DE60302378T2 - Optisches Aufzeichnungsmedium und zugehöriges Aufzeichnungsverfahren - Google Patents

Optisches Aufzeichnungsmedium und zugehöriges Aufzeichnungsverfahren Download PDF

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches Aufzeichnungsmedium, in dem Information bei einer hohen Dichte und einer hohen Geschwindigkeit unter Verwendung einer Laserstrahl-Einstrahlungsvorrichtung aufzeichenbar, wiedergebbar und wieder beschreibbar ist.
  • Beschreibung des verwandten Gebietes
  • In einem optischen Aufzeichnungsmedium wird ein Laserstrahl örtlich auf ein Aufzeichnungsmaterial eingestrahlt, und dann wird ein dadurch erzeugter Unterschied in einer optischen Eigenschaft als ein Aufzeichnungszustand verwendet. Die Verwendung eines Materials mit einer reversiblen Änderung in dieser optischen Eigenschaft ermöglicht das Wiederbeschreiben der Information, die aufgezeichnet wurde. Allgemein sind als ein wieder beschreibbares optisches Aufzeichnungsmedium ein magnetooptisches Aufzeichnungsmedium und ein optisches Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium gut bekannt. Diese optischen Aufzeichnungsmedien ermöglichen das Aufzeichnen einer Masse von Information und auch das Wiederbeschreiben und Wiedergeben der Information bei hoher Geschwindigkeit zur gleichen Zeit. Diese optischen Medien sind auch hervorragend in der Tragbarkeit. Demgemäß hat das Bedürfnis zugenommen, diese optischen Medien für größere Kapazität bei einer höheren Geschwindigkeit herzustellen.
  • Ein optisches Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium bedient sich des Unterschiedes zwischen Licht, das von dem kristallinen und dem amorphen Zustand reflektiert wird, zu einem Licht mit einer spezifischen Wellenlänge als einem Aufzeichnungszustand. Das Modulieren der Ausgangsenergie des Lasers ermöglicht gleichzeitiges Löschen und Wiederbeschreiben der aufgezeichneten Information. Demgemäß ermöglicht die Modulation, dass auf dem optischen Phasenänderungs- Aufzeichnungsmedium das Informationssignal bei einer hohen Geschwindigkeit und mit Leichtigkeit wieder beschrieben wird.
  • 4 zeigt ein Beispiel einer herkömmlichen Struktur der Schichten eines optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsmediums. Wie in 4 gezeigt, wird ein herkömmliches optisches Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium aus einem Substrat 1 und einer Schutzschicht 2, einer Aufzeichnungsschicht 4, einer Schutzschicht 8 und einer Reflexionsschicht 6 gebildet, die alle hintereinander auf dem Substrat 1 ausgebildet sind. Das Substrat 1 besteht aus Harzen wie Polycarbonaten (PC) und Polymethacrylaten (PMMA), oder Gläsern. Die Führungsrillen des Substrates 1 zum Führen eines Laserstrahls sind darauf ausgebildet. Die Aufzeichnungsschicht 4 hat einige Zustände mit unterschiedlichen optischen Eigenschaften und enthält eine Substanz, welche auf reversible Weise die Zustände wechseln kann. Im Falle eines wieder beschreibbaren optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsmediums beinhalten Materialien für die Aufzeichnungsschicht 4 Chalcogenide, deren Hauptkomponenten Te oder Sb sind, wie Materialien mit den Hauptkomponenten Te-Sb-Ge-SE, Te-Sn-Ge-Au, Ag-In-Sb-Te, In-Sb-Te, In-Sb-Se, In-Te-Se oder dergleichen.
  • Die Reflexionsschicht 6 umfasst Metalle wie Au, Al und Cr oder Legierungen davon. Die Reflexionsschicht 6 ist für Zwecke der wirksamen Abfuhr von Wärme und der wirksamen Lichtabsorption in der Aufzeichnungsschicht 4 hergestellt. Obwohl in 4 nicht gezeigt, ist auf der Reflexionsschicht 6 eine Überdeckschicht bereitgestellt, um Oxidation, Korrosion, Anhaften von Staub und dergleichen zu verhindern. Alternativ kann ein Gegensubstrat auf der Reflexionsschicht 6 bereitgestellt werden, wobei die UV-härtbaren Harze als ein Kleber verwendet werden.
  • Die Schutzschichten 2 und 8 spielen eine Rolle, um Oxidation, Verdampfen und Verformung der Materialien für die Aufzeichnungsschicht 4 zu verhindern. Steuern der Dicke der Schutzschichten 2 und 8 ermöglicht das Einstellen der Lichtabsorption eines Aufzeichnungsmediums und der Differenz des Reflexionsgrades zwischen einem Aufzeichnungsteil und einem Löschteil. Demgemäß spielen die Schutzschichten 2 und 8 die Rolle, die optischen Eigenschaften des Aufzeichnungsmediums zu steuern. Die Materialien für die Schutzschichten 2 und 8 müssen zusätzlich zu der Erfüllung der vorstehenden Anforderungen hervorragende Haftungseigenschaften an der Aufzeichnungsschicht 4 und dem Substrat 1 aufweisen. Die Schutzschichten 2 und 8 müssen ein Film mit hervorragender Umgebungsfestigkeit sein, der kein Runzeln verursacht. Wenn sie mit der Aufzeichnungsschicht 4 in Berührung kommen, müssen die Schutzschichten 2 und 8 aus Materialien zusammengesetzt sein, welche die optische Veränderung in der Aufzeichnungsschicht 4 nicht in Mitleidenschaft ziehen.
  • Beispiele der Materialien für die Schutzschichten 2 und 8 beinhalten Sulfide wie ZnS oder dergleichen; Oxide wie SiO2, Ta2O5, Al2O3 oder dergleichen; Nitride wie GE-N, Si3N4, Al3N4 oder dergleichen; Stickstoffoxide wie Ge-O-N, Si-O-N, Al-O-N oder dergleichen. Die Beispiele beinhalten ferner Dielektrika wie Carbide und Fluoride oder dergleichen. Diese können in einer geeigneten Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden. Von diesen wird weithin ZnS-SiO2 verwendet.
  • Herkömmlicherweise findet Überschreibungs-Verzerrung statt. Die Überschreibungs-Verzerrung wird durch einen Zustand verursacht, in dem eine wieder beschriebene Markierung leicht verzerrt wird. Die Überschreibungs-Verzerrung tritt auf, weil die Temperatur, abhängig von dem Zustand der Aufzeichnungsschicht 4 zwischen einem amorphen Zustand und einem kristallinen Zustand, auf unterschiedliche Weise ansteigt. Ein Teil vor dem Wiederbeschreiben muss latente Wärme aufweisen, um den Phasenübergang des Teils von einem kristallinen Zustand zu einem amorphen Zustand zu bewirken, wenn der Teil vor dem Wiederbeschreiben in einem kristallinen Zustand ist. Anderseits wird die latente Wärme nicht benötigt, wenn der Teil vor dem Wiederbeschreiben in einem amorphen Zustand ist. Daher macht überschüssige Wärme die Aufzeichnungsschicht 4 stärker amorph, als vorbestimmt ist.
  • Wenn „Aa" eine Lichtabsorption der Aufzeichnungsschicht 4 in einem amorphen Zustand bezeichnet und „Ac" eine Lichtabsorption der Aufzeichnungsschicht 4 in einem kristallinen Zustand bezeichnet, kann „Ac/Aa" bei 1 oder mehr gehalten werden, um die Überschreibungs-Verzerrung zu vermeiden, was die Einstellung der Lichtabsorption ermöglicht. Demgemäß kann der Temperaturanstieg an einem amorphen Teil der Aufzeichnungsschicht unterstützt werden. Die Temperatur am markierten Teil nimmt nach dem Wiederbeschreiben gleichmäßig zu. Daher findet Markierungs-Verzerrung weniger leicht statt.
  • Es sind einige Verfahren vorgeschlagen worden, um eine Beziehung von: Ac/Aa>1 zu verwirklichen. Zum Beispiel wird „Ra", was der Reflexionsgrad des amorphen Zustandes ist, so eingestellt, dass er höher als „Rc" ist, was der Reflexionsgrad des kristallinen Zustandes ist, um die Beziehung „Rc<Ra" zu erfüllen. In diesem Fall kann sogar, wenn der Unterschied „Ra–Rc" des Reflexionsgrades zwischen einem amorphen Zustand und einem kristallinen Zustand groß ist, der Wert Ac/Aa immer noch groß sein. Spezifisch wird in 4 eine weitere Schicht zwischen dem Substrat 1 und der Schutzschicht 2 ausgebildet, wobei die Schicht eine bestimmte optische Konstante aufweist, und daher kann die Beziehung „Rc<Ra" erfüllt werden.
  • Sogar wenn „Rc" und „Ra" die Beziehung „Rc>Ra" erfüllen kann die Beziehung „Ac/Aa>1" immer noch erreicht werden. In diesem Fall verwendet das optische Aufzeichnungsmaterial entweder die Struktur mit Lichtdurchlässigkeit (Transmission) oder die Struktur mit Lichtabsorption. Die Struktur mit Lichtdurchlässigkeit erzeugt Transmission in dem optischen Aufzeichnungsmedium. Wenn „Tc" für die Transmission der amorphen Aufzeichnungsschicht steht und „Ta" für die Transmission der kristallinen Aufzeichnungsschicht steht, erfüllen „Tc" und „Ta" jeweils die Beziehung 0<Tc<Ta. Andererseits ist in der Licht absorbierenden Struktur eine Schicht, die Licht absorbiert, in dem optischen Aufzeichnungsmedium bereitgestellt. Die Lichtabsorption in der Schicht, die Licht absorbiert, erfüllt die Beziehung 0<Ac2<Aa2, wenn Aa2 für die Absorption in der Schicht steht, welche Licht im amorphen Zustand absorbiert, und Ac2 für die Absorption in einem kristallinen Zustand steht. Spezifisch kann in dem Fall der Struktur mit Lichtdurchlässigkeit die Reflexionsschicht 6 dünner gemacht werden, um Lichtdurchlässigkeit zu erreichen, wie in 4 gezeigt. In dem Fall der Licht absorbierenden Struktur kann zum Beispiel in 4 eine Schicht, die Licht absorbiert, zwischen Reflexionsschicht 6 und der Schutzschicht 8 bereitgestellt werden.
  • Ein optisches Aufzeichnungsmedium mit einem solchen Verhältnis des Reflexionsgrades wie Rc<Ra ist von Vorteil, weil das optische Aufzeichnungsmedium leichter eine Struktur hat, welche die Beziehung Ac/Aa>1 erfüllt. Andererseits hat das optische Aufzeichnungsmedium den Nachteil, dass es beim Wiedergeben eines Signals Geräusche verursacht, da die Summe des Reflexionsgrades an dem amorphen Teil und dem kristallinen Teil bedeutend höher ist als diejenige eines optischen Aufzeichnungsmediums mit einem derartigen Reflexionsgrad wie Rc>Ra. Das optische Medium mit einem solchen Verhältnis der Reflexionsgrade wie Rc>Ra hat weniger leicht Nachteile wie Geräusch, es ist aber immer noch dadurch nachteilig, dass es einen hohen Wert für Ac/Aa hat. Demgemäß ist es bevorzugt, die Strukturen je nach der Notwendigkeit auszuwählen.
  • Eine gewisse Verbesserung ist herkömmlicher Weise für die Struktur eines optischen Aufzeichnungsmediums mit Lichtdurchlässigkeit vorgeschlagen worden, welches beiden Beziehungen, „Rc>Ra" und auch „0<Tc<Ta", genügt. Zum Beispiel offenbart die offengelegte japanische Patentanmeldung (JP-A) Nr. 08-50739 ein Verfahren, in dem eine Aufzeichnungsschicht und eine Reflexionsschicht mit den Eigenschaften der Lichtdurchlässigkeit bereitgestellt werden. In diesem Verfahren wird die Reflexionsschicht im Kontakt mit einer Wärmeabfuhrschicht bereitgestellt, welche die Wärmediffusion der Reflexionsschicht in einem optischen Aufzeichnungsmedium, das Lichtdurchlässigkeit verwendet, unterstützt. Die JP-A Nr. 08-50739 nennt kein Verfahren, der Wärmeabfuhrschicht optische Effekte zu verleihen, und sie beschreibt dass die Dicke der Wärmeabfuhrschicht in geeigneter Weise ausgewählt werden kann, so lange sie die optische Struktur oder die optische Konstruktion nicht verhindert.
  • JP-A Nr. 09-91755 offenbart ein Verfahren, in dem in einem optischen Aufzeichnungsmedium mit Lichtdurchlässigkeit eine dielektrische Schicht auf einer Reflexionsschicht bereitgestellt wird. In diesem Fall wird jedoch die dielektrische Schicht ausgebildet, um die Phasendifferenz zu verringern. JP-A Nr. 09-91755 sagt nichts über von der dielektrischen Schicht abgeleitete thermische Wirkungen, noch sagt sie etwas von den vom Regeln der Dicke der dielektrischen Schicht abgeleiteten optischen Auswirkungen.
  • US-A-6 312 779 offenbart ein Informationsaufzeichnungsmedium, welches ein Substrat umfasst, das in dieser Reihenfolge mit einer Schutzschicht, einer Aufzeichnungsschicht, einer Grenzschicht, einer Zwischenschicht, einer Absorptionssteuerungsschicht und einer Reflexionsschicht versehen ist.
  • JP-A Nr. 03-157830 offenbart ein optisches Aufzeichnungsmedium mit zwei Aufzeichnungs-Schichtstrukturen, welches als das modifizierte optische Aufzeichnungsmedium mit einer Lichtdurchlässigkeits-Struktur bekannt gewesen ist. Um eine größere Kapazität des optischen Aufzeichnungsmediums zu erreichen, wird zwischen den beiden Aufzeichnungs-Schichtstrukturen eine transparente Trennschicht bereitgestellt. Ein Laser wird von nur einer Seite her eingestrahlt, und der Laser durchläuft beide Aufzeichnungs-Schichtstrukturen. Mit diesem Verfahren kann die Dichte der Aufzeichnung intensiver werden, daher wird die Kapazität des optischen Aufzeichnungsmediums als Ganzes größer.
  • Ein optisches Aufzeichnungsmedium mit einer Lichtdurchlässigkeits-Struktur ist vorteilhaft unter dem Gesichtspunkt, darin weniger Überschusswärme zu haben. Daher ist ein optisches Aufzeichnungsmedium mit einer Lichtdurchlässigkeits-Struktur unter dem Gesichtspunkt der Wiederholungseigenschaften und der Nachbarschafts-Löscheigenschaften (die Eigenschaften, benachbarte Spuren zu löschen; Spuren die aufgezeichnet wurden, werden auf eine benachbarte Spur übertragen, und die den Spuren benachbarten Signale werden gelöscht) wünschenswert. Mit einer dünnen Reflexionsschicht kann die Aufzeichnungsschicht nicht schnell abgekühlt werden, nachdem sie erwärmt wurde. Daher kann eine Markierung nur mit Schwierigkeit erzeugt werden. Speziell in einer der Beziehung Rc>Ra genügenden Struktur war es fundamental schwierig, den Wert Ac/Aa sehr groß einzustellen. Das optische Aufzeichnungsmedium mit zwei Aufzeichnungs-Schichtstrukturen machte es herkömmlicher Weise erforderlich, dass die Aufzeichnungsschicht dünn ist, um eine ausreichende Lichtdurchlässigkeit zu erreichen, wenn das optische Aufzeichnungsmedium mit zwei Aufzeichnungs-Schichtstrukturen in die Richtung der Lasereinstrahlung verbracht wird.
  • In der dünnen Aufzeichnungsschicht wird jedoch die Kristallisation schwierig. Hohe Lichtdurchlässigkeit war nicht mit hoher Löschgeschwindigkeit oder hohen Löscheigenschaften vereinbar. Es gibt sehr wenige Verfahren zum Verbessern der Wiederholtaufzeichnungseigenschaften eines optischen Aufzeichnungsmediums mit Lichtdurchlässigkeit. Es bestand ein Bedürfnis zur Verbesserung der Wiederholtaufzeichnungseigenschaften.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die vorstehend erwähnten Probleme der herkömmlichen Technik zu lösen.
  • Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist daher, ein optisches Aufzeichnungsmedium mit Lichtdurchlässigkeit mit zwei Aufzeichnungs-Schichtstrukturen bereitzustellen, welches die Abkühlungseigenschaften und auch die Wiederholtaufzeichnungs-Eigenschaften verbessert und zweimal mehr Aufzeichnungskapazität als ein herkömmliches optisches Aufzeichnungsmedium ermöglicht.
  • Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Wiederholtaufzeichnungs-Eigenschaften des optischen Aufzeichnungsmediums mit Lichtdurchlässigkeit mit zwei Aufzeichnungs-Schichtstrukturen zu verbessern.
  • Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, beinahe gleiche Aufzeichnungseigenschaften für jede der beiden Aufzeichnungs-Schichtstrukturen des optischen Aufzeichnungsmediums mit Lichtdurchlässigkeit mit zwei Aufzeichnungs-Schichtstrukturen bereitzustellen.
  • Noch ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, beinahe gleiche Löscheigenschaften für jede der beiden Aufzeichnungs-Schichtstrukturen des optischen Aufzeichnungsmediums mit Lichtdurchlässigkeit mit zwei Aufzeichnungs-Schichtstrukturen bereitzustellen.
  • Noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Abkühleigenschaften des optischen Aufzeichnungsmediums mit Lichtdurchlässigkeit mit zwei Aufzeichnungs-Schichtstrukturen zu verbessern.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die vorstehend erwähnten Ziele durch die folgenden Verfahrensweisen erreicht:
    Die vorliegende Erfindung stellt, in einem ersten Aspekt, ein optisches Aufzeichnungsmedium bereit, welches ein Decksubstrat, eine erste Aufzeichnungs-Schichtstruktur, eine zweite Aufzeichnungs-Schichtstruktur, eine Zwischenschicht zum Abführen der in der ersten Aufzeichnungs-Schichtstruktur erzeugten Wärme und zum Durchlassen eines Laserstrahls zum Aufzeichnen und Wiedergeben zu der zweiten Aufzeichnungs-Schichtstruktur, eine Trennschicht um die erste Aufzeichnungs-Schichtstruktur von der zweiten Aufzeichnungs-Schichtstruktur optisch oder thermisch zu trennen und ein gerilltes Substrat beinhaltet, wobei das Decksubstrat, die erste Aufzeichnungs-Schichtstruktur, die Zwischenschicht, die Trennschicht, die zweite Aufzeichnungs-Schichtstruktur und das gerillte Substrat in dieser Reihenfolge angeordnet sind, die erste Aufzeichnungs-Schichtstruktur in dieser Reihenfolge eine erste Schutzschicht, eine erste Aufzeichnungsschicht, welche Sb und Te als Hauptkomponenten davon umfasst, eine zweite Schutzschicht, eine erste anorganische Schicht, die ein Metall als eine Komponente davon umfasst, beinhaltet, die zweite Aufzeichnungs-Schichtstruktur in dieser Reihenfolge eine dritte Schutzschicht, eine zweite Aufzeichnungsschicht, welche Sb und Te als Hauptkomponenten davon umfasst, eine vierte Schutzschicht, eine zweite anorganische Schicht, die ein Metall als eine Komponente davon umfasst, beinhaltet, wobei das Verhältnis (t/T1) der Dicke (T1) der ersten Aufzeichnungs-Schichtstruktur und der Dicke (t) der Zwischenschicht in dem Bereich von 0,2 bis 1,0 liegt.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann das optische Aufzeichnungsmedium eine Grenzschicht auf mindestens einer Oberfläche von mindestens einer aus der ersten Aufzeichnungsschicht und der zweiten Aufzeichnungsschicht aufweisen.
  • Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann das gerillte Substrat eine Breite von 0,10 μm bis 0,46 μm und eine Tiefe von 0,01 μm bis 0,04 μm aufweisen und wird mit einem Rillenabstand von 0,28 μm bis 0,50 μm ausgebildet.
  • Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die thermische Kapazität der zweiten Aufzeichnungsschichtstruktur geringer als die gesamte thermische Kapazität des Decksubstrates und des gerillten Substrates.
  • Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die gesamte thermische Kapazität der ersten Aufzeichnungsschichtstruktur und der zweiten Aufzeichnungsschichtstruktur geringer als die thermische Kapazität des gerillten Substrates.
  • Gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Dicke von jedem des Decksubstrates und des gerillten Substrates 0,2 mm bis 1,5 mm.
  • Gemäß einem siebenten Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die Hauptkomponenten von jeder aus der ersten Aufzeichnungsschicht und der zweiten Aufzeichnungsschicht mindestens aus Ge-Sb-Te, Sb-Te, Sb-Te-Zn, Sb-Te-Ag, Te-Bi-Ge, Sb-Te-Ge-Se, Te-Sn-Ge-Au, Sb-Te-Ag-In, Se-In-Sb und Te-Se-In ausgewählt.
  • Gemäß einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst jede aus der ersten Aufzeichnungsschicht und der zweiten Aufzeichnungsschicht 50 Atom-% bis 80 Atom-% Sb und 10 Atom-% bis 30 Atom-% Te.
  • Gemäß einem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung beträgt die Dicke der ersten Aufzeichnungsschicht 3 nm bis 40 nm.
  • Gemäß einem zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung beträgt die Dicke der zweiten Aufzeichnungsschicht 3 nm bis 40 nm.
  • Gemäß einem elften Aspekt der vorliegenden Erfindung beträgt die Dicke der ersten anorganischen Schicht 1 nm bis 80 nm.
  • Gemäß einem zwölften Aspekt der vorliegenden Erfindung beträgt die Dicke der zweiten anorganischen Schicht 1 nm bis 80 nm.
  • Gemäß einem dreizehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die Komponenten der ersten Aufzeichnungs-Schichtstruktur und der zweiten Schichtstruktur gleich oder verschieden und sind mindestens aus Al, Au, Ag und Cu ausgewählt.
  • Gemäß einem vierzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst die erste anorganische Schicht Ag als eine Hauptkomponente davon.
  • Gemäß einem fünfzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst jede aus der ersten Schutzschicht, der zweiten Schutzschicht, der dritten Schutzschicht und der vierten Schutzschicht ZnS-SiO2 als eine Hauptkomponente davon.
  • Die vorliegende Erfindung stellt in einem sechzehnten Aspekt ein optisches Aufzeichnungsverfahren bereit, welches den Schritt des Einstrahlen eines Laserstrahls aus der Richtung des Decksubstrates zu einer der beiden auf einem gerillten Substrat eines optischen Aufzeichnungsmediums gemäß der vorliegenden Erfindung angeordneten Aufzeichnungs-Schichtstrukturen, um in einer der beiden Aufzeichnungs-Schichtstrukturen aufzuzeichnen, beinhaltet. In dem optischen Aufzeichnungsverfahren hat der Laserstrahl eine Aufzeichnungsenergie von 3 mW bis 12 mW, eine Wellenlänge von 360 nm bis 420 nm und einen Brennfleckdurchmesser von 0,30 μm bis 0,52 μm (1/e2), das gerillte Substrat hat eine Breite von 0,10 μm bis 0,46 μm und eine Tiefe von 0,01 μm bis 0,04 μm und ist mit einem Rillenabstand von 0,28 μm bis 0,50 μm ausgebildet, die beiden Aufzeichnungs-Schichtstrukturen beinhalten eine erste Aufzeichnungs-Schichtstruktur und eine zweite Aufzeichnungs-Schichtstruktur.
  • Gemäß einem siebzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist in dem optischen Aufzeichnungsverfahren die Aufzeichnungsenergie des Laserstrahls in der zweiten Aufzeichnungs-Schichtstruktur größer als in der ersten Aufzeichnungs-Schichtstruktur.
  • Gemäß einem achtzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist in dem optischen Aufzeichnungsverfahren die Löschenergie des Laserstrahls in der zweiten Aufzeichnungsschicht größer als in der ersten Aufzeichnungsschicht.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine Querschnittsansicht, welche ein Beispiel eines optischen Aufzeichnungsmediums mit Lichtdurchlässigkeit mit zwei Aufzeichnungs-Schichtstrukturen gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2 ist eine Querschnittsansicht, welche ein anderes Beispiel eines optischen Aufzeichnungsmediums mit Lichtdurchlässigkeit mit zwei Aufzeichnungs-Schichtstrukturen gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 3 ist ein schematisches Diagramm, welches ein Beispiel eines Systems zur Filmabscheidung zeigt, das zur Herstellung eines optischen Aufzeichnungsmediums mit Lichtdurchlässigkeit mit zwei Aufzeichnungs-Schichtstrukturen gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird; und
  • 4 ist eine Querschnittsansicht, welche ein Beispiel einer Schichtstruktur eines herkömmlichen optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsmediums zeigt.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Ein optisches Aufzeichnungsmedium mit zwei Aufzeichnungs-Schichtstrukturen gemäß der vorliegenden Erfindung wird hierin nachfolgend in Einzelheiten beschrieben.
  • 1 und 2 sind jede eine schematische Querschnittsansicht, welche ein Beispiel einer Struktur eines optischen Aufzeichnungsmediums mit zwei Aufzeichnungs-Schichtstrukturen gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. 1 zeigt eine Struktur, in welcher eine erste Aufzeichnungs-Schichtstruktur 101 und eine zweite Aufzeichnungs-Schichtstruktur 201 zwischen einem Decksubstrat 100 und einem gerillten Substrat 200 ausgebildet sind. Hier sind, obwohl das in 1 und 2 nicht gezeigt wird, die Dicken von jedem aus dem Decksubstrat 100 und dem gerillten Substrat 200 größer als die gesamte Dicke der ersten Aufzeichnungs-Schichtstruktur 101 und der zweiten Aufzeichnungs-Schichtstruktur 201. Eine Zwischenschicht 108 und eine Trennschicht 109 sind jeweils zwischen der ersten Aufzeichnungs-Schichtstruktur 101 und der zweiten Aufzeichnungs-Schichtstruktur 201 angeordnet.
  • Die erste Aufzeichnungs-Schichtstruktur 101 beinhaltet eine erste Schutzschicht 102, eine erste Aufzeichnungsschicht 104, eine zweite Schutzschicht 106 und eine erste Reflexionsschicht (eine erste anorganische Schicht mit Metallen als ein konstitutives Material) 107, deren jede in dieser Reihenfolge nacheinander auf einer Oberfläche des Decksubstrates 100 ausgebildet ist.
  • Die zweite Aufzeichnungs-Schichtstruktur 201 beinhaltet eine dritte Schutzschicht 202, eine zweite Aufzeichnungsschicht 204, eine vierte Schutzschicht 206 und eine zweite Reflexionsschicht (eine zweite anorganische Schicht mit Metallen als ein konstitutives Material) 207, deren jede in dieser Reihenfolge nacheinander auf einer Oberfläche der Trennschicht 109 ausgebildet sind. Ein in 2 gezeigtes Beispiel einer Struktur zeigt, dass erste und zweite Grenzschichten 103 und 105 auf jeweils beiden der Oberflächen der ersten Aufzeichnungsschicht 104 für die erste Aufzeichnungs-Schichtstruktur 101 ausgebildet sind. 2 zeigt auch, dass die die dritten und vierten Grenzschichten 203 und 206 auf jeweils beiden der Oberflächen der zweiten Aufzeichnungsschicht 204 für die zweite Aufzeichnungs-Schichtstruktur 201 ausgebildet sind.
  • Das Decksubstrat 100 ist in der Richtung ausgebildet, von welcher her ein Laserstrahl eingestrahlt wird. Die Materialien des Decksubstrates 100 können transparente Materialien wie Harze, Gläser, oder dergleichen sein. Spezifische Beispiele der Harze beinhalten Polycarbonat (PC), Polymethylmethacrylat (PMMA) und dergleichen. Die Dicke des Decksubstrates 100 ist vorzugsweise 0,2 mm bis 1,5 mm, und zwar aus den folgenden Gründen.
  • Das gerillte Substrat 200 hat Rillen von 0,10 μm bis 0,45 μm Breite und 0,01 μm bis 0,04 μm Tiefe. Das gerillte Substrat 200 wird mit einem Abstand der Rillen von 0,28 μm bis 0,50 μm ausgebildet. Obwohl in den Abbildungen nicht gezeigt, sind die Rillen auf einer Oberfläche ausgebildet, welche die zweite Aufzeichnungs-Schichtstruktur 201 kontaktiert. Wenn die Rillen darüber angeordnet sind, hat das gerillte Substrat 200 einen höheren Reflexionsgrad als derjenige einer ebenen Fläche des gerillten Substrates 200. Außerdem weist das gerillte Substrat 200 mit den Rillen hervorragende Wiederholtwiedergabe-Eigenschaften auf. Materialien des gerillten Substrates 200 können transparente Materialien wie Harze, Gläser oder dergleichen sein. Spezifische Beispiele der Harze beinhalten Polycarbonat (PC), Polymethylmethacrylat (PMMA) und dergleichen. Die Dicke des gerillten Substrates 200 ist in geeigneter Weise 0,2 mm bis 1,5 mm.
  • Der Laserstrahl, welcher eine Wellenlänge von 360 nm bis 420 nm, einen Brennfleckdurchmesser von 0,30 μm bis 0,52 μm (1/e2, was sich auf einen Brennfleckdurchmesser bei einer Stärke des Laserstrahls von 1/e2, bezieht; einen Durchmesser des Strahls, wenn er eine Lichtstärke von 0,137 aufweist (hierin ist die maximale Lichtstärke 1) und es gilt e = 2,7)) hat, wird von der Seite des Decksubstrates 100 her eingestrahlt. Die Energie der Aufzeichnung ist 3 mW bis 12 mW. Wenn die Energie der Aufzeichnung weniger als 3 mW ist, werden unzureichende Markierungen erzeugt. Wenn die Energie der Aufzeichnung mehr als 12 mW ist, wird das optische Aufzeichnungsmedium selbst angegriffen. Dies geht aus experimentellen Daten hervor.
  • Jede aus der ersten Schutzschicht 102 und der zweiten Schutzschicht 106 und der dritten Schutzschicht 202 und der vierten Schutzschicht 206 (auf die lediglich als „Schutzschicht" Bezug genommen werden kann) wird zu dem Zweck des Steuerns von optischen Eigenschaften, wie der effektiven Lichtabsorption in der ersten Aufzeichnungsschicht 104 und der zweiten Aufzeichnungsschicht 204 (auf die lediglich als „Aufzeichnungsschicht" Bezug genommen werden kann) erzeugt. Beispiele der Materialien für die Schutzschichten 102, 106, 202 und 206 beinhalten Sulfide wie ZnS oder dergleichen; Oxide wie SiO2, Ta2O6, Al2O3 oder dergleichen; Nitride wie Ge-N, Si3N4, Al3N4 oder dergleichen; Stickstoffoxide wie Ge-O-N, Si-O-N, Al-O-N oder dergleichen; Dielektrika wie Carbide, Fluoride oder dergleichen. Diese können in Kombination, wie ZnS-SiO2 oder dergleichen verwendet werden. ZnS-SiO2 zeigt in dem Fall der in 1 und 2 gezeigten Strukturen die bevorzugtesten Eigenschaften.
  • Wie in 2 gezeigt, sind jeweils die erste Grenzschicht 103, die zweite Grenzschicht 105, die dritte Grenzschicht 203 und die vierte Grenzschicht 205 (auf die lediglich als „Grenzschicht" Bezug genommen werden kann) erzeugt. Die Grenzschichten spielen die Rolle, nicht nur die Aufzeichnungsschichten 104 und 204 vor dem Oxidieren, Korrodieren und Verformen zu bewahren, sondern auch die Diffusion von Atomen oder anderen Komponenten, wie Schwefel und Sulfiden, welche beide in den Schutzschichten 102, 106, 202 und 206 enthalten sein können, in die Aufzeichnungsschichten 104 und 204 zu verhindern.
  • Das Verhindern der Diffusion von Atomen verbessert die Wiederholungseigenschaften eines optischen Aufzeichnungsmediums bedeutend. Die Grenzschicht kann entweder aus einer der Oberflächen oder aus beiden Oberflächen der Aufzeichnungsschicht erzeugt werden. Um die Diffusion von Atomen wirksamer zu verhindern, kann die Grenzschicht aus beiden Oberflächen der Aufzeichnungsschicht erzeugt werden.
  • Eine andere wichtige Rolle der Grenzschicht ist es, die Kristallisation der Aufzeichnungsmaterialien zu beschleunigen, ohne die thermische Stabilität an dem aufgezeichneten Teil (dem amorphen Teil) zu ruinieren, wenn die Grenzschicht im Kontakt mit einer Aufzeichnungsschicht ausgebildet ist.
  • Die Grenzschicht wird auf beiden Oberflächen der Aufzeichnungsschicht erzeugt, um gleichzeitig hervorragende Aufzeichnungseigenschaften und hervorragende Wiederholungseigenschaften bei einer hohen Geschwindigkeit zu erzielen.
  • Materialien für die Grenzschichten 103, 105, 203 und 205 sind nicht beschränkt, so lange die Materialien die vorstehend beschriebenen Rollen spielen können. Beispiele der Materialien beinhalten diejenigen mit Nitriden, Stickstoffoxiden, Carbiden, Fluoriden als der Hauptkomponente. Sulfide oder Selenide können gegebenenfalls zugemischt werden. Spezifische Beispiele der Nitride beinhalten Ge-N, Cr-N, Si-N, Al-N, Nb-N, Mo-N, Ti-N, Zr-N, Ta-N und dergleichen. Spezifische Beispiele der Stickstoffoxide beinhalten Ge-O-N, Cr-O-N, Si-O-N, Al-O-N, Nb-O-N, Mo-O-N, Ti-O-N, Zr-O-N, Ta-O-N, und dergleichen. Spezifische Beispiele der Oxide beinhalten SiO2, Al2O3, TiO2, Ta2O5, Zr-O und dergleichen. Spezifische Beispiele der Carbide beinhalten Ge-C, Cr-C, Si-C, Al-C, Ti-C, Zr-C, Ta-C, und dergleichen. Spezifische Beispiele der Fluoride beinhalten Li-F, Ca-F und dergleichen. Diese können in geeigneter Weise in Kombination verwendet werden. ZnS, ZnSe oder können verwendet werden, wenn Sulfid und Selenid in einer geeigneten Menge zugemischt werden. In jedem Fall besteht die Grenzschicht aus Materialien, die nicht leicht Diffusion in die Aufzeichnungsschichten verursachen, oder aus Materialien, die nicht leicht optische Veränderung der Aufzeichnungsschicht verhindern, sogar wenn die Atome in die Aufzeichnungsschicht diffundiert sind, und aus Materialien, welche die Kristallisierung der Aufzeichnungsschicht beschleunigen, wenn sie im Kontakt mit der Aufzeichnungsschicht ausgebildet sind.
  • Die Erfinder haben herausgefunden, dass in einer in 2 gezeigten Struktur Ge-N die beste Leistung zeigte. Das liegt daran, dass in der in 2 gezeigten Struktur ZnS-SiO2 die hervorragendsten Eigenschaften als ein Material für die Grenzschichten zeigt. Bei Verwendung in Kombination mit ZnS-SiO2 wird Verhinderung der Diffusion als das Wichtigste betrachtet. Ge-N zeigt in dieser Hinsicht die beste Leistung.
  • Die Dicke der Grenzschichten 103, 105, 203, 205 beträgt vorzugsweise 1 nm oder mehr. Die wirksame Verhinderung der Diffusion kann nicht erreicht werden, wie die experimentellen Daten zeigen, wenn die Dicke weniger als 1 nm ist. Die obere Grenze der Dicke beträgt unter dem Gesichtspunkt der Aufzeichnungs-Empfindlichkeit vorzugsweise 2 nm bis 5 nm.
  • Die Materialien für die Aufzeichnungsschichten 104, 204 können diejenigen sein, welche reversibel ihre optischen Eigenschaften verändern. Von diesen Materialien können in dem Fall eines optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsmediums Chalcogenidmaterialien mit Te oder Sb als Hauptkomponenten vorzugsweise verwendet werden. Beispiele der Hauptkomponenten für die Materialien beinhalten Ge-Sb-Te, Sb-Te, Sb-Te-Zn, Sb-Te-Ag, Sb-Te-Ge-Se, Sb-Te-Ag-In. Der Gehalt von Sb in einem Material für die Aufzeichnungsschichten beträgt vorzugsweise 50 Atom-% bis 80 Atom-%. Der Gehalt von Te in einem Material für die Aufzeichnungsschichten beträgt vorzugsweise 10 Atom-% bis 30 Atom-%. Wie in dem vorstehenden Bereich gezeigt, trägt es zu einer schnelleren Lineargeschwindigkeit der Aufzeichnung bei, mehr Sb als Te aufzuweisen. In der vorliegenden Erfindung bezieht sich Atom-% auf den Prozentsatz an Atomen.
  • Die Aufzeichnungsschichten 104 und 204 können Verunreinigungen enthalten, zum Beispiel Komponenten des Sputtergases wie Ar, Kr oder dergleichen, und H, C, H2O oder dergleichen. Der Gehalt der Verunreinigungen in der Aufzeichnungsschicht kann bis zu dem Ausmaß verringert werden, dass dieser Gehalt das Aufzeichnen und Wiedergeben eines Signals nicht verhindert. Die Aufzeichnungsschichten 104 und 204 können ferner in der Hauptkomponente der Aufzeichnungsschichten mit einer sehr geringen Menge (etwa 10 Atom-% oder weniger) unterschiedliche Substanzen enthalten. Der Gehalt der unterschiedlichen Substanzen kann bis zu dem Ausmaß verringert werden, dass der Gehalt das Aufzeichnen und Wiedergeben eines Signals nicht verhindert.
  • Die Erfinder haben herausgefunden dass in den in 1 und 2 gezeigten Strukturen die Aufzeichnungsschichten mit Ge-Sb-Te die hervorragendsten Eigenschaften zeigen, wobei die Gehalte von Ge, Sb und Te jeweils 2 Atom-% bis 10 Atom-%, 60 Atom-% bis 89 Atom-% und 10 Atom-% bis 30 Atom-% sind.
  • Die Dicke der Aufzeichnungsschichten 104 und 204 ist vorzugsweise 3 nm bis 40 nm. Wenn die Dicke kleiner als 3 nm ist, ergeben die Materialien für die Aufzeichnungsschicht weniger leicht eine gleichmäßige Dicke, daher tritt effektive Phasenänderung zwischen einem amorphen Teil und einem kristallinen Teil weniger leicht auf. Wenn die Dicke mehr als 40 nm ist, breitet sich in dem Film der Aufzeichnungsschichten Wärme aus. Daher unterliegt ein Signal leicht der Nachbarschaftslöschung, wenn mit hoher Dichte aufgezeichnet wurde.
  • Eine erste Reflexionsschicht (auf die lediglich als „Reflexionsschicht" Bezug genommen werden kann) 107 ist eine Reflexionsschicht mit Lichtdurchlässigkeit und hat Wärmeabfuhreigenschaften. Hier bezieht sich der Ausdruck „Reflexionsschicht mit Lichtdurchlässigkeit" auf eine Schicht, die sowohl als eine Reflexionsschicht wie auch als eine Lichtdurchlass-Schicht fungiert. Bei der Reflexionsschicht überquert die halbe Menge des Lichtes die Reflexionsschicht. Die Wärmeleitfähigkeit ist bei der Reflexionsschicht ebenfalls hoch. Daher muss die erste Aufzeichnung auf einem optischen Aufzeichnungsmedium mit der Reflexionsschicht klein markiert sein. Um die Eigenschaften der Reflexionsschicht zu erreichen, umfassen die Materialien für die Reflexionsschicht 107 vorzugsweise mindestens eines aus Au, Ag, und Cu. Diese Materialien wirken vorteilhaft so, dass die optische Konstante einen hohen Wert von Ac/Aa hat. Mit der hohen Wärmeleitfähigkeit kann sogar eine dünne Reflexionsschicht beachtliche Abkühleigenschaften aufweisen. Beispiele des Materials für die Reflexionsschicht 107 beinhalten auch eine Mischung oder eine Legierung von anderen Materialien und einem aus Au, Ag, und Cu. Die vorstehend erwähnten Materialien werden verwendet, um Korrosion zu verhindern und eine effektivere optische Struktur zu erreichen. Spezifische Beispiele der Materialien für die Reflexionsschicht 107 beinhalten Cr, Pt, Pd, Al, Mg, W, Ni, Mo, Si, Ge und dergleichen. Diese können je nach Notwendigkeit ausgewählt werden. Die Erfinder haben herausgefunden dass Ag, wenn es in der Reflexionsschicht als ein Material enthalten ist, die hervorragendsten Eigenschaften zeigt, wobei der Gehalt des Ag 90 Atom-% bis 99 Atom-% beträgt.
  • Die Dicke der Reflexionsschicht 107 beträgt vorzugsweise 1 nm bis 80 nm. Wenn die Dicke kleiner als 1 nm ist, kann die Reflexionsschicht 107 nicht gleichmäßig erzeugt werden, daher werden sowohl die Wärmeabfuhreigenschaften wie auch die optischen Wirkungen der Reflexionsschicht verschlechtert. Wenn die Dicke mehr als 80 nm beträgt, überquert das Licht das optische Aufzeichnungsmedium selbst, daher kann eine Einstellung der Beziehung der Lichtabsorption (Ac/Aa>1) nicht verwirklicht werden.
  • Eine zweite Reflexionsschicht (auf die lediglich als „Reflexionsschicht " Bezug genommen werden kann) 207 ist hervorragend in der Wärmeabfuhreigenschaft. Und zwar weil die Reflexionsschicht 207 nicht so viel Lichtdurchlässigkeit benötigt wie die Reflexionsschicht 107. Daher kann die Reflexionsschicht 207 dick sein. Materialien für die Reflexionsschicht 207 können Metalle sein. Bevorzugt enthalten die Materialien mindestens eines aus Al, Au, Ag und Cu. Mindestens eines aus Al, Au, Ag und Cu zu enthalten ist bevorzugt und vorteilhaft, weil die optische Konstante weitaus mehr als ein Wert von Ac/Aa ist. Wegen der hohen Wärmeleitfähigkeit weist sogar eine dünne Reflexionsschicht 207 beachtliche Abkühleigenschaften auf.
  • Beispiele des Materials für die Reflexionsschicht 207 beinhalten auch eine Mischung oder eine Legierung von anderen Materialien und einem aus Au, Ag, und Cu. Die vorstehend erwähnten Materialien werden verwendet, um Korrosion zu verhindern und eine effektivere optische Struktur zu erreichen. Spezifische Beispiele der Materialien für die Reflexionsschicht 207 beinhalten Cr, Pt, Pd, Al, Mg, W, Ni, Mo, Si, Ge und dergleichen. Diese können je nach Notwendigkeit ausgewählt werden.
  • Die Erfinder haben herausgefunden dass eine Al-Legierung, wenn sie in der Reflexionsschicht als ein Material enthalten ist, die hervorragendsten Eigenschaften zeigt, wobei der Gehalt der Al-Legierung 90 Atom-% bis 99 Atom-% beträgt.
  • Die Dicke der Reflexionsschicht 207 beträgt vorzugsweise 1 nm bis 80 nm oder weniger. Die Dicke der Reflexionsschicht 207 beträgt vorzugsweise 1 nm bis 80 nm. Wenn die Dicke kleiner als 1 nm ist, kann die Reflexionsschicht 207 nicht gleichmäßig erzeugt werden, daher werden sowohl die Wärmeabfuhreigenschaften wie auch die optischen Wirkungen der Reflexionsschicht verschlechtert. Wenn die Dicke mehr als 80 nm beträgt, überquert das Licht das optische Aufzeichnungsmedium selbst, daher kann eine Einstellung der Beziehung der Lichtabsorption (Ac/Aa>1) nicht verwirklicht werden.
  • Hierin nachfolgend wird eine Zwischenschicht 108, welche hauptsächlich die vorliegende Erfindung charakterisiert, beschrieben werden.
  • Die Zwischenschicht 108 spielt zwei Rollen; eine ist, abzukühlen und die in der ersten Aufzeichnungs-Schichtstruktur 101 erzeugte Wärme abzuführen, und die andere ist, in geeigneter Weise einen Laserstrahl zum Aufzeichnen und Wiedergeben zu der zweiten Aufzeichnungs-Schichtstruktur 201 hindurch zu lassen.
  • Die Aufzeichnungs-Laserenergie der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise 3 mW bis 12 mW. Weil der Laser die erste Aufzeichnungs-Schichtstruktur 101 in erster Linie durchquert, um in der zweiten Aufzeichnungs-Schichtstruktur 202 aufzuzeichnen, muss die Energie des Lasers bei der zweiten Aufzeichnungs-Schichtstruktur 201 eher stärker sein als bei der ersten Aufzeichnungs-Schichtstruktur 101. Spezifisch beträgt die Energie des Lasers für die zweite Aufzeichnungsschicht 201 2% bis 50% mehr als diejenige für die erste Aufzeichnungsschicht 101.
  • Das optische Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung hat zwei Aufzeichnungs-Schichtstrukturen. Als ein besonderes Problem für das optische Aufzeichnungsmedium mit zwei Aufzeichnungs-Schichtstrukturen besteht die Notwendigkeit, die Löschenergie zum Wiederbeschreiben in Rechnung zu stellen. Wenn der Laserstrahl zum Löschen auf die erste Aufzeichnungs-Schichtstruktur 101 und auch die zweite Aufzeichnungs-Schichtstruktur 201 mit der gleichen Energie eingestrahlt wird, nimmt die Löschenergie in der zweiten Aufzeichnungs-Schichtstruktur 201 ab, weil die Löschenergie kleiner als die Aufzeichnungsenergie ist. Um spezifischer zu sein, nimmt die Löschenergie ab, wenn der Laserstrahl zum Löschen die erste Aufzeichnungs-Schichtstruktur 101 überquert, und in der zweiten Aufzeichnungs-Schichtstruktur 201 kann unzureichende Löschenergie erhalten werden.
  • Unter Berücksichtigung der Abnahme der Löschenergie, wenn der Laserstrahl zum Löschen die erste Aufzeichnungs-Schichtstruktur 101 überquert, benötigt die zweite Aufzeichnungs-Schichtstruktur 201 mehr Löschenergie als die erste Aufzeichnungs-Schichtstruktur 101. Eine spezifische Größe der Löschenergie für die zweite Aufzeichnungs-Schichtstruktur 201 ist 0,5 mW bis 5 mW, was 2% bis 50% mehr ist als diejenige für die erste Aufzeichnungsschicht 101.
  • Das optische Aufzeichnungsmedium mit zwei Aufzeichnungs-Schichtstrukturen der vorliegenden Erfindung muss insbesondere die Wärmeabfuhreigenschaften berücksichtigen. Wegen der zwei Aufzeichnungs-Schichtstrukturen (der ersten und der zweiten Aufzeichnungs-Schichtstruktur) erzeugt das optische Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung einen viel größeren Wärmewert als ein gewöhnliches optisches Aufzeichnungsmedium mit nur einer Aufzeichnungs-Schichtstruktur. Die zwei Aufzeichnungs-Schichtstrukturen (einschließlich einer Zwischenschicht und einer Trennschicht) haben weniger thermische Kapazität als das Decksubstrat 100 oder das gerillte Substrat 200. Spezifisch haben die beiden Aufzeichnungs-Schichtstrukturen 5% bis 10% der thermischen Kapazität, verglichen mit derjenigen des Decksubstrates 100 oder des gerillten Substrates 200. Hierin kann „thermische Kapazität" erhalten werden durch: Wärmeleitfähigkeit × Dicke. Ein dickeres Substrat wird weniger leicht durch thermische Spannung der Filmerzeugung (beim Sputtern) beeinträchtigt, die Verformung des Substrates verursachen kann.
  • Verändern der thermischen Kapazität in jeder der Schichten ermöglicht Steuern der Wärme zum Aufzeichnen. Demgemäß ermöglicht es das Steuern der aufgezeichneten Markierung und das Aufzeichnen einer kleinen Markierung.
  • Materialien für das Decksubstrat 100 und das gerillte Substrat 200 können Harze, Gläser oder dergleichen sein. Spezifische Beispiele der Harze beinhalten Polycarbonat (PC), Polymethylmethacrylat (PMMA) und dergleichen. Die Wärmeleitfähigkeit unterscheidet sich je nach den Materialien. Die thermische Kapazität der gesamten zwei Aufzeichnungs-Schichtstrukturen hängt von dem Volumen der Materialien ab. In dem optischen Aufzeichnungsmedium mit zwei Aufzeichnungs-Schichtstrukturen der vorliegenden Erfindung sind das Decksubstrat 100 und das gerillte Substrat 200 jeweils dicker als die gesamten zwei Aufzeichnungs-Schichtstrukturen (einschließlich einer Zwischenschicht und einer Trennschicht), so dass die zwei Aufzeichnungs-Schichtstrukturen weniger thermische Kapazität als das Decksubstrat 100 und das gerillte Substrat 200 haben.
  • Spezifische Beispiele der Materialien für das Decksubstrat 100 und das gerillte Substrat 200 beinhalten ein Polycarbonat-Substrat mit einer Dicke von zum 0,2 mm bis 1,5 mm. Die Dicke von mehr als 1,5 mm beeinträchtigt die thermische Kapazität nicht. Andere Materialien können auch verwendet werden, so lange sie die Dicke wie vorstehend haben.
  • Das optische Aufzeichnungsverfahren der vorliegenden Erfindung beinhaltet den Schritt des Einstrahlen eines Laserstrahls aus der Richtung des Decksubstrates zu einer der beiden auf einem gerillten Substrat eines optischen Aufzeichnungsmediums gemäß der vorliegenden Erfindung angeordneten Aufzeichnungs-Schichtstrukturen, um in einer der beiden Aufzeichnungs-Schichtstrukturen aufzuzeichnen. In dem optischen Aufzeichnungsverfahren hat der Laserstrahl eine Aufzeichnungsenergie von 3 mW bis 12 mW, eine Wellenlänge von 360 nm bis 420 nm und einen Brennfleckdurchmesser von 0,30 μm bis 0,52 μm (1/e2), das gerillte Substrat hat eine Breite von 0,10 μm bis 0,46 μm und eine Tiefe von 0,01 μm bis 0,04 μm und ist mit einem Rillenabstand von 0,28 μm bis 0,50 μm ausgebildet und die beiden Aufzeichnungs-Schichtstrukturen beinhalten eine erste Aufzeichnungs-Schichtstruktur und eine zweite Aufzeichnungs-Schichtstruktur.
  • In den folgenden Beispielen wurde ein optisches Aufzeichnungsmedium mit einer in 1 gezeigten Struktur, in welchem die Dicken der ersten Aufzeichnungs-Schichtstruktur 101 und der Zwischenschicht 108 verändert wurden, hergestellt und dann ausgewertet. Hierbei wurde die Zwischenschicht 108 aus ITO erzeugt, welches InO und SnO enthält. Die erste Aufzeichnungs-Schichtstruktur 101 wurde mit einer Dicke von 150 nm erzeugt. Die erste Aufzeichnungs-Schichtstruktur 101 beinhaltete eine 30 nm dicke Aufzeichnungsschicht 104, gebildet aus Ge-Sb-Te (Atomverhältnis 5:70:25), 40 nm dicke Schutzschichten 102 und 106, gebildet aus ZnS-SiO2, eine 40 nm dicke, aus Ag gebildete Reflexionsschicht 107. Wenn die erste Aufzeichnungs-Schichtstruktur 101 Dicken von 250 nm und 300 nm hatte, wurde jede der Schichten in der ersten Aufzeichnungs-Schichtstruktur 101 ebenfalls proportional dazu dicker gemacht. Die zweite Aufzeichnungs-Schichtstruktur 201 hatte beinahe die gleiche Struktur wie diejenige der ersten Aufzeichnungs-Schichtstruktur 101, und jede der Schichten in der zweiten Aufzeichnungs-Schichtstruktur 201 wurde ebenfalls proportional dicker gemacht. Ein 1 mm dickes Polycarbonat-Substrat wurde für das Decksubstrat 100 und auch das gerillte Substrat 200 verwendet. Die Trennschicht 109 wurde aus UV-härtbarem Harz mit einer Dicke von 25 μm erzeugt.
  • Die Aufzeichnungsbedingungen für die Beispiele werden nachstehend gezeigt:
  • (Beispiel 1)
    • Laserwellenlänge: 402 nm
    • Brennfleckdurchmesser: 0,3 μm (1/e2)
    • Aufzeichnungsenergie/Löschenergie: der ersten Aufzeichnungs-Schichtstruktur (7 mW/3 mW) der zweiten Aufzeichnungs-Schichtstruktur (8,5 mW/3,5 mW)
    • Wiedergabeenergie: 0,6 mW
    • Modulationscode: 1 bis 7 – Modulation
    • Lineargeschwindigkeit beim Aufzeichnen: 16,5 m/s
    • Lineargeschwindigkeit bei der Wiedergabe: 5,7 m/s
    • Aufzeichnungsstrategie: (n-1) Typen von Mehrfachimpulsen (in einem Fall von 3T ist der Mehrfachpuls zwei), wobei „T" ein Kehrwert einer Frequenz eines Standardtaktes ist Hauptpulsbreite: 0,4T Mehrfachpulsbreite: 0,4T Pulslosbreite: 0,4T
  • (Beispiel 2)
    • Laserwellenlänge: 410 nm
    • Brennfleckdurchmesser: 0,52 μm (1/e2)
    • Aufzeichnungsenergie/Löschenergie: der ersten Aufzeichnungs-Schichtstruktur (7,5 mW/3,5 mW) der zweiten Aufzeichnungs-Schichtstruktur (9,5 mW/3,9 mW)
    • Wiedergabeenergie: 0,55 mW
    • Modulationscode: 1 bis 7 – Modulation
    • Lineargeschwindigkeit beim Aufzeichnen: 16,5 m/s
    • Lineargeschwindigkeit bei der Wiedergabe: 5,7 m/s
    • Aufzeichnungsstrategie: (n-1) Typen von Mehrfachimpulsen (in einem Fall von 3T ist der Mehrfachpuls zwei), wobei „T" ein Kehrwert einer Frequenz eines Standardtaktes ist Hauptpulsbreite: 0,4T Mehrfachpulsbreite: 0,4T Pulslosbreite: 0,4T
  • Die Ergebnisse der Bewertung werden nachstehend gezeigt. Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse von Beispiel 1 und Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse von Beispiel 2. Hier sind bei der Aufzeichnungseigenschaft "OO," "O" und "X" in den Tabellen angegeben, beruhend auf einer Bewertung, ob oder ob nicht ein Probe in der Praxis verwendet werden kann. Bei der Bewertung für die erste Aufzeichnungsschicht zeigt "OO" dass die Jittereigenschaft hervorragend war und dass der Jitter 8% oder weniger war. "O" zeigt, dass der Jitter weniger als 10% war, die Eigenschaften von Aufzeichnung und Wiedergabe praxistauglich und in einem guten Zustand waren. "X" zeigt, dass die Jittereigenschaft schnell durch angesammelte Wärme verschlechtert wurde (15% oder mehr), und ein Fehler nicht wiederhergestellt werden konnte. In den Bewertungen für die zweite Aufzeichnungsschicht zeigt "OO" dass die Jittereigenschaft hervorragend war und dass der Jitter 8% oder weniger war. "O" zeigt, dass der Jitter weniger als 10% war, die Eigenschaften von Aufzeichnung und Wiedergabe praxistauglich waren und in einem guten Zustand sind. "X" zeigt, dass die Aufzeichnungsschicht nicht gut amorph gemacht worden war (was bedeutet, dass Aufzeichnung nicht durchgeführt wurde) und die Wiedergabeeigenschaft nicht praxistauglich war.
  • [Tabelle 1 ]
    Figure 00230001
  • [Tabelle 2]
    Figure 00240001
  • In den folgenden Beispielen wird ein optisches Aufzeichnungsmedium mit einer in 2 gezeigten Struktur beschrieben. Hier wurde die erste Aufzeichnungsschicht 101 mit einer Dicke von 200 nm erzeugt. Die erste Aufzeichnungs-Schichtstruktur 101 beinhaltete eine 20 nm dicke Aufzeichnungsschicht 104, gebildet aus Ge-Sb-Te (Atomverhältnis 5:70:25), 40 nm dicke Schutzschichten 102 und 106, gebildet aus ZnS-SiO2, 30 nm dicke Grenzschichten 103 und 105, und eine 40 nm dicke Reflexionsschicht 107, gebildet aus Ag. Wenn die erste Aufzeichnungs- Schichtstruktur 101 eine Dicke von 300 nm und 400 nm hatte, wurde jede der Schichten in der ersten Aufzeichnungs-Schichtstruktur 101 ebenfalls proportional dazu dicker gemacht. Die zweite Aufzeichnungs-Schichtstruktur 201 hatte beinahe die gleiche Struktur wie diejenige der ersten Aufzeichnungs-Schichtstruktur 101, und jede der Schichten in der zweiten Aufzeichnungs-Schichtstruktur 201 wurde ebenfalls demgemäß dicker gemacht. Ein 1 mm dickes Polycarbonat-Substrat wurde für das Decksubstrat 101 und das gerillte Substrat 200 verwendet. Die Trennschicht 109 wurde aus UV-härtbarem Harz mit einer Dicke von 30 μm erzeugt.
  • Die Aufzeichnungsbedingungen für die Beispiele werden nachstehend gezeigt:
  • (Beispiel 3)
    • Laserwellenlänge: 402 nm
    • Brennfleckdurchmesser: 0,3 μm (1/e2)
    • Aufzeichnungsenergie/Löschenergie: der ersten Aufzeichnungs-Schichtstruktur (7 mW/3 mW) der zweiten Aufzeichnungs-Schichtstruktur (9 mW/3,3 mW)
    • Wiedergabeenergie: 0,6 mW
    • Modulationscode: 1 bis 7 – Modulation
    • Lineargeschwindigkeit beim Aufzeichnen: 16,5 m/s
    • Lineargeschwindigkeit bei der Wiedergabe: 5,7 m/s
    • Aufzeichnungsstrategie: (n-1) Typen von Mehrfachimpulsen (in einem Fall von 3T ist der Mehrfachpuls zwei), wobei „T" ein Kehrwert einer Frequenz eines Standardtaktes ist Hauptpulsbreite: 0,4T Mehrfachpulsbreite: 0,4T Pulslosbreite: 0,4T
  • (Beispiel 4)
    • Laserwellenlänge: 410 nm
    • Brennfleckdurchmesser: 0,52 μm (1/e2)
    • Aufzeichnungsenergie/Löschenergie: Erste Aufzeichnungs-Schichtstruktur (8 mW/3,5 mW) Zweite Aufzeichnungs-Schichtstruktur (10 mW/3,7 mW)
    • Wiedergabeenergie: 0,55 mW
    • Modulationscode: 1 bis 7 – Modulation
    • Lineargeschwindigkeit beim Aufzeichnen: 16,5 m/s
    • Lineargeschwindigkeit bei der Wiedergabe: 5,7 m/s
    • Aufzeichnungsstrategie: (n-1) Typen von Mehrfachimpulsen (in einem Fall von 3T ist der Mehrfachpuls zwei), wobei „T" ein Kehrwert einer Frequenz eines Standardtaktes ist Hauptpulsbreite: 0,4T Mehrfachpulsbreite: 0,4T Pulslosbreite: 0,4T
  • Die Ergebnisse der Bewertung werden nachstehend gezeigt. Tabelle 3 zeigt die Ergebnisse von Beispiel 3 und Tabelle 4 zeigt die Ergebnisse von Beispiel 4. Hier sind bei der Aufzeichnungseigenschaft "OO," "O" und "X" in den Tabellen angegeben, beruhend auf einer Bewertung, ob oder ob nicht ein Probe in der Praxis verwendet werden kann. Bei der Bewertung für die erste Aufzeichnungsschicht zeigt "OO" dass die Jittereigenschaft hervorragend war und dass der Jitter 8% oder weniger war. "O" zeigt, dass der Jitter weniger als 10% war, die Eigenschaften von Aufzeichnung und Wiedergabe praxistauglich und in einem guten Zustand waren. "X" zeigt, dass die Jittereigenschaft schnell durch angesammelte Wärme verschlechtert wurde (15% oder mehr), und ein Fehler nicht wiederhergestellt werden konnte. In den Bewertungen für die zweite Aufzeichnungsschicht zeigt "OO" dass die Jittereigenschaft hervorragend war und dass der Jitter 8% oder weniger war. "O" zeigt, dass der Jitter weniger als 10% war, die Eigenschaften von Aufzeichnung und Wiedergabe praxistauglich waren und in einem guten Zustand sind. "X" zeigt, dass die Aufzeichnungsschicht nicht gut amorph gemacht worden war (was bedeutet, dass Aufzeichnung nicht durchgeführt wurde) und die Wiedergabeeigenschaft nicht praxistauglich war.
  • [Tabelle 3]
    Figure 00270001
  • [Tabelle 4]
    Figure 00280001
  • Wie in der Ergebnissen der Beispiele gezeigt wird, ist das Verhältnis der Dicke der ersten Aufzeichnungs-Schichtstruktur zu der Dicke der Zwischenschicht vorzugsweise 0,2 bis 1,0. Mit diesem Verhältnis wird die von der ersten Aufzeichnungs-Schichtstruktur erzeugte Wärme in geeigneter Weise ohne Wärmeansammlung abgeführt. Das Verhältnis ist bevorzugter 0,3 bis 0,8, und noch bevorzugter 0,5 bis 0,7.
  • Von den Strukturen der vorliegenden Erfindung hat die zweite Aufzeichnungs-Schichtstruktur mehr Aufzeichnungsenergie und Löschenergie als die erste Aufzeichnungs-Schichtstruktur. Mit der höheren Aufzeichnungsenergie und Löschenergie weist jede der ersten und zweiten Aufzeichnungs-Schichtstrukturen gleichmäßige Aufzeichnungseigenschaften und hohe Lösch- und Wiedergabeeigenschaften auf.
  • Die ersten und zweiten Aufzeichnungs-Schichtstrukturen haben eine geringere thermische Kapazität als das Decksubstrat und das gerillte Substrat. Daher kann die Wärmebelastung des optischen Aufzeichnungsmediums selbst verringert werden.
  • Indern es zwei Aufzeichnungs-Schichtstrukturen hat, ermöglicht das optische Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung, die Wärmebelastung des optischen Aufzeichnungsmediums zu verringern und die Eigenschaften der wiederholten Aufzeichnung zu verbessern. Als ein Ergebnis ermöglicht das optische Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung zweimal mehr Aufzeichnungskapazität als ein herkömmliches optisches Aufzeichnungsmedium.
  • Materialien für die Zwischenschicht 108 können andere Materialien als die in den Beispielen dargebotenen sein. Spezifische Beispiele der Materialien beinhalten Al-N, Al-O-N, Al-C, Si, Si-N, SiO2, Si-O-N, Si-C, Ti-N, TiO2, Ti-C, Ta-N, Ta2O5, Ta-O-N, Ta-C, Zn-O, ZnS, ZnSe, Zr-N, Zr-O-N, Zr-C, W-C, InO2-SnO2, ZrO2-Y2O3, InO2-ZrO2, Al2O3-ZrO2 und dergleichen. Diese können in Kombination verwendet werden. Eine Mischung von diesen mit Metall oder Metalloid oder eine Legierung von diesen kann auch verwendet werden. Von diesen können, außer den in den Beispielen gebotenen Materialien, InO2-SnO2 oder InO2-ZrO2 hervorragende Wärmeabfuhreigenschaften aufweisen.
  • Die Trennschicht 109 wird zu dem Zweck ausgebildet, die erste Aufzeichnungs-Schichtstruktur 101 optisch oder thermisch von der zweiten Aufzeichnungs-Schichtstruktur 201 zu trennen. Die Trennschicht 109 kann aus Materialien erzeugt werden, die so wenig wie möglich Absorption des Laserstrahls zum Aufzeichnen und Wiedergeben aufweisen. Beispiele der Materialien beinhalten Harze, gebildet aus organischen Materialien wie einem UV-härtbaren Harz, einem langsam wirkenden Harz oder dergleichen; einer doppelseitig klebenden Folie für eine optische Platte, anorganische Dielektrika wie SiO2, Al2O3, ZnS oder dergleichen; Gläser und dergleichen.
  • Die Dicke der Trennschicht 109 muss eine Dicke mit einer Fokustiefe von ΔZ oder mehr sein, so dass ein Übersprechen aus einer Richtung von einer aus der ersten und der zweiten Aufzeichnungs-Schichtstruktur ignoriert werden kann, wenn in einer aus der ersten und der zweiten Aufzeichnungs-Schichtstruktur Aufzeichnung und Wiedergabe durchgeführt werden. ΔZ kann ungefähr aus der folgenden Gleichung erhalten werden, wenn ein Standard für ΔZ 80% der Stärke des Brennpunktes ist. ΔZ = λ/{2 × (NA)2}wobei „NA" für die numerische Apertur einer Objektivlinse steht und „λ" für die Wellenlänge eines Laserstrahls für Aufzeichnung und Wiedergabe steht. Zum Beispiel ist eine Fokustiefe ΔZ 0,56 μm wenn „λ" 400 nm ist und „NA" 0,60 ist. In diesem Fall liegt ein Bereich von ±0,60 μm in der Fokustiefe. Daher muss die Dicke der Trennschicht 109 mehr als 1,20 μm sein.
  • Die Dicke der Trennschicht 109 kann innerhalb der Toleranz der Objektivlinse liegen, so dass der Abstand zwischen der ersten und der zweiten Aufzeichnungs-Schichtstruktur in einem Bereich liegt, in dem die Objektivlinse den Laserstrahl fokussieren kann. Aufzeichnung und Wiedergabe an der zweiten Aufzeichnungs-Schichtstruktur 201 kann durchgeführt werden, indem der Laserstrahl durch die erste Aufzeichnungs-Schichtstruktur 101 hindurchgehen gelassen wird. Ein Reflexionsgrad „r2" kann mit der folgenden Gleichung erhalten werden, wenn die Lichtdurchlässigkeit eines Laserstrahls in der ersten Aufzeichnungs-Schichtstruktur 101 „T1" ist, der Reflexionsgrad des Laserstrahls in der ersten Aufzeichnungs-Schichtstruktur 101 „R1" ist und der Reflexionsgrad in nur der zweiten Aufzeichnungs-Schichtstruktur 201 „R2" ist. r2 = R2 × T1 × T1
  • Die Signalamplitude kann auch durch die folgende Gleichung erhalten werden, wenn der Unterschied des Reflexionsgrades innerhalb der zweiten Aufzeichnungs-Schichtstruktur 201 ΔR2 ist, der Unterschied des Reflexionsgrades des Laserstrahls durch die zweite Aufzeichnungs-Schichtstruktur 202, wenn er die erste Aufzeichnungs-Schichtstruktur 101 durchquert, Δr2 ist. Δr2 = ΔR2 × T1 × T1
  • Zum Beispiel ist Δr2, der Unterschied des Reflexionsgrades des Laserstrahls durch die zweite Aufzeichnungs-Schichtstruktur 202, wenn er die erste Aufzeichnungs-Schichtstruktur 101 durchquert, 24% × 0,5 × 0,5 = 6%, wenn ΔR2 24% ist und T1 50% ist.
  • Um ein ausreichendes Signal aus der zweiten Aufzeichnungs-Schichtstruktur 201 zu erhalten, muss die erste Aufzeichnungs-Schichtstruktur 101 eine Lichtdurchlässigkeit so hoch wie möglich haben, und die zweite Aufzeichnungs-Schichtstruktur 201 muss eine Signalamplitude so hoch wie möglich haben. Die Differenz des Reflexionsgrades in der ersten Aufzeichnungsschicht 101 muss vorzugsweise hoch sein, und die Aufzeichnungsempfindlichkeit in der zweiten Aufzeichnungs-Schichtstruktur muss ebenfalls beachtlich hoch sein. Die erste Aufzeichnungs-Schichtstruktur 101 und die zweite Aufzeichnungs-Schichtstruktur 201 müssen optisch so strukturiert sein, dass die Lichtdurchlässigkeit, die Signalamplitude, der Unterschied des Reflexionsgrades und die Aufzeichnungsempfindlichkeit ausgewogen sind.
  • Es wird nun ein spezifisches Beispiel der Struktur der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht geboten. Hier ist das optische Aufzeichnungsmedium so strukturiert, dass es einen Reflexionsgrad R1c von 7,5% hat, wenn die Aufzeichnungsschicht 104 in einem kristallinen Zustand ist, einen Reflexionsgrad R1a von 0,5%, wenn die Aufzeichnungsschicht 104 in einem amorphen Zustand ist, einen Reflexionsgrad R2c von 15%, wenn die Aufzeichnungsschicht 204 in einem kristallinen Zustand ist, den Reflexionsgrad R2a von 43%, wenn die Aufzeichnungsschicht 204 in einem amorphen Zustand ist, und die Lichtdurchlässigkeit der ersten Aufzeichnungs-Schichtstruktur 101 50% beträgt, wenn Aufzeichnung lediglich in der ersten Aufzeichnungs-Schichtstruktur 101 durchgeführt wird. Der Reflexionsgrad, die Lichtdurchlässigkeit und andere optischen strukturellen Werte wurden geregelt, indem die Dicken der Aufzeichnungsschicht 104, der Schutzschichten 102, 106 und der Reflexionsschicht 107 verändert wurden.
  • Wenn das optisches Aufzeichnungsmedium eine Struktur wie die Vorstehende hat, ist der Unterschied des Reflexionsgrades Δr2 = (43 – 15) × 0,5 × 0,5 = 7%, wobei die Aufzeichnung und Wiedergabe durch die erste Aufzeichnungsschicht 101 hindurch in der zweiten Aufzeichnungsschicht 201 durchgeführt wird. Der Unterschied des Reflexionsgrades bei der ersten Aufzeichnungs-Schichtstruktur 101 ist 7,5 – 0,5 = 7%. Eine bevorzugte Struktur des optischen Aufzeichnungsmediums hat beinahe den gleichen Wert der Reflexionsgrad-Differenz, das heiß eine Signalamplitude, zwischen der ersten Aufzeichnungs-Schichtstruktur 101 und der zweiten Aufzeichnungs-Schichtstruktur 201. Mit der bevorzugten Struktur wird die Signalamplitude radikal verändert, wenn Aufzeichnung und Wiedergabe zwischen der ersten Aufzeichnungs-Schichtstruktur 101 und der zweiten Aufzeichnungs-Schichtstruktur 201 austauschbar durchgeführt werden. Daher kann das optische Aufzeichnungsmedium mit der bevorzugten Struktur instabile Spurverfolgung verhindern.
  • Es ist sehr schwierig, die hohe Lichtdurchlässigkeit in der ersten Aufzeichnungs-Schichtstruktur 101 und die hohe Reflexionsgrad-Differenz in der zweiten Aufzeichnungsschicht 201 zur gleichen Zeit aufzuweisen. Daher ist die Reflexionsgrad-Differenz verhältnismäßig klein, und die Signalamplitude ist auch verhältnismäßig klein, nachdem das optische Aufzeichnungsmedium strukturiert wurde. In diesem Fall kann das Energieniveau P3 des Aufzeichnungs-Laserstrahls vorzugsweise ein bisschen größer sein als dasjenige des herkömmlichen optischen Aufzeichnungsmediums, und die Signalamplitude zur Wiedergabe kann vorzugsweise groß sein. Wenn jedoch die P3 einen übermäßig großen Wert hat, wird die aufgezeichnete Markierung thermisch beeinträchtigt, daher wird das Wiedergabesignal verschlechtert. Die P3 muss daher in dem Bereich liegen, der keine Verschlechterung des Wiedergabesignals bewirkt. Das Energieniveau zur Wiedergabe kann zwischen der ersten Aufzeichnungs-Schichtstruktur 101 und der zweiten Aufzeichnungs-Schichtstruktur 201 unterschiedlich sein. Der Laserstrahl zur Wiedergabe kann ebenfalls zwischen der ersten Aufzeichnungs-Schichtstruktur 101 und der zweiten Aufzeichnungs-Schichtstruktur 201 verschieden sein, obwohl gewöhnlich ein Laserstrahl mit der gleichen Wellenlänge eingestrahlt wird.
  • Hierin nachfolgend wird ein Verfahren zum Herstellen des optischen Aufzeichnungsmediums beschrieben werden. Mehrschichten können mit dem Sputterverfahren (Kathodenzerstäubung), der Vakuum-Abscheidung, dem CVD-Verfahren (Chemische Dampfabscheidung) oder dergleichen erzeugt werden. Hier verwendet das Verfahren die Sputtermethode. 3 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel einer Vorrichtung zur Filmerzeugung zeigt.
  • Mit Bezug auf 3 ist der Vakuumbehälter 9 mit der Auslassöffnung 15 ausgerüstet, die mit einer (in 3 nicht gezeigten) Vakuumpumpe verbunden ist, um im Inneren des Vakuumbehälters 9 ein Hochvakuum aufrecht zu erhalten. Die Gaszufuhröffnung 14 ist ebenfalls in dem Vakuumbehälter 9 bereitgestellt, um Edelgas, Stickstoff, Sauerstoff oder eine Mischung davon in einem bestimmten Fluss anzuliefern. Der Vakuumbehälter 9 beinhaltet auch ein Substrat 10, das mit der Antriebseinheit 11 verbunden ist, welche das Substrat 10 dreht und umdreht. Die Sputtertargets 12, welche dem Substrat 10 gegenüber liegen, sind jeweils mit negativen Elektroden 13 verbunden. Die negativen Elektroden 13 sind jeweils über einen (in 3 nicht gezeigten) Schalter entweder mit (in 3 nicht gezeigter) Gleichspannungsenergie oder (in 3 nicht gezeigter) Wechselspannungsenergie verbunden. Da sie geerdet sind, bilden der Vakuumbehälter 9 und das Substrat 10 die positive Elektrode.
  • Das filmbildende Gas kann Edelgas, ein Mischgas, in welchem Edelgas und eine kleine Menge von Stickstoff oder Sauerstoff gemischt sind, sein. Beispiele des Edelgases beinhalten Ar, Kr und dergleichen, deren jedes Filmbildung ermöglicht. Die Verwendung des Mischgases, in dem Edelgas und eine kleine Menge von Stickstoff oder Sauerstoff gemischt sind, zur Erzeugung der Schichten eines optischen Aufzeichnungsmediums, der Aufzeichnungsschichten 104 und 204 und der Schutzschichten 102, 106, 202 und 206, ermöglicht das Steuern des Substanztransportes während wiederholtem Aufzeichnen, ermöglicht also das Verbessern der Wiederholungseigenschaften.
  • Wenn Nitrid oder Oxid in den Grenzschichten 103, 105, 203 und 205 oder der Zwischenschicht 108 enthalten ist, ermöglicht das Reaktiv-Sputterverfahren die Erzeugung einer hervorragenden Schicht. Wenn zum Beispiel in den Grenzschichten 103, 105, 203 und 205 Ge-Cr-N verwendet wird, wird ein Mischgas aus Edelgas und Stickstoff als ein filmerzeugendes Gas für ein Target des Materials, beinhaltend Ge, Cr und O verwendet. Alternativ kann auch ein Stickstoffatome beinhaltendes Gas wie N2O, NO2, NO, N2 oder dergleichen verwendet werden. Die Kombination der Stickstoffatome mit dem Edelgas, welche Mischgas ist, kann auch verwendet werden. Wenn die Schicht hart ist oder eine hohe Membranspannung aufweist, kann eine sehr kleine Menge Sauerstoff in das filmerzeugende Gas gemischt werden, um eine Schicht mit einem hervorragenden Film zu verwirklichen.
  • Ein Aufzeichnungs- und Wiedergabeverfahren und ein Löschverfahren mit dem wie vorstehend strukturierten optischen Aufzeichnungsmedium werden hierin nachfolgend beschrieben. Das Aufzeichnungs- und Wiedergabeverfahren und das Löschverfahren erfordern einen optischen Kopf, der eine Laserstrahlquelle und eine Objektivlinse hat, eine Antriebseinheit, welche einen Teil bestimmt, in den der Laserstrahl einstrahlen soll, eine Spurverfolgungs-Regelvorrichtung und eine Brennpunkt-Regelvorrichtung, welche eine Position einer vertikalen Richtung zur Spurverfolgung und zu einer Oberfläche einer Schicht steuern, eine Laserstrahl-Treibereinheit, welche die Laserenergie moduliert, und eine Drehungs-Steuervorrichtung, welche das optische Aufzeichnungsmedium dreht.
  • Aufzeichnen und Löschen werden wie folgt durchgeführt. Zuerst wird ein optisches Aufzeichnungsmedium durch die Drehungs-Steuervorrichtung gedreht. Danach wird ein Laserstrahl auf einen kleinen Fleck fokussiert, um den Laserstrahl auf das optische Medium einzustrahlen. Die aufgezeichnete Markierung oder der gelöschte Teil wird gebildet, indem die Laserenergie zwischen P1 und P2 moduliert wird, wobei sich P1 auf ein Energieniveau zum Erzeugen eines amorphen Zustandes bezieht, in welchem ein Teil in einer Aufzeichnungsschicht reversibel von einem kristallinen Zustand zu einem amorphen Zustand verändert wird, indem der Laserstrahl eingestrahlt wird, und P2 sich auf ein Energieniveau zum Erzeugen eines kristallinen Zustandes bezieht, wobei der amorphe Zustand reversibel aus dem amorphen Zustand zu einem kristallinen Zustand verändert wird, ebenfalls indem der Laserstrahl eingestrahlt wird. Auf diese Weise werden Aufzeichnen, Löschen und Überschreiben durchgeführt. Ein Teil, der mit einem Laserstrahl mit der Energie P1 bestrahlt werden soll, wird gewöhnlich durch eine Pulsabfolge gebildet, auf die gewöhnlich als „Mehrfachpuls" Bezug genommen wird.
  • Ein Wiedergabe-Energieniveau, P3, welches kleiner ist als P1 und auch P2, beeinflusst den optischen Zustand der aufgezeichneten Markierung nicht, und trägt dazu bei, einen ausreichenden Reflexionsgrad zu erhalten, um die aufzeichnete Markierung durch Einstrahlen eines Laserstrahls mit P3 wiederzugeben, und ermöglicht auch die Wiedergabe des Signals durch Auslesen des Signals aus dem optischen Aufzeichnungsmedium mittels eines Detektors.
  • Das optische Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung kann eine andere Schicht zusätzlich zu denjenigen, die als eine Schichtstruktur beschrieben sind, haben.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung weist das optische Aufzeichnungsmedium mit den zwei Aufzeichnungs-Schichtstrukturen hervorragende Aufzeichnungs- und Wiedergabeeigenschaften in der ersten Aufzeichnungs-Schichtstruktur und auch der zweiten Aufzeichnungs-Schichtstruktur auf, weil die Dicke von einer der Aufzeichnungs-Schichtstrukturen, zu welcher ein Laserstrahl zuerst eingestrahlt wird, und die Dicke einer Zwischenschicht optimiert sind. Daher ermöglicht das optische Aufzeichnungsmedium mit den zwei Aufzeichnungs-Schichtstrukturen der vorliegenden Erfindung zweimal mehr Aufzeichnungskapazität als ein gewöhnliches optisches Aufzeichnungsmedium mit nur einer Aufzeichnungs-Schichtstruktur. Durch die Optimierung kann die Wärmebelastung des optischen Aufzeichnungsmediums verringert werden, daher können auch die Wiederholtaufzeichnungs-Eigenschaften verbessert werden. Das Bereitstellen von Grenzschichten auf Oberflächen der Aufzeichnungsschicht bewahrt die Aufzeichnungsschicht vor Oxidation, Korrosion, Verformung oder dergleichen. Die Diffusion von Atomen zwischen der Aufzeichnungsschicht und einer Schutzschicht kann auch verhindert werden. Demgemäß kann das optische Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung hervorragende Wiederholungseigenschaften haben. Weiterhin ermöglich das optische Aufzeichnungsmedium Löschen bei hoher Geschwindigkeit, da die Grenzflächen das Amorphwerden des optischen Aufzeichnungsmediums beschleunigen, ohne die thermische Stabilität zu verschlechtern.

Claims (18)

  1. Optisches Aufzeichnungsmedium umfassend: ein Decksubstrat (100); eine erste Aufzeichnungs-Schichtstruktur (101); eine zweite Aufzeichnungs-Schichtstruktur (201); eine Zwischenschicht (108) zum Abführen der in der ersten Aufzeichnungs-Schichtstruktur (101) erzeugten Wärme und zum Durchlassen eines Laserstrahls zum Aufzeichnen und Wiedergeben zu der zweiten Aufzeichnungs-Schichtstruktur (201); eine Trennschicht (109), um die erste Aufzeichnungs-Schichtstruktur (101) von der zweiten Aufzeichnungs-Schichtstruktur (201) optisch oder thermisch zu trennen; und ein gerilltes Substrat (200), wobei das Decksubstrat (100), die erste Aufzeichnungs-Schichtstruktur (101), die Zwischenschicht (108), die Trennschicht (109), die zweite Aufzeichnungs-Schichtstruktur (201) und das gerillte Substrat (200) in dieser Reihenfolge angeordnet sind, die erste Aufzeichnungs-Schichtstruktur (101) in dieser Reihenfolge eine erste Schutzschicht (102), eine erste Aufzeichnungsschicht (104), welche Sb und Te als Hauptkomponenten davon umfasst, eine zweite Schutzschicht (106), eine erste anorganische Schicht (107), die ein Metall als eine Komponente davon umfasst, beinhaltet, die zweite Aufzeichnungs-Schichtstruktur (201) in dieser Reihenfolge eine dritte Schutzschicht (202), eine zweite Aufzeichnungsschicht (204), welche Sb und Te als Hauptkomponenten davon umfasst, eine vierte Schutzschicht (206), eine zweite anorganische Schicht (207), die ein Metall als eine Komponente davon umfasst, beinhaltet, das Verhältnis (t/T1) der Dicke (T1) der ersten Aufzeichnungs-Schichtstruktur (101) und der Dicke (t) der Zwischenschicht (108) in dem Bereich von 0,2 bis 1,0 liegt.
  2. Optisches Aufzeichnungsmedium gemäß Anspruch 1, wobei eine Grenzschicht (103, 105) auf mindestens einer Oberfläche von mindestens einer aus der ersten Aufzeichnungsschicht (104) und der zweiten Aufzeichnungsschicht (204) ausgebildet ist.
  3. Pptisches Aufzeichnungsmedium gemäß einem der Ansprüche 1 und 2, wobei das gerillte Substrat (200) mit einer Breite von 0,10 μm bis 0,46 μm und einer Tiefe von 0,01 μm bis 0,04 μm und mit einem Rillenabstand von 0,28 μm bis 0,50 μm ausgebildet ist.
  4. Optisches Aufzeichnungsmedium gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Wärmekapazität der zweiten Aufzeichnungsschichtstruktur (201) geringer ist als die gesamte Wärmekapazität des Decksubstrates (100) und des gerillten Substrates (200).
  5. Optisches Aufzeichnungsmedium gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die gesamte Wärmekapazität der ersten Aufzeichnungsschichtstruktur (101) und der zweiten Aufzeichnungsschichtstruktur (201) geringer ist als die Wärmekapazität des gerillten Substrates (200).
  6. Optisches Aufzeichnungsmedium gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Dicke von jedem des Decksubstrates (100) und des gerillten Substrates (200) 0,2 mm bis 1,5 mm beträgt.
  7. Optisches Aufzeichnungsmedium gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Hauptkomponenten von jeder aus der ersten Aufzeichnungsschicht (104) und der zweiten Aufzeichnungsschicht (204) mindestens aus Ge-Sb-Te, Sb-Te, Sb-Te-Zn, Sb-Te-Ag, Te-Bi-Ge, Sb-Te-Ge-Se, Te-Sn-Ge-Au, Sb-Te-Ag-In, Se-In-Sb und Te-Se-In ausgewählt sind.
  8. Optisches Aufzeichnungsmedium gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, wobei jede aus der ersten Aufzeichnungsschicht (104) und der zweiten Aufzeichnungsschicht (204) 50 Atom-% bis 80 Atom-% Sb und 10 Atom-% bis 30 Atom-% Te umfasst.
  9. Optisches Aufzeichnungsmedium gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Dicke der ersten Aufzeichnungsschicht (104) 3 nm bis 40 nm beträgt.
  10. Optisches Aufzeichnungsmedium gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Dicke der zweiten Aufzeichnungsschicht (204) 3 nm bis 40 nm beträgt.
  11. Optisches Aufzeichnungsmedium gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Dicke der ersten anorganischen Schicht (107) 1 nm bis 80 nm beträgt.
  12. Optisches Aufzeichnungsmedium gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Dicke der zweiten anorganischen Schicht (207) 1 nm bis 80 nm beträgt.
  13. Optisches Aufzeichnungsmedium gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Komponenten der ersten Aufzeichnungs-Schichtstruktur (101) und der zweiten Schichtstruktur (201) gleich oder verschieden sind und mindestens aus Al, Au, Ag und Cu ausgewählt sind.
  14. Optisches Aufzeichnungsmedium gemäß Anspruch 13, wobei die erste anorganische Schicht (107) Ag als eine Hauptkomponente davon umfasst.
  15. Optisches Aufzeichnungsmedium gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 14, wobei jede aus der ersten Schutzschicht (102), der zweiten Schutzschicht (106), der dritten Schutzschicht (202) und der vierten Schutzschicht (206) ZnS-SiO2 als eine Hauptkomponente davon umfasst.
  16. Optisches Aufzeichnungsverfahren, beinhaltend die Schritte von: Einstrahlen eines Laserstrahls aus der Richtung des Decksubstrates (100) zu einer der beiden auf einem gerillten Substrat (200) eines optischen Aufzeichnungsmediums gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 17 angeordneten Aufzeichnungs-Schichtstrukturen (101, 201), um in einer der beiden Aufzeichnungs-Schichtstrukturen (101, 201) aufzuzeichnen, wobei der Laserstrahl eine Aufzeichnungsenergie von 3 mW bis 12 mW, eine Wellenlänge von 360 nm bis 420 nm und einen Brennfleckdurchmesser von 0,30 μm bis 0,52 μm (1/e2) hat, das gerillte Substrat (200) eine Breite von 0,10 μm bis 0,46 μm und eine Tiefe von 0,01 μm bis 0,04 μm hat und mit einem Rillenabstand von 0,28 μm bis 0,50 μm ausgebildet ist und die beiden Aufzeichnungs-Schichtstrukturen eine erste Aufzeichnungs-Schichtstruktur (101) und eine zweite Aufzeichnungs-Schichtstruktur (201) beinhalten.
  17. Optisches Aufzeichnungsverfahren gemäß Anspruch 16, wobei die Aufzeichnungsenergie des Laserstrahls in der zweiten Aufzeichnungs-Schichtstruktur (201) größer ist als in der ersten Aufzeichnungs-Schichtstruktur (101).
  18. Optisches Aufzeichnungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 16 und 17, wobei die Löschenergie des Laserstrahls in der zweiten Aufzeichnungsschicht (204) größer ist als in der ersten Aufzeichnungsschicht (104).
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