JPS63206923A - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、例えばレーザビーム等の光ビームを照射す
ることにより記録層に相変化を生じさせて情報を記録消
去する情報記録媒体に関する。

（従来の技術） 従来、情報の消去が可能な光ディスクとして相変化型の
ものが知られている。この相変化型の光ディスクにおい
ては、記録層にレーザビームを照射することにより、記
録層が例えば結晶質と非晶質との間で可逆的に相変化す
ることを利用して情報を記録消去する。

このような相変化する材料としては、例えば、Ｔｅ、Ｇ
ｅ、ＴｅＧｅ、ＩｎＳｅ、５ｂＳｅ。

５ｂＴｅ等の半導体、半導体化合物又は金属間化合物が
ある。これらは、その温度により、結晶質相と非晶質相
との２つの状態を選択的にとり、各状態においてＮ＝ｎ
−ｉｋで現される複素屈折率が相違するので、レーザビ
ームによる熱処理でこれら２つの状態を可逆的に変化さ
せて情報を記録消去する（　Ｓ　、　Ｒ、Ｏｖｓｈｌｎ
ｓｋｙ　　Ｍ　ｅｔａｌ　ＩｕｒｇｌｃａｌＴ　ｒａｎ
ｓａｃｔｌｏｎｓ　２　　Ｂ４１１９７１）　ｏこの技
術の場合には、結晶質相と非晶質相とで反射率が著しく
異なるため、記録レベルが高い。

一方、上述の方式と異なり、レーザビームの照射により
相異なる結晶質間で可逆的に相変化させて情報を記録消
去する技術もある。このような相変化をする材料として
はＩｎ−５ｂ合金が知られている。

Ｉｒｘ−８ｂ合金薄膜は、比較的パルス幅が大きいレー
ザビームの照射により微細な結晶部分が短時間に比較的
大きな結晶に成長する。これら２つの結晶構造は異なる
複素屈折率を有し、レーザビームを照射して再生する場
合に、例えば、反射光量の差として結晶状態を区別する
。この技術の場合には、記録部分の安定性が高いという
利点を有する。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、結晶質−非晶質間で相変化させて情報を
記録消去する技術の場合には、記録部分が非晶質を主体
としているため安定性が低いものが多く、材料の結晶化
温度が低い場合に、非晶質の記録ビットが徐々に結晶化
してしまい、記録部分と非記録部分との区別がつかなく
るという欠点を有する。また、記録層をＩｎ−５ｂで形
成して相異なる結晶質の間で相変化させるタイプの光デ
ィスクの場合には、安定なＩ　ｎ　５ｏＳ　ｂ　５０金
属間化合物の近傍の組成で記録層を形成するが、この場
合には、記録レベルが低いという問題点がある。

従って、このような組成で記録層を形成する場合には、
情報の記録が不十分になる虞がある。これに対し、この
Ｉｎ−５ｂ合金でｓｂを若干過剰にした組成で記録層を
形成することも試みられている。この場合には、レーザ
ビーム照射によりＩｎ５ｇ５ｂ５０結晶粒とｓｂ結晶粒
との混合相となり、レーザビームの照射条件によりｓｂ
結晶粒子の大きさが変化するので、ある程度の記録レベ
ルを得ることができるが、記録レベルが未だ十分とは言
えず、また、このｓｂは結晶化速度が遅いので、初期化
及び消去の速度が小さく、初期化不良及び消去残りが生
じてしまう。

この発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、
記録の安定性及び記録レベルが高く、初期化不良及び消
去残りが発生しない情報記録媒体を提供することを目的
とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） この発明に係る情報記録媒体は、基板と、光ビームが照
射されることにより相変化して情報が記録消去される記
録層とを存する情報記録媒体であって、前記記録層は、
一般式 Ｉ　ｎ５６ｘＭＸ　Ｓ　ｂ５ｇで表される組成の合金で
形成されており、このＭは周期律表の第ｎＢ族に属する
元素であり、Ｘは０より大きく１５原子％以下であるこ
とを特徴とする。

（作用） この発明においては、記録層に光ビームを照射すること
により上述の組成の合金が Ｉ　ｎ　５０−Ｘ　Ｓ　ｂ　５０−ＸとＳｂｘＭＸとに
分離し、ＳｂｘＭ）（が安定な結晶質のＩ　ｎ　５ｏ−
ｘＳ　ｂ　５０−Ｘ中に分散した状態で存在し、且つ、
このＳｂＸＭＸは非晶質状態で安定であるため記録の安
定性が高い。また、相分離により生じたＳｂｘＭｘは光
ビームの照射条件を変化させることにより結晶質相と非
晶質相との間で相変化するので高記録レベルを得ること
ができる。更に、このＳｂｘＭＸは相変化の速度が大き
いので、初期化及び消去を高速化することができ、初期
化不良及び消去残りを抑制することができる。

（実施例） 以下、この発明の実施例について具体的に説明する。

ｒｎ５０ｓｂ５０で記録層を形成した場合には、Ｉｎ５
０Ｓｂ５０は金属間化合物であるから安定性が高く、ま
た、レーザビーム照射による原子同士の近距離でのオー
ダリング（規則化）が極めて速いので、初期化及び消去
における結晶化が極めて速い。しかしながら、このＩ　
ｎ　５０Ｓ　ｂ　５）はレーザビーム照射条件を変化さ
せても、結晶粒径の変化量が少なく、記録レベルが低い
。また、 Ｉ　ｎ　５ｇ　Ｓ　ｂ　５ｇよりも若干Ｓｂ量が多い組
成の合金の場合には、レーザビーム照射により Ｉｎ５０Ｓｂ５ｇ結晶粒とｓｂ結晶粒との混合相となり
、レーザビームの照射条件によりｓｂ結晶粒子の大きさ
が変化するのである程度の記録レベルを得ることができ
るが、記録レベルが未だ十分とは言えず、また、結晶化
速度も小さい。一方、Ｉ　ｎ　５０　Ｓ　ｂ　５０より
も若干１ｎＱが多い組成の合金で記録層を形成する場合
には、レーザビームの照射条件によるＩｎの結晶粒の大
きさの変化が小さいので、記録レベルが極めて低い。こ
れに対し、記録層を一般式１　ｎ５ｏ−Ｘ　ＭＸ　Ｓ　
ｂ父で表される組成の合金で形成し、Ｍとして周期律表
の第ＩＩＢ族に属する元素、すなわちＣｄ及びＺｎ等か
ら選択された元素を用い、Ｘを０より大きく１５原子％
以下にすることにより記録レベルを高めることができる
。つまり、上述の組成は、光ビームの照射によりＩ　ｎ
　５ｏ−Ｘ　Ｓ　ｂ　５０−ＸとＳｂｘＭＸとに相分離
するが、この中でＳｂｘＭＸはレーザビームの照射条件
により結晶質と非晶質との間で相変化するので、これら
の相の反射率の相違により高記録レベルを得ることがで
きる。また、このＳｂＸＭｘは相変化速度が大きいので
、初期化及び消去を高速化することができる。更に、Ｓ
ｂｘＭＸは非晶質状態であっても安定であり、しかも、
このＳｂｘＭｘが極めて安定なＩ　ｎ　５ｏ−Ｘ　Ｓ　
ｂ　５ｏ−Ｘ結晶の間に分散した状態で存在しているの
で、記録の安定性が高い。この場合に、Ｘが１５原子％
よりも多くなると、光ビームの照射により他の結晶が現
出するので、Ｘを１５％以下に規定する。

この実施例に係る情報記録媒体は、例えば第１図に示す
ように構成されている。基板１１は透明で材質上の経時
変化が少ない材料、例えば、ガラス又はポリカーボネー
ト樹脂等の材料でつくられている。基板１１には、保護
層１２、記録層１３及び保護層１４がこの順に形成され
ている。保護層１２は５ｉ０２で形成されており、記録
層１３が溶融することを防止している。保護層１４は、
５ｉ０２製の主層１５と紫外線硬化樹脂製の補助層１６
により構成されており、記録層１３の上に主層１５が形
成され、主層１５の上に補助層１６が形成されている。

そして、主層１５は保護層１３と同様に記録層１３が溶
融することを防止する機能ををしており、補助層１６は
ディスクの取扱い上表面に傷等が発生することを防止す
る機能を有している。記録層１３は、前述した組成の合
金、例えばＩ　ｎ５ｏ−Ｘ　Ｃｄ）（Ｓ　ｂ５０、Ｉ　
ｎ５ｏ−Ｘ　Ｚ　ｎ）（Ｓ　ｂ５０（０＜　ｘ≦１５原
子％）で形成されており、レーザビームの照射条件の相
違により相変化する。

このような光ディスクは以下のように製造される。先ず
、基板１１をスパッタ装置内に設置し、５ｉ０２ターゲ
ツトを使用してアルゴン雰囲気下でスパッタリングし、
５ｉ０２製の保護層１２を形成する。次いで、同じ雰囲
気を維持したまま、記録層の各構成元素でつくられたタ
ーゲットによる３光間時スパッタ又は、予め得ようとす
る記録層組成に調整されたターゲットによるスパッタに
より、Ｉｎ５Ｏ−ＸＣｄＸＳｂｓｏ又はＩｎ５ｏ−Ｘ　
Ｚｎ）（５ｂ５０等で形成された記録層１３を形成する
。その後、再度５ｉ０２ターゲツトのスパッタにより５
ｉ０２製の主層１５を形成し、その後、基板をスパッタ
装置から外して、スピンコード法により主層１５の上に
紫外線硬化樹脂を塗布し、これに紫外線を照射して補助
層１６を形成する。

次に、このような光ディスクの動作について説明する。

初期化 記録層１３は成膜直後に非晶質であるため、この記録層
１３に比較的弱い出力でパルス幅が長いレーザビームを
連続光照射して、記録層１３を溶融徐冷して凝固させ、
Ｉ　ｎ　５ｏ−Ｘ　Ｓ　ｂ　５Ｇ−Ｘの微細結晶粒と５
ｂ）（Ｃｄ）（又は５ｂ）（Ｚｎ）（等の微細結晶粒と
で形成された結晶相に相変化させる。

記録 初期化された記録層１３の上に比較的強い出力でパルス
幅が短いレーザビーム１８を照射して５ｂｘＣｄｘ又は
５ｂ）（ＺｎＸ等の微細結晶を非晶質に相変化させ、Ｉ
　ｎ　５０−Ｘ　Ｓ　ｂ　５０−Ｘの微細結晶粒とｓｂ
ｘ　Ｃｄｘ又は５ｂ３（ＺｎＸ等の非晶質との混合相で
記録ビット１９を形成する。

再生 記録層１３に比較的弱い出力のレーザビームを照射し、
記録ビットの反射光の強度を検出することにより情報を
読取る。

消去 レーザビームの照射条件を、基本的に初期化の場合の条
件と同様にして、記録ビット１９に照射する。記録ビッ
ト１９は初期化の場合と同様に溶融徐冷されて凝固し、
その中の５ｂｘＣｄｘ又は５ｂＸＺｎ）（等の非晶質が
微細結晶化し、情報が消去される。

以上のように、レーザビームの照射条件にょる５ｂｘＣ
ｄｘ又は５ｂ）（Ｚｎ）（等の結晶質相と非晶質相との
間の相変化により情報を記録消去することができる。

次に、この実施例に係る情報記録媒体を製造して特性を
試験した試験例について説明する。

試験例１ アルゴンスパッタにより、グループ付のポリカーボネー
ト基板の上に５ｉ０２層を１０００人成膜し、次いで、
その上にＩ”４７Ｚ　ｎ３　Ｓ　ｂ５０の３元合金を３
元同時スパッタにより組成を厳密に制御しながら７５０
人成膜して記録層を形成し、この記録層の上に、更に５
ｉ０２層を１０００人成膜した。その後、この５ｉ０２
層の上に紫外線硬化樹脂層を１０μｍ形成して光ディス
クを製造した。次いで、同様の層構成及び製造方法によ
り、記録層の組成が夫々Ｉ　ｎ４５Ｚ　ｎ５　Ｓ　ｂ５
ｏ。

Ｉ　ｎ４ｇＺ　ｎｌ。ｓ　ｂ５０、Ｉｎ３７Ｚｎ１３Ｓ
ｂ５０及びＩｎ３５Ｚｎよ５ｓｂ５Ｇの光デイスクサン
プルを作成した。これら５個の光デイスクサンプルを動
特性評価装置により特性評価した。ディスクの回転数を
９０　Ｏｒｐｍとして波長が８３０ｎｍの半導体レーザ
を使用し、初期化に際しては、出力１０ｍＷで連続光照
射し、記録に際しては、出力が１６ｍＷでパルス幅が２
００ｎｓ、デユーティ比が５０％のレーザビームをパル
ス照射し、消去に際しては初期化と同様の出力で連続照
射した。

その結果、先ず、初期化に際しては、９００ｒｐｍの高
速回転で、いずれのサンプルも３回のレーザビームの照
射で初期化することができた。従来のｓｂが過剰のＩｎ
−８ｂ合金で記録層を形成する場合には、初期化に際し
て６乃至８回のレーザビーム照射が必要であることから
、 Ｉｎ５６）（ＺｎｘＳｂ５０が高速で結晶化することが
わかった。即ちｓ　Ｉ　ｎ　５０−Ｘ　Ｓ　ｂ　カｘの
みならず、５ｂ）（Ｚｎ）（も高速で・結晶化する。

次に、記録の結果について説明する。第２図は、横軸に
Ｉ　ｒｌｓｃ−Ｘ　Ｚ　ｎｘＳ　ｂ５ｇのＸの値をとり
、縦軸に再生信号の大きさをとって、情報を記録した後
、０　、４　ｍ　Ｗのレーザビームによって再生した場
合のＸと再生信号の大きさとの関係を示すグラフ図であ
る。これによれば、Ｉ　ｎ　５Ｂ　Ｓ　ｂ　５０の場合
には、極めて再生信号が低いが、Ｘの増加により再生信
号が増加することがわかる。また、Ｘが１０原子％より
増加すると、再生信号レベルが低下することがわかる。

Ｘが１５原子％より大きい場合については試験していな
いが、この場合には他の結晶相が現出して信号レベルが
著しく低下する。

消去に際しては、Ｘが１０原子％までは記録ビットにレ
ーザビームパルスを１回照射することにより再生信号を
０にすることができたが、Ｘが１３及び１５原子％の場
合には、再生信号が１０乃至３０ｍＶとなり若干消去残
りが確認された。

試験例２ 記録層をＩ　ｎ−＞ｚ　Ｃｄ）ＨＳ　ｂ５ｇで形成して
、０くｘ≦１５原子％の間でＸを変化させ、試験例１と
同様な層構成の光デイスクサンプルを作成した１、試験
例１と同様に動的特性評価装置により特性を評価した結
果、試験例１の Ｉｎ５ｏ−ＸＺｎＸＳｔ）ｚの場合と同様の特性を得る
ことができた。

［発明の効果］ この発明によれば、５ｂｘＣｄｘ又は ５ｂ）（Ｚｎ）（が非晶質状態で安定であり、且つ、安
定な結晶質のＩｎ５０Ｓｂ５０中に分散した状態で存在
するので記録の安定性が高い。また、記録層中のＩ　ｎ
）（Ｃｄ）（又はＩｎ）（Ｚｎ）（が光ビームの照射条
件により結晶質相と非晶質相との間で相変化するので、
記録レベルを高くすることができ、確実に情報を記録す
ることができる。更に、５ｂｘＣｄＸ又は５ｂＸＺｎ＞
（は高速で相変化するので、初期化及び消去を高速化す
ることができ、初期化不良及び消去残りを抑制すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例に係る情報記録媒体を示す断
面図、第２図はＸと再生信号の大きさとの関係を示すグ
ラフ図である。 １１；基板、１２，１４；保護層、１３；記録層、１８
；レーザビーム、１９；記録ビット出願人代理人　弁理
士　鈴江武彦 ＠１図 Ｘの４１１　　　（ｊ？、３−’／、）賂２図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板と、光ビームが照射されることにより相異な
   る結晶相の間で相変化して情報が記録消去される記録層
   とを有する情報記録媒体において、前記記録層は、一般
   式Ｉｎ＿５＿０＿−＿ｘＭ＿ｘＳｂ＿５＿０で表される
   組成の合金で形成されており、このＭは周期律表の第I
   IＢ族に属する元素であり、ｘは０より大きく１５原子
   ％以下であることを特徴とする情報記録媒体。
2. （２）前記Ｍで示される元素は、Ｃｄ又はＺｎであるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の情報記録
   媒体。
3. （３）前記記録層の基板側の面及び基板と反対側の面に
   夫々第１の保護層及び第２の保護層を形成したことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の情報
   記録媒体。（４）前記第２の保護層は主層の上に有機樹
   脂でつくられた補助層が形成された２層体であることを
   特徴とする特許請求の範囲第２項又は第３項に記載の情
   報記録媒体。