DE60015829T2 - Optischer Aufzeichnungsträger und Verfahren zu dessen Initialisierung - Google Patents

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Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Bereich der Erfindung
  • Diese Erfindung betrifft ein optisches Aufzeichnungsmedium mit Phasenumwandlung und ein Verfahren zu seiner Initialisierung (Kristallisation seiner Aufzeichnungsschicht).
  • Stand der Technik
  • Optische Aufzeichnungsmedien, die in der Lage sind, Information in hoher Dichte aufzuzeichnen und die aufgezeichnete Information durch Überschreiben zu löschen, sind jüngst in den Mittelpunkt gerückt. Ein typisches überschreibbares optisches Aufzeichnungsmedium ist ein optisches Aufzeichnungsmedium mit Phasenänderung, worin ein Laserstrahl auf die Aufzeichnungsschicht gerichtet wird, um ihren Kristallinitätszustand zu verändern, worauf eine Veränderung des Reflexionsvermögens durch die kristallographische Veränderung zum Lesen der Information erfasst wird. Die optischen Aufzeichnungsmedien mit Phasenänderung sind von großem Interesse, da das Medium durch Modulieren der Intensität eines einzigen Laserstrahls überschrieben werden kann und das optische System der Antriebseinheit im Vergleich zu magnetooptischen Aufzeichnungsmedien einfach ist.
  • Die meisten optischen Aufzeichnungsmedien vom Phasenänderungstyp verwendeten Chalcogenidsysteme wie das Ge-Te-System und Ge-Sb-Te-System, die einen wesentlichen Unterschied im Reflexionsvermögen zwischen kristallinem und amorphem Zustand ergeben und einen relativ stabilen amorphen Zustand aufweisen. Es wurde jüngst vorgeschlagen, neue Verbindungen zu verwenden, die als Chalcopyrite bekannt sind.
  • Chalcopyritverbindungen wurden als Halbleiterverbundmaterialien untersucht und wurden in Solarbatterien und dergleichen eingesetzt. Die Chalcopyritverbindungen sind zusammengesetzt aus Ib-IIIb-VIb2 oder IIb-IVb-Vb2 ausgedrückt durch die Gruppen des Periodensystems und weisen zwei geordnete Diamantstrukturen auf. Die Struktur von Chalcopyritverbindungen kann leicht durch Röntgenstrukturanalyse bestimmt werden und ihre Grundmerkmale sind zum Beispiel in Physics, Band 8, Nr. 8 (1987), S. 441 und Denki Kagaku (Electrochemistry), Band 56, Nr. 4 (1988), S. 228 beschrieben. Unter den Chalcopyritverbindungen ist AgInTe2 dafür bekannt, dass es als Aufzeichnungsmedium anwendbar ist, wenn es mit Sb oder Bi versetzt ist. Die erhaltenen optischen Aufzeichnungsmedien werden allgemein bei einer Lineargeschwindigkeit von ungefähr 7 m/s betrieben. Siehe Japanische Patentanmeldungen Kokai N r. (JP-A) 240590/1991, 99884/1991, 82593/1991, 73384/1991 und 151286/1992. Zusätzlich zu den optischen Aufzeichnungsmedien das Phasenänderungstyps, worin Chalcopyritverbindungen verwendet werden, sind optische Aufzeichnungsmedien des Phasenänderungstyps, worin eine AgSbTe2-Phase bei der Kristallisation der Aufzeichnungsschicht gebildet wird, in JP-A 267192/1992, 232779/1992 und 166268/1994 offenbart.
  • Wenn Information auf dem optischen Aufzeichnungsmedium vom Phasenänderungstyp aufgezeichnet wird, wird die gesamte Aufzeichnungsschicht zunächst in den kristallinen Zustand gebracht, und dann wird ein Laserstrahl hoher Energie (Aufzeichnungsenergie) aufgebracht, so dass die Aufzeichnungsschicht auf eine Temperatur erwärmt wird, die höher ist als der Schmelzpunkt. In dem Bereich, wo die Aufzeichnungsenergie aufgebracht wird, wird die Aufzeichnungsschicht geschmolzen und danach abgeschreckt, so dass sich eine amorphe Aufzeichnungsmarkierung bildet. Wenn die Aufzeichnungsmarkierung gelöscht wird, wird ein Laserstrahl relativ geringer Energie (Löschenergie) aufgebracht, so dass die Aufzeichnungsschicht auf eine Temperatur erwärmt wird, die höher ist als die Kristallisationstemperatur und niedriger als die Schmelztemperatur. Die Aufzeichnungsmarkierung, auf die der Laserstrahl mit Löschenergie aufgebracht wird, wird auf eine Temperatur erwärmt, die höher ist als die Kristallisationstemperatur und dann lässt man sie langsam abkühlen, so dass sie wieder den kristallinen Zustand einnimmt. Dementsprechend kann in den optischen Aufzeichnungsmedien vom Phasenänderungstyp das Medium durch Modulieren der Intensität eines einzigen Lichtstrahls überschrieben werden.
  • Im Falle der optischen Aufzeichnungsmedien vom Phasenänderungstyp werden Aufzeichnungsschichten unter Verwendung von Vakuumabscheidungsgerät ausgebildet und die abgeschiedenen Aufzeichnungsschichten bleiben amorph mit niedrigem Reflexionsvermögen. Die Aufzeichnungsschichten müssen durch einen Vorgang kristallisiert werden, der allgemein als Initialisierung bekannt ist, bevor die Aufzeichnungsmedien als überschreibbare Medien verwendet werden können.
  • Initialisierung wird auf verschiedenen Wegen durchgeführt, zum Beispiel nachdem eine Aufzeichnungsschicht auf einem Substrat ausgebildet ist, durch Erwärmen des Substrats auf die Kristallisationstemperatur der Aufzeichnungsschicht zur Kristallisation wie es in JP-A 3131/1990 offenbart ist; Einstrahlen eines Laserstrahls auf die Aufzeichnungsschicht zur Kristallisation, welches Verfahren Festphaseninitialisierung genannt wird, wie es in JP-A 366424/1992, 20173411990 und 76027/1991 offenbart ist; und Hochfrequenzinduktionserwärmung des Mediums. JP-A 98847/1990 schlägt vor, ein Substrat bei der Ausbildung einer Aufzeichnungsschicht zu erwärmen, um dadurch die Aufzeichnungsschicht zu kristallisieren. JP-A 524611990 offenbart ein Verfahren, das die Schritte zur Ausbildung einer ersten dielektrischen Schicht, Ausbilden einer Aufzeichnungsschicht darauf, Erwärmen der Schicht zur Kristallisation und Ausbilden einer zweiten dielektrischen Schicht darauf umfasst.
  • Die Initialisierung des Mediums in jeweils einer Spur unter Verwendung des Laserstrahls mit kleinem Strahlspotdurchmesser wie er zur Aufzeichnung verwendet wird, benötigt viel Zeit und senkt die Produktivität. Erwärmen des gesamten Mediums vereitelt die Verwendung von kostengünstigen Harzsubstraten. Das heißt, Harzsubstrate können beim Erwärmen zur Initialisierung beeinträchtigt werden, was Spurfehler verursacht. Unter den Umständen ist die Verwendung von sogenannter Massenlöschung die einzige Technik, die als gewerblich akzeptabel betrachtet und derzeit verwendet wird. Die Massenlöscheinrichtung strahlt einen Strahl von einem Hochleistungsgaslaser oder Halbleiterlaser durch eine relativ große Apertur, um eine Mehrzahl von Spuren gemeinsam zu kristallisieren. Da die Massenlöscheinrichtung eine örtliche Erwärmung der Aufzeichnungsschicht erlaubt, wird die Substrattemperatur in geringem Umfang erhöht, was die Verwendung von weniger hitzebeständigen Harzen als Substrate ermöglicht.
  • Initialisierung einer optischen Aufzeichnungsplatte mit einer Massenlöscheinrichtung ist jedoch ein zeitaufwändiger Prozess und es dauert einige Minuten, nur um eine optische Aufzeichnungsplatte zu initialisieren. Der Prozess der Initialisierung ist der geschwindigkeitsbestimmende Schritt bei der Herstellung der optischen Aufzeichnungsplatten. Eine Beschleunigung des Initialisierungsschritts ist erforderlich, um die Produktionseffizienz zu verbessern. Die zur Initialisierung mit einer Massenlöscheinrichtung erforderliche Zeit kann durch Verwendung eines Hochleistungslasers bei einer höheren Plattenrotationsgeschwindigkeit durch Erhöhung der Zufuhrrate gleichzeitig mit einer Erhöhung des Strahlspotdurchmessers oder durch Kombination von beidem reduziert werden. Mit anderen Worten, der Initialisierungsschritt kann durch Erhöhen der vom Laserstrahl pro Zeiteinheit bestrahlten Fläche beschleunigt werden, während die Bestrahlungsenergie pro Flächeneinheit auf einem Wert gehalten wird, der für die Initialisierung notwendig ist. Die Laserleistung kann jedoch nur auf einen begrenzten Wert erhöht werden.
  • In Hinblick auf eine solche Situation besteht ein Bedarf zur Senkung der Laserenergie pro Flächeneinheit, die für die Initialisierung notwendig ist. Eine solche Senkung der erforderlichen Laserenergie pro Flächeneinheit ermöglicht, die Initialisierungsgeschwindigkeit zu erhöhen, und außerdem die Lebensdauer des Lasers zu verlängern, da der Volllastbetrieb des Lasers mit einem kleinen Zugeständnis in der Initialisierungsgeschwindigkeit vermieden werden kann.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • In Hinblick auf die oben beschriebene Situation ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein optisches Aufzeichnungsmedium mit Phasenänderung zur Verfügung zu stellen, worin die Laserenergie pro Flächeneinheit, die zur Initialisierung notwendig ist, reduziert ist, und ein Verfahren, worin die Initialisierung mit einer niedrigeren Laserenergie erreicht werden kann.
  • Solche Ziele werden durch die vorliegende Erfindung wie in (1) bis (7) unten beschrieben erreicht.
    • (1) Ein optisches Aufzeichnungsmedium mit einer Aufzeichnungsschicht mit Phasenumwandlung, das die Beziehungen erfüllt: AI ≤ 8,0 % und CI/AI ≥ 3,0wenn das Medium mit einem Lichtstrahl mit einer Wellenlänge λI initialisiert wird, und die Aufzeichnungsschicht bei dieser Wellenlänge λI ein Reflexionsvermögen AI im amorphen Bereich und ein Reflexionsvermögen CI im kristallinen Bereich zeigt.
    • (2) Ein optisches Aufzeichnungsmedium gemäß (1) oben, das die Beziehung erfüllt: λI > λRW wenn der beim Schreiben und/oder Lesen verwendete Lichtstrahl eine Wellenlänge λRW aufweist.
    • (3) Ein optisches Aufzeichnungsmedium gemäß (2) oben, das die Beziehung erfüllt: λI – λRW ≥ 100 nm.
    • (4) Ein optisches Aufzeichnungsmedium gemäß einem der obigen (1) bis (3), worin das Medium ein Substrat umfasst und eine erste dielektrische Schicht, die Aufzeichnungsschicht, eine zweite dielektrische Schicht und eine auf dem Substrat angeordnete reflektive Schicht, und das Medium die Beziehung erfüllt: 65 nm < d1 ≤ 143 nmwenn die erste dielektrische Schicht eine Dicke d1 aufweist.
    • (5) Ein optisches Aufzeichnungsmedium gemäß (4) oben, das die Beziehung erfüllt: 71,5 nm < d1 ≤ 143 nm.
    • (6) Ein Verfahren zum Initialisieren eines optischen Aufzeichnungsmediums mit einer Aufzeichnungsschicht mit Phasenumwandlung, worin das Medium mit einem Lichtstrahl mit einer Wellenlänge λI initialisiert wird, das die Beziehungen erfüllt: AI ≤ 8,0 % und CI/AI ≥ 3,0wenn die Aufzeichnungsschicht bei dieser Wellenlänge λI ein Reflexionsvermögen AI im amorphen Bereich und ein Reflexionsvermögen CI im kristallinen Bereich zeigt.
    • (7) Ein Verfahren zum Initialisieren eines optischen Aufzeichnungsmediums gemäß (6) oben, das die Beziehung erfüllt: λI>λRW wenn der beim Schreiben und/oder Lesen verwendete Lichtstrahl eine Wellenlänge λRW aufweist.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine Querschnittsansicht des optischen Aufzeichnungsmediums gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 2 ist eine Querschnittsansicht des optischen Aufzeichnungsmediums gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Die 3A und 3B sind Schaubilder, die spektrales Reflexionsvermögen des optischen Aufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung zeigen.
  • Ausführliche Beschreibung der Erfindung
  • Die optische Aufzeichnungsschicht der vorliegenden Erfindung weist eine Aufzeichnungsschicht mit Phasenänderung auf.
  • Beim optischen Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung sind, wenn das Medium mit dem Lichtstrahl mit einer Wellenlänge λI initialisiert wird und die Aufzeichnungsschicht bei der Wellenlänge λI ein Reflexionsvermögen AI im amorphen Bereich und ein Reflexionsvermögen CI im kristallinen Bereich zeigt, AI ≤ 8,0 % und bevorzugt AI ≤ 6,0% und CI/AI ≥ 3,0 und bevorzugt CI/AI ≥ 3,5.
  • Zunächst wird der Grund für die Beschränkung von AI beschrieben. Wenn AI so niedrig wie oben definiert ist, erhöht sich die Lichtabsorption der Aufzeichnungsschicht bei der Initialisierung, so dass eine Senkung der Laserenergie pro Einheit ermöglicht ist, die für die Initialisierung notwendig ist. Da ein niedrigeres AI bevorzugt ist, weist das Medium bevorzugt die optische Auslegung auf, worin AI auf den geringsten Wert in dem Bereich minimiert ist, der die Schreib- und Leseeigenschaften des Mediums nicht negativ beeinflusst. AI ist jedoch bevorzugt in dem Bereich, dass: AI ≥ 3,0 %,das übermäßig reduziertes AI zu Schwierigkeiten bei der Fokussteuerung des Initialisierungsgeräts führt.
  • Danach wird der Grund für die Einschränkung von CI/AI beschrieben. Bei der Initialisierung wird das Medium mit dem Laserstrahl abgetastet, der einen großen Strahlspotdurchmesser aufweist, um den gesamten Bereich des Mediums gründlich zu bestrahlen, wo Kristallisation erforderlich ist. Zum Beispiel wird im Falle eines scheibenförmigen Mediums, das Medium gedreht, während der Laserstrahl auf das Medium gerichtet wird, so dass der Laserstrahl sich bei einer Umdrehung der Scheibe in radialer Richtung in einem Abstand gleich oder kleiner dem Strahlspotdurchmesser des Laserstrahls bewegt. Wenn die Vorschubrate (Geschwindigkeit der Bewegung in radialer Richtung) des Laserstrahls mit P bezeichnet wird, und der Laserstrahlspotdurchmesser mit L bezeichnet wird, sind P und L derart, dass L ≥ P. Wenn L gleich P ist, ist es mathematisch möglich, den gesamten Bereich des Mediums zu bestrahlen, wo Kristallisation durch den Laserstrahl erforderlich ist. Der Laserstrahl weist jedoch eine Energieverteilung auf, und gleichmäßige Initialisierung im Laserspot ist ziemlich schwierig. In Hinblick auf eine solche Situation ist es üblich, die Initialisierung mit überlappenden Strahlspots durchzuführen, nämlich L > P. In diesem Fall wird die Region, die schon kristallisiert ist, erneut mit dem Laserstrahl bestrahlt. Wenn das Reflexionsvermögen C, der kristallisierten Region zu gering ist, nimmt die kristallisierte Region eine erhöhte Menge an optischer Energie auf und die Temperatur steigt, was zu einer Veränderung des kristallographischen Zustands führt. Deshalb weist die Region, die der Strahlspot zweimal durchlaufen hat, ein anderes Reflexionsvermögen auf als die Region, die der Strahlspot einmal durchlaufen hat. Da der Durchmesser des Laserstrahls beträchtlich größer ist als die Breite der Aufzeichnungsspur, erscheinen periodisch Spuren mit unterschiedlichem Reflexionsvermögen auf dem Medium, und die Spur, über die der Strahlspot gekreuzt ist, zeigt innerhalb einer Spur schwankendes Reflexionsvermögen. Wenn im Gegensatz dazu CI/AI auf den oben beschriebenen Bereich beschränkt ist, weist die amorphe Region vor der Initialisierung ein relativ geringes Reflexionsvermögen auf und die kristallisierte Region weist ein relativ hohes Reflexionsvermögen auf, und die Initialisierung kann mit niedriger Energie vorgenommen werden, während die Veränderung des kristallographischen Zustands der kristallisierten Region vermieden wird.
  • Es ist anzumerken, dass die Verwendung eines höheren CI/AI bevorzugt ist. Es gibt jedoch eine Obergrenze für CI/AI, da CI allgemein bis zu 50 beträgt und es eine bevorzugte Untergrenze für AI gibt, wie es oben beschrieben wurde.
  • Bei der vorliegenden Erfindung sind λI und λRW bevorzugt derart, dass: λI > λRW da die Initialisierung einen Laser hoher Leistung erfordert und der Laser hoher Leistung generell durch Verwendung eines Lasers mit einer langen Wellenlänge erhalten wird, während die Verwendung eines Lasers mit kurzer Wellenlänge für hochdichtes Einschreiben und Herauslesen bevorzugt ist. Wenn λI und λRW zu nahe beieinander liegen, kann erforderliche hohe Leistung bei der Initialisierung aufgrund der äußerst kurzen Wellenlänge des Lasers nicht erhalten werden, und die hochdichte Aufzeichnung kann aufgrund der äußerst langen Wellenlänge des Lasers beim Aufzeichnen oder Lesen nicht möglich sein. Deshalb sind λI und λRW bevorzugt derart, dass: λI – λRW ≥ 100 nmλI und λRW sind nicht auf irgendwelche speziellen Bereiche beschränkt, so lange λI derart ausgewählt ist, dass AI und CI/AI in den oben beschriebenen Bereichen liegen. Im Augenblick liegt λI unter industriellen Gesichtspunkten von Leistung und Kosten bevorzugt im Bereich von ungefähr 600 bis ungefähr 850 nm. λRW liegt in Hinblick auf die hochdichte Aufzeichnung bevorzugt bei bis zu 700 nm. Wenn jedoch die Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht und die Struktur des Mediums so ausgewählt sind, dass sie Einschreiben und Herauslesen ausreichender Höhe bei einer signifikant kurzen λRW ermöglicht, beträgt λRW bevorzugt mindestens 380 nm, um AI und CI/AI in den oben beschriebenen Bereichen zu verwirklichen.
  • Eine Ausführungsform des optischen Aufzeichnungsmediums gemäß der vorliegenden Erfindung ist in 1 gezeigt. Dieses optische Aufzeichnungsmedium weist eine erste dielektrische Schicht 31, eine Aufzeichnungsschicht 4, eine zweite dielektrische Schicht 32, eine Reflexionsschicht 5 und eine Schutzschicht 6 auf einem Substrat 2 in dieser Reihenfolge auf.
  • Beim optischen Aufzeichnungsmedium mit einer solchen Konstitution ist die Dicke d1 der ersten dielektrischen Schicht 31 bevorzugt derart, dass: 65 nm < d1 ≤ 143 nm und besonders bevorzugt 71,5 nm ≤ d1 ≤ 143 nm.
  • Wenn die erste dielektrische Schicht 31 eine Dicke d1 in einem solchen Bereich aufweist, kann eine optische Gestaltung zur Verwirklichung von AI und CI/AI in den oben beschriebenen Bereichen unter Verwendung der langen Wellenlänge λI im Bereich von ungefähr 600 bis ungefähr 850 nm leichter erreicht werden. Das Reflexionsvermögen schwankt periodisch mit der Veränderung der Dicke d1 der ersten dielektrischen Schicht 31, und deshalb kann AI selbst wenn dI größer ist als 143 nm reduziert werden. In einem solchen Fall wird jedoch die erste dielektrische Schicht 31 übermäßig dick, und die erhöhte innere Spannung kann während der Lagerung bei hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit zu Rissen führen. Andererseits führt eine äußerst geringe d1 zu übermäßiger Wärmeableitung zur Seite des Substrats 2, was die Überschreibungseigenschaften verzerrt. Es ist anzumerken, dass d1 bevorzugt derart ist, dass: d1 < 106 nm, und besonders bevorzugt d1 ≤ 102 nm,da die Aufzeichnungsempfindlichkeit sich mit der Zunahme des Reflexionsvermögens reduziert, wenn die Dicke d1 nahe an 143 nm kommt.
  • Im Medium mit der in 1 gezeigten Konstitution tritt der Laserstrahl der Initialisierung von der selben Seite in das Medium ein wie beim Schreiben und Lesen.
  • Konstitution des Mediums
  • Als nächstes werden die Verbundschichten des optischen Aufzeichnungsmediums mit der in 1 gezeigten Struktur beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das optische Aufzeichnungsmedium mit der in 1 gezeigten Struktur beschränkt, und kann auf das optische Aufzeichnungsmedium mit der in 2 gezeigten Struktur bezogen werden. Das optische Aufzeichnungsmedium mit der in 2 gezeigten Struktur ist ein Medium der Struktur, worin der Schreib-/Lesestrahl auf die Aufzeichnungsschicht gerichtet wird, ohne dass er das Substrat 2 passiert. Die Reflexionsschicht 5, die zweite dielektrische Schicht 32, die Aufzeichnungsschicht 4 und die erste dielektrische Schicht 31 sind in dieser Reihenfolge auf dem Substrat angeordnet, und die Schutzschicht 6 ist schließlich auf der ersten dielektrischen Schicht 31 angeordnet.
  • Substrat 2
  • Beim optischen Aufzeichnungsmedium mit der Konstitution wie in 1 gezeigt wird der Laserstrahl durch das Substrat 2 auf die Aufzeichnungsschicht gerichtet, und das Substrat 2 umfasst bevorzugt ein Material, das für den Laserstrahl im Wesentlichen transparent ist, wie ein Harz oder Glas. Das eingesetzte Harz ist nicht auf irgendeinen besonderen Typ beschränkt, und bevorzugte Harze beinhalten Polycarbonat und amorphe Polyolefine. Obwohl das Substrat 2 allgemein eine Dicke von ungefähr 0,1 bis ungefähr 3 mm aufweist, kann der Vorteil der vorliegenden Erfindung am besten genutzt werden, wenn das Substrat dünner ist, und insbesondere, wenn das Substrat eine Dicke von bis zu 0,8 mm aufweist. Wie oben beschrieben erfordert die Initialisierung des Mediums in Hochgeschwindigkeit einen Laserstrahl hoher Leistung, und eine solche Initialisierung mit Hochleistungslaserstrahl führt zu einem verstärkten Verwerfen des Substrats. Solches Verwerfen nimmt mit der Zunahme der Initialisierungsieistung zu. Zum Beispiel beträgt der Verwerfungswinkel vor und nach der Initialisierung bei einer Substratdicke von 1,2 mm 0,01° bei einer Initialisierungsenergie von 600 mW, und der Verwerfungswinkelunterschied bleibt 0,01°, selbst wenn die Initialisierungsenergie auf 900 mW erhöht wird. Wenn hingegen die Substratdicke 0,6 mm beträgt, liegt der Verwerfungswinkelunterschied bei einem relativ geringen Wert von 0,14° bei einer Initialisierungsenergie von 600 mW, während der Unterschied des Verwerfungswinkels auf bis zu 0,44° ansteigt, wenn die Initialisierungsenergie auf 900 mW erhöht wird. Im Gegensatz dazu hat die vorliegende Erfindung ermöglicht, die Initialisierungsenergie zu reduzieren, selbst wenn die Initialisierung in Hochgeschwindigkeit durchgeführt wird, und als Folge davon kann die Initialisierung des Mediums mit einem Substrat mit einer Dicke von 0,8 mm oder weniger bei hoher Geschwindigkeit und mit verringerter Zunahme der Verwerfung des Substrats erreicht werden.
  • Erste dielektrische Schicht 31 und zweite dielektrische Schicht 32
  • Die erste dielektrische Schicht 31 spielt eine Rolle bei der Steuerung der optischen Eigenschaften (wie Reflexionsvermögen) des gesamten Aufzeichnungsmediums, und beim Schutz des Substrats durch Abschotten von Wärme, die ansonsten beim Aufzeichnen von der Aufzeichnungs schicht zum Substrat geleitet wird. Die zweite dielektrische Schicht 32 spielt eine Rolle beim Schutz der Aufzeichnungsschicht und hilft, dass nach Beendigung der Aufzeichnung die durch Wärmetransport freigesetzte Wärme in der Aufzeichnungsschicht bleibt.
  • Das für die erste und zweite dielektrische Schicht verwendete dielektrische Material ist nicht auf einen besonderen Typ beschränkt, und es können verschiedene dielektrische Materialien oder eine Mischung davon sowie verschiedene transparente dielektrische Materialien wie Siliciumoxid, Siliciumnitrid und eine Mischung von Zinksulfid und Siliciumoxid und verschiedene Arten von Glas verwendet werden. Ebenso sind sogenannte LaSiON-Materialien geeignet, die La, Si, O und N enthalten, sogenannte SiAlON-Materialien, die Si, Al, O und N enthalten, SiAlON, das Yttrium enthält, usw.
  • Die Dicke der ersten dielektrischen Schicht 31 kann so ausgewählt sein, dass sie die oben beschriebenen Bedingungen erfüllt. Die Dicke der zweiten dielektrischen Schicht 32 ist allgemein im Bereich von ungefähr 10 bis ungefähr 50 nm ausgewählt.
  • Die Zusammensetzung der dielektrischen Schichten 31 und 32 kann entweder in der Dickenrichtung gleichmäßig sein oder die Zusammensetzung kann sich inkrementell und/oder kontinuierlich in Dickenrichtung verändern. Die dielektrische Schicht ist bevorzugt durch Aufdampfen wie Sputtern ausgebildet.
  • Aufzeichnungsschicht 4
  • Die Aufzeichnungsschicht ist in ihrer Zusammensetzung nicht eingeschränkt. Die Aufzeichnungsschicht aus einer Zusammensetzung auf Basis von In-Ag-Te-Sb oder einer Zusammensetzung auf Basis von Ge- Sb-Te, und insbesondere die Zusammensetzung auf Basis von In-Ag-Te-Sb ist bevorzugt, um die vorliegende Erfindung vollständig zu nutzen.
  • Bei der Aufzeichnungsschicht aus der Zusammensetzung auf Basis von In-Ag-Te-Sb ist das Atomverhältnis der die Aufzeichnungsschicht bildenden Elemente bevorzugt derart, dass: 0,1 ≤ a ≤ 0,3, 0,1 ≤ b ≤ 0,3, 0,5 ≤ c ≤ 0,8 und 0 ≤ d ≤ 0,1wenn die Zusammensetzung durch die Formel I dargestellt ist: {(InaAgbTe1-a-b)1-cSbc}1-dMd (I)
  • Das Element M in Formel I ist mindestens ein Element ausgewählt aus Ge, Sn, Pb, H, Si, C, V, W, Ta, Zn, Ti, Ce, Tb und Y.
  • In der Aufzeichnungsschicht der Zusammensetzung auf Basis von Ge-Sb-Te ist das Atomverhältnis der die Aufzeichnungsschicht bildenden Elemente bevorzugt derart, dass: 0,08 ≤ a ≤ 0,25 und 0, 20 ≤ b ≤ 0, 40wenn die Zusammensetzung durch die Formel II dargestellt ist: GeaSbbTe1-a-b (II)
  • Im allgemeinen ist die Aufzeichnungsschicht bevorzugt in einer Dicke von 10 bis 50 nm abgeschieden.
  • Die Aufzeichnungsschicht ist bevorzugt durch Aufdampfen wie durch Sputtern ausgebildet.
  • Reflektierende Schicht 5
  • Die reflektierende Schicht 5 kann aus irgendeinem gewünschten Material gebildet sein und typischerweise ist die reflektierende Schicht 5 aus einem Metall mit hohem Reflexionsvermögen gebildet wie Al, Au, Ag, Pt oder Cu als einfache Substanz oder als Legierung, die mindestens eines dieser Metalle enthält. Die reflektierende Schicht ist bevorzugt durch Aufdampfen wie durch Sputtern und Verdampfen ausgebildet.
  • Im optischen Aufzeichnungsmedium vom Phasenänderungstyp sind die Lichtabsorption (Ac) der Aufzeichnungsschicht in anderen Regionen als den Aufzeichnungsmarkierungen (im kristallinen Zustand) und die Lichtabsorption (Aa) der Aufzeichnungsschicht in den Aufzeichnungsmarkierungen (im nicht kristallinen Zustand) oft unterschiedlich und Ac < Aa ist der allgemein in einer solchen Situation angetroffene Zustand. Aufzeichnungsempfindlichkeit und Löschbarkeit sind daher in Abhängigkeit davon, ob die überschriebene Region kristallin oder nicht kristallin ist, unterschiedlich, und folglich werden Aufzeichnungsmarkierungen unterschiedlicher Länge und Breite durch das Überschreiben ausgebildet, was eine Zunahme von Instabilitäten begünstigt und oft zu Fehlern führt. Um die Probleme einer solchen Situation zu lösen, werden die Lichtabsorption (Ac) und die Lichtabsorption (Aa) bevorzugt derart eingestellt, dass die Lichtabsorption (Ac) in der Nähe der Lichtabsorption (Aa) liegt, und besonders bevorzugt derart, dass Ac/Aa ≥ 1, und ganz besonders bevorzugt derart, dass Ac/Aa > 1, wobei die latente Wärme durch Regulieren der Dicke der Aufzeichnungsschicht oder der dielektrischen Schichten, die die Aufzeichnungsschicht in Sandwichstruktur halten, berücksichtigt wird. Im Medium mit herkömmlicher Struktur führt eine Anpassung zur Erhöhung von Ac/Aa zu einem reduzierten Unterschied zwischen dem Reflexionsvermögen (Rc) des Mediums der Regionen außer den Aufzeichnungsmarkierungen und dem Reflexionsvermögen (Ra) des Mediums in den Aufzeichnungsmarkierungen, und daher zu einem reduzierten C/N. JP-A 124218/96 schlägt ein optisches Informationsaufzeichnungsmedium vor, das ein Substrat, eine erste dielektrische Schicht, eine Aufzeichnungsschicht, eine zweite dielektrische Schicht, eine Reflexionsschicht, eine dritte dielektrische Schicht und eine UV-härtbare Harzschicht umfasst, die in dieser Reihenfolge angeordnet sind, worin Ac > Aa und ein äußerst dünner Film aus einem Metall mit hoher Lichtdurchlässigkeit oder eine Schicht aus Silicium oder Germanium werden als Reflexionsschicht verwendet, und ein dielektrisches Material mit einem Brechungsindex von mehr als 1,5 wird für die dritte dielektrische Schicht verwendet. Eine Erhöhung von Ac/Aa wird erreicht, ohne vom hohen (Rc-Ra) abzuweichen, indem die Reflexionsschicht mit hoher Lichtdurchlässigkeit und die dritte dielektrische Schicht mit hohem Brechungsindex vorgesehen werden. Die vorliegende Erfindung ist auch auf ein solches optisches Aufzeichnungsmedium anwendbar.
  • Schutzschicht 6
  • Die Schutzschicht 6 ist zur Verbesserung der Kratzfestigkeit und der Korrosionsbeständigkeit vorgesehen. Bevorzugt ist die Schutzschicht aus einem organischen Material gebildet, typischerweise einer strahlungshärtbaren Verbindung oder Zusammensetzung damit, die durch Strahlung wie Elektronen- oder UV-Strahlung gehärtet wird. Die Schutzschicht ist allgemein ungefähr 0,1 bis ungefähr 100 μm dick und kann durch herkömmliche Techniken wie Spinbeschichtung, Gravurbeschichtung, Sprühbeschichtung und Tauchen ausgebildet werden.
  • Beispiele
  • Beispiele der vorliegenden Erfindung werden unten als Erläuterung und nicht als Einschränkung angeführt.
  • Ein Substrat 2 in Form einer Scheibe mit einem Durchmesser von 120 mm und einer Dicke von 0,6 mm wurde durch Spritzgießen von Polycarbonat hergestellt. Gleichzeitig wurden Rillen im Spritzguss des Substrats 2 in einer Breite von 0,3 μm, Tiefe von 25 nm und Höhe von 0,74 μm ausgebildet. Auf der mit Rillen versehenen Oberfläche des Substrats 2 wurden eine erste dielektrische Schicht 31, eine Aufzeichnungsschicht 4, eine zweite dielektrische Schicht 32, eine Reflexionsschicht 5 und eine Schutzschicht 6 in dieser Reihenfolge nach der unten beschriebenen Verfahrensweise ausgebildet, um eine optische Aufzeichnungsplatte der in 1 gezeigten Struktur herzustellen.
  • Die erste dielektrische Schicht 31 wurde durch Sputtern in Argonatmosphäre unter Verwendung von ZnS (85 mol-%) – SiO2 (15 mol-%) als Ziel ausgebildet. Die erste dielektrische Schicht 31 wies einen Brechnungsindex von 2,22 bei einer Wellenlänge λRW (635 nm) auf. Die Dicke d1 der dielektrischen Schicht 31 ist in Tabelle 1 gezeigt.
  • Die Aufzeichnungsschicht 4 wurde durch Sputtern in Argonatmosphäre unter Verwendung von In-Ag-Te-Sb-Legierung als Ziel ausgebildet. Die Aufzeichnungsschicht 4 hatte die Zusammensetzung: (InaAgbTe1-a-b)1-cSbc worin a = 0,12,
    b = 0,16 und
    c = 0,64 ist.
  • Die Aufzeichnungsschicht 4 wurde in einer Dicke von 23 nm ausgebildet.
  • Die zweite dielektrische Schicht 32 wurde durch Sputtern in Argonatmosphäre unter Verwendung von ZnS (85 mol-%) – SiO2 (15 mol-%) als Ziel ausgebildet. Die zweite dielektrische Schicht 32 wurde in einer Dicke von 25 nm ausgebildet.
  • Die Reflexionsschicht 5 wurde durch Sputtern in Argonatmosphäre unter Verwendung von Al – 1,7 mol-% Cr als Ziel ausgebildet. Die Reflexionsschicht 5 wurde in einer Dicke von 100 nm ausgebildet.
  • Die Schutzschicht 6 wurde durch Aufbringen eines UV-härtbaren Harzes durch Spinbeschichten und Bestrahlen mit UV-Licht zum Härten ausgebildet. Die gehärtete Schutzschicht wies eine Dicke von 5 μm auf.
  • Die so hergestellten Proben wurden auf ihr Reflexionsvermögen AI geprüft, indem der Lichtstrahl durch das Substrat 2 geleitet wurde und das Reflexionsvermögen mit einem Spektrophotometer gemessen wurde. Die Proben wurden auch auf ihr CI geprüft, nachdem die Proben initialisiert wurden. Es ist anzumerken, dass λI 810 nm betrug. Die Initialisierung wurde unter Verwendung einer Massenlöscheinrichtung bei einer Wellenlänge von 810 nm, einem Strahlspotdurchmesser von 100 μm, einer Vorschubrate von 60 μm und bei einer Lineargeschwindigkeit von 3 m/s durchgeführt. Die für die Kristallisation der Auszeichnungsschicht erforderliche Energie ist in Tabelle 1 als Initialisierungsenergie gezeigt. Nach der Initialisierung wurde das Medium auf die Fluktuation des Re flexionsvermögens geprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. Die Fluktuation des Reflexionsvermögens ist ein Wert berechnet durch: [(Roben – Runten) / Roben] × 100 [%]worin Roben den maximalen Reflexionswert und Runten den minimalen Reflexionswert bei einer Umdrehung der Aufzeichnungsspur darstellt. Es ist anzumerken, dass die Fluktuation des Reflexionsvermögens für 10 Spuren nahe der Mitte der Aufzeichnungsregion gemessen wurde. Die in Tabelle 1 gezeigten Werte sind die Mittelwerte von 10 Messungen.
  • Die Proben wurden bei hoher Temperatur, hoher Feuchtigkeit von 80 °C und 80 % RH (relative Feuchte) über 50 Stunden gelagert. Die Proben wurde nach der Lagerung auf Risse in der ersten dielektrischen Schicht 31 geprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
  • Die Proben wurden auf ein Bestimmungsgerät für optische Aufzeichnungsmedien geladen und die Zunahme an Instabilitäten wurde verfolgt, um die Anzahl der überschreibbaren Vorgänge herauszufinden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. Der hier verwendete Ausdruck „Anzahl der überschreibbaren Vorgänge„ bezeichnet die maximale Anzahl von überschreibbaren Vorgängen, bevor die Instabilitäten 13 % übersteigen. Die Probe wurde unter den unten beschriebenen Bedingungen überschrieben.
  • Überschreibbedingungen
    • Laserstrahlwellenlänge (λRW): 635 nm
    • Numerische Apertur, NA: 0,6
    • Schreibenergie: der Wert ist in Tabelle 1 gezeigt (der Wert, bei dem die
    • Instabilität minimiert ist)
    • Löschenergie: 6,0 mW und
    • Lineargeschwindigkeit: 3,5 m/s
  • Figure 00210001
  • Die in Tabelle 1 gezeigten Ergebnisse ergeben, dass die Energie bei der Initialisierung bei den Proben, worin AI im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist, stark reduziert werden kann. Die Proben worin CI/AI im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist, zeigten eine Variation im Reflexionsvermögen von 10 % oder weniger, was auf eine hohe Stabilität des Reflexionsvermögens hinweist. Im Gegensatz dazu erforderte die Probe mit einem übermäßig hohen AI eine hohe Initialisierungsenergie und die Probe mit einem übermäßig niedrigen CI/AI erforderte hohe Variation des Reflexionsvermögens.
  • Im Falle der Probe Nr. 7, worin d1 größer war als 143 nm, traten in der ersten dielektrischen Schicht Risse auf, wenn die Probe unter Bedingungen hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit gelagert wurde. Selbst wenn die Relation von d1 ≤ 143 nm erfüllt ist, erfordert die Probe mit d1 nahe 143 nm erhöhte Energie für die Aufzeichnung, was auf eine reduzierte Aufzeichnungsempfindlichkeit hinweist. Es wird auch demonstriert, dass d1 von 65 nm zu einer merklich reduzierten Anzahl von Überschreibvorgängen führt.
  • Die in Tabelle 1 gezeigten Proben Nr. 3 und 6 wurden auf ihr Reflexionsvermögen AR im amorphen Bereich und ihr Reflexionsvermögen CR im kristallinen Bereich im Wellenlängenbereich von 400 bis 900 nm geprüft. Die 3A und 3B sind Schaubilder, die das spektrale Reflexionsvermögen für Probe Nr. 6 (Vergleichsbeispiel) bzw. Probe Nr. 3 zeigen. Diese Schaubilder geben an, dass im Falle der Probe Nr. 3 die Verhältnisse AR ≤ 8,0 % und CR/AR ≥ 3,0 im Wellenlängenbereich von 660 bis 840 nm erfüllt sind, während solche Verhältnisse ungeachtet der Wellenlänge im Falle der Probe Nr. 6 nie erfüllt werden.
  • Vorteile der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung hat es ermöglicht, die Energie des Laserstrahls pro Flächeneinheit, die bei der Initialisierung des optischen Aufzeichnungsmediums erforderlich ist, zu reduzieren.
  • Obwohl einige bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurden, können im Lichte der obigen Lehre viele Modifikationen und Variationen vorgenommen werden. Es versteht sich daher, dass im Rahmen der beigefügten Ansprüche, die Erfindung in der Praxis anders ausgeführt werden kann, als es hier spezifisch beschrieben ist.

Claims (7)

  1. Optisches Aufzeichnungsmedium mit einer Aufzeichnungsschicht mit Phasenumwandlung, das die Beziehungen erfüllt: AI ≤ 8,0 % und CI/AI ≥ 3,0wenn das Medium mit einem Lichtstrahl mit einer Wellenlänge λI initialisiert wird, und die Aufzeichnungsschicht bei dieser Wellenlänge λI ein Reflexionsvermögen AI im amorphen Bereich und ein Reflexionsvermögen CI im kristallinen Bereich zeigt.
  2. Optisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, das die Beziehung erfüllt: λI>λRW wenn der beim Schreiben und/oder Lesen verwendete Lichtstrahl eine Wellenlänge λRW aufweist.
  3. Optisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 2, das die Beziehung erfüllt: λI – λRW ≥ 100 nm.
  4. Optisches Aufzeichnungsmedium nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin das Medium ein Substrat umfasst und eine erste dielektrische Schicht, die Aufzeichnungsschicht, eine zweite dielektrische Schicht und eine auf dem Substrat angeordnete reflektive Schicht und das Medium die Beziehung erfüllt: 65 nm < d1 ≤ 143nmwenn die dielektrische Schicht eine Dicke d1 aufweist.
  5. Optisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 4, das die Beziehung erfüllt: 71,5 nm < d1 ≤ 143 nm.
  6. Verfahren zum Initialisieren eines optischen Aufzeichnungsmediums mit einer Aufzeichnungsschicht mit Phasenumwandlung, worin das Medium mit einem Lichtstrahl mit einer Wellenlänge λI initialisiert wird, das die Beziehungen erfüllt: AI ≤ 8,0 % und CI/AI ≥ 3,0wenn die Aufzeichnungsschicht bei dieser Wellenlänge λI ein Reflexionsvermögen AI im amorphen Bereich und ein Reflexionsvermögen CI im kristallinen Bereich zeigt.
  7. Verfahren zum Initialisieren eines optischen Aufzeichnungsmediums nach Anspruch 6, das die Beziehung erfüllt: λI>λRW wenn der beim Schreiben und/oder Lesen verwendete Lichtstrahl eine Wellenlänge λRW aufweist.
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