專利名稱：光記錄媒體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過光照射來進(jìn)行信息的記錄、消除、重放的光記錄媒體。本發(fā)明特別涉及在高線速度中能夠進(jìn)行靈敏度高且良好地記錄的光盤、光卡等可重寫的相變型光記錄媒體。
這些可作為記錄的材料，從結(jié)晶速度快的觀點(diǎn)來看最好是Ge-Sb-Te合金、Ag-In-Sb-Te合金等。在使用由這些記錄材料構(gòu)成的記錄層的光記錄媒體中，通常在記錄層的兩面上設(shè)置兼?zhèn)淠蜔嵝院屯高^性的介質(zhì)層，來防止記錄時(shí)的記錄層的變形和開口。
在介質(zhì)層包含ZnS成分的材料情況下，為了防止S向記錄層的浸透，在記錄層的單面或兩面上插入氮化物等界面層。此外，已知在與激光入射方向相反側(cè)的介質(zhì)層上層積以Al、Ag等為主要成分的金屬反射層，能夠形成高反射率的技術(shù)。
上述相變型光記錄媒體的問題如下。
在現(xiàn)有的光盤結(jié)構(gòu)中，記錄層和反射層之間是僅由介質(zhì)層構(gòu)成的保護(hù)層，由于該保護(hù)層不具有保持或傳導(dǎo)在進(jìn)行記錄時(shí)產(chǎn)生的熱的功能，所以難以進(jìn)行熱的控制。即，有通過增厚該記錄層和反射層之間的保護(hù)層來保持熱的傾向，可以使記錄層的熔融范圍寬、使非結(jié)晶標(biāo)記寬粗、提高調(diào)制度，但相反地，在熔融范圍變寬的同時(shí)，熱也擴(kuò)散到結(jié)晶部而形成微小非結(jié)晶，其結(jié)果，伴隨有反射率的下降。反之，通過減薄記錄層和反射層之間的保護(hù)層，反射率變高，但同時(shí)伴隨有調(diào)制度的下降。
這樣，在記錄層和反射層之間僅有一層保護(hù)層(與反射層側(cè)的記錄層相鄰的界面層合并一起為2層)，難以同時(shí)提高調(diào)制度和反射率。在該保護(hù)層薄的情況下，通過提高激光功率來使調(diào)制度提高，但從作為硬件的激光壽命的觀點(diǎn)來看，最好是激光功率小。在高速線速度記錄的情況下，根據(jù)相變?cè)?，需要比記錄時(shí)大的激光功率，有超過家用錄放機(jī)的上限功率的情況。
這樣，就提出一個(gè)課題，即在保證反射率的同時(shí)，既要抑制激光功率又要獲得高調(diào)制度。作為獲得高調(diào)制度、即提高記錄靈敏度的手段，在(日本)特開昭61-272190號(hào)公報(bào)中披露了插入在半導(dǎo)體激光的波長區(qū)域吸收率高的Ge、Cr、Ti、Ni薄膜的技術(shù)，但由于該薄膜與記錄層相接，所以同記錄層相互熔融，變成其他組成，而使記錄組成特性下降，實(shí)際上在以Ag-In-Sb-Te合金等來制作記錄層組成的情況下，抖動(dòng)、反射率的下降顯著。
此外，在以下的公報(bào)中，不以提高整體的靈敏度作為課題，而以插入具有光吸收功能的層，形成非結(jié)晶部和結(jié)晶部之間的光吸收差，僅提高結(jié)晶部的記錄靈敏度，使抖動(dòng)特性良好作為課題。
在(日本)特開平11-66611號(hào)公報(bào)中，披露了在基板上依次層積第一電介質(zhì)層、記錄層、第二電介質(zhì)層、反射層、第三電介質(zhì)層、保護(hù)膜的層結(jié)構(gòu)，由于以將具有光吸收功能的Si、Ge為主要成分的元素層積幾十nm來形成反射層，這些合金材料與由Al或Ag等合金形成反射層的情況相比，可獲得充分高的反射率。
在(日本)特開2000-182277公報(bào)中披露了在基板上依次層積第一電介質(zhì)層、記錄層、具有光吸收功能層的吸收量校正層、反射層的層結(jié)構(gòu)，這是因?yàn)槲樟啃Ｕ龑优c反射層相接，控制光吸收量的吸收量校正層中的發(fā)熱向反射層流動(dòng)，所以不會(huì)將熱傳遞到記錄層而成為整體上高靈敏度的記錄媒體。
為了解決上述課題，本發(fā)明提供具有以下結(jié)構(gòu)的光記錄媒體。
如

圖1所示，(1)在基板1上至少依次層積第一保護(hù)層2，記錄層4，第二保護(hù)層5，光吸收發(fā)熱層6，第三保護(hù)層7，反射層8；所述光吸收發(fā)熱層是包含Ge，Sn，Pb，Cr，Ti，In，Si，Cd，Se，W，Mo，Zr，Nb，Zn，Hf中的一種以上成分的金屬層或合金層。
(2)在基板1上至少依次層積第一保護(hù)層2，記錄層4，第二保護(hù)層5，光吸收發(fā)熱層6，第三保護(hù)層7，反射層8；設(shè)通過所述第二保護(hù)層2從所述光吸收發(fā)熱層6向所述記錄層4進(jìn)行導(dǎo)熱的導(dǎo)熱間隔為d2，設(shè)通過所述第三保護(hù)層7從所述光吸收發(fā)熱層6向所述反射層8進(jìn)行導(dǎo)熱的導(dǎo)熱間隔為d3，有如下關(guān)系d2≤d3＜30×10-9(m)，d2＝(t2/σ2)(m)d3＝(t3/σ3)(m)(其中，t2是所述第二保護(hù)層的厚度，t3是所述第三保護(hù)層的厚度，σ2是所述第二保護(hù)層的熱傳導(dǎo)率，σ3是所述第三保護(hù)層的熱傳導(dǎo)率，設(shè)ZnS(80)-SiO2(20)的熱傳導(dǎo)率σ1為1.0，σ2和σ3以σ1的相對(duì)值來表示)。
本發(fā)明的光記錄媒體如圖1所示，在基板1上依次層積第一保護(hù)層2、界面層3、記錄層4、第二保護(hù)層5、光吸收發(fā)熱層6、第三保護(hù)層7、反射層8、保護(hù)膜9來形成基本結(jié)構(gòu)。在記錄層4和第二保護(hù)層5之間也可以使用與該界面層3相同的界面層3。這里，從基板1的入射面1a側(cè)照射(照射方向L)記錄或重放用激光。
作為這樣的光記錄媒體的基板1的材料，可使用透明的各種合成樹脂、透明玻璃等。為了避免灰塵、基板1的劃傷等影響，最好使用透明的基板1，用會(huì)聚的激光從基板1側(cè)進(jìn)行記錄，作為這樣的透明基板1的材料，可列舉出玻璃、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚烯烴樹脂、環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺樹脂等。尤其從光學(xué)雙折射、吸濕性小、容易成形來看，最好是聚碳酸酯樹脂。
上述基板1的厚度沒有特別限定，但考慮到與數(shù)字多用途光盤(以下記為‘DVD’)的互換性，最好厚度為0.6mm。在實(shí)用上，該厚度在0.01mm～5mm的范圍內(nèi)。在基板1的厚度不足0.01mm時(shí)，即使在從基板1側(cè)用聚束的激光進(jìn)行記錄的情況下，也容易受到灰塵的影響，而在5mm以上時(shí)，由于難以增大物鏡的數(shù)值孔徑，照射激光的束斑尺寸增大，所以難以提高記錄密度。
基板1可以是彈性基板，也可以是剛性基板。彈性基板1使用帶狀、片狀、卡狀。剛性基板1使用卡狀、或盤狀。
這些基板1在層積記錄層4、保護(hù)層2、5、7、反射層8、界面層3、光吸收發(fā)熱層6等后，將兩片基板1背靠背，形成空氣夾層構(gòu)造、附帶空氣構(gòu)造、緊密粘結(jié)構(gòu)造就可以。上述第一保護(hù)層2、第二保護(hù)層5及第三保護(hù)層7防止記錄時(shí)基板1、記錄層4等因發(fā)熱變形而使記錄特性惡化，通過對(duì)基板1、記錄層4隔熱保護(hù)的效果、光學(xué)干涉效果，具有改善重放時(shí)的信號(hào)對(duì)比度的效果。
上述第一保護(hù)層2、第二保護(hù)層5及第三保護(hù)層7對(duì)于記錄再現(xiàn)的激光是透明的，折射率n在1.9≤n≤2.3的范圍內(nèi)。第一保護(hù)層2、第二保護(hù)層5及第三保護(hù)層7可以是相同的材料、不同組成，也可以由不同種材料構(gòu)成。特別是ZnS和SiO的混合膜，即使反復(fù)記錄、消除，也不易造成記錄靈敏度、C/N、消除率等的惡化，但也可以是后文所述的與界面層3相同的材料。
第一保護(hù)層2的厚度大約在5～500nm的范圍內(nèi)。第一保護(hù)層2從難以從基板1和記錄層4中剝離，難以發(fā)生劃傷等欠缺來看，最好在40～300nm的范圍內(nèi)。
由于第二保護(hù)層5防止組成元素對(duì)光吸收發(fā)熱層6的記錄層4的侵入，并且將來自光吸收發(fā)熱層6的發(fā)熱高效率地傳送給記錄層4，所以最好在0.5～50nm的范圍內(nèi)。
第三保護(hù)層7從C/N、消除率等記錄特性、能夠穩(wěn)定地多次重寫這些方面來看，最好在0.5～50nm的范圍內(nèi)。第二保護(hù)層5和第三保護(hù)層7的總厚度最好在5～50nm的范圍內(nèi)，如果它們的總厚度薄，則記錄層4和反射層8的間隔變窄，由于成為急劇冷卻構(gòu)造來形成標(biāo)記，需要大的記錄功率。相反，如果第二保護(hù)層5和第三保護(hù)層7的總厚度變厚，則記錄層4和反射層8的間隔變寬而成為緩慢冷卻構(gòu)造，反射率下降，而且反復(fù)重寫次數(shù)減少。
作為記錄層4，最好包含Sb和Te。即，最好是Ge-Sb-Te合金、In-Sb-Te合金、Pd-Ge-Sb-Te合金、Pt-Ge-Sb-Te合金、Nb-Ge-Sb-Te合金、Ni-Ge-Sb-Te合金、Co-Ge-Sb-Te合金、Ag-In-Sb-Te合金、Ag-V-In-Sb-Te合金、Ag-Ge-Sb-Te合金、Ag-Pd-Ge-Sb-Te合金、Pd-Nb-Ge-Sb-Te合金等。特別是Ge-Sb-Te合金、Ag-In-Sb-Te合金的消除時(shí)間短，并且可以進(jìn)行多次記錄和反復(fù)消除，其C/N、消除率等記錄特性優(yōu)良。
作為這樣的記錄層4的單面或雙面相接的界面層3的材質(zhì)，關(guān)鍵是不包含硫化物。如果將包含硫化物的材料用作界面層3，那么通過反復(fù)重寫使界面層3中的硫擴(kuò)散到記錄層4中，使記錄特性惡化。此外，消除特性也不好。最好是包含氮化物、氧化物、碳化物中的至少一種，具體地說，最好是包含氮化鍺、氮化硅、氮化鋁、氧化鋁、氧化鋯、氧化鉻、碳化硅、碳中的至少一種的材料。此外，在這些材料中也可以包含氧、氮、氫等。所述的氮化物、氧化物、碳化物不僅可以是化學(xué)計(jì)量組成，也可以是氮、氧、碳過?；虿蛔?。因此，界面層3變得不易剝離，提高了保存耐久性等以及膜特性。
作為反射層8的材料，可列舉出具有反射性的Al、Au、Ag等金屬，以及以它們作為主要成分，包含由一種以上的金屬或半導(dǎo)體組成的添加元素的合金及在Al、Au、Ag等金屬中混合Al、Si等的金屬氮化物、金屬氧化物、金屬硫化物等金屬化合物。
從反射性高、并且可以提高熱傳導(dǎo)率來看，最好是Al、Au、Ag等金屬、以及以它們?yōu)橹饕煞值暮辖?。作為上述合金的例子，可以是在Al中合計(jì)添加5原子％以下、1原子％以上的Si、Mg、Cu、Pd、Ti、Cr、Hf、Ta、Nb、Mn、Zr等的至少一種元素，或者在Au或Ag中合計(jì)添加20原子％以下、1原子％以上的Cr、Ag、Cu、Pd、Pt、Ni等至少一種元素。特別是從耐腐蝕性好并且延長重復(fù)性能來看，反射層8最好由包含合計(jì)0.5原子％以上、3原子％以下的添加元素的Al-Cr合金、Al-Ti合金、Al-Ta合金、Al-Zr合金、Al-Ti-Cr合金、Al-Si-Mn合金的某一種以Al為主要成分的合金、或者Ag-Pd合金、Ag-Ta合金、Ag-Ti合金、Ag-Cr合金、Ag-Pd-Cu合金的某一處以Ag為主要成分的合金來構(gòu)成。
作為該反射層8的厚度，最好是50nm～300nm以下。特別是由于Ag合金可以提高對(duì)藍(lán)色激光的反射率，所以有利于高密度。根據(jù)形成反射層8的金屬或合金的熱傳導(dǎo)率的大小來改變反射層8的膜厚。例如在Al-Cr合金的情況下，由于隨著Cr含量的增加而熱傳導(dǎo)率下降，所以如果不增厚反射層8的膜厚，就不適合于記錄策略。在Cr含量大的情況下，記錄層4具有容易加熱而不易冷卻的所謂緩慢冷卻構(gòu)造。為了用記錄策略來控制記錄標(biāo)記的形成，需要縮短起始脈沖，縮短多脈沖，并延長冷卻脈沖。
如果反射層8在50nm以上，則在光學(xué)上不發(fā)生變化，對(duì)反射率的值不產(chǎn)生影響，但對(duì)冷卻速度的影響變大。由于形成300nm以上的厚度在制造上需要時(shí)間，所以通過使用熱傳導(dǎo)率高的材質(zhì)的反射層8來盡量控制層厚度。
作為本發(fā)明特征的光吸收發(fā)熱層6的材料是包含Ge、Sn、Pb、Cr、Ti、In、Si、Cd、Se、W、Mo、Zr、Nb、Zn、Hf中一種以上成分的金屬層或合金層。特別是，以靶材料作為界面層3，Ge、Cr、Si能夠通用，而具有效率高的優(yōu)點(diǎn)。這些光吸收發(fā)熱層6是在從紅外區(qū)域的830nm至紫外區(qū)域300nm波長中吸收率高的材料，特別在信息的記錄、消除、再現(xiàn)上使用的光的波長λ中，折射率最好在2.0以上、5.5以下，衰減系數(shù)在1.0以上、4.0以下。
由于該光吸收發(fā)熱層6通過吸收記錄時(shí)透過記錄層4的激光而發(fā)熱，可以將該熱供給記錄層4，所以可以減小記錄上所需的激光功率。即，通過用記錄層4和光吸收層6雙重形成激光吸收-發(fā)熱的層，從而增大記錄和消除的功率反差。
這里，第二、第三保護(hù)層5、7不限于ZnS(80)-SiO2(20)，最好是熱傳導(dǎo)率盡量小的材料。這是因?yàn)樵诒Ｗo(hù)層的熱傳導(dǎo)率大的材料情況下，來自光吸收發(fā)熱層6的發(fā)熱容易向表面方向流動(dòng)，在描述非結(jié)晶標(biāo)記長度上容易產(chǎn)生誤差而使抖動(dòng)下降，在結(jié)晶部因熱流動(dòng)而變?yōu)楦邷?，所以可能產(chǎn)生微小非結(jié)晶，其結(jié)果出現(xiàn)反射率的下降。
這里，設(shè)通過所述第二保護(hù)層5從所述光吸收發(fā)熱層6向所述記錄層4進(jìn)行熱傳導(dǎo)的導(dǎo)熱間隔為d2、通過所述第三保護(hù)層7從所述光吸收發(fā)熱層6向所述反射層8進(jìn)行熱傳導(dǎo)的導(dǎo)熱間隔為d3，則有如下關(guān)系d2≤d3＜30×10-9(m)，d2＝(t2/σ2)(m)d3＝(t3/σ3)(m)(其中，t2是所述第二保護(hù)層的厚度，t3是所述第三保護(hù)層的厚度，σ2是所述第二保護(hù)層的熱傳導(dǎo)率，σ3是所述第三保護(hù)層的熱傳導(dǎo)率，設(shè)ZnS(80)-SiO2(20)的熱傳導(dǎo)率σ1為1.0，σ2和σ3以σ1的相對(duì)值來表示)。
本發(fā)明中的熱傳導(dǎo)率σ2和σ3不是一般的熱傳導(dǎo)率絕對(duì)值，而是在將一般作為保護(hù)層材料使用的ZnS(80)-SiO2(20)(ZnS與SiO2的組成比率為80∶20)的熱傳導(dǎo)率σ1設(shè)為1.0，而以該σ1為基準(zhǔn)的相對(duì)值。由于用目前技術(shù)的水平測(cè)定數(shù)十nm厚的薄膜的熱傳導(dǎo)率比較困難，所以本發(fā)明中獨(dú)到地采用相對(duì)值來表示。
此外，熱傳導(dǎo)率的間隔(d2和d3)是將保護(hù)層(材料)的厚度除以上述熱傳導(dǎo)率而得到的值，這是本發(fā)明獨(dú)有的做法。本發(fā)明人著眼于作為熱傳導(dǎo)所考慮方面的材料厚度(距離)和上述熱傳導(dǎo)率。具有相同熱傳導(dǎo)間隔的媒體在用同一記錄功率記錄情況下得到相同的調(diào)制度。其中，所謂調(diào)制度相等是指從記錄層4到第二保護(hù)層5或第三保護(hù)層7流通的熱量相等。
由于存在第二保護(hù)層5，熱傳導(dǎo)的間隔d2具有0＜d2的關(guān)系。此外，如果導(dǎo)熱的間隔d2、d3不是d2≤d3的情況((t2/σ2)＞(t3/σ3))，那么分別如后述的表7、表8的各比較例4所示，來自光吸收發(fā)熱層6的發(fā)熱比記錄層4更容易流向反射層8，難以將熱高效率地供給記錄層4，所以調(diào)制度下降(調(diào)制度59.5％，55.0％)。相反地，滿足d2≤d3的表7、表8的各實(shí)施例1、實(shí)施例11～實(shí)施例14的調(diào)制度為61.5～63.2％、57.5～59.1％。
此外，如果導(dǎo)熱的間隔d3不是d3＜30×10-9(m)的情況(d3≥30×10-9(m))，那么分別如表7、表8的各比較例5所示，記錄層4和反射層8的導(dǎo)熱間隔變寬，調(diào)制度上升(調(diào)制度74.3％，68.8％)，但同時(shí)反射率的下降顯著(反射率13.2％，13.1％)。相反地，滿足d3＜30×10-9(m2·s·K)的表7、表8的各實(shí)施例1、實(shí)施例11～實(shí)施例14的調(diào)制度為61.5～63.2％、57.5～59.1％，其反射率為17.8～18.1％、17.8～18.0％。
在記錄層4和反射層8之間的保護(hù)層中以夾層方式插入多個(gè)光吸收發(fā)熱層6也可獲得同樣的效果，但同時(shí)隨著反射率的下降，最好與求出的光吸收發(fā)熱層6的厚度和數(shù)目的記錄特性一致來調(diào)整。
光吸收發(fā)熱層6的膜厚從內(nèi)表面的均勻性來看為0.5nm以上，而為了抑制反射率的下降最好在20nm以下，此外，根據(jù)光吸收發(fā)熱層6的光學(xué)常數(shù)，可以獲得最佳的光吸收發(fā)熱效率和高的再現(xiàn)信號(hào)強(qiáng)度的膜厚變化最好在0.5nm以上、10nm以下。
作為本發(fā)明的光記錄媒體的記錄所用的光源，是激光、閃光這樣的高強(qiáng)度的光源，特別是從光源可以小型化，消耗功率小，調(diào)制容易來看，最好是半導(dǎo)體激光。記錄是將激光脈沖等照射到結(jié)晶狀態(tài)的記錄層4上來形成非結(jié)晶的記錄標(biāo)記。
相反地，也可以在非結(jié)晶狀態(tài)的記錄層4上形成結(jié)晶狀的記錄標(biāo)記。消除是通過激光照射，使非結(jié)晶的記錄標(biāo)記進(jìn)行結(jié)晶，或使結(jié)晶狀態(tài)的記錄標(biāo)記形成非結(jié)晶。從可以使記錄標(biāo)記高速化，并且不易發(fā)生記錄層4的變形來看，最好是使用在記錄時(shí)形成非結(jié)晶的記錄標(biāo)記、在消除時(shí)進(jìn)行結(jié)晶的方法。
此外，從縮短重寫所需要時(shí)間來看，最好是記錄標(biāo)記形成時(shí)提高光強(qiáng)度，消除時(shí)稍稍減弱光強(qiáng)度，通過一次光束的照射來進(jìn)行重寫的一光束重寫。
下面，說明本發(fā)明的光記錄媒體的制造方法。
首先，作為在基板1上層積保護(hù)層2、5、7、記錄層4、界面層3、光吸收發(fā)熱層6、反射層8等的方法，可列舉出公知的真空中的薄膜形成法、例如真空蒸鍍法(電阻加熱型或電子束型)、離子電鍍法、濺射法(直流或交流濺射、反應(yīng)性濺射)等。特別是從容易控制組成和膜厚來看，最好是濺射法。
也可以使用在真空槽內(nèi)對(duì)多個(gè)基板1同時(shí)進(jìn)行成膜的批量法或使用每次處理1片基板1的葉片式成膜裝置。通過控制濺射電源的投入功率和時(shí)間，并且用石英振動(dòng)型膜厚計(jì)等來監(jiān)視堆積狀態(tài)，可以容易地控制所形成的保護(hù)層2、5、7、記錄層4、界面層3、光吸收發(fā)熱層6、反射層8等層的厚度。
保護(hù)層2、5、7、記錄層4、界面層3、光吸收發(fā)熱層6、反射層8等的形成可以在使基板1固定不動(dòng)、或移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)的任何狀態(tài)下進(jìn)行。從膜厚的表面內(nèi)的均勻性優(yōu)良來看，最好使基板1自轉(zhuǎn)，而與公轉(zhuǎn)進(jìn)行組合更好。根據(jù)需要來進(jìn)行基板1的冷卻時(shí)，可以減少基板1的彎曲量。
在不明顯損失本發(fā)明效果的范圍內(nèi)，在形成反射層8等后，為了防止這些膜的變形，根據(jù)需要也可以設(shè)置ZnS、SiO2等電介質(zhì)層或紫外線固化樹脂等樹脂保護(hù)層。此外，在形成反射層8等后，或在形成所述樹脂保護(hù)層后，也可以用粘結(jié)劑等將兩片基板1對(duì)置粘結(jié)。
在實(shí)際進(jìn)行記錄前，最好對(duì)記錄層4預(yù)先照射激光、氙閃光燈等的光，以預(yù)先進(jìn)行結(jié)晶。
下面，依次說明本發(fā)明的光記錄媒體的(實(shí)施例1)～(實(shí)施例14)。這里，以相變型光盤為例來說明。
在以下的實(shí)施例中，使用裝載波長為650nm的激光二極管、NA＝0.60的光學(xué)透鏡的パルステック(PULSETECH)公司制光盤驅(qū)動(dòng)測(cè)試器(DDU1000)來進(jìn)行記錄(1光束重寫)。重放功率Pr固定為0.7mW。
(條件a)在記錄線速度為3.5m/s時(shí)，通過8-16調(diào)制隨機(jī)圖形來進(jìn)行評(píng)價(jià)。在時(shí)鐘周期T為38.2ns時(shí)，位長度為0.267μm/bit。進(jìn)行與DVD-ROM相同密度的記錄，容量與4.7G字節(jié)相當(dāng)。在重放信號(hào)的振幅中心進(jìn)行限幅，測(cè)定時(shí)鐘與數(shù)據(jù)抖動(dòng)(clock to data jitter)。測(cè)定時(shí)用ShibaSoku公司制再現(xiàn)專用機(jī)(LM220)以線速度7.0m/s來進(jìn)行。各層的光學(xué)常數(shù)的測(cè)定按照標(biāo)準(zhǔn)的橢圓分光法在與進(jìn)行記錄、消除、重放的光相同的波長下進(jìn)行測(cè)定。
(條件b)記錄線速度為7.0m/s，時(shí)鐘周期T為19.1ns，其他條件與條件a相同。(實(shí)施例1)將各層形成在直徑120mm、板厚度0.6mm的聚碳酸酯樹脂制的基板1上。在基板1上以信跡間距0.74μm來形成空槽。該槽深度為30nm，槽寬度和島寬度之比大約是40∶60。
首先，將真空容器內(nèi)排氣至1×10-5Pa后，在2×10-1Pa的Ar氣體氣氛中，按照高頻磁控管濺射法在基板1上形成層厚度60nm的添加了20mol％SiO2的ZnS的第一保護(hù)層2。
接著，在Ar和氮的混合氣體氣氛中，用添加了20mol％Cr的Ge靶來濺射層厚度2nm的界面層3，接著，依次以Ag、In、Sb、Te組成的4元素的單一靶來層積層厚度18nm的記錄層4，用與第一保護(hù)層2相同的材料來層積5nm層厚度的第二保護(hù)層5，用Ge-Cr合金靶來層積2nm(折射率4.1，衰減系數(shù)2.4)的光吸收發(fā)熱層6，用與第一保護(hù)層2相同的材料、方法來層積15nm的第三保護(hù)層7，用Al-Ti靶層積170nm的反射層8。
將該基板1從真空容器內(nèi)取出后，在該反射層8上旋涂丙烯基系紫外線固化樹脂(住友化學(xué)制XR11)，通過紫外線照射來固化，形成膜厚10μm的保護(hù)膜9來獲得光盤。
接著，用粘結(jié)片將同樣形成的兩片基板1粘結(jié)在一起，制成兩面記錄型光盤。對(duì)這樣制作的光盤照射信跡方向的光束寬度比半徑方向?qū)挼男螤畹膶捁馐す?，將記錄?加熱到結(jié)晶溫度以上，進(jìn)行初始化處理。然后，從基板1側(cè)在作為相變記錄層4的導(dǎo)入槽的凹槽部進(jìn)行記錄。凹槽從激光的入射方向來看為凸?fàn)睢?br> 作為記錄條件的各脈沖的寬度，在條件a時(shí)起始脈沖＝0.3T、多脈沖＝0.3T、冷卻脈沖＝1.3T，在條件b時(shí)，起始脈沖＝0.5T、多脈沖＝0.45T、冷卻脈沖＝0.6T。此外，記錄功率在條件a、條件b的抖動(dòng)、反射率、調(diào)制度測(cè)定中都使用14.0mW，消除功率使用8.0mW，重放功率使用0.7mW。
測(cè)定重放信號(hào)的時(shí)鐘與數(shù)據(jù)抖動(dòng)、反射率和調(diào)制度。這里，調(diào)制度是將作為最長標(biāo)記長度的14T的振幅I14用14T空間側(cè)的RF電平I14H相除所得的值。條件a中的初期抖動(dòng)為6.7％，反射率為18.1％，調(diào)制度為63.1％，成為底部抖動(dòng)的最佳記錄功率為14.0mW。此外，即使在1000次重寫的情況下，抖動(dòng)仍為良好的8.8％。條件b中的初期抖動(dòng)為7.3％，反射率為18.0％，調(diào)制度為59.0％，最佳記錄功率為15.0mW。(實(shí)施例2)作為記錄層4，除了使用Ge-Sb-Te合金以外，制作與實(shí)施例1相同的光記錄媒體。進(jìn)行與實(shí)施例1相同的測(cè)定時(shí)，條件a、條件b的其中任何一個(gè)都如表1、表2那樣，可以獲得與實(shí)施例1大致相同的特性。
表1記錄層組成中的條件a(線速度3.5m/s)時(shí)的記錄特性

表2記錄層組成中的條件b(線速度7.0m/s)時(shí)的記錄特性

(實(shí)施例3)除了濺射Ge-Ti合金靶來形成膜厚度為2nm的光吸收發(fā)熱層6(折射率為3.8、衰減系數(shù)為3.4)以外，制作其它與實(shí)施例1相同的光記錄媒體。(實(shí)施例4)除了濺射Si-Cr合金靶來形成膜厚度為2nm的光吸收發(fā)熱層6(折射率為3.9、衰減系數(shù)為3.7)以外，制作其它與實(shí)施例1相同的光記錄媒體。(實(shí)施例5)除了濺射Si-W合金靶來形成膜厚度2nm的光吸收發(fā)熱層6(折射率為4.0、衰減系數(shù)為3.0)以外，制作其它與實(shí)施例1相同的光記錄媒體。(實(shí)施例6)除了濺射Zr-Mo合金靶來形成膜厚度2nm的光吸收發(fā)熱層6(折射率為3.0、衰減系數(shù)為3.0)以外，制作其它與實(shí)施例1相同的光記錄媒體。(實(shí)施例7)除了濺射Nb-Zn合金靶來形成膜厚度為2nm的光吸收發(fā)熱層6(其折射率為2.8、衰減系數(shù)為3.1)以外，制作與實(shí)施例1相同的光記錄媒體。(實(shí)施例17)除了濺射Ge靶以形成厚度為2nm的光吸收發(fā)熱層6(其折射率為3.9、衰減系數(shù)為2.6)以外，制作其它與實(shí)施例1都相同的光記錄媒體。
對(duì)實(shí)施例3～實(shí)施例7及實(shí)施例17進(jìn)行與實(shí)施例1相同的測(cè)定時(shí)，條件a、條件b的其中任何一個(gè)都如表3、表4那樣可以獲得與實(shí)施例1大致相同的特性。
此外，本發(fā)明的光吸收發(fā)熱層6的材料不限于實(shí)施例中的情況，在權(quán)利要求中列舉的其它材料也有同等的效果。
表3記錄層組成中的條件a(線速度3.5m/s)時(shí)的記錄特性

表4記錄層組成中的條件b(線速度7.0m/s)時(shí)的記錄特性

(實(shí)施例8)使第二保護(hù)層5的厚度為4nm，在記錄層4和第二保護(hù)層5之間設(shè)置界面層11(圖中未示出)，除了用與在記錄層4和第一保護(hù)層2之間的界面層相同的材料、方法濺射2nm的該界面層11以外，制作與實(shí)施例1相同的光記錄媒體。(實(shí)施例9)除了在記錄層4和第一保護(hù)層2之間形成2nm的氮化鍺的界面層3以外，制作其它與實(shí)施例1相同的光記錄媒體。(實(shí)施例10)除了使第二保護(hù)層5的厚度為4nm，在記錄層4和第二保護(hù)層5之間設(shè)置界面層11，將該界面層11及位于記錄層4和第一保護(hù)層2之間的界面層3分別以2nm的氮化鍺來形成以外，制作與實(shí)施例1相同的光記錄媒體。對(duì)實(shí)施例8～實(shí)施例10進(jìn)行與實(shí)施例1相同的測(cè)定時(shí)，條件a、條件b的其中任何一個(gè)都如表5、表6那樣可獲得與實(shí)施例1大致相同的特性。
表5記錄層組成中的條件a(線速度3.5m/s)時(shí)的記錄特性

表6記錄層組成中的條件a(線速度7.0m/s)時(shí)的記錄特性

(實(shí)施例11)除了將第二保護(hù)層5和第三保護(hù)層7分別以各10nm的ZnS-SiO2來形成以外，制作與實(shí)施例1相同的光記錄媒體。在進(jìn)行與實(shí)施例1相同的測(cè)定時(shí)，如表7、表8那樣，條件a中的初期抖動(dòng)為6.9％，反射率為18.1％，調(diào)制度為61.5％。條件b中的初期抖動(dòng)為7.4％，反射率為18.0％，調(diào)制度為57.0％。作為底部抖動(dòng)的最佳記錄功率與實(shí)施例1相比約提高0.5mW。(實(shí)施例12)除了將第二保護(hù)層5以10nm的氮化鍺形成以外，制作與其它與實(shí)施例1相同的光記錄媒體。通過后述的測(cè)定方法的測(cè)定，在記錄功率為14mW、調(diào)制度為60％、第二保護(hù)膜層的材料為ZnS-SiO2時(shí)膜厚為15nm的條件下，得到的氮化鍺膜厚為30nm、氮化鍺的熱傳導(dǎo)率σ＝2。[測(cè)定方法]在光記錄媒體中，在基板1上依次層積第一保護(hù)層2、界面層3、記錄層4、第二保護(hù)層5、反射層8。對(duì)于這樣的光記錄媒體，制作第二保護(hù)層5的材料分別為ZnS-SiO2和氮化鍺的兩種媒體。第二保護(hù)層5的材料在ZnS-SiO2和氮化鍺的情況下其熱傳導(dǎo)率分別為σ1和σg，分別進(jìn)行記錄，得到相同記錄功率下的相同調(diào)制度，各第二保護(hù)層的膜厚分別為tz和tg。分別制作第一保護(hù)層2、界面層3、記錄層4、反射層8的材料和膜厚度相同、而第二保護(hù)層5的材料為ZnS-SiO2時(shí)的膜厚度取任意值、第二保護(hù)層5材料為氮化鍺時(shí)膜厚變化的多個(gè)媒體。其中調(diào)制度相等的情況下記錄膜到達(dá)溫度相同，因此從記錄膜4通過第二保護(hù)層5傳導(dǎo)到反射層8中的熱量相同。即，以上兩個(gè)媒體的熱傳導(dǎo)間隔tx/σx一定，因此tx/σx可以為一定值。其中，因?yàn)閠z(任意)和tg(其由從膜厚變化的多個(gè)媒體中得到與第二保護(hù)層5材料為ZnS-SiO2時(shí)的媒體具有相同調(diào)制度的媒體的膜厚所決定)以及σ1(＝1)已知，所以得到氮化鍺的熱傳導(dǎo)率σg。(實(shí)施例13)除了將第二保護(hù)層5以10nm的氮化鍺形成以外，制作與實(shí)施例1相同的光記錄媒體。該氮化鍺的熱傳導(dǎo)率與實(shí)施例12相同地計(jì)算，熱傳導(dǎo)率σ＝2。在將實(shí)施例12～實(shí)施例13進(jìn)行與實(shí)施例1相同的測(cè)定時(shí)，條件a、條件b的其中任何一個(gè)都如表7、表8那樣可獲得與實(shí)施例1大致相同的特性。
表7記錄層組成中的條件a(線速度3.5m/s)時(shí)的記錄特性

*(t2/σ2)、(t3/σ3)的單位是×10E-9(m)
表8記錄層組成中的條件b(線速度7.0m/s)時(shí)的記錄特性

*(t2/σ2)、(t3/σ3)的單位是×10E-9(m)(實(shí)施例14)除了將第二保護(hù)層5以20nm的氮化鍺(熱傳導(dǎo)率σ＝2(m))來形成以外，制作與實(shí)施例1相同的光記錄媒體。在進(jìn)行與實(shí)施例1相同的測(cè)定時(shí)，如表7、表8那樣，條件a中的初期抖動(dòng)為7.1％，反射率為17.9％，調(diào)制度為62.5％。條件b中的初期抖動(dòng)為7.5％，反射率為17.8％，調(diào)制度為57.0％。作為底部抖動(dòng)的最佳記錄功率與實(shí)施例1相比約提高0.5mW。(實(shí)施例15)除了將第二保護(hù)層5以4nm的氮化鍺來形成以外，制作其它與實(shí)施例1相同的光記錄媒體。該氮化鍺的熱傳導(dǎo)率與實(shí)施例12相同地進(jìn)行計(jì)算，熱傳導(dǎo)率σ＝2。(實(shí)施例16)除了將第二保護(hù)層5以10nm的氮化鍺來形成、第三保護(hù)層7的厚度為25nm以外，制作其它與實(shí)施例1相同的光記錄媒體。該氮化鍺的熱傳導(dǎo)率與實(shí)施例12相同地進(jìn)行計(jì)算，熱傳導(dǎo)率σ＝2。在與實(shí)施例1同樣地測(cè)定實(shí)施例15至實(shí)施例16時(shí)，條件a和條件b的情況分別如表7和表8所示，得到了與實(shí)施例1幾乎相同的特性。
此外，只要第二保護(hù)層和第三保護(hù)層的材料滿足本發(fā)明的熱傳導(dǎo)間隔關(guān)系，就不限于實(shí)施例中的情況。
再有，基板、記錄層、界面層、反射層、保護(hù)膜等材料可以使用公知的材料，而不限于實(shí)施例中所用的材料。(比較例1)除了省去光吸收發(fā)熱層6以外，制作與實(shí)施例1相同的光記錄媒體。在進(jìn)行與實(shí)施例1相同的測(cè)定時(shí)，如表3、表4那樣，條件a中的初期抖動(dòng)為7.0％，反射率為18.2％，抖動(dòng)、反射率與實(shí)施例1大致相同，但調(diào)制度為59.0％，比實(shí)施例1低。此外，底部抖動(dòng)的記錄功率也比實(shí)施例1～13要高1.0mW而為15.0mW，這表示記錄靈敏度下降。條件b也與條件a同樣，初期抖動(dòng)、反射率與實(shí)施例1大致相同，但調(diào)制度降低至55.0％，而作為底部抖動(dòng)的最佳記錄功率也比實(shí)施例1要高1.0mW。(比較例2)除了在第三保護(hù)層7和反射層8之間更換了2nm的光吸收發(fā)熱層6以外，制作與實(shí)施例1相同的光記錄媒體。在進(jìn)行與實(shí)施例1相同的測(cè)定時(shí)，如表9、表10那樣，在條件a、條件b的任何一個(gè)中，反射率、調(diào)制度都與比較例1大致相同，但抖動(dòng)特性惡化。
表9光吸收發(fā)熱層位置中的條件a(線速度3.5m/s)時(shí)的記錄特性

表10光吸收發(fā)熱層位置中的條件b(線速度7.0m/s)時(shí)的記錄特性

此外，作為底部抖動(dòng)的記錄功率也升高為與比較例1相同的15.0mW。這表示即使光吸收功能起作用，但來自該光吸收發(fā)熱層6的熱流入到熱傳導(dǎo)率高的反射層8。(比較例3)除了在記錄層4和第二保護(hù)層5之間更換了2nm的光吸收發(fā)熱層6以外，制作與實(shí)施例1相同的光記錄媒體。在進(jìn)行與實(shí)施例1相同的測(cè)定時(shí)，如表9那樣，在條件a中調(diào)制度升高為71.0％，但反射率為14.8％，初始抖動(dòng)為9.2％，可看出在電氣特性上明顯的惡化。除了作為底部抖動(dòng)的記錄功率也與比較例相同、高達(dá)15.0mW外，最佳記錄策略還向結(jié)晶靈敏度低的方向變化。這表示光吸收發(fā)熱層6和記錄層4相互熔融，成為記錄特性不良的其他記錄層組成。(比較例4)除了第二保護(hù)層5為15nm、第三保護(hù)層7為5nm以外，制作與實(shí)施例1相同的光記錄媒體。在進(jìn)行與實(shí)施例1相同的測(cè)定時(shí)，如表7、表8那樣，在條件a、條件b的任何一個(gè)中都有與比較例1大致相同的特性。此外，最佳記錄功率也與比較例1同樣，未看出光吸收發(fā)熱層6的效果。(比較例5)除了第三保護(hù)層7為30nm以外，制作與實(shí)施例1相同的光記錄媒體。在進(jìn)行與實(shí)施例1相同的測(cè)定時(shí)，如表7、表8那樣，條件a、條件b的任何一個(gè)中調(diào)制度都上升，與此同時(shí)，反射率下降。此外，最佳記錄功率下降，而且還可看出抖動(dòng)惡化。(比較例6)取代光吸收發(fā)熱層6，濺射Ag靶以形成厚度為2nm的層(其折射率為3.3，衰減系數(shù)為0.2)，制作其它與實(shí)施例1相同的光記錄媒體。(比較例7)除了不設(shè)置第二保護(hù)層5、且第三保護(hù)層7為20nm以外，制作其它與實(shí)施例1相同的光記錄媒體。在進(jìn)行與實(shí)施例1相同的測(cè)定時(shí)，如表7那樣，條件a中調(diào)制度升高為71.0％，但反射率為14.8％，初始抖動(dòng)為9.2％，可以看出在電氣特性上明顯地變差。除了作為底部抖動(dòng)的記錄功率也與比較例相同、高達(dá)15.0mW外，最佳記錄策略還向結(jié)晶靈敏度低的方向變化。這表示光吸收發(fā)熱層6和記錄層4相互熔融，成為記錄特性不良的其他記錄層組成。(比較例8)除了第二保護(hù)層5為10nm、第三保護(hù)層7為40nm以外，制作其它與實(shí)施例1相同的光記錄媒體。在進(jìn)行與實(shí)施例1相同的測(cè)定時(shí)，如表7、表8所示那樣，條件a和條件b中的調(diào)制度都升高，同時(shí)反射率下降。而且最佳記錄功率下降，還可以看出抖動(dòng)進(jìn)一步惡化了。(比較例9)
除了第二保護(hù)層5厚度為20nm、不設(shè)置第三保護(hù)層7以外，制作其它與實(shí)施例1相同的光記錄媒體。在進(jìn)行與實(shí)施例1相同的測(cè)定時(shí)，如表7、表8中所示的那樣，條件a和條件b中的反射率、調(diào)制度與比較例1有幾乎相同的特性，但其抖動(dòng)特性變差。而且，作為底部抖動(dòng)的記錄功率也與比較例同樣地高達(dá)15.0mW。其光吸收功能也變化，表現(xiàn)為熱量從該光吸收發(fā)熱層6向熱傳導(dǎo)率高的反射層8流動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明的記錄媒體，通過使用上述構(gòu)成的光吸收發(fā)熱層或者上述的保護(hù)層，由于可以始終提高和保持光記錄媒體中反射率和記錄層中的光調(diào)制度(結(jié)晶、非結(jié)晶的相變化狀態(tài)中的光調(diào)制度)，所以沒有反射率、抖動(dòng)等特性的惡化，可以提高記錄層的記錄靈敏度，而且，可以提供即使照射小激光功率的激光也可獲得高的光調(diào)制度，在高線速度記錄中也可以確保良好的記錄特性的光記錄媒體。
權(quán)利要求
1.一種光記錄媒體，其特征在于在基板上至少依次層積第一保護(hù)層，記錄層，第二保護(hù)層，光吸收發(fā)熱層，第三保護(hù)層，反射層；所述光吸收發(fā)熱層是包含Ge，Sn，Pb，Cr，Ti，In，Si，Cd，Se，W，Mo，Zr，Nb，Zn，Hf中的一種以上成分的金屬層或合金層。
2.一種光記錄媒體，其特征在于在基板上至少依次層積第一保護(hù)層，記錄層，第二保護(hù)層，光吸收發(fā)熱層，第三保護(hù)層，反射層；設(shè)通過所述第二保護(hù)層從所述光吸收發(fā)熱層向所述記錄層進(jìn)行導(dǎo)熱的導(dǎo)熱間隔為d2，設(shè)通過所述第三保護(hù)層從所述光吸收發(fā)熱層向所述反射層進(jìn)行導(dǎo)熱的導(dǎo)熱間隔為d3，有如下關(guān)系d2≤d3＜30×10-9(m)，d2＝(t2/σ2)(m)d3＝(t3/σ3)(m)其中，t2是所述第二保護(hù)層的厚度，t3是所述第三保護(hù)層的厚度，σ2是所述第二保護(hù)層的熱傳導(dǎo)率，σ3是所述第三保護(hù)層的熱傳導(dǎo)率，設(shè)ZnS(80)-SiO2(20)的熱傳導(dǎo)率σ1為1.0，σ2和σ3以σ1的相對(duì)值來表示。
全文摘要
提供不影響記錄特性的可進(jìn)行高靈敏度記錄的相變型光記錄媒體。在基板1上至少依次層積第一保護(hù)層2、記錄層4、第二保護(hù)層5、光吸收發(fā)熱層6、第三保護(hù)層7、反射層8。上述光吸收發(fā)熱層是包含Ge,Sn,Pb,Cr,Ti,In,Si,Cd,Se,W,Mo,Zr,Nb,Zn,Hf中一種以上成分的金屬層或合金層。由于能夠始終提高和保持光記錄媒體中反射率和記錄層中的光調(diào)制度(結(jié)晶、非結(jié)晶的相變化狀態(tài)中的光調(diào)制度),所以沒有反射率、抖動(dòng)等特性的惡化,可以提高記錄層的記錄靈敏度。
文檔編號(hào)G11B7/257GK1355526SQ0114000
公開日2002年6月26日 申請(qǐng)日期2001年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月30日
發(fā)明者田畑浩 申請(qǐng)人:日本勝利株式會(huì)社