專利名稱：信息記錄媒體、媒體制造方法、信息記錄方法及再生方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用能量光線的照射而進(jìn)行信息記錄的信息記錄媒體、該媒體的制造方法、及其記錄、再生方法，特別是涉及DVD-RAM、DVD-RW等的相變光盤、光盤的制造方法、記錄方法、再生方法。
背景技術(shù)：
近年來，DVD-RAM、DVD-Video等的再生專用型光盤市場(chǎng)逐漸擴(kuò)大。此外、4.7GB DVD-RAM及4.7GB DVD-RW等可改寫的DVD已投入于市場(chǎng)，作為取代計(jì)算機(jī)備份媒體、VTR的影像記錄媒體，急速地?cái)U(kuò)大其市場(chǎng)。
以往，DVD-RAM的構(gòu)造，例如在Proceedings of SPIE-TheInternational Society for Optical Engineering，Volume3401，pp24-32，1998所記載的，為7層的構(gòu)造。亦即如

圖10所示，由基板1起，依序?yàn)榈?干涉層2、第1界面層3、記錄層4、第2界面層5、第2干涉層6、吸收率控制層7、熱擴(kuò)散層(Al合金)8的7層構(gòu)造。此處，第1、第2干涉層是使用ZnS-SiO2系的材料。此外，第1、第2界面層是使用比ZnS-SiO2熔點(diǎn)更高且化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的Ge-N、Cr2O3等的材料。記錄層4則使用Ge2Sb2Te5等的材料。
至目前為止，為找出熱能、光學(xué)性質(zhì)優(yōu)異的干涉層材料，進(jìn)行了非常多的研究。例如于特開昭63-103453號(hào)中公開了具有包含ZnS及ZnSe中的至少一種，及SiO2、GeO2、SnO2、TeO2、ZrO2、Al2O3、Y2O3、Ta2O5中的至少一種的干涉層的光學(xué)式信息記錄構(gòu)件。根據(jù)該公報(bào)，通過使干涉層含有10～30摩爾％的SiO2，可使結(jié)晶化所需的激光能量變小。
此外，特開平10-275361號(hào)公報(bào)中，公開了具有包含ZnS及ZnSe中的至少一種，及SiO2、GeO2、SnO2、TeO2、ZrO2、Al2O3、Y2O3、Ta2O5中的至少一種的干涉層的光學(xué)式信息記錄構(gòu)件。根據(jù)該公報(bào)，包含于上述干涉層的元素之中，若使Zn與構(gòu)成上述氧化物的金屬元素的全體量為100原子％，在上述金屬元素為30～65原子％時(shí)的場(chǎng)合，可得結(jié)晶化所需的激光能量較小，且重復(fù)覆寫特性、調(diào)制度、及光學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)的柔軟性優(yōu)異的光學(xué)式信息記錄構(gòu)件。
而且，于特開平10-302308號(hào)中，記載了于ZnS、ZnSe、ZnTe、PbS、PbTe等的結(jié)晶性硫族金屬化合物中添加SiO2、GeO2、SnO2、In2O3等的氧化物，或Si3N4等的氮化物者，以作為接觸記錄層的保護(hù)層。
發(fā)明的內(nèi)容如以上的已知例中所公開的保護(hù)層材料雖然十分良好，但將該等保護(hù)層材料使用于DVD-RAM，接觸高熔點(diǎn)記錄膜而配置時(shí)，若重復(fù)進(jìn)行了100次左右的信息記錄，則會(huì)有上述干涉層中的原子溶入記錄層，反射率大幅度地降低，結(jié)果無法達(dá)成多次改寫的問題。
本發(fā)明的目的即在于達(dá)成多次的改寫。
發(fā)明人等認(rèn)真研究的結(jié)果，對(duì)于接觸記錄層的層，于使用包含預(yù)定比例的Sn的場(chǎng)合時(shí)，是與ZnS-SiO2相同的熱傳導(dǎo)率，噴濺率高，且為透明，并對(duì)熱為穩(wěn)定性，即使以熔點(diǎn)為630℃以上的相變材料為記錄層時(shí)，仍顯示具有良好的熱穩(wěn)定性。具體而言，通過使用以下的信息記錄媒體，可解決上述問題。
做為接觸記錄層的層，可以下列達(dá)成(1)錫的含量為23.3原子％以上32.3原子％以下，并含有過渡金屬元素、氧及錫的第1層，或(2)錫的含有量為23.3原子％以上32.3原子％以下，并含有過渡金屬元素、硫磺、氧及錫的第1層，或(3)錫的含有量為23.3原子％以上32.3原子％以下，并含有鋅、硫磺、氧及錫的第1層。此處，錫含有量為23.3原子％至32.3原子％的場(chǎng)合，接觸記錄層的層當(dāng)中，SnO2的含有量為70～97摩爾％。
通過使用接觸如此材料的記錄層的層(第1層)，即使進(jìn)行10萬次的多次信息記錄，也可抑制再生信號(hào)劣化于實(shí)用水平。此處，于接觸記錄層的層當(dāng)中，研究了錫含有量與可改寫次數(shù)的關(guān)系。結(jié)果如圖3所示。圖3為，圖11所示的基板1上，是干涉層10、界面層12、記錄層4、保護(hù)層13、吸收率控制層7、熱擴(kuò)散層8的媒體構(gòu)成，使用SnO2-ZnS為保護(hù)層13的材料，變化其中Sn的量時(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。由圖3可清楚得知，保護(hù)層的錫含有量為30原子％的場(chǎng)合，其可改寫的次數(shù)為最大，而錫含有量為23.3原子％至32.3原子％的場(chǎng)合時(shí)，其可改寫的次數(shù)為目標(biāo)的10萬次以上。此外，本申請(qǐng)說明書中，將干涉層，及防止干涉層材料擴(kuò)散至記錄層的界面層的功能以1層來達(dá)到的場(chǎng)合，稱呼這1層為保護(hù)層。
此處，圖3中可清楚得知于圖11的保護(hù)層添加SnO2的場(chǎng)合時(shí)，可特別地使可改寫次數(shù)提高。但于接觸記錄層的層當(dāng)中，通過使用(1)錫的含有量為23.3原子％以上32.3原子％以下，并含有過渡金屬元素、氧及錫的第1層，或(2)錫的含有量為23.3原子％以上32.3原子％以下，并含有過渡金屬元素、硫磺、氧及錫的第1層，或(3)錫的含有量為23.3原子％以上32.3原子％以下，并含有鋅、硫磺、氧及錫的第1層中的任一層，可獲得提升可改寫次數(shù)的效果。即對(duì)于記錄層，做為接觸光入射側(cè)的記錄層的層、或與光入射側(cè)相反的記錄層的層，使用上述(1)至(3)中任一種的材料的層，都可獲得提高可改寫次數(shù)的效果。此外，接觸記錄層的兩側(cè)的層，亦即于光入射側(cè)及與其相反的層上，使用上述材料時(shí)，其多次改寫的劣化抑制效果為最大。
這被認(rèn)為是以下機(jī)構(gòu)的作用所致。以下，對(duì)于接觸記錄層的層的代表例，是根據(jù)SnO2-ZnS系的材料而說明。即使用SnO2做為保護(hù)層的場(chǎng)合時(shí)，通過進(jìn)行多次改寫，SnO2中的低熔點(diǎn)的金屬錫(熔點(diǎn)232℃)會(huì)游離，而溶解于記錄層中，致使記錄層的性能劣化。同樣地，使用ZnS做為保護(hù)層的場(chǎng)合時(shí)，ZnS中的低熔點(diǎn)者的S(熔點(diǎn)113℃)會(huì)游離，而溶解于記錄層中，致使記錄層的性能劣化。但若包含SnO2及ZnS時(shí)，Sn與S游離，這些原子彼此間再度結(jié)合，而產(chǎn)生高熔點(diǎn)的SnS或SnS2。此外，此處是根據(jù)上述(3)的SnO2-ZnS系的材料而進(jìn)行說明，但于上述(1)的場(chǎng)合時(shí)其原理相同。在此，是做為含有過渡金屬元素、氧及錫的(1)的代表例，而說明了CrO-SnO系材料的場(chǎng)合。此時(shí)，過渡金屬Cr的離子價(jià)數(shù)，應(yīng)具有3價(jià)、4價(jià)、6價(jià)等多數(shù)價(jià)數(shù)。最穩(wěn)定的為3價(jià)，但通常CrO中的Cr除3價(jià)以外，亦有4價(jià)、6價(jià)的離子狀態(tài)。4價(jià)、6價(jià)的Cr具有易于切斷與氧的結(jié)合的傾向。即，CrO中的氧部份是為活性狀態(tài)。該活性氧與SnO中的游離Sn反應(yīng)，而可固化游離Sn，并抑制游離Sn溶入記錄膜中。此外，含有過渡金屬元素、硫磺、氧及錫的(2)，其原理也相同。(2)的代表例，如TaS-SnO系材料的場(chǎng)合，通過與CrO時(shí)相同的原理，使TaS中的活性S固定SnO中的游離Sn，可產(chǎn)生熔點(diǎn)較高的SnS。因此，可抑制游離Sn溶入記錄膜中。
此外，作為接觸記錄層的代表，可舉出Cr2O3-SnO2、SnO2-ZnS系的材料，SnO2-ZnS系為可承受最多次改寫的效果。
此外，已知技術(shù)中所記載的特開昭63-103453號(hào)、特開平10-302308號(hào)中，并未具體記載Sn的添加量。特開平10-275361號(hào)中，于0012欄中記載了保護(hù)層由ZnS及ZnSe的至少一種，及選自SiO2、GeO2、SnO2、TeO2、ZrO2、Al2O3、Y2O3、Ta2O5的氧化物中至少一種所構(gòu)成，于包含于該保護(hù)層的元素中，若以Zn與構(gòu)成該氧化物的金屬元素的全體量為100原子％，則該氧化元素為35～65原子％。于該氧化元素為SnO2的場(chǎng)合時(shí)，Sn的含有量為上述數(shù)值的1/3，為11.7～21.7原子％。因此，其含有量比本發(fā)明的少，該已知例無法達(dá)成如本發(fā)明的多次改寫。(2)加上上述(1)，記錄層含有鍺、銻、碲，其中鍺的含有量為25原子％以上，銻的原子％為20原子％以下為佳。該構(gòu)成是具有記錄層材料高熔點(diǎn)的意義，結(jié)果可得到再生信號(hào)振幅大的信號(hào)。其是依照以下的機(jī)構(gòu)。
于相變記錄中，基本上使「0」與「1」的信息對(duì)應(yīng)結(jié)晶與非晶質(zhì)而進(jìn)行記錄。此外，由于結(jié)晶與非晶質(zhì)的折射率相異，因此為使結(jié)晶變化的部份與非晶質(zhì)變化的部份的反射率的差為最大，而設(shè)計(jì)各層的折射率及膜厚。在該結(jié)晶化部份與非晶質(zhì)化部份照射激光，并再生反射光，而可檢測(cè)出記錄的「0」與「1」。此外，在記錄層材料的結(jié)晶-非晶質(zhì)間的折射率變化大的情形時(shí)，由于結(jié)晶部與非晶質(zhì)部的反射率變化也變大，因此可使再生信號(hào)振幅變大。
此外，為于預(yù)定位置成為非晶質(zhì)，通過照射較高能量的激光而加熱以使記錄層的溫度成為記錄層材料熔點(diǎn)以上，而為在預(yù)定位置成為結(jié)晶，則通過照射較低能量的激光而加熱以使記錄層的溫度成為記錄層材料熔點(diǎn)以下的結(jié)晶化溫度附近。如此，可使非晶質(zhì)狀態(tài)與結(jié)晶狀態(tài)為可逆變化。因此，記錄層周圍的最高到達(dá)溫度會(huì)與記錄膜的熔點(diǎn)成比例。
以下列出代表性的相變記錄材料的熔點(diǎn)，以做為參考例。
Ge50Te50710℃Ge38.1Sb9.5Te52.4680℃Ge33.3Sb13.3Te53.4660℃Ge25Sb20Te55630℃Ge22.2Sb22.2Te55.6620℃Sb40Te60620℃Sb70Te30540℃如此，于目前所知的相變記錄材料中，熔點(diǎn)最高的為Ge50Te50。此外，該材料的特征為具有結(jié)晶與非晶質(zhì)的折射率差非常大的優(yōu)點(diǎn)。此外，Sb40Te60的熔點(diǎn)低，具有信息記錄時(shí)對(duì)保護(hù)層的熱附加較小的優(yōu)點(diǎn)，但有結(jié)晶與非晶質(zhì)的折射率差小的問題。此外，混合該二化合物的組成，亦即Ge22.2Sb22.2Te55.6、Ge25Sb20Te55、Ge33.3Sb13.3Te53.4、Ge38.1Sb9.5Te52.4具有Ge50Te50與Sb40Te60的中間性質(zhì)，Ge50Te50的含有量較多者具有折射率變化大，熔點(diǎn)高的傾向。
4.7GB DVD-RAM其折射率變化應(yīng)較大，因此使用Ge25Sb20Te55～Ge38.1Sb9.5Te52.4附近的組成。結(jié)果，記錄層材料的熔點(diǎn)高至630～680℃，即記錄層附近的溫度也變高，因此容易發(fā)生干涉層材料擴(kuò)散至記錄層等的問題。結(jié)果，以往于記錄層與干涉層間必須有界面層。
(3)將已知的干涉層、2層界面層做為上述(1)所記載的材料的1層保護(hù)層。因此圖11至圖13中的任一構(gòu)成都可。即，使記錄層的上下都為保護(hù)層，或使記錄層上下任一方為保護(hù)層即可。具體上，如圖11所示，基板1/干涉層10/界面層12/記錄層4/保護(hù)層13/吸收率控制層7/熱擴(kuò)散層8的構(gòu)成，如圖12所示，基板1/保護(hù)層13/記錄層4/保護(hù)層13/吸收率控制層7/熱擴(kuò)散層8的構(gòu)成，如圖13所示，基板1/保護(hù)層13/記錄層4/界面層12/干涉層10/吸收率控制層7/熱擴(kuò)散層8的構(gòu)成。如此，通過使用(1)所記載的材料，即使使用熔點(diǎn)為630℃以上的高熔點(diǎn)相變記錄材料，由于保護(hù)層材料難以擴(kuò)散至記錄層，因此有時(shí)沒有使用界面層的必要。因此，不使用界面層的場(chǎng)合時(shí)，也可減少層數(shù)，使媒體容易制造。
(4)若為于基板上設(shè)有槽狀的凹凸，于該凹部(グル一ブ)及凸部(ランド)雙方都設(shè)有記錄信息用的記錄軌，則更能發(fā)揮本發(fā)明的功效。
于凹部平面方式中，因交調(diào)作用取消的原因，使槽的深度大約為λ/7以上λ/5以下(λ為激光波長(zhǎng))。如此，激光光于槽中更易折射，因此反射光降低至7成，結(jié)果再生信號(hào)振幅亦降低至7成。因此，為得到高信號(hào)振幅，不得不使記錄層材料的熔點(diǎn)變高。
但通過使用上述(1)記載的接觸記錄膜的層，即使于凹部凸部記錄方式的媒體中使用例如熔點(diǎn)為630℃以上的高熔點(diǎn)相變記錄材料，不僅可得到高信號(hào)振幅，還可進(jìn)行多次改寫。
(5)使用上述(1)記載的接觸記錄膜的層，接觸記錄層的上下層都含有Sn。由此，更具有媒體保存壽命變長(zhǎng)的效果。以下將詳細(xì)說明。在此為求簡(jiǎn)單，對(duì)圖11中構(gòu)成的信息記錄媒體進(jìn)行信息記錄，并以加速試驗(yàn)推斷記錄信息的保存壽命。此時(shí)，發(fā)明者得知在使接觸記錄層的界面層或保護(hù)層中含有Sn時(shí)，保存壽命的長(zhǎng)期化與Sn量成比例而的現(xiàn)象。原因雖不明確，但在接觸記錄層的界面層中未添加Sn時(shí)，以加速試驗(yàn)推斷保存壽命為1年左右，而在界面層中添加Sn時(shí)(例如30原子％)，則推斷保存壽命為5年左右。上述實(shí)驗(yàn)是在記錄層的光入射側(cè)的界面層中添加Sn的場(chǎng)合，且即使在記錄層的光入射側(cè)相反的側(cè)的保護(hù)層中添加Sn時(shí)(30原子％)，推斷保存壽命也為5年左右。此外，若在界面層、保護(hù)層雙方都添加Sn時(shí)(皆為30原子％)，推斷保存壽命成為10年以上。此外，若在界面層、保護(hù)層雙方皆添加Sn的量為10原子％，則推斷保存壽命為5年左右。由以上可知，在記錄層的光入射側(cè)的層(界面層)及與記錄層的光入射側(cè)相反的層(保護(hù)層)雙方添加Sn時(shí)，最具有使保存壽命長(zhǎng)期化的效果，此外，于本發(fā)明的范圍內(nèi)，Sn的添加量為越多越好。
(6)通過上述(1)～(5)的媒體制造的方法，或使用該媒體以記錄或再生的方法，可達(dá)成上述目的。
此外，本發(fā)明中對(duì)于上述信息記錄媒體是以相變光盤、或僅以光盤來表示，但只要為以能量束照射而產(chǎn)生熱，因該熱造成原子排列的變化，因此而進(jìn)行信息記錄的信息記錄媒體，即可適用本發(fā)明，因此并不特定信息記錄媒體的形狀，光卡等圓盤狀信息記錄媒體以外的信息記錄媒體也可適用。
此外，本說明書中對(duì)上述能量束是以激光束或僅以激光或光來表現(xiàn)，但除上述外，只要能在信息記錄媒體上產(chǎn)生熱能的能量束即可獲致其效果，因而使用電子束等能量束的場(chǎng)合，也可得到本發(fā)明的效果。此外，本發(fā)明雖為用于紅色激光(波長(zhǎng)645～660nm)的信息記錄媒體的發(fā)明，但對(duì)于非激光波長(zhǎng)的，如青色激光、紫外線激光等波長(zhǎng)較短的激光進(jìn)行記錄的信息記錄媒體也可發(fā)揮其效果。
此外，本發(fā)明中雖以基板配置于記錄層的光入射側(cè)為前提，但在將基板配置于與記錄層的光入射側(cè)相反側(cè)，在光入射側(cè)配置比基板薄的保護(hù)板等保護(hù)材料，也不會(huì)失去本發(fā)明的效果。
附圖的簡(jiǎn)單說明圖1是顯示已知媒體構(gòu)造與性能的關(guān)系圖。
圖2是顯示已知媒體構(gòu)造及本發(fā)明的媒體構(gòu)造與性能的關(guān)系圖。
圖3是顯示本發(fā)明一實(shí)施例的圖。
圖4是顯示已知的信息記錄媒體一制造例的圖。
圖5是顯示本發(fā)明的信息記錄媒體一制造例的圖。
圖6是顯示本發(fā)明的信息記錄媒體一制造例的圖。
圖7是顯示本發(fā)明的信息記錄媒體一制造例的圖。
圖8是顯示本發(fā)明的一實(shí)施例所使用的信息記錄媒體的方塊圖。
圖9是顯示本發(fā)明的一實(shí)施例所使用的噴濺裝置的圖。
圖10是顯示已知的DVD-RAM媒體的圖。
圖11是顯示本發(fā)明的一例的媒體的圖。
圖12是顯示本發(fā)明的一例的媒體的圖。
圖13是顯示本發(fā)明的一例的媒體的圖。
圖14是顯示本發(fā)明的一例的媒體的圖。
組件符號(hào)說明8-1光盤8-2馬達(dá)8-3光讀取頭8-4前置放大器電路8-6記錄波形產(chǎn)生電路8-7激光驅(qū)動(dòng)電路8-88-16調(diào)制器8-9L/G伺服電路8-108-16解調(diào)器發(fā)明的實(shí)施方式圖1及圖2是為了比較已知例與本發(fā)明的信息記錄媒體所用的比較例與實(shí)施例。以下依序詳細(xì)說明各實(shí)施例。此外，在測(cè)定各實(shí)施例所示的信息記錄媒體的各個(gè)性能時(shí)，使用后敘的信息記錄裝置(圖8)，來測(cè)定偏差(改寫10次后)、調(diào)制度、記錄能量、可改寫次數(shù)。此外，記錄媒體是采用凹凸記錄。因此，在此是顯示于凸部及凹部上記錄信息時(shí)的偏差、調(diào)制度、記錄能量、可改寫次數(shù)的平均值。此外，各性能的目標(biāo)值則如下所列。
偏差9％以下調(diào)制度40％以上記錄能量13mW以下可改寫次數(shù)10萬次以上<比較例1>
以下顯示比較例1的積層構(gòu)造。在配置于記錄層的光入射側(cè)的基板上，以噴濺法依序積層為，124nm的(ZnS)80(SiO2)20做為第1干涉層，3nm的Cr2O3做為第1界面層，8nm的Ge28Sb18Te54做為記錄層，3nm的Cr2O3做為第2界面層，30nm的(ZnS)80(SiO2)20做為第2干涉層，33nm的Cr90(Cr2O3)10做為吸收率控制層，50nm的Al99Ti1做為熱擴(kuò)散層，并于其上配設(shè)有紫外線硬化樹脂。使如此制作成的2片信息記錄媒體的紫外線硬化樹脂側(cè)相向，且以黏合劑粘貼后，使用使記錄層初始化(結(jié)晶化)的裝置，進(jìn)行全面初始化。
如此制作的信息記錄媒體其各個(gè)性能顯示于圖1。偏差、調(diào)制度、記錄能量、可改寫次數(shù)皆具有良好的值。如此，即使使用記錄膜的熔點(diǎn)為630℃以上的相變記錄層材料的場(chǎng)合，當(dāng)在記錄層的兩側(cè)設(shè)置第1界面層及第2界面層時(shí)，仍可得到良好的信息記錄媒體。比較例1的問題點(diǎn)，在于積層數(shù)有7層之多，因此如<信息記錄媒體的制造例1>所示，在使用價(jià)格低的噴濺裝置時(shí)，無法確保足夠的生產(chǎn)性。
<比較例2>
以下顯示比較例2的積層構(gòu)造。即在配置于記錄層的光入射側(cè)的基板上，以噴濺法依序積層為，124nm的(ZnS)80(SiO2)20做為第1干涉層，3nm的Ge3N4做為第1界面層，8nm的Ge28Sb18Te54做為記錄層，3nm的Ge3N4做為第2界面層，30nm的(ZnS)80(SiO2)20做為第2干涉層，25nm的Ge80Cr20做為吸收率控制層，50nm的Al99Ti1做為熱擴(kuò)散層，并于其上配設(shè)有紫外線硬化樹脂。使如此制作成的2片信息記錄媒體的紫外線硬化樹脂側(cè)相向，且以黏合劑粘貼后，使用使記錄層初始化(結(jié)晶化)的裝置，進(jìn)行全面初始化。
如此制作的信息記錄媒體其各個(gè)性能顯示于圖1。偏差、調(diào)制度、記錄能量、可改寫次數(shù)均具有良好的值。如此，即使使用記錄膜的熔點(diǎn)為630℃以上的相變記錄層材料的場(chǎng)合，當(dāng)在記錄層的兩側(cè)設(shè)置第1界面層及第2界面層時(shí)，也可得到良好的信息記錄媒體。比較例2的問題點(diǎn)與比較例1相同，由于積層數(shù)有7層之多，因此在使用價(jià)格低的噴濺裝置時(shí)，無法確保足夠的生產(chǎn)性。
<比較例3>
以下顯示比較例3的積層構(gòu)造。即在配置于記錄層的光入射側(cè)的基板上，以噴濺法依序積層為，124nm的(ZnS)80(SiO2)20做為第1干涉層，3nm的Cr2O3做為第1界面層，8nm的Ge28Sb18Te54做為記錄層，3nm的Cr2O3做為第2界面層，33nm的(ZnS)80(SiO2)20做為第2干涉層，33nm的Cr90(Cr2O3)10做為吸收率控制層，50nm的Al99Ti1做為熱擴(kuò)散層，并于其上配設(shè)有紫外線硬化樹脂。使如此制作成的2片信息記錄媒體的紫外線硬化樹脂側(cè)相向，且以黏合劑粘貼后，使用使記錄層初始化(結(jié)晶化)的裝置，進(jìn)行全面初始化。
如此制作的信息記錄媒體其各個(gè)性能顯示于圖1。調(diào)制度、記錄能量雖具有良好的值，但偏差、可改寫次數(shù)都無法達(dá)到目標(biāo)值。這是由于使用記錄膜的熔點(diǎn)為630℃以上的相變記錄層材料的原因。即，即使設(shè)有第1界面層，由于數(shù)次重復(fù)信息記錄，第2干涉層中的S會(huì)溶入記錄層中，慢慢地使記錄層的結(jié)晶化速度變慢，同時(shí)會(huì)引起反射率降低及信號(hào)振幅降低，因此使偏差及可改寫次數(shù)劣化。
<比較例4>
以下顯示比較例4的積層構(gòu)造。即在配置于記錄層的光入射側(cè)的基板上，以噴濺法依序積層為，124nm的(ZnS)80(SiO2)20做為第1干涉層，3nm的Cr2O3做為第1界面層，8nm的Ge28Sb18Te54做為記錄層，33nm的Cr2O3做為第2界面層，33nm的Cr90(Cr2O3)10做為吸收率控制層，50nm的Al99Ti1做為熱擴(kuò)散層，并于其上配設(shè)有紫外線硬化樹脂。使如此制作成的2片信息記錄媒體的紫外線硬化樹脂側(cè)相向，且以黏合劑粘貼后，使用使記錄層初始化(結(jié)晶化)的裝置，進(jìn)行全面初始化。
如此制作的信息記錄媒體其各個(gè)性能顯示于圖1。偏差、調(diào)制度、記錄能量、可改寫次數(shù)都無法達(dá)到目標(biāo)值。這是因?yàn)榈?界面層所使用的Cr2O3具有二個(gè)問題點(diǎn)。即，熱傳導(dǎo)率過高，及光吸收過大。熱傳導(dǎo)率過高，以通常的記錄能量則記錄層的溫度無法充分上升，因此不得不提高記錄能量，此外，光吸收過大，無法充分利用記錄層與吸收率干涉層間的光學(xué)干涉效果，而引起調(diào)制度的降低，結(jié)果發(fā)生記錄層上升，可改寫次數(shù)較少的問題。此外，比較例4會(huì)產(chǎn)生另一個(gè)問題。即，與通常使用于界面層的高熔點(diǎn)氧化物、氮化物與使用于干涉層的ZnS-SiO2系材料相比，噴濺率僅為幾分之一左右，且為求光學(xué)上的最適設(shè)計(jì)，必須使第2界面層的膜厚為通常的10倍左右，因此使噴濺法所需的時(shí)間變得特別長(zhǎng)。
<比較例5>
以下顯示比較例5的積層構(gòu)造。即在配置于記錄層的光入射側(cè)的基板上，以噴濺法依序積層為，124nm的(ZnS)80(SiO2)20做為第1干涉層，3nm的Cr2O3做為第1界面層，8nm的Ge28Sb18Te54做為記錄層，29nm的ZnS做為保護(hù)層，33nm的Cr90(Cr2O3)10做為吸收率控制層，50nm的Al99Ti1做為熱擴(kuò)散層，并于其上配設(shè)有紫外線硬化樹脂。使如此制作成的2片信息記錄媒體的紫外線硬化樹脂側(cè)相向，且以黏合劑粘貼后，使用使記錄層初始化(結(jié)晶化)的裝置，進(jìn)行全面初始化。
如此制作的信息記錄媒體其各個(gè)性能顯示于圖2。調(diào)制度、記錄能量雖具有良好的值，但偏差、可改寫次數(shù)都無法達(dá)到目標(biāo)值。這是使用記錄膜的熔點(diǎn)為630℃以上的相變記錄層材料的原因。即，即使設(shè)有第1界面層，由于數(shù)次重復(fù)信息記錄，保護(hù)層中的S會(huì)溶入記錄層中，慢慢地使記錄層的結(jié)晶化速度變慢，同時(shí)會(huì)引起反射率降低及信號(hào)振幅降低，因此使偏差及可改寫次數(shù)劣化。
<比較例6>
以下顯示比較例6的積層構(gòu)造。在于配置于記錄層的光入射側(cè)的基板上，以噴濺法依序積層為，124nm的(ZnS)80(SiO2)20做為第1干涉層，3nm的Cr2O3做為第1界面層，8nm的Ge28Sb18Te54做為記錄層，33nm的SnO2做為保護(hù)層，33nm的Cr90(Cr2O3)10做為吸收率控制層，50nm的Al99Ti1做為熱擴(kuò)散層，并于其上配設(shè)有紫外線硬化樹脂。使如此制作成的2片信息記錄媒體的紫外線硬化樹脂側(cè)相向，且以黏合劑粘貼后，使用使記錄層初始化(結(jié)晶化)的裝置，進(jìn)行全面初始化。
如此制作的信息記錄媒體其各個(gè)性能顯示于圖2。調(diào)制度、記錄能量雖具有良好的值，但偏差、可改寫次數(shù)都無法達(dá)到目標(biāo)值。這是使用記錄膜的熔點(diǎn)為630℃以上的相變記錄層材料的原因。即，即使設(shè)有第1界面層，由于數(shù)次重復(fù)信息記錄，保護(hù)層中的Sn會(huì)溶入記錄層中，慢慢地使記錄層的結(jié)晶化速度變慢，同時(shí)會(huì)引起反射率降低及信號(hào)振幅降低，因而使偏差及可改寫次數(shù)劣化。
<實(shí)施例1>
圖14顯示實(shí)施例1的積層構(gòu)造。即在配置于記錄層的光入射側(cè)的基板1上，以噴濺法依序積層為，124nm的(ZnS)80(SiO2)20做為第1干涉層10,3nm的Cr2O3做為第1界面層12,8nm的Ge28Sb18Te54做為記錄層4,32nm的(SnO2)90(Cr2O3)10做為保護(hù)層13,33nm的Cr90(Cr2O3)10做為吸收率控制層7,50nm的Al99Ti1做為熱擴(kuò)散層8，并于其上配設(shè)有紫外線硬化樹脂14。使如此制作成的2片信息記錄媒體的紫外線硬化樹脂側(cè)相向，且以黏合劑粘貼后，使用使記錄層初始化(結(jié)晶化)的裝置，進(jìn)行全面初始化。
如此制作的信息記錄媒體其各個(gè)性能顯示于圖2。偏差、調(diào)制度、記錄能量、可改寫次數(shù)都具有良好的值。這樣，即使使用記錄膜的熔點(diǎn)為630℃以上的相變記錄層材料，當(dāng)記錄層的兩側(cè)設(shè)置有第1界面層及本發(fā)明的保護(hù)層時(shí)，也可得到良好的信息記錄媒體。此外，在比較例1及2雖然也得到同樣的良好結(jié)果，但比較例1、2的問題點(diǎn)，因噴濺的積層數(shù)有7層之多，因此如<信息記錄媒體的制造例1>所示，在使用價(jià)格低的噴濺裝置時(shí)，無法確保足夠的生產(chǎn)性。相對(duì)于此，實(shí)施例1中噴濺的積層數(shù)減至6層，因此生產(chǎn)效率可飛躍地提升。
<實(shí)施例2>
圖14顯示實(shí)施例2的積層構(gòu)造。即在配置于記錄層的光入射側(cè)的基板1上，以噴濺法依序積層為，124nm的(ZnS)80(SiO2)20做為第1干涉層10,3nm的Cr2O3做為第1界面層12,8nm的Ge28Sb18Te54做為記錄層4,32nm的(SnO2)80(ZnS)20做為保護(hù)層13,33nm的Cr90(Cr2O3)10做為吸收率控制層7,50nm的Al99Ti1做為熱擴(kuò)散層8，并于其上配設(shè)有紫外線硬化樹脂14。使如此制作成的2片信息記錄媒體的紫外線硬化樹脂側(cè)相向，且以黏合劑粘貼后，使用使記錄層初始化(結(jié)晶化)的裝置，進(jìn)行全面初始化。
如此制作的信息記錄媒體其各個(gè)性能顯示于圖2。偏差、調(diào)制度、記錄能量、可改寫次數(shù)都具有良好的值。如此，即使使用記錄膜的熔點(diǎn)為630℃以上的相變記錄層材料，當(dāng)在記錄層的兩側(cè)設(shè)置第1界面層及本發(fā)明的保護(hù)層時(shí)，也可得到良好的信息記錄媒體。此外，在比較例1及2雖然也可得到良好的結(jié)果，但比較例1、2的問題點(diǎn)，因噴濺的積層數(shù)有7層之多，因此如<信息記錄媒體的制造例1>所示，當(dāng)使用價(jià)格低的噴濺裝置時(shí)，無法確保足夠的生產(chǎn)性。相對(duì)于此，實(shí)施例1中噴濺的積層數(shù)減至6層，因此如<信息記錄媒體的制造方法2>所示，生產(chǎn)效率可飛躍地提高。此外，在實(shí)施例1中以12.6mW的記錄能量為達(dá)成目標(biāo)，但該值稍高。此外，相對(duì)于此，實(shí)施例2于偏差、調(diào)制度、記錄能量、可改寫次數(shù)都顯示出較實(shí)施例1良好的值。
如以上的實(shí)施例所示，添加硫化物、過渡金屬氧化物至保護(hù)層的氧化錫中，可獲得良好的性能。
<實(shí)施例3>
(噴濺裝置)生產(chǎn)本發(fā)明的信息記錄媒體的噴濺裝置，較佳為具有多個(gè)室，于各室中設(shè)置有1個(gè)噴濺目標(biāo)，信息記錄媒體用的基板依序于各室間被搬送的所謂的枚葉式噴濺裝置。
此處，以圖9說明本發(fā)明的信息記錄媒體制造用的噴濺裝置的構(gòu)造。本噴濺裝置共具備9個(gè)室。其中，在制膜工序中所使用的處理室具備第1室至第8室的8個(gè)室。此外，還具備1個(gè)裝載鎖定室，可將基板搬送至噴濺裝置并將制膜后的信息記錄媒體由噴濺裝置搬出。此外，本噴濺裝置中設(shè)有與室數(shù)相同數(shù)量的運(yùn)載器，運(yùn)載器以其中心為軸于箭頭方向旋轉(zhuǎn)，可將基板搬送到各室。
此外，各處理室具備控制最適合形成各個(gè)層的噴濺電源、多個(gè)噴濺氣體管路、用于控制噴濺氣體流量的質(zhì)量流控制器。將各基板安裝于各個(gè)室后，再將合適的噴濺氣體導(dǎo)入于各室內(nèi)，之后，于各室中進(jìn)行噴濺。用于搬送各基板的運(yùn)載器具備基板旋轉(zhuǎn)用的小型真空馬達(dá)。該馬達(dá)的電源由于無法使用電線，因此在各運(yùn)載器安裝于各室時(shí)，同時(shí)需考慮到從與各室接觸的部份供給電源。通過該基板的旋轉(zhuǎn)，在基板上制膜的各層的組成均一性、膜厚均一性都可大幅提升。此外，本噴濺裝置中為防止噴濺時(shí)基板過熱，在基板與運(yùn)載器間導(dǎo)入了基板冷卻用的He氣，可防止一般基板因過熱而變形的情形。
(信息記錄媒體的制造例1)通常的噴濺制程中，因制膜時(shí)所發(fā)生的輝光放電，及噴濺產(chǎn)生的飛濺粒子沖撞基板，使基板被加熱。一般是以上述方法來抑制基板過熱造成基板變形，但在生產(chǎn)比較例1的構(gòu)造時(shí)，會(huì)產(chǎn)生基板變形造成無法將其搬入噴濺裝置內(nèi)部的問題。為解決此問題，設(shè)定在各室中噴濺后的基板冷卻時(shí)間，以防止基板過熱。以下詳細(xì)說明。
磁道距為0.615μm，槽深度為65nm，在用于在凸部及凹部雙方記錄信息的地址信息，設(shè)置于各區(qū)段前頭部的厚度為0.6界面層的凹凸記錄用聚碳酸酯制的基板上，制造有以下各薄膜，第1干涉層(ZnS)80(SiO2)20(124nm)，第1界面層Cr2O3(3nm)，記錄層3Ge28Sb18Te54(8nm)，第2界面層Cr2O3(3nm)，第2干涉層(ZnS)20(SiO2)20(30nm)，吸收率控制層Cr90(Cr2O3)10(30nm)，熱擴(kuò)散層Al99Ti1(50nm)。此時(shí)使用的噴濺裝置是先前所說明的具有8個(gè)處理室的，各層制膜的噴濺條件顯示于圖4。
生產(chǎn)上述構(gòu)造的信息記錄媒體的場(chǎng)合，由于第1干涉層(ZnS)80(SiO2)20厚達(dá)124nm，因此該層的制膜時(shí)間長(zhǎng)，結(jié)果運(yùn)載器開始搬送基板的時(shí)間延遲，以致每1層的生產(chǎn)時(shí)間(即循環(huán)時(shí)間)變長(zhǎng)。因此，將該層分開于2個(gè)室制作一半厚度(62nm)的第1干涉層為良策。由此，第1及第2室內(nèi)的制膜時(shí)間可短縮至4秒。但通常若噴濺時(shí)間長(zhǎng)，則噴濺時(shí)所發(fā)生的熱會(huì)造成基板變形，因此不得不設(shè)定上述冷卻基板的第1室的冷卻時(shí)間為6秒。結(jié)果，每1層的生產(chǎn)時(shí)間(即循環(huán)時(shí)間)為，噴濺時(shí)間(4秒)加冷卻時(shí)間(6秒)加搬送時(shí)間(1.5秒)，共11.5秒。
(信息記錄媒體的制造例2)
磁道距為0.615μm，槽深度為65nm，在用于在凸部及凹部雙方記錄信息的地址信息，設(shè)置于各區(qū)段前頭部的厚度為0.6界面層的凹凸記錄用聚碳酸酯制基板上，制造有以下各薄膜，第1干涉層(ZnS)80(SiO2)20(123nm)，第1界面層Cr2O3(3nm)，記錄層3Ge28Sb18Te54(8nm)，保護(hù)層(SnO2)90(ZnS)10(33nm)，吸收率控制層Cr90(Cr2O3)10(30nm)，熱擴(kuò)散層Al99Ti1(50nm)。此時(shí)使用的噴濺裝置是先前所說明的具有8個(gè)處理室的，各層制膜的噴濺條件顯示于圖5。
生產(chǎn)上述構(gòu)造的信息記錄媒體，與圖4所示的7層構(gòu)造的制膜相比，因積層數(shù)為6層而少了1層，因此可使制造第1干涉層(ZnS)80(SiO2)20的室數(shù)為3室。如此可減少第1、第2及第3室的制膜時(shí)間至2.6秒。此外，第1、第2室的噴濺時(shí)間可縮短，因此可將基板冷卻時(shí)間減少至2秒。結(jié)果，每1層的生產(chǎn)時(shí)間(即循環(huán)時(shí)間)為噴濺時(shí)間(2.6秒)加冷卻時(shí)間(2秒)加搬送時(shí)間(1.5秒)，共為6.1秒，與(信息記錄媒體的制造例1)相比，可減少循環(huán)時(shí)間約一半。
(信息記錄媒體的制造例3)磁道距為0.615μm，槽深度為65nm，在用于在凸部及凹部雙方記錄信息的地址信息，設(shè)置于各區(qū)段前頭部的厚度為0.6界面層的凹凸記錄用聚碳酸酯制基板上，制造有以下各薄膜，第3干涉層(SnO2)95(Sb2O3)5(76nm)，第1干涉層(ZnS)80(SiO2)20(47nm)，第1界面層Cr2O3(3nm)，記錄層3Ge28Sb18Te54(8nm)，第2界面層Cr2O3(3nm)，第2干涉層(ZnS)80(SiO2)20(30nm)，吸收率控制層Cr90(Cr2O3)10(30nm)，熱擴(kuò)散層Al99Ti1(50nm)。此時(shí)使用的噴濺裝置是先前所說明的具有8個(gè)處理室的，各層制膜的噴濺條件顯示于圖6。
生產(chǎn)上述構(gòu)造的信息記錄媒體的場(chǎng)合，與圖5所示相比，雖積層數(shù)增加為8層，但最終可使循環(huán)時(shí)間減少。該構(gòu)造的特征是在于第1干涉層與基板間，新設(shè)置了第3干涉層。發(fā)明者們通過以制造第1干涉層時(shí)通常所使用的RF噴濺電源做為DC電源，可將輝光放電限制于噴濺目標(biāo)的近旁，因此可防止基板的過度加熱。此外，通過使用DC噴濺電源，不僅可增加噴濺能量，還可提高噴濺率。由于噴濺率的提高，則可縮短噴濺時(shí)間，結(jié)果可防止基板的過度加熱。
因此，著眼于制造第3干涉層用的噴濺目標(biāo)，而研究可進(jìn)行DC噴濺的透明材料，結(jié)果添加一定比率的Sb2O3于SnO2，噴濺目標(biāo)的電阻急劇地降低，結(jié)果可進(jìn)行DC噴濺，且其顯示具有做為光盤用干涉層的優(yōu)良性能。
如圖6所示的結(jié)果，雖積層數(shù)增加為8層，但第1、第2室的制膜時(shí)間可縮短至3.0秒。此外，第1、第2室的噴濺時(shí)間可縮短，因此可將基板冷卻時(shí)間減少至4.2秒。結(jié)果，每1層的生產(chǎn)時(shí)間(即循環(huán)時(shí)間)為噴濺時(shí)間(3.0秒)加冷卻時(shí)間(4.2秒)加搬送時(shí)間(1.5秒)，共為8.7秒，與(信息記錄媒體的制造例1)相比，可減少循環(huán)時(shí)間至70％左右。
(信息記錄媒體的制造例4)與圖6的場(chǎng)合相同，即使在對(duì)于使用圖5所示的本發(fā)明的保護(hù)層的情形時(shí)，也適用于第3干涉層，調(diào)查其循環(huán)時(shí)間降低效果，其結(jié)果顯示于圖7。
磁道距為0.615μm，槽深度為65nm，在用于在凸部及凹部雙方記錄信息的地址信息，設(shè)置于各區(qū)段前頭部的厚度為0.6界面層的平面凹部記錄用聚碳酸酯制基板上，制造有以下各薄膜，第3干涉層(SnO2)95(Sb2O3)5(94nm)，第1干涉層(ZnS)80(SiO2)20(30nm)，第1界面層Cr2O3(3nm)，記錄層3Ge28Sb18Te54(8nm)，保護(hù)層(SnO2)90(ZnS)10(33nm)，吸收率控制層Cr90(Cr2O3)10(30nm)，熱擴(kuò)散層Al99Ti1(50nm)。此時(shí)使用的噴濺裝置為先前所說明的具有8個(gè)處理室的，各層制膜的噴濺條件顯示于圖7。
如圖7所示的結(jié)果，第1、第2室的制膜時(shí)間可縮短至1.9秒。此外，第1、第2室的噴濺時(shí)間可縮短，因此可將基板冷卻時(shí)間減少至1.5秒。結(jié)果，每1層的生產(chǎn)時(shí)間(即循環(huán)時(shí)間)為噴濺時(shí)間(1.9秒)加冷卻時(shí)間(1.5秒)加搬送時(shí)間(1.5秒)，共為4.9秒，與(信息記錄媒體的制造例1)相比，可減少循環(huán)時(shí)間至40％左右。
<實(shí)施例4>
以下以圖8說明本發(fā)明的信息記錄媒體、再生及裝置的動(dòng)作。此外，進(jìn)行記錄再生時(shí)的馬達(dá)控制方法，是采用在每一進(jìn)行記錄再生區(qū)改變磁盤旋轉(zhuǎn)數(shù)的ZCLV(Zone Constant Linear Velocity)方式。磁盤線速度大約為8.2m/秒。
從記錄裝置外部而來的信息是以8位為1單位，傳送至8-16調(diào)制器8-8。于信息記錄媒體(以下稱光盤)8-1上記錄信息時(shí)，使用將信息8位變換為16位的調(diào)制方式，即所謂8-16調(diào)制方式而進(jìn)行記錄。該調(diào)制方式是于媒體上進(jìn)行對(duì)應(yīng)8位信息的3T～14T的標(biāo)記長(zhǎng)的信息記錄。圖中8-16調(diào)制器8-8是進(jìn)行該調(diào)制。此外，此處T是表示信息記錄時(shí)的時(shí)鐘周期，此處為17.1ns。
由8-16調(diào)制器8-8所變換的3T～14T的數(shù)字信號(hào)是被傳送至記錄波產(chǎn)生電路8-6，高能量脈沖的寬幅約定為T/2，高能量位準(zhǔn)激光照射期間進(jìn)行寬幅約T/2的低能量位準(zhǔn)的激光照射，在上述一連串的高能量脈沖期間會(huì)產(chǎn)生進(jìn)行有中間能量位準(zhǔn)激光照射的多脈沖記錄波形。此時(shí)，為形成記錄標(biāo)記，使高能量位準(zhǔn)為10.0mW，記錄標(biāo)記可消除的中間能量位準(zhǔn)為4.0mW。此外，上述記錄波形產(chǎn)生電路8-6內(nèi)，使3T～14T的信號(hào)在時(shí)間序列交互地對(duì)應(yīng)「0」與「1」，為「0」時(shí)是照射中間能量位準(zhǔn)的激光能量，為「1」時(shí)則照射包含高能量位準(zhǔn)脈沖的一連串的高能量脈沖列。此時(shí)，光盤1上照射有中間能量位準(zhǔn)的激光的部份會(huì)成為結(jié)晶(空間部)，照射有包含高能量位準(zhǔn)的脈沖的一連串的高能量脈沖列的激光部份會(huì)成為非結(jié)晶(標(biāo)記部)。此外，在上述記錄波形產(chǎn)生電路8-6內(nèi)，當(dāng)形成用于形成標(biāo)記部的包含高能量位準(zhǔn)脈沖的一連串的高能量脈沖列時(shí)，具有根據(jù)標(biāo)記部前后的空間長(zhǎng)，而相應(yīng)改變多脈沖波形前頭脈沖寬幅及最后脈沖寬幅的方式(適應(yīng)型記錄波形控制)的多脈沖波形表，由此而產(chǎn)生可極力地排除于標(biāo)記間所產(chǎn)生的標(biāo)記間熱干涉的影響的多脈沖記錄波形。
記錄波形產(chǎn)生電路8-6所產(chǎn)生的記錄波形是被激光驅(qū)動(dòng)電路8-7傳送的，激光驅(qū)動(dòng)電路8-7即根據(jù)該記錄波形，使光讀取頭8-3內(nèi)的半導(dǎo)體激光發(fā)光。
本記錄裝置所搭載的光讀取頭8-3中使用了光波長(zhǎng)655nm的半導(dǎo)體激光做為信息記錄用的激光束。此外，以透鏡NA 0.6的對(duì)物鏡將該激光光聚集至上述光盤8-1的記錄層上，照射對(duì)應(yīng)上述記錄波形的激光的激光束，而進(jìn)行信息記錄。
一般而言，激光波長(zhǎng)λ的激光以透鏡開口數(shù)NA進(jìn)行集光時(shí)，激光束的投射徑大約為0.9×λ/NA。因此，于上述條件的場(chǎng)合，激光束的投射徑大約為0.98微米。此時(shí)，激光束偏光設(shè)為圓偏光。
此外，本記錄裝置是對(duì)應(yīng)于凹部及凸部(凹部間的區(qū)域)雙方記錄信息的方式(所謂的凹凸記錄方式)。本記錄裝置是通過L/G伺服電路8-9，可任意選擇對(duì)應(yīng)凸部及凹部的追蹤。記錄信息的再生亦使用上述光讀取頭8-3而進(jìn)行。照射激光束至記錄的標(biāo)記上，并檢測(cè)出標(biāo)記及標(biāo)記外的部份所反射的光，可得再生信號(hào)。該再生信號(hào)的振幅以前置放大器電路8-4放大，并傳送至8-16解調(diào)器8-10。在8-16解調(diào)器8-10將每16位變換為8位信息。通過以上的動(dòng)作，結(jié)束所記錄的標(biāo)記的再生。以上述條件于上述光盤8-1進(jìn)行記錄的場(chǎng)合時(shí)，最短標(biāo)記3T標(biāo)記的標(biāo)記長(zhǎng)大約為0.42μm，最長(zhǎng)標(biāo)記14T標(biāo)記的標(biāo)記長(zhǎng)大約為1.96μm。
<實(shí)施例5>
以下說明本發(fā)明的信息記錄媒體所使用的各層的最適組成及最適膜厚。
(第3干涉層)通常，存在于第3干涉層的光入射側(cè)的物質(zhì)為聚碳酸酯等的塑料基板，或紫外線硬化樹脂等有機(jī)物。此外，其折射率是1.4至1.6左右。在上述有機(jī)物與第3干涉層間為了使其有效反射，第3干涉層的折射率以2.0以上為較佳。第3干涉層是光學(xué)上折射率為存在于光入射側(cè)的物質(zhì)(本實(shí)施例為相當(dāng)于基板)如上所述，在不發(fā)生光吸收的范圍內(nèi)以曲折率較大者為佳。具體而言，在曲折率n為2.0～3.0之間，不吸收光的材料，若考慮量產(chǎn)性，則以包含SnO2、Sb2O3或Bi2O3為佳。這些組成比若在含有90～97摩爾％時(shí)，因可進(jìn)行DC噴濺，因此最適合進(jìn)行量產(chǎn)。SnO2的量為97摩爾％以上時(shí)，會(huì)有電阻無法變得足夠低的問題，而SnO2的量為90摩爾％以下時(shí)，則會(huì)有吸收率增加，熱穩(wěn)定性降低的問題。
(第1干涉層)若在基板與第1干涉層間不存在第3干涉層的情況下，則存在于第1干涉層的光入射側(cè)的物質(zhì)為聚碳酸酯等的塑料基板，或紫外線硬化樹脂等有機(jī)物。此外，其折射率是1.4至1.6左右。在上述有機(jī)物與第1干涉層間為了使其有效反射，第1干涉層的折射率以2.0以上為較佳。第3干涉層是光學(xué)上折射率為存在于光入射側(cè)的物質(zhì)(本實(shí)施例為相當(dāng)于基板)為以上所述，在不發(fā)生光吸收的范圍內(nèi)以曲折率較大者為佳。具體而言，為曲折率n為2.0～3.0之間，不吸收光的材料，特別是含有金屬氧化物、碳化物、氮化物、硫化物、硒化物者較佳。此外，熱傳導(dǎo)率至少為2W/mk以下為較佳。特別是ZnS-SiO2系的化合物因熱傳導(dǎo)率低，最適合做為第1干涉層。此外，為有效利用基板與記錄層間的光學(xué)干涉，在激光的波長(zhǎng)為650nm左右的場(chǎng)合時(shí)，第1干涉層的最適膜厚為110nm～135nm。
(第1界面層)第1界面層的材料，是易成為不定比化合物的過渡金屬元素的氧化物、氮化物或這些元素的混合物時(shí)特別優(yōu)。此外，Si、Ge等的半導(dǎo)體氧化物、氮化物也容易成為不定比化合物，因此也很適合。具體而言Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Hf、Ta、W、La、Ce等的氧化物、氮化物或這些元素的混合物比較合適。特別是Cr-O系材料、Co2O3、CoO等的Co-O系材料的氧化物、Ta-N系材料、Al-N系材料、Si-N系材料、Al-Si-N系材料(例如AlSiN2)、Ge-N系材料等的氮化物、SiC、GeC等的碳化物，此外，這些混合材料也可。金屬的碲化物、半導(dǎo)體的碲化物或這些碲化物的氮化物也可。此時(shí)，由于提高記錄膜的核形成速度，因此具有保存壽命、覆寫時(shí)的消除特性提高等的效果。
此外，由于上述材料吸收一般光，在光學(xué)上無法獲得良好效果。但膜的剝落可被控制、保存壽命提高、多次改寫劣化的抑制效果大，因此第1界面層存在時(shí)較為實(shí)用。因此，第1界面層的膜厚以在不失去上述效果的范圍內(nèi)越薄越好。根據(jù)發(fā)明者等的研究結(jié)果，第1界面層的膜厚為0.5nm以上即十分足夠。此外，為5nm以上的場(chǎng)合時(shí)，容易發(fā)生反射率降低、信號(hào)振幅降低等問題，20nm以上的場(chǎng)合時(shí)，也容易發(fā)生反射率降低、信號(hào)振幅大幅降低等問題，因此對(duì)實(shí)用而言并不適宜。因此，第1界面層的膜厚以0.5nm以上20nm以下為適，較佳為0.5nm以上5nm以下。
(記錄層)本發(fā)明所使用的記錄層，以相變記錄材料特別合適，已知取代上述實(shí)施例中所使用的Ge28Sb18Te54的記錄層材料，以Ge為25～38原子％、Sb為13～20原子％、Ge為50～55原子％的范圍內(nèi)的組成，其可改寫次數(shù)特別不容易降低。此外，添加1～15摩爾％的SnTe，可提高本發(fā)明的信息記錄媒體的保存壽命。
使記錄膜的膜厚至少為凸部與凹部的高度差(槽深度)以下的場(chǎng)合時(shí)，交叉消除降低效果大。此外，記錄層膜厚為4～20nm的場(chǎng)合，調(diào)制度大，記錄膜流動(dòng)不易發(fā)生，因而較佳。此外，記錄層膜厚為4～10nm的場(chǎng)合時(shí)更佳。記錄層膜厚比4nm薄的場(chǎng)合，反射率、信號(hào)振幅等會(huì)顯著降低，但對(duì)覆寫偏差抑制效果、多次改寫時(shí)的記錄膜流動(dòng)抑制效果很大。此外，記錄層膜厚較10nm厚的場(chǎng)合，反射率、信號(hào)振幅等雖為良好，但明顯發(fā)生覆寫偏差上升、多次改寫時(shí)的記錄膜流動(dòng)等弊端。此外，本實(shí)施例的光盤是對(duì)于記錄膜熔點(diǎn)為630℃以上的高熔點(diǎn)記錄層材料進(jìn)行記錄，但本發(fā)明基本上是在于提高通過激光束發(fā)熱，并以該熱對(duì)記錄標(biāo)記進(jìn)行記錄的光盤的記錄層附近的熱穩(wěn)定性，因此記錄膜熔點(diǎn)并不需要為630℃以上。
(保護(hù)層)SnO2與硫化物、過渡金屬氧化物以一定比例混合時(shí)，具有與ZnS-SiO2相同程度的低熱傳導(dǎo)率，噴濺率高，為透明且熱穩(wěn)定性好，即使是在以熔點(diǎn)為630℃以上的相變材料為記錄層的場(chǎng)合時(shí)，也顯示具有良好的熱穩(wěn)定性因而較佳。特別是錫的含有量為23.3～32.3原子％的場(chǎng)合(SnO2的含有量為70～97摩爾％)，即使進(jìn)行了10萬多次的多次信息記錄，也可控制再生信號(hào)劣化于實(shí)用的水平。
此外，發(fā)明人等努力研究的結(jié)果，如以下所示，在SnO2中添加硫化物、過渡金屬氧化物的場(chǎng)合時(shí)，發(fā)現(xiàn)上述的效果特別顯著。具體而言，Zn、Sb、Au、Ag、Si、Ge、Co、Sn、C、Ta、Fe、Cu、Nb、Ni、V、Ba、Bi、Mn、Mo等的硫化物、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zr、Nb、Mo、Ta、W等的過渡金屬氧化物較佳。
這是因SnO2中的Sn因信息記錄時(shí)的熱而從氧游離時(shí)，Sn被捕捉的原因。特別是由于保護(hù)層改變ZnS與SnO2的混合比可使其熱傳導(dǎo)率顯著降低，因此做為保護(hù)層為最適。此外，保護(hù)層的膜厚以25～200nm左右為佳。最好是凸部凹部間的高度差(基板上的槽深度、激光波長(zhǎng)的1/7～1/5左右)以上。此外，保護(hù)層與吸收率控制層的膜厚之和為凸部凹部間的高度差以上也可。保護(hù)層的膜厚為25nm以下，或保護(hù)層與吸收率控制層的膜厚之和為凸部凹部間的高度差以下時(shí)，于記錄層記錄時(shí)所產(chǎn)生的熱會(huì)傳至熱擴(kuò)散層，記錄于相鄰的磁道的記錄標(biāo)記容易被消除。即，有容易發(fā)生交叉消除的問題。此外，保護(hù)層的膜厚為200nm以上時(shí)，由于信息記錄時(shí)的記錄層冷卻速度極小，因此會(huì)發(fā)生難以非晶質(zhì)化(記錄標(biāo)記難以形成)的弊端，同時(shí)會(huì)發(fā)生磁盤面內(nèi)的反射率分布比生產(chǎn)時(shí)光盤面內(nèi)的保護(hù)層的膜厚分布大的問題。
(吸收率控制層)DVD-RAM是如先前所述由于再生信號(hào)振幅較小，必須極力抑制覆寫時(shí)產(chǎn)生的殘余所造成的再生信號(hào)劣化，因此，于熱擴(kuò)散層與第2干涉層間設(shè)置吸收率控制層。
吸收率控制層以多個(gè)折射率n、k為1.4＜n＜4.5、-3.5＜k＜-0.5的范圍內(nèi)為佳，特別是2＜n＜4、-3.0＜k＜-0.5的材料較佳。吸收率控制層由于吸收光，因此以熱穩(wěn)定性材料為佳，較佳者為要求熔點(diǎn)在1000℃以上。此外，在保護(hù)層添加硫化物的場(chǎng)合，特別是具有較大的交叉消除降低效果的吸收率控制層的場(chǎng)合，ZnS等的硫化物的含有量最好至少比添加于保護(hù)層的上述硫化物的含有量少。這是因?yàn)闀?huì)出現(xiàn)熔點(diǎn)降低、熱傳導(dǎo)率降低、吸收率降低等不利影響。上述吸收率控制層的組成以金屬與金屬氧化物、金屬硫化物、金屬氮化物、金屬碳化物的混合物較佳，Cr與Cr2O3的混合物對(duì)覆寫特性的提高顯示了特別好的效果。特別是Cr為60～95原子％時(shí)，可獲得具有適合本發(fā)明的熱傳導(dǎo)率、光學(xué)常數(shù)的材料。具體而言，上述金屬以Al、Cu、Ag、Au、Pt、Pd、Co、Ti、Cr、Ni、Mg、Si、V、Ca、Fe、Zn、Zr、Nb、Mo、Rh、Sn、Sb、Te、Ta、W、Ir、Pb混合物較佳，而金屬氧化物、金屬硫化物、金屬氮化物、金屬碳化物則以SiO2、SiO、TiO2、Al2O3、Y2O3、CeO、La2O3、In2O3、GeO、GeO2、PbO、SnO、SnO、SnO2、Bi2O3、TeO2、MO2、WO2、WO3、Sc2O3、Ta2O5、ZrO2較佳。其它如Si-O-N系材料、Si-Al-O-N系材料、Cr2O3等的Cr-O系材料、Co2O3、CoO等的Co-O系材料的氧化物、TaN、AlN、Si3N4等的Si-N系材料、Al-Si-N系材料(例如AlSiN2)、Ge-N系材料的氮化物、ZnS、Sb2S3、CdS、In2S3、Ga2S3、GeS、SnS2、PbS、Bi2S3等的硫化物、SnSe3、Sb2S3、CdSe、ZnSe、In2Se3、Ga2Se3、GeSe、GeSe2、SnSe、PbSe、Bi2Se3等的硒化物，或CeF3、MgF2、CaF2等的氟化物、或使用接近上述材料的組成物的吸收率控制層也可。
此外，吸收率控制層的膜厚以10nm以上100nm以下為佳，20nm以上50nm以下時(shí)可呈現(xiàn)出特別良好的覆寫特性提高效果。此外，保護(hù)層、吸收率控制層的膜厚之和為槽深度以上時(shí)，交叉消除降低效果將更顯著。如先前所說明，吸收率控制層具有吸收光的性質(zhì)。因此，與記錄層吸收光而發(fā)熱一樣，吸收率控制層也會(huì)吸收光而發(fā)熱。此外，吸收率控制層的吸收率于記錄層為非晶質(zhì)狀態(tài)時(shí)，使其比記錄層為晶質(zhì)狀態(tài)時(shí)大是非常重要。如此，通過光學(xué)設(shè)計(jì)，可發(fā)現(xiàn)使記錄層為非晶質(zhì)狀態(tài)時(shí)的記錄層上的吸收率Aa小于記錄層為晶質(zhì)狀態(tài)時(shí)的記錄層上的吸收率Ac這樣的效果。此效果可使覆寫特性大幅度地提高。為獲得以上的特性，必須使吸收率控制層的吸收率提高30～40％左右。此外，吸收率控制層的發(fā)熱量會(huì)因記錄層的狀態(tài)為結(jié)晶狀態(tài)，或是非結(jié)晶狀態(tài)而異。結(jié)果，由記錄層往熱擴(kuò)散層的熱流會(huì)依記錄層的狀態(tài)而變化，此現(xiàn)象可抑制覆寫所引起的偏差上升。
以上的效果是由于吸收率控制層的溫度上升，而可遮斷由記錄層往熱擴(kuò)散層的熱流的效果。為有效利用該效果，保護(hù)層與吸收率控制層的膜厚之和最好為凸部槽凹部間的高度差(基板上的槽深度，激光波長(zhǎng)1/7～1/5)以上。保護(hù)層與吸收率控制層的膜厚之和為凸部槽凹部間的高度差以下時(shí)，于記錄層記錄時(shí)所產(chǎn)生的熱會(huì)傳播的擴(kuò)散層，記錄于相鄰磁道記錄標(biāo)記容易被消除。
(熱擴(kuò)散層)熱擴(kuò)散層以高反射率、高熱傳導(dǎo)率的金屬或合金為佳，Al、Cu、Ag、Au、Pt、Pd總含有量為90原子％以上者較佳。此外，Cr、Mo、W等高熔點(diǎn)且硬度大的材料及其合金可防止因多次改寫時(shí)記錄層材料的流動(dòng)所引起的劣化，因此也佳。特別是含有95原子％的Al的熱擴(kuò)散層的場(chǎng)合，可得到廉價(jià)、高CNR、高紀(jì)錄感度、多次改寫耐性優(yōu)，且交叉消除降低效果極大的信息記錄媒體。尤其上述熱擴(kuò)散層為含有95原子％的Al時(shí)，可得到廉價(jià)且耐蝕性優(yōu)的信息記錄媒體。
添加至Al的元素，以Co、Ti、Cr、Ni、Mg、Si、V、Ca、Fe、Zn、Zr、Nb、Mo、Rh、Sn、Sb、Te、Ta、W、Ir、Pb、B的耐蝕性優(yōu)，但添加元素為Co、Cr、Ti、Ni、Fe時(shí)，特別具有提高耐蝕性的效果。此外，上述熱擴(kuò)散的膜厚為30nm以上，100nm以下為較佳。熱擴(kuò)散層的膜厚若比30nm薄，則因記錄層中所產(chǎn)生的熱量難以擴(kuò)散，尤其是改寫10萬次左右后，記錄層易于劣化，此外，也容易發(fā)生交叉消除。此外，由于會(huì)透過光，而難以做為熱擴(kuò)散層，再生信號(hào)振幅降低。此外，在與吸收率控制層所含有的金屬元素與熱擴(kuò)散層所含有的金屬元素相同時(shí)，生產(chǎn)上有非常大的優(yōu)點(diǎn)。即可使用同一目標(biāo)而制造吸收率控制層與熱擴(kuò)散層2層。即吸收率控制層制膜時(shí)以Ar-O2混合氣體、Ar-N2混合氣體等的混合氣體噴濺，噴濺中使金屬元素與氧、或氮反應(yīng)而制作適當(dāng)折射率的吸收率控制層，熱擴(kuò)散層制膜時(shí)以Ar氣體噴濺而制作熱傳導(dǎo)率高的金屬的熱擴(kuò)散層。
熱擴(kuò)散層的膜厚為200nm以上時(shí)，生產(chǎn)性變差，熱擴(kuò)散層的內(nèi)部應(yīng)力會(huì)使基板發(fā)生彎曲等，無法正確進(jìn)行信息記錄的再生。此外，熱擴(kuò)散層的膜厚若為30nm以上90nm以下，則就耐蝕性、生產(chǎn)性而言較佳。
發(fā)明的效果根據(jù)上述構(gòu)成，可將10萬次信息記錄后的再生信號(hào)劣化控制于實(shí)用的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，以進(jìn)行多次改寫。
權(quán)利要求
1.一種信息記錄媒體，其特征為具備基板；記錄層，通過激光束的照射，因相變反應(yīng)而進(jìn)行信息的記錄，可多次改寫；第1層為，其與上述記錄層接觸，且(1)錫的含有量為23.3原子％以上32.3原子％以下，并含有過渡金屬元素、氧及錫，或(2)錫的含有量為23.3原子％以上32.3原子％以下，并含有過渡金屬元素、硫磺、氧及錫，或(3)錫的含有量為23.3原子％以上32.3原子％以下，并含有鋅、硫磺、氧及錫的第1層。
2.如權(quán)利要求1所述的信息記錄媒體，其中上述基板上設(shè)有槽狀的凹凸，并設(shè)有在該凹部及凸部雙方記錄有信息的記錄磁道。
3.如權(quán)利要求1所述的信息記錄媒體，其中上述記錄層至少含有鍺、銻、碲，上述銻的含有量為20原子％以下，上述鍺的含有量為25原子％以上。
4.如權(quán)利要求1所述的信息記錄媒體，其中上述媒體是由光入射側(cè)，依次形成有基板、上述第1層、上述記錄層、界面層、干涉層、吸收率控制層、及熱擴(kuò)散層。
5.如權(quán)利要求1所述的信息記錄媒體，其中上述媒體是由光入射側(cè)，依次形成有基板、干涉層、界面層、上述記錄層、上述第1層、吸收率控制層、及熱擴(kuò)散層。
6.如權(quán)利要求1所述的信息記錄媒體，其中上述媒體是由光入射側(cè)，依次形成有基板、上述第1層、上述記錄層、與上述記錄層接觸且(4)錫的含有量為23.3原子％以上32.3原子％以下并含有過渡金屬元素、氧及錫的第2層，或(5)錫的含有量為23.3原子％以上32.3原子％以下，并含有過渡金屬元素、硫磺、氧及錫的第2層，或(6)錫的含有量為23.3原子％以上32.3原子％以下，并含有鋅、硫磺、氧及錫的第2層、吸收率控制層、及熱擴(kuò)散層。
7.如權(quán)利要求1所述的信息記錄媒體，其中對(duì)于上述記錄層，在與上述第1層相反側(cè)的上述記錄層接觸的層中，也含有Sn。
8.如權(quán)利要求1所述的信息記錄媒體，其中上述第1層是由SnO2-ZnS系材料形成。
9.一種媒體的制造方法，其特征為具有于基板上形成干涉層的步驟；于上述干涉層上形成界面層的步驟；于上述界面層上形成記錄層的步驟；于上述記錄層上形成(1)錫的含有量為23.3原子％以上32.3原子％以下，并含有過渡金屬元素、氧及錫的保護(hù)層，或(2)錫的含有量為23.3原子％以上32.3原子％以下，并含有過渡金屬元素、硫磺、氧及錫的保護(hù)層，或(3)錫的含有量為23.3原子％以上32.3原子％以下，并含有鋅、硫磺、氧及錫的保護(hù)層的步驟；于上述保護(hù)層上形成吸收率控制層的步驟；于上述吸收率控制層上形成熱擴(kuò)散層的步驟。
10.如權(quán)利要求9所述的媒體的制造方法，其中上述干涉層是在多個(gè)室中形成。
11.如權(quán)利要求10所述的媒體的制造方法，其中在上述多個(gè)室以RF噴濺形成。
12.如權(quán)利要求9所述的媒體的制造方法，其中上述干涉層是以DC噴濺形成。
13.如權(quán)利要求12所述的媒體的制造方法，其中上述干涉層是由2種材料構(gòu)成的2種層所構(gòu)成，上述2種層中的1種層是通過上述DC噴濺而形成。
14.如權(quán)利要求13所述的媒體的制造方法，其中上述2種層中的另1種層是通過上述RF噴濺而形成。
15.一種信息記錄方法，其特征為使用媒體，該媒體具有基板、記錄層、及與上述記錄層接觸且的(1)錫的含有量為23.3原子％以上32.3原子％以下，并含有過渡金屬元素、氧及錫的第1層，或(2)錫的含有量為23.3原子％以上32.3原子％以下，并含有過渡金屬元素、硫磺、氧及錫的第1層，或(3)錫的含有量為23.3原子％以上32.3原子％以下并含有鋅、硫磺、氧及錫的第1層，以激光束照射上述記錄層，使上述記錄層產(chǎn)生相變反應(yīng)，從而進(jìn)行信息的記錄。
16.一種信息再生方法，其特征為以激光束照射媒體，該媒體具有基板、通過相變反應(yīng)而記錄有信息的記錄層、及與上述記錄層接觸且(1)錫的含有量為23.3原子％以上32.3原子％以下并含有過渡金屬元素、氧及錫的第1層，或(2)錫的含有量為23.3原子％以上32.3原子％以下并含有過渡金屬元素、硫磺、氧及錫的第1層，或(3)錫的含有量為23.3原子％以上32.3原子％以下并含有鋅、硫磺、氧及錫的第1層，由上述媒體檢測(cè)出反射光從而得到再生信號(hào)，并對(duì)上述再生信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，從而再生上述信息。
全文摘要
本發(fā)明的課題是在重復(fù)進(jìn)行信息的記錄數(shù)百次左右后，保護(hù)層中的原子溶入記錄層，反射率大幅度地降低，而導(dǎo)致無法承受多次改寫。其構(gòu)成是提供一種媒體，其具有基板1、從激光束入射側(cè)起為干涉層10、界面層12、相變型記錄層4、錫的含有量為23.3原子％以上32.3原子％以下的保護(hù)層13、及熱擴(kuò)散層8。其效果為可防止上述的溶入現(xiàn)象，以達(dá)到多次改寫的目的。
文檔編號(hào)G11B7/26GK1444214SQ0214140
公開日2003年9月24日 申請(qǐng)日期2002年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月13日
發(fā)明者宮本真, 廣常朱美, 新谷俊通, 黑川貴弘, 安藤圭吉, 安齊由美子 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所