JPH09248965A - Phase change type photo-recording medium - Google Patents
Phase change type photo-recording mediumInfo
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- JPH09248965A JPH09248965A JP8057930A JP5793096A JPH09248965A JP H09248965 A JPH09248965 A JP H09248965A JP 8057930 A JP8057930 A JP 8057930A JP 5793096 A JP5793096 A JP 5793096A JP H09248965 A JPH09248965 A JP H09248965A
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- Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)
- Thermal Transfer Or Thermal Recording In General (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は書き換えが可能な光
情報記録媒体のなかで、レーザービーム等によって記録
層に相変化を生じさせ、情報の記録、再生及び消去を行
なう相変化型光記録媒体に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rewritable optical information recording medium in which a phase change is caused in a recording layer by a laser beam or the like to record, reproduce and erase information. Regarding
【０００２】[0002]
【従来の技術】相変化型光記録媒体は書き換え可能な光
記録媒体の一種であり、記録層の可逆的な相変化（多く
は結晶−アモルファス間）によって情報を記録するもの
である。単一ヘッドにより単層記録膜で光変調オーバー
ライトが可能であり、また、相変化に伴う反射率の変化
により信号を読み取るので、ＣＤ−ＲＯＭ等の既存の光
記録媒体との互換性が高い等の特徴を有することから、
書き換え可能な光記録媒体として近年盛んに研究開発が
なされている。2. Description of the Related Art A phase change type optical recording medium is a kind of rewritable optical recording medium and records information by reversible phase change (mostly between crystal and amorphous) of a recording layer. Optical modulation overwriting is possible with a single-layer recording film by a single head, and a signal is read by a change in reflectance due to a phase change, so high compatibility with existing optical recording media such as a CD-ROM is high. Since it has features such as
As a rewritable optical recording medium, research and development have been actively conducted in recent years.
【０００３】相変化型光記録媒体は、一般に、記録層の
結晶相（消去状態）上にレーザービームによってアモル
ファス相の記録マークを形成することによって記録を行
ない、結晶相とアモルファス相との反射率の差を感知す
ることによって再生信号を得る。また、信号記録の際の
レーザービームの強度をアモルファス化の強度（ピーク
パワー）と結晶化の強度（バイアスパワー）との間で強
度変調させることにより（図１参照）、単一ビーム、単
層記録膜の組み合わせで光変調オーバーライト（ダイレ
クトオーバーライト）が可能であり、大容量かつ高速転
送レートの記録媒体を得ることができる。Generally, a phase change type optical recording medium performs recording by forming recording marks of an amorphous phase by a laser beam on the crystalline phase (erased state) of a recording layer, and the reflectance between the crystalline phase and the amorphous phase. A reproduced signal is obtained by sensing the difference between the two. Moreover, by modulating the intensity of the laser beam during signal recording between the intensity of amorphization (peak power) and the intensity of crystallization (bias power) (see FIG. 1), a single beam, a single layer Optical modulation overwrite (direct overwrite) is possible by combining recording films, and a recording medium having a large capacity and a high transfer rate can be obtained.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】相変化型光記録媒体で
は上述のようにダイレクトオーバーライトが可能である
が、既に記録されている第１の信号上に新たに第２の信
号をオーバーライトした場合、オーバーライトによって
第１の信号が完全には消えず、いわゆる消し残りが生じ
（すなわち、消去率が十分に高くなく）、信号の記録・
再生における信頼性が乏しいという問題があった。In the phase change type optical recording medium, direct overwriting is possible as described above, but the second signal is newly overwritten on the already recorded first signal. In this case, the first signal does not completely disappear due to overwriting, and so-called unerased residue occurs (that is, the erasing rate is not sufficiently high), and the recording / recording of the signal
There was a problem of poor reliability in reproduction.
【０００５】本発明は、オーバーライト後の消し残りを
少なくし、消去率が向上した相変化型光記録媒体を提供
することを目的としている。It is an object of the present invention to provide a phase change type optical recording medium in which the unerased residue after overwriting is reduced and the erasing rate is improved.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明者は上述のような
現状に鑑み、鋭意検討を重ねた結果、記録層がアモルフ
ァス相から結晶相へ相変化する際の活性化エネルギーを
３．５ｅＶ以下とすることによりオーバーライト後の消
し残りが少なくなり、消去率が向上することを見いだし
本発明を完成するに至った。The inventors of the present invention have made earnest studies in view of the above-mentioned situation, and as a result, the activation energy when the recording layer undergoes a phase change from an amorphous phase to a crystalline phase is 3.5 eV or less. It was found that by doing so, the unerased residue after overwriting was reduced and the erasing rate was improved, and the present invention was completed.
【０００７】すなわち、本発明の相変化型光記録媒体
は、記録層の結晶相とアモルファス相との間の可逆的な
相変化を利用して情報の記録を行なう相変化型光記録媒
体において、前記記録層がアモルファス相から結晶相へ
相変化する際の活性化エネルギーが３．５ｅＶ以下であ
ることを特徴とするものである。That is, the phase change type optical recording medium of the present invention is a phase change type optical recording medium for recording information by utilizing reversible phase change between the crystalline phase and the amorphous phase of the recording layer. The activation energy when the recording layer undergoes a phase change from an amorphous phase to a crystalline phase is 3.5 eV or less.
【０００８】本発明が適用される相変化型光記録媒体
は、例えば、記録層の結晶相とアモルファス相との間の
可逆的な相変化を利用して情報の記録及び消去を行い、
結晶相とアモルファス相の反射率の相違を検出すること
によって記録された情報を再生するものであり、構造的
には、透明な基板上に記録層を含む多層膜を形成したも
のであれば良く、例えば、透明な基板上に、第一保護層
／記録層／第二保護層の順で積層された積層構造を有す
るもの等が例示される。A phase change type optical recording medium to which the present invention is applied records and erases information by utilizing reversible phase change between a crystalline phase and an amorphous phase of a recording layer,
The recorded information is reproduced by detecting the difference in reflectance between the crystalline phase and the amorphous phase. Structurally, it is sufficient if a multilayer film including a recording layer is formed on a transparent substrate. For example, those having a laminated structure in which a first protective layer / a recording layer / a second protective layer are laminated in this order on a transparent substrate are exemplified.
【０００９】図２は本発明が適用される相変化型光記録
媒体の一実施例の構造を示す部分断面図である。基板１
としては使用するレーザーの波長領域において十分透明
であり、機械特性などの媒体基板としての特性を満たす
ものであれば特に限定されず、ガラス、ポリカーボネー
ト、アモルファスポリオレフィン等を用いることができ
る。この基板１の上に第一保護層２として例えば、Ｚｎ
Ｓ、ＳｉＯ2 、ＡｌＮ、Ｔａ2 Ｏ5 等のいずれか、ある
いはそれらの混合物からなる誘電体膜を形成する。この
第一保護層の上に例えば、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系薄膜、Ｉ
ｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系薄膜等からなる記録層３を形成する。
さらにこの記録層の上に第二保護層４として例えば、Ｚ
ｎＳ、ＳｉＯ2 、ＡｌＮ、Ｔａ2 Ｏ5 等のいずれか、あ
るいはそれらの混合物からなる誘電体膜を形成する。こ
れらの第一保護層及び第二保護層は記録層を保護する役
割のほかに記録層への光吸収効率を高めたり、また、記
録前後の反射光の変化量を大きくする役割も有するた
め、これらの厚さは使用するレーザー波長や、記録層の
膜厚などを考慮して最適になるように設計する。FIG. 2 is a partial sectional view showing the structure of an embodiment of a phase change type optical recording medium to which the present invention is applied. Substrate 1
Is not particularly limited as long as it is sufficiently transparent in the wavelength range of the laser used and satisfies the properties as a medium substrate such as mechanical properties, and glass, polycarbonate, amorphous polyolefin, etc. can be used. As the first protective layer 2 on the substrate 1, for example, Zn
A dielectric film made of any one of S, SiO 2 , AlN, Ta 2 O 5 and the like or a mixture thereof is formed. On the first protective layer, for example, a Ge-Sb-Te-based thin film, I
The recording layer 3 made of an n-Sb-Te based thin film or the like is formed.
Further, as a second protective layer 4 on the recording layer, for example, Z
A dielectric film made of any one of nS, SiO 2 , AlN, Ta 2 O 5 and the like or a mixture thereof is formed. These first protective layer and the second protective layer, in addition to the role of protecting the recording layer, to increase the light absorption efficiency to the recording layer, and also to increase the amount of change in reflected light before and after recording, These thicknesses are designed to be optimum in consideration of the laser wavelength to be used and the film thickness of the recording layer.
【００１０】また、必要に応じて記録層の上面および／
または下面に金属、無機物質、あるいはそれらの混合物
等からなる界面層を形成しても良い。If necessary, the upper surface of the recording layer and / or
Alternatively, an interface layer made of a metal, an inorganic substance, or a mixture thereof may be formed on the lower surface.
【００１１】さらに、前記第二保護層の上に更に反射層
としてアルミニウム等よりなる金属反射膜を積層しても
良い。Further, a metal reflective film made of aluminum or the like may be laminated as a reflective layer on the second protective layer.
【００１２】これらの第一保護層、第二保護層、記録
層、界面層、反射層等はＤＣスパッタ法、ＲＦスパッタ
法、真空蒸着法等の通常の真空成膜技術により形成する
ことができる。The first protective layer, the second protective layer, the recording layer, the interface layer, the reflective layer and the like can be formed by a usual vacuum film forming technique such as a DC sputtering method, an RF sputtering method and a vacuum evaporation method. .
【００１３】さらに、これらの層を真空成膜技術により
形成した後、更にその上に、必要に応じて合成樹脂等か
らなる保護コート層を形成しても良い。Furthermore, after forming these layers by a vacuum film forming technique, a protective coat layer made of synthetic resin or the like may be further formed thereon, if necessary.
【００１４】記録層がアモルファス相から結晶相へ相変
化する際の活性化エネルギーは、記録層の材質、成膜条
件、記録層に接する層の材質等を変更することにより変
化させることができる。The activation energy when the recording layer undergoes a phase change from an amorphous phase to a crystalline phase can be changed by changing the material of the recording layer, the film forming conditions, the material of the layer in contact with the recording layer, and the like.
【００１５】[0015]
【実施例】以下、本発明を実施例に基づき更に詳細に説
明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるも
のではない。The present invention will be described in more detail based on the following examples, but the invention is not intended to be limited to these examples.
【００１６】（実施例及び比較例）以下に示すようにし
て、図３に示すような構造の相変化型光ディスクを製造
した。ポリカーボネート製のディスク状の基板１１上に
ＺｎＳ−20mol%ＳｉＯ2 からなる第一保護層１２（膜
厚：１００ｎｍ）をＺｎＳ−20mol%ＳｉＯ2 ターゲット
のＲＦスパッタリングにより成膜した。さらに、第一界
面層１３としてＳｉＯ2 とＴａの混合膜（膜厚：５ｎ
ｍ）をＳｉＯ2 ターゲットとＴａターゲットの同時ＲＦ
スパッタの方法で成膜した。この上に、Ｇｅ1 Ｓｂ2 Ｔ
ｅ4 からなる記録層１４（膜厚：２５ｎｍ）をＧｅ1 Ｓ
ｂ2 Ｔｅ4 合金ターゲットのＤＣスパッタリングにより
成膜した。この上に、第二界面層１５としてＳｉＯ2 と
Ｔａの混合膜（膜厚：５ｎｍ）をＳｉＯ2 ターゲットと
Ｔａターゲットの同時ＲＦスパッタの方法で成膜した。
さらにＺｎＳ−20mol%ＳｉＯ2 からなる第二保護層１６
（膜厚：２０ｎｍ）をＺｎＳ−20mol%ＳｉＯ2 ターゲッ
トのＲＦスパッタリングにより成膜した。この後、反射
層１７としてＡｌ−1.5wt%Ｃｒ合金膜（膜厚：２００ｎ
ｍ）をＡｌ−1.5wt%Ｃｒ合金ターゲットのＤＣスパッタ
リングにより成膜した。(Examples and Comparative Examples) A phase change type optical disk having a structure as shown in FIG. 3 was manufactured as follows. A first protective layer 12 (film thickness: 100 nm) made of ZnS-20 mol% SiO 2 was formed on a polycarbonate disk-shaped substrate 11 by RF sputtering of a ZnS-20 mol% SiO 2 target. Further, as the first interface layer 13, a mixed film of SiO 2 and Ta (film thickness: 5 n
m) Simultaneous RF of SiO 2 target and Ta target
The film was formed by the sputtering method. On top of this, Ge 1 Sb 2 T
The recording layer 14 (film thickness: 25 nm) made of e 4 was formed into Ge 1 S
The film was formed by DC sputtering of a b 2 Te 4 alloy target. On this, a mixed film of SiO 2 and Ta (film thickness: 5 nm) was formed as the second interface layer 15 by the simultaneous RF sputtering method of the SiO 2 target and the Ta target.
Further, a second protective layer 16 made of ZnS-20 mol% SiO 2
(Film thickness: 20 nm) was formed by RF sputtering of a ZnS-20 mol% SiO 2 target. Thereafter, an Al-1.5 wt% Cr alloy film (film thickness: 200 n
m) was formed by DC sputtering of an Al-1.5 wt% Cr alloy target.
【００１７】上記の構成で、第一界面層及び第二界面層
の形成時に、ＳｉＯ2 とＴａのターゲットの投入パワー
を変化させて、第一界面層及び第二界面層のＳｉＯ2 と
Ｔａの混合比を種々に変化させたサンプルディスクを作
製した。ただし、第一界面層、第二界面層ともに同じ混
合比とした。With the above structure, when the first interface layer and the second interface layer are formed, the input powers of the targets of SiO 2 and Ta are changed to change the SiO 2 and Ta of the first interface layer and the second interface layer. Sample disks with various mixing ratios were prepared. However, the first interface layer and the second interface layer had the same mixing ratio.
【００１８】また、上記の各々のサンプルディスクの作
製において、ガラス基板上に同一条件で成膜を行い、結
晶化温度測定用のサンプルを得た。得られたガラス基板
サンプルの記録層の結晶化温度（Ｔｘ）を示差走査型熱
量計（ＤＳＣ）を使用して種々の昇温速度（α）の条件
で測定した。この測定結果を用いて、下記のキッシンジ
ャー方程式（Journal of Non-Crystalline Solid 38&39
(1980) P.741 参照）から結晶化の際の活性化エネルギ
ー（Ｅａ）を算出した。In each of the above sample disks, a film was formed on a glass substrate under the same conditions to obtain a sample for measuring crystallization temperature. The crystallization temperature (Tx) of the recording layer of the obtained glass substrate sample was measured using a differential scanning calorimeter (DSC) under various heating rates (α). Using this measurement result, the following Kissinger equation (Journal of Non-Crystalline Solid 38 & 39
(1980, p.741), the activation energy (Ea) during crystallization was calculated.
【００１９】ｌｎ（α／（Ｔｘ）2 ）＝−Ｅａ／（β・
Ｔｘ）＋ Const. ここで、αは昇温速度、βはボルツマン定数、Ｔｘは結
晶化温度、Ｅａは活性化エネルギーである。Ln (α / (Tx) 2 ) =-Ea / (β ·
Tx) + Const. Here, α is the temperature rising rate, β is the Boltzmann constant, Tx is the crystallization temperature, and Ea is the activation energy.
【００２０】また、上記により作製したサンプルディス
クを記録再生装置にセットして、線速度１０．１ｍ／ｓ
ｅｃで回転させながら、６８０ｎｍの波長のレーザービ
ームを６ｍＷの強度で照射して記録層を結晶化させた。
次に、記録層を結晶化させた領域のトラック上に同じ装
置を使用して、線速度１０．１ｍ／ｓｅｃで３．５９Ｍ
Ｈｚの変調信号（パルス幅＝３５ｎｓ）を記録し、この
上に９．５７ＭＨｚの変調信号（パルス幅＝３５ｎｓ）
をオーバーライト記録した。この記録の際、図４に示す
ようなオフパルスを付加したレーザー変調パターンを使
用し、ピークパワー（Ｐｐ）を１２．０ｍＷ、再生パワ
ー（Ｐｒ）を１．０ｍＷ、オフパルスパワー（Ｐoff ）
を１．０ｍＷとした。また、オフパルスの幅は２５ｎｓ
とした。The sample disk produced as described above was set in a recording / reproducing apparatus, and the linear velocity was 10.1 m / s.
While rotating at ec, the recording layer was crystallized by irradiation with a laser beam having a wavelength of 680 nm at an intensity of 6 mW.
Next, using the same apparatus on the track in the area where the recording layer was crystallized, the linear velocity was set to 3.59 M at a linear velocity of 10.1 m / sec.
Hz modulated signal (pulse width = 35 ns) is recorded, and a 9.57 MHz modulated signal (pulse width = 35 ns) is recorded thereon.
Was overwritten. At the time of this recording, a laser modulation pattern with an off pulse added as shown in FIG. 4 was used, the peak power (Pp) was 12.0 mW, the reproduction power (Pr) was 1.0 mW, and the off pulse power (Poff)
Was set to 1.0 mW. The width of the off pulse is 25 ns.
And
【００２１】上記のようなオーバーライト記録を行なっ
た際、９．５７ＭＨｚの信号をオーバーライトした後の
９．５７ＭＨｚの信号のキャリアレベルと３．５９ＭＨ
ｚの信号のキャリアレベル（消し残り）の差を消去率
（ＯＷ消去率）として定義して、この消去率のバイアス
パワー（Ｐｂ）依存性を測定した。界面層がＳｉＯ2 の
みのサンプルディスクの測定結果を図５に示す。このよ
うな測定から各々のサンプルディスクのＯＷ消去率の最
大値を求めた。When the above overwrite recording is performed, the carrier level of the 9.57 MHz signal and 3.59 MH after the 9.57 MHz signal is overwritten.
The difference in carrier level (unerased portion) of the z signal was defined as the erase rate (OW erase rate), and the bias power (Pb) dependence of this erase rate was measured. The measurement results of the sample disk in which the interface layer is only SiO 2 are shown in FIG. From such measurement, the maximum value of the OW erasing rate of each sample disk was obtained.
【００２２】以上のようにして測定した活性化エネルギ
ーとＯＷ消去率の最大値の関係を図６に示す。このグラ
フから活性化エネルギーが３．５ｅＶ以下であればＯＷ
消去率が実用的な範囲である２０ｄＢ以上となることが
分かる。FIG. 6 shows the relationship between the activation energy measured as described above and the maximum value of the OW erasing rate. From this graph, if the activation energy is 3.5 eV or less, OW
It can be seen that the erasing rate is 20 dB or more, which is a practical range.
【００２３】[0023]
【発明の効果】本発明の相変化型光記録媒体によれば、
記録層がアモルファス相から結晶相へ相変化する際の活
性化エネルギーを３．５ｅＶ以下とすることによって、
ダイレクトオーバーライトによる信号の消し残りが少な
くなり高い消去率が得られる。これにより、より信頼性
の高い相変化型光記録媒体を得ることができる。According to the phase change type optical recording medium of the present invention,
By setting the activation energy when the recording layer undergoes the phase change from the amorphous phase to the crystalline phase to 3.5 eV or less,
A high erasing rate can be obtained because the amount of unerased signal due to direct overwrite is reduced. This makes it possible to obtain a more reliable phase change type optical recording medium.
【図１】記録再生装置のレーザーパワーの関係を示す図
である。FIG. 1 is a diagram showing a relationship between laser powers of a recording / reproducing apparatus.
【図２】本発明を適用しうる相変化型光記録媒体の構造
の一例を示す部分断面図である。FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing an example of the structure of a phase-change optical recording medium to which the present invention can be applied.
【図３】本発明の実施例及び比較例の相変化型光記録媒
体の構造を示す部分断面図である。FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing a structure of a phase change type optical recording medium of Examples and Comparative Examples of the present invention.
【図４】実施例及び比較例の測定に使用したレーザーパ
ワーの関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a relationship between laser powers used for measurement in Examples and Comparative Examples.
【図５】実施例の界面層をＳｉＯ2 としたサンプルディ
スクのＯＷ消去率とバイアスパワーとの関係を示す図で
ある。FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the OW erasing rate and the bias power of a sample disk in which the interface layer of the example is SiO 2 .
【図６】実施例及び比較例のサンプルディスクの活性化
エネルギーとＯＷ消去率の最大値との関係を示す図であ
る。FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the activation energy and the maximum value of the OW erasing rate of the sample disks of Examples and Comparative Examples.
１：基板 ２：第一保護層 ３：記録層 ４：第二保護層 １１：基板 １２：第一保護層 １３：第一界面層 １４：記録層 １５：第二界面層 １６：第二保護層 １７：反射層 1: Substrate 2: First protective layer 3: Recording layer 4: Second protective layer 11: Substrate 12: First protective layer 13: First interface layer 14: Recording layer 15: Second interface layer 16: Second protective layer 17: reflective layer
Claims (1)
の可逆的な相変化を利用して情報の記録を行なう相変化
型光記録媒体において、前記記録層がアモルファス相か
ら結晶相へ相変化する際の活性化エネルギーが３．５ｅ
Ｖ以下であることを特徴とする相変化型光記録媒体。1. A phase-change optical recording medium for recording information by utilizing reversible phase change between a crystalline phase and an amorphous phase of a recording layer, wherein the recording layer changes from an amorphous phase to a crystalline phase. The activation energy when changing is 3.5e
A phase change type optical recording medium characterized by being V or less.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8057930A JPH09248965A (en) | 1996-03-14 | 1996-03-14 | Phase change type photo-recording medium |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8057930A JPH09248965A (en) | 1996-03-14 | 1996-03-14 | Phase change type photo-recording medium |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09248965A true JPH09248965A (en) | 1997-09-22 |
Family
ID=13069740
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8057930A Pending JPH09248965A (en) | 1996-03-14 | 1996-03-14 | Phase change type photo-recording medium |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09248965A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999006220A1 (en) * | 1997-08-01 | 1999-02-11 | Hitachi, Ltd. | Information recording medium |
| US7482109B2 (en) | 2001-02-01 | 2009-01-27 | Ricoh Company, Ltd. | Optical information recording medium |
-
1996
- 1996-03-14 JP JP8057930A patent/JPH09248965A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999006220A1 (en) * | 1997-08-01 | 1999-02-11 | Hitachi, Ltd. | Information recording medium |
| US7482109B2 (en) | 2001-02-01 | 2009-01-27 | Ricoh Company, Ltd. | Optical information recording medium |
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