JPH03153389A - 光記録媒体 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は光記録媒体に関する。

［従来の技術］ 基板上に形成した記録膜にレーザ光などの光を照射する
ことによって情報の記録、再生、消去を行う書き換え可
能な光記録媒体としては、下記の（１）ないしく３）に
示すものが知られている。

（１）光を照射するか、または温度を加えることによっ
て結晶構造が変わる記録膜を備えており、結晶構造の変
化による反射率の変化を利用して情報の再生を行う相変
化記録媒体。

（２）　Ｍｎ１ｌｉ、　ＴｂＰｅＣｏなどからなる光磁
気記録膜に光を照射し、温度を上昇さ仕、磁化を反転さ
せることにより情報の記録、消去を行い、磁気光学効果
（カー効果またはファラデー効果）を用いて情報を再生
する光磁気記録媒体。

（３）クロムを添加したルビー、酸化マンガンまたは酸
素を含む沃化カリウムなどからなる記録膜に特定周波数
の高強度の光を照射し、該特定周波敗の光に対する記録
膜の吸収率が増大するホールバーニング現象を生じさせ
ることによって情報を記録し、記録膜の吸収特性の差を
検出して情報を再生し、記録に用いた光とは異なる波長
の光を照射するか、または加熱することによって情報を
消去する光記録媒体。

特公昭５８−１７９９９号公報には、上記（１）の光記
録媒体として、アモルファス半導体薄膜に水素を含有す
る領域と水素を含有しない領域とがあり、光学吸収端の
移動に伴う吸収特性の差を検出することによって情報を
読み取る光メモリが示されている。また特開昭６０−８
７４４３号公報には、Ｏまたは１１が添加されたＳｉま
たはＧｅを主成分とし、かつ１族元累およびＶ族元素よ
りなる群から選ばれる不純物を含ｆｆする単結品半導体
材料に短波長の光を照射して半導体材料の光の吸収を大
きくすることによって情報を記録し、長波長の光を照射
するか、または加熱することによって情報を消去する先
メモリが示されている。

［発明が解決しようとする課題］ 上記の相変化記録媒体においては、情報を記録する場合
と消去する場合における記録材料の熱覆歴を相違させる
ことによって結晶構造を変化させていることから、高速
で情報を記録および消去することが困難である。また、
情報を消去する場合に消去残りが生じることがある。

特公昭５８−１７９９９号公報に記録の光メモリを加熱
する場合、情報を記録した部分（または情報を記録して
いない部分）の半導体薄膜に存在する水素が離脱するた
めに、記録した情報の内容が変化することがある。また
特開昭６０−８７４４３号公報に記載の光メモリは、情
報の記録または消去のための光照射に要する時間が１時
間以上であり、高速でｔｎ報毫記録または消去すること
ができない。

上記の光磁気記録媒体？こおいては、光磁気材料が酸化
され易い点、高い磁気光学効果を示す組成範囲が限られ
る点などから、光磁気材料の成膜条件を厳密に制御しな
ければならない。特に光磁気材料の主流である希土類元
素−遷移金属系材料については、その磁気光学効果が小
さいことから、記録特性および再生特性が劣る欠点があ
る。

上記の光記録媒体は、多重記録することにより。

記録の高密度化が可能であるが、□記録した情報の耐久
性が低い点、記録および消去の速度が低い点などの欠点
がある。

本発明の目的は、情報を高密度で記録でき、かつ情報の
記録および消去を高速で行うことが可能な光記録媒体を
提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明Ｉこよれば、上記の目的は、基板と半導体薄膜と
を備えており、光を照射することばこよって情報の記録
、再生および消去を行う光記録媒体において、半導体薄
膜がＳｉ、　Ｇｅｓ　ＳｎおよびＣよりなる群から選ば
れる少なくとも２種の元素を９０〜１００原子数％含ん
でおり、情報を記録するために照射する先の波長をλ１
とし、情報を再生するた数をｈで表す場合、上記半導体
薄膜のエネルギーバンドＥｂが、 Ｅｂ＜（ｈ／λ１）、Ｒｈ＞（ｈ／λ１）、Ｅｂ＜（ｈ
／λ、）の関係にあることを特徴とする光記録媒体を提
供することＩこよって達成される。

本発明の光記録媒体における半導体薄膜は１１　。

ＦｋよびＣｅより〔る群から選ばれる少なくとも１種の
元素をＯ，ＯＯ１’ｌＯ［子数％含んでいることが好ま
しい。

半導体薄膜の好ましい組成としては、Ｓｉ　［３０〜８
０原子数％（以下、これを％で表す）］−Ｇｅ（１０〜
４０％）　−Ｃ（１（１〜３０％）　、５ｉ（３０〜８
０％）　−８ｎ（１０〜４０％　）　−Ｃ（１０〜３８
％）　、Ｓｉ　（７０〜９５％）−Ｃ（５〜３０％）　
、Ｇｏ（５０〜７０％）−Ｃ（３０〜５０％）　、Ｓｉ
　（３０〜７０％）　−Ｓｎ　（３０〜７０％　）　、
Ｇｅ　（３０〜７０％）−８ｎ（３０〜７０％）などが
挙げられる。また上記の組成の半導体薄膜がＨ、Ｆまた
はＣ（を含何する場合には、薄膜中のダングリングボン
ドの敗が変わるので、光学的性質を変化さ仕ろことがで
きる。１１、Ｆまたはｃｅの含有率が１０％より高い場
合には、半導体ＲＩＡが脆くなるので好ましくない、半
導体薄膜の光学的性質を変化さけるために、該半導体薄
膜は０．００１％以下のＰまたはＢを含んでいてもよい
。

半導体薄膜の膜厚は、記録時、消去時または再生時に照
射される光に対する反射率が５％以上であり、かつ記録
時または消去時に照射される光の波長よりも薄いことが
好ましい。反射率が５％以下である場合には、記録時、
再生時または消去時にトラッキングを正確に行うことが
できず、安定した記録、再生または消去が困難になる。

また膜厚がｔｏｏｏ人より厚い場合には、記録または消
去のための光が膜内部まで届かず、膜内部では均一な光
誘起相転移が起こらず、書き込みノイズまたは消去残り
の原因になる。

半導体薄膜はスパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法
などに上り製膜することが可能である。

本発明の光記録媒体に情報を記録するために照射する先
の波長λ、は５００〜８２０ｎｓの範囲にあり、情報を
再生するために照射する光の波長λ、は７８０〜９２０
ｎｍのＷ１１！ＩＩにあり、情報を消去するために照射
する先の波長λ３は３００〜７２０ｎ−の範囲にあるこ
とが好ましい。

本発明の光記録媒体ζこ用いられる基板は、ガラス、ポ
リエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂
、ポリメタクリル樹脂、ポリカーボネイト樹脂、エポキ
シ樹脂などであることが好ましい。基板上にフロロカー
ボンなどからなる下引層を形成し、下引層の上に半導体
薄膜を形成してもよい。また半導体薄膜上に紫外線便化
樹脂などからなる保護膜を形成、することが、半導体薄
膜の耐酸化性を向上させる点、記録部と未記録部との光
学的コントラストを向上させる点などから好ましい。

光記録媒体に情報を記録、消去または再生ずる場合のト
ラッキング方法またはフォーカシング方法としては従来
の３ビーム法、プッシュプル法なが採用される。

［作　用］ 上記の半導体薄膜に、情報を記録するために光を照射す
ると、光学的遷移によって照射部の電子構造が変化する
。電子構造の変化に対応して、半導体薄膜の結晶構造が
変化する光誘起相転移現象が生じ、記録ピットが形成さ
れる。半導体薄膜のエネルギーバンドは、情報を再生す
るために照射する先のエネルギーよりも大きいことから
、情報を再生する場合には、光誘起相転移現象は起こら
ない。一方、上記のエネルギーバンドよりも大きなエネ
ルギーを有する光を照射すると、電子構造が変化し、記
録ピットが消去される。したがって、本発明の光記録媒
体によれば、情報の古き換えを高速で行うことができる
。

［実施例］ 以下、実施例により本発明を具体的に説明する。

実施例１ ガラスｖｓ阪上にプラズマＣＶＤ法に従って次の操作（
１）ないしく３）を行うことにより、Ｓｉ、　Ｇｅおよ
びＣの３元素からなる半導体薄膜（膜厚６５０人）を製
膜した。（１）ヂャンバー内を５ｘ　１０−”Ｔｏｒｒ
まで真空引きする。（２）　Ｓ　ｉ　ＩＩ　ａ、ＩＩｍ
およびＧｅ（Ｃｅｌｌｓ）ｉの３Ｕ類のガスを、これら
の分圧がＩ対８対Ｉとなるように導入したのち、　１３
．７ＭＩＩｚの高周波パワーを印加する。（３）ガラス
基板の温度が４００℃になるまで加熱する。

上記の方法で製膜した半導体薄膜を軟Ｘ線励起光電子分
光法（ＥＳＣＡ法）で分計すると、該半導体薄膜は原子
数パーセントで５ｉｓａＧｅｓｓＣｔｔで表される組成
であった。また半導体薄膜の吸収端の測定を行うことに
よって求めたエネルギーバンドは１．９ｅＶであった。

波長が８３０ｎｓの半導体レーザの光に対する、この半
導体薄膜の反射率は４０％であった。波長が６５５ｎ−
の色素レーザの光を半導体薄膜に照射し、微小径の記録
ピットを形成した。波長が８３０ｎ−の半導体レーザの
光に対する、記録ピット部の反射率は３０％であり、こ
の半導体レーザを用いて記録した情報を再生することが
できた。

半導体薄膜に波長が４５Ｏｎｓの色素レーザの光を照射
すると、記録ピット部の反射率は４０％Ｉこなり、記録
した情報は消去された。消去時におＩｊる消去残りは生
じなかった。また、半導体薄膜の耐候性は良好であった
。以上の結果から、本発明によれば、上記の半導体薄膜
を備えた書き換え可能型光記録媒体を提Ｕ（することが
できる。

上記の半導体薄膜を形成したガラス基板は、これを７７
Ｋに冷却したままで、上記と同様に情報の記録、再生お
よび消去が可能であった。このことから、記録のための
光を照射することにより半導体薄膜の微小部分が加熱さ
れ、熱的作用によって結品構造が変化して記録ピットが
形成されるのではなく、上記の光誘起相転移現象によっ
て記録ビットは形成されることが明らかである。

実施例２ 原子数パーセントで５ｉｆｆ４ＧＣ１ｓｓＣｙｔで表さ
れる組成の合金ターゲットを用い、分圧がそれぞれ０．
９ａ−Ｔｏｒｒ、　０．１胃５ＴｏｒｒであるＡｒガス
および１１．ガスの混合ガス中で行うスパッタリング法
によって、実施例１と同じ組成の半導体記録膜（膜厚６
５０人）をポリカーボネイト基板上に形成した。この半
導体記録膜は情報の記録、再生およびｄ１去が可能であ
り、記録特性、再生特性および耐Ｉｊ！性は実施例Ｉに
おけると同等で、いずれら良好であった。

実施例３〜１４ 本発明の光記録媒体の曲の実施例を第１表に示す。第１
表の光記録媒体の記録特性、再生特性および耐候性はい
ずれら良好であった。

以下余白 〔発明の効果〕 本発明によれば、情報を高密度で記録でき、かつ情報の
記録および消去を高速で行うことができる光記録媒体が
提供される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板と半導体薄膜とを備えており、光を照射するこ
   とによって情報の記録、再生および消去を行う光記録媒
   体において、半導体薄膜がＳｉ、Ｇｅ、ＳｎおよびＣよ
   りなる群から選ばれる少なくとも２種の元素を９０〜１
   ００原子数％含んでおり、情報を記録するために照射す
   る光の波長をλ＿１とし、情報を再生するために照射す
   る光の波長をλ＿２とし、情報を消去するために照射す
   る光の波長をλ＿３とし、ブランク定数をｈで表す場合
   、上記半導体薄膜のエネルギーバンドＥｂが、 Ｅｂ＜（ｈ／λ＿１）、Ｅｂ＞（ｈ／λ＿２）、Ｅｂ＜
   （ｈ／λ＿３）の関係にあることを特徴とする光記録媒
   体。 ２、半導体薄膜がＨ、ＦおよびＣｌよりなる群から選ば
   れる少なくとも１種の元素を０．００１〜１０原子数％
   含んでいることを特徴とする請求項１記載の光記録媒体
   。