專利名稱：信息記錄介質(zhì)和制造方法及其記錄再生方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在光學(xué)系統(tǒng)中對(duì)信息進(jìn)行記錄、消除、重寫、以及再生的信息記錄介質(zhì)及其制造方法，以及其記錄再生方法。
近年來，為了提高信息記錄介質(zhì)的記錄密度，人們進(jìn)行了各種技術(shù)的研究。比如，有利用藍(lán)紫色激光束以很小的記錄符號(hào)進(jìn)行記錄的技術(shù)研究，還有把射入光側(cè)的襯底變薄，采用數(shù)值孔徑較大的鏡頭以很小的記錄符號(hào)進(jìn)行記錄的技術(shù)研究，也有利用從單側(cè)射入的激光束對(duì)2個(gè)記錄層進(jìn)行記錄和再生的技術(shù)研究。(參見特開平12-36130號(hào)公報(bào))。
為使記錄符號(hào)趨小，需要縮短記錄層相變所必要的激光束照射時(shí)間。因此，有必要提高記錄層的晶體化速度。此外，為了能利用2個(gè)記錄層進(jìn)行記錄和再生，應(yīng)使射入光側(cè)的記錄層變薄，使光線能充分地到達(dá)后面的記錄層。但是，使記錄層變薄后，記錄層內(nèi)所含有的原子數(shù)將隨之下降，而且，由于隨著相變其原子的移動(dòng)也將受到抑制，所以會(huì)出現(xiàn)晶體化速度下降的問題。這樣，就需要一種較薄的而且可靠性好的形成記錄層的材料。
長期以來，人們一直采用鍺(Ge)-銻(Sb)-碲(Te)族材料作為記錄層的材料。其中，GeTe-Sb2Te3的準(zhǔn)2元族組成的材料晶體化速度最快，滿足(GeTe)∶(Sb2Te3)＝2∶1的Ge2Sb2Te5，具有非常優(yōu)越的特性，這一點(diǎn)，發(fā)明者已經(jīng)過實(shí)驗(yàn)證明。此外，Uno等人還提出了利用厚度為6nm的鍺(Ge)-銻(Sb)-碲(Te)記錄層進(jìn)行記錄再生試驗(yàn)的報(bào)告。(M.Uno，K.Nagata和N.Yamada著“Thinninglimitation of Ge-Sb-Te recording film for high transmittacemedia(高傳輸介質(zhì)鍺(Ge)-銻(Sb)-碲(Te)記錄薄膜的薄化極限)”，Proc.of PCOS’99，83-88)。在此實(shí)驗(yàn)中，利用波長660nm的激光在9m/秒的線速度下進(jìn)行記錄的消除，其消除率可達(dá)到30dB的好結(jié)果。
但是，發(fā)明者在利用波長為405nm的藍(lán)紫色激光對(duì)鍺(Ge)-銻(Sb)-碲(Te)族材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)該材料作為光線射入側(cè)的材料并不十分理想。因此，以前利用藍(lán)紫色激光在記錄層進(jìn)行記錄和再生時(shí)，難以在2層結(jié)構(gòu)的信息記錄介質(zhì)上實(shí)現(xiàn)。
據(jù)特開平2-147289號(hào)公報(bào)介紹，通過在碲(Te)-鍺(Ge)-錫(Sn)記錄層內(nèi)加入銻(Sb)，并對(duì)各種元素的含量進(jìn)行限制，可使記錄反復(fù)消除的特性得到優(yōu)化，消除率的隨時(shí)間而發(fā)生的變化也減少了。但是，在實(shí)驗(yàn)中該信息記錄層介質(zhì)內(nèi)只含有1層記錄層，記錄層的厚度為30nm-100nm。該公報(bào)中沒有涉及在薄化記錄層內(nèi)加入錫的效果。
鑒于以上事實(shí)，本發(fā)明的目的旨在提供能在2個(gè)記錄層上進(jìn)行高密度記錄的信息記錄介質(zhì)，包括它的制造方法以及記錄再生方法。
所述信息記錄介質(zhì)的第1記錄層的組成材料的表達(dá)式為(Ge-Sn)ASbRTe3+A(式中，2≤A≤22、2≤B≤4)。在該組成式表示，鍺與錫的含量合計(jì)為100*A/(2A+B+3)原子％。根據(jù)此結(jié)構(gòu)，即使第1記錄層變薄，利用藍(lán)紫色激光也可以得到良好的記錄及消除特性。基于2≤A，信號(hào)的振幅可以加大。此外，基于A≤22，可以防止晶體化速度的下降?；?≤B，可以防止在晶體相與非晶相之間發(fā)生相變時(shí)析出融點(diǎn)較低的碲。而且，在2＜B的情況下，可在(Ge-Sn)ASbBTe3+A材料中加進(jìn)過量的銻。該過量的銻可起到提高晶體化溫度增加記錄符號(hào)的熱穩(wěn)定性的作用，和抑制反復(fù)記錄時(shí)物質(zhì)的移動(dòng)作用。
所述信息記錄介質(zhì)的所述第1記錄層中的錫含量可在25原子％以下。根據(jù)此結(jié)構(gòu)，即使第1記錄層變薄，利用藍(lán)紫色激光也可以得到良好的消除率。此外，通過對(duì)第1記錄層中錫含量與B的調(diào)節(jié)，可以控制第1記錄層的晶體化速度和晶體化溫度。另外，理想的是，錫含量在0.1原子％以上。
在所述信息記錄介質(zhì)中，第1記錄層為晶體相時(shí)的所述第1信息層透過率Tc(％)及所述第1記錄層為非晶相時(shí)的所述第1信息層的透過率Ta(％)，對(duì)于波長為390nm～430nm范圍內(nèi)的激光束而言，可滿足40≤(Tc+Ta)/2的條件。在此構(gòu)成下，第2信息層也可獲得良好的記錄與消除特性。
在所述信息記錄介質(zhì)中，所述透過率Tc(％)與所述透過率Ta(％)對(duì)于波長為390nm～430nm范圍內(nèi)的激光而言，可滿足0≤|Tc-Ta|/Tc≤0.15的條件(最好為0≤|Tc-Ta|/Tc≤0.05)。在此結(jié)構(gòu)下，不論第1信息層的記錄狀態(tài)如何，都可使第2信息層的記錄敏感度變化變小。在所述信息記錄介質(zhì)中，所述第1信息層中還包括第1及第2電介質(zhì)層和第1反射層，所述第1反射層、所述第2電介質(zhì)層、所述第1記錄層、以及所述第1電介質(zhì)層，可按照從所述中間層一側(cè)向所述第1襯底一側(cè)的方向順序排列。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，通過電介質(zhì)層及反射層的材料和厚度的變化，可以控制第1記錄層的光吸收率和第1信息層的透過率及反射率。
在所述信息記錄介質(zhì)中，所述第1信息層還可具有在所述第1反射層與所述中間層之間配置的第3電介質(zhì)層。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，通過第3電介質(zhì)層的材料及厚度的變化，可以提高第1信息層的透過率。
所述信息記錄介質(zhì)的所述第3電介質(zhì)層的折射率，對(duì)于波長為390nm～430nm的光而言，可以是2.3以上。
在所述信息記錄介質(zhì)中，跟蹤控制用的溝槽可以形成在所述中間層。
所述信息記錄介質(zhì)的所述第1信息層，還可具有配置在從所述第1電介質(zhì)層與所述第1記錄層之間的界面、所述第1記錄層與所述第2電介質(zhì)層之間的界面、所述第2電介質(zhì)層與所述第1反射層之間的界面、以及所述第1反射層與所述第3電介質(zhì)層之間的界面中至少選擇出的1個(gè)界面上的界面層。在這種結(jié)構(gòu)下，可對(duì)層間的物質(zhì)移動(dòng)進(jìn)行抑制，因而信息記錄介質(zhì)的可靠性可得到提高。
所述信息記錄介質(zhì)中的所述第1反射層厚度可處在5nm～15nm的范圍之間。在這種結(jié)構(gòu)下，可提高第1信息層的透過率Tc(％)及Ta(％)，此外還可以使第1記錄層所產(chǎn)生的熱量迅速擴(kuò)散從而很容易地進(jìn)行非晶化。在形成第1反射層時(shí)，如果過薄，則熱擴(kuò)散功能將不充分，如果過厚，則第1信息層的透過率將受到影響，因此，其厚度處于5nm～15nm的范圍內(nèi)比較合適。
所述信息記錄介質(zhì)中的所述第1襯底厚度可在10μm～700μm范圍之間。在這種結(jié)構(gòu)下，隨著物鏡數(shù)值孔徑NA的改變，根據(jù)第1襯底溝槽形狀與記錄消除再生條件，可使記錄符號(hào)的長度及記錄符號(hào)之間的間隔達(dá)到最佳化。
所述信息記錄介質(zhì)中的所述第1襯底上可形成用于跟蹤控制的溝槽。
所述信息記錄介質(zhì)的所述第2襯底厚度可在500μm～1300μm范圍內(nèi)。在這種結(jié)構(gòu)下，隨著物鏡數(shù)值孔徑的調(diào)節(jié)，根據(jù)第2襯底溝槽的形狀與記錄消除再生條件，可使記錄符號(hào)長度與記錄符號(hào)之間的間隔達(dá)到最佳化。在選擇第2襯底的厚度時(shí)，應(yīng)保證信息記錄介質(zhì)的厚度能達(dá)到大約1200μm。如果第1襯底的厚度為100μm左右，則第2襯底的厚度應(yīng)為1100μm左右。此外，如果第1襯底厚度為600μm左右，則第2襯底的厚度應(yīng)為600μm左右。
所述信息記錄介質(zhì)的所述第2襯底上可以形成跟蹤控制用的溝槽。
在所述信息記錄介質(zhì)中，所述第2信息層中還包括第4及第5電介質(zhì)層和第2反射層，所述第2反射層、所述第5電介質(zhì)層、所述第2記錄層、以及所述第4電介質(zhì)層可按照從所述第2襯底側(cè)向所述中間層側(cè)的順序配置。在此結(jié)構(gòu)下，隨著電介質(zhì)層和反射層材料和厚度的變化，可以控制第2記錄層的光吸收率以及第2信息層的反射率。
所述信息記錄介質(zhì)的所述第2信息層，還可具有配置在從所述第4電介質(zhì)層與所述第2記錄層之間的界面、所述第2記錄層與所述第5電介質(zhì)層之間的界面、以及所述第5電介質(zhì)層與所述第2反射層之間的界面中所選擇的至少1個(gè)界面上的界面層。
另外，為制造包括第1和第2襯底、第1和第2信息層、以及中間層的信息記錄介質(zhì)的制造方法中包括(a)在所述第2襯底上形成所述第2信息層的步驟；(b)在所述第2信息層上形成所述中間層的步驟；(c)在所述中間層上形成所述第1信息層的步驟；(d)在所述第1信息層上粘接所述第1襯底的步驟，所述第1信息層中包括第1記錄層，該第1記錄層通過從所述第1襯底一側(cè)照射進(jìn)來的激光束的作用，在晶體相與非晶相之間產(chǎn)生可逆相變反應(yīng)，所述第2信息層中包括第2記錄層，該第2記錄層通過所述激光束的作用，在晶體相與非晶相之間產(chǎn)生可逆相變反應(yīng)，所述(C)步驟的特征是，包括形成所述第1記錄層的步驟，該第1記錄層采用包括鍺、錫、銻、碲的母材，同時(shí)其厚度在9nm以下。根據(jù)這種制造方法，可以很容易地制造本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)。而且，使用這種制造方法，在形成第2信息層及第1信息層之后，對(duì)第1襯底進(jìn)行層積處理，所以容易制造具有很薄的第1襯底的信息記錄介質(zhì)。
在所述制造方法的所述(C)步驟中，所述第1記錄層在形成時(shí)可采用包括Ar氣或Kr氣在內(nèi)的濺射氣體的濺射加工法。在這種結(jié)構(gòu)下，可以很容易地形成具有良好的反復(fù)記錄特性的信息記錄介質(zhì)。
在所述制造方法中，所述濺射氣體還可包括氧氣及氮?dú)庵械闹辽僖环N氣體。
在所述制造方法中，所述第1記錄層的成膜速度可在0.1nm/秒～10nm/秒范圍內(nèi)。在這種結(jié)構(gòu)下，可盡量減少第1記錄層的膜厚分散性，并且，在短時(shí)間內(nèi)便可高生產(chǎn)率地制造第1記錄層。
在所述制造方法中，所述(b)步驟可以包括在所述中間層的表面形成用于跟蹤控制的溝槽的步驟。
另外，在所述制造方法中，所述第1信息層中還可包括配置在比所述第1記錄層更靠近的所述中間層一側(cè)的第1反射層，所述(C)步驟，可包括在5nm～15nm的范圍內(nèi)形成所述第1反射層的步驟。
另外，本發(fā)明的記錄再生方法，是通過在信息記錄介質(zhì)上用激光照射而進(jìn)行信息信號(hào)的記錄與再生的記錄再生方法，其特征包括，所述信息記錄介質(zhì)是所述本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)，所述激光束從所述信息記錄介質(zhì)的所述第1信息層一側(cè)射入，在所述信息記錄介質(zhì)的所述第2信息層上，通過穿過所述第1信息層的所述激光束，進(jìn)行信息的記錄與再生，所述激光束波長在390nm～430nm范圍內(nèi)。利用此記錄再生方法，可以進(jìn)行可靠性很高的高密度記錄。
在所述記錄再生方法中，信息記錄再生時(shí)的所述信息記錄介質(zhì)的線速度可在1m/秒～50m/秒范圍內(nèi)。在這種結(jié)構(gòu)下，根據(jù)信息記錄介質(zhì)的結(jié)構(gòu)、記錄及再生的條件，可使記錄符號(hào)長度和記錄符號(hào)的間隔最佳化，從而實(shí)現(xiàn)高傳送率。
在所述記錄再生方法中，所述激光束可以是數(shù)值孔徑NA在0.4～1.1范圍內(nèi)的用物鏡聚光的激光束。在這種結(jié)構(gòu)下，根據(jù)第1襯底或第2襯底的厚度和溝槽形狀、記錄消除再生的條件，可對(duì)記錄符號(hào)的長度和記錄符號(hào)的間隔進(jìn)行最佳化處理，從而實(shí)現(xiàn)高傳送率。
圖2是本發(fā)明信息記錄介質(zhì)的第1記錄層組成范圍的示意圖。
圖3是本發(fā)明信息記錄介質(zhì)的其它例子的部分截面圖。
圖4是采用本發(fā)明記錄再生方法的記錄再生裝置的一個(gè)例子的結(jié)構(gòu)模式示意圖。
圖5是用于評(píng)估本發(fā)明信息記錄介質(zhì)的試樣結(jié)構(gòu)的部分截面圖。
圖6是用于評(píng)估本發(fā)明信息記錄介質(zhì)的評(píng)估裝置的結(jié)構(gòu)模式示意圖。
實(shí)施方式1在實(shí)施方式1中，舉1個(gè)例子對(duì)本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)作以說明。對(duì)實(shí)施方式1中的信息記錄介質(zhì)10，

圖1表示其中的一部分剖面圖。
參照?qǐng)D1，信息記錄介質(zhì)10，具有第1襯底11(省去剖面線)；與第1襯底11相對(duì)配置的第2襯底12；在第1襯底11與第2襯底12之間配置的第1信息層13；在第1信息層13與第2襯底12之間配置的第2信息層14；在第1信息層13與第2信息層14之間配置的中間層15。信息記錄介質(zhì)10，通過從第1襯底11側(cè)射入的激光束35的作用進(jìn)行信息的記錄與再生。
第1襯底11與第2襯底12，分別采用元盤型透明襯底。如圖1所示，在第1襯底11與第2襯底12的內(nèi)側(cè)(中間層15側(cè))的表面上，根據(jù)需要可形成用于跟蹤控制的溝槽(溝)。第1襯底11和第2襯底12的外側(cè)表面，一般是光滑的。當(dāng)襯底上形成溝槽時(shí)，信息可以在溝槽11a(靠近激光束35射入側(cè)的溝面)上記錄，也可以在溝槽11a間的部分(遠(yuǎn)離激光束35射入側(cè)的溝面，以下稱背部11b)上進(jìn)行記錄。而且，也可以在溝槽11a和背部11b的雙方上都形成。
第1襯底11與第2襯底12可利用以下材料形成，即玻璃、聚碳酸酯、非晶聚烯烴、或者聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等的樹脂。其中，從溝槽最容易形成而且生產(chǎn)性又好的角度來看聚碳酸酯樹脂是最理想的。理想的是，第1襯底11，在波長390nm～430nm范圍內(nèi)的光的雙折射率小。理想的是，第1襯底11的厚度在10μm～700μm(最好在50μm～150μm)的范圍內(nèi)。第1襯底11越薄，物鏡的數(shù)值孔徑便可以擴(kuò)大，有利于激光束35的進(jìn)入。比如，當(dāng)?shù)?襯底11的厚度為100μm時(shí)，則采用數(shù)值孔徑為0.85的物鏡，便可以很好地進(jìn)行記錄與消除。而且，如果第1襯底11的厚度為600μm時(shí)，則采用數(shù)值孔徑為0.6的物鏡，可良好地進(jìn)行記錄與消除。第2襯底12的厚度在500μm～1300μm(最好在900μm～1300μm)的范圍內(nèi)比較理想。
第1信息層13，具有從中間層15側(cè)向第1襯底11側(cè)按順序配置的第3電介質(zhì)層24、第4界面層23、第1反射層22、第3界面層21、第2電介質(zhì)層20、第2界面層19、第1記錄層18、第1界面層17、以及第1電介質(zhì)層16。而且，第2信息層14，具有從第2襯底12側(cè)向中間層15的側(cè)按順序配置的第2反射層31、第7界面層30、第5電介質(zhì)層29、第6界面層28、第2記錄層27、第5界面層26、以及第4電介質(zhì)層25。
理想的是，第1記錄層18為晶體相時(shí)的第1信息層13的透過率Tc(％)和第1記錄層18為非晶相時(shí)的第1信息層13的透過率Ta(％)，對(duì)于波長為390nm～430nm范圍內(nèi)的激光束而言，滿足40≤(Tc+Ta)/2的條件。同時(shí)，理想的是，Tc與Ta滿足0≤|Tc-Ta|/Tc≤0.15(最好為0≤|Tc-Ta|/Tc≤0.05)的條件。
第1、第2及第3電介質(zhì)層16、20及24，都具有從環(huán)境保護(hù)第1記錄層18的功能。而且，通過對(duì)各層材料及厚度的選擇，利用光的干涉作用，可以控制第1記錄層18的光吸收率(％)，并第1信息層13的光反射率以及光透過率。
這些電介質(zhì)層的厚度，可以基于例如矩陣法(比如，參見久保田廣著[波動(dòng)光學(xué)]巖波書店出版，1971年，第3章)通過計(jì)算來確定。具體來說，應(yīng)盡量保證滿足|Rc-Ra|或Rc/Ra盡量大，而且Tc和Ta盡量大的條件，來進(jìn)行嚴(yán)密的確定。這里的Rc及Tc，分別是第1記錄層18為晶體時(shí)的第1信息層13的反射率(％)和透過率(％)。同時(shí)，Ra和Ta，分別是第1記錄層18為非晶相時(shí)的第1信息層13的反射率(％)和透過率(％)。
而且，這些電介質(zhì)層在400nm的波長附近的復(fù)數(shù)折射率是決定第1記錄層18的光吸收率和第1信息層13的反射率以及透過率的重要因素。雙折射率用折射率n和衰減系數(shù)K，通過(n-k·i)來表示。為保證Tc和Ta的數(shù)值較大，理想的是，提高電介質(zhì)層的透明性，具體來說是衰減系數(shù)K最好在0.1以下。
對(duì)于電介質(zhì)層的折射率，發(fā)明者利用矩陣法進(jìn)行了模擬試驗(yàn)，調(diào)查了第1電介質(zhì)層16的折射率n1、第2電介質(zhì)層20的折射率n2、第3電介質(zhì)層24的折射率n3，對(duì)第1信息層13的反射率和透過率的影響。在該模擬試驗(yàn)中，假定了第1記錄層18的厚度為6nm，第1反射層22的厚度為10nm。其結(jié)果是，當(dāng)折射率n1、n2及n3在分別滿足1.7≤n1≤2.5、1.7≤n2≤2.8、2.0≤n3的關(guān)系時(shí)，得到了可以決定滿足|Rc-Ra|或Rc/Ra大，并且40≤(Tc+Ta)/2條件的電介質(zhì)層厚度的結(jié)果。另外，當(dāng)滿足2.1≤n1≤2.4、2.0≤n2≤2.8、2.2≤n3時(shí)，得到了可以決定滿足由于可使Ra變小，從而Rc/Ra更大，并且50≤(Tc+Ta)/2條件的電介質(zhì)層厚度的結(jié)果。
這樣，第1、第2及第3電介質(zhì)層16、20及24具有使第1信息層的透過率(Tc及Ta)增大的功能。其中，第3電介質(zhì)層24最為重要，理想的是，采用折射率大的材料，比如折射率在2.3以上的材料形成第3電介質(zhì)層24。在有第3電介質(zhì)層24的情況下，與沒有該電介質(zhì)層相比，經(jīng)過計(jì)算證明，其透過率絕對(duì)值上升了5％～10％。
接下來，對(duì)電介質(zhì)層的熱力性能進(jìn)行說明。為在第1記錄層18內(nèi)形成良好的記錄符號(hào)，把在第1記錄層18內(nèi)由于吸收光能而產(chǎn)生的熱量迅速向厚膜方向散發(fā)，從而急速冷卻第1記錄層18，這一點(diǎn)非常重要。為此，對(duì)第1電介質(zhì)層16和第2電介質(zhì)層20最好采用熱傳導(dǎo)率相對(duì)較小的材料。如果采用熱傳導(dǎo)率較大的材料的話，熱量容易向內(nèi)面方向散發(fā)，使急冷速度相對(duì)下降。另一方面，在第1反射層22上形成的第3電介質(zhì)層24，為了加大急冷速度，最好采用熱傳導(dǎo)率相對(duì)較大的材料。第1、第2及第3電介質(zhì)層16、20及24，由采用能滿足所述光學(xué)及熱力條件的材料形成。這些電介質(zhì)層可采用氧化物、氮化物、氧化氮化物、硫化物、碳化物、以及組合這些的混合物來形成。作為氧化物，例如可采用In2O3，、Nb2O5、SnO、TiO2、MgO、ZnO、ZrO2、TeO2、Al2O3、SiO2、或Ta2O5。作為氮化物，例如可采用Si-N、Al-N、Ti-N、Ta-N、Zr-N、或Ge-N。作為氧化氮化物，例如可采用Al-O-N、或Si-O-N。作為硫化物，例如可采用ZnS。作為碳化物，例如可采用SiC。作為混合物，例如可采用ZnS-SiO2。
其中，第1電介質(zhì)層16及第2電介質(zhì)層20適合采用ZnS-SiO2。ZnS-SiO2是折射率為2.3左右的透明非晶相材料，成膜速度很快，機(jī)械性能及耐濕性也很好。并且，第3電介質(zhì)層24適合采用TeO2、ZnO、Ta2O5、ZrO2、或TiO2的折射率為2.3以上的材料。
第1界面層17和第2界面層19，具有防止在第1電介質(zhì)層16及第1記錄層18之間，以及在第1記錄層18與第2電介質(zhì)層20之間產(chǎn)生物質(zhì)移動(dòng)的功能。同時(shí)，第3界面層21和第4界面層23，具有防止在第2電介質(zhì)層20與第1反射層22之間，以及第1反射層22與第3電介質(zhì)層24之間產(chǎn)生物質(zhì)移動(dòng)的功能。比如，采用ZnS-SiO2型電介質(zhì)層，就可以防止電介質(zhì)層內(nèi)的硫擴(kuò)散到第1記錄層18和第1反射層22。雖然這些界面層可以被省略，但是在采用硫化物電介質(zhì)層的情況下，最好還是形成界面層。為提高第1信息層13的透過率，界面層的數(shù)量應(yīng)盡量少一些。
這些界面層的材料，可以采用Si-N、Al-N、Zr-N、Ti-N、Ge-N、Ta-N等氮化物，或含有這些氮化物的氮化氧化物。另外，也可以采用C或SiC等碳化物。其中，含有Ge-N的材料，便于采用反應(yīng)性濺射工藝來形成，機(jī)械性能與耐濕性也很好。這些界面層的厚度如果較厚，第1信息層13的反射率和吸收率將會(huì)有很大的變化，所以這些界面層厚度應(yīng)處于1nm～10nm(最好為3nm～7nm)的范圍內(nèi)。
第1記錄層18，采用的材料是能在激光照射下在晶體相與非晶相之間產(chǎn)生可逆相變的相變材料。具體說來，第1記錄層18中含有鍺、錫、銻和碲。更具體點(diǎn)說，可采用GeASbBTe3+A所表示的材料中的一部分鍺被錫置換了的材料，即可以采用組成式為(Ge-Sn)ASbRTe3+A(這里2≤A≤22、2≤B≤4)的材料。該組成式，表示在第1記錄層18中，含有鍺與錫總計(jì)為100*A/(2A+B+3)原子％。為能得到具有良好的反復(fù)記錄性能的信息記錄介質(zhì)，A最好滿足2≤A≤10。第1記錄層18的厚度在9nm以下，最好在3nm～9nm的范圍內(nèi)。
GeTe-Sb2Te3準(zhǔn)2元族材料，歷來都是作為晶體化速度較快的材料而被采用，如果使SnTe或PbTe對(duì)此進(jìn)行固溶，則晶體化速度還會(huì)進(jìn)一步提高。SnTe及PbTe，與GeTe-Sb2Te3準(zhǔn)2元族同樣都是巖鹽型結(jié)晶結(jié)構(gòu)。此外，SnTe及PbTe，晶體化速度快，容易與Ge-Sb-Te固溶。本發(fā)明者發(fā)現(xiàn)，SnTe作為固溶到GeTe-Sb2Te3準(zhǔn)2元族結(jié)構(gòu)中的材料是最理想的。通過利用該材料，可在較小的激光束照射點(diǎn)下，可以用更短的間隔把更小的記錄符號(hào)記錄在記錄層上。另外，代替SnTe加入PbTe也很有效。這時(shí)，適當(dāng)?shù)腜b的量，與適當(dāng)?shù)腟n的量同樣有效。
如以上說明，可以把在GeTe-Sb2Te3準(zhǔn)2元族組成中混有SnTe的GeTe-SnTe-Sb2Te3用作第1記錄18的材料。在這種情況下，一部分Ge被Sn置換，成為(Ge-Sn)Te-Sb2Te3，結(jié)晶速度大大提高。另外，通過在(Ge-Sn)Te-Sb2Te3中加入過量的Sb，而成為(Ge-Sn)Te-Sb2Te3-Sb，在晶體化速度大大提高的同時(shí)，晶體化溫度也能夠提高，其結(jié)果是，記錄符號(hào)的熱穩(wěn)定性得到提高。而且，由于過剩的Sb不進(jìn)入晶體格子成為非晶Sb，所以可以有抑制在反復(fù)記錄時(shí)的物質(zhì)移動(dòng)的功能。
在采用其組成式為(Ge-Sn)ASbBTe3+A的材料時(shí)，通過使2≤A可在藍(lán)紫色的波長范圍內(nèi)獲得充分的信號(hào)振幅。另外，通過使A≤22，可防止融點(diǎn)的上升及晶體化速度的下降。而且，在2≤A≤10的情況下，可得到反復(fù)記錄特性非常好的信息記錄介質(zhì)。
以下，在采用其組成式為(Ge-Sn)ASbBTe3+A的材料時(shí)，對(duì)材料中所含的錫(Sn)的含量進(jìn)行說明。當(dāng)A＝B＝2時(shí)，第1記錄層18中所含有的錫的含量Y(原子％)，最好能滿足0＜Y≤11。并且，在A＝2、B＝4時(shí)，最好是滿足0＜Y≤15。并且，在A＝22、B＝2時(shí)，最好是滿足0＜Y≤22。并且，在A＝22、B＝4時(shí)，最好是滿足0＜Y≤25。因此，所述材料中錫的含量最好在25原子％以下。如果錫的含量過高，則第1記錄層18的晶體相與非晶相之間的折射率變化就將變小，從而使記錄特性下降。
現(xiàn)在結(jié)合圖2，對(duì)第1記錄層18所適合的組成范圍作以說明。圖2中的數(shù)值分別是(Ge-Sn)濃度(原子％)、Sb濃度(原子％)、Te濃度(原子％)的座標(biāo)值。點(diǎn)a在[(Ge-Sn)，Sb，Te](以下均按這一順序表達(dá))＝(50，0，50)的情況下，表示(Ge-Sn)Te。點(diǎn)b在座標(biāo)為(0，40，60)時(shí)表示Sb2Te3。所以，a-b線便表示(Ge-Sn)ASb2Te3+A的組成。點(diǎn)c在(0，57.1，42.9)時(shí)表示Sb4Te3。所以，a-c線便表示(Ge-Sn)ASb4Te3+A的組成。點(diǎn)d在坐標(biāo)為(44.9，4.1，51.0)時(shí)表示A＝22、B＝2的組成。點(diǎn)e在坐標(biāo)為(40，8，52)時(shí)表示A＝10、B＝2的組成。點(diǎn)f在坐標(biāo)為(22.2，22.2，55.6)時(shí)表示A＝2、B＝2的組成。點(diǎn)g在坐標(biāo)為(18.2，36.4，45.4)時(shí)表示A＝2、B＝4的組成。點(diǎn)h在坐標(biāo)為(37，14.8，48.2)時(shí)表示A＝10、B＝4的組成。點(diǎn)j在坐標(biāo)為(43.1，7.8，49.1)時(shí)表示A＝22、B＝4的組成。所以，d-f-g-j所圍起來的區(qū)域表示2≤A≤22、2≤B≤4的組成。e-f-g-h所圍起來的區(qū)域表示2≤A≤10、2≤B≤4的組成。d-f線表示2≤A≤22、B＝2的組成。e-f線表示2≤A≤10、B＝2的組成。
在采用其組成式為(Ge-Sn)ASbBTe3+A的材料形成了厚度為6nm的第1記錄層18時(shí)，通過對(duì)A，B及Sn的濃度選擇，即使當(dāng)采用390nm～430nm短波長的激光束時(shí)，也可得到良好的記錄消除性能。
另外，作為第1記錄層18的材料，也可以采用在(Ge-Sn)ASbBTe3+A中加進(jìn)其它元素的材料。這樣，材料的表達(dá)式就成為[(Ge-Sn)ASbBTe3+A]100-cMc(這里0＜C≤20)。元素M，可從采用從N，Ag，Al，Cr，Mn，Ti，V，Zr，Nb，Mo，Pd，Cu，Au，Ni，Pt，Zn，In，Ga，Al，Si，Se，Bi，W，Ta，Hf，La，Ce，Nd，Sm，Gd，Tb，以及Dy中所選出的至少一種元素。在這種情況下，可通過改變Sn的濃度對(duì)晶體化速度進(jìn)行最佳化處理。
第1反射層22，從光學(xué)角度來說，具有增大第1記錄層18所吸收的光量的作用，從熱力學(xué)角度來說，具有使在第1記錄層18所產(chǎn)生的熱量迅速擴(kuò)散，便于對(duì)第1記錄層18進(jìn)行非晶化處理的作用。同時(shí)，第1反射層22具有從使用環(huán)境保護(hù)多層膜的作用。作為第1反射層22的材料，可采用例如Al，Au，Ag，或Cu的熱傳導(dǎo)率高的單純金屬。而且，還可以采用，以這類金屬為主，并為提高耐濕性或調(diào)整熱傳導(dǎo)率而添加一種以上的其它元素的合金材料。具體來說，可以采用Al-Cr，Al-Ti，Au-Pd，Au-Cr，Ag-Pd，Ag-Pd-Cu，Ag-Pd-Ti，或Cu-Si等合金。這些合金都是高耐腐蝕性及熱傳導(dǎo)率的材料。其中，Ag合金的熱傳導(dǎo)率較高。此外，Ag合金由于便于進(jìn)行使其自身的光吸收率變小的光學(xué)設(shè)計(jì)，所以與采用Au族的材料或Ai族的材料相比，更便于進(jìn)行透過光的分配?？紤]到第1記錄層18的光吸收率與第1信息層13的透過率的平衡，第1反射層22的厚度可為5nm～15nm(最好為8nm～12nm)。厚度在5nm以上時(shí)，可得到良好的放熱功能。而且，厚度在15nm以下時(shí)，可防止第1信息層13的透過率太過下降。
以下對(duì)第2信息層14作以說明。第4及第5電介質(zhì)層25和29，都具有從環(huán)境保護(hù)第2記錄層27的作用。而且，通過對(duì)這些電介質(zhì)層的厚度以及折射率的選擇，可以提高第2記錄層27的光吸收率，同時(shí)還可以加大記錄前后的反射光量的變化并增大信號(hào)振幅。這些電介質(zhì)層的構(gòu)成材料可以與第1，第2，第3電介質(zhì)層16，20，24的一樣。這些電介質(zhì)層可以由不同材料的形成，也可以由相同的材料形成。
第5界面層26和第6界面層28，具有防止在第4電介質(zhì)層25和第2記錄層27之間，以及在第2記錄層27和第5電介質(zhì)層29之間產(chǎn)生物質(zhì)移動(dòng)的功能。第7界面層30，防止第5電介質(zhì)層29和第2反射層31之間產(chǎn)生物質(zhì)移動(dòng)。這些界面層的構(gòu)成材料與第1及第2界面層17和19的材料一樣，理想的厚度也相同。
在第2記錄層27，通過透過第1信息層13的激光束35對(duì)信息進(jìn)行記錄、消除及再生。在第2記錄層27上所記錄的信息的再生，由于是利用第2信息層14所反射的激光束，所以第2信息層14的反射率最好高一些。
第2記錄層27，由通過激光束照射在晶體相與非晶相之間產(chǎn)生可逆相變反應(yīng)的相變材料組成。具體來說，可采用Ge-Sb-Te，Ge-Bi-Te，Ge-Sn-Te，In-Sb-Te，Sb-Te，Ge-Te，或Ag-In-Sb-Te等材料。或者，采用在這些材料中至少添加了Au，Ag，Cu，Al，Ga，Pd，Pt，Ni，Ce，Cr，Bi，Sn，Se，In，La，C，Si，Ti，Mo，W，Ta，Hf，Zr，Nb，及V中所選出的一種元素的材料?；蛘?，也可以采用在這些材料再添加氮或氧元素的材料。
另外，作為第2記錄層27的材料，可以采用與第1記錄層18相同的Ge-Sn-Sb-Te族的材料。在這種情況下，由于第2記錄層27比第1記錄層18的厚度要厚一些，所以Sn的含量可以比第1記錄層18少一些。當(dāng)采用其組成式為(Ge-Sn)ASbBTe3+A的材料時(shí)，最好滿足2≤A≤10、2≤B≤4的條件。由于第2記錄層27的射入激光束較弱，所以第2記錄層27最好采用融點(diǎn)較低的材料。在A＝15時(shí)，融點(diǎn)越高，記錄敏感度便越低。在A＝2時(shí)，Sn的含量Y(原子％)最好是0＜Y≤5。并且，在A＝10時(shí)，最好是0＜Y≤15。
第2記錄層27如果過薄，則第2信息層14的反射率將降低。并且，第2記錄層27如果過厚，則第2記錄層27內(nèi)所產(chǎn)生的熱量將容易沿表面方向擴(kuò)散，因而難以形成較小的記錄符號(hào)。所以，第2記錄層27的厚度最好是8nm～15nm。
第2反射層31可使第2記錄層27所吸收的光量增大。而且還具有使第2記錄層27所產(chǎn)生的熱量迅速擴(kuò)散、便于第2記錄層27進(jìn)行非晶化的功能。第2反射層31采用在第1反射層22中所介紹的材料。第2反射層31的厚度可在30nm～150nm(最好在70nm～90nm)的范圍內(nèi)。第2反射層31，如果厚度小于30nm，則熱擴(kuò)散功能將下降，使第2記錄層27的非晶化變得困難。同時(shí)，如果第2反射層31的厚度高于150nm，則熱擴(kuò)散功能將過大，使第2記錄層27的記錄敏感度下降。
中間層15是為區(qū)分第1記錄層18的焦點(diǎn)位置和第2記錄層27的焦點(diǎn)位置而形成的。在中間層15上可以形成用于跟蹤控制的溝槽。中間層15采用光硬化性樹脂或遲效性樹脂材料。中間層15的材料最好能在激光束35的波長λ下具有較小的光吸收量。中間層15的厚度應(yīng)大于根據(jù)對(duì)激光束35進(jìn)行聚光的物鏡數(shù)值孔徑NA和激光束35的波長λ(nm)所決定的焦距ΔZ。在焦點(diǎn)強(qiáng)度為無像差狀態(tài)的80％的情況下，焦距ΔZ可近似采用ΔZ＝λ/(2(NA)2}。當(dāng)λ＝400nm，NA＝0.6時(shí)，ΔZ＝0.556μm。在這種情況下，由于焦距處在±0.6μm以內(nèi)，所以中間層15的厚度必須在1μm以上。另一方面，中間層15的厚度最好在50μm以下，以便于能在第1記錄層18和第2記錄層27的雙方使激光束35聚光。
這里，圖1所示的信息記錄介質(zhì)是一個(gè)例子。例如，本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)包括圖3所示的信息記錄介質(zhì)10a。而且，在本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)中，各電介質(zhì)層的材料、各界面層的材料、各反射層的材料可以相同，也可以不同。
實(shí)施方式2在實(shí)施方式2中，對(duì)本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)制造方法作以說明。對(duì)于在實(shí)施方式1中已經(jīng)說明過的相同部分，只附上相同的符號(hào)，不再重復(fù)說明。
對(duì)于在實(shí)施方式2的制造方法下所制造的信息記錄介質(zhì)10a，用圖3的截面圖表示。在此制造方法下，首先在第2襯底12上形成第2信息層14(步驟(a))。以下對(duì)第2信息層14的形成方法作以說明。
首先，準(zhǔn)備用于形成跟蹤控制溝槽的第2襯底12(比如厚度為1.1毫米)，把該襯底配置到成膜裝置內(nèi)。然后，在形成了第2襯底12的溝槽一側(cè)，按順序形成第2反射層31、第7界面層30、第5電介質(zhì)層29、以及第6界面層28。第2反射層31，可通過在金屬的母材上進(jìn)行Ar氣濺射處理的工藝來形成。各界面層以及電介質(zhì)層，也可通過濺射工藝(比如反應(yīng)性濺射工藝)形成。濺射氣體可采用Ar氣體或者Ar氣體與反應(yīng)性氣體的混合氣體。
接下來形成第2記錄層27。第2記錄層27可通過濺射工藝形成。母材采用與所形成的第2記錄層27的組成相對(duì)應(yīng)的母材(比如，Ge-Sb-Te合金)。對(duì)于濺射氣體，可以采用Ar氣、Kr氣、Ar氣與反應(yīng)性氣體(從N2或O2中選出的至少一種氣體，以下相同。)的混合氣體，或者Kr氣與反應(yīng)性氣體的混合氣體。
接下來，按順序形成第5界面層26和第4電介質(zhì)層25。它們的形成方法與所述方法相同。第4電介質(zhì)層25形成之后，根據(jù)需要可進(jìn)行第2記錄層27的晶體化初期過程。
接下來，在第2信息層14上形成中間層15(步驟(b))。如圖3所示，在該實(shí)施方式下，對(duì)在中間層15的第1襯底11一側(cè)表面上形成跟蹤控制用溝槽的情況進(jìn)行說明。首先，在第4電介質(zhì)層25上，涂布成為中間層15材料的硬化前的紫外線硬化性樹脂。可采用旋轉(zhuǎn)式涂布法進(jìn)行紫外線硬化性樹脂的涂布。然后準(zhǔn)備好復(fù)制了跟蹤控制用溝槽形狀的透明襯底(比如聚碳酸酯襯底)。并且，使在該襯底所形成溝槽的表面涂滿樹脂，然后用紫外線照射，使紫外線硬化樹脂硬化，復(fù)制出溝槽。接下來，把襯底剝離開，于是便可形成有跟蹤控制用溝槽的中間層15。
接下來在中間層15上形成第1信息層13(過程(C))。以下對(duì)第1信息層13的形成方法作以說明。
首先在中間層15上按順序形成第3電介質(zhì)層24、第4界面層23、第1反射層22、第3界面層21、第2電介質(zhì)層20、以及第2界面層19。這些層都可用在第2信息層14中所介紹的方法形成。
接下來在第2界面層19上形成第1記錄層18。第1記錄層18的組成與實(shí)施方式1中所介紹的情況相同。第1記錄層18的形成采用含有Ge、Sn、Sb、Te元素的母材，其厚度在9nm以下。具體來說，是通過濺射Ge-Sn-Sb-Te合金的母材來形成。而且也可用4個(gè)電源，同時(shí)濺射Ge、Sn、Sb、Te這4種母材來形成。并且也可以采用含有數(shù)份Ge、Sn、Sb、Te的化合物的母材。在濺射工藝中，可采用Ar氣、Kr氣、Ar氣與反應(yīng)性氣體的混合氣體、或者Kr氣與反應(yīng)性氣體的混合氣體。第1記錄層18的成膜速度最好在0.1nm/秒～10nm/秒的范圍內(nèi)。成膜速度可由電極上的外加電源進(jìn)行控制。當(dāng)成膜速度在0.1nm/秒以上時(shí)，可以防止有過量的濺射氣體混入記錄層內(nèi)。同時(shí)，當(dāng)成膜速度在10nm/秒以下時(shí)，則容易控制記錄層的厚度。
基于所述方法，不論母材的組成與形狀如何，對(duì)所形成的第1記錄層18除了反應(yīng)性氣體成分以外，如果是(Ge-Sn)ASbBTe3+A的話，則可以得到特別好的信息記錄介質(zhì)。
接下來，在第1記錄層18上按順序形成第1界面層17和第1電介質(zhì)層16。這些都可用上述方法形成。在形成了第1電介質(zhì)層16以后，可以在第1記錄層18上用激光照射，實(shí)施使第1記錄層18全體形成晶體化的初期化步驟。
接下來，在第1信息層13上粘接第1襯底11(步驟(d))。首先在第1電介質(zhì)層16上涂布尚未硬化的樹脂。可以采用紫外線硬化樹脂和電子射線硬化性樹脂。樹脂可通過旋轉(zhuǎn)涂布法進(jìn)行涂布。該樹脂硬化后將形成粘接層36。粘接層36的厚度最好在5μm～40μm的范圍內(nèi)。然后在尚未硬化的樹脂上把第1襯底11粘接上去，并通過紫外線和電子射線的照射，使樹脂硬化。這樣通過粘接層36把第1電介質(zhì)層16與第1襯底11粘接起來。在這里，粘接層36的材料可以采用遲效性樹脂。而且，在第1襯底11上，可以形成用于防止碰傷的硬涂層。硬涂層可以通過例如紫外線硬化性樹脂來形成。
利用所述方法，便可制造出在實(shí)施方式1中介紹的信息記錄介質(zhì)。另外，實(shí)施方式1中介紹的信息記錄介質(zhì)也可以采用其它方法制造。比如，在第1襯底11上形成第1信息層13，在第2襯底12上形成第2信息層14，并通過中間層15把它們粘合起來。各層的形成方法如上所述。
實(shí)施方式3在實(shí)施方式3中，對(duì)本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)的記錄再生方法進(jìn)行介紹。
圖4是表示本發(fā)明記錄再生方法所用的記錄再生裝置的一個(gè)例子。參照?qǐng)D4，記錄再生裝置40中包括使信息記錄介質(zhì)10轉(zhuǎn)動(dòng)的芯軸電機(jī)41和光頭42。光頭42中包括用于發(fā)射激光束43的半導(dǎo)體激光器44、使激光束43聚光的物鏡45、通過信息記錄介質(zhì)10檢測(cè)反射回來的激光束43的光電二極管(圖中未標(biāo)出)。
信息記錄介質(zhì)10是在實(shí)施方式1中介紹的本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)。激光束43的波長范圍為390nm～430nm。物鏡45的數(shù)值孔徑范圍為0.4～1.1。
理想的是，在實(shí)施方式3中介紹的記錄再生方法，通過使信息記錄介質(zhì)10以1m/秒～50m/秒范圍內(nèi)的線速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)來進(jìn)行信息的記錄、再生與消除。
在信息記錄介質(zhì)10具有跟蹤控制用溝槽的情況下，可以只在溝槽11a的部分記錄信息，也可以在背部11b的部分記錄信息(參見圖1)。而且，也可以在溝槽11a和背部11b上同時(shí)記錄信息。比如，在第1信息層13與第2信息層14上都有溝槽時(shí)，對(duì)第1信息層13/第2信息層14的信息記錄可以采取溝槽記錄/溝槽記錄、溝槽記錄/背部記錄、背部記錄/溝槽記錄、背部記錄/背部記錄中的任一種方式。
通過照射激光束43在高的峰值功率Pp(mW)與低的偏置功率Pb(mW)之間的調(diào)節(jié)，可對(duì)信息進(jìn)行記錄。在峰值激光束的照射下形成非晶相，它便成為記錄符號(hào)。在記錄符號(hào)之間，通過偏置功率激光束的照射，形成晶體相。
當(dāng)記錄再生第1信息層13時(shí)，將焦點(diǎn)重合在第1記錄層18照射激光束43。通過檢測(cè)從第1記錄層18反射回來的激光束43來進(jìn)行信息的再生。在記錄再生第2信息層14時(shí)，將焦點(diǎn)重合在第2記錄層27照射激光束43。通過檢測(cè)由第2記錄層27反射回來并透過中間層15和第1信息層13的激光束43來進(jìn)行信息再生。
實(shí)施例以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作以詳細(xì)說明。
實(shí)施例1在實(shí)施例1中，對(duì)記錄層的材料與特性之間的關(guān)系作以評(píng)估。首先如圖5所示制作試樣50。圖5中的試樣50包括在第1襯底51上所形成的第1信息層13a。第1信息層13a通過粘接層52粘接在模型襯底53上。以下對(duì)試樣50的制作方法作以說明。
首先準(zhǔn)備12毫米×18毫米的聚碳酸酯襯底(厚度為0.6毫米)，作為襯底51。然后，在襯底51上，按順序通過濺射法形成第1電介質(zhì)層16(厚度為90nm)、第1界面層17(厚度3nm)、第1記錄層18、第2界面層19(厚度3nm)、第2電介質(zhì)層20(厚度36nm)、第3界面層21(厚度3nm)及第1反射層22(厚度10nm)。
在實(shí)施例1中，各電介質(zhì)層采用ZnS-SiO2(SiO220摩爾％)，各界面層采用Ge-N，第1反射層22采用Ag合金。并且，第1記錄層18，采用其組成式為(Ge-Sn)4Sb2Te7的材料(Ge與Sn的含量合計(jì)為30.8原子％)。第1記錄層18暫不進(jìn)行初期化處理，維持非晶狀態(tài)。在實(shí)施例1中，通過不斷改變第1記錄層18中的Ge的含量X(原子％)及Sn的含量Y(原子％)，制作出多種試樣。
第1記錄層18的厚度在3nm～12nm范圍內(nèi)變化。第1及第2電介質(zhì)層16及20的厚度，在波長為405nm的第1記錄層18的反射率變大且第1記錄層18的光吸收率均增大的前題下，根據(jù)矩陣法計(jì)算出來。
各電介質(zhì)層，通過在Ar氣體環(huán)境中對(duì)ZnS-SiO2母材(直徑100毫米，厚度6毫米)進(jìn)行高頻濺射處理(功率400瓦)而形成。各界面層，通過在Ar氣體及氮?dú)獾幕旌蠚怏w環(huán)境中對(duì)Ge母材(直徑100毫米，厚度6毫米)進(jìn)行高頻濺射處理(功率300瓦)而形成。第1記錄層18，通過在Ar氣體環(huán)境中對(duì)Ge-Sn-Sb-Te合金母材(直徑100毫米，厚度6毫米)進(jìn)行直流濺射處理(功率50瓦)而形成。第1記錄層18的成膜速度為0.5nm/秒。第1反射層22通過對(duì)Ag合金母材(直徑100毫米，厚度6毫米)進(jìn)行直流濺射處理(功率200瓦)而形成。
接下來在第1反射層22上涂布成為粘接層52的紫外線硬化性樹脂，并使緊密涂布在模型襯底53上的樹脂硬化，用粘接層52把第1反射層22與模型襯底53粘接到一起。不進(jìn)行初期化處理，第1記錄層18繼續(xù)保持成膜后的非晶相(as-depo非晶相)。以這樣的方法制作出多個(gè)試樣50。
對(duì)如此制成的試樣，利用圖6所示的評(píng)估裝置進(jìn)行評(píng)估。圖6的評(píng)估裝置中包括載物臺(tái)61和光頭62。光頭62包括發(fā)射波長為405nm的激光束63的半導(dǎo)體激光器64和數(shù)值孔徑為0.65的物鏡65。
以下對(duì)試樣的評(píng)估方法作以說明。首先把試樣50固定到載物臺(tái)61上。然后，用3.5mW的500ns的脈沖激光對(duì)試樣50照射，使第1記錄層18從as-depo非晶相轉(zhuǎn)變成晶體相。接下來用7mW的40ns的脈沖激光照射試樣50，使第1記錄層18從晶體相轉(zhuǎn)變?yōu)槿芑蟮姆蔷?。然后，?mW的脈沖激光，在時(shí)間為10ns～500ns的范圍內(nèi)進(jìn)行照射，并測(cè)定出從非晶相轉(zhuǎn)變?yōu)榫w相所需的時(shí)間。此外，能否發(fā)生相變?nèi)Q于反射率。測(cè)定結(jié)果見表1。
表1的晶體化時(shí)間，是從非晶相向晶體相轉(zhuǎn)化所需的激光照射時(shí)間。這個(gè)晶體化時(shí)間越短，第1記錄層18的晶體化速度就越快。
如表1所示，Sn的濃度越高，晶體化所需的時(shí)間就越短。而且，記錄層越薄，這種傾向就越大。這樣，即使在記錄層較薄的情況下，通過在Ge-Sb-Te內(nèi)添加Sn，就可以縮短晶體化的時(shí)間。
實(shí)施例2在實(shí)施例2中，制作如圖1所示的第1信息層13，并對(duì)其透過率進(jìn)行測(cè)定。
首先準(zhǔn)備直徑為120毫米，厚度為0.1毫米的聚碳酸酯襯底，作為第1襯底11。然后，在該襯底上，按順序用濺射法形成第1電介質(zhì)層16(厚度100nm)，第1界面層17(厚度3nm)，第1記錄層18，第2界面層19(厚度3nm)，第2電介質(zhì)層20(厚度22nm)，第3界面層21(厚度3nm)，第1反射層22(厚度10nm)，第4界面層23(厚度3nm)，以及第3電介質(zhì)層24(厚度17nm)。第1記錄層18的厚度在3nm～12nm的范圍內(nèi)變化。第1及第2電介質(zhì)層16及20的厚度，在波長為405nm的使第1記錄層18的反射率變化及第1記錄層18的光吸收率均得到增大的前題下，根據(jù)矩陣法的計(jì)算來決定。另外，第3電介質(zhì)層24的厚度，在保證對(duì)第1信息層13的記錄與再生特性沒有影響并第1信息層13的透過率高的情況下來決定。
各界面層，與實(shí)施例1一樣采用Ge-N。各電介質(zhì)層，與實(shí)施例一樣采用ZnS-SiO2(SiO220摩爾％)。第1記錄層18，采用其組成式為(Ge-Sn)4Sb2Te7(Ge20.8原子％，Sn10原子％)的材料。
把如此獲得的第1信息層13，用紫外線硬化性樹脂粘合到模型襯底上。這樣便得到了透過率測(cè)定用的試樣。
對(duì)這些試樣，進(jìn)行第1記錄層18在非晶相時(shí)的透過率Ta的測(cè)定。然后，使第1記錄層18晶體化，再測(cè)定它的透過率Tc。對(duì)透過率，用分光器測(cè)定了在405nm波長下的值。測(cè)定結(jié)果見表2。
為用足夠量的激光束照射第2信息層14，第1信息層13的透過率最好能滿足40≤(Tc+Ta)/2。如表2所示，當(dāng)?shù)?記錄層18的厚度在9nm以下時(shí)，可以滿足這個(gè)條件，如果在6nm以下，則可以滿足50≤(Tc+Ta)/2。因此，第1記錄層18的厚度最好在9nm以下。
實(shí)施例3在實(shí)施例3中，制作圖1所示的信息記錄介質(zhì)10，并對(duì)第1記錄層18的組成和厚度以及與特性之間的關(guān)系進(jìn)行調(diào)查。
首先準(zhǔn)備直徑為120毫米，厚度為0.1毫米的聚碳酸酯襯底，作為第1襯底11。然后，在該襯底上，按順序用濺射法形成第1電介質(zhì)層16(厚度45nm)，第1界面層17(厚度3nm)，第1記錄層18，第2界面層19(厚度3nm)，第2電介質(zhì)層20(厚度11nm)，第3界面層21(厚度3nm)，第1反射層22(厚度10nm)，第4界面層23(厚度3nm)，以及第3電介質(zhì)層24(厚度23nm)。第1記錄層18的厚度在3nm～9nm的范圍內(nèi)變化。
界面層及電介質(zhì)層分別采用與實(shí)施例2相同的材料形成。第1記錄層18采用其組成式為(Ge-Sn)4Sb2Te7的材料，使Sn的含量在0～20原子％的范圍內(nèi)變化。各層的制作方法與實(shí)施例1的相同。
下面準(zhǔn)備直徑為120毫米，厚度為1.1毫米的聚碳酸酯襯底，作為第2襯底12。然后，在該襯底上，通過濺射法形成第2反射層31(厚度80nm)、第7界面層30(厚度3nm)、第5電介質(zhì)層29(厚度11nm)、第6界面層28(厚度3nm)、第2記錄層27(厚度12nm)、第5界面層26(厚度3nm)、及第4電介質(zhì)層25(厚度65nm)。各電介質(zhì)層的厚度，在保證第2記錄層27良好的記錄與再生特性的基礎(chǔ)上，通過矩陣法的計(jì)算來決定。
第2反射層31，采用Ag合金。各界面層，采用Ge-N。各電介質(zhì)層，采用ZnS-SiO2(SiO220摩爾％)。第2記錄層27，采用其表達(dá)式為Ge4Sb2Te7的材料。電介質(zhì)層、界面層以及反射層分別采用在實(shí)施例1中所說明的方法形成。第2記錄層27，在Ar氣與N2氣的混合氣體環(huán)境中對(duì)Ge-Sb-Te合金母材采用直流濺射(功率100瓦)方法來形成。
接下來對(duì)第1記錄層18和第2記錄層27分別進(jìn)行初期化，即晶體化處理。然后，利用紫外線硬化樹脂對(duì)第1信息層13和第2信息層14進(jìn)行粘接。這樣，制作出了多個(gè)與第1記錄層18的組成及厚度不同的試樣。
對(duì)所獲得的試樣，進(jìn)行記錄符號(hào)的消除率及CNR(載波噪音比Carrier to Noise Ratio)的測(cè)定。該測(cè)定利用了圖4所示的記錄再生裝置。具體來說，利用了波長為405nm的激光束和數(shù)值孔徑為0.85的物鏡。在測(cè)定消除率及CNR時(shí)的信息記錄介質(zhì)10的線速度為8.6米/秒。信號(hào)的記錄在背部進(jìn)行(參見圖1中的背部11b)。測(cè)定結(jié)果見表3。
信息記錄介質(zhì)的消除率在20dB以上為好，在30dB以上更好。同時(shí)，CNR在40dB以上為好，在50dB以上更好。
如表3所示，在沒有加進(jìn)Sn的試樣3-1～3-7中，消除率和CNR都較低，尤其在厚度為6nm以下時(shí)，其消除率在10dB以下。在加進(jìn)Sn后，消除率上升，在采用了厚度為6nm并含有10原子％Sn的第1記錄層18的試樣3-18時(shí)，獲得了消除率為34dB且CNR達(dá)到52dB的好結(jié)果。
在實(shí)施例3的結(jié)果中，如果Ge的含量X(原子％)和Sn的含量Y(原子％)能滿足約X/5≤Y≤約2X，則可以得到良好的記錄消除性能。特別是如果能滿足約X/2≤Y≤約X，則消除率和CNR的都顯示了更佳的特性。
這里，實(shí)施例3的結(jié)果是信息記錄介質(zhì)的線速度為8.6米/秒時(shí)的結(jié)果，如果線速度降低，則消除率和CNR性能會(huì)提高。
此外，用實(shí)施方式2的制造方法制作信息記錄介質(zhì)10a，在實(shí)施本實(shí)施例時(shí)得到了同樣的結(jié)果(對(duì)于以下實(shí)施例5，6，7，8，10，11也同樣如此)。
實(shí)施例4在實(shí)施例4中，除了第1記錄層18不同之外，其試樣的制作方法與實(shí)施例1相同，評(píng)估方法也與實(shí)施例1相同。
在實(shí)施例4中，第1記錄層18的厚度為6nm，采用了組成式為(Ge-Sn)ASb2Te3+A的材料。而且，根據(jù)不同的A值制作多個(gè)試樣，對(duì)組成與晶體化時(shí)間的關(guān)系進(jìn)行了評(píng)估。Sn的含量Y(原子％)為Ge含量X(原子％)的大約一半左右。晶體化時(shí)間的測(cè)定結(jié)果參見表4。
從表4中可看出，A的值如果增大，則晶體化時(shí)間將延長。
實(shí)施例5在實(shí)施例5中，除了第1記錄層18不同之外，其試樣的制作方法與實(shí)施例3相同，采用與實(shí)施例3相同的方法測(cè)定了CNR和消除率。第1記錄層18的厚度為6nm，采用了組成式為(Ge-Sn)ASb2Te3+A的材料。并且，根據(jù)不同的A值，制作了多個(gè)試樣。Sn的含量Y(原子％)為Ge含量X(原子％)的大約一半左右。測(cè)定結(jié)果見表5。
如表5所示，A值如果變小則CNR下降，A值如果增大則消除率下降。這個(gè)傾向與實(shí)施例4的結(jié)果是一致的。在采用實(shí)施例5的記錄層的情況下，A最好能滿足2≤A≤10。
實(shí)施例6在實(shí)施例6中，除了第1記錄層18不同之外，其試樣的制作方法與實(shí)施例3相同，采用與實(shí)施例3相同的方法測(cè)定了CNR和消除率。第1記錄層18厚度為6nm，采用了組成式為(Ge-Sn)ASb2Te3+A的材料。而且，根據(jù)不同的A值，制作了多個(gè)試樣。與實(shí)施例5不同，Sn的含量Y(原子％)與Ge含量X(原子％)幾乎相同。測(cè)定結(jié)果見表6。
如表6所示，在采用實(shí)施例6的記錄層的情況下，A最好能滿足2≤A≤22。
實(shí)施例7在實(shí)施例7中，除了第1記錄層18不同之外，其試樣的制作方法與實(shí)施例3相同。第1記錄層18膜厚為6nm，采用組成式為(Ge-Sn)22SbBTe25的材料。在實(shí)施例7中，根據(jù)不同的B值，制作了多個(gè)試樣。
根據(jù)這些試樣，利用圖5裝置，對(duì)循環(huán)壽命次數(shù)(以下有稱為記錄循環(huán)性能的情況)，和記錄保存性進(jìn)行了評(píng)估。循環(huán)壽命次數(shù)，為在反復(fù)記錄3T信號(hào)和隨機(jī)信號(hào)時(shí)到3T信號(hào)低于3dB為止的次數(shù)。評(píng)估記錄保存性時(shí)，把記錄3T信號(hào)的試樣在溫度90℃及相對(duì)濕度20％的環(huán)境下放置100小時(shí)，然后測(cè)量3T信號(hào)振幅的下降程度。評(píng)估結(jié)果見表7。
在表7中，A1～D1表示循環(huán)壽命次數(shù)。具體的說，是D1＜1000、1000≤C1＜5000、5000≤B1＜10000、10000≤Al。并且，A2～E2表示3T信號(hào)振幅的下降量。具體的說，是3dB≤D2、1dB≤C2＜3dB、0dB＜B2＜1dB、A2＝0dB。另外，E2表示晶體化速度慢，且消除率不足10dB。
如表7所示，記錄層中的Sb濃度升高時(shí)，循環(huán)性能變高。同時(shí)，通過增大Sb與Sn的濃度，循環(huán)性能與記錄保存性能都良好的組成范圍擴(kuò)大了。所以，在采用實(shí)施例7的記錄層(A＝22)的情況下，Sn的含量Y(原子％)與B最好是分別滿足0＜Y≤25，2≤B≤4。
實(shí)施例8在實(shí)施例8中，除了試樣中第1記錄層18的組成與實(shí)施例7的不同之外，采用與實(shí)施例7相同的測(cè)定方法。具體來說，采用組成式為(Ge-Sn)2SbBTe5的材料形成了第1記錄層18。其結(jié)果，在采用實(shí)施例8的記錄層(A＝2)的情況下，B及Y分別滿足2≤B≤4，0＜Y≤15。
實(shí)施例9在實(shí)施例9中，除了試樣中第1記錄層18及第1反射層22的組成不同之外，采用與實(shí)施例2相同的試樣制作方法。具體來說，采用組成式為(Ge-Sn)4Sb2Te7的材料形成第1記錄層18，膜厚在1nm～9nm范圍內(nèi)變化。第1反射層22采用Ag合金，厚度為3，5，7，10，12，15，17，20nm。
對(duì)制作出的多個(gè)試樣，進(jìn)行反射率、透過率、3T信號(hào)振幅的測(cè)定。其結(jié)果，第1反射層22的厚度處于5nm～15nm的范圍內(nèi)較好，處于8nm～12nm范圍內(nèi)更好。在沒有第1反射層22的情況下，第1信息層13的反射率下降。并且，如果第1反射層22的厚度低于5nm，則熱擴(kuò)散功能降低，3T信號(hào)的振幅變小。而且，如果厚度大于15nm，則第1信息層13的透過率下降。
實(shí)施例10在實(shí)施例10中，除了第1記錄層18及改變信息信號(hào)的記錄位置之外，采用與實(shí)施例3相同的試樣制作方法。具體來說，第1記錄層18采用了厚度為6nm，組成式為(Ge-Sn)4Sb2Te7(這里，Sn為10原子％)的材料。由跟蹤控制用的溝槽(離激光射入側(cè)較近的溝面)或背部(離激光射入側(cè)較遠(yuǎn)的溝面)的某一方進(jìn)行了信息記錄。
這些試樣的第1信息層13的透過率平均為50％。對(duì)這些試樣采用與實(shí)施例3相同的方法測(cè)量了消除率和CNR。另外，在實(shí)施例10中，對(duì)形成記錄符號(hào)(非晶相)時(shí)的激光束功率Pp，和形成晶體相時(shí)的激光束功率Pb也進(jìn)行了變化。測(cè)定結(jié)果參見表8。
由表8可以看出，不論第1信息層13的記錄位置是在溝槽部分，還是在背部部分，第2信息層14的記錄位置是在溝槽部分，還是在背部部分，都得到了30dB≤(消除率)、及50dB≤CNR的好結(jié)果。即，不論信號(hào)的記錄位置在哪里，第1信息層13和第2信息層14的特性都很好。
實(shí)施例11在實(shí)施例11中，除了第1記錄層18和第2記錄層27的形成方法不同之外，其試樣的制作方法與實(shí)施例3的試樣3-18的相同。具體來說，第1記錄層18和第2記錄層27是通過在Kr氣體環(huán)境中進(jìn)行直流濺射所形成的。這樣得到的試樣在背部(參見圖1的背部11b)進(jìn)行信號(hào)記錄，并對(duì)記錄循環(huán)性能進(jìn)行了評(píng)估。在評(píng)估記錄循環(huán)性能時(shí)，通過測(cè)定3T信號(hào)的CNR，把到低于初期CNR值3dB為止的次數(shù)作為記錄循環(huán)的壽命。評(píng)估結(jié)果見表9。
從表9中可知，與在Ar氣體環(huán)境中所形成的記錄層的試樣3-18相比，在Kr氣體環(huán)境中所形成的試樣9-1的循環(huán)性能約提高了1.5倍。
實(shí)施例12在實(shí)施例12中，對(duì)加進(jìn)Sb和Sn后對(duì)晶體化溫度及晶體化時(shí)間的影響進(jìn)行了調(diào)查。在用于晶體化溫度測(cè)定的石英襯底上形成厚度為6nm的第1記錄層18(Ge-Sn)4SbBTe7，在它上面形成Ge-N膜，厚度為5nm。在A＝4，B與Y值不斷變動(dòng)的條件下制作了5種不同的試樣。對(duì)所形成的這些試樣進(jìn)行了晶體化溫度的測(cè)定。晶體化溫度定義為伴隨著晶體化而發(fā)生透過率急劇下降時(shí)的溫度。對(duì)試樣的透過率變化，在隨著由于激光束的作用而溫度不斷升高的情況下，進(jìn)行了測(cè)定。對(duì)晶體化時(shí)間的測(cè)定與實(shí)施例1相同，制作出圖5所示的試樣50，利用圖6所示的評(píng)估裝置進(jìn)行測(cè)定。當(dāng)時(shí)，所測(cè)定的試樣種類為5種，它們?yōu)榫w化溫度測(cè)定用的試樣和第1記錄層18的組成相同的試樣。第1記錄層18的厚度為6nm。測(cè)定結(jié)果參見表10。
對(duì)試樣號(hào)1-4、1-24、1-34作以比較，在B＝2的條件下，只加進(jìn)Sn，其晶體化時(shí)間則90ns→50ns→20ns縮短，同時(shí)，晶體化溫度200℃→180℃→170℃，下降了30℃。晶體化溫度的下降對(duì)記錄符號(hào)的熱穩(wěn)定性有損害。對(duì)此，增大Sb量，在B＝3時(shí)，雖然晶體化時(shí)間90ns→55ns→22ns幾乎以同等的程度下降，但晶體化溫度200℃→195℃→185℃只下降了15℃。這樣，與只加進(jìn)Sn相比，加進(jìn)Sb和Sn，可保證熱穩(wěn)定性，且晶體化時(shí)間也可縮短。
實(shí)施例13在實(shí)施例13中，對(duì)第1信息層的Tc，Ta，以及|ΔT|/Tc(這里，ΔT＝Tc-Ta)的值和第2信息層的記錄特性作了調(diào)查。
按照實(shí)施方式2的方法，制作了圖3所示的信息記錄介質(zhì)10a。對(duì)制作出的試樣，利用圖4所示的評(píng)估裝置測(cè)定了在第1信息層13的初期狀態(tài)(全面晶體)或記錄狀態(tài)(晶體狀態(tài)與非晶狀態(tài)的混合)下的第2信息層14的記錄敏感度變化。通過改變第1電介質(zhì)層16、第2電介質(zhì)層20、及第3電介質(zhì)層24的厚度，制作出具有不同Tc及Ta的信息記錄介質(zhì)10a。
首先制作直徑120毫米，厚度為1.1毫米的聚碳酸酯襯底，作為第2襯底12。然后，在該襯底上形成了第2信息層14。具體來說，按順序用濺射法形成了第2反射層31(厚度80nm)，第7界面層30(厚度3nm)，第5電介質(zhì)層29(厚度11nm)，第6界面層28(厚度3nm)，第2記錄層27(厚度12nm)，第5界面層26(厚度3nm)，以及第4電介質(zhì)層25(厚度65nm)。第2記錄層27采用了其表達(dá)式為Ge8Sb2.6Te11的材料。其它層采用了與實(shí)施例3的試樣相同的材料。
接下來，通過用激光束對(duì)第2信息層14進(jìn)行照射，進(jìn)行了使第2記錄層27從非晶相轉(zhuǎn)變?yōu)榫w相的初期化。
接下來，在第4電介質(zhì)層25上，利用紫外線硬化樹脂形成了復(fù)制有溝槽的中間層15。
然后在中間層15上形成了第1信息層13。具體來說按順序用濺射法形成了第3電介質(zhì)層24，第4界面層23(厚度3nm)，第1反射層22(厚度10nm)，第3界面層21(厚度3nm)，第2電介質(zhì)層20，第2界面層19(厚度3nm)，第1記錄層18(厚度6nm)，第1界面層17(厚度3nm)，以及第1電介質(zhì)層16。接著，通過用激光束對(duì)第1信息層13進(jìn)行照射，進(jìn)行了使第1記錄層18從非晶相轉(zhuǎn)變?yōu)榫w相的初期化。
第1記錄層18采用了組成式為(Ge-Sn)8Sb2Te11(Sn為10原子％)的材料。其它的層采用與實(shí)施例3相同的材料制作。
接下來，用紫外線硬化樹脂粘接第1信息層13和第1襯底11。第1襯底11采用直徑為120毫米，厚為0.09毫米的聚碳酸酯襯底。粘接層36的厚度與第1襯底11的厚度的合計(jì)為0.1毫米。
利用圖4的評(píng)估裝置，在第1信息層13的初期化狀態(tài)下，以5米/秒的線速度，對(duì)第2信息層14把3T信號(hào)記錄到溝槽部分。測(cè)定了獲得50dB的CNR的Pp(mW)與Pb(mW)。接著，再對(duì)第1信息層13的溝槽部分進(jìn)行3T信號(hào)記錄，并在透過該記錄部分的激光束所聚光的第2信息層14的溝槽部分上記錄3T信號(hào)，并進(jìn)行了測(cè)定。
制作只制成第1信息層13的膜的盤試樣，與實(shí)施例2相同，用分光器測(cè)定了Tc及Ta。測(cè)定結(jié)果如表11所示。
只是在表中，D1，D2，D3分別表示第1，第2，第3電介質(zhì)層16，20，24的厚度。
如表11所示，|ΔT|/Tc比較小時(shí)，第2信息層14與第1信息層13的狀態(tài)無關(guān)，記錄敏感度變化較小。同時(shí)，用戶使用信息記錄介質(zhì)，并隨著保存新文件，記錄領(lǐng)域不斷增大，所以最好能不使透過率下降而滿足Tc＜Ta。試樣11-3在(Tc+Ta)/2＝41(％)時(shí)，透過率較小，并且，在|ΔT|/Tc＝0.16時(shí)，Tc與Ta之差增大。在這種結(jié)構(gòu)下，第1信息層13處于初期化狀態(tài)，第2信息層14的記錄敏感度接近13mW，透過率幾乎處于下限。而且，由于Tc與Ta之差增大，第1信息層13在記錄狀態(tài)下，第2信息層14的3T信號(hào)振幅將不穩(wěn)定。所以，|ΔT|/Tc應(yīng)處于0.15以下，最好為0.05以下。
另外，在本實(shí)施例中，第1信息層13與第2信息層14的初期化，雖然是在粘接第1襯底11之前進(jìn)行的，但初期化過程也可以在其它時(shí)期進(jìn)行。比如，可以在粘接第1襯底11以后進(jìn)行初期化，在這個(gè)情況下，也能得到同樣的結(jié)果。
實(shí)施例14在實(shí)施例14中，根據(jù)矩陣法進(jìn)行計(jì)算，對(duì)第3電介質(zhì)層24的材料以及厚度與第1信息層13的透過率之間的關(guān)系進(jìn)行了調(diào)查。
在計(jì)算中，首先假定了下列結(jié)構(gòu)聚碳酸酯襯底/第1電介質(zhì)層16/第1界面層17(厚度3nm)/第1記錄層18(厚度6nm)/第2界面層19(厚度3nm)/第2電介質(zhì)層20(厚度23nm)/第3界面層21(厚度3nm)/第1反射層22(厚度10nm)/第4界面層23(厚度3nm)/第3電介質(zhì)層24。這里，如果沒有第3電介質(zhì)層24，則在計(jì)算時(shí)，第4界面層23也視為不存在。
在第1電介質(zhì)層16的厚度D1(nm)和第3電介質(zhì)層24的材料及厚度不斷改變的情況下對(duì)Tc，Ta，Ac，Aa進(jìn)行了計(jì)算。Tc，Ac分別表示第1記錄層18在晶體相時(shí)的第1信息層13的透過率和第1記錄層18的光吸收率。同時(shí)，Ta，Aa分別表示第1記錄層18在非晶相時(shí)的第1信息層13的透過率和第1記錄層18的光吸收率。計(jì)算結(jié)果如表12所示。表12中的結(jié)果的條件為在設(shè)定電介質(zhì)層厚度時(shí)，第1記錄層18在晶體相時(shí)的第1信息層13的反射率Rc(％)與第1記錄層18在非晶相時(shí)的第1信息層13的反射率Ra(％)滿足Ra≤1，且5≤Rc/Ra的條件。
如表12所示，在不存在第3電介質(zhì)層24時(shí)，Tc，Ta均在42％以下。與此相對(duì)，通過形成第3電介質(zhì)層24，Tc，Ta可以達(dá)到45％以上。而且，折射率越高，Tc，Ta可以越大，這一點(diǎn)經(jīng)過計(jì)算已被確認(rèn)。為使透過率超過50％以上，最好采用折射率為2.3以上的材料形成第3電介質(zhì)層24。
下面，為便于驗(yàn)證計(jì)算結(jié)果，實(shí)際制作第1信息層13，并用分光器測(cè)定了透過率。
第1信息層13用以下方法制作。先準(zhǔn)備直徑120毫米，厚度為1.1毫米的聚碳酸酯襯底。在該襯底上，按順序用濺射法形成第3電介質(zhì)層24，第4界面層23(厚度3nm)，第1反射層22(厚度10nm)，第3界面層21(厚度3nm)，第2電介質(zhì)層20(厚度23nm)，第2界面層19(厚度3nm)，第1記錄層18(厚度6nm)，第1界面層17(厚度3nm)，以及第1電介質(zhì)層16。除第3電介質(zhì)層24之外的電介質(zhì)層和界面層都采用與實(shí)施例3試樣相同的材料形成。第1記錄層18采用其組成式為(Ge-Sn)8Sb2Te11(Sn10原子％)的材料形成。并且，不斷改變第3電介質(zhì)層24的材料和厚度以及第1電介質(zhì)層16的厚度，制出了多種試樣。同時(shí)，為便于比較，還制作了不含有第4界面層23和第3電介質(zhì)層24的試樣。對(duì)這些試樣進(jìn)行的第1信息層13的透過率Tc，Ta的測(cè)定結(jié)果見表13。
如表13，獲得了基本如計(jì)算值的結(jié)果。試樣13-7～13-13得到了50％以上的透過率。這樣，通過形成第3電介質(zhì)層24，第1信息層13的透過率有了飛躍式的提高。
以上結(jié)合例子對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作了說明，但是本發(fā)明不僅僅局限于所述實(shí)施方式，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)思想，也可以適用于其它的發(fā)明效果如上所述，基于本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)及其制造方法，可以得到在2層記錄層上進(jìn)行高密度記錄的信息記錄介質(zhì)。
并且，基于本發(fā)明的記錄再生方法，可以進(jìn)行高密度記錄。
符號(hào)說明10、10a信息記錄介質(zhì)11第1襯底11a溝槽11b背部12第2襯底13、13a第1信息層14第2信息層15中間層16第1電介質(zhì)層17第1界面層18第1記錄層19第2界面層20第2電介質(zhì)層21第3界面層22第1反射層23第4界面層24第3電介質(zhì)層25第4電介質(zhì)層26第5界面層27第2記錄層28第6界面層29第5電介質(zhì)層30第7界面層31第2反射層35、43、63激光束36粘接層40記錄再生裝置41芯軸電機(jī)42、62光頭44、64半導(dǎo)體激光器45、65物鏡50試樣51襯底52粘接層53模型襯底61載物臺(tái)
權(quán)利要求
1.一種信息記錄介質(zhì)，其特征在于具有第1襯底；所述第1襯底對(duì)面配置的第2襯底；在所述第1襯底與所述第2襯底之間配置的第1信息層；在所述第1信息層與所述第2襯底之間配置的第2信息層；在所述第1信息層與所述第2信息層之間配置的中間層，所述第1信息層，包括在從所述第1襯底一側(cè)照射進(jìn)來的激光束的作用下，在晶體相與非晶相之間產(chǎn)生可逆相變反應(yīng)的第1記錄層，所述第2信息層，包括在所述激光束的作用下，在晶體相與非晶相之間產(chǎn)生可逆相變反應(yīng)的第2記錄層，所述第1記錄層，含有Ge(鍺)，Sn(錫)，Sb(銻)，Te(碲)，并且其厚度為9nm以下。
2.權(quán)利要求1記載的信息記錄介質(zhì)，其特征在于所述第1記錄層的材料組成表達(dá)式為(Ge-Sn)ASbBTe3+A(其中，2≤A≤22，2≤B≤4)。
3.權(quán)利要求2記載的信息記錄介質(zhì)，其特征在于所述第1記錄層內(nèi)的錫含量為25原子％以下。
4.權(quán)利要求1記載的信息記錄介質(zhì)，其特征在于所述第1記錄層為晶體相時(shí)的所述第1信息層透過率Tc(％)，與所述第1記錄層為非晶相時(shí)的所述第1信息層的透過率Ta(％)，針對(duì)波長為390nm～430nm范圍內(nèi)的激光束，滿足40≤(Tc+Ta)/2。
5.權(quán)利要求4記載的信息記錄介質(zhì)，其特征在于所述透過率Tc(％)與所述透過率Ta(％)，針對(duì)波長為390nm～430nm范圍內(nèi)的激光束，滿足0≤|Tc-Ta|/Tc≤0.15。
6.權(quán)利要求1記載的信息記錄介質(zhì)，其特征在于所述第1信息層還包括第1和第2電介質(zhì)層和第1反射層，按照所述第1反射層、所述第2電介質(zhì)層、所述第1記錄層、以及所述第1電介質(zhì)層的順序，從所述中間層一側(cè)向所述第1襯底一側(cè)排列。
7.權(quán)利要求6記載的信息記錄介質(zhì)，其特征在于所述第1信息層，還具有在所述第1反射層與所述中間層之間配置的第3電介質(zhì)層。
8.權(quán)利要求7記載的信息記錄介質(zhì)，其特征在于所述第3電介質(zhì)層的折射率，針對(duì)波長為390nm～430nm的光，為2.3以上。
9.權(quán)利要求7記載的信息記錄介質(zhì)，其特征在于在所述中間層形成用于進(jìn)行跟蹤控制的溝槽。
10.權(quán)利要求7記載的信息記錄介質(zhì)，其特征在于所述第1信息層，還具有在從所述第1電介質(zhì)層與所述第1記錄層之間的界面、所述第1記錄層與所述第2電介質(zhì)層之間的界面、所述第2電介質(zhì)層與所述第1反射層之間的界面、以及所述第1反射層與所述第3電介質(zhì)層之間的界面中至少選出的1個(gè)界面上所配置的界面層。
11.權(quán)利要求6記載的信息記錄介質(zhì)，其特征在于所述第1反射層的厚度在5nm～15nm的范圍內(nèi)。
12.權(quán)利要求6記載的信息記錄介質(zhì)，其特征在于所述第1襯底的厚度在10μm～700μm的范圍內(nèi)。
13.權(quán)利要求12記載的信息記錄介質(zhì)，其特征在于在所述第1襯底上形成用于進(jìn)行跟蹤控制的溝槽。
14.權(quán)利要求1記載的信息記錄介質(zhì)，其特征在于所述第2襯底的厚度在500μm～1300μm的范圍內(nèi)。
15.權(quán)利要求14記載的信息記錄介質(zhì)，其特征在于在所述第2襯底上形成用于進(jìn)行跟蹤控制的溝槽。
16.權(quán)利要求14記載的信息記錄介質(zhì)，其特征在于所述第2信息層，還包括第4及第5電介質(zhì)層和第2反射層，按照所述第2反射層、所述第5電介質(zhì)層、所述第2記錄層、以及所述第4電介質(zhì)層的順序，從所述第2襯底一側(cè)向所述中間層一側(cè)排列。
17.權(quán)利要求16記載的信息記錄介質(zhì)，其特征在于所述第2信息層，還具有在從所述第4電介質(zhì)層與所述第2記錄層之間的界面、所述第2記錄層與所述第5電介質(zhì)層之間的界面、以及所述第5電介質(zhì)層與所述第2反射層之間的界面中至少選出的1個(gè)界面上所配置的界面層。
18.一種具有第1及第2襯底、第1及第2信息層、和中間層的信息記錄介質(zhì)的制造方法，其特征在于包括(a)在所述第2襯底上形成所述第2信息層的步驟；(b)在所述第2信息層上形成所述中間層的步驟；(c)在所述中間層上形成所述第1信息層的步驟；(d)在所述第1信息層上粘接所述第1襯底的步驟，所述第1信息層，包括第1記錄層，用于通過從所述第1襯底一側(cè)照射進(jìn)來的激光束，在晶體相與非晶相之間引起可逆相變，所述第2信息層，包括第2記錄層，用于通過所述激光束，在晶體相與非晶相之間引起可逆相變，所述(C)的步驟，包括采用含鍺、錫、銻、碲的母材形成厚度在9nm以下的所述第1記錄層的步驟。
19.權(quán)利要求18記載的信息記錄介質(zhì)的制造方法，其特征在于所述(C)步驟中，所述第1記錄層在制造時(shí)采用包括Ar氣或Kr氣在內(nèi)的濺射氣體進(jìn)行濺射加工。
20.權(quán)利要求19記載的信息記錄介質(zhì)的制造方法，其特征在于所述濺射氣體，還包括氧氣及氮?dú)庵械闹辽僖环N氣體。
21.權(quán)利要求19記載的信息記錄介質(zhì)的制造方法，其特征在于所述第1記錄層的成膜速度在0.1nm/秒～10nm/秒的范圍內(nèi)。
22.權(quán)利要求18記載的信息記錄介質(zhì)的制造方法，其特征在于所述(b)的步驟，包括在所述中間層的表面形成跟蹤控制用溝槽的步驟。
23.權(quán)利要求18記載的信息記錄介質(zhì)的制造方法，其特征在于所述第1信息層還包括配置在比所述第1記錄層更相鄰的所述中間層一側(cè)的第1反射層。所述(C)步驟，包括在5nm～15nm的范圍內(nèi)形成所述第1反射層的步驟。
24.一種通過在信息記錄介質(zhì)上照射激光，以此進(jìn)行信息信號(hào)的記錄及再生的信息記錄介質(zhì)的記錄再生方法，其特征在于所述信息記錄介質(zhì)為權(quán)利要求1記載的信息記錄介質(zhì)，所述激光束從所述信息記錄介質(zhì)的所述第1信息層一側(cè)射入，在所述信息記錄介質(zhì)的所述第2信息層，基于穿過所述第1信息層的激光束來進(jìn)行信息的記錄與再生，所述激光束的波長在390nm～430nm的范圍內(nèi)。
25.權(quán)利要求24記載的信息記錄介質(zhì)的記錄再生方法，其具體特征在于進(jìn)行信息記錄再生時(shí)的所述信息記錄介質(zhì)的線速度在1m/秒～50m/秒的范圍內(nèi)。
26.權(quán)利要求24記載的信息記錄介質(zhì)的記錄再生方法，其具體特征在于所述激光束，是用數(shù)值孔徑NA在0.4～1.1范圍內(nèi)的物鏡所聚光的激光束。
全文摘要
本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)具有第1襯底11,相對(duì)第1襯底11配置的第2襯底12,在第1襯底11與第2襯底12之間配置的第1信息層13,在第1信息層13與第2襯底12之間配置的第2信息層14,在第1信息層13與第2信息層14之間配置的中間層15。第1信息層13包括在激光束35的作用下,在晶體相與非晶相之間產(chǎn)生可逆相變反應(yīng)的第1記錄層18,第2信息層14包括在激光束35的作用下,在晶體相與非晶相之間產(chǎn)生可逆相變反應(yīng)的第2記錄層27。第1記錄層18含有Ge、Sn、Sb、Te,并且其厚度在9nm以下。
文檔編號(hào)G11B7/254GK1345053SQ0113283
公開日2002年4月17日 申請(qǐng)日期2001年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月13日
發(fā)明者児島理惠, 西原孝史, 山田升 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社