JPH03240590A

JPH03240590A - 情報記録媒体

Info

Publication number: JPH03240590A
Application number: JP2037466A
Authority: JP
Inventors: Hiroko Iwasaki; 岩崎　博子; Masato Harigai; 真人針谷; Yoshiyuki Kageyama; 喜之影山; Yukio Ide; 由紀雄井手
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1990-02-20
Filing date: 1990-02-20
Publication date: 1991-10-25
Anticipated expiration: 2014-06-21
Also published as: JP2908826B2

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］本発明は情報記録媒体、特に相変化型情報記録媒体であ
って、光ビームを照射することにより記録層材料に相変
化を生じさせ、情報の記録、再生を行い、且つ書き換え
が可能である情報記録媒体に関するものであり、光メモ
リー関連機器に応用される。

［従来の技術］電磁波特にレーザービームの照射による情報の記録・再
生及び消去可能な光メモリー媒体の一つとして、結晶−
非晶質相間或いは結晶−結晶相聞の転移を利用する、い
わゆる相変化型記録媒体が良く知られている。特に光磁
気メモリーでは困難な単一ビームによるオーバーライド
が可能であり、ドライブ側の光学系もより単純であるこ
となどから最近その研究開発が活発になっている。その
代表的な材料例として、ＵＳＰ３．５３０，４４１に開
示されているようにＧｅ−Ｔｅ。

Ｇｅ−Ｔｅ−８ｂ−３，Ｇｅ　　−Ｔｅ　　−Ｓ、　　
ＧｅＳｅ　　−Ｓ、　　Ｇｅ−３ｅ　　−Ｓｂ、　　Ｇ
ｅ−ＡｓＳｅ、Ｉｎ−Ｔｅ、５ｅ−Ｔｅ、５ｅ−Ａｓ等
所謂カルコゲン系合金利羽村挙げられる。又、安定性、
高速結晶化等の向上を目的にＧｅＴｅ系にＡｕ（特開昭
Ｇ１．−２１９６９２）　　Ｓ　ｎ及びＡｕ（特開昭６
ｌ−２７０１９０）　、Ｐ　ｄ　（特開昭６２１９４９
０）等を添加した材料の提案や、記録／消去の繰返し性
能向上を目的に、Ｇｅ−Ｔｅ−８ｅ−ｓｂの組成比を特
定した材料（特開昭Ｂ２７３Ｃ１８）の提案等もなされ
ている。しかしながら、そのいずれもが相変化型書換え
可能光メモリー媒体として要求される緒特性のすべてを
満足し得るものとはいえない。

又、特開昭８３−２５１２９０では結晶状態が実質的に
３元以上の多元化合物単相からなる記録層を具備した光
記録媒体が提案されている。ここで実質的に三元以上の
多元化合物単相とは三元以上の化学量論組成をもった化
合物（例えば１ｎ３ＳｂＴｅｚ　）を記録層中に９０原
子％以上含むものとされている。

このような記録層を用いることにより、高速記録、高速
消去が可能となるとしている。

しかしなから、記録、消去に要するレーザーパワーは未
た充分ではない。／１８１上比も低い（消し残りが大き
い）等の欠点をイ１゛シている。

更に特開平１−２７７３３８ニオイテ＋；ｉ　（５ｂｘ
Ｔｅ＋−ｘ　）　＋−ｙ　ＭＹ　　（ここで　０．４≦
ａ　＜　０．７、ｙ≦０．２　、ＭはＡｇＸＡ　ｌ、Ａ
ｓ、Ａｕ、Ｂ　ｉ。

Ｃｕ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｐｂ、Ｐｔ５Ｓｅ。

Ｓｌ、Ｓｎ及びＺｎからなる群から選ばれる少なくとも
１種以上）で表される組成の合金からなる記録層を有す
る光記録媒体が提案されている。

この系の基本はＳｂ２Ｔｅ３であり、ｓｂ過剰にするこ
とにより、高速消去、繰返し特性を向」ニさせ、Ｍの添
加により高速消去を促進させている。又、ＤＣ光による
消去率も大きいとしている。

しかしながらオーバーライド時の消去率は示されておら
ず（本発明者の検討結果では消し残りを生じた）、記録
感度も不充分である。

同様に特開昭８０−１７７４４６では記録層に（ｌｎ＋
−ｘ　Ｓｂｘ　）　＋−ｙ　Ｍｙ　　（０，５５≦Ｘ≦
０，８０．０≦Ｙ≦０．２０）なる合金を、又、特開昭
６３２２８４３３では記録層にＧｅＴｅ−８ｂ２Ｔｅ３
−　Ｓｂ　（過剰）なる合金を各々用いているが、感度
、消失比等、の特性を満足するものではない。

特に記録感度、消去感度の向上、オーバーライド時の消
し残りによる消去比低下の防止、並びに記録部、未記録
部の長寿命化が解決すべき最重要課題となっている。

中でもレーザー照射時間がｌ００ｎｓｅ’ｃ以下という
条件下で媒体面でのレーザー書込みパワーについては、
現在までの報告例のいずれもが、１．５ｍＷ程度以上の
パワーを必要としており、転送速度向」二のため大きな
障壁となっている。又、記録・消去のくり返し時に発生
する熱により、記録層、耐熱保護層等が損傷を受け、特
性劣化をきたすため、くり返し性能向上に対しても大き
な障害となっている。

［発明が解決しようとする課題］本発明は、上記従来技術に比較して下記の点を改良した
情報記録媒体を堤供しようとするものである。

（Ｌ）レーザー書込み（記録）感度の向」二、（２）消
去感度の向上、（３）記録−消去のくり返し性能向」二、（４）消去比
の向上［課題を解決するための手段］上記課題を解決するためには、記録層材料として、下記
一般式で表わされる物質を主成分とすることにより、極
めて大きな改善が可能であることを見出した。

すなわち本発明の構成は、（１）基板上に設けられた記録層の主成分が下記一般式
で表され、かつ記録層中の存在状態がＸＹＺ２相とＭ相
との混和であることを特徴とする情報記録媒体。

一般式（ＡｇｌｎＴｅ２　）　　ｌ−ｅ　　ＭａＸＹＺ２は周
期律表のＩｂ　−■ｂ−Ｖ［Ｂ２あるいはＵｂ−ＪＶｂ
−ＶＢ２で表されるカルコバイライト型化合物、ＭはＸＹＺ２がＩｂ−ｍｂ−ＶＩｂ２のときにｓｂ及び
／又はＢｉであり、ＸＹＺ２がＩＩｂ−ＩＶｂ−ＶＢ２
のときにはＳ、Ｓｅ。

Ｔｅの中から選ばれる１種以上の元素。

０．３０≦ａ≦０，９２である。

（２）ＸＹＺ２がＡｇ１ｎＴｅ２であり、ＭがＳｅ又は
Ｂ１であることを特徴とする上記（」）項記載の情報記
録媒体。

ａが０．３未満或いは０．９２を超えると感度、消去比
、コント・ラストの向上に効果がなくなる。

又、記録層中には他の不純物等を微量（１−％以下）含
んでいてもよい。

ＸＹＺ２の具体例としては、Ｉ　ｂ−ＩＩＩｂ−ＶＩｂ　２　；　Ａｇ１ｎＴｅ２、
Ａｇ１ｎＳｃ２、Ａ４ＧａＳｅ２、Ａｇ１ｎＳ　２　、
Ｃｕ１ｎＴｅ２、Ｃｕ１ｎＳｅ２ＩＩ　　ｂ−ＩＶｂ−
Ｖ　ｂ　　２　　；　　Ｚｎ５ｎＳｂ２　、Ｚｎ５ｎＡ
ｓ２　、Ｚｎ５ｎＰ　　２　　、　ＺｎＧｅＡｓ２　、
Ｃｄ５ｎＰ　　２　　、ＣｄＳｎＡｓ２等が挙げられる
。

ＸＹＺ２は化学量論組成が望ましいが、各々若干の組成
ずれがあっても構わない。

具体的には、Ｘ、、Ｙ、Ｚ、とした場合０．２≦０≦０，３０．２≦ｐ≦０．３０．４≦ｑ≦０．６０＋Ｔ）＋ｑ＝１．．０［作　用コ本発明の記録層にレーザービームを照射すると、照射条
件により、以下の様な相転移を生じるものと考えられる
。

わかり易（するためにＸＹＺ２としてＡｇ１ｎＴｅ２をとり、Ｍとしてｓｂを例にとり説明す
る。

（↓）　Ａｇ１ｎＴｅ２Ｃｈａｌｃｏｐｙｒｉｔｅ型構
造とＺｉｎｃｂｌｅｎｄｅ型構造間の結晶相転移（Ｍは
転移を容易かつ安定化させる。）（２）　Ａｇ１ｎＴｅ２のＣｈａｌｃｏｐｙｒｉｔｅ型
構造及び／又はＺｉｎｃｂｌｅｎｄｅ型構造の微結晶＝
組人結晶間転移（Ｍは転移を容易かつ安定化させる）（３）　Ａｇ１ｎＴｅ２の非晶質及び／又はＣｈａｌｃ
ｏｐｙｒｉｔｅ型構造及び／又はＺｊｎｃｂｌｅｎｄｅ
型構造中でのＭの結晶−結晶間及び／又は結晶〜非晶間
、及び／又は微結晶−粗大結晶量転移。

（４）　　（１，）、（２）　、（３）の複合化された
転移。

現在得られている情報だけでは相転移の機構を明確に特
定することはできないが、いずれにせよＡｇ１ｎＴｅ２
及びｓｂが単独で存在する場合に比べ以下の点が特に優
れていることが判明した。

（１）光吸収率か大きくなり、記録・消去感度が向上す
る。

（２）転移前後の光学的コンラストか大きくなりＣ／Ｎ
が向上する。

（３）オーバーライド時の消去比が飛躍的に向上する。

特に消去特性については、驚くべきことに、ＤＣ光によ
る単純消去時のみならず、１ビームのオーバーライドモ
ードにおいてもほぼ完全な消去が可能であった。

これは現在までに公知となっているいかなる材料にも全
（見られない性能である。

本発明の前記情報記録媒体は、必要に応じて耐熱保護層
、表面保護層、反射層、放熱層、接着層等の補助層を設
け−Ｃもよい。本発明で用いられる基板は通常、ガラス
、セラミックスあるいは樹脂であり、樹脂基板が成型性
、コスト等の点で好適である。樹脂の代表例としてはポ
リカーボネート樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポ
リスチレン樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体
樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、シリコ
ン系樹脂、フッ素系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ウレタン樹脂等
が挙げられるが、加工性、光学特性等の点でポリエチレ
ン樹脂、アクリル系樹脂が好ましい。又、基板の形状と
してはディスク状、カード状あるいはシート状であって
も良い。

０耐熱性保護層の材料としては、Ｓ　ｉ　Ｏ。

Ｓ　Ｉ　Ｏ２、Ｚ　ｎ　ＯＳＳ　ｎ　Ｏ２、Ａ　Ｉ　２
０３、ＴｉＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＭｇＯ，ＺｒＯ２等の金
属酸化物、Ｓ　ｌ　３　Ｎ　４　、Ａ　Ｉ　Ｎ　ＳＴ　
ｚ　Ｎ　−。

ＢＮ、ＺｒＮ等の窒化物、Ｚｎ５Ｘ　Ｉｎ２５ａ、Ｔａ
５４等の硫化物、Ｓ　ｉ　Ｃ，ＴａＣ，Ｂ４　Ｃ。

ＷＣ，ＴｉＣ，ＺｒＣ等の炭化物やダイヤモンド状カー
ボン或いはそれらの混合物が挙げられる。又、必要に応
じて不純物を含んでいてもよい。このような耐熱性保護
層は各種気相成膜法、例えば、真空蒸着法、スパッタ法
、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、イオンブレーティン
グ法、電子ビーム蒸着法等によって形成できる。

耐熱性保護層の膜厚としては２００〜５０００Ａ。

好適には５００〜３０００λとするのが良い。２００λ
より薄くなると耐熱性保護層としての機能を果たさなく
なり、逆に５０００λより厚くなると、感度低下を来た
したり、界面剥離を生じ易くなる。

又、必要に応じて保護層を多層化することもできる。

１　］相変化材料は単層のみならず、多層膜あるいは超微粒子
状の請求項（１）記載の相変化物質を耐熱性マトリック
ス中に分散せしめたようなものであっても良い。

後者のような記録膜の作製法としては、前記気相成膜以
外にゾル−ゲル法のような湿式プロセスも適用可能であ
る。

気相成膜法の中では、膜の特性、成膜の容易さ等の点で
高周波（ｒ　ｆ）スパッタ法か好適な方法である。

ｒｆスパッタ法の代表的な記録層作製条件としては、・ターゲット・ｘｙｚ　２−１−Ｍ　（例えばＡｇ１ｎ
Ｔｅ２十Ｓｂ）・スパッタ（反応）時圧力・・・０．５〜２０Ｐａ・ｒ
ｆ小パワー２０Ｗ　〜ｉｋＷ・スパッタガス・・・Ａｒ＋（０２：膜中酸素量制御時
）・スパッタ時間・・・１０秒〜２０分等が挙げられるが、製法及び条件については何ら限定さ
れるものではない。

２記録層の膜厚としては２００〜１０，０００λ、好適に
は５００〜３０００大、最適には７００〜２０００大で
ある。

記録、再生及び消去に用いる電磁波としてはレーサー光
、電子線、Ｘ線、紫外線、可視光線、赤外線、マイクロ
波等、種々のものが採用可能であるが、ドライブに取付
ける際、小型でコンパクトな半導体レーザーのビームが
最適である。

［実施例］以下、実施例によって本発明を具体的に説明する。ただ
し、これらの実施例は本発明を何ら制限するものではな
い。

実施例１ピッチ１．６μｍ深さ７００λの溝付、厚さ　１．２ｍ
１Ｉ１％　８８ｍｍφポリカーボネート基板上にｒｆス
パッタリング法により耐熱保護層、記録層、耐熱保護層
、反射層を順次積層し、評価用光ディスクを作製した。

各層に用いた材料と膜厚を下記表−１に示す。

光ディスクの評価は８３　Ｄ　ｎ　ｍの半導体レーザー
３光をＮＡｏ、５のレンズを通して媒体面で１μｍφのス
ポット径に絞りこみ基板側から照射することにより行っ
た。

成膜後の記録膜は非晶質であったが、測定に際し、最初
に媒体面で４〜１０ｍ　ＷのＤＣ光でディスク全面を充
分に結晶化させ、それを初期（未記録）状態とした。

ディスクの線速度は７ｍ／ｓとした。

記録の書込み条件は、線速度７　ｍ　／　Ｓ　％周波数
３．７ＭＨｚ一定とし、レーザーパワー（Ｐｗ）を７〜
１４ｍＷまで変化させた。

読みとりパワー（ＰＲ）はｌｏｍＷとした。

Ｃ／Ｎ　（キャリア対ノイズ比）値か飽和もしくは最大
となった時のレーザーパワー（Ｐｗ　）と最適消去パワ
ー（Ｐｇ　）　、並びに得られたＣ／Ｎ値及び消去比を
表−１に示す。

更にＣ／Ｎ値４５ｄＢ以上で、かつ消去比３５ｄＢ以上
となったディスクについては２つの書込み周波数（ｆ　
＋　＝　３．７ＭＨｚＳｆ　２　＝　４．５ＭＨｚ）で
、交互にオーバーライドテストを実施した。

］４オーバーライド時の書込みノくワー（Ｐｗ　）及び消去
パワー（Ｐ９）はディスクによって最適な値を選択した
。

線速度、ＰＲ等、他の条件は書込みテスト時と同様とし
た。

オーバーライド性能の結果を下記表−２（こ汀くす。

表−１，２より本発明による相変化型光÷己録媒体が優
れた性能を有すること、特番こ記録感度の点で高感度化
が達成されていること力く確認される。

表−１層構成及び書込み性能（単純消去時）表−２オー
バーライド性能実施例２層構成を替えた外は実施例１と同じ条件で書き込み性能
を試験した。その結果を下記表−３に示す。

又、実施例１と同じ条件でオーバーライド性能を試験し
た。その結果を下記表−４に示す。

＊ＡとＧは比較例５　ｂ表−４オーバーライド性能表−６オーバーライド性能実施例３実施例２と同様に、実施例１の層構成を替えた外は実施
例１と同じ条件で書き込み性能を試験した。その結果を
下記表−５に示す。

又、実施例１と同じ条件でオーバーライド性能を試験し
た。その結果を下記表−６に示す。

表−５層構成及び書込み性能（単純消去時）［発明の効
果］以上説明したように、本発明の効果を要約すると下記の
とおりである。

（１）記録・消去時に要求される加熱温度が低い。

又、本発明の材料は光吸収率が高いためレーザー光の吸
収時の記録層加熱昇温効率も高い。

以上の理由により、必要レーザーパワーを低くすること
ができる。

即ち記録・消去感度が大巾に向上する。

（２）必要レーザーパワーを低くできるため、市販の安
い、安定した半導体レーザーを使用できる。

（３）レーザー照射部の温度を低く抑えることが＊Ａと
Ｇは比較例　７８可能なため、熱損傷による特性劣化を低減できる。

（４）オーバーライド時の消去比を飛躍的に高くできる
。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）基板上に設けられた記録層の主成分が下記一般式
で表され、かつ記録層中の存在状態がＸＹＺ＿２相とＭ
相との混相であることを特徴とする情報記録媒体。一般式（ＡｇＩｎＴｅ＿２）＿１＿−＿ａＭ＿ａＸＹＺ＿２は周期律表の I ｂ−IIIｂ−VIｂ＿２あるい
はIIｂ−IVｂ−Ｖｂ＿２で表されるカルコパイライト型
化合物、ＭはＸＹＺ＿２が I ｂ−IIIｂ−VIｂ＿２のときにＳｂ
及び／又はＢｉであり、ＸＹＺ＿２がIIｂ−IVｂ−Ｖｂ
＿２のときにはＳ、Ｓｅ、Ｔｅの中から選ばれる１種以
上の元素。０．３０≦ａ≦０．９２
（２）ＸＹＺ＿２がＡｇＩｎＴｅ＿２であり、ＭがＳｂ
又はＢｉであることを特徴とする請求項（１）記載の情
報記録媒体。