專利名稱：光學(xué)地記錄和再現(xiàn)數(shù)據(jù)的方法和光學(xué)記錄媒體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)地記錄和再現(xiàn)數(shù)據(jù)的方法及其光學(xué)記錄媒體，該方法能夠記錄和再現(xiàn)具有幾乎等于由光的衍射所確定的分辨率極限或小于該分辨率極限的尺寸的記錄標(biāo)記。
背景技術(shù)：
在使用激光束的數(shù)據(jù)再現(xiàn)方法中，通常存在由光的衍射所確定的分辨率極限。激光束的波長(zhǎng)λ和物鏡的數(shù)值孔徑NA確定了分辨率極限。由于截止空間頻率是2NA/λ，因此如果其空間頻率等于或短于2NA/λ(線性對(duì)/納米)則可以讀取包括記錄標(biāo)記和在其長(zhǎng)度彼此相等的相鄰記錄標(biāo)記之間的間隔的記錄標(biāo)記串。在這種情況下，對(duì)應(yīng)于可讀的空間頻率的記錄標(biāo)記(間隔)的長(zhǎng)度如下。
λ/4NA＝0.25λ/NA換句話說(shuō)，通過(guò)讀取包括其排列間距短于0.5λ/NA的記錄標(biāo)記和包括具有短于0.25λ/NA的長(zhǎng)度的記錄標(biāo)記的記錄標(biāo)記串，不可能獲得再現(xiàn)的信號(hào)。因此，為了讀取以高密度記錄在光學(xué)記錄媒體中的信號(hào)，由于減小激光束的波長(zhǎng)λ或者增加物鏡的數(shù)值孔徑NA比較有效，因此為減小激光束的波長(zhǎng)λ或增加物鏡的數(shù)值孔徑NA已經(jīng)作了許多研究。
在另一方面，分別從減小分辨率極限的研究中，已經(jīng)提出了各種超分辨率再現(xiàn)技術(shù)用于讀取具有短于分辨率極限的長(zhǎng)度的記錄標(biāo)記。例如，提出了如下方案通過(guò)響應(yīng)激光束的輻射提供用于產(chǎn)生孔徑等的層，實(shí)質(zhì)地增加在媒體中的物鏡的數(shù)值孔徑NA。
此外，例如，在Jpn.J.Appl.Phys.Vol.39(2000)pp.980至981中，描述了利用近場(chǎng)光的超分辨率技術(shù)。在這個(gè)出版物中公開(kāi)的光盤適合于使用近場(chǎng)光記錄和再現(xiàn)數(shù)據(jù)。通過(guò)從記錄和再現(xiàn)數(shù)據(jù)的光的光入射平面以如下順序?qū)盈B聚碳酸脂襯底、具有170納米的厚度的ZnS-SiO2層、具有15納米的厚度的AgOx層(讀出層)、具有40納米的厚度的ZnS-SiO2層、具有15納米的厚度的Ge2Sb2Te5層(記錄層)、具有20納米的厚度的ZnS-SiO2層構(gòu)造光盤。光盤的記錄層由Ge2Sb2Te5構(gòu)成。因此，結(jié)晶的記錄標(biāo)記形成在這個(gè)光盤的非晶記錄層中。
在上述的出版物中，通過(guò)如下過(guò)程讀取記錄標(biāo)記記錄具有短于分辨率極限的長(zhǎng)度的記錄標(biāo)記，在記錄記錄標(biāo)記之后將激光束輻射到AgOx層上，由此將AgOx分解為Ag和O2以產(chǎn)生Ag探頭，以及在Ag探頭周圍產(chǎn)生近場(chǎng)光。在再現(xiàn)數(shù)據(jù)之后移動(dòng)激光束，Ag和O2彼此反應(yīng)以形成AgOx。即Ag探頭的產(chǎn)生是可逆的。實(shí)際上，根據(jù)這種技術(shù)，使用具有635納米的波長(zhǎng)的激光束和具有0.60的數(shù)值孔徑的光學(xué)系統(tǒng)可以讀取包括200納米的長(zhǎng)度的記錄標(biāo)記的記錄標(biāo)記串(分辨率極限的間距530納米；分辨率極限的標(biāo)記長(zhǎng)度265納米)。這時(shí)，讀取功率是2.5mW并且線性速度是6.0m/sec。然而，在使用這種超分辨率技術(shù)讀取記錄標(biāo)記時(shí)，在再現(xiàn)信號(hào)的載波噪聲比(CNR)(它是信號(hào)強(qiáng)度的一個(gè)量度)較小并且不實(shí)用。此外，由于在讀出層中產(chǎn)生探頭的讀取功率相對(duì)較高，因此沒(méi)有形成記錄標(biāo)記的記錄層的區(qū)域的非晶部分易于結(jié)晶。因此，記錄標(biāo)記因重復(fù)讀取操作而劣化，換句話說(shuō)，記錄標(biāo)記的再現(xiàn)持久性不夠高。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的一個(gè)目的是記錄和再現(xiàn)包括具有幾乎等于由光的衍射所確定的分辨率極限或小于該分辨率極限的尺寸的記錄標(biāo)記的記錄標(biāo)記串，由此從所有的記錄標(biāo)記中獲得高再現(xiàn)輸出并且實(shí)現(xiàn)記錄標(biāo)記的高再現(xiàn)持久性。
本發(fā)明的上述目的可以通過(guò)在下面的(1)至(8)中界定的本發(fā)明實(shí)現(xiàn)。
(1)一種在光學(xué)記錄媒體中記錄數(shù)據(jù)和從其中再現(xiàn)數(shù)據(jù)的方法，該方法通過(guò)將用于記錄數(shù)據(jù)的激光束輻射到其中并形成記錄標(biāo)記串將數(shù)據(jù)記錄在光學(xué)記錄媒體中，以及通過(guò)使用具有數(shù)值孔徑NA的光學(xué)系統(tǒng)將具有波長(zhǎng)λ的用于再現(xiàn)數(shù)據(jù)的激光束輻射到其中并讀取記錄標(biāo)記串從光學(xué)記錄媒體中再現(xiàn)數(shù)據(jù)，該光學(xué)記錄媒體包括包含貴金屬氧化物的貴金屬氧化物層，該記錄標(biāo)記串通過(guò)分解貴金屬氧化物并使貴金屬氧化物層變形而形成，并且包括具有短于0.37λ/NA的長(zhǎng)度的至少一個(gè)記錄標(biāo)記，以及記錄和再現(xiàn)數(shù)據(jù)的方法包括如下的步驟將貴金屬顆粒不可逆地淀積在貴金屬氧化物層中并將再現(xiàn)數(shù)據(jù)的激光束輻射到由此淀積的貴金屬顆粒中，由此讀取記錄標(biāo)記串。
(2)根據(jù)(1)的記錄和再現(xiàn)數(shù)據(jù)的方法，其中貴金屬氧化物層包含氧化銀、氧化鉑和氧化鈀中的至少一種。
(3)根據(jù)(1)或(2)的記錄和再現(xiàn)數(shù)據(jù)的方法，其中光學(xué)記錄媒體進(jìn)一步包括第一電介質(zhì)層和第二電介質(zhì)層以將貴金屬氧化物層夾在其間。
(4)根據(jù)(3)的記錄和再現(xiàn)數(shù)據(jù)的方法，其中光學(xué)記錄媒體進(jìn)一步包括包含金屬和/或準(zhǔn)金屬作為主要成分的光吸收層，以及淀積該光吸收層和貴金屬氧化物層以將第二電介質(zhì)層夾在其間。
(5)根據(jù)(4)的記錄和再現(xiàn)數(shù)據(jù)的方法，其中光吸收層至少包含Sb和/或Te。
(6)根據(jù)(4)或(5)的記錄和再現(xiàn)數(shù)據(jù)的方法，其中光學(xué)記錄媒體進(jìn)一步包括第三電介質(zhì)層，以及淀積該第三電介質(zhì)和第二電介質(zhì)層以將光吸收層夾在其間。
(7)根據(jù)(6)的記錄和再現(xiàn)數(shù)據(jù)的方法，其中光學(xué)記錄媒體進(jìn)一步包括包含金屬和/或準(zhǔn)金屬作為主要成分的反射層，以及淀積該反射層和光吸收層以將第三電介質(zhì)層夾在其間。
(8)一種包括貴金屬氧化物層的光學(xué)記錄媒體，該貴金屬氧化物層包含貴金屬氧化物，而且貴金屬氧化物由氧化鉑和/或氧化鈀構(gòu)成。


附圖1A所示為根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)記錄媒體的優(yōu)選實(shí)施例的橫截面視圖。附圖1B和1C是附帶的照片而不是圖形，每個(gè)照片顯示了薄膜結(jié)構(gòu)，并且是說(shuō)明在附圖1A中所示的光學(xué)記錄媒體的橫截面的發(fā)射電子顯微鏡照片，其中附圖1B所示為在其中記錄數(shù)據(jù)并使用具有1mW的功率的激光束再現(xiàn)數(shù)據(jù)之后的薄膜結(jié)構(gòu)的照片，以及附圖1C所示為在其中記錄數(shù)據(jù)并使用具有4mW的功率的激光束再現(xiàn)數(shù)據(jù)、然后使用具有1mW的功率的激光束再現(xiàn)數(shù)據(jù)之后的薄膜結(jié)構(gòu)的照片。附圖2所示為根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)記錄媒體的另一優(yōu)選實(shí)施例的橫截面視圖。
附圖3所示為根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)記錄媒體的進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施例的橫截面視圖。附圖4所示為根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)記錄媒體的再一優(yōu)選實(shí)施例的橫截面視圖。附圖5所示為根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)記錄媒體的再一優(yōu)選實(shí)施例的橫截面視圖。附圖6所示為在記錄標(biāo)記的長(zhǎng)度和CNR之間的關(guān)系的曲線圖。附圖7所示為在記錄標(biāo)記的長(zhǎng)度和CNR之間的關(guān)系的曲線圖。附圖8所示為在記錄標(biāo)記的長(zhǎng)度和CNR之間的關(guān)系的曲線圖。附圖9所示為在讀取次數(shù)和CNR之間的關(guān)系的曲線圖。附圖10所示為在讀取次數(shù)和CNR之間的關(guān)系的曲線圖。附圖11所示為在讀取次數(shù)和CNR之間的關(guān)系的曲線圖。附圖12所示為在記錄標(biāo)記的長(zhǎng)度和CNR之間的關(guān)系的曲線圖。附圖13所示為在反射層的厚度和CNR之間的關(guān)系的曲線圖。附圖14A所示為根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)記錄媒體的優(yōu)選實(shí)施例的橫截面視圖。附圖14B和14C是附帶的照片而不是圖形，每個(gè)照片顯示了薄膜結(jié)構(gòu)，并且是說(shuō)明在附圖14A中所示的光學(xué)記錄媒體的橫截面的發(fā)射電子顯微鏡照片，其中附圖14B所示為在其中記錄數(shù)據(jù)并使用具有1mW的功率的激光束再現(xiàn)數(shù)據(jù)之后的薄膜結(jié)構(gòu)的照片，以及附圖14C所示為在其中記錄數(shù)據(jù)并使用具有4mW的功率的激光束再現(xiàn)數(shù)據(jù)然后使用具有1mW的功率的激光束再現(xiàn)數(shù)據(jù)之后的薄膜結(jié)構(gòu)的照片。附圖15所示為在記錄標(biāo)記的長(zhǎng)度和CNR之間的關(guān)系的曲線圖。附圖16所示為在記錄標(biāo)記的長(zhǎng)度和CNR之間的關(guān)系的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在如下的情況下通過(guò)利用超分辨率再現(xiàn)的原理可以獲得具有高CNR的再現(xiàn)信號(hào)并改善記錄標(biāo)記的再現(xiàn)持久性在包括貴金屬氧化物層的光學(xué)記錄媒體中，在使用貴金屬氧化物層作為記錄層的情況下，記錄具有小于分辨率極限的尺寸的記錄標(biāo)記或具有大于分辨率極限但接近在貴金屬氧化物層中的分辨率的尺寸的記錄標(biāo)記，由此在其中記錄數(shù)據(jù)并使用具有等于或高于閾值的讀出功率的激光束再現(xiàn)數(shù)據(jù)。
附圖1A所示為光學(xué)記錄媒體的優(yōu)選實(shí)施例的橫截面視圖，根據(jù)本發(fā)明記錄和再現(xiàn)數(shù)據(jù)的方法可用于該光學(xué)記錄媒體。通過(guò)以如下的順序在襯底(未示)上形成第一電介質(zhì)層31、貴金屬氧化物層4、第二電介質(zhì)層32、光吸收層5和第三電介質(zhì)層33構(gòu)造光學(xué)記錄媒體。貴金屬氧化物層4由AgOx構(gòu)成，這里x等于1，光吸收層5由Ag-In-Sb-Te合金構(gòu)成，第一電介質(zhì)層31、第二電介質(zhì)層32和第三電介質(zhì)層33中的每個(gè)由ZnSiO2構(gòu)成。記錄數(shù)據(jù)或再現(xiàn)數(shù)據(jù)的激光束通過(guò)襯底輻射到貴金屬氧化物層4和光吸收層5上。
通過(guò)使用具有0.60的數(shù)值孔徑NA的光學(xué)系統(tǒng)將635納米的波長(zhǎng)的激光束輻射到其中，其間距是400納米(標(biāo)記長(zhǎng)度是200納米)的記錄標(biāo)記串記錄在光學(xué)記錄媒體的特定的軌道上。在記錄功率級(jí)(10mW)和偏壓功率級(jí)(1mW)之間調(diào)制記錄數(shù)據(jù)的激光束的功率。即，激光束的記錄功率設(shè)置在10mW。然后，使用其讀出功率Pr被設(shè)定到1mW或4mW的激光束再現(xiàn)數(shù)據(jù)并測(cè)量再現(xiàn)信號(hào)的CNR。結(jié)果，在讀出功率Pr被設(shè)定到1mW的情況下，不能測(cè)量CNR，但是在讀出功率Pr被設(shè)定到4mW的情況下，CNR是41dB，很高。在這種情況下，由于分辨率極限間距是530納米，并且分辨率極限標(biāo)記長(zhǎng)度是265納米，因此可以理解，根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)利用這種超分辨率再現(xiàn)的原理可以實(shí)現(xiàn)比常規(guī)的超分辨率再現(xiàn)方法高得多的CNR的再現(xiàn)信號(hào)。
在附圖14A中所示的光學(xué)記錄媒體具有與在附圖1A中所示的光學(xué)記錄媒體的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)，但除了貴金屬氧化物層4由PtOy構(gòu)成之外，這里y等于2。除了記錄功率級(jí)被設(shè)置到10.5mW之外，在與如附圖1A中所示的光學(xué)記錄媒體中用于記錄數(shù)據(jù)的條件相同的條件下，在由此構(gòu)成的記錄媒體中記錄數(shù)據(jù)，以及測(cè)量再現(xiàn)信號(hào)的CNR。結(jié)果，雖然在將讀出功率Pr設(shè)定到1mW的情況下沒(méi)有測(cè)量到CNR，但是在讀出功率Pr被設(shè)定到4mW的情況下可以實(shí)現(xiàn)具有等于或高于40dB的CNR的再現(xiàn)信號(hào)。
附圖1B所示為在使用其讀出功率被設(shè)定到1mW的激光束從其中再現(xiàn)數(shù)據(jù)之后在附圖1A中所示的光學(xué)記錄媒體的橫截面的發(fā)射電子顯微鏡(TEM)照片。此外，附圖1C所示為在使用其讀出功率級(jí)(值)被設(shè)定到4mW的激光束從其中再現(xiàn)數(shù)據(jù)、然后使用其讀出功率級(jí)(值)被設(shè)定到1mW的激光束從其中再現(xiàn)數(shù)據(jù)之后該光學(xué)記錄媒體的橫截面的TEM照片。此外，附圖14B所示為在使用其讀出功率級(jí)(值)被設(shè)定到1mW的激光束從其中再現(xiàn)數(shù)據(jù)之后在附圖14A中所示的光學(xué)記錄媒體的橫截面的發(fā)射電子顯微鏡(TEM)照片。附圖14C所示為在使用其讀出功率級(jí)(值)被設(shè)定到4mW的激光束從其中再現(xiàn)數(shù)據(jù)、然后使用其讀出功率級(jí)(值)被設(shè)定到1mW的激光束從其中再現(xiàn)數(shù)據(jù)之后該光學(xué)記錄媒體的橫截面的TEM照片。在這些附圖中所示的每個(gè)橫截面與記錄軌道(即記錄標(biāo)記串)基本平行。
從附圖1B中可以清楚看出，在將數(shù)據(jù)記錄在光學(xué)記錄媒體之前在存在AgOx層的區(qū)域上通過(guò)以記錄數(shù)據(jù)的激光束輻射形成孔隙，孔隙的橫截面的形狀周期性地變化，并且孔隙的形狀的變化周期對(duì)應(yīng)于記錄標(biāo)記的排列間距。因此，可以合理地得出凸區(qū)(以相對(duì)較高的孔隙形成的區(qū)域)對(duì)應(yīng)于以其功率被設(shè)定到記錄功率級(jí)(值)的激光束輻射的區(qū)域(記錄標(biāo)記)，以及凹區(qū)(以相對(duì)較低的孔隙形成的區(qū)域)對(duì)應(yīng)于以其功率被設(shè)定到偏置功率級(jí)(值)的激光束輻射的區(qū)域(間隔)。此外，少數(shù)的Ag顆粒40淀積在每個(gè)孔隙中。此外，雖然光吸收層5的相位在記錄數(shù)據(jù)之前是非晶相，但是在記錄數(shù)據(jù)之后在其上記錄了數(shù)據(jù)的軌道的整個(gè)區(qū)域上光吸收層5結(jié)晶化。
從附圖1C中可以清楚看出，在使用其讀出功率被設(shè)定到4mW的激光束再現(xiàn)數(shù)據(jù)之后沒(méi)有觀測(cè)到在記錄數(shù)據(jù)時(shí)形成的每個(gè)孔隙的輪廓的變化，但在每個(gè)孔隙中的Ag顆粒40的數(shù)量顯著地變化。換句話說(shuō)，可以看到通過(guò)以再現(xiàn)數(shù)據(jù)的激光束淀積Ag顆粒。在此，雖然Ag顆粒40沒(méi)有均勻地分布，但是沒(méi)有觀測(cè)到由于Ag顆粒的分布的不均勻性引起的再現(xiàn)信號(hào)的遺漏。
在另一方面，從附圖14B和14C中可以看到，即使在貴金屬氧化物層4由PtOy構(gòu)成的情況下，在貴金屬氧化物層4中形成了對(duì)應(yīng)于記錄標(biāo)記的空腔。此外，可以看出，在這些情況下，在對(duì)應(yīng)于間隔的區(qū)域上實(shí)質(zhì)沒(méi)有形成任何孔隙并且對(duì)應(yīng)于記錄標(biāo)記的每個(gè)孔隙的輪廓變得更加清晰。此外，從附圖14B和14C中可以看出，在貴金屬氧化物層4由PtOy構(gòu)成的情況下，即使在使用其讀出功率被設(shè)定到高功率(即4mW)的激光束再現(xiàn)數(shù)據(jù)時(shí)仍然不容易改變每個(gè)Pt顆粒的形狀和顆粒尺寸和Pt顆粒的淀積密度。
基于上述的結(jié)果，下文考慮數(shù)據(jù)的記錄機(jī)理。在數(shù)據(jù)要記錄在光學(xué)記錄媒體中時(shí)，即其功率被設(shè)定到記錄功率級(jí)(值)的激光束輻射到其上時(shí)，在由AgOx構(gòu)成的貴金屬氧化物層4中AgOx被分解為Ag和ox/2*O2，并且光吸收層5結(jié)晶。在要記錄數(shù)據(jù)時(shí)產(chǎn)生的氧氣在貴金屬氧化物層4中膨脹，由此使貴金屬氧化物層4變形并朝上推第二電介質(zhì)層32和光吸收層5。此外，在由PtOy構(gòu)成的貴金屬氧化物層4中，發(fā)生了類似的分解。結(jié)果，第二電介質(zhì)層32彎曲以便在以其功率被設(shè)定到記錄功率級(jí)(值)的激光束輻射的區(qū)域上在附圖14B和14C中朝上輻射，并且在以其功率被設(shè)定到記錄功率的激光束輻射的區(qū)域上的光吸收層5變得比其周圍的光吸收層5更薄，由此該區(qū)域作為記錄標(biāo)記?？梢哉J(rèn)為，氧氣被封裝在每個(gè)孔隙中。為了根據(jù)這種機(jī)理將數(shù)據(jù)記錄在光學(xué)記錄媒體中，需要執(zhí)行如下的兩個(gè)過(guò)程即要求將貴金屬氧化物分解為貴金屬和O2，和通過(guò)貴金屬氧化物的分解產(chǎn)生的氧氣使貴金屬氧化物層4變形，由此使第二電介質(zhì)層32和光吸收層5變形。由于在記錄數(shù)據(jù)時(shí)由典型的相變材料構(gòu)成的光吸收層5完全結(jié)晶，因此這種記錄機(jī)理不同于在相變型光學(xué)記錄媒體中的記錄機(jī)理，在這種相變型光學(xué)記錄媒體中基于在晶相和非晶相之間的反射率的差檢測(cè)記錄標(biāo)記。
然后，下文考慮數(shù)據(jù)的再現(xiàn)機(jī)理。從附圖1C中可以清楚看出，通過(guò)使用超分辨率極限再現(xiàn)的原理淀積大量的Ag顆粒40。如附圖1B所示，在將數(shù)據(jù)記錄在光學(xué)記錄媒體中時(shí)通過(guò)將AgOx分解為Ag和x/2*O2產(chǎn)生的一部分Ag凝結(jié)以形成Ag顆粒40。雖然不能從附圖1B中證實(shí)，但是可以認(rèn)為沒(méi)有凝結(jié)以形成Ag顆粒40的Ag以超細(xì)顆粒的形式附著到每個(gè)孔隙的壁表面。在這種狀態(tài)下，在具有等于或高于預(yù)定級(jí)(值)的功率的再現(xiàn)數(shù)據(jù)的激光束輻射在光學(xué)記錄媒體上時(shí)，Ag的超細(xì)顆粒凝結(jié)并且每個(gè)具有使用TEM可觀測(cè)的尺寸的Ag顆粒淀積?？梢哉J(rèn)為，由此淀積的Ag顆粒成為散射近場(chǎng)光的探頭，并類似地用作在上述的Jpn.J.Appl.Phys.Vol.39(2000)pp.980至981中描述的Ag探頭以將近場(chǎng)光轉(zhuǎn)換為傳播光，由此實(shí)現(xiàn)根據(jù)超分辨率極限再現(xiàn)的原理再現(xiàn)數(shù)據(jù)。
在附圖1B和1C中，由于記錄標(biāo)記長(zhǎng)度和間隔長(zhǎng)度是200且較短，因此由在記錄標(biāo)記上的氧氣的產(chǎn)生引起的貴金屬氧化物層4的變形影響了間隔，由此在對(duì)應(yīng)于間隔的區(qū)域上形成了孔隙。然而，在具有更長(zhǎng)的記錄標(biāo)記長(zhǎng)度和間隔長(zhǎng)度的記錄標(biāo)記串被記錄在光學(xué)記錄媒體中時(shí)，發(fā)現(xiàn)沒(méi)有孔隙在貴金屬氧化物層4中以該間隔形成，并且在記錄標(biāo)記上的孔隙的高度恒定。
在本發(fā)明中，通過(guò)激光束輻射以前淀積在貴金屬氧化物層4中的每個(gè)孔隙中的貴金屬顆粒在再現(xiàn)數(shù)據(jù)之后不消失。因此，在重復(fù)再現(xiàn)數(shù)據(jù)時(shí)不需要進(jìn)一步淀積貴金屬氧化物顆粒。然而，由于發(fā)現(xiàn)在使用如附圖1C所示的具有4mW的讀出功率的激光束已經(jīng)再現(xiàn)數(shù)據(jù)之后在激光束的讀出功率降低到1mW時(shí)，不能測(cè)量到CNR，在重復(fù)數(shù)據(jù)再現(xiàn)時(shí)需要輻射具有根據(jù)超分辨率極限再現(xiàn)的原理能夠再現(xiàn)數(shù)據(jù)的功率的激光束。
在此，通過(guò)再現(xiàn)數(shù)據(jù)的激光束輻射淀積貴金屬顆粒不是絕對(duì)必要的，并且在再現(xiàn)數(shù)據(jù)之前激光束可以將激光束輻射在光學(xué)記錄媒體上以淀積貴金屬顆粒。
此外，在附圖1B和1C中所示的實(shí)例中，雖然在記錄數(shù)據(jù)時(shí)少數(shù)的貴金屬顆粒淀積，但是在記錄數(shù)據(jù)時(shí)可以淀積更大量的貴金屬顆粒。例如，如附圖14B和14C所示，在記錄數(shù)據(jù)時(shí)可以淀積大量的貴金屬顆粒以使在隨后用于數(shù)據(jù)再現(xiàn)等將激光束輻射在光學(xué)記錄媒體上時(shí)幾乎不改變貴金屬顆粒的淀積密度。此外，在隨后用于數(shù)據(jù)再現(xiàn)等的激光束輻射到光學(xué)記錄媒體上時(shí)，在記錄數(shù)據(jù)時(shí)淀積的貴金屬顆粒的顆粒尺寸和晶體結(jié)構(gòu)可以被改變。
在利用超分辨率極限的原理記錄數(shù)據(jù)或再現(xiàn)數(shù)據(jù)時(shí)，優(yōu)選將激光束的入射方向設(shè)定成使通過(guò)貴金屬氧化物層4透射的激光束輻射到光吸收層5上。在通過(guò)由金屬和/或準(zhǔn)金屬構(gòu)成的光吸收層5將激光束輻射到貴金屬氧化物層4上的情況下，由于激光束從光吸收層5反射或被吸收在其中，因此需要增加激光束的功率，并且存在損壞光吸收層5的危險(xiǎn)。此外，在光吸收層5由相變材料構(gòu)成的情況下，如果激光束直接輻射在光吸收層5上而不通過(guò)貴金屬氧化物層4傳輸它，則非晶相或結(jié)晶相的記錄標(biāo)記有時(shí)形成在光吸收層5中，而在貴金屬氧化物層4中沒(méi)有形成任何記錄標(biāo)記。在這種情況下，根據(jù)本發(fā)明的記錄和再現(xiàn)機(jī)理不能工作。
在此，本發(fā)明可用于沒(méi)有包括光吸收層5的光學(xué)記錄媒體。在這種情況下，在記錄數(shù)據(jù)或再現(xiàn)數(shù)據(jù)時(shí)激光束從光學(xué)記錄媒體的任一側(cè)輻射。
日本專利No.3157019和日本專利No.3071243每個(gè)都公開(kāi)了包括由氧化銀構(gòu)成的記錄層的光學(xué)記錄媒體，該光學(xué)記錄媒體被構(gòu)造成通過(guò)記錄數(shù)據(jù)的激光束的輻射使氧化銀分解為Ag和O2，由此在記錄層中形成空腔。這些光學(xué)記錄媒體中的每個(gè)都類似于本發(fā)明所應(yīng)用的光學(xué)記錄媒體，其中在記錄數(shù)據(jù)時(shí)在氧化銀層中形成空腔。然而，它們根本沒(méi)有提及形成具有接近分辨率極限的尺寸的小的記錄標(biāo)記。此外，在這些專利的每個(gè)專利中公開(kāi)的工作實(shí)例中具有780納米的波長(zhǎng)并且其功率被設(shè)定到0.5mW的激光束用于數(shù)據(jù)再現(xiàn)，但因?yàn)槭褂闷涔β试O(shè)定到這樣低功率級(jí)(值)的激光束不可能淀積Ag顆粒，因此不可能使用超分辨率極限再現(xiàn)的原理再現(xiàn)數(shù)據(jù)。
在將信息記錄在光學(xué)記錄媒體中時(shí)，基于通過(guò)數(shù)據(jù)調(diào)制碼比如EFM等調(diào)制的信號(hào)調(diào)制其功率的激光束輻射到光學(xué)記錄媒體上和在其記錄軌道上包括不同的長(zhǎng)度的記錄標(biāo)記的記錄標(biāo)記串上。本發(fā)明具有如下良好的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，在再現(xiàn)具有小于0.25λ/NA的尺寸的記錄標(biāo)記的情況下，可以實(shí)現(xiàn)具有更高的CNR的再現(xiàn)信號(hào)。此外，根據(jù)本發(fā)明，在再現(xiàn)具有比分辨率極限更大但接近分辨率極限的尺寸的記錄標(biāo)記的情況下，可以提高再現(xiàn)信號(hào)的C/N比。根據(jù)本發(fā)明，在再現(xiàn)具有短于0.37λ/NA(特別是0.28λ/NA)的長(zhǎng)度的記錄標(biāo)記的情況下，可以顯著地提高再現(xiàn)信號(hào)的C/N比。因此，在形成包括具有這種長(zhǎng)度的記錄標(biāo)記的記錄標(biāo)記串的情況下本發(fā)明特別有效。
在此，在記錄標(biāo)記的長(zhǎng)度太短的情況下，由于即使在應(yīng)用本發(fā)明時(shí)仍然難以實(shí)現(xiàn)具有較高的C/N比的再現(xiàn)信號(hào)，因此優(yōu)選將本發(fā)明應(yīng)用到再現(xiàn)包括具有等于或短于0.05λ/NA(特別是0.09λ/NA)的長(zhǎng)度的記錄標(biāo)記的記錄標(biāo)記串的情況。
在本發(fā)明中，在再現(xiàn)數(shù)據(jù)之前或者至少在第一次再現(xiàn)數(shù)據(jù)時(shí)，需要將貴金屬氧化物分解，由此在貴金屬氧化物層中形成空腔并且不可逆地淀積貴金屬顆粒。如果記錄功率和/或讀出功率太低，則這種記錄和再現(xiàn)機(jī)理不能以理想的方式起作用，不能實(shí)現(xiàn)具有較高的CNR的再現(xiàn)信號(hào)。在另一方面，如果記錄功率和/或讀出功率太高，則光學(xué)記錄媒體的持久性受到不利的影響和損壞。因此，記錄功率和讀出功率存在最佳值。
然而，在使用具有較大的數(shù)值孔徑的光學(xué)系統(tǒng)將具有較短的波長(zhǎng)的激光束輻射到光學(xué)記錄媒體上時(shí)，由于在激光束點(diǎn)內(nèi)的能量的密度增加，因此即使激光束的功率相同，在根據(jù)激光束的波長(zhǎng)和光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑記錄數(shù)據(jù)或再現(xiàn)數(shù)據(jù)時(shí)激光束對(duì)貴金屬氧化物層產(chǎn)生不同的影響。此外，在構(gòu)成光學(xué)記錄媒體的相應(yīng)的層比如貴金屬氧化物層、光吸收層等的成分或厚度不同時(shí)，即使激光束的功率相同，在記錄數(shù)據(jù)或再現(xiàn)數(shù)據(jù)時(shí)由此對(duì)貴金屬氧化物層也產(chǎn)生不同的影響。
因此，在本發(fā)明中，實(shí)驗(yàn)地確定激光束的記錄功率和讀出功率以便獲得具有較高的CNR的再現(xiàn)信號(hào)。在本發(fā)明中，優(yōu)選實(shí)現(xiàn)具有等于或高于25dB的CNR的再現(xiàn)信號(hào)，更為優(yōu)選的是獲得具有等于或高于40dB的CNR的再現(xiàn)信號(hào)。
下文詳細(xì)地解釋根據(jù)本發(fā)明的記錄和再現(xiàn)數(shù)據(jù)的方法可應(yīng)用到其中的光學(xué)記錄媒體。
具有如附圖2所示的結(jié)構(gòu)的光學(xué)記錄媒體附圖2示出了本發(fā)明的光學(xué)記錄媒體的優(yōu)選實(shí)施例。光學(xué)記錄媒體包括在襯底上以這個(gè)順序的第一電介質(zhì)層31、貴金屬氧化物層4、第二電介質(zhì)層32、光吸收層5和第三電介質(zhì)層33。
貴金屬氧化物層4在記錄數(shù)據(jù)之前，貴金屬氧化物層4包含貴金屬氧化物，優(yōu)選的是貴金屬氧化物層4基本由貴金屬氧化物構(gòu)成。
貴金屬氧化物層4可以包含兩種或更多種貴金屬氧化物。在這種情況下，貴金屬氧化物層可以具有單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)，在多層結(jié)構(gòu)中多個(gè)層的每個(gè)包含至少一種貴金屬氧化物。然而，在貴金屬氧化物層包含兩種或更多種貴金屬氧化物的情況下，在記錄數(shù)據(jù)時(shí)兩種或更多種貴金屬氧化物有時(shí)不全部同時(shí)分解，并且在再現(xiàn)數(shù)據(jù)時(shí)兩種或更多種貴金屬氧化物有時(shí)不全部凝結(jié)，由此記錄和再現(xiàn)特性不利地受到影響。因此，優(yōu)選的是貴金屬氧化物層包含一種貴金屬氧化物。
在本發(fā)明可使用的貴金屬的種類沒(méi)有特別的限制，因?yàn)樯鲜龅挠涗浐驮佻F(xiàn)機(jī)理可與貴金屬的種類無(wú)關(guān)地運(yùn)行。然而，從容易形成其氧化物、其氧化物的穩(wěn)定性和使用可見(jiàn)光產(chǎn)生近場(chǎng)光的效率的觀點(diǎn)看，優(yōu)選使用從由鉑、銀和鈀組成的組中選擇的至少一種貴金屬，更為優(yōu)選的是，使用銀和/或鉑。此外，特別優(yōu)選的是使用鉑以獲得具有更高的CNR的再現(xiàn)信號(hào)并增加記錄標(biāo)記的再現(xiàn)持久性。
在使用由PtOy代表的氧化鉑的情況下，優(yōu)選值y滿足如下的關(guān)系以再現(xiàn)較小的記錄標(biāo)記以獲得具有較高的CNR的再現(xiàn)信號(hào)。
0.5≤y，更為優(yōu)選的是，1≤y然而，如果值y太大，由于通過(guò)再現(xiàn)具有比分辨率極限更長(zhǎng)的長(zhǎng)度的記錄標(biāo)記獲得的信號(hào)的CNR變低，因此值y優(yōu)選滿足如下的關(guān)系以再現(xiàn)包括具有各種長(zhǎng)度的記錄標(biāo)記的記錄標(biāo)記串并獲得具有較高的CNR的再現(xiàn)信號(hào)。
4≤y，更為優(yōu)選的是，y＜3此外，PtOy的組分影響記錄標(biāo)記的再現(xiàn)持久性。因此，優(yōu)選值y滿足如下的關(guān)系以提高具有短于分辨率極限的長(zhǎng)度的記錄標(biāo)記的再現(xiàn)持久性，換句話說(shuō)，防止在反復(fù)再現(xiàn)數(shù)據(jù)時(shí)降低CNR。
1≤y，優(yōu)選值y滿足如下的關(guān)系以提高具有長(zhǎng)于分辨率極限的長(zhǎng)度的記錄標(biāo)記的再現(xiàn)持久性。
2＜y在使用由AgOx氧化物代表的銀的情況下，優(yōu)選值x滿足如下的關(guān)系以再現(xiàn)較小的記錄標(biāo)記以獲得具有較高的CNR的再現(xiàn)信號(hào)。
0.5≤x≤1.5，更為優(yōu)選的是，0.5≤x≤1由于如果值x太小則難以實(shí)現(xiàn)具有較高的CNR的再現(xiàn)信號(hào)，并且在另一方面如果值x太大則AgOx變得不穩(wěn)定，因此記錄標(biāo)記的存儲(chǔ)持久性和再現(xiàn)持久性易于降低。
在使用由PdOz代表的氧化鈀的情況下，優(yōu)選值z(mì)滿足如下的關(guān)系以再現(xiàn)較小的記錄標(biāo)記以獲得具有較高的CNR的再現(xiàn)信號(hào)。
1.0≤z≤1.5如果值z(mì)太小，則難以獲得具有較高的CNR的再現(xiàn)信號(hào)。在另一方面，如果值z(mì)超過(guò)1.5，則考慮到薄膜形成工藝難以形成氧化鈀層。
例如使用熒光X-射線分析可以測(cè)量貴金屬氧化物層4的成分。
貴金屬氧化物層4的厚度優(yōu)選1至30納米，更為優(yōu)選的是2至20納米。在貴金屬氧化物層4太薄的情況下，難以形成貴金屬氧化物層4作為連續(xù)膜并且難以獲得穩(wěn)定的記錄和再現(xiàn)特性。在另一方面，在貴金屬氧化物層4太厚的情況下，不可能獲得具有較高的CNR的再現(xiàn)信號(hào)。
具有通過(guò)從在附圖2中所示的光學(xué)記錄媒體中刪除光吸收層5獲得的結(jié)構(gòu)(在附圖5中所示)的光學(xué)記錄媒體落入本發(fā)明的范圍。在具有這種結(jié)構(gòu)的光學(xué)記錄媒體中，在激光束輻射到其中時(shí)貴金屬氧化物層4的溫度不容易增加，結(jié)果，難以獲得具有足夠高的CNR的再現(xiàn)信號(hào)。因此，優(yōu)選將貴金屬氧化物層4形成得更厚并增加在沒(méi)有包括光吸收層5的光學(xué)記錄媒體中的光吸收系數(shù)。具有這種結(jié)構(gòu)的光學(xué)記錄媒體的貴金屬氧化物層4的厚度優(yōu)選為20至100納米。在這種情況下，如果貴金屬氧化物層4太厚，則貴金屬氧化物層4變得不穩(wěn)定并且記錄標(biāo)記的再現(xiàn)持久性易于降低。
形成貴金屬氧化物層4的過(guò)程沒(méi)有特別的限制，并且貴金屬氧化物層4可以使用物理氣相淀積(PVD)處理比如濺射處理、氣相淀積處理等或化學(xué)氣相淀積(CVD)處理形成。在這些方法中，優(yōu)選通過(guò)使用貴金屬靶和氧氣作為反應(yīng)氣體通過(guò)反應(yīng)濺射處理形成貴金屬氧化物層4。
光吸收層5光吸收層5用于在再現(xiàn)數(shù)據(jù)時(shí)吸收激光束并被加熱，由此加熱在其附近的貴金屬氧化物層4，并促進(jìn)貴金屬的淀積。由于貴金屬氧化物層4相對(duì)于用于記錄數(shù)據(jù)或再現(xiàn)數(shù)據(jù)的激光束具有較高的透明度并且不容易被加熱，因此難以獲得具有足夠高的CNR的再現(xiàn)信號(hào)，除非提供了光吸收層。
光吸收層5被構(gòu)造成容易通過(guò)激光束輻射加熱。這可以通過(guò)增加光吸收層5的吸收系數(shù)或降低光吸收層5的熱系數(shù)實(shí)現(xiàn)。此外，在本發(fā)明中，由于根據(jù)上述的機(jī)理需要形成空腔，由此形成記錄標(biāo)記，因此優(yōu)選光吸收層5容易變形以容易形成空腔。
作為形成光吸收層5的可用的材料，優(yōu)選使用包含金屬或至少一種元素或包含從由金屬和準(zhǔn)金屬組成的組中選擇的兩種或更多種元素的合金(包括金屬間化合物)的材料，特別優(yōu)選的是，使用至少包含Sb和/或Te的合金，因?yàn)樵谛纬蛇@種合金的光吸收層5的情況下容易實(shí)現(xiàn)光吸收層5的上述的特性。
至少包含Sb和/或Te的合金優(yōu)選具有由下式表示的組分公式I(SbaTe1-a)1-bMb在公式I中，元素M代表除了Sb和Te之外的元素，a和b每個(gè)都代表原子比。可取的是，a和b是0≤a≤1，0≤b≤0.25在表示元素M的含量的b太大的情況下，光吸收層5所要求的上述的特性容易變得不夠。對(duì)元素M沒(méi)有特別的限制，但是優(yōu)選元素M是從In，Ag，Au，Bi，Se，Al，P，Ge，H，Si，C，V，W，Ta，Zn，Ti，Sn，Pb，Pd和稀土元素(Sc，Y和鑭系元素)組成的組中選擇的至少一種元素。
稱為相變記錄材料的合金包括在具有通過(guò)公式I表示的組分的合金中。相變記錄材料是用作被構(gòu)造成利用在晶相和非晶相的相變記錄材料之間的反射率之差讀處于非晶相或晶相的記錄標(biāo)記的光學(xué)記錄媒體的記錄材料的合金。然而，光吸收層5不用作利用處于晶相的相變記錄材料和處于非晶相的相變記錄材料之間的反射率之差的相變型記錄層。
在光吸收層5由相變記錄材料構(gòu)成并且處于非晶相的情況下，僅僅短記錄標(biāo)記記錄在貴金屬氧化物層4中時(shí)，由于在記錄數(shù)據(jù)時(shí)熱擴(kuò)散進(jìn)光吸收層5的表面引起光吸收層5在記錄標(biāo)記的方向上連續(xù)結(jié)晶，換句話說(shuō)，光吸收層5在間隔之間結(jié)晶，因此在再現(xiàn)數(shù)據(jù)時(shí)不存在問(wèn)題。然而，在更長(zhǎng)的間隔形成在貴金屬氧化物層4中時(shí)，在間隔的中心附近光吸收層5有時(shí)仍然處于非晶態(tài)。由于在再現(xiàn)數(shù)據(jù)時(shí)仍然處于非晶態(tài)的光吸收層5的區(qū)域有時(shí)結(jié)晶，因此由于該區(qū)域的結(jié)晶化引起再現(xiàn)信號(hào)有時(shí)失真。
為了防止再現(xiàn)信號(hào)因仍然處于非晶態(tài)的光吸收層5而失真，因此優(yōu)選在將數(shù)據(jù)記錄在貴金屬氧化物層4中之前使光吸收層5的整個(gè)區(qū)域結(jié)晶化。通過(guò)與在相變型光學(xué)記錄媒體中的記錄層的整個(gè)表面的結(jié)晶操作類似地將激光束輻射到其中可以使光吸收層5的整個(gè)區(qū)域結(jié)晶化。然而，在光吸收層5的整個(gè)區(qū)域要結(jié)晶時(shí)，需要設(shè)置處理?xiàng)l件以使在貴金屬氧化物層4中貴金屬氧化物不被分解。
由于在光吸收層5太薄的情況下難以確保足夠的光吸收系數(shù)，而在它太厚的情況下光吸收層5不容易變形，因此優(yōu)選形成光吸收層5使其具有2至200納米的厚度，更為優(yōu)選的是形成它使其具有10至100納米的厚度。
對(duì)形成光吸收層5的處理沒(méi)有特別的限制，但通過(guò)上述的PVD處理或CVD處理可以形成光吸收層5。
電介質(zhì)層31、32、33提供第一電介質(zhì)層31用于在其表面中記錄數(shù)據(jù)或再現(xiàn)數(shù)據(jù)時(shí)傳遞自貴金屬氧化物層4傳遞的熱量，由此保護(hù)襯底2并控制光學(xué)記錄媒體的反射率。提供第二電介質(zhì)層32用于提高再現(xiàn)信號(hào)的CNR并保護(hù)貴金屬氧化物層4。提供第三電介質(zhì)層33用于保護(hù)光吸收層5。由于要求第二電介質(zhì)層32在記錄數(shù)據(jù)時(shí)響應(yīng)在貴金屬氧化物層4中的空腔的形成而變形，因此優(yōu)選形成第二電介質(zhì)層32使其容易變形。
可以適當(dāng)?shù)卮_定第一電介質(zhì)層31、第二電介質(zhì)層32和第三電介質(zhì)層33每個(gè)的厚度以實(shí)施其功能。第一電介質(zhì)層31優(yōu)選被形成為具有10納米至300納米的厚度，第二電介質(zhì)層32優(yōu)選被形成為具有等于或大于5納米并小于100納米的厚度，更為優(yōu)選的是形成為具有10納米至60納米的厚度，以及第三電介質(zhì)層33優(yōu)選被形成為具有10納米至200納米的厚度。在第二電介質(zhì)層32太厚或太薄的情況下，根據(jù)超分辨率極限再現(xiàn)的原理獲得的再現(xiàn)信號(hào)的CNR會(huì)變低。
作為可用于形成第一電介質(zhì)層31、第二電介質(zhì)層32和第三電介質(zhì)層33每個(gè)的電介質(zhì)材料，優(yōu)選使用包含從Si、Ge、Zn、Al、稀土元素等中選擇的至少一種金屬或準(zhǔn)金屬的化合物。作為化合物，優(yōu)選氧化物、氮化物或硫化物，也可以使用包含這些化合物中的兩種或更多種的混合物。然而，為了形成第二電介質(zhì)層32以使其容易變形，氮化物比如氮化硅對(duì)于形成第二電介質(zhì)層32不是優(yōu)選的。
由樹(shù)脂形成的保護(hù)層形成在第三電介質(zhì)層33的表面上以保護(hù)光學(xué)記錄媒體。此外，在光吸收層5由相變材料構(gòu)成的情況下，優(yōu)選提供第三電介質(zhì)層33。然而，不絕對(duì)需要提供第三電介質(zhì)層33，并且由樹(shù)脂形成的保護(hù)層可以形成為與光吸收層5接觸。
對(duì)形成第一電介質(zhì)層31、第二電介質(zhì)層32和第三電介質(zhì)層33每個(gè)的處理沒(méi)有特別的限制，它們可以通過(guò)上述的PVD處理或CVD處理形成。
襯底2提供襯底2以確保光學(xué)記錄媒體的剛性。襯底2的厚度通常為0.2至1.2毫米，優(yōu)選0.4至1.2毫米。襯底2通常形成有凹槽(導(dǎo)槽)以用于跟蹤。
在本發(fā)明中，從第一電介質(zhì)層31至第三電介質(zhì)層33的層以與附圖2所示的順序相反的順序?qū)盈B在襯底上。
在從襯底2的一側(cè)輻射激光束的情況下，襯底2由光透射材料形成。形成襯底2的材料可以根據(jù)襯底2所要求的剛性、透明度等從各種材料比如樹(shù)脂、玻璃、金屬、陶瓷等中選擇。
具有在附圖3中所示的結(jié)構(gòu)的光學(xué)記錄媒體在附圖3中所示的光學(xué)記錄媒體具有這樣的結(jié)構(gòu)反射層6形成在附圖2所示的光學(xué)記錄媒體的第三電介質(zhì)層33上。在提供反射層6的情況下，用于記錄或再現(xiàn)數(shù)據(jù)的激光束從在附圖3中的底側(cè)撞擊在光學(xué)記錄媒體上。
在沒(méi)有反射層6的光學(xué)記錄媒體中通過(guò)提供反射層6可以增加具有比分辨率極限更長(zhǎng)的長(zhǎng)度的記錄標(biāo)記的再現(xiàn)輸出，通過(guò)在光吸收層5和第三電介質(zhì)層33之間的界面的所有的光都通過(guò)光學(xué)記錄媒體朝它的外部透射。因此，在不利用近場(chǎng)光通過(guò)檢測(cè)經(jīng)由光學(xué)記錄媒體透射的光讀記錄標(biāo)記的情況下，即在不利用超分辨率極限再現(xiàn)的原理而是普通地再現(xiàn)的記錄標(biāo)記的情況下，不能增加再現(xiàn)信號(hào)的CNR。相反，在提供反射層6的情況下，由于利用了在從第三電介質(zhì)層33和反射層6之間的界面反射的光和在從其它的界面反射的光之間的干涉效應(yīng)，因此可以認(rèn)為，通過(guò)檢測(cè)經(jīng)光學(xué)記錄媒體透射的光，可以增加通過(guò)再現(xiàn)具有可再現(xiàn)的尺寸的記錄標(biāo)記獲得的信號(hào)的CNR。
然而，如果反射層6被形成得更厚，由于從反射層6反射由此通過(guò)光學(xué)記錄媒體并返回到光學(xué)拾取頭的光的強(qiáng)度變得更高，并且從在貴金屬氧化物層4中的通過(guò)光學(xué)記錄媒體并反射到光學(xué)拾取頭的近場(chǎng)光轉(zhuǎn)換的光的強(qiáng)度變得相對(duì)更低，因此通過(guò)根據(jù)超分辨率極限再現(xiàn)的原理再現(xiàn)要再現(xiàn)的小記錄標(biāo)記獲得的再現(xiàn)信號(hào)的CNR變得更低。因此，優(yōu)選的是設(shè)定反射層6的厚度以從較大的記錄標(biāo)記和較小的記錄標(biāo)記的每個(gè)中獲得具有足夠高的CNR的再現(xiàn)信號(hào)。具體地，反射層6的厚度根據(jù)形成反射層6的材料實(shí)驗(yàn)地確定，但優(yōu)選設(shè)定反射層6的厚度為1至100納米，特別優(yōu)選的是設(shè)定為2至15納米。
反射層6可由Al，Au，Ag，Pt，Cu，Ni，Cr，Ti，Si等的金屬或準(zhǔn)金屬的單質(zhì)或包含上述的金屬或準(zhǔn)金屬的兩種或更多種的合金形成。
形成反射層6的處理沒(méi)有特別的限制，反射層6可以通過(guò)上述的PVD處理或CVD處理形成。
具有在附圖4中所示的結(jié)構(gòu)光學(xué)記錄媒體在附圖4中所示的光學(xué)記錄媒體具有這樣的結(jié)構(gòu)在附圖2中所示的光學(xué)記錄媒體的第一電介質(zhì)層31和貴金屬氧化物層4之間形成沉淀活化層7。
貴金屬氧化物顆粒的淀積溫度根據(jù)形成與貴金屬氧化物層4接觸的層的材料變化。在另一方面，從再現(xiàn)持久性的觀點(diǎn)看，優(yōu)選根據(jù)超分辨率極限再現(xiàn)的原理將再現(xiàn)數(shù)據(jù)的激光束的功率設(shè)置得更低。因此，優(yōu)選提供用于降低貴金屬氧化物顆粒的淀積溫度以便與貴金屬氧化物層4接觸的層。這個(gè)層優(yōu)選被形成為具有使光學(xué)記錄媒體及其熱平衡的總設(shè)計(jì)不被破壞的厚度。沉淀活化層7是用于以這種方式提高再現(xiàn)靈敏度的層，通過(guò)提供沉淀活化層7，使用具有比在不提供沉淀活化層7的情況下使用的讀出功率更低的讀出功率的激光束，可以獲得具有較高的CNR的再現(xiàn)信號(hào)。
優(yōu)選由氮化硅形成沉淀活化層7，并使其例如具有2至20納米的厚度。
對(duì)形成沉淀活化層7的處理沒(méi)有特別的限制，可以使用上述的PVD處理或CVD處理形成沉淀活化層7。
在附圖3中所示的反射層6和沉淀活化層7可以一起提供。
具有在附圖5中所示的結(jié)構(gòu)的光學(xué)記錄媒體在附圖5中所示的光學(xué)記錄媒體具有這樣的結(jié)構(gòu)從在附圖2中所示的光學(xué)記錄媒體中刪除光吸收層5和第三電介質(zhì)層33。
在這種光學(xué)記錄媒體中，根據(jù)超分辨率極限再現(xiàn)的原理再現(xiàn)數(shù)據(jù)，并且可以提高再現(xiàn)持久性但難以實(shí)現(xiàn)具有較高的CNR的再現(xiàn)信號(hào)。
工作實(shí)例在下文描述的工作實(shí)例中，使用由Pulstec Industrial Co.Ltd.制造的光學(xué)記錄媒體評(píng)估設(shè)備“DDU1000”評(píng)價(jià)光學(xué)記錄盤樣例，在這種設(shè)備中提供彼此相對(duì)的低分辨率拾取頭和高分辨率拾取頭，其中低分辨率拾取頭(分辨率極限間距是530納米，分辨率極限長(zhǎng)度是265納米)被構(gòu)造成使具有635納米的波長(zhǎng)λ的激光束從具有0.60的數(shù)值孔徑的光學(xué)系統(tǒng)中發(fā)出，而將高分辨率拾取頭(分辨率極限間距是312納米，分辨率極限長(zhǎng)度是156納米)被構(gòu)造成使具有405納米的波長(zhǎng)λ的激光束從具有0.65的數(shù)值孔徑的光學(xué)系統(tǒng)中發(fā)出。在記錄數(shù)據(jù)或再現(xiàn)數(shù)據(jù)時(shí)使用的線性記錄速度是6m/sec。
在這種光學(xué)記錄盤評(píng)估設(shè)備中，從低分辨率拾取頭發(fā)射的激光束從襯底的側(cè)面進(jìn)入貴金屬氧化物層4，而從高分辨率拾取頭發(fā)出的激光束從與襯底相反的側(cè)面進(jìn)入貴金屬氧化物層4。因此，根據(jù)這種光學(xué)記錄盤評(píng)估設(shè)備，在貴金屬氧化物層4中記錄的記錄標(biāo)記串可以通過(guò)具有不同的分辨率的兩個(gè)拾取頭再現(xiàn)。例如，在使用具有635納米的波長(zhǎng)λ的激光束和具有0.60的數(shù)值孔徑的光學(xué)系統(tǒng)的低分辨率拾取頭再現(xiàn)包括其間距是400納米并且每個(gè)具有200納米的長(zhǎng)度的記錄標(biāo)記的記錄標(biāo)記串的情況下，根據(jù)超分辨率極限再現(xiàn)的原理再現(xiàn)數(shù)據(jù)，而在另一方面，在使用具有405納米的波長(zhǎng)λ的激光束和具有0.65的數(shù)值孔徑的光學(xué)系統(tǒng)的高分辨率拾取頭再現(xiàn)該記錄標(biāo)記串的情況下，以普通的方式再現(xiàn)數(shù)據(jù)。
因此，在即使兩個(gè)拾取頭仍然不能測(cè)量CNR的情況下，認(rèn)為沒(méi)有形成可讀的再現(xiàn)標(biāo)記串。此外，在通過(guò)反復(fù)再現(xiàn)數(shù)據(jù)使CNR降低的情況下，意味著通過(guò)反復(fù)再現(xiàn)數(shù)據(jù)使記錄標(biāo)記消失。此外，雖然以普通的方式使用高分辨率拾取頭可以再現(xiàn)數(shù)據(jù)，但是在再現(xiàn)具有這樣的尺寸的記錄標(biāo)記的情況下在使用低分辨率拾取頭時(shí)僅根據(jù)超分辨率極限再現(xiàn)的原理不能再現(xiàn)的尺寸，在僅在使用低分辨率拾取頭根據(jù)超分辨率極限再現(xiàn)的原理再現(xiàn)記錄標(biāo)記的情況下不能測(cè)量CNR時(shí)，根據(jù)超分辨率極限再現(xiàn)機(jī)理的原理不能再現(xiàn)已有的記錄標(biāo)記。
在下文描述的工作實(shí)例中，使用低分辨率拾取頭記錄數(shù)據(jù)，除非另外說(shuō)明。
工作實(shí)例1-1(具有附圖2中所示的結(jié)構(gòu)和包含AgOx的貴金屬氧化物層的光學(xué)記錄媒體)如附圖2所示，制造具有襯底2、第一電介質(zhì)層31、貴金屬氧化物層4、第二電介質(zhì)層32、光吸收層5和第三電介質(zhì)層的多層結(jié)構(gòu)的光學(xué)記錄盤樣例。更具體地說(shuō)，形成聚碳酸脂襯底(0.6毫米)、ZnS-SiO2層(130納米)、ZnS-SiO2層(40納米)、Ag-In-Sb-Te層(60納米)和ZnS-SiO2層(100納米)，其中厚度在括號(hào)中示出。每個(gè)ZnS-SiO2層通過(guò)在Ar氣的環(huán)境中使用具有以(ZnS)85(SiO2)15的摩爾比表示的組分的靶通過(guò)濺射處理形成。AgOx層通過(guò)在10sccm的流率的Ar和在10sccm的流率的O2的混合氣體的環(huán)境中使用Ag靶通過(guò)濺射處理形成。由此形成的AgOx的值x等于1。Ag-In-Sb-Te層通過(guò)在Ar氣中使用Ag6.0In4.5Sb60.8Te28.7(摩爾％)的靶通過(guò)濺射處理形成。
由此制造的樣例以6m/sec的線速度旋轉(zhuǎn)并以使用低分辨率拾取頭將1.2mW的功率的激光束連續(xù)輻射到樣例的記錄軌道上3秒鐘，由此使光吸收層5結(jié)晶。在此，在下文描述的工作實(shí)例中，在評(píng)價(jià)記錄和再現(xiàn)特性之前使光吸收層5結(jié)晶，除非另外說(shuō)明。
使用其記錄功率被設(shè)定到10mW的激光束將其間距是200納米至1.6微米(標(biāo)記長(zhǎng)度是100至800納米)的記錄標(biāo)記串記錄在樣例中。然后，使用低分辨率拾取頭和其讀出功率被設(shè)定到1mW或4mW的激光束再現(xiàn)該記錄標(biāo)記串，并測(cè)量每個(gè)再現(xiàn)信號(hào)的CNR。測(cè)量結(jié)果在附圖6中示出。
從附圖6中可以看出，在再現(xiàn)包括具有短于400納米(0.37λ/NA)的記錄標(biāo)記的記錄標(biāo)記串時(shí)激光束的記錄功率被設(shè)定到4mW的情況下，顯著地增加了再現(xiàn)信號(hào)的CNR。具體地，在再現(xiàn)包括200納米的長(zhǎng)度的記錄標(biāo)記的記錄標(biāo)記串時(shí)，測(cè)量到41dB的較高的CNR。
在此，在光吸收層具有Ge2Sb2Te5或(Sb0.7Te0.3)0.95Ge0.05的組分(摩爾比)的情況下，獲得了基本相同的結(jié)果。
在附圖1B和1C中所示的TEM照片是在如下條件下通過(guò)記錄和再現(xiàn)記錄標(biāo)記獲得的樣例的橫截面的照片除了在記錄記錄標(biāo)記串之前沒(méi)有使光吸收層5結(jié)晶之外，與這個(gè)工作實(shí)例1-1的條件相同的條件。
比較實(shí)例1(具有附圖2中所示的結(jié)構(gòu)和在光吸收層5上相變型記錄的光學(xué)記錄媒體)以與工作實(shí)例1-1相同的方式制造樣例。但是，不使光吸收層5結(jié)晶。
使用高分辨率拾取頭將激光束從第三電介質(zhì)層33的側(cè)面輻射到樣例上，由此以6mW的記錄功率記錄其間距為400納米(標(biāo)記長(zhǎng)度是200納米)的記錄標(biāo)記串并使用高分辨率拾取頭和其讀出功率被設(shè)定到0.7mW的激光束再現(xiàn)該記錄標(biāo)記串。結(jié)果，獲得了具有44dB的CNR的再現(xiàn)信號(hào)。
然后，使用低分辨率拾取頭和其功率被設(shè)定到4mW的激光束連續(xù)地再現(xiàn)記錄標(biāo)記串。結(jié)果，在初始階段再現(xiàn)信號(hào)具有22dB的CNR，但在幾秒內(nèi)再現(xiàn)信號(hào)消失。此后，雖然使用高分辨率拾取頭和其讀出功率被設(shè)定到0.7mW的激光束再現(xiàn)記錄標(biāo)記串，但仍然不能測(cè)量到再現(xiàn)信號(hào)的CNR。
由于在其功率被設(shè)定到4mW的激光束連續(xù)地輻射時(shí)記錄標(biāo)記串消失，因此可以認(rèn)為在比較實(shí)例1中在相變記錄的原理中在非結(jié)晶的光吸收層中形成了結(jié)晶的記錄標(biāo)記，并且通過(guò)低分辨率拾取頭將Ag顆粒淀積在貴金屬氧化物層4中，由此根據(jù)超分辨率極限再現(xiàn)的原理再現(xiàn)了記錄標(biāo)記串。換句話說(shuō)，在比較實(shí)例1中的記錄和再現(xiàn)方法類似于其中實(shí)施相變型記錄的Jpn.J.Appl.Phys.Vol.39(2000)pp.980至981公開(kāi)的方法。從比較實(shí)例1和工作實(shí)例1-1的比較中可以清楚看出，在實(shí)施相變型記錄的情況下，再現(xiàn)信號(hào)的CNR較低，而且再現(xiàn)持久性較差。
工作實(shí)例1-2(具有附圖2所示的結(jié)構(gòu)和包含PtOy的貴金屬氧化物層的光學(xué)記錄媒體)除了由PtOy形成4納米的厚度的貴金屬氧化物層4之外，以與在工作實(shí)例1-1中的方式相同的方式制造樣例。PtOy層通過(guò)在5sccm的流率的Ar和在5sccm的流率的O2的混合氣體的環(huán)境中使用Pt靶通過(guò)濺射處理形成。由此形成的PtOy的值y等于2。
使用其記錄功率被設(shè)定到14mW的激光束將其間距是160納米至1.6微米(標(biāo)記長(zhǎng)度是80至800納米)的記錄標(biāo)記串記錄在該樣例中。然后，使用低分辨率拾取頭和其讀出功率被設(shè)定到1mW或4mW的激光束再現(xiàn)記錄標(biāo)記串。數(shù)據(jù)再現(xiàn)的結(jié)果在附圖7中示出。
在附圖7中，讀出功率Pr是1mW的情況下，在標(biāo)記長(zhǎng)度變得小于400納米(0.37λ/NA)時(shí)，CNR突然降低并且不能從具有小于分辨率極限的200納米的長(zhǎng)度的記錄標(biāo)記中測(cè)量CNR。相反，在讀出功率Pr是4mW的情況下，甚至從根據(jù)超分辨率極限再現(xiàn)的原理可以再現(xiàn)的足夠小的記錄標(biāo)記中可以獲得具有足夠高的CNR的再現(xiàn)信號(hào)。具體地說(shuō)，從具有大于150納米的長(zhǎng)度的每個(gè)記錄標(biāo)記中可以獲得具有高于40dB的CNR的再現(xiàn)信號(hào)。
比較其中由AgOx形成貴金屬氧化物層4的附圖6和其中由PtOy形成貴金屬氧化物層4的附圖7，在其中根據(jù)超分辨率極限再現(xiàn)的原理能夠再現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀出功率Pr是4mW的情況下，對(duì)于具有各種長(zhǎng)度的所有的記錄標(biāo)記中的每個(gè)記錄標(biāo)記，在附圖7中獲得的再現(xiàn)信號(hào)的CNR高于在附圖6中獲得的再現(xiàn)信號(hào)的CNR。因此，氧化鉑優(yōu)選作為形成貴金屬氧化物層4的貴金屬氧化物。
在附圖14A、14B和14C中所示的TEM照片是在如下條件下通過(guò)記錄和再現(xiàn)記錄標(biāo)記串獲得的樣例的橫截面的照片除了在記錄記錄標(biāo)記串之前沒(méi)有使光吸收層5結(jié)晶之外，與在工作實(shí)例1-2中的條件相同的條件。
工作實(shí)例1-3(具有如附圖2所示的結(jié)構(gòu)和包含PdOz的貴金屬氧化物層的光學(xué)記錄媒體)除了由PdOz形成4納米的厚度的貴金屬氧化物層4之外，以與在工作實(shí)例1-1中的方式相同的方式制造樣例。PdOz層通過(guò)在5sccm的流率的Ar和在5sccm的流率的O2的混合氣體的環(huán)境中使用Pd靶通過(guò)濺射處理形成。由此形成的PdOz的值z(mì)等于1.10。
通過(guò)使用與高分辨率拾取頭的光學(xué)系統(tǒng)相同的光學(xué)系統(tǒng)并從襯底的側(cè)面將其記錄功率被設(shè)定到11mW的激光束輻射到樣例，將其間距是100納米至800納米(標(biāo)記長(zhǎng)度是50至400納米)的記錄標(biāo)記串記錄在該樣例中，以及通過(guò)使用高分辨率拾取頭通過(guò)從襯底的側(cè)面將其讀出功率被設(shè)定到1mW或4mW的激光束輻射到樣例上，再現(xiàn)記錄標(biāo)記。再現(xiàn)的結(jié)果在附圖15中示出。
在附圖15中，讀出功率Pr是1mW的情況下，在標(biāo)記長(zhǎng)度變得小于200納米時(shí)，CNR突然降低并且從具有小于分辨率極限的150納米的長(zhǎng)度的記錄標(biāo)記中基本不能測(cè)量到CNR。相反，在讀出功率Pr是4mW的情況下，甚至從根據(jù)超分辨率極限再現(xiàn)的原理可以再現(xiàn)的足夠小的記錄標(biāo)記中可以獲得具有足夠高的CNR的再現(xiàn)信號(hào)。具體地說(shuō)，從具有大于100納米的長(zhǎng)度的每個(gè)記錄標(biāo)記中可以獲得具有高于35dB的CNR的再現(xiàn)信號(hào)。
在此，在通過(guò)使用低分辨率拾取頭并將激光束的記錄功率設(shè)定到12mW和其讀出功率設(shè)定到4mW在相同的樣例中記錄和再現(xiàn)數(shù)據(jù)時(shí)，通過(guò)再現(xiàn)具有小于200納米的尺寸的記錄標(biāo)記獲得的信號(hào)的CNR是42dB。
工作實(shí)例1-4(具有附圖2所示的結(jié)構(gòu)的光學(xué)記錄媒體和基于在PtOy層中的氧含量的差的比較)在形成工作實(shí)例1-2的光學(xué)記錄媒體的PtOy層時(shí)通過(guò)控制流率Ar/O2的比率制造包括PtOy層的多個(gè)樣例(其y值彼此不同)。在每個(gè)樣例中y值和流率(sccm)的比例是y＝0Ar/O2＝10/0，y＝0.75Ar/O2＝7.5/2.5，y＝2Ar/O2＝5.0/5.0，y＝3Ar/O2＝2.5/7.5使用其功率被設(shè)定到它們的最佳功率的激光束將其間距是160納米至1.6微米(標(biāo)記長(zhǎng)度是80至800納米)的記錄標(biāo)記串記錄在樣例中，并使用低分辨率拾取頭和其讀出功率被設(shè)定到4mW的激光束再現(xiàn)記錄標(biāo)記串。數(shù)據(jù)的再現(xiàn)的結(jié)果在附圖8中示出。
此外，在附圖9和10中示出了在反復(fù)地再現(xiàn)其間距是400納米(標(biāo)記長(zhǎng)度是200納米)的記錄標(biāo)記串和其間距是1.6λm(標(biāo)記長(zhǎng)度是800納米)的記錄標(biāo)記串時(shí)的CNR變化。從附圖9和10中可以看出，優(yōu)選增加y值以提高具有各種長(zhǎng)度的每個(gè)記錄標(biāo)記的再現(xiàn)持久性。
工作實(shí)例1-5(具有附圖2所示的結(jié)構(gòu)的光學(xué)記錄媒體和基于在PdOz層中的氧含量的差的比較)在形成工作實(shí)例1-2的光學(xué)記錄媒體的PdOz層時(shí)通過(guò)控制流率Ar/O2的比率制造包括PdOz層的多個(gè)樣例(其z值彼此不同)。在每個(gè)樣例中z值和流率(sccm)的比例是y＝0.82Ar/O2＝8.5/1.5，y＝1.10Ar/O2＝5.0/5.0，
y＝1.12Ar/O2＝1.0/9.0使用高分辨率拾取頭和其功率被設(shè)定到它們的最佳功率的激光束將其間距是200納米至600納米(標(biāo)記長(zhǎng)度是100至300納米)的記錄標(biāo)記串記錄在樣例中，并使用高分辨率拾取頭和其讀出功率被設(shè)定到4mW的激光束再現(xiàn)記錄標(biāo)記串。數(shù)據(jù)的再現(xiàn)的結(jié)果在附圖16中示出。
從附圖16中可以看出，優(yōu)選設(shè)定z值等于或小于1.0以獲得從具有小于分辨率極限的尺寸的記錄標(biāo)記中獲得具有較高的CNR的再現(xiàn)信號(hào)。此外，發(fā)現(xiàn)，對(duì)z值的上限沒(méi)有特別的限制，即使在形成這些層時(shí)在環(huán)境氣體中的氧氣的含量極大增加時(shí)，仍然難以獲得氧化鈀層，其中z值大于1.5。
工作實(shí)例1-6(具有附圖2所示的結(jié)構(gòu)的光學(xué)記錄媒體和基于PtOy層和PdOz層的比較)使用低分辨率拾取頭和其讀出功率被設(shè)定到4mW的激光束，反復(fù)地再現(xiàn)在工作實(shí)例1-1中制造的并包括AgOx層(其中x值是1)的樣例和在工作實(shí)例1-4中以相同的方式制造的但PtOy層(其中y值是3)被形成為具有8納米的厚度的樣例中記錄的其間距是400納米(標(biāo)記長(zhǎng)度是200納米)的記錄標(biāo)記串和其間距是1.6微米(標(biāo)記長(zhǎng)度是800納米)的記錄標(biāo)記串，并測(cè)量CNR的變化。測(cè)量的結(jié)果在附圖11中示出。
從附圖11中可以看出，在包括PtOy層作為貴金屬氧化物層4的樣例中顯著地改善了再現(xiàn)持久性?？梢哉J(rèn)為，這是因?yàn)樵谠佻F(xiàn)數(shù)據(jù)時(shí)淀積的貴金屬顆粒的尺寸和形狀不容易波動(dòng)，并且即使在使用其功率被設(shè)定較高的激光束反復(fù)再現(xiàn)數(shù)據(jù)的情況下仍然較穩(wěn)定。
工作實(shí)例1-7(具有附圖2所示的結(jié)構(gòu)的光學(xué)記錄媒體和基于PtOy層的厚度的比較)除了每個(gè)樣例形成由PtOy構(gòu)成的貴金屬氧化物層4以使y值為3并且貴金屬氧化物層4的厚度在4至30納米的范圍內(nèi)變化之外，以與在工作實(shí)例1-4中的方式相同的方式制造樣例。在它的最佳條件下將其間距是400納米(標(biāo)記長(zhǎng)度是200納米)的記錄標(biāo)記串記錄在由此制造的每個(gè)樣例中。然后，使用低分辨率拾取頭和其讀出功率被設(shè)定到4mW的激光束再現(xiàn)記錄標(biāo)記串，并測(cè)量從每個(gè)樣例中獲得的再現(xiàn)信號(hào)的CNR。根據(jù)厚度CNR在每個(gè)樣例的PtOy的厚度和CNR之間的關(guān)系如下4納米44dB，8納米41dB，12納米30dB，16納米29dB，18納米28dB，30納米27dB工作實(shí)例1-8(具有附圖2所示的結(jié)構(gòu)的光學(xué)記錄媒體和基于PdOz層的比較)除了每個(gè)樣例形成由PdOz構(gòu)成的貴金屬氧化物層4以使z值為1.1并且貴金屬氧化物層4的厚度在2至15納米的范圍內(nèi)變化之外，以與在工作實(shí)例1-5中的方式相同的方式制造樣例。在它的最佳條件下使用高分辨率拾取頭將其間距是300納米(標(biāo)記長(zhǎng)度是150納米)的記錄標(biāo)記串記錄在由此制造的每個(gè)樣例中。然后，使用高分辨率拾取頭和其讀出功率被設(shè)定到4mW的激光束再現(xiàn)記錄標(biāo)記串，并測(cè)量從每個(gè)樣例中獲得的再現(xiàn)信號(hào)的CNR。根據(jù)厚度，CNR在每個(gè)樣例的PdOz的厚度和CNR之間的關(guān)系如下2納米26dB，4納米35dB，10納米32dB，15納米26dB，工作實(shí)例1-9(具有附圖2所示的結(jié)構(gòu)的光學(xué)記錄媒體和基于形成光吸收層5的材料的比較)除了光吸收層5由Si、Au或W形成之外，使用其記錄功率被設(shè)定到9mW的激光束將其間距是400納米(標(biāo)記長(zhǎng)度是200納米)的記錄標(biāo)記串記錄在以與在工作實(shí)例1-1中的方式相同的方式制造的樣例中，并使用低分辨率拾取頭和其讀出功率被設(shè)定到4mW的激光束再現(xiàn)記錄標(biāo)記串。結(jié)果，在光吸收層5的材料和CNR之間的關(guān)系如下Si19dB，Au20dB，W24dB這些結(jié)果表明，在使用Si、Au或W作為形成光吸收層5的材料的情況下，與使用相變材料作為形成光吸收層5的材料相比，超分辨率極限再現(xiàn)特性變得更差。因?yàn)樵谶@個(gè)工作實(shí)例的條件下構(gòu)成貴金屬氧化物層4的AgOx本身的吸收系數(shù)較低，光吸收層5的溫度沒(méi)有充分地增加，并且在記錄數(shù)據(jù)時(shí)不分解。因此，需要提供適當(dāng)?shù)墓馕諏??？梢哉J(rèn)為，不能獲得足夠的特性的原因在于光吸收層5由Au構(gòu)成的情況下Au的導(dǎo)熱性較高，熱不容易傳遞給AgOx層，并且在光吸收層5由Si構(gòu)成的情況下，Si的吸收系數(shù)較低，光吸收層5沒(méi)有充分發(fā)揮作用。此外，可以認(rèn)為，在光吸收層5由W構(gòu)成的情況下，雖然光吸收層5用作吸收光并被加熱的層，但是由于W是一種硬質(zhì)材料，因此在記錄數(shù)據(jù)時(shí)可以防止在貴金屬氧化物層4中形成空腔。
工作實(shí)例1-10(具有附圖2所示的結(jié)構(gòu)的光學(xué)記錄媒體和基于形成第二電介質(zhì)層32的材料的比較)除了第二電介質(zhì)層32由氮化硅形成之外，使用其記錄功率被設(shè)定到14mW的激光束將其間距是400納米(標(biāo)記長(zhǎng)度是200納米)的記錄標(biāo)記串記錄在以與在工作實(shí)例1-1中的方式相同的方式制造的樣例中，并使用低分辨率拾取頭和其讀出功率被設(shè)定到4mW的激光束再現(xiàn)記錄標(biāo)記串。結(jié)果，沒(méi)有測(cè)量到再現(xiàn)信號(hào)的CNR。
此外，在使用高分辨率拾取頭和其讀出功率被設(shè)定到0.7mW的激光束再現(xiàn)記錄標(biāo)記串。結(jié)果，沒(méi)有測(cè)量到再現(xiàn)信號(hào)的CNR。換句話說(shuō)，通過(guò)普通再現(xiàn)方法不能再現(xiàn)數(shù)據(jù)。
由于以這種方式通過(guò)普通再現(xiàn)方法不能再現(xiàn)數(shù)據(jù)，因此可以看出，在第二電介質(zhì)層32由氮化硅形成的情況下，不可能形成可讀的記錄標(biāo)記?？梢哉J(rèn)為，由于氮化硅是比在工作實(shí)例1-1中使用的ZnS-SiO2硬得多的材料，因此通過(guò)AgOx的分解產(chǎn)生的氧氣不能在貴金屬氧化物層4中形成用作記錄標(biāo)記的任何孔隙。
工作實(shí)例1-11(具有附圖2所示的結(jié)構(gòu)的光學(xué)記錄媒體和基于形成第二電介質(zhì)層32的材料的比較)除了第二電介質(zhì)層32被形成為100納米的厚度之外，以與在工作實(shí)例1-1中的方式相同的方式制造的樣例中。使用其記錄功率被設(shè)定到11mW的激光束將其間距是400納米(標(biāo)記長(zhǎng)度是200納米)的記錄標(biāo)記串記錄在該樣例中，并使用低分辨率拾取頭和其讀出功率被設(shè)定到4mW的激光束再現(xiàn)該記錄標(biāo)記串。結(jié)果，沒(méi)有測(cè)量到再現(xiàn)信號(hào)的CNR。
此外，在已經(jīng)形成了記錄標(biāo)記串之后和使用低分辨率拾取頭和其讀出功率被設(shè)定到4mW的激光束再現(xiàn)記錄標(biāo)記串之后，緊接著在使用高分辨率拾取頭和其讀出功率被設(shè)定到0.7mW的激光束再現(xiàn)記錄標(biāo)記串時(shí)，在每種情況中獲得具有40dB的CNR的再現(xiàn)信號(hào)。
工作實(shí)例2-1(具有附圖3所示的結(jié)構(gòu)的光學(xué)記錄媒體和反射層6的效果)通過(guò)在工作實(shí)例1-1中制造的光學(xué)記錄盤樣例的第三電介質(zhì)層33上形成具有10納米的厚度的Ag層或Al層作為反射層6，制造每個(gè)具有在附圖3中所示的結(jié)構(gòu)的樣例。通過(guò)在Ar的環(huán)境氣體中使用Ag靶或Al靶通過(guò)濺射處理形成Ag層或Al層。
使用其記錄功率被設(shè)定到10mW的激光束將其間距是400納米至1.6微米(標(biāo)記長(zhǎng)度是200至800納米)的記錄標(biāo)記串記錄在每個(gè)樣例中，使用低分辨率拾取頭和其讀出功率被設(shè)定到4mW的激光束再現(xiàn)記錄標(biāo)記串。記錄標(biāo)記串的再現(xiàn)結(jié)果在附圖12中示出。在此，從沒(méi)有反射層6的樣例中得出的記錄標(biāo)記串的再現(xiàn)結(jié)果也在附圖12中示出。
從附圖12中可以看出，通過(guò)提供反射層6增加具有大于分辨率極限的尺寸的記錄標(biāo)記的CNR。
工作實(shí)例2-2(具有附圖2所示的結(jié)構(gòu)的光學(xué)記錄媒體和基于反射層6的厚度的比較)除了反射層6被形成為具有在附圖13中所示的厚度之外，以與在工作實(shí)例2-1的方式相同的方式制造每個(gè)具有在附圖3中所示的結(jié)構(gòu)的樣例。在每個(gè)樣例中使用其記錄功率被設(shè)定它的最佳功率的激光束記錄其間距是200納米(標(biāo)記長(zhǎng)度是200納米)的記錄標(biāo)記串，并使用低分辨率拾取頭和其讀出功率被設(shè)定到4mW的激光束再現(xiàn)該記錄標(biāo)記串。記錄標(biāo)記串的再現(xiàn)結(jié)果在附圖13中示出。
從附圖13中可以看出，根據(jù)超分辨率極限再現(xiàn)的原理再現(xiàn)的信號(hào)的CNR隨反射層6變得更厚而降低。
工作實(shí)例3(具有附圖4所示的結(jié)構(gòu)的光學(xué)記錄媒體和沉淀活化層7的效果)通過(guò)形成5納米厚的氮化硅層作為在工作實(shí)例1-1中制造的光學(xué)記錄盤樣例的貴金屬氧化物層4和第一電介質(zhì)層31之間的沉淀活化層7，制造具有在附圖4中所示的結(jié)構(gòu)的樣例。在其流率比是8∶2的Ar和N2的混合氣體中使用Si靶通過(guò)濺射處理形成氮化硅層。氮化硅層的組分是Si3N4。
使用其記錄功率被設(shè)定到10mW的激光束記錄其間距是400納米(標(biāo)記長(zhǎng)度是200納米)的記錄標(biāo)記串，然后使用低分辨率拾取頭再現(xiàn)該記錄標(biāo)記串。結(jié)果，在使用其讀出功率被設(shè)定到3mW的激光束時(shí)，獲得了具有35dB的最大CNR的再現(xiàn)信號(hào)。由于在工作實(shí)例1-1中制造的樣例中獲得具有最大CNR的再現(xiàn)信號(hào)的激光束的讀出功率是4mW，因此可以理解，通過(guò)提供沉淀活化層7增加了再現(xiàn)靈敏度。
工作實(shí)例4(具有附圖5所示的結(jié)構(gòu)的光學(xué)記錄媒體，其中不提供光吸收層5)如附圖5所示，制造每個(gè)具有襯底2、第一電介質(zhì)層31、貴金屬氧化物層4和第二電介質(zhì)層32的多層結(jié)構(gòu)的光學(xué)記錄盤樣例。這些樣例中的每個(gè)具有通過(guò)從在工作實(shí)例1-1的實(shí)例中刪除光吸收層5和第三電介質(zhì)層33獲得的結(jié)構(gòu)。然而，形成貴金屬氧化物層4以使其具有18納米或60納米的厚度。
使用其記錄功率被設(shè)定5至14mW的激光束將其間距是400納米(標(biāo)記長(zhǎng)度是200納米)的記錄標(biāo)記串記錄在包括具有18納米厚度的貴金屬氧化物層4的樣例中，使用低分辨率拾取頭和其讀出功率被設(shè)置到4mW的激光束再現(xiàn)記錄標(biāo)記串。結(jié)果，沒(méi)有測(cè)量到再現(xiàn)信號(hào)的CNR。在另一方面，在使用其記錄功率被設(shè)定14mW的激光束將其間距是1.6微米(標(biāo)記長(zhǎng)度是800納米)的記錄標(biāo)記串記錄在這個(gè)樣例中以及使用其讀出功率被設(shè)置到4mW的激光束再現(xiàn)記錄標(biāo)記串時(shí)，獲得了34dB的CNR的再現(xiàn)信號(hào)。
此外，使用其記錄功率被設(shè)定到7mW將其間距是400納米(標(biāo)記長(zhǎng)度是200納米)的記錄標(biāo)記串記錄在包括具有60納米的厚度的貴金屬氧化物層4的樣例中，以及使用低分辨率拾取頭和其讀出功率被設(shè)定到4mW的激光束再現(xiàn)記錄標(biāo)記串。結(jié)果，獲得了具有12dB的CNR的再現(xiàn)信號(hào)。在另一方面，在使用其記錄功率被設(shè)定到7mW將其間距是1.6微米(標(biāo)記長(zhǎng)度是800納米)的記錄標(biāo)記串記錄在這個(gè)樣例中以及使用其讀出功率被設(shè)定到4mW的激光束再現(xiàn)記錄標(biāo)記串時(shí)。結(jié)果，獲得了具有33dB的CNR的再現(xiàn)信號(hào)。
這些結(jié)果表明，即使在沒(méi)有提供光吸收層的情況下，通過(guò)正常的再現(xiàn)方法仍然可以記錄和再現(xiàn)數(shù)據(jù)。因此，可以理解的是，貴金屬氧化物層4本身用作記錄層。
然而，在包括具有18納米厚的貴金屬氧化物層4的樣例中，根據(jù)超分辨率極限再現(xiàn)的原理不能再現(xiàn)其間距是400納米(標(biāo)記長(zhǎng)度是200納米)的記錄標(biāo)記串，可以認(rèn)為，上述的機(jī)理不起作用。在另一方面，在包括具有60納米的厚度的貴金屬氧化物層4的樣例中，雖然再現(xiàn)信號(hào)的CNR較低，但是根據(jù)超分辨率極限再現(xiàn)的原理仍然可以再現(xiàn)記錄標(biāo)記串。
合理地推測(cè)為什么根據(jù)超分辨率極限再現(xiàn)的原理不能測(cè)量再現(xiàn)信號(hào)的CNR或者根據(jù)超分辨率極限再現(xiàn)的原理再現(xiàn)的信號(hào)的CNR較低的原因如下。首先，可以認(rèn)為，由于數(shù)據(jù)可以通過(guò)正常的再現(xiàn)方法再現(xiàn)，因此在記錄數(shù)據(jù)時(shí)貴金屬氧化物層4吸收激光束并被加熱，由此將AgOx分解為Ag和O2以形成記錄標(biāo)記。然而，可以認(rèn)為，由于在已經(jīng)記錄數(shù)據(jù)之后在貴金屬氧化物層4中幾乎不存在AgOx并且在該媒體中沒(méi)有能夠吸收激光束的層，因此即使將再現(xiàn)數(shù)據(jù)的激光束輻射到該媒體上，貴金屬氧化物層4的溫度仍然不能充分地增加，并且?guī)缀鯖](méi)有淀積Ag顆粒或者沒(méi)有淀積足夠量的Ag顆粒。相反，合理地推測(cè)在貴金屬氧化物層4被形成得更厚時(shí)根據(jù)超分辨率極限再現(xiàn)的原理能夠再現(xiàn)數(shù)據(jù)的原因在于在貴金屬氧化物層4中吸收的光量變大。
權(quán)利要求
1.一種在光學(xué)記錄媒體中記錄數(shù)據(jù)和從其中再現(xiàn)數(shù)據(jù)的方法，該方法通過(guò)將用于記錄數(shù)據(jù)的激光束輻射到光學(xué)記錄媒體上并形成記錄標(biāo)記串來(lái)記錄數(shù)據(jù)，以及通過(guò)使用具有數(shù)值孔徑NA的光學(xué)系統(tǒng)將具有波長(zhǎng)λ的用于再現(xiàn)數(shù)據(jù)的激光束輻射到該光學(xué)記錄媒體上并讀取記錄標(biāo)記串來(lái)再現(xiàn)數(shù)據(jù)，該光學(xué)記錄媒體包括包含貴金屬氧化物的貴金屬氧化物層，該記錄標(biāo)記串通過(guò)分解貴金屬氧化物并使貴金屬氧化物層變形而形成，并且包括具有短于0.37λ/NA的長(zhǎng)度的至少一個(gè)記錄標(biāo)記，以及該記錄和再現(xiàn)數(shù)據(jù)的方法包括如下的步驟將貴金屬顆粒不可逆地淀積在貴金屬氧化物層中并將用于再現(xiàn)數(shù)據(jù)的激光束輻射到由此淀積的貴金屬顆粒上，由此讀取記錄標(biāo)記串。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的記錄和再現(xiàn)數(shù)據(jù)的方法，其中貴金屬氧化物層包含氧化銀、氧化鉑和氧化鈀中的至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的記錄和再現(xiàn)數(shù)據(jù)的方法，其中光學(xué)記錄媒體進(jìn)一步包括第一電介質(zhì)層和第二電介質(zhì)層以將貴金屬氧化物層夾在其間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的記錄和再現(xiàn)數(shù)據(jù)的方法，其中光學(xué)記錄媒體進(jìn)一步包括包含金屬和/或準(zhǔn)金屬作為主要成分的光吸收層，以及淀積該光吸收層和貴金屬氧化物層以將第二電介質(zhì)層夾在其間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的記錄和再現(xiàn)數(shù)據(jù)的方法，其中光吸收層至少包含Sb和/或Te。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的記錄和再現(xiàn)數(shù)據(jù)的方法，其中光學(xué)記錄媒體進(jìn)一步包括第三電介質(zhì)層，以及淀積該第三電介質(zhì)和第二電介質(zhì)層以將光吸收層夾在其間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的記錄和再現(xiàn)數(shù)據(jù)的方法，其中光學(xué)記錄媒體進(jìn)一步包括包含金屬和/或準(zhǔn)金屬作為主要成分的反射層，以及淀積該反射層和光吸收層以將第三電介質(zhì)層夾在其間。
8.一種包括貴金屬氧化物層的光學(xué)記錄媒體，該貴金屬氧化物層包含貴金屬氧化物，而且該貴金屬氧化物由氧化鉑和/或氧化鈀構(gòu)成。
全文摘要
通過(guò)分解貴金屬氧化物并使貴金屬氧化物層變形，在包括貴金屬氧化物層的光學(xué)記錄媒體中形成記錄標(biāo)記串。貴金屬顆粒不可逆地淀積在以記錄標(biāo)記串形成的貴金屬氧化物層中，并且將再現(xiàn)數(shù)據(jù)的激光束輻射在由此淀積的貴金屬顆粒上，由此讀取記錄標(biāo)記串。記錄標(biāo)記串包括具有短于0.37λ/NA的長(zhǎng)度的至少一個(gè)記錄標(biāo)記，其中λ是激光束的波長(zhǎng)，NA是輻射激光束的光學(xué)系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明，在以這種方式記錄和再現(xiàn)具有小于分辨率極限的尺寸的記錄標(biāo)記或具有等于或大于該分辨率極限但接近該分辨率極限的尺寸的記錄標(biāo)記的情況下，可以獲得高再現(xiàn)輸出，并且對(duì)于在記錄標(biāo)記串中的所有的記錄標(biāo)記中的每個(gè)記錄標(biāo)記，可以實(shí)現(xiàn)高再現(xiàn)持久性。
文檔編號(hào)G11B7/254GK1672202SQ0381734
公開(kāi)日2005年9月21日 申請(qǐng)日期2003年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月24日
發(fā)明者菊川隆, 富永淳二, 島隆之, 橘昭弘, 藤寬, 金朱鎬 申請(qǐng)人:Tdk株式會(huì)社, 獨(dú)立行政法人產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所, 日本先鋒公司, 夏普株式會(huì)社, 三星日本株式會(huì)社