JPH01158633A

JPH01158633A - 情報記録媒体

Info

Publication number: JPH01158633A
Application number: JP62317034A
Authority: JP
Inventors: Hideki Okawa; 秀樹大川
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-12-15
Filing date: 1987-12-15
Publication date: 1989-06-21

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）本発明は、高感度でかつ長寿命の情報記録媒体に関する
。

（従来の技術）アルカンガス、アルケンガス又はアルキンガスのような
炭化水素ガスとＡｒのような希ガスとの混合雰囲気中で
Ｔｅその他の金属、半金属又は半導体（以下「金属等」
と呼ぶ）をスパッタ蒸着すると、基板上に堆積した情報
記録膜は、Ｘ線回折によっても特定指数面からの回折ピ
ークが認められないアモルファスであることが知られて
いる。

これはＴｅクラスタが炭化水素マトリクス中に分散して
、Ｔｅの凝集がマトリクスによって阻害されているため
である。ＣＨ４ガス中でＴｅをスパッタしたときには、
Ｘ線小角散乱法から、約３゜人の大きさのＴｅクラスタ
が炭化水素マトリクス中に分散していることが分ってい
る。以下このような記録膜を、代表してｒＴｅ−Ｃ膜」
と呼ぶ。

Ｔｅ−Ｃ膜は、本来は結晶状態で存在する金属等又はそ
の合金が、非常に細かく３０〜５０人の大きさで、炭素
及び水素中に分散しているため、記録膜全体としてみる
と一定の結晶指数面をもたない。分散質としての金属等
は様々な結晶指数面を有するが、これがランダムに配置
しているために、Ｘ線回折で調べても特定の位置（回折
角度）に回折ピークが生じないのである。Ｔｅ−Ｃ膜は
、金属等の単体やその合金膜に比べて、一般に電気伝導
度が悪いが、耐酸化性にはすぐれているという特色があ
る。

金属等の酸化反応は複雑であり、温度、湿度、気体雰囲
気（空気、ＣＯ２等）等によって反応が異なる。湿度の
影響の少ないか又はほとんど無視し得る状態での酸化は
、通常「乾食」と呼ばれるが、その反応メカニズムは湿
食と呼ばれる水溶液中の金属等の腐蝕反応と全く同様に
、酸化反応と還元反応が同時に同一表面で進行すると説
明されている。

金属Ｍを例にとると、金属原子は酸化時に、結晶格子に
おいて下記（１）式に従って金属イオンと電子に解離す
る。

Ｍ→Ｍ”十ｎｅ−・・・・・・・・・・・・（１）従っ
てこの電子を何らかの形で消費しなければ、金属表面の
近傍には、正と負の電荷をもった電気二重層が生じるの
みである。

しかし、このとき下記（２）の還元反応が同時に進行す
ると、（１）で生じたｎｅ″″が消費される。

０□＋ｎｅ−→２０−　＋　（ｎ−２）ｅ−・・・・・
・・・・（２）（１）と（２）の反応をまとめると、次の（３）式とな
り、酸化物が生成する。

Ｍ＋０２４　（Ｍ（−”０２　）＋（ｎ−２）ｅ−・・
・・・・（３）そのためには（１）で生ずるｎｅ＝は、ただちに還元反
応が生ずる場所まで移動しなければならない。

しかし、電気伝導度がよい金属と金属の間に、Ｔｅ−Ｃ
膜のように炭素や水素のような不導体が存在すると電子
が移動できないため、連続的に酸化反応が進行していく
ことはない。従ってＴｅ−Ｃ膜の表面に、たまたま金属
等やその合金が露出していたとしても、その下地方向や
横方向への酸化の進行は阻止される。これがＴｅ−Ｃ膜
が耐酸化性に優れていることの理由である。長期間酸化
されないということは、長期間安定に一定の書込み能力
を有する、即ち寿命が長いということであり、これは追
記型の光記録媒体としては必要不可欠な要件である。

ところでＴｅ−Ｃ膜は、前述のようにアモルファスであ
るため、結晶化温度が存在する。Ｔｅ−Ｃ膜の酸化のな
い状態における結晶化プロセスを調べるため、Ｎ２気流
中で昇温し、示差走査熱分析を行ったところ、Ｔｅ−Ｃ
膜の結晶化温度は、Ｔｅが多いほど低温側に位置し、Ｔ
ｅが減少するほど高温側にシフトすることが見い出され
た。

（発明が解決しようとする問題点）ところでレーザ光等の光によってヒートモード記録をす
る場合には、Ｔｅの多い方が光の吸収率が大きくなるた
め、感度も向上する。しかし記録膜中の炭素及び水素は
減少するため、前述の耐酸化性は悪化する。

炭素、水素及び金属等を含む記録膜が酸化される場合に
は、膜中の金属等同士が凝集して結晶化が起っている。

従って耐酸化性能を維持していくためには、記録膜をで
きるだけ長くアモルファス状態に保つ必要がある。即ち
結晶化温度ができるだけ高い方がよい。しかし上に述べ
た通り、結晶化温度の高いものはＴｅが少ないため、光
記録の感度が低下する。

従来は、基板上に単層の記録膜を積層していたが、これ
では常に一定の結晶化温度をしか得ることができないた
め、結晶化温度の高いものにすれば記録感度が低下し、
他方結晶化温度の低いものにすれば耐酸化性が低下して
、２つの特性（記録感度と耐酸化性）を両立することは
困難であった。

［発明の構成コ（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、基板、並びに炭
素、水素及び金属、半金属又は半導体元素を含む、結晶
化温度を有するアモルファス状態の記録膜からなる情報
記録媒体において、基板上に互いに結晶化温度が異なる
記録膜を積層したことを特徴とする情報記録媒体を提供
する。

（作用）本発明によれば、従来と同一の膜厚の記録膜において、
互いに結晶化温度の異なる、即ち相対的に結晶化温度が
高い記録膜と低い記録膜を積層する。すると前述のよう
に結晶化温度の相対的に低い記録膜は記録感度を向上さ
せ、結晶化温度の相対的に高い記録膜は耐酸化性の向上
に寄与するため、記録感度と耐酸化性の２つの特性を同
時に良好に保つことができる。

（実施例）以下添附図面を参照して、本発明の詳細な説明する。

実施例１第１図に示した真空排気装置において、真空チェンバ１
を常圧から０．５ｍＴｏｒｒまでは油回転ポンプ２で減
圧した後、切替弁２０をクライオポンプ３側にし、クラ
イオポンプ３を用いて５Ｘ１０−６Ｔｏｒｒ以下に排気
する。次いでメタンガス４を２０　Ｓ　ＣＣＭとアルゴ
ンガス５を５ＳＣＣＭ、それぞれマスフローコントロー
ラ６及び７を通してチェンバ１内に導入する。

次いでイオンゲージ（図示せず）で測定しながら、チェ
ンバ１内の圧力が５　Ｘ　１０’　Ｔｏｒｒになるよう
に排気量を制御する。圧力がこの値になったらさらに５
分間、圧力変動をイオンゲージで測定する。変化がなけ
れば下に磁石（図示せず）を配置したＴｅ（直径５イン
チ）カソード８に、直流スパッタ電源９から１００Ｗの
電力を投入してグロー放電を発生させ、いわゆるマグネ
トロン方式のスパッタリングでＰＣ（ポリカーボネート
）基板１１上に第１層１２を成膜する。放電は直流に限
らず、１３．５６ＭＨｚの高周波（ＲＦ）でもよい。な
お半導体をターゲットとする場合には直流電源ではなく
、高周波電源を用いる。

基板１１は、第１層１２と第２層１３の成膜中は５０　
ｒｐｒＡで回転１７させ、全面にわったって均一に成膜
されるようにした。基板としては、ＰＣの他ポリメチル
メタクリレート（ＰＭＭＡ）等の有機樹脂や５ｉ０２（
石英ガラス）も用いることができる。成膜中には基板１
１の加熱は行わなかった。

第１層１２を形成した後、直ちにクライオポンプ３によ
って５Ｘ１０　　Ｔｏｒｒ以下に排気した。

この圧力になったらメタンガス４を２０８ＣＣＭ。

アルゴンガス５をＩＯ３ＣＣＭフローさせ、第１層の場
合と同様にして再度放電する。こうして第１層１２上に
第２層１３を積層した。

記録膜（第１層と第２層の膜厚の和）厚は２５０人とし
た。第１層の結晶化温度は１３０℃、第２層のそれは１
２０℃であった。

放電終了後は窒素１０でチェンバ１内をリークして大気
圧に戻し、結晶化温度の相異なるＴｅ−Ｃ膜が積層され
たＰＣ基板１５を取出す。

光デイスク用の記録媒体として用いる場合には、予め基
板上に案内溝（プリグループ）の形成された円板状の基
板を用いる。

実施例２〜４実施例１と同様の方法によって、第１層と第２層の膜厚
の和を２５０人とし、第１層と第２層の結晶化温度がそ
れぞれ１１０℃と１００℃、１１５℃と１１０℃、並び
に１２０℃と１１５℃の２層の記録膜を積層した情報記
録媒体を形成した。

第２図に実施例１〜４の成膜した案内溝付きｐｃ基板を
１８０　Ｏｒｐｍで回転させ、波長８３゜ｒｕｎの半導
体レーザで書込んだ場合の変調度を示す。

パルス幅は６０　ｎ５ｅｃとした。比較のため、膜厚２
５０人のＴｅ−Ｃ単層の記録膜（結晶化温度１４０℃）
に書込んだ結果（比較例１）も同時に示した。本発明の
記録膜（実施例１〜４）の方が高感度であることが分る
。

第３図には本発明の２層の記録膜（実施例１〜４）と第
２図に示した比較例１の記録膜、さらに同一の厚さのＴ
ｅ単層膜（比較例２）の高温高湿下における寿命テスト
（加速テスト）の結果を示す。条件は６５℃−９０％と
した。

寿命のモニターパラメータとして記録膜面の反射率（波
長８３０　ｒ＋＋ｕにおける分光反射率）を、初期値を
１に規格化して示した。

これをみると、Ｔｅ膜（比較例２）はわずか数日で急激
な変化があるが、本発明の記録膜（実施例１〜４）はほ
とんど変化していない。比較した王者のうちでは比較例
１が最寿命であったが、第２図に示した光記録の書込み
感度は悪く、二律相反の関係となっている。従って本発
明による記録膜か、記録感度及び寿命を総合的に判断し
て最も優れていることが分る。

なお上記実施例では炭化水素ガスとして、アルカンガス
（メタンガス）を用いたが、エチレンガスなどのアルケ
ンガス、アセチレンなどのアルキンガスを用いてもよい
。

また本実施例においては、金属等としてＴｅを用いたが
、Ｓｅ、Ｂｉ、Ｇ　ｅ　ＳＳ　ｂ　％　Ｓ　ｎ　ｓ　Ｐ
　ｂ　ｓＧａ、Ｉｎ又はＡｇも用いることができる。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、光記録特性として
の高感度と長寿命の両長所を兼ね備えた情報記録媒体を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る真空成膜装置を示す図
、第２図は本発明の一実施例の記録感度を示すグラフ図
、及び第３図は本発明の一実施例の加速テストの結果を
示すグラフ図である。１・・・・・・真空チェンバ、４・・・・・・メタンガ
ス、５・・・・・・アルゴンガス、８・・・・・・Ｔｅ
ターゲット。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦第１図ｆ夜−２＋し一ザ　ハ１ワーｌ￥２図ヤσ５丈１代第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）基板、並びに炭素、水素及び金属、半金属又は半
導体元素を含む、結晶化温度を有するアモルファス状態
の記録膜からなる情報記録媒体において、基板上に互い
に結晶化温度が異なる記録膜を積層したことを特徴とす
る情報記録媒体。
（２）前記金属元素は、Ｔｅ、Ｓｅ、Ｂｉ、Ｇｅ、Ｓｂ
、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｇａ、Ｉｎ又はＡｇである特許請求の範
囲第１項記載の情報記録媒体。
（３）前記記録膜は、アルカンガス、アルケンガス又は
アルキンガス、及び希ガスからなる雰囲気中で金属、半
金属又は半導体元素をスパッタ蒸着して形成する特許請
求の範囲第１項記載の情報記録媒体。
（４）前記記録膜は、ヒートモード方式による記録膜で
ある特許請求の範囲第１項記載の情報記録媒体。
（５）前記互いに異なる結晶化温度が１００℃以上と２
００℃以下である特許請求の範囲第１項記載の情報記録
媒体。