JPS6374139A

JPS6374139A - 光学的記録用媒体

Info

Publication number: JPS6374139A
Application number: JP61220833A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Yoshitomi; 吉富　敏彦; Yoshimitsu Kobayashi; 喜光小林; Yoshiyuki Shirosaka; 欣幸城阪; Hidemi Yoshida; 秀実吉田; Michikazu Horie; 通和堀江; Takanori Tamura; 田村　孝憲
Original assignee: Mitsubishi Kasei Corp
Current assignee: Mitsubishi Kasei Corp
Priority date: 1986-09-18
Filing date: 1986-09-18
Publication date: 1988-04-04
Also published as: JPH0474784B2

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、高密度・高速記録が可能な光学的記録用媒体
に関する。詳しくは、基板上に形成した記録用薄膜にレ
ーザービームを照射して発生した熱により、該薄膜が蒸
発あるいは溶融除去されることを利用した光学的記録用
媒体に関するものである。

（従来の技術）基板上に形成された薄膜にレーザービームを照射して穴
（ビット）を形成するようにした光学的記録用媒体とし
て、従来より、Ｔｏ、Ｂｉなどの金属薄膜が利用されて
いる。さらに、経時安定性を増すためにＴｅ及びＳｅな
どからなるＴｅ系合金薄膜や、これらの金属を含有する
プラズマ重合膜が利用されている。これらの材料は低融
点であるため記録に要するレーザー光のパワーが小さく
て済み、記録感度の点で有利である。

゛　　一方、これらの記録媒体に用〜・る基板としては
、プラスチック、ガラス、金属ある〜・は、これらの基
板上に光硬化性樹脂膜等を形成したものが挙げられる。

上記基板と薄膜記録媒体とからなる系にお（・てレーザ
ー光による薄膜の穿孔には、レーザー加熱によって浴融
した膜物質が基板との付着力にうちかつて分離すること
が必要である。このような目的のために記録層と基板と
の間にフルオロカーボン薄膜からなる下引き層を設ける
ことが検討されて（・る（特開昭！；９−９０２’ｌｌ
、号公報）。基板と膜物質との間の付着力を決める要因
は、記録層と接する基板表面及び記録層を形成する物質
の溶融時における表面張力や、基板表面層の分子量、架
橋度等である。記録層と基板との関係は、この両者の付
着力が小さければ。

より小さなレーザー元パワーで短時間にビットを形成す
ることができる。これは記録感度の向上を意味し、高速
処理のファイル記録及び安価な低出力半導体レーザーの
使用が可能となる。

しかしながら、さらに高品質の記録を行うためには感度
の向上だけではなく、形成されたビット形状が明確な輪
郭を有し、かつ、−ｍであることが要求される。

上記要求を満たすものとして、本発明者らは既に基板と
記録層との間にフルオロカーボンの下引き層を設け、か
つ、該下引き層の記録層に接する側の表面から１０ｎｍ
以内の層の炭素とフッ素の原子数比をＦＸｓｃＡ（軟Ｘ
線励起光電子分光法）法による測定値として炭素／に対
してフッ素／、９以上とする光学的記録用媒体を提案し
た。（特願乙０−２９ｇ／９７）（発明が解決しようとする問題点）一方、記録用媒体には、以上のような特性に肌えて、記
憶容量が大きいこと、すなわち、高密度記録が可能なこ
とが要求される。穴あけタイプの光学的記録用媒体の記
憶容量を向上させろためには、ビットの大きさをできる
だけ小さくすることが要求される。記録媒体の熱伝導率
が大きいために、レーザー光照射によって浴融除去され
る領域が太き（なってしまう場合や、記録層と下引き届
の間の付着力か弱過ぎて除去される物質の童が多くなっ
てしまう場合には。

ビットサイズが大きくなりやすく高密度記録は不可能と
なる。また、上記のような媒体では、レーザー元ハワー
のわずかな変動によってもビットサイズが敏感に変動し
やすい傾向があり。

安定で正確なディジタル信号の記録が困難となる。

さらに、上記ビット形状に関する問題点に加えて、短パ
ルス長のレーザー光で記録したり、ディスクを高速で回
転させる場合、特にディスクの外周にお〜・ては媒体面
上の単位面積当りに単位時間に照射されるレーザー光の
エネルギー密度が小さくなるために、穴あけに要するレ
ーザー光出力はより大きくなり、媒体に対する高感度化
の要求は一層厳しいものとなる。

以上のような要求を満たすためには、記録層とその下地
（基板または下引層）との組合せが極めて重要な要素と
なる。すなわち、最短ピット長を短か（するためには、
付着力が大きいことが望ましく、一方で高感度化のため
には付着力は小さいことが望ましいと（・う−見、相矛
盾する要求を満たさねばならない。

（問題点を解決するための手段）本発明者らは、フルオロカーボン薄膜の炭素とフッ素の
組成比及び構造を制御することによリ、フルオロカーボ
ン薄膜からなる下引き層と各種記録層との間の付着力を
制御し、これにより、最小ビットサイズを小さくする一
方で、高感度及びピット形状の改善をもたらす光学的記
録用媒体を得１本発明に到達した。

すなわち１本発明の要旨は、基板上にフルオロカーボン
膜からなる下引き層を設は該下引き層上にＴｅを含む穴
あけタイプの記録層を配置した光学的記録用媒体におい
て、上記下引き層の記録層に接する側の表面から１０ｎ
ｍ以内の層の炭素とフッ素の原子数比をＥＳＯＡ法によ
る測定値として、炭素ｌに対して、フッ素ｏ、ｇ以上へ
グ未満としたことを特徴とする光学的記録用媒体に存す
る。

本発明に言５　ＥＳＯＡ法とは、軟Ｘ線励起元電子分元
法の略称であって、軟Ｘ線の照射によって試料化合物中
の原子からたたき出された光電子のエネルギースペクト
ルから試料の表面近傍の元素の種類及び化学結合状態を
分析する方法である。この方法では、上記光電子の透過
能が小さいため該薄膜の分析は、その表面から、１０Ｔ
１ｍ以内の極表層部の情報が相対的に強くスペクトロメ
ータ″ＸＳＡＭ−ｇ００”型を用い導電性基板上に作成
したフルオロカーボン薄膜表面のフッ素ＩＢ軌道（Ｆ＋
ｓ）スペクトルと炭素ｌ５（Ｃ！、Ｂ）軌道スペクトル
を測定した。　Ｆｌ［３スペクトルは、結合エネルギー
がＡ　ｇ　ｔ　ｅＶ付近に中心を有する単一ピークから
なり、ＣＩ８スペクトルは、結合エネルギーが１．２ざ
５からコックｅｖ付近に中心を有する複数のピークから
構成される。炭素原子とフッ素原子の原子数比は上記Ｆ
１ｓピークの積分強度と、Ｃ１Ｓスペクトルの積分強度
との比から導出される。

以下図面を参照して１本発明の詳細な説明する。第１図
は１本発明元学的記録用媒体の具体的構造の７例を示す
模式図であって、（１）は基板。

（２）は基板（１）上に配置したフルオロカーボンの下
引き膜、（３）は膜（２）上に形成した記録層、（４）
はトラックサーボ用の溝である。

本発明に係る記録媒体の基板（１）としては、アクリル
樹脂、ポリカーボネート樹脂等のプラスチック、ガラス
又はアルミニウム等に紫外線硬化樹脂を塗布したもの等
が挙げられる。

本発明においては、この基板上にフルオロカーボンから
なる膜を設ける。具体的には、例えば、プラズマ重合法
によってポリフルオロカーボン薄膜を二〇〜１０ＯＯＡ
、好適には５０〜３００＾堆積させて下引き層（２）を
形成し１種々の記録層（３）に対して下地との付着力を
最適化する。

プラズマ重合に用（・ろフルオロカーボンの七ツマ−と
しては、四フッ化エチレン、六フッ化プロピレンナトの
バー７０ロアルケン、又ハハーフロロンクロヘキサン、
バー７０口ベンゼン等、常温で気体ある〜・は液体であ
っても蒸気圧が十分筒＜、真空容器に該フルオロカーボ
ンの蒸気を／　０−３ＴＯｒｒ以上；１々たし、グロー
放電が可能となるものであって、フッ素の置換度が高い
ものであれば良−・。特に、四フッ化エチレント六フッ
化プロピレンは蒸気圧が高い１重合速度が速（・、安価
で取扱い易いなどの点で有利なモ／　−ｙ　−カ、Ｘで
ある。これらフルオロカーボン薄膜表面として容量式あ
るいは誘導式放電を用℃・ることによりプラズマ重合膜
を形成することができる。フルオロカーボン膜の他の形
成方法としては、ポｉ／テトラフルオロエチレン等のポ
リフルオロカーボンをスパッタリング等により形成する
方法がある。

第２図は、フルオロカーボンのプラズマ重合膜を作製し
た後、スパッタ法によって記録層を成膜する場合の装置
の一例を示す。

図中（５）は真空容器であり、その内部はΩ室に区切ら
れている。第１室でプラズマ重合を行し・、その後第■
室において記録層を成膜する。第２図中、　（６）、　
（７）は高周波を印加する電極であり。

基本的には同一構造であるが、（７）がスパッタされる
べき材質からなるターゲットであるのに対し、（６）は
スパッタされにくい材５（ステンレス。

Ｔａなど）が用いられる。（８）は基板（９）がセット
されたホルダーであり、■、■室の順に搬送することが
できる。Ｃ１、α◇は放電を生ぜしぬるためのガス導入
口であり、αＯからはフルオロカーボンのモノマーガス
、αυからは、ＡｒまたはＡｒとフッ化セレンガス等の
反応性ガスとの混合ガスを導入する。ここで、１．■室
の間には、各室のガスの種類及び圧力を独立に制御する
ための差動排気室αつを設けている。また、Ｃ１１は排
気口、α→はＲＦ電源である。

上記のような容量結合式のプラズマ重合装置にお（・て
得られるフルオロカーボン膜表面のフッ素原子と炭素原
子の組成比（原子数比）、Ｆｌｏは、原料となるモノマ
ーガス、装置形状。

放゛亀条件、特に放電パワー及びモノマーガス圧力に依
存するが、その値として、０．２から／、Ｓ程度の範囲
のものが容易に得られる。一方、ポリフルオロカーボン
のスパッタ膜では、ターゲットとして利用しうるポリフ
ルオロカーボン樹脂の耐熱性に関する制限のためＦｌｏ
としてｉ、ｉから１．７程度のものしか得られない。Ｆ
ｌｏが小さ〜・方がフッ素原子が少な（、炭素原子どう
しの架橋度が高℃・膜構造となっており、従って。

記録層との間の付着力が増加する傾向がある。

付着力の制御という点からは、プラズマ重合膜の方が幅
広し・制御が行える。本発明者らは、種々のＴｅを含む
金属薄膜からなる穴あけタイプの記録層に対し、上記フ
ルオロカーボンのプラズマ重合膜からなる下引き層を適
用し、感度、ビット形状及び最小ビットサイズのバラン
スのとれた改善を達成しうるよう、記録層と下引き層の
間の付着力の最適化を行った。この結果。

該下引き層の記録層に接する側の表面からｌＯｎｍ以内
の層の炭素とフッ素の原子数比を炭素ｌに対してフッ素
ｏ、ｇ以上／、９未満、好ましくは０．９以上／、３以
下とした場合に最も良好な特性を有する記録媒体が得ら
れた。Ｆｌｏがｏ、ｇより小さい場合には、ポリカーボ
ネート樹脂等に直接記録層を成膜した場合に比して、感
度の改善効果が少な（、Ｆｌｏが／、！Ｉより大きい場
合にはビットサイズが太き（なりやすい傾向がある。

（実施例）（実施例／）真空容器中に六フッ化プロピレンのモノマーガスを導入
し、圧力を／　Ｘ　／　０−２ＴＯｒｒとした。直径３
インチのステンレス製の円形陰極と、はぼ同程度の大き
さを有し１円板状のポリカーボネート樹脂基板を装着し
た陽極との間に、　　／　、？、ｊ　ＡＭＨ２の高周波
電圧を印加し。

グロー放電を生ぜしめた。放電電力はＳＯＷで、上記平
行平板電極間の間隔は１００ｍＮとした。上記条件のも
とで膜厚約２００１のプラズマ重合膜を得、下引き層と
した。該六フッ化プロピレン・プラズマ重合膜のフッ素
と炭素の原子数比Ｆ／Ｃは炭素／に対してフッ素７．２
であった。

上記下引き層上に、記録層として、ＴｅをＡｒとＳｅＦ
６混合ガス中でスパッタして得られる膜厚約１Ｉｏｏ＾
のＴｅ−３ｅＦ６系媒体（特願１．０−２９１ｓ！；２
０に開示したと同様の膜）を形成した。また、比較のた
め、　Ｆｌｏが／、５であるポリテトラフルオロエチレ
ンのスパッタ膜（膜厚約λθθ＾）を下引き層とした場
合。

及び下引き層の無い場合について、同様にＴｅ−８ｅＦ
、系記録層を成膜した。

上記３種類の光学的記録用媒体に対し、以下のような条
件で記録再生特性の評価を行った。円板状基板は／　ｇ
　００　ｒｐｍで回転させ、回転軸からの半径約ＪＯｍ
、のトラックに対し、波長ｇ　３０　ｎｍのＧａＡｓ半
導体ｖ　　！−テ記録−再生を行った。記録はＪ、　Ａ
　、？　ＭＨｚ、デユーティ−３０％のパルス元にて行
った。

第３図にＣ／Ｎ比（Ｃａｒｒｉｅｒ　ｔｏ　ｎｏｉｅｅ
　ｒａｔｉｏ　）の記録パワー依存性を示す。図中（ａ
）はＦｌｏ　＝／、Ｓであるポリテトラフルオロエチレ
ンスパッタ膜を下引き層とした場合、（ロ）はＦｌｏ　
＝＝　／、　２である六フッ化プロピレンプラズマ重合
膜を下引き層とした場合、（Ｃ）は下引き層無しの場合
である。（ロ）は（Ｃ）よりも感度が改善される一方で
、（ａ）よりもＯ／Ｎが２〜３ｄＢ増加し。

Ｃハ比の記録パワー依存性が少ない。これは。

ＳＥＭ観察の結果、（ａ）においては記録パワーを大き
くするにつれ、ビットサイズが急激に大きくなるのに対
し、■にお（・てはビットサイズの変動が少ないためで
あることがわかった。さらに、■においては（Ｃ）に比
べてビット内残留物が少なく、均一なリムが形成された
。

（実施例２）実施例／において、モノマーガスを四７ツ化エチレンに
変えただけで他は全く同様にして、膜厚的２００＾のプ
ラズマ重合膜（Ｆ／Ｃ＝／、／）を形成し、下引き層と
した。上記四フッ化エチレンプラズマ重合膜の他に、や
はり実施例１と同様に、ポリテトラフルオロエチレンの
スパッタ膜（Ｆ／Ｃ＝　／、　、ｌｒ　）と、下引き無
しの場合の３種類の基板及び下引き層上に、窒素及びＡ
ｒとの混合ガス中で、７０ｇｇ％、Ｓθ／、２％（原子
比）の合金ターゲットの反応性スパッタリングを行い、
Ｔｅ及びＳθを含む膜厚的ｑｏθ＾の薄膜（特願ＡＯ−
／！；／ｊｔＯ！；に開示したと同様の膜）を形成し、
記録層とした。上記３種類の光学的記録用媒体に対し実
施例／と同様にして記録。

再生特性の評価を行った。

ポリテトラフルオロエチレンのスパッタ膜を下引き層と
した場合、感度は極めて良いものの、付着力か弱過ぎる
ために、ビット形状が不ぞろ〜・で、大きな穴しか開か
ない。このため、Ｃ／Ｎの場所むら、記録パワー依存性
が大きく、正確なデジタル信号の記録・再生は不可能で
あった。

四フッ化エチレンのプラズマ重合膜を下引き層として用
（・た場合、及び下引き層無しの場合には、それぞれ、
第３図に）及び（Ｃ）と同様な特性を示し、該プラズマ
重合膜下引き層の場合に最も良好な特性が得られた。

（発明の効果）本発明におけるフルオロカーボン膜の下引キ層は、単に
記録媒体の感度を向上させるだけでな（、記録・再生特
性のバランスのとれた改善を達成でき、特に、高密度な
光学的記録用媒体を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明に係る記録用媒体の構造の一例を示し
、第２図は、記録層を成膜するだめのスパッター装置の
一例を示し、第３図は、実施例で得られた媒体のＣ７Ｎ
比の記録依存性を示す。図中、（１）二基板、　（２）　：下引き膜、　（３）
　：記録層晃３図才８対記註八〇ワ−

Claims

【特許請求の範囲】

（１）基板上にフルオロカーボン膜からなる下引き層を
設け、該下引き層上にＴｅを含む薄膜からなる穴あけタ
イプの記録層を配置した光学的記録用媒体において、上
記下引き層の記録層に接する側の表面から１０ｎｍ以内
の層の炭素とフッ素の原子数比をＥＳＣＡ法による測定
値として、炭素１に対してフッ素０．８以上１．４未満
としたことを特徴とする光学的記録用媒体。
（２）フルオロカーボン膜がフルオロカーボンのプラズ
マ重合膜であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
に記載の光学的記録用媒体。
（３）上記フルオロカーボンのモノマーガスが四フッ化
エチレンまたは六フッ化プロピレンであることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の光学的記録用媒体。
（４）上記穴あけタイプの記録層が、Ｔｅを含む金属を
ターゲット材として、フッ化セレンガスとＡｒガスとの
混合ガス中において反応性スパッタリングすることによ
り形成した、Ｔｅ及びＳｅを含む堆積膜であることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の光学的記録用媒体
。
（５）上記穴あけタイプの記録層が、Ｔｅ及びＳｅを含
む合金をターゲット材として窒素ガスとＡｒガスとの混
合ガス中において反応性スパッタリングをすることによ
り形成した、Ｔｅ及びＳｅを含む堆積膜であることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の光学的記録用媒体
。