JPH01303644A - Optical recording medium - Google Patents

Optical recording medium

Info

Publication number
JPH01303644A
JPH01303644A JP63132805A JP13280588A JPH01303644A JP H01303644 A JPH01303644 A JP H01303644A JP 63132805 A JP63132805 A JP 63132805A JP 13280588 A JP13280588 A JP 13280588A JP H01303644 A JPH01303644 A JP H01303644A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
alloy
erasing
optical recording
recording medium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP63132805A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Susumu Fujimori
進 藤森
Hironori Yamazaki
裕基 山崎
Norihiro Funakoshi
宣博 舩越
Nobuo Nakamura
宣夫 中村
Koichi Oka
岡 公一
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.)
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Mining Co Ltd, Nippon Telegraph and Telephone Corp, Sumitomo Chemical Co Ltd filed Critical Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority to JP63132805A priority Critical patent/JPH01303644A/en
Publication of JPH01303644A publication Critical patent/JPH01303644A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Thermal Transfer Or Thermal Recording In General (AREA)
  • Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain the rewritable medium of high performance which satisfies long-term stability (stability in an amorphous state at room temp.) and high- speed erasing property by using an Sb-Te alloy film and specifying the compsn. range thereof. CONSTITUTION:The alloy film consisting of the compsn. which is expressed by the formula (Sb1-xTex) and in which (x) is 0.1<=x<=0.3 is used as the recording layer. A dielectric layer is deposited as a protective film on the front and/or rear surface of the recording layer. Further, the optical recording medium is constituted by providing >=2 layers of such thin alloy films and forming these plural thin alloy films between the respective dielectric layers; in addition, the respective film thicknesses of the alloy layers are confined to <=30nm. The rewriting type optical recording medium which allows the easy high-speed erasing, has the high stability of the recording state and allows many times of writing, reproducing and erasing is obtd. in this way.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、レーザビーム等の光の熱作用あるいはフォト
ン効果により情報を記録する光学記録媒体に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an optical recording medium in which information is recorded by the thermal action or photon effect of light such as a laser beam.

更に詳しくは、非晶質薄膜の結晶化を利用して情報の記
録が可能な光学記録媒体、および薄膜の非晶質化と結晶
化を可逆的に生起させることを利用して情報の記録と消
去が可能で、かつ記録・消去の感度と記録情報の長期保
存性および記録・消去の繰返性に優れた光学記録媒体に
関する。
More specifically, there are optical recording media that can record information using the crystallization of an amorphous thin film, and optical recording media that can record information using the reversible amorphization and crystallization of the thin film. The present invention relates to an optical recording medium that is erasable and has excellent recording/erasing sensitivity, long-term preservation of recorded information, and recording/erasing repeatability.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

最近、小型で高性能のレーザの発展に伴って、レーザビ
ームを利用した技術、即ち、光通信、光記録等のいわゆ
る光関連技術の研究が急速に進展し、一部は実用化され
ている。中でも収束レーザ光を基板上の薄膜状媒体に照
射して、その薄膜に穿孔もしくは非晶質−結晶質拡径の
ような構造変化を生ぜしめて、情報の記録を行う光記録
は、高密度、大容量の記録を可能ならしめる新技術とし
てン主目されている。
Recently, with the development of compact and high-performance lasers, research on technologies using laser beams, that is, so-called optical-related technologies such as optical communication and optical recording, has progressed rapidly, and some of them have been put into practical use. . Among them, optical recording, in which information is recorded by irradiating a thin film-like medium on a substrate with a focused laser beam to cause structural changes in the thin film, such as perforation or amorphous-crystalline expansion, is a high-density, It is attracting attention as a new technology that enables large-capacity recording.

ここで、薄膜に穿孔して記録を行う方式は、−星情報を
書き込んだ後は消去されることがなく、恒久的に情報を
保持できることを特徴とするため、追記型光記録媒体と
呼ばれている。一方、非晶質−結晶質転移に基づいて記
録を行う方式は、2つの状態間の遷移を可逆的になすこ
とにより多数回の書き込みと消去が可能であることから
、書換型光媒体と呼ばれている。異なった情報を何度で
も書換可能であるという汎用性の高さのため書換型光学
記録媒体は今後重要になると予想されている。
The method of recording by perforating a thin film is called a write-once optical recording medium because it is not erased after the star information is written and can permanently retain the information. ing. On the other hand, recording methods based on amorphous-crystalline transitions are called rewritable optical media because they can be written and erased many times by reversibly transitioning between two states. It is. Rewritable optical recording media are expected to become important in the future because of their high versatility in that different information can be rewritten any number of times.

この書換型光学記録媒体には、通常Te系カルコゲナイ
ドガラス、あるいはSe系カルコゲナイドガラス0.あ
るいはBiまたはsb等の金属膜、あるいはこれらの合
金膜が用いられる。これらの書換型光学記録媒体では、
レーザビームによる薄膜の急熱、急冷により膜中の原子
の非秩序状態をクエンチ(quench) L/て非晶
質化せしめて書き込みを行い、またレーザビームによる
除熱、徐冷により非晶質を結晶化せしめて消去を行う。
This rewritable optical recording medium is usually made of Te-based chalcogenide glass or Se-based chalcogenide glass. Alternatively, a metal film such as Bi or sb, or an alloy film thereof may be used. These rewritable optical recording media
The disordered state of atoms in the film is quenched by rapid heating and cooling of the thin film by a laser beam, and the amorphous state is made into an amorphous state for writing, and the amorphous state is made by removing heat and slow cooling by a laser beam. Crystallize and erase.

このような光学記録媒体は、初期状態を非晶質として結
晶化書きこみをおこない、または初期状態を結晶質とし
て非晶質化書きこみをおこなうモードとすれば、別に記
録情報の消去をおこなわず、恒久的な情報の記録方法と
して、穿孔記録と同じく追記型記録媒体としてももちろ
ん使用できる。
In such an optical recording medium, if the initial state is amorphous and crystallization writing is performed, or the initial state is crystalline and amorphous writing is performed, the recorded information is not erased separately. As a permanent information recording method, it can of course be used as a write-once recording medium as well as perforated recording.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

こうした原理に基づく光記録方式を実用的な光ディスク
に用いる場合、次のような問題がある。
When an optical recording system based on such a principle is used in a practical optical disc, the following problems arise.

(a)、書き込み、消去のレーザ照射条件が厳しい。(a) The laser irradiation conditions for writing and erasing are severe.

(b)、書き込みと消去の安定した繰り返し性が得難い
(b) It is difficult to obtain stable repeatability of writing and erasing.

(C)、書き込み状態の長期安定性が得難い。(C) It is difficult to obtain long-term stability of the written state.

半導体レーザやそれを組み込んだ光学ヘッドの発展が目
覚ましい現在、(a)のレーザ照射条件に対する制約は
緩まりつつあるが、それでも光ディスクのような高速記
録に適用するに当たり、書き込み(非晶質化)の場合、
レーザパワー20mW以下、パルス幅100nsec以
下、消去(結晶化)の場合、パルス幅lμsec以下程
度の条件を満たすことか要求される。
Nowadays, with the remarkable development of semiconductor lasers and optical heads incorporating them, the restrictions on the laser irradiation conditions in (a) are being loosened. case,
It is required that the laser power is 20 mW or less, the pulse width is 100 nsec or less, and in the case of erasing (crystallization), the pulse width is about 1 μsec or less.

また、長期安定性の問題は記録媒体の書き込み状態であ
る非晶質状態が室温付近で十分保持されれば良く、光記
録媒体として実用に供するための一つの基準として10
年以上の長期安定性が要求される。
In addition, regarding the issue of long-term stability, it is sufficient that the amorphous state, which is the writing state of the recording medium, is sufficiently maintained at around room temperature, and one standard for practical use as an optical recording medium is
Long-term stability of more than 20 years is required.

更に、媒体の酸化劣化も、オーバーコート層やアンダー
コート層を含んだ媒体構成によっては長期安定性の面で
問題とされる場合があり、記録膜の耐酸化性自体も十分
に優れていることが望ましい。即ち、常温常温の下での
記録媒体の反射率が10年以上に亘って酸化による変化
がなく、安定していることが要求される。
Furthermore, oxidative deterioration of the medium may also be a problem in terms of long-term stability depending on the medium structure that includes overcoat layers and undercoat layers, and the oxidation resistance of the recording film itself is also sufficiently excellent. is desirable. That is, it is required that the reflectance of the recording medium at room temperature remains stable for more than 10 years without any change due to oxidation.

更に、書き込みと消去の安定した繰り返し性を得るには
、媒体は多数回のレーザ加熱を受けることから、ヒート
サイクルに対する媒体の変形や穿孔、合金膜中の相分離
等の不可逆変化を抑制せねばならない。繰り返し数の要
求値は光記録の用途によって変わるが、103回から1
06回の縁り返しが要求される場合が多い。
Furthermore, in order to obtain stable repeatability of writing and erasing, the medium is subjected to laser heating many times, so it is necessary to suppress irreversible changes such as deformation and perforation of the medium due to heat cycles, phase separation in the alloy film, etc. It won't happen. The required number of repetitions varies depending on the use of optical recording, but it ranges from 103 times to 1
There are many cases where a 06-time engari-kaeshi is required.

以上の種々の要求条件の内、達成が困難と考えられる問
題の1つは、高速消去(レーザパルス幅1μsec以下
)と非晶質状態の長期安定性とを同時に達成することで
ある。これらの2つの条件は、前者が媒体をレーザ加熱
した時に結晶化し易いこと、後者が媒体を室温で保持し
た時の結晶化がし難いことを要求するものであり、互い
に相反する条件となるからである。
Among the various requirements mentioned above, one problem that is considered difficult to achieve is to simultaneously achieve high-speed erasure (laser pulse width of 1 μsec or less) and long-term stability of the amorphous state. These two conditions are contradictory because the former requires that the medium be easily crystallized when heated by a laser, and the latter that it is difficult to crystallize when the medium is kept at room temperature. It is.

この問題をTe系の合金膜を例にとって説明する。純T
eの薄膜は、短いパルスのレーザ照射でTeの融点(4
50℃)以上に加熱し、急冷することにより、容易に非
晶質となる。また、Te系合金膜では非晶質と結晶との
間で、屈折率および吸収率等の光学定数の差が大きく、
2つの状態間での反射率の差も大きいので、十分なコン
トラストがとれる。しかるに、純Teのガラス転移温度
は室温(〜20℃)程度と低く、レーザ照射によって得
られた非晶質部分は、数秒以下の短い時間で再び結晶化
してしまい、長期安定性の面で全く用をなさない。
This problem will be explained by taking a Te-based alloy film as an example. Pure T
The thin film of Te is heated to the melting point of Te (4
It easily becomes amorphous by heating to 50° C. or higher and rapidly cooling it. In addition, there is a large difference in optical constants such as refractive index and absorption rate between amorphous and crystalline Te-based alloy films.
Since the difference in reflectance between the two states is also large, sufficient contrast can be obtained. However, the glass transition temperature of pure Te is as low as room temperature (~20°C), and the amorphous portion obtained by laser irradiation crystallizes again in a short period of several seconds or less, resulting in no long-term stability. There is no use.

このため、Teに対してGe、 Sb、 As等を不純
物として添加し、非晶質状態を安定させる試みがなされ
てきた。これまでの研究では、不純物元素をlθ〜20
at、%程度の量まで添加したTe合金膜において、ガ
ラス転移温度は数十〜100℃以上まで上昇し、即ち、
非晶質化部分の結晶化温度は室温よりはるかに高い温度
域にあり、非晶質寿命は室温で10年以上のものが得ら
れることが分かっている。
For this reason, attempts have been made to stabilize the amorphous state by adding impurities such as Ge, Sb, and As to Te. In previous research, impurity elements have been adjusted to lθ~20
In a Te alloy film added to an amount of about at.
It is known that the crystallization temperature of the amorphous portion is in a temperature range far higher than room temperature, and that an amorphous life of 10 years or more can be obtained at room temperature.

しかしながら、非晶質状態を安定化せしめることは、反
面、非晶貿部をレーザパルスにより結晶化することを困
難とすることに相当し、従って高速消去が困難となるこ
とが予想される。実際、上記のTe合金系で10年以上
の長期安定性を有するものは、書き込み状態の消去にあ
たり、10μsec以上、通常数十〜数百μsecのパ
ルス幅を有するレーザパルスの照射を要することが示さ
れている。
However, stabilizing the amorphous state is equivalent to making it difficult to crystallize the amorphous portion by a laser pulse, and therefore it is expected that high-speed erasing will become difficult. In fact, it has been shown that the above Te alloy system with long-term stability of 10 years or more requires laser pulse irradiation with a pulse width of 10 μsec or more, usually tens to hundreds of μsec, to erase the written state. has been done.

このように、長期安定性と高速消去性を共に満足する材
料は、まだ十分なものがなく、現在、材料開発の研究の
焦点となっている。
As described above, there is still no sufficient material that satisfies both long-term stability and high-speed erasability, and this is currently the focus of research in material development.

上記の問題の他に、レーザ加熱の繰り返しによる合金系
の相分離の発生も、書き込みと消去の繰り返し性を損な
う重要な課題である。これまで、種々様々の記録媒体が
提案され、検討されているが、前述した3点の要求条件
をすべて満たす材料の実現を目指して、即ち、非晶質−
結晶質転移を利用した書換型光記録媒体の高速性能化を
目指して、現在、内外の研究機関において、活発な研究
が行われている。
In addition to the above-mentioned problems, the occurrence of phase separation in the alloy system due to repeated laser heating is also an important problem that impairs the repeatability of writing and erasing. Until now, various recording media have been proposed and studied, but the aim is to realize a material that satisfies all the three requirements mentioned above.
Currently, research institutions in Japan and abroad are actively conducting research aimed at improving the high-speed performance of rewritable optical recording media that utilize crystalline transitions.

従って、本発明の目的は、上記の従来技術の欠点を克服
し、情報の書き込みとその再生、消去、特に高速消去が
容易であると共に、記録状態の安定性が高く、しかも書
き込み、再生および消去が多数回繰り返し可能な書換型
光学記録媒体を提供することである。
Therefore, an object of the present invention is to overcome the drawbacks of the above-mentioned prior art, to facilitate writing, reproducing, and erasing of information, especially high-speed erasing, and to provide a highly stable recording state, while also providing a method for writing, reproducing, and erasing information. The object of the present invention is to provide a rewritable optical recording medium that can be repeated many times.

また、これらの問題とは別に光学記録媒体には、記録状
態と消去状態との反射率差が大きく、記録した時、十分
な信号をとれることが要求される。特に、追記型媒体と
して使用する場合、穿孔型記録と競合する立場にあるた
め、結晶−非晶質の相変化記録においても、2状態間で
20%以上の反射率差のあることが望まれる。ディスク
特性においても、18QOrpmの回転で、55dB以
上のC/N比(Carrier−noise rati
o)が要求される。このような高速回転、即ち高速記録
は、光ディスクを用いた大容量記憶で高転送レートを実
現するため、是非、望まれることである。
In addition to these problems, optical recording media have a large difference in reflectance between the recorded state and the erased state, and are required to be able to obtain a sufficient signal when recording. In particular, when used as a write-once medium, it is in a position to compete with perforated recording, so even in crystal-amorphous phase change recording, it is desirable to have a reflectance difference of 20% or more between the two states. . Regarding disc characteristics, the C/N ratio (Carrier-noise ratio) is 55 dB or more at 18 Q Orpm rotation.
o) is required. Such high-speed rotation, ie, high-speed recording, is highly desirable in order to achieve a high transfer rate in large-capacity storage using optical disks.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明者らは、従来の書換型または追記型光学記録媒体
における上述の現状に鑑み、光学記録媒体について研究
を重ね、多種多様な材料を検討した結果、Te系合金膜
において、添加元素の組み合わせと組成比を慎重に選ぶ
ことにより、前述の要求条件をすべて満たし得る高性能
光学記録媒体を実現することに成功した。
In view of the above-mentioned current state of conventional rewritable or write-once optical recording media, the present inventors have repeatedly researched optical recording media and examined a wide variety of materials. By carefully selecting the amount and composition ratio, we succeeded in creating a high-performance optical recording medium that satisfies all of the above-mentioned requirements.

上記目的を達成するための本発明の光学記録媒体は、T
e系の合金膜であり、Teに添加すべき合金元素はsb
である。
The optical recording medium of the present invention for achieving the above object is T
It is an e-based alloy film, and the alloying element to be added to Te is sb.
It is.

即ち、本発明による光学記録媒体は、一般式=(Sbl
−xTe+c+で表わされ、Xが0.1≦x≦0.3で
ある組成の合金膜を記録層に有することを特徴とする。
That is, the optical recording medium according to the present invention has the general formula=(Sbl
The recording layer is characterized by having an alloy film represented by -xTe+c+, where X satisfies 0.1≦x≦0.3.

更に本発明の好ましい態様に従うと、上記記録層の上面
および/又は下面に保護膜として誘電体層が被着される
Furthermore, according to a preferred embodiment of the present invention, a dielectric layer is deposited as a protective film on the upper surface and/or lower surface of the recording layer.

更に、本発明の好ましい態様に従うと、光学記録媒体は
、上記合金薄膜を2層以上設け、これら複数の合金薄膜
のそれぞれを誘電体層で挟み込んだ構成とし、かつ合金
層のそれぞれの膜厚が30r++++以下である。
Furthermore, according to a preferred embodiment of the present invention, the optical recording medium has a structure in which two or more layers of the above alloy thin films are provided, each of the plurality of alloy thin films is sandwiched between dielectric layers, and the thickness of each of the alloy layers is 30r++++ or less.

上記誘電体層は、5in2、SiO、Al2O3% Y
2O3、WO3、Ta205 、Cr2O3、CeO2
、TeO2、Mob、、In2O3,Gem2、TiO
2、ZrO2等の無機酸化物材料、MgF2、PbF2
、CeF、等の金属フッ化物、AIN 、 ON。
The dielectric layer is 5in2, SiO, Al2O3% Y
2O3, WO3, Ta205, Cr2O3, CeO2
, TeO2, Mob, , In2O3, Gem2, TiO
2. Inorganic oxide materials such as ZrO2, MgF2, PbF2
, CeF, etc., metal fluorides, AIN, ON.

5j3Na等の無機窒化物、ZnS等の金属硫化物、S
iC等の無機炭化物、あるいはポリエチレン、ポリフッ
化ビニリデン、ポリフェニレンスルフィト、ポリテトラ
フルオロエチレン、ポリイミド等の有機物、六フッ化プ
ロピレン、ヘキサメチルジシロキサン、テトラメチルス
ズ、ノルボルナジェン、アダマンタン等のプラズマ重合
有機膜等からなる群から選ばれた少なくとも一種であっ
てもよい。
Inorganic nitrides such as 5j3Na, metal sulfides such as ZnS, S
Inorganic carbides such as iC, organic materials such as polyethylene, polyvinylidene fluoride, polyphenylene sulfite, polytetrafluoroethylene, polyimide, etc., plasma polymerized organic films such as hexafluoropropylene, hexamethyldisiloxane, tetramethyltin, norbornadiene, adamantane, etc. At least one type selected from the group consisting of the following may be used.

〔作用〕[Effect]

まず、はじめに、5b−Te合金膜の性質から説明する
。本発明者等は、光学記録媒体としてのTe系合金膜に
ついて詳細な解析をおこない、膜中のTeとsbの組成
比を変えて多数の試料を作製し、様々の媒体特性を評価
した。
First, the properties of the 5b-Te alloy film will be explained. The present inventors conducted a detailed analysis of a Te-based alloy film as an optical recording medium, prepared a large number of samples with different composition ratios of Te and sb in the film, and evaluated various media characteristics.

その結果、Teが10at、%から60at、%の範囲
で含有される時、非晶質寿命が長くなると共に、消去速
度も向上し、書換性にも優れるなど、高性能の光記録媒
体の得られることを先に見出だした。
As a result, when Te is contained in the range of 10at.% to 60at.%, high-performance optical recording media can be obtained, such as a long amorphous life, improved erasing speed, and excellent rewritability. I found out first that it can be done.

本発明者らは、その後、5b−Te合金膜について、さ
らに詳細に、鋭意検討を進め、上記組成範囲の中で、さ
らに特徴的な性質があられれ、媒体特性も向上する場合
のあることを明らかにしたものである。即ち、5b−T
e合金膜の組成範囲として、Teを1oat、%から、
30at、%の範囲とした時、非晶質−結晶の2状態間
の光学反射率の差が著しく大きくなり、その結果、記録
信号の値を十分大きくとれるという特徴を見出だした。
The present inventors then conducted a more detailed study of the 5b-Te alloy film, and found that within the above composition range, it may have even more characteristic properties and improve media characteristics. It has been made clear. That is, 5b-T
The composition range of the e-alloy film is from 1 oat% Te to
It has been found that when the range is 30 at.%, the difference in optical reflectance between the two states of amorphous and crystalline becomes significantly large, and as a result, the value of the recorded signal can be sufficiently large.

非晶質寿命、消去速度、繰返し性などの他の特性につい
ても、この組成範囲で特に低下することはない。
Other properties such as amorphous life, erasing speed, and repeatability do not particularly deteriorate within this composition range.

Te:10〜30at、%の範囲でこのように性能が向
上する理由はまだ明らかでない。しかし、発明者らは、
X線回折法により膜構造を詳細に検討し、この組成範囲
で、これまでの報告とは異なフた構造があられれること
を見出だ。した。第1図にX線回折ピークの例を示す。
It is not yet clear why the performance improves in the range of Te: 10 to 30 at%. However, the inventors
After examining the membrane structure in detail using X-ray diffraction, they found that within this composition range, a lid structure different from those previously reported can be formed. did. FIG. 1 shows examples of X-ray diffraction peaks.

第1図における曲線Aは、δ層を示す5b−Te合金膜
から得られるX線回折ピークを示し、合金組成は、5b
5sTe+sに対するものである。いずれのピークも、
δ−5b2Te、の構造にあてはまり、組成的にもδ相
の組成領域に合致している。曲線Bは、本発明で見出だ
された、5b−Te系合金におけるTe含有量10〜3
0at、%の組成範囲に特有のX線回折ピークである。
Curve A in FIG. 1 shows the X-ray diffraction peak obtained from a 5b-Te alloy film exhibiting a δ layer, and the alloy composition is 5b-Te alloy.
This is for 5sTe+s. Both peaks are
This applies to the structure of δ-5b2Te, and the composition also matches the composition range of the δ phase. Curve B shows the Te content of 10 to 3 in the 5b-Te alloy found in the present invention.
This is an X-ray diffraction peak specific to the composition range of 0 at.%.

これは、合金組成5b6oTe2oの試料に対するもの
で、δ相とは異なる回折ピークがあられれる。X線回折
にあられれる回折ピークをみる限り、この組成において
、5b−Te膜は何らかの単相の結晶構造をとり、それ
は通例δ相とよばれるSb2Te、の構造とは異なって
いる。回折ピークのうちのいくつかは文献Abriko
sov gt al、、 Ru5s、 J、 Inor
g、 [:hem、 4゜1163 (1959)に示
されるγ相のピークにあわせることができるが、すべて
のピークが一致するわけではない。しかも、文献に示さ
れる組成範囲からかなりずれている。しかし、発明者等
は、便宜上、この結晶相をγ相と呼ぶこととする。した
がって、このγ相の存在と、光記録媒体の高性能化とを
結びつければ、高性能化の原因を解明できるものと期待
される。さて、記録媒体材料の薄膜が、結晶構造的に単
相であれば、非晶質−結晶相変化にあたり、相分離の生
ずることがないため、媒体特性を向上せしめることがで
きる。消去速度、記録消去の繰り返し条件の再現性など
の点で複数の結晶相の混合物となる組成よりも、単相を
示す組成領域で、著しい向上・がみられる。γ相の5b
−Te合金膜の記録媒体が、高性能となるのは、この面
からも、妥当なことであろう。また、信号強度を大きく
とれることは、この組成領域において、非晶質状態と、
γ相としての結晶状態の間で光学定数の値が大きく異な
り、したがって反射率差が大きくなることによる。光デ
ィスクとしての動特性の測定によれば、Teが10at
、%から30at、%の組成領域では、C7N比は、5
5dB以上にのぼる。この値は、穿孔モードの追記型光
記録媒体と比べても遜色ないものであり、室温での非晶
質寿命が十分長いことを考慮すると、記録寿命の点でも
問題なく、書き換え型のみならず追記型としても使用で
きるものである。また、記録膜が膜形成のままの状態で
非晶質状態であること、モしてレーザ加熱した時の結晶
化速度が速いことを生かして、結晶化により記録をおこ
なう追記型媒体としても使用できる。
This is for a sample with an alloy composition of 5b6oTe2o, and a diffraction peak different from that of the δ phase is observed. Looking at the diffraction peaks observed in X-ray diffraction, the 5b-Te film at this composition has some kind of single-phase crystal structure, which is different from the structure of Sb2Te, which is usually called the δ phase. Some of the diffraction peaks are from the document Abriko
sov gtal,, Ru5s, J, Inor
g, [:hem, 4°1163 (1959)], but not all peaks match. Moreover, it deviates considerably from the composition range shown in the literature. However, for convenience, the inventors will refer to this crystalline phase as the γ phase. Therefore, it is expected that by linking the presence of this γ phase to the high performance of optical recording media, it will be possible to elucidate the cause of the high performance. Now, if the thin film of the recording medium material has a single phase crystal structure, no phase separation will occur during the amorphous-crystalline phase change, so that the medium characteristics can be improved. In terms of erasing speed, reproducibility of repeated conditions for recording and erasing, etc., a remarkable improvement is seen in the composition region showing a single phase than in a composition that is a mixture of multiple crystal phases. 5b of γ phase
From this point of view as well, it is reasonable that a recording medium made of a -Te alloy film has high performance. Also, the fact that the signal strength can be increased is due to the amorphous state and
This is because the values of optical constants differ greatly between the crystal states as the γ phase, and therefore the difference in reflectance becomes large. According to the measurement of the dynamic characteristics of an optical disc, Te is 10at.
,% to 30at,%, the C7N ratio is 5
It reaches more than 5dB. This value is comparable to that of write-once optical recording media in perforation mode, and considering that the amorphous life at room temperature is sufficiently long, there is no problem in terms of recording life, and it is suitable for use not only in rewritable type but also in rewritable type. It can also be used as a write-once type. In addition, it can also be used as a write-once medium that performs recording by crystallization, taking advantage of the fact that the recording film is in an amorphous state as it is, and that the crystallization speed is fast when heated by laser. can.

これらの5b−Te合金膜を光デイスク用媒体に用いる
場合、通例、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の
プラスチックの円板を基板として真空蒸着、INFスパ
ッタリング等の方法で薄膜化する。
When these 5b-Te alloy films are used for optical disk media, they are usually thinned by vacuum evaporation, INF sputtering, etc. using a plastic disk such as acrylic resin or polycarbonate resin as a substrate.

この場合、合金膜をレーザ加熱する時の薄膜の穿孔や変
形、あるいは合金膜に接する部分のプラスチック基板の
変形等の不可逆変化を防ぐため、合金膜の上下に耐熱性
に優れた誘電体層を設けることが好ましい。
In this case, in order to prevent irreversible changes such as perforation or deformation of the thin film when the alloy film is heated by laser, or deformation of the plastic substrate in contact with the alloy film, a dielectric layer with excellent heat resistance is placed above and below the alloy film. It is preferable to provide one.

本発明の好ましい態様に従うと、合金膜のアンダーコー
ト、オーバーコート材料として、5in2、SiO、A
l2O3、Y2O3、WO3、Ta205 、 Cr2
O3、CeO2、TeO2、M2O3、In2O3,G
eO2、TiO2等の無機酸化物材料、MgF2、Pb
F2、CeF3等の金属フッ化物、AIN 、 BN、
 Si、84等の無機窒化物、ZnS等の金属硫化物、
SiC等の無機炭化物、あるいはポリエチレン、ポリフ
ッ化ビニリデン、ポリフェニレンスルフィト等の高分子
蒸着膜、Cuフタロシアニン、フルオレセイン等の低分
子蒸着膜、また有機スパッタ膜としてポリテトラフルオ
ロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリイミド、ポリ
フェニレンスルフィド等のスパッタ膜を使用することが
できる。
According to a preferred embodiment of the present invention, 5in2, SiO, A
l2O3, Y2O3, WO3, Ta205, Cr2
O3, CeO2, TeO2, M2O3, In2O3, G
Inorganic oxide materials such as eO2, TiO2, MgF2, Pb
Metal fluorides such as F2, CeF3, AIN, BN,
Inorganic nitrides such as Si, 84, metal sulfides such as ZnS,
Inorganic carbides such as SiC, polymer vapor deposited films such as polyethylene, polyvinylidene fluoride, polyphenylene sulfite, low molecular vapor deposited films such as Cu phthalocyanine and fluorescein, and organic sputtered films such as polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyimide, A sputtered film of polyphenylene sulfide or the like can be used.

更にこの誘電体層としては、プラズマ重合膜を使用する
こともでき、エチレン等のオレフィン系化合物、スチレ
ン等の芳香族化合物、六フッ化プロピレン等の含フツ素
化合物、アクリロニトリル等の含窒素化合物、ヘキサメ
チルジシロキサン等のSt含有化合物、テトラメチルス
ズ等の有機金属化合物、更にノルボルナジェン、アダマ
ンタン等の各種有機化合物から得られる重合膜を使用で
きる。
Furthermore, as this dielectric layer, a plasma polymerized film can also be used, and may be made of an olefinic compound such as ethylene, an aromatic compound such as styrene, a fluorine-containing compound such as hexafluoropropylene, a nitrogen-containing compound such as acrylonitrile, Polymerized films obtained from St-containing compounds such as hexamethyldisiloxane, organometallic compounds such as tetramethyltin, and various organic compounds such as norbornadiene and adamantane can be used.

また、これら媒体構成面から書換型光記録媒体の高性能
化を図る場合、特開昭61−44692号に記載された
Te系合金層の薄層積層化、即ち層厚30nm以下の合
金層を2層以上設け、各々を誘電体層で挟む構造とする
ものが有効である。このような積層構造は、Te合金部
の誘電体中への微粒子分散構造と等価と考えられ、その
結果Te合金部の非晶質状態の安定化、結晶化における
結晶粒の不可逆的な肥大化の抑制に基づく繰り返し性の
改良をもたらすのみならず、層厚の組み合わせを最適化
することにより、信号コントラストを向上させることも
できる。
In addition, in order to improve the performance of a rewritable optical recording medium from the viewpoint of these medium configurations, it is possible to stack thin Te alloy layers, that is, alloy layers with a layer thickness of 30 nm or less, as described in JP-A No. 61-44692. A structure in which two or more layers are provided and each layer is sandwiched between dielectric layers is effective. Such a laminated structure is considered to be equivalent to a structure in which fine particles are dispersed in the dielectric of the Te alloy part, and as a result, the amorphous state of the Te alloy part is stabilized and the crystal grains become irreversibly enlarged during crystallization. In addition to improving repeatability based on the suppression of , it is also possible to improve signal contrast by optimizing the combination of layer thicknesses.

(実施例) 以下に、実施例によって本発明の詳細な説明する。(Example) Hereinafter, the present invention will be explained in detail by way of examples.

実七口生± RFスパッタリングにより5b−Te合金膜を作製した
。基板はテスト・ピース用に50X50mm角、厚さ1
、zlの耐熱性ガラス板およびポリカーボネート樹脂板
、またディスク特性評価用に直径5インチ、厚さ1.2
+++mのポリカーボネート樹脂円板を用いた。スパッ
タリングガスは、ガス圧5 X 10””T。
A 5b-Te alloy film was prepared by RF sputtering. The board is 50 x 50 mm square and 1 thick for the test piece.
, zl heat-resistant glass plates and polycarbonate resin plates, and 5-inch diameter, 1.2-thickness plates for disk characterization.
A +++m polycarbonate resin disc was used. The sputtering gas has a gas pressure of 5×10”T.

rrのArを用い、RFパワーは100Wとした。rr Ar was used, and the RF power was 100W.

ここで、ターゲットの5b−Te合金の組成を変えてス
パッタを行い、組成の異なる数種類の5b−Te合金膜
を作製した。膜厚は1100nとした。光電子分光分析
によれば、膜中のTe含有量は、それぞれ5.10.1
5.20.25.30.35at、%であフた。これら
の合金膜の作製に先立って、基板上にマグネトロン・ス
パッタリングにより膜厚150r+mの5i02膜をア
ンダーコートし、かつ合金膜作製後に同じく膜厚150
nmのSiO□膜をオーバーコートしたものを記録媒体
として特性を評価した。
Here, sputtering was performed while changing the composition of the 5b-Te alloy of the target, and several types of 5b-Te alloy films with different compositions were produced. The film thickness was 1100n. According to photoelectron spectroscopy, the Te content in the film is 5.10.1, respectively.
5.20.25.30.35at,%. Prior to the fabrication of these alloy films, a 5i02 film with a thickness of 150 r+m was undercoated on the substrate by magnetron sputtering, and after fabrication of the alloy film, a 5i02 film with a thickness of 150 r+m was undercoated.
The characteristics were evaluated using a recording medium overcoated with a nm SiO□ film.

レーザ記録特性の評価に当たり、レーザ光の光源として
、AlGaAsレーザダイオード(発振波長λ= 83
0nm )を用い、直径1.4μmに収束したビームを
記録媒体の基板側から照射して書き込みと消去を行った
。非晶質、結晶質の状態の変化は、媒体の記録部に再生
用レーザビーム(連続発振、レーザパワー0.1mW 
)を照射して反射光量を測定して判断した。一般に、結
晶状態の方が非晶質状態よりも薄膜の屈折率が大きくな
るため、反射率の大きい方が結晶、小さい方が非晶質に
対応する。
In evaluating the laser recording characteristics, an AlGaAs laser diode (oscillation wavelength λ = 83
Writing and erasing were performed by irradiating a beam converged to a diameter of 1.4 μm from the substrate side of the recording medium. Changes in the amorphous and crystalline states can be detected by applying a reproducing laser beam (continuous wave, laser power 0.1 mW) to the recording section of the medium.
) and measured the amount of reflected light. Generally, the refractive index of a thin film in a crystalline state is higher than that in an amorphous state, so a film with a higher reflectance corresponds to a crystal, and a film with a lower reflectance corresponds to an amorphous state.

また、作製した試料は一般に、堆積のままの状態で、非
晶質と結晶の中間状態であるため、これに連続発振のレ
ーザ光を照射して、媒体を結晶化温度以上に熱した後、
徐冷することにより完全に結晶化させたものを初期状態
とした。即ち、熱処理による合金膜の初期結晶化をレー
ザビームで行った。ただし、上記の組成範囲の5b−T
e合金膜、特にTe含有量が、10at、%から30a
t、%の間にあるものについては、堆積のままの状態が
、少なくとも光学的にみれば中間状態というよりは、は
とんど非晶質状態にある、といってよく、ここで述べた
初期結晶化も、非晶質から結晶への転移とほとんど同等
の現象と考えられる。
In addition, since the prepared sample is generally in an intermediate state between amorphous and crystalline in the as-deposited state, after irradiating it with a continuous wave laser beam and heating the medium above the crystallization temperature,
The initial state was one that was completely crystallized by slow cooling. That is, initial crystallization of the alloy film by heat treatment was performed using a laser beam. However, 5b-T in the above composition range
e-alloy film, especially when the Te content is from 10at% to 30a
For materials between t and %, the as-deposited state can be said to be in an amorphous state rather than an intermediate state, at least from an optical point of view, as described here. Initial crystallization is also considered to be a phenomenon almost equivalent to the transition from amorphous to crystalline.

レーザパワーを15mW一定として、パルス幅を変えて
書きこみをおこない、反射率変化を測定した。その結果
、Te含有量が10at、%から30at、%の範囲の
試料では、結晶状態の反射率約60%以上となるのに対
し、非晶質状態の反射率は約40%以下となり、その差
△Rが著しく大きくなることを見出だした。このような
非晶質化をおこなうためのレーザ照射条件は、試料によ
って異なるが、ポリカーボネート樹脂基板に対して、パ
ルス幅にして40〜80nsec、耐熱ガラス基板に対
して 100〜200nsecの間となった。この書き
込み状態に対して、引き続き消去条件の評価を行った。
With the laser power constant at 15 mW, writing was performed while changing the pulse width, and changes in reflectance were measured. As a result, for samples with a Te content in the range of 10 at.% to 30 at. It has been found that the difference ΔR becomes significantly large. The laser irradiation conditions for such amorphization varied depending on the sample, but the pulse width was 40 to 80 ns for polycarbonate resin substrates, and 100 to 200 ns for heat-resistant glass substrates. . Erasing conditions were subsequently evaluated for this written state.

ここでは、レーザパワーとパルス幅を変えて書ぎ込み信
号の消去に要するレーザパルスの中で、パルス幅の最短
となるものをもって消去速度とした。
Here, among the laser pulses required to erase the written signal by changing the laser power and pulse width, the one with the shortest pulse width was taken as the erasing speed.

次に、書き込み状態の寿命について、耐熱ガラス基板上
に作製したものについて検討した。
Next, we investigated the lifetime of the written state using a device fabricated on a heat-resistant glass substrate.

ここでは、書各込みを行った試料に室温から250℃ま
での温度で熱処理を加え、書き込み信号が100sec
で半減する時の温度をもって結晶化温度と定義して評価
した。
Here, we heat-treated the sample to which each write was performed at a temperature from room temperature to 250°C, and the write signal was
The crystallization temperature was defined as the temperature at which the crystallization temperature decreased by half.

その結果、lO≦Te≦30at、%の組成範囲では、
結晶化温度は110℃以上であり、室温では非晶質とし
て十分に安定である。結晶化温度が100℃を越える場
合は、通常、室温での寿命は10年以上と見積られる。
As a result, in the composition range of lO≦Te≦30at, %,
The crystallization temperature is 110° C. or higher, and it is sufficiently stable as an amorphous state at room temperature. When the crystallization temperature exceeds 100° C., the lifetime at room temperature is usually estimated to be 10 years or more.

また、この組成範囲においては、消去速度、即ちレーザ
照射時の結晶化速度は、逆に非常に速いものとなり、パ
ルス幅200〜300nsecの短パルスで非晶質化ス
ポットのレーザ結晶化、即ち消去が達成できることを見
出だした。従って、高速消去が可能で、かつ結晶化温度
も高く、書ぎ込み状態が長寿命となるという結果が得ら
れ、この媒体により書換型媒体の上記した最大の問題点
が克服できることがわかった。
In addition, in this composition range, the erasing rate, that is, the crystallization rate during laser irradiation, is conversely very fast, and a short pulse with a pulse width of 200 to 300 ns can laser crystallize the amorphous spot, that is, erase it. found that it can be achieved. Therefore, it was found that high-speed erasing is possible, the crystallization temperature is high, and the written state has a long life, and it has been found that this medium can overcome the above-mentioned biggest problems of rewritable media.

また、この組成領域では、書き込みと消去の繰り返し性
も比較的優れ、例えばTe : 20at、%、sb:
 80at、%の組成で耐熱ガラス基板の試料では、書
き込み15mW、 150nsec 、消去8mW 、
 300nsecの各条件で再現性良<103回以上書
き込み、消去の繰り返しが可能であることが確認できた
。ただし、繰り返し数が5 X 103回を越えると、
300nsecの消去パルスでは完全消去ができなくな
り、消し残りが見られるようになった。この場合も消去
パルス幅も〜1μsecに長くするか、或いは300n
secのままでも数回パルス照射することにより、消し
残りがなくなり、完全に消去できることがわかった。他
の組成においても、15≦Te≦25at、%の範囲で
は、同様に良好な繰り返し性を示すことを確認した。こ
こで、Te含量1oおよび30at、%の試料では、繰
り返し数が、2 X 103を越えると、完全消去がで
きなくなり消し残りが見られるようになフた。この2つ
の組成は、γ相領域のほぼ境界となるため、Te1Oa
t、%の場合、γ相の他にsbをわずかに含み、Te 
30at、%の場合、γ相の他にδ相をわずかに含んで
いるため、完全に単相とはなっていないと考えられる。
In addition, in this composition range, the repeatability of writing and erasing is also relatively excellent, for example, Te: 20at, %, sb:
For a sample of a heat-resistant glass substrate with a composition of 80at%, writing was 15mW, 150nsec, erasing was 8mW,
It was confirmed that writing and erasing could be repeated at least 103 times with good reproducibility under each condition of 300 nsec. However, if the number of repetitions exceeds 5 x 103 times,
Complete erasing was no longer possible with an erasing pulse of 300 nsec, and unerased portions became visible. In this case, the erase pulse width should also be increased to ~1μsec or 300n
It has been found that by irradiating pulses several times even at sec, there is no unerasable residue and complete erasure can be achieved. It was confirmed that other compositions also exhibited good repeatability in the range of 15≦Te≦25at%. Here, in the samples with Te contents of 10 and 30 at%, when the number of repetitions exceeded 2 x 103, complete erasure was no longer possible and unerased residues were observed. These two compositions are almost at the boundary of the γ phase region, so Te1Oa
In the case of t,%, it contains a small amount of sb in addition to the γ phase, and Te
In the case of 30 at.%, it is considered that it is not completely single phase because it contains a small amount of δ phase in addition to γ phase.

したがって記録消去の繰り返しにより徐々に相分離が進
行するため、記録状態、消去状態が一義的に定まらず、
そのため繰返し性が若干、低下すると推測できる。
Therefore, as phase separation progresses gradually due to repeated recording and erasing, the recorded state and erased state are not uniquely determined.
Therefore, it can be inferred that repeatability is slightly reduced.

更に、直径5インチの溝付きポリカーボネート樹脂円板
上に作製した媒体に対して光ディスクとして回転系の評
価を行ない、特に、搬送波対雑音比(C/N比と呼称さ
れる場合が多い。)を測定した。
Furthermore, we evaluated the rotation system of an optical disk for a medium fabricated on a grooved polycarbonate resin disk with a diameter of 5 inches, and in particular evaluated the carrier wave-to-noise ratio (often referred to as the C/N ratio). It was measured.

初期結晶化をおこなった後、ディスク書込み時のレーザ
の光出力は15mVl、再生時の出力1.2mW 。
After initial crystallization, the optical output of the laser during disk writing was 15 mVl, and the output during playback was 1.2 mW.

回転数1.800rpmで記録再生の実験を行ったとこ
ろ、C/N比は55dBであった。
When a recording/reproduction experiment was conducted at a rotational speed of 1.800 rpm, the C/N ratio was 55 dB.

引き続いて、ディスクの情報書込み部を出力6mWの半
導体レーザ光で走査したところ、書込み情報を完全に消
去することができた。このディスクへの書込み、消去の
繰り返しは102回まで実験を行ったが、C/N比の減
少はみられず、また消し残りもなく完全消去が可能であ
った。
Subsequently, when the information writing section of the disk was scanned with a semiconductor laser beam with an output of 6 mW, the written information could be completely erased. Although the writing and erasing operations on this disk were repeated up to 102 times, no decrease in the C/N ratio was observed, and complete erasing was possible without any remaining data being erased.

次に堆積のままの状態の媒体に対し、レーザ結晶化によ
り記録をおこなうモードで回転系の評価をおこなった。
Next, we evaluated the rotation system in a recording mode using laser crystallization on the medium in the as-deposited state.

回転数1.800rpmで、書きこみ(この場合、レー
ザ結晶化)時のレーザ光出力6mVl、再生時の出力1
.2mWで記録再生の実験をおこなったところ、58d
Bという高いC/N比を得た。これは、穿孔モードの追
記型媒体の性能と比較しても優れた値である。
At a rotation speed of 1.800 rpm, the laser light output during writing (in this case, laser crystallization) is 6 mVl, and the output during playback is 1.
.. When we conducted a recording/playback experiment at 2 mW, the result was 58 d.
A high C/N ratio of B was obtained. This is an excellent value compared to the performance of write-once media in perforation mode.

実施例2 実施例1においては、合金膜のオーバーコート、アンダ
ーコート層として、SiO□膜を用いたが、本実施例で
は、各種の無機話電材料膜や有機材料膜を用いて記録媒
体を作製し、その特性を評価した。
Example 2 In Example 1, a SiO□ film was used as the overcoat and undercoat layer of the alloy film, but in this example, various inorganic phone material films and organic material films were used to form a recording medium. We fabricated it and evaluated its properties.

オーバーコート、アンダーコート材料として試作した薄
膜は、5in2膜以外に、SiO、Al2O8、Y2O
3、W 03 、T a 205、Cr 203 % 
Ce 02、TeO2、MOO3、Tn203 、Ge
m2、Tie、、z「02、ZnO等の酸化物、MgF
2、PbF2、CeF3等のフッ化物、AIN 、8N
、Si、84等の無機窒化物、ZnS等の硫化物、Si
C等の炭化物等の無機物質である。
In addition to the 5in2 film, the thin films prototyped as overcoat and undercoat materials include SiO, Al2O8, and Y2O.
3, W 03 , Ta 205, Cr 203%
Ce02, TeO2, MOO3, Tn203, Ge
m2, Tie, z"02, oxides such as ZnO, MgF
2. Fluorides such as PbF2 and CeF3, AIN, 8N
, Si, inorganic nitrides such as 84, sulfides such as ZnS, Si
It is an inorganic substance such as carbide such as carbon.

これらの材料の内、SiO、PbF2、TeO2等の比
較的低融点のものは抵抗加熱蒸着、Al2O3、Zr(
h等の高融点のものは電子ビーム加熱蒸着またはR1’
スパッタリングにより薄膜化し、5b−Te膜の上下に
膜厚〜150nmの厚さで被着せしめた。
Among these materials, those with relatively low melting points such as SiO, PbF2, and TeO2 are used by resistance heating vapor deposition, Al2O3, Zr(
For high melting point materials such as h, electron beam heating evaporation or R1'
It was made into a thin film by sputtering and deposited on the top and bottom of the 5b-Te film to a thickness of ~150 nm.

更に、有機物質については真空蒸着により、ポリエチレ
ン、ポリフッ化ビニリデン、ポリフェニレンスルフィド
等の高分子材料、Cuフタロシアニン、フルオレセイン
等の低分子材料を薄膜化し、またRFスパッタリングに
より、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリ
デン、ポリイミド、ポリフェニレンスルフィド等を薄膜
化して、5b−Te Nノオーバーコート、アンダーコ
ート材料として使用した。また、プラズマ重合法により
作製できるエチレン等のオレフィン系化合物、スチレン
等の芳香族化合物、六フッ化プロピレン等の含フツ素化
合物、アクリロニトリル等の含窒素化合物、ヘキサメチ
ルジシロキサン等のSi含有化合物、テトラメチルスズ
等の有機金属化合物、更にノルボルナジェン、アダマン
タン等の各種有機化合物から得られる重合膜をもオーバ
ーコート、アンダーコート材料としてその適性を比較検
討した。
Furthermore, regarding organic substances, vacuum evaporation is used to make thin films of polymeric materials such as polyethylene, polyvinylidene fluoride, and polyphenylene sulfide, and low-molecular materials such as Cu phthalocyanine and fluorescein, and polytetrafluoroethylene and polyvinylidene fluoride are made into thin films by RF sputtering. , polyimide, polyphenylene sulfide, etc., were made into thin films and used as overcoat and undercoat materials for 5b-TeN. In addition, olefin compounds such as ethylene, aromatic compounds such as styrene, fluorine-containing compounds such as hexafluorinated propylene, nitrogen-containing compounds such as acrylonitrile, Si-containing compounds such as hexamethyldisiloxane, which can be produced by plasma polymerization, The suitability of polymer films obtained from organometallic compounds such as tetramethyltin and various organic compounds such as norbornadiene and adamantane as overcoat and undercoat materials was also investigated.

その結果、これらの材料はいずれも5b−Te膜のオー
バーコート、アンダーコート材に使用できることを確認
した。ただし、レーザ記録特性を比較すると、書込み、
消去条件や繰り返し性は材料によってかなり優劣のある
ことが分か)た。
As a result, it was confirmed that all of these materials can be used as overcoat and undercoat materials for 5b-Te films. However, when comparing the laser recording characteristics, writing,
It was found that the erasing conditions and repeatability were quite different depending on the material.

即ち、一般に有機系薄膜は耐熱性に劣るため、書込み、
消去を繰り返すと、5b−Te膜に接する部分で不可逆
な変形を生じ易く、極端な場合にはオーバーコートを施
した媒体でも穿孔されてしまうことがある。無機系の薄
膜の場合でも、5b−Te膜の非晶質化にあたり、5b
−Teの融点以上に高温に加熱することが必要となるた
め、PbF2(融点855℃) 、Tent (融点7
33℃)等の比較的低融点のものは、不可逆的な変形の
発生のため、縁り返し性に問題の生じることのあること
がわかった。
In other words, since organic thin films generally have poor heat resistance, they cannot be used for writing or writing.
Repeated erasing tends to cause irreversible deformation at the portion in contact with the 5b-Te film, and in extreme cases, even an overcoated medium may become perforated. Even in the case of inorganic thin films, when making a 5b-Te film amorphous, 5b
- Since it is necessary to heat to a high temperature higher than the melting point of Te, PbF2 (melting point 855°C), Tent (melting point 7
It has been found that materials with relatively low melting points such as 33° C.) may cause problems in edge reversibility due to irreversible deformation.

これは、レーザ・ビームがガウシアン形のプロファイル
を持つことから、ビーム中央部で媒体面の温度が保護膜
材料の融点以上に達する可能性のあるためと考えられる
This is thought to be because the laser beam has a Gaussian profile, so the temperature of the medium surface at the center of the beam may reach the melting point of the protective film material or higher.

これに対して、Sin、、Al2O3、cr2o8、T
iO2、MgF2等の高融点無機薄膜をオーバーコート
、アンダーコート材料に用いた媒体は、極めて繰り返し
性に優れ、実施例1のいずれの5b−Te膜に対しても
103回以上の書込み、消去が再現性良く達成できた。
On the other hand, Sin, , Al2O3, cr2o8, T
A medium using a high-melting point inorganic thin film such as iO2 or MgF2 as an overcoat or undercoat material has excellent repeatability, and writing and erasing of any of the 5b-Te films in Example 1 was possible over 103 times. This was achieved with good reproducibility.

なお、有機系薄膜をオーバーコート、アンダーコートす
るとぎも、ポリテトラフルオロエチレン、ポリイミド、
ポリフェニレンスルフィドおよびテトラメチルスズのプ
ラズマ重合膜等の比較的耐熱性に優れた材料については
、記録、消去条件を慎重に選ぶことにより、不可逆的な
変形を抑制し103回以上の書込み、消去の繰り返しを
達成することに成功した。
In addition, organic thin films can be overcoated or undercoated with polytetrafluoroethylene, polyimide,
For materials with relatively excellent heat resistance, such as polyphenylene sulfide and tetramethyltin plasma polymerized films, by carefully selecting recording and erasing conditions, irreversible deformation can be suppressed and writing and erasing can be repeated more than 103 times. succeeded in achieving.

更に、有機系膜をオーバーコート、アンダーコートに用
いた媒体のメリットとして、熱伝導率が5i02等の無
機材料よりもはるかに小さいため、レーザ書込み時のエ
ネルギーが小さくて済むという点がある。即ち、レーザ
加熱により5b−Te 膜の融点以上に温度を上げる時
、上面、下面を包むオーバーコート、アンダーコート層
の熱伝導率が小さいため、熱放散によるレーザエネルギ
ーの損失を防ぐことができる。
Furthermore, an advantage of media using organic films for overcoat and undercoat is that the thermal conductivity is much lower than that of inorganic materials such as 5i02, so that less energy is required during laser writing. That is, when the temperature is raised above the melting point of the 5b-Te film by laser heating, the loss of laser energy due to heat dissipation can be prevented because the overcoat and undercoat layers covering the top and bottom surfaces have low thermal conductivity.

例えば、5b6oTe2゜を記録膜に使用した場合、1
5mWのレーザパワーでレーザ書込みを行なうと、5i
02をオーバーコート、アンダーコートした媒体では、
30nsec以上のパルス幅を要するが、ポリイミドの
スパッタ膜をオーバーコート、アンダーコートした媒体
では、20〜25nsecのパルス幅で十分であること
が判明した。
For example, if 5b6oTe2° is used for the recording film, 1
When laser writing is performed with a laser power of 5mW, 5i
For media overcoated and undercoated with 02,
Although a pulse width of 30 nsec or more is required, it has been found that a pulse width of 20 to 25 nsec is sufficient for a medium overcoated or undercoated with a sputtered polyimide film.

以上、オーバーコート、アンダーコート材料に関する検
討を述べたが、光記録媒体の用途や構成次第では、オー
バーコートのみ、あるいはアンダーコートのみを5b−
Te膜に被着せしめれば十分である。即ち、基板として
ポリイミドのように耐熱性に優れたプラスチックや耐熱
ガラスを用いれば、レーザ加熱時の基板の変形を防ぐた
めのアンダーコートは不要となり、オーバーコートのみ
で良い。また、レーザエネルギー(パワーとパルス幅)
を精密に制御すれば、オーバーコート無しでも、Te系
合金膜に不可逆な変形や穿孔を生じることなく、非晶質
化や結晶化を誘起することが可能であり、この場合、オ
ーバーコートは不要となり、プラスチック基板とTe系
合金膜との間にアンダーコートを被着せしめるだけで良
い。
Above, we have discussed the overcoat and undercoat materials, but depending on the use and configuration of the optical recording medium, only the overcoat or only the undercoat may be used.
It is sufficient to coat the Te film. That is, if a plastic with excellent heat resistance such as polyimide or heat-resistant glass is used as the substrate, there is no need for an undercoat to prevent the substrate from deforming during laser heating, and only an overcoat is required. Also, laser energy (power and pulse width)
If controlled precisely, it is possible to induce amorphization or crystallization without causing irreversible deformation or perforation of the Te-based alloy film even without an overcoat; in this case, an overcoat is not required. Therefore, it is sufficient to simply apply an undercoat between the plastic substrate and the Te-based alloy film.

以上述べたように、本発明の組成範囲の5b−Te膜を
記録層とする場合も、上述した誘電体層によるオーバー
コート、アンダーコートは記録層保護の役割を果し、か
つその材料特性によってレーザ記録特性に差異を生ずる
ことを確認した。
As described above, even when a 5b-Te film having a composition within the range of the present invention is used as a recording layer, the overcoat and undercoat made of the dielectric layer described above play the role of protecting the recording layer, and depending on the material properties, It was confirmed that there were differences in laser recording characteristics.

火族■ユ 実施例1の記録媒体の内、合金膜の組成が、Sb8゜T
e2oのものについて、5i02膜との積層膜を作製し
た。基板−スパッタ条件については実施例2と同様で5
i02膜のスパッタリングはマグネトロン・スパッタリ
ングにより作製した。
In the recording medium of Example 1 of Fire Group ■U, the composition of the alloy film was Sb8°T.
For e2o, a laminated film with 5i02 film was produced. The substrate-sputtering conditions are the same as in Example 2.
The sputtering of the i02 film was performed by magnetron sputtering.

積層媒体の構成は、5b−Te合金層は膜厚20mn、
層数は5であり、各層の中間に5i02層を層厚20n
mで被着せしめた構造をとった。即ち、スパッタリング
において、5b−Te合金ターゲットと、5io2(マ
グネトロン)ターゲットの夫々について、交互にスパッ
タして耐熱ガラス基板に、まずSiOアンダーコート層
を150nmの層厚で、次いで夫々20nmのTe系合
金層およびSin、中間層を交互に積層させ、更に15
0nmの層厚の5i02オ一バーコート層を積層させる
ことによっている。このように記録膜を薄層化して誘電
体層ではさんで積層した媒体は、非晶質として安定とな
ることが検証されている(特開昭61−44692号)
。ただし積層された各記録膜の厚さが30nmをこえる
と、非晶質としての安定性が損われるので、膜厚は30
nm以下がよい。
The structure of the laminated medium is that the 5b-Te alloy layer has a thickness of 20 mm;
The number of layers is 5, with a 5i02 layer in the middle of each layer and a layer thickness of 20n.
A structure was adopted in which the material was coated with m. That is, in sputtering, a 5b-Te alloy target and a 5io2 (magnetron) target were alternately sputtered to form a SiO undercoat layer of 150 nm on a heat-resistant glass substrate, and then a 20 nm thick Te-based alloy layer was applied to each of the heat-resistant glass substrates. The layers, Sin, and intermediate layers are laminated alternately, and further 15
This is done by laminating a 5i02 overcoat layer with a layer thickness of 0 nm. It has been verified that a medium in which the recording film is thinned and stacked between dielectric layers is stable as amorphous (Japanese Patent Laid-Open No. 44692/1983).
. However, if the thickness of each stacked recording film exceeds 30 nm, the stability as an amorphous substance will be impaired, so the film thickness should be 30 nm.
A value of nm or less is preferable.

本実施例で作製した媒体について実施例1と同じ特性評
価を行った。この結果、書込み消去条件は、はぼ同じ(
但し、消去パルス幅は若干長くなる傾向が見られた。)
となる一方で、結晶化温度が180℃と上昇し、繰り返
し性も良好であった。
The same characteristics evaluation as in Example 1 was performed on the medium produced in this example. As a result, the write/erase conditions are almost the same (
However, there was a tendency for the erase pulse width to become slightly longer. )
On the other hand, the crystallization temperature increased to 180° C., and the repeatability was also good.

例えば、耐熱ガラス基板の場合、書込み15mW、15
0nsec 、消去6mW 、 300nsecの条件
で10’回以上書込み、消去のサイクルが再現性良く達
成できた。
For example, in the case of a heat-resistant glass substrate, the writing power is 15 mW, 15
Writing and erasing cycles of 10 times or more were achieved with good reproducibility under the conditions of 0 nsec, 6 mW of erase, and 300 nsec.

また、本実施例で、5b−Te層の層厚10nm、層数
lOとした媒体についても検討した。この積層膜では、
結晶化温度が200℃となり、より上昇する傾向がみら
れた。
Further, in this example, a medium in which the 5b-Te layer had a layer thickness of 10 nm and the number of layers was lO was also studied. In this laminated film,
The crystallization temperature reached 200°C, and a tendency to increase was observed.

更に、合金層の中間層としての話電体薄膜は、5in2
ばかりでなく、実施例2で述べた各種の材料、即ち、八
1203. ZrO2等の無機膜、ポリイミド、テトラ
フルオロエチレン等の有機膜、テトラメチルスズ等のプ
ラズマ重合膜を用いても、積層媒体の効果としては同等
であり、いずれの材料をも用いることができる。
Furthermore, the telephone thin film as an intermediate layer of the alloy layer is 5in2
In addition, various materials mentioned in Example 2, namely 81203. Even if an inorganic film such as ZrO2, an organic film such as polyimide or tetrafluoroethylene, or a plasma polymerized film such as tetramethyltin is used, the effect of the laminated medium is equivalent, and any material can be used.

ただし、有機系材料が耐熱性の問題のため、繰り返し性
に劣る点は、実施例2で述べた事情と同様である。
However, the repeatability is poor due to the problem of heat resistance of organic materials, which is the same as the situation described in Example 2.

なお、本発明の実施例では、媒体作製技術としてRFス
パッタリングを中心に説明しているが、これは真空蒸着
等の他の薄膜作製法によっても木質的に同じ結果を与え
ることはいうまでもない。更に、実施例中の媒体書込み
、消去条件は、耐熱ガラス基板上に作製したものについ
て詳述したが、実施例中でも述べたように、光ディスク
で通常用いるアクリル樹脂やポリカーボネート樹脂を基
板に用いれば、記録条件、特に書込み閾値、消去閾値は
大幅に向上する。
In the examples of the present invention, RF sputtering is mainly explained as a medium production technique, but it goes without saying that other thin film production methods such as vacuum evaporation can also give the same results in terms of wood quality. . Furthermore, the writing and erasing conditions in the examples are described in detail for media fabricated on heat-resistant glass substrates, but as mentioned in the examples, if acrylic resin or polycarbonate resin, which is commonly used in optical disks, is used for the substrate, Recording conditions, especially write threshold and erase threshold, are significantly improved.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上、説明したように、本発明の光学記録媒体は、信号
強度が大きく、長期安定性(室温での非晶質状態での安
定性)と高速消去性を共に満たす高性能の書換形媒体で
あり、書込み、消去の縁り返し性も十分に優れている。
As explained above, the optical recording medium of the present invention is a high-performance rewritable medium that has high signal strength, satisfies both long-term stability (stability in an amorphous state at room temperature) and high-speed erasability. It also has excellent edge reversibility during writing and erasing.

5b−Te膜の酸化劣化による記録媒体の劣化の問題は
、オーバーコート、アンダーコートに、5i02膜のよ
うに水分を遮断する層を設けることにより、はぼ解決し
、長期安定性に何ら障害をもたらすことはない。
The problem of deterioration of recording media due to oxidative deterioration of the 5b-Te film can be solved by providing a layer that blocks moisture, such as the 5i02 film, in the overcoat and undercoat, without causing any problems in long-term stability. It won't bring anything.

また、一般に5b−Te合金膜は組成ずれのため、レー
ザ記録、消去特性の再現性に欠けるという短所を持って
いるが、本発明の媒体は、相分離を生じないγ相単相と
して結晶化する組成領域を取り上げているため、記録、
消去を繰り返しても特性のずれを生じないという長所を
持っている。特に、この単相(γ相)を示す組成領域は
10〜30at、%と広く、一定の書きこみ、消去条件
を満六十ための組成に余裕があり、そのため製造マージ
ンが大きく量産性や生産性に優れているという特徴があ
る。前述したように、Teが10at、%付近、および
30at、%付近のγ相領域の境界では相分離のため、
記録、消去の繰り返し性が若干低下する場合がある。こ
れを防ぐには組成範囲をしぼりこんで、必ずγ相単相の
得られる領域として、Te含量が、15at、%から2
5at、%の間をとればよい。この15−25at、%
の範囲の組成マージンも、製造上、十分に大きく、量産
性の優位を損うことはない。
In addition, 5b-Te alloy films generally have the disadvantage of lacking reproducibility in laser recording and erasing characteristics due to compositional deviation, but the medium of the present invention crystallizes as a single γ phase that does not cause phase separation. Because it covers the compositional region that
It has the advantage of not causing any deviation in characteristics even if erased repeatedly. In particular, the composition range showing this single phase (γ phase) is wide, ranging from 10 to 30 at%, and there is plenty of composition to satisfy certain writing and erasing conditions. It has the characteristic of being excellent in sex. As mentioned above, due to phase separation at the boundaries of the γ phase region where Te is around 10at.% and around 30at.%,
The repeatability of recording and erasing may be slightly reduced. To prevent this, the composition range must be narrowed down so that the Te content ranges from 15 at% to 2
It is sufficient to take a value between 5at and %. This 15-25at,%
The composition margin in the range of is also sufficiently large for manufacturing purposes and does not impair the advantage of mass production.

さらに、Te含有量の10at、%から30at、%の
間である組成領域(γ相)においては、信号強度が非常
に大きく、ディスク評価において、C/N比は最大58
dBにものぼり、穿孔モードの追記型媒体と比較して遜
色ない。即ち、追記型の相変化光学記録媒体としても適
している。
Furthermore, in the composition region (γ phase) where the Te content is between 10at.% and 30at.%, the signal intensity is extremely large, and in disk evaluation, the C/N ratio is up to 58
dB, which is comparable to write-once media in perforation mode. That is, it is also suitable as a write once type phase change optical recording medium.

従って、大容量、高密度記録の担体としての光ディスク
或いはクレジット時代の中で成長の期待される光カード
等の記録媒体として、しかも高性能の書換性を有する媒
体として、本発明の書換形レーザ記録媒体は最適の性能
を備えており、光エレクトロニクス産業に及ぼす影響は
極めて大きい。
Therefore, the rewritable laser recording medium of the present invention can be used as a recording medium such as an optical disk as a carrier for high-capacity, high-density recording or an optical card, which is expected to grow in the credit era, and as a medium with high performance rewritability. The medium has optimal performance and its impact on the optoelectronics industry is significant.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、5b−Te合金膜のX線回折ピークを示し、
曲線Aは5b5sTe4sの1曲線Bは5baoTe2
oのX線回折図形である。
Figure 1 shows the X-ray diffraction peak of the 5b-Te alloy film,
Curve A is 5b5sTe4s 1Curve B is 5baoTe2
It is an X-ray diffraction pattern of o.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)Sb_1_−_xTe_xで表わされ、xが0.1
≦x≦0.3である組成の合金膜を記録層に有すること
を特徴とする光学記録媒体。 2)前記記録層の上面および/または下面に保護膜とし
て誘電体層を被着せしめたことを特徴とする請求項1に
記載の光学記録媒体。 3)前記合金膜を2層以上設け、該複数の合金膜層のそ
れぞれを誘電体層で挟み込んだ構成とし、かつ合金層の
それぞれの膜厚が30nm以下であることを特徴とする
請求項1に記載の光学記録媒体。
[Claims] 1) Represented by Sb_1_-_xTe_x, where x is 0.1
An optical recording medium characterized in that the recording layer includes an alloy film having a composition of ≦x≦0.3. 2) The optical recording medium according to claim 1, characterized in that a dielectric layer is deposited as a protective film on the upper surface and/or lower surface of the recording layer. 3) Claim 1 characterized in that two or more layers of the alloy film are provided, each of the plurality of alloy film layers is sandwiched between dielectric layers, and each of the alloy layers has a thickness of 30 nm or less. The optical recording medium described in .
JP63132805A 1988-06-01 1988-06-01 Optical recording medium Pending JPH01303644A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63132805A JPH01303644A (en) 1988-06-01 1988-06-01 Optical recording medium

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63132805A JPH01303644A (en) 1988-06-01 1988-06-01 Optical recording medium

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH01303644A true JPH01303644A (en) 1989-12-07

Family

ID=15089990

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63132805A Pending JPH01303644A (en) 1988-06-01 1988-06-01 Optical recording medium

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH01303644A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7611762B2 (en) Optical recording medium
JPH01303643A (en) Laser recording medium
US5523140A (en) Optical recording method and medium
KR20000062984A (en) Information recording medium, manufacturing method of the medium and recording method of the medium
US5637371A (en) Phase change optical recording medium and activation energy determining method
US20050254408A1 (en) Information storage medium having super resolution structure and apparatus for recording to and/or reproducing from the same
US6605330B2 (en) Phase-change recording element for write once applications
US6544617B1 (en) Phase-change recording element for write once applications
JPH01277338A (en) Optical recording medium
JPS62222442A (en) Rewriting type optical recording medium
JP2000228032A (en) Optical information medium
US7626915B2 (en) Phase-change optical recording medium and recording and reproducing method thereof
US5055331A (en) Phase-change optical recording media
US6855479B2 (en) Phase-change optical recording media
JPH01303644A (en) Optical recording medium
JP4397838B2 (en) Multilayer phase change optical recording medium
US20060088684A1 (en) Optical recording medium
JP2596478B2 (en) Rewritable optical information recording medium
JP2002269809A (en) Information recording medium, initializing method for information recording medium and recording method for information
JPS62222443A (en) Rewriting type optical recording medium
JP2810092B2 (en) Optical information recording medium
JP2002056576A (en) Optical recording medium
JPH01277337A (en) Optical recording medium
JPS62102438A (en) Member for optical recording
JPH01277339A (en) Optical recording medium