JPS63263641A - 情報の記録及び消去方法 - 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、さらに詳しくは、レーザ光線な
どの熱源を用いて、情報信号の高密度かつ高速度の記録
、再生及び消去が可能な情報記録媒体に関するものであ
る。

従来の技術 レーザ光線を利用した高密度な情報の記録、再生の技術
は公知であり、現在、文書ファイル、静止画ファイルな
どに実用化されつつある。

また、書き換え可能な記録媒体についてもいくつかの記
録材料が提案されている。これらの技術は、主に合金で
のアモルファス状態と結晶状態との間の状態変化を利用
し、情報の記録や消去を行うもっである。すなわち、照
射時間の短い高パワーのレーザ光照射にょクアモルファ
ス状態を形成し、他方、照射時間の長い低パワーのレー
ザ光照射によ多結晶状態を形成し、これら２つの状態の
光学定数の違いにより情報の記録や消去が行われる。

このような状態変化を利用する記録材料としては１例え
ばＧｏ−Ｔｅ系〔「アプライド・フィジカル・レターズ
（Ａｐｐｌ、　Ｐｈｙｓ、　Ｌｅｔｔ、　）　Ｊ第４９
巻、第５０２ページ（１９８６年）〕や、〕Ｔｅ−Ｇｅ
−８ｎ−Ａｕ系［スピー（ｓｐ工Ｋ）Ｊ第６９５巻、第
７９ページ（１９８６年）］などが知られている。

しかしながら、これらの合金においては、結晶化時間が
長いために、単一ビームで消去しながら同時に記録する
、いわゆる単一ビームオーバーライトを行うことができ
ず、通常の円形ビームに加えて長円ビームを併用する必
要があることから、ドライブ装置が複雑になるのを免れ
ず、実用上好ましくない。

これに対し、結晶化時間が短くて、単一ビームオーバー
ライトが可能な記録材料としては１例えばＩｎ−８ｏ合
金〔「アプライド・フィジカル・レターズ（Ａｐｐｌ、
　Ｐｈｙｓ、　Ｌｅｔｔ、　）　Ｊ第５０巻、第６６７
ページ（１９８７年）〕が提案されている。しかしなが
ら、このＩｎ−８ｏ合金においては、結晶化時間は短い
ものの、感度砿十分でなく、実用上問題があった。

発明が解決しようとする問題点 本発明は、このような従来の記録材料が有する欠点を克
服し、結晶化時間が短く、かつ感度に優ｎた記録材料を
用い、情報信号の高密度かつ高速度の記録、再生及び消
去が可能な情報記録媒体を提供することを目的としてな
されたものである。

問題点を解決するための手段 これまで、Ｇｅ−Ｔｏ金合金用いた記録材料に関しては
、Ｇｅ　５０モル係以下の組成範囲のものが精力的に検
討されてきたが、このような組成では結晶化時間が長く
、感度が不十分であった。

本発明者らは、結晶化時間が短く、かつ感度に優れた記
録材料について、鋭意研究を重ね、光にＧｅ−Ｔｅの二
元系合金について、Ｇｅが５０モルチ以上の組成とすれ
ば結晶化時間が極めて短かくなるが、これはアモルファ
ス化が困難であることを見い出した。そこで、本発明者
らはさらに研究を進めた結果、前記Ｇｏ−Ｔｅの二元系
合金に、少なくともｓｂを、Ｇｅ、Ｔｏ及びｓｂの３元
累の原子数の割合が特定の範囲にあるように加えた材料
が結晶化時間が短く、かつ可逆性がある上に、感度も良
好であり、したがって、この材料から成る記録層を有す
る情報記録媒体が前記目的に適合しうろことを見い出し
、この知見に基づいて本発明を完成するに至つ几。

すなわち、本発明は、基板上に加熱によフ光学定数が変
化する材料から成る記録層を設け、該光学定数の変化に
対応して生じる光の反射率の変化によって情報の記録及
び消去を行う情報記録媒体において、該記録層が少なく
ともＳｂ、Ｔｅ及びＧｅの３元累から成り、かつこれら
３元累の原子数の割合が、Ｓｂ、Ｔｏ及びＧｅを頂点と
する三角座標において、Ａ　（Ｓｂ２１　ＴＪ６　Ｇｅ
６０　）、Ｂ　（ａｔ）２１Ｔｅｑ　Ｇｅ７ｇ　）、Ｃ
（Ｓｂ□　Ｔ＋３２ｇ　Ｇｅ８ｇ　）及びＤ　（ｓｂ□
Ｔｔ３ａａ　Ｇｅ５ｏ　）の４点で囲まれた範囲内にあ
る組成（ただしＳｂが００組底は除く）を有することを
特徴とする情報記録媒体を提供するものである。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明の情報記録媒体における記録層には、少なくとも
８ｂ、Ｔｅ及びＧｅの３元累から成り、かつこれら３元
累の原子数の割合が、第１図に示すように、Ｓｂ、Ｔｅ
及びＧｅを頂点とする三角座標において、Ａ　（Ｓｂ２
１　ＴｅＩＢ　（）ｅ６０）、Ｂ　（Ｓｂ２１Ｔｅ９Ｇ
ｅ７０　）　、Ｃ（Ｓｂｏ’ｒｅ２０　ＧｅＢ□　）及
びＤ　（ＳｂＯＴｅ４０　Ｇｅａｏ　）の４点で囲まれ
た範囲内にある組成、すなわち第１１／において、Ａ、
Ｂ、Ｃ及びＤの４点で囲まれた斜線部分の組成を有する
材料を用いることが必要である。ｓｂの含有量は２１モ
ルチ以下、好ましくは１５％以下である。ｓｂＯ量が０
モル係、すなわちＧｅ−Ｔｅのみの組成では、結晶化時
間は短いが、可逆性を示さず、しかもアモルファス化が
困難なので、記録材料として不適当であり。

一方２１モル係を超えると結晶化時間が長くなり、本発
明の効果が十分に発揮されない。また、Ｇｅの含有量は
６０〜８０モル係の範囲であり、この１が８０モルチを
超えると結晶化が極めて困難となる。

以上よｐ、ｓｂの効果としては、Ｇｅ−Ｔｅの結晶化を
妨げてアモルファス化を促進する働きがあると思われる
。

本発明における記録材料は、Ｓｂ、Ｔｅ及びＧｅの３元
素のみから成るものでも、実用上十分に使用できるが、
必要に応じ、本発明の目的をそこなわない範囲で他の元
素を添加してもよい。

基板上Ｋ、これらの材料から成る記録層を設けるには、
従来記録層の形成に慣用されている方法、例えば真空蒸
着やスパッタリングなどの方法が用いられる。組成のコ
ントロールは、真空蒸着においては、三元共蒸着法など
によって行うことができるし、スパッタリングにおいて
は、特定組成のターゲットを用いるか、合金ターゲット
上にチップを置いて行うことができる。このようにして
形成された記録層は、十分なコントラストを得るために
は、その膜厚が２０〜２００　ｎｍの範囲にあることが
望ましい。

本発明における基板としては、例えばガラスやガラス上
に光硬化性樹脂を設けたもの、あるいはポリカーボネー
ト、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチレンなどの
プラスチック基板、アルミニウム合金などの金属板など
が用いられる。

第２図は本発明の情報記録媒体の構成の１例を示す断面
図であって、基板１上に、少なくともｓｂ、Ｔｅ及びＧ
ｅの３元素から成る記録層２が設けられた構造を示して
いる。

発明の効果 本発明の情報記録媒体は、記録層に、少なくとも特定組
成のＳｂ、Ｔｅ及びＧｅの３元素から成る、結晶化時間
が短く、かつ感度に優れた記録材料を用いたものであっ
て、情報信号の高密度かつ高速度の記録、再生及び消去
が可能であるなど、優れ比特性を有している。

実施例 次に実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本
発明はこれらの例によってなんら限定さｎるものではな
い。

実施例１ 厚さ１．２鵡のポリカーボネート基板上に、三元共蒸着
法により、真空度１　、ＯＸ　１０　　Ｔｏｒｒで、５
ｂ−Ｔｅ−Ｇｅから成る膜厚１００　ｎｍの記録層を形
成した。すなわち、抵抗加熱法によりＷボートからＧｅ
及びＴｅをとばし、電子ビーム蒸着法によりｓｂをとば
して、組成５ｂ１ｏＴ１９２４０ｅ６６　　の記録層を
形成し、サンプルを作成した。

一方、同様の方法で、厚さ１．２１ｍのスライドガラス
上に１組成Ｓｂ１ｇ　Ｔｅ２４　Ｇｇ３６６　　から成
る膜厚５０　ｎｍの薄膜を形成した。このスライドガラ
ス上に薄膜を形成したサンプルをオープン中で５０℃か
ら３００℃の温度範囲で約１０分間の加熱処理を施し、
それぞれの温度での光透過率を波長８３０ｎｍで測定し
た。その結果より、初期状態に対し透過率が１割減少し
几温度（これを結晶化温度と定義する）は約１６０℃で
あった。

ポリカーボネート上に薄膜を形成したサンプルに静止状
態でレーザ光照射を行ったのちの反射率の“変化を測定
した。第３図は静止状態でのレーザ光照射装置の構成を
示している。半導体レーザ３を発した光は第１のレンズ
４で平行光とされたのち、第２のレンズ系及びプリズム
５、λ／４板６を通って対物レンズ７によって集光され
記録媒体上に照射さｎる。反射光は、入射光と反対の経
路をｔどりプリズム５で曲げられレンズ８によって集光
されて光検出器９により検出される。この装置を用いて
サンプルの結晶化及びアモルファス化を行った結果を第
４図に示す。この図より明らかなように、パルス幅０６
２μｓｅｃにおいて、１．５ｍＷで結晶化し、５ｍＷで
アモルファス化しており。

結晶化時間が短く、かつ、高感度であった。

実施例２ 第１表に示す組成のサンプルを実施例１と同様の方法で
ポリカーボネート基板上に厚さ１００　ｎｍに形成した
。これらのサンプルに静止状態で２ｍＷのレーザ光を照
射し友際の結晶化に要したパルス巾を第１表に示す。第
１表において、結晶化に要したパルス幅はすべて１．５
ＩＩ８ｅＣ以下と短く、特に８１）１ｇ　Ｔｅ２４　Ｇ
ｇ３６６及びｆ３ｂ５　Ｔｅ２５　Ｇ、６２の組成では
０．２μθｅｃと実用上十分な値であつ友。

第　　　　１　　　　表 実施例３ 直径５Ｖ４インチ、厚さ１．２ｆｌの、射出成形法によ
って得られた円板状のポリカーボネート基板の上に、実
施例１と同様の作成法で５ｔ）１ｏＴｅ２Ｂ　Ｇｅ６２
の組成比の薄膜を厚さ１００　ｎｍに形成した。このサ
ンプルを９００ｒｐｍで基板回転させ、基板越しに半導
体レーザ（波長ｓ３ｏｎｍ）の光を４ｍＷの出力でディ
スク１回転分発光させ、半径約３０絹の位置を１トラツ
ク結晶化させた。次に、この結晶化させたトラック上に
、ＩＭＨｚの信号を記録した。

この際、記録に要したレーザパワーは７ｍＷであり、そ
の信号を消去するのに必要なパワーは４ｍＷと実用上十
分な感度を有していた。

実施例４ 実施例３と同様のポリカーボネート基板上に、５ｂ１３
　Ｔｅ２２　Ｇｅ６５　　の組成比の薄膜を基板を回転
させた状態でＲＦスパッタ法によりスバッタ圧１．ＯＸ
　１０””　Ｔｏｒｒで厚さ１００　ｎｍに形成した。

このサンプルについて実施例３と同様な評価を行った。

基板回転９００　ｒｐｍ　、半径３０　ｍｍの位置にＩ
　ＭＨｚの信号を記録するのに要したレーザパワーは、
８ｍＷであシ、消去に必要なレーザパワーは６．５　ｍ
　Ｗと十分な感度を有していた。

比較例 実施例１と同様な方法で、第２表に示す組成のＧｅ−Ｔ
ｅ薄膜を、厚さ１．２１１１ｍのポリカーボネート基板
上に膜厚１１００ｎに形成した。

一方、同様の組成の薄膜を、厚さ１．２１１１１のスラ
イドガラス上に膜厚５０ｎｍに形成した。このサンプル
を、５０℃から３００　Ｃまでの温度範囲で約１０分間
の加熱処理を施し、それぞれの温度における光透過率を
波長８３０ｎｍで測定し結晶化温度を求めた。その結果
を第２表に示す。第２表よシ明らかなようにＧｅの量が
増すに伴って結晶化温度が上昇する。

第　　　　２　　　　表 また、ポリカーボネート上に薄膜を形成したサンプルに
静止状態でレーザ光照射を行い、結晶化に必要なレーザ
パワー及びパルス巾を測定した。

結果を＠５図に示す。この図から明らかなように０．２
μｓｅｃ以下の短時間でも結晶化が起こり始めることが
分かる。しかし、静止状態においてさえも、８ｍＷ以下
ではアモルファス化が不可能であり、実用性に欠けるも
のであった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の情報記録媒体の記録層に用いられる
材料の組成範囲を示す三角座標図、第２囚は本発明の情
報記録媒体の構成の１例を示す断面口、第３図は記録媒
体上にレーザ光を照射するための静止状態でのレーザ光
照射装置の１例の構成図、第４図は実施例における記録
層の静止状態でのアモルファス化しきい値及び結晶化し
きい値を示すグラフ、第５図は比較例における記録層の
静止状態での結晶化しきい値を示すグラフである。 式中の符号ｌは基板、２は記録層、３は半導体レーザ、
４及び８はレンズ、５はプリズム、７は対物レンズ、９
は光検出器である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　基板上に加熱により光学定数が変化する材料から成
   る記録層を設け、該光学定数の変化に対応して生じる光
   の反射率の変化によつて情報の記録及び消去を行う情報
   記録媒体において、該記録層が少なくともＳｂ、Ｔｅ及
   びＧｅの３元素から成り、かつこれら３元素の原子数の
   割合が、Ｓｂ、Ｔｅ及びＧｅを頂点とする三角座標にお
   いて、Ａ（Ｓｂ＿２＿１Ｔｅ＿１＿９Ｇｅ＿６＿０）、
   Ｂ（Ｓｂ＿２＿１Ｔｅ＿９Ｇｅ＿７＿０）、Ｃ（Ｓｂ＿
   ０Ｔｅ＿２＿０Ｇｅ＿８＿０）及びＤ（Ｓｂ＿０Ｔｅ＿
   ４＿０Ｇｅ＿８＿０）の４点で囲まれた範囲内にある組
   成（ただしＳｂが０の組成は除く）を有することを特徴
   とする情報記録媒体。