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JP3878337B2 - Method for producing non-initialization type phase change optical recording medium - Google Patents
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JP3878337B2 - Method for producing non-initialization type phase change optical recording medium - Google Patents

Method for producing non-initialization type phase change optical recording medium Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定の光を照射することにより結晶質と非晶質との間で可逆的に相変化する相変化記録膜を有する相変化光記録媒体の製造方法に係り、特に、記録膜の初期結晶化を必要とすることなく製造直後からオーバーライト記録が可能な無初期化型相変化光記録媒体の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、大容量メモリとして光ディスクが注目を浴びている。光ディスクは、情報の再生のみが可能で記録が不可能なCD等の再生専用型、情報の記録が1回だけ可能なCD−R等の1回追記型、及び情報の記録/消去を自由に行うことができコンピュータの外付けメモリ等に用いられる書き替え可能型の3種類に大別される。その中でも書き替え可能型は、その広い用途のために特に注目されている。
【0003】
書き替え可能型の光ディスクには、主に、光磁気ディスクと相変化光ディスクの2つがある。このうち、相変化光ディスクは、レーザービーム等の照射により非晶質と結晶質との間で可逆的に相変化する記録膜を用いて、非晶質の記録マークと結晶質のバックグラウンドとの間の反射率の差を利用して再生が行われるものである。この非晶質状態は記録膜を融点以上に加熱し急冷することにより形成され、結晶質状態は記録膜を結晶化温度以上で融点未満に加熱することにより形成される。したがって、相変化光ディスクは、記録膜に照射するレーザービームの強弱を制御することにより、情報の書き替えを自由に行うことができるという利点を有している。
【0004】
一般に、相変化光ディスクは、ポリカーボネート等からなる円盤状のプラスチック基板上に記録膜が形成された構造を有している。基板上への上記記録膜の形成には、通常、スパッタ法や蒸着法等の真空成膜法が用いられるが、これら成膜法によると、原料を基板面に付着させる際に、原料原子或いは原料分子は非常に高い速度で基板に衝突する。その結果、原料は基板に付着した瞬間に急冷され、すなわち、原料は溶融・急冷され、成膜直後の記録膜は非晶質状態となる。
【0005】
上述したように、非晶質状態は記録状態に相当する。したがって、作製した直後の相変化光ディスクは、記録膜の全面が記録状態にある。相変化光ディスクにおいては、作製直後においても、最初のオーバーライトにより、非晶質状態の記録マークと結晶質状態のバックグラウンドを書込み可能であることが理想であるとされている。しかしながら、上記方法により記録膜を成膜した場合、成膜直後の記録膜の非晶質状態はエネルギー的に非常に安定である。そのため、光ディスクドライブによる1回目のオーバーライト記録では、結晶質状態とすることができない。
【0006】
以上の理由から、相変化光ディスクでは、通常、光ディスクドライブで記録を行う前に、大出力のレーザを用いた初期結晶化装置により記録膜全面の結晶化が行われる。なお、この初期結晶化装置による記録膜の結晶化は、例えば、以下の方法により行う。
【0007】
まず、Arのガスレーザ等のように数Wクラスの出力のレーザを用い、このレーザから出力されるレーザ光を、対物レンズによりスポット径が数10μmとなるように記録膜上に集光させる。光ディスクを回転させつつ、このレーザ光を記録膜上に照射し、さらにビームスポットを回転軸に対してディスクの半径方向に相対的に移動させる。これにより、記録膜全面を結晶質とすることができる。ここで、光ディスクのトラックピッチは、通常、0.5〜1.6μmであるので、数10トラックを同時に結晶化することが可能である。
【0008】
ところで、相変化光ディスクは、記録膜の結晶性と反射率との関係に基づき、2種類に大別される。すなわち、相変化光ディスクは、結晶質状態(消去状態)に比べて非晶質状態(記録状態)の方が反射率が低いHigh to Low(以下、HtoLという)メディアと、結晶質状態(消去状態)に比べて非晶質状態(記録状態)の方が反射率が高いLow to High(以下、LtoHという)メディアとに分類されるのである。
【0009】
HtoLメディアにおいては、上記初期結晶化後の記録膜は、結晶質状態にあるため高い反射率を有する。そのため、HtoLメディアにおいては、初期結晶化した直後に光ディスクドライブでオーバーライト記録を行う場合、十分な反射光量が得られ、サーボ制御が不安定となることはない。また、オーバーライト記録を行った光ディスクにおいては、記録マーク部は非晶質状態となるために反射率の低下を生ずるが、一般に、記録部分と未記録部分とは概ね半々であると想定される。したがって、オーバーライト記録を行った光ディスクにおいて、反射率の平均値は、結晶質状態の反射率と非晶質状態の反射率との中間程度となり、サーボ制御に支障を来たすことはない。
【0010】
それに対し、LtoHメディアにおいては、上記初期結晶化した直後の記録膜は反射率が低い。そのため、LtoHメディアにおいては、サーボ制御に支障を来たす場合がある。以下に、その理由を説明する。
【0011】
近年、光ディスクの高記録密度化に伴い、記録マークは益々微細化されている。そのため、微細化された記録マークから大きな信号(反射率変化量)を得るために、LtoHメディアにおいては結晶質状態の反射率をより低減する傾向にある。
【0012】
これを変調度を用いて説明すると、非晶質状態における記録膜の反射率をRa 、結晶質状態における記録膜の反射率をRc とした場合、変調度は、(Ra −Rc )/Ra により定義される。変調度は信号の大きさの指標となるので、Rc をより小さくすることにより、変調度をより大きくすること、すなわちより大きな信号を得ることができるのである。
【0013】
現在、DVD−RAM等の高記録密度化に伴い、トラックピッチを0.6μm、ビットピッチを0.28μm程度とすることが想定されている。このような条件のもとでマークエッジ記録を行うとすると、再生ジッタ値を8%以下とするには、C/N値(Carrier to Noise Ratio)を53dB以上とする必要がある。これは、計算上では、例えば、Ra を0.2、Rc を0.04として、変調度を80%以上とすることを意味する。
【0014】
しかしながら、LtoHメディアにおいて、初期結晶化直後の記録膜の反射率を0.04以下とすると、光ディスクドライブでオーバーライト記録を行う際に十分な反射光量が得られないため、サーボ制御が不安定となる。このような状態で情報を記録した場合、記録された情報を再生することができなくなる等の不具合を生ずる。
【0015】
上記LtoHメディアにおいて生ずる不具合を解決するものとして、無初期化型相変化光ディスクが期待されている。無初期化型相変化光ディスクは、記録膜の初期結晶化を行うことなく、作製直後に光ディスクドライブによるオーバーライト記録を可能とするものである。LtoHタイプの無初期化型相変化光ディスクによると、最初のオーバーライト記録は、作製直後の非晶質状態にある記録膜に対して行われる。すなわち、全面が反射率の高い記録状態にある記録膜に対して行われる。したがって、LtoHタイプの無初期化型相変化光ディスクによると、最初のオーバーライト記録の際に、サーボ制御に支障を来たすことはないと考えられる。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、無初期化型相変化光ディスクによると、初期結晶化を行うことなくオーバーライト記録することが可能であると考えられる。
本発明は、記録膜の初期結晶化を必要とすることなく製造直後からオーバーライト記録が可能な無初期化型相変化光記録媒体を実現可能とする新規な相変化光記録媒体の製造方法を提供することを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、光ビームを照射することにより結晶質と非晶質との間で可逆的に相変化する相変化記録膜と、前記相変化記録膜と接して配置された結晶化誘起層とを備えた無初期化型相変化光記録媒体の製造方法であって、前記相変化記録膜を、スパッタガスとしてKrガス或いはXeガスを用い、5×10-2torr以上のスパッタガス圧下で真空スパッタ法により成膜し、前記結晶化誘起層として、ZnS/SiO 2 を、スパッタガスとしてArガスを用い、5×10-4torr以下のスパッタガス圧下で真空スパッタ法により成膜することを特徴とする無初期化型相変化光記録媒体の製造方法を提供する。
【0019】
さらに、本発明は、光ビームを照射することにより結晶質と非晶質との間で可逆的に相変化する相変化記録膜と、前記相変化記録膜と接して配置された結晶化誘起層とを備えた無初期化型相変化光記録媒体の製造方法であって、前記相変化記録膜を、スパッタガスとしてKrガス或いはXeガスを用い、5×10-2torr以上のスパッタガス圧下で真空スパッタ法により成膜し、前記結晶化誘起層として、GeN膜を、スパッタガスとしてArガスを用い、N2スを供給しつつ真空スパッタ法により成膜することを特徴とする無初期化型相変化光記録媒体の製造方法を提供する。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明についてより詳細に説明する。
図1に、本発明の実施形態に係る無初期化型相変化光記録媒体の断面図を示す。図1に示す相変化光記録媒体1-1は、LtoHタイプの相変化光記録媒体であって、基板2上に、半透明干渉層3、誘電体膜4-1、結晶化誘起層8-1、相変化記録膜5、誘電体膜4-2、金属反射層6、及び保護膜7が順次積層された構造を有している。
【0021】
以下、図1を参照しながら本発明の原理について説明する。
上述したようにスパッタ法等により基板2上に相変化記録膜5を形成した場合、製造直後において、記録膜5は安定性が過剰に高い非晶質状態となる。したがって、従来の方法により製造した相変化記録媒体には、初期結晶化を施す必要がある。
【0022】
本発明者らは、製造直後において記録膜5の非晶質状態の安定性が過剰に高い理由の1つは、記録膜5の原料原子或いは原料分子が過剰な速度で基板面に衝突することにあると考えた。すなわち、記録膜原料を基板2上に付着させる際に、原料原子或いは原料分子は非常に高い速度で基板2に衝突するため、原料は基板2に付着した瞬間に非常に高い温度から急激に冷却される。この極端に高い冷却速度が、成膜直後の記録膜5における非晶質状態の安定性を過剰に高くしているのである。
【0023】
ここで、記録膜5の原料原子或いは原料分子の速度は、その平均自由工程に依存するものと考えられる。したがって、原料原子或いは原料分子の平均自由工程を低減することにより、原料原子或いは原料分子の基板面に対する入射エネルギーを低減することが可能となるのである。
【0024】
真空スパッタ法により基板2上に記録膜5を形成する場合、上記平均自由工程を低減する方法としては、例えば、Krガス等のスパッタガス圧を増加させて、原料原子或いは原料分子とスパッタガスとの衝突回数を増加させることが考えられる。通常、相変化記録媒体1-1の記録膜5は、5×10-3torr程度の真空下でスパッタリングすることにより形成される。本発明者らは、様々な原料を用いて記録膜5を成膜したところ、いずれの原料を用いた場合においてもスパッタガス圧を高めることにより、記録膜形成直後における非晶質状態の安定性を低減することができることを確認した。
【0025】
スパッタガスとしては、KrガスやXeガスを用いることが好ましい。Ar、Kr及びXeは同族元素でありいずれも化学的に不活性であるが、周期率表においてKrはArに対して1周期高次の元素であり、XeはArに対して2周期高次の元素である。すなわち、Kr及びXeはArに比べて大きな原子量を有している。そのため、スパッタガスとして、Krガス或いはXeガスを用いた場合、Arガスを用いた場合に比べて、上記原料原子或いは原料分子の運動エネルギーをより低減することができる。すなわち、記録膜形成直後における非晶質状態の安定性をより低減することが可能となる。
【0026】
また、スパッタガス圧は、5×10-2torr以上とすることが好ましい。スパッタガス圧を5×10-2torr以上とすることにより、上記原料原子或いは原料分子の運動エネルギーをより低減することができる。また、スパッタガス圧は5×10-1torr以下とすることが好ましい。スパッタガス圧を過剰に高めた場合、記録膜5中へのスパッタガスの混入量が過剰となる場合がある。
【0027】
上記相変化光記録媒体1-1においては、記録膜5に隣接して、透明でありかつ残留応力を導入された結晶化誘起層8-1が設けられている。このような結晶化誘起膜8-1を設けた場合、結晶化誘起層8-1を設けない場合に比べて、記録膜5をより低いエネルギーで非晶質状態から結晶質状態へと変化させることが可能となる。これは、結晶化誘起層8-1に残留応力が導入されているためである。すなわち、記録膜5を溶融・冷却する際に、記録膜5の結晶化誘起層8-1との界面において結晶核の生成が促進されるためであると考えられる。
【0028】
結晶化誘起層は、相変化記録膜5と接していれば、必ずしも基板2と相変化記録膜との間に設ける必要はない。図2に、本発明の他の実施形態に係る無初期化型相変化光記録媒体の断面図を概略的に示す。この図に示すように、結晶化誘起層8-2を相変化記録膜5の上に設けてもよい。この場合においても、上述した効果を得ることができる。
【0029】
結晶化誘起層は、相変化記録膜の両側に設けることがより好ましい。図3に、本発明のさらに他の実施形態に係る無初期化型相変化光記録媒体の断面図を概略的に示す。この図に示すように、結晶化誘起層8-1,8-2を、相変化記録膜5と接するように相変化記録膜5の上側及び下側の双方に設けてもよい。この場合、上述した結晶核の生成がさらに促進される。
【0030】
上記結晶化誘起層8-1,8-2は、例えば、スパッタガスとしてArガスを用い真空スパッタ法により成膜する際に、Arガス中にN2 ガスやH2 ガスを混合することにより得ることができる。このような条件下でスパッタリングを行った場合、結晶化誘起層中には窒素や水素が取り込まれる。窒素分子や水素分子或いは窒素原子や水素原子は結晶化誘起層に残留応力を付与するため、初期結晶化を必要としない無初期化型相変化光記録媒体を得ることが可能となる場合がある。
【0031】
結晶化誘起層8-1,8-2には、例えば、Ge等の材料を用いることができる。特に、Geターゲットを用い、Arガス中にN2 ガスを混合してスパッタリングを行って結晶化誘起層8-1,8-2を成膜すること、すなわち、結晶化誘起層8-1,8-2をGeN膜とすることが好ましい。この場合、結晶化誘起層8-1,8-2を他の材料で構成した場合に比べて、上述した結晶核の生成を促進する効果が極めて大きい。
【0032】
結晶化誘起層8-1,8-2をGeN膜とする場合、Arガスの流量に対するN2 ガスの流量の比は0.3以上であることが好ましい。純粋なGeは半導体であるため、所定の光学バンドギャップを有している。そのため、情報の記録・消去等に使用される赤色の半導体レーザ光をある程度吸収してしまう。それに対し、Ge膜中に含有させる窒素の量をより多くすることにより、上記バンドギャップを広げることができる。すなわち、赤色のレーザ光の吸収を防止することができる。
【0033】
Arガスの流量に対するN2 ガスの流量比は、スパッタリングの際に投入するRFパワーにも依存するが、0.3以上である場合に上記バンドギャップを2eVよりも広くすることができ、その結果、赤色のレーザ光の吸収を防止することができる。また、この場合、結晶化誘起層8-1,8-2に十分な量の残留応力を導入することが可能となる。
【0034】
上記流量比は10以下であることが好ましい。流量比が10を超える場合、スパッタリングを行うことが困難となるおそれがある。また、あまりにN2 ガスの流量比が高いと、Geターゲットが窒化してしまい、スパッタにより形成されるGeN膜の再現性が低下する場合がある。
【0035】
以上、窒素や水素を含有させることにより結晶化誘起層8-1,8-2に残留応力を付与させることについて説明したが、他の方法を用いることも可能である。上記結晶化誘起層8-1,8-2は、例えば、スパッタガス圧を低減してスパッタリングすることにより形成することができる。
【0036】
このスパッタガス圧は、5×10-4torr以下とすることが好ましい。スパッタガス圧を5×10-4torr以下とすることにより、結晶化誘起層8-1に十分な量の残留応力を導入することが可能となり、その結果、初期結晶化を必要としない無初期化型相変化光記録媒体を得ることが可能となる場合がある。また、スパッタガス圧は5×10-5torr以上とすることが好ましい。スパッタガス圧を過剰に低めた場合、スパッタリングを行うことが困難となるおそれがある。
【0037】
なお、上記結晶化誘起層8-1,8-2は、5〜200オングストローム程度の厚さを有していれば充分である。また、後述するように、上記結晶化誘起層8-1,8-2が誘電体膜4-1,4-2を兼ねる場合は、最大で2000オングストローム程度の厚さであってもよい。
【0038】
結晶化誘起層8-1,8-2は、誘電体膜4-1,4-2を兼ねていてもよい。図4に、本発明のさらに他の実施形態に係る無初期化型相変化記録媒体の断面図を概略的に示す。図4に示す光記録媒体1-4においては、誘電体膜4-1,4-2の少なくとも一方に残留応力が導入されている。すなわち、誘電体膜4-1,4-2は結晶化誘起層として機能し、上述した結晶核の生成を促進することができる。
【0039】
誘電体膜4-1,4-2に残留応力を導入する方法としては、上記スパッタガス圧下で誘電体膜4-1,4-2を成膜することが挙げられる。また、誘電体膜4-1,4-2中に窒素や水素を含有させることにより残留応力を導入することも可能である。しかしながら、この場合、誘電体膜4-1,4-2の記録膜5を耐熱保護する能力が損なわれるおそれがある。したがって、窒素や水素を含有させることにより残留応力を導入する場合は、誘電体膜4-1,4-2の他に、別途結晶化誘起層8-1,8-2を設けることが好ましい。
【0040】
以下、上記無初期化型相変化光記録媒体1-1〜1-4において用いられる材料等について説明する。
上記光記録媒体1-1〜1-4において、基板2としては、ポリカーボネート等の合成樹脂やガラス等からなる透明基板が用いられる。
【0041】
また、上記光記録媒体1-1〜1-4において、相変化記録膜5は、光照射により非晶質と結晶質との間で可逆的に相変化する材料で構成されることが必要である。この相変化記録層を構成する材料として、例えば、Ge2 Sb2 Te5 のようなGe、Sb及びTeからなる3元合金、またはIn、Sb及びTeからなる3元合金等を挙げることができる。
【0042】
相変化記録膜5への記録は、記録膜5を融点以上に加熱しさらに急冷して非晶質状態とすることにより行なわれる。また、記録された情報の消去は、非晶質状態にある記録膜5を結晶化温度以上かつ融点未満に加熱して結晶質状態とすることにより行われる。なお、相変化記録膜5は、レーザ光等を照射することにより溶融される程度に薄い必要がある。したがって、通常、相変化記録膜5は、50〜300オングストローム程度の厚さに形成される。
【0043】
誘電体膜4-1,4-2は、記録膜5にレーザ光等を照射する際に記録膜5が蒸発するのを防止するために設けられる。すなわち、誘電体膜4-1,4-2を設けることにより、記録膜5の穴明きを防ぎ、記録膜5の耐熱保護を図ることができる。
【0044】
誘電体膜4-1,4-2に用いられる材料としては、例えば、ZnS・SiO2 混合物、SiO2 、TiO2 、及びAl23 等の光透過性の誘電体を挙げることができる。なお、上記光記録媒体1-1において、誘電体膜4-1は、半透明干渉層3及び金属反射層6との相乗効果により再生信号を光学的にエンハンスするように設計されており、通常、500〜3000オングストローム程度の厚さに形成される。
【0045】
また、誘電体膜4-2は、レーザ光等の照射により溶融された記録膜5の冷却を促進するために薄く形成され、通常、50〜300オングストローム程度の厚さに制御される。なお、近年、データ転送速度の高速化に伴い、記録速度の高速化が求められている。この場合、感度を向上させる必要があるため、急冷(熱の保持能力が低い)タイプではなく徐冷(熱の保持能力が高い)タイプの相変化光記録媒体も検討されている。したがって、上記光記録媒体1-1〜1-4を徐冷タイプとする場合は、熱の保持能力を高めるために、誘電体膜4-2は通常300〜3000オングストローム程度の厚さに形成される。
【0046】
金属反射層6に用いられる材料としては、例えば、AlMo合金等を挙げることができる。この金属反射層6は、再生信号をエンハンスするため、及び放熱性を高めるために、通常、500〜3000オングストローム程度の厚さに形成される。
【0047】
また、半透明干渉層3に用いられる材料としては、Au等を挙げることができる。この半透明干渉層3は、基板2側から照射されたレーザ光等が記録膜5へと到達可能である程度に薄い必要がある。また、半透明干渉層3は、半透明干渉層3と金属反射層6との間で光の干渉を生じさせて再生信号をエンハンスするために、ある程度の厚さを必要とする。そのため、半透明干渉層3は、通常、20〜200オングストローム程度に形成される。
【0048】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
(実施例1)
図5に示すスパッタ装置を用いて図4に示す相変化光記録媒体1-4を作製した。なお、図5は、本発明の実施例に係る相変化光記録媒体の製造に用いられるスパッタ装置を概略的に示す図である。
【0049】
相変化光記録媒体1-4を作製するに当たり、まず、直径が120mm、厚さが0.6mmであり、一方の主面に幅0.6μmの渦巻線状の溝が形成されたポリカーボネート製のディスク2を、溝が形成された面が下方を向くように、チャンバー21内に設けられた円盤状の基台9に保持させた。なお、基台9はディスク2を保持しつつ回転することが可能である。
【0050】
次に、バルブ11を開き、真空ターボポンプ12を駆動することにより、チャンバー21内を10-6torrまで減圧した。さらに、基台9を60rpmの速度で回転させつつ、バルブ10-1を開放してArガスをチャンバー21内に導入した。なお、チャンバー内のArガス圧は、バルブ11の開放状態及び真空ターボポンプ12の排気能力を変えることなく、図示しないマスフローコントローラを用いてAr流量を制御することにより5×10-3torrとした。
【0051】
次に、切替スイッチ17を用いてRF電源16と電極14-1とを電気的に接続して、電極14-1に13.56MHz、150WのRF電力を供給した。以上のようにして、電極14-1上に配置されたAuターゲット13-1のArガスによるスパッタリングを開始した。約1分間プリスパッタした後、Auターゲット13-1の上方に配置されたシャッタ15-1を開放した。所定の時間経過した後、切替スイッチ17を用いてRF電源16と電極14-1とを電気的に絶縁し、さらにシャッタ15-1を閉じた。以上のようにして、ディスク2上に半透明干渉層3として、厚さ100オングストロームのAu膜3を成膜した。
【0052】
Au膜3を成膜した後、バルブ10-1を閉じ、チャンバー21内に残留するArガスとAu原子とを真空ターボポンプ12を用いて排気した。排気終了後、再度バルブ10-1を開放して、マスフローコントローラで流量制御しつつArガスをチャンバー21内に導入し、チャンバー内のArガス圧を5×10-4torrに制御した。
【0053】
次に、切替スイッチ17を用いてRF電源16と電極14-2とを電気的に接続して、電極14-2に600WのRF電力を供給した。以上のようにして、電極14-2上に配置されたZnS/SiO2 ターゲット13-2のArガスによるスパッタリングを開始した。約1分間プリスパッタした後、ZnS/SiO2 ターゲット13-2の上方に配置されたシャッタ15-2を開放した。4分30秒経過後、切替スイッチ17を用いてRF電源16と電極14-2とを電気的に絶縁し、さらにシャッタ15-2を閉じた。以上のようにして、Au膜3上に誘電体膜4-1として、厚さ850オングストロームのZnS/SiO2 膜4-1を成膜した。なお、ZnS/SiO2 膜4-1には残留応力が導入されている。すなわち、ZnS/SiO2 膜4-1は結晶化誘起層を兼ねている。
【0054】
ZnS/SiO2 膜4-1を成膜した後、バルブ10-1を閉じ、チャンバー21内に残留するArガスとZnS/SiO2 分子とを真空ターボポンプ12を用いて排気した。排気終了後、バルブ10-2を開放して、マスフローコントローラで流量制御しつつKrガスをチャンバー21内に導入し、チャンバー内のKrガス圧を5×10-2torrに制御した。
【0055】
次に、切替スイッチ17を用いてRF電源16と電極14-3とを電気的に接続して、電極14-3に200WのRF電力を供給した。以上のようにして、電極14-3上に配置されたGe2 Sb2 Te5 ターゲット13-3のKrガスによるスパッタリングを開始した。約1分間プリスパッタした後、Ge2 Sb2 Te5 ターゲット13-3の上方に配置されたシャッタ15-3を開放した。40秒経過後、切替スイッチ17を用いてRF電源16と電極14-3とを電気的に絶縁し、さらにシャッタ15-3を閉じた。以上のようにして、ZnS/SiO2 膜4-1上に相変化記録膜5として、厚さ100オングストロームのGe2 Sb2 Te5 膜5を成膜した。
【0056】
Ge2 Sb2 Te5 膜5を成膜した後、バルブ10-2を閉じ、チャンバー21内に残留するKrガスとGe2 Sb2 Te5 分子とを真空ターボポンプ12を用いて排気した。排気終了後、バルブ10-1を開放して、マスフローコントローラで流量制御しつつArガスをチャンバー21内に導入し、チャンバー内のArガス圧を5×10-3torr制御した。
【0057】
次に、切替スイッチ17を用いてRF電源16と電極14-2とを電気的に接続して、電極14-2に600WのRF電力を供給した。以上のようにして、電極14-2上に配置されたZnS/SiO2 ターゲット13-2のArガスによるスパッタリングを開始した。約1分間プリスパッタした後、ZnS/SiO2 ターゲット13-2の上方に配置されたシャッタ15-2を開放した。3分経過後、切替スイッチ17を用いてRF電源16と電極14-2とを電気的に絶縁し、さらにシャッタ15-2を閉じた。以上のようにして、Ge2 Sb2 Te5 膜5上に誘電体膜4-2として、厚さ300オングストロームのZnS/SiO2 膜4-2を成膜した。
【0058】
ZnS/SiO2 膜4-2を成膜した後、バルブ10-1を閉じ、チャンバー21内に残留するArガスとZnS/SiO2 分子とを真空ターボポンプ12を用いて排気した。排気終了後、再度バルブ10-1を開放して、マスフローコントローラで流量制御しつつArガスをチャンバー21内に導入し、チャンバー内のArガス圧を5×10-3torrに制御した。
【0059】
次に、切替スイッチ17を用いてRF電源16と電極14-4とを電気的に接続して、電極14-4に200WのRF電力を供給した。以上のようにして、電極14-4上に配置されたAlMoターゲット13-4のArガスによるスパッタリングを開始した。約1分間プリスパッタした後、AlMoターゲット13-4の上方に配置されたシャッタ15-4を開放した。2分30秒経過後、切替スイッチ17を用いてRF電源16と電極14-4とを電気的に絶縁し、さらにシャッタ15-4を閉じた。以上のようにして、ZnS/SiO2 膜4-2上に金属反射層6として、厚さ1000オングストロームのAlMo膜6を成膜した。
【0060】
上述した方法により、ディスク2上にそれぞれの膜を成膜した後、ディスク2をチャンバー21から取り出した。このディスク2のAlMo膜6上に、スピンコータを用いてUV硬化樹脂をスピンコートし、UV光を照射することにより、AlMo膜6上に保護膜7を形成した。
【0061】
以上のようにして、ディスク2上に厚さ100オングストロームのAu膜3、厚さ850オングストロームのZnS/SiO2 膜4-1、厚さ100オングストロームのGe2 Sb2 Te5 膜5、厚さ300オングストロームのZnS/SiO2 膜4-2、厚さ1000オングストロームのAlMo膜6、及び厚さ8μmの保護膜7を順次積層して相変化光記録媒体1-4を作製した。この相変化光記録媒体1-4をサンプルAとする。
【0062】
また、Ge2 Sb2 Te5 膜5の成膜時のKrガス圧を5×10-1torrに制御したこと以外はサンプルAと同様にして相変化光記録媒体1-4を作製した。すなわち、サンプルBに比べ、Ge2 Sb2 Te5 膜5の成膜時における急冷度をさらに低減して相変化光記録媒体1-4を作製した。この相変化光記録媒体1-4をサンプルBとする。
【0063】
(実施例2)
ZnS/SiO2 膜4-1,4-2の成膜を以下に示す方法により行ったこと以外は実施例1のサンプルAと同様にして、図4に示す相変化光記録媒体1-4を作製した。
【0064】
すなわち、サンプルAと同様にしてディスク2上にAu膜3を成膜した後、バルブ10-1を閉じ、チャンバー21内に残留するArガスとAu原子とを真空ターボポンプ12を用いて排気した。排気終了後、再度バルブ10-1を開放して、マスフローコントローラで流量制御しつつArガスをチャンバー21内に導入し、チャンバー内のArガス圧を5×10-3torrに制御した。
【0065】
次に、切替スイッチ17を用いてRF電源16と電極14-2とを電気的に接続して、電極14-2に600WのRF電力を供給した。以上のようにして、電極14-2上に配置されたZnS/SiO2 ターゲット13-2のArガスによるスパッタリングを開始した。約1分間プリスパッタした後、ZnS/SiO2 ターゲット13-2の上方に配置されたシャッタ15-2を開放した。8分30秒経過後、切替スイッチ17を用いてRF電源16と電極14-2とを電気的に絶縁し、さらにシャッタ15-2を閉じた。以上のようにして、Au膜3上に誘電体膜4-1として、厚さ850オングストロームのZnS/SiO2 膜4-1を成膜した。なお、ZnS/SiO2 膜4-1には残留応力は導入されていない。
【0066】
以上のようにしてZnS/SiO2 膜4-1を成膜した後、サンプルAと同様にして、ZnS/SiO2 膜4-1上に相変化記録膜5として、厚さ100オングストロームのGe2 Sb2 Te5 膜5を成膜した。
【0067】
Ge2 Sb2 Te5 膜5を成膜後、バルブ10-2を閉じ、チャンバー21内に残留するKrガスとGe2 Sb2 Te5 分子とを真空ターボポンプ12を用いて排気した。排気終了後、バルブ10-1を開放して、マスフローコントローラで流量制御しつつArガスをチャンバー21内に導入し、チャンバー内のArガス圧を5×10-4torrに制御した。
【0068】
次に、切替スイッチ17を用いてRF電源16と電極14-2とを電気的に接続して、電極14-2に600WのRF電力を供給した。以上のようにして、電極14-2上に配置されたZnS/SiO2 ターゲット13-2のArガスによるスパッタリングを開始した。約1分間プリスパッタした後、ZnS/SiO2 ターゲット13-2の上方に配置されたシャッタ15-2を開放した。1分40秒経過後、切替スイッチ17を用いてRF電源16と電極14-2とを電気的に絶縁し、さらにシャッタ15-2を閉じた。以上のようにして、Ge2 Sb2 Te5 膜5上に誘電体膜4-2として、厚さ300オングストロームのZnS/SiO2 膜4-2を成膜した。なお、ZnS/SiO2 膜4-2には残留応力が導入されている。すなわち、ZnS/SiO2 膜4-2は結晶化誘起層を兼ねている。
【0069】
さらに、実施例1に示したのと同様の方法により、ZnS/SiO2 膜4-2上に、AlMo膜6及び保護膜7を順次積層して相変化光記録媒体1-4を作製した。この相変化光記録媒体1-4をサンプルCとする。
【0070】
また、Ge2 Sb2 Te5 膜5の成膜時のKrガス圧を5×10-1torrとし、Ge2 Sb2 Te5 膜5の膜厚が100オングストロームとなるように成膜時間を調節したこと以外はサンプルCと同様にして相変化光記録媒体1-4を作製した。すなわち、サンプルCに比べ、Ge2 Sb2 Te5 膜5の成膜時における急冷度をさらに低減して相変化光記録媒体1-4を作製した。この相変化光記録媒体1-4をサンプルDとする。
【0071】
(実施例3)
ZnS/SiO2 膜4-2の成膜を以下に示す方法により行ったこと以外は実施例1のサンプルAと同様にして、図4に示す相変化光記録媒体1-4を作製した。
【0072】
すなわち、まず、サンプルAと同様にして、ディスク2上に、Au膜3、ZnS/SiO2 膜4-1、及びGe2 Sb2 Te5 膜5を順次成膜した。
Ge2 Sb2 Te5 膜5を成膜後、バルブ10-2を閉じ、チャンバー21内に残留するKrガスとGe2 Sb2 Te5 分子とを真空ターボポンプ12を用いて排気した。排気終了後、バルブ10-1を開放して、マスフローコントローラで流量制御しつつArガスをチャンバー21内に導入し、チャンバー内のArガス圧を5×10-4torrに制御した。
【0073】
次に、切替スイッチ17を用いてRF電源16と電極14-2とを電気的に接続して、電極14-2に600WのRF電力を供給した。以上のようにして、電極14-2上に配置されたZnS/SiO2 ターゲット13-2のArガスによるスパッタリングを開始した。約1分間プリスパッタした後、ZnS/SiO2 ターゲット13-2の上方に配置されたシャッタ15-2を開放した。1分40秒経過後、切替スイッチ17を用いてRF電源16と電極14-2とを電気的に絶縁し、さらにシャッタ15-2を閉じた。以上のようにして、Ge2 Sb2 Te5 膜5上に誘電体膜4-2として、厚さ300オングストロームのZnS/SiO2 膜4-2を成膜した。なお、ZnS/SiO2 膜4-2には残留応力が導入されている。すなわち、ZnS/SiO2 膜4-2は結晶化誘起層を兼ねている。
【0074】
さらに、実施例1に示したのと同様の方法により、ZnS/SiO2 膜4-2上に、AlMo膜6及び保護膜7を順次積層して相変化光記録媒体1-4を作製した。この相変化光記録媒体1-4をサンプルEとする。
【0075】
また、Ge2 Sb2 Te5 膜5の成膜時のKrガス圧を5×10-1torrとし、Ge2 Sb2 Te5 膜5の膜厚が100オングストロームとなるように成膜時間を調節したこと以外はサンプルCと同様にして相変化光記録媒体1-4を作製した。すなわち、サンプルEに比べ、Ge2 Sb2 Te5 膜5の成膜時における急冷度をさらに低減して相変化光記録媒体1-4を作製した。この相変化光記録媒体1-4をサンプルFとする。
【0076】
(比較例)
ZnS/SiO2 膜4-1及びGe2 Sb2 Te5 膜5の成膜を以下に示す方法により行ったこと以外は実施例1のサンプルAと同様にして、図4に示す相変化光記録媒体1-4を作製した。
【0077】
すなわち、サンプルAと同様にしてディスク2上にAu膜3を成膜した後、バルブ10-1を閉じ、チャンバー21内に残留するArガスとAu原子とを真空ターボポンプ12を用いて排気した。排気終了後、再度バルブ10-1を開放して、マスフローコントローラで流量制御しつつArガスをチャンバー21内に導入し、チャンバー内のArガス圧を5×10-3torrに制御した。
【0078】
次に、切替スイッチ17を用いてRF電源16と電極14-2とを電気的に接続して、電極14-2に600WのRF電力を供給した。以上のようにして、電極14-2上に配置されたZnS/SiO2 ターゲット13-2のArガスによるスパッタリングを開始した。約1分間プリスパッタした後、ZnS/SiO2 ターゲット13-2の上方に配置されたシャッタ15-2を開放した。8分30秒経過後、切替スイッチ17を用いてRF電源16と電極14-2とを電気的に絶縁し、さらにシャッタ15-2を閉じた。以上のようにして、Au膜3上に誘電体膜4-1として、厚さ850オングストロームのZnS/SiO2 膜4-1を成膜した。なお、ZnS/SiO2 膜4-1には残留応力は導入されていない。
【0079】
ZnS/SiO2 膜4-1を成膜した後、バルブ10-1を閉じ、チャンバー21内に残留するArガスとZnS/SiO2 分子とを真空ターボポンプ12を用いて排気した。排気終了後、バルブ10-1を再度開放して、マスフローコントローラで流量制御しつつArガスをチャンバー21内に導入し、チャンバー内のArガス圧を5×10-3torrに制御した。
【0080】
次に、切替スイッチ17を用いてRF電源16と電極14-3とを電気的に接続して、電極14-3に200WのRF電力を供給した。以上のようにして、電極14-3上に配置されたGe2 Sb2 Te5 ターゲット13-3のArガスによるスパッタリングを開始した。約1分間プリスパッタした後、Ge2 Sb2 Te5 ターゲット13-3の上方に配置されたシャッタ15-3を開放した。20秒経過後、切替スイッチ17を用いてRF電源16と電極14-3とを電気的に絶縁し、さらにシャッタ15-3を閉じた。以上のようにして、ZnS/SiO2 膜4-1上に相変化記録膜5として、厚さ100オングストロームのGe2 Sb2 Te5 膜5を成膜した。
【0081】
さらに、サンプルAと同様にして、Ge2 Sb2 Te5 膜5上に、ZnS/SiO2 膜4-2、AlMo膜6及び保護膜7を順次積層して相変化光記録媒体1-4を作製した。この相変化光記録媒体1-4を比較用サンプルとする。
【0082】
以上のようにして作製したサンプルA〜F及び比較用サンプルについて、Ge2 Sb2 Te5 膜5の製造条件の違いと、ZnS/SiO2 膜4-1,4-2への残留応力の導入の有無とを下記表1に纏める。
【0083】
【表1】

Figure 0003878337
【0084】
次に、これらサンプルA〜F及び比較用サンプルについて、作製直後における相変化記録膜5の非晶質状態の安定性を、図6に示す光ディスクドライブ装置を用いて、以下に示す方法により評価した。なお、図6は、本発明の実施例において用いられる光ディスクドライブ装置を概略的に示す図である。
【0085】
図6に示すように、相変化光記録媒体(ディスク)1-4は、スピンドルモータ32の回転軸に保持される。ディスク1-4は、スピンドルモータ32の回転数を制御することにより、所定の回転数で回転される。本実施例においては、DVD−RAMを想定して、ディスク1-4と光学ヘッド33との相対速度が12m/sで一定となるように、ディスク1-4の回転軸と光学ヘッド33との間の距離に応じてディスク1-4の回転速度を変化させる、いわゆる線速度一定方式を採用した。
【0086】
入力装置36から入力される信号は、変調回路35において、例えばDVD−RAMを想定した場合は8/16変調で、1または0の信号へとデジタル化される。変調回路35からのデジタル信号はレーザドライバ37へと送られ、光学ヘッド33から出射されるレーザ光のON/OFFを制御する。これにより、ディスク1-4上へのデータの書込みが行われる。
【0087】
本実施例においてディスク1-4は相変化光記録媒体であるので、ディスク1-4への情報の記録、ディスク1-4に記録された情報の消去、及びディスク1-4に記録された情報の再生は、全てレーザ光等を照射することにより行われる。
【0088】
図7に、本発明の実施例に係る相変化光記録媒体における、情報の記録・消去・再生に必要なレーザ光のパワーをグラフにして示す。なお、図中、横軸は時間を示し、縦軸はレーザ光のパワーを示している。
【0089】
図7に示すように、情報の記録を行う場合は、レーザ光のパワーをPw まで高めて相変化記録膜を溶融・急冷することにより非晶質状態とする。また、記録された情報の消去を行う場合は、レーザ光のパワーをPe 程度として、相変化記録膜をその結晶化温度以上、融点未満まで加熱することにより結晶化させる。なお、図中、Pr は記録された情報の再生を行う場合に必要なレーザ光のパワーである。ディスク1-4に情報を書込むと、その部分は非晶質となる。非晶質部分と結晶質部分とでは反射率が異なるので、ディスク1-4上を一定かつ弱いパワーのレーザ光を用いて走査することにより、記録された信号を反射光量の差として検出することができる。
【0090】
ディスク1-4にパワーPr のレーザ光を照射することにより得られる再生信号は、光学ヘッド33に接続されたプリアンプ38で増幅される。増幅された再生信号は、次に2値化回路39において、アナログ信号からデジタル信号へとデジタル化される。デジタル化された再生信号は、さらに復調回路40において、8/16変調に基づいて復調され、アナログ信号として出力装置41へと出力される。
【0091】
なお、図7において、制御系43は、レーザドライバ37を介して光学ヘッド33から出射されるレーザ光強度を制御したり、例えば、リニアモータ駆動制御系46を介してリニアモータ34を駆動することにより光学ヘッド33を所望の位置に制御するのに用いられる。また、制御系43は、フォーカス駆動制御系44やトラック駆動制御系45を介して、光学ヘッド33に設けられた対物レンズアクチュエータを駆動することにより、ディスク1-4の面振れやトラックの偏心に追従するように対物レンズの位置を制御するのに用いられる。
【0092】
このように構成される光ディスクドライバ装置30を用いて、サンプルA〜F及び比較用サンプルについて、以下に示す方法により製造直後における相変化記録膜の非晶質状態の安定性について評価を行った。すなわち、ディスク1-4(サンプルA〜F及び比較用サンプル)に初期結晶化を行うことなく、上記光ディスクドライバ装置30により図7に示すパワーPe の消去用のレーザ光及びパワーPw の記録用のレーザ光を照射した。すなわち、オーバーライト記録を行った。
【0093】
なお、信号の記録は、DVD−RAMを想定して、線速度が12m/sで一定となるようにスピンドルモータ32の回転数を制御し、8/16変調、デューティ50%として、周波数14.2MHzのレーザ光を照射してマークエッジ記録を行い、相変化記録膜に最短マーク長である3Tを形成することにより行った。また、パワーPw は14mWとし、パワーPe は5mWとした。
【0094】
また、作製直後における相変化記録膜は非晶質状態にあり、かつサンプルA〜F及び比較用サンプルは全てLtoHメディアであるため、作製直後における相変化記録膜の反射率は0.18程度と十分に高かった。したがって、光ディスクドライブ装置30において、サーボ制御可能であり、また、試験中にサーボ制御不能となることはなかった。
【0095】
次に、情報を記録したディスク1-4について記録の再生を行い、スペクトラム・アナライザを用いてC/N値を測定した。なお、C/N値が低すぎる場合は、パワーPe の消去用のレーザ光を照射することによる相変化記録膜の結晶化が不完全であったと判断することができる。したがって、この場合は、オーバーライト記録を再度行った。
【0096】
十分に大きなC/N値が得られるまで、相変化記録膜の同じ領域に対して、上記オーバーライト記録とC/N値の測定とを繰り返し行い、その繰返し回数により、作製直後における相変化記録膜の非晶質状態の安定性を評価した。以下にその結果を示す。
【0097】
まず、比較用サンプルについて上記測定を行ったところ、1回目のオーバーライト記録直後では、14.2MHzのスペクトルは殆ど観測されなかった。オーバーライト記録とC/N値の測定とを繰り返し行ったところ、C/N値が40dBに達するのに6回のオーバーライト記録を必要とした。また、C/N値が52dBに達するのに15回のオーバーライト記録を必要とした。以上から、従来の方法により製造した比較用サンプルは、作製直後において、相変化記録膜の非晶質状態が過剰に安定であることが確認された。
【0098】
次に、サンプルAについて上記測定を行ったところ、1回目のオーバーライト記録で、40dBを超えるC/N値を得ることができた。また、オーバーライト記録を3回繰返すことにより、C/N値を52dBとすることができた。また、サンプルBについて上記測定を行ったところ、1回目のオーバーライト記録で、C/N値を50dBとすることができた。また、オーバーライト記録を2回繰返すことにより、C/N値を52dBとすることができた。
【0099】
以上の結果から、ZnS/SiO2 膜4-1に残留応力を導入することにより、製造直後における記録膜を非晶質状態から結晶質状態へと容易に変化させることが可能となることが確認された。また、相変化記録膜の成膜時に、スパッタリングガス圧を高めることにより、記録膜原料の急冷度を低減し、作製直後における相変化記録膜の非晶質状態の過剰な安定性を低減可能であることが確認された。
【0100】
次に、サンプルCについて上記測定を行ったところ、1回目のオーバーライト記録でC/N値を40dBとすることができた。また、オーバーライト記録を3回繰返すことにより、C/N値を52dBとすることができた。また、サンプルDについて上記測定を行ったところ、1回目のオーバーライト記録の直後にC/N値は50dBに達し、2回目のオーバーライト記録でC/N値を52dBとすることができた。以上の結果から、残留応力を導入する層がZnS/SiO2 膜4-1及びZnS/SiO2 膜4-2のいずれであっても同様の効果が得られることが確認された。
【0101】
次に、サンプルE,Fについて上記測定を行ったところ、ともに1回目のオーバーライト記録でC/N値を52dB以上とすることができた。以上の結果から、ZnS/SiO2 膜4-1及びZnS/SiO2 膜4-2の双方に残留応力を導入することにより、一方のみに残留応力を導入した場合に比べて、製造直後において非晶質状態にある記録膜をさらに容易に結晶質状態へと変化させることが可能となることが確認された。
【0102】
(実施例4)
図5に示すスパッタ装置を用いて図1に示す相変化光記録媒体1-1を作製した。なお、本例においてターゲット13-4の材料としては、AlMoの代わりにGeが用いられる。
【0103】
相変化光記録媒体1-1を作製するに当たり、まず、サンプルAと同様にして、ディスク2上にAu膜3を成膜した。
Au膜3を成膜した後、バルブ10-1を閉じ、チャンバー21内に残留するArガスとAu原子とを真空ターボポンプ12を用いて排気した。排気終了後、再度バルブ10-1を開放して、マスフローコントローラで流量制御しつつArガスをチャンバー21内に導入し、チャンバー内のArガス圧を5×10-3torrに制御した。
【0104】
次に、切替スイッチ17を用いてRF電源16と電極14-2とを電気的に接続して、電極14-2に600WのRF電力を供給した。以上のようにして、電極14-2上に配置されたZnS/SiO2 ターゲット13-2のArガスによるスパッタリングを開始した。約1分間プリスパッタした後、ZnS/SiO2 ターゲット13-2の上方に配置されたシャッタ15-2を開放した。8分30秒経過後、切替スイッチ17を用いてRF電源16と電極14-2とを電気的に絶縁し、さらにシャッタ15-2を閉じた。以上のようにして、Au膜3上に誘電体膜4-1として、厚さ850オングストロームのZnS/SiO2 膜4-1を成膜した。
【0105】
ZnS/SiO2 膜4-1を成膜した後、バルブ10-1を閉じ、チャンバー21内に残留するArガスとZnS/SiO2 分子とを真空ターボポンプ12を用いて排気した。排気終了後、バルブ10-3を開放して、マスフローコントローラで流量制御しつつArガスとN2 ガスとの混合ガスをチャンバー21内に導入し、チャンバー内の混合ガス圧を5×10-3torrに制御した。なお、ArガスとN2 ガスとの流量比は1:1である。
【0106】
次に、切替スイッチ17を用いてRF電源16と電極14-4とを電気的に接続して、電極14-4に250WのRF電力を供給した。以上のようにして、電極14-4上に配置されたGeターゲット13-4のArガスによるスパッタリングを開始した。約1分間プリスパッタした後、Geターゲット13-4の上方に配置されたシャッタ15-4を開放した。20秒経過後、切替スイッチ17を用いてRF電源16と電極14-4とを電気的に絶縁し、さらにシャッタ15-4を閉じた。以上のようにして、ZnS/SiO2 膜4-1上に結晶化誘起層8-1として、厚さ50オングストロームのGeN膜8-1を成膜した。
【0107】
GeN膜8-1を成膜した後、バルブ10-3を閉じ、チャンバー21内に残留するArガスとN2 ガスとZnS/SiO2 分子とを真空ターボポンプ12を用いて排気した。排気終了後、バルブ10-2を開放して、マスフローコントローラで流量制御しつつKrガスをチャンバー21内に導入し、チャンバー内のKrガス圧を5×10-2torrに制御した。
【0108】
次に、切替スイッチ17を用いてRF電源16と電極14-3とを電気的に接続して、電極14-3に200WのRF電力を供給した。以上のようにして、電極14-3上に配置されたGe2 Sb2 Te5 ターゲット13-3のKrガスによるスパッタリングを開始した。約1分間プリスパッタした後、Ge2 Sb2 Te5 ターゲット13-3の上方に配置されたシャッタ15-3を開放した。40秒経過後、切替スイッチ17を用いてRF電源16と電極14-3とを電気的に絶縁し、さらにシャッタ15-3を閉じた。以上のようにして、GeN膜8-1上に相変化記録膜5として、厚さ100オングストロームのGe2 Sb2 Te5 膜5を成膜した。
【0109】
Ge2 Sb2 Te5 膜5を成膜した後、バルブ10-2を閉じ、チャンバー21内に残留するKrガスとGe2 Sb2 Te5 分子とを真空ターボポンプ12を用いて排気した。排気終了後、バルブ10-1を開放して、マスフローコントローラで流量制御しつつArガスをチャンバー21内に導入し、チャンバー内のArガス圧を5×10-3torrに制御した。
【0110】
次に、切替スイッチ17を用いてRF電源16と電極14-2とを電気的に接続して、電極14-2に600WのRF電力を供給した。以上のようにして、電極14-2上に配置されたZnS/SiO2 ターゲット13-2のArガスによるスパッタリングを開始した。約1分間プリスパッタした後、ZnS/SiO2 ターゲット13-2の上方に配置されたシャッタ15-2を開放した。3分経過後、切替スイッチ17を用いてRF電源16と電極14-2とを電気的に絶縁し、さらにシャッタ15-2を閉じた。以上のようにして、Ge2 Sb2 Te5 膜5上に誘電体膜4-2として、厚さ300オングストロームのZnS/SiO2 膜4-2を成膜した。
【0111】
ZnS/SiO2 膜4-2を成膜した後、バルブ10-1を閉じ、チャンバー21内に残留するArガスとZnS/SiO2 分子とを真空ターボポンプ12を用いて排気した。排気終了後、再度バルブ10-1を開放して、マスフローコントローラで流量制御しつつArガスをチャンバー21内に導入し、チャンバー内のArガス圧を5×10-3torrに制御した。
【0112】
次に、切替スイッチ17を用いてRF電源16と電極14-1とを電気的に接続して、電極14-1に150WのRF電力を供給した。以上のようにして、電極14-1上に配置されたAuターゲット13-1のArガスによるスパッタリングを開始した。約1分間プリスパッタした後、Auターゲット13-1の上方に配置されたシャッタ15-1を開放した。2分30秒経過後、切替スイッチ17を用いてRF電源16と電極14-1とを電気的に絶縁し、さらにシャッタ15-1を閉じた。以上のようにして、ZnS/SiO2 膜4-2上にAu金属反射層6として、厚さ1000オングストロームのAu膜6を成膜した。
【0113】
上述した方法により、ディスク2上にそれぞれの膜を成膜した後、ディスク2をチャンバー21から取り出した。このディスク2のAu膜6上に、スピンコータを用いてUV硬化樹脂をスピンコートし、UV光を照射することにより、Au膜6上に保護膜7を形成した。
【0114】
以上のようにして、ディスク2上に、厚さ100オングストロームのAu膜3、厚さ850オングストロームのZnS/SiO2 膜4-1、厚さ50オングストロームのGeN膜8-1、厚さ100オングストロームのGe2 Sb2 Te5 膜5、厚さ300オングストロームのZnS/SiO2 膜4-2、厚さ1000オングストロームのAu膜6、及び厚さ8μmの保護膜7を順次積層して相変化光記録媒体1-1を作製した。この相変化光記録媒体1-1をサンプルGとする。
【0115】
また、Ge2 Sb2 Te5 膜5の成膜時のKrガス圧を5×10-1torrに制御したこと以外はサンプルGと同様にして相変化光記録媒体1-1を作製した。すなわち、サンプルGに比べ、Ge2 Sb2 Te5 膜5の成膜時における急冷度をさらに低減して相変化光記録媒体1-1を作製した。この相変化光記録媒体1-1をサンプルHとする。
【0116】
(実施例5)
図5に示すスパッタ装置を用いて図2に示す相変化光記録媒体1-2を作製した。
【0117】
相変化光記録媒体1-2を作製するに当たり、まず、サンプルGと同様にして、ディスク2上にAu膜3及びZnS/SiO2 膜4-1を順次成膜した。
ZnS/SiO2 膜4-1を成膜した後、バルブ10-1を閉じ、チャンバー21内に残留するArガスとZnS/SiO2 分子とを真空ターボポンプ12を用いて排気した。排気終了後、バルブ10-2を開放して、マスフローコントローラで流量制御しつつKrガスをチャンバー21内に導入し、チャンバー内のKrガス圧を5×10-2torrに制御した。
【0118】
次に、切替スイッチ17を用いてRF電源16と電極14-3とを電気的に接続して、電極14-3に200WのRF電力を供給した。以上のようにして、電極14-3上に配置されたGe2 Sb2 Te5 ターゲット13-3のKrガスによるスパッタリングを開始した。約1分間プリスパッタした後、Ge2 Sb2 Te5 ターゲット13-3の上方に配置されたシャッタ15-3を開放した。40秒経過後、切替スイッチ17を用いてRF電源16と電極14-3とを電気的に絶縁し、さらにシャッタ15-3を閉じた。以上のようにして、ZnS/SiO2 膜4-1上に相変化記録膜5として、厚さ100オングストロームのGe2 Sb2 Te5 膜5を成膜した。
【0119】
Ge2 Sb2 Te5 膜5を成膜した後、バルブ10-2を閉じ、チャンバー21内に残留するKrガスとGe2 Sb2 Te5 分子とを真空ターボポンプ12を用いて排気した。排気終了後、バルブ10-3を開放して、マスフローコントローラで流量制御しつつArガスとN2 ガスとの混合ガスをチャンバー21内に導入し、チャンバー内の混合ガス圧を5×10-3torrに制御した。なお、ArガスとN2 ガスとの流量比は1:1である。
【0120】
次に、切替スイッチ17を用いてRF電源16と電極14-4とを電気的に接続して、電極14-4に250WのRF電力を供給した。以上のようにして、電極14-4上に配置されたGeターゲット13-4のArガスによるスパッタリングを開始した。約1分間プリスパッタした後、Geターゲット13-4の上方に配置されたシャッタ15-4を開放した。20秒経過後、切替スイッチ17を用いてRF電源16と電極14-4とを電気的に絶縁し、さらにシャッタ15-4を閉じた。以上のようにして、Ge2 Sb2 Te5 膜5上に結晶化誘起層8-1として、厚さ50オングストロームのGeN膜8-2を成膜した。
【0121】
GeN膜8-2を成膜した後、バルブ10-3を閉じ、チャンバー21内に残留するArガスとN2 ガスとZnS/SiO2 分子とを真空ターボポンプ12を用いて排気した。排気終了後、バルブ10-1を開放して、マスフローコントローラで流量制御しつつArガスをチャンバー21内に導入し、チャンバー内のArガス圧を5×10-3torrに制御した。
【0122】
次に、切替スイッチ17を用いてRF電源16と電極14-2とを電気的に接続して、電極14-2に600WのRF電力を供給した。以上のようにして、電極14-2上に配置されたZnS/SiO2 ターゲット13-2のArガスによるスパッタリングを開始した。約1分間プリスパッタした後、ZnS/SiO2 ターゲット13-2の上方に配置されたシャッタ15-2を開放した。3分経過後、切替スイッチ17を用いてRF電源16と電極14-2とを電気的に絶縁し、さらにシャッタ15-2を閉じた。以上のようにして、GeN膜8-2上に誘電体膜4-2として、厚さ300オングストロームのZnS/SiO2 膜4-2を成膜した。
【0123】
さらに、サンプルGと同様にして、ZnS/SiO2 膜4-2上に、Au膜6及び保護膜7を順次積層して相変化光記録媒体1-2を作製した。この相変化光記録媒体1-2をサンプルIとする。
【0124】
また、Ge2 Sb2 Te5 膜5の成膜時のKrガス圧を5×10-1torrに制御したこと以外はサンプルIと同様にして相変化光記録媒体1-2を作製した。すなわち、サンプルIに比べ、Ge2 Sb2 Te5 膜5の成膜時における急冷度をさらに低減して相変化光記録媒体1-2を作製した。この相変化光記録媒体1-2をサンプルJとする。
【0125】
(実施例6)
図5に示すスパッタ装置を用いて図3に示す相変化光記録媒体1-3を作製した。
【0126】
相変化光記録媒体1-3を作製するに当たり、まず、サンプルGと同様にして、ディスク2上に、Au膜3、ZnS/SiO2 膜4-1、GeN膜8-1、及びKrガス圧を5×10-2torrとしてGe2 Sb2 Te5 膜5を順次成膜した。
【0127】
Ge2 Sb2 Te5 膜5を成膜した後、バルブ10-2を閉じ、チャンバー21内に残留するKrガスとGe2 Sb2 Te5 分子とを真空ターボポンプ12を用いて排気した。排気終了後、バルブ10-3を開放して、マスフローコントローラで流量制御しつつArガスとN2 ガスとの混合ガスをチャンバー21内に導入し、チャンバー内の混合ガス圧を5×10-3torrに制御した。なお、ArガスとN2 ガスとの流量比は1:1である。
【0128】
次に、切替スイッチ17を用いてRF電源16と電極14-4とを電気的に接続して、電極14-4に250WのRF電力を供給した。以上のようにして、電極14-4上に配置されたGeターゲット13-4のArガスによるスパッタリングを開始した。約1分間プリスパッタした後、Geターゲット13-4の上方に配置されたシャッタ15-4を開放した。20秒経過後、切替スイッチ17を用いてRF電源16と電極14-4とを電気的に絶縁し、さらにシャッタ15-4を閉じた。以上のようにして、Ge2 Sb2 Te5 膜5上に結晶化誘起層8-1として、厚さ50オングストロームのGeN膜8-1を成膜した。
【0129】
GeN膜8-1を成膜した後、バルブ10-3を閉じ、チャンバー21内に残留するArガスとN2 ガスとGe分子とを真空ターボポンプ12を用いて排気した。排気終了後、バルブ10-1を開放して、マスフローコントローラで流量制御しつつArガスをチャンバー21内に導入し、チャンバー内のArガス圧を5×10-3torrに制御した。
【0130】
次に、切替スイッチ17を用いてRF電源16と電極14-2とを電気的に接続して、電極14-2に600WのRF電力を供給した。以上のようにして、電極14-2上に配置されたZnS/SiO2 ターゲット13-2のArガスによるスパッタリングを開始した。約1分間プリスパッタした後、ZnS/SiO2 ターゲット13-2の上方に配置されたシャッタ15-2を開放した。3分経過後、切替スイッチ17を用いてRF電源16と電極14-2とを電気的に絶縁し、さらにシャッタ15-2を閉じた。以上のようにして、GeN膜8-1上に誘電体膜4-2として、厚さ300オングストロームのZnS/SiO2 膜4-2を成膜した。
【0131】
さらに、サンプルGと同様にして、ZnS/SiO2 膜4-2上に、Au膜6及び保護膜7を順次積層して相変化光記録媒体1-3を作製した。この相変化光記録媒体1-3をサンプルKとする。
【0132】
また、Ge2 Sb2 Te5 膜5の成膜時のKrガス圧を5×10-1torrに制御したこと以外はサンプルKと同様にして相変化光記録媒体1-3を作製した。すなわち、サンプルKに比べ、Ge2 Sb2 Te5 膜5の成膜時における急冷度をさらに低減して相変化光記録媒体1-3を作製した。この相変化光記録媒体1-3をサンプルLとする。
【0133】
以上のようにして作製したサンプルG〜L及び比較用サンプルについて、Ge2 Sb2 Te5 膜5の製造条件の違いと、GeN膜8-1,8-2の有無とを下記表2に纏める。
【0134】
【表2】
Figure 0003878337
【0135】
次に、これらサンプルG〜Lについて、サンプルA〜F及び比較用サンプルに関して実施したのと同様の試験を行った。その結果、サンプルGについては、1回目のオーバーライト記録で45dBを超えるC/N値を得ることができた。また、オーバーライト記録を3回繰返すことにより、C/N値を52dBとすることができた。サンプルHについては、1回目のオーバーライト記録でC/N値を51dBとすることができた。また、オーバーライト記録を2回繰返すことにより、C/N値を52dBとすることができた。
【0136】
以上の結果から、Ge2 Sb2 Te5 膜5に隣接して残留応力を導入されたGeN膜8-1を設けることにより、製造直後における記録膜を非晶質状態から結晶質状態へと容易に変化させることが可能となることが確認された。また、相変化記録膜の成膜時に、スパッタリングガス圧を高めることにより、記録膜原料の急冷度を低減し、作製直後における相変化記録膜の非晶質状態の過剰な安定性を低減可能であることが確認された。
【0137】
次に、サンプルIについて上記測定を行ったところ、1回目のオーバーライト記録でC/N値を45dBとすることができた。また、オーバーライト記録を3回繰返すことにより、C/N値を52dBとすることができた。また、サンプルJについて上記測定を行ったところ、1回目のオーバーライト記録の直後にC/N値は51dBに達し、2回目のオーバーライト記録でC/N値を52dBとすることができた。以上の結果から、GeN膜8-1及びGeN膜8-2のいずれを設けた場合においても同様の効果が得られることが確認された。
【0138】
次に、サンプルK,Lについて上記測定を行ったところ、ともに1回目のオーバーライト記録でC/N値を52dB以上とすることができた。以上の結果から、GeN膜8-1及びGeN膜8-2の双方を設けることにより、一方のみに設けた場合に比べて、製造直後において非晶質状態にある記録膜をさらに容易に結晶質状態へと変化させることが可能となることが確認された。
【0139】
上述したように、本発明の実施例に係るサンプルA〜Lによると、製造直後において非晶質状態にある記録膜を容易に結晶質状態へと変化させることができた。さらに、本発明の実施例に係るサンプルA〜Lにおいては、オーバーライト記録時に記録マークの消去率が著しく向上した。これは、本発明の実施例に係るサンプルA〜Lには結晶化誘起層が設けられているため、結晶核の生成が促進され、非晶質状態から結晶質状態への変化が高い効率で生じたことによると考えられる。
【0140】
以上示したように、本発明によると、基板上に相変化記録膜を成膜する際に、スパッタガスとしてKrガス或いはXeガスを用い、スパッタガス圧を高めることにより、基板面へと衝突する記録膜原料原子或いは分子の速度が低減される。そのため、記録膜原料の急冷度が低減され、作製される相変化記録膜は、適度な安定性を有する非晶質状態となる。また、本発明によると、相変化記録膜と接するように、残留応力を導入された結晶化誘起層が設けられる。そのため、相変化記録膜の結晶化誘起層との界面において結晶核の生成が促進される。したがって、本発明によると、初期結晶化を行う必要がなく、作製直後からオーバーライト記録が可能な無初期化型相変化光記録媒体を製造することが可能となる。
【0141】
また、本発明によると、スパッタリング条件の僅かな変更により、上記非晶質状態の安定性を制御可能である。したがって、容易に実現可能であり、かつ制御も簡単である。さらに、本発明によると、結晶化誘起層、相変化記録膜、金属反射層等を連続的に成膜することが出来るため、無初期化型相変化光記録媒体を高い効率で製造可能である。
【0142】
なお、上記実施例においては、無初期化型とすることによる効果が顕著なLtoHメディアについて説明したが、HtoLメディアであっても、本発明の方法により無初期化型の相変化光記録媒体を製造可能であることは言うまでもない。
【0143】
また、上記実施例においては、相変化光記録媒体を製造する際に、相変化記録膜の材料としてGeSbTe系材料を用いたが、本発明はこれに限られるものではなく、InSbTe系材料、AgInSbTe系材料、及びInSe系材料等、様々な相変化記録材料を用いた場合においても同様の効果を得ることができるのは言うまでもない。
【0144】
さらに、上記実施例においては、相変化記録膜をスパッタリングにより成膜する際に、スパッタガスとしてKrガスを用いた場合について説明したが、Xeガスを用いた場合においても同様の効果を得ることができるのは言うまでもない。
【0145】
【発明の効果】
以上示したように、本発明によると、基板上に相変化記録膜を成膜する際に、スパッタガスとしてKrガス或いはXeガスを用い、スパッタガス圧を高めることにより、基板面へと衝突する記録膜原料原子或いは分子の速度が低減される。そのため、記録膜原料の急冷度が低減され、作製される相変化記録膜は、適度な安定性を有する非晶質状態となる。また、本発明によると、相変化記録膜と接するように、結晶化誘起層が設けられる。そのため、相変化記録膜の結晶化誘起層との界面において結晶核の生成が促進される。したがって、本発明によると、記録膜の初期結晶化を必要とすることなく製造直後からオーバーライト記録が可能な無初期化型相変化光記録媒体を実現可能とする新規な相変化光記録媒体の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る無初期化型相変化光記録媒体を概略的に示すの断面図。
【図2】本発明の他の実施形態に係る無初期化型相変化光記録媒体を概略的に示す断面図。
【図3】本発明のさらに他の実施形態に係る無初期化型相変化光記録媒体を概略的に示す断面図。
【図4】本発明のさらに他の実施形態に係る無初期化型相変化光記録媒体を概略的に示す断面図。
【図5】本発明の実施例に係る相変化光記録媒体の製造に用いられるスパッタ装置を概略的に示す図。
【図6】本発明の実施例において用いられる光ディスクドライブ装置を概略的に示す図。
【図7】本発明の実施例に係る相変化光記録媒体における、情報の記録・消去・再生に必要なレーザ光のパワーを示すグラフ。
【符号の説明】
1-1〜1-4 …相変化光記録媒体
2…基板
3…半透明干渉層
4-n…誘電体膜
5…相変化記録膜
6…金属反射層
7…保護膜
8-1,8-2…結晶化誘起層
9…基台
10-n,11…バルブ
12…真空ターボポンプ
13-n…ターゲット
14-n…電極
15-n…シャッタ
16…RF電源
17…切替スイッチ
21…チャンバー
32…スピンドルモータ
33…光学ヘッド
34…リニアモータ
35…変調回路
36…入力装置
37…レーザドライバ
38…プリアンプ
39…2値化回路
40…復調回路
41…出力装置
43〜46…制御系[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a phase change optical recording medium having a phase change recording film that reversibly changes phase between crystalline and amorphous when irradiated with predetermined light.the body'sIn particular, a non-initialization type phase change optical recording medium capable of overwriting recording immediately after production without requiring initial crystallization of the recording film.the body'sIt relates to a manufacturing method.
[0002]
[Prior art]
In recent years, optical disks have attracted attention as large-capacity memories. Optical discs can be played back only, such as CDs that can only be played back and cannot be recorded, once-writes such as CD-Rs that can be recorded only once, and recording / erasing information freely It can be roughly divided into three types of rewritable types used for an external memory of a computer. Among them, the rewritable type is particularly attracting attention for its wide use.
[0003]
There are two main types of rewritable optical discs: a magneto-optical disc and a phase change optical disc. Among these, the phase change optical disc uses a recording film that reversibly changes between amorphous and crystalline by irradiation with a laser beam or the like, and has an amorphous recording mark and a crystalline background. Reproduction is performed using the difference in reflectance between the two. This amorphous state is formed by heating and rapidly cooling the recording film above the melting point, and the crystalline state is formed by heating the recording film above the crystallization temperature and below the melting point. Therefore, the phase change optical disc has an advantage that information can be rewritten freely by controlling the intensity of the laser beam applied to the recording film.
[0004]
In general, a phase change optical disk has a structure in which a recording film is formed on a disk-shaped plastic substrate made of polycarbonate or the like. For the formation of the recording film on the substrate, a vacuum film forming method such as a sputtering method or a vapor deposition method is usually used. According to these film forming methods, when the raw material is deposited on the substrate surface, Source molecules collide with the substrate at a very high velocity. As a result, the raw material is rapidly cooled as soon as it adheres to the substrate, that is, the raw material is melted and rapidly cooled, and the recording film immediately after film formation becomes amorphous.
[0005]
As described above, the amorphous state corresponds to the recording state. Therefore, in the phase change optical disk immediately after being manufactured, the entire recording film is in a recording state. In a phase change optical disk, it is ideal that a recording mark in an amorphous state and a background in a crystalline state can be written by the first overwriting immediately after the fabrication. However, when the recording film is formed by the above method, the amorphous state of the recording film immediately after the film formation is very stable in terms of energy. Therefore, in the first overwrite recording by the optical disk drive, the crystalline state cannot be obtained.
[0006]
For the above reasons, in a phase change optical disk, the entire recording film is usually crystallized by an initial crystallization apparatus using a high-power laser before recording with an optical disk drive. The recording film is crystallized by the initial crystallization apparatus by, for example, the following method.
[0007]
First, a laser of several W class output such as an Ar gas laser is used, and the laser beam outputted from this laser is condensed on the recording film by the objective lens so that the spot diameter becomes several tens of μm. While rotating the optical disk, the laser beam is irradiated onto the recording film, and the beam spot is moved relative to the rotation axis in the radial direction of the disk. Thereby, the entire recording film can be made crystalline. Here, since the track pitch of the optical disk is usually 0.5 to 1.6 μm, several tens of tracks can be crystallized simultaneously.
[0008]
By the way, phase change optical disks are roughly classified into two types based on the relationship between the crystallinity of the recording film and the reflectance. That is, a phase change optical disc has a high to low (hereinafter referred to as HtoL) medium having a lower reflectance in an amorphous state (recording state) than a crystalline state (erased state), and a crystalline state (erased state). In contrast, the amorphous state (recorded state) is classified as a Low to High (hereinafter referred to as LtoH) medium having a higher reflectance.
[0009]
In HtoL media, the recording film after the initial crystallization has a high reflectance because it is in a crystalline state. Therefore, in the case of HtoL media, when overwrite recording is performed with an optical disk drive immediately after initial crystallization, a sufficient amount of reflected light is obtained, and servo control does not become unstable. In addition, in an optical disc on which overwrite recording has been performed, the recording mark portion is in an amorphous state, and thus the reflectance is lowered. In general, it is assumed that the recorded portion and the unrecorded portion are approximately half. . Therefore, in the optical disk on which overwrite recording is performed, the average value of the reflectance is about the middle between the reflectance in the crystalline state and the reflectance in the amorphous state, and does not hinder the servo control.
[0010]
On the other hand, in the LtoH media, the recording film immediately after the initial crystallization has a low reflectance. For this reason, servo control may be hindered with LtoH media. The reason will be described below.
[0011]
In recent years, with the increase in recording density of optical discs, recording marks have become increasingly finer. For this reason, in order to obtain a large signal (reflectance change amount) from a miniaturized recording mark, the LtoH media tends to reduce the reflectance in the crystalline state.
[0012]
This will be described using the degree of modulation. The reflectance of the recording film in the amorphous state is represented by R.a The reflectance of the recording film in the crystalline state is Rc The degree of modulation is (Ra -Rc ) / Ra Defined by Since the degree of modulation is an indicator of signal magnitude, Rc By making the value smaller, the degree of modulation can be made larger, that is, a larger signal can be obtained.
[0013]
At present, it is assumed that the track pitch is set to about 0.6 μm and the bit pitch is set to about 0.28 μm with the increase in recording density of DVD-RAM and the like. If mark edge recording is performed under such conditions, the C / N value (Carrier to Noise Ratio) needs to be 53 dB or more in order to reduce the reproduction jitter value to 8% or less. This is calculated, for example, Ra 0.2, Rc Is 0.04, and the modulation degree is 80% or more.
[0014]
However, in LtoH media, if the reflectance of the recording film immediately after the initial crystallization is 0.04 or less, sufficient reflected light quantity cannot be obtained when performing overwrite recording with an optical disk drive, and servo control becomes unstable. Become. When information is recorded in such a state, problems such as failure to reproduce the recorded information occur.
[0015]
An uninitialized type phase change optical disc is expected as a solution to the problems occurring in the LtoH media. An uninitialized type phase change optical disk enables overwriting by an optical disk drive immediately after fabrication without performing initial crystallization of a recording film. According to the LtoH type non-initialization type phase change optical disc, the first overwrite recording is performed on the recording film in an amorphous state immediately after the production. That is, the recording is performed on the recording film whose entire surface is in a recording state with a high reflectance. Therefore, according to the LtoH type non-initialization type phase change optical disk, it is considered that the servo control is not hindered during the first overwrite recording.
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
  As described above, according to the non-initialization type phase change optical disk, it is considered that overwrite recording can be performed without performing initial crystallization.
  The present invention relates to a non-initialization type phase change optical recording medium capable of overwriting recording immediately after production without requiring initial crystallization of the recording film.BodyIt is an object of the present invention to provide a novel method of manufacturing a phase change optical recording medium that can be realized.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
  To solve the above problem,The present invention comprises a phase change recording film that reversibly changes phase between crystalline and amorphous when irradiated with a light beam, and is disposed in contact with the phase change recording film.WasA method of manufacturing an uninitialized phase change optical recording medium having a crystallization inducing layer, wherein the phase change recording film is made of Kr gas or Xe gas as a sputtering gas, and 5 × 10 5-2The crystallization inducing layer is formed by vacuum sputtering under a sputtering gas pressure of torr or higher.ZnS / SiO 2 film5 × 10 using Ar gas as the sputtering gas-FourThere is provided a method for producing an uninitialized phase change optical recording medium, characterized in that a film is formed by vacuum sputtering under a sputtering gas pressure of torr or less.
[0019]
  Furthermore, the present invention provides a phase change recording film that reversibly changes phase between crystalline and amorphous when irradiated with a light beam, and is disposed in contact with the phase change recording film.WasA method of manufacturing an uninitialized phase change optical recording medium having a crystallization inducing layer, wherein the phase change recording film is made of Kr gas or Xe gas as a sputtering gas, and 5 × 10 5-2The crystallization inducing layer is formed by vacuum sputtering under a sputtering gas pressure of torr or higher.GeN filmUsing Ar gas as the sputtering gas, N2GaTheThere is provided a method for producing an uninitialized phase change optical recording medium, characterized in that a film is formed by vacuum sputtering while being supplied.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
FIG. 1 shows a cross-sectional view of an uninitialized phase change optical recording medium according to an embodiment of the present invention. A phase change optical recording medium 1-1 shown in FIG. 1 is an LtoH type phase change optical recording medium, and has a translucent interference layer 3, a dielectric film 4-1, a crystallization inducing layer 8- 1. A phase change recording film 5, a dielectric film 4-2, a metal reflection layer 6, and a protective film 7 are sequentially laminated.
[0021]
The principle of the present invention will be described below with reference to FIG.
As described above, when the phase change recording film 5 is formed on the substrate 2 by a sputtering method or the like, the recording film 5 is in an amorphous state with an excessively high stability immediately after the production. Therefore, the phase change recording medium manufactured by the conventional method needs to be subjected to initial crystallization.
[0022]
The inventors of the present invention have one of the reasons why the stability of the amorphous state of the recording film 5 is excessively high immediately after manufacture, because the source atoms or source molecules of the recording film 5 collide with the substrate surface at an excessive speed. I thought. That is, when the recording film raw material is deposited on the substrate 2, the raw material atoms or raw material molecules collide with the substrate 2 at a very high speed, so that the raw material is rapidly cooled from a very high temperature at the moment when it is deposited on the substrate 2. Is done. This extremely high cooling rate excessively increases the stability of the amorphous state in the recording film 5 immediately after film formation.
[0023]
Here, the speed of the raw material atoms or raw material molecules of the recording film 5 is considered to depend on the mean free path. Therefore, by reducing the mean free path of the source atoms or source molecules, it becomes possible to reduce the incident energy of the source atoms or source molecules with respect to the substrate surface.
[0024]
When the recording film 5 is formed on the substrate 2 by the vacuum sputtering method, as a method of reducing the mean free process, for example, the sputtering gas pressure such as Kr gas is increased, and the source atoms or source molecules and the sputtering gas It is possible to increase the number of collisions. Normally, the recording film 5 of the phase change recording medium 1-1 is 5 × 10.-3It is formed by sputtering under a vacuum of about torr. The inventors of the present invention formed the recording film 5 using various raw materials, and in any of the raw materials, by increasing the sputtering gas pressure, the stability of the amorphous state immediately after the recording film was formed. It was confirmed that can be reduced.
[0025]
It is preferable to use Kr gas or Xe gas as the sputtering gas. Ar, Kr, and Xe are homologous elements, and are all chemically inert, but in the periodic table, Kr is an element that is one cycle higher than Ar, and Xe is two cycles higher than Ar. Elements. That is, Kr and Xe have a larger atomic weight than Ar. Therefore, when Kr gas or Xe gas is used as the sputtering gas, the kinetic energy of the source atoms or source molecules can be further reduced as compared with the case where Ar gas is used. That is, the stability of the amorphous state immediately after the recording film is formed can be further reduced.
[0026]
The sputtering gas pressure is 5 × 10.-2Torr or more is preferable. Sputtering gas pressure is 5 × 10-2By setting it to more than torr, the kinetic energy of the raw material atoms or raw material molecules can be further reduced. The sputtering gas pressure is 5 × 10.-1Torr or less is preferable. If the sputtering gas pressure is excessively increased, the amount of sputtering gas mixed into the recording film 5 may become excessive.
[0027]
In the phase change optical recording medium 1-1, a crystallization inducing layer 8-1 that is transparent and has residual stress introduced is provided adjacent to the recording film 5. When such a crystallization inducing film 8-1 is provided, the recording film 5 is changed from an amorphous state to a crystalline state with lower energy than when the crystallization inducing layer 8-1 is not provided. It becomes possible. This is because residual stress is introduced into the crystallization inducing layer 8-1. That is, it is considered that, when the recording film 5 is melted and cooled, generation of crystal nuclei is promoted at the interface of the recording film 5 with the crystallization inducing layer 8-1.
[0028]
The crystallization inducing layer is not necessarily provided between the substrate 2 and the phase change recording film as long as it is in contact with the phase change recording film 5. FIG. 2 schematically shows a cross-sectional view of an uninitialized phase change optical recording medium according to another embodiment of the present invention. As shown in this figure, a crystallization inducing layer 8-2 may be provided on the phase change recording film 5. Even in this case, the above-described effects can be obtained.
[0029]
More preferably, the crystallization inducing layer is provided on both sides of the phase change recording film. FIG. 3 schematically shows a cross-sectional view of an uninitialized phase change optical recording medium according to still another embodiment of the present invention. As shown in this figure, the crystallization inducing layers 8-1 and 8-2 may be provided on both the upper and lower sides of the phase change recording film 5 so as to be in contact with the phase change recording film 5. In this case, the above-described generation of crystal nuclei is further promoted.
[0030]
The crystallization-inducing layers 8-1 and 8-2 are formed of, for example, N in Ar gas when a film is formed by vacuum sputtering using Ar gas as a sputtering gas.2 Gas or H2 It can be obtained by mixing gases. When sputtering is performed under such conditions, nitrogen and hydrogen are taken into the crystallization induction layer. Nitrogen molecules, hydrogen molecules, or nitrogen atoms or hydrogen atoms give residual stress to the crystallization-inducing layer, which may make it possible to obtain an uninitialized phase change optical recording medium that does not require initial crystallization. .
[0031]
For the crystallization inducing layers 8-1 and 8-2, for example, a material such as Ge can be used. In particular, using a Ge target, N in Ar gas2 It is preferable to perform sputtering by mixing gases to form the crystallization inducing layers 8-1 and 8-2, that is, to make the crystallization inducing layers 8-1 and 8-2 into GeN films. In this case, the effect of accelerating the generation of the above-described crystal nuclei is much greater than when the crystallization inducing layers 8-1 and 8-2 are made of other materials.
[0032]
When the crystallization inducing layers 8-1 and 8-2 are made of GeN films, N with respect to the flow rate of Ar gas2 The ratio of gas flow rates is preferably 0.3 or more. Since pure Ge is a semiconductor, it has a predetermined optical band gap. For this reason, red semiconductor laser light used for recording / erasing information is absorbed to some extent. On the other hand, the band gap can be widened by increasing the amount of nitrogen contained in the Ge film. That is, absorption of red laser light can be prevented.
[0033]
N against Ar gas flow rate2 The gas flow ratio depends on the RF power input during sputtering, but when it is 0.3 or more, the band gap can be made wider than 2 eV, and as a result, red laser light is absorbed. Can be prevented. In this case, a sufficient amount of residual stress can be introduced into the crystallization inducing layers 8-1 and 8-2.
[0034]
The flow rate ratio is preferably 10 or less. When the flow rate ratio exceeds 10, sputtering may be difficult. Also too N2 If the gas flow ratio is high, the Ge target is nitrided, and the reproducibility of the GeN film formed by sputtering may be reduced.
[0035]
As described above, the application of the residual stress to the crystallization inducing layers 8-1 and 8-2 by containing nitrogen or hydrogen has been described. However, other methods can be used. The crystallization inducing layers 8-1 and 8-2 can be formed, for example, by sputtering while reducing the sputtering gas pressure.
[0036]
The sputtering gas pressure is 5 × 10-FourTorr or less is preferable. Sputtering gas pressure is 5 × 10-FourBy setting it to less than torr, it becomes possible to introduce a sufficient amount of residual stress to the crystallization-inducing layer 8-1, and as a result, an uninitialized phase change optical recording medium that does not require initial crystallization is obtained. May be possible. The sputtering gas pressure is 5 × 10.-FiveTorr or more is preferable. When the sputtering gas pressure is excessively lowered, it may be difficult to perform sputtering.
[0037]
It is sufficient that the crystallization-inducing layers 8-1 and 8-2 have a thickness of about 5 to 200 angstroms. As will be described later, when the crystallization-inducing layers 8-1 and 8-2 also serve as the dielectric films 4-1 and 4-2, the thickness may be about 2000 angstroms at the maximum.
[0038]
The crystallization inducing layers 8-1 and 8-2 may also serve as the dielectric films 4-1 and 4-2. FIG. 4 schematically shows a cross-sectional view of an uninitialized phase change recording medium according to still another embodiment of the present invention. In the optical recording medium 1-4 shown in FIG. 4, residual stress is introduced into at least one of the dielectric films 4-1, 4-2. That is, the dielectric films 4-1 and 4-2 function as crystallization inducing layers, and can promote the generation of the above-described crystal nuclei.
[0039]
As a method for introducing residual stress into the dielectric films 4-1 and 4-2, the dielectric films 4-1 and 4-2 can be formed under the sputtering gas pressure. It is also possible to introduce residual stress by incorporating nitrogen or hydrogen into the dielectric films 4-1, 4-2. However, in this case, the ability of the dielectric films 4-1 and 4-2 to protect the recording film 5 from heat can be impaired. Therefore, when introducing residual stress by containing nitrogen or hydrogen, it is preferable to separately provide crystallization inducing layers 8-1 and 8-2 in addition to the dielectric films 4-1 and 4-2.
[0040]
Hereinafter, materials used in the non-initializing phase change optical recording media 1-1 to 1-4 will be described.
In the optical recording media 1-1 to 1-4, the substrate 2 is a transparent substrate made of synthetic resin such as polycarbonate or glass.
[0041]
Further, in the optical recording media 1-1 to 1-4, the phase change recording film 5 needs to be made of a material that reversibly changes phase between amorphous and crystalline by light irradiation. is there. As a material constituting the phase change recording layer, for example, Ge2 Sb2 TeFive And a ternary alloy composed of Ge, Sb and Te, or a ternary alloy composed of In, Sb and Te.
[0042]
Recording on the phase change recording film 5 is performed by heating the recording film 5 to a melting point or higher and then rapidly cooling it to an amorphous state. The recorded information is erased by heating the recording film 5 in an amorphous state to a crystalline state by heating it to a temperature above the crystallization temperature and below the melting point. The phase change recording film 5 needs to be thin enough to be melted by irradiation with laser light or the like. Therefore, the phase change recording film 5 is usually formed to a thickness of about 50 to 300 angstroms.
[0043]
The dielectric films 4-1 and 4-2 are provided to prevent the recording film 5 from evaporating when the recording film 5 is irradiated with laser light or the like. That is, by providing the dielectric films 4-1 and 4-2, it is possible to prevent the recording film 5 from being punched and to protect the recording film 5 from heat.
[0044]
As a material used for the dielectric films 4-1, 4-2, for example, ZnS.SiO2 Mixture, SiO2 TiO2 And Al2 OThree And light transmissive dielectrics such as In the optical recording medium 1-1, the dielectric film 4-1 is designed to optically enhance the reproduction signal by a synergistic effect with the translucent interference layer 3 and the metal reflection layer 6. , Having a thickness of about 500 to 3000 angstroms.
[0045]
The dielectric film 4-2 is formed thin to promote cooling of the recording film 5 melted by irradiation with laser light or the like, and is usually controlled to a thickness of about 50 to 300 angstroms. In recent years, with an increase in data transfer speed, an increase in recording speed has been demanded. In this case, since the sensitivity needs to be improved, a phase-change optical recording medium of a slow cooling (high heat holding ability) type instead of a rapid cooling (low heat holding ability) type has been studied. Accordingly, when the optical recording media 1-1 to 1-4 are of the slow cooling type, the dielectric film 4-2 is usually formed to a thickness of about 300 to 3000 angstroms in order to increase the heat holding capability. The
[0046]
Examples of the material used for the metal reflective layer 6 include an AlMo alloy. The metal reflection layer 6 is usually formed to a thickness of about 500 to 3000 angstroms in order to enhance the reproduction signal and enhance heat dissipation.
[0047]
Moreover, Au etc. can be mentioned as a material used for the translucent interference layer 3. FIG. The translucent interference layer 3 needs to be thin to some extent so that the laser beam or the like irradiated from the substrate 2 side can reach the recording film 5. The translucent interference layer 3 needs a certain thickness in order to enhance the reproduction signal by causing light interference between the translucent interference layer 3 and the metal reflection layer 6. Therefore, the semi-transparent interference layer 3 is usually formed to about 20 to 200 angstroms.
[0048]
【Example】
Examples of the present invention will be described below.
Example 1
Using the sputtering apparatus shown in FIG. 5, the phase change optical recording medium 1-4 shown in FIG. 4 was produced. FIG. 5 is a diagram schematically showing a sputtering apparatus used for manufacturing a phase change optical recording medium according to an embodiment of the present invention.
[0049]
In producing the phase change optical recording medium 1-4, first, a polycarbonate having a diameter of 120 mm and a thickness of 0.6 mm, and a spiral groove having a width of 0.6 μm formed on one main surface. The disk 2 was held on a disk-shaped base 9 provided in the chamber 21 so that the surface on which the groove was formed faced downward. The base 9 can be rotated while holding the disk 2.
[0050]
Next, by opening the valve 11 and driving the vacuum turbo pump 12, the inside of the chamber 21 is set to 10.-6The pressure was reduced to torr. Further, while rotating the base 9 at a speed of 60 rpm, the valve 10-1 was opened and Ar gas was introduced into the chamber 21. The Ar gas pressure in the chamber is 5 × 10 5 by controlling the Ar flow rate using a mass flow controller (not shown) without changing the open state of the valve 11 and the exhaust capacity of the vacuum turbo pump 12.-3Torr.
[0051]
Next, the RF power source 16 and the electrode 14-1 were electrically connected using the changeover switch 17, and RF power of 13.56 MHz and 150 W was supplied to the electrode 14-1. As described above, sputtering of the Au target 13-1 disposed on the electrode 14-1 with Ar gas was started. After pre-sputtering for about 1 minute, the shutter 15-1 disposed above the Au target 13-1 was opened. After a predetermined time, the changeover switch 17 was used to electrically insulate the RF power supply 16 from the electrode 14-1, and the shutter 15-1 was closed. As described above, the Au film 3 having a thickness of 100 Å was formed as the translucent interference layer 3 on the disk 2.
[0052]
After forming the Au film 3, the valve 10-1 was closed, and Ar gas and Au atoms remaining in the chamber 21 were evacuated using the vacuum turbo pump 12. After exhausting, the valve 10-1 is opened again, Ar gas is introduced into the chamber 21 while controlling the flow rate with a mass flow controller, and the Ar gas pressure in the chamber is reduced to 5 × 10.-FourControlled to torr.
[0053]
Next, the RF power source 16 and the electrode 14-2 were electrically connected using the changeover switch 17, and 600 W of RF power was supplied to the electrode 14-2. As described above, ZnS / SiO 2 disposed on the electrode 14-2.2 Sputtering of the target 13-2 with Ar gas was started. After pre-sputtering for about 1 minute, ZnS / SiO2 The shutter 15-2 disposed above the target 13-2 was opened. After 4 minutes and 30 seconds, the RF power source 16 and the electrode 14-2 were electrically insulated using the changeover switch 17, and the shutter 15-2 was closed. As described above, a ZnS / SiO film having a thickness of 850 angstroms is formed on the Au film 3 as the dielectric film 4-1.2 A film 4-1 was formed. ZnS / SiO2 Residual stress is introduced into the film 4-1. That is, ZnS / SiO2 The film 4-1 also serves as a crystallization inducing layer.
[0054]
ZnS / SiO2 After the film 4-1 is formed, the valve 10-1 is closed and the Ar gas remaining in the chamber 21 and ZnS / SiO2 The molecules were evacuated using a vacuum turbo pump 12. After exhausting, the valve 10-2 is opened, and Kr gas is introduced into the chamber 21 while controlling the flow rate with a mass flow controller, and the Kr gas pressure in the chamber is set to 5 × 10.-2Controlled to torr.
[0055]
Next, the RF power source 16 and the electrode 14-3 were electrically connected using the changeover switch 17, and 200 W of RF power was supplied to the electrode 14-3. As described above, the Ge disposed on the electrode 14-3.2 Sb2 TeFive Sputtering of the target 13-3 with Kr gas was started. After pre-sputtering for about 1 minute, Ge2 Sb2 TeFive The shutter 15-3 disposed above the target 13-3 was opened. After 40 seconds, the switch 17 was used to electrically insulate the RF power supply 16 and the electrode 14-3, and the shutter 15-3 was closed. As described above, ZnS / SiO2 As a phase change recording film 5 on the film 4-1, a Ge film having a thickness of 100 angstroms was formed.2 Sb2 TeFive A film 5 was formed.
[0056]
Ge2 Sb2 TeFive After the film 5 is formed, the valve 10-2 is closed, and the Kr gas remaining in the chamber 21 and Ge2 Sb2 TeFive The molecules were evacuated using a vacuum turbo pump 12. After exhausting, the valve 10-1 is opened, Ar gas is introduced into the chamber 21 while controlling the flow rate with a mass flow controller, and the Ar gas pressure in the chamber is set to 5 × 10.-3Torr controlled.
[0057]
Next, the RF power source 16 and the electrode 14-2 were electrically connected using the changeover switch 17, and 600 W of RF power was supplied to the electrode 14-2. As described above, ZnS / SiO 2 disposed on the electrode 14-2.2 Sputtering of the target 13-2 with Ar gas was started. After pre-sputtering for about 1 minute, ZnS / SiO2 The shutter 15-2 disposed above the target 13-2 was opened. After 3 minutes, the switch 17 was used to electrically insulate the RF power supply 16 and the electrode 14-2, and the shutter 15-2 was closed. As described above, Ge2 Sb2 TeFive As a dielectric film 4-2 on the film 5, ZnS / SiO with a thickness of 300 angstroms2 A film 4-2 was formed.
[0058]
ZnS / SiO2 After the film 4-2 is formed, the valve 10-1 is closed, and Ar gas remaining in the chamber 21 and ZnS / SiO2 The molecules were evacuated using a vacuum turbo pump 12. After exhausting, the valve 10-1 is opened again, Ar gas is introduced into the chamber 21 while controlling the flow rate with a mass flow controller, and the Ar gas pressure in the chamber is reduced to 5 × 10.-3Controlled to torr.
[0059]
Next, the RF power source 16 and the electrode 14-4 were electrically connected using the changeover switch 17, and 200 W of RF power was supplied to the electrode 14-4. As described above, sputtering of the AlMo target 13-4 disposed on the electrode 14-4 with Ar gas was started. After pre-sputtering for about 1 minute, the shutter 15-4 disposed above the AlMo target 13-4 was opened. After 2 minutes and 30 seconds, the RF power source 16 and the electrode 14-4 were electrically insulated using the changeover switch 17, and the shutter 15-4 was closed. As described above, ZnS / SiO2 On the film 4-2, an AlMo film 6 having a thickness of 1000 angstroms was formed as a metal reflective layer 6.
[0060]
After the respective films were formed on the disk 2 by the method described above, the disk 2 was taken out from the chamber 21. On the AlMo film 6 of the disk 2, a UV curable resin was spin-coated using a spin coater and irradiated with UV light to form a protective film 7 on the AlMo film 6.
[0061]
As described above, the Au film 3 having a thickness of 100 Å and the ZnS / SiO film having a thickness of 850 Å are formed on the disk 2.2 Film 4-1, Ge with a thickness of 100 Å2 Sb2 TeFive Film 5, ZnS / SiO with a thickness of 300 Å2 A phase change optical recording medium 1-4 was fabricated by sequentially laminating a film 4-2, an AlMo film 6 having a thickness of 1000 angstroms, and a protective film 7 having a thickness of 8 μm. This phase change optical recording medium 1-4 is designated as Sample A.
[0062]
Ge2 Sb2 TeFive The Kr gas pressure during film 5 deposition is 5 × 10-1A phase change optical recording medium 1-4 was produced in the same manner as Sample A except that the control was performed at torr. That is, compared to sample B, Ge2 Sb2 TeFive The phase change optical recording medium 1-4 was produced by further reducing the rapid cooling during film formation. This phase change optical recording medium 1-4 is designated as Sample B.
[0063]
(Example 2)
ZnS / SiO2 A phase change optical recording medium 1-4 shown in FIG. 4 was produced in the same manner as Sample A of Example 1 except that the films 4-1 and 4-2 were formed by the method described below.
[0064]
That is, after the Au film 3 was formed on the disk 2 in the same manner as the sample A, the valve 10-1 was closed and the Ar gas and Au atoms remaining in the chamber 21 were exhausted using the vacuum turbo pump 12. . After exhausting, the valve 10-1 is opened again, Ar gas is introduced into the chamber 21 while controlling the flow rate with a mass flow controller, and the Ar gas pressure in the chamber is reduced to 5 × 10.-3Controlled to torr.
[0065]
Next, the RF power source 16 and the electrode 14-2 were electrically connected using the changeover switch 17, and 600 W of RF power was supplied to the electrode 14-2. As described above, ZnS / SiO 2 disposed on the electrode 14-2.2 Sputtering of the target 13-2 with Ar gas was started. After pre-sputtering for about 1 minute, ZnS / SiO2 The shutter 15-2 disposed above the target 13-2 was opened. After 8 minutes and 30 seconds, the RF power source 16 and the electrode 14-2 were electrically insulated using the changeover switch 17, and the shutter 15-2 was closed. As described above, a ZnS / SiO film having a thickness of 850 angstroms is formed on the Au film 3 as the dielectric film 4-1.2 A film 4-1 was formed. ZnS / SiO2 Residual stress is not introduced into the film 4-1.
[0066]
As described above, ZnS / SiO2 After forming the film 4-1, in the same manner as the sample A, ZnS / SiO2 As a phase change recording film 5 on the film 4-1, a 100 Å thick Ge film2 Sb2 TeFive A film 5 was formed.
[0067]
Ge2 Sb2 TeFive After the film 5 is formed, the valve 10-2 is closed, and the Kr gas remaining in the chamber 21 and Ge2 Sb2 TeFive The molecules were evacuated using a vacuum turbo pump 12. After exhausting, the valve 10-1 is opened, Ar gas is introduced into the chamber 21 while controlling the flow rate with a mass flow controller, and the Ar gas pressure in the chamber is set to 5 × 10.-FourControlled to torr.
[0068]
Next, the RF power source 16 and the electrode 14-2 were electrically connected using the changeover switch 17, and 600 W of RF power was supplied to the electrode 14-2. As described above, ZnS / SiO 2 disposed on the electrode 14-2.2 Sputtering of the target 13-2 with Ar gas was started. After pre-sputtering for about 1 minute, ZnS / SiO2 The shutter 15-2 disposed above the target 13-2 was opened. After 1 minute and 40 seconds passed, the switch 17 was used to electrically insulate the RF power source 16 and the electrode 14-2, and the shutter 15-2 was closed. As described above, Ge2 Sb2 TeFive As a dielectric film 4-2 on the film 5, ZnS / SiO with a thickness of 300 angstroms2 A film 4-2 was formed. ZnS / SiO2 Residual stress is introduced into the film 4-2. That is, ZnS / SiO2 The film 4-2 also serves as a crystallization inducing layer.
[0069]
Further, by the same method as shown in Example 1, ZnS / SiO2 On the film 4-2, an AlMo film 6 and a protective film 7 were sequentially laminated to produce a phase change optical recording medium 1-4. This phase change optical recording medium 1-4 is designated as Sample C.
[0070]
Ge2 Sb2 TeFive The Kr gas pressure during film 5 deposition is 5 × 10-1Torr and Ge2 Sb2 TeFive A phase change optical recording medium 1-4 was prepared in the same manner as Sample C, except that the film formation time was adjusted so that the film thickness of the film 5 was 100 angstroms. That is, compared to sample C, Ge2 Sb2 TeFive The phase change optical recording medium 1-4 was produced by further reducing the rapid cooling during film formation. This phase change optical recording medium 1-4 is designated as sample D.
[0071]
(Example 3)
ZnS / SiO2 A phase change optical recording medium 1-4 shown in FIG. 4 was produced in the same manner as Sample A of Example 1 except that the film 4-2 was formed by the method described below.
[0072]
That is, first, similarly to the sample A, the Au film 3, ZnS / SiO 2 is formed on the disk 2.2 Film 4-1, and Ge2 Sb2 TeFive A film 5 was sequentially formed.
Ge2 Sb2 TeFive After the film 5 is formed, the valve 10-2 is closed, and the Kr gas remaining in the chamber 21 and Ge2 Sb2 TeFive The molecules were evacuated using a vacuum turbo pump 12. After exhausting, the valve 10-1 is opened, Ar gas is introduced into the chamber 21 while controlling the flow rate with a mass flow controller, and the Ar gas pressure in the chamber is set to 5 × 10.-FourControlled to torr.
[0073]
Next, the RF power source 16 and the electrode 14-2 were electrically connected using the changeover switch 17, and 600 W of RF power was supplied to the electrode 14-2. As described above, ZnS / SiO 2 disposed on the electrode 14-2.2 Sputtering of the target 13-2 with Ar gas was started. After pre-sputtering for about 1 minute, ZnS / SiO2 The shutter 15-2 disposed above the target 13-2 was opened. After 1 minute and 40 seconds passed, the switch 17 was used to electrically insulate the RF power source 16 and the electrode 14-2, and the shutter 15-2 was closed. As described above, Ge2 Sb2 TeFive As a dielectric film 4-2 on the film 5, ZnS / SiO with a thickness of 300 angstroms2 A film 4-2 was formed. ZnS / SiO2 Residual stress is introduced into the film 4-2. That is, ZnS / SiO2 The film 4-2 also serves as a crystallization inducing layer.
[0074]
Further, by the same method as shown in Example 1, ZnS / SiO2 On the film 4-2, an AlMo film 6 and a protective film 7 were sequentially laminated to produce a phase change optical recording medium 1-4. This phase change optical recording medium 1-4 is designated as Sample E.
[0075]
Ge2 Sb2 TeFive The Kr gas pressure during film 5 deposition is 5 × 10-1Torr and Ge2 Sb2 TeFive A phase change optical recording medium 1-4 was prepared in the same manner as Sample C, except that the film formation time was adjusted so that the film 5 had a thickness of 100 angstroms. That is, compared to sample E, Ge2 Sb2 TeFive The phase change optical recording medium 1-4 was produced by further reducing the rapid cooling during film formation. This phase change optical recording medium 1-4 is designated as Sample F.
[0076]
(Comparative example)
ZnS / SiO2 Film 4-1 and Ge2 Sb2 TeFive A phase change optical recording medium 1-4 shown in FIG. 4 was produced in the same manner as Sample A of Example 1 except that the film 5 was formed by the method described below.
[0077]
That is, after the Au film 3 was formed on the disk 2 in the same manner as the sample A, the valve 10-1 was closed and the Ar gas and Au atoms remaining in the chamber 21 were exhausted using the vacuum turbo pump 12. . After exhausting, the valve 10-1 is opened again, Ar gas is introduced into the chamber 21 while controlling the flow rate with a mass flow controller, and the Ar gas pressure in the chamber is reduced to 5 × 10.-3Controlled to torr.
[0078]
Next, the RF power source 16 and the electrode 14-2 were electrically connected using the changeover switch 17, and 600 W of RF power was supplied to the electrode 14-2. As described above, ZnS / SiO 2 disposed on the electrode 14-2.2 Sputtering of the target 13-2 with Ar gas was started. After pre-sputtering for about 1 minute, ZnS / SiO2 The shutter 15-2 disposed above the target 13-2 was opened. After 8 minutes and 30 seconds, the RF power source 16 and the electrode 14-2 were electrically insulated using the changeover switch 17, and the shutter 15-2 was closed. As described above, a ZnS / SiO film having a thickness of 850 angstroms is formed on the Au film 3 as the dielectric film 4-1.2 A film 4-1 was formed. ZnS / SiO2 Residual stress is not introduced into the film 4-1.
[0079]
ZnS / SiO2 After the film 4-1 is formed, the valve 10-1 is closed and the Ar gas remaining in the chamber 21 and ZnS / SiO2 The molecules were evacuated using a vacuum turbo pump 12. After exhausting, the valve 10-1 is opened again, Ar gas is introduced into the chamber 21 while controlling the flow rate with a mass flow controller, and the Ar gas pressure in the chamber is set to 5 × 10.-3Controlled to torr.
[0080]
Next, the RF power source 16 and the electrode 14-3 were electrically connected using the changeover switch 17, and 200 W of RF power was supplied to the electrode 14-3. As described above, the Ge disposed on the electrode 14-3.2 Sb2 TeFive Sputtering of the target 13-3 with Ar gas was started. After pre-sputtering for about 1 minute, Ge2 Sb2 TeFive The shutter 15-3 disposed above the target 13-3 was opened. After 20 seconds, the switch 17 was used to electrically insulate the RF power supply 16 and the electrode 14-3, and the shutter 15-3 was closed. As described above, ZnS / SiO2 As a phase change recording film 5 on the film 4-1, a Ge film having a thickness of 100 angstroms was formed.2 Sb2 TeFive A film 5 was formed.
[0081]
Further, in the same manner as Sample A, Ge2 Sb2 TeFive On the film 5, ZnS / SiO2 A film 4-2, an AlMo film 6 and a protective film 7 were sequentially laminated to produce a phase change optical recording medium 1-4. This phase change optical recording medium 1-4 is used as a comparative sample.
[0082]
For samples A to F and comparative samples produced as described above, Ge2 Sb2 TeFive Difference in manufacturing conditions of the film 5 and ZnS / SiO2 Table 1 below summarizes whether or not residual stress is introduced into the films 4-1 and 4-2.
[0083]
[Table 1]
Figure 0003878337
[0084]
Next, for these samples A to F and comparative samples, the stability of the amorphous state of the phase change recording film 5 immediately after fabrication was evaluated by the following method using the optical disc drive apparatus shown in FIG. . FIG. 6 is a diagram schematically showing an optical disk drive device used in the embodiment of the present invention.
[0085]
As shown in FIG. 6, the phase change optical recording medium (disk) 1-4 is held on the rotating shaft of the spindle motor 32. The disk 1-4 is rotated at a predetermined rotation speed by controlling the rotation speed of the spindle motor 32. In this embodiment, assuming the DVD-RAM, the rotation axis of the disk 1-4 and the optical head 33 are set so that the relative speed between the disk 1-4 and the optical head 33 is constant at 12 m / s. A so-called linear velocity constant method is employed in which the rotational speed of the disk 1-4 is changed according to the distance between them.
[0086]
A signal input from the input device 36 is digitized into a 1 or 0 signal in the modulation circuit 35 by 8/16 modulation when assuming a DVD-RAM, for example. The digital signal from the modulation circuit 35 is sent to the laser driver 37 and controls ON / OFF of the laser light emitted from the optical head 33. As a result, data is written on the disk 1-4.
[0087]
In this embodiment, since the disk 1-4 is a phase change optical recording medium, information is recorded on the disk 1-4, information recorded on the disk 1-4 is erased, and information recorded on the disk 1-4 is recorded. All of the reproduction is performed by irradiating a laser beam or the like.
[0088]
FIG. 7 is a graph showing the power of laser light necessary for recording / erasing / reproducing information in the phase change optical recording medium according to the embodiment of the present invention. In the figure, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates the power of the laser beam.
[0089]
As shown in FIG. 7, when recording information, the power of the laser beam is set to P.w The phase change recording film is melted and rapidly cooled to an amorphous state. When erasing recorded information, the power of the laser beam is set to Pe To an extent, the phase change recording film is crystallized by heating it to a temperature above its crystallization temperature and below its melting point. In the figure, Pr Is the power of the laser beam necessary for reproducing the recorded information. When information is written on the disk 1-4, the portion becomes amorphous. Since the reflectance is different between the amorphous part and the crystalline part, the recorded signal is detected as a difference in the amount of reflected light by scanning the disk 1-4 with a laser beam having a constant and weak power. Can do.
[0090]
Power P on disk 1-4r A reproduction signal obtained by irradiating the laser beam is amplified by a preamplifier 38 connected to the optical head 33. The amplified reproduction signal is then digitized from an analog signal to a digital signal in a binarization circuit 39. The digitized reproduction signal is further demodulated in the demodulation circuit 40 based on the 8/16 modulation, and is output to the output device 41 as an analog signal.
[0091]
In FIG. 7, the control system 43 controls the intensity of laser light emitted from the optical head 33 via the laser driver 37, or drives the linear motor 34 via the linear motor drive control system 46, for example. Is used to control the optical head 33 to a desired position. Further, the control system 43 drives the objective lens actuator provided in the optical head 33 via the focus drive control system 44 and the track drive control system 45, thereby reducing the surface deflection of the disk 1-4 and the track eccentricity. It is used to control the position of the objective lens to follow.
[0092]
Using the optical disk driver device 30 configured as described above, the stability of the amorphous state of the phase change recording film immediately after production was evaluated for the samples A to F and the comparative sample by the following method. That is, the power P shown in FIG. 7 is obtained by the optical disk driver device 30 without performing initial crystallization on the disks 1-4 (samples A to F and comparative samples).e Laser beam and power P for erasingw The recording laser beam was irradiated. That is, overwrite recording was performed.
[0093]
Signal recording assumes DVD-RAM and controls the number of revolutions of spindle motor 32 so that the linear velocity is constant at 12 m / s, 8/16 modulation, duty 50%, frequency 14. Mark edge recording was performed by irradiating a laser beam of 2 MHz, and 3T, the shortest mark length, was formed on the phase change recording film. Power Pw Is 14mW and power Pe Was 5 mW.
[0094]
Further, since the phase change recording film immediately after the production is in an amorphous state, and the samples A to F and the comparative sample are all LtoH media, the reflectance of the phase change recording film immediately after the production is about 0.18. It was high enough. Therefore, in the optical disk drive device 30, servo control is possible and servo control is not disabled during the test.
[0095]
Next, recording / reproduction was performed on the disk 1-4 on which information was recorded, and the C / N value was measured using a spectrum analyzer. If the C / N value is too low, the power Pe It can be determined that the crystallization of the phase change recording film due to the irradiation of the erasing laser beam was incomplete. Therefore, in this case, overwrite recording was performed again.
[0096]
Until the sufficiently large C / N value is obtained, the above-described overwrite recording and C / N value measurement are repeated for the same region of the phase change recording film, and the phase change recording immediately after the production is performed according to the number of repetitions. The stability of the amorphous state of the film was evaluated. The results are shown below.
[0097]
First, when the above measurement was performed on the comparative sample, a spectrum of 14.2 MHz was hardly observed immediately after the first overwrite recording. When the overwrite recording and the measurement of the C / N value were repeatedly performed, the overwrite recording was required 6 times for the C / N value to reach 40 dB. Further, 15 overwrite recordings were required for the C / N value to reach 52 dB. From the above, it was confirmed that the comparative sample produced by the conventional method was excessively stable in the amorphous state of the phase change recording film immediately after production.
[0098]
Next, when the above measurement was performed on Sample A, a C / N value exceeding 40 dB could be obtained in the first overwrite recording. Further, the C / N value could be set to 52 dB by repeating the overwrite recording three times. Further, when the above measurement was performed on Sample B, the C / N value could be 50 dB in the first overwrite recording. Moreover, the C / N value could be set to 52 dB by repeating the overwrite recording twice.
[0099]
From the above results, ZnS / SiO2 It was confirmed that by introducing residual stress to the film 4-1, the recording film immediately after the production can be easily changed from the amorphous state to the crystalline state. In addition, by increasing the sputtering gas pressure during the formation of the phase change recording film, it is possible to reduce the rapid cooling of the recording film raw material and reduce the excessive stability of the amorphous state of the phase change recording film immediately after fabrication. It was confirmed that there was.
[0100]
Next, when the above measurement was performed on sample C, the C / N value could be 40 dB in the first overwrite recording. Further, the C / N value could be set to 52 dB by repeating the overwrite recording three times. Further, when the above measurement was performed on sample D, the C / N value reached 50 dB immediately after the first overwrite recording, and the C / N value could be set to 52 dB in the second overwriting recording. From the above results, the layer for introducing residual stress is ZnS / SiO2 Film 4-1 and ZnS / SiO2 It was confirmed that the same effect was obtained with any of the films 4-2.
[0101]
Next, when the above measurements were performed for samples E and F, the C / N value could be set to 52 dB or more in the first overwrite recording. From the above results, ZnS / SiO2 Film 4-1 and ZnS / SiO2 By introducing the residual stress into both of the films 4-2, the recording film in the amorphous state immediately after manufacture is more easily changed to the crystalline state than when the residual stress is introduced into only one of the films. It was confirmed that it would be possible.
[0102]
(Example 4)
A phase change optical recording medium 1-1 shown in FIG. 1 was produced using the sputtering apparatus shown in FIG. In this example, Ge is used as the material of the target 13-4 instead of AlMo.
[0103]
In producing the phase change optical recording medium 1-1, first, an Au film 3 was formed on the disk 2 in the same manner as the sample A.
After forming the Au film 3, the valve 10-1 was closed, and Ar gas and Au atoms remaining in the chamber 21 were evacuated using the vacuum turbo pump 12. After exhausting, the valve 10-1 is opened again, Ar gas is introduced into the chamber 21 while controlling the flow rate with a mass flow controller, and the Ar gas pressure in the chamber is reduced to 5 × 10.-3Controlled to torr.
[0104]
Next, the RF power source 16 and the electrode 14-2 were electrically connected using the changeover switch 17, and 600 W of RF power was supplied to the electrode 14-2. As described above, ZnS / SiO 2 disposed on the electrode 14-2.2 Sputtering of the target 13-2 with Ar gas was started. After pre-sputtering for about 1 minute, ZnS / SiO2 The shutter 15-2 disposed above the target 13-2 was opened. After 8 minutes and 30 seconds, the RF power source 16 and the electrode 14-2 were electrically insulated using the changeover switch 17, and the shutter 15-2 was closed. As described above, a ZnS / SiO film having a thickness of 850 angstroms is formed on the Au film 3 as the dielectric film 4-1.2 A film 4-1 was formed.
[0105]
ZnS / SiO2 After the film 4-1 is formed, the valve 10-1 is closed and the Ar gas remaining in the chamber 21 and ZnS / SiO2 The molecules were evacuated using a vacuum turbo pump 12. After exhausting, the valve 10-3 is opened, and the Ar gas and N2 A mixed gas with the gas is introduced into the chamber 21, and the mixed gas pressure in the chamber is set to 5 × 10.-3Controlled to torr. Ar gas and N2 The flow ratio with the gas is 1: 1.
[0106]
Next, the RF power source 16 and the electrode 14-4 were electrically connected using the changeover switch 17, and 250 W of RF power was supplied to the electrode 14-4. As described above, sputtering of the Ge target 13-4 disposed on the electrode 14-4 with Ar gas was started. After pre-sputtering for about 1 minute, the shutter 15-4 disposed above the Ge target 13-4 was opened. After 20 seconds, the switch 17 was used to electrically insulate the RF power source 16 and the electrode 14-4, and the shutter 15-4 was closed. As described above, ZnS / SiO2 A GeN film 8-1 having a thickness of 50 angstroms was formed as a crystallization-inducing layer 8-1 on the film 4-1.
[0107]
After the GeN film 8-1 is formed, the valve 10-3 is closed, and Ar gas remaining in the chamber 21 and N2 Gas and ZnS / SiO2 The molecules were evacuated using a vacuum turbo pump 12. After exhausting, the valve 10-2 is opened, and Kr gas is introduced into the chamber 21 while controlling the flow rate with a mass flow controller, and the Kr gas pressure in the chamber is set to 5 × 10.-2Controlled to torr.
[0108]
Next, the RF power source 16 and the electrode 14-3 were electrically connected using the changeover switch 17, and 200 W of RF power was supplied to the electrode 14-3. As described above, the Ge disposed on the electrode 14-3.2 Sb2 TeFive Sputtering of the target 13-3 with Kr gas was started. After pre-sputtering for about 1 minute, Ge2 Sb2 TeFive The shutter 15-3 disposed above the target 13-3 was opened. After 40 seconds, the switch 17 was used to electrically insulate the RF power supply 16 and the electrode 14-3, and the shutter 15-3 was closed. As described above, the phase change recording film 5 is formed on the GeN film 8-1 and has a thickness of 100 angstroms.2 Sb2 TeFive A film 5 was formed.
[0109]
Ge2 Sb2 TeFive After the film 5 is formed, the valve 10-2 is closed, and the Kr gas remaining in the chamber 21 and Ge2 Sb2 TeFive The molecules were evacuated using a vacuum turbo pump 12. After exhausting, the valve 10-1 is opened, Ar gas is introduced into the chamber 21 while controlling the flow rate with a mass flow controller, and the Ar gas pressure in the chamber is set to 5 × 10.-3Controlled to torr.
[0110]
Next, the RF power source 16 and the electrode 14-2 were electrically connected using the changeover switch 17, and 600 W of RF power was supplied to the electrode 14-2. As described above, ZnS / SiO 2 disposed on the electrode 14-2.2 Sputtering of the target 13-2 with Ar gas was started. After pre-sputtering for about 1 minute, ZnS / SiO2 The shutter 15-2 disposed above the target 13-2 was opened. After 3 minutes, the switch 17 was used to electrically insulate the RF power supply 16 and the electrode 14-2, and the shutter 15-2 was closed. As described above, Ge2 Sb2 TeFive As a dielectric film 4-2 on the film 5, ZnS / SiO with a thickness of 300 angstroms2 A film 4-2 was formed.
[0111]
ZnS / SiO2 After the film 4-2 is formed, the valve 10-1 is closed, and Ar gas remaining in the chamber 21 and ZnS / SiO2 The molecules were evacuated using a vacuum turbo pump 12. After exhausting, the valve 10-1 is opened again, Ar gas is introduced into the chamber 21 while controlling the flow rate with a mass flow controller, and the Ar gas pressure in the chamber is reduced to 5 × 10.-3Controlled to torr.
[0112]
Next, the RF power source 16 and the electrode 14-1 were electrically connected using the changeover switch 17, and 150 W of RF power was supplied to the electrode 14-1. As described above, sputtering of the Au target 13-1 disposed on the electrode 14-1 with Ar gas was started. After pre-sputtering for about 1 minute, the shutter 15-1 disposed above the Au target 13-1 was opened. After 2 minutes and 30 seconds, the RF power source 16 and the electrode 14-1 were electrically insulated using the changeover switch 17, and the shutter 15-1 was closed. As described above, ZnS / SiO2 An Au film 6 having a thickness of 1000 angstroms was formed as an Au metal reflection layer 6 on the film 4-2.
[0113]
After the respective films were formed on the disk 2 by the method described above, the disk 2 was taken out from the chamber 21. A UV curable resin was spin-coated on the Au film 6 of the disk 2 using a spin coater, and UV light was irradiated to form a protective film 7 on the Au film 6.
[0114]
As described above, an Au film 3 having a thickness of 100 Å and a ZnS / SiO film having a thickness of 850 Å are formed on the disk 2.2 A film 4-1, a GeN film 8-1 with a thickness of 50 angstroms, and a GeN film with a thickness of 100 angstroms2 Sb2 TeFive Film 5, ZnS / SiO with a thickness of 300 Å2 A phase change optical recording medium 1-1 was prepared by sequentially laminating a film 4-2, an Au film 6 having a thickness of 1000 angstroms, and a protective film 7 having a thickness of 8 μm. This phase change optical recording medium 1-1 is designated as sample G.
[0115]
Ge2 Sb2 TeFive The Kr gas pressure during film 5 deposition is 5 × 10-1A phase change optical recording medium 1-1 was produced in the same manner as Sample G except that it was controlled to torr. That is, compared to sample G, Ge2 Sb2 TeFive The phase change optical recording medium 1-1 was produced by further reducing the rapid cooling during film formation. This phase change optical recording medium 1-1 is designated as sample H.
[0116]
(Example 5)
A phase change optical recording medium 1-2 shown in FIG. 2 was produced using the sputtering apparatus shown in FIG.
[0117]
In producing the phase change optical recording medium 1-2, first, in the same manner as in the sample G, the Au film 3 and the ZnS / SiO 2 were formed on the disk 2.2 A film 4-1 was sequentially formed.
ZnS / SiO2 After the film 4-1 is formed, the valve 10-1 is closed and the Ar gas remaining in the chamber 21 and ZnS / SiO2 The molecules were evacuated using a vacuum turbo pump 12. After exhausting, the valve 10-2 is opened, and Kr gas is introduced into the chamber 21 while controlling the flow rate with a mass flow controller, and the Kr gas pressure in the chamber is set to 5 × 10.-2Controlled to torr.
[0118]
Next, the RF power source 16 and the electrode 14-3 were electrically connected using the changeover switch 17, and 200 W of RF power was supplied to the electrode 14-3. As described above, the Ge disposed on the electrode 14-3.2 Sb2 TeFive Sputtering of the target 13-3 with Kr gas was started. After pre-sputtering for about 1 minute, Ge2 Sb2 TeFive The shutter 15-3 disposed above the target 13-3 was opened. After 40 seconds, the switch 17 was used to electrically insulate the RF power supply 16 and the electrode 14-3, and the shutter 15-3 was closed. As described above, ZnS / SiO2 As a phase change recording film 5 on the film 4-1, a Ge film having a thickness of 100 angstroms was formed.2 Sb2 TeFive A film 5 was formed.
[0119]
Ge2 Sb2 TeFive After the film 5 is formed, the valve 10-2 is closed, and the Kr gas remaining in the chamber 21 and Ge2 Sb2 TeFive The molecules were evacuated using a vacuum turbo pump 12. After exhausting, the valve 10-3 is opened, and the Ar gas and N2 A mixed gas with the gas is introduced into the chamber 21, and the mixed gas pressure in the chamber is set to 5 × 10.-3Controlled to torr. Ar gas and N2 The flow ratio with the gas is 1: 1.
[0120]
Next, the RF power source 16 and the electrode 14-4 were electrically connected using the changeover switch 17, and 250 W of RF power was supplied to the electrode 14-4. As described above, sputtering of the Ge target 13-4 disposed on the electrode 14-4 with Ar gas was started. After pre-sputtering for about 1 minute, the shutter 15-4 disposed above the Ge target 13-4 was opened. After 20 seconds, the switch 17 was used to electrically insulate the RF power source 16 and the electrode 14-4, and the shutter 15-4 was closed. As described above, Ge2 Sb2 TeFive On the film 5, a GeN film 8-2 having a thickness of 50 Å was formed as a crystallization inducing layer 8-1.
[0121]
After the GeN film 8-2 is formed, the valve 10-3 is closed, and the Ar gas remaining in the chamber 21 and N2 Gas and ZnS / SiO2 The molecules were evacuated using a vacuum turbo pump 12. After exhausting, the valve 10-1 is opened, Ar gas is introduced into the chamber 21 while controlling the flow rate with a mass flow controller, and the Ar gas pressure in the chamber is set to 5 × 10.-3Controlled to torr.
[0122]
Next, the RF power source 16 and the electrode 14-2 were electrically connected using the changeover switch 17, and 600 W of RF power was supplied to the electrode 14-2. As described above, ZnS / SiO 2 disposed on the electrode 14-2.2 Sputtering of the target 13-2 with Ar gas was started. After pre-sputtering for about 1 minute, ZnS / SiO2 The shutter 15-2 disposed above the target 13-2 was opened. After 3 minutes, the switch 17 was used to electrically insulate the RF power supply 16 and the electrode 14-2, and the shutter 15-2 was closed. As described above, the dielectric film 4-2 is formed on the GeN film 8-2 as a ZnS / SiO2 film having a thickness of 300 angstroms.2 A film 4-2 was formed.
[0123]
Further, in the same manner as Sample G, ZnS / SiO2 An Au film 6 and a protective film 7 were sequentially laminated on the film 4-2 to prepare a phase change optical recording medium 1-2. This phase change optical recording medium 1-2 is designated as Sample I.
[0124]
Ge2 Sb2 TeFive The Kr gas pressure during film 5 deposition is 5 × 10-1A phase change optical recording medium 1-2 was produced in the same manner as Sample I except that the torr was controlled. That is, compared to sample I, Ge2 Sb2 TeFive The phase change optical recording medium 1-2 was produced by further reducing the rapid cooling during film formation. This phase change optical recording medium 1-2 is designated as Sample J.
[0125]
(Example 6)
A phase change optical recording medium 1-3 shown in FIG. 3 was produced using the sputtering apparatus shown in FIG.
[0126]
In producing the phase change optical recording medium 1-3, first, similarly to the sample G, the Au film 3, ZnS / SiO 2 is formed on the disk 2.2 Film 4-1, GeN film 8-1, and Kr gas pressure 5 × 10-2Ge as torr2 Sb2 TeFive A film 5 was sequentially formed.
[0127]
Ge2 Sb2 TeFive After the film 5 is formed, the valve 10-2 is closed, and the Kr gas remaining in the chamber 21 and Ge2 Sb2 TeFive The molecules were evacuated using a vacuum turbo pump 12. After exhausting, the valve 10-3 is opened, and the Ar gas and N2 A mixed gas with the gas is introduced into the chamber 21, and the mixed gas pressure in the chamber is set to 5 × 10.-3Controlled to torr. Ar gas and N2 The flow ratio with the gas is 1: 1.
[0128]
Next, the RF power source 16 and the electrode 14-4 were electrically connected using the changeover switch 17, and 250 W of RF power was supplied to the electrode 14-4. As described above, sputtering of the Ge target 13-4 disposed on the electrode 14-4 with Ar gas was started. After pre-sputtering for about 1 minute, the shutter 15-4 disposed above the Ge target 13-4 was opened. After 20 seconds, the switch 17 was used to electrically insulate the RF power source 16 and the electrode 14-4, and the shutter 15-4 was closed. As described above, Ge2 Sb2 TeFive A GeN film 8-1 having a thickness of 50 Å was formed on the film 5 as a crystallization-inducing layer 8-1.
[0129]
After the GeN film 8-1 is formed, the valve 10-3 is closed, and Ar gas remaining in the chamber 21 and N2 The gas and Ge molecules were evacuated using a vacuum turbo pump 12. After exhausting, the valve 10-1 is opened, Ar gas is introduced into the chamber 21 while controlling the flow rate with a mass flow controller, and the Ar gas pressure in the chamber is set to 5 × 10.-3Controlled to torr.
[0130]
Next, the RF power source 16 and the electrode 14-2 were electrically connected using the changeover switch 17, and 600 W of RF power was supplied to the electrode 14-2. As described above, ZnS / SiO 2 disposed on the electrode 14-2.2 Sputtering of the target 13-2 with Ar gas was started. After pre-sputtering for about 1 minute, ZnS / SiO2 The shutter 15-2 disposed above the target 13-2 was opened. After 3 minutes, the switch 17 was used to electrically insulate the RF power supply 16 and the electrode 14-2, and the shutter 15-2 was closed. As described above, the dielectric film 4-2 is formed on the GeN film 8-1 as a ZnS / SiO2 film having a thickness of 300 angstroms.2 A film 4-2 was formed.
[0131]
Further, in the same manner as Sample G, ZnS / SiO2 An Au film 6 and a protective film 7 were sequentially laminated on the film 4-2 to prepare a phase change optical recording medium 1-3. This phase change optical recording medium 1-3 is designated as sample K.
[0132]
Ge2 Sb2 TeFive The Kr gas pressure during film 5 deposition is 5 × 10-1A phase change optical recording medium 1-3 was produced in the same manner as Sample K except that the control was performed at torr. That is, compared to sample K, Ge2 Sb2 TeFive The phase change optical recording medium 1-3 was produced by further reducing the degree of rapid cooling during the formation of the film 5. This phase change optical recording medium 1-3 is designated as sample L.
[0133]
For samples G to L and comparative samples prepared as described above, Ge2 Sb2 TeFive The differences in the manufacturing conditions of the film 5 and the presence or absence of the GeN films 8-1 and 8-2 are summarized in Table 2 below.
[0134]
[Table 2]
Figure 0003878337
[0135]
Next, these samples G to L were subjected to the same tests as those performed on the samples A to F and the comparative sample. As a result, for sample G, a C / N value exceeding 45 dB could be obtained in the first overwrite recording. Further, the C / N value could be set to 52 dB by repeating the overwrite recording three times. For sample H, the C / N value could be 51 dB in the first overwrite recording. Moreover, the C / N value could be set to 52 dB by repeating the overwrite recording twice.
[0136]
From the above results, Ge2 Sb2 TeFive It was confirmed that the recording film immediately after manufacture can be easily changed from the amorphous state to the crystalline state by providing the GeN film 8-1 introduced with the residual stress adjacent to the film 5. It was done. In addition, by increasing the sputtering gas pressure during the formation of the phase change recording film, it is possible to reduce the rapid cooling of the recording film raw material and reduce the excessive stability of the amorphous state of the phase change recording film immediately after fabrication. It was confirmed that there was.
[0137]
Next, when the above measurement was performed on Sample I, the C / N value could be 45 dB in the first overwrite recording. Further, the C / N value could be set to 52 dB by repeating the overwrite recording three times. Further, when the above measurement was performed on sample J, the C / N value reached 51 dB immediately after the first overwrite recording, and the C / N value could be set to 52 dB in the second overwriting recording. From the above results, it was confirmed that the same effect can be obtained when either the GeN film 8-1 or the GeN film 8-2 is provided.
[0138]
Next, when the above measurements were performed on samples K and L, both C / N values could be made 52 dB or more in the first overwrite recording. From the above results, by providing both the GeN film 8-1 and the GeN film 8-2, the recording film in the amorphous state immediately after manufacture can be more easily crystalline than the case of providing only one of them. It was confirmed that it was possible to change to a state.
[0139]
As described above, according to the samples A to L according to the examples of the present invention, it was possible to easily change the recording film in the amorphous state immediately after the production to the crystalline state. Furthermore, in the samples A to L according to the examples of the present invention, the erasure rate of the recording mark was remarkably improved during overwrite recording. This is because the samples A to L according to the examples of the present invention are provided with the crystallization inducing layer, so that the generation of crystal nuclei is promoted and the change from the amorphous state to the crystalline state is highly efficient. This is thought to have occurred.
[0140]
As described above, according to the present invention, when the phase change recording film is formed on the substrate, Kr gas or Xe gas is used as the sputtering gas, and the sputtering gas pressure is increased, thereby colliding with the substrate surface. The speed of the recording film source atoms or molecules is reduced. Therefore, the rapid cooling degree of the recording film raw material is reduced, and the produced phase change recording film is in an amorphous state having appropriate stability. Further, according to the present invention, the crystallization inducing layer into which the residual stress is introduced is provided so as to be in contact with the phase change recording film. Therefore, generation of crystal nuclei is promoted at the interface between the phase change recording film and the crystallization inducing layer. Therefore, according to the present invention, it is possible to manufacture a non-initialization type phase change optical recording medium that does not require initial crystallization and can be overwritten immediately after fabrication.
[0141]
Further, according to the present invention, the stability of the amorphous state can be controlled by slightly changing the sputtering conditions. Therefore, it can be easily realized and the control is also simple. Furthermore, according to the present invention, since a crystallization-inducing layer, a phase change recording film, a metal reflective layer, and the like can be continuously formed, an uninitialized phase change optical recording medium can be manufactured with high efficiency. .
[0142]
In the above-described embodiment, the LtoH medium that has the remarkable effect of the non-initializing type has been described. However, even with the HtoL medium, the non-initializing type phase-change optical recording medium is obtained by the method of the present invention. Needless to say, it can be manufactured.
[0143]
In the above embodiment, the GeSbTe-based material is used as the material for the phase-change recording film when manufacturing the phase-change optical recording medium. However, the present invention is not limited to this, and the InSbTe-based material, AgInSbTe is used. It goes without saying that the same effect can be obtained even when various phase change recording materials such as a system material and an InSe system material are used.
[0144]
Further, in the above embodiment, the case where the Kr gas is used as the sputtering gas when the phase change recording film is formed by sputtering has been described. However, the same effect can be obtained even when the Xe gas is used. Needless to say, you can.
[0145]
【The invention's effect】
  As described above, according to the present invention, when the phase change recording film is formed on the substrate, Kr gas or Xe gas is used as the sputtering gas, and the sputtering gas pressure is increased, thereby colliding with the substrate surface. The speed of the recording film source atoms or molecules is reduced. Therefore, the rapid cooling degree of the recording film raw material is reduced, and the produced phase change recording film is in an amorphous state having appropriate stability. Also, according to the present invention, so as to be in contact with the phase change recording film, YuiA crystallization inducing layer is provided. Therefore, generation of crystal nuclei is promoted at the interface between the phase change recording film and the crystallization inducing layer. Therefore, according to the present invention, a non-initialization type phase change optical recording medium capable of overwriting recording immediately after manufacture without requiring initial crystallization of the recording film.BodyA novel phase change optical recording medium manufacturing method that can be realized is provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an uninitialized phase change optical recording medium according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing an uninitialized phase change optical recording medium according to another embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing an uninitialized phase change optical recording medium according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing an uninitialized phase change optical recording medium according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram schematically showing a sputtering apparatus used for manufacturing a phase change optical recording medium according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram schematically showing an optical disk drive device used in an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a graph showing the laser beam power necessary for recording / erasing / reproducing information in the phase-change optical recording medium according to the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1-1 to 1-4: Phase change optical recording medium
2 ... Board
3 ... Translucent interference layer
4-n ... Dielectric film
5. Phase change recording film
6 ... Metal reflection layer
7 ... Protective film
8-1, 8-2 ... Crystallization inducing layer
9 ... Base
10-n, 11 ... Valve
12 ... Vacuum turbo pump
13-n ... Target
14-n ... electrode
15-n ... Shutter
16 ... RF power supply
17 ... changeover switch
21 ... Chamber
32 ... Spindle motor
33 ... Optical head
34 ... Linear motor
35. Modulation circuit
36 ... Input device
37 ... Laser driver
38 ... Preamplifier
39 ... binarization circuit
40. Demodulator circuit
41 ... Output device
43-46 ... control system

Claims (2)

光ビームを照射することにより結晶質と非晶質との間で可逆的に相変化する相変化記録膜と、前記相変化記録膜と接して配置された結晶化誘起層とを備えた無初期化型相変化光記録媒体の製造方法であって、
前記相変化記録膜を、スパッタガスとしてKrガス或いはXeガスを用い、5×10-2torr以上のスパッタガス圧下で真空スパッタ法により成膜し、
前記結晶化誘起層として、ZnS/SiO 2 を、スパッタガスとしてArガスを用い、5×10-4torr以下のスパッタガス圧下で真空スパッタ法により成膜することを特徴とする無初期化型相変化光記録媒体の製造方法。
A phase change recording film that reversibly changes phase between crystalline and amorphous upon irradiation with a light beam, and a crystallization-inducing layer disposed in contact with the phase change recording film. A method for producing an initialization type phase change optical recording medium, comprising:
The phase change recording film is formed by vacuum sputtering using a Kr gas or a Xe gas as a sputtering gas under a sputtering gas pressure of 5 × 10 −2 torr or more,
A non-initializing type characterized in that a ZnS / SiO 2 film is formed as the crystallization-inducing layer , an Ar gas is used as a sputtering gas, and a vacuum sputtering method is used under a sputtering gas pressure of 5 × 10 −4 torr or less. A method of manufacturing a phase change optical recording medium.
光ビームを照射することにより結晶質と非晶質との間で可逆的に相変化する相変化記録膜と、前記相変化記録膜と接して配置された結晶化誘起層とを備えた無初期化型相変化光記録媒体の製造方法であって、
前記相変化記録膜を、スパッタガスとしてKrガス或いはXeガスを用い、5×10-2torr以上のスパッタガス圧下で真空スパッタ法により成膜し、
前記結晶化誘起層として、GeN膜を、スパッタガスとしてArガスを用い、N2スを供給しつつ真空スパッタ法により成膜することを特徴とする無初期化型相変化光記録媒体の製造方法。
A phase change recording film that reversibly changes phase between crystalline and amorphous upon irradiation with a light beam, and a crystallization-inducing layer disposed in contact with the phase change recording film. A method for producing an initialization type phase change optical recording medium, comprising:
The phase change recording film is formed by vacuum sputtering using a Kr gas or a Xe gas as a sputtering gas under a sputtering gas pressure of 5 × 10 −2 torr or more,
As the crystallization-inducing layer, the GeN film, using Ar gas as a sputtering gas, the production of non-initialized phase-change optical recording medium, characterized by forming a film by vacuum sputtering while supplying N 2 gas Method.
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