專利名稱：信息記錄介質(zhì)的記錄再生法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于用光學(xué)或電學(xué)方式記錄、消除、改寫、再生信息的信息記錄介質(zhì)及其制造方法和其記錄再生方法。
背景技術(shù)：
采用激光束記錄、消除、改寫、再生信息的信息記錄介質(zhì)，有相變形信息記錄介質(zhì)，利用其記錄層在晶相和非晶相之間發(fā)生可逆性相變的現(xiàn)象，向相變形信息記錄介質(zhì)上述錄、消除、改寫、再生信息。一般情況下，在記錄信息時(shí)，由于激光束照射，記錄層熔融后，急劇冷卻，使被照射部分，變成了非晶相，從而記錄了信息。消除信息時(shí)，照射使用比記錄時(shí)功率低的激光束，使記錄層升溫后，緩慢冷卻，被照射部分，變成了晶相，從而消除了以前的信息。因此，用相變形信息記錄介質(zhì)，通過調(diào)制照射在記錄層上的激光束的功率的高低，可以一邊消除被記錄的信息，一邊記錄新的信息，或者改寫信息(例如，參照角田義人等，[光盤存儲(chǔ)的基礎(chǔ)和應(yīng)用]，電子信息通信學(xué)會(huì)編，1995年，第2章)。
近幾年以來，已經(jīng)研制出各種各樣的實(shí)現(xiàn)信息記錄介質(zhì)大容量化的技術(shù)。例如，由于采用短波長(zhǎng)的青紫光激光，使激光束入射側(cè)的襯底厚度變薄，又由于使用孔徑數(shù)NA大的透鏡，使激光束的光點(diǎn)的直徑更小，從而實(shí)現(xiàn)高密度記錄。這樣的技術(shù)已經(jīng)被探討；另外，使用配置有兩個(gè)信息層的信息記錄介質(zhì)，利用從單側(cè)入射激光束進(jìn)行兩個(gè)信息層的記錄再生，這樣的技術(shù)也已經(jīng)被探討，(參照特開平12-36130號(hào)公報(bào))。這種技術(shù)由于使用了兩個(gè)信息層，所以可使記錄密度幾乎擴(kuò)大一倍。
從單側(cè)記錄再生兩個(gè)信息層的信息記錄介質(zhì)(以下有時(shí)也稱兩層信息記錄介質(zhì))，利用透過激光束入射側(cè)的信息層(以下稱第1信息層)的激光束，進(jìn)行跟激光束入射側(cè)相反的信息層(以下稱第2信息層)的記錄再生，因此，希望第1信息層的透射率高于40％。對(duì)第2信息層，有關(guān)記錄特性，希望具有高的記錄敏感度(即使用低功率的激光，也能形成記錄符號(hào))；有關(guān)再生特性，希望有高的反射率。
為了使第1信息層激光束的透射率高于40％，則必須使第1記錄層的厚度薄到6nm左右，但是，記錄層一變薄，在記錄層晶相化時(shí)，被形成的晶核減少，另外原子可移動(dòng)的距離變短，因此，即使用相同材料所形成的記錄層，薄的記錄層的結(jié)晶化速度有相對(duì)變低的傾向。所以記錄層越薄，越難以形成晶相，消除率越下降。迄今為止，作為記錄層的材料(相變化材料)采用了結(jié)晶化速度快，反復(fù)改寫性能好，而且可靠性高的GeSbTe系列材料。用這些材料形成的計(jì)算機(jī)數(shù)字記錄用光盤和圖片記錄光盤，已實(shí)現(xiàn)商品化。在GeSbTe系列材料中，GeTe-Sb2Te3系列上的擬二元系組成結(jié)晶化速度最快，發(fā)明者們用波長(zhǎng)660nm的紅色激光進(jìn)行了記錄再生實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果在以9m/秒高線速記錄中，有GeTE-Sb2Te3所形成的記錄層即使薄到6nm，也可以得到30分貝這樣良好的消除率。發(fā)現(xiàn)用這種技術(shù)，有可能實(shí)現(xiàn)使用紅色激光的二層信息記錄介質(zhì)。另外，以前還對(duì)通過外加電流，使采用相變材料所形成的記錄層，發(fā)生相變化的信息記錄介質(zhì)進(jìn)行了探討。這種信息記錄介質(zhì)，記錄層被夾在兩個(gè)電極之間。這種信息記錄介質(zhì)，把電流慢慢的流向非晶相狀態(tài)的記錄層時(shí)，在某1個(gè)閾電流下，記錄層相變化為晶相，電阻急劇下降。通過向晶相狀態(tài)的記錄層外加脈沖幅度小的大電流脈沖，可使記錄層熔融，急速冷卻，返回到高電阻的非晶相。電阻不符時(shí)，通?？梢院?jiǎn)單地用電氣手段，檢測(cè)出來。通過使用這樣的記錄層可以得到，可能改寫的信息記錄介質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
為了實(shí)現(xiàn)信息介質(zhì)的大容量化，希望使用短波的蘭紫色激光進(jìn)行記錄再生的二層信息記錄介質(zhì)能夠達(dá)到實(shí)用化。通過使用短波長(zhǎng)的激光束以及孔徑大的物鏡，可以使激光束的光點(diǎn)直徑變小，從而實(shí)現(xiàn)更高密度的記錄。為了使用短波長(zhǎng)的激光束進(jìn)行記錄，則需要有一種即便對(duì)小的記錄符號(hào)也能形成良好形狀的信息記錄介質(zhì)。當(dāng)使用蘭紫色激光時(shí)，記錄層被激光束照射時(shí)間相對(duì)變短，為形成小的記錄符號(hào)，則必須用結(jié)晶化速度快的材料形成記錄層；另外為了即便是小的記錄符號(hào)，也能得到足夠的信號(hào)振幅，則希望采用晶相和非晶相間光學(xué)特性變化大的材料形成記錄層。
在發(fā)明者的實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)把使用紅色激光的從前的二層激光信息記錄介質(zhì)，原樣的作為蘭紫色激光用的信息記錄介質(zhì)使用時(shí)，在第1和第2信息層所形成的記錄符號(hào)變小，其結(jié)果不能得到足夠的信號(hào)振幅。另外，有關(guān)第1信息層，為了確保足夠的透射率，當(dāng)使記錄層的厚度為6nm左右時(shí)，消除率為不滿15分貝的不充分的值。發(fā)明者在實(shí)驗(yàn)中弄清，為了得到大的信號(hào)振幅，在GeTe-Sb2Te3系列上的擬二元系組成中，需要加大GeTe所占的比例，但是GeTe所占的比例大，材料的熔點(diǎn)有變高的傾向，所以GeTe所占的比例越大，形成非晶相需要的激光功率(記錄功率)就更大?，F(xiàn)在可以得到的蘭紫色激光的輸出比紅色激光的輸出還小，因此，在使用透過第1信息層的激光束進(jìn)行記錄再生的第2信息層，在采用了GeTe組成比例大的材料情況下，記錄功率不足，不能得到飽和的信號(hào)振蕩。
由上可以明確，利用蘭紫色激光的二層信息記錄介質(zhì)，確保其第1信息層的消除率和實(shí)現(xiàn)第2信息層的高記錄敏感度是重要的研究課題。
在使用蘭紫色激光的二層信息記錄介質(zhì)的實(shí)用化中，必須有透射率高、具有良好記錄消除性能的第1信息層，和反射率、記錄敏感度高的具有良好的記錄消除性能的第2信息層。因此為了達(dá)到使用化，有必要對(duì)第1以及第2記錄層的材料和第1及第2信息層的結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究。
另外，作為由于外加電流而發(fā)生相變化的記錄層材料，以Te為主要成分的正在實(shí)用化。但是，以前的材料，晶化所用的時(shí)間為微妙(μs)級(jí)。而記錄消除性能好，并且配置二層記錄層的電學(xué)相變化型的信息記錄介質(zhì)尚未實(shí)用化。
本發(fā)明，以提供具有二層記錄層，而且記錄消除性能良好的信息記錄介質(zhì)及其制造方法、記錄再生方法為目的。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明信息記錄介質(zhì)，是配備有第1和第2信息層的信息記錄介質(zhì)。所述的第1信息層，包括有，由于激光照射或外加電流所產(chǎn)生的焦耳熱而導(dǎo)致的晶相與非晶相之間發(fā)生可逆性相變的第1記錄層，所述的第2信息層，包括有，由于所述激光照射或所述外加電流所產(chǎn)生的焦耳熱而導(dǎo)致的晶相與非晶相之間發(fā)生可逆性相變的第2記錄層，所述第1記錄層，由第1材料構(gòu)成，所述第2記錄層，由第2材料構(gòu)成。把所述第1材料和所述第2材料的不同點(diǎn)作為特征。利用本發(fā)明信息記錄介質(zhì)，可以用各自的信息層得到良好的記錄再生特性。
本發(fā)明信息記錄介質(zhì)，所述第1材料包括Ge，Sb，Te，所述第2材料可以是從Ag，In，Ge，Sn，Se，Bi，Au，Mn中選擇至少一種元素的M1和Sb，Te所構(gòu)成的材料。用這種結(jié)構(gòu)的材料，對(duì)于用激光束記錄信息的記錄介質(zhì)(以下有時(shí)稱光學(xué)信息記錄介質(zhì))，可以得到配置有透射率及消除率高的第1信息層和反射率及記錄敏感度高的第2信息層的信息記錄介質(zhì)。這種光學(xué)信息記錄介質(zhì)特別適用于使用蘭紫色激光的高密度記錄。另外，對(duì)于用電流記錄信息的記錄介質(zhì)(以下有時(shí)稱電學(xué)信息記錄介質(zhì))，能使第1記錄層、第2記錄層或者兩者選擇性地在晶相和非晶相之間很容易發(fā)生相變化。
本發(fā)明信息記錄介質(zhì)，所述第1材料可用下式表示。
GeaSbbTe3+a(0＜a≤10，1.5≤b≤4)用這種組成的材料，即使第1記錄層極薄，也能得到良好的記錄再生特性。
本發(fā)明信息記錄介質(zhì)中，所述第1材料可用下式表示，(Ge-M2)aSbbTe3+a(M2，是從Sn，Pb中選擇至少一種的元素，0＜a≤10，1.5≤b≤4)利用這種組成的材料，置換了Ge-Sb-Te3元系組成中的Ge的Sn或者Pb能提高結(jié)晶化性能，即使即使第1記錄層極薄，也能得到良好的消除率。
本發(fā)明信息記錄介質(zhì)中，所述第1材料可用下式表示，(GeaSbbTe3+a)100-cM3c(M3是從Si，Ti，V，Cr，Mn，F(xiàn)e，Co，Ni，Cu，Se，Zr，Nb，Mo，Ru，Rh，Pd，Ag，In，Sn，Ta，W，Os，Ir，Pt，Au，Bi中選出的至少1個(gè)元素，0＜a≤10，1.5≤b≤4，0＜c≤20)。
利用這種組成的材料，在Ge-Sb-Te3元系組成中添加的元素M3能夠提高記錄層的熔點(diǎn)及結(jié)晶化溫度，提高了記錄層的熱穩(wěn)定性。
本發(fā)明信息記錄介質(zhì)中，所述第2材料可用下列組成式表示。
(SbxTe100-x)100-yM1y(50≤x≤95，0＜y≤20)利用這種組成的材料，由于第2記錄層的熔點(diǎn)低而且晶相與非晶相的折射率差大，因此可以得到記錄敏感度高，而且晶相與非晶相的折射率差大的第2信息層。
本發(fā)明信息記錄介質(zhì)，所述第1及第2記錄層，是由所述激光束照射而導(dǎo)致可逆性相變的層，所述第1信息層比所述第2信息層被配置在所述激光束入射側(cè)，所述第2材料的熔點(diǎn)可以比所述第1材料的熔點(diǎn)低。采用這種結(jié)構(gòu)，可以得到記錄敏感度高的第2信息層。
本發(fā)明信息記錄介質(zhì)中，所述第1和第2記錄層是由于所述激光束照射而導(dǎo)致可逆性相變的層，所述第1信息層可以比所述第2信息層被配置在所述激光束入射側(cè)。用這種結(jié)構(gòu)可以得到光學(xué)信息記錄介質(zhì)。
上述光學(xué)信息記錄介質(zhì)中，所述第1記錄層的厚度可小于9nm。利用這種結(jié)構(gòu)，可以提高第1信息層的透射率，使第2信息層進(jìn)行記錄再生所需要的激光量很容易到達(dá)第2信息層。
上述光學(xué)信息記錄介質(zhì)中，所述第2記錄層的厚度可為6nm～15nm。利用這種結(jié)構(gòu)，可特別提高第2記錄層的記錄敏感度。通過使厚度大于6nm，可使記錄層的光吸收量增大。又通過使厚度小于15nm，在形成記錄符號(hào)時(shí)，能使熔融部分的體積變小，從而可防止記錄敏感度的下降。
上述光學(xué)信息記錄介質(zhì)中，當(dāng)所述第1記錄層為晶相時(shí)的所述第1信息層的透射率Tc(％)，和所述第1記錄層為非晶相時(shí)的所述第1信息層的透射率Ta(％)，對(duì)于波長(zhǎng)為390nm以上430nm以下的所述激光束而言，能滿足40≤(Tc+Ta)/2的關(guān)系即可。用這種結(jié)構(gòu)，關(guān)于第2信息層可以得到特別良好的記錄消除特性。
上述的光學(xué)信息記錄介質(zhì)中，還具有在所述第1信息層和所述第2信息層之間配置的光學(xué)分離層，所述第1信息層又包括了第1襯底、第1下側(cè)保護(hù)層、第1上側(cè)保護(hù)層和第1反射層，所述第2信息層還包括第2下側(cè)保護(hù)層、第2上側(cè)保護(hù)層、第2反射層和第2襯底，所述第1襯底、所述第1下側(cè)保護(hù)層、所述第1記錄層、所述第1上側(cè)保護(hù)層、所述第1反射層、所述光學(xué)分離層、所述第2下側(cè)保護(hù)層、所述第2記錄層、所述第2上側(cè)保護(hù)層、所述第2反射層以及所述第2襯底，可從所述激光束入射側(cè)開始依次配置。利用這種結(jié)構(gòu)，對(duì)于第1和第2信息層，各自的反射率、記錄敏感度、消除敏感度及透射率(特別是第1信息層)，能按記錄、消除、再生的條件最佳化。而且，通過光學(xué)分離層，能從光學(xué)角度分離第1信息層和第2信息層。
上述光學(xué)信息記錄介質(zhì)中，還可以包括在所述第1襯底和所述第1下側(cè)保護(hù)層之間配置的透明層。
上述光學(xué)信息記錄介質(zhì)，還可以包括配置在從所述第1下側(cè)保護(hù)層與所述第1記錄層之間和所述第1上側(cè)保護(hù)層與所述第1記錄層之間的兩個(gè)界面中所選出的至少1個(gè)界面上的界面層。而且，上述光學(xué)信息記錄介質(zhì)，還可以包括配置在從所述第2下側(cè)保護(hù)層與所述第2記錄層之間和所述第2上側(cè)保護(hù)層與所述第2記錄層之間的兩個(gè)界面中所選出的至少1個(gè)界面上的界面層。而且，上述光學(xué)信息記錄介質(zhì)，還可以包括配置在從所述第1上側(cè)保護(hù)層與所述第1反射層之間和所述第2上側(cè)保護(hù)層與所述第2反射層之間的兩個(gè)界面中所選出的至少1個(gè)界面上的界面層。利用具有界面層的這些結(jié)構(gòu)，可以防止相鄰層之間的原子擴(kuò)散，能夠得到性能及可靠性特別高的信息記錄介質(zhì)。
上述光學(xué)信息記錄介質(zhì)，還可以在所述的第1反射層和所述光學(xué)分離層之間，配置為調(diào)整所述第1信息層的透射率的透射率調(diào)整層。利用這種結(jié)構(gòu)，能夠大大提高第1信息層的透射率。
上述光學(xué)信息記錄介質(zhì)，還可以具有配置在所述的第1反射層和所述透射率調(diào)整層之間的界面層。利用這種結(jié)構(gòu)，可以防止第1反射層和透射率調(diào)整層之間的原子擴(kuò)散，可以得到可靠性特別高的信息記錄介質(zhì)。
上述光學(xué)信息記錄介質(zhì)中，所述第1襯底的厚度可在10μm～800μm的范圍內(nèi)。利用這種結(jié)構(gòu)，通過變化物鏡的孔徑數(shù)(NA)，可以按第1襯底的槽的形狀及記錄、消除、再生條件，使記錄符號(hào)的長(zhǎng)度、寬度、間隔最佳化。例如，第1襯底的厚度為100μm時(shí)，當(dāng)NA＝0.85，可以得到良好的記錄、消除性能。而且，第1襯底的厚度為600μm時(shí)，當(dāng)NA＝0.6，可以得到良好的記錄、消除性能。
上述光學(xué)信息記錄介質(zhì)中，所述第2襯底的厚度，可在400μm～1300μm的范圍內(nèi)。利用這種結(jié)構(gòu)，通過變化物鏡的孔徑數(shù)(NA)，按第2襯底的槽的形狀及記錄、消除、再生條件，能使記錄符號(hào)的長(zhǎng)度、寬度、間隔最佳化。理想的是，選擇信息記錄介質(zhì)的厚度約為1200μm的第1和第2襯底的厚度，即如當(dāng)?shù)?襯底的厚度約為100μm時(shí)第2襯底的厚度就選為1100μm，第1襯底的厚度約為600μm時(shí)第2襯底的厚度也選為600μm。
本發(fā)明信息記錄介質(zhì)中，還包括有第1和第2電極，所述第1及第2記錄層是因外加前述電流而導(dǎo)致可逆性相變換層，在所述第1電極上，可以依次將所述第1記錄層、所述第2記錄層及所述第2電極層疊起來。利用這種結(jié)構(gòu)可以得到電學(xué)性信息記錄介質(zhì)。
上述電學(xué)性信息記錄介質(zhì)中，還可以具有在所述第1和第2記錄層之間配置的中間電極。利用這種結(jié)構(gòu)可防止第1記錄層和第2記錄層之間的原子擴(kuò)散，所以能夠提高重復(fù)特性和可靠性。而且，利用這種結(jié)構(gòu)可以只在第1記錄層或第2記錄層的任意一層外加電流。
本發(fā)明的制造方法，是具有第1和第2信息層的信息記錄介質(zhì)的制造方法，其特征在于包括(a)形成所述第1信息層的工序，(b)形成所述第2信息層的工序，所述第1信息層，包括因激光束照射或外加電流所產(chǎn)生的焦耳熱而在晶相和非晶相之間發(fā)生可逆性相變的第1記錄層，所述第2信息層，包括因所述激光束照射或外加所述電流所產(chǎn)生的焦耳熱而發(fā)生晶相和非晶相之間可逆性相變的第2記錄層，所述(a)工序包括使用含Ge，Sb，Te的原材料形成所述第1記錄層的工序，所述(b)工序包括使用含Ag，In，Ge，Sn，Se，Bi，Au，Mn中選出的至少一種元素M1和Sb，Te的原材料形成所述第2記錄層的工序。利用這種方法，很容易制造出本發(fā)明信息記錄介質(zhì)。
本發(fā)明的制造方法中，所述第1、第2記錄層可以利用含氬氣或氪氣的噴射氣體的噴鍍法形成。這種噴射氣體還可以含有從氮?dú)饣蜓鯕庵羞x出的至少一種氣體。利用這種結(jié)構(gòu)可以形成重復(fù)記錄性能好的信息層。
本發(fā)明制造方法中，所述第1記錄層的厚度小于9nm，在所述(a)工序中可以0.1nm/秒～3nm/秒范圍內(nèi)的成膜速率形成所述第1記錄層。利用這種結(jié)構(gòu)，可高效率地制造出具有厚度偏差小的第1記錄層的光學(xué)信息記錄介質(zhì)。
本發(fā)明制造方法中，所述第2記錄層的厚度在6nm～15nm范圍內(nèi)，在所述(b)工序中，可以0.3nm/秒～10nm/秒范圍內(nèi)的成膜速率形成所述第2記錄層。利用這種結(jié)構(gòu)，可高效率地制造出具有記錄敏感度高的第2記錄層的光學(xué)信息記錄介質(zhì)。
本發(fā)明制造方法中，在所述(a)工序之前進(jìn)行所述(b)工序，在(b)之后，(a)工序之前還包括(c)在前述第2信息層上形成光學(xué)分離層的工序，所述(a)工序中，在所述光學(xué)分離層上，可以形成所述第1信息層。
而且，為記錄再生信息記錄介質(zhì)的本發(fā)明的第1方法，有如下特征所述信息記錄介質(zhì)是上述本發(fā)明信息記錄介質(zhì)，對(duì)所述信息記錄介質(zhì)的第1信息層是利用從所述第1信息層側(cè)入射的激光束進(jìn)行信息的記錄再生，對(duì)所述信息記錄介質(zhì)的第2信息層，是利用從所述第1信息層透過的所述激光束進(jìn)行信息的記錄再生，所述激光束的波長(zhǎng)大于390nm小于430nm。利用這種第1記錄再生方法，對(duì)光學(xué)信息記錄介質(zhì)的第1及第2信息層，可進(jìn)行高密度地可靠性好地記錄再生。
本發(fā)明的第1記錄再生方法中，記錄再生信息時(shí)的所述信息記錄介質(zhì)的線速高于3m/秒低于30m/秒。
本發(fā)明的第1記錄再生方法中，所述激光束是由物鏡聚焦了的激光束，所述物鏡的孔徑數(shù)NA可以大于0.5小于1.1。利用這種結(jié)構(gòu)，按第1和第2襯底的厚度、槽的形狀以及記錄、再生的條件，可使記錄符號(hào)的長(zhǎng)、寬、間隔最佳化。
為記錄再生信息記錄介質(zhì)的本發(fā)明的第2方法，有如下特征所述信息記錄介質(zhì)是上述本發(fā)明信息記錄介質(zhì)，所述信息記錄介質(zhì)的所述第1、第2記錄層是由外加電流而產(chǎn)生的焦耳熱而導(dǎo)致在晶相與非晶相間產(chǎn)生可逆性相變的層，把所述第1或第2記錄層從非晶相變?yōu)榫鄷r(shí)外加在所述第1或第2記錄層上的電流脈沖的振幅Ic及脈沖幅度tc，把所述第1記錄層從晶相變成非晶相時(shí)外加在所述第1記錄層上的電流脈沖的振幅Ia1及脈沖幅度ta1，把所述第2記錄層從晶相變成非晶相時(shí)外加在所述第2記錄層上的電流脈沖的振幅Ia2及脈沖幅度ta2，它們之間滿足Ic＜Ia2＜Ia1以及ta1≤tc或ta2≤tc的關(guān)系。利用這個(gè)第2記錄再生方法，在電學(xué)信息記錄介質(zhì)中，能使第1記錄層，第2記錄層或者其雙方選擇性地發(fā)生晶相或非晶相的相變化。另外，本發(fā)明的電學(xué)信息記錄介質(zhì)，能產(chǎn)生因相變化而導(dǎo)致的電阻的變化，所以可以作為可變的可編程電路的構(gòu)成組件來使用。


圖1示出有關(guān)本發(fā)明信息記錄介質(zhì)的1個(gè)例子的部分截面圖。
圖2示出有關(guān)本發(fā)明信息記錄介質(zhì)的另1個(gè)例子的部分截面圖。
圖3示出有關(guān)本發(fā)明信息記錄介質(zhì)的其它例子的部分截面圖。
圖4示出有關(guān)用于本發(fā)明記錄再生方法的記錄再生裝置的部分結(jié)構(gòu)模式圖。
圖5示出有關(guān)本發(fā)明信息記錄介質(zhì)的其它例子及其記錄再生裝置的例子的結(jié)構(gòu)模式圖。
圖6示出有關(guān)本發(fā)明信息記錄介質(zhì)的其它例子的部分結(jié)構(gòu)模式圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式予以說明。下面的實(shí)施方式是1個(gè)例子，必須指出，本發(fā)明不只限于下面的實(shí)施方式。另外，在以下的實(shí)施方式中，相同部分標(biāo)有相同符號(hào)有時(shí)省略重復(fù)說明。
實(shí)施方式1在實(shí)施方式1中，是說明本發(fā)明信息記錄介質(zhì)的1個(gè)例子。關(guān)于實(shí)施方式1的信息記錄介質(zhì)22，在圖1示出了一部分截面圖。在信息記錄介質(zhì)22中，由激光束23的照射而進(jìn)行記錄再生。
參照?qǐng)D1，信息記錄介質(zhì)22，具有光學(xué)分離層21、夾著光學(xué)分離層21配置的第1信息層11和第2信息層20。第1信息層11比第2信息層20被配置在激光束23的入射側(cè)。
第1信息層11，從激光束23入射側(cè)開始，依次配置有第1襯底1、第1下側(cè)保護(hù)層2、第1下側(cè)界面層3、第1記錄層4、第1上側(cè)界面層5、第1上側(cè)保護(hù)層6、第1界面層7、第1反射層8、第1最上界面層9及透射率調(diào)整層10。
第2信息層20，從激光束23入射側(cè)開始，依次配置有第2下側(cè)保護(hù)層12、第2下側(cè)界面層13、第2記錄層14、第2上側(cè)界面層15、第2上側(cè)保護(hù)層16、第2界面層17、第2反射層18、第2襯底19。另外，在界面層及保護(hù)層的名稱中，下側(cè)是意味比記錄層還靠近激光束23的入射側(cè)，上側(cè)是意味相對(duì)記錄層而言是激光束23入射側(cè)的相反側(cè)。
激光束23，是從第1襯底1側(cè)入射，第2信息層20，是由透過第1信息層11及光學(xué)分離層21的激光束23進(jìn)行記錄再生的。
第1襯底1和第2襯底19，是透明的圓盤狀襯底。第1襯底1和第2襯底19，例如，可用聚碳酸酯、非結(jié)晶聚烯烴、PMMA的樹脂或玻璃形成。另外，第1襯底1也可以在第1下側(cè)保護(hù)層2上涂上樹脂之后，使其樹脂硬化而形成。
在第1襯底1和第2襯底19內(nèi)側(cè)(光學(xué)分離層21側(cè))的表面上，根據(jù)需要，也可以形成為了引導(dǎo)激光束的引導(dǎo)槽。理想的是，這些襯底的外側(cè)表面光滑。理想的是，在短波長(zhǎng)區(qū)域，這些襯底光學(xué)復(fù)折射小。作為這些襯底材料要具有好的復(fù)制性和批量生產(chǎn)性，且成本低，因此聚碳酸酯特別適合。第1襯底1的厚度是在例如10μm～800μm(最好是50μm～150μm或550μm～650μm)的范圍內(nèi)。第2襯底19的厚度是在例如400μm～1300μm(最好是550μm～650μm或1050μm～1150μm)的范圍內(nèi)。
對(duì)在第1襯底1和第2襯底19的雙方，形成了為了引導(dǎo)激光束的引導(dǎo)槽的信息記錄介質(zhì)，圖2示出1例。圖2的信息記錄介質(zhì)22a中，第1信息層11a包括第1襯底1a，第2信息層20a包括第2襯底19a。在第1襯底1a和第2襯底19a上，形成了槽(凹槽)1b。信息記錄介質(zhì)22a中，可以將信息記錄在激光束23的入射側(cè)槽面即槽1b的部分上，也可以記錄在槽1b之間的部分(離激光束23入射側(cè)遠(yuǎn)的槽面。下面有時(shí)稱凸緣1c)。并且，也可以將信息同時(shí)記錄在槽1b和凸緣1c的雙方。
第1下側(cè)保護(hù)層2、第1上側(cè)保護(hù)層6、第2下側(cè)保護(hù)層12、第2上側(cè)保護(hù)層16，都由電介質(zhì)形成。這些保護(hù)層，具有調(diào)節(jié)光學(xué)距離，提高記錄層的光吸收率和增大記錄前后的反射光量變化而使信號(hào)振幅變大的作用。這些保護(hù)層可以采用，例如SiOx(x為0.5～2.5)，Al2O3，TiO2，Ta2O5，ZrO2，ZnO或Te-O等氧化物。另外還可以采用Si-N，Al-N，Ti-N，Ta-N，Zr-N或Ge-N等氮化物。而且，也可以采用ZnS等硫化物或SiC等碳化物。而且可以采用上述材料的混合物。其中ZnS和SiO2的混和物ZnS-SiO2，作為保護(hù)層材料是最合適的。ZnS-SiO2是非晶質(zhì)材料，折射率高，成膜速率快，機(jī)械特性和耐濕性良好。
第1下側(cè)保護(hù)層2、第1上側(cè)保護(hù)層6的厚度必須嚴(yán)格確定，以使得第1記錄層4為晶相和非晶相時(shí)的反射光量變化大、而且第1信息層11的透射率變大、并且使第1記錄層4的光吸收率變大。具體講，它們的厚度例如可用基于矩陣算法的計(jì)算來決定。
第2下側(cè)保護(hù)層12、第2上側(cè)保護(hù)層16的厚度，同樣必須嚴(yán)格確定，以使得第2記錄層14為晶相和非晶相時(shí)的反射光量變化大、并且使第2記錄層14的光吸收率變大。第1下側(cè)保護(hù)層2、第1上側(cè)保護(hù)層6、第2下側(cè)保護(hù)層12、第2上側(cè)保護(hù)層16，可以分別用不同的材料、組成來形成，也可以用相同的材料、組成來形成。
透射率調(diào)整層10，具有調(diào)整第1信息層11的透射率的功能。通過透射率調(diào)整層10可同時(shí)提高第1記錄層4為晶相時(shí)的第1信息層11的透射率Tc(％)和第1記錄層4為非晶相時(shí)的第1信息層11的透射率Ta(％)。具體而言，配置有透射率調(diào)整層10的信息記錄介質(zhì)22與沒有透射率調(diào)整層10的相比，第1信息層11的透射率可上升2％～6％。透射率調(diào)整層10可以由關(guān)于保護(hù)層說明了的材料形成。信息記錄介質(zhì)22中，最好是40≤(Tc+Ta)/2(更理想的是45≤(Tc+Ta)/2)(實(shí)施方式2的信息記錄介質(zhì)26也如此)。
第1下側(cè)界面層3、第1上側(cè)界面層5、第2下側(cè)界面層13及第2上側(cè)界面層15，分別在第1下側(cè)保護(hù)層2和第1記錄層4之間、第1上側(cè)保護(hù)層6和第1記錄層4之間、第2下側(cè)保護(hù)層12和第2記錄層14之間以及第2上側(cè)保護(hù)層16和第2記錄層14之間防止物質(zhì)移動(dòng)。這些界面層特別防止了由于反復(fù)記錄所產(chǎn)生的物質(zhì)移動(dòng)。這些界面層可由例如Si-N，Al-N，Ti-N，Ta-N，Zr-N，Ge-N等氮化物、含有這些的氮化氧化物或SiC等碳化物形成。其中Ge-N為最好。Ge-N最容易用反應(yīng)性噴鍍法形成，而且機(jī)械性能及耐濕性好。如果界面層厚，則信息層的反射率和吸收率變化大，進(jìn)而影響記錄、消除性能。因此，希望界面層的厚度在1nm～10nm范圍內(nèi)，最好在2nm～5nm范圍內(nèi)。
第1界面層7、第1最上界面層9以及第2界面層17，分別在第1上側(cè)保護(hù)層6和第1反射層8之間、透射率調(diào)整層10和第1反射層8之間，以及第2上側(cè)保護(hù)層16和第2反射層18之間防止物質(zhì)移動(dòng)。這些界面層特別能防止在高溫、高濕環(huán)境下由于記錄所產(chǎn)生的物質(zhì)移動(dòng)。這些界面層可由關(guān)于第1下側(cè)界面層3、第1上側(cè)界面層5、第2下側(cè)界面層13及第2上側(cè)界面層15所說明的材料形成。這些界面層的厚度希望在1nm～10nm范圍內(nèi)，最好在2nm～5nm范圍內(nèi)。
第1記錄層4，由因激光束照射在晶相及非晶相之間發(fā)生可逆性相變的材料形成。第1記錄層4例如可用含有例如Ge，Sb，Te的材料形成。具體講，第1記錄層4可用組成式GeaSbbTe3+a所表示的材料形成。這種材料在a＝0時(shí)，晶相非常穩(wěn)定，非晶相的穩(wěn)定性差。另一方面，在10＜a時(shí)，信號(hào)振幅雖然變大，但是在熔點(diǎn)上升的同時(shí)，晶化速度下降。因此，最好a能滿足0＜a≤10的關(guān)系，若滿足1≤a≤9則最理想。而且，該材料在b＜1.5時(shí)，晶相非常穩(wěn)定，非晶相穩(wěn)定性差。另一方面，4＜b時(shí)信號(hào)振幅雖然變大，但晶化速度下降。為此，希望b能滿足1.5≤b≤4的關(guān)系，能滿足1.5≤b≤3的關(guān)系更好。
而且，第1記錄層4可以用以組成式(Ge-M2)aSbbTe3+a(M2是從Sn、Pb中選擇出的至少一種元素)表示的材料來形成。這個(gè)組成式意味著Ge和元素M2合計(jì)只包含100a/(3+2a+b)原子％。這種材料的組成，就是用元素M2，置換由組成式GeaSbbTe3+a所表示的材料的Ge部分的組成。使用這種材料時(shí)，置換Ge的元素M2，能夠提高結(jié)晶化能，所以，即便第1記錄層4極薄時(shí)也能得到足夠的消除率。作為元素M2，從無毒的角度考慮，Sn更理想。使用這種材料時(shí)，也希望0＜a≤10(最好是1≤a≤9)，并且希望1.5≤b≤4(最好1.5≤b≤3)。
第1記錄層4還可用以組成式(GeaSbbTe3+a)100-cM3c表示的材料形成(其中M3是從Si，Ti，V，Cr，Mn，F(xiàn)e，Co，Ni，Cu，Se，Zr，Nb，Mo，Ru，Rh，Pd，Ag，In，Sn，Ta，W，Os，Ir，Pt，Au，Bi中選出的至少1個(gè)元素)。這種材料組成是在用組成式GeaSbbTe3+a表示的材料中，添加元素M3的組成。此時(shí)，由于添加了元素M3，使得記錄層的熔點(diǎn)及結(jié)晶化溫度增高，從而能提高記錄層的熱穩(wěn)定性，其結(jié)果是增進(jìn)第1信息層11的記錄再生性能。這種材料在20＜C時(shí)結(jié)晶化速度不充分，因此最好0＜C≤20，更理想的是2≤C≤10。同樣0＜a≤10(最好1≤a≤9)，并且最好1.5≤b≤4(更理想的是1.5≤b≤3)。
第2記錄層14，是由用激光束照射，在晶相和非晶相之間發(fā)生可逆性相變的材料組成。第2記錄層14由與第1記錄層4的不同材料形成。理想的是，第2記錄層14由比第1記錄層4材料的熔點(diǎn)低的材料組成。
第2記錄層14可由從Ag，In，Ge，Sn，Se，Bi，Au，Mn中選擇的至少一種元素M1和Sb，Te所組成的材料形成。具體講，可用由組成式(SbxTe100-x)100-yM1y表示的材料形成。該材料是通過在Sb70Te30共結(jié)晶附近的Sb-Te的合金中添加元素M1得到的。x，y分別滿足50≤x≤95，0＜y≤20時(shí)，這種材料的熔點(diǎn)低且折射率高。因此，通過采用這種范圍組成的材料形成第2記錄層14，可得到記敏感度高且反射率也高的第2信息層20。
當(dāng)65≤x時(shí)，結(jié)晶化速度特別快，能得到特別好的消除率。而且，當(dāng)x≤85時(shí)，因能控制多相的出現(xiàn)，所以可以抑制因反復(fù)記錄造成的特性劣化現(xiàn)象。因此65≤x≤85時(shí)為最理想。為得到良好的記錄再生性能，最好添加能夠調(diào)節(jié)結(jié)晶速度的元素M1。其中y最好為1≤y≤10。當(dāng)y≤10時(shí)，因能控制多相的出現(xiàn)，從而可抑制因反復(fù)進(jìn)行記錄所造成的特性劣化。
關(guān)于(Ge0.74Sn0.26)8Sb2Te11，(Sb0.7Te0.3)95Ge5，(Sb0.7Te0.3)90Ag5In5的折射率、衰減系數(shù)及熔點(diǎn)的調(diào)查結(jié)果列于表1。折射率、衰減系數(shù)是通過利用分光器測(cè)定在石英襯底上形成由上述材料組成的厚度為10nm的層的樣品而得到的。熔點(diǎn)是用微分掃描熱量測(cè)定法(differentialscanning calorimeter DSC法)來測(cè)定的。
表1中，nc表示樣品層為晶相時(shí)的折射率。na表示樣品層為非晶相時(shí)的折射率。Δn由Δn＝nc-na表示，示出當(dāng)層為晶相和非晶相時(shí)的折射率的變化。kc表示樣品層為晶相時(shí)的衰減系數(shù)。ka表示樣品層為非晶相時(shí)的衰減系數(shù)。ΔK由ΔK＝kc-ka表示，示出當(dāng)層為晶相和非晶相時(shí)的衰減系數(shù)的變化。
如表1所示，無論樣品層是晶相還是非晶相，(Ge0.74Sn0.26)8Sb2Te11衰減系數(shù)，比(Sb0.7Te0.3)95Ge5及(Sb0.7Te0.3)90Ag5In5衰減系數(shù)都小約0.3。另外，在Sb70Te30共晶組成附近的Sb-Te合金中添加了元素M1的組成(Sb0.7Te0.3)95Ge5及(Sb0.7Te0.3)90Ag5In5與用Sn置換了Ge-Sb-Te三元系組成中的Ge而得到的(Ge0.74Sn0.26)8Sb2Te11相比，熔點(diǎn)約低50℃，而且折射率的變化Δn的絕對(duì)值也大。
從上面的結(jié)果看出，第1記錄層4的材料，最好使用能夠因?yàn)樗p系數(shù)小而增大透射率的Ge-Sb-Te三元系組成，或把它作為襯底的組成。第2記錄層14的材料，最好用因熔點(diǎn)低而能提高記錄敏感度，并且因折射率變化Δn大，而增大反射率變化的(Sb-Te)-M1系組成的材料。第1記錄層4/第2記錄層14的具體的組合可列舉如下Ge6Sb2Te9/(Sb0.7Te0.3)95Ge5，Ge8Sb2Te11/(Sb0.7Te0.3)95Ge5，Ge8Sb2Te11/(Sb0.7Te0.3)90Ag5In5等。
為了提高第1信息層11的透射率，使進(jìn)行第2信息層20的記錄再生時(shí)所必須的激光量能夠到達(dá)第2信息層20，第1記錄層4的厚度最好低于9nm，如果為5nm～7nm范圍，則更為理想。
為了提高第2信息層20的記錄敏感度，第2記錄層14的厚度最好在6nm～15nm之間?？紤]到當(dāng)?shù)?記錄層14的厚度厚時(shí)的由于熱向著面內(nèi)方向的擴(kuò)散而導(dǎo)致的向相鄰區(qū)域的熱影響和當(dāng)?shù)?記錄層14的厚度薄時(shí)的第2信息層20的反射率的下降，第2記錄層14的厚度最好在8nm～12nm之間。
第1反射層8和第2反射層18，具有能使被第1記錄層4或第2記錄層14所吸收的光量增大的光學(xué)功能。另外，這些反射層還具有能使第1記錄層4或第2記錄層14所生成的熱迅速擴(kuò)散，具有使記錄層容易非晶化的熱功能。同時(shí)這些反射層還具有從使用環(huán)境保護(hù)多層膜的功能。
第1反射層8和第2反射層18的材料，可用例如Al，Au，Ag，Cu的熱傳導(dǎo)率高的單體金屬。另外，為了提高耐濕性或調(diào)整熱傳導(dǎo)率，還可以使用把這些金屬元素的一種或多種作為主要成分，添加一種或多種其他元素的合金。具體講，可用Al-Cr，Al-Ti，Au-Pd，Au-Cr，Ag-Pd，Ag-Pd-Cu，Ag-Pd-Ti，Ag-Ru-Au或Cu-Si的合金。這些合金都是具有強(qiáng)的耐腐蝕性，而且可滿足急劇冷卻條件的優(yōu)秀材料。特別是Ag合金，熱傳導(dǎo)率高，光透射率也高，作為第1反射層8的材料最理想。
為了使第1信息層11的透射率Tc及Ta盡量高，第1反射層8的厚度最好在5nm～15nm之間，如果為8nm～12nm，則更理想。如果第1反射層8的厚度比5nm還薄時(shí)，則其熱擴(kuò)散功能不足，而且第1信息層11的反射率也下降。如果第1反射層8的厚度比15nm還厚時(shí)，則第1信息層11的透射率不足。然而第2信息層20，不需要高的透射率。為此，第2反射層18的厚度最好為30nm～150nm之間，如果在70nm～90nm范圍內(nèi)就更理想。當(dāng)?shù)?反射層18的厚度比30nm還薄時(shí)，其熱擴(kuò)散功能不足，第2記錄層14難以非晶化。當(dāng)?shù)?反射層18的厚度比150nm還厚時(shí)，其熱擴(kuò)散功能過高，第2信息層20的記錄敏感度下降。
光學(xué)分離層21，是為了區(qū)別第1信息層11的聚焦位置和第2信息層20的聚焦位置而設(shè)置的。光學(xué)分離層21的材料可以使用光硬化性樹脂或遲效性樹脂，最好使用對(duì)于記錄再生中的激光束23的波長(zhǎng)而言，光吸收小的材料。光學(xué)分離層21的厚度必須大于根據(jù)物鏡的孔徑NA和激光束波23的波長(zhǎng)λ所決定的焦點(diǎn)深度ΔZ。把焦點(diǎn)的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定為無象差時(shí)的80％時(shí)，ΔZ可近似為ΔZ＝λ/{2(NA)2}。當(dāng)λ＝400nm，NA＝0.6時(shí)，ΔZ＝0.556μm，±0.6μm以內(nèi)為焦點(diǎn)深度內(nèi)。為此，這時(shí)的光學(xué)分離層21的厚度必須大于1.2μm。第1信息層11和第2信息層20之間的距離，必須在利用物鏡使激光束23可能聚光的范圍內(nèi)。因此，光學(xué)分離層21的厚度和第1襯底1的厚度的合計(jì)厚度，設(shè)在物鏡能允許的襯底厚度的公差內(nèi)為好。為此，光學(xué)分離層21的厚度最好在1μm～50μm范圍內(nèi)。
實(shí)施方式1的信息記錄介質(zhì)22，可用在實(shí)施方式3說明的方法來制造。
實(shí)施方式2實(shí)施方式2，說明有關(guān)本發(fā)明信息記錄介質(zhì)的另1個(gè)例子。實(shí)施方式2的信息記錄介質(zhì)26的一部分截面圖示于圖3。信息記錄介質(zhì)26，是通過激光束23的照射而進(jìn)行記錄再生的。
參照?qǐng)D3，信息記錄介質(zhì)26具有光學(xué)分離層21、將光學(xué)分離層21夾起來的第1信息層25和第2信息層20。
第1信息層25，從激光束23的入射側(cè)依次配置有第1襯底1、透明層24、第1下側(cè)保護(hù)層2、第1下側(cè)界面層3、第1記錄層4、第1上側(cè)界面層5、第1上側(cè)保護(hù)層6、第1界面層7、第1反射層8、第1最上界面層9及透射率調(diào)整層10。
第2信息層20，從激光束23的入射側(cè)依次配置有第2下側(cè)保護(hù)層12、第2下側(cè)界面層13、第2記錄層14、第2上側(cè)界面層15、第2上側(cè)保護(hù)層16、第2界面層17、第2反射層18、及第2襯底19。
像下面的實(shí)施方式4所說明的那樣，在制作信息記錄介質(zhì)26時(shí)，首先在第2襯底19上依次層疊，第2反射層18～第2下側(cè)保護(hù)層12、光學(xué)分離層21、透射率調(diào)整層10～第1下側(cè)保護(hù)層2。然后，用透明層24把第1下側(cè)保護(hù)層2和第1襯底1貼合起來。另外，也可以不形成透明層24，而是通過涂敷樹脂，并使之硬化而形成第1襯底1。
光學(xué)分離層21及透明層24的材料，可用光硬化性樹脂或者遲效性樹脂形成。這種材料最好是對(duì)用于記錄再生的激光束23的波長(zhǎng)的光吸收小的材料。根據(jù)實(shí)施方式1說明的理由，光學(xué)分離層21及透明層24的厚度最好在1μm～50μm之間。
在光學(xué)分離層21的表面內(nèi)，第1信息層25側(cè)的表面上，也可以形成為導(dǎo)入激光束23用的引導(dǎo)槽。與實(shí)施方式1的信息記錄介質(zhì)22一樣，激光束23也是從第1襯底1側(cè)入射的。而且第2信息層20，是利用透過第1信息層25及光學(xué)分離層21的激光束，進(jìn)行記錄再生的。
第1襯底1、第1下側(cè)保護(hù)層2、第1下側(cè)界面層3、第1記錄層4、第1上側(cè)界面層5、第1上側(cè)保護(hù)層6、第1界面層7、第1反射層8、第1最上界面層9及透射率調(diào)整層10、第2下側(cè)保護(hù)層12、第2下側(cè)界面層13、第2記錄層14、第2上側(cè)界面層15、第2上側(cè)保護(hù)層16、第2界面層17、第2反射層18、及第2襯底19可用實(shí)施方式1已經(jīng)說明了的相同材料制作。它們的形狀及功能，也與實(shí)施方式1已經(jīng)說明了的相同。
實(shí)施方式3實(shí)施方式3，是對(duì)制作本發(fā)明信息記錄介質(zhì)22的方法予以說明。實(shí)施方式3的制造方法，包括形成第1信息層11的工序(工序(a))。具體講，首先準(zhǔn)備1個(gè)帶有為導(dǎo)入激光束23的引導(dǎo)槽的第1襯底1(厚度如為0.1mm)，再將第1襯底1放置到成膜裝置內(nèi)，在其上成膜，生成下側(cè)保護(hù)層2。這時(shí)，當(dāng)在第1襯底1上形成引導(dǎo)槽時(shí)，在引導(dǎo)槽側(cè)形成第1下側(cè)保護(hù)層2，第1下側(cè)保護(hù)層2，可以在Ar氣和反應(yīng)氣混合的氣氛下，通過噴鍍構(gòu)成第1下側(cè)保護(hù)層2的金屬所組成的母材形成。第1下側(cè)保護(hù)層2，還可以在Ar氣氛下或者Ar氣與反應(yīng)氣混合氣氛下，通過噴鍍由化合物構(gòu)成的母材來形成。
接著，在第1下側(cè)保護(hù)層2上成膜生成第1下測(cè)界面層3，第1下測(cè)界面層3，可在Ar氣與反應(yīng)氣混合氣氛下，利用噴鍍作為構(gòu)成第1下測(cè)界面層3的金屬組成的母材來形成。另外，第1下測(cè)界面層3，也可在Ar氣氛下或者Ar氣與反應(yīng)氣混合氣氛下，通過噴鍍由化合物構(gòu)成的母材來形成。
接著，在第1下測(cè)界面層3上，成膜生成第1記錄層4。第1記錄層4，依其組成，使用同一電源選擇噴鍍Ge-Sb-Te、Ge-Sb-Te-M2或者Ge-Sb-Te-M3合金構(gòu)成的母材來形成。即，第1記錄層4是由包括Ge、Sb、Te的母材形成。
噴鍍可以使用的氣體有，Ar氣、Ke氣、Ar和反應(yīng)氣(從氧和氮中至少選擇一種)、或Ke和反應(yīng)氣的混合氣。另外第1記錄層4，可以使用多個(gè)電源，同時(shí)噴鍍Ge、Sb、Te、M2或M3的各種母材來形成。第1記錄層4，還可以使用多個(gè)電源，同時(shí)噴鍍Ge、Sb、Te、M2或M3中任意組合的二元系和三元系母材來形成。在這種情況下，噴鍍也可以在Ar氣、Ke氣、Ar和反應(yīng)氣、或Ke和反應(yīng)氣的混合氣氣氛下進(jìn)行。
第1記錄層4成膜速率最好在0.1nm/秒～3nm/秒，如實(shí)施方式1中所說明的那樣，第1記錄層4的厚度，最好小于9nm(最理想為7nm以下)。成膜速率可由電源的功率控制，當(dāng)成膜速率過低時(shí)，成膜時(shí)間變長(zhǎng)，成膜氣氛使用的氣體將高于所允許的量混入到記錄層中。當(dāng)成膜速率高時(shí)，雖然能使成膜時(shí)間變短，但很難正確控制記錄層的厚度，因此第1記錄層4的成膜速率，最好在1nm/秒～3nm/秒。
接著，在第1記錄層4上，形成第1上側(cè)界面層5。第1上側(cè)界面層5可用與第1記錄層3相同的方法形成(以下的界面層也是一樣)。形成這些界面層所用母材的組成，可以根據(jù)界面層的組成、噴鍍用氣體的組成來選擇(形成其他層的工序也是一樣)。也就是說，有時(shí)可用組成相同的母材，有時(shí)也可用組成不相同的母材形成這些界面層(形成其他層的工序也是一樣)。
接著，在第1上側(cè)界面層5上，形成第1上側(cè)保護(hù)層6。第1上側(cè)保護(hù)層6，可用與第1下側(cè)保護(hù)層2相同的方法形成(以下的保護(hù)層也一樣)。
接著，在第1上側(cè)保護(hù)層6上，依次形成第1界面層7和第1反射層8。第1反射層8可在Ar氣氛中，噴鍍由構(gòu)成第1反射層8的金屬或合金組成的母材來形成。
在第1反射層8上，依次形成第1最上界面層9和透射率調(diào)整層10。透射率調(diào)整層10可用與第1下側(cè)保護(hù)層2相同的方法形成。
這樣就形成了第1信息層11。根據(jù)需要，在形成透射率調(diào)整層10之后，也可以進(jìn)行使第1記錄層4全面結(jié)晶化的早期化工序。第1記錄層4的結(jié)晶化的早期化工序，是通過激光束照射進(jìn)行的。
在進(jìn)行工序(a)的前后或同時(shí)，形成第2信息層20(工序(b))。具體講，首先準(zhǔn)備第2襯底19(厚度例如為1.1mm)，再將第2襯底19放置到成膜裝置中，在第2襯底19上形成第2反射層18。當(dāng)?shù)?襯底19帶有引導(dǎo)槽時(shí)，則在引導(dǎo)槽側(cè)形成第2反射層18。第2反射層18可以在Ar氣氛中，噴鍍構(gòu)成第2反射層18的金屬或合金所組成的母材形成。
接著，在第2反射層18上，依次形成第2界面層17、第2上側(cè)保護(hù)層16、第2上側(cè)界面層15。
接著，在第2上側(cè)界面層15上，形成第2記錄層14。第2記錄層14可用1個(gè)電源，噴鍍Sb-Te-M1合金所組成的母材形成，即，第2記錄層14是用包含Sb、Te、M1的母材形成。噴鍍所用的氣體，可以用Ar，Ke，Ar和反應(yīng)氣(從氧和氮中至少選出一種)的混合氣或Ke和反應(yīng)氣的混合氣。另外，第2記錄層14，還可以使用多個(gè)電源，同時(shí)噴鍍Sb、Te、M1的各種母材來形成。第2記錄層14，也可以使用多個(gè)電源，同時(shí)噴鍍Sb、Te、M1中任意組合的二元系母材來形成。在這種情況下，噴鍍也可以在Ar氣、Ke氣、Ar和反應(yīng)氣、或Ke和反應(yīng)氣的混合氣氣氛下進(jìn)行。
第2記錄層14的成膜速率，最好在0.3nm/秒～10nm/秒范圍內(nèi)，如實(shí)施方式1中所說明的那樣，第2記錄層14的厚度，最好在6nm～15nm范圍內(nèi)。成膜速率可由電源的功率控制，當(dāng)成膜速率過低時(shí)，成膜時(shí)間變長(zhǎng)，成膜氣氛使用的氣體將高于所允許的量混入到記錄層中。當(dāng)成膜速率高時(shí)，雖然能使成膜時(shí)間變短，但很難正確控制記錄層的厚度，因此第2記錄層14的成膜速率，最好在0.3nm/秒～10nm/秒范圍內(nèi)。
接著，在第2記錄層14上，依次形成第2下側(cè)界面層13和第2下側(cè)保護(hù)層12。
這樣就形成了第2信息層20。在形成第2下側(cè)保護(hù)層12之后，根據(jù)需要，也可以進(jìn)行使第2記錄層14全面結(jié)晶化的早期化工序。第2記錄層14的結(jié)晶化的早期化工序，是通過激光束照射進(jìn)行的。
最后，通過光學(xué)分離層21，將第1信息層11和第2信息層20粘合起來，具體講，是在透射率調(diào)整層10，或在第2下側(cè)保護(hù)層12上，把光學(xué)分離層的材料—紫外線硬化樹脂轉(zhuǎn)涂在透射率調(diào)整層10，或第2下側(cè)保護(hù)層12上，之后再把第1信息層11和第2信息層20粘合起來。然后從第1信息層11側(cè)照射紫外線，使光學(xué)分離層21硬化。這樣就形成了信息記錄介質(zhì)22。采用遲效性樹脂作為光學(xué)分離層21的材料時(shí)，則不需紫外線照射。
實(shí)施方式4實(shí)施方式4是說明有關(guān)信息記錄介質(zhì)26的制造方法。
實(shí)施方式4的制造方法，首先形成第2信息層20(工序(b))，具體講，就是首先準(zhǔn)備第2襯底(厚度例如為1，1mm)，把它放置到成膜裝置中。
接著，在第2襯底19上，形成第2反射層18。如果第2襯底19上帶有引導(dǎo)槽，則在引導(dǎo)槽側(cè)形成第2反射層18。而后在第2反射層19上，依次形成第2界面層17、第2上側(cè)保護(hù)層16、第2上側(cè)界面層15、第2記錄層14、第2下側(cè)界面層13及第2下側(cè)保護(hù)層12。這些層都可以用實(shí)施方式3所說明的方法形成。
這樣也就形成了第2信息層20。在形成第2下側(cè)保護(hù)層12之后，根據(jù)需要，可進(jìn)行第2記錄層14的全晶化的初期化工序。
接著，在第2信息層20下側(cè)保護(hù)層12上，形成光學(xué)分離層21(工序(c))。光學(xué)分離層21，是通過將光硬化性樹脂或者遲效性樹脂，轉(zhuǎn)涂在第2下側(cè)保護(hù)層12上，之后使樹脂硬化而形成。光學(xué)分離層21，要在激光束入射側(cè)的表面形成引導(dǎo)槽時(shí)，把形成槽的模子與硬化前的樹脂粘合，在樹脂硬化后，將模子剝離下來，則可形成引導(dǎo)槽。
接著，在光學(xué)分離層21上，形成第1信息層25(工序(a))。具體講，就是首先在光學(xué)分離層21上，依次形成透射率調(diào)整層10、第1最上界面層9、第1反射層8、第1界面層7、第1上側(cè)保護(hù)層6、第1上側(cè)界面層5、第1記錄層4、第1下側(cè)界面層3以及第1下側(cè)保護(hù)層2。這些層可用實(shí)施方式3所說明的方法形成。第1下側(cè)保護(hù)層2，形成之后，根據(jù)需要，也可進(jìn)行使第1記錄層4全面晶化的早期化工序。
最后，利用透明層24，把第1下側(cè)保護(hù)層2和第1襯底1粘合起來。具體講，就是在第1襯底1或第1下側(cè)保護(hù)層2上，轉(zhuǎn)涂上透明層24的材料—紫外線硬化性樹脂后，把第1襯底1和第1下側(cè)保護(hù)層2粘合。而后，從第1信息層25側(cè)照射紫外線，使樹脂硬化，就形成了配置在光學(xué)分離層21上的第1信息層25。透明層24由遲效性樹脂形成時(shí)，則不需進(jìn)行紫外線照射。這樣就形成了信息記錄介質(zhì)26。
實(shí)施方式5實(shí)施方式5，涉及實(shí)施方式1、2所說明的本發(fā)明信息記錄介質(zhì)的記錄再生方法。
有關(guān)本發(fā)明的記錄再生方法的記錄再生裝置50的一部分結(jié)構(gòu)示如圖4。由圖4可見，記錄再生裝置50，配置有使信息記錄介質(zhì)51旋轉(zhuǎn)的自旋馬達(dá)27、具有半導(dǎo)體激光29的光學(xué)頭30、聚焦從半導(dǎo)體激光29發(fā)出的激光束23的物鏡28。信息記錄介質(zhì)51，就是實(shí)施方式1或2所說明的信息記錄介質(zhì)。配置有第1記錄層4、第2記錄層14。物鏡28將激光束23聚焦在第1記錄層4和第2記錄層14上。
物鏡28的孔徑數(shù)NA，最好大于0.5，小于1.1(最理想是大于0.6，小于1.0)。激光束23的波長(zhǎng)，最好大于350nm，小于500nm(最理想的是大于390nm，小于430nm)。信息記錄介質(zhì)記錄信息時(shí)的線速度最好大于3m/秒，小于30m/秒(更理想的是大于4m/秒，小于15m/秒)。
信息的記錄是通過調(diào)制激光束23的功率為高功率的峰值功率(Pp(Mw))和低功率的偏壓功率(Pb(mW))進(jìn)行。當(dāng)激光束23為照射峰值功率時(shí)，形成非晶相，其非晶相成為記錄符號(hào)。激光束23在記錄符號(hào)間照射偏壓功率時(shí)，則形成晶相。
在對(duì)第1信息層11或第1信息層25進(jìn)行記錄時(shí)，將激光束23的焦點(diǎn)與第1記錄層4相一致，在第1記錄層4上記錄信息。再生是用從第1記錄層4反射來的激光束23進(jìn)行的。在進(jìn)行第2信息層20的記錄時(shí)，將激光束23的焦點(diǎn)與記錄層14相一致，利用透過第1信息層11或25以及光學(xué)分離層21的激光束23記錄信息。再生是利用由第2記錄層14反射而且透過光學(xué)分離層21和第1信息層11或25的激光束23進(jìn)行。
當(dāng)作為記錄再生對(duì)象的信息記錄介質(zhì)的第1襯底1、光學(xué)分離層21及第2襯底19都有槽(凹槽)1b時(shí)，信息可記錄在槽1b上，也可以記錄在凸緣1c上。另外，還可將信息記錄在槽1b與凸緣1c兩處。第1信息層11或25和第2信息層20，可將信息一起記錄在同一部分(槽、凸緣、或槽與凸緣)，也可以在不同部分記錄信息。
實(shí)施方式6實(shí)施方式6對(duì)本發(fā)明信息記錄介質(zhì)的另1個(gè)例子予以說明。圖5示出了實(shí)施方式6的信息記錄介質(zhì)41的一部分截面圖。信息記錄介質(zhì)41，是由外加電能，亦即外加電流脈沖進(jìn)行信息記錄的。
由圖5可以看到，信息記錄介質(zhì)41配置有襯底31、和在襯底31上依次疊積的第1電極32、第1記錄層33、中間電極34、第2記錄層35、第2電極36。第1記錄層33構(gòu)成第1信息層，第2記錄層35構(gòu)成第2信息層。
襯底31可以是由聚碳酸酯形成的樹脂襯底、玻璃襯底、由Al2O3等形成的陶瓷襯底、硅襯底或各種各樣的金屬(例如銅)所形成的金屬襯底。如襯底31，具有導(dǎo)電性時(shí)，可把襯底31作為電極32使用。下面對(duì)襯底31為絕緣性襯底時(shí)的情況予以說明。
信息記錄介質(zhì)41，通過在襯底31上，依次將第1電極32、第1記錄層33、中間電極34、第2記錄層35以及第2電極36疊積來制造。第1記錄層33的組成及形成方法，與實(shí)施方式1及3已經(jīng)說明了的第1記錄層4的組成和形成方法相同。第2記錄層35的組成及形成方法，與實(shí)施方式1及3已經(jīng)說明了的第2記錄層14的組成和形成方法相同。第1記錄層33以及第2記錄層35，是因外加電流產(chǎn)生的焦耳熱，導(dǎo)致在晶相與非晶相之間發(fā)生可逆性相變。
第1電極32、中間電極34以及第2電極36的材料，可以使用Al，Au，Ag，Cu，Pt，Ti，W單體金屬。為提高耐濕性或調(diào)整熱傳導(dǎo)率，還可以使用以這些金屬中的一種或幾種為主要成分而添加了一種或多種元素的合金材料。第1電極32、中間電極34以及第2電極36，可以在Ar氣氛下噴鍍構(gòu)成這些電極的金屬或合金組成的母材而形成。
下面對(duì)信息記錄介質(zhì)41的記錄再生方法予以說明。在第1電極32和第2電極36之間、中間電極34和第2電極36之間，通過開關(guān)39、脈沖電源37相連接。在第1電極32和第2電極36之間，通過開關(guān)40，使電阻測(cè)量器被連接。
信息記錄介質(zhì)41，是使第1記錄層31和第2記錄層35分別在非晶相和晶相之間發(fā)生相變化，記錄信息。信息再生是通過處于非晶相時(shí)記錄層的電阻，比處于晶相時(shí)記錄層的電阻高的特性進(jìn)行的。具體講，就是通過測(cè)定第1記錄層33及第2記錄層35的電阻值進(jìn)行信息再生。
將處于非晶相(高電阻狀態(tài))的第1記錄層33，變化成晶相(低電阻狀態(tài))時(shí)，把開關(guān)39閉向端子39a(開關(guān)40開)，向第1電極32和第2電極36之間外加電流脈沖。這時(shí)，因第1記錄層33的材料的晶化溫度比第2記錄層35的材料的晶化溫度低，晶化時(shí)間長(zhǎng)，可通過調(diào)整外加電流脈沖的振幅和寬度，而只使第1記錄層33發(fā)生相變化。
將處于非晶相的第2記錄層35變成晶相時(shí)，把開關(guān)39閉向39b(開關(guān)40開)，向中間電極34和第2電極36之間外加電流脈沖。當(dāng)使記錄層從晶相再次變回到非晶相時(shí)，用更短的時(shí)間，外加比晶化時(shí)還相對(duì)高的振幅(電流值)的電流脈沖。
具體講就是，當(dāng)使第1記錄層3(或第2記錄層35)從非晶相變?yōu)榫鄷r(shí)，向第1記錄層33(或第2記錄層35)外加振幅為Ic、寬度為tc的電流脈沖。而當(dāng)使第1記錄層33從晶相變?yōu)榉蔷鄷r(shí)，向第1記錄層33外加振幅為Ia1、寬度為ta1的電流脈沖。在使第2記錄層35，從晶相變?yōu)榉蔷鄷r(shí)，向第2記錄層35外加振幅為Ia2、寬度為ta2的電流脈沖。這些振幅和脈沖寬度最好滿足Ic＜Ia2＜Ia1及ta1≤tc或ta2≤tc的關(guān)系。
第1記錄層33及第2記錄層35的電阻值，在關(guān)閉開關(guān)40的情況下(開關(guān)39開)，利用電阻測(cè)量器38測(cè)定。通過測(cè)定第1記錄層33和第2記錄層35的電阻值，可以讀出已經(jīng)被記錄的信息。
將這種信息記錄介質(zhì)矩陣式地配置數(shù)個(gè)，則可得到大容量的重寫型存儲(chǔ)。這樣的信息記錄介質(zhì)的1個(gè)例子的結(jié)構(gòu)，示如圖6的模式圖。
下面參照?qǐng)D6進(jìn)行說明。信息記錄介質(zhì)42，配置有帶狀式分布的多個(gè)字線43(word line)和帶狀分布的多個(gè)位線44(bit line)以及多個(gè)存儲(chǔ)元件45。字線43、位線44是為測(cè)定外加電流脈沖和電阻用的電氣布線。字線43和位線44被直交配置。存儲(chǔ)元件45，位于字線43和位線44的交點(diǎn)(圖6中用陰影線表示)，并夾在字線43和位線44之間?？梢允褂檬÷粤酥虚g電極34的信息記錄介質(zhì)41，作為存儲(chǔ)元件45。
信息記錄介質(zhì)42，可以通過變化字線43和位線44之間的電壓，和在存儲(chǔ)元件上外加電流脈沖，進(jìn)行信息的記錄。
下面，對(duì)省略了中間電極34時(shí)的記錄再生法進(jìn)行說明。當(dāng)使第1記錄層33變化為晶相時(shí)，外加振幅為Ic1、寬度為tc1的電流脈沖；當(dāng)使第2記錄層35變化為晶相時(shí)，外加振幅為Ic2、寬度為tc2的電流脈沖。使第1記錄層33變化為非晶相時(shí)，外加振幅為Ia1、寬度為ta1的電流脈沖；當(dāng)使第2記錄層35變化為非晶相時(shí)，外加振幅為Ia2、寬度為ta2的電流脈沖。
第1記錄層33的材料，從非晶相變?yōu)榫鄷r(shí)的溫度Tx1，比第2記錄層35的材料，從非晶相變化為晶相時(shí)的溫度Tx2還低(Tx1＜Tx2)；第1記錄層33的材料，從非晶相變?yōu)榫鄷r(shí)，所需要的時(shí)間tx1，比第2記錄層35的材料，從非晶相變化為晶相時(shí)，所需要的時(shí)間tx2還長(zhǎng)(tx2＜tx1)，因此通過使脈沖振幅Ic1、寬度tc1，振幅Ic2、寬度tc2滿足Ic1＜Ic2、tc1＞tc2這樣的關(guān)系，則可以使各記錄層選擇性地晶化。如果把振幅Ic2、寬度tc1的電流脈沖，外加在第1記錄層33以及第2記錄層35上，能使兩個(gè)記錄層同時(shí)結(jié)晶化。
第1記錄層33材料的熔點(diǎn)比第2記錄層35材料的熔點(diǎn)高，因此，通過使ta2變短、使Ia1＞Ia2，可以只使第2記錄層35非結(jié)晶化。在脈沖寬度ta1窄的情況下，當(dāng)外加振幅為Ia1，寬度為ta1的電流脈沖時(shí)，兩個(gè)記錄層一起成為非晶相。這時(shí)由于只使第2記錄層35結(jié)晶化，而可能只使第1記錄層33為非晶相。
下面對(duì)各記錄層的狀態(tài)的辨別方法進(jìn)行說明。設(shè)第1記錄層33為非晶相時(shí)的電阻為Ra1、第1記錄層33為晶相時(shí)的電阻為Rc1、第2記錄層35為非晶相時(shí)的電阻為Ra2、第2記錄層35為晶相時(shí)的電阻為Rc2，與兩個(gè)記錄層的狀態(tài)相對(duì)應(yīng)，2個(gè)記錄層的電阻和為Ra1+Ra2、Ra1+Rc2、Rc1+Ra2或Rc1+Rc2。當(dāng)把Ra1和Ra2設(shè)為不同值，并Rc1、Rc2比這些值還小得多時(shí)，根據(jù)電阻值，則很容易地辨別各個(gè)記錄層的狀態(tài)。這樣，記錄層的4個(gè)不同狀態(tài)，即2個(gè)值的信息，可用電阻值的依次測(cè)定來檢測(cè)。
實(shí)施例下面用實(shí)施例來更詳細(xì)地說明本發(fā)明。
實(shí)施例1實(shí)施例1是如何測(cè)定圖1所示的信息記錄介質(zhì)22的第1信息層11的透射率、考查透射率調(diào)整層10的效果。
首先，制作透射率測(cè)量樣品。具體講，就是制作第1信息層11，通過光學(xué)分離層21，把第1信息層11和第2襯底19粘合起來而得到測(cè)量樣品。
還要制作沒有透射率調(diào)整層10的樣品，作為比較用。其制作如下首先準(zhǔn)備聚碳酸酯樹脂(直徑為120mm，厚為0.6mm)，作為第1襯底。在這個(gè)襯底上，用噴鍍方法，依次層疊作為第1下側(cè)保護(hù)層2的ZnS-SiO2層(SiO220mol％)、作為第1下側(cè)界面層3的GeN層(厚為5nm)、作為第1記錄層4的(Ge0.74Sn0.26)8Sb2Te11層(厚度為6nm)、作為第1上側(cè)界面層5的GeN層(厚度為5nm)、作為第1上側(cè)保護(hù)層6的ZnS-SiO2層(SiO220mol％)、作為第1界面層7的GeN層(厚度為5nm)以及作為第1反射層8的Ag合金層(厚度為10nm)。如此制作出比較例樣品。
在制作配置有透射率調(diào)整層10的樣品時(shí)，用噴鍍法在第1反射層8上，再依次層疊作為第1最上界面層9的GeN層(厚度為3nm)、作為透射率調(diào)整層10的Zn-SiO2層(厚度約為30nm，SiO2占20mol％)，并在第2襯底19上涂上作為光學(xué)分離層21的材料的紫外線硬化性樹脂，再在樹脂的上面粘接第1信息層11，用紫外線照射，使樹脂硬化。這樣就制作出了透射率測(cè)定用的樣品。
在這里，第1下側(cè)保護(hù)層2及第1上側(cè)保護(hù)層6的厚度，基于矩陣法(例如，參照久保田廣著，[波動(dòng)光學(xué)]，巖波書店，1971年，第3章)的計(jì)算，嚴(yán)格地予以控制。具體講，它的厚度像如下所述那樣來決定使得當(dāng)?shù)?記錄層4為晶相和非晶相時(shí)，對(duì)波長(zhǎng)405nm的反射光量變化最大、第1信息層的透射率最大、第1記錄層4的光吸收效率最高。透射率調(diào)整層10的厚度這樣來決定，即，使得第1記錄層4為晶相和非晶相時(shí)的反射光量差和光吸收率不被降低，而且可以使第1信息層11的透射率更大。
對(duì)于這樣形成的樣品，最初測(cè)定第1記錄層4為非晶相時(shí)的透射率Ta(％)，然后進(jìn)行使第1記錄層4晶化的初期化工序，測(cè)定第1記錄層4在晶相時(shí)的透射率Tc(％)。測(cè)定時(shí)使用分光器，測(cè)量波長(zhǎng)為405nm時(shí)的透射率值，計(jì)算(Tc+Ta)/2的值。
透射率的測(cè)定結(jié)果列于表2。表2中的樣品2-1及2-3的第1信息層11，記錄層為晶相時(shí)的反射率比記錄層為非晶相時(shí)的反射率還高。樣品2-1和2-3，記錄層為晶相時(shí)的反射率幾乎相等。樣品2-2和2-4的第1信息層11，記錄層為非晶相時(shí)的反射率比記錄層為晶相時(shí)的反射率高，樣品2-2和2-4，記錄層為非晶相時(shí)的反射率幾乎相等。
如表中所示，設(shè)計(jì)有透射率調(diào)整層10的樣品2-3及2-4的第1信息層11，與沒有透射率調(diào)整層10的樣品2-1及2-2的第1信息層11相比較，反射率不會(huì)下降，(Tc+Ta)/2的值提高2％～6％左右。因此，第1信息層11最好包括透射率調(diào)整層10。
圖2中的信息記錄介質(zhì)26的第1信息層25使用相同的方法測(cè)定，結(jié)果指出，透射率調(diào)整層10具有同樣的效果。
實(shí)施例2實(shí)施例2，考查了第1信息層11的特性與第1記錄層4的厚度之間的關(guān)系。具體講，改變第1記錄層4的厚度，制作第1信息層11，通過光學(xué)分離層21，將第1信息層11和第2襯底貼合起來，形成樣品。對(duì)形成的樣品進(jìn)行第1信息層11的消除率、振幅噪聲比(Carrier toNoise RitioCNR)及透射率的測(cè)定。
樣品的制作方法。首先準(zhǔn)備作為第1襯底的聚碳酸酯襯底(直徑，120mm，厚度0.6mm)然后在聚碳酸酯襯底上，采用噴鍍法，依次層疊作為第1下側(cè)保護(hù)層2的ZnS-SiO2層(厚度約40nm，SiO2占20mol％)、作為第1下側(cè)界面層3的GeN層(厚度5nm)、作為第1記錄層4的(Ge0.74Sn0.26)8Sb2Te11層(厚度為4nm～10nm)、作為第1上側(cè)界面層5的GeN層(厚度為5nm)、作為第1上側(cè)保護(hù)層6的ZnS-SiO2層(厚度約5nm，SiO2占20mol％)、作為第1界面層7的GeN層(厚度為5nm)、作為第1反射層8的Ag合金層(厚度10nm)、作為第1最上界面層9的GeN層(厚度為5nm)以及作為透射率調(diào)整層10的ZnS-SiO2層(厚度約30nm，SiO2占20mol％)。之后進(jìn)行第1記錄層4的全面晶化的初期化工序，這樣就形成了第1信息層11。
接著，在第2襯底19上，涂上光學(xué)分離層21的材料—紫外線硬化性樹脂，再把第1信息層11緊貼在樹脂上，用紫外線照射，使樹脂硬化，這樣就制作出第1記錄層4的厚度不同的多個(gè)樣品。
對(duì)制作出的樣品，用與實(shí)施例1的相同方法，測(cè)定第1信息層11的透射率，用圖4所示的裝置，測(cè)定第1信息層11的消除率以及CNR。這時(shí)，激光束23的波長(zhǎng)為405nm、物鏡28的NA為0.65、測(cè)定樣品的線速度為8.6m/s，最短符號(hào)長(zhǎng)為0.294μm。此時(shí)信息記錄在凹槽上。
CNR，是在記錄10次(8-16)調(diào)制的3T信號(hào)之后，用光譜分析儀測(cè)定的。消除性能，是通過記錄10次3T信號(hào)，測(cè)量振幅，而后將11T信號(hào)重寫一次，再測(cè)定3T信號(hào)的振幅，計(jì)算3T信號(hào)的減衰率來評(píng)價(jià)。以下把3T信號(hào)的衰減率稱為消除率。
第1信息層11的消除率和CNR的測(cè)定結(jié)果以及(Tc+Ta)/2的計(jì)算結(jié)果列于表3。
表3中，A～D表示(Tc+Ta)/2的值、CNR及消除率的值。具體而言，有關(guān)(Tc+Ta)/2的值，為D＜30％，30％≤C＜40％，40％≤B＜50％，50％≤A。有關(guān)CNR為40(dB)≤C＜50(dB)，50(dB)≤B。有關(guān)消除率為20(dB)≤C＜30(dB)，30(dB)≤B。第1信息層11的(Tc+Ta)/2的值要大于30％，大于40％則最好。CNR要為40dB以上，最好高于50dB，消除率要大于20dB，最好為30dB以上。
如表3所示，樣品3-1(第1記錄層的厚度為4nm)，透射率很足，而CNR及消除率不足。樣品3-4(第1記錄層4的厚度為10nm)，CNR及消除率高，但透射率不滿30％。樣品3-2(第1記錄層4的厚度為6nm)及樣品3-3(第1記錄層4的厚度為9nm)，可以得到透射率為35％～40％、CNR為50dB、消除率為30dB的好結(jié)果。上述結(jié)果說明，第1記錄層4的膜厚，最好小于9nm。
圖2所示的信息記錄介質(zhì)26的第1信息層25，也可以用同樣的方法，測(cè)定消除率、CNR及透射率。得到同樣的結(jié)果。
實(shí)施例3實(shí)施例3，考查了第1信息層11的特性與第1記錄層4的材料之間的關(guān)系。具體講，改變第1記錄層4的組成，制作第1信息層11，通過光學(xué)分離層21，使第1信息層11和第2信息層19貼合起來形成樣品。對(duì)所形成的樣品，測(cè)定其第1信息層11的CNR、消除率和透射率。
下面對(duì)樣品的制作方法進(jìn)行說明。首先準(zhǔn)備作為第1襯底的聚碳酸酯襯底(直徑，120mm，厚度0.6mm)然后在聚碳酸酯襯底上，采用噴鍍法，依次層疊作為第1下側(cè)保護(hù)層2的ZnS-SiO2層(厚度約40nm，SiO2占20mol％)、作為第1下側(cè)界面層3的GeN層(厚度5nm)、第1記錄層4(厚度為6nm)、作為第1上側(cè)界面層5的GeN層(厚度為5nm)、作為第1上側(cè)保護(hù)層6的ZnS-SiO2層(厚度約5nm，SiO2占20mol％)、作為第1界面層7的GeN層(厚度為5nm)、作為第1反射層8的Ag合金層(厚度10nm)、作為第1最上界面層9的GeN層(厚度為5nm)以及作為透射率調(diào)整層10的ZnS-SiO2層(厚度約30nm，SiO2占20mol％)。這里第1記錄層4是使用了(Ge0.74Sn0.26)8Sb2Te11、(Sb0.7Te0.3)95Ge5或(Sb0.7Te0.3)90Ag5In5組成式表示的材料。在形成透射率調(diào)整層10之后，進(jìn)行使第1記錄層4全面晶化的初期化工序。這樣就形成了第1記錄層4的組成不同的三種第1信息層11。
接著，在第2襯底19上，涂上光學(xué)分離層21的材料—硬化前的紫外線硬化性樹脂，再把第1信息層11緊貼在樹脂上，用紫外線照射，使樹脂硬化，這樣就制作出第1記錄層4的組分不同的多個(gè)樣品。
對(duì)制作出的樣品，用與實(shí)施例1的相同方法，測(cè)定第1信息層11的透射率；用與實(shí)施例2的相同方法，測(cè)定第1信息層11的CNR及消除率。
第1信息層11的消除率、CNR、(Tc+Ta)/2的計(jì)算結(jié)果示于表4。
表4中，B～D表示(Tc+Ta)/2的值、CNR及消除率的值。具體而言，(Tc+Ta)/2的值，為30％≤C＜40％，40％≤B＜50％，CNR為D＜40(dB)，50(dB)≤B。消除率為20(dB)≤C＜30(dB)，30(dB)≤B。
如表4所示，樣品4-2及4-3，透射率、CNR及消除率都不足。樣品4-1可以得到透射率為45％、CNR為50dB、消除率為30dB的好結(jié)果。上述結(jié)果說明，作為第1記錄層4的材料，最好使用(Ge0.74Sn0.26)8Sb2Te11組成式所表示的材料。
圖2所示的信息記錄介質(zhì)26的第1信息層25，也可以用同樣的方法，測(cè)定消除率、CNR及透射率，得到同樣的結(jié)果。
實(shí)施例4實(shí)施例4，考查了第2信息層20的特性與第2記錄層14的材料之間的關(guān)系。具體講，改變第2記錄層14的材料組成，制作第2信息層20，通過光學(xué)分離層21，使第1襯底1和第2信息層20貼合起來形成樣品。對(duì)所形成的樣品，測(cè)定其第2信息層20的記錄敏感度、CNR、反射率。
下面對(duì)樣品的制作方法進(jìn)行說明。首先準(zhǔn)備作為第2襯底19的聚碳酸酯襯底(直徑，120mm，厚度0.6mm)然后在聚碳酸酯襯底上，采用噴鍍法，依次層疊作為第2反射層18的Al合金層(厚度約80nm)、作為第2上側(cè)保護(hù)層16的ZnS-SiO2層(厚度約10nm，SiO2占20mol％)、作為第2上側(cè)界面層15的GeN層(厚度為5nm)、第2記錄層14(厚度為10nm)、作為第2下側(cè)界面層13的GeN層(厚度5nm)、作為第2下側(cè)保護(hù)層12的ZnS-SiO2層(厚度約60nm)。這里第2記錄層14是使用了(Ge0.74Sn0.26)8Sb2Te11、(Sb0.7Te0.3)95Ge5或(Sb0.7Te0.3)90Ag5In5組成式表示的材料。
第2下側(cè)保護(hù)層12、第2上側(cè)保護(hù)層16的厚度，可用矩陣法計(jì)算。它們的厚度像如下所述那樣來決定在405nm的波長(zhǎng)下，使第2記錄層14為晶相時(shí)的反射光量，比非晶相時(shí)的反射光量還大、且第2記錄層14為晶相與非晶相時(shí)的反射光量變化大、以及使第2記錄層14的光吸收率是大的。
接著，使第2記錄層14進(jìn)行全面晶化的初期化工序。接著，再在第1襯底1上，涂上光學(xué)分離層21的材料—紫外線硬化性樹脂，然后將第2信息層20緊密貼在該樹脂上。用紫外線照射，使樹脂硬化，這樣就制作出第2記錄層14的組成不同的多個(gè)樣品。
對(duì)制作出的樣品，測(cè)定襯底的鏡面部的反射率，另外用圖4所示的裝置，對(duì)這些樣品，測(cè)定第2信息層20的記錄敏感度及CNR。這時(shí)，激光束23的波長(zhǎng)為405nm、物鏡28的NA為0.65、測(cè)定樣品的線速度為8.6m/s，最短符號(hào)長(zhǎng)為0.294μm。此時(shí)信息記錄在凹槽上。本文中記錄敏感度是，用比振幅(dBm)的飽和值只低3dBm的振幅的峰值功率Pp(mW)的1.3倍的值來定義的(以下的實(shí)施例中也一樣)。記錄敏感度值小，說明用更低的激光功率就可以進(jìn)行記錄。第1信息層11的透射率的平均值(Tc+Ta)/2為40％左右，入射到第1襯底1上的，半導(dǎo)體激光29的最大功率約為12mW，所以，到達(dá)第2信息層20的激光功率約為5mW，因此，第2信息層20的記錄敏感度，最好在5mW以下。
第2信息層20的記錄敏感度CNR及第2記錄層14為晶相時(shí)反射率的測(cè)定結(jié)果列于表5。
表5中，B～D表示記錄敏感度、CNR及反射率的值。具體而言，記錄敏感度、CNR為5mW＜D，B≤5mW，CNR為50(dB)≤B，反射率為10％≤C＜20％，20％≤B＜30％。第2信息層20的CNR最好為40(dB)以上，大于50(dB)更理想。反射率最好大于10％，大于20％更理想。
如表5所示，樣品5-1，當(dāng)用5mW以下功率的激光束時(shí)，CNR不飽和，記錄敏感度不足，反射率也不足。從表5看出，使用低熔點(diǎn)材料-(Sb0.7Te0.3)95Ge5或(Sb0.7Te0.3)90Ag5In5的樣品5-2和5-3，可以使5mW以下功率的記錄敏感度和高的CNR兼容。圖3示出的信息記錄介質(zhì)26的第2信息層20，也可用同樣的方法測(cè)定記錄敏感度，得到同樣的結(jié)果。
實(shí)施例5實(shí)施例5是基于實(shí)施例3、實(shí)施例4，來制造圖1的信息記錄介質(zhì)22。對(duì)所制造的信息記錄介質(zhì)22，進(jìn)行第1信息層11的透射率CNR及消除率和第2信息層20的記錄敏感度、反射率及CNR的測(cè)定。
實(shí)施例5設(shè)第1記錄層4、第2記錄層14的材料組成為(Ge0.74Sn0.26)8Sb2Te11或(Sb0.7Te0.3)95Ge5、第1記錄層4的厚度為6nm、第2記錄層14的厚度為10nm。
在成膜得到各個(gè)層以后，對(duì)第1信息層11進(jìn)行初期化工序，測(cè)定初期化前后的透射率，第2信息層20，也在成膜后進(jìn)行初期化工序，然后在第2下側(cè)保護(hù)層12上，轉(zhuǎn)涂上光學(xué)分離層21的材料—硬化前紫外線硬化性樹脂，使第2信息層20與第1信息層11緊密貼合，用紫外線照射，使樹脂硬化。這樣就制作出配備有第1信息層11和第2信息層20的樣品(信息記錄介質(zhì)22)。除記錄層、光學(xué)分離層以外，其它結(jié)構(gòu)及制作方法與實(shí)施例3、4相同。
對(duì)這樣形成的樣品，進(jìn)行第1信息層11的CNR、消除率的測(cè)定；第2信息層20的記錄敏感度、反射率及CNR的測(cè)定。測(cè)定方法與上述實(shí)施例中所說明的方法相同，測(cè)定結(jié)果列于表6。
表6，B～D表示各測(cè)定結(jié)果，(Tc+Ta)/2的值為30％≤C＜40％，40％≤B＜50％。CNR為D＜40(dB)，40(dB)≤C＜50(dB)，50(dB)≤B。消除率為20(dB)≤C＜30(dB)，30(dB)≤B。記錄敏感度為12(mW)＜D，B≤12(mW)。表6所示的反射率是第2記錄層14為晶相時(shí)的第2信息層20的反射率，為10％≤C＜20％，20％≤B＜30％。
樣品6-1的第1記錄層4和第2記錄層14的材料組成，都為(Ge0.74Sn0.26)8Sb2Te11，樣品6-2的第1記錄層4的材料組成為(Ge0.74Sn0.26)8Sb2Te11，第2記錄層14的材料組成為(Sb0.7Te0.3)95Ge5，樣品6-3的第1記錄層4和第2記錄層14的材料組成，都為(Sb0.7Te0.3)95Ge5。
如表6所示，樣品6-1與實(shí)施例4的結(jié)果一樣，第2信息層20的記錄敏感度、反射率不足，樣品6-3與實(shí)施例3一樣，透射率、CNR及消除率不足，而且，由于第1信息層11的透射率不足，而使第2信息層20的記錄敏感度、反射率及CNR下降。與此相反，樣品6-2的第1信息層11、第2信息層20，都能得到CNR高于50dB、消除率高于30dB的好結(jié)果。
上面是對(duì)把信息記錄在凹槽時(shí)的情況進(jìn)行了說明，下面是在凹槽表面和在凹槽與凹槽表面同時(shí)記錄信息的情況下，進(jìn)行同樣測(cè)定，得到同樣的結(jié)果。
實(shí)施例6實(shí)施例6，是采用實(shí)施方式4制作方法制作圖3的信息記錄介質(zhì)26，然后對(duì)制作出來的信息記錄介質(zhì)26，測(cè)定第1信息層25的CNR、消除率和第2信息層20的消除率、CNR。
下面對(duì)樣品的制作方法進(jìn)行說明。首先準(zhǔn)備作為第2襯底19的聚碳酸酯襯底(直徑，120mm，厚度1.1mm)，然后在聚碳酸酯襯底上，采用噴鍍法，依次層疊作為第2反射層18的Al合金層(厚度約80nm)、作為第2上側(cè)保護(hù)層16的ZnS-SiO2層(厚度約10nm，SiO2占20mol％)、作為第2上側(cè)界面層15的GeN層(厚度為5nm)、作為第2記錄層14的(Sb0.7Te0.3)95Ge5層(厚度為10nm)、作為第2下側(cè)界面層13的GeN層(厚度5nm)、作為第2下側(cè)保護(hù)層12的ZnS-SiO2層(厚度約60nm，SiO2占20mol％)。接著，進(jìn)行使第2記錄層14全面晶化的初期化工序。
接著，在第2下側(cè)保護(hù)層12上，涂上紫外線硬化性樹脂，再覆蓋上帶有引導(dǎo)槽的襯底(模子)，使樹脂硬化后，將模子剝離下來。通過這樣的工序，就制作出了在第1信息層25側(cè)帶有引導(dǎo)激光束23的引導(dǎo)槽的光學(xué)分離層21。然后利用噴鍍法，在光學(xué)分離層21上，依次層疊作為透射率調(diào)整層10的ZnS-Si02層(厚度約30nm，SiO2占20mol％)、作為第1最上界面層9的GeN層(厚度為3nm)、作為第1反射層8的Ag合金層(厚度10nm)、作為第1界面層7的GeN層(厚度為5nm)、第1上側(cè)保護(hù)層6的ZnS-SiO2層(厚度約5nm，SiO2占20mol％)、作為第1上側(cè)界面層5的GeN層(厚度為5nm)、作為第1記錄層4的(Ge0.74Sn0.26)8Sb2Te11層(厚度6nm)、作為第1下側(cè)界面層3的GeN層(厚度5nm)、作為第1下側(cè)保護(hù)層2的ZnS-SiO2層(厚度約40nm，SiO2占20mol％)。而后進(jìn)行使第1記錄層4全面晶化的初期化工序。
接著，準(zhǔn)備作為第1襯底1的聚碳酸酯襯底(直徑，120mm，厚度0.1mm)，然后在第1襯底1上涂上作為透明層24的材料—紫外線硬化性樹脂，將第1下側(cè)保護(hù)層2緊貼在該樹脂上，再用紫外線照射，使樹脂硬化，這樣就制作出了樣品(信息記錄介質(zhì)26)。
用圖4的裝置，對(duì)所形成的樣品的第1信息層25與第2信息層20的CNR、消除率進(jìn)行測(cè)定。這時(shí)，激光束23的波長(zhǎng)為405nm、物鏡28的NA為0.85、測(cè)定樣品的線速度為5.0m/s，最短符號(hào)長(zhǎng)為0.206μm。此時(shí)信息記錄在凹槽上。結(jié)果，第1信息層25與第2信息層20都能得到CNR高于50dB，消除率高于30dB的好結(jié)果。
實(shí)施例7實(shí)施例7在第2記錄層14的材料中，作為添加用元素的M1，當(dāng)以Sn，Se，Bi，Au，Mn替代Ag，In，Ge，時(shí)，進(jìn)行與實(shí)施4、5、6一樣的測(cè)定，得到一樣的效果。
實(shí)施例8實(shí)施例8制造圖5的信息記錄介質(zhì)41，確認(rèn)因外加電能(電流脈沖)所引起的記錄層的相變化。
首先準(zhǔn)備作為襯底31，表面經(jīng)過氮化處理的硅襯底，用噴鍍法依次層疊作為第1電極32的Au層(面積1.0mm×1.0mm，厚度，0.1μm)、作為第1記錄層33的(Ge0.74Sn0.26)8Sb2Te11層(面積0.6mm×0.6mm，厚度，0.5μm)、作為中間電極34的Au層(面積0.6mm×0.6mm，厚度，0.1μm)、作為第2記錄層35的(Sb0.7Te0.3)95Ge5層(面積0.2mm×0.2mm，厚度，0.5μm)、作為第2電極36的Au層(面積0.2mm×0.2mm，厚度，0.1μm)。然后在第1電極32、中間電極34、第2電極36上搭接金引線，在第1電極32與第2電極36之間，以及在中間電極34與第2電極36之間，通過開關(guān)39與脈沖電源37相接。因第1記錄層33與第2記錄層35的相變化，導(dǎo)致電阻值的變化。將第1電極32和第2電極36通過開關(guān)40與電阻測(cè)量?jī)x38相連接，進(jìn)行檢測(cè)。
在第1記錄層33、第2記錄層35都為高電阻狀態(tài)(非晶相)時(shí)，當(dāng)在第1電極32和第2電極36之間，外加振幅為50mA、寬度為100ns的電流脈沖時(shí)，兩個(gè)記錄層都變?yōu)榈碗娮锠顟B(tài)(晶相)，接著，當(dāng)在第1電極32和第2電極36之間，外加振幅為150mA、寬度為50ns的電流脈沖時(shí)，只有第2記錄層35從低電阻狀態(tài)變?yōu)楦唠娮锠顟B(tài)。另外，在第1記錄層33及第2記錄層35都為低電阻狀態(tài)時(shí)，在第1電極32和第2電極36之間，外加振幅為200mA、寬度為50ns的電流脈沖時(shí)，兩個(gè)記錄層都從低電阻狀態(tài)變?yōu)楦唠娮锠顟B(tài)。在第1記錄層33、第2記錄層35都為高電阻狀態(tài)(非晶相)時(shí)，在中間電極34和第2電極36之間，外加振幅為50mA、寬度為100ns的電流脈沖時(shí)，只有第2記錄層35從高電阻狀態(tài)變?yōu)榈碗娮锠顟B(tài)。
如上所述，圖5的信息記錄介質(zhì)41可使第1記錄層33、第2記錄層35在晶相和非晶相之間發(fā)生電學(xué)性的可逆相變化。結(jié)果，可實(shí)現(xiàn)如下四種狀態(tài)，即，第1記錄層33和第2記錄層35都為高電阻狀態(tài)；第1記錄層33為低電阻狀態(tài)、第2記錄層35為高電阻狀態(tài)；第1記錄層33為高電阻狀態(tài)、第2記錄層35為低電阻狀態(tài)；第1記錄層33和第2記錄層35都為低電阻狀態(tài)。
以上對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的例子進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不僅只限于上述實(shí)施方式，還能適用于基于本發(fā)明技術(shù)思想的其它實(shí)施方式。
如上所述，利用本發(fā)明信息記錄介質(zhì)及其制造方法，可以得到具有2層記錄層，而且記錄、消除性能好的信息記錄介質(zhì)。
而且，利用本發(fā)明的記錄再生方法，可以實(shí)現(xiàn)高密度記錄。
權(quán)利要求
1.信息記錄介質(zhì)的記錄再生法，其特征在于所述信息記錄介質(zhì)是具有第1信息層和第2信息層的信息記錄介質(zhì)，其中，所述第1信息層，包括因激光照射或外加電流所發(fā)生的焦耳熱而導(dǎo)致的晶相和非晶相之間發(fā)生可逆性相變的第1記錄層，所述第2信息層，包括因所述激光照射或所述外加電流所發(fā)生的焦耳熱而導(dǎo)致的晶相和非晶相之間發(fā)生可逆性相變的第2記錄層，所述第1記錄層由第1材料形成，所述第2記錄層由第2材料形成，所述第1材料和所述第2材料不同，所述信息記錄介質(zhì)的所述第1及第2記錄層是由外加電流所產(chǎn)生的焦耳熱而導(dǎo)致在晶相與非晶相之間產(chǎn)生可逆性相變的層，當(dāng)把所述第1或第2記錄層從非晶相變?yōu)榫鄷r(shí)外加在所述第1或第2記錄層上的電流脈沖的振幅Ic及脈沖幅度tc，當(dāng)把所述第1記錄層從晶相變?yōu)榉蔷鄷r(shí)外加在所述第1記錄層上的電流脈沖的振幅Ia1及脈沖幅度ta1，以及當(dāng)把所述第2記錄層從晶相變?yōu)榉蔷鄷r(shí)外加在所述第2記錄層上的電流脈沖的振幅Ia2及脈沖幅度ta2，滿足Ic＜Ia2＜Ia1的關(guān)系、及ta1≤tc或ta2≤tc的關(guān)系。
全文摘要
提供具有兩層記錄層而且記錄、消除性能好的信息記錄介質(zhì)，及其制造方法和其記錄再生方法。配置第1信息層(11)和第2信息層(20)，第1信息層(11)包括由激光束照射或者外加電能而導(dǎo)致在晶相和非晶相之間發(fā)生可逆相變的第1記錄層(4)，第2信息層(20)包括由激光束照射或者外加電能而導(dǎo)致在晶相和非晶相之間發(fā)生可逆相變的第2記錄層(14)。而且，第1記錄層(4)由第1材料組成，第2記錄層(14)由第2材料組成，且兩種材料不同。
文檔編號(hào)G11B7/125GK1670828SQ200510052929
公開日2005年9月21日 申請(qǐng)日期2001年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月31日
發(fā)明者西原孝史, 兒島理惠, 山田升 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社