CN1577547A - 相变光记录媒体 - Google Patents

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Abstract

提供一种可高速录放的相变光记录媒体，不仅重放信号的输出足够大，而且具有优良的重复改写性能。在相变光记录媒体中，由于在记录层的至少一侧的表面上形成Ge－Si－N材料构成的界面层，所以即使把熔点高的相变材料例如Bi－Ge－Te系相变材料用于记录层，重放信号的输出也能足够大，而且重复改写性能优良。

Description

相变光记录媒体
技术领域
本发明涉及用光束的照射来进行信息记录重放的相变光记录媒体，特别是涉及可高速进行信息的记录重放的相变光记录媒体。
背景技术
相变光记录媒体是可读写的信息记录媒体的一种，相变光记录媒体具备有用光束的照射使原子排列在两个不同的形态之间(非晶形状态-结晶状态间)发生可逆变化的记录层，依据该记录层的两个不同的原子排列的状态来记录信息。因为即使在可改写的媒体中相变光记录媒体也是特别廉价的，所以向民用的普及就非常突出，特别是作为家庭用视频录象媒体的普及正在急剧地扩展。此前，用相变光记录媒体的盘代替带状视频录象媒体就能够实现后续重放的新功能，所以，必须要有超过作为计算机用备份媒体所必要的现有的相变光记录媒体特性的更高级的特性。例如，在后续重放的情况下，因为在录象中必须后续重放刚刚录象过的图象，所以每隔一定时间必须高速切换记录和重放。因此，信息的记录和重放的存取速度必须要提到更高速。
现有的相变光记录媒体按照CLV(Constant Linear Velocity：恒线速)方式来控制媒体的转数，录放信息。CLV方式是光束与媒体的相对速度(线速)为恒定的控制方法，即，由于按CLV方式进行录放时的数据传送速率恒定，所以可以把信息录放时所用的信号处理电路作得极其简单。但是，按CLV方式，光束在媒体上沿半径方向移动时，为了使线速维持恒定，必须根据光束在媒体上的半径位置来调整电机的转数。因此，按CLV方式进行信息录放的存取速度就会慢下来。
另一方面，使媒体的转数一定而能原样进行信息的录放的CAV(Constant Angular Velocity：恒角速)方式无须根据半径位置来控制调整电机转数，所以能够实现高速存取。但是，由于按CAV方式进行录放时的数据传送速率随半径的不同而异，所以信息录放时所用的信号处理电路较为复杂。另外，按CAV方式，由于越向盘的外周线速越高，所以必须加快从盘的内周侧到外周侧的记录层的结晶速度。因此，按CAV方式必须有特别的记录层，该记录层的结晶速度既能对应于盘外周侧的高线速区，也能对应于盘内周侧的低线速区。
在相变光记录媒体中，作为记录层的相变材料一般使用Ge-Sb-Te系合金，为了保护这样的记录层，大多在记录层的两侧形成由介质材料构成的保护层。另外，还有一种相变光记录媒体的方案是为了防止记录层与保护层的界面上的化学反应或原子扩散，在记录层与保护层之间设置有阻挡层(例如，参照专利文献：WO97/34298号公报的第18-22页和图2)。
在具有使用现有的Ge-Sb-Te系的相变材料的记录层的相变光记录媒体中，主要是把Sn添加到记录层中来实现记录层的结晶速度的高速化。但是，把Sn添加到记录层中使结晶速度高速化的反面会提高记录层的熔点，所以必须用更高输出的光束来记录信息。在用高输出的光束重复改写信息时，与使用低输出的光束的情况相比，信息的录放特性(信号输出、晃动、反射率、记录灵敏度等)会急剧恶化。具体地说，在用高输出的光束重复改写信息时，结晶状态与非结晶状态下的记录层的折射率之差变小，从而降低了重放信号的输出。
可是，相变记录材料中所使用的Ge-Sb-Te系合金的特征是随GeTe组分的增加，结晶/非结晶之间的折射率之差变大。因此，在相变光记录媒体中，增加记录层的GeTe组分的同时，也使重放信号的输出增大。但是，如图10的GeTe-Sb2Te3状态图所示，在GeTe组分超过50摩尔％的区域内，GeTe组分越增加，Ge-Sb-Te系合金的熔点就越高。因此，如果使用该组分区域的相变材料作为记录层，由于GeTe组分越增加，熔点就越高，所以重复改写特性越坏。即，在该相变光记录媒体中，增加记录层的GeTe组分的同时，结晶/非结晶之间的折射率之差变大，重放信号输出增大，但是熔点增高却使重复改写特性恶化。因此，在使用该组分区域的相变材料的相变光记录媒体中，重放信号输出特性和重复改写特性很难两者兼顾。
重复改写特性恶化的主要原因是由于重复改写信息时光束重复加热相变光记录媒体，从而在与记录层相邻接的ZnS-SiO2等构成的介质保护层和记录层之间，两层的构成元素相互侵入并扩散进对方侧层中，或者引起两层的构成元素相互进行化学反应所造成的。为了防止这两层间的构成元素的侵入、扩散和化学反应，例如专利文献WO97/34298号公报中提出的方法是在记录层与介质保护层之间夹入Ge-N或Ge-Cr-N等氮化物作为界面层。除专利文献WO97/34298号公报之外，日本专利文献特愿平9-532424、特开平10-289478、特开平11-167746、特开平11-238249、特开平11-339316、特开2001-126312、特开2002-74739、特开2002-74747等也披露有具备上述界面层的相变光记录媒体。
当前，相变光记录媒体当然要求信息的高密度化和录放的高速化。为了实现这种要求，如上所述，必须要有记录层的熔点比以前更高的相变材料，例如，在前述的专利文献WO97/34298号公报中记载的相变材料所使用的Ge2Sb2.3Te5[相对组分比]的熔点约为630℃，而用适宜于高速化的例如Bi7Ge41Te52[原子％]的熔点至少达到700℃以上。如图11的GeTe-Bi2Te3状态图所示，与Ge-Sb-Te系合金一样，在Bi-Ge-Te系合金中，在GeTe的比率超过约25摩尔％的区域内，随GeTe比率的增加熔点也会提高。今后，在使用Ge-Sb-Te和Bi-Ge-Te系的相变材料中，向越发增大GeTe比率的方向变化即向富Ge侧的组分变化并没有错，但避免不了相变光记录媒体中的记录层的熔点更加上升。在使用如此高熔点的相变材料的相变光记录媒体中，使用现有的低熔点的相变光记录媒体所用的Ge-N或Ge-Cr-N的界面层就得不到优良的重复改写特性。
发明内容
本发明的目的是提供一种不仅重放信号的输出足够大而且具有优良的重复改写性能的可高速录放的相变光记录媒体。
按照本发明的第一实施方式，所提供的用光束的照射进行信息的录放的相变光记录媒体具备用含Bi、Ge和Te的相变材料形成的记录层和用含Ge、Si和N的材料形成且接在所述记录层的至少一侧而形成的界面层。
在按照第一实施方式的相变光记录媒体中，所述记录层内包含的Ge的含量最好是30原子％～50原子％。
按照本发明人等的验证实验，作为相变光记录媒体的记录层所用的相变材料，在使用由Bi置换了Ge-Sb-Te系合金的Sb的Bi-Ge-Te系的相变材料的情况下，Bi-Ge-Te系的相变材料不仅维持了GeTe的结晶/非结晶间的折射率差大的优点，而且具有结晶化速度比Ge-Sb-Te系快的优越的特性。但是，把具有这种优越特性的Bi-Ge-Te系合金用于相变光记录媒体的记录层的情况下，在其实用组分范围(记录层中所含的Ge含量为30原子％～50原子％)内，Bi-Ge-Te系合金的熔点比现有的相变材料所使用的Ge2Sb2Te5[相对组分比(按原子组分比为Ge22.2Sb22.2Te55.6[原子％])]等的熔点更高(熔点约为640℃以上)。因此，在把这种组分范围的Bi-Ge-Te系合金用作记录层的情况下，由于必须以高输出的光束录放信息，所以，重复改写信息时，信息的录放特性(重复改写特性)会急剧地恶化。但是，如上所述，在相变光记录媒体中，为了实现信息的高密度化和录放的高速化，必须要具有高熔点的相变材料。因此，即使在使用Bi-Ge-Te系等高熔点的相变材料的情况下也渴望开发出具有优良的重复改写特性的相变光记录媒体。
为实现上述的愿望，经本发明的发明人等精心探讨发现：把含Ge、Si和N的材料形成的界面层接在由含Bi、Ge和Te的相变材料形成的记录层的至少一侧就能得到不仅重放信号的输出足够大，而且具有优良的重复改写特性的相变光记录媒体。
作为相变光记录媒体的界面层，用由至少含Ge、Si和N的材料形成的界面层取代现有的由Ge-N或Ge-Cr-N形成的界面层作为相变光记录媒体的界面层，来提高重复改写特性的原因有以下两点：(1)对于现有的低熔点记录层来说，在对重复改写特性起实际作用的Ge-N界面层中含有熔点比其构成元素Ge的熔点958.8℃更高的Si(熔点1414℃)，所以界面层的熔点上升使对来自外部的热的耐热性增强、(2)由于Si与Ge是同族元素，界面层中含有Si来取代Cr，Ge-Si-N界面层中的Ge与Si的结合比Ge-Cr-N界面层中的Ge与Cr的结合更强，增加了界面层的构成元素的结合稳定性，从而更能防止上述保护层与记录层的界面上的构成元素之间的相互侵入、扩散和化学反应。即使在使用迄今为止难以用作记录层的高熔点相变材料例如Ge含量为30原子％～50原子％的Bi-Ge-Te系合金等的相变材料的相变光记录媒体中，这两种效果也能提高重复改写特性。因此，按照本发明，就能够容易地得到重放信号的输出足够大且具有优良的重复改写特性的相变光记录媒体。特别是迄今为止几乎不可能用作相变材料的Bi7Ge41Te52[原子％]那样的超高熔点700℃以上的材料也可以用作相变光记录媒体的记录层。
按照本发明的第二实施方式，所提供的用光束的照射进行信息的录放的相变光记录媒体具备用含Ge、Sb和Te的相变材料形成的记录层和用含Ge、Si和N的材料形成且接在所述记录层的至少一侧而形成的界面层。
在按照第二实施方式的相变光记录媒体中，所述记录层内包含的Ge的含量最好是30原子％～50原子％。
在记录层使用Ge-Sb-Te系合金的情况下，如果使用Ge含量为30原子％～50原子％组成的Ge-Sb-Te系合金，其熔点比现有的记录层所用的Ge2Sb2Te5[相对组分比]等更高，但是，即使在按照本发明的第二实施方式的相变光记录媒体中，与按照第一实施方式的相变光记录媒体一样，由于把含Ge、Si和N的材料形成的界面层接在记录层的至少一侧，所以能够得到优良的重复改写特性。
在按照第二实施方式的相变光记录媒体中，所述记录层还含有Sn，所述记录层中包含的Ge含量与Sn含量之和最好为30原子％～50原子％。在记录层使用Ge-Sb-Sn-Te系合金的情况下，如果使用Ge含量与Sn含量之和为30原子％～50原子％组成的Ge-Sb-Sn-Te系合金，其熔点比现有的记录层所用的Ge2Sb2Te5等更高。但是，由于把含Ge、Si和N的材料形成的界面层接在记录层的至少一侧，所以能够得到优良的重复改写特性。
本发明的相变光记录媒体中，所述界面层内包含的Ge和Si的原子比Ge∶Si最好是Ge∶Si＝90∶10～40∶60。这种界面层最好采用溅射法来形成，在进行溅射时最好用Ge和Si的原子比Ge∶Si是Ge∶Si＝90∶10～40∶60的靶。
在本发明的相变光记录媒体的界面层中，不加入Ge而仅用Si-N层的情况下，由于Si比Ge的熔点高，所以重复改写特性比在界面层中使用Ge-Si-N的相变光记录媒体更优良。但是，在界面层内使用Si-N的情况下，由于缺乏记录层与界面层的粘合性，所以容易产生膜剥离。另一方面，在相变光记录媒体的界面层中使用Ge-N的情况下，虽然不会产生膜剥离，但是如果用于高熔点的相变光记录媒体，重复改写特性劣化。另外，在界面层内使用Si-N或Ge-N的情况下，由于很难使Ge、Si同时完全氮化，所以一部分Ge或Si不被氮化而大多原样残留下来。这种情况下，界面层的膜均匀性差，而成为噪声产生的原因，或者，会发生原子间的结合力降低的问题。因此，作为界面层，最好包含Ge和Si两者，含有Ge、Si和N的界面层中的Ge和Si的原子比Ge∶Si最好是Ge∶Si＝90∶10～40∶60。
按照本发明的第三实施方式，所提供的用光束的照射进行信息的录放的相变光记录媒体具备用含Bi、Ge和Te的相变材料形成的记录层和用含Ge、Si和N的材料形成且接在所述记录层的两侧而形成的界面层。
按照本发明的第一、第二和第三实施方式的相变光记录媒体，所述界面层的膜厚最好是1.5nm～15nm。
按照本发明的第一、第二和第三实施方式的相变光记录媒体，所述界面层内所含的氮含量最好是20原子％～50原子％。
按照本发明的相变光记录媒体，由于形成有接在记录层的至少一侧的表面上并至少含有Ge、Si和N的界面层，所以即使在具有使用Bi-Ge-Te系合金那样的高熔点相变材料的记录层的相变光记录媒体中，重放信号的输出也足够大，且能得到优良的重复改写性能。
附图说明
图1是按实施例1制作的相变光记录媒体的示意性断面图。
图2是按比较例1制作的相变光记录媒体的示意性断面图。
图3是按实施例2制作的相变光记录媒体的示意性断面图。
图4是对按实施例2制作的相变光记录媒体进行过104次重复改写试验后的反射率变动量的示图。
图5是按实施例2制作的相变光记录媒体的膜剥离特性的结果的示图。
图6是按实施例3制作的相变光记录媒体的示意性断面图。
图7是对按实施例3制作的相变光记录媒体进行过105次重复改写试验后的晃动变动量的示图。
图8是按实施例4制作的相变光记录媒体的重复改写试验的结果的示图。
图9是按实施例5制作的相变光记录媒体的重复改写试验的结果的示图。
图10是GeTe-Sb2Te3系材料的状态图。
图11是GeTe-Bi2Te3系材料的状态图。
图12是按实施例6制作的相变光记录媒体的示意性断面图。
图13是按实施例6制作的相变光记录媒体的重复改写试验和反射率的结果的示图。
图14是按实施例6制作的相变光记录媒体的重复改写试验和误差特性的结果的示图。
具体实施方式
在以下的实施例中具体说明了本发明的相变光记录媒体，但是本发明并不限定于此。
【实施例1】
图1是按实施例1制作的相变光记录媒体的示意性断面图。如图1所示，按该例制作的相变光记录媒体10具有按顺序在基板1上叠层下部介质层2、下部界面层3、记录层4、上部界面层5、上部介质层6、调整层7、散热层8和保护层9的结构。记录层4是用相变材料中的两种不同的原子排列状态(结晶状态和非结晶状态)记录信息的层；下部介质层2和上部介质层6用来保护记录层4的层；下部界面层3用来防止下部介质层2与记录层4之间两层构成元素相互侵入、扩散和化学反应；调整层7通过吸收激光的一部分来使记录层4内的结晶部的吸收率大于非结晶部的吸收率；散热层8用来散发信息录放时产生的热；保护层9用来保护上述各层2～7。
然后说明按该例制作相变光记录媒体的方法。首先，准备直径120mm的盘状聚碳酸脂制的基板，作为基板1；用注塑成型法来形成基板1，在基板1的表面上，形成轨距615nm、槽深65nm的螺旋状的跟踪用的预制沟槽，沟槽和凸台交替地连续连接。
然后，在基板1上，用溅射法形成膜厚135nm的(ZnS)80(SiO2)20[摩尔％]作为下部介质层2。
接下来，在下部介质层2上，用溅射法形成膜厚7nm的(Ge80Si20)50N50[原子％]作为下部界面层3。其中，下部界面层3是在Ar-N2气氛中溅射Ge80Si20[原子％]靶而成。
接着，在下部界面层3上，形成膜厚8nm的Bi7Ge41Te52[原子％]作为记录层4。其中，记录层4是在Ar气氛中溅射Bi7Ge41Te52[原子％]靶而成。该例中，最初把记录层4结晶化。
然后，在记录层4上，溅射形成膜厚5nm的(Ge80Cr20)50N50[原子％]，作为上部界面层5。其中，上部界面层5是在Ar-N2气氛中溅射Ge80Cr20[原子％]靶而成。
再在上部界面层5上，溅射形成膜厚33nm的(ZnS)80(SiO2)20[摩尔％]作为上部介质层6；然后，在上部介质层6上，溅射形成膜厚40nm的Cr90(Cr2O3)10[摩尔％]作为调整层7；在调整层7上，溅射形成膜厚150nm的Al99Ti1[重量％]作为散热层8；最后，在散热层8上，形成膜厚7μm的紫外线固化性树脂作为保护层9。用以上的制造方法就能得到图1所示的相变光记录媒体10。
在按该例制作的相变光记录媒体上，信息被记录在凸台和沟槽两方；媒体上的数据结构由压纹(坑)形成的导入区、可改写的导入区、35个区段构成的数据区以及可改写的导出区构成。沟槽和凸台都具有扇区，各个扇区又分割为镜面区和2048字节的记录区。另外，标题区被分割为4个区(第一区～第四区)，并且存在于沟槽和凸台之间。从凸台轨迹看，标题区的第一区和第二区配置在凸台轨迹的外周侧；而标题区的第三区和第四区配置在凸台轨迹的内周侧。
下面说明用来进行按该例制作的相变光记录媒体的特性评价(重复改写试验)的信息记录装置。该例中，所使用的信息记录装置设置有：在信息录放时对相变光记录媒体进行光照射的半导体激光器(波长655nm、数值孔径0.6)、控制该半导体激光器的输出的激光器驱动器、产生根据记录信息所生成的记录脉冲的波形发生装置、波形等效电路和2值化电路。在该例所使用的信息记录装置中采用8-16调制方式在相变光记录媒体上形成标记边沿记录方式的记录标记，由此来记录信息。最短标记长取为0.42μm。在该例中，把3T～14T的随机图形记录在相变光记录媒体上作为信息，再把该随机图形重放出来，评价相变光记录媒体的特性。该例中，以低线速8.2m/s和高线速20.5m/s进行信息的录放，评价各自的特性。低线速8.2m/s下，1T的长度是17.13ns；高线速20.5m/s下，1T的长度是6.852ns。
该例中，对进行过105次改写后的晃动、反射率的降低量(105次改写后的反射率/初始反射率)和调制度(3T幅度/14T幅度×100)作了评价。结果，低线速8.2m/s下，晃动为8.65％，反射率的降低量为84.5％，调制度为54％；高线速20.5m/s下，晃动为8.17％，反射率的降低量为82.9％，调制度为50.3％
[比较例1]
图2是按比较例1制作的相变光记录媒体的示意性断面图。按该例制作相变光记录媒体是现有的相变光记录媒体，如图2所示，除用(Ge80Cr20)50N50[原子％]形成下部界面层23之外，按与实施例1同样的方法制成。
对比较例1的相变光记录媒体也进行了与实施例1同样的重复改写试验，结果，低线速8.2m/s下，得到与实施例1几乎相同结果，但是，在进行到7×104次的时刻，晃动增大了13％以上。另一方面，高线速20.5m/s下，全部评价结果与实施例1几乎相同。
从实施例1与比较例1的评价结果可知，高线速20.5m/s下的重复改写试验得到两者全部评价项目几乎相同的结果。但是，低线速8.2m/s下的重复改写试验，两者的评价结果出现了差异。进行过105次重复改写试验后，比较例1的相变光记录媒体的晃动高于实施例1的相变光记录媒体的晃动。即，在记录层4使用了Bi-Ge-Te系合金的相变光记录媒体中，由于在记录层4的一侧形成了由Ge-Si-N构成的界面层(实施例中是下部界面层3)，所以提高了重复改写特性。这是因为把Ge-Cr-N的Cr置换为与Ge同族的Si的材料(Ge-Si-N)用作界面层的材料，提高了界面层的熔点，增强了对来自外部的热的耐热性，同时构成界面层的原子间的结合更强了。
【实施例2】
图3是按实施例2制作的相变光记录媒体的示意性断面图；实施例2中除把记录层34的构成材料取为Ge6Sb2Te9[相对组分比]之外，用与实施例1一样的方法制成。该例中，分别制作形成下部界面层3的Ge-Si-N中的Ge与Si的原子比Ge∶Si为100∶0、80∶20、60∶40、40∶60和20∶80等5种相变光记录媒体，对各相变光记录媒体进行与实施例1一样的重复改写试验。
图4表示了低线速(8.2m/s)下的重复改写特性的结果。图4的横轴代表形成下部界面层3的Ge-Si-N中的Si比率，纵轴代表104次重复改写后的反射率的变动量(104次改写后的反射率/初始反射率)。其中，由于图4的横轴的Si比率是对Ge的Si比率，所以如果例如Si为×[原子％]，Ge就是100-×[原子％]。为了进行比较，图4中分别记载了来自凸台和沟槽的反射率。
由图4可知，Si比率越小即Ge比率越大，来自凸台和沟槽的反射率的变动量就越低，而且，越是接近Ge∶Si＝100∶0，反射率的变动量的下降程度就越大。这是因为熔点比Ge高的Si越多，下部界面层3的熔点就越升高，对来自外部的热的耐热性就增强。
下面评价按该例制作的5种相变光记录媒体的膜剥离特性。膜剥离的评价是把相变光记录媒体置于高温·高湿环境下(空气中、温度：80℃、湿度：80％、时间：48小时)，然后查看相变光记录媒体的情况。其结果表示在图5上，由图5可知，Ge∶Si＝100∶0、80∶20和60∶40的相变光记录媒体在高温·高湿环境下保存之后未发生剥离(图5中的○)；Ge∶Si＝40∶60的相变光记录媒体发生了剥离，但实用中没有什么问题(图5中的△)；但是，Ge∶Si＝20∶80的相变光记录媒体剥离严重，无法使用(图5中的×)。
如果考虑该例中评价的重复改写特性(图4)和膜剥离特性(图5)，用Ge-Si-N形成的界面层中的原子比Ge∶Si最好是在Ge∶Si＝90∶10～40∶60的范围内。
该例中，使用熔点比Ge2Sb2Te5[相对组分比]高的Ge6Sb2Te9[相对组分比](熔点约640℃)作为记录层，但是使用更富Ge侧(熔点更高的)相变材料例如Ge8Sb2Te11[相对组分比]也能获得同样的效果。因此，用具有Ge8Sb2Te11[相对组分比]那样的熔点更高的相变材料能够实现信息的更加高密度化和录放的更加高速化。
【实施例3】
图6是按实施例3制作的相变光记录媒体的示意性断面图；该例中制作相变光记录媒体60，如图6所示，除在记录层64的相变材料中使用Ge25.3Sb11.8Sn10Te52.9[原子％]以及用Ge-Si-N形成上部界面层65之外，用与实施例1一样的方法制成。其中，在Ar气氛中溅射Ge25.3Sb11.8Sn10Te52.9[原子％]靶形成记录层64；在Ar-N2气气氛中溅射Ge80Si20[原子％]靶形成上部界面层65。
该例中，溅射形成上部界面层65时，改变Ar-N2溅射气氛中的N2分压，为：6、10、14、18、22、26、36、50、64和78％共10种，制成各种相变光记录媒体。另外，对所制成的各种相变光记录媒体进行与实施例1同样的重复改写试验，该例中在低线速(8.2m/s)下进行信息录放。
图7表示的是按该例制成的10种相变光记录媒体中的重复改写特性的结果。图7表示对10种相变光记录媒体进行过105次重复改写后的晃动的变动量(105次改写后的晃动/初始晃动)。图7的横轴代表形成上部界面层65时的10种Ar-N2溅射气氛中的N2分压，纵轴代表105次重复改写后的晃动的变动量。图7的图表中，只标出来N2分压＝14～64％的测定点的晃动变动量的点，其余的6、10和78％的情况下，其晃动特性坏得无法测定。
从图7可知，N2分压越小，即上部界面层的氮化量越少，晃动的变动量就越小，在20％附近的N2分压下形成上部界面层的情况下，晃动的变动量约为1.15。但是，如上所述，因为6％或10％的N2分压下无法测定晃动的变动量，所以N2分压过小，晃动特性也会变坏。如果考虑这一点，从图7的结果可知，溅射形成上部界面层65时的N2分压最好在20％附近。
【实施例4】
在实施例4中，准备11种记录层和3种下部界面层，改变记录层和下部界面层的组合，制成各种相变光记录媒体。除改变记录层和下部界面层的组合之外，用与实施例1相同的方法制作相变光记录媒体。该例中，所准备的11种记录层的组分和记录层中的Ge含量表示在图8上。该例中，所准备的3种下部界面层是Ge-N、(Ge80Cr20)50N50[原子％]和(Ge80Si20)50N50[原子％]。
与实施例1一样，也对按该例制成的各种相变光记录媒体进行重复改写试验，其中，信息录放的线速取为低线速8.2m/s。其结果表示在图8上，图8中，用○表示重复改写次数超过105次的相变光记录媒体，用△表示重复改写次数104～105次的相变光记录媒体，用×表示重复改写次数不足104次的相变光记录媒体。
从图8可知，下部界面层为Ge-N的情况下，记录层中的Ge含量为22.2原子％(Ge2Sb2Te5[相对组分比])，改写次数就能超过105次，如果进一步增加记录层中的Ge含量，改写次数就达不到105次。下部界面层为Ge-Cr-N的情况下，记录层中的Ge含量为22.2原子％(Ge2Sb2Te5[相对组分比])和27.3原子％(Ge2Sb2Te5[相对组分比])，改写次数超过105次，如果进一步增加记录层中的Ge含量，改写次数就达不到105次。相对于此，从图8可知，下部界面层为Ge-Si-N的情况下，按该例制成的全部相变光记录媒体都能够超过105次改写。即，把Ge-N和Ge-Cr-N用于下部界面层的情况下，对于记录层的Ge含量超过30原子％的相变光记录媒体，改写次数都达不到105次，但是用Ge-Si-N形成下部界面层，即使对于记录层的Ge含量超过30原子％的相变光记录媒体，改写次数也都能超过105次。因此，在使用Ge含量超过30原子％的记录层的相变光记录媒体中，为了同时具有足够大的重放信号输出和优良的重复改写特性，下部界面层中必须用Ge-Si-N。特别是在使用记录层中的Ge含量超过46.0原子％的Bi-Ge-Te系合金的相变光记录媒体中，在除去使用Ge-Si-N的下部界面层以外的下部界面层，都达不到104次。
【实施例5】
实施例5中，记录层中使用Ge-Sb-Sn-Te，准备记录层的各构成元素的组分比不同的12种记录层，并准备构成元素不同的3种下部界面层，改变记录层与下部界面层的组合，制成各种相变光记录媒体。除记录层的形成材料以及改变记录层与下部界面层的组合之外，按与实施例1同样的方法制成相变光记录媒体。
图9表示了该例中所准备的12种记录层的用原子比表示的组分和记录层中的Ge含量与Sn含量之和。该例中所准备的3种下部界面层是Ge-N、(Ge80Cr20)50N50[原子％]和(Ge80Si20)50N50[原子％]。
与实施例1一样，也对按该例制成的各种相变光记录媒体进行重复改写试验，其中，信息录放的线速取为低线速8.2m/s。其结果表示在图9上，图9中，用○表示重复改写次数超过105次的相变光记录媒体，用△表示重复改写次数104～105次的相变光记录媒体，用×表示重复改写次数不足104次的相变光记录媒体。
从图9可知，在用Ge-N和Ge-Cr-N形成下部界面层的情况下，按该例制成的全部相变光记录媒体都达不到105次改写。另一方面，在下部界面层使用Ge-Si-N的情况下，按该例制成的全部相变光记录媒体都能够超过105次改写。即，记录层的Ge含量与Sn含量之和超过30原子％的相变光记录媒体中，为了同时具有足够大的重放信号输出和优良的重复改写特性，下部界面层中必须用Ge-Si-N。
【实施例6】
图12是按实施例6制成的相变光记录媒体的示意性断面图，在实施例6中，除把上部界面层125的构成材料取为(Ge60Si40)50N50[原子％]之外，按与实施例1相同的方法制成。对按该例制成的各种相变光记录媒体也用与实施例1一样的方法进行重复改写试验。其结果是在低线速8.2m/s下，即使重复改写次数达到1.5×105次晃动仍然低于12％。与重复改写次数达到1.2×105次晃动可低于12％的实施例1的相变光记录媒体相比，用该例进一步提高了重复改写特性。另一方面，在高线速20.5m/s下，得到几乎与实施例1同样的效果。这里，与上部界面层125同样，用(Ge60Si40)50N50[原子％]形成下部界面层3，制作相变光记录媒体，并进行与实施例1一样的重复改写试验。其结果是在低线速8.2m/s下，即使重复改写次数达到1.5×105次，仍然得到晃动低于10％的值，进一步提高了重复改写特性。
该例中，上部界面层125和下部界面层3的某一方界面层的膜厚固定为5nm，而另一方界面层的膜厚在1nm～17nm的范围内变化，制成各种相变光记录媒体，并与实施例1一样，进行重复改写试验。其中，按该例制成的相变光记录媒体中，取(Ge80Si20)50N50[原子％]为下部界面层3的形成材料。检查了按该例制成的相变光记录媒体中的反射率，其结果表示在图13上。图13中，用◎表示改写次数为1×105次晃动小于10％的相变光记录媒体，用○表示重写次数为1×105次晃动小于12％的相变光记录媒体，用×表示改写次数1×105次晃动超过12％的相变光记录媒体。用○表示在相变光记录媒体的镜面上反射率大于15％的相变光记录媒体，用×表示小于15％的相变光记录媒体。
从图13可知，上下界面层的膜厚都是1.5nm～17nm的范围内的情况下，重写次数为1×105次晃动小于12％。特别是膜厚都是2nm～7nm的范围内，重写次数为1×105次晃动小于10％，得到特别好的结果。其中，用17nm的界面层，反射率低于15％。因此，从图13的结果可知，把上下界面层的膜厚都作在1.5nm～15nm的范围内就能够得到重复改写特性和反射率特性两方面都良好的结果。
另外，该例中，上下界面层的膜厚都取3nm并且把上下界面层某一方界面层的氮含量固定在30原子％，使另一方界面层的氮含量在10原子％～60原子％的范围内变化，制成各种相变光记录媒体，并且与实施例1一样进行重复改写试验。把下部界面层3的形成材料中的Ge与Si的组分比按原子比取为Ge∶Si＝80∶20。这里，把所制成的各种相变光记录媒体保存在高温高湿的环境下(80℃、80％RH、48小时)，然后，在未记录的轨迹上进行记录，检查误差，进行所谓的晃动特性的测定。其结果表示在图14上，图14中，用◎表示改写次数为1×105次晃动小于10％的相变光记录媒体，用○表示重写次数为1×105次晃动小于12％的相变光记录媒体，用×表示改写次数1×105次晃动超过12％的相变光记录媒体。用◎表示误差小于1×10-4的相变光记录媒体，用○表示表示误差小于5×10-4的相变光记录媒体，用×表示误差超过5×10-4的相变光记录媒体。
从图14可知，上下界面层的氮含量都在20原子％～60原子％的范围内的情况下，重写次数为1×105次晃动小于12％。特别是如果氮含量都在30原子％～60原子％的范围内，重写次数为1×105次晃动小于10％，得到更好的结果。
从图14可知，把上部界面层的氮含量取在20原子％～50原子％的范围内，相变光记录媒体保存在高温高湿的环境下(80℃、80％RH、48小时)后的误差能小于5×10-4。特别是把上部界面层的氮含量取在20原子％～30原子％的范围内，误差就能小于1×10-4。把下部界面层的氮含量取在20原子％～50原子％的范围内，误差小于5×10-4，特别是把氮含量取在20原子％～40原子％的范围内，误差就能小于1×10-4。因此，从图14可知，把上下部界面层的氮含量都取在20原子％～50原子％的范围内，重复改写特性和误差特性两方就都能得到良好的结果。特别是把上部界面层的氮含量取在20原子％～30原子％的范围内，而把下部界面层的氮含量取在20原子％～40原子％的范围内，能够进一步提高重复改写特性和误差特性。
在上述实施例1～6中，在两种线速(高线速(20.5m/s)和低线速(8.2m/s))下进行信息的录放来评价相变光记录媒体，但是也可以在别的线速下进行信息的录放，即使在能以宽范围的记录速度记录的相变光记录媒体中也能得到同样的效果。
在上述实施例1～6中，相变光记录媒体的最短标记长取为0.42μm，轨距取为615nm，但是，本发明并不限定于此，也可以进一步缩窄轨距，缩短最短标记长，按任意大小的轨距和最短标记长来形成相变光记录媒体。
在上述实施例1～6中，说明了在数据记录区内进行记录的例子，也可以在数据记录区以外的区域进行记录。特别是，代替导入区内而在扇区等内使用本发明的情况下，信息的改写频度比数据记录区更多，所以更有效。
在上述实施例1～6中，说明了凸台·沟槽记录的相变光记录媒体，但是本发明并不限定于此，也可以用凸台记录或沟槽记录的相变光记录媒体。
在上述实施例1～6中，用沿相变光记录媒体的半径方向把数据记录区分割为35个区段的基板，但是本发明并不限定于此，也可以再增减区段数，按任意数来形成。也可以把数据区分割成区段。
在上述实施例1～6中，采用8-16调制方式，但是也可以采用其他方式，例如RLL(1，7)、RLL(2，7)、NRZI等。
在上述实施例1～6所用的信息记录装置中，使用了波长655nm的半导体激光器，但是本发明并不限定于此，也可以使用波长更长的激光器，例如，780nm附近或830nm附近的激光器，也能够得到与上述实施例一样的结果。即使使用波长更短的激光器，例如波长405nm附近的激光器，也可以得到与上述实施例一样的结果。
在上述实施例1～6所用的信息记录装置中，使用了数值孔径0.6的透镜，也可以使用数值孔径0.45～0.7的透镜。也可以使用2片以上的透镜组合起来数值孔径大于0.7的透镜。特别是把数值孔径0.85的透镜与波长405nm的激光器组合起来使用，就能够实现更高速且更高密度的记录。另外，也可以与SIL(固体浸没透镜)等组合、使数值孔径大于1，进行用SIL引起的偏上性(エバネツセント)光的近磁场记录。
按照本发明，形成与相变光记录媒体的记录层的至少一侧的表面相接并至少含有Ge、Si和N的界面层，即使在具有使用像Bi-Ge-Te那样的高熔点相变材料的相变光记录媒体中也能得到优良的重复改写性能。因此，即使是可高速录放信息的相变光记录媒体，也能够提供重放信号足够大且具有优良重复改写性能的相变光记录媒体。

Claims (10)

1.一种用光束的照射进行信息的录放的相变光记录媒体，其特征在于具备用含Bi、Ge和Te的相变材料形成的记录层和用含Ge、Si和N的材料形成且接在所述记录层的至少一侧而形成的界面层。
2.根据权利要求1的相变光记录媒体，其特征在于所述记录层内包含的Ge的含量是30原子％～50原子％。
3.一种用光束的照射进行信息的录放的相变光记录媒体，其特征在于具备用含Ge、Sb和Te的相变材料形成的记录层和用含Ge、Si和N的材料形成且接在所述记录层的至少一侧而形成的界面层。
4.根据权利要求3的相变光记录媒体，其特征在于所述记录层内包含的Ge的含量是30原子％～50原子％。
5.根据权利要求3的相变光记录媒体，其特征在于所述记录层还含有Sn；所述记录层内包含的Ge含量与Sn含量之和是30原子％～50原子％。
6.根据权利要求1～5的任一项的相变光记录媒体，其特征在于所述界面层内包含的Ge和Si的原子比Ge∶Si是Ge∶Si＝90∶10～40∶60。
7.权利要求6的相变光记录媒体的制造方法，其特征在于溅射形成所述界面层；溅射所述界面层时使用Ge和Si的原子比Ge∶Si是Ge∶Si＝90∶10～40∶60的靶。
8.一种用光束的照射进行信息的录放的相变光记录媒体，其特征在于具备用含Bi、Ge和Te的相变材料形成的记录层和用含Ge、Si和N的材料形成且接在所述记录层的两侧而形成的界面层。
9.根据权利要求1～6和8任一项的相变光记录媒体，其特征在于所述界面层的膜厚是1.5nm～15nm。
10.根据权利要求1～6、8和9任一项的相变光记录媒体，其特征在于所述界面层内所含的氮含量是20原子％～50原子％。
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