Yuzurihara, Hajime, Tokyo, JP; Deguchi, Hiroshi, Tokyo, JP; Shinotsuka, Michiaki, Tokyo, JP; Shibaguchi, Takashi, Tokyo, JP; Harigaya, Makoto, Tokyo, JP; Kinoshita, Mikio, Tokyo, JP; Kageyama, Yoshiyuki, Tokyo, JP; Abe, Michiharu, Tokyo, JP
Vertreter
Barz, P., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat., Pat.-Anw., 80803 München
Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium,
umfassend ein Phasenänderungs-Aufzeichnungsmaterial, dessen optische Konstante
durch Aufbringung von elektromagnetischen Wellen darauf, insbesondere eines Halbleiter-Laserstrahls,
veränderbar ist, um die Aufzeichnung und Wiedergabe von Information durchzuführen.
Das optische Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium ist eines der
optischen Aufzeichnungsmedien, die durch Aufbringung eines Laserstrahls darauf Information
wiedergeben und löschen können.
In Bezug auf die Struktur der Schichten wird ein repräsentatives
Beispiel des optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsmediums in einer einzigen
Abbildung gezeigt. Wie in der Abbildung gezeigt, sind in dem optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium
eine untere wärmebeständige Schutzschicht 2, eine Aufzeichnungsschicht
3, eine obere wärmebeständige Schutzschicht 4 und eine
Licht reflektierende und Wärme abführende Schicht 5 aufeinanderfolgend
auf einem Substrat 1 in dieser Reihenfolge übereinander angeordnet.
Als Phasenänderungs-Aufzeichnungsmaterialien zur Verwendung in
der Aufzeichnungsschicht 3 ist eine Vielzahl von Materialien, zum Beispiel
GeTe, GeTeSe, GeSbTe und GeSbTeSe herkömmlicher Weise bekannt. Außerdem
wird ein AgInSbTe umfassendes Phasenänderungs-Aufzeichnungsmaterial, welches
hohe Empfindlichkeit und hervorragende Löscheigenschaften aufweist, in den
offen gelegten japanischen Patentanmeldungen 2-37466,
2-171325, 2-415581
und 4-141485 offenbart.
Die vorstehend erwähnten herkömmlichen optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedien
werden dem Aufzeichnungsvorgang in einem Wärmemodus unterworfen, so dass bei
der Wiederholung der Aufzeichnungs- und Löschvorgänge eine Neigung zur
Verschlechterung beobachtet wird. Die Verbesserung derartiger Wiederholungseigenschaften
ist daher einer der wichtigsten Forschungsgegenstände.
Um die Wiederholungseigenschaften zu verbessern, wird vorgeschlagen,
der Aufzeichnungsschicht ein Stickstoffatom zuzusetzen, wie in den offen gelegten
japanischen Patentanmeldungen 4-16383 und
8-287515 offenbart wird. Ferner wird, wie
in der offen gelegten japanischen Patentanmeldung
8-287515, um die Wiederholungseigenschaften zu verbessern eine Aufzeichnungsschicht
so angeordnet, dass sie sich zwischen einer unteren wärmebeständigen Schutzschicht
und einer oberen wärmeempfindlichen Schutzschicht befindet, und überdies
wird über die obere wärmebeständige Schutzschicht eine andere wärmebeständige
Schutzschicht als die dritte wärmebeständige Schutzschicht gelegt. In
diesem Fall wird der thermische Ausdehnungskoeffizient der dritten wärmebeständigen
Schutzschicht so gesteuert, dass er kleiner als diejenigen der unteren und oberen
wärmebeständigen Schutzschichten ist. Als ein Ergebnis kann Verformung
der Aufzeichnungsschicht, wenn Wärme auf das Aufzeichnungsmedium aufgebracht
wird, die leicht durch die Verschiebung von Elementen verursacht wird, welche die
Aufzeichnungsschicht aufbauen, verhindert werden.
Der Zusatz von einem Stickstoffatom zu dem Aufzeichnungsmaterial erhöht
jedoch die Kristallisationstemperatur des Aufzeichnungsmaterials. Als ein Ergebnis
kann die anfängliche Kristallisation des optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsmediums
nicht ohne weiteres durchgeführt werden, und der zum Beenden der anfänglichen
Kristallisation benötigte Zeitraum wird erhöht. Ferner ist die Bereitstellung
der dritten wärmebeständigen Schutzschicht vom Kostenstandpunkt her unvorteilhaft.
Demgemäß ist es ein erstes Ziel der vorliegenden Erfindung,
ein optisches Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium bereitzustellen, welches
bei der Wiederholung der Vorgänge von Aufzeichnung, Löschung und Wiedergabe
nicht schlechter wird.
Ein zweites Ziel der vorliegenden Erfindung ist, ein optisches Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium
bereitzustellen, dessen anfängliche Kristallisation sehr leicht durchgeführt
werden kann.
Die vorstehend erwähnten Ziele der vorliegenden Erfindung können
durch ein optisches Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium erreicht werden, umfassend
ein Substrat und eine untere wärmebeständige Schutzschicht, eine Aufzeichnungsschicht,
die in der Lage ist, unter Nutzung von Veränderungen in der Phase eines Phasenänderungs-Aufzeichnungsmaterials
in der Aufzeichnungsschicht Information aufzuzeichnen und zu löschen, eine
obere wärmebeständige Schutzschicht und eine Licht reflektierende und
Wärme abführende Schicht, welche aufeinanderfolgend auf dem Substrat in
dieser Reihenfolge übereinander angeordnet sind, wobei das Aufzeichnungsmaterial
Ag, In, Sb und Te als Hauptelemente, mindestens ein zusätzliches Element, ausgewählt
aus der Gruppe (1) bestehend aus B, C, N, Al, Si und P und mindestens ein zusätzliches
Element, ausgewählt aus der Gruppe (2) bestehend aus Halogenatomen und Alkalimetallelementen
umfasst.
Als Alkalimetallelemente sind Na und K bevorzugt.
Um spezifischer zu sein, ist es zu bevorzugen, dass das Aufzeichnungsmaterial
Ag, In, Sb und Te als Hauptelemente, mindestens ein zusätzliches Element, ausgewählt
aus der Gruppe (1) bestehend aus B, C, N, Al, Si und P und mindestens ein zusätzliches
Element, ausgewählt aus der Gruppe (2') bestehend aus Cl, Br, I, Na und K umfasst.
In diesem Fall ist wünschenswert, dass die Zusammensetzung des
Phasenänderungs-Aufzeichnungsmaterials, in Atomprozenten ausgedrückt,
durch die folgende Formel (I) wiedergegeben wird:
Ag&agr;In&bgr;Sb&ggr;Te&dgr;X&egr;Y&kgr;(I)
wobei X mindestens ein zusätzliches Element, ausgewählt aus der Gruppe
(1) bestehend aus B, C, N, Al, Si und P ist; Y mindestens ein zusätzliches
Element, ausgewählt aus der Gruppe (2') bestehend aus Cl, Br, I, Na und K ist;
&agr; + &bgr; + &ggr; + &dgr; + &egr; + &kgr; = 100; 0,5 ≤ &egr;
≤ 5; und 0,5 ≤ &kgr; ≤ 3 ist.
Alternativ ist es bevorzugt, dass das Aufzeichnungsmaterial Ag, In,
Sb und Te als Hauptelemente, mindestens ein zusätzliches Element, ausgewählt
aus der Gruppe (1') bestehend aus B, C, Al, Si und P, und ein Fluoratom (F) umfasst.
In diesem Fall ist es erwünscht, dass die Zusammensetzung des
Phasenänderungs-Aufzeichnungsmaterials, in Atomprozenten ausgedrückt,
durch die folgende Formel (II) wiedergegeben wird:
Ag&agr;In&bgr;Sb&ggr;Te&dgr;X'&rgr;Y'ϕ(II)
wobei X' mindestens ein zusätzliches Element, ausgewählt aus der Gruppe
(1') bestehend aus B, C, Al, Si und P ist; V' ein Fluoratom ist; &agr; + &bgr;
+ &ggr; + &dgr; + &rgr; + ϕ = 100; 0,5 ≤ &rgr; ≤ 5;
und 0,5 ≤ ϕ ≤ 3 ist.
Überdies ist es bevorzugt, dass die untere wärmebeständige
Schutzschicht und auch die obere wärmebeständige Schutzschicht einen thermischen
Ausdehnungskoeffizienten in einem Bereich von 10 × 10–6/°C
bis 25 × 10–6/°C aufweisen
In einem solchen Fall ist es bevorzugt, dass die untere wärmebeständige
Schutzschicht und auch die obere wärmebeständige Schutzschicht mindestens
eine Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus NaF, BaF2,
COF2, RbF2, SrF2, MgF2, PbF2,
KF, CeF3, NdF3, ZnS und ZnO umfassen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Eine vollständigere Würdigung der Erfindung und vieler damit
verbundener Vorteile wird ohne weiteres erhalten werden, wenn diese mit Bezug auf
die folgende ausführliche Beschreibung besser verstanden wird, betrachtet in
Verbindung mit der begleitenden Zeichnung, wobei:
die einzige Abbildung eine Querschnittsansicht von einem Beispiel eines optischen
Phasenänderungs-Aufzeichnungsmediums gemäß der vorliegenden Erfindung
ist.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die Aufzeichnungsschicht
des optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsmediums ein optisches Phasenänderungs-Aufzeichnungsmaterial,
das Ag, In, Sb und Te als Hauptelemente umfasst. An Stelle von Ag kann Au verwendet
werden. Ferner umfasst das Aufzeichnungsmaterial ferner mindestens ein zusätzliches
Element mit einer großen Koordinationszahl, das zu der zweiten und dritten
Reihe in dem Periodensystem gehört, welches aus der Gruppe (1), bestehend aus
B, C, N, Al, Si und P ausgewählt werden kann, und mindestens ein zusätzliches
Element, das aus der aus Halogenatomen und Alkalimetallelementen bestehenden Gruppe
(2) ausgewählt ist.
Die durchschnittliche Koordinationszahl kann unter den das Aufzeichnungsmaterial
bildenden Elementen durch den Zusatz des vorstehend erwähnten Elementes mit
einer großen Koordinationszahl so eingestellt werden, dass sie gegen 2,35 geht.
In dem Fall, wo die durchschnittliche Koordinationszahl nahe 2,35 ist, kann
das Aufzeichnungsmaterial in einem kristallinen Zustand leicht glasig werden, wenn
das Aufzeichnungsmaterial geschmolzen wird, gefolgt von schneller Abkühlung.
Dies bedeutet eine Verbesserung der Aufzeichnungscharakteristik. Zur gleichen Zeit
kann die Viskosität des geschmolzenen Aufzeichnungsmaterials erhöht werden.
Daher können die Elemente, welche die Aufzeichnungsschicht bilden, daran gehindert
werden, sich darin zu bewegen und darin zu fließen, wenn die Aufzeichnungsschicht
durch Aufbringen eines Laserstrahls darauf geschmolzen wird. Als ein Ergebnis können
die Wiederholungseigenschaften des erhaltenen Aufzeichnungsmediums verbessert werden.
Jedoch ergibt der Zusatz des vorstehend erwähnten Elementes mit
einer großen Koordinationszahl eine ungünstige Nebenwirkung. Und zwar
kann die anfängliche Kristallisation der Aufzeichnungsschicht nicht ohne weiteres
durchgeführt werden. Daher enthält gemäß der vorliegenden Erfindung
das Aufzeichnungsmaterial ferner mindestens ein zusätzliches Element, das aus
der Gruppe ausgewählt ist, die aus den vorstehend erwähnten Halogenatomen
und Alkalimetallelementen besteht.
Insbesondere ist es zu bevorzugen, dass das Aufzeichnungsmaterial
Ag, In, Sb und Te als Hauptelemente umfasst, mindestens ein zusätzliches Element,
das aus der Gruppe (1), bestehend aus B, C, N, Al, Si und P ausgewählt ist,
und mindestens ein zusätzliches Element, ausgewählt aus der Gruppe (2'),
die aus Cl, Br, I und Alkalimetallelementen besteht.
Alternativ ist es auch bevorzugt, dass das Aufzeichnungsmaterial Ag,
In, Sb und Te als Hauptelemente umfasst, mindestens ein zusätzliches Element,
das aus der Gruppe (1'), bestehend aus B, C, Al, Si und P ausgewählt ist, und
ein Fluoratom (F).
Als Alkalimetallelemente werden in der vorliegenden Erfindung bevorzugt
Na und K verwendet.
Es ist bevorzugt, dass die Menge des zusätzlichen Elements mit
einer großen Koordinationszahl im Bereich von 0,5 bis 5 Atom-% liegt, bevorzugter
im Bereich von 2 bis 5 Atom-% in Bezug auf die Zusammensetzung des Aufzeichnungsmaterials.
Es ist zu bevorzugen, dass die Menge von dem anderen zusätzlichen
Element, das aus der aus Halogenatomen wie Cl, Br, I und F und Alkalimetallen wie
Na und K bestehenden Gruppe ausgewählt ist, in dem Bereich von 0,5 bis 3 Atom-%
liegt, bevorzugter in Bereich von 1 bis 3 Atom-% in Bezug auf die Zusammensetzung
des Aufzeichnungsmaterials.
In der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die die untere
wärmebeständige Schutzschicht und auch die obere wärmebeständige
Schutzschicht einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten in einem Bereich von 10
× 10–6/°C bis 25 × 10–6/°C
aufweisen.
Der thermische Ausdehnungskoeffizient der Aufzeichnungsschicht zur
Verwendung in der vorliegenden Erfindung beträgt 23 × 10–6/°C.
Wenn die thermischen Ausdehnungskoeffizienten der unteren und der oberen wärmebeständigen
Schutzschichten nahe an demjenigen der Aufzeichnungsschicht liegen, welche sich
zwischen diesen Schutzschichten befindet, sind die thermischen Ausdehnungen dieser
drei Schichten beinahe die gleichen, sogar wenn für die Aufzeichnungs- und
Löschvorgänge ein Laserstrahl auf das Aufzeichnungsmedium aufgebracht
wird. Als ein Ergebnis wird die durch den Unterschied der thermischen Ausdehnung
verursachte Spannung minimiert, und daher können die Wiederholungseigenschaften
des Aufzeichnungsmediums verbessert werden.
Um solche unteren und oberen wärmebeständigen Schutzschichten
zu erhalten, ist es zu empfehlen, dass die untere und auch die obere wärmebeständige
Schutzschicht mindestens eine Verbindung umfassen, die aus der Gruppe ausgewählt
ist, die aus NaF, BaF2, CoF2, RbF2, SrF2,
MgF2, PbF2, KF, CeF3, NdF3, ZnS und
ZnO besteht.
Der thermische Ausdehnungskoeffizient der unteren wärmebeständigen
Schutzschicht und derjenige der oberen wärmebeständigen Schutzschicht
können eingestellt werden, indem mindestens eine der vorstehend aufgeführten
Verbindungen der Zusammensetzung von jeder wärmebeständigen Schutzschicht
zugesetzt wird.
Die Struktur des optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsmediums
gemäß der vorliegenden Erfindung ist gleich derjenigen wie in der einzigen
Abbildung veranschaulicht.
Das heißt, eine untere wärmebeständige Schutzschicht
2, eine Aufzeichnungsschicht 3, eine obere wärmebeständige
Schutzschicht 4 und eine Licht reflektierende und Wärme abführende
Schicht 5 sind aufeinanderfolgend auf einem Substrat 1 übereinander
angeordnet, welches Führungsrillen darauf trägt.
Beispiele der Materialien für das Substrat 1 sind Glas,
Keramik und Harze. Im Hinblick auf die Formbarkeit ist ein aus einem Harz hergestelltes
Substrat in der vorliegenden Erfindung bevorzugt.
Repräsentative Beispiele des Harzes für die Herstellung
des Substrates 1 beinhalten Polycarbonatharz, Acrylharz, Epoxyharz, Polystyrolharz,
Polyethylenharz, Polypropylenharz, Siliconharz, Fluor-haltiges Harz, ABS-Harz und
Urethanharz. Von diesen Harzen ist Polycarbonatharz in Bezug auf Verarbeitbarkeit
und die optischen Merkmale davon als das Material für das Substrat am bevorzugtesten.
Das Substrat 1 kann in der Form einer Scheibe, einer Karte
oder eines Blattes sein.
Die untere und obere wärmebeständige Schutzschicht
2 und 4 kann zum Beispiel durch Vakuumabscheidung, Sputtern oder
Elektronenstrahlabscheidung bereitgestellt werden.
Die Dicke von jeder wärmebeständigen Schutzschicht
2 und 4 unterscheidet sich je nach den Funktionen als die wärmebeständige
Schicht und als die optische interferenzschicht. In der vorliegenden Erfindung ist
es bevorzugt, dass die Dicke der unteren wärmebeständigen Schutzschicht
2 in dem Bereich von 500 bis 3000 Å liegt, bevorzugter in Bereich
von 800 bis 2000 Å. Es ist bevorzugt, dass die Dicke der oberen wärmebeständigen
Schutzschicht 4 in dem Bereich von 100 bis 1000 Å liegt, bevorzugter
in Bereich von 150 bis 350 Å.
Die Aufzeichnungsschicht 3 kann ebenfalls auf der unteren
wärmebeständigen Schutzschicht 2 mit dem gleichen Verfahren wie
vorstehend erwähnt bereitgestellt werden. Die Dicke der Aufzeichnungsschicht
3 unterscheidet sich je nach der Bandlücke des für die Aufzeichnungsschicht
3 zu verwendenden Aufzeichnungsmaterials. Wenn ein Aufzeichnungsmaterial
mit einer Bandlücke von 1,0 eV oder mehr verwendet wird, ist es bevorzugt,
dass die Dicke der Aufzeichnungsmaterial 3 in dem Bereich von 50 bis 500
Å liegt, bevorzugter in Bereich von 100 bis 250 Å. Wenn im Gegensatz dazu
das Aufzeichnungsmaterial eine Bandlücke von weniger als 1,0 eV hat, kann die
Dicke der Aufzeichnungsschicht verringert werden, so dass das durchgelassene Licht
vermehrt wird.
Die Licht reflektierende und Wärme abführende Schicht
5 kann aus verschiedenen Arten von Metallen und Legierungen davon hergestellt
werden. Insbesondere Al-Legierungen wie Al-Ti, Al-Ni, Al-Mn, Al-Cr, Al-Zr und Al-Si
und Ag-Legierungen wie Ag-Pd werden vorzugsweise für die Herstellung der Licht
reflektierenden und Wärme abführenden Schicht 5 verwendet. Die
Licht reflektierende und Wärme abführende Schicht kann durch Vakuumabscheidung,
Sputtern oder Elektronenstrahlabscheidung erzeugt werden. Es ist bevorzugt, dass
die Licht reflektierende und Wärme abführende Schicht eine Dicke in dem
Bereich von 200 bis 3000 Å hat, bevorzugter in Bereich von 500 bis 2000 Å.
Andere Merkmale der Erfindung werden im Verlauf der folgenden Beschreibung
von beispielhaften Ausführungsformen ersichtlich werden, die zur Veranschaulichung
der Erfindung geboten werden und nicht dazu gedacht sind, diese zu beschränken.
Beispiel 1
Auf einem Polycarbonat-Substrat mit einer Dicke von 1,2 mm und einem
Durchmesser von 120 mm, das Führungsrillen mit einem Spurabstand von 1,6 &mgr;m
und einer Tiefe von 600 Å darauf trug, wurden mit dem Sputterverfahren eine
untere wärmebeständige Schutzschicht, eine Aufzeichnungsschicht, eine
obere wärmebeständige Schutzschicht und eine Licht reflektierende und
Wärme abführende Schicht aufeinanderfolgend übereinander angeordnet.
Das Material und die Dicke von jeder Schicht werden in Tabelle 1 gezeigt.
Auf diese Weise wurde ein optisches Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium
gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt.
Tabelle 1
Struktur der SchichtenFilmbildungsbedingungenMaterialDicke (Å)FilmbildungsverfahrenUntere wärmebeständige Schutzschicht(ZnS)80(SiO2)20 (Mol-%)1700RF-SputternAufzeichnungsschichtAg3In5Sb58Te26N5Cl3
(Atom-%)230RF-SputternObere wärmebeständige Schutzschicht(ZnS)80(SiO2)20 (Mol-%)350RF-SputternLicht reflektierende und Wärme abführende SchichtAl-Legierung900Gleichstrom-Sputtern
Das auf diese Weise hergestellte Aufzeichnungsmedium Nr.1 wurde unter
Verwendung eines Halbleiter-Laserstrahls mit hoher Energieleistung initialisiert.
Die optimalen Initialisierungsbedingungen werden in Tabelle 2 gezeigt.
Die Verteilung des Reflexionsgrades wurde erhalten, indem der Reflexionsgrad
um eine beliebige Spur des Aufzeichnungsmediums herum unmittelbar nachdem das Aufzeichnungsmedium
initialisiert worden war gemessen wurde. Das Ergebnis wird ebenfalls in Tabelle
2 gezeigt.
Danach wurde eine Aufzeichnungsmarkierung derart in das Aufzeichnungsmedium
Nr. 1 geschrieben, dass das Aufzeichnungssignal eines Zufallsmusters (8,64 MHz)
mit Acht zu Vierzehn Modulation (EFM) auf das Aufzeichnungsmedium aufgebracht wurde,
wobei die Lineargeschwindigkeit des Aufzeichnungsmediums auf 2,8 m/s eingestellt
war.
Die Wiederholtüberschreibungseigenschaften des optischen Aufzeichnungsmediums
Nr. 1 wurden ausgedrückt durch den Jitterwert in Bezug auf 3T-Signale durch
Wiedergabe des überschriebenen EFM-Zufallsmusters bewertet. Bei dem Wiedergabevorgang
war die Lineargeschwindigkeit des Aufzeichnungsmediums 2,8 m/s.
Die Ergebnisse werden in Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 2
(*) die Anzahl der wiederholten Überschreibungen.
Wenn der Atomprozentsatz von Cl in der Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht
zur Verwendung in dem optischen Aufzeichnungsmedium Nr. 1 in Beispiel 1 3 Atom-%
oder weniger war, wurde Kristallisation während der Lagerung des Aufzeichnungsmediums
verhindert. Mit anderen Worten war die Aufbewahrungsstabilität des Aufzeichnungsmediums
hervorragend. Ferner ergaben andere Halogenatome als Cl die gleichen Auswirkungen
wie in Beispiel 1.
Vergleichsbeispiel 1
Die Vorgehensweise zur Herstellung des optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsmediums
Nr. 1 in Beispiel 1 wurde wiederholt, außer dass die Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht
wie in Tabelle 3 gezeigt verändert wurde.
Tabelle 3
Struktur der SchichtenFilmbildungsbedingungenMaterialDicke (Å)FilmbildungsverfahrenUntere wärmebeständige Schutzschicht(ZnS)80(SiO2)20 (Mol-%)1700RF-SputternAufzeichnungsschichtAg3In5Sb60Te30N2
(Atom-%)230RF-SputternObere wärmebeständige Schutzschicht(ZnS)80(SiO2)20 (Mol-%)350RF-SputternLicht reflektierende und Wärme abführende SchichtAl-Legierung900Gleichstrom-Sputtern
Auf diese Weise wurde ein optisches Vergleichs-Aufzeichnungsmedium
Nr. 1 hergestellt.
Die optimalen Initialisierungsbedingungen und die Verteilung des Reflexionsgrades
nach der Initialisierung werden in Tabelle 4 gezeigt.
Außerdem wurden die Wiederholtüberschreibungseigenschaften
des optischen Vergleichs-Aufzeichnungsmediums Nr. 1 in der gleichen Weise wie in
Beispiel 1 bewertet.
Die Ergebnisse werden in Tabelle 4 gezeigt.
Tabelle 4
(*) die Anzahl der wiederholten Überschreibungen.
Wenn die in Tabelle 2 gezeigten Auswertungsergebnisse mit denen in
Tabelle 4 verglichen werden, ist der von dem Aufzeichnungsmedium von Beispiel 1
erhaltene Jitterwert in Bezug auf das 3T-Signal gleich demjenigen, der von dem Vergleichs-Aufzeichnungsmedium
von Vergleichsbeispiel 1 erhalten wurde, bis die Anzahl der wiederholten Überschreibungen
1000 Mal erreicht. Wenn der Überschreibungsvorgang 5000 Mal wiederholt wird,
nimmt der Jitterwert in Vergleichsbeispiel 1 steil zu. Im Gegensatz dazu wird der
Jitterwert in Beispiel 1 nicht so sehr verändert, sogar nachdem der Überschreibungsvorgang
5000 Mal wiederholt wurde.
Wie aus den Ergebnissen in den Tabellen 2 und 4 zu ersehen ist, ist
überdies der von dem Aufzeichnungsmedium von Beispiel 1 erhaltene Jitterwert
kleiner als derjenige, der von dem Vergleichs-Aufzeichnungsmedium von Vergleichsbeispiel
1 erhalten wurde, wenn die Energie zum Aufzeichnen niedrig ist. Dies bedeutet, dass
das in Beispiel 1 hergestellte Aufzeichnungsmedium in Bezug auf die Empfindlichkeit
verbessert ist.
Im Hinblick auf die Initialisierungsbedingungen kann die Energie zum
Initialisieren des Aufzeichnungsmediums von Beispiel 1 niedriger und die Lineargeschwindigkeit
des Aufzeichnungsmediums von Beispiel 1 höher gemacht werden als diejenigen
für das Vergleichs-Aufzeichnungsmedium von Vergleichsbeispiel 1. Das heißt,
dem Aufzeichnungsmedium bei der Initialisierung auferlegte thermische Beschädigung
kann in Beispiel 1 verringert werden. Es wird angenommen, dass eine solche Verringerung
der thermischen Beschädigung bei der Initialisierung zu der Verbesserung der
Wiederholtüberschreibungseigenschaften beiträgt.
Beispiel 2
Die Vorgehensweise zur Herstellung des optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsmediums
Nr. 1 in Beispiel 1 wurde wiederholt, außer dass die Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht
wie in Tabelle 5 gezeigt verändert wurde. Tabelle 5
Struktur der SchichtenFilmbildungsbedingungenMaterialDicke (Å)FilmbildungsverfahrenUntere wärmebeständige Schutzschicht(ZnS)80(SiO2)20 (Mol-%)1700RF-SputternAufzeichnungsschichtAg3In5Sb59Te30N2Cl1
(Atom-%)230RF-SputternObere wärmebeständige Schutzschicht(ZnS)80(SiO2)20 (Mol-%)350RF-SputternLicht reflektierende und Wärme abführende SchichtAl-Legierung900Gleichstrom-Sputtern
Auf diese Weise wurde ein optisches Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium
Nr. 2 gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt.
Die optimalen Initialisierungsbedingungen und die Verteilung des Reflexionsgrades
nach der Initialisierung werden in Tabelle 6 gezeigt.
Außerdem wurden die Wiederholtüberschreibungseigenschaften
des optischen Aufzeichnungsmediums Nr. 2 in der gleichen Weise wie in Beispiel 1
bewertet.
Die Ergebnisse werden in Tabelle 6 gezeigt.
Tabelle 6
(*) die Anzahl der wiederholten Überschreibungen.
Wenn die in Tabelle 2 gezeigten Auswertungsergebnisse mit denen in
Tabelle 6 verglichen werden, sind die Wiederholtüberschreibungseigenschaften
des Aufzeichnungsmediums Nr. 1 etwas besser als die von dem Aufzeichnungsmedium
Nr. 2, nachdem der Überschreibungsvorgang 5000 Mal wiederholt wurde. Der Grund
hierfür ist, dass der Gehalt von N in der Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht
zur Verwendung in Beispiel 1 geeigneter ist.
Wie aus den Ergebnissen der Verteilung des Reflexionsgrades nach Initialisierung
ersehen werden kann, kann die Initialisierung des Aufzeichnungsmediums Nr. 1 und
auch die des Aufzeichnungsmediums Nr. 2 ohne weiteres durchgeführt werden.
Jedoch ist die Aufzeichnungsempfindlichkeit des Aufzeichnungsmediums Nr. 1 etwas
besser als die des Aufzeichnungsmediums Nr. 2, wenn die Aufzeichnungsenergie niedrig
ist. Solche Vorteile des Aufzeichnungsmediums Nr1 sind eine Folge des richtigen
Gehaltes von Cl in der Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht. Es wird daher angenommen,
dass Cl in der Aufzeichnungsschicht als ein Donor wirkt.
Beispiel 3
Die Vorgehensweise zur Herstellung des optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsmediums
Nr. 1 in Beispiel 1 wurde wiederholt, außer dass die Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht
wie in Tabelle 7 gezeigt verändert wurde.
Tabelle 7
Struktur der SchichtenFilmbildungsbedingungenMaterialDicke (Å)FilmbildungsverfahrenUntere wärmebeständige Schutzschicht(ZnS)80(SiO2)20 (Mol-%)1700RF-SputternAufzeichnungsschichtAg3In5Sb58Te26Si5Na3
(Atom-%)230RF-SputternObere wärmebeständige Schutzschicht(ZnS)80(SiO2)20 (Mol-%)350RF-SputternLicht reflektierende und Wärme abführende SchichtAl-Legierung900Gleichstrom-Sputtern
Auf diese Weise wurde ein optisches Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium
Nr. 3 gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt.
Die optimalen Initialisierungsbedingungen und die Verteilung des Reflexionsgrades
nach der Initialisierung werden in Tabelle 8 gezeigt.
Außerdem wurden die Wiederholtüberschreibungseigenschaften
des optischen Aufzeichnungsmediums Nr. 3 in der gleichen Weise wie in Beispiel 1
bewertet.
Die Ergebnisse werden in Tabelle 8 gezeigt. Tabelle 8
(*) die Anzahl der wiederholten Überschreibungen.
Wenn die in Tabelle 8 gezeigten Auswertungsergebnisse mit denen in
Tabelle 4 verglichen werden, sind die Wiederholtüberschreibungseigenschaften
des Aufzeichnungsmediums Nr. 3 verbessert. Wenn jedoch die Ergebnisse in Tabelle
8 mit denen in Tabelle 2 verglichen werden, so zeigt das Aufzeichnungsmedium Nr.
3 die Neigung, dass die Aufzeichnungsempfindlichkeit schlechter wird, wenn die Laserenergie
zum Aufzeichnen verhältnismäßig niedrig ist. Der Grund dafür
ist, dass Na anders als Cl nicht als ein Donor in der Aufzeichnungsschicht fungiert.
Wenn der Gehalt von Si in der Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht
5 Atom-% oder weniger beträgt (in Tabelle 8 nicht gezeigt), kann die anfängliche
Kristallisation leicht durchgeführt werden, und wenn der Gehalt von Na in der
Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht 3 Atom-% oder weniger beträgt, wird
die Aufbewahrungsstabilität des Ladungstransportschicht verbessert. Wenn ferner
der Gehalt von Si in der Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht 2 Atom-% oder
mehr beträgt, werden die Wiederholtüberschreibungseigenschaften des Aufzeichnungsmediums
bedeutend verbessert; und wenn der Gehalt von Na in der Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht
1 Atom-% oder mehr beträgt, kann die Initialisierung des Aufzeichnungsmediums
sehr leicht erreicht werden.
Beispiel 4
Die Vorgehensweise zur Herstellung des optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsmediums
Nr. 1 in Beispiel 1 wurde wiederholt, außer dass die Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht
wie in Tabelle 9 gezeigt verändert wurde. Tabelle 9
Struktur der SchichtenFilmbildungsbedingungenMaterialDicke (Å)FilmbildungsverfahrenUntere wärmebeständige Schutzschicht(ZnS)80(SiO2)20 (Mol-%)1700RF-SputternAufzeichnungsschichtAg3In5Sb58Te26B5K3
(Atom-%)230RF-SputternObere wärmebeständige Schutzschicht(ZnS)80(SiO2)20 (Mol-%)350RF-SputternLicht reflektierende und Wärme abführende SchichtAl-Legierung900Gleichstrom-Sputtern
Auf diese Weise wurde ein optisches Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium
Nr. 4 gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt.
Die optimalen Initialisierungsbedingungen und die Verteilung des Reflexionsgrades
nach der Initialisierung werden in Tabelle 10 gezeigt.
Außerdem wurden die Wiederholtüberschreibungseigenschaften
des optischen Aufzeichnungsmediums Nr. 4 in der gleichen Weise wie in Beispiel 1
bewertet.
Die Ergebnisse werden in Tabelle 10 gezeigt.
Tabelle 10
(*) die Anzahl der wiederholten Überschreibungen.
Wie aus den in Tabelle 10 gezeigten Ergebnissen ersehen werden kann,
sind die Wiederholtüberschreibungseigenschaften des Aufzeichnungsmediums Nr.
4 verbessert.
Wenn der Gehalt von B in der Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht
5 Atom-% oder weniger beträgt (in Tabelle 10 nicht gezeigt),
kann die anfängliche Kristallisation leicht durchgeführt werden, und wenn
der Gehalt von B 2 Atom-% oder mehr beträgt, werden die Wiederholtüberschreibungseigenschaften
des Aufzeichnungsmediums bedeutend verbessert. Wenn andererseits der Gehalt von
K in der Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht 3 Atom-% oder weniger beträgt,
wird die Aufbewahrungsstabilität des Aufzeichnungsmediums verbessert; und wenn
der Gehalt von K in der Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht 1 Atom-% oder mehr
beträgt, kann die Initialisierung des Aufzeichnungsmediums sehr leicht erreicht
werden.
Beispiel 5
Die Vorgehensweise zur Herstellung des optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsmediums
Nr. 1 in Beispiel 1 wurde wiederholt, außer dass die Zusammensetzungen der
unteren und der oberen wärmebeständigen Schutzschichten wie in Tabelle
11 gezeigt verändert wurde.
Tabelle 11
Struktur der SchichtenFilmbildungsbedingungenMaterialDicke (Å)FilmbildungsverfahrenUntere wärmebeständige Schutzschicht(MgF2)55(ZnS)45 (Mol-%)1700RF-SputternAufzeichnungsschichtAg3In5Sb58Te26N5Cl3
(Atom-%)230RF-SputternObere wärmebeständige Schutzschicht(MgF2)55(ZnS)45 (Mol-%)350RF-SputternLicht reflektierende und Wärme abführende SchichtAl-Legierung900Gleichstrom-Sputtern
Auf diese Weise wurde ein optisches Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium
Nr. 5 gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt.
Die optimalen Initialisierungsbedingungen und die Verteilung des Reflexionsgrades
nach der Initialisierung werden in Tabelle 12 gezeigt.
Außerdem wurden die Wiederholtüberschreibungseigenschaften
des optischen Aufzeichnungsmediums Nr. 5 in der gleichen Weise wie in Beispiel 1
bewertet.
Die Ergebnisse werden in Tabelle 12 gezeigt. Tabelle 12
(*) die Anzahl der wiederholten Überschreibungen.
Es wird bestätigt, dass die Wiederholtüberschreibungseigenschaften
des Aufzeichnungsmediums Nr. 5 durch Verwendung der unteren und oberen wärmebeständigen
Schutzschicht mit solchen Zusammensetzungen wie in Tabelle 11 gezeigt verbessert
werden. Der Grund für eine solche Verbesserung der Wiederholtüberschreibungseigenschaften
ist, dass die thermischen Ausdehnungskoeffizienten der unteren und oberen wärmebeständigen
Schutzschicht nahe bei denjenigen der Aufzeichnungsschicht und der Licht reflektierenden
und Wärme abführenden Schicht sind und daher die zwischen den Schichten
erzeugte Spannung verringert werden kann.
Beispiel 6
Die Vorgehensweise zur Herstellung des optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsmediums
Nr. 1 in Beispiel 1 wurde wiederholt, außer dass die Zusammensetzungen der
unteren und der oberen wärmebeständigen Schutzschichten wie in Tabelle
13 gezeigt verändert wurde.
Tabelle 13
Struktur der SchichtenFilmbildungsbedingungenMaterialDicke (Å)FilmbildungsverfahrenUntere wärmebeständige Schutzschicht(PbF2)40(ZnS)60 (Mol-%)1700RF-SputternAufzeichnungsschichtAg3In5Sb58Te26N5Cl3
(Atom-%)230RF-SputternObere wärmebeständige Schutzschicht(PbF2)40(ZnS)60 (Mol-%)350RF-SputternLicht reflektierende und Wärme abführende SchichtAl-Legierung900Gleichstrom-Sputtern
Auf diese Weise wurde ein optisches Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium
Nr. 6 gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt.
Die optimalen Initialisierungsbedingungen und die Verteilung des Reflexionsgrades
nach der Initialisierung werden in Tabelle 14 gezeigt.
Außerdem wurden die Wiederholtüberschreibungseigenschaften
des optischen Aufzeichnungsmediums Nr. 6 in der gleichen Weise wie in Beispiel 1
bewertet.
Die Ergebnisse werden in Tabelle 14 gezeigt.
Tabelle 14
(*) die Anzahl der wiederholten Überschreibungen.
Es wird bestätigt, dass das Aufzeichnungsmedium Nr. 6 verbesserte
Wiederholtüberschreibungseigenschaften ähnlich dem in Beispiel 5 hergestellten
optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium Nr. 5 zeigt.
Beispiel 7
Die Vorgehensweise zur Herstellung des optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsmediums
Nr. 1 in Beispiel 1 wurde wiederholt, außer dass die Zusammensetzungen der
unteren und der oberen wärmebeständigen Schutzschichten wie in Tabelle
15 gezeigt verändert wurde. Tabelle 15
Struktur der SchichtenFilmbildungsbedingungenMaterialDicke (Å)FilmbildungsverfahrenUntere wärmebeständige Schutzschicht(NdF3)55(ZnS)45 (Mol-%)1700RF-SputternAufzeichnungsschichtAg3In5Sb58Te26N5Cl3
(Atom-%)230RF-SputternObere wärmebeständige Schutzschicht(NdF3)55(ZnS)45 (Mol-%)350RF-SputternLicht reflektierende und Wärme abführende SchichtAl-Legierung900Gleichstrom-Sputtern
Auf diese Weise wurde ein optisches Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium
Nr. 7 gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt.
Die optimalen Initialisierungsbedingungen und die Verteilung des Reflexionsgrades
nach der Initialisierung werden in Tabelle 16 gezeigt.
Außerdem wurden die Wiederholtüberschreibungseigenschaften
des optischen Aufzeichnungsmediums Nr. 7 in der gleichen Weise wie in Beispiel 1
bewertet.
Die Ergebnisse werden in Tabelle 16 gezeigt.
Tabelle 16
(*) die Anzahl der wiederholten Überschreibungen.
Es wird bestätigt, dass das Aufzeichnungsmedium Nr. 6 verbesserte
Wiederholtüberschreibungseigenschaften ähnlich den in den Beispielen 5
und 6 hergestellten optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium Nr. 5 beziehungsweise
Nr. 6 zeigt.
Wie vorstehend erklärt wurde, kann die anfängliche Kristallisation
des optischen Phasenänderungs-Aufzeichnungsmediums gemäß der vorliegenden
Erfindung leicht durchgeführt werden. Gleichzeitig werden die Wiederholtüberschreibungseigenschaften
und die Aufzeichnungsempfindlichkeit bedeutend verbessert.
Anspruch[de]
Optisches Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium umfassend ein Substrat
und eine untere wärmebeständige Schutzschicht, eine Aufzeichnungsschicht,
die in der Lage ist, unter Nutzung von Veränderungen in der Phase eines Phasenänderungs-Aufzeichnungsmaterials
in der Aufzeichnungsschicht Information aufzuzeichnen und zu löschen, eine
obere wärmebeständige Schutzschicht und eine Licht reflektierende und
Wärme abführende Schicht, welche aufeinanderfolgend auf dem Substrat in
dieser Reihenfolge übereinander angeordnet sind, wobei das Aufzeichnungsmaterial
umfasst:
Ag, In, Sb und Te als Hauptelemente,
mindestens ein zusätzliches Element, ausgewählt aus der Gruppe (1) bestehend
aus B, C, N, Al, Si und P, und
mindestens ein zusätzliches Element, ausgewählt aus der Gruppe (2) bestehend
aus Halogenatomen und Alkalimetallelementen.Optisches Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium wie in Anspruch 1
beansprucht, wobei die Alkalimetallelemente Na und K umfassen.Optisches Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium wie in Anspruch 1
beansprucht, wobei das Aufzeichnungsmaterial umfasst:
Ag, In, Sb und Te als Hauptelemente,
mindestens ein zusätzliches Element, ausgewählt aus der Gruppe (1) bestehend
aus B, C, N, Al, Si und P, und
mindestens ein zusätzliches Element, ausgewählt aus der Gruppe (2') bestehend
aus Cl, Br, I, Na und K.Optisches Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium wie in Anspruch 1
beansprucht, wobei das Aufzeichnungsmaterial umfasst:
Ag, In, Sb und Te als Hauptelemente,
mindestens ein zusätzliches Element, ausgewählt aus der Gruppe (1') bestehend
aus B, C, Al, Si und P, und
ein Fluoratom (F).Optisches Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium wie in Anspruch 3
beansprucht, wobei die Zusammensetzung des Phasenänderungs-Aufzeichnungsmaterials,
in Atomprozenten ausgedrückt, durch die Formel (I) wiedergegeben wird:
Ag&agr;In&bgr;Sb&ggr;Te&dgr;X&egr;Y&kgr;(I)
wobei X mindestens ein zusätzliches Element, ausgewählt aus der Gruppe
(1) bestehend aus B, C, N, Al, Si und P ist; Y mindestens ein zusätzliches
Element, ausgewählt aus der Gruppe (2') bestehend aus Cl, Br, I, Na und K ist;
&agr; + &bgr; + &ggr; + &dgr; + &egr; + &kgr; = 100; 0,5 ≤ &egr;
≤ 5; und 0,5 ≤ &kgr; ≤ 3 ist.Optisches Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium wie in Anspruch 4
beansprucht, wobei die Zusammensetzung des Phasenänderungs-Aufzeichnungsmaterials,
in Atomprozenten ausgedrückt, durch die Formel (II) wiedergegeben wird:
Ag&agr;In&bgr;Sb&ggr;Te&dgr;X'&rgr;Y'ϕ(II)
wobei X' mindestens ein zusätzliches Element, ausgewählt aus der Gruppe
(1') bestehend aus B, C, Al, Si und P ist; Y' ein Fluoratom ist; &agr; + &bgr;
+ &ggr; + &dgr; + &rgr; + ϕ = 100; 0,5 ≤ &rgr; ≤ 5;
und 0,5 ≤ ϕ ≤ 3.Optisches Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium wie in Anspruch 1
beansprucht, wobei die untere wärmebeständige Schutzschicht und die obere
wärmebeständige Schutzschicht einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten
in einem Bereich von 10 × 10–6/°C bis 25 × 10–6/°C
aufweisen.Optisches Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium wie in Anspruch 7
beansprucht, wobei die untere wärmebeständige Schutzschicht und die obere
wärmebeständige Schutzschicht mindestens eine Verbindung, ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus NaF, BaF2, CoF2, RbF2,
SrF2, MgF2, PbF2, KF, CeF3, NdF3,
ZnS und ZnO umfassen.