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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines
optischen Aufzeichnungsmediums vom Phasenänderungstyp, umfassend ein
Aufzeichnungsmaterial in einer Aufzeichnungsschicht davon, welches
Aufzeichnungsmaterial in der Lage ist, Veränderungen in der Phase davon
durch die Aufbringung eines Laserstrahls darauf zu verursachen,
wodurch Information darin aufgezeichnet, wiedergegeben und überschrieben
wird.
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Erörterung des Hintergrundes
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Herkömmlicher
Weise ist ein optisches Informationsaufzeichnungsmedium vom Phasenänderungstyp,
welches Phasenänderungen
zwischen einer kristallinen Phase und einer amorphen Phase oder
zwischen einer kristallinen Phase und einer anderen kristallinen
Phase verwendet, als eines derjenigen optischen Aufzeichnungsmedien
bekannt, welche in der Lage sind, durch die Aufbringung von elektromagnetischen
Wellen darauf, wie eines Laserstrahls, Information aufzuzeichnen,
wiederzugeben und zu löschen.
Diese Art von einem optischen Informationsaufzeichnungsmedium vom
Phasenänderungstyp
ermöglicht
das Überschreiben von
Information durch das Aufbringen eines einzigen Laserstrahls darauf,
obwohl es schwierig ist, eine solche Überschreibung in einem magneto-optischen
Speicher durch die Aufbringung eines einzigen Laserstrahls unter
Verwendung eines magneto-optischen Aufzeichnungsmediums durchzuführen. Ein
optisches System eines Laufwerkes für das optische Informationsaufzeichnungsmedium
vom Phasenänderungstyp
kann einfacher als dasjenige für
ein magneto-optisches Aufzeichnungsmedium konstruiert sein, so dass
Forschung und Entwicklung von Aufzeichnungsmedien dieser Art in
den letzten Jahren aktiv durchgeführt wurden.
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Wie
in
US-A-3 530 441 offenbart
wird, werden herkömmlicher
Weise die so genannten Legierungen auf Chalcogenbasis, wie Ge-Te,
Ge-Te-Se, Ge-Te-S, Ge- Se-Sb,
Ge-As-Se, In-Te, Se-Te und Se-As als Aufzeichnungsmaterialien für das optische
Aufzeichnungsmedium vom Phasenänderungstyp
verwendet. Außerdem
wird vorgeschlagen, der vorstehend erwähnten Legierung auf Basis von
Ge-Te das Element Au zuzusetzen, um die Stabilität des Aufzeichnungsmaterials
und auch dessen Kristallisationsgrad zu erhöhen, wie in
JP-A-61-219692 offenbart wird. Weiterhin
wird der Zusatz von Sn und Au zu der Legierung auf Basis von Ge-Te,
beziehungsweise der Zusatz von Pd zu derselben, für die gleichen
Zwecke wie vorstehend erwähnt
in
JP-A-61-270190 und
62-19490 vorgeschlagen.
Weiterhin werden Aufzeichnungsmaterialien, umfassend eine Mischung
von Ge, Te, Se und Sb und eine Mischung von Ge, Te und Sb, deren
jede eine in Atomprozenten von jedem Konstitutionselement des Aufzeichnungsmaterials
ausgedrückte
spezifischen Zusammensetzung aufweist, in
JP-A-62-73438 und
63-228433 für die Verbesserung der Aufzeichnungs-
und Wiederholtlöschungseigenschaften
des erhaltenen Aufzeichnungsmediums offenbart.
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Jedoch
erfüllen
keine der vorstehend erwähnten
herkömmlichen
optischen Aufzeichnungsmedien vom Phasenänderungstyp alle Anforderungen
für das
wiederbeschreibbare optische Aufzeichnungsmedium vom Phasenänderungstyp.
Wichtigste in den herkömmlichen
optischen Aufzeichnungsmedien vom Phasenänderungstyp zu verbessernde
Punkte sind insbesondere das Verbessern der Aufzeichnungsempfindlichkeit
und Löschempfindlichkeit
und das Verhindern der Abnahme der Löschbarkeit im Verlauf des Überschreibvorgangs, welche
durch die ungelöscht
verbleibenden Abschnitte verursacht wird.
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Für die vorstehend
erwähnten
Verbesserungen wird ein Aufzeichnungsmaterial vom Mischphasentyp, umfassend
Ag, In, Sb und Te als Konstitutionselemente, wie in
US-A-5156693 und in
JP-A-3-240590 ,
4-78031 ,
4-232779 und
5-345478 offenbart, vorgeschlagen.
Ein solches Aufzeichnungsmaterial vom Mischphasentyp kann die nötige Aufzeichnungs-
und Löschempfindlichkeiten
für das
Licht mit einer Peak-Energie
von 12 mW oder weniger und hervorragende Löschbarkeit aufweisen, so dass
es wirksam ist, wenn es in einer Aufzeichnungsschicht für Markierungskanten-Aufzeichnung verwendet
wird. Jedoch sind herkömmliche,
die Aufzeichnungsmaterialien auf Grundlage von Ag-In-Sb-Te verwendende
optische Aufzeichnungsmedien noch unzureichend im Hinblick auf die
Lagerstabilität
und die Wiederholungszuverlässigkeit.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Demgemäß ist es
ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen
einer Aufzeichnungsschicht eines optischen Aufzeichnungsmediums
mit hervorragendem C/N-Verhältnis,
hoher Löschbarkeit
und hohen Empfindlichkeiten, minimalem Jitter und ausreichender
Lagerstabilität
und Wiederholungszuverlässigkeit
bereitzustellen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird dieses Ziel erreicht durch ein Verfahren zum Herstellen
eines optischen Aufzeichnungsmediums, umfassend eine Aufzeichnungsschicht,
die in der Lage ist, durch Nutzung von Änderungen der Phase eines Aufzeichnungsmaterials
in der Aufzeichnungsschicht Information aufzuzeichnen und zu löschen,
wobei
die Aufzeichnungsschicht als Konstitutionselemente Ag, In, Te und
Sb umfasst, wobei die jeweiligen Atom-Prozente α, β, γ und δ davon in der Beziehung stehen:
0 < α ≤ 30; 0 < β ≤ 30; 10 ≤ γ ≤ 50; 10 ≤ δ ≤ 80; α + β + γ + δ = 100; und α – γ/2 ≤ –8
oder
alternativ die Aufzeichnungsschicht als Konstitutionselemente Ag,
In, Te, Sb und Stickstoff- und/oder Sauerstoffatome umfasst, wobei
die jeweiligen Atom-Prozente α, β, γ, δ und ε davon (ε stellt die
gesamten Atom-Prozente von Stickstoff- und/oder Sauerstoffatomen dar) in der
Beziehung stehen:
0 < α ≤ 30, 0 < β ≤ 30, 9 ≤ γ ≤ 50, 9 ≤ δ ≤ 80, 0 < ε ≤ 5, α + β + γ + δ + ε = 100, α – γ/2 ≤ –8
wobei
das Verfahren den Schritt umfasst von:
Erzeugen der Aufzeichnungsschicht
in einer Sputterkammer durch Sputtern unter Verwendung eines Sputtertargets,
umfassend eine Verbindung oder Mischung, die als Konstitutionselemente
Ag, In, Te und Sb umfasst, wobei die jeweiligen Atom-Prozente α, β, γ und δ davon in
der Beziehung stehen
2 < α ≤ 30; 3 < β ≤ 30; 10 ≤ γ ≤ 50; 15 ≤ δ ≤ 83; und α + β + γ + δ = 100;
in
einem Gas umfassend Argongas und 0 bis 15 Mol-% Stickstoffgas.
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Unter
dem Aspekt der Struktur des optischen Aufzeichnungsmediums ist es
bevorzugt, dass das vorstehend erwähnte optische Aufzeichnungsmedium
ein Polycarbonatsubstrat, eine erste Schutzschicht, die vorstehend
erwähnte
Aufzeichnungsschicht, eine zweite Schutzschicht, eine reflektierende
Wärmeabfuhrschicht
und eine UV-härtende
Harzschicht umfasst, welche in dieser Reihenfolge übereinander
gelegt sind.
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Überdies
ist es in dem vorstehend erwähnten
optischen Aufzeichnungsmedium bevorzugt, dass die erste und die
zweite Schutzschicht das gleiche Material verwenden, wobei die Summe
der thermischen Spannung und der tatsächlichen Spannung von jeder
Schutzschicht mindestens 150 MPa beträgt. Ferner ist es bevorzugt,
dass die Streckgrenze der Aufzeichnungsschicht mindestens 200 MPa
beträgt.
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Außerdem kann
die vorstehend erwähnte
Aufzeichnungsschicht ein Nitrid und/oder Oxid umfassen, das mindestens
eines der Konstitutionselemente Ag, In, Te und Sb umfasst; oder
ein Stickstoffatom, und sie kann ferner ein Element umfassen, das
in der Lage ist, in Verbindung mit irgendeinem der Konstitutionselemente
Ag, In, Te und Sb eine Legierung oder eine Verbindung zu bilden.
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In
dem vorstehend erwähnten
Verfahren zum Herstellen des Aufzeichnungsmediums ist es bevorzugt, dass
vor dem Sputtervorgang der Rückdruck
in den Bereich von 3 × 10–7 bis
5 × 10–6 Torr
eingestellt wird.
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Ferner
ist es bevorzugt, dass nach dem Sputtervorgang ein Gas, enthaltend Stickstoffgas
mit einer Konzentration höher
als die Konzentration von Stickstoff in dem während des Sputtervorgangs verwendeten Gas,
in die Sputterkammer eingeführt
wird.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Ein
vollständigeres
Verständnis
der Erfindung und von vielen der damit verbundenen Vorteile wird leicht
erhalten, wenn diese durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung
in Einzelheiten in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen in
Erwägung
gezogen wird, wobei:
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1(a), 1(b) und 1(c) Schaubilder sind, welche die Archivfestigkeit,
die Lagerfähigkeit
beziehungsweise die Überschreibungs-Lagerfähigkeit
der erfindungsgemäßen optischen
Aufzeichnungsmedien vom Phasenänderungstyp,
umfassend ein Aufzeichnungsmaterial auf Basis von Ag-In-Te-Sb, zeigen.
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2 ein
Schaubild ist, welches die Abhängigkeit
der anfänglichen
Geschwindigkeit der Qualitätsminderung
der Überschreibungs-Lagerfähigkeit
des erfindungsgemäßen optischen
Aufzeichnungsmediums von der Zusammensetzung von dessen Aufzeichnungsschicht
zeigt.
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3(a) und 3(b) schematische
Querschnittsansichten eines optischen Aufzeichnungsmediums sind, zur
Erklärung
der Entstehung eines großen
Gradienten der Zugspannung in der Aufzeichnungsschicht, wenn ein
Laserstrahl darauf aufgebracht wird, um Information darin aufzuzeichnen.
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4 ein
Schaubild zur Erklärung
der Beziehung zwischen der Spannung einer Schutzschicht des erfindungsgemäßen optischen
Aufzeichnungsmediums und der Anzahl der möglichen Wiederholungen der Überschreibvorgänge ist.
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5 ein
Schaubild zur Erklärung
der Beziehung zwischen der Dicke einer ein Aufzeichnungsmaterial auf
Grundlage von Ag-In-Te-Sb umfassenden Aufzeichnungsschicht und der
Streckspannung der Aufzeichnungsschicht ist.
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6 ein
Schaubild ist, welches die Scheibenmerkmale einer Aufzeichnungsschicht
eines erfindungsgemäßen optischen
Aufzeichnungsmediums zeigt, wobei die Aufzeichnungsschicht aus einem
Sputtertarget gefertigt wurde, das mit dem den Wärmebehandlungsschritt beinhaltenden
Verfahren hergestellt wurde.
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7 ein
Schaubild ist, welches die Scheibenmerkmale einer Aufzeichnungsschicht
eines erfindungsgemäßen optischen
Aufzeichnungsmediums zeigt, wobei die Aufzeichnungsschicht aus einem
Sputtertarget gefertigt wurde, das mit dem den Wärmebehandlungsschritt nicht
beinhaltenden Verfahren hergestellt wurde.
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8 ein
Schaubild ist, welches die Überschreibungsmerkmale
eines erfindungsgemäßen optischen Aufzeichnungsmediums
zeigt, dessen Aufzeichnungsschicht aus einem Sputtertarget gefertigt
wurde, das AgInTe2 umfasst, welches Kristallite
mit einer Teilchengröße von 50
nm (500 Å)
bildet.
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9 ein
Schaubild zur Erklärung
der Beziehung zwischen dem vor dem Sputtervorgang angelegten Rückdruck
und dem C/N-Verhältnis
einer Aufzeichnungsschicht des erhaltenen erfindungsgemäßen optischen Aufzeichnungsmediums
ist.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Um
ein erfindungsgemäßes optisches
Aufzeichnungsmedium zu erhalten, kann ein Sputtertarget zum Anfertigen
einer Aufzeichnungsschicht des optischen Aufzeichnungsmediums verwendet
werden. Das Sputtertarget umfasst eine Verbindung oder Mischung,
die als Konstitutionselemente Ag, In, Te und Sb umfasst, wobei die
jeweiligen Atom-Prozente (Atom.-%) α, β, γ und δ davon in der Beziehung stehen
2 ≤ α ≤ 30; 3 ≤ β ≤ 30; 10 ≤ γ ≤ 50; 15 ≤ δ ≤ 83; und α + β + γ + δ = 100.
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Es
ist bevorzugt, dass die vorstehend erwähnte Verbindung oder Mischung
zur Verwendung in dem Target Sb und AgInTe2 mit
einer stöchiometrischen
Zusammensetzung und/oder einer beinahe stöchiometrischen Zusammensetzung
mit einer Chalcopyrit-Struktur umfasst. Überdies ist es bevorzugt, dass
das vorstehend erwähnte
AgInTe2 mit einer stöchiometrischen Zusammensetzung
und/oder einer beinahe stöchiometrischen
Zusammensetzung mit einer Chalcopyrit-Struktur Kristallite mit einer Teilchengröße (d) von
45 nm (450 Å)
oder weniger bildet.
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Um
das vorstehend erwähnte
Target zum Sputtern zu erhalten, werden die Elemente Ag, In und
Te gemischt, um eine Mischung zu bilden, die Mischung der Elemente
Ag, In und Te wird bei 600°C
oder mehr geschmolzen, schnell abgekühlt, um einen festen Brocken
herzustellen, und pulverisiert, um fein verteilte Teilchen herzustellen.
Die derart hergestellten fein verteilten Teilchen werden mit Sb
gemischt, und die Mischung aus den fein verteilten Teilchen und
Sb wird gesintert. Alternativ werden die Elemente Ag, In, Te und
Sb gemischt, um eine Mischung zu bilden, die Mischung der Elemente
Ag, In und Te wird bei 600°C
oder mehr geschmolzen, schnell abgekühlt und pulverisiert, und dann
werden die derart erhaltenen fein verteilten Teilchen gesintert.
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In
jedem Fall ist es vorteilhaft, die vorstehend erwähnte Mischung,
das heißt,
die Mischung aus den fein verteilten Teilchen der Elemente Ag, In
und Te und von Sb oder die Mischung der fein verteilten Teilchen aus
den Elementen Ag, In, Te und Sb vor dem Sinterschritt einer Wärmebehandlung
zu unterwerfen. Die Wärmebehandlung
kann bei einer Temperatur nicht höher als der Schmelzpunkt der
Mischung, vorzugsweise in einem Bereich von 200 bis 450°C, bevorzugter
300 bis 400°C
und noch bevorzugter bei etwa 350°C,
das heißt der
Temperatur niedriger als die Sinterungstemperatur der Mischung,
durchgeführt
werden.
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Das
erfindungsgemäße optische
Aufzeichnungsmedium umfasst eine Aufzeichnungsschicht, die in der
Lage ist, durch Nutzung von Änderungen
der Phase eines Aufzeichnungsmaterials in der Aufzeichnungsschicht
Information aufzuzeichnen und zu löschen, wobei die Aufzeichnungsschicht
als Konstitutionselemente Ag, In, Te und Sb umfasst, wobei die jeweiligen
Atom- Prozente α, β, γ und δ davon in
der Beziehung 0 < α ≤ 30, 0 < β ≤ 30, 10 ≤ γ ≤ 50, 10 ≤ δ ≤ 80 und α + β + γ + δ = 100 stehen.
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Die
Aufzeichnungsschicht des erfindungsgemäßen optischen Aufzeichnungsmediums
kann als Konstitutionselemente Ag, In, Te, Sb und Stickstoff- und/oder Sauerstoffatome
umfassen, wobei die jeweiligen Atom-Prozente α, β, γ, δ und ε davon in der Beziehung 0 < α ≤ 30, 0 < β ≤ 30, 9 ≤ γ ≤ 50, 9 ≤ δ ≤ 80, 0 < ε ≤ 5 und α + β + γ + δ + ε = 100 stehen,
wobei ε die
gesamten Atom-Prozente von Stickstoff- und/oder Sauerstoffatomen
darstellt. Das heißt,
es ist erwünscht,
dass die Aufzeichnungsschicht ein Nitrid und/oder Oxid, umfassend
mindestens eines der Konstitutionselemente Ag, In, Te und Sb, oder
ein Stickstoffatom umfasst. Ein solches Nitrid und/oder Oxid oder
ein Stickstoffatom kann die Grenzen von Kristallen in der Aufzeichnungsschicht oder
die Zwischenschichten zwischen der Aufzeichnungsschicht und den
später
zu beschreibenden ersten und zweiten Schutzschicht bilden.
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Um
hervorragende Scheibenmerkmale des optischen Aufzeichnungsmediums
zu erhaltenen, ist es bevorzugt, dass die jeweiligen Atom-Prozente α, β, γ und δ der Konstitutionselemente
Ag, In, Te und Sb zur Verwendung in dem vorstehend erwähnten Sputtertarget
zum Herstellen der Aufzeichnungsschicht in der Beziehung 2 ≤ α ≤ 27, 5 ≤ β ≤ 28, 13 ≤ γ ≤ 45, 20 ≤ δ ≤ 75 und α + β + γ + δ = 100 stehen,
bevorzugter 2 ≤ α ≤ 25, 8 ≤ β ≤ 25, 15 ≤ γ ≤ 40, 25 ≤ δ ≤ 65 und α + β + γ + δ = 100. Im
Hinblick auf die Materialien zur Verwendung in den Schichten außer der
Aufzeichnungsschicht, die das Aufzeichnungsmedium bilden, zum Beispiel
einer Schutzschicht und einer Refelexionsschicht und die Dicke dieser
Schichten kann die geeignetste Zusammensetzung des Targets zum Herstellen
der Aufzeichnungsschicht so festgelegt werden, dass eine gewünschte Lineargeschwindigkeit
des Aufzeichnungsmediums und eine gewünschte Markierungslänge erhalten
werden.
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Wie
vorstehend erwähnt,
ist es zu bevorzugen, dass die Verbindung oder Mischung zur Verwendung in
dem Sputtertarget der vorliegenden Erfindung Sb und AgInTe2 mit einer stöchiometrischen Zusammensetzung
und/oder einer beinahe stöchiometrischen
Zusammensetzung mit einer Chalcopyrit-Struktur umfasst. Wenn die
Aufzeichnungsschicht in einem dünnen
Film durch Sputtern unter Verwendung des vorstehend erwähnte Targets
abgeschieden wird, kann in der Aufzeichnungsschicht eine gemischte
Phase erhalten werden, das heißt,
eine kristalline Phase, die AgSbTe2 und
eine amorphe In-Sb-Phase umfasst, indem die Aufzeichnungsschicht
zur Initialisierung einer geeigneten Wärmebehandlung unterworfen wird.
Wegen des Vorhandenseins einer solchen gemischten Phase in der Aufzeichnungsschicht
kann ein optisches Aufzeichnungsmedium erhalten werden, das in der
Lage ist, hohe Löschbarkeit
und wiederholte Durchführbarkeit
des Aufzeichnungsvorgangs und des Löschvorgangs durch Anwendung
niedriger Energie aufzuweisen.
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Die
Teilchengröße der Kristallite
von AgInTe2 mit einer stöchiometrischen Zusammensetzung
und/oder einer beinahe stöchiometrischen
Zusammensetzung mit einer Chalcopyrit-Struktur zur Verwendung in
dem Sputtertarget kann zum Beispiel aus der Breite eines Hauptpeaks,
der aus der Röntgenbeugung
des pulverisierten Targets erhalten wird, berechnet werden. Wenn
zum Beispiel Cu für
die Röntgenquelle
verwendet wird und λ etwa
0,154 nm (1,54 Å)
beträgt,
ist die Breite eines Hauptpeaks etwa 24,1°. Es ist notwendig, dass die Breite
des Peaks unter Bezugnahme auf den Hauptpeak einer Bezugsprobe mit
einer ausreichend großen
Teilchengröße korrigiert
wird. In dem Fall, wo die Teilchengröße der AgInTe2-Kristallite in dem
Sputtertarget 45 nm (450 Å)
oder weniger beträgt,
ist es möglich,
die vorstehend erwähnte
Aufzeichnungsschicht mit gemischter Phase zu erhalten, die in der
Lage ist, stabile Aufzeichnungs- und Löschvorgänge durchzuführen, so
lange die Aufzeichnungsschicht nach der Herstellung der Aufzeichnungsschicht
der angemessenen Wärmebehandlung unterworfen
wird.
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Wenn
die Aufzeichnungsschicht von einem optischen Aufzeichnungsmedium
durch Sputtern unter Verwendung des vorstehend erwähnten Targets
der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, ist es wünschenswert,
dass der vor dem Sputterschritt aufgebrachte Rückdruck (p) in dem Bereich
von 3 × 10–7 Torr ≤ (p) ≤ 5 × 10–6 Torr eingestellt
wird. Wenn der Rückdruck
(p) so eingestellt wird, dass er die Beziehung von 3 × 10–7 Torr ≤ (p) ≤ 5 × 10–6 Torr
erfüllt,
kann die eine Mischung von AgInTe2 und Sb
umfassende amorphe Phase durch eine Wärmebehandlung leicht zu der
gemischten Phase aus der kristallinen Phase von AgSbTe2 und
der amorphen In-Sb-Phase
in der Aufzeichnungsschicht verändert
werden.
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Wenn überdies
die Aufzeichnungsschicht des erfindungsgemäßen optischen Aufzeichnungsmediums durch
Sputtern unter Verwendung des vorstehend erwähnten Sputtertargets erzeugt
wird, ist es bevorzugt, dass Argongas mit Stickstoffgas bei einer
Konzentration von 0 bis 15 Mol-% in einer Sputterkammer gemischt wird.
Je nach der Menge von Stickstoff in dem Gas kann die Zusammensetzung
der erhaltenen Aufzeichnungsschicht eingestellt werden. Auf diese
Weise kann die Aufzeichnungsschicht an eine vorbestimmte Lineargeschwindigkeit
des Aufzeichnungsmediums, die gewünschte Schichtstruktur des
Aufzeichnungsmediums, und die gewünschten Betriebsbedingungen
des Aufzeichnungsmediums angepasst werden. Durch die Verwendung
eines Mischgases aus Stickstoffgas und Argongas im Verlauf des Sputterns
wird die Zuverlässigkeit der
Aufzeichnung und der Löschungswiederholung
des erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmediums
verbessert. Das vorher durch Mischen von Stickstoffgas und Argongas
in einem vorbestimmten Mischungsverhältnis erhaltene Gas kann in
die Sputterkammer eingeführt
werden, oder es werden die Gase mit Strömungsgeschwindigkeiten von
dem Stickstoffgas und dem Argongas in die Sputterkammer eingeführt, die
jeweils so gesteuert sind, dass ein gewünschtes Molverhältnis erhalten
wird.
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Ferner
ist es vorteilhaft, dass nach dem Sputtervorgang ein Gas, enthaltend
Stickstoffgas mit einer Konzentration höher als die Konzentration von
Stickstoff in dem während
des Sputtervorgangs verwendeten Gas, in die Sputterkammer eingeführt wird.
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Als
die elektromagnetischen Wellen zur Verwendung in der vorliegenden
Erfindung, die zur Initialisierung der hergestellten Aufzeichnungsschicht
und zur Durchführung der
Vorgänge
der Aufzeichnung, Wiedergabe und Löschung verwendet werden, können Laserstrahlen,
Elektronenstrahlen, Röntgenstrahlen,
Ultraviolettstrahlen, sichtbare Strahlen, Infrarotstrahlen und Mikrowellen
verwendet werden. Insbesondere ist der Halbleiterlaserstrahl am
besten als die elektromagnetische Welle zur Verwendung bei der Durchführung der Vorgänge der
Aufzeichnung, Wiedergabe und Löschung
verwendbar, weil ein System zum Antrieb des optischen Aufzeichnungsmediums
kompakt gemacht werden kann.
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Die
Dicke der durch Verwendung des vorstehend erwähnten Sputtertargets mit dem
Verfahren der vorliegenden Erfindung abgeschiedenen Aufzeichnungsschicht
liegt vorzugsweise in dem Bereich von 8 bis 500 nm (80 bis 5000 Å), bevorzugter
in dem Bereich von 15 bis 100 nm (150 bis 1000 Å). Wenn die Dicke der Aufzeichnungsschicht
in dem Bereich von 8 bis 500 nm (80 bis 5000 Å) liegt, kann eine ausreichende
Fähigkeit der
Aufzeichnungsschicht zur Lichtabsorption beibehalten werden, und
die Phasenänderung
kann gleichmäßig und
schnell in der Aufzeichnungsschicht stattfinden.
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Das
ein erfindungsgemäßes Aufzeichnungsmaterial
auf Grundlage von Ag-In-Sb-Te umfassende optische Aufzeichnungsmedium
ist den herkömmlichen
Aufzeichnungsmedien im Hinblick auf (1) die Lagerfähigkeit
und (2) die Zuverlässigkeit
bei wiederholter Überschreibung überlegen.
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Durch
Verwendung von vier Arten von optischen Aufzeichnungsmedien Nr.
1 bis Nr. IV wie in Tabelle 1 gezeigt, wurde das Qualitätsminderungs-Verhalten
der erfindungsgemäßen optischen
Aufzeichnungsmedien untersucht, um die Lagerfähigkeit unter den folgenden
Aspekten zu bewerten:
- (1) Archivfestigkeit:
die Lagerfähigkeit
eines aufgezeichneten Signals bei Lagerung bei 80°C und 85%
r.F. im Hinblick auf die Auslesbarkeit danach.
- (2) Lagereigenschaften: die Lagerfähigkeit eines nicht aufgezeichneten
Abschnitts, das heißt,
eines initialisierten Abschnitts, bei Lagerung bei 80°C und 85%
r.F. im Hinblick auf die Aufzeichenbarkeit danach.
- (3) Überschreibungs-Lagereigenschaften:
die Lagerfähigkeit
eines Abschnitts mit einem aufgezeichneten Signal, bei Lagerung
bei 80°C
und 85% r.F. im Hinblick auf die Überschreibbarkeit danach.
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Um
spezifischer zu sein, wurde die in einer Bewertung in einer solchen
Weise ausgeführt,
dass die Lineargeschwindigkeit von jedem optischen Aufzeichnungsmedium
auf 1,2 m/sec eingestellt wurde und die Überschreib-Frequenz auf 0,72 MHz/0,20 Mhz eingestellt
wurde.
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Das
Qualitätsminderungs-Verhalten
bei Lagerung der vorstehenden, das Aufzeichnungsmaterial auf Grundlage
von Ag-In-Sb-Te umfassenden optischen Aufzeichnungsmedien wird in 1(a) bis 1(c) gezeigt.
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1(a), 1(b) und 1(c) sind Schaubilder, welches jeweils
die Archivfestigkeit, die Lagereigenschaften und die Überschreibungs-Lagereigenschaften
der erfindungsgemäßen optischen
Aufzeichnungsmedien vom Phasenänderungstyp
Nr. I, II und III zeigen, die jedes das Aufzeichnungsmaterial auf
Grundlage von Ag-In-Sb-Te
umfassen.
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Wie
aus dem In 1(c) gezeigten Schaubild
ersichtlich ist, werden die Überschreibungs-Lagereigenschaften
des Aufzeichnungsmediums Nr. III verschlechtert, wenn es 200 Stunden
lang bei 80°C
und 85% r.F. gelagert wird. Auf diese Verschlechterung wird als
eine anfängliche
Qualitätsminderung
Bezug genommen. Ferner verschlechterte sich das Aufzeichnungsmedium
Nr. I im Hinblick auf die Archivfestigkeit der in 1(a) gezeigten
Aufzeichnungsmedien, wenn es etwa 1000 Stunden lang bei 80°C und 85%
r.F. gelagert wurde. Auf diese Qualitätsminderung wird als Qualitätsminderung
der mittleren Phase Bezug genommen. Insbesondere die anfängliche
Qualitätsminderung
der Überschreibungs-Lagereigenschaften
wird als das wichtigste Problem betrachtet, das zu lösen ist.
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Es
wurde durch die Analyse bestätigt,
dass die anfängliche
Qualitätsminderung
der Überschreibungs-Lagereigenschaften
sich aus der Erscheinung ergibt, dass einige Abschnitte in der Aufzeichnungsschicht
nicht vollständig
amorph gemacht werden können,
wenn das Aufzeichnungsmedium unter den Bedingungen der hohen Temperatur
von 80°C
und der hohen Feuchtigkeit von 85% r.F. gelagert wird.
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Überdies
wurde auch bestätigt,
dass die Qualitätsminderungs-Geschwindigkeit
der anfänglichen
Qualitätsminderung
im Hinblick auf die Überschreibungs-Lagereigenschaften
von der Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht des Aufzeichnungsmediums
abhängt.
Wenn wie in 2 gezeigt die Atomprozentsätze α von Ag und γ von Te in
der Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht in der Beziehung α – γ/2 ≤ –8 stehen, kann
die anfängliche
Qualitätsminderungs-Geschwindigkeit im
Hinblick auf die Überschreibungs-Lagereigenschaften
wirkungsvoll verringert werden. Die anfängliche Qualitätsminderungs-Geschwindigkeit wird
durch eine Zunahme des Jitters eines Aufzeichnungssignals pro Stunde
Lagerzeit ausgedrückt.
Im Hinblick auf die anfängliche
Qualitätsminderung
der Überschreibungs-Lagereigenschaften
besteht keine schlagende Abhängigkeit
von der Dicke der Aufzeichnungsschicht, dem Material zur Verwendung
in der zweiten Schutzschicht und dem Material zur Verwendung in
der reflektierende Wärmeabfuhrschicht.
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Die
Wiederholungs-Zuverlässigkeit
des optischen Aufzeichnungsmediums vom Phasenänderungstyp auf Grundlage von
Ag-In-Sb-Te wird nun in Einzelheiten erklärt.
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Die
Wiederholungseigenschaften des vorstehend erwähnten optischen Aufzeichnungsmediums
wurden untersucht, indem der Zustand der Aufzeichnungsschicht unter
Verwendung eines Elektronenmikroskops vom Transmissionstyp beobachtet
wurde und Elektronenbeugung durchgeführt wurde, nachdem Überschreibungsvorgänge wiederholt
durchgeführt
worden waren. Als ein Ergebnis wurden eine Entstehung von Hohlräumen und
Auftrennung der Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht erkannt.
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Die
Entstehung von Hohlräumen
und die Auftrennung der Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht
sind nicht voneinander trennbare Erscheinungen. Ein Teil, aus dem
ein Konstitutionselement der Aufzeichnungsschicht heraus bewegt
wurde, wird als ein Hohlraum erkannt, und die Wegbewegung der Elemente verursacht
die Auftrennung der Aufzeichnungsschicht. Mit anderen Worten wird
die Qualitätsminderung
der Überschreibungs-Wiederholungseigenschaften
durch die Fortbewegung der Konstitutionselemente der Aufzeichnungsschicht
verursacht. Gemäß dem Bericht
von C. Herring, J. Appl. Physics., 21,437 (1950) wird angenommen,
dass die Bewegung der Konstitutionselemente der Aufzeichnungsschicht
durch einen in der Aufzeichnungsschicht erzeugten Gradienten der
Zugspannung verursacht wird.
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Die
Bewegung der Konstitutionselemente der Aufzeichnungsschicht wird
jetzt unter Bezugnahme auf 3(a) und 3(b) erklärt werden.
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In
einem optischen Aufzeichnungsmedium wie in 3(a) und 3(b) gezeigt, sind eine erste Schutzschicht 13,
eine Aufzeichnungsschicht 15, eine zweite Schutzschicht 17 nacheinander
auf einem Substrat 11 übereinander
gelegt.
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In 3(b) ist ein Teil der Aufzeichnungsschicht 15 durch
das Aufbringen eines Laserstrahls 21 zusammengeschmolzen,
um Information darin aufzuzeichnen. Zu diesem Zeitpunkt ist die
Zugspannung an dem geschmolzen Teil praktisch verloren, während die
Zugspannung (S) von etwa +200 MPa an einem ungeschmolzenen Bereich
anliegt, so dass in der Aufzeichnungsschicht 15 ein großer Gradient
der Zugspannung erzeugt wird. Die Elemente 19, welche die
Aufzeichnungsschicht 15 bilden, werden daher angetrieben,
sich in dem geschmolzenen Bereich in den Richtungen der Pfeile zu
bewegen, wie in 3(b) gezeigt. In 3(a) wird der Laserstrahl für den Aufzeichungsvorgang
nicht auf das Aufzeichnungsmedium aufgebracht, so dass die Zugspannung
(S) von etwa +200 MPa gleichmäßig an der
Aufzeichnungsschicht 15 anliegt und in der Aufzeichnungsschicht 15 kein
Gradient der Zugspannung erzeugt wird.
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Die
in der Aufzeichnungsschicht 15 erzeugte Zugspannung wird
durch die gesamte Summe aus der thermischen Spannung und der wirklichen
Spannung, insbesondere der Kompressionsspannung, der ersten Schutzschicht 13 und
der zweiten Schutzschicht 17 bestimmt. Daher kann der Gradient
der Zugspannung in der Aufzeichnungsschicht 15 vermindert
werden, indem die thermische Spannung und die Kompressionsspannung
der ersten Schutzschicht 13 und der zweiten Schutzschicht 17 verringert
werden.
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4 ist
ein Schaubild, welches die Beziehung zwischen der Anzahl der wiederholten Überschreibungsvorgänge und
der Summe aus der thermischen Spannung und der wirklichen Spannung
der ersten Schutzschicht des optischen Aufzeichnungsmediums zeigt.
Wie aus dem in 4 gezeigten Schaubild zu ersehen
ist, ist es zu bevorzugen, dass die Summe aus der thermischen Spannung
und der wirklichen Spannung der Schutzschicht –150 MPa oder mehr ist, um
die Überschreibungsvorgänge 2000
Mal oder öfter
durchzuführen,
und dass die Summe dieser Spannungen der Schutzschicht –100 MPa
oder mehr ist, um die Überschreibungsvorgänge 10000
Mal oder öfter
durchzuführen.
-
Wenn
die in der Aufzeichnungsschicht erzeugte Zugspannung deren Streckgrenze übersteigt,
werden in der Aufzeichnungsschicht Hohlräume erzeugt und die Aufzeichnungsschicht
wird aufgeschnitten. Daher ist es notwendig, dass die Streckgrenze
der Aufzeichnungsschicht größer ist
als die in der Aufzeichnungsschicht erzeugte Zugspannung.
-
5 ist
ein Schaubild, welches die Beziehung zwischen der Dicke der Aufzeichnungsschicht
auf Grundlage von Ag-In-Te-Sb und deren Streckgrenze zeigt. Die
in der Aufzeichnungsschicht auf Grundlage von Ag-In-Te-Sb erzeugte
Zugspannung liegt in dem Bereich von 150 bis 250 MPa, so dass es
bevorzugt ist, dass die Streckgrenze der Aufzeichnungsschicht 200
MPa oder mehr beträgt,
bevorzugter 250 MPa oder mehr. Um eine derartige Streckgrenze der
Aufzeichnungsschicht auf Grundlage von Ag-In-Te-Sb zur erhalten,
kann die Dicke der Aufzeichnungsschicht auf Grundlage von Ag-In-Te-Sb
zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung auf 50 nm oder weniger
eingestellt werden, vorzugsweise 30 nm oder weniger, wie aus dem
in 5 gezeigten Schaubild zu ersehen ist.
-
Die
Entstehung von Hohlräumen
in der Aufzeichnungsschicht während
der wiederholten Überschreibungsvorgänge wird
in dem Fall erhöht,
wo die Materialien für
die erste Schutzschicht von denjenigen für die zweite Schutzschicht
verschieden sind. Wenn die Materialien für die erste und die zweite
Schutzschicht verschieden sind, werden die Benetzbarkeiten der ersten
und der zweiten Schutzschicht durch das Aufzeichnungsmaterial unterschiedlich,
wenn das Aufzeichnungsmaterial durch das Aufbringen des Laserstrahls
in dem Überschreibungsvorgang
geschmolzen wird.
-
Als
ein Ergebnis bewegt sich das geschmolzene Aufzeichnungsmaterial
in der Aufzeichnungsschicht zu der Grenzschicht zwischen der Aufzeichnungsschicht
und der einen Schutzschicht mit der besseren Benetzbarkeit, wodurch
die Hohlräume
an der Grenzschicht zwischen der Aufzeichnungsschicht und der anderen Schutzschicht
mit schlechterer Benetzbarkeit erzeugt werden. Die Entstehung der
Hohlräume
hat die Verschlechterung der Überschreibungs-Wiederholungseigenschaften
des Aufzeichnungsmediums zur Folge. Daher können die Überschreibungs-Wiederholungseigenschaften
des erfindungsgemäßen optischen
Aufzeichnungsmediums verbessert werden, indem für die erste und die zweite
Schutzschicht das gleiche Material verwendet wird.
-
Wenn
die Wärmeleitfähigkeit
der ersten Schutzschicht von derjenigen der zweiten Schutzschicht
verschieden ist, wird eine Verteilung der thermischen Spannung erzeugt.
Dies ist auch der Grund für
die Bewegung des Aufzeichnungsmaterials in der Aufzeichnungsschicht.
Unter dem Gesichtspunkt der Wärmeleitfähigkeit
ist es erwünscht,
für die
erste und die zweite Schutzschicht das gleiche Material zu verwenden.
-
Wie
in der offen gelegten
japanischen
Patentanmeldung 4-78031 beschrieben, wird in einem Aufzeichnungsmaterial
auf Grundlage von Ag-In-Te-Sb eine aus AgSbTe
2 und
einer In-Sb-Phase zusammengesetzte Mischphasenstruktur erzeugt.
Wenn optische Aufzeichnung durchgeführt wird, finden Phasenänderungen
des AgSbTe
2 zwischen dem kristallinen Zustand
und dem amorphen Zustand statt. In diesem Fall beträgt die Teilchengröße der Kristallite
von AgSbTe
2 etwa 10 nm. In einer solchen
Mischphasenstruktur ist die Menge der Konstitutionselemente des
Aufzeichnungsmaterials, welche sich in der Aufzeichnungsschicht
bewegen, an der Grenzfläche
der gemischten Phasen vorherrschend und nimmt zu, wenn der in der
Aufzeichnungsschicht erzeugte Gradient der Zugspannung zunimmt.
-
Die
Bewegung der Konstitutionselemente des Aufzeichnungsmaterials in
der Aufzeichnungsschicht kann auch verhindert werden, indem diese
Elemente im Verlauf ihrer Bewegung eingefangen werden. Um spezifischer
zu sein, können
ein Kohlenstoffatom, ein Stickstoffatom und ein Sauerstoffatom,
welche vierwertig, dreiwertig beziehungsweise zweiwertig sind, die
sich in der Aufzeichnungsschicht bewegenden Konstitutionselemente
des Aufzeichnungsmaterials einfangen. Überdies ist der Zusatz von
Elementen wie Al, Ga, Se, Ge, Pd und Pb zu der Aufzeichnungsschicht
wirksam, weil sie in Kombination mit irgendeinem der Konstitutionselemente
Ag, In, Te und Sb eine Legierung oder Verbindung bilden können.
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Wie
vorstehend erklärt,
ist es um hohe Lagerungsfähigkeit
des erfindungsgemäßen optischen
Aufzeichnungsmedium zu gewährleisten
bevorzugt, dass die jeweiligen Atom-Prozente α, β, γ und δ der Konstitutionselemente Ag,
In, Te und Sb zur Verwendung in der Aufzeichnungsschicht in der
Beziehung 0 < α ≤ 30, 0 < β ≤ 30, 10 ≤ γ ≤ 50, 10 ≤ δ ≤ 80, α – γ/2 ≤ –8 und α + β + γ + δ + ε = 100 stehen.
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Wie
vorstehend erwähnt,
kann die Aufzeichnungsschicht des erfindungsgemäßen optischen Aufzeichnungsmediums
ferner ein Element wie C, N, O, Al, Ga, Se, Ge, Pd oder Pb umfassen.
Für die
Zugabe der Elemente C, N und O zu der Aufzeichnungsschicht können CH4, N2, NH3, NO2 und N2O verwendet werden.
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In
der vorliegenden Erfindung sind Glas, keramische Materialien und
Harze als die Materialien für
das Substrat des optischen Aufzeichnungsmediums verwendbar. Unter
den Gesichtspunkten der Herstellungskosten und der Formbarkeit ist
insbesondere das Harzsubstrat vorteilhaft. Beispiele des Harzes
zur Verwendung in dem Substrat des Aufzeichnungsmediums beinhalten
Polycarbonatharz, Epoxyharz, Polystyrolharz, Acrylnitril-Styrol-Copolymerharz,
Polyethylenharz und Polymethylmethacrylatharz. Von diesen Harzen
ist das Polycarbonatharz wegen seiner guten Verarbeitbarkeit und
guten optischen Eigenschaften am bevorzugtesten. Das Substrat kann
in der Form einer Scheibe, Karte oder Folie hergestellt werden.
Die Dicke des Substrates kann beliebig aus 1,2 mm, 0,6 mm, 0,3 mm
und so weiter ausgewählt
werden. Ein dünneres
Substrat ist erwünscht,
weil das Auftreten des Übersprechphänomens von
der Schräge
des Substrates abhängt.
Wenn jedoch die Schwierigkeit der Erzeugung der auf dem Substrat übereinander gelegten
Schichten und die Ausbeute des Aufzeichnungsmediums in Betracht
gezogen werden, beträgt
die bevorzugteste Dicke des Substrates 0,6 mm.
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Die
erste und die zweite Schutzschicht zur Verwendung in der vorliegenden
Erfindung können
durch Sputtern, Ionengalvanisieren, Vakuumabscheidung oder mit dem
plasmachemischen Dampfabscheidungs-Verfahren bereitgestellt werden.
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Spezifische
Beispiele von dem Material zur Verwendung in den ersten und zweiten
Schutzschichten sind Metalloxide wie SiO, SiO2,
ZnO, SnO2, Al2O3, TiO2, In2O3, MgO und ZrO2; Nitride wie Si3N4, AlN, TiN, BN und ZrN; Sulfide wie ZnS,
In2S3 und TaS4; Carbide wie SiC, TaC4,
B4C, WC, TiC und ZrC; Kohlenstoff mit einer Diamantstruktur;
und Mischungen davon
-
Es
ist bevorzugt, dass die Dicke der ersten Schutzschicht in dem Bereich
von 50 bis 500 nm, bevorzugter im Bereich von 100 bis 300 nm und
noch bevorzugter im Bereich von 120 bis 250 nm liegt. Es ist bevorzugt,
dass die Dicke der zweiten Schutzschicht in dem Bereich von 5 bis
300 nm, bevorzugter im Bereich von 10 bis 50 nm liegt.
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Wenn
die erste und die zweite Schutzschicht durch Sputtern bereitgestellt
werden, kann die Spannung von beiden Schutzschichten durch den Druck
und die elektrische Energie im Verlauf des Sputtervorgangs und den
Abstand zwischen dem Substrat und dem Target zur Herstellung von
jeder Schutzschicht gesteuert werden. Im Allgemeinen kann die Spannung
der erhaltenen Schutzschicht vermindert werden, wenn sie unter solchen
Bedingungen durch Sputtern erzeugt werden, dass der Druck erhöht wird,
die elektrische Plasma-Energie erniedrigt wird und der Abstand zwischen
dem Substrat und dem Target erhöht
wird. Überdies
kann die Spannung der Schutzschichten erniedrigt werden, indem für jede Schutzschicht
ein Verbundmaterial verwendet wird.
-
Die
reflektierende Wärmeabfuhrschicht
ist nicht immer notwendig, die Bereitstellung dieser Schicht ist aber
wünschenswert,
weil die während
der Aufzeichnungs- und/oder
Löschvorgänge übermäßig angesammelte
thermische Energie durch die reflektierende Wärmeabfuhrschicht abgeführt werden
kann, wodurch die thermische Beschädigung, die dem Aufzeichnungsmedium
selbst widerfährt,
verringert wird.
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Beispiele
des Materials für
die reflektierende Wärmeabfuhrschicht
beinhalten Metalle wie Al, Ag und Au. Überdies können den vorstehend erwähnten Materialien
Elemente wie Ti, Cr und Si zugesetzt werden. Die reflektierende
Wärmeabfuhrschicht
kann durch Sputtern, Ionengalvanisierung, Vakuumabscheidung oder plasmachemische
Dampfabscheidung bereitgestellt werden.
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Andere
Merkmale dieser Erfindung werden im Verlauf der folgenden Beschreibung
von beispielhaften Ausführungsformen
ersichtlich werden, die zur Veranschaulichung der Erfindung geboten
werden und nicht als diese beschränkend gedacht sind.
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Beispiele 1 bis 16 und Vergleichsbeispiele
1 bis 8
-
Eine
200 nm dicke erste Schutzschicht aus ZnS·SiO2 wurde
auf einem Polycarbonat-Substrat
von 1,2 mm Dicke mit Führungsrillen
mit einer Breite von etwa 0,5 μm
und einer Tiefe von etwa 60 nm (600 Å) bereitgestellt. Auf der
ersten Schutzschicht wurde eine Aufzeichnungsschicht mit einer Dicke
von 25 nm (250 Å) durch
Sputtern unter Verwendung eines Targets, wie in Tabelle 2 gezeigt,
erzeugt. Ferner wurden nacheinander auf der Aufzeichnungsschicht
eine 30 nm dicke zweite Schutzschicht aus ZnS·SiO2,
eine 100 nm (1000 Å) dicke
reflektierende Wärmeabfuhrschicht,
umfassend eine Aluminiumlegierung, und eine UV-härtbare Harzschicht mit einer
Dicke von 5 μm
nacheinander auf der Aufzeichnungsschicht übereinander gelegt.
-
Tabelle
2 zeigt die Zusammensetzung eines Sputtertargets zum Herstellen
jeder Aufzeichnungsschicht, welches Sb und die Verbindung AgInTe2 mit einer stöchiometrischen Zusammensetzung
und/oder annähernd
stöchiometrischen Zusammensetzung
mit einer Chalcopyrit-Struktur umfasst; und die Zusammensetzung
der erhaltenen Aufzeichnungsschicht.
-
Die
Aufzeichnungsschicht wurde auf der ersten Schutzschicht durch Sputtern
unter solchen Bedingungen erzeugt, dass der vor dem Sputtervorgang
angelegte Rückdruck
auf 9 × 10–7 Torr
eingestellt wurde und dann durch Einführen von Argongas in die Sputterkammer
während
des Sputtervorgangs auf 4 × 10–3 Torr
eingestellt wurde und die Radiofrequenz-Energie auf 40 W eingestellt
wurde.
-
Auf
diese Weise wurden scheibenförmige
optische Aufzeichnungsmedien Nr. 1 bis 16 gemäß der vorliegenden Erfindung
und zum Vergleich dienende scheibenförmige optische Aufzeichnungsmedien
Nr. 1 bis 8 angefertigt.
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Unter
Verwendung von jedem der vorstehend erwähnten optischen Aufzeichnungsmedien
Nr. 1 bis 16 gemäß der vorliegenden
Erfindung und der zum Vergleich dienenden optischen Aufzeichnungsmedien
Nr. 1 bis 8 wurden die Aufzeichnungsmerkmale bewertet, indem eine
Markierung mit einer Länge
von etwa 1 μm aufgezeichnet
wurde, und dann wurden die Löscheigenschaften
bewertet, indem die vorstehend erwähnte Markierung mit einer Markierung
einer Länge
von etwa 3 μm überschrieben
wurde. Diese Bewertungen wurden in einer solchen Weise ausgeführt, dass
jedes Aufzeichnungsmedium mit einer solchen Lineargeschwindigkeit gedreht
wurde, dass ein optimales C/N-Verhältnis erhalten wurde, ein Halbleiter-Laserstrahl
mit einer Wellenlänge
von 780 nm wurde für
die Aufzeichnungs- und Überschreibungsvorgänge verwendet
und es wurde eine Objektivlinse der numerischen Apertur (NA) von
0,5 verwendet.
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Als
ein Ergebnis der vorstehend erwähnten
Bewertungen wurden die Scheibenmerkmale von jedem Aufzeichnungsmedium
gemäß der folgenden
Skala benotet:
- Niveau 3: hervorragende Scheibenmerkmale.
- C/N ≥ 55
dB, und Löschbarkeit
(Ers, erasability) ≤ –35 dB
- Niveau 2 : gute Scheibenmerkmale.
- 55 > C/N ≥ 45 dB, und
(Ers) ≥ –25 dB
- Niveau 1 : schlechte Scheibenmerkmale.
- C/N < 45 dB,
und (Ers) > –25 dB
-
Die
Ergebnisse der Scheibenmerkmale werden ebenfalls in Tabelle 2 gezeigt.
-
-
-
Wie
aus den in Tabelle 2 gezeigten Ergebnissen ersehen werden kann,
sind die Scheibenmerkmale des optischen Aufzeichnungsmediums zufrieden
stellend, wenn das Sputtertarget zum Herstellen der Aufzeichnungsschicht
als Konstitutionselemente Ag, In, Te und Sb umfasst, wobei die jeweiligen
Atom-Prozente in
der Beziehung 2 ≤ α < 30, 3 ≤ β ≤ 30, 10 ≤ γ ≤ 50, 15 ≤ δ ≤ 83 und α + β + γ + δ = 100 stehen.
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Beispiele 17 und 18 und Vergleichsbeispiel
9
-
Der
Ablauf zur Fertigung des scheibenförmigen optischen Aufzeichnungsmediums
Nr. 3 in Beispiel 3 wurde wiederholt, außer dass in Beispiel 17, Beispiel
18 beziehungsweise Vergleichsbeispiel 9 Stickstoffgas mit Konzentrationen
von 3,0, 15,0 beziehungsweise 20,0 Mol-% dem Argongas in der Sputterkammer
zugesetzt wurde, wenn die Aufzeichnungsschicht durch Sputtern auf
der ersten wärmebeständigen Schutzschicht erzeugt
wurde.
-
Auf
diese Weise wurden die scheibenförmigen
optischen Aufzeichnungsmedien Nr. 17 und 18 gemäß der vorliegenden Erfindung
und ein zum Vergleich dienendes scheibenförmiges optisches Aufzeichnungsmedium
Nr. 9 fabriziert.
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Tabelle
3 zeigt die Zusammensetzung von jeder der derart erhaltenen Aufzeichnungsschichten,
ausgedrückt
als Atomprozente von jedem Element.
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Unter
angemessenen Aufzeichnungsbedingungen wurde jedes der optischen
Aufzeichnungsmedien Nr. 3, 17 und 18 gemäß der vorliegenden Erfindung
und das zum Vergleich dienende optische Aufzeichnungsmedium Nr.
9 wiederholt dem Überschreibungsvorgang
unterworfen. In dem Überschreibungsvorgang
wurden die Aufzeichnungs- und Überschreibungsfrequenzen
so eingestellt, dass eine Markierung mit einer Länge von etwa 1 μm und eine
Markierung mit einer Länge
von etwa 3 μm
alternierend überschrieben
wurden. Dann wurde die maximale Anzahl der wiederholten Überschreibungsvorgänge erhalten.
-
Die
Ergebnisse werden ebenfalls in Tabelle 3 gezeigt.
-
-
Wie
aus den in Tabelle 3 gezeigten Ergebnissen ersichtlich ist, sind
die Wiederholtüberschreibungs-Eigenschaften
des optischen Aufzeichnungsmediums gemäß der vorliegenden Erfindung
zufrieden stellend, wenn die Konzentration des Stickstoffgases in
der Sputterkammer im Laufe der Erzeugung der Aufzeichnungsschicht
durch Sputtern 15 Mol-% oder weniger beträgt.
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Beispiel 19
-
Das
in Beispiel 5 verwendete Sputtertarget zum Herstellen der Aufzeichnungsschicht
wurde hergestellt, indem die Konstitutionselemente zusammen geschmolzen
wurden, um eine geschmolzene Mischung herzustellen, die geschmolzene
Mischung schnell abgekühlt
wurde, um einen festen Brocken herzustellen, der feste Brocken pulverisiert
wurde, um fein verteilte Teilchen herzustellen, und die fein verteilten
Teilchen gesintert wurden.
-
Der
Ablauf zur Herstellung des scheibenförmigen optischen Aufzeichnungsmediums
Nr. 5 in Beispiel 5 wurde wiederholt, außer dass das Verfahren zum
Herstellen des Targets zum Herstellen der Aufzeichnungsschicht des
Aufzeichnungsmediums Nr. 5 in Beispiel 5 in einer solchen Weise
modifiziert wurde, dass der Wärmebehandlungsschritt
vor dem Sinterschritt hinzugefügt
wurde. Auf diese Weise wurde ein scheibenförmiges Aufzeichnungsmedium
5a gemäß der vorliegenden
Erfindung erhalten.
-
Die Überschreibungsmerkmale
des optischen Aufzeichnungsmediums 5a wurde mit denjenigen des optischen
Aufzeichnungsmediums 5 verglichen, indem der Überschreibungsvorgang bei einer
Lineargeschwindigkeit des Aufzeichnungsmediums von 5 m/sec durchgeführt wurde.
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6 ist
ein Schaubild, welches die Überschreibungsmerkmale
des optischen Aufzeichnungsmediums Nr. 5a zeigt, dessen Aufzeichnungsschicht
unter Verwendung des Targets fabriziert wurde, das mit dem Verfahren
beinhaltend den Wärmebehandlungsschritt
vor dem Sinterschritt hergestellt wurde.
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Im
Gegensatz hierzu ist 7 ein Schaubild, welches die Überschreibungsmerkmale
des optischen Aufzeichnungsmediums Nr. 5 zeigt, dessen Aufzeichnungsschicht
unter Verwendung des Targets fabriziert wurde, das mit dem Verfahren
hergestellt wurde, das den Wärmebehandlungsschritt
vor dem Sinterschritt nicht beinhaltet.
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Als
ein Ergebnis ist das optische Aufzeichnungsmedium 5a dem Aufzeichnungsmedium
5 im Hinblick auf die Scheibenmerkmale, wie dem C/N-Verhältnis und
der Löschbarkeit
und der Ansprechempfindlichkeit beim Überschreiben, überlegen.
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Beispiel 20
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Es
wurde bestätigt,
dass jedes der in den Beispielen 1 bis 16 zum Fabrizieren der Aufzeichnungsschicht
verwendeten Sputtertargets AgInTe2 umfasst,
das Kristallite mit einer Teilchengröße von 45 nm (450 Å) bildet.
-
Der
Ablauf zur Herstellung des scheibenförmigen optischen Aufzeichnungsmediums
Nr. 9 in Beispiel 9 wurde wiederholt, außer dass das Target zum Herstellen
der Aufzeichnungsschicht des Aufzeichnungsmediums Nr. 9 in Beispiel
9 durch ein Target mit der gleichen Zusammensetzung wie das in Beispiel
9 verwendete Target ersetzt wurde, wobei die Teilchengröße der Kristallite
von AgInTe2 auf 50 nm (500 Å) eingestellt
wurde. Auf diese Weise wurde ein scheibenförmiges Aufzeichnungsmedium
9a gemäß der vorliegenden
Erfindung erhalten.
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Die Überschreibungsmerkmale
des optischen Aufzeichnungsmediums 9a wurde mit denjenigen des optischen
Aufzeichnungsmediums 9 verglichen, indem der Überschreibvorgang bei einer
Lineargeschwindigkeit des Aufzeichnungsmediums von 2 m/sec durchgeführt wurde.
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8 ist
ein Schaubild, welches die Überschreibungsmerkmale
des optischen Aufzeichnungsmediums Nr. 9a zeigt.
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Als
ein Ergebnis ist das optische Aufzeichnungsmedium 9 dem Aufzeichnungsmedium
9a im Hinblick auf die Scheibenmerkmale, wie dem C/N-Verhältnis und
der Löschbarkeit
und der Ansprechempfindlichkeit beim Überschreiben, überlegen.
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Beispiel 21
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Die
Konstitutionselemente Ag, In, Te und Sb zur Verwendung in einem
Target mit der gleichen Zusammensetzung wie das in Beispiel 5 verwendete
Target wurden bei 600°C
oder mehr zusammen geschmolzen, und die geschmolzene Mischung wurde
schnell abgekühlt
und pulverisiert. Danach wurden die erhaltenen fein verteilten Teilchen
gesintert. Auf diese Weise wurde ein Sputtertarget gemäß der vorliegenden
Erfindung zum Fabrizieren einer Aufzeichnungsschicht des optischen
Aufzeichnungsmediums erhalten.
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Der
Ablauf zur Herstellung des vorstehend erwähnten Targets wurde wiederholt,
außer
dass die Mischung der Konstitutionselemente bei 580°C zusammen
geschmolzen wurde, so dass ein Vergleichstarget hergestellt wurde.
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Unter
Verwendung der vorstehend erwähnten
zwei Arten von Targets wurden die scheibenförmigen optischen Aufzeichnungsmedien
Nr. 5b und 5c in der gleichen Weise wie in Beispiel 5 fabriziert.
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Die
so erhaltenen scheibenförmigen
optischen Aufzeichnungsmedien Nr. 5b und 5c wurden miteinander verglichen.
Als ein Ergebnis waren die Aufzeichnungs- und Löschmerkmale des optischen Aufzeichnungsmediums
Nr. 5b besser als diejenigen des optischen Aufzeichnungsmediums
Nr. 5c.
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Beispiel 22
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Auf
einem Polycarbonat-Substrat von 1,2 mm Dicke wurden eine 200 nm
dicke erste Schutzschicht aus ZnS·SiO2,
eine Aufzeichnungsschicht mit der Zusammensetzung Ag8In11Sb47Te34 mit
einer Dicke von 20 nm, eine zweite Schutzschicht aus ZnS·SiO2 mit einer Dicke von 20 nm und eine reflektierende
Wärmeabfuhrschicht,
umfassend eine Aluminiumlegierung mit einer Dicke von 100 nm, nacheinander
mit dem Sputterverfahren bereitgestellt, und ferner wurde eine UV-härtbare Harzschicht
mit einer Dicke von 4 μm
durch das Schleuderbeschichtungsverfahren auf der reflektierenden
Wärmeabfuhrschicht
bereitgestellt.
-
Bei
der Erzeugung der ersten und zweiten Schutzschicht wurde der Reaktionsdruck
auf 0,008 Torr eingestellt und die Plasmaenergie wurde auf 1,0 kW
eingestellt, um die Spannung von jeder Schutzschicht auf –130 MPa
zu regeln.
-
Überdies
wurde die Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht so eingestellt,
dass sie die Beziehung α – γ/2 = –9 erfüllt. Die
Streckgrenze der Aufzeichnungsschicht war 270 MPa.
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Auf
diese Weise wurde ein scheibenförmiges
optisches Aufzeichnungsmedium vom Phasenänderungstyp Nr. 22 gemäß der vorliegenden
Erfindung fabriziert.
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Sodann
wurden die Lagerstabilität
und die Zuverlässigkeit
bei wiederholter Überschreibung
des Aufzeichnungsmediums Nr. 22 geprüft. Um spezifischer zu sein,
wurden die Bewertungen der Archivfestigkeit, der Lagerungseigenschaften
und der Überschreibungs-Lagereigenschaften
des Aufzeichnungsmediums Nr. 22 in einer solchen Weise durchgeführt, dass
das optische Aufzeichnungsmedium Nr. 22 nach Lagerung bei 80°C und 85%
r.F. mit einer Lineargeschwindigkeit von 1,2 m/sec gedreht wurde
und die Überschreibungsfrequenz auf
0,72 Mhz/0,20 Mhz eingestellt wurde.
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Die
Lagerungslebensdauer des Aufzeichnungsmediums Nr. 22 im Hinblick
auf jeden der vorstehend erwähnten
Bewertungspunkte wird durch eine maximale Lagerungszeit ausgedrückt, nach
welcher Aufzeichnung durchgeführt
werden kann, ohne dass der Jitter 1σ 35 ns übersteigt.
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Die
Zuverlässigkeit
bei wiederholter Überschreibung
des optischen Aufzeichnungsmediums Nr. 22 wird durch die maximale
Anzahl der wiederholten Überschreibungsvorgänge ausgedrückt, in
welchen der Jitter 1σ 35
ns nicht überstieg.
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Als
ein Ergebnis war die Lagerfähigkeit
des Aufzeichnungsmediums Nr. 22 2000 Stunden oder mehr im Hinblick
auf die Archivfestigkeit, die Lagerungseigenschaften und die Überschreibungs-Lagerungseigenschaften.
Die Zuverlässigkeit
bei wiederholter Überschreibung
betrug etwa 5000-mal.
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Beispiel 23
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Auf
einem Polycarbonat-Substrat von 1,2 mm Dicke wurde eine 200 nm dicke
erste Schutzschicht aus ZnS·SiO2, eine Aufzeichnungsschicht umfassend Ag8In11Sb47Te34 und N mit einer Dicke von 20 nm, eine
zweite Schutzschicht aus ZnS·SiO2 mit einer Dicke von 20 nm und eine reflektierende
Wärmeabfuhrschicht,
umfassend eine Aluminiumlegierung mit einer Dicke von 100 nm, nacheinander
mit dem Sputterverfahren bereitgestellt, und ferner wurde eine UV-härtbare Harzschicht
mit einer Dicke von 4 μm
durch das Schleuderbeschichtungsverfahren auf der reflektierenden
Wärmeabfuhrschicht
bereitgestellt.
-
Bei
der Erzeugung der ersten und zweiten Schutzschicht wurde der Reaktionsdruck
auf 0,008 Torr eingestellt und die Plasmaenergie wurde auf 1,0 kW
eingestellt, um die Spannung von jeder Schutzschicht auf –130 MPa
zu regeln.
-
Bei
der Erzeugung der Aufzeichnungsschicht wurde das Sputtern in einem
Gas umfassend Argongas und Stickstoffgas mit einer Konzentration
von 3 Mol-% durchgeführt. Überdies
wurde die Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht so eingestellt,
dass sie die Beziehung α – γ/2 = –9 erfüllt. Die
Streckgrenze der Aufzeichnungsschicht war 270 MPa.
-
Auf
diese Weise wurde ein scheibenförmiges
optisches Aufzeichnungsmedium vom Phasenänderungstyp Nr. 23 gemäß der vorliegenden
Erfindung fabriziert.
-
Sodann
wurden die Archivfestigkeit, die Lagerungseigenschaften, die Überschreibungs-Lagerungseigenschaften
und die Zuverlässigkeit
bei wiederholter Überschreibung
des Aufzeichnungsmediums Nr. 23 in der gleichen Weise wie in Beispiel
22 bewertet.
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Als
ein Ergebnis war die Lagerfähigkeit
des Aufzeichnungsmediums Nr. 23 2000 Stunden oder mehr im Hinblick
auf die Archivfestigkeit, die Lagerungseigenschaften und die Überschreibungs-Lagerungseigenschaften.
Die Zuverlässigkeit
bei wiederholter Überschreibung
betrug etwa 7000-mal. Es wurde durch den Zusatz von Stickstoff zu
der Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht die Zuverlässigkeit
bei wiederholter Überschreibung
des erhaltenen optischen Aufzeichnungsmediums gemäß der vorliegenden
Erfindung verbessert.
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Beispiel 24
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Auf
einem Polycarbonat-Substrat von 1,2 mm Dicke wurde eine 200 nm dicke
erste Schutzschicht aus ZnS·SiO2, eine Aufzeichnungsschicht umfassend Ag8In11Sb47Te34 und Pd mit einer Dicke von 20 nm, eine
zweite Schutzschicht aus ZnS·SiO2 mit einer Dicke von 20 nm und eine reflektierende
Wärmeabfuhrschicht
umfassend eine Aluminiumlegierung mit einer Dicke von 100 nm, nacheinander
mit dem Sputterverfahren bereitgestellt, und ferner wurde eine UV-härtbare Harzschicht
mit einer Dicke von 4 μm
durch das Schleuderbeschichtungsverfahren auf der reflektierenden
Wärmeabfuhrschicht
bereitgestellt.
-
Bei
der Erzeugung der ersten und zweiten Schutzschicht wurde der Reaktionsdruck auf
0,008 Torr eingestellt und die Plasmaenergie wurde auf 1,0 kW eingestellt,
um die Spannung von jeder Schutzschicht auf –130 MPa zu regeln.
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Bei
der Erzeugung der Aufzeichnungsschicht wurde Pd in einer Menge von
0,3 Gew.% der Zusammensetzung des Sputtertargets zum Fabrizieren
der Aufzeichnungsschicht zugesetzt. Überdies wurde die Zusammensetzung
der Aufzeichnungsschicht so eingestellt, dass sie die Beziehung α – γ/2 = –9 erfüllte. Die Streckgrenze
der Aufzeichnungsschicht war 270 MPa.
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Auf
diese Weise wurde ein scheibenförmiges
optisches Aufzeichnungsmedium vom Phasenänderungstyp Nr. 24 gemäß der vorliegenden
Erfindung fabriziert.
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Sodann
wurden die Archivfestigkeit, die Lagerungseigenschaften, die Überschreibungs-Lagerungseigenschaften
und die Zuverlässigkeit
bei wiederholter Überschreibung
des Aufzeichnungsmediums Nr. 24 in der gleichen Weise wie in Beispiel
22 bewertet.
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Als
ein Ergebnis war die Lagerfähigkeit
des Aufzeichnungsmediums Nr. 24 2000 Stunden oder mehr im Hinblick
auf die Archivfestigkeit, die Lagerungseigenschaften und die Überschreibungs-Lagerungseigenschaften.
Die Zuverlässigkeit
bei wiederholter Überschreibung
betrug etwa 7000-mal. Es wurde durch den Zusatz von Pd zu der Zusammensetzung
der Aufzeichnungsschicht die Zuverlässigkeit bei wiederholter Überschreibung
des erhaltenen optischen Aufzeichnungsmediums gemäß der vorliegenden
Erfindung verbessert.
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Beispiel 25
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Auf
einem Polycarbonat-Substrat von 1,2 mm Dicke wurde eine 200 nm dicke
erste Schutzschicht aus ZnS·SiO2, eine Aufzeichnungsschicht umfassend Ag8In11Sb47Te34 mit einer Dicke von 17 nm, eine zweite Schutzschicht
aus ZnS·SiO2 mit einer Dicke von 20 nm und eine reflektierende
Wärmeabfuhrschicht
umfassend eine Aluminiumlegierung mit einer Dicke von 100 nm, nacheinander
mit dem Sputterverfahren bereitgestellt, und ferner wurde eine UV-härtbare Harzschicht
mit einer Dicke von 4 μm
durch das Schleuderbeschichtungsverfahren auf der reflektierenden
Wärmeabfuhrschicht
bereitgestellt.
-
Bei
der Erzeugung der ersten und zweiten Schutzschicht wurde der Reaktionsdruck
auf 0,008 Torr eingestellt und die Plasmaenergie wurde auf 1,0 kW
eingestellt, um die Spannung von jeder Schutzschicht auf –130 MPa
zu regeln.
-
Überdies
wurde die Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht so eingestellt,
dass sie die Beziehung α – γ/2 = –9 erfüllte. Die
Streckgrenze der Aufzeichnungsschicht war 290 MPa.
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Auf
diese Weise wurde ein scheibenförmiges
optisches Aufzeichnungsmedium vom Phasenänderungstyp Nr. 25 gemäß der vorliegenden
Erfindung fabriziert.
-
Sodann
wurden die Archivfestigkeit, die Lagerungseigenschaften, die Überschreibungs-Lagerungseigenschaften
und die Zuverlässigkeit
bei wiederholter Überschreibung
des Aufzeichnungsmediums Nr. 25 in der gleichen Weise wie in Beispiel
22 bewertet.
-
Als
ein Ergebnis war die Lagerfähigkeit
des Aufzeichnungsmediums Nr. 25 2000 Stunden oder mehr im Hinblick
auf die Archivfestigkeit, die Lagerungseigenschaften und die Überschreibungs-Lagerungseigenschaften.
Die Zuverlässigkeit
bei wiederholter Überschreibung
betrug etwa 8000-mal.
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Beispiel 26
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Auf
einem Polycarbonat-Substrat von 1,2 mm Dicke wurde eine 200 nm dicke
erste Schutzschicht aus ZnS·SiO2, eine Aufzeichnungsschicht umfassend Ag8In11Sb47Te34 mit einer Dicke von 17 nm, eine zweite Schutzschicht
aus ZnS·SiO2 mit einer Dicke von 20 nm und eine reflektierende
Wärmeabfuhrschicht
umfassend eine Aluminiumlegierung mit einer Dicke von 100 nm, nacheinander
mit dem Sputterverfahren bereitgestellt, und ferner wurde eine UV-härtbare Harzschicht
mit einer Dicke von 4 μm
durch das Schleuderbeschichtungsverfahren auf der reflektierenden
Wärmeabfuhrschicht
bereitgestellt.
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Bei
der Erzeugung der ersten und zweiten Schutzschicht wurde der Reaktionsdruck
auf 0,008 Torr eingestellt und die Plasmaenergie wurde auf 0,8 kW
eingestellt, um die Spannung von jeder Schutzschicht auf –100 MPa
zu regeln.
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Überdies
wurde die Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht so eingestellt,
dass sie die Beziehung α – γ/2 = –9 erfüllte. Die
Streckgrenze der Aufzeichnungsschicht war 290 MPa.
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Auf
diese Weise wurde ein scheibenförmiges
optisches Aufzeichnungsmedium vom Phasenänderungstyp Nr. 26 gemäß der vorliegenden
Erfindung fabriziert.
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Sodann
wurden die Archivfestigkeit, die Lagerungseigenschaften, die Überschreibungs-Lagerungseigenschaften
und die Zuverlässigkeit
bei wiederholter Überschreibung
des Aufzeichnungsmediums Nr. 26 in der gleichen Weise wie in Beispiel
22 bewertet.
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Als
ein Ergebnis war die Lagerfähigkeit
des Aufzeichnungsmediums Nr. 26 2000 Stunden oder mehr im Hinblick
auf die Archivfestigkeit, die Lagerungseigenschaften und die Überschreibungs-Lagerungseigenschaften.
Die Zuverlässigkeit
bei wiederholter Überschreibung
betrug etwa 10000-mal.
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Beispiel 27
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Der
Ablauf zur Herstellung des scheibenförmigen optischen Aufzeichnungsmediums
Nr. 3 in Beispiel 3 wurde wiederholt, außer dass der vor dem Sputtervorgang
zum Erzeugen der Aufzeichnungsschicht in Beispiel 3 angelegte Rückdruck
in unterschiedlicher Weise verändert
wurde. Auf diese Weise wurden scheibenförmige optische Aufzeichnungsmedien
gemäß der vorliegenden
Erfindung erhalten.
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9 ist
ein Schaubild, welches die Beziehung zwischen dem Rückdruck
und dem C/N-Verhältnis
des erhaltenen Aufzeichnungsmediums zeigt.
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Wie
aus dem in 9 gezeigten Schaubild ersichtlich
ist, konnte ein erwünschtes
C/N-Verhältnis
erhalten werden, wenn der Rückdruck
im Bereich von 3 × 10–7 bis
5 × 10–8 Torr
lag.
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Wie
vorstehend erklärt
wurde, ist das optische Aufzeichnungsmedium gemäß der vorliegenden Erfindung
hervorragend im Hinblick auf das C/N-Verhältnis, Löschbarkeit, Empfindlichkeiten,
Jitter, Lagerstabilität und
Wiederholungs-Zuverlässigkeit.
Insbesondere die Lagerstabilität
und die Wiederholungs-Zuverlässigkeit werden
außerordentlich
verbessert.