JPH0399884A - 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】 ［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
生および消去可能な光メモリー媒体の一つとして、結晶
−非晶質相聞或いは結晶−結晶相間の転移を利用する、
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、ＵＳＰ　３，５３０，４４１
に開示されているようにＧｅ−Ｔｅ、Ｇｅ−Ｔｅ−８Ｓ
Ｇｅ−Ｓｅ−８ｓ　Ｇｅ−５ｅ’−Ｓｂ、Ｇｅ−Ａｓ−
８ｅ、Ｉｎ−Ｔｅ。

５ｅ−Ｔｅ、５ｅ−Ａｓ等所謂カルコゲン系合金材料が
挙げられる。又、安定性、高速結晶化等の向上を目的に
Ｇｅ−Ｔｅ系にＡｕ（特開昭６ｌ−２１９８９２）　、
Ｓ　ｎ及びＡｕ（特開昭８１−２７０１９０）Ｐｄ（特
開昭８２−１９４９０）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−５ｅ
−Ｓｂの組成比を特定した材料（特開昭６２−７３４３
８）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諸特性のすべてを満足し得
るものとはいえない。

特にコントラスト、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。

コントラスト向上の妨げとなっている最大の要因は、単
一の記録材では自らその記録材独自の最大コントラスト
比が定まってしまうことである。記録膜後方に反射層を
設ける方法も考案されているが、結晶−非結晶転移を用
いる場合には透過率の高い非結晶時の反射率を高めてし
まうため物質によっては逆にコントラスト比が低下して
しまう。また記録感度、消去感度という相反する性質の
同時向上は単一相の記録材では極めて困難である。多く
の場合は添加物、不純物を加えるなどの手段を施しアモ
ルファス化、又は結晶化を促進させる。しかしこの手法
は記録膜中に含まれる相の数を増やすため相分離、凝集
、それに伴う酸化などを引き起す原因となる。これらは
記録材料としての特性を著しく悪化させ、寿命の大幅な
劣化につながる。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、従来の情報記録媒体に比較してコントラスト
、および記録・消去感度が高く、記録部、未記録部の寿
命の長い情報記録媒体を提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するための本発明の基本的な構成は下記
のとおりである。

情報記録媒体の記録層に、単独で安定な化合物・合金お
よび元素の中から少なくとも二種以上の成分を同時に含
み、それらのうち結晶化転移点が最も低い成分の結晶化
転移点が、その成分が単独で存在する場合よりも３０℃
以上上昇している状態にある情報記録媒体。

低い結晶化転移点を持つものの結晶化転移上昇の理由は
様々に考えられるが、大きく分けると以下の２つのよう
になると思われる。

まず、記録層を構成する母相（マトリックス）中に低い
結晶化転移点をもつ物質がバルクとしての性質を保つこ
とのできる大きさ以下の微粒子（マイクロクラスター）
またはそれに近い状態で閉じ込められている場合である
。この場合には結晶格子を形成する場合とアモルファス
状態のままで存在する場合とでのエネルギー差があまり
大きくないため本来の結晶化転移点になっても結晶化は
起こらない。より高温で母相が結晶化する際の原子の移
動にともないマイクロクラスター同志の結合がおこり、
その結果、よりエネルギー的に安定な結晶へと転移する
。

つぎに記録相中の化合物、合金、または元素のマイクロ
クラスター同志がその一部分で化学的に結合している場
合である。この場合も、より結晶化転移点の高い母相の
再配列に伴って異種のマイクロクラスター間（結晶化転
移点の高い物質のマイクロクラスターと低い物質のマイ
クロクラスター間）の結合が解消されるまで、低い結晶
化転移点をもっつ物質の結晶化は抑制される。いずれに
しても高い結晶化転移点を持つ物質が低い結晶化転移点
を持つ物質の結晶化転移点上昇に大きく影響をおよぼし
ていると考えられる。

高い結晶化転移点を持つものとして使用することが可能
なものとしては、Ａｇ１ｎＴｅ２に代表されるＩｂ−Ｉ
Ｉ［ｂ−Ｖｌｂｚ、ＩＩｂ　−ｒＶｂ　−ｖｂ２系、カ
ルコパイライト型化合物、Ｇｅ−３ｂ−Ｔｅ系化合物及
び合金、Ｉｎ−３ｂ−Ｔｅ系化合物及び合金、Ｉｂ−Ｖ
ｂ−ＶＴｂ２系化合物等が挙げられる。低い結晶化転移
点を持つものとして使用することが可能なものとしては
Ｔ　ｅ　ｓ　Ｓ　ｅ等のカルコゲン系元素、ＧｅＴｅ等
のカルコゲナイド等が挙げられる。

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、接着層等の補助層を設けてもよ
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カーボネート樹脂、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。

耐熱性保護層の材料としては、５ｉＯ１Ｓｉ０２、Ｚｎ
Ｏ，５ｎＯｚ、Ａｌ２Ｏ３、Ｔｉ０ｚ、Ｉｎ２０３、Ｍ
ｇ０ＳＺ　ｒ０２等の金属酸化物、Ｓ　ｉ　３Ｎ４、Ａ
ＩＮ、ＴｉＮ。

ＢＮ、ＺｒＮ等の窒化物、Ｓ　ｉＣＳＴ　ａ　ＣｓＢ４
　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、真空蒸告法、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２００〜５０００　Ｘ、好
適には５００〜３０００人とするのが良い。２００人よ
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５０００人より厚くなると、感度低下を来した
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。

相変化材料は単層のみならず、多層膜であっても良い。

記録層の膜厚としては２００〜１０．０００Ｘ、好適に
は５００〜３０００人、最適１こは７００〜２０００人
である。

記録、再生及び消去に用いる電磁波としてはレーザー光
、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。

以下、実際に作製した記録媒体の特性を挙げ、本発明を
説明する。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］ 結晶化転移点が低い物質としてＴｅ（テルル）を選択し
、Ａｇ１ｎＴｅｚ中に分散させた。記録膜作製にはｒｆ
マグネトロンスパッタ法を用い、ターゲットにはＡｇ２
ＴｅとＩｎ２Ｔｅ３のモル比が４８対５２になるように
調整したＡｇ−Ｉｎ−Ｔｅ三元系ターゲットを使用した
。

膜厚は７８００　Ｘにした。製膜直後の膜はＸ線回折に
よりアモルファス状態である。

第１図に３００℃で１時間熱処理を行ったものＸ線回折
パターンを示す。カルコパイライト構造のＡｇ１ｎＴｅ
２　（ｃ−ＡｇＩｎＴｅｚ）とジンクブレンド構造のＡ
ｇ１ｎＴｅ２　　（ｚ　−ＡｇｌｎＴｅｚ）とＴｅによ
るピークが観測される。

第２図は示差走査熱量計（ＤＳＣ）で測定した結晶化過
程である。測定は窒素雰囲気中で行い、昇温速度はｌＯ
℃／１ｎである。２００℃均傍に連続した３つの発熱ピ
ークがみられる。

この温度以下で熱処理を行ってもＸ線回折で結晶性のピ
ークが見られないことから、この３つの発熱ピークは３
つの相（Ｃ−ＡｇＩｎＴｅ２、ｚ−ＡｇｌｎＴｅ２．Ｔ
ｅ）の結晶化に対応していると言える。すなわち、この
膜中でのＴｅの結晶化ピークはＴｅ単独の場合（Ｔｃ＝
＝８０℃）に比べて１００℃以上も上昇している。しか
も結晶化後も酸化されることなく安定に膜中で存在して
いる。４２０℃付近に吸熱ピークがあり、これはＴｅの
融点に対応している。

これらのことは低融点（ｓ、ｐ、：４５０℃）であるが
結晶化転移点が低すぎる（Ｔｃ中８０℃）ため単独では
使用不可能なＴｅを結晶化転移点の高いＡｇ１ｎＴｅｚ
とともに層中に混在させることにより低融点を保ったま
ま結晶化転移点を２００℃付近まで１００℃以上も上昇
させることができることを示している。

このような膜を記録層として用いることにより高感度記
録（アモルファス化）かつ記録寿命の長い記録媒体を得
ることができる。さらに、母相となっているＡｇ１ｎＴ
ｅｚの結晶構造は正方品であり構造が単純で等方的なた
め消去（結晶化）速度向上の点でも有利である。

［発明の効果］ 以上説明したような本発明の効果を要約すると下記のと
おりである。

低結晶化点を持つ物質をマトリックス中で安定に存在さ
せることにより長寿命化が実現できる。

記録感度のよい低結晶化点を有する物質の相転移を安定
に利用できるので記録感度、消去感度が向上する。

相変化をおこす相の数が増すためコントラストの高い記
録ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１の記録膜のＸ線回折パターン
、 第２図は上記記録膜の結晶化過程の示差走査熱量分析の
結果を示すグラフである。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）情報記録媒体の記録層に、単独で安定な化合物、
   合金および元素の中から少なくとも二種以上の成分を同
   時に含み、それらのうち結晶化転移点が最も低い成分の
   結晶化転移点が、その成分が単独で存在する場合よりも
   ３０℃以上上昇している状態にあることを特徴とする情
   報記録媒体。
2. （２）結晶化転移点が最も低い成分がテルルであること
   を特徴とする請求項（１）記載の情報記録媒体。
3. （３）結晶化転移点が高い成分のうちの最低一つがカル
   コパイライト構造を有することを特徴とする請求項（１
   ）または（２）に記載の情報記録媒体。
4. （４）結晶化の際に結晶化転移点が最も低い成分とそれ
   以外の成分が逐次的に結晶化することを特徴とする請求
   項（１）乃至（３）の何れかに記載の情報記録媒体。