專利名稱：光信息記錄媒體及使用該信息記錄媒體的記錄方法
技術領域：
本發(fā)明涉及可以通過照射激光束等光束來進行信息的記錄和重放的光信息記錄媒體及使用該信息記錄媒體的記錄方法。
由電介質材料構成的保護層具有以下功能等。
(1)保護記錄層，使記錄層不受來自外部的機械損傷(2)減小重復重寫時產生的熱損傷，提高可以重寫的次數(3)利用多重反射的干涉效果來增強光學特性的變化(4)防止由外氣的影響而引起的化學變化作為滿足上述目的的保護層材料，以前人們提過Al2O3、TiO2、SiO2等氧化物，Si3N4、AlN等氮化物，Si-O-N等氮氧化物，ZnS等硫化物，以及SiC等碳化物。另外，作為保護層材料還提到過ZnS和SiO2的混合物ZnS-SiO2等材料。在這些電介質材料中，ZnS-SiO2的熱傳導率很小，可以將用激光束進行記錄時產生的熱擴散抑制到最低限度。因此，使用ZnS-SiO2可以提高記錄靈敏度。另外，由于這種材料的內部應力小，所以即使形成厚的膜也不易裂開，與相變材料層的粘結性好，激光重復照射也不易脫落?；谶@些原因，ZnS-SiO2被最多地作為保護層材料來使用。
另外，人們提出在記錄層和電介質層之間設置界面層。界面層具有以下功能等。
(1)促進記錄層結晶，提高消除特性(2)防止記錄層與保護層(電介質層)之間的相互擴散，提高重復記錄的耐久性這種界面層還需要具有不易腐蝕和不易從記錄層剝離的特性。
作為這種界面層材料人們公開了Si和Ge的氮化物等(參照特開平5-217211號公報及WO97/34298號公報)。這些材料在上述的結晶核生成促進效果及防止擴散效果上非常好。可是，Si-N與記錄層的粘結性不夠，在高溫高濕的條件下會產生剝離，長期使用時可信度低(參照WO97/34298公報)。而以Ge-N作為主要成分的界面層在高溫高濕的條件下也不易剝離，是最適合作為界面層的材料之一。另外，在WO97/34298公報中指出，作為對Ge-N的添加物Cr等在耐濕性方面效果好，Si也作為添加物的一例被提出?？墒牵赪O97/34298公報中沒有提出向Ge-N中添加的Si的添加量和添加后的具體效果。
在上述的記錄媒體中，作為增加每張記錄媒體能夠儲備的信息量的基本方法，有縮短激光的波長、或通過增加對此聚光的物鏡的開口數來減小激光的聚光徑，從而提高記錄面密度的方法。另外，為了提高圓周方向的記錄密度，引入了以記錄標記的長度為信息的標記界限記錄。另外，為了提高半徑方向的記錄密度，引入了在激光引入溝和溝間兩處記錄的溝間&溝記錄。另外，利用多個記錄層也可以增加記錄密度。關于具有多個記錄層的記錄媒體及其記錄/重放反方法已被公開(參照特開平9-212917號公報、WO96/31875公報、特開2000-36130號公報)。另外，從多個記錄層中選擇一個用于進行記錄/重放的層識別方法和層切換方法已被公開(參照WO96/31875公報)。
在具有多個信息層的記錄媒體(多層記錄媒體)中，由于靠近激光光源的信息層吸收光，遠離激光光源的信息層利用衰減的激光進行記錄/重放。所以，記錄時會出現靈敏度降低、重放時會出現反射率及振幅降低的問題。所以，在多層記錄媒體中，為了用有限的激光功率獲得充分的記錄/重放特性，需要提高靠近激光光源的信息層的透過率，提高遠離激光光源的信息層的反射率、反射率差(結晶態(tài)和非晶態(tài)之間的反射率之差)以及靈敏度。
近年來，波長為400nm左右的藍紫色激光二極管以接近實用化階段。而且，人們在試行將該激光二極管用于光信息記錄媒體的記錄裝置上來提高記錄面密度?？墒?，由于波長越短激光束的聚光徑就越小，其能量密度變高，因而作為信息層的各層在記錄時容易受到熱損傷。由此，進行多次的重復記錄時記錄/重放特性容易產生劣化。另外，通常，波長越短電介質材料的光吸收就越大透過率就越低。因此，激光束的波長短時例如靠近多層記錄媒體的激光光源的信息層的透過率變低，遠離激光光源的信息層接收不到充足功率的激光束。另外，由于界面層的光吸收變大使記錄層的光吸收變小，進而使記錄的靈敏度降低。
利用上述以Ge-N為主要成分的界面層，使用紅色波長的激光二極管進行記錄/重放時，即使進行多次的重復記錄，特性也基本不劣化。另外，上述界面層在紅色波長中的衰減系數k很小，在0.05以下，可以確保高的透過率。可是，在藍紫色波長中，如上所述，由于容易受到熱損傷，重復記錄會使界面層劣化。另外，在藍紫色波長中的衰減系數k很大，為0.2，很難確保高的透過率。
為了達到上述目的，本發(fā)明的光信息記錄媒體包括第一基板；第二基板，與上述第一基板平行配置；以及信息層，配置在上述第一基板與上述第二基板之間；上述信息層具有記錄層和與上述記錄層相鄰的無機層，上述記錄層通過從上述第一基板側入射的光束的照射在光學上可以識別的兩種以上不同的狀態(tài)之間變化，上述無機層以SixGe1-x(0.3≤x≤0.9)的氮化物為主要成分。該無機物的熱穩(wěn)定性高，可以提高重復記錄時的耐久性，還可以提高耐濕性等環(huán)境可靠性。尤其是，利用藍紫色激光等短波長的光記錄時，可以通過增加Si的含量即通過0.3≤x來提高耐熱性，獲得重復記錄時的良好的耐久性。另外，在Si中添加一定量以上的Ge，即x≤0.9。
上述記錄媒體還可以具有配置在上述第一基板與上述第二基板之間的一個以上的另外的信息層。這種結構能夠進行密度特別高的記錄。另外，由于上述無機層的衰減系數k比較小，所以可以提高透過率，進而可以提高多層記錄媒體的記錄靈敏度。例如，可以使?jié)M足0.3≤x的上述無機物層在405nm波長中的衰減系數k在0.15以下。
在上述記錄媒體中，上述記錄層可以通過上述光束的照射在光學上可以識別的兩種以上不同的狀態(tài)之間進行可逆的變化。
在上述記錄媒體中，上述光束的波長可以在500nm以下。
在上述記錄媒體中，上述信息層可以具有比上述記錄層更靠近上述第二基板的反射層。
在上述記錄媒體中，上述記錄層可以由含Te和Sb的合金構成。
在上述記錄媒體中，上述記錄層的厚度可以在18nm以下。
在上述記錄媒體中，上述記錄層可以由Ge-Sb-Te系列合金、Ge-Sn-Sb-Te系列合金、Ag-In-Sb-Te系列合金或Ag-In-Ge-Sb-Te系列合金構成。
在上述記錄媒體中，上述記錄層可以由Ge-Sb-Te系列合金構成，上述合金的Ge的原子含量可以在30％以上。
在上述記錄媒體中，上述記錄層可以由Ge-Sn-Sb-Te系列合金構成，上述合金的Ge與Sn的合計的原子含量可以在30％以上。
另外，本發(fā)明的第一記錄方法是具有記錄層和與上述記錄層相鄰的無機層的光信息記錄媒體的記錄方法，上述無機層以SixGe1-x(0.3≤x≤0.9)的氮化物為主要成分，在通過對上述記錄層照射在功率能級P1和小于上述功率能級P1的功率能級P3之間調制的脈沖光而使上述記錄層變化為光學性質不同的狀態(tài)，以形成記錄標記時，上述記錄標記越長越增加上述脈沖光的脈沖數，上述光信息記錄媒體的線速度越高，使P3/P1的值越大。
另外，本發(fā)明的第二記錄方法是具有記錄層和與上述記錄層相鄰的無機層的光信息記錄媒體的記錄方法，上述無機層以SixGe1-x(0.3≤x≤0.9)的氮化物為主要成分，在通過對上述記錄層照射在功率能級P1和小于上述功率能級P1的功率能級P3之間調制的脈沖光而使上述記錄層變化為光學性質不同的狀態(tài)，以形成記錄標記時，上述記錄標記越長越增加上述脈沖光的脈沖數，在通過對上述記錄標記照射上述功率能級P1和上述功率能級P3之間的功率能級P2的連續(xù)光來消除上述記錄標記時，上述光信息記錄媒體的線速度越高，使P3/P2的值越大。使用第一及第二的記錄方法，即使在高溫高濕的條件下保存也能防止記錄標記的信號振幅變小和不易消除記錄標記的現象。


圖1是本發(fā)明的光信息記錄媒體一實例的剖面圖；圖2是本發(fā)明的光信息記錄媒體另一實例的剖面圖；圖3是用于本發(fā)明的光信息記錄媒體的記錄/重放的記錄/重放裝置一實例的模型圖；圖4是用于本發(fā)明的光信息記錄媒體的記錄的激光束的脈沖波形的一實例圖。
如圖1所示，記錄媒體10包括第一基板11；第二基板12，與第一基板平行配置；以及信息層20，配置在第一基板與第二基板之間。在記錄媒體10中利用通過物鏡13從第一基板11側入射的激光束14進行信息的記錄和重放。激光束14的波長最好是在例如300μm～900μm的范圍內，高密度記錄時最好是在500μm以下。
信息層20記錄信息。信息層20是層積多層的多層膜，包括從第一基板11起依次配置的下部電介質層21、下部界面層22、記錄層23、上部界面層24、上部電介質層25以及反射層26。另外“下部”是指比記錄層23更靠近第一基板11的意思。下部界面層及上部界面層同為無機物層。
圖1所示的記錄媒體10是一實例，也可以有其它結構。例如，下部界面層22可以兼為上部電介質層21，上述界面層24可以兼為上部電介質層25，所以下部電介質層21及/或上部電介質層25可以省去。另外，反射層26也可以省去。另外，反射層26可以由多層組合而成。另外，在下部界面層22和上部界面層24中可以省去一個。
記錄媒體10利用透過第一基板11的激光束14來進行信息的記錄/重放。所以，第一基板11的材料最好是在激光束14的波長中基本透明。作為第一基板11的材料可以使用聚碳酸酯樹脂、聚甲基丙烯酸甲脂樹脂、聚烯樹脂、降冰片烯基樹脂、紫外線固化性樹脂、玻璃、或將這些物質適當組合而成的材料。第一基板11為園盤狀，其厚度無特殊限定，例如可在0.01mm～1.5mm的范圍內。利用透鏡開口數(NA)高的光學系統(tǒng)進行高密度的記錄時，第一基板11的厚度最好是在0.3mm以下。
作為下部電介質層21及上部電介質層25的材料例如可以使用Y、Ce、Ti、Zr、Nb、Ta、Co、Zn、Al、Si、Ge、Sn、Pb、Sb、Bi、Te等元素的氧化物。另外，也可以使用Ti、Zr、Nb、Ta、Cr、Mo、W、B、Al、Ga、In、Si、Ge、Sn、Pb等元素的氮化物。另外，還可以使用Ti、Zr、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Si等元素的碳化物。另外，還可以使用Zn和Cd的硫化物、硒化物或碲化物。另外，還可以使用Mg和Ca的氟化物、或C單體、Si單體、Ge單體。或使用這些物質的混合物。
下部界面層22及上部界面層24是與記錄層23相鄰的層，由無機物構成。在下部界面層22和上部界面層24之中，至少一個界面層(最好是兩個界面層)以SixGe1-x(0.3≤x≤0.9，最好為0.5≤x≤0.8)的氮化物為主要成分。其中，主要成分是指Si、Ge及N的合計原子含量在90％以上。為了提高熱穩(wěn)定性和耐濕性等環(huán)境可靠性，減小衰減系數k，提高透過率，Si的原子含量應在30％以上90％以下，最好是在50％以上80％以下。提高界面層的熱穩(wěn)定性可以提高重復記錄時的耐久性，提高界面層的透過率可以提高記錄媒體(尤其是多層記錄媒體)的靈敏度。另外，如果界面層中的氮不足則促進記錄層23結晶的效果就會變弱，如果過剩就會容易與記錄層23產生剝離。因此，最好是根據Si及Ge的含量使界面層中的氮含量適度。例如，最好是在能夠獲得30dB以上的消量的范圍內盡可能降低氮的濃度。下部界面層22及上部界面層24含有的Si、Ge、N的原子數之比應為Si∶Ge∶N＝a∶b∶c(0.33≤a/(a+b)≤0.90，且0.3≤c/(a+b+c)≤0.6)。最好為Si∶Ge∶N＝a∶b∶c(0.50≤a/(a+b)≤0.80，且0.4≤c/(a+b+c)≤0.5)。
記錄層23是可以多次進行信息改寫的改寫型、或只能在未記錄的區(qū)域進行一次信息寫入的補寫型記錄層。記錄層22通過從第一基板11側入射的光束(通常為激光束)的照射，在光學上可以識別的兩種以上不同的狀態(tài)之間變化。記錄層23為改寫型時，可以使用以Te及Sb為主要材料的硫族化合物薄膜，例如Ge-Sb-Te系列合金薄膜和Ge-Sn-Sb-Te系列合金薄膜。另外，還可以使用以Sb-Te的共晶結構為主要材料，添加In、Ge、Au、Ag等的合金薄膜(例如Ag-In-Sb-Te系列合金或Ag-In-Ge-Sb-Te系列合金)。這些材料在激光束14的照射下，在結晶態(tài)和非晶態(tài)之間進行可逆的變化。此時，由于結晶態(tài)中的反射率與非晶態(tài)中的反射率不同，所以通過照射用于重放的激光束14可以對兩者進行識別。在此，Ge-Sb-Te系列合金是指Ge、Sb、Te的合計的原子含量在90％以上的合金。同樣，Ge-Sn-Sb-Te系列合金是指Ge、Sn、Sb、Te的合計的原子含量在90％以上的合金。其它合金也一樣。
在上述的材料中，使用Ge的原子含量在30％以上的Ge-Sb-Te系列合金、或Ge與Sn的合計原子含量在30％以上(尤其是40％以上)的Ge-Sn-Sb-Te系列合金時，結晶-非晶之間的光反差變大，可以獲得大的C/N比。另一方面，這些材料在結晶態(tài)與非晶態(tài)之間的體積變化大，對重復記錄的耐久性低。因此，利用這些材料時，利用以Si-Ge的氮化物為主要成分的界面層來提高對重復記錄的耐久性，可以獲得更好的效果。
另外，記錄層23為改寫型時，為了調整熱傳導率和光學系數或提高耐熱性和環(huán)境信賴性，可以在O、N、F、C、S以及B中至少選擇一種元素添加在記錄層23中。這些添加元素在記錄層23整體中的原子含量應在10％以下。
另外，記錄層23為改寫型時，記錄層23可以具有由上述材料形成的層和與該層相鄰的結晶促進層。
記錄層23為補寫型時，將其厚度設在3nm以上20nm以下就可以獲得充分的C/N比(Carrier to Noise比)。將記錄層23的厚度設在3nm以上就可以獲得充分的反射率及發(fā)射率的變化。另外，將記錄層23的厚度設在20nm以下就可以防止記錄層23的層內的熱擴散過大。另外記錄層23薄時，例如在18nm以下(尤其在14nm以下)時，記錄時產生的熱量容易向記錄層23的厚度方向擴散，使記錄層23保持在結晶溫度附近的時間變短，使消除率降低。因此，記錄層23薄時，利用以Si-Ge的氮化物為主要成分的界面層來提高消除率會獲得更好的效果。
記錄層23為補寫型時，作為記錄層23的材料可以使用包括從Al、Si、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、In、Sn、Sb、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au以及Bi中選擇的至少一種元素M和Te及O(氧)的材料。例如，可以使用由Te-O-Pd、Te-O-Au材料構成的記錄層23。由這些材料構成的記錄層23通過用于記錄的激光束14的照射由非晶態(tài)向晶態(tài)進行不可逆變化。這兩種狀態(tài)可以通過照射用于重放的激光束14來進行識別。另外，以Pd或Au來作為元素M時可以獲得充分的結晶速度和高的環(huán)境信賴性，因此特別好。
補寫型記錄層23的氧的原子含量最好是在25％以上60％以下，元素M的原子含量最好是在1％以上35％以下。將氧和M的含量控制在該范圍內就能夠獲得充分的C/N比。將記錄層23中的氧的原子含量控制在25％以上就能夠防止因記錄層23的熱傳導率過高而引起的記錄標記過大的現象。另外，將記錄層23中的氧的原子含量控制在60％以下就能夠防止因記錄層23的熱傳導率過低而引起的即使提高記錄功率也不能形成充分大的記錄標記的現象。將記錄層23中的元素M的原子含量控制在1％以上就能夠充分獲得照射激光時促進Te的結晶生長的作用。由此就能夠獲得充分的記錄層23的結晶速度，高速地形成記錄標記。另外，將記錄層23中的元素M的原子含量控制在35％以下就能夠使非晶態(tài)-晶態(tài)之間的反射率的變化很大，提高C/N比。
另外，記錄層23為補寫型時，為了調整熱傳導率和光學常數，或為了提高耐熱性和環(huán)境信賴性，還可以在N、F、C、S及B中至少選擇一種元素添加在記錄層23的材料中。這些元素在記錄層23整體中的原子含量應在10％以下。
記錄層23為補寫型時，將其厚度設在5nm以上70nm以下就能夠獲得充分的C/N比。將記錄層23的厚度設在5nm以上就能夠獲得充分的反射率和反射率的變化。另外，將記錄層23的厚度設在70nm以下就能夠使記錄層23的薄膜面內的熱擴散量適度，在高密度記錄時也能夠獲得良好的C/N比。
作為反射層26的材料，例如可以使用Au、Ag、Cu、Al、Ni、Pd、Pt、Bi、Sb、Sn、Zn、Cr或它們的合金。另外，反射層26也可以使用由折射率不同的多個電介質層構成的多層膜。
第二基板12的材料可以使用與說明第一基板11的材料時例舉的材料相同的材料，也可以使用與第一基板11不同的材料，在激光束14的波長中可以不透明。第二基板12的厚度無特殊限定，可以設在0.01mm～3.0mm左右。
另外，本發(fā)明的光信息記錄媒體在第一基板11與第二基板12之間可以具有兩個以上的信息層。圖2為具有兩個信息層的光信息記錄媒體(以下，有時稱記錄媒體10a)的部分剖面圖。圖2中省略了第一信息層20a和第二信息層20b的剖面線。
記錄媒體10a包括從第一基板11起依次配置的第一信息層20a、隔離層27以及第二信息層20b。第二信息層20b與第二基板12之間還可以再形成隔著追加的隔離層層積的一個以上的信息層。這些信息層各自具有記錄層，可以分別記錄信息。這些信息層中的至少一個信息層象圖1所示的信息層20那樣，具有記錄層23、與記錄層23相鄰的下部界面層22以及/或上部界面層24。各信息層通過從基板11側照射由物鏡13聚光的激光束14來進行記錄/重放。
第一信息層20a的透過率至少應在30％左右以上。第一信息層20a也可以為改寫型、補寫型或重放專用型等的信息層。第二信息層20b也可以為改寫型、補寫型或重放專用型等的信息層。
隔離層27可以由紫外線固化性樹脂等形成。隔離層27的厚度至少在取決于物鏡13的開口數NA和激光束14的波長λ的焦點深度以上，以便在重放第一信息層20a和第二信息層20b中的某一方時，使來自另一方的交調失真小。另外，隔離層27的厚度應在使所有信息層可以聚光的范圍內。例如，λ＝405nm、NA＝0.85時，隔離層27的厚度應在5μm以上50μm以下。
具有兩個信息層的記錄媒體10a可以在兩個信息層中獨自地記錄信息，所以可以使記錄密度增加一倍。
另外，準備兩張上述的記錄媒體，將兩張記錄媒體的第二基板12粘在一起，可以將每張媒體可以儲存的信息量再增加一倍。
本發(fā)明的光信息記錄媒體可以用溝和溝間(溝之間平坦的部分)或兩者之一來作為記錄磁道。設用于記錄/再生的激光的波長為λ，透鏡開口數為NA時，將記錄磁道的間隔設在λ/NA以下可以使記錄媒體成高密度。記錄磁道的間隔尤其是在0.8λ/NA以下最好。
構成記錄媒體信息層的各層(除隔離層27)例如可以利用真空蒸鍍法、濺射法、離子噴鍍法、CVD(化學汽相淀積)法、MBE(分子束外延)法等通常的汽相沉積法(汽相淀積)來形成。另外，隔離層27可以用利用旋轉噴涂法噴涂紫外線固化性樹脂后照射紫外線使樹脂固化的方法、和粘接粘性片的方法等形成。
下面說明以SixGe1-x(0.3≤)的氮化物為主要成分的界面層(下部界面層22及/或上部界面層24)的形成方法。該界面層可以利用通常的濺射法或反應性濺射法來形成。利用反應性濺射法時，應在至少通過惰性氣體及氮氣的濺射裝置中(含有惰性氣體及氮氣的氛圍中)對含有Si及Ge的靶子進行濺射。利用通常的濺射法時，應在至少通過惰性氣體的濺射裝置中(含有惰性氣體的氛圍中)對含有Si及Ge的氮化物的靶子進行濺射。無論哪一種方法，將濺射氣壓設在0.5Pa以上，形成層的應力都可以得到緩和。由此，記錄層與界面層之間就不容易產生剝離。利用這種方法可以制造耐濕性等環(huán)境信賴性高的記錄媒體。
記錄媒體可以利用在第一基板11上層積上述各層后在信息層上形成第二基板12或粘接基板12的方法來制造。另外，記錄媒體可以利用在第二基板12上層積上述各層后在信息層上形成第一基板11或粘接基板11的方法來制造。后者適用于第一基板11薄(0.4mm以下)時。在后者的方法中，在第二基板12及隔離層27上形成凹凸形狀(例如用于引入激光束的溝或地址位)時，需要使用重新形成凹凸形狀的第二基板12及隔離層27。這種凹凸形狀可以利用噴射法將形成了凹凸形狀的模進行復印來形成。另外，由于形成的基板或隔離層薄而很難利用噴射法形成時，可以利用2P法(光聚合法)。
圖3是用于本發(fā)明的記錄方法的記錄/重放裝置一實例結構的模型圖。圖3的記錄/重放裝置30包括激光二極管31、半透明反射鏡32、電機33、光電探測器34以及物鏡13。由記錄/重放裝置30來進行記錄媒體35的記錄/重放。電機33帶動記錄媒體35旋轉。記錄媒體35是在實施方案1中說明的本發(fā)明的光信息記錄媒體。
從激光二極管31中射出的激光束14透過半透明反射鏡32及物鏡13在記錄媒體35上聚焦。通過對記錄媒體35照射特定功率的激光束14來進行信息的記錄。另外，對記錄媒體35照射特定功率的激光束14后利用光電探測器34檢測其反射光來進行信息的重放。
信息信號的記錄通過在記錄層形成記錄標記來進行。例如，通過照射輸出調制在功率能級P1和小于功率能及P1的功率能及P3之間的脈沖光，使記錄層的光學性質產生變化，由此來形成記錄標記。激光強度的調制可以通過調制激光二極管41的驅動電流來輕易地實現。還可以利用電光調制器和音響光調制器等裝置來調制激光強度。
記錄標記(非晶態(tài))可以通過對記錄層的結晶態(tài)部分照射峰功率P1的單一矩形脈沖激光束來形成?？墒?，形成長的記錄標記時，為了防止過熱，使記錄標記的寬度均勻，最好是利用由調制的多個激光束的列構成的記錄脈沖列。圖4是這種記錄脈沖列的一實例。圖4的橫軸表示時間，縱軸表示激光束的功率。在該脈沖列中，首先通過交替照射峰功率P1的激光脈沖和底功率P3(P3＜P1)的激光脈沖來使記錄層的一部分從結晶態(tài)變?yōu)榉蔷B(tài)，由此形成記錄標記。另外，如圖4所示，在脈沖列的最后可以設置照射冷卻功率P4(P4＜P3)的冷卻區(qū)間。對不形成記錄標記的部分和消除記錄標記的部分照射功率保持在一定的偏置功率P2(P2＜P1)的激光束(連續(xù)光)。另外，在形成記錄標記時，最好是記錄標記越長越增加激光脈沖的脈沖數。
在光信息記錄媒體的記錄/重放方法中，有的區(qū)域利用不同的線速度來進行記錄/重放。利用至少兩個以上不同的線速度來形成記錄標記時，最好是設定各功率能級，使線速度越高P3/P1的比或P3/P2的比越大。由此可以在高溫的環(huán)境下保存記錄媒體時，防止記錄標記的信號振幅變小以及很難消除記錄標記的現象。
此時，取決于記錄標記的長度和其前后空間的長度、相鄰記錄標記的長度等的記錄形狀不同，有時會成為標記邊緣位置不齊，抖動大的原因。在本發(fā)明的記錄/重放方法中，為了防止標記邊緣位置不齊減小抖動，可以對上述脈沖列的各脈沖位置或長度進行調整和補償，使每個形狀的邊緣位置一致。
對如此記錄的信息信號進行重放時，對記錄媒體照射功率能級為Pr(Pr＜P1)的連續(xù)光，用光電探測器34檢測其反射光，將反射光量的變化作為重放信號來輸出。
樣品的制作方法如下。保護基板(第二基板12)使用了由單面形成了溝(溝間距為0.32μm溝深約20nm)的聚碳酸酯樹脂制成的基板(直徑約12cm、厚度約1.1mm)。
在該保護基板的形成溝的表面上，利用濺射法形成了信息層。首先，利用由Ag-Pd-Cu(原子數比為98∶1∶1)構成的靶子通過Ar氣形成了由Ag-Pd-Cu構成的反射層(厚度約為160nm)。其次，利用由Si-Ge構成的靶子通過Ar及N2氣形成了由Si-Ge-N構成的上部界面層(厚度約為15nm)。其次，利用由Ge-Sb-Te(原子數比為22∶23∶55)構成的靶子通過Ar及N2氣(流量比為98∶2)形成了由Ge-Sb-Te構成的記錄層(厚度約為10nm)。其次，利用由Si-Ge構成的靶子通過Ar及N2氣形成了由Si-Ge-N構成的下部界面層(厚度約為5nm)。其次，利用由ZnS-SiO2(分子數比為80∶20)構成的靶子通過Ar氣形成了由ZnS-SiO2構成的下部電介質層(厚度約為55nm)。
在如此形成的信息層的表面上隔著紫外線固化性樹脂粘接由聚碳酸酯樹脂構成的直徑約為12cm的片，照射紫外線使樹脂固化。如此形成了厚度約為0.1cm的第一基板。
在實施例1中，為了改變界面層中Si和Ge之比，將Si-Ge靶子中Si的原子含量依次變?yōu)?00％(Si單體)、90％、80％、67％、50％、33％、205、10％、0％(Ge單體)，制作了光盤A1、B1、C1、D1、E1、F1、G1、H1以及I1。另外，為了在各Si-Ge組成比中，在利用后述的方法測量的消除率能獲得30dB以上的范圍內不產生與記錄層的剝離，使濺射氣體中氮的配比(體積％)盡量小。另外，上部界面層與下部界面層的組成相同(表1)表示最佳濺射氣體中的氮含量及把子的組成比。另外，(表1)還示出了在該條件下制作Si-Ge-N的單膜的在波長為405nm中的光學常數(折射率n及衰減系數k)的測量結果。
(表1)

如表1所示，靶子中的Si的含量越高，折射率n及衰減系數k就越小。另外，形成的界面層中的Si與Ge的原子數比基本和靶子中的Si與Ge的原子數比相等。
對上述各光盤的溝照射用開口數NA＝0.85的透鏡聚光的波長為405nm的激光束，交替記錄了12.2MHz及3.3MHz的單一信號。記錄時使光盤以4.5m/秒的線速度進行旋轉。通過照射在峰功率P1與偏置功率P2之間調制的矩形脈沖來進行記錄。記錄12.2Mhz的信號時照射了單一脈沖(脈沖幅度為13.7ns)。記錄3.3MHz的信號時，照射了由先頭脈沖(脈沖幅度為20.5ns)和隨后的8個輔助脈沖(幅度及間隔同為6.9ns)構成的脈沖列。重放功率Pr為0.4mW。
在該條件下，在未記錄的磁道上將12.2MHz的信號和3.3MHz的信號交替記錄了共計10次。然后，再用12.2MHz的信號記錄，用頻譜分析器測量了此時的C/N比。然后，再用3.3MHz的信號記錄，用頻譜分析器測量了消除率即12.2MHz的振幅的衰減比。將P1及P2隨意改變后進行測量，將P1設在比最大振幅低3dB的功率的1.3倍的功率上，將P2設在消除率超過25dB的功率范圍的中心值上。
所有光盤的P1的設定功率都為6.2～6.8mW，P2的設定功率都為2.2～2.4mW，在這些設定功率中的C/N比為53～54dB、消除率為30～32db左右。各光盤的這些初期特性基本都相同。
其次，為了調查多次重復記錄時的耐久性，對各光盤用各自的設定功率交替地重復記錄了12.2MHz及3.3MHz的信號后，用和上述方法相同的方法測量了C/N比及消除率。然后，將C/N比的降低在1dB以內且消除率的降低在3dB以內的記錄次數定義為可重復記錄次數。(表2)表示其結果。
(表2)

另外，用除了將基板的溝間距設在0.53μm、溝深設在35nm、ZnS-SiO2下部電介質層的厚度設在140nm、Si-Ge-N上部界面層的厚度設在25nm以外其它與光盤A1～I1相同的方法制作了Si-Ge比不同的9種光盤。然后對這9種光盤，用除了激光束波長為660nm、記錄信號的頻率為9.0MHz及2.4MHz、重放Pr為0.7mW以外其它與上述條件相同的條件，測量了可重復記錄次數。其結果也再(表2)中示出。
然后，為了調查光盤A1～I1的環(huán)境可靠性(尤其是耐濕性)，在溫度為90℃、濕度為80％RH的環(huán)境下長期存放，測量了產生剝離的時間。其結果也在(表2)中示出。在(表2)中，『≤100』表示100小時以下，『200-500』表示200小時以上不滿500小時，『500≤』表示存放500小時以上也沒有產生剝離。
如(表2)所示，在界面層由Ge-N構成的光盤I1中，在405nm的波長中的可重復記錄次數為100次左右，可重復記錄次數隨著Si的組成配比的增加而上升，當Si的原子含量在50％以上時，可重復記錄次數達到一萬次以上。而在660nm的波長中，所有光盤的可重復記錄次數都在一萬次以上。由此可知，波長短會使各層薄膜容易受到熱損傷。另外，通過增加界面層中的Si的組成配比提高了耐久性。
另外，利用由Si-N構成的界面層的光盤A1在100小時以內產生了剝離，利用由Ge-N構成的界面層的光盤I1等在200小時以后產生了剝離。適度地設定Si及Ge的配比，例如將Si的原子含量設在80～30％左右，明顯地改善了耐濕性，在500小時以上時，耐濕性也很穩(wěn)定。
如此，利用以SixGe1-x(0.3≤x≤0.9)的氮化物為主要成分的無機物層，獲得了利用蘭紫色激光重復記錄時的耐久性及環(huán)境可靠性優(yōu)良的光信息記錄媒體。
樣品時按如下方法制作的。保護基板(第二基板12)利用了由單面形成了溝(溝間距為0.32μm、溝深約為20nm)的聚碳酸酯樹脂構成的基板(直徑約為12cm、厚度約為1.1mm)。
在該保護基板的形成溝的表面上利用濺射法形成了第二信息層。首先，利用由Ag-Pd-Cu(原子數比為98∶1∶1)構成的靶子通過Ar氣形成了由Ag-Pd-Cu構成的反射層(厚度約為160nm)。其次，利用由Al-Cr(原子數比為98∶2)構成的靶子通過Ar氣形成了由Al-Cr構成的反射層(厚度約為10nm)。其次，利用由ZnS-SiO2(分子數比為80∶20)構成的靶子通過Ar氣形成了由ZnS-SiO2構成的上部電介質層(厚度約為15nm)。其次，利用Si-Ge靶子通過Ar氣及N2氣形成了由Si-Ge-N構成的上部界面層(厚度約為5nm)。其次，利用由Ge-Sb-Te(原子數比為22∶2 3∶550構成的靶子通過Ar氣及N2氣(流量比為98∶2)形成了由Ge-Sb-Te構成的記錄層(厚度約為12nm)。其次，利用Si-Sb-Te靶子通過Ar氣及N2氣形成了由Si-Ge-N構成的下部界面層(厚度約為5nm)。
其次，利用由ZnS-SiO2(分子數比為80∶20)構成的靶子通過Ar氣形成了由ZnS-SiO2構成的下部電介質層(厚度約為50nm)。
在如此形成的信息層表面上，涂紫外線固化性樹脂，利用上述的2P法復印形成了與保護基板相同的溝形狀。如此形成了在表面形成了溝的隔離層(厚度約為20μm)。
在該隔離層的表面上利用濺射法形成了第一信息層。首先，利用由Ag-Pd-Cu(原子數比為98∶1∶1)構成的靶子通過Ar氣形成了由Ag-Pd-Cu構成的反射層(厚度約為10nm)。其次，利用由Si-Ge構成的靶子通過Ar氣及N2氣形成了由Si-Ge-N構成的上部界面層(厚度約為10nm)。其次，利用由Ge-Sb-Te(原子數bi為22∶23∶55)構成的靶子通過Ar氣及N2氣(流量比為98∶2)形成了由Ge-Sb-Te構成的記錄層(厚度約為6nm)。其次，利用由Si-Ge構成的靶子通過Ar氣及N2氣形成了由Si-Ge-N構成的下部界面層(厚度約為5nm)。其次，利用由ZnS-SiO2(分子數比為80∶20)構成的靶子通過Ar氣形成了由ZnS-SiO2構成的下部電介質層(厚度約為45nm)。
在如此形成的第一信息層的表面上，隔著紫外線固化性樹脂，粘接由聚碳酸酯樹脂構成的直徑約為12cm的片后，照射紫外線使樹脂固化。如此形成了厚度約為0.09mm的透明基板(第一基板)。
在實施例2中，為了改變界面層中的Si與Ge之比將Si-Ge靶子中的Si原子含量依次變?yōu)?00％(Si單體)、90％、80％、67％、50％、33％、20％、10％、0％(Ge單體)，制作了光盤A2、B2、C2、D2、E2、F2、G2、H2及I2。另外，濺射氣體中的氮的濃度與實施例1相同。另外，在各信息層中，上述界面層與下部界面層的組成相同。
在此，為了調查各光盤的第一信息層的透過率，在石英基板上形成了結構與第一信息層相同的多層膜，利用分光器測量了透過率。(表3)中示出了在405nm的波長中的透過率。
(表3)

如(表3)所示，Si的組成配比越多，第一信息層的透過率就越高，其結果反應了(表1)所示的衰減系數k的值。
對上述各光盤的第一及第二信息層的溝照射利用開口數為NA＝0.85的透鏡聚光的波長為405nm的激光束，交替記錄了12.MHz及3.3MHz的單一信號。進行該記錄時使光盤以5m/秒的線速度進行旋轉。通過照射在峰功率P1與偏置功率P2之間調制的矩形脈沖來進行記錄。記錄12.2MHz的信號時使用了脈沖幅度為13.7ns的單一脈沖，記錄3.3MHz的信號時使用了由先頭脈沖(脈沖幅度為20.5ns)和隨后的8個輔助脈沖(脈沖幅度及脈沖間隔同為6.9ns)構成的脈沖列。重放功率Pr為0.7mW。
在該條件下，在未記錄的磁道上將12.2MHz及3.3MHz的信號交替記錄合計10次。然后，再記錄12.2MHz的信號，用頻譜分析器測量此時的C/N比。然后，再記錄3.3MHz的信號，用頻譜分析器測量了消除率即12.2MHz的振幅的衰減比。將P1及P2隨意改變后進行測量，將P1設在比最大振幅低3dB的功率的1.3倍的功率上，將P2設在消除率超過25dB的功率范圍的中心值上。
在所有光盤的第一信息層中，P1的設定功率都為8.8～9.4mW、P2的設定功率都為3.4～3.6mW。在這些設定功率的C/N比為52～53dB、消除率為30～21dB左右。各光盤的這些初期特性都基本相同。
在第二信息層中，在設定功率上的C/N比為53～54dB、消除率為30～32dB左右、各光盤都基本相等?？墒牵煌獗P的在第二信息層中的P1及P2的設定功率有差別。(表3)示出了在第二信息層中的設定功率。
如(表3)所示，在利用由Ge-N構成的界面層的光盤I2中，在第二信息層中的P1的設定功率在15mW以上。P1的設定功率隨Si的組成配比的增加而降低，當Si的原子含量為50％以上時，為12mW以下。
如此，在具有多個信息層的記錄媒體上利用蘭紫色激光進行記錄時，通過利用以SixGe1-x(0.3≤x≤0.9)的氮化物為主要成分的無機物層，可以利用功率更低的光進行記錄。
工業(yè)實用性如上述說明，本發(fā)明能夠提供即使在利用短波長的光束進行記錄/重放、或對多個信息層進行記錄/重放時也能夠很好地進行記錄/重放的光信息記錄媒體及利用它的記錄方法。本發(fā)明適用于各種光信息記錄媒體。
權利要求
1.一種光信息記錄媒體，包括第一基板；第二基板，與上述第一基板平行配置；以及信息層，配置在上述第一基板與上述第二基板之間；其特征在于，上述信息層具有記錄層和與上述記錄層相鄰的無機物層，通過從上述第一基板側入射的光束的照射使上述記錄層在光學上可以識別的兩種以上不同的狀態(tài)之間變化，上述無機物層以SixGe1-x(0.3≤x≤0.9)的氮化物為主要成分。
2.如權利要求1所述的光信息記錄媒體，其特征在于，還具有配置在上述第一基板與上述第二基板之間的一個以上的其它信息層。
3.如權利要求1所述的光信息記錄媒體，其特征在于，通過上述光束的照射使上述記錄層在光學上可以識別的兩種以上不同的狀態(tài)之間進行可逆的變化。
4.如權利要求1所述的光信息記錄媒體，其特征在于，上述光束的波長在500nm以下。
5.如權利要求1所述的光信息記錄媒體，其特征在于，上述信息層具有比上述記錄層更靠近上述第二基板的反射層。
6.如權利要求1所述的光信息記錄媒體，其特征在于，上述記錄層由含有Te及Sb的合金構成。
7.如權利要求6所述的光信息記錄媒體，其特征在于，上述記錄層的厚度在18nm以下。
8.如權利要求1所述的光信息記錄媒體，其特征在于，上述記錄層由Ge-Sb-Te系列合金、Ge-Sn-Sb-Te系列合金、Ag-In-Sb-Te系列合金或Ag-In-Ge-Sb-Te系列合金構成。
9.如權利要求1所述的光信息記錄媒體，其特征在于，上述記錄層由Ge-Sb-Te系列合金構成，上述合金的Ge的原子含量在30％以上。
10.如權利要求1所述的光信息記錄媒體，其特征在于，上述記錄層由Ge-Sn-Sb-Te系列合金構成，上述合金的Ge與Sn的原子含量的合計在30％以上。
11.一種具有記錄層和與上述記錄層相鄰的無機層的光信息記錄媒體的記錄方法，其特征在于，上述無機層以SixGe1-x(0.3≤x≤0.9)的氮化物為主要成分，通過對上述記錄層照射在功率能級P1和小于上述功率能級P1的功率能級P3之間調制的脈沖光而使上述記錄層變化為光學性質不同的狀態(tài)，以在形成記錄標記時，上述記錄標記越長則越增加上述脈沖光的脈沖數，上述光信息記錄媒體的線速度越高則使P3/P1的值越大。
12.一種具有記錄層和與上述記錄層相鄰的無機層的光信息記錄媒體的記錄方法，其特征在于，上述無機層以SixGe1-x(0.3≤x≤0.9)的氮化物為主要成分，通過對上述記錄層照射在功率能級P1和小于上述功率能級P1的功率能級P3之間調制的脈沖光而使上述記錄層變化為光學性質不同的狀態(tài)，以在形成記錄標記時，上述記錄標記越長則越增加上述脈沖光的脈沖數，通過對上述記錄標記照射在上述功率P1與上述功率能級P3之間的功率能級P2的連續(xù)光來消除上述的記錄標記時，上述光信息記錄媒體的線速度越高則使P3/P2的值越大。
全文摘要
光信息記錄媒體10包括第一基板11、與第一基板11平行配置的第二基板12、以及配置在第一基板11與第二基板12之間的信息層20，信息層20包括記錄層23和與記錄層23相鄰的無機物層(下部界面層22/上部界面層24)。通過從第一基板11側入射的激光束14的照射使記錄層23在光學上可以識別的兩種以上不同的狀態(tài)之間變化。上述無機物層以Si
文檔編號G11B7/24038GK1476602SQ02803169
公開日2004年2月18日 申請日期2002年7月26日 優(yōu)先權日2001年9月12日
發(fā)明者北浦英樹, 山田升 申請人:松下電器產業(yè)株式會社