CN1132568A - 相变型光盘及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及了一种相变型光盘，包括一个透明基片；在透明基片上安排一个记录层，它依照激光能量辐射发生晶态和非晶态之间的相变；保护层安排在记录层之上或紧贴其下；记录层的成分由通式(SbaTebGec)100-d·Sd给出，其中5≤a≤60，35≤b≤65，5≤c≤65，a+b+c＝100和0≤d≤40和/或一个或二个保护层都包含了Zn(1-x)Sx其中0.50＜x和一种或多种金属或半金属的氧化物，氮化物，氟化物，碳化物和硫化物的混合物(前提是当金属为锌时硫化物除外)。本发明的光盘的重复使用性，亦即改写周期数和可校错误周期数有了提高，同时降低了由于长时间读取造成的记录信号的损害。
Description
本发明涉及了一种相变型光盘，它显示了高的重复使用性(cyclability)，同时降低了由于长时间读取导致的记录信号的损害，还涉及了其制造方法。
相变型光盘在透明的基片上有一个记录层。记录层由这么一层材料构成，这种材料在用激光能量的辐照下其相态在非晶态和晶体态之间变动，并且仅仅通过改变激光能量就能在抹去原信息的同时记录新的信息(以下称改写)。
硫属合金如铟—硒合金，铟—锑—碲合金和锗—碲—锑合金(美国专利号4,670,345)通常用作相变型可记录可抹去光盘的记录材料。根据改写，记录层中的某一些区域用高能量激光束辐照形成非晶态，因为记录材料在其熔点或更高的温度下迅速加热，然后再迅速冷却以形成记录信号；记录层的其它区域用结晶激光能量辐照，这些区域就会结晶，因为记录材料在低于其熔点的温度下加温并且逐步冷却以形成抹去区域。
这种改写是当光盘在一个驱动机构上以一个特定的线速度旋转时通过将光盘置于一个激光束的辐照来完成的。为了使激光通过一次就能完成抹去这个动作，记录材料的结晶速度，也就是非晶态到晶态之间的转变速度，应该高于记录信号每次的结晶速度，即每一个激光束经过光盘上某一确定点所需要的时间。鉴于激光束通过光盘上某一确定点所需要的时间依赖于旋转速度(线速度)，记录材料的结晶速度必需比旋转速度要高。当提高结晶速度或降低结晶温度以便在改写规定的条件下提高抹去速度，通过记录形成的记录信号(非晶区)逐步转变成具有低能量的晶体相，并且在长时间读取时被损坏。结果是，记录信号消失并且记录数据丧失可靠性。
通常，在硫属合金中加入过渡金属，或者锑—碲—锗合金中锗的含量增加，以便能避免长时间读取引起的记录信号的损害。在前面的过程里，尽管加入大概百分之一摩尔百分比的过渡金属提高了记录信号的稳定性，但它能降低抹去的速度。因此，在高速度下能具体地用作记录的媒介的材料是有限的，并且，由于非晶区域与晶态区域的光学常数的差别较小，这样就降低了反射的对比。在后一种情况下，锗量的增加，记录层的熔点升高，并且记录的灵敏性不利地降低。
当具有硫属合金的记录层的光盘被记录或抹去时，通过沉积或溅射的方法在记录层之上，紧贴其下，或两面设置保护层，以防止当记录和抹去时基片由于加热而变形，以及防止记录层变形和氧化。已经知道，金属或半金属的氧化物，碳化物，氮化物，氟化物和硫化物可作为保护层材料。这些材料中，ZnS由于其与记录层的强的粘着力而尤为所知。然而，仅仅由ZnS制成的保护层耐热性是不够的，因为在重写时重复的记录和抹去导致ZnS的晶粒粗化。
日本专利申请公开号103453/1988介绍了一种光盘，这种光盘由于玻璃态材料如SiO2加入到了ZnS中，而使保护层的耐热性得以提高，并且由于记录层的热变形导致的持久性的降低方面也有改进。为了减少因激光束照射导致的记录材料的移动而引起的记录层的损害，日本专利申请公开号263627/1991和152738/1991建议将氧或氮，和氢分别加到保护层。然而，传统的光盘在重复使用的可靠性方面是不够的，因此，人们对提高重复使用性上有很大的要求。
本发明已经注意到了常规技术的缺点。本发明的一个目的就是提供一个显示优越的重复使用性和较低的由于记录而形成的记录信号的损害的相变型光盘，这种光盘是这样得到的：在含有一种具体成份的合金的记录层加入特定量的硫和/或在安排于记录层上或紧贴其下的保护层加入硫。另一个目的就是提供一个制造这种相变型光盘的方法。
本发明涉及了包含一个透明基体的相变型光盘；在透明基体上设置了一个记录层，其中，由于激光能量的照射发生晶态和非晶态之间的相变；在记录层上或紧贴其下安排保护层；记录层的成分由通式表示，(SbaTebGec)100－d·Sd，其中，5≤a≤60，35≤b≤65，5≤c≤65，a＋b＋c＝100，且0＜d≤40，和/或其中一个或两个保护层包含有一种或多种金属或半金属的氧化物，氮化物，氟化物，碳化物和硫化物与Zn(1－x)Sx的混和物(前提是当金属是锌时，硫化物除外)，其中X＞0.50。
在本发明，记录层和/或保护层必需含有特定量的硫。
当保护层含有特定量的硫时，保护层包括了Zn(1－x)Sx和一种或多种金属或半金属的氧化物，氮化物，氟化物，碳化物和硫化物的混和物(前提是，当金属是锌时硫化物除外)，同时，在Zn(1－x)Sx中硫原子数比率X值必须大于0.50。
在Zn(1－x)Sx中硫原子数比率X的计算如下。保护层中传统的ZnS的硫原子数比率X是0.50。利用一个萤光X-射线装置在下述条件下，对含有一种上面提到的金属或半金属的氧化物和类似化合物与Zn(1－x)Sx的混合物保护层进行分析，其中Zn(1－x)Sx的X值比常规的更高，以测量硫原子含量比率Y，用公式Y＝(S/(Zn＋S))来表示。在同样条件下，利用一个萤光X-射线装置分析含有相同混和物的保护层，除了用ZnS替代Zn(1－x)Sx，这样来测量硫原子含量比率的标准值Y0，用公式Y0＝(S/Zn＋S)来表示。X值从公式(1)计算出来：
X＝0.5Y/Y0…(1)
当X大于0.50时，相变型光盘在其记录层中显示了优良的改写周期性能，并且削弱了由于长时间读取导致的记录信号的损害。X大于0.5038尤为适宜。在那个范围中，可以体现由于添加S而产生的影响。
将保护层中X值提高到超过0.50，本发明的效果得以产生，其中原因之一是，提高了保护层的耐热性能。当利用一个烧结靶的(包括在Zn(1－x)Sx中X值为0.50的ZnS与上面讲述的金属与半金属的氧化物及相似化合物的混合物)溅射来制备保护层时，所得到的层中的硫化锌的硫位置中出现了空位。将Zn(1－x)Sx中X值提高到高于0.50，硫填充了这些空穴，并且，由于层的生长的方向取向，结晶速度得以提高。其结果是，提高了耐热性能。
在本发明的保护层中的Zn(1－x)Sx，硫原子数比率X合适在0.70或0.70以下，最好是0.54或0.54以下。X值依据形成薄膜的工艺和条件而变化。据假设，当X值变得大于0.50时，记录层的重复使用性变得更好。同时，当X增加时，保护层在质量上倾向于变坏并且寿命降低。因此，就光盘寿命来说，X值合适在0.70或以下。当X值为0.54或以下，记录层的重复使用性变得更好，同时能实现室温下光盘的保存寿命超过10年，这个寿命对光盘来说是必须的，亦即在这段时间里记录的数据完好保存没有损害。就光盘的保存寿命来讲，倾向于只在上层保护层中加入硫。
与Zn(1－x)Sx形成保护层的材料包括：氧化物如SiO2，SiO，GeO2，MgO，Al2O3，Ta2O5，ZrO2，Y2O3，CeO2，BaTiO3和SrTiO3，氮化物如Si3N4和AlN，氟化物如MgF2，LiF和CaF2，碳化物如SiC，TiC和C，硫化物如SmS，SrS，PbS和CdS。在上述材料中，玻璃态材料，如SiO2，SiO，GeO2，MgO，Al2O3，Ta2O5，ZrO2，Y2O3，CeO2，Si3N4，AlN，MgF2，LiF和CaF2更适宜。从耐热性能来讲，SiO2，Ta2O5，CeO2，Si3N4，MgF2更适宜。尤其是SiO2更适宜。就上面提到的两种组成的成分比来说，根据制备保护层的比率，SiO2倾向于在5到50％摩尔之间。当S1O2少于5mol％，耐热性不够。当SiO2高于50mol％时，由于薄膜的应力增加，光盘的机械精度和保存稳定性被损害。
当本发明的记录层含有某一具体含量的S时，保护层可以包括一种或多种金属或半金属的氧化物，氮化物，碳化物和硫化物。
保护层的厚度没有特别的限制。当保护层安排在基片的一面时，就防止基片变形和保存稳定性来讲，厚度适宜为5mm或更高，就机械精度和产量来讲，适宜为600nm或更低。当保护层安排在基片的反面上，就记录灵敏度和防止降低抹去比来讲，厚度倾向于5nm或更高，就记录层的热辐射来讲，倾向于300nm或更低。由于反射层与记录层的混和，导致了抹去比的降低。
当保护层不含有上述具体含量的硫，应该根据公式(SbaTebGec)100－d.Sd来表示记录层，其中5≤a≤65，35≤b≤65，5≤c≤65，a＋b＋c＝100，0＜d≤40。
本发明通过硫的加入，记录层的重复使用性得以提高，并且由于长时间读取产生的记录信号的损害方面也得以改进。通过加入其中，硫是一种形成半导体和金属非晶能力很强的元素，也就是，是一种玻璃形成能力高的元素。据认为，由于硫的这种玻璃形成能力，与Sb-Te-Ge合金相比，由于结构自由度降低，Sb-Te-Ge-S在刚性方面得以提高，这样，结构的稳定性就提高了，同时由于非晶态到晶态之间的反应能增加了，可反应性得到降低，这样，提高了其稳定性。结果是，长时间读取不会容易地导致记录信号的损害。
另一方面，加入的硫的含量越高，由于结构自由度降低，结晶速度就变得越低。正如上面讲述的，结晶速度必需比光盘的线速度适当地要大些。尽管光盘的线速度低时可以加入大量的硫，随着线速度的提高，硫的加入量降低。
当本发明的记录层中的硫含量比d超过40时，由于记录时快速加热导致的硫的蒸发，记录一抹去性能损害的可能性很高，记录—抹去性能是一个基本特征。硫含量倾向于为0.4或更高，更适宜于为1或更高。
结晶速度和熔化温度依照Sb-Te-Ge合金的成分而改变。当Sb含量比a超过60或当Te含量比b低于35或高于65时，结晶速度下降，抹去性能被损害。这种光盘储存的信息即使在一个低的线速度，如1.2m/s，也不能被抹去，这种盘不能用作光盘。还有，随着Ge含量c的增加熔化温度增加。当Ge含量c超过65时，记录灵敏性会降低，这种盘不合适于实际使用。当Ge含量c小于5时，熔化温度和结晶速度降低。其结晶是，由于长时间读取和保存，记录信号会容易地结晶和损害。
当要求高速度记录一抹去时，这也是最近的光盘所要求的，上述组成的原子数比率倾向于5≤a≤50，45≤b≤60，5≤C≤50和0＜d≤20。
当上述保护层含有某一具体量的硫，象上面规定的那样，记录层的各组份可以选用用于传统的可录可抹光盘的记录层的材料。例如，用硫属元素如Te或Se，或In或Sb制备的合金象Ge-Te-Sb，Ge-Te-Sb-S，Ge-Te-Sn-Au，Ge-Te-Sb-Pd，Ge-Te-Sb-Ag，In-Sb-Tl，In-Sb-Te和In-Sb-Te-Ag较为适宜。其中，由于其结晶速度快，Ge-Ag-Sb和Ge-Te-Sb-S尤为适宜。本发明的记录层可以进一步含有Pd，Pt，Ag，Au，Co，Pb，Bi，Hf，Nb，B，C和其它类似元素，这些元素的加入量以不损害本发明的效果和光盘的基本特征为前提。
记录层的厚度依照所要求的反射，对比度和灵敏度而合适地确定。考虑光的对比度和本发明所使用的硫属合金的熔点，就对比度来说，厚度适宜于5nm或更厚，就记录灵敏度和产量来说，厚度为100nm或更薄。
说到本发明适合的透明基片，可以采用传统上用于光盘的基片的透明基片。最好是利用聚碳酸酯，玻璃及类似具有良好光学性能和高的机械强度并且在机械特性上有优良的稳定性的物质。
本发明的相变型光盘在透明基片和保护层之间有一个金属薄膜。通过控制它们的光学吸收系数以将记录层的非晶态和晶态区域的温度提高到相同的水平，金属层降低了非晶和晶体区之间热学性能的明显差别。金属包括Au，Ag，Si和Cu。薄膜的厚度适宜于在约5到30nm之间。
本发明的相变型光盘在记录层光线入射面的反面上可以有一个由诸如Al，Cr，Ni，Au，Hf，Pd和Ti或其合金组成的反射层。在反射层的层面上，可以安排一个由UV可固化树脂，如氨基甲酸酯型，丙烯酰基型，聚硅氧烷型和聚酯型，和粘结剂如热熔型组成的层面(这个层面并不面朝记录层)，这样可以保护和增强反射层。
本发明的相变型光盘可这样制备：利用商业上可获得的溅射装置在透明基片上形成保护层，记录层，反射层和薄膜如金属薄膜，并且将得到的两个带有形成层面的基片粘结。
为了在记录层之上或紧贴其下形成保护层，通常采用沉积工艺，溅射工艺和其它知道的工艺。从产量上来讲，溅射工艺优于沉积工艺。在大规模生产时，适宜采用溅射工艺。
通过溅射以形成包含二个或更多上面所提到的物质的混合物的保护层的工艺包括：共溅射的工艺，其中含有上述混合物的物质被分开溅射；对通过混和与烧结由上述混和物组成的物质的粉末所得到的材料进行溅射的工艺。其中，更倾向于后一种工艺，这是因为在这个工艺中，层面的成份比起前一种工艺来更易于改变并且所用的设备相对简单。
为了使保护层的Zn(1－x)Sx中的X值超过0.50，倾向于使用一个包括H2S的烧结靶来进行溅射，H2S的含量在200ppm到大约2000或3000ppm之间。
用一个商业上可获得的烧结器，通过烧结含有H2S的保护层的粉末材料(其中H2S含量被调整到特定量)，或者是烧结保护层的粉末材料时，将H2S气体引入到烧结的气氛中，可以获得包含了所期望含量的H2S的烧结靶。
另外，为了使得X值超过0.50，倾向于使用含有每靶0.1到0.05％重量百分比的烧结靶来进行溅射。
用一个商业上可行的烧结器通过烧结含有硫的保护层的粉末材料(其中硫的含量被调整到某一具体含量)或者是烧结保护层的粉末材料时，将硫的气体引入到烧结的气氛中，这样可以获得包含所期望的硫含量的烧结靶。
另外一个使得X值高于0.50的工艺包括了一个将H2S或硫(气体)引入溅射气氛的工艺。当薄膜的沉积速率为1.2A/秒时，溅射时适宜将0.2到1.0％体积的H2S引入到气氛中。至于上面所讲的溅射气氛，可以采用H2S与Ar气的混和气或Ar气与硫(气体)的混和气。
上面提到的工艺中，更倾向于采用一个溅射气氛来调整X值的工艺。
为得使在记录层中包含d≤40的硫，将Sb-Te-Ge合金粉末与H2S或硫的粉末混和，用商业上可获得的烧结器烧结，以便硫原子数比率d能落在上面提到的范围中某一个具体值，或者是将硫化物粉末如硫化锑，硫化碲和硫化锗预先混和好并进行烧结，以便硫原子数比率d能落在上面提到的范围中的某一个具体值。可以使用一个Sb-Te-Ge-S靶进行溅射，这个靶是通过在包含H2S或S的气氛中烧结获得的。硫含量比率可以通过用Ar气和H2S或硫气体的混合气作为气氛溅射Sb-Te-Ge合金来调整。
图1是实施例中制备的相变型光盘的层面结构的横截面图。
图中数字指代如下：1：基片2a：保护层2b：保护层3：记录层4：反射层5：UV-可固化树脂层
以下参照实施例更详细地说明本发明。
在实施例中，所使用的萤光X-射线测量仪和采用的测试条件如下：型号：PW2400，由PHILIPS INTERNATIONAL B.V.制造，X射线管：铑防护罩直径：200mm元素 激发条件 狭缝宽度 探测器 晶体光谱si 24kv，125mA 0.3mm FL InSbZn 60kv，50mA 0.1mm DU LiF200s 24kv，125mA 0.3mm FL Ge〔实施例1〕
具有如图1所示的层面结构的相变型光盘No.1—1到1—5的制备如下：
根据RF(射频)溅射，含有Zn(1－x)Sx和SiO2的180nm厚的保护层2a被沉积到聚碳酸酯基片1的纹道面上，基片在中心有一个孔、基片直径180mm，厚度1.2mm，其一个侧面以1.6μm间距进行刻纹道。靶是这样制备的：将ZnS粉末与SiO2粉末以ZnS对SiO2的摩尔比为80对20进行混和，在H2S气氛中进行烧结。每次烧结时的H2S调整到200到1000ppm。H2S的浓度是这样获得的：将每次烧结的H2S与含有铜离子的溶液进行反应，测量CuS的量，由CuS的量计算硫的量。这保护层2a形成后，除非靶的类型发生变化，否则溅射的条件不改变。
根据溅射，将含有Sb22Te55Ge23合金的25nm厚的记录层沉积到保护层2a上。在记录层上，根据与保护层2a相同的步骤，用相同的靶，沉积包含Zn(1－x)Sx和SiO2的20nm厚的保护层2b。
在保护层2a和2b中Zn(1－x)Sx的X值通过测量用萤光X-射线装置进行分析的每一个样品的硫原子含量比Y＝(S/(Zn＋S))，同时，还测量根据与实施例中相同的步骤从不含H2S的靶获得的薄膜的硫原子含量比Y。＝(S/(Zn＋S))，随后根据上述公式(1)进行计算，这样来获得X值。
每个样品用于形成保护层2a和2b的靶所含有的H2S量和保护层2a和2b中测量的X值如表1所示。
随后，一个包含铝合金的200nm厚的反射层4通过溅射被安排在保护层2b之上，另外，根据一个旋涂工艺，再施加10μm厚的UV可固化树脂来进行强化。
根据如下方法，分析所得的相变型光盘的每一个样品的性能。(1)改写周期数的测量
为了评估持久性，根据如下过程，获得改写周期数。每个样品都置于一个驱动机构上，以约5m/秒的线速度进行旋转。将一个波长为830nm的激光调整到峰值功率为18mW而偏差功率为9mW。用一个1.5T信号和4.0T信号交替出现的模式(pattern)在同一个磁道上反复改写这个样品。然后，确定改写数与C/N(载波与噪音之比)的关系。当C/N的初始值被降低3dB时的改写周期数，如表1所示，也就是改写周期数。
当靶中H2S含量增加，亦即X值增大时，改写周期数增大。当X值为0.51或更大时，可以得到适宜的重复使用性。(2)可校错误周期数的测量
为了确定抵抗由于记录层中物质的透射率和其它因素造成的记录层薄膜厚度的改变的耐久性的改进，利用实际的记录数据而不是C/N，来估计其重复使用性。每个样品安置在上面(1)中所用的驱动机构上，在相同线速度下用记录数据进行估计，峰值功率和偏差功率与(1)中的条件一样。一个随机的图案被应用到记录数据中。表1显示的可校错误周期数为重复使用性的数，它给出了读出数据的可校错误的数目。
当靶中H2S的量增加时，亦即，当X变大时，可能的读出数目增大。当X为0.51或更大时，可以获得适宜的重复使用性。(3)长时间读取导致的记录信号的损害。
为了评估记录信号对读取激光的长时间的抵抗能力，每一个样品在读取功率为2.0mW时被反复再现，以确定读取激光的照射次数(遍数)与再现信号的C/N之间的关系。当C/N从初始值降低1dB时，这个遍数被定义为“读取激光下记录信号的抵抗能力”，如表1所示。
当靶中H2S的量增大时，即X值变大时，对读取激光的抵抗力增加。当X值为0.51或更大时，可以获得好的对读取激光的抵抗能力。
〔实施例2〕
样品2—1到2—4的相变型光盘根据实施例1中相同的步骤制备，除了采用以表2所示比率的ZnS粉末和SiO2粉末(摩尔比ZnS∶SiO2＝80∶20)和硫粉末进行烧结获得的靶来形成保护层2a和2b。
保护层2a和2b中Zn(1－x)Sx的X值是通过测量每个样品的硫原子含量比率Y和样品2—1中硫原子含量比率Y。来获得的，然后根据公式(1)进行计算，样品2—1是从一个不含有H2S的靶中获得的，测量的步骤与实施例(1)的步骤相同。
所获得的相变型光盘样品的每一项性能根据实施例1相同的步骤进行测量。结果如表2所示。
本发明的光盘与不含硫粉末的样品2—1相比，在所有性能上都得到改进。〔实施例3〕
样品3—1到3—5的相变型光盘根据与实施例1相同的步骤来制备，除了采用这样的靶来形成保护层2a和2b；靶的获得是通过烧结ZnS粉末与SiO2粉末的混和体(摩尔比ZnS∶SiO2＝80∶20)，调整H2S浓度到200ppm，使用一种如表3所示的比率来混合Ar气和10％体积比的H2S而得到的气体。
所得到的相变型光盘样品的每一项性能根据与实施例1相同的步骤来测量。结果如表3所示。当X值为0.51或更高时，可以获得良好的重复使用性和良好的对读取激光的抵抗力。〔实施例4〕
样品4—1到4—6的相变型光盘根据与实施例1相同的步骤来制备，除了采用了通过烧结ZnS粉末和SiO2粉末(摩尔比ZnS∶SiO2＝70∶30)以及硫粉末而得到的靶来形成保护层2a和2b。
保护层2a和2b中Zn(1－x)Sx的X值是根据与实施例1相同的步骤通过测量每个样品的硫原子含量比Y和从不包含H2S的靶获得的样品4—1的硫原子含量比率Y。来得到的，随后，根据公式(1)进行计算。
根据与实施例1中相同的步骤，将所得到的相变型光盘的每一个样品安置到一个驱动机构之上以记录数据。然后，每个样品都放进一个恒温恒湿的烘箱中，箱中温度调整到80℃，相对湿度调整到80％，以确定每个规定保存期记录数据的损害。
一般来说，光盘在室温下要求保存期时间为10年或更长。由于采用Sb-Te-Ge型合金作为记录层的相变型光盘的活化能为大约1.1eV，在温度为80℃和相对湿度为80％的条件下的加速老化测试确定到了500小时或更长的寿命期(以下称估计寿命)，这个寿命与室温下10年或更长的保存期限相当。在本实施例中，当C/N的初始值下降3dB时的时间定义为光盘的寿命期，每个样品的估计寿命都进行了测量。结果如表4所示。当X值为0.54或更小时，可以得到室温下保存寿命期10年或以上。〔实施例5〕
具有图1所示层面结构的相变型光盘制备如下：通过溅射一个含有ZnS与SiO2(摩尔比ZnS∶SiO2＝80∶20)的靶，在与实施例1所用的一样的基片上有纹道的一面沉积180nm厚的保护层2a，溅射的方法根据RF溅射。然后，包含了SB-Te-Ge-S型合金的25nm厚记录层3被沉积到保护层2a上，使用与保护层2a相同的靶和步骤沉积20nm厚的保护层2b。然后，200nm厚的包括铝合金的反射层被沉积到保护层2b上。最后，用一个旋涂机，使UV可固化树脂层5的厚度为100μm并用紫外线进行固化。
当记录层3形成时，Sb-Te-Ge合金的成分保持稳定(Sb：25at％，Te：55at％，Ge：20at％)，以表5所示的比率将硫加入到成分中，这样来制备靶。然后，进行溅射以获得薄膜。所得到的薄膜包含的每种原子的比率a，b，c和d利用一个萤光X射线测量来计算。结果如表5所示。
根据与实施例1中相同的步骤测量所得到的相变型光盘每个样品的各项性能，结果如表5所示。
当硫含量d增加时，改写周期数以及可校错误周期的数目增加，这样对读取激光的抵抗能力得到改进。
进一步，为得确定作为一个光盘的基本特征，每一个样品都被安置在一个驱动机构上并以1800rpm的速度旋转。将一个波长为830nm的激光束调制到峰值功率18mW和偏差功率9mV，以改写一个3.7MHz的图案，相当于1.5T100次。记录性能如表5所示。样品5-1到5—4是可记录的(0)，由于激光束在金属层造成一个孔洞，d值为43的样品5是不可记录的(X)。〔实施例6〕
具有如图1所示的层面结构的相变型光盘是根据与实施例5相同的步骤来制备的，除了合金中硫含量调整到10at％，并将一个用如表6所示的比率将Sb-Te-Ge合金加入到合金所制备的靶应用于溅射。用一萤光X射线测量方法计算所得到薄膜包含的每种原子的比率a，b，c，和d。结果如表6所示。
根据下述方法评估抹去性能(所得到的相变型光盘的基本特征)。每个样品都被安置在一个驱动机构上，将一个波长为830nm的激光束调制到峰值功率为12mW和偏差功率为6mW以记录一个1.5T图案。然后，每个样品都以600rpm的速度旋转，通过未调制激光束的DC辐射来抹去这个图案，并且观察1.5T的抹去比是否用一次抹去操作就被饱和。当抹去比用一次抹去操作就饱和时，用“0”表示。当抹去比用一次操作不被饱和时，用“X”表示。包括于本发明的样品6—2到6—4的抹去比通过一次操作能被饱和。〔实施例7〕
具有如图1所示的层面结构的相变型光盘是根据与实施例5相同的步骤来制备的，除了合金中硫含量调整到10at％，并将一个如表7所示的比率将Sb-Te-Ge合金加入到合金所制备的靶应用于溅射。用一萤光X射线测量计算所得到薄膜包含的每种原子的比率a，b，c，和d。结果如表7所示。
为了评估数据保存性能，这也是所得到的相变型光盘的一个基本特征，根据如下方法进行光盘加速测试。每个样品都安置在一个驱动机构上，以1800rpm速度旋转。将一个波长为830nm的激光束调制到峰值功率18mW和偏差功率9mW，以记录图案。记录随机图案后，将样品置于一个恒温恒湿的烘箱中，分别为80℃和80％RH(相对湿度)。1,000小时后，读出数据以数据的字节错误比来评估记录信号的保存稳定性。结果如表7所示。当字节错误比小于将样品放入恒温恒湿炉箱前数据的字节错误比的三倍时，其保存稳定性划规为良好(0)，当字节错误时不小于将样品放入恒温恒湿炉箱前的三倍时，划规为差(X)。本发明样品7—2到7—4的保存稳定性是良好的，相反，样品7—1的字节错误比超过三倍，这样其记录信号的保存稳定性是差的。〔实施例8〕
具有如图1所示的层面结构的相变型光盘是根据与实施例5相同的步骤来制备的，除了合金中硫含量调整到10at％，并将一个如表8所示的比率将Sb-Te-Ge合金加入到合金所制备的靶应用于溅射。用一个萤光X射线测量并计算所得到薄膜包含的每种原子的比率a，b，c，和d。结果如表8所示。
记录性能(所得到的相变型光盘的基本特征)用以下方法来评估。每个样品都放置在一个驱动机构之上，并以1800rpm的速度旋转。川一个波长为830nm，其偏差功率固定在9mW，峰值功率变化的激光束进行辐射。样品评估如下。当C/N值超过50dB的最小峰值不高于20mW时，样品是可记录的(0)。当20mW的功率不能提供50dB的C/N时，样品不可记录(X)。本发明样品8-2到8—3由于其记录灵敏度为20mW或更小，是可记录的。相反，由于记录灵敏度超过20mW，样品8—1是不可记录的。〔实施例9〕
根据与实施例1相同步骤，在透明基片上沉积一个保护层。然后，依照与实施例5相同的步骤，在保护层上形成一个记录层，这样来制备一个具有图1所示的层面结构的相变型光盘。当保护层2a和2b形成时，采用用于实施例2的样品2—3的靶。当形成记录层3时，采用用于实施例5的样品5—2的靶。
依据与实施例1相同的方法评估所得到的相变型光盘，以便确定可校正错误的周期的数目。相变型光盘的可校正错误周期的数目为1×106。这个数字比参比例子高880,000，也就是在比率上，是参比例子的约10倍。〔参比例子〕
根据与实施例1相同的步骤制备，评估相变型光盘，除了不加入硫粉末并且在形成保护层2a和2b时将氮气用作溅射时的气氛以确定可校正错误周期数目。所得到的相变型光盘的改写周期数，可校正错误周期数和记录信号对读取激光的抵抗能力分别为2.5×103，1.2×105和2×106。
本发明能提供这样一种相变型光盘，其记录层的重复使用性，亦即改写周期数和可校正错误周期的数目得以提高，并且由于长时间读取导致的记录信号的损害得以减轻。这种光盘是通过在记录层或保护层中加进某一具体量的硫来获得的。
尤其中，将X值固定在0.50到0.54之间，除了能获得上述性能，能够得到一种保存寿命在室温下超过10年的相变型光盘，这也是光盘所要求的。根据本发明，可以获得一种具有记录数据的高的可靠性的相变型可录和可抹光盘。
根据制造本发明的相变型光盘的方法，能够容易地大规模制造具有上述特征的相变型光盘，它包括Zn(1－x)Sx保护层，其中x＞0.50和/或含有某一具体原子数比率的(SbaTebGec)100－d·Sd合金的记录层，0＜d≤40。
表 1
| 样品号 | 1-1 | 1-2 | 1-3 | 1-4 | 1-5 |
| H2S含量(ppm )x | 2000.51 | 4000.55 | 5000.57 | 7000.61 | 10000.68 |
| 改写周期数可校正错误周期的数对读取激光的抵抗能力 | 4×1031.5×1033×106 | 7.5×1036×1051×107 | 1.2×1048×105＞107 | 1.7×1049×105＞107 | 5×1041×106＞107 |
表2
| 样品号 | 2-1 | 2-2 | 2-3 | 2-4 | 2-5 |
| 硫含量(wt％)x | 00.50 | 0.50.504 | 1.00.51 | 2.00.54 | 5.00.70 |
| 改写周期数可校正错误周期的数对读取激光的抵抗能力 | 2.5×1037×1042×106 | 7×1031×1054×106 | 3×1042×1056×106 | 5×1045×1051×107 | 1.5×1041×106＞107 |
表 3
*每分钟流速(cm)
| 样品号 | 3-1 | 3-2 | 3-3 | 3-4 | 3-5 |
| Ar气流速*10vol％H2S流速* | 1000 | 991 | 982 | 955 | 928 |
| 硫含量(wt·％)x | 00.51 | 0.10.52 | 0.20.53 | 0.50.56 | 0.80.59 |
| 改写周期数可校正错误周期数对读取激光的抵抗能力 | 4×1032×1053×106 | 8×1034×1057×106 | 3×1045×1031×107 | 5×1047×105＞107 | 1×1051×106＞107 |
表 4
| 样品号 | 4-1 | 4-2 | 4-3 | 4-4 | 4-5 | 4-6 |
| 硫含量(wt·％)x | 00.50 | 1.10.506 | 1.90.511 | 3.20.515 | 5.90.54 | 6.50.55 |
| 估计寿命 | 2000≥ | 2000≥ | 2000≥ | 1800 | 600 | 300 |
表 5
| 样品号 | 5-1 | 5-2 | 5-3 | 5-4 | 5-5 |
| d(硫) | 0.0 | 2.0 | 13.0 | 29.0 | 43.0 |
| 改写周期数可校正错误周期数对读取激光的抵抗能力 | 2.5×1031.5×1052×106 | 1×1056×1051×107 | 5×1058×105＞107 | 1×1069×105＞107 | ＞1061×106＞107 |
| 记录性能 | ○ | ○ | ○ | ○ | × |
表 6
| 样品号 | 6-1 | 6-2 | 6-3 | 6-4 | 6-5 |
| Sb(a)Te(b)Ge(c) | 15.070.015.0 | 20.060.020.0 | 25.050.025.0 | 30.040.030.0 | 35.030.035.0 |
| 抹去性能 | × | ○ | ○ | ○ | × |
表 7
| 样品号 | 7-1 | 7-2 | 7-3 | 7-4 |
| Sb(a)Te(b)Ge(c) | 47.550.02.5 | 45.050.05.0 | 40.050.010.0 | 30.050.020.0 |
| 保存性能 | × | ○ | ○ | ○ |
表 8
| 样品号 | 8-1 | 8-2 | 8-3 |
| Sb(a)Te (b)Ge(c) | 2.550.047.5 | 7.550.042.5 | 15.050.035.0 |
| 记录性能 | × | ○ | ○ |
Claims (11)
1.一种包括一透明基片的相变型光盘。一个记录层被安排在透明基片之上，其中，记录层根据激光能量照射，发生晶态与非晶态之间的相变；保护层被安排在记录层之上或紧贴其下；记录层的成分由通式(SbaTebGec)100－d·Sd给出，其中5≤a≤60，35≤b≤65，5≤c≤65，a＋b＋c＝100并且0＜d≤40，和/或一个或两个保护层包含了Zn(1－x)Sx，其中0.50＜x，与一种或多种金属或半金属的氧化物，氮化物，氟化物，碳化物和硫化物的混合物(前提是金属是锌时，硫化物除外)。
2.根据权利要求1的相变型光盘，其中，保护层含有Zn(1－x)Sx，这里0.50＜x≤0.70。
3.根据权利要求1的相变型光盘，其中，保护层包含有Zn(1－x)Sx，这里0.50＜x≤0.54。
4.根据权利要求1的相变型光盘，其中保护层含有Zn(1－x)Sx和SiO2。
5.根据权利要求1的相变型光盘，其中，在保护层中Zn(1－x)Sx对SiO2的成分比在95∶5到50∶50的范围内(摩尔百分比)。
6.根据权利要求1的相变型光盘，其中，记录层中(SbaTebGec)100－d·Sd中每一个组成的原子数比率为5≤a≤50，45≤b≤60，5≤c≤50，a＋b＋c＝100，并且0＜d≤20。
7.根据权利要求1的相变型光盘，其中，记录层中(SbaTebGec)100－d·Sd中硫原子数比率为0.4或更高。
8.一个制备相变型光盘的方法，包括，利用溅射的方法，在透明基片上安排一个保护层，其上是一个记录层，其中依照激光能量辐射发生晶态和非晶态之间的相变，之后在其上安排一个保护层；记录层的成分由通式(SbaTebGec)100－d·Sd给出，其中，5≤a≤60，5≤b≤65，5≤c≤65，a＋b＋c＝100和0＜d≤40，和/或一个或两个保护层都含有Zn(1－x)Sx，其中0.50＜x，与一种或多种金属或半金属的氧化物，氮化物，氟化物，碳化物和硫化物的混合物(前提是当金属为锌时，硫化物除外)。
9.根据权利要求8制备相变型光盘的方法，其中，用溅射的方法时，烧结靶含有H2S或硫。
10.根据权利要求8制备相变型光盘的方法，其中，溅射的方法利用Ar气和硫气体的混和气体或Ar气与H2S的混和气体作为溅射的气氛。
11.根据权利要求8制备相变型光盘的方法，其中，进行溅射的方法时，用于记录层的烧结靶包含了硫化锑，硫化碲，硫化锗和硫。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN94191593A CN1132568A (zh) | 1994-10-05 | 1994-10-05 | 相变型光盘及其制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN94191593A CN1132568A (zh) | 1994-10-05 | 1994-10-05 | 相变型光盘及其制造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1132568A true CN1132568A (zh) | 1996-10-02 |
Family
ID=5039534
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN94191593A Pending CN1132568A (zh) | 1994-10-05 | 1994-10-05 | 相变型光盘及其制造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1132568A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101371305B (zh) * | 2006-01-23 | 2010-12-01 | 株式会社理光 | 光学记录介质 |
-
1994
- 1994-10-05 CN CN94191593A patent/CN1132568A/zh active Pending
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