專利名稱：光學(xué)記錄介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及光學(xué)記錄介質(zhì)。更具體地，本發(fā)明涉及一種包括多個層疊的記錄層的相轉(zhuǎn)變型光學(xué)記錄介質(zhì)。
背景技術(shù)：
相轉(zhuǎn)變型光學(xué)記錄介質(zhì)是可以通過照射激光束而在上面進(jìn)行信息的記錄、讀取和擦除的一類光學(xué)記錄介質(zhì)。通過利用晶體-無定形相轉(zhuǎn)變或者在幾種不同的晶體相之間的相轉(zhuǎn)變來實現(xiàn)在相轉(zhuǎn)變型光學(xué)記錄介質(zhì)上記錄、讀取和擦除信息。市場上可獲得的相轉(zhuǎn)變型光學(xué)記錄介質(zhì)的例子包括可重復(fù)寫入式緊湊型盤(⑶-RW)、可重復(fù)寫入式數(shù)字通用型盤(DVD-RW)、數(shù)字通用型盤隨機存儲器(DVD-RAM)、和藍(lán)光盤等。為了滿足最近對更高存儲容量的需求，已經(jīng)引入了包括兩層或更多層記錄層的疊層的記錄介質(zhì)(例如雙層盤)。相轉(zhuǎn)變型光學(xué)記錄介質(zhì)類型的雙層盤的結(jié)構(gòu)的實例如下。第一記錄層形成在支撐基板上，第二記錄層形成在第一記錄層上且其間夾有對讀/寫波長透明的中間層，并且在第二記錄層上設(shè)置對讀/寫波長透明的透光保護(hù)層。用于記錄和讀取的激光束通過物鏡從透光保護(hù)層側(cè)入射到光學(xué)記錄介質(zhì)上。通過物鏡的激光束被聚焦在第一記錄層或第二記錄層上以便記錄和讀取信息。雙層盤的特點是第二記錄層被構(gòu)造成具有透射光能力的半透射性記錄層從而可以在第一記錄層上進(jìn)行讀寫操作。第二記錄層通過層疊介電材料、金屬、相轉(zhuǎn)變記錄材料等而制成，從而允許執(zhí)行讀寫功能。典型的疊層結(jié)構(gòu)包括第一介電層、金屬反射層、第二介電層、相轉(zhuǎn)變型記錄材料層、和第三介電層，它們從基板側(cè)開始以此順序堆疊。采用了約45% 至55%的透光率，結(jié)果從光盤讀/寫設(shè)備(驅(qū)動器)的角度看在第一記錄層和第二記錄層上實現(xiàn)相同的讀/寫功耗和反射率。在具有這種結(jié)構(gòu)的第二記錄層(半透射性記錄層)中，在金屬反射層和相轉(zhuǎn)變型記錄材料層之間的第二介電層具有通過調(diào)整光學(xué)距離增大記錄層的吸收效率的功能和通過增大記錄之前和記錄之后反射光量之間的的變化來增強信號幅度的功能。作為構(gòu)成這種第二介電層的材料，可以單獨或混合使用氧化物、氮化物、硫化物、 碳化物、氟化物、碳等。這種第二介電可以具有這些材料組合在一起的層疊結(jié)構(gòu)。具體地， PCT申請公開W02008/018225建議在記錄層側(cè)的界面層含有氧化物，例如氧化銦(In2O3)、氧化鉻(Cr2O3)或氧化鎵(Ga2O3)，以及硅。

發(fā)明內(nèi)容
為了進(jìn)一步增大光學(xué)記錄介質(zhì)的存儲容量，人們正在開發(fā)包括三個記錄層的三層盤和包括四個記錄層的四層盤。在三層盤和四層盤中，被設(shè)置在激光束入射側(cè)的半透射性記錄層如愿地具有高于雙層盤的半透射性記錄層的透光率。為了獲得這樣的高透光率，構(gòu)成半透射性記錄層的金屬反射層和相轉(zhuǎn)變型記錄材料層的厚度被減小。然而，這些層厚度的減小已達(dá)到了它們的極限，進(jìn)一步的厚度減小會導(dǎo)致缺陷的產(chǎn)生和信號讀/寫性能的劣化。因此，理想的是在抑制缺陷的形成同時維持半透射性記錄層的信號讀/寫性能從而提供具有進(jìn)一步增大的存儲容量的光學(xué)記錄介質(zhì)。相轉(zhuǎn)變型光學(xué)記錄介質(zhì)包括多個堆疊在一起的記錄層(包括半透射性記錄層)。 光學(xué)記錄介質(zhì)包括支撐基板和半透射性記錄層。半透射性記錄層包括第一介電層、半透射半反射層、第二介電層、相轉(zhuǎn)變型記錄材料層、和第三介電層，它們按此順序依次堆疊在支撐基板上。具體地，在半透射半反射層中使用銀。第二介電層具有包括下層和上層的疊層結(jié)構(gòu)，下層設(shè)置在半透射半反射層側(cè)的界面處，上層設(shè)置在下層的相轉(zhuǎn)變型記錄材料層側(cè)。 其中，下層由氧化銦或氧化銦和氧化錫的復(fù)合氧化物構(gòu)成。與此相對照，上層由氧化鉭、氧化鎵、氧化鋯、或氧化鈮構(gòu)成。已經(jīng)證實，具有這種結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的光學(xué)記錄介質(zhì)，由于第二介電層的疊層結(jié)構(gòu)如上所述被限定，所以半透射性記錄層的信號讀/寫性能可以維持，而缺陷的形成可以被抑制，如下面的具體實施方式
和實施例中所詳述的。根據(jù)本發(fā)明，在其中多個記錄層(包括半透射性記錄層)層疊在一起而形成的相轉(zhuǎn)變型光學(xué)記錄介質(zhì)中，層疊的半透射性記錄層的層數(shù)可以增加，存儲容量可以進(jìn)一步增大。


圖1的示意圖示出了根據(jù)一個實施方式的光學(xué)記錄介質(zhì)的結(jié)構(gòu)；圖2的曲線圖示出了實施例1的光學(xué)記錄介質(zhì)的DOW特性；圖3的曲線圖示出了實施例2的光學(xué)記錄介質(zhì)的DOW特性；圖4A至圖4D的曲線圖示出了實施例3的光學(xué)記錄介質(zhì)的各種評測結(jié)果；圖5A至圖5D的曲線圖示出了實施例4的光學(xué)記錄介質(zhì)的各種評測結(jié)果。
具體實施例方式下面，參照附圖1，對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行詳細(xì)描述。圖1示意性地示出了根據(jù)一個實施方式的光學(xué)記錄介質(zhì)1的結(jié)構(gòu)。圖中所示出的光學(xué)記錄介質(zhì)1是相轉(zhuǎn)變型光學(xué)記錄介質(zhì)，包括多個記錄層(包括半透射性記錄層)的疊層。在這種實施方式中，在構(gòu)成半透射性記錄層的介電層中，設(shè)置于記錄材料層和半透射半反射層之間的第二介電層具有特別的結(jié)構(gòu)。盡管這里舉例說明的是包括三個相互堆疊在一起的記錄層的結(jié)構(gòu)，但是堆疊的記錄層的層數(shù)并不僅限于此。記錄層的層數(shù)可以是兩層或四層或更多層。光學(xué)記錄介質(zhì)1包括支撐基板3，層疊在支撐基板3上的多個記錄層5、7、9，分別夾在記錄層5、7、9之間的透明中間層11，和設(shè)置在頂部的透明保護(hù)膜13。記錄層5、7、9 是直接設(shè)置于支撐基板3上的反射記錄層5、和設(shè)置于反射記錄層5的透明保護(hù)膜13側(cè)的半透射性記錄層7和9。換句話說，支撐基板3、反射記錄層5、中間層11、半透射性記錄層 7、中間層11、半透射性記錄層9、和透明保護(hù)膜13按照這個順序從支撐基板3側(cè)依次堆疊。 當(dāng)提供四層或更多層的記錄層時，半透射性記錄層在半透射性記錄層9和透明保護(hù)膜13之間堆疊，并且其間設(shè)置中間層。
在光學(xué)記錄介質(zhì)1上的讀取和寫入利用從透明保護(hù)膜13側(cè)入射的具有例如400 到410nm波長的激光束來進(jìn)行。響應(yīng)盤讀/寫設(shè)備的聚焦控制，從盤讀/寫設(shè)備發(fā)出、從透明保護(hù)膜13入射的激光束h被聚焦在反射記錄層5或半透射性記錄層7或9上，從而讀寫信息。下面描述每一個層的結(jié)構(gòu)。<支撐基板3>支撐基板3由例如聚碳酸酯的塑料、玻璃等材料構(gòu)成。<反射記錄層5>反射記錄層5包括相轉(zhuǎn)變型記錄材料層和厚度足以反射用于讀寫的激光束h的反射層。在反射記錄層5中，至少反射層、介電層、相轉(zhuǎn)變型記錄材料層、和介電層按此順序從支撐基板3側(cè)依次堆疊。記錄材料層可以是使用相轉(zhuǎn)變記錄材料的任何層，并且例如可以從用于構(gòu)成下面描述的半透射性記錄層7和9的那些記錄材料中選擇的相同材料來制造。<半透射性記錄層7和9>半透射性記錄層7和9是都具有本實施方式的特征的第二介電層103的層。半透射性記錄層7和9均包括相轉(zhuǎn)變型記錄材料層104和半透射半反射層102，半透射半反射層 102反射且透射用于讀寫的激光束h。如圖所示，半透射性記錄層7和9均包括第一介電層101、半透射半反射層102、第二介電層103、記錄材料層104、和第三介電層105，它們按此順序從支撐基板3側(cè)依次堆疊。在本實施方式中，在具有疊層結(jié)構(gòu)的半透射性記錄層7和 9中且設(shè)置于半透射半反射層102和記錄材料層104之間的第二介電層103的結(jié)構(gòu)是特征性的。下面從下層側(cè)開始詳細(xì)描述半透射性記錄層7和9的結(jié)構(gòu)。已經(jīng)有人建議第一介電層101的結(jié)構(gòu)使用具有特定折射率的材料來作為調(diào)節(jié)透光率的層。這類材料的例子包括Ti02、&02、Zn0、Nb205、Ta205、Si02、Al203、Bi203、Ti-N、Zr_N、 Nb-N, Ta-N, Si-N, Ge-N, Cr-N, Al-N、Ge-Si-N, Ge-Cr-N、和 ZnS。也可以使用這些材料的混合物或它們的疊層結(jié)構(gòu)體。半透射半反射層102由金屬薄膜構(gòu)成。這里例如使用含有銀(Ag)或銀合金的薄膜，并且通過調(diào)節(jié)膜的厚度來調(diào)整激光束的透光率、反射率、和熱釋放速率。當(dāng)使用銀合金時，除銀之外的材料例如是Nd、Pd或Cu。體現(xiàn)本發(fā)明特征的第二介電層103具有包括下層103a和上層103b的疊層結(jié)構(gòu)， 下層103a設(shè)置在半透射半反射層102側(cè)，而上層103b設(shè)置在記錄材料層104側(cè)，上層103b 設(shè)置在下層103a的上方。在這些層中，在半透射半反射層102側(cè)的下層103a被構(gòu)造成氧化銦(In2O3)層或者由氧化銦(In2O3)和氧化錫(SnO2)組成的復(fù)合氧化物(氧化銦錫，ΙΤ0)層。當(dāng)下層103a 由ITO構(gòu)成時，氧化錫(SnO2)對氧化銦(In2O3)的組成比優(yōu)選是氧化錫(SnO2)的含量為 50mol%或更低。層疊在下層103a上的上層103b被構(gòu)造成由氧化鉭(Ta2O5)、氧化鎵(Ga2O3)、氧化鋯(ZrO2)或氧化鈮(Nb2O5)組成的層。記錄材料層104由被激光束照射后會經(jīng)歷相轉(zhuǎn)變的材料構(gòu)成。具體地，在激光照射而致的加熱后的冷卻過程中，材料會被控制而變?yōu)榫w相、或無定形相、或晶體1相、或晶體2相。這種記錄材料層104由鍺(Ge)、鉍(Bi)、銻(Sb)和碲(Te)中的至少一種構(gòu)成。 作為具體例子，使用組成由式GeaSb2Tea+3和GeaBi2Tea+3 (1 ^ a ^ 20)表示的化合物。這類化合物是通過精確地調(diào)節(jié)鍺(Ge)和碲(Te)量而使用的，或以通過混合兩種材料而形成的復(fù)合物形式使用的。此外，這種化合物構(gòu)成的記錄材料層104可以進(jìn)一步包括適于應(yīng)用的其它元素，以便改善記錄信息的存儲性能等。第三介電層105由與第一介電層101相同的材料構(gòu)成。第三介電層105可以由上面給出的作為例子的材料的混合物構(gòu)成，并且不限于單一的結(jié)構(gòu)，可以具有多層堆疊的層狀結(jié)構(gòu)。半透射性記錄層7和9具有透射光的能力，從而從透明保護(hù)膜13側(cè)入射的讀寫激光束可以到達(dá)反射記錄層5。具體地，半透射性記錄層7和9被設(shè)計成從執(zhí)行激光束照射和拾取的讀/寫設(shè)備(驅(qū)動器)的角度來看具有與反射記錄層5相同的讀/寫功耗和反射率。 因此，半透射性記錄層7和9被設(shè)計成更靠近透明保護(hù)膜13且具有更高的透光率的層。例如，根據(jù)一個三記錄層堆疊的結(jié)構(gòu)(其中包括反射記錄層5)，在支撐基板3側(cè)的半透射性記錄層7的透光率被調(diào)整為約45% -55%,而在透明保護(hù)膜13側(cè)的半透射性記錄層9的透光率被調(diào)整為約60%。這種調(diào)整是通過控制每一層的膜厚而實現(xiàn)的，從而使得讀寫激光束h的透光率tc、結(jié)晶態(tài)的記錄材料層104的反射率Re、無定形狀態(tài)的記錄材料層 104的反射率Ra都是特定的值。半透射性記錄層7和9是通過一系列例如濺射沉積步驟而形成的。在一系列濺射沉積步驟中使用的濺射沉積設(shè)備包括加載腔室、卸載腔室、和多個用于形成構(gòu)成半透射性記錄層7和9的各層的沉積腔室，其中這些沉積腔室在加載腔室和卸載腔室之間順序排列。 這些腔室相互連接，從而支撐基板可以被順序地傳遞穿過各腔室而同時保持真空氛圍。在利用這種濺射沉積設(shè)備來形成半透射性記錄層7和9的過程中，反射記錄層5 和中間層11形成在支撐基板3上，然后第一介電層101至第三介電層105各層順序地在各個腔室中形成在它們上面。結(jié)果，形成了半透射性記錄層7和9，其中從第一介電層101到第三介電層105的各層順序地從支撐基板3側(cè)依次堆疊。<中間層11和透明保護(hù)膜13>各中間層11和透明保護(hù)膜13由對讀寫激光束具有低吸收的材料構(gòu)成。例如，可以使用光固化樹脂或與光固化樹脂粘合劑結(jié)合的玻璃或樹脂基板。在光學(xué)記錄介質(zhì)1中的各中間層11和透明保護(hù)膜13的結(jié)構(gòu)可以彼此相同或不同。根據(jù)本文描述的光學(xué)記錄介質(zhì)1，第二介電層103被構(gòu)造成包括下層103a和上層 103b的疊層結(jié)構(gòu)，并且構(gòu)成下層103a和上層103b的材料組合是受限的。如下面描述的實施例1到5所述，已經(jīng)證實了，在半透射性記錄層7和9中的缺陷產(chǎn)生被抑制了并且結(jié)果信號讀/寫性能得以保持。因此，在相轉(zhuǎn)變型光學(xué)記錄介質(zhì)1中，即使多個半透射性記錄層7 和9層疊在一起，也可以保證光透過率，并且存儲容量可以進(jìn)一步增大。<實施例1>在假設(shè)使用405nm波長的激光束作為讀/寫光束的情況下，形成具有第一實施方式所描述的結(jié)構(gòu)但是具有不同類型的第二介電層103的半透射性記錄層7和9。半透射性記錄層7和9被形成在由光固化樹脂構(gòu)成的中間層11上，其頂部被由光固化樹脂構(gòu)成的透明保護(hù)膜13覆蓋，從而形成光學(xué)記錄介質(zhì)。每一個半透射性記錄層都使用下面的材料從支撐基板側(cè)按下面的順序形成。第一介電層101 =Nb2O5 (20nm)
半透射半反射層102 =Ag合金(IOnm)第二介電層103 參見下面的表格記錄材料層104 =GeBiTe記錄材料(6nm)第三介電層105 :SiN(IOnm)/TiO2 (折射率約 2. 65，16nm)注意構(gòu)成記錄材料層104的GeBiTe記錄材料是一個復(fù)合體系記錄材料，并且在被激光束照射時經(jīng)歷晶體相_無定形相轉(zhuǎn)變。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)記錄介質(zhì)，其包含 支撐基板；和半透射性記錄層，該層包括按以下順序?qū)盈B在所述支撐基板上的以下各層 第一介電層， 半透射半反射層， 第二介電層，相轉(zhuǎn)變型記錄材料層，以及第三介電層；其中所述半透射半反射層包含銀；所述第二介電層具有包括下層和上層的疊層結(jié)構(gòu)，所述下層設(shè)置在所述半透射半反射層側(cè)的界面處，所述上層設(shè)置在所述下層的所述相轉(zhuǎn)變型記錄材料層側(cè)； 所述下層由氧化銦或氧化銦和氧化錫的復(fù)合氧化物構(gòu)成；并且所述上層由氧化鉭、氧化鎵、氧化鋯、或氧化鈮構(gòu)成。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)記錄介質(zhì)，其中，在所述第二介電層中的所述下層由氧化銦和50mol%以下的氧化錫的復(fù)合氧化物構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1或2所述的光學(xué)記錄介質(zhì)，其中，所述相轉(zhuǎn)變型記錄材料層由鍺、鉍、 銻、和碲中的至少一種構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光學(xué)記錄介質(zhì)，其包含支撐基板和半透射性記錄層。半透射性記錄層包括按如下順序?qū)盈B在支撐基板上的第一介電層、半透射半反射層、第二介電層、相轉(zhuǎn)變型記錄材料層和第三介電層。半透射半反射層包含銀。第二介電層具有包括下層和上層的疊層結(jié)構(gòu)，下層設(shè)置在半透射半反射層側(cè)的界面處，上層設(shè)置在下層的相轉(zhuǎn)變型記錄材料層側(cè)。下層由氧化銦或氧化銦和氧化錫的復(fù)合氧化物構(gòu)成；上層由氧化鉭、氧化鎵、氧化鋯、或氧化鈮構(gòu)成。
文檔編號G11B7/252GK102347039SQ20111021243
公開日2012年2月8日 申請日期2011年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月29日
發(fā)明者高川繁樹, 黑川光太郎 申請人:索尼公司