CN101138034A - 可记录光学记录介质及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种可记录光学记录介质,其具有优秀的记录和再现特性和可制造性,并且能够降低制造成本。特别公开了,该可记录光学记录介质(10)具有这样的结构,其中无机记录膜(6)、介电膜(4)和光传输层(5)已经依次形成在基板(1)上。无机记录膜(6)由依次形成在基板(1)上的金属膜(2)和氧化膜(3)组成。当光辐射到无机记录膜(6)时,由于光的催化作用从氧化膜(3)分离出氧,导致在金属膜(2)侧氧浓度的增加,并且大大地改变了光学常数。

Description

可记录光学记录介质及其制造方法
技术领域
本发明涉及一次写入(write-once)型记录介质及其制造方法。特别是,本发明涉及具有无机记录膜的一次写入型记录介质及其制造方法。
背景技术
作为众所周知的例如CD-R(紧凑可读光盘)和DVD-R(数字通用可读光盘),具有记录层的一次写入型记录介质已经非常普遍,该记录层的记录材料是有机染料。
已经提出各种类型的采用无机记录材料的记录介质(例如,日本专利申请公开号:平11-144316)。然而,迄今为止,采用有机材料作为记录材料的记录介质(在下文中,这些记录介质称作有机记录介质)比采用无机材料作为记录材料的记录介质(在下文中,这些记录介质称作无机记录介质)更为普遍。这是因为,当无机材料作为记录介质的记录膜时,由于反射率的适应性较差,因此所得到的记录介质与ROM(只读存储器)不能具有兼容性。另外,当试图改善记录介质的记录特性和耐久性时,需要采用多层膜,导致增加制造设备例如溅射单元的制造成本。因此,采用无机材料的记录介质的制造成本变得高于采用有机材料的制造成本。
相反,在采用有机材料作为记录材料的一次写入型光学记录介质中,因为其记录层可以通过旋涂法形成,并且反射膜形成在记录层上,所以制造方法简单,并且制造设备的制造成本低。
另一方面,主要通过采用短波长光源和小数值孔径(N.A.)物镜已经实现了光盘的高密度结构。到此为止,因为具有约400nm短波长的蓝半导体激光器已经投入实际使用,所以存在着开发适合于具有这样波长的光源的有机染料的需求。
然而,在满足具有短波长的光的光学特性的有机染料中,颜色染料粒子的尺寸倾向于变小。因此,因为分子设计的适应性变差,所以设计所得到的介质的特性的适应性变差。
在已经作为下一代光盘标准商业化的蓝光光盘((注册商标)下文中称作BD)中,由于其N.A.是0.85,因为倾斜公差很小,所以记录和再现蓝激光从厚度为0.1mm并且形成在记录层上的透光层辐射。当有机染料用作记录材料时,需要形成介电膜,以防止有机染料的分子在透光层中扩散。在这些情形中,需要低成本记录膜替代有机染料。
对于CD-R和DVD-R的光学系统,就记录和再现特性,无机记录介质可能优于有机记录介质。然而,在一些光学记录介质中,如同相变型记录介质一样,其记录层通过溅射法形成并且具有多层结构,其制造工艺变得复杂,并且增加成本。因此希望一次写入型记录介质的结构层的数量最多为3至4。
发明内容
因此,本发明的目的是提供一种一次写入型光学记录介质,其具有无机记录膜,记录和再现特性和制造性优越,并且能够以低成本制造。
为了解决前述问题,本发明的第一方面是具有无机记录膜的一次写入型光学记录介质,其中该无机记录膜具有:
由Ge的氧化物制造的氧化膜;和
与该氧化膜相邻设置并且由金属材料制造的相邻膜,并且
其中氧化膜的吸收系数k的范围是0.15≤k≤0.90。
本发明的第二方面是具有无机记录膜的一次写入型光学记录介质的制造方法,该方法包括以下步骤:
形成由Ti制造的相邻膜;并且
形成由Ge的氧化物制造的氧化膜,
其中该氧化膜的形成步骤和该相邻膜形成步骤执行成使得该氧化膜和相邻膜彼此相邻,并且
其中氧化膜的吸收系数k的范围是0.15≤k≤0.90。
在本发明的第一和第二方面中,优选氧化膜的厚度范围是10nm至35nm。在本发明的第一和第二方面中,优选相邻层已经被氧化,并且相邻膜中氧的成分范围是9原子%至38原子%。优选相邻膜由Ti制造。优选相邻膜由含Si的TiSi合金制造。优选TiSi合金的Si成分的范围是8原子%至32原子%。优选相邻膜由Al制造。优选相邻膜由Al和稀土金属Tb、Gd、Dy和Nd中的至少一种的合金膜制造。
在本发明的第一和第二方面中,优选介电膜设置在氧化膜上,使得介电膜和相邻膜将氧化膜夹在中间。优选介电膜由SiN制造。优选介电膜由ZnS-SiO2制造。优选介电膜具有相邻氧化膜设置的第一介电膜和形成在第一介电膜上的第二介电膜,并且第一介电膜由ZnS-SiO2制造,而第二介电膜由SiN制造。优选介电膜的厚度范围是10nm至100nm。
在本发明的第一和第二方面中,优选典型地至少氧化膜和相邻膜形成在具有平台和凹槽的不平坦表面的基板上。
在本发明的第一和第二方面中,优选导引凹槽(guide groove)以范围为0.29μm至0.35μm的轨道间距形成在基板上,并且该槽的深度范围为18nm至21.5nm。在这种情况下,优选满足关系式:-0.01<2(RON-RIN)/(RON+RIN),其中RON是由再现光学系统检测的从记录/再现凹槽表面返回的光量,而RIN是由再现光学系统检测的从另一个凹槽表面返回的光量。优选摆动振幅(wobble amplitude)的范围是9nm至13nm。
在本发明的第一方面中,优选设置已经记录了识别信息的识别信息记录区域。优选通过形成对应于氧化膜上的识别信息的记录标记来记录识别信息。作为选择,优选通过以对应于识别信息的图案去除无机记录膜来记录识别信息。
在本发明的第二方面中,优选还包括通过辐射激光来记录识别信息的步骤,该激光的波长范围为350nm至450nm,通过氧化膜侧辐射到一次写入型光学记录介质。作为选择,优选还包括通过辐射激光记录识别信息的步骤,该激光通过相邻膜侧辐射到一次写入型光学记录介质。优选在这样的条件下将激光辐射到一次写入型光学记录介质,光学头扫描速度的范围为5m/s至9m/s,而激光功率的范围为3400mW至4000mW。
在本发明的第一和第二方面中,因为无机记录膜由锗的氧化制造的氧化膜和相邻于氧化膜的相邻膜组成,所以当光辐射到无机记录膜时,由于相邻膜的光催化作用,氧从氧化膜中分离出来,使得在相邻膜侧上的氧量大于另一侧的。因此,氧化膜被分成高氧化浓度层和低氧化浓度层,并且大大改变了氧化膜的光学常数。结果,因为可以获得具有大的调制度(modulationdegree)的再现信号,所以可以实现优秀的记录特性。
如上所述,根据本发明,可以改善具有无机记录膜的一次写入型光学记录介质的记录和再现特性及可制造性,并且降低生产成本。
附图说明
图1是示出根据本发明第一实施例的一次写入型光学记录介质结构实例的示意性截面图;
图2是示出根据本发明第二实施例的一次写入型光学记录介质结构实例的示意性截面图;
图3是示出根据本发明第三实施例的一次写入型光学记录介质的平面图;
图4是示出用于将独特的信息记录到根据本发明第三实施例的一次写入型光学记录介质的记录设备结构的方框图;
图5A是示出形成在BCA中的记录标记的实例的示意图;
图5B是示出从BCA再现的独特信息的再现信号波形实例的示意图;
图6是示出根据实例1的一次写入型光学记录介质结构的示意性截面图;
图7是示出根据比较例1的一次写入型光学记录介质结构的示意性截面图;
图8是示出根据实例2的一次写入型光学记录介质结构的示意性截面图;
图9是示出根据实例3的一次写入型光学记录介质结构的示意性截面图;
图10是示出氧的成分、吸收系数和C/N比率关系的图线;
图11是示出GeO膜3的膜厚度、C/N比率和调制度关系的图线;
图12是示出根据实例7的一次写入型光学记录介质结构的示意性截面图;
图13是示出金属膜的Si成分、晃动(jitter)和功率Pw关系的图线;
图14是列明所测得的记录标记的头晃动和尾晃动结果的表格;
图15是示出根据实例9的一次写入型光学记录介质结构的示意性截面图;
图16是示出根据实例10的一次写入型光学记录介质结构的示意性截面图;
图17是示出对于根据实例9的一次写入型光学记录介质的记录敏感性(记录功率Pw)、C/N比率与调制度依赖性检测结果的图线;
图18是示出对于根据实例10的一次写入型光学记录介质的记录敏感性(记录功率Pw)C/N比率与调制度依赖性检测结果的图线;
图19是示出晃动对于氧浓度和吸收系数变化的图线;
图20是列明TiSiO膜和GeO膜厚度和晃动值检测结果的表格;
图21是示出金属膜氧浓度和晃动特性关系的图线;
图22是示出根据实例14的一次写入型光学记录介质结构的示意性截面图;
图23是示出根据实例14的一次写入型光学记录介质的凹槽深度与晃动关系的图线;
图24是示出根据实例14的一次写入型光学记录介质的摆动(wobble)C/N比与凹槽深度关系的图线;
图25是示出当CTS变化时摆动振幅与晃动C/N比关系的图线;
图26是示出当CTS变化时摆动振幅与NWS值关系的图线;
图27A是示出形成在BCA中的记录标记图像的示意图;
图27B是示出根据实例15的再现信号的波形的示意图;
图27C示出了实例16的再现信号的波形的示意图;
图28是列明对于根据实例17至21的BCA再现信号的评估结果的表格;
图29是列明对于根据实例22至26的BCA再现信号的评估结果的表格;
图30是列明对于根据实例27至31的BCA再现信号的评估结果的表格;
图31是列明对于根据实例32至36的BCA再现信号的评估结果的表格;
图32A至32E是分别示出根据实例17至21的再现信号的示意图;
图33A至33E是分别示出根据实例22至26的再现信号的示意图;
图34A至34E是分别示出根据实例27至31的再现信号的示意图;和
图35A至35E是分别示出根据实例32至36的再现信号的示意图。
具体实施方式
接下来,将参照附图描述本发明的实施例。在下述实施例的所有附图中,相同或对应的部分将用相同的标号表示。
(1)第一实施例
一次写入型光学记录介质的结构
图1是示出根据本发明第一实施例的一次写入型光学记录介质结构的实例的示意性截面图。以标号10代表的一次写入型光学记录介质具有这样的结构,其中无机记录膜6、介电膜4和光传输层5已经依次形成在基板1上。
在根据第一实施例的一次写入型光学记录介质10中,通过从光传输层5侧将激光辐射到无机记录膜2,记录和/或再现信息信号。例如,波长范围为400nm至410nm的激光由数值孔径的范围为0.84至0.86的物镜聚集并且从光传输层5侧辐射到无机记录膜2时,便记录和/或再现了信息信号。一次写入型光学记录介质10的实例包括一次写入型BD。
接下来,将逐一描述组成一次写入型光学记录介质10的基板1、无机记录膜6、介电膜4和光传输层5。
(基板)
基板1具有中心具有开口(下文中称作中心孔)1a的圆形形状。基板1的一个主表面是不平坦表面11。无机记录膜6形成在不平坦表面11的上面。在下面的描述中,基板1的主表面的中空凹入部分称为槽内(in-groove)11G,而基板1的主表面突起的凸出部分称为槽上(on-groove)11L。
槽内11G和槽上11L形状的实例包括螺旋线形和同心圆形。槽内11G和/或槽上11L是摆动的,从而加上地址信息。
基板1的直径选择为例如120mm。基板1的厚度选择要考虑到刚度,优选范围为0.3mm至1.3mm,更优选范围为0.6mm至1.3mm,例如选择为1.1mm。中心孔1a的半径选择为例如15mm。
基板1的材料的实例包括塑料材料,例如聚碳酸酯树脂、聚烯烃树脂和丙烯酸树脂以及玻璃。考虑到成本,优选基板1的材料为塑料材料。
(无机记录膜)
无机记录膜6由依次形成在基板1的不平坦表面11上的金属膜2和氧化膜3组成。金属膜2由Ti或者包含Ti作为主要成分的的材料制造。包含Ti作为主要成分的材料是由Ti和添加剂制造的材料。就Ti作为主要成分而言,基本上可以获得优秀的记录特性。添加剂用来改善光学特性、耐久性和/或记录敏感性。添加剂的实例包括Al、Ag、Cu、Pd、Ge、Si、Sn、Ni、Fe、Mg、V、C、Ca、B、Cr、Nb、Zr、S、Se、Mn、Ga、Mo、W、Tb、Dy、Gd、Nd、Zn、Ta和Sr。具体地讲,优选用于改善反射率的添加剂是Al。
氧化膜3由例如GeO制造,GeO是锗的氧化物。氧化膜3的吸收系数k优选的范围为0.15至0.9,更优选的范围为0.20至0.70,而进一步优选的范围为0.25至0.60。氧化膜3的膜厚度的优选范围为10nm至35nm。当氧化膜3的吸收系数k满足范围0.15至0.90时,可以获得优秀的调制度和载波-噪音比(carrier-to-noise ratio)(下文中称作C/N比)。当氧化膜3的吸收系数k满足范围0.20至0.70时,可以获得更优秀的调制度和C/N比。当氧化膜3的吸收系数k满足范围0.25至0.60时,可以获得更进一步优秀的调制度和C/N比。
在该说明书中,氧化膜3的吸收系数基于波长为410nm的激光测得的。另外,吸收系数由偏振光椭圆率测量仪(制造商:RUDOLPH technologies,Inc.;产品名:Auto EL-462P17)测得。
添加剂可以添加到氧化膜3。添加剂的实例包括Te、Pd、Pt、Cu、Zn、Au、Ag、Si、Ti、Fe、Ni、Sn和Sb。当添加添加剂时,可以改善耐久性和/或反应性(记录敏感性)。为了改善耐久性,优选采用Pd、Pt、Si或Sb。
(介电膜)
介电膜4形成在无机记录膜6的上面,使得介电膜4光学且机械地保护无机记录膜6,即改善其耐久性,并且在执行记录时抑制无机记录膜6的变坏,即膨胀。介电膜4的材料实例包括SiN、ZnS-SiO2、AlN、Al2O3、SiO2、TiO2和SiC。介电膜4的厚度范围为例如10nm至100nm。
(光传输层)
光传输层5由例如圆形光传输片(膜)和将该光传输片粘合到基板1的粘合层组成。粘合层由例如紫外线硬化树脂或者压力敏感粘合剂(PSA)制造。光传输层5的厚度的优选选择范围是10μm至177μm,例如选择为100μm。当薄的光传输层5与例如约0.85的大的N.A.(数值孔径)相结合时,可以实现高密度记录。
优选光传输片由对用来记录和/或再现的激光具有低吸收系数的材料制造。具体地讲,优选光传输片由传输率为90%或更高的材料制造。光传输片的材料的实例包括聚碳酸酯树脂和聚烯烃树脂(例如,ZEONEX(注册商标))。
光传输片的厚度优选选择为0.3mm或更小,更优选选择的范围为3μm至177μm。光传输层5的内径选择为例如22.7mm。
一次写入型记录介质的制造方法
接下来,将描述根据本发明第一实施例的一次写入型光学记录介质的制造方法。
(基板成型步骤)
首先,成型基板1,其在一个主表面上形成有不平坦表面。成型基板1的方法的实例包括注塑成型方法和光学聚合(2P)方法。
(金属膜形成步骤)
接下来,基板1转送到真空室,其中包含由例如Ti或者含Ti作为主要成分的金属材料制造的靶。真空室被抽真空直到内压变为预定值。此后,当处理气体提供到真空室时,溅射该靶,使得金属膜2形成在基板1上。
在该膜形成步骤中,膜形成条件例如如下。
取得的真空度:5.0×10-5Pa
气压:0.1至0.6Pa
输入功率:1至3kW
气体类型:Ar气
Ar气流速:10到40sccm
(氧化层形成步骤)
接下来,将基板1转送到真空室,其中包含由例如Ge制造的靶。真空室被抽真空直到内压变为预定值。此后,当处理气体提供到真空室时,溅射该靶,使得氧化膜3形成在基板1上。
在该膜形成步骤中,膜形成条件例如如下。
取得的真空度:5.0×10-5Pa
气压:0.1至0.6Pa
输入功率:1至3kW
气体类型:Ar气和O2
Ar气流速:9sccm
(介电膜形成步骤)
接下来,将基板1转送到真空室,其中包含由例如Si制造的靶。真空室被抽真空直到内压变为预定值。此后,当处理气体提供到真空室时,溅射该靶,使得介电膜4形成在基板1上。
在该膜形成步骤中,膜形成条件例如如下。
取得的真空度:5.0×10-5Pa
气压:0.1至0.6Pa
输入功率:1至4kW
气体类型:Ar气和氮气
Ar气流速:50sccm
(光传输层形成步骤)
接下来,圆形光传输片用压力敏感粘合剂(PSA)粘合到基板1的不平坦表面侧,该PSA均匀地涂敷在该片的一个主要表面上。结果,光传输层5形成为覆盖形成在基板1上的膜。
在这些步骤中,可以制造图1所示的一次写入型光学记录介质10。
根据本发明的第一实施例,可以获得下面的效果。
因为一次写入型光学记录介质可以仅通过依次形成金属膜2、氧化膜3、介电膜4和光传输层5而制造,所以可以以很低的成本提供具有简单的膜结构和高记录密度的一次写入型光学记录介质10,即具有高记录密度的一次写入型光学记录介质10。
当组成无机记录膜6的氧化膜3的吸收系数k规定的范围为0.15≤k≤0.90时,可以提供具有优秀记录和再现特性的一次写入型光学记录介质10。
在根据第一实施例的一次写入型光学记录介质10中,在完成记录之前和之后,无机记录膜2的物理特性几乎不变,但是其加速了与氧化膜3的界面中的反应,即起到类似于催化剂的作用。在进行记录后,氧从氧化膜3分离出来,而在无机记录膜2的界面中形成包含大量氧的Ge层。以这样的方式,氧化膜3分离成具有不同光学常数和高存储稳定性的两层。当再现光辐射到这些层时,由于反射光量的变化,可以获得优秀的信号。
另外,在根据第一实施例的一次写入型光学记录介质10中,可以稳定地改善记录敏感性,并且可以改善记录特性(可以减少晃动)。对于由ZNS-SiO2制造的介电膜4,可以改善记录信号的S/N率,并且可以获得优秀的特性。
(2)第二实施例
接下来,将描述本发明的第二实施例。
图2是示出根据本发明第二实施例的一次写入型光学记录介质10的结构实例的示意性截面图。一次写入型光学记录介质10具有一种结构,其中无机记录膜6、第一介电膜4a、第二介电膜4b和光传输层5已经依次形成在基板1上。无机记录膜6由依次形成在基板1上的金属膜2和氧化膜3组成。
因为根据第二实施例的一次写入型光学记录介质10的结构除了金属膜2、第一介电膜4a和第二介电膜4b外与根据第一实施例的一次写入型光学记录介质10的结构相同,所以下面只描述这些膜。
金属膜2由钛的氧化物或者含Ti作为主要成分的材料的氧化物制造。含Ti作为主要成分的材料是例如由Ti和添加剂制成的材料。当Ti是主要成分时,基本上可以获得优秀的记录特性。添加剂用来改善光学特性、耐久性和/或记录敏感性。添加剂的实例包括Al、Ag、Cu、Pd、Ge、Si、Sn、Ni、Fe、Mg、V、C、Ca、B、Cr、Nb、Zr、S、Se、Mn、Ga、Mo、W、Tb、Dy、Gd、Nd、Zn和Ta。
金属膜2的氧含量优选的范围是9原子%至38原子%。当金属膜2包含TiSi时,Si成分优选的范围是8原子%至32原子%。当Si成分少于8原子%时,晃动值超出标准中规定的值。当Si成分超过32原子%时,记录敏感性超出标准中规定的值。
第一介电膜4a由例如ZnS-SiO2制造。第一介电膜4a的厚度优选的范围是10nm至58nm,更优选的范围是23nm至53nm。当第一介电膜4a的膜厚度是10nm或者更大时,可以获得优秀的晃动。在一次写入型光学记录介质10是BD-R的情况下,当第一介电膜4a的膜厚度是10nm或者更大时,可以满足作为BD-R标准中规定的值的6.5%或更少的晃动。相反,当第一介电膜4a的膜厚度是58nm或更少时,可以获得优秀的反射率。在一次写入型光学记录介质10是BD-R的情况下,当第一介电膜4a的膜厚度是58nm或更少时,可以满足作为BD-R标准中规定的值的12%或更少的反射率。
当第一介电膜4a的膜厚度是23nm或更大时,可以获得更优秀的晃动。当第一介电膜4a的膜厚度是53nm或更小时,可以获得更优秀的反射率。
第二介电膜4b由例如SiN制造。第二介电膜4b的厚度优选选择为35nm或更小。当第二介电膜4b的厚度是35nm或更小时,可以获得优秀的晃动。在一次写入型光学记录介质10是BD-R的情况下,当第二介电膜4b的厚度是35nm或更小时,可以满足作为BD-R标准中规定的值的6.5%或更小的晃动。当第一介电膜4a和第二介电膜4b相邻形成时,可以提高调制度,并且可以提高C/N比。
(3)第三实施例
一次写入型光学记录介质的结构
如在第一实施例中,根据第三实施例的一次写入型光学记录介质10具有一种结构,其中无机记录膜6、介电膜4和光传输层5已经依次形成在基板1上。因为根据第三实施例形成在基板1上的这些层的材料和厚度与第一实施例的那些相同,所以省略对它们的描述。
图3是示出根据本发明第三实施例的一次写入型光学记录介质的平面图。如图3所示,引导区(lead-in area)12设置在一次写入型光学记录介质10的内圆周部分上。用户数据区13设置在引导区12的外圆周部分上。在导入区12中,设置了识别信息记录区域的烧录区(Burst Cutting Area,BCA)14。
用户数据区13是其中用户记录他或她要求的数据的区域。引导区12是其中记录例如识别信息(ID)、加密钥匙和解密钥匙信息的区域。当制造一次写入型光学记录介质10时,这些信息记录在引导区12中。BCA 14是当制造一次写入型光学记录介质10时在其中记录识别信息的区域。识别信息是对于每个介质独特的信息。识别信息针对于防止介质的数据被非法复制。
一次写入型光学记录介质的制造方法
因为第三实施例的从基板成型步骤到光传输层形成步骤与第一实施例的那些相同,所以将省略对它们的描述。下面,将描述在光传输层形成步骤之后的识别信息记录步骤。
首先,参照图4,将描述用来记录识别信息的记录设备。如图4所示,记录设备具有电动机21、光学拾取器22和控制电路23。
光学拾取器22是一种光学系统,其将激光24辐射到一次写入型光学记录介质10,并且记录识别信息为条形码。激光24的波长优选几乎与用来记录和/或再现用户数据的激光相同。当一次写入型光学记录介质10是用波长为405nm的蓝色激光对其记录和/或再现用户数据或者将用户数据从其记录和/或再现的介质时,优选光学拾取器22的激光22的波长调整到350nm至450nm的范围。对于该波长范围的激光,基于与用户数据相同的理论,对应于识别信息的记录标记可以满意地记录到无机记录膜6。
控制电路23控制整个记录设备。例如,控制电路23控制激光24的聚焦、光学拾取器22的位置和电动机21的转动,并且产生识别信息。电动机21转动设置在转台(未示出)上的一次写入型光学记录介质10。
接下来,将描述采用前述记录设备的识别信息记录步骤。
首先,一次写入型光学记录介质10设置在转台(未示出)上,从而光传输层5侧面对光学拾取器22。接下来,电动机21被驱动,以便以预定的速度转动一次写入型光学记录介质10。
在光学拾取器22移动到形成在一次写入型光学记录介质10的内圆周部分中的BCA 14时,光学拾取器22被驱动,从而从光传输层5侧辐射调制成对应于例如识别信息的脉冲形状的激光。因此,在无机记录膜6的辐射了激光24的部分中,氧从氧化膜3分离出,并且由此高氧浓度层形成在无机记录膜2侧,并且低氧浓度层形成在介电膜4侧。结果,对应于识别信息的记录标记以例如条形码形状形成,并且由此识别信息记录到BCA 14。引起形成记录标记的激光的波长优选范围为如上所述的350nm至450nm。在该步骤中,可以制造要求的一次写入型光学记录介质10。
图5A示出了形成在BCA 14中的记录标记的实例。图5B示出了从BCA14再现识别信息的再现信号的波形的实例。在图5A中,阴影线的部分代表记录标记。这些记录标记由辐射调制成脉冲形状的激光形成。
如图5A所示,识别信息记录为在BCA 14中的条形图案的条形码形状。因为记录标记的反射率很低,所以再现信号具有图5B所示的脉冲波形。
在第三实施例中,因为识别信息用波长范围为例如350nm至450nm的激光记录到一次写入型光学记录介质10的BCA 14,所以识别信息可以以用户数据相同的理论记录到无机记录膜6。因此,识别信息的再现信号的扰动可以得到抑制,并且可以获得要求的再现信号。与用激光从光传输层5侧辐射熔化去除在基板1上形成的层来记录识别信息的情况相比,可以抑制由于基板1变形引起的信号变异。另外,因为所形成的层不易被腐蚀,所以可以获得优秀的存储稳定性。
(4)第四实施例
一次写入型光学记录介质的结构
根据第四实施例的一次写入型光学记录介质10具有其中已经记录识别信息的BCA 14。通过从基板1侧辐射激光,熔化去除形成在基板1上的膜来形成识别信息。因为根据第四实施例的一次写入型光学记录介质10的其他结构与根据第三实施例的相同,所以将省略对它们的描述。
一次写入型光学记录介质的制造方法
因为该实施例中的从基板成型步骤到光传输层形成步骤与第三实施例的那些相同,所以将省略对它们的描述。下面,将描述在光传输层形成步骤之后的识别信息记录步骤。因为除了光程长度校正装置设置在光学拾取器2中外,记录识别信息的记录设备与第三实施例中的相同,所以将省略对记录设备的描述。因为与第三实施例不同的是激光通过基板1侧辐射,所以设置光学拾取器22的光程长度校正装置。
首先,一次写入型光学记录介质10设置在转台(未示出)上,从而基板1侧面对光学拾取器22。接下来,驱动电动机21,以预定速度转动一次写入型光学记录介质10。
在光学拾取器22被移动到形成在一次写入型光学记录介质10的内圆周部分中的BCA 14后,驱动光学拾取器22,从而调制成对应于例如识别信息的脉冲形状的激光通过基板1侧辐射。因此,金属膜2、氧化膜3和介电膜5从无机记录膜6上辐射了激光的部分被熔化去除。结果,对应于识别信息的标记形成为例如条形码形状,并且由此将识别信息记录到BCA14。
激光优选为近红外激光或者波长为例如800nm的红外激光。另外,光学头扫描速度的优选范围为5m/s至9m/s,而激光功率的优选范围为3400mW至4000mW。当光学头扫描速度和激光功率在这些范围中时,可以抑制在记录标记的边缘部分的反射率的急剧增加。因此,可以降低识别信息的再现信号的噪声。
在第四实施例中,通过基板1侧而非通过用于记录和/或再现用户数据的光传输层5侧辐射激光到BCA 14来记录识别信息。因此,因为通过基板1侧辐射激光的光吸收特性等不同于通过光传输层5侧辐射的那些,所以可以抑制记录标记边缘部分的变形。在BCA 14中形成膜的部分残留物可以得到抑制。另外,可以抑制基板1的变形。换言之,可以抑制再现信号的扰动,并且可以获得要求的再现信号。
另外,因为激光可以直接辐射到金属膜2,所以形成的膜可以被有效地破坏性地从基板1去除。当激光通过光传输层5侧辐射时,由于氧化膜3吸热,所以它在其中扩散。因此,可以想象,由于这个原因,形成的层不能够被清晰地破坏性地从基板1去除。
接下来,以实例更具体地描述本发明。然而,应该注意的是,本发明不限于这些实例。在下面的实例中,类似于前述实施例的部分以类似的参考标号表示。
作为根据本发明的实例,一次写入型光学记录介质设计成对应于这样的光盘记录和再现设备,该设备是用于蓝光光盘的光学系统,并且采用具有0.85数值孔径的两组物镜系统和波长为405nm的蓝紫半导体激光源。
实例1至6是对应于本发明第一实施例的实例。实例7至14是对应于本发明第二实施例的实例。实例15至16是对应于本发明第三实施例的实例。实例17至36是对应于本发明第四实施例的实例。
首先,将依次描述对应于本发明第一实施例的实例1至6。
(1-1)一次写入型光学记录介质的膜结构的考虑
(1-2)氧化膜的氧成分的考虑
(1-3)氧化膜的膜厚度的考虑
(1-4)介电膜的膜厚度的考虑
(1-1)一次写入型光学记录介质的膜结构的考虑
首先,基于C/N比、调制度和反射率来考虑一次写入型光学记录介质10的膜结构。
实例1
图6是示出根据实例1的一次写入型光学记录介质的结构的示意性截面图。在图6中,省略了形成在基板1中的槽内11G和槽上11L。
通过注塑成型法成型具有形成在一个主表面中的槽内11G和槽上11L的基板1。作为树脂材料,采用聚碳酸酯树脂。槽内和槽上的间距,即轨道间距为0.32μm(BD标准中规定的值)。槽内11G的深度为20nm。槽上11L摆动以加入地址信息。
接下来,使用膜形成单元(制造商:Unaxis Company;型号名称:Cube),Ti膜2、GeO膜3、SiN膜4依次形成在基板1上。靶尺寸为直径是200mm。接下来,将描述通过膜形成单元形成这些层的膜形成步骤。
在真空室抽真空后,当Ar气供给到真空室时,溅射Ti靶,从而厚度为30nm的Ti膜2形成在基板1上。在形成Ti膜2时,Ar气的流速是24sccm,而溅射功率为3.0kW。
接下来,将基板1传送到另一个真空室而不暴露到空气。当Ar气和O2气供给到该真空室时,Ge靶被反应地溅射,从而厚度为20nm的GeO膜3形成在Ti膜2上。在GeO膜3形成时,Ar气的流速是24sccm,O2气的流速是9sccm,而溅射功率为2kW。
接下来,将基板1传送到另一个真空室而不暴露到空气。当Ar气和N2气供给到该真空室时,反应地溅射Si靶,从而厚度为60nm的SiN膜4形成在GeO膜3上。在形成SiN膜4时,Ar气的速度是50sccm,N2气的流速是37sccm,而溅射功率为4kW。SiN膜4的成分的原子比为3∶4,折射率为2.0,而吸收系数为0。
接下来,圆形聚碳酸酯片通过在该片的一个主表面上预先涂敷的PSA粘合到基板1上,从而形成厚度为0.1mm的光传输层5。在前述步骤中,制造了要求的一次写入型光学记录介质10。
接下来,从一次写入型光学记录介质10上剥下光传输层5,以检测所获得的一次写入型光学记录介质10的GeO膜3的氧成分。从记录区域切下2cm×2cm的面积作为分析样品。接下来,通过RBS(卢瑟福背散射)分析方法测量分析样品的氧成分。结果发现,GeO膜的成分比(原子比)为1∶1.7。在该测量中,采用了Sony Corporation制造的测量单元。
接下来,为了检测以前述方式制造的每个一次写入型光学记录介质10的GeO膜3的吸收系数,以下面的方式制造分析样品。
换言之,在与一次写入型光学记录介质10的GeO膜3的膜形成步骤相同的条件下,厚度为100nm的GeO膜形成在尺寸为2cm×2cm的Si晶片上,并且由此制造了分析样品。
接下来,用偏振光椭圆率测量仪测量每个分析样品相对于波长为410nm的激光辐射的光吸收系数。结果发现,GeO膜的吸收系数为0.40。偏振光椭圆率测量仪是RUDOLPH Auto EL-462P17。
在实际的一次写入型光学记录介质10的结构中,当从其上剥下光传输层5时,光传输层5的吸收系数由偏振光椭圆率测量仪测量,分析每层的膜厚度和成分,并且转换每层的光学常数,然后可以获得GeO膜3的吸收系数。
接下来,测量以前述方式制造的一次写入型光学记录介质10的载波-噪音比(C/N比)、调制度和反射率。
测量C/N比、调制度和反射率的单元以及它们的测量条件如下。
评估单元为Pulstec DDU-1000。在线性速度为5.28m/s和沟道比特长度(channel bit length)为80.0的条件下测量这些特性。这些特性基于23.3GB密度的BD标准。该调制系统为17PP,最短标记长度为2T(0.16μm),而最长标记长度为8T(0.64μm)。
C/N比由光谱分析仪(制造商:Takeda Riken Co.;型号名称:TR4171)测量。RBW(Resolution Band Width-分辨带宽)调整到30KHz。
当标记长度为8T时,C/N比高达61dB。当标记长度为2T时,C/N比高达45dB。作为实际水平,优选当标记长度为2T时,C/N比为43dB或更高,而当标记长度为8T时,C/N比为55dB或更高。
调制度为80%,这代表非常优秀的记录和再现特性。当在8T中的间隔部分的返回光量为I8H,并且在8T中的标记部分的返回光量为I8L时,调制度定义为(I8H-I8L)/I18H。
反射率为10%。尽管省略了详细描述,但是除了Al加到Ti膜2外以与前述实例1相同的方式制造了一次写入型光学记录介质10。一次写入型光学记录介质10的反射率以与前述的实例1相同的方式测量。结果,通过将Al加到金属膜,获得20%或者更高的反射率。
前述的评估结果显示,对于膜数较少的情况,即Ti膜2、GeO膜3和SiN膜4的三层,可以实现对应于高记录密度的具有优秀C/N比、调制度和反射率的一次写入型光学记录介质10。换言之,发现可以提供以低成本制造的具有高制造性和高密度的一次写入型光学记录介质10。
比较例1
在前述的实例1中,描述了Ti膜2形成在GeO膜3上从而它们彼此接触的情况。在比较例1中,将描述介电膜设置在GeO膜3和Ti膜2之间的情况。
图7是示出根据比较例1的一次写入型光学记录介质结构的示意性截面图。在比较例1中,一次写入型光学记录介质10以前述的实例1相同的方式制造,除了厚度为5nm的SiN膜形成在Ti膜2和GeO膜3之间之外。
接下来,测量以前述方式制造的一次写入型光学记录介质10的C/N比、调制度和反射率。测量C/N比、调制度和反射率的单元和它们的测量条件与实例1的相同。
当标记长度为8T时,C/N比为44dB。当标记长度为2T时,C/N比为31dB。因此,根据比较例1的一次写入型光学记录介质10的记录特性小于根据前述实例1的一次写入型光学记录介质10的那些。因此,可以想到,如在实例1中一样,Ti膜2需要与GeO膜3接触。换言之,可以想到,记录理论基于Ti膜2与GeO膜3在它们界面上反应的状态。因此,当高活性的金属材料或金属氧化物形成为与GeO膜3接触时,满意地完成记录。如在比较例1中一样,发现当GeO膜3的主表面由稳定材料所制造的介电膜4和7保护时,不能满意地完成记录。
尽管膜厚度为5nm的介电膜7几乎不影响热和光学特性,但是它分隔开了Ti膜2和GeO膜3。结果,记录后的反射率高于记录前的,即完成了低到高的记录。结果,调制度为-13%,这大大低于实例1。
记录前后的Ti膜2的膜厚度分别通过截面TEM观察法利用TEM(透射电子显微镜)进行了测量。结果显示,Ti膜2的膜厚度没有变化,GeO膜3分成富氧层和富Ge层,并且富氧层形成在Ti膜2侧。因此,本发明采用了新的记录理论,其完全不同于前述专利文献1中所揭示的金属被氧化的记录理论。
实例2
图8是示出根据实例2的一次写入型光学记录介质结构的示意性截面图。在实例2中,除了金属膜2为Al膜而介电膜4为厚度为20nm的SiN膜外,一次写入型光学记录介质10以与实例1相同的方式制造。
从光学角度看,SiN膜4在实例2中的厚度小于在实例1中的厚度。换言之,因为用作金属膜2的Al的光学常数与Ti显著地不同,SiN的多重干扰的作用不同。因此,SiN膜4的膜厚度被优化,从而获得希望的反射率。
接下来,评估以前述方式制造的一次写入型光学记录介质10的C/N比和反射率。测量C/N比和反射因子的单元和它们的测量条件与前述的实例1的相同。
在根据实例2的一次写入型光学记录介质10中,从记录后的记录标记返回光高于记录前的。当标记长度为8T时,C/N比为55dB。当标记长度为2T时,C/N比为42dB。因此,在实例2中,记录特性是优秀的。
尽管根据实例2的一次写入型光学记录介质10不满足BD标准,但是一次写入型光学记录介质10可以实现高密度记录。因此,根据实例2的一次写入型光学记录介质10可以足以用作非基于BD标准的一次写入型光学记录介质10。可以容易地预计到,当适当选择制造条件时,根据实例2的一次写入型光学记录介质10可以满足BD标准。
在根据实例2的一次写入型光学记录介质10中,因为Al膜用作金属膜2,所以能够改善耐久性。另外,在根据实例2的一次写入型光学记录介质10中,通过金属膜2、氧化膜3和介电膜4的仅三层的结构,可以实现高记录密度。另外,因为SiN膜4的膜厚度小,所以根据实例2的一次写入型光学记录介质10具有产业上的优点。
实例3
图9是示出根据实例3的一次写入型光学记录介质结构的示意性截面图。一次写入型光学记录介质10以与实例2相同的方式制造,除了金属膜2由Al和作为稀土金属的Gd的AlGd合金组成,AlGd的成分比(原子比)为Al∶Gd=7∶3。
接下来,评估以前述方式制造的一次写入型光学记录介质10的C/NN比、调制度和反射率。测量C/N比、调制度和反射率的单元和它们的测量条件与前述的实例1的相同。
在实例3中,记录后的反射因子低于记录之前的,即进行高到低的记录。在记录之前,反射率约为10%,而调制度为50%。发现当必需光学上高到低记录时,加Al作为添加剂是有效的。
稀土金属倾向于被氧化,并且具有低的导热性。当稀土金属与Al变成合金时,可以调节记录敏感性。作为稀土金属,除了Gd,还有其特性非常类似的Tb、Dy和Nd。在实例3中,通过稀土金属,可以获得几乎类似的特性。
倾向于被氧化的材料的实例为Fe、Mg、V、Ca、B、Nb、Zr、S、Se、Mn、Ga、Mo和W。通过这些材料,可以获得类似的效果。它们具有导热性很低的效果,改善了记录密度,并且它们中的一些有助于改善耐久性。作为改善由Al或Ti制造的金属膜2耐久性的添加剂,有Cu、Pd、Si、Ni、C和Cr等。
(1-2)氧化膜的氧成分的考虑
接下来,改变氧化膜3的氧成分,并且考虑其结果。
实例4
多个一次写入型光学记录介质10以与实例1相同的方式制造,除了改变氧化膜3的氧成分。在GeO膜3的膜形成步骤中,氧气的流速在6sccm至9sccm的范围内变化。另外,调整溅射的时间周期,从而GeO膜3的膜厚度变为20nm。
测量以与前述方式制造的每个一次写入型光学记录介质10的C/N比。测量C/N比的单元和它们的测量条件与前述的实例1的相同。
接下来,从每个一次写入型光学记录介质10上剥下光传输层5,以检测所获得的每个一次写入型光学记录介质10的GeO膜3的氧成分。从记录区域上切下2cm×2cm的面积作为分析样品。接下来,通过RBS(卢瑟福背散射)分析方法测量每个分析样品的氧成分。结果发现,GeO膜的成分比(原子比)为1∶1.7。在该测量中,采用由Sony Corporation制造的测量单元。
接下来,为了检测以前述方式制造的每个一次写入型光学记录介质10的GeO膜3的吸收系数,分析样品以下述方式制造。
换言之,以与一次写入型光学记录介质10的GeO膜3的膜形成步骤相同的条件,膜厚度约为100nm的GeO膜形成在尺寸为2cm×2cm的Si晶片上,由此获得分析样品。
接下来,通过偏振光椭圆率测量仪测量每个分析样品对于波长为410nm的激光辐射的吸收系数。该偏振光椭圆率测量仪为RUDOLPH AutoEL-462P17。
在实际的一次写入型光学记录介质10的结构中,当从其上剥下光传输层5时,通过偏振光椭圆率测量仪测量光传输层5的吸收系数,分析每层的膜厚度和成分,并且转换每层的光学常数,然后可以获得GeO膜3的吸收系数。
基于所测量的C/N比、氧成分和吸收系数,绘制了图10所示的图线。图10是示出氧成分、吸收系数和C/N比的关系的图线。在图10中,横轴代表氧成分和吸收系数,而纵轴代表C/N比。吸收系数k和氧成分x的关系通常取决于材料和相。
图10示出了下面的结果。
对于调制度,当吸收系数k变为低于0.2时,调制度急剧下降。当吸收系数k超过0.9时,调制度变为40%或更低。
接下来,对于2T的C/N比,当吸收系数k变为0.15或更低时,C/N比急剧下降。当吸收系数k超过0.9时,C/N比变为40dB或更小。
尽管省略了详细的描述,但是当吸收系数变为低于0.15时,记录敏感性急剧变坏,导致阻止记录信息信号。应该想到,激光没有被有效吸收,并且大量的氧被稳定地保持。
考虑到前述情况,GeO膜3的吸收系数k优选的范围是0.15至0.90,更优选的范围是0.20至0.70,再优选的范围是0.25至0.6。
GeO膜3的氧浓度的优选范围是0.9至2.0,更优选的范围是1.2至1.9,再优选的范围是1.4至1.8。
(1-3)氧化膜的膜厚度的考虑
接下来,改变氧化膜3的膜厚度,并且考虑其结果。
实例5
多个一次写入型光学记录介质10以与前述实例1相同的方式制造,除了改变GeO膜3的膜厚度之外。测量每个一次写入型光学记录介质10的C/N比和调制度。测量C/N比和调制度的单元和它们的测量条件与前述的实例1的相同。
图11是示出GeO膜3的膜厚度、C/N比和调制度关系的图线。图11示出了当GeO膜3的膜厚度约为20nm时,8T及2T的调制度和C/N比最高,而当GeO膜3的膜厚度不是20nm时,8T及2T的调制度和C/N比降低。
当GeO膜3的膜厚度变为低于10nm时,调制度变为低于40%,而2T的C/N比变为低于40dB,即记录特性变坏。当膜厚度的范围为10nm至35nm时,2T的C/N比为40dB或更高。在所有膜厚度的测量范围中,8T的C/N比为50dB或更高。
考虑到前述的结果,发现GeO膜3的膜厚度的优选范围是10nm至35nm,最优选为20nm。
(1-4)介电膜的膜厚度的考虑
接下来,改变介电膜4的膜厚度,并且考虑其结果。
实例6
一次写入型光学记录介质10以与前述的实例2相同的方式制造,除了SiN膜4的膜厚度是10nm之外。测量一次写入型光学记录介质10的C/N比。测量C/N比的单元和测量条件与前述的实例1的相同。结果显示,记录噪声显著增加,而8T的C/N比降到约40dB。可以想到,SiN膜4的刚性变为不足。因此,优选SiN膜4的膜厚度为10nm或更大。
因为SiN膜4也作为GeO膜3的保护膜,所以从保护GeO膜3的观点而言,优选SiN膜4尽可能地厚。然而,从批量生产的观点而言,优选SiN膜4的膜厚度为100nm或更小。在膜厚度的该范围内,可以获得与实例6相同的作用。
然而,介电膜4的优化膜厚度取决于金属膜2的材料和介电膜4的材料。因此,难于无条件地规定SiN膜4的膜厚度。例如,在实例1的情况下,介电膜4的优化膜厚度为60nm。在实例2的情况下,介电膜4的优化膜厚度为20nm。另外,当介电膜4由SiO2制造时,因为其折射率几乎与基板1和光传输层5的相同,所以介电膜4的膜厚度不能光学上规定。因此,仅从耐久性、批量生产和记录特性的观点考虑,可以优化介电膜4的膜厚度。
没有必要将介电膜4构造成单层。例如,作为SiN/SiO2或ZnS-SiO2/SiN,介电膜4可以由两层或更多层组成。在这种情况下,可以获得如实例6相同的作用。
接下来,将以下面的顺序描述对应于本发明第二实施例的实例7至14。
(2-1)金属膜的Si成分的考虑
(2-2)第一和第二介电膜的膜厚度的考虑
(2-3)介电膜层数的考虑
(2-4)氧化膜的光吸收系数的考虑
(2-5)金属膜和氧化膜的膜厚度的考虑
(2-6)金属膜的氧浓度的考虑
(2-7)凹槽深度和摆动振幅的考虑
这些实例为BD(Blu-ray Disc-蓝光光盘)一次写入型光学记录介质10,并且金属膜2的氧浓度为21原子%。
它们的光学系统为光盘记录和再现设备,该设备采用数值孔径为0.85的两组物镜系统和波长为405nm的蓝紫半导体激光源。
作为评估单元,采用Pulstec BD光盘测试单元ODU-1000。采用波长为405.2nm的光源。
再现信号的C/N比用德国Rohde-Schwzrtz光谱分析仪FSP3测量。
另外,晃动通过均衡板(制造商:Pulstec Industrial Co.,Ltd.)用时间间隔分析仪(制造商:Yokokawa Electric Corporation;型号名称:TA720)测量。
振幅和调制度等用数字偏振光椭圆率测量仪(制造商:Tektronix,Inc.;型号名称:TDS7104)测量。
记录的线速度为9.83m/s(倍速记录)。再现线速度为4.92m/s(单速)。沟道比特长度为74.50nm(记录密度:25GB,12-cm光盘)。
调制系统为17PP。作为最短标记的2T标记的标记长度为0.149μm。8T标记的标记长度为0.596μm。标记间距为0.32μm。
(2-1)金属膜的Si成分的考虑
改变Ti膜2的成分,并且考虑其结果。
实例7
图12是示出根据实例7的一次写入型光学记录介质10结构的示意性截面图。
首先,厚度为1.1mm的PC基板1通过注塑成型法成型。具有槽内11G和槽上11L(未示出)的不平坦表面11形成在PC基板1上。槽内11G的深度为21nm,而轨道间距为0.32μm。
接下来,对于膜形成单元(制造商:Unaxis Corp;产品名称:Sprinter),膜厚度为25nm的TiSiO膜2、膜厚度为22nm的GeO膜3、膜厚度为45nm的ZnS-SiO2膜4a和膜厚度为10nm的SiN膜4b依次形成在基板1上。此后,聚碳酸酯片通过压力敏感粘合剂(PSA)粘合到基板1的不平坦表面11侧,从而光传输层5形成在SiN膜4b上。光传输层5的膜厚度为100μm,这包括PSA和聚碳酸酯片的厚度。结果,制造了希望的一次写入型光学记录介质10。
膜形成步骤进行如下。
在真空室被抽真空后,当给真空室供给Ar气和氧气时,溅射TiSi靶,从而厚度为25nm的TiSi膜2形成在基板1上。TiSi靶中的Si的成分比为20原子%,TiSi膜2的氧成分为21原子%。
在该膜形成步骤中的膜形成条件为例如如下:
所取得的真空度:5.0×10-5Pa
大气压:0.2Pa
输入功率:3kW
Ar气流速:30sccm
氧气流速:5sccm
接下来,真空室被抽真空。当给真空室供给Ar气和O2气时,反应性地溅射Ge靶,从而厚度为22nm的GeO膜3形成在TiSi膜2上。规定GeO膜3的氧成分使得吸收系数k变成0.4。
在该膜形成步骤中的膜形成条件为例如如下:
所取得的真空度:5.0×10-5Pa
大气压:0.2Pa
输入功率:2kW
Ar气流速:30sccm
氧气流速:46sccm
接下来,真空室被抽真空。当给真空室供给处理气体时,溅射ZnS-SiO2靶,从而厚度为45nm的ZnS-SiO2膜4a形成在GeO膜3上。ZnS-SiO2膜4a的成分比(原子比)为ZnS∶SiO2=80∶20。
在该膜形成步骤中的膜形成条件为例如如下:
所取得的真空度:5.0×10-5Pa
大气压:0.1Pa
输入功率:1kW
Ar气流速:6sccm
接下来,真空室被抽真空。当给真空室供给Ar气和N2处理气体时,溅射Si靶,从而厚度为10nm的Si3N4膜4b形成在基板1上。
在该膜形成步骤中的膜形成条件为例如如下:
所取得的真空度:5.0×10-5Pa
大气压:0.3Pa
输入功率:4kW
Ar气流速:50sccm
N2气流速:37sccm
接下来,除了改变TiSiO膜2的成分之外,多个一次写入型光学记录介质1010以与前述一次写入型光学记录介质10相同的方式制造。
接下来,测量以前述方式制造的多个一次写入型光学记录介质10晃动和功率Pw(记录敏感性)。
图13是示出TiSiO膜的Si成分、晃动和功率Pw关系的图线。尽管对于一次写入型光学记录介质(BD-R)10的BD标准要求倍速记录和记录密度25GB的晃动为6.5%或更小,并且记录敏感性为7.0mW,但是图13显示,当适当选择TiSiO膜2的成分时,根据实例7的一次写入型光学记录介质10满足BD标准。
具体地讲,发现为了满足对于晃动的BD标准,TiSi的Si成分为8原子%或者更大,并且发现为了满足对于记录敏感性的BD标准,TiSi的Si成分为32原子%或更小。换言之,当Si成分的范围为8原子%至32原子%时,发现可以制造具有优秀特性的BD-R盘。
在前述结构中,由Si3N4制造的SiN膜4b设置为分隔层,其防止ZnS-SiO2膜4a由于与光传输层5的PSA反应而变坏。因此,优选SiN膜4b的膜厚度为尽可能地薄,只要其能起到分隔层的作用。尽管省略了详细的描述,但是可确认即使SiN膜4b的膜厚度降低到4nm,记录敏感性和晃动没有变化,并且耐久性不变坏。
当SiN膜4b不可能与前述的PSA反应时,例如,当光传输层5由UV树脂而非PSA制成时,或者当一次写入型光学记录介质10短时间使用时,第二介电膜4b可以省略。
(2-2)第一和第二介电膜的膜厚度的考虑
接下来,改变第一介电膜4a和第二介电膜4b的膜厚度,并且考虑其结果。
实例8
多个一次写入型光学记录介质10以与实例7相同的方式制造,除了ZnS-SiO2膜4a的膜厚度T1从10nm至43nm的范围改变并且SiN膜4b的膜厚度T2在0-35nm的范围内改变之外。
比较例2
一次写入型光学记录介质10以与实例7相同的方式制造,除了ZnS-SiO2膜4a没有形成(膜厚度T1=0),并且SiN膜4b的膜厚度为60nm。
接下来,测量以前述方式制造的实例8和比较3的记录标记的头晃动和尾晃动。
图14示出了记录标记的头晃动和尾晃动的测量结果。图14显示,当ZnS-SiO2膜4a的膜厚度的范围为10nm至43nm,并且SiN膜4b的膜厚度的范围为0至35nm时,记录标记的头晃动和尾晃动变成6.5%或更小。
图14显示,因为在ZnS-SiO2膜4a的膜厚度的很宽范围内晃动为6.5%或更小,所以记录可以满意地进行,特别是当ZnS-SiO2膜4a的膜厚度为23nm或更大时,记录特性稳定。因此,ZnS-SiO2膜4a的膜厚度优选为10nm或更大,更优选为23nm或更大。因为图14所示的ZnS-SiO2膜4a和SiN膜4b的总膜厚度约为50nm,所以ZnS-SiO2膜4a的膜厚度的上限不作规定。
ZnS-SiO2膜4a的膜厚度的上限取决于反射率。换言之,当ZnS-SiO2膜4a的膜厚度非常大时,因为反射率降低,所以给定了ZnS-SiO2膜4a的膜厚度的上限。BD-R单层介质的标准要求其反射率为12%或更高。在该实例7中,当SiN膜的膜厚度为4nm,并且ZnS-SiO2膜4a的膜厚度恰为58nm时,一次写入型光学记录介质10的反射率变为12%。因此,当ZnS-SiO2膜4a的膜厚度为58nm或者更大时,反射率不能满足用于BD-R的标准。因此,ZnS-SiO2膜4a的膜厚度的上限优选为58nm或更小。然而,如果建立了要求放松对光盘发射率限制的标准,则当采用这样的标准时,或者由于用于双层光盘的BD-R标准要求反射率为4%或更高时,即使ZnS-SiO2膜的膜厚度大于58nm,本发明的记录特性的作用没有被削弱,而是仍然有效。
因此,因为ZnS-SiO2膜4a的膜厚度可以在这样宽的范围中选择,所以可以考虑到反射率优化地选择ZnS-SiO2膜4a的膜厚度。
另一方面,当仅有SiN膜4b形成而没有ZnS-SiO2膜4a时,因为晃动减小0.5%所以标准要求晃动为6.5%或更小的范围变得更窄。换言之,只要ZnS-SiO2膜4a的膜厚度是在规则的范围中,为了改善记录和再现特性,采用ZnS-SiO2作为介电膜4是有效的。
(2-3)介电膜的层数的考虑
接下来,改变介电膜4的层数,并且考虑其结果。
实例9
图15是示出根据实例9的一次写入型光学记录介质结构的示意性截面图。
一次写入型光学记录介质10以与实例7相同的方式制造,除了下述之外:在TiSiO膜2中的Si的含量为10原子%,TiSiO膜2的膜厚度为30nm,GeO膜3的膜厚度为20nm,而ZnS-SiO2膜4a的膜厚度为30nm。
实例10
图16是示出根据实例10的一次写入型光学记录介质结构的示意性截面图。
根据实例10的一次写入型光学记录介质10以与实例7相同的方式制造,除了省略了ZnS-SiO2膜4a并且只有厚度为60nm的SiN膜4b形成为介电膜之外。
前述的实例9和10设计来使得反射率约为15%,而GeO膜3的光吸收率变得与TiSiO膜2的几乎相同。
在改变根据实例9和10的一次写入型光学记录介质10的记录功率Pw并且记录了信息信号后,测量它们的C/N比和调制度。
图17和图18示出了根据实例9和10的每个一次写入型光学记录介质10的记录敏感性(记录功率Pw)、C/N比和调制度的关系。
图17和图18显示,形成有ZnS-SiO2膜4a和SiN膜4b的一次写入型光学记录介质10的调制度和C/N比大于仅形成由SiN膜4b的一次写入型光学记录介质10的那些。
改善金属膜2的TiSi的耐久性和记录特性的其他添加剂的实例包括Cu、Pd、Ni、C、Cr、Fe、Mg、V、Ca、B、Nb、Zr、S、Se、Mn、Ga、Mo、Tb、Dy和Nd。
(2-4)氧化膜的光吸收系数的考虑
改变氧化膜3的吸收系数,并且考虑其结果。
实例11
多个一次写入型光学记录介质10以与实例7相同的方式制造,除了改变GeO膜3的氧浓度之外。
接下来,测量以前述方式制造的每个一次写入型光学记录介质10的光吸收系数和晃动。当测量晃动时,如上所述,记录线速度为2×(9.83m/s)。
图19示出了晃动随着氧浓度和吸收系数的变化。图19示出了GeO膜具有氧浓度和吸收系数的优化范围。图19显示,优选吸收系数k的范围为0.15≤k≤0.90,以满足BD-R标准要求的晃动为6.5%或更小。因此,当GeO膜3的氧浓度调整为使得GeO膜3的吸收系数k的范围为0.15≤k≤0.90时,可以制造具有优秀特性的一次写入型光学记录介质10。
(2-5)金属膜和氧化膜的膜厚度的考虑
接下来,改变金属膜2和氧化膜3的膜厚度,并且考虑其结果。
实例12
图20示出了所测得的TiSiO膜2和GeO膜3的膜厚度及晃动值的结果。多个一次写入型光学记录介质10以与实例7相同的方式制造,除了如图20所示改变TiSiO膜2和GeO膜3的膜厚度之外。
接下来,用评估单元将信息信号记录到以上述方法制造的一次写入型光学记录介质10上。此后,测量记录标记的头晃动和尾晃动。因为记录膜的热特性随着膜厚度而变化,导致优化记录脉冲的形状(宽度、定时和功率)的变化,所以对于单个的一次写入型光学记录介质10优化记录脉冲的形状,并且只考虑最优秀的晃动。
图20示出了下面的结果。
当金属膜2的膜厚度的范围为20nm至27nm或者氧化膜3的膜厚度的范围为16nm至22.5nm时,晃动变得大大低于6.5%,这是BD-R标准规定的值。换言之,膜厚度的余量可以变得非常大。当氧化膜的吸收系数很低时,甚至其膜厚度超过该范围,可以获得相同的效果。当氧化膜的膜厚度为35nm或更小时,如在实例5中一样可以获得优秀的结果。
(2-6)金属膜的氧浓度的考虑
接下来,改变金属膜2的氧浓度,并且考虑其结果。
实例13
当给真空室供给Ar气和氧气时,反应性地溅射TiSi合金靶,从而TiSiO膜2形成在基板1上。TiSiO膜2的TiSi合金的Si成分为20原子%。对于每个样品将供给到真空室的氧气的流速调整成使得改变TiSiO膜2的氧浓度。此后,吸收系数为k=0.4的GeO膜3形成在TiSiO膜2上。除了这些步骤之外,多个一次写入型光学记录介质10以与实例1相同的方式制造。
接下来,通过BD评估单元(制造商:PULSTEC Industrial Co.,Ltd;型号名称:ODU-1000(BD规范))信息信号记录到以前述方法制造的一次写入型光学记录介质10上。此后,通过BD评估单元测量晃动值。光源的波长为405.2nm,而物镜的数值孔径N.A.为0.85。
记录密度为25GB(12-cm光盘),而记录线速度为9.83m/s,等同于倍速记录的标准。
在该记录密度中,当通过极限均衡器(limit equalizer)的晃动水平为6.5%或更小时,其可以用作表示记录介质具有优秀特性的鉴定指标。
基于每个一次写入型光学记录介质10的所测量的晃动和氧浓度绘制了图21所示的图线。
图21是示出金属膜的氧浓度和晃动特性关系的图线。图21显示,当金属膜2由TiSi的氧化物制造时,可以改善晃动。可以想到,晃动的改善是由于噪声成分的减少和GeO膜3的反应性的增加。当氧浓度非常高时,晃动变坏。可以想到,晃动的变坏是由于TiSi的吸收系数的降低和敏感性逐渐变坏,导致在记录时不理想的温度分配。
因此,当在金属膜2中含有氧时,一次写入型光学记录介质10的特性可以有效改善。另外,氧浓度具有优选范围。当氧浓度的范围为例如9原子%至38原子%中时,晃动可以变为6.5%或更小,其满足BD标准中规定的值。
在这种情况下,Si对Ti的成分比的范围为8原子%至32原子%。
(2-7)凹槽深度和摆动振幅的考虑
接下来,制造并考虑具有不同凹槽深度的多个一次写入型光学记录介质10。
实例14
图22是示出根据实例14的一次写入型光学记录介质结构的示意性截面图。在一个主表面上形成有槽内11G和槽上11L的多个基板通过注塑成型法成型,从而改变槽内11G的深度。作为树脂材料,采用聚碳酸酯树脂。槽内和槽上的间距即轨道间距为0.32μm(BD规范)。
接下来,通过膜形成单元(制造商:Unaxis AG;产品名称:Sprinter),TiSiO膜2、GeO膜3、ZnS-SiO2膜4a和SiN膜4b依次形成在基板1上。TiSiO膜2的膜厚度为25nm,GeO膜3的膜厚度为25nm,ZnS-SiO2膜的膜厚度为45nm,而SiN膜4b的膜厚度为10nm。TiSi的Si成分为27原子%。
此后,聚碳酸酯片通过压力敏感粘合剂(PSA)粘合到基板1的不平坦表面11,从而光传输层5形成在SiN膜4b上。光传输层5的膜厚度为100μm,这包括PSA和聚碳酸酯片的厚度。多个期望的一次写入型光学记录介质10以前述的方法制造。
接下来,以前述方法制造的一次写入型光学记录介质10的晃动值通过评估单元(制造商:PULSTEC Industrial Co.,Ltd;型号名称:ODU-1000(BD规范))评估。评估装置的光源的波长为405nm,而其物镜的N.A.为0.85。
以单速度(4.92m/s)用25GB的密度来记录和再现信息信号。另外,连续记录信息信号,并且再现10个轨道,从而产生串扰。
此后,基于所测得的晃动值绘制图23所示的图线。图23是示出槽内深度和晃动的关系的图线。在图23中,靠近每个误差条中心的点代表晃动的平均值,而每个误差条的上端和下端代表晃动的波动范围。
图23显示,当凹槽的深度为22nm或更大时,晃动在每个轨道中大大地偏离,并且平均的晃动值略微变坏。相反,当凹槽的深度为21.5nm或更小时,晃动很少偏离,并且平均晃动值变得优秀。导致获得优秀的记录特性。
接下来,测量以前述的方式制造的每个一次写入型光学记录介质10摆动C/N比。基于所测得的C/N比值绘制了图24所示的图线。图24是示出摆动C/N比和凹槽深度关系的图线。
图24显示,尽管特性随着凹槽的深度逐渐变化,但是当凹槽的深度为19nm或更小时,C/N比逐渐减小。对于C/N比的蓝光光盘标准要求C/N比在以优化功率记录之后为26dB或更大。在根据实例14的一次写入型光学记录介质10中,在以高于优化功率10%的功率进行记录之后,它们近乎满足26dB。然而,当凹槽的深度小至18nm时,C/N比低到20dB左右,其大大低于标准规定的值。因此,地址信息不可能被读取。因此,优选凹槽的深度为18nm或更大。
接下来,改变CTS,并且评估每个以前述方法制造并且凹槽深度为20nm的一次写入型光学记录介质10的摆动振幅和摆动C/N比的关系。通过蓝光评估单元将信息信号记录和再现到槽上(平坦)并且从其上记录和再现。
CTS由下面的公式定义。
CTS=2(RON-RIN)/(RON+RIN)
其中,RON是当对槽上(平台)执行寻轨时,返回到蓝光评估单元的光量,并且
RIN是当对槽内(凹槽)执行寻轨时,返回到蓝光评估单元的光量。
图25示出了当CTS改变时摆动振幅与摆动C/N比的关系。
CTS代表凹槽宽度的参数。CTS随着记录凹槽的宽度增加。图25示出了以虚线表示的蓝光光盘标准规定的值的26dB。为了增加系统的耐久性,优选摆动振幅足够大于用虚线表示的26dB。
图25显示,当CTS很小时,如-0.012和-0.03,并且记录以高功率(1.1×pwo)完成,C/N比低于标准规定的值。在进行记录之前,摆动C/N比几乎不随着CTS(见图25中的“黑方块”)变化。当以高功率进行记录并且记录标记在凹槽宽度方向上扩展时,摆动C/N比随着CTS很大地变化(见图25中的“黑圆圈”)。
对于以适宜的功率(1.0×功率)测量的结果(见“图25中的白圆圈”),当CTS为-0.03或更大时,发现摆动C/N比满足标准中规定的范围。对于以1.1×功率测量的结果(见图25中的“黑圆圈”),发现当CTS为-0.01时,摆动C/N比满足标准中规定的范围。当执行OPC(最佳功率控制)时,建议记录敏感性以公差±10%进行评估。因此,即使信息信号以1.1×功率记录,也建议摆动C/N比为26dB或更大,这是标准中规定的值。因此,CTS值优选为-0.03或更大,更优选为-0.01或更大。
这种情形在蓝光可写介质中不会发生。当以高功率对可重写介质进行记录时,记录相邻轨道时横向扩散标记被擦除和再写。在以本发明为代表的一次写入型光学记录介质中,一旦记录了标记,因为不能将其擦除,所以该特征对于相关技术的可写介质是极好的优点。本发明清楚地体现了这个优点。在以高功率进行记录后,摆动C/N比不随着摆动振幅而有大的变化。摆动C/N比具有CTS优化的重要参数。
接下来,改变CTS,并且评估前述一次写入型光学记录介质10的摆动振幅与NWS(Normalized Wobble Signal-规一化摆动信号)的关系。
NWS由下面的公式定义。
NWS=Iwpp/Ipp
其中Iwpp是完成寻轨时产生的推-拉信号的振幅,并且Ipp是穿过导槽而没有寻轨时所产生的推-拉信号的振幅。
图26示出了当改变CTS时摆动振幅与NWS(Normalized Wobble Signal-规一化摆动信号)值的关系。蓝光光盘标准要求NWS的范围为0.20至0.55。图26用虚线示出该范围。优选在以高功率完成记录后,NWS的范围为如虚线所表示的0.20至0.55。
图26显示NWS随CTS和摆动振幅而增加。在图26中,具有不满足标准中规定的值的点。NWS比CTS更多地取决于摆动振幅。另外,因为最小值和最大值设定到NWS,所以摆动振幅具有对于优秀值的范围。当CTS随着摆动C/N比增加时,优选摆动振幅的范围为9nm至12nm。当CTS约为-0.01时,优选摆动振幅的范围为11nm至13nm。
考虑到这些因素,优选摆动振幅的范围为9nm至13nm。
接下来,将描述对应于本发明第三实施例的实例15至16。
(3)以蓝色激光形成BCA的考虑。
现在来考虑以蓝色激光形成BCA的方法。接下来,将描述所考虑的结果。
实例15
根据实例15的一次写入型光学记录介质10具有这样的结构,其中TiSi膜2、GeO膜3、ZnS-SiO2膜4a、SiN膜4b和光传输层5已经依次形成在基板1上。
接下来,将描述根据实例15的一次写入型光学记录介质10的制造方法。首先,在一个主表面上形成有槽内11G和槽上11L的基板1通过注塑成型法成型。作为树脂材料,采用聚碳酸酯树脂。轨道间距为0.32μm,槽内11G的深度为21nm,而槽上11L摆动以加入地址信息。
接下来,真空室被抽真空。当给真空室供给Ar气时,溅射TiSi靶,从而厚度为27nm的TiSi膜2形成在基板1上。Si在TiSi膜2中的成分比为27原子%。
在该膜形成步骤中,膜形成条件为例如如下。
所取得的真空度:5.0×10-5Pa
大气压:0.2Pa
输入功率:3kW
Ar气流速:30sccm
接下来,真空室被抽真空。当给真空室供给Ar气时,溅射Ge氧化物靶,从而厚度为26nm的GeO膜3形成在TiSi膜2上。调整Ge氧化物靶的氧成分,从而GeO膜3的吸收系数k变为0.40。
在该膜形成步骤中膜形成条件为例如如下。
所取得的真空度:5.0×10-5Pa
大气压:0.2Pa
输入功率:2kW
Ar气流速:30sccm
接下来,真空室被抽真空。当给真空室供给Ar气时,溅射ZnS-SiO2靶,从而厚度为45nm的ZnS-SiO2膜4a形成在GeO膜3上。
在该膜形成步骤中膜形成条件为例如如下。
所取得的真空度:5.0×10-5Pa
大气压:0.1Pa
输入功率:1kW
Ar气流速:6sccm
接下来,真空室被抽真空。当给真空室供给Ar气和N2气时,溅射Si靶,从而厚度为7nm的SiN膜4b形成在基板1上。
在该膜形成步骤中,膜形成条件为例如如下:
所取得的真空度:5.0×10-5Pa
大气压:0.3Pa
输入功率:4kW
Ar气流速:50sccm
N2气流速:37sccm
接下来,圆形聚碳酸酯片通过在该片的一个主表面上施加的压力敏感粘合剂(PSA)粘合到基板1上,从而形成厚度为0.1mm的光传输层5。
接下来,波长为405nm的激光调制成脉冲形状,并且通过光传输层5侧辐射到BCA。结果,制造了其中形成有条码形记录标记的BCA的一次写入型光学记录介质10。光束宽度约为5μm,线速度为10m/s,激光辐射功率为160mW,而光束进给量(beam feed amount)为每转2μm。
实例16
接下来在BCA中形成有条形码的一次写入型光学记录介质10以与实例15相同的方式制造,除了记录标记通过辐射波长为800nm的激光形成之外。
接下来,从以前述方式制造的实例15至16的BCA再现信号,并且评估该再现信号。
图27A示出了在BCA中形成的记录标记的图像。图27B示出了实例15的再现信号的波形。图27C示出了实例16的再现信号的波形。在图27B和图27C中,忽略了微弱的噪声,使得容易比较实例15和实例16。
当比较图27B和图27C所示的波形时,发现在实例16中在记录标记的边缘部分有一个反射率增加的区域,而在实例15中在记录标记的边缘部分没有反射率急剧增加的区域。可以想到,因为800nm波段的激光具有波长依赖性,所以难于将信息信号记录到以400nm波段对记录和再现优化的一次写入型光学记录介质10的BCA上。尽管省略了图解,但是在实例15的BCA中的信号水平相对均匀。
接下来,将描述对应于本发明第四实施例的实例17至36。
(4)以红外线激光器形成BCD的方法的考虑
接下来,考虑以红外线激光器形成BCD的方法。
将描述考虑的内容。
实例17至21
首先,多个一次写入型光学记录介质10以与前述的实例15相同的方式制造。对于每个一次写入型光学记录介质10改变光学头的扫描速度的范围为3m/s至11m/s,输出功率为4000mW及波长为810nm的激光被调制成脉冲形状,并且通过基板1侧辐射到BCA。结果,TiSi膜2、GeO膜3、ZnS-SiO2膜4a和SiN膜4b被从每个一次写入型光学记录介质10上熔化去除。因此,制造了在BCA中形成有条形码形状标记的多个一次写入型光学记录介质10。光束宽度约为30μm,激光辐射功率为4000mW,而光束进给量为每转10μm。
实例22至26
在BCA中形成有条形码形状标记的多个一次写入型光学记录介质10以与实例17至21相同的方式制造,除了输出功率为3400mW之外。
实例27至31
在BCA中形成有条形码形状标记的多个一次写入型光学记录介质10以与实例17至21相同的方式制造,除了激光通过光传输层侧辐射到BCA之外。
实例32至36
在BCA中形成有条形码形状标记的多个一次写入型光学记录介质10以与实例22至26相同的方式制造,除了激光通过光传输层侧辐射到BCA之外。
在前述的实例17至36中,从实用的观点来看,采用波长为810nm的红外线激光器。然而,可以适当选择激光的波长。因此,红外线激光器的波长不限于810nm。例如,可以采用波长为例如720至2500nm的红外线激光器。在前述的实例17至36中,由于下面的具体原因采用波长为810nm的激光。换言之,采用波长不是810nm附近的激光难于获得足够的激光功率来破坏性地去除形成在基板1上的膜。换言之,因为波长为650nm和400nm的激光的激光功率不足以破坏性地去除形成在基板1上的膜。
接下来,从实例17至36的BCA上再现信号,并且评估该再现信号。
图28示出了来自实例17至21的BCA的再现信号的评估结果。图29示出了来自实例22至26的BCA的再现信号的评估结果。图30示出了来自实例27至31的BCA的再现信号的评估结果。图31示出了来自实例32至36的BCA的再现信号的评估结果。图32A至32E分别示出了实例17至21的再现信号。图33A至33E分别示出了实例22至26的再现信号。图34A至34E分别示出了实例17至31的再现信号。图35A至35E分别示出了实例32至36的再现信号。在图28至图31的评估结果域中,“O”代表在BCA部分中信号水平比较均匀的再现信号并且在标记的边缘部分没有反射率急剧增加的区域,而“X”代表在BCA部分中信号水平不均匀的再现信号并且在标记的边缘部分有反射率剧增区域。在每个图32A至图35E中,下部分所示的信号波形是上部分所示波形的部分放大图。图32A至图35E的A至E对应于具有以3m/s至11m/s扫描速度形成的BCA的一次写入型光学记录介质10的信号波形。
图28至图31显示,当激光通过光传输层5侧辐射时,BCA部分的信号水平不均匀并且在标记的边缘部分具有反射率剧增的区域,而与光学头的扫描速度和激光功率无关。
相反,发现当激光通过基板1侧辐射时,光学头的扫描速度的范围为5m/s至9m/s,而激光功率的范围为3400mW至4000mW,在BCA部分中的信号水平比较均匀,并且在标记的边缘部分没有反射率急剧增加的区域。
如前面的描述所清楚的是,根据本发明的实施例,可以实现具有对应于希望反射率、敏感性和光学系统等的膜结构的优秀的一次写入型光学记录介质10。
采用短波长和大数值孔径可以制造具有优秀特性的一次写入型光学记录介质10作为对应于蓝光标准的高密度记录的BD-R。
无机记录膜6可以由三或四层组成。结果,可以降低制造成本。
如前述的实例,当光传输层5具有PSA/树脂片结构时,光传输层5具有优秀的特性。结果,可以制造具有稳定存储性和耐久性的一次写入型光学记录介质10,例如,BD-R。
如上所述,在本发明的实施例的结构中,可以制造具有优秀记录特性和耐久性的一次写入型光学记录介质10。
另外,因为可以用非常少的层数获得优秀的记录特性,即金属膜2、氧化膜3和介电膜4的三层,所以一次写入型光学记录介质10具有高批量制造性。另外,因为层数少,所以可以减少次品的发生范围,这导致制造成本降低。
因此,在本发明中,用前述的三层可以满意地进行记录和再现。然而,当基于使用的模式和目的而增加反射率和/或耐久性时,除了这三层,还可以设置金属膜和/或介电膜。
已经具体描述了本发明的第一至第四实施例。然而,本发明不限于前述的第一至第四实施例。应该注意的是,基于本发明的精神可以对其进行各种修改。
例如,在前述的第一至第四实施例中的数值仅仅为实例。当需要时,可以采用不同的数值。
在前述的第一至第四实施例中,描述了通过将光传输层粘合到基板上而形成光传输层5的情况。作为选择,光传输层5可以由紫外硬化树脂制造。在这种情况下,光传输层5可以采用例如旋涂法涂敷。
在前述的第一至第四实施例中,描述了由Ti制造金属膜3的情况。作为选择,可以想到,当金属膜3由Ti以外的具有光催化作用的金属材料制造时,可以记录信息信号的一次写入型光学记录介质可以如前述的第一至第四实施例一样制造。

Claims (23)

1.一种具有无机记录膜的一次写入型光学记录介质,
其中该无机记录膜具有:
氧化膜,由Ge的氧化物制造;和
相邻膜,设置成与该氧化膜接触且由金属材料制造,并且
其中该氧化膜的吸收系数k的范围为0.15≤k≤0.90。
2.如权利要求1所述的一次写入型光学记录介质,
其中该氧化膜的膜厚度的范围为10nm至35nm。
3.如权利要求1所述的一次写入型光学记录介质,
其中该相邻膜已经被氧化,并且该相邻膜的氧成分的范围为9原子%至38原子%。
4.如权利要求1所述的一次写入型光学记录介质,
其中该相邻膜由Ti制造。
5.如权利要求4所述的一次写入型光学记录介质,
其中该相邻膜由含Si的TiSi合金制造。
6.如权利要求5所述的一次写入型光学记录介质,
其中该TiSi合金的Si成分的范围为8原子%至32原子%。
7.如权利要求1所述的一次写入型光学记录介质,
其中该相邻膜由Al制造。
8.如权利要求1所述的一次写入型光学记录介质,
该相邻膜是由Al和稀土金属Tb、Gd、Dy及Nd中的至少一种制造的合金膜。
9.如权利要求1所述的一次写入型光学记录介质,
其中介电膜设置在该氧化膜上,从而该介电膜和该相邻膜将该氧化膜夹在中间。
10.如权利要求9所述的一次写入型光学记录介质,
其中该介电膜由SiN制造。
11.如权利要求9所述的一次写入型光学记录介质,
其中该介电膜由ZnS-SiO2制造。
12.如权利要求9所述的一次写入型光学记录介质,
其中该介电膜具有:
第一介电膜,相邻于该氧化膜设置;和
第二介电膜,形成在该第一介电膜上,并且
其中该第一介电膜由ZnS-SiO2制造,而该第二介电膜由SiN制造。
13.如权利要求9所述的一次写入型光学记录介质,
其中该介电膜的膜厚度的范围为10nm至100nm。
14.如权利要求1所述的一次写入型光学记录介质,
其中至少该氧化膜和该相邻膜形成在具有平台和凹槽的不平坦表面的基板上。
15.如权利要求1所述的一次写入型光学记录介质,
其中导引凹槽以0.29μm至0.35μm的轨道间距形成在基板上,并且该凹槽的深度范围为18nm至21.5nm。
16.如权利要求15所述的一次写入型光学记录介质,
其中满足关系-0.01<2(RON-RIN)/(RON+RIN)
其中RON是由再现光学系统检测到的从记录/再现凹槽表面返回的光量,而RIN是由再现光学系统检测到的从另一个凹槽表面返回的光量。
17.如权利要求15所述的一次写入型光学记录介质,
其中摆动振幅的范围为9nm至13nm。
18.如权利要求1所述的一次写入型光学记录介质,还包括:
识别信息记录区域,其中已经记录了识别信息,
其中已经通过在该氧化膜上形成对应于该识别信息的记录标记记录了该识别信息。
19.如权利要求1所述的一次写入型光学记录介质,还包括:
识别信息记录区域,其中已经记录了识别信息,
其中已经通过以对应于该识别信息的图案去除该无机记录膜记录了该识别信息。
20.一种制造具有无机记录膜的一次写入型光学记录介质的方法,该方法包括以下步骤:
形成由Ti制造的相邻膜;并且
形成由Ge的氧化物制造的氧化膜,
其中进行该氧化膜的形成步骤和该相邻膜的形成步骤,使得该氧化膜和该相邻膜彼此相邻,并且
其中该氧化膜的吸收系数k的范围为0.15≤k≤0.90。
21.如权利要求20所述的制造一次写入型光学记录介质的方法,还包括以下步骤:
通过该氧化膜侧将波长范围为350nm至450nm的激光辐射到该一次写入型光学记录介质来记录识别信息。
22.如权利要求20所述的制造一次写入型光学记录介质的方法,还包括以下步骤:
通过该相邻膜侧将激光辐射到该一次写入型光学记录介质来记录识别信息。
23.如权利要求22所述的制造一次写入型光学记录介质的方法,
其中将激光辐射到一次写入型光学记录介质的条件是,光学头扫描速度的范围为5m/s至9m/s,而激光功率的范围为3400mW至4000mW。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102473431A (zh) * 2009-07-17 2012-05-23 夏普株式会社 光信息记录介质
CN110299383A (zh) * 2018-03-21 2019-10-01 三星显示有限公司 显示设备

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7127512B2 (ja) * 2018-11-28 2022-08-30 株式会社Jvcケンウッド 光ディスク装置及び光ディスク回転位置検出方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6417234A (en) 1987-07-10 1989-01-20 Fuji Photo Film Co Ltd Optical information recording method and information recording medium
JPH11144316A (ja) 1997-11-10 1999-05-28 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 記憶部材
WO2000006391A1 (fr) 1998-07-31 2000-02-10 Hitachi Maxell, Ltd. Support et procede d'enregistrement d'informations
JP4271063B2 (ja) 2003-04-16 2009-06-03 株式会社リコー 追記型光記録媒体とその記録再生方法
JP3954583B2 (ja) 2004-02-16 2007-08-08 メモリーテック株式会社 光ディスク、光ディスク製造装置及び光ディスク製造方法
JP4345563B2 (ja) 2004-04-28 2009-10-14 ソニー株式会社 追記型記録媒体
US7427431B2 (en) * 2004-04-28 2008-09-23 Sony Corporation Write once optical recording medium
JP4251142B2 (ja) 2005-03-10 2009-04-08 ソニー株式会社 追記型光記録媒体
JP4403414B2 (ja) 2005-06-17 2010-01-27 ソニー株式会社 追記型光記録媒体
TW200805360A (en) * 2006-01-30 2008-01-16 Sony Corp Information recording medium and method for fabricating the same
JP2008183735A (ja) * 2007-01-26 2008-08-14 Sony Corp 追記型光記録媒体およびその製造方法
JP4535080B2 (ja) * 2007-03-23 2010-09-01 ソニー株式会社 光記録媒体およびその製造方法
JP4605171B2 (ja) * 2007-03-23 2011-01-05 ソニー株式会社 光記録媒体およびその製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102473431A (zh) * 2009-07-17 2012-05-23 夏普株式会社 光信息记录介质
CN110299383A (zh) * 2018-03-21 2019-10-01 三星显示有限公司 显示设备
CN110299383B (zh) * 2018-03-21 2024-01-19 三星显示有限公司 显示设备

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