JPH0264931A - 情報記録媒体 - 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］ （産業上の利用分身） 本発明は、情報の記録及び消去が可能な情報記録媒体に
関する。

（従来の技術） 近年、高密度に情報の記録が可能な情報記録媒体として
光ディスクが注目を浴びている。光ディスクはＣＤ　　
（ＣｏＢａｃｔ　Ｄｉｓｃ　）に代表される再生専用型
、電子式文書ファイル等に使用されているいわゆるＷｒ
ｉｔｅ　０ｎｃｅ型及び情報の記録及び消去が可能なイ
レーザブル型に分類される。現在、再生専用型光ディス
クとＷｒｉｔｅ　０ｎｃｅ型光デイスクが既に実用化さ
れ、広く利用されている。また、イレーザブル型光ディ
スクは、静止画や動画のファイルやコンピュータのバッ
クアップメモリ等の用途に適していることから、最近そ
の開発が盛んになっている。

このイレーザブル型光ディスクはさらに大別すると光磁
気型と相変化型がある。光磁気型光ディスクは、レーザ
ービームの照射による加熱と磁場の印加により、垂直磁
化膜の一部のスピンを反転することによって情報を記録
し、また、レーザビームを照射することによって、この
再生光の磁気力効果を用いて、反転されたスピンの部分
を読み取ることにより記録された情報が再生される。

これに対して、相変化型光ディスクは、レーザービーム
の照射条件により記録膜の一部を非晶質化または結晶化
を行ない、対応する反射率の変化によりそれぞれ情報の
記録及び消去部として読み出す。

相変化型光ディスクは、光磁気型光ディスクと比べて磁
場を必要とせず、レーザービームの照射条件のみで選択
的に情報の記録、消去ができる。

また、磁気カー効果を利用した光磁気型ディスクは、再
生信号が小さいことに比べ、相変化型光ディスクでは大
きな信号再生できる。そのため、相変化型光ディスクは
、次世代のイレーザブル光ディスクとして注目を浴びて
きた。

従来、結晶と非晶質との間の可逆的変化を行なわせる相
変化型光ディスクの記録膜としては、Ｔｅ、Ｃｕｅ、Ｔ
ｅＧｅ、ＩｎＳｅ、５ｂＴｅ。

５ｂＳｅ等の半導体や半導体化合物が知られている。し
かしながら、Ｔｅは常温で結晶であることから、Ｔｅか
らなる記録膜は、非晶質の記録部分はすぐに結晶状態に
戻ってしまうという欠点がある。また、ＧｅやＴｅＧｅ
は溶融温度が高いため、レーザービームの照射により容
易に非晶質の記録マークを形成できないといった欠点が
ある。さらに、ＧｅやＧｅの化合物からなる記録膜では
、サビやすいという欠点がある。

さらに、相変化型光ディスクの記録膜の組成として、Ｉ
ｎＳｅ、５ｂＴｅ、５ｂＳｅなどが発表されているが、
これらの記録膜は、上記のような欠点はないが、一般に
結晶化の速度（消去の速度）があまり速くないといった
欠点がある。イレーザブル光ディスクはハードディスク
等の磁気ディスクとの対比からデータの高速転送とオー
バーライド特性を要求されるでいる。そのため、高速消
去（高速結晶化）を必要とするが、上記のような２元素
材料では、この高速結晶化は達成できないため、上記の
材料に第３元、４元目の添加物を加えて結晶化速度を早
める開発が盛んに行われている。

本発明者らの検討によれば、上記の材料以外で比較的高
速結晶化が可能な材料としてはＩ　ｎ５ｂＴｅがある。

ＩｎＳｂ合金は、結晶とこの結晶とは異なる別の結晶と
の間で可逆的に相変化を行なうものであるが、結晶化速
度の最も速いＩｎ５ｏＳｂ５０の金属化合物組成では、
情報の消去が記録ができない。また、Ｉ　ｎ　、　Ｓ　
ｂ　１００−ｉ　　（ｘ　＜　５０　）の組成の記録膜
では、情報の記録、消去は可能であるが、ｓｂの偏析の
ために結晶化速度が遅くなるという欠点がある。

本発明者らの検討によれば、この金属間化合物組成であ
るＩｎ、。ｓｂ、、近辺のＩ　ｎＳｂに少量のＴｅを添
加したＩｎ５ｂＴｅ合金では、金属間化合物組成の高速
結晶化の特性を損なうことなく、また、Ｔｅの非晶質に
より記録信号を増大できるため、良好な情報の記録、消
去特性を示すことが確認されている。

しかしながら、このようなＩｎ５ｂＴｅ合金にも次のよ
うな欠点があった。すなわち、Ｔｅの添加量が５ａｔ％
を越えると、Ｉｎ５゜Ｓｂ、。の金属間化合物組成の高
速結晶化の特性が損なわれ、５ｂＴｅやＩ　ｎＴｅ等の
結晶化加速度の遅い結晶相が表われるために、全体とし
て結晶化速度が遅くなる。

一方、Ｔｅの添加量が５ａｔ％以内であれば、基本的に
は情報の記録、消去は可能であるが、信号量（反射率変
化量）としては小さく、特に高密度化、高速データ転送
速度化に伴ったディスクの高速回転時には感度不足とな
り、さらに信号量が低下してしまうという欠点があった
。

（発明が解決しようとする課題） 従来の相変化型光ディスクにおいては、結晶化速度が遅
く、また、高密度化、高速データ転送速度化に伴ったデ
ィスクの高速回転時には感度不足となり、さらに信号量
が低下してしまうという問題点があった 本発明は、上記問題点を解消するために、結晶化速度が
速く、かつ高速回転時においても、検出される信号量が
増大し、消去特性も向上することができる情報記録媒体
を提供することを目的とするものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は上記目的を達成するために、第１の発明におい
ては、光ビームの異なる照射条件により第１の原子配列
と第２の原子配列との間で可逆的に相変化する記録膜が
、一般式 ％式％ ４８≦Ｘ≦５２原子％、０くｙ≦１０原子％。

Ｑ＜ｚ≦３原子％ から成る４元合金膜からなることを特徴とするものであ
る。

また、第２の発明においては、光ビームの異なる照射条
件により第１の原子列と第２の原子配列との間で可逆的
に相変化する記録膜が、一般式％式％ Ｏｖａ≦１０原子％、０くｂ≦３原子％から成る４元合
金膜からなることを特徴とするものである。

（作用） 本発明の情報記録媒体においては、Ｉｎ、、Ｓｂ、。の
近傍の性のＩ　ｎＳｂ合金にＴｅ及びＳｅを添加したＩ
ｎ５ｂＴｅＳｅ合金を用いているため、情報記録媒体の
高速回転時であっても記録信号が大きく、かつ消去の速
度が速い、記録、消去特性の優れた相変化型の情報記録
媒体を提士できる。

本発明者の鋭敏なる検討の結果、Ｉｎ５０Ｓｂ５０の近
傍組成のＩｎＳｂにＴｅ及びＳｅを添加したＩｎ５ｂＴ
ｅＳｅ合金からなる記録膜では、光ビームのある照射条
件による情報の記録に対して、Ｔｅの非晶質化により信
号は増大する。また、光ビームの別の照射条件による情
報の消去に対しては、結晶化しやすいＳｅの添加効果に
より速やかに結晶化が生ずることを発見した。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。

本発明による情報記録媒体は、第２図に示すように、基
板２０、第１の保護膜２１、記録膜２２、第２の保護膜
２３及びＵＶ硬化膜２４がこの順で積層された構成とな
っている。

基板２０は、ガラス、プラスチックまたはポリカーボネ
イトで形成されているものである。第１、第２の保護膜
２１．２３は、例えばＳｉｎ、からなるものであり、記
録膜２２へのレーザー照射時に、記録膜２２が溶融し穴
を形成するのを防止するものである。また、ＵＶ硬化膜
２４は取扱上で生ずる傷を防止しているものである。ま
た、記録膜２２は、一般式 ％式％（ し、４８≦Ｘ≦５２原子％、０くｙ≦１０原子％。

０＜ｚ≦３原子％）から成る４元合金膜、または、一般
式 ％式％（ し、Ｏｖａ≦１０原子％、０くｂ≦３原子％）からなる
４元合金膜からなるものである。この記録膜２２は、光
ビームの異なる照射条件により第１の原子配列と第２の
原子配列との間で可逆的に相変化するものである。

以下、上記情報記録媒体の具体的実施例につき、詳細に
説明するものとする。

（実施例−１） 第１図に示すスパッタ装置を用いて、第２図に示す情報
記録媒体を形成した。

このスパッタ装置１は、回転基台２、バルブ４゜５、タ
ーゲット６−Ａ、７−Ａ、８−Ａ、９−Ａ。

電極６−Ｂ、７−Ｂ、８−Ｂ、９−Ｂ、電源６−Ｃ，７
−Ｃ，８−Ｃ，９−Ｃ，シャッター６−Ｄ。

７−Ｄ、８−Ｄ、９−Ｄから構成されている。

まず、回転基台２の上にポリカーボネート製の円盤状の
ディスク基板２０をセットし、バルブ４を開にしてスパ
ッタ装置１を図示しないクライオポンプにより１０−６
　ｔｏｒｒの真空まで引いた。

この状態で、バルブ５を開にしてＡｒガスの流量で２０
９ＣＣＭ導入しながら、バルブ４の開閉を調整して装置
１内のＡｒガス圧が５　ｍ　ｔｏｒｒに設定した。

次に、１３．５６ＭＨｚのラジオフリークエンシー（以
後Ｒ，Ｆ、と称す）電Ｒ６−ＣをＯＮにし、電極６−Ｂ
に約ＩＫＶのＲ，Ｆ、パワーを投入し、Ｓｉｎ、ターゲ
ット６−ＡにＡｒガスによるスパッタリングを開始した
。約２分間のプリスパッタを行なった後、シャッタ６−
Ｄを開にし、ディスク基板２０上にＳｉＯ２膜を成膜し
た後、シャッタ６−Ｄを閉にし、Ｒ，Ｆ、電源６−Ｃを
ＯＦＦにして５ｉｎ２膜の成膜を終了した。

次いでＲ，Ｆ、電源７−Ｃ，８−Ｃ，９−ＣをＯＮにし
て、電極？−Ｂ、８−Ｂ、９−Ｂにそれぞれ２００Ｗ、
２０Ｗ、２０Ｗ、のＲ，Ｆ、パワーを投入し、それぞれ
Ｉ　ｎ４ｓｓｂ５ｚ合金ターゲット７−Ａ、Ｔｅターゲ
ット８−Ａ、Ｓｅターゲット９−ＡをＡ「ガスによりス
パッタリングを開始した。尚、８−Ｂ、９−Ｂの電極及
び８−Ｄ９−Ｄシャッタは第１図の図面上では見えない
ため図示されていない。

約２分間のブリスパッタの後、シャッタ７−Ｄ８−Ｄ、
９−Ｄを同時に開にしくＩｎ４ａＳｂう２）ｇ３Ｔｅ５
Ｓｅ２の組成の薄膜をＳｉＯ２膜上に成膜し始めた。約
１分３０秒の成膜でこの記録膜を約１０００オングスト
ローム成膜した後、シャッタ７−Ｄ、８−Ｄ、９−Ｄを
閉にし、同時にＲ２Ｆパワー電源７−Ｃ，８−Ｃ，９−
ＣをＯＦＦして成膜を終了した。

その後再度Ｒ，Ｆ、電源６−ＣをＯＮにし、前と同じ行
程でＳｉＯ□膜を１０００オングストロームの厚さでオ
ーバーコートした。

ディスク基板２０上にＳｉＯ２（１０００オングストロ
ーム）　／　（Ｉｎ４ｓＳｂｓ２）　９３Ｔ’ｅ５　Ｓ
ｅ２　　（１０００オングストローム）／５ｉｎ２　（
１０００オングストローム）の構成で成膜したこのサン
プルは、スパッタ装置１を大気でリークした後、図示し
ないスピンコータによりＵＶ硬化型の樹脂を塗布し、Ｕ
Ｖ照射装置によってＵＶ光を照射してこれを硬化した。

このようにして作成したサンプルの構成が、第２図に示
すような情報記録媒体である。すなわち、このサンプル
では、円盤状のポリカーボネート製基板２０上に５ｉｎ
２膜２１が１０００オングストロームｒ　　（Ｉ　ｎ４
ｓｓｂ５ｚ）ｅ３Ｔｅ５Ｓｅ２記録膜２２が１０００オ
ングストローム、５ｉｎ２膜が１０００オングストロー
ムさらにＵＶ硬化膜約５ｕｍが、この順で積層された構
成となっている。

次に、上記の作製条件と全く同様の作製条件にて、記録
膜のみＴｅとＳｅの量を変化させてサンプルを作製した
。これらのサンプルにおける記録膜の組成は次の通りで
ある。

■Ｃ１ｎ４ｓｓｂｓ２）ｅｓＴｅ５＋ ■（Ｉｎ４ｓＳｂｓ２）ｓｔＴｅＩｏｓｅｓ　。

■（Ｉ　ｎ４ｓｓｂｓ２）　８８ＴｅｌＯｓｅ２　。

■　（Ｉ　　ｎ　　ａｓｓ　　ｂ　　５２）　　ｅｓＴ
　　ｅ　　５　　　Ｓ　　ｅ　　２　１■（Ｉ　ｎ４ｇ
５ｂｓ２）　ｅ□Ｔｅｑ　Ｓｅｉ　。

■（Ｉ　ｎ４ａｓｂｓ２）　９０Ｔ’ｅｌ。

このようにして作製したサンプルを勤評価装置にかけて
評価した。

回転数２０００　ｒ　ｐｍで、半径的５５ｍｍの位置に
て、次に示す処理を行い、各サンプルを評価した。

（１）初期結晶化 成膜直後の記録膜は非晶質であるから、１０ｍｗ連続発
光の光ビームにより１トラック分結晶化させる。この時
、結晶化が完了するまでの間、同じトラックを何回でも
レーザー照射する。

（２）記録 レーザパワー１５ｍｗ、周波数３　Ｍ　Ｈｚ　、デユー
ティ５０％のパルスレーザ光にて、上記結晶化した記録
膜のトラック上に非晶質状態の記録ピットを形成する。

（３）消去 初期化と同じｌＱｍｗの連続発光の光ビームを１トラッ
ク分を１回転照射し、上記非晶質ピットを結晶に戻して
消去する。（２）と（３）の工程の後で、０．８ｍｗの
連続発光のレーザー光にて再生して、非晶質状態の記録
ピットからの再生信号の大きさ及び消去後の消去残り信
号の大きさをオシロスコープ上で測定した。この測定結
果を第３図に示す。

第３図（ａ）は、Ｉｎ４ａｓｂｓｚの金属間化合物組成
の近傍組成のＩｎＳｂにＴｅ添加量を５ａｔ％で固定し
た時のＳｅ添加量に対する記録ビットからの再生信号の
大きさと消去後の消し残り信号の大きさを示している。

この測定結果から、Ｔｅが５８　ｔ　９６のみを添加し
、Ｓｅの入っていない場合は消去残り信号が非常に大き
いのに対して、Ｓｅの添加量が増えるに従って、消去残
り信号が小さくなり、Ｓｅを３ａｔ％添加したものでは
、完全に消去ができていることが判明した。

また記録ビットからの再生信号もＳｅ添加により徐々に
増大していることが判明した。

第３図（ｂ）は、Ｔｅの添加量を１０ａ　ｔ％で固定し
た時のＳｅの添加量に対する記録信号の大きさと消去残
りを示したものである。このδｐ＋定結果からもわかる
通り、Ｔｅが１０ａｔ％のみではほとんど信号は消えて
いないが、Ｓｅを２ａｔ％添加すると完全に消えている
。しかしながら、さらにＳｅの量を増加させると、逆に
消え残り信号は大きくなっている。

これらの実験事実から明らかなように、Ｔｅの添加量は
１０ａｔ％以下、Ｓｅの添加量は３ａｔ％以下が好適で
あることが判明した。

（実施例−２） （実施例−１）で作製したサンプルと全く同様の層構成
で、ＩｎＳｂの合金の組成のみヲＩｎ、。

Ｓｂ、ｏ及びＩｎ５２Ｓｂ４ｇに替えて、サンプルを作
製した。これらのサンプルの各層の厚みは全て（実施例
−１）で作製したサンプルと同様にした。

Ｔｅ及びＳｅの添加量も（実施例−１）で作製したサン
プルと全く同じにした。

これらのサンプルに対して、（実施例−１）と同じ条件
で動的評価を行なったところ、第３図（ａ）、（ｂ）に
示す結果と全く同様の結果を得た　　（実施例−３） （実施例−２）と同様にして、（実施例−１）で作製し
たサンプルと全く同じ層構成でＩｎＳｂ合金の組成のみ
Ｉ　ｎ　４ｓＳ　ｂ　５５．　１　ｎ　５ｓＳ　ｂ　４
ｓに替えてＴｅ、Ｓｅを添加したサンプルを作製し、（
実施例−１）と同様の動的評価を行なった。

その結果、金属間化合物の組成であるＩｎ、。

５ｔ）ｓｏから大きく外れているこのような組成のＩｎ
Ｓｂに対しては、ＴｅとＳｅの添加効果は全く見られな
かった。

以上の結果から、本発明によるＩｎ５ｂＴｅＳｅ合金膜
の適性組成は、一般式で （Ｉ　ｎ＊　Ｓ　ｂｌｏｏ−ｘ　）　＋０Ｏ−ｙ−＋　
Ｔｅ、　Ｓ　ｅｔとしたとき、その含有量は、それぞれ
４８≦Ｘ≦５２ａｔ％、０くｙ≦１０ａｔ％、０くｚ≦
３ａｔ％であることが判明した。

すなわち、この組成範囲のにＩ　ｎ５ｂＴｅＳｅ合金膜
においては、ＩｎＳｂ金属間化合物組成近傍のＩ　ｎＳ
ｂにまずＴｅを添加することにより記録時のＴｅの非晶
質化により、検出される信号量を増大させることができ
るものである。また、情報の消去時には、Ｓｅの高速結
晶化性のために、合金全体としての消去特性も向上し、
情報記録媒体の高速回転時に良好な特性を示すものであ
る。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明の情報記録媒体においては、
結晶化速度が速く、また、高速回転時においても、良好
な記録、消去特性を得ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における情報記録媒体を作製する４元ス
パッタ装置の概略構成図、第２図は本発明における情報
記録媒体の層構成の一実施例を示す断面図、第３図は本
発明の情報記録媒体の記録膜に用いられる金属間化合物
組成近傍の組成のＩｎＳｂに対してＴｅとＳｅを添加し
た時の添加効果を示した測定図である。 ２０　　　　　基板 ２２　　　　　記録膜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板と、 この基板上に設けられ、光ビームの異なる照射条件によ
   り第１の原子配列と第２の原子配列との間で可逆的に相
   変化する、一般式 （Ｉｎ＿■Ｓｂ＿１＿０＿０＿−＿ｘ）＿１＿０＿０＿
   −＿ｙ＿−＿ｚＴｅ＿ｙＳｅ＿■４８≦ｘ≦５２原子％
   、０＜ｙ≦１０原子％、０＜ｚ≦３原子％ で表わされる４元合金膜からなる記録膜と、を具備した
   ことを特徴とする情報記録媒体。（２）基板と、 この基板上に設けられ、光ビームの異なる照射条件によ
   り第１の原子配列と第２の原子配列との間で可逆的に相
   変化する、一般式 （Ｉｎ＿４＿８Ｓｂ＿５＿２）＿１＿０＿０＿−＿ａ＿
   −＿ｂＴｅ＿ａＳｅ＿ｂ０＜ａ≦１０原子％、０＜ｂ≦
   ３原子％ で表わされる４元合金膜からなる記録膜と、を具備した
   ことを特徴とする情報記録媒体。