JPH10340489A - Phase transition type optical disk and production of phase transition type optical disk - Google Patents

Phase transition type optical disk and production of phase transition type optical disk

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JPH10340489A
JPH10340489A JP16198597A JP16198597A JPH10340489A JP H10340489 A JPH10340489 A JP H10340489A JP 16198597 A JP16198597 A JP 16198597A JP 16198597 A JP16198597 A JP 16198597A JP H10340489 A JPH10340489 A JP H10340489A
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JP
Japan
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recording layer
gas
optical disk
layer
recording
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JP16198597A
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Japanese (ja)
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Kenji Oishi
健司 大石
Katsunori Oshima
克則 大嶋
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Victor Company of Japan Ltd
Original Assignee
Victor Company of Japan Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To decrease the volume changes when a recording layer is heated for overwriting and to prevent exothermic reaction accompanied by crystallization of the recording layer, by forming the recording layer by sputtering a target comprising Ge, Sb and Te in a mixture atmosphere of Ar gas, nitrogen gas and oxygen gas. SOLUTION: A substrate 1 is set in a vacuum film forming device, and a first dielectric layer 2, a phase transition type recording layer 3, a second dielectric layer 4 and a reflection layer 5 are successively formed. The recording layer 3 is formed by sputtering a target comprising Ge-Sb-Te in an atmosphere of Ar and a mixture gas of nitrogen and oxygen. The proportion of the pressure of the mixture gas to the Ar gas is 0.3 to 5%. Thereby, decrease in the reproducing amplitude due to the movement of substances which constitute the recording layer 3 during repeated rewriting can be suppressed, and rewriting performances can be improved when a conventional material and device are used.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は光学的に情報の記
録、再生、消去が可能な相変化型光ディスク及び相変化
型光ディスクの製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a phase change type optical disk capable of optically recording, reproducing, and erasing information, and a method of manufacturing the phase change type optical disk.

【0002】[0002]

【従来の技術】相変化型光ディスクは、Te、Se等の
カルコゲンを主成分とした記録層と、この記録層を両面
から挟み込む第一の誘電体層と第二の誘電体層、ならび
にレーザー光の入射側とは反対に設けた反射層と保護層
とから構成されている。
2. Description of the Related Art A phase change type optical disk has a recording layer mainly composed of chalcogen such as Te, Se, etc., a first dielectric layer and a second dielectric layer sandwiching the recording layer from both sides, and a laser beam. And a protective layer provided on the opposite side of the light incident side.

【0003】初期化によりディスク全面を反射率の高い
結晶状態にした光ディスクに、レーザー光を局所的に照
射して記録層を溶融、急冷し、アモルファス状態に相変
化させる。相変化に伴い記録層の複素屈折率が変化し
て、情報を記録する。再生は、弱いレーザー光を照射し
て記録層における結晶状態とアモルファス状態との反射
率差、または位相差を検出して行う。書き換えは、アモ
ルファス状態の記録層の結晶化を引き起こす程度の低エ
ネルギーのバイアスパワーに重畳した記録ピークパワー
のレーザー光を照射することにより、消去過程を経るこ
となく、すでに記録された記録マーク上に書き換え(オ
ーバーライト)する。
A laser beam is locally applied to an optical disk whose entire surface has been brought into a crystalline state with high reflectivity by initialization, so that the recording layer is melted and quenched to change its phase to an amorphous state. The complex refractive index of the recording layer changes with the phase change to record information. The reproduction is performed by irradiating a weak laser beam to detect a reflectance difference or a phase difference between a crystalline state and an amorphous state in the recording layer. Rewriting is performed by irradiating a laser beam with a recording peak power that is superimposed on a bias power with a low energy enough to cause crystallization of the amorphous recording layer. Rewrite (overwrite).

【0004】さて、このオーバーライトの際に、記録層
は高温に熱せられ溶融、急冷し新たに記録マークが書き
込まれる。記録層にGe−Sb−Te系(ゲルマニウム
−アンチモン−テルル系)相変化材料を用いた場合、6
00℃以上に熱せられるため、記録層の溶融による膨
張、これに伴う誘電体層や反射層の変形、記録層の物質
移動等が生じ、多数回の書き換えを行うとエラーが急激
に増加するという問題があった。
At the time of this overwriting, the recording layer is heated to a high temperature, melted, rapidly cooled, and a new recording mark is written. When a Ge-Sb-Te (germanium-antimony-tellurium) phase change material is used for the recording layer, 6
Since the recording layer is heated to at least 00 ° C., expansion due to melting of the recording layer, deformation of the dielectric layer and the reflective layer, mass transfer of the recording layer, and the like occur. There was a problem.

【0005】この問題を解決するために、従来、次の
(1),(2)の手法が用いられていた。 (1) 記録層材料が脈動し案内溝に沿って移動する物
質移動の現象を抑制するために、基板上に第一の保護層
(第一の誘電体層)と、GeTeとSb2Te3とSb
の混合体に窒素を含ませた材料からなる記録層と、第二
の保護層(第二の誘電体層)と、反射層とを備え、第二
の誘電体層を第一の誘電体層より薄くし30nm以下に
した光記録媒体があった(例えば特開平04−1097
9号公報記載)。 (2) Ge、Sb、Teの3元系の共晶組成に窒素を
含有させた材料からなる記録層を有し、記録消去の繰り
返し寿命が良く、結晶化温度が高い、高速消去が可能な
光情報記録媒体があった(例えば特開平06−1712
34号公報記載)。
In order to solve this problem, the following methods (1) and (2) have conventionally been used. (1) A first protective layer (first dielectric layer), GeTe, Sb2Te3, and Sb are formed on a substrate to suppress a mass transfer phenomenon in which a recording layer material pulsates and moves along a guide groove.
A recording layer made of a material containing nitrogen in a mixture of the following, a second protective layer (a second dielectric layer), and a reflective layer, wherein the second dielectric layer is a first dielectric layer There has been an optical recording medium which is thinner and has a thickness of 30 nm or less.
No. 9). (2) It has a recording layer made of a material containing nitrogen in a ternary eutectic composition of Ge, Sb, and Te, has a good repetition life of recording and erasing, has a high crystallization temperature, and can perform high-speed erasing. There has been an optical information recording medium (for example, see JP-A-06-1712).
No. 34).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た(1)の手法においては、アモルファスと結晶間の相
変化をに伴う反射率変化を利用して情報の記録並びに消
去を行っているために、原子の配列は長距離にわたって
変化するから、体積変化が大きく、繰り返して相変化を
生じさせると記録層材料が移動し、信号品質が劣化する
問題があった。また、前記した(2)の手法において
は、Ge、Sb、Teの3元系に窒素を含有させた記録
材料は熱分析により結晶化が観測されている。つまり窒
素含有Ge、Sb、Teの3元系記録材料は、アモルフ
ァスと結晶間の相変化をに伴う反射率変化を利用して情
報の記録並びに消去を行っているため、原子の配列は長
距離にわたって変化するから、体積変化が大きく、繰り
返して相変化を生じさせると記録層材料が移動し、信号
品質が劣化する。また、結晶化温度の上昇が著しく、記
録感度を大幅に低下させてしまい、高出力のレーザが必
要となる問題があった。本発明は、オーバーライト時の
記録層の加熱時にあっても、原子の配列は長距離に亘っ
て変化しないため、体積変化を小とできると共に、この
ときの記録層の結晶化に伴う発熱反応が生じない記録層
を有する相変化型光ディスク及び相変化型光ディスクの
製造方法を提供することを目的とする。
However, in the above-mentioned method (1), information is recorded and erased by utilizing a change in reflectance accompanying a phase change between amorphous and crystal. Since the arrangement of atoms changes over a long distance, there is a problem that the volume change is large, and if a phase change is repeatedly generated, the recording layer material moves and the signal quality deteriorates. In the method (2) described above, crystallization is observed by thermal analysis of a recording material in which nitrogen is contained in a ternary system of Ge, Sb, and Te. In other words, in the ternary recording material of nitrogen-containing Ge, Sb, and Te, information is recorded and erased by using a reflectance change accompanying a phase change between an amorphous phase and a crystal phase. Therefore, the volume change is large, and if the phase change is repeatedly generated, the material of the recording layer moves, and the signal quality is degraded. In addition, there is a problem that the crystallization temperature rises remarkably and the recording sensitivity is greatly reduced, so that a high-output laser is required. According to the present invention, even if the recording layer is heated during overwriting, the arrangement of atoms does not change over a long distance, so that the volume change can be reduced and the exothermic reaction accompanying the crystallization of the recording layer at this time. It is an object of the present invention to provide a phase change type optical disk having a recording layer in which no crack occurs and a method for manufacturing the phase change type optical disk.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、本発明は下記(1)〜(4)の構成になる相変
化型光ディスク及び相変化型光ディスクの製造方法を提
供する。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a phase change type optical disk having the following constitutions (1) to (4) and a method of manufacturing the phase change type optical disk.

【0008】(1) 図1に示すように、レーザー光L
の照射により原子の配列が変化して可逆的に反射率が変
化するGeとSbとTeからなる記録層3を基板1上に
形成する相変化型光ディスクAの製造方法であって、ア
ルゴンガスに対して、少なくとも窒素ガスと酸素ガスと
の混合ガスを混合した雰囲気中で、GeとSbとTeか
らなるターゲットをスパッタリングすることにより前記
記録層3を基板1上に形成することを特徴とする相変化
型光ディスクの製造方法。
(1) As shown in FIG.
Is a method of manufacturing a phase-change optical disc A in which a recording layer 3 made of Ge, Sb, and Te whose reflectivity changes reversibly due to irradiation of atoms is formed on the substrate 1, wherein argon gas is used. On the other hand, the recording layer 3 is formed on the substrate 1 by sputtering a target composed of Ge, Sb, and Te in an atmosphere in which at least a mixed gas of nitrogen gas and oxygen gas is mixed. A method for manufacturing a changeable optical disk.

【0009】(2) 前記混合ガスが空気であることを
特徴とする上記(1)記載の相変化型光ディスクの製造
方法。
(2) The method for manufacturing a phase-change optical disk according to (1), wherein the mixed gas is air.

【0010】(3) 前記混合ガス、又は前記空気のガ
ス圧力がアルゴンガスのガス圧力の0.3%〜5%の範
囲であることを特徴とする上記(1)又は(2)記載の
相変化型光ディスクの製造方法。
(3) The phase according to (1) or (2), wherein the gas pressure of the mixed gas or the air is in the range of 0.3% to 5% of the gas pressure of the argon gas. A method for manufacturing a changeable optical disk.

【0011】(4) GeとSbとTeからなり、かつ
少なくともGe酸化物とSb酸化物とを含有する記録層
を有することを特徴とする相変化型光ディスク。
(4) A phase-change optical disk having a recording layer made of Ge, Sb, and Te and containing at least Ge oxide and Sb oxide.

【0012】[0012]

【発明の実施の態様】以下、本発明の相変化型光ディス
ク及び相変化型光ディスクの製造方法について、図1,
図2を用いて説明する。図1は本発明の相変化型光ディ
スクの一実施例構成を説明するための図、図2は図1に
示した本発明の相変化型光ディスクを用いて10万回の
書き換えを行うことを説明するための図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A phase change optical disk and a method of manufacturing a phase change optical disk according to the present invention will be described below with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of an embodiment of a phase change optical disc according to the present invention, and FIG. 2 illustrates that rewriting is performed 100,000 times using the phase change optical disc according to the present invention shown in FIG. FIG.

【0013】本発明の相変化型光ディスクAは、図1に
示すように、レーザー光Lが入射される基板1上に、第
一の誘電体層2、相変化型記録層(記録層)3、第二の
誘電体層4、反射層5、保護膜6を、順次積層形成して
なるものである。
As shown in FIG. 1, a phase change type optical disc A of the present invention has a first dielectric layer 2, a phase change type recording layer (recording layer) 3 on a substrate 1 on which a laser beam L is incident. , A second dielectric layer 4, a reflective layer 5, and a protective film 6 are sequentially laminated.

【0014】前記した基板1は、記録と再生のレーザー
光Lが透過できる透光性基板で、レーザー光Lを案内す
るプリグルーブやプリピットが設けられ(図示せず)、
ポリカーボネート、ポリオレフィン、アクリル等のプラ
スチック基板やガラス基板が用いられる。レーザー光L
を案内するプリグルーブやプリピットは、直接、射出成
形されたり、平滑基板上に2P法(フォトポリマー法)
で形成される。また、CAV(constant angular veloc
ity 角速度一定)やCLV(constantlinear velocity
線速度一定)あるいはZCAV(zone constant angu
lar velocity)やZCLV(zone constant linear vel
ocity )等のフォーマットでプリグルーブやプリピット
が形成され、また、各セクターの先頭にはアドレス信号
がエンボスピットとしてあらかじめ記録されている。ユ
ーザーが使用する情報エリアは、空溝で構成され、ラン
ドとグルーブに記録を行う場合には、ランド部とグルー
ブ部の再生信号やオーバーライト性能がそれぞれ同等に
なるようランドとグルーブの幅を設定する。
The above-mentioned substrate 1 is a light-transmitting substrate through which a laser beam L for recording and reproduction can pass, provided with a pre-groove or a pre-pit for guiding the laser beam L (not shown),
A plastic substrate such as polycarbonate, polyolefin, or acrylic, or a glass substrate is used. Laser light L
Pre-grooves and pre-pits are directly injection molded or 2P method (photopolymer method) on a smooth substrate
Is formed. Also, CAV (constant angular veloc)
ity or CLV (constant linear velocity)
Linear velocity) or ZCAV (zone constant angu)
lar velocity) and ZCLV (zone constant linear vel)
Ocity), a pre-groove and a pre-pit are formed, and an address signal is recorded in advance as an emboss pit at the head of each sector. The information area used by the user is composed of empty grooves, and when recording on lands and grooves, the land and groove widths are set so that the reproduction signals and overwrite performance of the lands and grooves are the same. I do.

【0015】この基板1を図示せぬ真空成膜装置内に設
置し、第一の誘電体層2と相変化型記録層3と第二の誘
電体層4と反射層5とを順次積層形成する。各層2〜5
の成膜方法は、直流や交流スパッタリング、反応性スパ
ッタリング、イオンビームスパッタリング、イオンプレ
ーティング等が用いられる。成膜前の真空度は、1×1
-6Torr以下にするのが好ましい。
The substrate 1 is placed in a vacuum film forming apparatus (not shown), and a first dielectric layer 2, a phase-change recording layer 3, a second dielectric layer 4, and a reflective layer 5 are sequentially laminated. I do. Each layer 2-5
As the film forming method, DC or AC sputtering, reactive sputtering, ion beam sputtering, ion plating or the like is used. The degree of vacuum before film formation is 1 × 1
It is preferable to set the pressure to 0 -6 Torr or less.

【0016】前記した第一の誘電体層2は、金属の酸化
物、窒化物、硫化物、炭化物、ホウ化物、あるいはこれ
らを複数含有した混合物が用いられる。例えば、ZnS
−SiO2 、ZnS,GeS2 、SiO2 、Ta
2 5 、Si3 4 、AlN、Al2 3 、AlSiO
N,ZrO2 、TiO2 、CeO2 、SiC、TiC、
BN等の単体、あるいはこれらの混合物が用いられる。
膜厚は10〜300nmの範囲にある。使用するレーザ
ー光Lの波長によって最適膜厚は変動するが、好ましく
は、再生信号を増大させるために、50〜200nmと
するのがよい。さらには、基板1への熱伝導の影響を低
減する上でも、80nm以上にするのがよい。
The first dielectric layer 2 is made of a metal oxide, nitride, sulfide, carbide, boride, or a mixture containing a plurality of these. For example, ZnS
—SiO 2 , ZnS, GeS 2 , SiO 2 , Ta
2 O 5 , Si 3 N 4 , AlN, Al 2 O 3 , AlSiO
N, ZrO 2 , TiO 2 , CeO 2 , SiC, TiC,
A simple substance such as BN or a mixture thereof is used.
The film thickness is in the range from 10 to 300 nm. Although the optimum film thickness varies depending on the wavelength of the laser beam L used, it is preferably 50 to 200 nm in order to increase the reproduction signal. Further, in order to reduce the influence of heat conduction on the substrate 1, the thickness is preferably 80 nm or more.

【0017】前記した相変化型記録層3は、アモルファ
ス−結晶間の反射率変化あるいは屈折率変化を利用する
Ge−Sb−Te系相変化材料が用いられる。保存安定
性や信頼性の向上のために第4元素を含有させてもよ
い。記録層3は、不活性ガスであるアルゴンガスに少な
くとも窒素ガスと酸素ガスを混合した雰囲気中で、Ge
−Sb−Teからなるターゲットを直流スパッタリング
して形成する。窒素ガスと酸素ガスを混合したガスは、
高純度の窒素ガスと酸素ガスを流量制御装置を通して別
々に真空槽内に導入するか簡便には空気をそのまま導入
してもよい。また、枚葉式のスパッタリング装置では、
記録層3をスパッタする真空槽の真空度を高真空まで排
気せずに、積極的に真空度を下げて成膜することによ
り、GeとSbとTeからなる記録層を基板上に効果的
に形成することもできる。アルゴンガスに対する窒素と
酸素の混合ガスのガス圧力の割合は、0.3%から5%
の範囲にある。0.3%以下であると、繰り返しオーバ
ーライトを行った場合に、記録層3が流動して膜厚が減
少する物質移動を抑制することができない。また、5%
以上であると記録感度が低下するととも記録層3の屈折
率nや、吸収係数kが変化するため、光学的に最適な積
層膜の構成がずれて良好なC/Nが得られない。混合ガ
スである窒素と酸素の体積分率は、窒素4に対し酸素1
が好ましく、空気を利用することも可能である。アルゴ
ンガスに対して、少なくとも窒素ガスと酸素ガスとの混
合ガスを混合した雰囲気中で、GeとSbとTeからな
るターゲットとスパッタリングすると、0.1 at %以
下のGe酸化物とSb酸化物とが生成し、これが記録層
3の体積変化を抑制する。記録層3の膜厚は10〜10
0nm、好ましくは、再生信号を増大させるために、2
0〜60nmとするのがよい。
The phase-change recording layer 3 is made of a Ge-Sb-Te phase-change material utilizing a change in reflectance or a change in refractive index between amorphous and crystal. A fourth element may be contained for improving storage stability and reliability. The recording layer 3 is made of Ge in an atmosphere in which at least nitrogen gas and oxygen gas are mixed with argon gas which is an inert gas.
A target made of -Sb-Te is formed by DC sputtering. The gas mixture of nitrogen gas and oxygen gas is
High-purity nitrogen gas and oxygen gas may be separately introduced into the vacuum chamber through the flow control device, or simply air may be introduced as it is. In a single-wafer sputtering apparatus,
The recording layer made of Ge, Sb, and Te is effectively formed on the substrate by forming the film while reducing the degree of vacuum positively without exhausting the vacuum degree of the vacuum chamber for sputtering the recording layer 3 to a high vacuum. It can also be formed. The ratio of the gas pressure of the mixed gas of nitrogen and oxygen to the argon gas is from 0.3% to 5%
In the range. If the content is 0.3% or less, mass transfer in which the recording layer 3 flows and the film thickness decreases when overwriting is repeatedly performed cannot be suppressed. 5%
Above this, the recording sensitivity is reduced and the refractive index n and the absorption coefficient k of the recording layer 3 are changed, so that the optically optimum configuration of the laminated film is shifted and good C / N cannot be obtained. The volume fraction of the mixed gas nitrogen and oxygen is as follows.
Preferably, air can be used. When sputtering is performed with a target made of Ge, Sb, and Te in an atmosphere in which a mixed gas of at least nitrogen gas and oxygen gas is mixed with argon gas, 0.1 at% or less of Ge oxide and Sb oxide Is generated, which suppresses a change in volume of the recording layer 3. The thickness of the recording layer 3 is 10 to 10
0 nm, preferably 2 to increase the playback signal.
The thickness is preferably 0 to 60 nm.

【0018】前記した第二の誘電体層4は、第一の誘電
体層2と同じ材料が用いられる。第二の誘電体層4は第
一の誘電体層2よりも薄く、いわゆる急冷構造をとり、
熱的ダメージを軽減するために、膜厚は2〜50nmと
するのがよい。
The same material as that of the first dielectric layer 2 is used for the second dielectric layer 4 described above. The second dielectric layer 4 is thinner than the first dielectric layer 2 and has a so-called quenching structure,
In order to reduce thermal damage, the film thickness is preferably set to 2 to 50 nm.

【0019】前記した反射層5は、熱伝導が高い金属、
あるいは半導体等の薄膜が用いられる。Al、Au、A
g、Cu,Ni,In,Ti,Cr,Pt,Taなどの
金属、あるいはこれらの合金が主に用いられる。その膜
厚は50〜300nmにすることが望ましい。
The reflective layer 5 is made of a metal having high heat conductivity,
Alternatively, a thin film such as a semiconductor is used. Al, Au, A
Metals such as g, Cu, Ni, In, Ti, Cr, Pt and Ta, or alloys thereof are mainly used. The film thickness is desirably 50 to 300 nm.

【0020】前記した保護膜6は、成膜したディスクを
大気中に取り出し、反射層5上に紫外線硬化樹脂を塗布
して形成される。膜厚は、1〜20μm である。塗布方
法としては、スピンコート法、スプレー法、ディップ
法、ブレードコート法、ロールコート法、スクリーン印
刷法等が用いられる。紫外線硬化樹脂は、少なくともプ
レポリマ−、単官能アクリレ−トモノマ−、多官能アク
リレ−トモノマ−等と光重合開始剤からなる。
The protective film 6 is formed by taking out the formed disk into the atmosphere and applying an ultraviolet curing resin on the reflective layer 5. The film thickness is 1 to 20 μm. As a coating method, a spin coating method, a spray method, a dipping method, a blade coating method, a roll coating method, a screen printing method, or the like is used. The ultraviolet curable resin comprises at least a prepolymer, a monofunctional acrylate monomer, a polyfunctional acrylate monomer and the like, and a photopolymerization initiator.

【0021】前述の図1に示した相変化型光ディスクA
は、基板1上に、第一の誘電体層2、相変化型記録層
(記録層)3、第二の誘電体層4、反射層5、保護膜6
を順次積層形成してなるものであるが、本発明の相変化
型光ディスクはこの構成に限定されることなく、次の2
つ実施例の構成も含むものである。その一つのディスク
は、図1の構成のディスクの保護膜6上に、接着剤層を
介して、基板1と同様の透明基板を1枚貼り合わせた構
成の相変化型光ディスクである。即ち、基板1上に、第
一の誘電体層2、相変化型記録層3、第二の誘電体層
4、反射層5、保護膜6、接着剤層、基板1を順次積層
した構成の相変化型光ディスクである。また、もう一つ
のディスクは、図1の構成のディスクの保護膜6上に、
接着剤層を介して、図1の構成のディスクをもう一枚貼
り合わせた構成の相変化型光ディスクである。即ち、基
板1上に、第一の誘電体層2、相変化型記録層3、第二
の誘電体層4、反射層5、保護膜6、接着剤層、反射層
5、第二の誘電体層4、相変化型記録層3、第一の誘電
体層2、基板1を順次積層した構成の相変化型光ディス
クである。この場合、レーザ光は両方の基板1側からそ
れぞれ入射することになる。
The phase-change optical disk A shown in FIG.
A first dielectric layer 2, a phase-change recording layer (recording layer) 3, a second dielectric layer 4, a reflective layer 5, and a protective film 6 on a substrate 1.
Are sequentially laminated, but the phase change optical disc of the present invention is not limited to this configuration,
It also includes the configuration of one embodiment. One of the disks is a phase-change type optical disk having a configuration in which one transparent substrate similar to the substrate 1 is bonded via an adhesive layer on the protective film 6 of the disk having the configuration shown in FIG. That is, on the substrate 1, the first dielectric layer 2, the phase change recording layer 3, the second dielectric layer 4, the reflective layer 5, the protective film 6, the adhesive layer, and the substrate 1 are sequentially laminated. This is a phase change optical disk. Further, another disk is placed on the protective film 6 of the disk having the configuration shown in FIG.
This is a phase-change type optical disk having a configuration in which another disk having the configuration shown in FIG. 1 is bonded via an adhesive layer. That is, a first dielectric layer 2, a phase-change recording layer 3, a second dielectric layer 4, a reflective layer 5, a protective film 6, an adhesive layer, a reflective layer 5, a second dielectric layer This is a phase change optical disc having a configuration in which a body layer 4, a phase change recording layer 3, a first dielectric layer 2, and a substrate 1 are sequentially laminated. In this case, the laser light enters from both the substrates 1 side.

【0022】こうして作製した光ディスクに、レーザー
光やフラッシュランプ等を照射して、記録層である相変
化型記録層3を結晶化温度以上に加熱し初期化処理を行
う。実用的には、光ディスクに照射される初期化用レー
ザビームはトラック幅よりも大きなビーム径(スポット
径)を有し、好ましくは半径方向に長く、ディスクを回
転しながら複数のトラックを同時に初期化する。
The optical disk thus manufactured is irradiated with a laser beam, a flash lamp, or the like to heat the phase-change type recording layer 3 as a recording layer to a temperature higher than a crystallization temperature, thereby performing an initialization process. Practically, the initialization laser beam applied to the optical disk has a beam diameter (spot diameter) larger than the track width, preferably longer in the radial direction, and simultaneously initializes a plurality of tracks while rotating the disk. I do.

【0023】次に、上述した相変化型光ディスクの製造
方法及びそのオーバーライトの評価について、図2に示
すように、実施例1−4、比較例1,2を用いて説明す
る。以下、説明の都合上、図1に示した構成の相変化型
光ディスクAを用いた場合について説明する。
Next, a method of manufacturing the above-described phase change optical disk and evaluation of overwriting will be described with reference to Examples 1-4 and Comparative Examples 1 and 2, as shown in FIG. Hereinafter, for convenience of explanation, a case will be described in which the phase-change optical disc A having the configuration shown in FIG. 1 is used.

【0024】<実施例1−4、比較例1−2>トラック
ピッチ1.6μm、溝深さ80nmのプリグルーブが設
けられたポリカーボネート基板1に、第一誘電体層2、
相変化記録層3、第二誘電体層4、反射層5をスパッタ
リングによって成膜した。
<Example 1-4, Comparative Example 1-2> A first dielectric layer 2 was formed on a polycarbonate substrate 1 provided with a pregroove having a track pitch of 1.6 μm and a groove depth of 80 nm.
The phase change recording layer 3, the second dielectric layer 4, and the reflection layer 5 were formed by sputtering.

【0025】まず、真空度3.2×10-7Torrに排気し
た後、ZnS−SiO2 (80:20mol%)をアル
ゴン(Ar)ガスで高周波スパッタリングして第一誘電
体層2として90nm設けた。Arガス圧は、1.6m
Torr、第一誘電体層2の成膜速度は0.25nm/sで
ある。
First, after evacuating to a degree of vacuum of 3.2 × 10 −7 Torr, ZnS—SiO 2 (80:20 mol%) is subjected to high frequency sputtering with argon (Ar) gas to provide 90 nm as the first dielectric layer 2. Was. Ar gas pressure is 1.6m
Torr, the deposition rate of the first dielectric layer 2 is 0.25 nm / s.

【0026】次いで、相変化記録層3としてGe22Sb
22Te56を直流スパッタリング法で20nm形成した。
このとき、Arガス中に空気を導入した。導入量は、空
気圧力/Arガス圧力が、空気導入がないもの、0.3
0%、0.69%、3.1%、5.0%、12.5%の
ものを作製した。Arガス圧は、1.6m Torr、記録層
3の成膜速度は0.1nm/sである。この上に第二誘
電体層4としてZnS−SiO2 (80:20mol
%)を高周波スパッタリング法で18nm成膜した。A
rガス圧は、1.6m Torr、第二誘電体層4の成膜速度
は0.05nm/sである。
Next, Ge 22 Sb is used as the phase-change recording layer 3.
22 Te56 was formed to a thickness of 20 nm by a DC sputtering method.
At this time, air was introduced into Ar gas. The amount of air introduced was such that the air pressure / Ar gas pressure was 0.3% without air introduction.
0%, 0.69%, 3.1%, 5.0%, and 12.5% were produced. The Ar gas pressure is 1.6 mTorr, and the deposition rate of the recording layer 3 is 0.1 nm / s. On this, ZnS—SiO 2 (80:20 mol) is used as the second dielectric layer 4.
%) Was formed to a thickness of 18 nm by a high frequency sputtering method. A
The r gas pressure is 1.6 mTorr, and the deposition rate of the second dielectric layer 4 is 0.05 nm / s.

【0027】次いで、反射層5としてAl−Cr(9
7.5:2.5at%)を直流スパッタリング法で15
0nm設けた。反射層5の成膜速度は、0.2nm/s
である。真空チャンバーからディスクを取り出した後、
保護層6として紫外線硬化樹脂(住友化学製 XR1
1)を反射層5上にスピンコートし、紫外線を照射して
硬化させた保護膜6の膜厚は、5μmであった。こうし
て、上述した相変化型光ディスクAを作製することがで
きる。
Next, Al-Cr (9
7.5: 2.5 at%) by DC sputtering.
0 nm was provided. The film forming speed of the reflective layer 5 is 0.2 nm / s
It is. After removing the disc from the vacuum chamber,
As the protective layer 6, an ultraviolet curable resin (XR1 manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.)
1) was spin-coated on the reflective layer 5 and cured by irradiating ultraviolet rays to form a protective film 6 having a thickness of 5 μm. Thus, the above-described phase change optical disk A can be manufactured.

【0028】次に、こうして作製した相変化型光ディス
クAのオーバーライトを評価した。まず、ディスクAを
回転しながら基板1側から初期化用レーザービームを照
射して相変化記録層3を反射率の低い状態から反射率の
高い状態へ相変化させて初期化した。次に、基板1側か
ら記録レーザ光であるレーザ光Lを照射して相変化記録
層3の案内溝間のランド部に記録を行った。ランドは、
レーザー光Lの入射方向(図1中の矢印方向)からみて
凹状になっている。
Next, overwriting of the phase-change type optical disk A thus manufactured was evaluated. First, an initialization laser beam was irradiated from the substrate 1 side while rotating the disk A to initialize the phase change recording layer 3 by changing its phase from a low reflectance state to a high reflectance state. Next, recording was performed on the lands between the guide grooves of the phase change recording layer 3 by irradiating a laser beam L as a recording laser beam from the substrate 1 side. Rand is
It is concave when viewed from the incident direction of the laser beam L (the direction of the arrow in FIG. 1).

【0029】記録の条件は、次の通りである。ディスク
Aを回転する線速度6.0m/s、記録レーザ(レーザ
ー光Lの)波長は684nm、対物レンズのNAは0.
6、ピークパワー11.0mW,バイアスパワー4.5
mW。8−16変調信号を記録し、再生信号のうち最長
ヒット長を再生した信号である14Tの再生振幅の記録
マーク部のレベルI14を書き換え回数に対して測定し
た。書き換えを繰り返すと物質移動が生じて膜厚が薄く
なりレベルI14が低下する。
The recording conditions are as follows. The linear velocity for rotating the disk A is 6.0 m / s, the wavelength of the recording laser (of the laser beam L) is 684 nm, and the NA of the objective lens is 0.
6, peak power 11.0 mW, bias power 4.5
mW. The 8-16 modulated signal was recorded, and the level I14 of the recording mark portion having a reproduction amplitude of 14T, which is a signal obtained by reproducing the longest hit length among the reproduction signals, was measured with respect to the number of rewrites. When rewriting is repeated, mass transfer occurs, the film thickness becomes thinner, and the level I14 decreases.

【0030】図2は図1に示した本発明の相変化型光デ
ィスクAを用いて10万回の書き換えを行った後の状
態、詳しくは、10万回の書き換えを行った後のレベル
I14を1回目のレベルI14で除した値を示す図である。
実施例1〜4から明らかなように、空気の導入量が増加
するとともにレベルI14の減少が抑制される。空気圧力
/Arガス圧力が、0.30%、0.69%、3.1
%、5.0%で記録層3をスパッタリングして作製した
ディスクは、10万回の書き換え後でもレベルI14の低
下が0.817〜0.969の範囲で抑えられる。比較
例1のように、空気を導入しないと、物質移動によるレ
ベルI14の低下を抑えることができない。一方、比較例
2のように、12.5%と空気の導入量が過剰であると
記録感度が低くなり、記録ができなくなる。このよう
に、実施例1〜4のように、空気圧力/Arガス圧力
が、0.3%〜5.0%においてレベルI14の低下が抑
えられているから、書き換えに対する信頼性の優れた相
変化光ディスクが得られる。
FIG. 2 shows the state after rewriting 100,000 times using the phase change type optical disc A of the present invention shown in FIG. 1, specifically, the level I14 after rewriting 100,000 times. It is a figure showing the value divided by the first level I14.
As is clear from the first to fourth embodiments, the decrease in the level I14 is suppressed as the amount of introduced air increases. Air pressure / Ar gas pressure is 0.30%, 0.69%, 3.1
% And 5.0%, the disc produced by sputtering the recording layer 3 can suppress the reduction of the level I14 in the range of 0.817 to 0.969 even after rewriting 100,000 times. Unless air is introduced as in Comparative Example 1, the decrease in level I14 due to mass transfer cannot be suppressed. On the other hand, as in Comparative Example 2, when the amount of air introduced is excessively 12.5%, the recording sensitivity is lowered, and recording cannot be performed. As described above, as in Examples 1 to 4, the reduction of the level I14 is suppressed when the air pressure / Ar gas pressure is 0.3% to 5.0%. A changing optical disk is obtained.

【0031】示差走査熱量計(DSC)によって、ディ
スクAと同一の構成の積層膜の熱分析を行った。室温か
ら10℃/分の昇温速度で加熱していくと記録層3のG
eSbTe混合物が結晶化して発熱する。結晶化温度を
図2に示す。空気圧力/Arガス圧力が、3.1%以上
の場合(実施例3)には発熱ピークが観測されなかっ
た。また、X線回折のピークも観測されず、アモルファ
ス状態であったが、光学的には低反射率から高反射率に
変化した。記録材料の未結合手(ダングリングボンド)
が窒素や酸素と結合して結晶化を妨害するためと推測す
る。しかし、この現象から言えることは、加熱後もアモ
ルファス状態であることから記録層3を構成する記録材
料の原子の移動が短距離であるため、体積変化が小さ
く、繰り返して相変化を生じさせても信号品質の劣化が
少ないということは明らかである。
A thermal analysis was performed on the laminated film having the same configuration as that of the disk A by a differential scanning calorimeter (DSC). As the temperature is increased from room temperature at a rate of 10 ° C./min, the G of the recording layer 3 is increased.
The eSbTe mixture crystallizes and generates heat. The crystallization temperature is shown in FIG. When the ratio of air pressure / Ar gas pressure was 3.1% or more (Example 3), no exothermic peak was observed. No X-ray diffraction peak was observed, and the sample was in an amorphous state, but optically changed from a low reflectance to a high reflectance. Unbonded hands of recording material (dangling bond)
Is presumed to be bonded to nitrogen or oxygen to hinder crystallization. However, what can be said from this phenomenon is that since the movement of the atoms of the recording material constituting the recording layer 3 is a short distance since the amorphous state is maintained even after the heating, the volume change is small and the phase change is repeatedly caused. It is clear that the signal quality is less deteriorated.

【0032】[0032]

【発明の効果】上述した構成を有する本発明の相変化型
光ディスク及び相変化型光ディスクの製造方法によれ
ば、次の効果を奏する。 (1)従来の製造方法をほとんど変更することなく、ア
ルゴンガスに対する窒素ガスと酸素ガスとの混合ガス、
又は空気のガス圧を所定範囲内に設定するだけで繰り返
し書き換え時の記録層を構成する物質移動による再生振
幅の低下を抑制することができる。従来の材料と装置を
使って、書き換え性能を向上することができる。 (2)特別に高純度のガスを用いなくとも、大気を導入
するか真空度を高めない状態でスパッタリングすること
により簡単に信頼性の高い相変化光ディスクを得ること
ができる。
According to the phase change type optical disk and the method for manufacturing the phase change type optical disk of the present invention having the above-described structure, the following effects can be obtained. (1) A gas mixture of a nitrogen gas and an oxygen gas with respect to an argon gas without substantially changing the conventional manufacturing method;
Alternatively, by merely setting the gas pressure of the air within a predetermined range, it is possible to suppress a decrease in the reproduction amplitude due to mass transfer of the recording layer at the time of repeated rewriting. Rewriting performance can be improved using conventional materials and equipment. (2) A highly reliable phase-change optical disc can be easily obtained by introducing air or sputtering without increasing the degree of vacuum without using a specially high-purity gas.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の相変化型光ディスクの一実施例構成を
説明するための図である。
FIG. 1 is a diagram for explaining a configuration of an embodiment of a phase-change optical disc according to the present invention.

【図2】図1に示した本発明の相変化型光ディスクを用
いて10万回の書き換えを行うことを説明するための図
である。
FIG. 2 is a diagram for explaining that rewriting is performed 100,000 times using the phase change optical disc of the present invention shown in FIG. 1;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2 第一の誘電体層 3 相変化型記録層、記録層 4 第二の誘電体層 5 反射層 6 保護膜 A 相変化型光ディスク L レーザー光 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 1st dielectric layer 3 Phase change recording layer, recording layer 4 2nd dielectric layer 5 Reflection layer 6 Protective film A Phase change optical disk L Laser beam

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】レーザー光の照射により原子の配列が変化
して可逆的に反射率が変化するGeとSbとTeからな
る記録層を基板上に形成する相変化型光ディスクの製造
方法であって、 アルゴンガスに対して、少なくとも窒素ガスと酸素ガス
との混合ガスを混合した雰囲気中で、GeとSbとTe
からなるターゲットをスパッタリングすることにより前
記記録層を基板上に形成することを特徴とする相変化型
光ディスクの製造方法。
1. A method for manufacturing a phase change optical disk, comprising forming a recording layer made of Ge, Sb, and Te on a substrate, the arrangement of atoms changing reversibly by irradiating a laser beam. Ge, Sb, and Te are mixed in an atmosphere in which a mixed gas of at least nitrogen gas and oxygen gas is mixed with argon gas.
Forming the recording layer on a substrate by sputtering a target made of a phase change optical disk.
【請求項2】前記混合ガスが空気であることを特徴とす
る請求項1記載の相変化型光ディスクの製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the mixed gas is air.
【請求項3】前記混合ガス又は前記空気のガス圧力がア
ルゴンガスのガス圧力の0.3%〜5%の範囲であるこ
とを特徴とする請求項1又は2記載の相変化型光ディス
クの製造方法。
3. The manufacturing method according to claim 1, wherein the gas pressure of the mixed gas or the air is in a range of 0.3% to 5% of the gas pressure of the argon gas. Method.
【請求項4】GeとSbとTeからなり、かつ少なくと
もGe酸化物とSb酸化物とを含有する記録層を有する
ことを特徴とする相変化型光ディスク。
4. A phase-change optical disk having a recording layer made of Ge, Sb, and Te and containing at least Ge oxide and Sb oxide.
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