JPH06127134A - 情報記録媒体 - Google Patents

情報記録媒体

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Publication number
JPH06127134A
JPH06127134A JP4276092A JP27609292A JPH06127134A JP H06127134 A JPH06127134 A JP H06127134A JP 4276092 A JP4276092 A JP 4276092A JP 27609292 A JP27609292 A JP 27609292A JP H06127134 A JPH06127134 A JP H06127134A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
optical recording
hydrogen
recording film
gas
Prior art date
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Pending
Application number
JP4276092A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideki Okawa
秀樹 大川
Motonari Matsubara
基成 松原
Nobuhisa Yoshida
展久 吉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP4276092A priority Critical patent/JPH06127134A/ja
Publication of JPH06127134A publication Critical patent/JPH06127134A/ja
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  • Manufacturing Optical Record Carriers (AREA)
  • Thermal Transfer Or Thermal Recording In General (AREA)
  • Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】基板上にGe、Sb、Teからなる光記録膜を
積層してなる情報記録媒体において、光記録膜中のダン
グリング結合を減少させることができ、安定性の高い光
記録膜を備えた情報記録媒体を提供することを目的とす
る。 【構成】基板1上に光記録膜2を積層してなる情報記録
媒体3において、光記録膜2はGe、Sb、Teの元素
を含み、さらに水素を30at%以下含有する構成とし
たものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、集光したレーザ光によ
り少くとも情報を読取ることが可能な光学式の情報記録
媒体に関する。
【0002】
【従来の技術】記録膜にピットを形成させて記録をしよ
うとする光記録が、1966年にC.O.Carlso
nらによってタンタル(Ta)や鉛(Pb)膜に対して
行われて以来、このピット形成型の光記録膜の開発が行
われてきた。そのなかでも、Te膜は、最も良い記録特
性を示すことが報告されたが、湿った雰囲気中では容易
に酸化してしまうという不都合があった。これを改良す
るために開発されたのが、Te−C膜やTe−Se系の
合金膜である。
【0003】一方、ピットを形成させないで記録するこ
とが出来る膜も開発されている。TaOx膜のように相
変化を用いる方式や、基本的には2層を積層してその2
層間で元素の拡散・合金化を生じさせて記録する方法で
ある。
【0004】すでに、相変化型の光記録膜の材料とし
て、GeSbTe膜が良好な特性を示すことが報告され
ている。この膜は、ハードディスクと同様に前の情報を
消去してから新しい情報を記録することなく、オーバー
ライト方式で記録できる優れた記録膜といえる。この膜
は、これまでに報告されている方法では、蒸着によって
形成された場合(1988年春季応用物理学会講演番号
28p−ZQ−1)や、スパッタ法によって作成された
場合(Jpn.J.Appl.Phys.,Suppl 28-3,123(1989);Proc.S
ymp.Opt.Memory 1989 )が知られている。
【0005】一般に薄膜を形成すると、結晶膜中には多
くの格子欠陥や、非晶質膜ではダングリング結合が存在
する。ダングリング結合のような未結合箇所が多いと、
膜の酸化を引き起こす原因となる不都合がある。また、
アモルファス状態から結晶状態へのトリガーとなり得る
ことも予想され、膜の安定性の問題があった。
【0006】一方、Siのような半導体をスパッタする
と、未結合部分である、いわゆる、ダングリング結合が
大量に生成するため、これを防止する目的で水素を含む
雰囲気でスパッタする手法が提案されている。また、G
eを水素でスパッタすることで得られるGe:H膜は、
穴開け型の光記録膜として用いられることも知られてい
る。
【0007】同様にして、水素を導入してTeやGeT
e合金のターゲットをスパッタする方法もあるが、膜中
には予想したほど存在しないために、効果的な導入方法
の開発が待たれていた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来は、Ge、Sb、
Teからなる光記録膜中のダングリング結合を減少させ
た情報記録媒体がなく、膜の酸化やアモルファス状態か
ら結晶状態へのトリガーとなり得ることも予想され、膜
の安定性の問題があった。
【0009】本発明は、上記事情に基づきなされたもの
で、基板上にGe、Sb、Teからなる光記録膜を積層
してなる情報記録媒体において、光記録膜中のダングリ
ング結合を減少させることができ、安定性の高い光記録
膜を備えた情報記録媒体を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、かかる目的を
達成するために、基板上に光記録膜を積層してなる情報
記録媒体において、前記光記録膜はGe、Sb、Teの
元素を含み、さらに水素を30at%以下含有する構成
としたものである。
【0011】また、前記した光記録膜は、金属水素化物
ガスを含む雰囲気中でスパッタする事で作られたもの。
あるいは、Ge、TeとSbからなる合金ターゲット
を、水素ラジカルを含む雰囲気中で化学スパッタする事
で作られたものが好ましい。
【0012】
【作用】基板上に光記録膜を積層してなる情報記録媒体
において、前記光記録膜はGe、Sb、Teの元素を含
み、さらに水素を30at%以下含有することによっ
て、ダングリング結合を減少させることができ、これに
より、光記録膜の酸化やアモルファス状態から結晶状態
へのトリガーとなり得るのを防止できる安定性の高い光
記録膜を備えた情報記録媒体を得ることが可能となる。
また、スパッタ時に自らの水素化物を用いることによっ
て、光記録膜中に効率良く水素を導入する事ができる。
水素化物の形で目的の元素を含むガスを用いるために、
スパッタ放電中に、不要な有機金属重合物を生ずること
がない。
【0013】水素ガスを用いる場合であっても、スパッ
タチャンバー中に反応し難い水素ガスを用いるのではな
く、予め、マイクロ波のような励起手段を用いて水素ガ
スラジカルを発生させるために、水素を光記録膜中に効
率良く取り込める。
【0014】
【実施例】以下、本発明の情報記録媒体および情報記録
媒体の光記録膜の成膜方法について図面を参照して説明
する。図1は本発明の基板1上にGe、Sb、Teの元
素を含み、さらに水素を30at%以下含有する光記録
膜2を積層してなる情報記録媒体3を示す。図2ないし
図5は、基板1上に光記録膜2を積層するための成膜装
置4の概略構成を示す。 (実施例1)
【0015】図2において、Teターゲット10aを装
着した真空チャンバー11を、油回転ポンプとクライオ
ポンプ(図示しない)によって、大気圧から1×10-5
Torr以下に排気した後、マスフローコントローラ
(図示しない)を通過させたArガスとゲルマン(Ge
4 )ガスとスチビン(SbH3 )ガスからなる反応ガ
スG1 をチャンバー11内に導入した。
【0016】膜中の各々の元素の存在比は、ゲルマン
(GeH4 )ガスと、スチビン(SbH3 )ガスの相対
的な割合を変化させることによって、任意に変化させる
ことが可能である。実際には、何回かの成膜とその膜中
の元素の組成分析を繰り返すことによって、膜中のそれ
ぞれの存在量をそれぞれの成膜条件と対応させた。
【0017】Teターゲット10aへの印加電力を10
0W、放電時の圧力を0.6Paとして、図1に示すよ
うにポリカーボネートのような有機樹脂基板1の上にG
e、Sb、Te及び水素を含む光記録膜2を推積させ
た。基板1への加熱は全く行っていない。
【0018】この場合、光記録膜2中の水素量を30%
以下に制限しないと、膜にレーザ光が照射された場合
に、遊離の水素ガスを発生して膜の形状変化を生じる不
都合がある。
【0019】なお、この実施例では、Teターゲット1
0aを、ゲルマンとスチビンを含む反応ガスG1 の雰囲
気中でスパッタするものについて説明したが、Sbター
ゲットを水素化テルルとゲルマンを含む雰囲気中でスパ
ッタしても良く、また、Geターゲットをスチビンと水
素化テルルを含む雰囲気中でスパッタしても良い。 (実施例2)
【0020】図3に示すように、GeTeの合金ターゲ
ット10bを装着した真空チャンバー11を、油回転ポ
ンプとクライオポンプ(図示しない)によって、大気圧
から1×10-5Torr以下に排気した後、マスフロー
コントローラ(図示しない)を通過させたArガスとス
チビン(SbH3 )ガスからなる反応ガスG2 をチャン
バー11内に導入した。
【0021】膜中の各々の元素の存在比は、Arガスに
対するスチビン(SbH3 )ガスの相対的な割合を変化
させることによって、任意に変化させることが可能であ
る。実際には、何回かの成膜とその膜中の元素の組成分
析を繰り返すことによって、膜中のそれぞれの存在量を
それぞれの成膜条件と対応させた。
【0022】GeTeの合金ターゲット10bへの印加
電力を100W、放電圧力を0.6Paとして、図1に
示すようにポリカーボネートのような有機樹脂基板1の
上にGe、Sb、Te及び水素を含む光記録膜2を推積
させた。基板1への加熱は全く行っていない。
【0023】この場合、光記録膜2中の水素量を30%
以下に制限しないと、膜にレーザ光が照射された場合
に、遊離の水素ガスを発生して膜の形状変化を生じる不
都合がある。 (実施例3)
【0024】図4に示すように、SbTeの合金ターゲ
ットの一例として、Sb2 Te3 からなる組成のターゲ
ット10cを装着した真空チャンバー11を油回転ポン
プと、クライオポンプ(図示しない)によって、大気圧
から1×10-5Torr以下に排気した後、マスフロー
コントローラ(図示しない)を通過させたArガスとゲ
ルマン(GeH4 )ガスからなる反応ガスG3 をチャン
バー内11に導入した。
【0025】膜中の各々の元素の存在比は、Arガスに
対するゲルマン(GeH4 )ガスの相対的な割合を変化
させることによって、任意に変化させることが可能であ
る。実際には、何回かの成膜とその膜中の元素の組成分
析を繰り返すことによって、膜中のそれぞれの存在量を
それぞれの成膜条件と対応させた。
【0026】Sb2 Te3 合金ターゲット10cへの印
加電力を100W、放電圧力を0.6Paとして、図1
に示すようにポリカーボネートのような有機樹脂基板1
の上にGe、Sb、Te及び水素を含む光記録膜2を推
積させた。基板1への加熱は全く行っていない。
【0027】この場合、光記録膜2中の水素量を30%
以下に制限しないと、膜にレーザ光が照射された場合
に、遊離の水素ガスを発生して膜の形状変化を生じる不
都合がある。 (実施例4)
【0028】図5に示すように、GeSbTeの合金タ
ーゲット10dを装着した真空チャンバー11を、油回
転ポンプとクライオポンプ(図示しない)によって、大
気圧から1×10-5Torr以下に排気した後、マスフ
ローコントローラ(図示しない)を通過させたArガス
と水素ガスからなる反応ガスG4 をチャンバー11内に
導入した。
【0029】ここで、水素ガスは、真空チャンバー11
へと導入する前に、図5に示すように、ガス導入管の外
側にマイクロ波励起電極15を配置して、水素ラジカル
を発生させる。これによって、分子状の水素を真空チャ
ンバー11へと導入するのではなく、反応性に富む原子
状(ラジカル)水素を反応する空間に導入することが、
効率よく水素を光記録膜2中に導入できる。膜中の各々
の元素の存在比は、予め定められた元素量で作成されて
いる合金ターゲット10dの組成をほぼ反映した値とな
る。
【0030】GeSbTeの合金ターゲット10dへの
印加電力を100W、放電圧力を0.6Paとして、ポ
リカーボネートのような有機樹脂基板1の上にGe、S
b、Te及び水素を含む光記録膜2を推積させた。基板
1への加熱は全く行っていない。
【0031】Arと水素ガス比は、通常水素濃度をH2
×100%/(Ar+H2 )として表現すると、50%
以上としたほうが光記録膜2中に導入される水素が増加
するが、100%に近い濃度とするとGeSbTeのス
パッタレートが大幅に低下するために、実用上は、50
%以上90%以下の濃度でスパッタする事が望ましい。
さらに、光記録膜2中に含有される水素量は、30%以
下でないと、レーザ光が膜に照射された場合に、ガス状
の水素を遊離する不都合が生じる。 (実験例1)
【0032】以上の実施例1ないし実施例5の成膜方法
で作成された光記録膜2の赤外線吸収スペクトルを測定
したところ、Ge−H結合に関する吸収バンドが、20
00cm-1近傍と、800cm-1に認められた。
【0033】Te−H結合に関する吸収は、2016c
-1現れることが知られているが、場合によっては、G
e−Hの吸収と重畳してしまうため、両者の判別ができ
ないことがあるが、この位置に吸収が認められれば、少
なくともGeかTeの元素は水素化されていることがわ
かる。 (実験例2)
【0034】ダングリング結合の存在は、光記録膜2中
に存在する不対電子密度数を測定すれば良い。この不対
電子密度数を調べる目的で、電子スピン共鳴スペクトル
(Electron Spin Resonance :ERS)を測定すると、単純
にGeSbTeからなる合金ターゲットをArガスでス
パッタした場合の光記録膜2中の不対電子密度数を1と
すると、スパッタ時に水素化学ガスあるいは、、水素ガ
スを原料として用いた場合の膜では、0.1程度とな
る。 (実験例3)
【0035】成膜したサンプル中に含まれる水素量を調
べる目的で、二次イオン質量分析(Secondary Ion Mass
Spectroscopy :SIMS )を行った。単純にGeSbTe
からなる合金ターゲットをArガスでスパッタした場合
の膜中の水素量を1とすると、スパッタ時に水素化物ガ
スあるいは、水素ガスをマイクロ波を用いて励起するこ
とによって生成させた水素ラジカルを原料物質として用
いた場合の膜では、10程度となる。 (実験例4)
【0036】水素化物の代わりに、ジメチルテルル、テ
トラメチルゲルマニウム、トリメチルアンチモンのよう
な有機金属化合物を原料としてスパッタ放電空間中に導
入した場合には、光記録膜2中に金属一炭素結合を有す
る成分の存在が認められる、これらは、金属を含む炭素
と水素からなるポリマー(重合物)である。これらは、
膜質を変化させるために、これを生成するような有機金
属、すなわち、水素を炭化水素の形で含むようなガスの
使用は、避けられねばならない。
【0037】以上述べたように、上記のように構成され
た情報記録媒体3のGe、Sb、Teからなる光記録膜
2中に、水素を含有させることによって、ダングリング
結合を減少させることができた。また、スパッタ時に自
らの水素化物を用いることによって、光記録膜2中に効
率よく水素を導入する事が出来る。水素化物の形で目的
の元素を含むガスを用いるために、スパッタ放電中に、
不要な有機金属重合物を生ずることがない。
【0038】水素ガスを用いる場合であっても、スパッ
タチャンバー中に反応し難い水素ガスを用いるのではな
く、予めマイクロ波のような励起手段を用いて水素ガス
ラジカルを発生させるために、水素を光記録膜2中に効
率よく取り込めることが確認された。なお、本発明は、
本発明の要旨を変えない範囲で種々変形実施可能なこと
は勿論である。
【0039】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように、基板上
に光記録膜を積層してなる情報記録媒体において、前記
光記録膜はGe、Sb、Teの元素を含み、さらに水素
を30at%以下含有する構成としたから、ダングリン
グ結合を減少させることができ安定性の高い光記録膜を
備えた情報記録媒体を提供できるといった効果を奏す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の情報記録媒体の一実施例の断面図。
【図2】本発明の情報記録媒体の光記録膜を形成するた
めの第1の成膜方法を説明するための説明図。
【図3】本発明の情報記録媒体の光記録膜を形成するた
めの第2の成膜方法を説明するための説明図。
【図4】本発明の情報記録媒体の光記録膜を形成するた
めの第3の成膜方法を説明するための説明図。
【図5】本発明の情報記録媒体の光記録膜を形成するた
めの第4の成膜方法を説明するための説明図。
【符号の説明】
1…基板、2…Ge、Sb、Teの元素を含みさらに水
素を30at%以下含有する光記録膜、3…情報記録媒
体、4…成膜装置、10a…Teターゲット,10b…
GeTeの合金ターゲット、10c…Sb2 Te3 から
なる組成のターゲット、10d…GeSbTeの合金タ
ーゲット、11…真空チャンバー、15…マイクロ波励
起電極、G1 …Arガスとゲルマンガスとスチビンガス
からなる反応ガス、G2 …Arガスとスチビン(SbH
3 )ガスからなる反応ガス、G3…Arガスとゲルマン
ガスからなる反応ガス、G4 …Arガスと水素ガスから
なる反応ガス。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に光記録膜を積層してなる情報記
    録媒体において、 前記光記録膜はGe、Sb、Teの元素を含み、さらに
    水素を30at%以下含有することを特徴とする情報記
    録媒体。
  2. 【請求項2】 基板上に光記録膜を積層してなる情報記
    録媒体において、 前記光記録膜はGe、Sb、Te及び水素からなり、前
    記した光記録膜は、金属水素化物ガスを含む雰囲気中で
    スパッタする事で作られたものであることを特徴とする
    情報記録媒体。
  3. 【請求項3】 基板上に光記録膜を積層してなる情報記
    録媒体において、 前記光記録膜はGe、Sb、Te及び水素からなり、前
    記した光記録膜は、Ge、TeとSbからなる合金ター
    ゲットを、水素ラジカルを含む雰囲気中で化学スパッタ
    する事で作られたものであることを特徴とする情報記録
    媒体。
JP4276092A 1992-10-14 1992-10-14 情報記録媒体 Pending JPH06127134A (ja)

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JP4276092A JPH06127134A (ja) 1992-10-14 1992-10-14 情報記録媒体

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