶化するので、この合金薄膜を用いれば、レ
ーザービームの強度を変化させるだけで情報の記録及び
消去を行うことができる。例えば、比較的強い強度のレ
ーザービームをパルス状に照射することによりアモルフ
アス状態のピットを形成して情報の記録を行い、一方比
較的弱い強度のレーザービームを連続的に照射すること
によりアモルフアス状態を結晶化させて情報の消去を行
うことができる。記録した情報を再生する場合は、消去
時に比べて十分小さい強度のレーザー光を連続照射し
て、アモルフアス部分と結晶部分の反射率若しくは透過
率の差として情報を読み取ればよい。 以上は、活性線ビームとしてレーザービームを用いた
場合の情報の記録、消去、及び再生の方法であるが、本
発明に用いることのできる活性線ビームは、レーザービ
ームに限定されることはなく、遠赤外から極紫外に至る
光源や電子線などを用いることができる。 基至上に、前記組成の合金薄膜を形成させるために
は、公知の方法、例えば真空蒸着法やスパッタリング法
などを用いることができる。また、組成のコントロール
については、真空蒸着法の場合には、四元共蒸着法や、
特定組成の蒸着物を用いるフラッシュ蒸着法により行う
のが好ましく、また、スパッタリング法の場合は、特定
組成のターゲット材料を用いたり、1つの元素あるいは
化合物のターゲット材の上に、他の元素あるいは化合物
の破片を置いて行うことができる。 本発明における基板としては、例えばガラスやガラス
上に光硬化性樹脂を設けたもの、あるいはポリカーボネ
ート、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などのプラスチック
基板やアルミニウム合金などの金属板などを用いること
ができる。 発明の効果 本発明の方法によれば、活性線ビームを高レベルの記
録用パワーと低レベルの消去用パワーの間で変化させる
ことにより、情報の記録及び消去を高速かつ反復的に行
いうる上に、簡単な光学系で同時消録を行うことができ
る。 実施例 次に実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、
本発明はこれらの例によってなんら限定されるものでは
ない。 実施例1 射出成形により、あらかじめ溝(深さ70nm、巾0.5μ
m、ピッチ1.6μm)を設けた厚さ1.2mm、直径130mmの
ポリカーボネート基板上にスパッタ法によりSb0.14Te
0.37Ge0.29In0.2(x=0.175,y=0.637,z=0.2)の組成
比の膜を100nmの厚みに形成した。このディスクを、180
0rpmで回転させ、ポリカーボネート基板越しに半導体レ
ーザー(波長830nm)の光を集光させて照射し、以下の
評価を行った。 第1図は評価に用いたレーザー照射装置の構成を示す
模式図であって、半導体レーザー3を発した光は第1の
レンズ4で平行光とされたのち、第2のレンズ系及びプ
リズム5、1/4波長板6を通って対物レンズ7によって
集光され、モーター2によって回転しているディスク1
上に照射される。反射光は、入射光と反対の経路をたど
りプリズム5で曲げられ、レンズ8によって集光されて
光検出器9により検出される。 まず、ディスク上の直径60mmの所(線速度=約5.65m/
sec)にレーザー光をディスク1周分(≒33.3msec)の
間連続発光させて、反射率の上昇を測定した。結果を第
2図に示す。第2図はレーザーパワーと反射率との関係
を示すグラフであり、この図から4mW以上のレーザーパ
ワーで反射率上昇が飽和していることが分る。 また、スパッタリング成膜後及び5mWのパワーでレー
ザー照射後をX線回折測定したところ、スパッタリング
成膜後はアモルフアスで、5mWのレーザー照射後はGeTe
化合物の結晶であった。 前記方法により、5mWのレーザーパワーで結晶化させ
たのち、1MHzのパルス信号を記録した。結果を第3図に
示す。信号の再生には、同一波長の半導体レーザー光を
用い、1.0mWで再生した。第3図より、7mW以上で信号出
力が飽和していることが分る。ちなみに、7mWで記録し
た部分C/N比を、バンド巾30KHzで測定したところ55dBの
C/N比を有していた。 次に、このようにして5mWで結晶化させたのち、7mWで
記録した部分を、5mWの連続光で消去したところ、信号
出力は記録時の約1/100に減少し消し残りはほとんどな
かった。 以上の操作を10万回繰り返したが、記録時のC/N比、
消去時の消し残り共に変化なく、安定に記録、消去を行
うことができた。 これらの結果から、このディスクは1本のレーザービ
ームでレーザー強度を変化させるだけで記録と消去を同
時に行いうることが分かる。したがって、第4図のよう
なレーザー発光様式で消去と記録を行ったところ、前記
した方法で消去と記録を行った場合と同じ結果が得られ
た。 実施例2 実施例1と同様のポリカーボネート基板上にスパッタ
法により、Sb0.1Te0.32Ge0.28In0.3(x=0.24、y=0.
6、z=0.3)の組成比の膜を100nmの厚みに形成した。
このディスクを実施例1で用いたレーザー照射装置を用
いて、第4図と同じレーザー発光様式で消去と記録を同
時に行った。このようにして、記録した部分のC/N比を
測定したところ、55dBを有しており、また消去・記録を
10万回繰り返したのちもC/N比に変化はなかった。さら
に、記録したのち、5.5mWで消去後の信号出力は記録時
の約1/100であり消し残りはほとんどなかった。
【図面の簡単な説明】 第1図は実施例において記録、消去を行うのに用いたレ
ーザー照射装置の構成を示す模式図、第2図及び第3図
は、実施例における結晶化(消去)及び記録特性を示す
グラフ、第4図は実施例において同時消録に用いたレー
ザー発光様式を示す図である。

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.基板上に薄膜を設け、該薄膜のアモルファス状態と
    結晶状態間の可逆的相変化を利用して情報の記録及び消
    去を行うに当り、該薄膜として一般式 [(SbxTe1-xyGe1-y1-zInz (式中のxは0.05〜0.4、yは0.5〜0.8、zは0.1〜0.4
    の範囲の数である) で示される組成を有する合金薄膜を用い、これを基板上
    に設けて構成された記録担体に、高レベルの記録用パワ
    ーと低レベルの消去用パワーの間で変化させた活性線ビ
    ームを照射することによって消去と記録を同時に行うこ
    とを特徴とする情報記録方法。
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