專利名稱:光學(xué)信息存儲介質(zhì)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種通過激光的照射等,在多個信息層中光學(xué)記錄、刪除、重寫、再生信息的多層光學(xué)信息記錄介質(zhì)。
背景技術(shù):
相變化型光學(xué)信息記錄介質(zhì),利用在結(jié)晶相與非結(jié)晶相之間可逆產(chǎn)生相變的記錄層,進(jìn)行信息的記錄、刪除以及重寫。如果給記錄層照射高功率的激光之后再驟冷,被照射的部分就變成非結(jié)晶相,如果給記錄層的非結(jié)晶部分照射低功率的激光之后再緩冷,被照射的部分就變成結(jié)晶相。所以,相變化型光學(xué)信息記錄介質(zhì)中,通過將在高功率級與低功率級之間進(jìn)行了功率調(diào)制的激光,照射在記錄層上,能夠讓記錄層自由變成非結(jié)晶相或結(jié)晶相。該光學(xué)信息記錄介質(zhì)中,利用非結(jié)晶相中的反射率與結(jié)晶相中的反射率之間的差,來進(jìn)行信息的再生。
相變化型光學(xué)信息記錄介質(zhì)的構(gòu)成,例如以圖1中所示的多層膜結(jié)構(gòu)為代表(另外,圖1為說明本發(fā)明的一實(shí)施方式的圖,但這里在以往技術(shù)的說明中使用)。也即,光學(xué)的信息記錄介質(zhì),在聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)樹脂或玻璃等所形成的基板1上,順次通過濺射或蒸鍍等方法層級反射層2、第2電介質(zhì)層3、第2界面層4、記錄層5、第1界面層6、第1電介質(zhì)層7而構(gòu)成。
第2電介質(zhì)層3與第1電介質(zhì)層7,代表性使用ZnS-SiO2。這些電介質(zhì)層,具有調(diào)整光的干擾效果所引起的盤的反射率、吸收率等的作用,以及防止記錄層的蒸發(fā)以及基板的熱損傷的作用。
第2界面層4與第1界面層6,具有促進(jìn)記錄層5的結(jié)晶化,提高刪除特性,并防止記錄層5與電介質(zhì)層3、7之間的原子相互擴(kuò)散,提高重復(fù)使用耐久性的作用。
反射層2由熱傳導(dǎo)率較高的合金材料制成,不但能夠反射激光提高光的利用效率,還能夠起到讓記錄層5中所產(chǎn)生的熱迅速釋放的散熱層的作用。反射層2的材料,例如使用Al、Ag等熱傳導(dǎo)率較高的單體金屬材料,或使用含有其中的1個或多個元素,且為了提高耐濕性或調(diào)整熱傳導(dǎo)率或調(diào)整光反射率·光吸收率·光透射率,而添加有1個或多個元素的材料。具體的說,使用Al-Cr、Al-Ti、Ag-Pd、Ag-Pd-Cu、Ag-Pd-Ti等合金材料。但是,在將Ag合金用作反射層2的情況下,如果Ag與第2電介質(zhì)層3的ZnS-SiO2相接觸,則會因Ag與S發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生腐蝕。為了防止這一現(xiàn)象,考慮在第2電介質(zhì)層3與反射層2之間新插入阻擋層的構(gòu)成等(特開2002-237098號公報)。
另外,作為用來增加這樣的光學(xué)信息存儲介質(zhì)的每一張所能夠存儲的信息量的基本方法,有一種通過縮短激光的波長,增加對激光進(jìn)行聚光的物鏡的數(shù)值孔徑NA,來縮小激光的點(diǎn)徑,通過這樣,來提高光學(xué)信息存儲介質(zhì)的記錄面密度的方法。近年來,波長為400nm附近的藍(lán)色激光已經(jīng)進(jìn)入了實(shí)用化階段。有人提出了通過將該藍(lán)色激光用于進(jìn)行光學(xué)信息存儲介質(zhì)的記錄再生的光學(xué)系統(tǒng),并提高光學(xué)系統(tǒng)的物鏡的數(shù)值孔徑NA(例如將DVD-RAM等中所使用的0.60提高到0.85左右),來縮小激光點(diǎn)徑,提高記錄面密度。另外,如果透鏡的數(shù)值孔徑NA增大,則對光學(xué)信息存儲介質(zhì)的傾斜的允許幅度就縮小,因此有人一并提出了將激光入射側(cè)的保護(hù)層的后端從DVD-RAM等的0.6mm減小到0.1mm左右。在保護(hù)層薄膜化的情況下,為了讓盤的厚度也與DVD-RAM一樣為1.2mm,需要使用1.1mm的基板。這種情況下,由于成膜時的基板的穩(wěn)定性,一般在1.1mm的基板上順次成膜反射層、電介質(zhì)層、記錄層、電介質(zhì)層。
如果考慮到光學(xué)信息存儲介質(zhì)的價格,則構(gòu)成層數(shù)最好為1層。也即,如果像特開2002-237098號公報那樣,在第2電介質(zhì)層3與反射層2之間設(shè)置阻擋層,則會導(dǎo)致光學(xué)信息存儲介質(zhì)的造價升高。因此,本發(fā)明人考慮到將Al合金用作反射層。這種情況下,存在以下問題。
(1)由于Al是很容易變成柱狀結(jié)構(gòu)的材料,因此表面很容易變得凹凸不平。
(2)由于熱傳導(dǎo)率比Ag合金小,因此記錄時的標(biāo)記之間的干擾較大。
但是,Al合金因所添加的元素,結(jié)晶的成長性以及熱傳導(dǎo)率發(fā)生變化。通過進(jìn)行適當(dāng)選擇,能夠得到以前所得不到的表面平坦性較高,且第噪聲特性的盤,以及降低了高熱傳導(dǎo)的反射層所引起的記錄時的標(biāo)記間的干擾的盤。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種解決了上述問題的光學(xué)信息存儲介質(zhì),且提供一種層數(shù)較少、噪聲較低、記錄時的標(biāo)記間干擾較小的光學(xué)信息存儲介質(zhì)及其制造方法。
用來實(shí)現(xiàn)上述目的的光學(xué)信息存儲介質(zhì),在這種能夠使用激光再生信息的光學(xué)信息存儲介質(zhì)中,其特征在于在基板上至少按順序具有反射層、記錄層;上述反射層是包含有Al與Ni的合金。
用來實(shí)現(xiàn)上述目的的光學(xué)信息存儲介質(zhì)的制造方法,包括在基板上至少按順序制作反射層、記錄層的工序,其特征在于成膜上述反射層的工序,使用由含有Al與Ni的合金所制成的濺射靶。
在將Al合金用作反射層的情況下,由于Al容易變成柱狀結(jié)構(gòu),因此很容易產(chǎn)生凹凸不平。所以為了降低給噪聲特性帶來影響的表面凹凸,需要在Al合金中加入第2成分。但是很多元素在作為第2成分添加到Al合金中時,會引起Al合金的熱傳導(dǎo)率的大幅下降。因此會產(chǎn)生記錄時的標(biāo)記間干擾的問題。但是,如果將含有Al與Ni的Al合金用作反射層,就能夠?qū)崿F(xiàn)反射層的表面平坦性優(yōu)越,且記錄時的標(biāo)記間干擾較小的光學(xué)信息存儲介質(zhì)及其制造方法。
反射層最好是含有1原子%以上10原子%以下的Ni的Al合金。這種情況下,能夠提高反射層表面的平坦性,同時減少記錄時的標(biāo)記間干擾。
反射層是含有1原子%以上5原子%以下的Ni的Al合金則更為理想。這種情況下,能夠進(jìn)一步減小記錄時的標(biāo)記間干擾。
為了制造保護(hù)層極其薄的光學(xué)信息存儲介質(zhì),最好在基板從反射層進(jìn)行成膜。一般來說,反射層中所使用的Al合金容易變成柱狀結(jié)構(gòu),因此表面平坦性較差。其結(jié)果是,對成膜在反射層上的記錄層也造成損害,記錄再生時的噪聲增大。為了防止這一現(xiàn)象,本發(fā)明中通過在Al中添加Ni,讓反射層平坦化,通過這樣能夠減小噪聲。
反射層的膜厚最好為20nm以上300nm以下。這種情況下,不會增加材料造價,而能夠得到足夠的對比度。
光學(xué)信息存儲介質(zhì),最好還具有保護(hù)層、設(shè)置在反射層與記錄層之間的反射層側(cè)電介質(zhì)層、以及設(shè)置在記錄層與保護(hù)層之間的光入射側(cè)電介質(zhì)層。這些電介質(zhì)層,具有通過光的干擾效果調(diào)整盤的反射率、吸收率等的作用,以及防止記錄層的蒸發(fā)以及基板的熱損傷的作用。
反射側(cè)電介質(zhì)層最好含有S。一般來說,在反射層中使用Ag的情況下,如果含S的有效材料ZnS-SiO2與Ag合金相接觸,便會產(chǎn)生腐蝕,因此為了抑制腐蝕,需要阻擋層。本發(fā)明中,在反射層中使用Al合金,不會產(chǎn)生腐蝕,因此不需要設(shè)置阻擋層。
最好讓反射層側(cè)電介質(zhì)層的主成分為ZnS或氧化物,記錄層的主成分為Ge與Sb以及Te,或Ge與Bi以及Te,光入射側(cè)電介質(zhì)層的主成分為ZnS或氧化物。例如,ZnS與SiO2的混合物ZnS-SiO2,作為電介質(zhì)層7的材料特別優(yōu)秀。另外,在記錄層的主成分由Ge與Sb以及Te構(gòu)成的情況下,記錄刪除的重復(fù)特性優(yōu)秀,在由Ge與Bi以及Te構(gòu)成的的情況下,高速記錄刪除的重復(fù)特性優(yōu)秀。
最好讓反射層側(cè)電介質(zhì)層的膜厚為15nm以上50nm以下,記錄層的膜厚為5nm以上15nm以下,光入射側(cè)電介質(zhì)層的膜厚為10nm以上100nm以下。反射層電介質(zhì)層中,記錄刪除的重復(fù)特性不會降低,且很難發(fā)生反射率不足。光入射側(cè)電介質(zhì)層中,記錄層的光吸收率足夠高,且光反射率也升高。記錄層中能夠得到足夠的噪聲振幅比。
最好讓反射側(cè)電介質(zhì)層與上述反射層相接觸。這種情況下,反射側(cè)電介質(zhì)層與反射層之間不需要阻擋層,能夠減少光學(xué)信息存儲介質(zhì)的層數(shù)。
圖1為本發(fā)明的光學(xué)信息存儲介質(zhì)的一構(gòu)成例的剖面圖。
圖2為本發(fā)明的光學(xué)信息存儲介質(zhì)的一構(gòu)成例的剖面圖。
圖3為對本發(fā)明的光學(xué)信息存儲介質(zhì)的記錄再生中所使用的記錄再生裝置的構(gòu)成的一部分進(jìn)行示意性說明的圖。
具體實(shí)施例方式
下面,對照附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行具體說明。另外,以下的實(shí)施方式只是一例,本發(fā)明并不僅限于以下的實(shí)施方式。另外,以下的實(shí)施方式中,有時給相同部分標(biāo)注相同符號,省略重復(fù)說明。
(實(shí)施方式1)實(shí)施方式1中說明了本發(fā)明的光學(xué)信息存儲介質(zhì)的一例。
圖1為說明本發(fā)明的一實(shí)施方式的相關(guān)光學(xué)信息存儲介質(zhì)10(光盤)的疊層構(gòu)成之概要的半徑方向的剖面圖。該光學(xué)信息存儲介質(zhì)10中,具有多個信息層。如圖1所示,光學(xué)信息存儲介質(zhì)10中,順次疊層有基板1、反射層2、第2電介質(zhì)層3、第2界面層4、記錄層5、第1界面層6、第1電介質(zhì)層7以及保護(hù)層8。反射層2、第2電介質(zhì)層3、第2界面層4、記錄層5、第1界面層6、第1電介質(zhì)層7等各層的形成方法,通常使用電子束蒸鍍法、濺射法、CVD法、激光濺射法等。上述構(gòu)造中,第2電介質(zhì)層3與反射層2相接觸,兩者之間沒有形成其他層(例如阻擋層)。
另外,如圖2所示,本發(fā)明的光學(xué)信息存儲介質(zhì)14,也可以采用在基板上順次設(shè)置信息層11、分離層12、第1信息層13、保護(hù)層8的構(gòu)成。圖2為信息層設(shè)有兩個的情況,但也可以介有分離層進(jìn)一步設(shè)置追加的信息層。這里,至少是距離基板最近的信息層(例如第2信息層11),與圖1中所示的層結(jié)構(gòu)相同,從接近基板側(cè),至少順次設(shè)有反射層、第2電介質(zhì)層、第2界面層、記錄層、第1界面層、第1電介質(zhì)層而構(gòu)成。另外,除了距離基板最近的信息層以外的信息層(例如第1信息層13),也可以與圖1中所示的層結(jié)構(gòu)相同,從接近基板側(cè),至少順次設(shè)有反射層、第2電介質(zhì)層、第2界面層、記錄層、第1界面層、第1電介質(zhì)層而構(gòu)成。但是,此時為了得到足夠的透射率,而需要進(jìn)行將第1信息層的反射層的膜厚例如降低到20nm以下,或省略第1信息層的反射層,或?yàn)榱颂岣咄干渎剩鴮⒄凵渎蕿?.2以上的高光學(xué)干涉層,設(shè)置在反射層的基板側(cè)等變更。從保護(hù)層8側(cè)相這些光學(xué)信息存儲介質(zhì)14的各信息層11、13照射激光9,進(jìn)行記錄再生。第2信息層11的記錄再生,通過透過了第1信息層13的激光9來進(jìn)行。
另外,第1信息層13與第2信息層11的任一個,可以是再生專用型的信息層(ROM(Read Only Memory)),或只能夠?qū)懭胍淮蔚囊淮螌懭胄托畔?WO(Write Once))。
激光9的波長λ,由于聚光激光9時的點(diǎn)徑由波長λ決定(波長λ越短,便能夠聚光成越小的點(diǎn)徑),因此在使用進(jìn)行高密度記錄的光學(xué)存儲介質(zhì)的情況下,尤其最好在450nm以下,另外,在不足350nm的情況下,分離層12中所使用的樹脂以及第1基板1等的光吸收較大,因此最好在350nm~450nm的范圍內(nèi)。
下面對光學(xué)信息存儲介質(zhì)的各個構(gòu)成部分進(jìn)行說明。
基板1的材料,可以使用透明的圓盤狀聚碳酸酯樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)樹脂、聚烯烴樹脂、降冰片烯類樹脂、紫外線硬化樹脂、玻璃或它們的適當(dāng)組合等。另外,基板1可以根據(jù)需要形成有用來引導(dǎo)激光的引導(dǎo)槽。另外,為了具有足夠的強(qiáng)度,且讓光學(xué)信息存儲介質(zhì)10、14的厚度為1200μm程度,基板1的厚度最好在400μm~1300μm的范圍內(nèi)。在保護(hù)層8的厚度為600μm程度(實(shí)施方式3中在記錄再生時所使用的物鏡15的NA為0.6的情況下,能夠進(jìn)行良好的記錄再生)的情況下,最好在550μm~650μm的范圍內(nèi)。另外,在保護(hù)層的厚度為100μm程度(NA=0.85,能夠進(jìn)行良好的記錄再生)的情況下,最好在1050μm~1150μm的范圍內(nèi)。
保護(hù)層8的材料,最好對所使用的激光9的波長的光吸收率較小,且在短波長區(qū)域中光學(xué)雙折射率較小,可以使用滿足這些條件的圓盤狀聚碳酸酯樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯樹脂、聚烯烴樹脂、降冰片烯類樹脂、紫外線硬化樹脂、玻璃或它們的適當(dāng)組合等。另外,保護(hù)層8的厚度并沒有特別的限制,但最好在0.01~1.5mm程度,在NA=0.85的情況下,由于對傾斜的允許范圍降低,因此最好在0.2mm以下。
分離層12的材料,與保護(hù)層8一樣,可以使用圓盤狀聚碳酸酯樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)樹脂、聚烯烴樹脂、降冰片烯類樹脂、紫外線硬化樹脂、玻璃或它們的適當(dāng)組合等。
分離層12的厚度,在再生第1信息層13以及第2信息層11的任一方時,為了減小來自另一方的串?dāng)_,而需要具有至少為通過物鏡15的數(shù)值孔徑NA與激光9的波長λ所決定的焦點(diǎn)深度以上的厚度,另外,還需要是能夠?qū)⑺械男畔影ㄔ谀軌蚓酃獾姆秶鷥?nèi)的厚度。例如,在λ=405nm,NA=0.85的情況下,分離層12的厚度需要至少為5μm以上50μm以下。
分離層12中,可以在激光9入射側(cè)的表面,根據(jù)需要形成用來引導(dǎo)激光9的引導(dǎo)槽。
第1電介質(zhì)層7,具有防止記錄層5的氧化、腐蝕、變形的作用,與調(diào)整光學(xué)距離提高記錄層5的光吸收率的作用,以及增加記錄前后的反射光量的變化從而增加信號振幅的作用。第1電介質(zhì)層7,例如可以使用SiOx(x為0.5~2.5)、Al2O3、TiO2、Ta2O5、ZrO2、ZnO、Te-O等氧化物。另外,還可以使用C-N、Si-N、Al-N、Ti-N、Ta-N、Zr-N、Ge-N、Cr-N、Ge-Si-N、Ge-Cr-N等氮化物。另外,還能夠使用ZnS等硫化物或SiC等碳化物。另外還可以使用上述材料的混合物。例如,ZnS與SiO2的混合物ZnS-SiO2,作為第1電介質(zhì)層7的材料特別優(yōu)秀。ZnS-SiO2為非結(jié)晶材料,折射率高,成膜速度快,機(jī)械特性以及耐濕性良好。
第1電介質(zhì)層7的膜厚,能夠通過根據(jù)矩陣法(參照例如久保田廣著“波動光學(xué)”巖波書店,1971年,第3章)的計算來嚴(yán)密決定,使其滿足記錄層5為結(jié)晶相的情況與其為非結(jié)晶相的情況下的反射光量的變化較大的條件。
另外,第1電介質(zhì)層7的膜厚,最好在10nm以上100nm以下。如果第1電介質(zhì)層7的膜厚變薄,則記錄層5中的光吸收率便會降低。因此,如果第1電介質(zhì)層7的膜厚小于10nm,記錄靈敏度的惡化便會變得顯著。另外,如果第1電介質(zhì)層7的膜厚加大,則在記錄層5為結(jié)晶狀態(tài)的情況下的光學(xué)信息存儲介質(zhì)10的光反射率便會降低。因此,如果第1電介質(zhì)層7的膜厚大于100nm,反射率不足就會變得顯著。
第2電介質(zhì)層3,具有調(diào)整光學(xué)距離提高記錄層5的光吸收率的作用,以及增加記錄前后的反射光量的變化從而增加信號振幅的作用。第2電介質(zhì)層3,例如可以使用SiO2、Al2O3、Bi2O3、Nb2O5、TiO2、Ta2O5、ZrO2、ZnO等氧化物。另外,還可以使用C-N、Si-N、Al-N、Ti-N、Ta-N、Zr-N、Ge-N、Cr-N、Ge-Si-N、Ge-Cr-N等氮化物。另外,還能夠使用ZnS等硫化物或SiC等碳化物以及C。另外還可以使用上述材料的混合物。在第2電介質(zhì)層3使用氮化物的情況下,具有促進(jìn)記錄層5的結(jié)晶化的作用。這種情況下,含有Ge-N的材料容易通過反應(yīng)性濺射形成,機(jī)械特性以及耐濕性好。其中特別是Ge-Si-N、Ge-Cr-N這種復(fù)合氮化物非常理想。另外,ZnS與SiO2的混合物ZnS-SiO2,為非結(jié)晶材料,折射率高,成膜速度快,機(jī)械特性以及耐濕性良好,因此用作第2電介質(zhì)層3也是非常好的材料。
第2電介質(zhì)層3的膜厚,與第1電介質(zhì)層7一樣,能夠通過根據(jù)矩陣法的計算來嚴(yán)密決定,使其滿足記錄層5為結(jié)晶相的情況與其為非結(jié)晶相的情況下的反射光量的變化較大的條件。
另外,第2電介質(zhì)層3的膜厚,最好在15nm以上50nm以下。如果第2電介質(zhì)層3的膜厚小于15nm,記錄層5與基板1之間的間隔就變得狹窄。因此,基板1變得容易受到記錄層5的溫度上升的影響。也即,因?yàn)榱嗽谟涗泴?中進(jìn)行信息記錄而照射激光時所產(chǎn)生的溫度變化,引起基板1的引導(dǎo)槽的變形。因此,如果第2電介質(zhì)層3的膜厚不滿15nm,則記錄刪除的重復(fù)特性的惡化變得顯著。另外,如果第2電介質(zhì)層3的膜厚加大,則在記錄層5為結(jié)晶狀態(tài)的情況下的光學(xué)信息存儲介質(zhì)10的光反射率便會降低。因此,如果第2電介質(zhì)層3的膜厚大于50nm,反射率不足就會變得顯著。
第1界面層6,具有通過反復(fù)進(jìn)行記錄,來防止第1電介質(zhì)層7與記錄層5之間所產(chǎn)生的物質(zhì)移動的作用。這種情況下,第1界面層6中,例如可以使用Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W以及Si等的氧化物或它們的復(fù)合氧化物、C-N、Ti-N、Zr-N、Nb-N、Ta-N、Si-N、Ge-N、Cr-N、Al-N、Ge-Si-N、Ge-Cr-N等氮化物、或含有這些類的氮化氧化物、碳以及Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W以及Si等的碳化物。如果第1界面層6較厚,反射率與吸收率就會大幅變化,給記錄·刪除性能造成影響。因此,第1界面層6的膜厚最好在1nm~10nm的范圍內(nèi),在2nm~5nm的范圍內(nèi)則更為理想。
在記錄層5與第2電介質(zhì)層3之間設(shè)有第2界面層4的情況下,第2界面層4中,可以使用對第1界面層6所說明的材料。第2界面層4的膜厚,為了得到高再生光耐久性以及通過大反射率變化所得到的良好的信號品質(zhì),最好在0.3nm以上且不滿5nm。
記錄層5只要是能夠在結(jié)晶狀態(tài)與非結(jié)晶狀態(tài)之間產(chǎn)生結(jié)構(gòu)變化的物質(zhì)就可以,例如是以Te、In或Se等為主成分的相變化材料。廣為人知的相變化材料的主成分,可以列舉出Te-Sb-Ge、Te-Ge、Te-Ge-Sn、Te-Ge-Sn-Au、Sb-Se、Sb-Te、Sb-Se-Te、In-Te、In-Se、In-Se-Tl、In-Sb、In-Sb-Se、In-Sb-Te、In-Se-Te、Te-TeO2、Te-TeO2-Au、Te-TeO2-Pd等。對這些材料也通過試驗(yàn)來調(diào)查其中的記錄刪除的重復(fù)特性良好的材料及其材料組成,得知以Ge、Sb、Te這3個元素類為主成分的構(gòu)成非常理想。如果將各個元素的原子量比表示為GexSbyTez,則通過0.1≤x≤0.6,y≤0.5,0.4≤z≤0.65(這里x+y+z=1)所表示的組成特別優(yōu)秀。另外,在記錄層5的主成分為Ge與Bi以及Te構(gòu)成的情況下,高速記錄刪除的重復(fù)特性尤其高。
記錄層5的膜厚,如果為5nm以上15nm以下,則能夠得到足夠的振幅噪聲比(Carrier to Noise RatioCNR)。在記錄層5為不滿5nm的膜厚時,由于無法得到足夠的反射率以及反射率變化,因此CNR較低,另外,如果為超過15nm的膜厚,則記錄層5的薄膜面內(nèi)的散熱較大,因此在高密度記錄中,CNR會降低。
另外,記錄層5中,為了調(diào)整熱傳導(dǎo)率·光學(xué)常數(shù)等,或?yàn)榱颂岣吣蜔嵝浴きh(huán)境可靠性,可以將從O、N、F、C、S、B中所選出的1個或多個元素,根據(jù)需要在記錄層5全體的10原子%以內(nèi)的組成比率的范圍內(nèi)適當(dāng)添加。
反射層2具有增大被記錄層5所吸收的光量的光學(xué)功能。另外,反射層2還具有將記錄層5中所產(chǎn)生的熱迅速釋放,讓記錄層5容易非結(jié)晶化的熱功能。另外,反射層2還具有在使用環(huán)境中保護(hù)多層膜的功能。該反射層2中,使用Al合金。Al合金的優(yōu)點(diǎn)在于,即使在第2電介質(zhì)層3中使用ZnS或ZnS-SiO2的情況下,也和Ag不同,很難產(chǎn)生腐蝕。其結(jié)果是,不需要設(shè)置阻擋層,從而能夠?qū)⒃靸r控制得較低。
另外,如前所述,在將Al合金用作反射層得情況下,產(chǎn)生了以下兩個問題。
(1)由于Al是很容易變成柱狀結(jié)構(gòu)的材料,因此表面很容易變得凹凸不平。
(2)由于熱傳導(dǎo)率比Ag合金小,因此記錄時的標(biāo)記之間的干擾較大。
為解決上述問題,如果在Al中加入添加元素,就能夠抑制柱狀結(jié)構(gòu),減少表面凹凸。但是,以前在Al合金中添加了第2成分的情況下,熱傳導(dǎo)有時會降低,這種情況下,會產(chǎn)生記錄時的標(biāo)記間干擾加大這一問題。因此,對即使添加到Al合金中,熱傳導(dǎo)率也不會下降的第2成分進(jìn)行討論。討論了Ti、V、Cr、Mn、Mg、Ni作為第2成分。其中,在本發(fā)明中,包括主成分Al與第2成分Ni的合金,通過添加Ni能夠減少表面凹凸,并能夠維持高熱傳導(dǎo)率,因此能夠同時解決上述兩個問題。
反射層2的膜厚,如后所述,最好在20nm以上300nm以下的范圍內(nèi)。在反射層2的膜厚低于20nm的情況下,結(jié)晶部的反射率降低到2~3%以下,不太理想。另外,在反射層2厚于300nm的情況下,結(jié)晶部的反射率飽和,因此反射層2的膜厚即使更厚,也不會提高反射率。所以,將反射層2疊層到300nm以上,從生產(chǎn)性的觀點(diǎn)考慮到材料的費(fèi)用,是很不理想的。
另外,如上所述的多層薄膜,可以通過俄歇電子分光法、X射線電子分光法以及2次離子質(zhì)量分析法等方法(例如應(yīng)用物理學(xué)會/薄膜·表面物理分科學(xué)會編“薄膜制作手冊”共立出版株式會社,1991年等),調(diào)查各層的材料以及組成。
實(shí)施方式1的光學(xué)信息存儲介質(zhì)10,可以通過下述實(shí)施方式2所說明的方法來制造。
(實(shí)施方式2)實(shí)施方式2中,對本發(fā)明的光學(xué)信息存儲介質(zhì)10的制造方法進(jìn)行了說明。在預(yù)先形成有用來引導(dǎo)激光9的引導(dǎo)槽的基板1(例如厚1.1mm)中設(shè)置成膜裝置。成膜裝置中,具有成膜本發(fā)明的反射層2的工序(工序1)、成膜第2電介質(zhì)層3的工序(工序2)、成膜第2界面層4的工序(工序3)、成膜記錄層5的工序(工序4)、成膜第1界面層6的工序(工序5)、成膜第1電介質(zhì)層7的工序(工序6),按照該順序形成各層。
最初,在本發(fā)明的工序1中,在基板1上(形成有引導(dǎo)槽的側(cè))成膜反射層2。工序1中,使用直流電源高高頻電源,在Al-Ni合金材料所形成的濺射靶,導(dǎo)入Ar氣體進(jìn)行濺射。濺射靶是含有1.0原子%以上10.0原子%以下的Ni的Al合金,最好是含有1.0原子%以上5.0原子%以下的Ni的Al合金。
接下來,工序2中,在反射層2上成膜第2電介質(zhì)層3。工序2中使用高頻電源,通過在ZnS-SiO2形成的濺射靶中,導(dǎo)入Ar氣體、Ar氣體與N2氣體的混合氣體,或Ar氣體與O2氣體的混合氣體,來進(jìn)行濺射。
接下來,工序3中在第2電介質(zhì)層2上成膜第2界面層4。工序3中,使用高頻電源,通過在例如C等濺射靶中,導(dǎo)入Ar氣體或Ar氣體與N2氣體的混合氣體,來進(jìn)行濺射。
接下來,工序4中在第2界面層4上成膜記錄層5。工序4中,使用直流電源,通過在包含有Ge-Sb-Te或Ge-Sn-Sb-Te或Ag-In-Sb-Te或Sb-Te中的任一個的濺射靶中,導(dǎo)入Ar氣體或Ar氣體與N2氣體的混合氣體,來進(jìn)行濺射。成膜后的記錄層5為非結(jié)晶狀態(tài)。
接下來,工序5中在記錄層5上成膜第1界面層6。工序5中,使用高頻電源,通過在含有從Ti、Zr、Hf、Nb、Ta、Zr以及Si中所選擇出的任一個元素的氧化物的材料的濺射靶中,導(dǎo)入Ar氣體來進(jìn)行濺射。另外,還可以使用以ZrO2-SiO2-Cr2O3為主成分的材料所構(gòu)成的濺射靶。
最后,工序6中在第1界面層6上成膜第1電介質(zhì)層7。工序6中,使用高頻電源,通過在ZnS-SiO2所構(gòu)成的濺射靶中,導(dǎo)入Ar氣體、Ar氣體與N2氣體的混合氣體,或Ar氣體與O2氣體的混合氣體,來進(jìn)行濺射。
第1電介質(zhì)層7成膜后,將成膜到了第1電介質(zhì)層7的基板1從成膜裝置中取出,進(jìn)行保護(hù)層8的粘貼。粘貼工序中,設(shè)置成膜到了第1電介質(zhì)層7的基板1,例如通過旋涂法在第1電介質(zhì)層7上涂布紫外線硬化樹脂。之后在紫外線硬化樹脂的涂布面中,例如密合聚碳酸酯薄膜的保護(hù)層8。最后從聚碳酸酯側(cè)照射紫外線,讓紫外線硬化樹脂硬化,通過這樣來完成保護(hù)層8的粘貼。
粘貼工序結(jié)束后,根據(jù)需要實(shí)施初始化工序。初始化工序,是例如通過相光學(xué)信息存儲介質(zhì)10照射激光,將非結(jié)晶狀態(tài)的記錄層5升溫到結(jié)晶化溫度,使其結(jié)晶化的工序。該初始化工序也可以在粘貼工序之前實(shí)施。
如上便能夠制造出光學(xué)信息存儲介質(zhì)10。另外,通過同樣的制造方法,能夠制造出光學(xué)信息存儲介質(zhì)14。
(實(shí)施方式3)實(shí)施方式3中,對實(shí)施方式1中所說明的本發(fā)明的光學(xué)信息存儲介質(zhì)19(10或14)的記錄再生方法進(jìn)行說明。對本發(fā)明的記錄再生方法中所使用的記錄再生裝置進(jìn)行說明。圖3中模式示出了本發(fā)明的記錄再生方法中所使用的記錄再生裝置20的一部分的構(gòu)成。對照圖3,記錄再生裝置20,具有用來旋轉(zhuǎn)光學(xué)信息存儲介質(zhì)19的主軸馬達(dá)18、具有半導(dǎo)體激光器16的光學(xué)頭17、對半導(dǎo)體激光器16所出射的激光9進(jìn)行聚光的物鏡15。
對光學(xué)信息存儲介質(zhì)19的信息記錄、刪除以及重寫,通過將激光9的功率調(diào)制為高功率的峰值功率(Pp(mW))與低功率的偏置功率(Pb(mW))來進(jìn)行。通過向光學(xué)信息存儲介質(zhì)19照射峰值功率的激光9,在記錄層5的局部的一部分中形成非結(jié)晶相,該非結(jié)晶相部分成為記錄標(biāo)記。在記錄標(biāo)記之間照射偏置功率的激光9,形成結(jié)晶相(刪除部分)。另外,在照射峰值功率的激光9的情況下,一般是以脈沖列所形成的所謂的多脈沖。另外,多脈沖既可以只通過成峰值功率與偏置功率的功率級來調(diào)制,又可以通過0mW~峰值功率的范圍內(nèi)的任意功率級來調(diào)制。
另外,通過向光學(xué)信息存儲介質(zhì)19照射比峰值功率與偏置功率的任一個功率級都低的再生功率(Pr(mW))的激光9所得到的信號,由檢測器讀取,通過這樣,來進(jìn)行光學(xué)信息存儲介質(zhì)19中所記錄的信息信號的再生。這里,再生功率的功率級,不受將激光9照射向光學(xué)信息存儲介質(zhì)19的情況下的記錄層5的記錄標(biāo)記的光學(xué)狀態(tài)的影響,且是讓成為從光學(xué)信息存儲介質(zhì)19所得到的信號的反射光,能夠由檢測器來讀取的足夠的光量。
物鏡15的數(shù)值孔徑NA,為了將激光的點(diǎn)徑調(diào)整到0.4μm~0.7μm的范圍內(nèi),而最好在0.5~1.1的范圍內(nèi)(更為理想的是0.6~1.0的范圍內(nèi))。激光9的波長最好在450nm以下(更為理想的是350nm~450nm的范圍內(nèi))。記錄信息時的光學(xué)信息存儲介質(zhì)19的線速度,最好在很難產(chǎn)生再生光所引起的結(jié)晶化,且能夠得到足夠的刪除率的3m/秒~20m/秒的范圍內(nèi)(更為理想的是4m/秒~15m/秒的范圍內(nèi))。
在光學(xué)信息存儲介質(zhì)14的情況下,在對第1信息層13進(jìn)行記錄時,讓激光9的焦點(diǎn)對在第1信息層的記錄層上,通過透過保護(hù)層8的激光9來記錄信息。再生則使用被第1信息層的記錄層所反射,且透過了保護(hù)層8的激光9來進(jìn)行。在對第2信息層11進(jìn)行記錄時,讓激光9的焦點(diǎn)對于第2信息層的記錄層上,通過透過了保護(hù)層8、第1信息層13、以及分離層12的激光9來記錄信息。再生則使用被第2信息層的記錄層所反射,且透過了分離層12、第1信息層13以及保護(hù)層8的激光9來進(jìn)行。
另外,在基板1、分離層12中形成有用來引導(dǎo)激光9的引導(dǎo)槽的情況下,信息既可以在接近激光9的入射側(cè)的槽面(凹槽)中記錄,又可以在較遠(yuǎn)一方的槽面(凸起)中記錄。另外還可以在凹槽與凸起雙方中記錄信息。
記錄性能,由(8-15)調(diào)制方式來記錄2T長的標(biāo)記,通過光譜分析儀來測定其CNR。刪除性能,由(8-15)調(diào)制方式來記錄2T長的標(biāo)記并通過光譜分析儀測定振幅,在其上重寫9T長的標(biāo)記并再次測定2T信號的振幅,通過計算2T信號的衰減率來進(jìn)行評價。以下將該2T信號的衰減率稱作刪除率。
下面使用實(shí)施例對進(jìn)一步對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
(實(shí)施例1)本實(shí)施例中,說明了本發(fā)明的光學(xué)信息存儲介質(zhì)10的記錄再生特性,特別是9T信號的噪聲與振幅對反射層材料的依賴性。具體的說,制作反射層2的材料不同的光學(xué)信息存儲介質(zhì)10,制作形成有保護(hù)層8的樣品,對所形成的樣品測定9T信號的噪聲與Amp。之所以進(jìn)行這些信號測定,是因?yàn)榉瓷鋵?的表面凹凸所引起的噪聲出現(xiàn)在9T信號區(qū)域。
如下制造樣品。首先,使用聚碳酸酯基板(直徑120mm,厚1100μm,折射率1.62)作為基板1。之后,在該聚碳酸酯基板1上,通過濺射法順次疊層反射層(厚80nm)、作為第2電介質(zhì)層3的ZnS-SiO2層(厚30nm),作為第2界面層4的C層(厚2nm),作為記錄層5的GeSbTe層(厚9nm),作為第1界面層6的Zr-Si-Cr-0層(厚5nm),作為第1電介質(zhì)層7的ZnS-SiO2層(厚60nm)。反射層2使用Al-Cr、Al-Ti、Al-Ni。最后,將紫外線硬化樹脂涂布在電介質(zhì)層7上,將聚碳酸酯基板(直徑120nm,厚90μm)密合在第1電介質(zhì)層7上進(jìn)行旋涂之后,照射紫外線讓樹脂硬化,通過這樣形成光學(xué)信息存儲介質(zhì)10。如上制作出反射層2的材料不同的多個樣品。
對這樣所得到的樣品,首先進(jìn)行讓記錄層5結(jié)晶化的初始化工序。接下來測定9T信號的噪聲與振幅。
信號的測定中,使用圖3的記錄再生裝置20。具體的說,如果主軸馬達(dá)18讓樣品旋轉(zhuǎn),將波長405nm的激光9聚光照射在光學(xué)信息存儲介質(zhì)10的記錄層5上,通過記錄·再生9T-2T信號來進(jìn)行信號測定。9T信號的噪聲值與反射層的表面平坦性有關(guān),值越小則表明平坦性越好。另外,9T信號的振幅與反射層的熱傳導(dǎo)性有關(guān),值越大則表明熱傳導(dǎo)性越好。
9T信號的噪聲與振幅的測定結(jié)果如(表1)所示,另外,如果9T信號的噪聲為-61.5dBm以下,且Amp為-7.2dBm以上,則判斷為◎,如果9T信號的噪聲為-61.5dBm以下,且Amp為-7.5dBm以上,則判斷為○,如果在上述范圍以外則判斷為×。
(表1)
結(jié)果是,在反射層2的材料為Al-Ni的情況下,在Ni量為1.0~5.0原子%的樣品1-n、1-o、1-p中,滿足9T信號的噪聲為-61.5dBm以下,且Amp為-7.2dBm以上,因此可以得知Ni量為1.0~5.0原子%的組成是相當(dāng)理想的。另外Ni量為7.5~10.0原子%的樣品1-q、1-r中,滿足9T信號的噪聲為-61.5dBm以下,且Amp為-7.5dBm以上。但Ni量為0.3原子%的樣品1-m中,9T信號的噪聲為-61.5dBm以上,另外,Ni量為20原子%的樣品1-r中,9T信號的Amp為-7.5dBm以下,因此都是不夠的。
另外,在反射層2的材料為Al-Cr的情況下,Cr量為0.3~1.0原子%的樣品1-a、1-b中,9T信號的噪聲為-61.5dBm以上,Cr量為2.5~20原子%的樣品1-c、1-d、1-e、1-f中,9T信號的Amp為-7.5dBm以下,因此都是不夠的。
另外,在反射層2的材料為Al-Ti的情況下,Ti量為0.3~1.0原子%的樣品1-a、1-b中,9T信號的噪聲為-61.5dBm以上,Ti量為2.5~20原子%的樣品1-c、1-d、1-e、1-f中,9T信號的Amp為-7.5dBm以下,因此都是不夠的。
從以上結(jié)果可以得知,為了得到良好的記錄特性,讓9T信號的噪聲為-61.5dBm以下,Amp為-7.5dBm以上,最好使用Al-Ni(Ni量1.0~10.0原子%)作為反射層2。
另外,為了得到良好的記錄特性,讓9T信號的噪聲為-61.5dBm以下,Amp為-7.2dBm以上,最好使用Al-Ni(Ni量1.0~5.0原子%)作為反射層2。
(實(shí)施例2)實(shí)施例2中說明了光學(xué)信息存儲介質(zhì)10的(記錄層5的)結(jié)晶部的反射率對反射層膜厚的依賴性。具體的說,通過與實(shí)施例1相同的方法,制作由反射層2的材料為Al-Ni且膜厚不同的光學(xué)信息存儲介質(zhì)10所構(gòu)成的樣品。之后,對這樣所得到的樣品,進(jìn)行讓記錄層5結(jié)晶化的初始化工序,測定結(jié)晶部與非結(jié)晶部的反射率。反射率的測定使用圖3的記錄再生裝置20。具體的說,通過主軸馬達(dá)18讓樣品旋轉(zhuǎn),將波長405nm的激光9照射在樣品上,測定反射率。
測定結(jié)果如(表2)所示。另外,如果結(jié)晶部與非結(jié)晶部的反射率差為16%以上則判斷為○,如果為16%以下則判斷為×。
(表2)
結(jié)果是,反射層的膜厚為20~400nm的樣品2-b、2-c、、2-d、2-e、2-f、2-g中的反射率差為16%以上,因此能夠得到足夠的對比。另外,膜厚為10nm的樣品2-a中,反射率差為16%以下,因此對比度不夠。另外,可以得知膜厚為400nm的樣品2-g中,結(jié)晶部的反射率飽和。因此,樣品2-g雖然能夠得到足夠的對比度,但從生產(chǎn)性的觀點(diǎn)考慮到材料的成本,則不太理想。
從以上結(jié)果可以得知,為了讓結(jié)晶部與非結(jié)晶部的反射率差為16%以上,反射層的膜厚最好為20nm~300nm。
(工業(yè)上的可利用性)本發(fā)明的相關(guān)光學(xué)信息存儲介質(zhì)及其制造方法,能夠?qū)崿F(xiàn)一種反射層表面的平坦性優(yōu)秀,且記錄時的標(biāo)記(mark)間干擾較小的光學(xué)信息存儲介質(zhì)及其制造方法,作為通過激光的照射等,在多個信息層中光學(xué)記錄、刪除、重寫、再生信息的多層光學(xué)信息存儲介質(zhì)非常有用。
權(quán)利要求書(按照條約第19條的修改)1.(補(bǔ)正后)一種光學(xué)信息存儲介質(zhì),能夠使用激光進(jìn)行信息再生,其特征在于在基板上至少按順序具有反射層、記錄層;所述反射層是含有1原子%以上5原子%以下的Ni的Al合金。
2.(刪除)。
3.(刪除)。
4.(補(bǔ)正后)如權(quán)利要求1所述的光學(xué)信息存儲介質(zhì),其特征在于所述反射層成膜形成在所述基板上。
5.(補(bǔ)正后)如權(quán)利要求1或4所述的光學(xué)信息存儲介質(zhì),其特征在于所述反射層的膜厚為20nm以上300nm以下。
6.(補(bǔ)正后)如權(quán)利要求1、4、5中任意一項(xiàng)所述的光學(xué)信息存儲介質(zhì),其特征在于還具有保護(hù)層;設(shè)置在所述反射層與所述記錄層之間的反射層側(cè)電介質(zhì)層;以及,設(shè)置在所述記錄層與所述保護(hù)層之間的光入射側(cè)電介質(zhì)層。
7.如權(quán)利要求6所述的光學(xué)信息存儲介質(zhì),其特征在于所述反射側(cè)電介質(zhì)層含有S。
8.如權(quán)利要求6或7所述的光學(xué)信息存儲介質(zhì),其特征在于所述反射層側(cè)電介質(zhì)層的主成分為ZnS或氧化物,所述記錄層的主成分為Ge和Sb和Te、或Ge和Bi和Te,所述光入射側(cè)電介質(zhì)層的主成分為ZnS或氧化物。
9.如權(quán)利要求6~8中任意一項(xiàng)所述的光學(xué)信息存儲介質(zhì),其特征在于所述反射層側(cè)電介質(zhì)層的膜厚為15nm以上50nm以下,所述記錄層的膜厚為5nm以上15nm以下,所述光入射側(cè)電介質(zhì)層的膜厚為10nm以上100nm以下。
10.如權(quán)利要求6~9中任意一項(xiàng)所述的光學(xué)信息存儲介質(zhì),其特征在于所述反射側(cè)電介質(zhì)層與所述反射層相接。
11.(補(bǔ)正后)一種光學(xué)信息存儲介質(zhì)的制造方法,包括在基板上至少按順序制作反射層、記錄層的工序,其特征在于在成膜所述反射層的工序中,使用由含有1原子%以上5原子%以下的Ni的Al合金所制成的濺射靶。
12.(刪除)。
13.(刪除)。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)信息存儲介質(zhì),能夠使用激光進(jìn)行信息再生,其特征在于在基板上至少按順序具有反射層、記錄層;所述反射層是含有Al與Ni的合金。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)信息存儲介質(zhì),其特征在于所述反射層是含有1原子%以上10原子%以下的Ni的Al合金。
3.如權(quán)利要求2所述的光學(xué)信息存儲介質(zhì),其特征在于所述反射層是含有1原子%以上5原子%以下的Ni的Al合金。
4.如權(quán)利要求1~3中任意一項(xiàng)所述的光學(xué)信息存儲介質(zhì),其特征在于所述反射層成膜形成在所述基板上。
5.如權(quán)利要求1~4中任意一項(xiàng)所述的光學(xué)信息存儲介質(zhì),其特征在于所述反射層的膜厚為20nm以上300nm以下。
6.如權(quán)利要求1~5中任意一項(xiàng)所述的光學(xué)信息存儲介質(zhì),其特征在于還具有保護(hù)層;設(shè)置在所述反射層與所述記錄層之間的反射層側(cè)電介質(zhì)層;以及,設(shè)置在所述記錄層與所述保護(hù)層之間的光入射側(cè)電介質(zhì)層。
7.如權(quán)利要求6所述的光學(xué)信息存儲介質(zhì),其特征在于所述反射側(cè)電介質(zhì)層含有S。
8.如權(quán)利要求6或7所述的光學(xué)信息存儲介質(zhì),其特征在于所述反射層側(cè)電介質(zhì)層的主成分為ZnS或氧化物,所述記錄層的主成分為Ge和Sb和Te、或Ge和Bi和Te,所述光入射側(cè)電介質(zhì)層的主成分為ZnS或氧化物。
9.如權(quán)利要求6~8中任意一項(xiàng)所述的光學(xué)信息存儲介質(zhì),其特征在于所述反射層側(cè)電介質(zhì)層的膜厚為15nm以上50nm以下,所述記錄層的膜厚為5nm以上15nm以下,所述光入射側(cè)電介質(zhì)層的膜厚為10nm以上100nm以下。
10.如權(quán)利要求6~9中任意一項(xiàng)所述的光學(xué)信息存儲介質(zhì),其特征在于所述反射側(cè)電介質(zhì)層與所述反射層相接。
11.一種光學(xué)信息存儲介質(zhì)的制造方法,包括在基板上至少按順序制作反射層、記錄層的工序,其特征在于在成膜所述反射層的工序中,使用由含有Al與Ni的合金所制成的濺射靶。
12.如權(quán)利要求11所述的光學(xué)信息存儲介質(zhì)的制造方法,其特征在于所述濺射靶是含有1原子%以上10原子%以下的Ni的Al合金。
13.如權(quán)利要求12所述的光學(xué)信息存儲介質(zhì)的制造方法,其特征在于所述濺射靶是含有1原子%以上5原子%以下的Ni的Al合金。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在光學(xué)信息存儲介質(zhì)中,表面平坦性優(yōu)越,且記錄時的標(biāo)記間干擾較小的光學(xué)信息存儲介質(zhì)及其制造方法。在能夠使用激光再生信息的光學(xué)信息存儲介質(zhì)(10)中,在基板(1)上順次疊層有反射層(2)、記錄層(5),反射層(2)是含有Al與Ni的合金。
文檔編號G11B7/26GK1791916SQ200480013698
公開日2006年6月21日 申請日期2004年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月23日
發(fā)明者土生田晴比古, 長田憲一 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社