CN1677526A - 光信息记录介质及其制造方法、记录方法和记录装置 - Google Patents

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Abstract

提供了一种记录介质，其在透明衬底上至少具有记录层。记录层从最靠近透明衬底的一侧开始依次至少具有第一可相变膜和第二可相变膜。第一可相变膜和第二可相变膜每个都包含至少10原子百分比且不超过50原子百分比的锗以及至少45原子百分比且不超过60原子百分比的碲。可相变膜中至少一个膜还包含铋。

Description

光信息记录介质及其制造方法、记录方法和记录装置 相关申请的交叉引用
本申请要求日本专利申请No.2004-070413的优先权。因此，这里将日本专利申请No.2004-070413的完整公开一并作为参考。
技术领域
本发明涉及一种光信息记录介质，通过使用激光器或其他这样的高能光束照射形成在衬底上的薄膜可以用这种光信息记录介质记录和/或再现信息信号。本发明还涉及一种制造这种光信息记录介质的方法以及一种在这种介质上进行记录的方法和装置。
背景技术
通过利用这样的现象：记录材料在晶相与非晶相之间可逆相变，实现对相变型光信息记录介质的信息记录、擦除及重写。当在光信息记录介质衬底上形成由氧族元素材料等制成的薄膜时，通过使用不同的光学系数(折射率n和消光系数k)，可以在晶相与非晶相之间切换，以改变由激光束产生的局部热量的照射条件。这已经是常识了，并且已经对所谓的可相变光信息记录介质进行了大量研究、开发及商业应用。
利用可相变光信息记录介质，在对信息轨道照射时，根据信息信号，至少在两个功率电平(记录电平和擦除电平)之间调制激光器输出，从而可以在记录新信号的同时擦除现有信号。
利用这样的光信息记录介质，除了记录层之外，例如，通常在记录层最靠近衬底的一侧(下侧)以及与衬底相反的一侧(上侧)设置由具有优良耐热性的电介质材料组成的保护层。这种保护层的作用包括防止衬底的热变形以及重复记录时记录层的蒸发，以及通过光学干涉效应提高记录层的化学变化和光学吸收率。设置由金属或合金材料组成的反射层也是标准操作。反射层的作用包括实现入射光的高效使用，以及提高冷却速率，从而有助于非晶化。
还建议了在记录层与电介质层之间设置界面层。界面层的作用包括促进记录层的晶化以改进擦除特性，以及防止记录层与电介质保护层之间的原子及分子相互扩散以改进重复录制时的耐用性。也希望该层能够提供良好的环境可靠性，从而不存在对记录层的腐蚀或与记录层分离。
还建议了在上电介质层与反射层之间设置材料层。材料层的作用包括通过调节记录层晶相与非晶相之间的光学吸收率比值改进擦除率，从而防止重写期间标记形状的失真，并且通过增加记录层晶相与非晶相之间反射率的差来增加C/N比。优选的是，该层具有高折射率以合适地吸收光(例如，参见日本未审查专利公开No.2000-215516A)。
增加可以存储在单个这样的光信息记录介质上的信息量的基本方法要么是缩短激光器光波长，要么是增加聚焦光的物镜的数值孔径，由此减少激光束的光斑直径并增加记录表面密度。近年来最常见的方法是使用具有660nm波长及大约0.6的数值孔径(NA)的光学系统，以可记录DVD为代表。另外，对使用具有400nm附近波长的蓝光激光二极管进行了研究，其正处于实用阶段的边缘，并且还将数值孔径提高到了大约0.85。使用这么高的数值孔径导致对光盘倾斜的更窄的容差余量，所以还提议将激光束入射一侧的透明衬底的厚度从可记录DVD的0.6mm减小至大约0.1mm。
另外，为了增加单个介质可以处理的信息量，还提议了由多个用于记录及再现信息的层组成的多层记录介质。对于这样的多层记录介质，最靠近激光束源一侧的信息层吸收光，所以在离激光束源最远一侧的信息层中使用衰减的激光束执行记录及再现，其问题在于录制期间灵敏度下降，并且在再现期间反射率和幅度下降。因此，对于多层记录介质，最靠近激光源一侧的信息层必须具有较高的透射率，而离激光束源最远一侧的信息层必须具有较高的反射率，必须在有限的激光功率下获得反射率差异、灵敏度以及足够的记录和再现特性。
如上所述，对于光信息记录介质提高记录密度是重要的，但是为了能够在短时间内处理大量数据，提高记录速度也是重要的。为了适应高速记录，必须提高记录层的晶化速率。Ge-Sb-Te复合物的晶化速率最高，其是典型的记录材料，特别是如GeTe-Sb2Te3的复合物。
如上所述，因为开发了新的记录和再现设备，趋势是它们的记录速度变得更高，因此介质必须能够跟上这种变化。同时，为了保证与只能低速记录的现有驱动器的兼容性，相同的介质还必须可以低速记录。另外，从减小电机负载的观点看，优选的是不管信息被录制在介质上哪个径向位置都使介质以恒定速度旋转。因为在介质的内道与外道是以不同的线速度执行记录的，但是，必须可以既能以高速又能以低速在介质上记录，即，以特定线速度或者高于特定线速度。
如上所述，为了使介质适应高速记录，必须使用具有高晶化速率的记录层。另一方面，如果该记录层被用于低速记录，则晶化就太快了。即，问题是难以形成非晶相和大的标记，所以信号幅度减小。
由于上述原因，本领域的技术人员从本公开中会清楚地看到，存在对改进的光信息记录介质的需求。本领域的技术人员从本公开中会清楚地看到，本发明致力于本领域的这种需求以及其他需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种记录介质，其在大范围的线速度范围上产生良好的记录和再现特性，以及提供使用这种介质进行记录的方法和装置。
由于上述目的以及其他目的，本发明的光信息记录介质具有透明衬底和位于透明衬底上的至少一个记录层。记录层从最靠近透明衬底的一侧开始依次至少包括第一可相变膜和第二可相变膜。第一可相变膜和第二可相变膜每个都包含至少10原子百分比且不超过50原子百分比的锗以及至少45原子百分比且不超过60原子百分比的碲，并且可相变膜中至少一个膜包含铋。
本发明的另一种光信息记录介质具有透明衬底，在透明衬底上从最靠近透明衬底的一侧开始依次至少设置第一信息层、隔离层和第二信息层。第一信息层和/或第二信息层至少具有记录层，记录层从最靠近透明衬底的一侧开始至少包括第一可相变膜和第二可相变膜。第一可相变膜和第二可相变膜每个都包含至少10原子百分比且不超过50原子百分比的锗以及至少45原子百分比且不超过60原子百分比的碲，并且可相变膜中至少一个膜包含铋。这使得记录介质具有良好的记录及再现特性。
优选地，第一可相变膜和第二可相变膜之间的铋含量差至少是2原子百分比或更大。这使其可以适应更宽范围的线速度。
优选地，本发明的光信息记录介质从最靠近透明衬底的一侧开始依次至少包括记录层和反射层。
优选地，在记录层和反射层之间有上电介质层。
优选地，在记录层和上电介质层之间还有上界面层。
优选地，上界面层由这样的材料组成，该材料包含从由钛、锆、铪、钒、铌、钽、铬、钼、钨、镓和硅组成的组中选出的至少一种元素的氧化物。这使得层具有优良的抗潮性和擦除率。
优选地，在上电介质层和反射层之间还有光吸收层。
优选地，光吸收层由这样的材料组成，该材料包含从由硅和锗组成的组中选出的至少一种元素。这实现了良好的C/N比。
优选地，在记录层和透明衬底之间还有下电介质层。
优选地，在下电介质层和记录层之间还有下界面层。
优选地，下界面层由这样的材料组成，该材料包含从由钛、锆、铪、钒、铌、钽、铬、钼、钨、镓和硅组成的组中选出的至少一种元素的氧化物。这使得层具有优良的抗潮性和擦除率。
本发明制造光信息记录介质的方法包括：在透明衬底上形成膜，从而记录层至少包括第一可相变膜和第二可相变膜，其中第一可相变膜相对于第二可相变膜更靠近透明衬底。第一可相变膜和第二可相变膜每个都包含至少10原子百分比且不超过50原子百分比的锗以及至少45原子百分比且不超过60原子百分比的碲，并且可相变膜中一个或者两个包含铋。
同样，本发明制造光信息记录介质的方法包括：在透明衬底上形成膜，从而在透明衬底上依次至少设置第一信息层、隔离层和第二信息层；第一信息层和/或第二信息层至少具有记录层。记录层至少包括第一可相变膜和第二可相变膜，其中第一可相变膜相对于第二可相变膜更靠近透明衬底。第一可相变膜和第二可相变膜每个都包含至少10原子百分比且不超过50原子百分比的锗以及至少45原子百分比且不超过60原子百分比的碲，并且可相变膜中一个或者两个包含铋。
本发明还提供了在上述介质上记录信息的方法和装置。
本发明在透明衬底上至少具有记录层的光信息记录介质上记录信息的方法，其中记录层从最靠近透明衬底一侧开始依次至少包括第一可相变膜和第二可相变膜，第一可相变膜和第二可相变膜每个都包含至少10原子百分比且不超过50原子百分比的锗以及至少45原子百分比且不超过60原子百分比的碲，可相变膜中一个或者两个包含铋，并且该方法包括使用激光功率调制脉冲波形记录信息，设置该激光功率调制脉冲波形，从而使得在介质旋转时介质的线速度越高，发射功率的时间积分除以最大发射功率所得的商越大。
本发明记录信息的方法还包括介质，该光信息记录介质在透明衬底上至少具有记录层，其中在透明衬底上从最靠近透明衬底的一侧开始依次至少设置第一信息层、隔离层和第二信息层，第一信息层和/或第二信息层至少具有记录层，记录层从最靠近透明衬底一侧开始依次至少包括第一可相变膜和第二可相变膜，第一可相变膜和第二可相变膜每个都包含至少10原子百分比且不超过50原子百分比的锗以及至少45原子百分比且不超过60原子百分比的碲，可相变膜中一个或者两个包含铋，并且该方法包括使用激光功率调制脉冲波形记录信息，设置该激光功率调制脉冲波形，从而使得在介质旋转时，介质的线速度越高，发射功率的时间积分除以最大发射功率所得的商越大。
本发明记录信息的装置包括介质，该光信息记录介质在透明衬底上至少具有记录层，其中记录层从最靠近透明衬底一侧开始依次至少包括第一可相变膜和第二可相变膜，第一可相变膜和第二可相变膜每个都包含至少10原子百分比且不超过50原子百分比的锗以及至少45原子百分比且不超过60原子百分比的碲，可相变膜中一个或者两个包含铋，并且包括使用激光功率调制脉冲波形记录信息，设置该激光功率调制脉冲波形，从而使得在介质旋转时，介质的线速度越高，发射功率的时间积分除以最大发射功率所得的商越大。
本发明记录信息的装置还包括介质，该光信息记录介质在透明衬底上至少具有记录层，其中在透明衬底上从最靠近透明衬底的一侧开始依次至少设置第一信息层、隔离层和第二信息层，第一信息层和/或第二信息层至少具有记录层，记录层从最靠近透明衬底一侧开始依次至少包括第一可相变膜和第二可相变膜，第一可相变膜和第二可相变膜每个都包含至少10原子百分比且不超过50原子百分比的锗以及至少45原子百分比且不超过60原子百分比的碲，可相变膜中一个或者两个包含铋，并且包括使用激光功率调制脉冲波形记录信息，设置该激光功率调制脉冲波形，从而使得在介质旋转时，介质的线速度越高，发射功率的时间积分除以最大发射功率所得的商越大。
本发明的记录方法和记录装置还包括记录和再现方法，其中或者与记录信息一起，或者在记录信息前后再现信息，并且包括记录和再现装置，该装置具有信息记录机制及再现机制。
如上所述，本发明提供了一种具有高密度的记录介质，在大范围的线速度上产生良好的记录和再现特性，以及提供了制造这种介质的方法和使用这种介质进行记录的方法和装置。
从下面结合附图并公开了本发明优选实施例的详细描述中，对本领域的技术人员而言，本发明的这些以及其他目的、特征、方面以及优点将变得更加清楚。
附图说明
现参考附图，这些附图形成了本原始公开的一部分：
图1是示出了本发明的光信息记录介质的层结构示例的光信息记录介质的部分横截面图；
图2是示出了本发明的光信息记录介质的层结构示例的光信息记录介质的部分横截面图；
图3是示出了本发明的光信息记录介质的层结构示例的光信息记录介质的部分横截面图；
图4是示出了本发明的光信息记录介质的层结构示例的光信息记录介质的部分横截面图；
图5是使用本发明的光信息记录介质记录及再现的本发明的装置示例的简化图；以及
图6是在本发明的光信息记录介质的记录及再现时使用的记录波形的简化图。
具体实施方式
现在将参考附图描述本发明的精选实施例。本领域的技术人员从本公开中会清楚看到，下面对本发明实施例的描述只是为了示例，而不是为了限制本发明，本发明是由所附权利要求及其等同物定义的。
首先参考图1至图4，根据本发明的示例在部分横界面图示了一种光信息记录介质。
如图1所示，例如，本发明的光学记录介质包括：透明衬底1，在透明衬底1之上依次具有下电介质层2、由第一可相变膜3-1和第二可相变膜3-2组成的记录层3、上电介质层4、反射层5以及保护衬底6。在图1的光学记录介质中，下电介质层2、记录层3、上电介质层4和反射层5组成信息层。通过用被物镜8聚焦的激光束7对面对透明衬底1的记录层3一侧照射，使用该光信息记录介质执行记录和再现。
如图2所示，如果需要，可以在上电介质层4和反射层5之间设置光吸收层9，可以在下电介质层2和记录层3之间设置下界面层10，可以在记录层3和上电介质层4之间设置上界面层11，可以在反射层5和保护衬底6之间设置最上电介质层12。在图2的光信息记录介质中，下电介质层2、记录层3、上电介质层4、反射层5、光吸收层9、下界面层10、上界面层11和最上电介质层12组成信息层。
如图3和图4所示，本发明的光学记录介质也可以这样构建：可以在透明衬底1和保护衬底6之间设置第一信息层14、第二信息层15，直至第n信息层16(其中n是不小于3的整数)，每对相邻的信息层之间插有隔离层13。这里所有的这些信息层都具有图1或图2所示的多层薄膜结构。通过用被物镜8聚焦的激光束7从面对透明衬底1的一侧照射该光学记录介质的每个信息层，执行记录和再现。
优选地，透明衬底1的材料应该是在激光束7的波长基本透明。聚碳酸脂树脂、聚甲基丙烯酸甲脂树脂、聚烯烃树脂、冰片烯树脂、UV硬化树脂、玻璃等或者它们的适当组合可以被用于该材料。对透明衬底1的厚度没有具体限制，但是可以是大约0.01至1.5mm。
下电介质层2和上电介质层4的材料的示例包括：钇、铈、钛、锆、铌、钽、钴、锌、铝、硅、锗、锡、铅、锑、铋、碲等的氧化物，钛、锆、铌、钽、铬、钼、钨、硼、铝、镓、铟、硅、锗、锡、铅等的氮化物，钛、锆、铌、钽、铬、钼、钨、硅等的碳化物，锌、镉等的硒化物、碲化物及硫化物，镁、钙、镧等的氟化物，碳、硅、锗等元素，以及它们的混合物。这当中，特别优选的是，使用基本透明且具有低导热系数的材料，例如ZnS和SiO2的混合物。下电介质层2和上电介质层4可以根据需要具有不同的材料和/或复合物，或者可以是相同的材料和复合物。上电介质层4的厚度优选地最少为2nm，且不超过80nm，而最少5nm且不超过50nm则更优。如果上电介质层4太薄，则记录层3和反射层5将靠的太近，反射层5的冷却作用会变得很强，因此记录层3的热扩散将更厉害，记录灵敏度将下降，并且记录层3也会不那么容易晶化。相反地，如果上电介质层4太厚，则记录层3和反射层5将分隔的太远，反射层5的冷却作用将变弱，因此记录层3的热扩散将变小，并且记录层3将变得不那么容易非晶化。对下电介质层2的厚度没有具体限制，但是优选的是至少10nm且不超过200nm。
上面所列的作为下电介质层2和上电介质层4示例的材料中的几种可以用作下界面层10和上界面层11的材料。例如，可以使用锗、硅等的氮化物，钛、锆、铪、钒、铌、钽、铬、钼、钨、镓、硅等的氧化物，或者它们的复合氧化物。这当中，基于钛、锆、铪、钒、铌、钽等的氧化物的材料，以及加入了铬、钼、钨、镓等的氧化物的材料具有优良的抗潮性，同时通过加入硅等的氧化物可以进一步提高擦除率。对下界面层10和上界面层11的厚度没有具体限制。但是，如果层10和11太薄，则它们就不会有界面层的作用。另一方面，如果层10和11太厚，则除了其他问题之外，记录灵敏度也会降低。这样，层10和11的优选范围是至少0.2nm且不超过20nm。仅设置下界面层10或上界面层11也可以实现上述效果，但是优选的是两者都设置。当设置了层10和11时，它们可以具有不同的材料和/或组成，或者可以具有相同的材料和组成。
组成记录层3的第一可相变膜3-1和第二可相变膜3-2的材料包含至少10原子百分比且不超过50原子百分比的锗以及至少45原子百分比且不超过60原子百分比的碲作为基本成分，并且或者这些膜中仅有一个包含铋，或者都包含铋，各种材料的含量不一样。锗含量可以是至少20原子百分比且不超过50原子百分比。使用这样的记录层使得在大范围的线速度上保持较高的C/N比和擦除率。例如，为了调节晶化速率、导热率、光学系数等或者为了改进耐用性、耐热性以及环境可靠性，除了锗、碲和铋之外，还可以根据需要包含从诸如锑、锡、铟、镓、锌、铜、银、金以及铬等的金属、半金属和半导体元素以及诸如氧、氮、氟、碳、硫以及硼等的非金属元素中选择的一种或多种元素，其含量不超过整个第一可相变膜3-1或整个第二可相变膜3-2的20原子百分比，并且优选的是不超过10原子百分比，特别有利的是不超过5原子百分比。
如果记录层3的总厚度至少是2nm且不超过20nm，则可以获得满意的C/N比。如果记录层3的总厚度小于2nm，则反射率以及反射率的变化是不够的，所以C/N将变低。但是，如果厚度超过20nm，则在记录层3中将有更多的薄膜横向热扩散，所以在高密度记录时将以低C/N比结束。记录层3的总厚度优选的是至少4nm且不超过14nm。如果考虑第一可相变膜3-1和第二可相变膜3-2与记录层3的总厚度的比例至少是5％且不超过95％，优选的是至少10％且不超过90％，更优的是至少20％且不超过80％，则将获得期望的效果。
例如，为了调节记录层3晶相与非晶相之间的光学吸收率的比，通过防止重写期间标记形状失真来改进擦除率，以及增加记录层晶相与非晶相之间的反射率差，光吸收层9优选地是由具有高折射率且适当吸收光的材料制成，即，其折射率n至少为3且不超过6，消光系数至少为1且不超过4，优选地，n至少为3且不超过5，k至少为1.5且不超过3，从而使C/N更大。更具体地，优选使用非晶态锗合金或硅合金，例如Ge-Cr、Ge-Mo、Si-Cr、Si-Mo或Si-W，或者使用晶态金属、半金属或半导体材料，例如钛、锆、铌、钽、铬、钼、钨、SnTe或PbTe。这当中，基于硅的材料是优选的，因为相对于锗而言，它们具有较高的熔点，并由此具更好的耐热性，并且它们的导热率也更高，所以C/N比更大。也可以从上面所列的用于下电介质层2和上电介质层4的材料中选择几乎透明的材料作为另外的界面层，代替光吸收层9，以便防止由于上电介质层4与反射层5之间的反应而导致的腐蚀或混合。
例如，反射层5的材料可以是金、银、铜、铝、镍、铬或它们的合金。这当中，铝合金在成本方面是特别有利的，而银合金因为其高导热率及反射率也是优选的。反射层5还可以由组合使用的多个层组成。
从上面所列的用于下电介质层2和上电介质层4的材料中选择合适的材料作为最上电介质层12的材料。特别是当反射层5薄(例如20nm或更薄)且半透明时，优选使用TiO2、Bi2O3，或者其他这样的具有高折射率n的材料，因为这会导致反射率或反射率对比的更大变化。
上述多层薄膜的各层的材料和成分可以由俄歇电子能谱、X射线光电子能谱、二次离子质谱或其他这样的方法检测。已经证实，在本申请的实施例中，各层的靶材料成分基本上与实际形成的薄膜的成分相同。但是，取决于薄膜形成装置、薄膜形成条件、靶制造方法等，靶材料成分有时可能与实际形成的薄膜的成分不同。这种情况中，优选的是提前通过实验确定校正系数以校正成分偏差，并确定靶材料成分以获得具有期望成分的薄膜。
保护衬底6的材料的示例与透明衬底1的材料的示例相同。但是，它的材料不必与透明衬底1相同，并且不必在激光束7的波长透明。对保护衬底6的厚度没有具体限制，但可以是大约0.01至3.0mm。
UV固化树脂等可以被用作隔离层13。隔离层13的厚度优选地至少为由激光束7的波长λ及物镜8的数值孔径NA确定的焦深，从而当来自第一信息层14或第二信息层15中一个信息层的信息正被再现时，来自另一信息层的串扰将变少。所有信息层的厚度应该在可调焦范围内。例如，当λ＝660nm且NA＝0.6时，隔离层13的厚度优选地是至少10μm且不超过100μm，而当λ＝405nm且NA＝0.85时，至少为5μm且不超过50μm。如果开发了能够减少层间串扰的光学系统，可以想象，隔离层13可以做得比上面更薄。
第一信息层14优选地具有至少30％的透射率，但是不必是可重写类型，而可以是单次写入类型或仅能再现类型的信息层。
通过使用双面结构，可以使每个介质可存储的信息数量加倍，在双面结构中，两个上述的光信息记录介质被粘在一起，它们的保护衬底6一侧彼此相对。
例如，上面提到的各种薄膜可以通过真空气相沉积、溅射、离子镀、CVD(化学气相沉积)、MBE(分子束外延)或其他这样的气相薄膜沉积方法形成。
上述薄膜层和隔离层13可以连续形成在透明衬底1上，然后形成或涂敷保护衬底6。或者，可以在保护衬底6上连续形成这些层后再形成或涂敷透明衬底1。当透明衬底1较薄时(0.4mm或更薄)，特别优选后者。这种情形中，组成地址信号的凹进或凸起图案、用于引导激光束的槽等必须形成在保护衬底6和隔离层13的表面上，即，从其上已经形成有期望图案的模板将图案转移过来。这里，如果由于膜厚特别小(例如隔离层13)因而通过通常使用的注入方法难以产生图案，则可以应用光致聚合作用。
因为上述光信息记录介质的记录层3在刚被形成后通常处于非晶态，所以其要经历初始化，初始化时，通过用激光束等对其退火，从而变为晶态，这就产生了完成的盘，可以用于记录和再现。
图5是被构建为记录和再现设备的装置的简化框图，其使用光信息记录介质执行记录和再现，并作为本发明记录装置的示例。由激光二极管17发射的激光束7通过半透明反射镜18和物镜8，被聚焦到正由电机19旋转的光信息记录介质(盘)20上。通过将从光信息记录介质20反射的光引导到光电探测器21并检测信号，实现信息的再现。配置并布置控制器22控制激光二极管17和电机19，以记录和/或再现本发明光信息记录介质20上的信息。控制器22优选地包括带有控制程序的微型计算机，其控制控制激光二极管17和电机19，以记录和/或再现光信息记录介质20上的信息。控制器22还可以包括其他传统部件，例如输入接口电路、输出接口电路和诸如ROM(只读存储器)设备和RAM(随机访问存储器)设备这类的存储设备。
在记录信息信号时，在几个功率电平之间调制激光束7的强度。用于调制激光强度的激光束强度调制设备可以是用于调制半导体激光器驱动电流的电流调制设备，或者可以是诸如电光调制器或声光调制器之类的设备。峰值功率为P1的简单矩形脉冲可以被用于要形成记录标记的部分，但是当特别是要形成长标记时，被调制在峰值功率P1和最低功率P3(其中P1＞P3)之间的、由一串多个脉冲组成的记录脉冲用于消除过量的热量，并保持标记宽度一致。在拖尾脉冲之后，可以提供冷却功率为P4的冷却周期。对于不形成标记的部分，功率稳定保持在偏置功率P2(其中P1＞P2)。
通过设置激光器功率调制脉冲波形，从而使得线速度越高，发射功率的时间积分除以最大发射功率所得的商就越大，这样就可以在更大范围的线速度上保持良好的记录和再现特性。更具体地，增加发射功率的时间积分除以最大发射功率所得的商意味着，例如，对于图6所示的脉冲波形，或者可以增加具有峰值功率P1的每个脉冲中一部分或全部脉冲的宽度，或者可以提高功率电平P3，这在高线速度时对增加擦除率是尤其有效的。
这里，取决于各种图案，例如，被记录的标记的长度或者这些标记前后的间隔的长度，可能在标记边缘的位置会存在某些不均匀性，这会导致抖动的增加。为了防止这种现象并减少抖动，对于本发明使用光信息记录介质进行记录的方法，可以根据需要调节上述脉冲串中各个脉冲的位置的长度，并对其补偿，从而每种图案的边缘位置将一致。
利用本发明，在记录信息时可以应用两种或多种模式。这样，介质就可以以对应于这两种或多种模式的两种或多种不同的线速度旋转，同时根据这两种或多种线速度使用两种或多种不同的激光功率调制脉冲波形。也可以设置这两种或多种激光功率调制脉冲波形，从而使得上述线速度越高，则发射功率的时间积分除以最大发射功率所得的商越大。
                        示例
现在将更具体地描述本发明，但是这些示例并不意在限制本发明。
准备由聚碳酸脂树脂组成的直径12cm、厚度0.6mm、槽距1.23μm且槽深大约为55nm的衬底，作为透明衬底1。在透明衬底上形成槽的一侧，通过溅射连续形成下列各层：厚度130nm由(ZnS)80(SiO2)20组成的下电介质层；厚度5nm由(ZrO2)25(SiO2)25(Cr2O3)50组成的下界面层；总厚度8nm的记录层，其通过从靠近透明衬底一侧开始依次形成厚度4nm的第一可相变膜与厚度4nm的第二可相变膜产生，并且由各种材料和成分组成；厚度5nm由(ZrO2)25(SiO2)25(Cr2O3)50组成的上界面层；厚度35nm由(ZnS)50(SiO2)20组成的上电介质层；厚度30nm由CrSi2组成的光吸收层；以及厚度80nm由Ag98Pd1Cu1组成的反射层。
如表1所示，记录层的第一可相变膜和第二可相变膜是由锗、锑、铋和碲组成的材料制成的，它们的成分比不同。
使用Ar-N2的混合气体作为溅射气体(N2的分压大约是3％)形成记录层，而其他层是仅使用氩气作为溅射气体形成的。
通过UV固化树脂将由聚碳酸脂组成的保护衬底涂敷到这样形成的多层薄膜表面，其通过UV光照射被硬化。从透明衬底侧使用激光束对该盘退火以将整个记录层初始化。
每张盘在两种条件下旋转：线速度为8.2m/s(参考时钟T＝17.1ns)以及线速度为20.5m/s(参考时钟T＝6.9ns)，波长为660nm且NA为0.6的光学系统用于测量。在两种线速度下，3T信号和11T信号在槽和凸起处被交替记录11次，在3T信号已经被记录的状态下再现该轨道，并且使用频谱分析仪测量C/N比。使用频谱分析仪测量当11T信号已经被记录一次时的擦除率，即3T信号幅度的衰减率。
表1
    盘号   记录层的成分比(原子百分比)        8.2m/s       20.0m/s
Ge Sb Bi Te   C/N比   擦除率   C/N比     擦除率
0a   第一可相变膜 40 8 0 52 ○ ×
  第二可相变膜
0b   第一可相变膜 40 0 8 52 × △
  第二可相变膜
0c   第一可相变膜 40 4 4 52 △ △
  第二可相变膜
1x   第一可相变膜 40  2  6  52 ○
  第二可相变膜 40  6  2  52
1y   第一可相变膜 40  6  2  52 ○ ○
  第二可相变膜 40  2  6  52
2x   第一可相变膜 40  0  8  52
  第二可相变膜 40  8  0  52
2y   第一可相变膜 40  8  0  52 ○
  第二可相变膜 40  0  8  52
3x   第一可相变膜 30  0  16  54 ○
  第二可相变膜 30  16  0  54
4x   第一可相变膜 15  0  28  57 ○ ○
  第二可相变膜 15  28  0  57
5z   第一可相变膜 15  0  28  57
  第二可相变膜 40  8  0  52
符号解释
    C/N比     擦除率
       至少55dB     至少34dB
  ○     至少52dB，小于55dB     至少30dB，小于34dB
  △     至少49dB，小于52dB     至少26dB，小于30dB
  ×     小于49dB     小于26dB
在两个线速度下，记录信号时的激光调制波形都是简单的矩形脉冲，3T信号宽度为1.5T(功率电平P1)，11T信号是由宽度为1.5T的引导脉冲和八个宽度为0.5T的后续子脉冲(功率电平P1)组成的脉冲串。脉冲之间的宽度是0.5T。功率电平为P2的连续光用于不用记录标记的部分。在线速度为8.2m/s时P3＝P2，而在线速度为20.5m/s时，P3＝P2+1mW。各种功率电平确定如下。记录功率电平P1是C/N比超过45dB时的功率下限的1.5倍，功率电平P2是擦除率超过20dB时的功率范围的中间值，再现功率电平P5是1.0mW。
表1示出了在上述条件下对各种盘的C/N比和擦除率的测量结果。每张盘的槽和凸起之间的C/N比和擦除率差别不大，但是表1示出了这些值的下限。
盘0a、0b和0c的记录层中第一可相变膜和第二可相变膜都有相同的成分，它们是与本发明的工作示例的盘相对的比较示例。当低速执行记录时盘0a获得了高C/N比和擦除率，但是高速时晶化速率太慢，所以擦除率低。相反地，当高速执行记录时盘0b获得了高C/N比和擦除率，但是低速时晶化速率太高，所以C/N比低。对于盘0c，当低速执行记录时，晶化速率稍微有点高，所以没有获得满意的C/N比，但是当高速执行记录时，晶化速率太慢，所以擦除率不满意。这样，虽然通过改变铋的含量可以调节晶化速率，但是可以看到，对于可用的线速度范围存在限制。
相反地，对于作为信息的工作示例的其他盘，即使在低速时也能获得满意的C/N比，高速时擦除率也高，并且从高速到低速都展现了良好的记录特性。具体地，盘2x和2y展现的记录特性优于盘1x和1y，表明当在第一可相变膜和第二可相变膜之间铋的含量差别更大时，可以适应更宽的线速度范围。不管第一可相变膜或第二可相变膜中哪一个的铋含量较高，都可以适应大范围的线速度，但是盘1y相对于盘1x以及盘2y相对于盘2x，具有较高的C/N比和较低的擦除率，所以可以看到，第一可相变膜对于晶化具有更大的效果，而第二可相变膜对于非晶化具有更大的效果。同样，盘3x和盘4x相对于盘2x具有较高的铋含量和较低的锗含量，它们的C/N比更好，但是还是趋向于稍低。这是因为晶相与非晶相之间的光学对比下降，并且虽然就热性质而言可以适应的线速度的范围没有下降，但是从光学的观点看，将铋的含量提的太高是不切实际的。相反地，盘5z在其第一可相变膜中具有与盘4x一样高的铋含量，这有助于降低C/N比，结果在低速和高速时都能获得优良的C/N比和擦除率。这样，只要第一可相变膜与第二可相变膜之间的铋含量的差异至少是2原子百分比，则本发明就可以起作用，但是优选的差异是至少4原子百分比，至少8原子百分比则更优。
在该示例中，第一可相变膜的厚度与第二可相变膜相同，但是当不改变总体厚度而改变膜厚比例时，两者之间的平衡改变，所以晶化速率改变，但是通过相应地改变铋的含量可以恢复平衡。
上述结果表明：通过使用将具有不同铋含量的可相变膜组合的记录层，可以在大范围的线速度上获得优良的记录和再现特性。
本发明的光信息记录介质作为一种存储如视频、音乐和信息等可被数字化的数据的介质是有用的。
虽然只选择了精选实施例来说明本发明，但是对本领域的技术人员而言，从本公开中可以清楚看到，可以不脱离本发明的范围而在此做出各种改变和修改，本发明的范围是由所附权利要求定义的。另外，前面对本发明实施例的描述只是用于示例，并不是为了限制由所附权利要求及其等同物所限定的本发明。因此，本发明的范围并不限于所公开的实施例。

Claims (18)

1、一种光信息记录介质，包括：
透明衬底；和
位于所述透明衬底上的至少一个记录层，
所述记录层至少包括第一可相变膜和第二可相变膜，其中所述第一可相变膜相对于所述第二可相变膜更靠近所述透明衬底，
所述第一可相变膜和所述第二可相变膜每个都包含至少10原子百分比且不超过50原子百分比的锗以及至少45原子百分比且不超过60原子百分比的碲，并且所述可相变膜中至少一个膜包含铋。
2、一种光信息记录介质，包括：
透明衬底；
位于所述透明衬底上的至少第一和第二信息层；和
位于所述第一和第二信息层之间的隔离层，其中所述第一信息层相对于所述第二信息层更靠近所述透明衬底；
所述第一信息层和所述第二信息层中的至少一个信息层至少具有记录层，
所述记录层至少包括第一可相变膜和第二可相变膜，其中所述第一可相变膜相对于所述第二可相变膜更靠近所述透明衬底，
所述第一可相变膜和所述第二可相变膜每个都包含至少10原子百分比且不超过50原子百分比的锗以及至少45原子百分比且不超过60原子百分比的碲，并且所述可相变膜中至少一个膜包含铋。
3、根据权利要求1或2所述的光信息记录介质，其特征在于
所述第一可相变膜中包含的铋与所述第二可相变膜中包含的铋的差至少是2原子百分比或更多。
4、根据权利要求1至3所述的光信息记录介质，其特征在于还包括
至少有反射层，其中所述记录层相对于所述反射层更靠近所述透明衬底。
5、根据权利要求4所述的光信息记录介质，其特征在于还包括位于所述记录层与所述反射层之间的上电介质层。
6、根据权利要求5所述的光信息记录介质，其特征在于还包括位于所述记录层与所述上电介质层之间的上界面层。
7、根据权利要求6所述的光信息记录介质，其中
所述上界面层包括这样的材料，所述材料包含从由钛、锆、铪、钒、铌、钽、铬、钼、钨、镓和硅组成的组中选出的至少一种元素的氧化物。
8、根据权利要求5至7之一所述的光信息记录介质，其特征在于还包括
位于所述上电介质层与所述反射层之间的光吸收层。
9、根据权利要求8所述的光信息记录介质，其特征在于
所述光吸收层包括这样的材料，所述材料包含从由硅和锗组成的组中选出的至少一种元素。
10、根据权利要求1至9之一所述的光信息记录介质，其特征在于还包括
位于所述记录层与所述透明衬底之间的下电介质层。
11、根据权利要求10所述的光信息记录介质，其特征在于还包括
位于所述下电介质层与所述记录层之间的下界面层。
12、根据权利要求11所述的光信息记录介质，其特征在于
所述下界面层包括这样的材料，所述材料包含从由钛、锆、铪、钒、铌、钽、铬、钼、钨、镓和硅组成的组中选出的至少一种元素的氧化物。
13、一种制造光信息记录介质的方法，包括：
提供透明衬底；
在所述透明衬底上形成至少一个记录层，所述记录层至少包括第一可相变膜和第二可相变膜，其中所述第一可相变膜相对于所述第二可相变膜更靠近所述透明衬底，
所述第一可相变膜和所述第二可相变膜每个都包含至少10原子百分比且不超过50原子百分比的锗以及至少45原子百分比且不超过60原子百分比的碲，并且所述可相变膜中至少一个膜包含铋。
14、一种制造光信息记录介质的方法，包括：
提供透明衬底；
在所述透明衬底上依次至少形成第一信息层、隔离层和第二信息层；以及
所述第一信息层和所述第二信息层中至少一个信息层至少形成有记录层；
所述记录层至少包括第一可相变膜和第二可相变膜，其中所述第一可相变膜相对于所述第二可相变膜更靠近所述透明衬底，
所述第一可相变膜和所述第二可相变膜每个都包含至少10原子百分比且不超过50原子百分比的锗以及至少45原子百分比且不超过60原子百分比的碲，并且所述可相变膜中至少一个膜包含铋。
15、一种记录信息的方法，包括：
提供光信息记录介质，所述光信息记录介质至少具有透明衬底、所述透明衬底上的记录层，其中所述记录层至少包括第一可相变膜和第二可相变膜，其中所述第一可相变膜相对于所述第二可相变膜更靠近所述透明衬底，所述第一可相变膜和所述第二可相变膜每个都包含至少10原子百分比且不超过50原子百分比的锗以及至少45原子百分比且不超过60原子百分比的碲，所述可相变膜中至少一个膜包含铋；以及
在所述光信息记录介质旋转时使用激光功率调制脉冲波形记录信息，设置所述激光功率调制脉冲波形，从而使得通过将发射功率的时间积分除以最大发射功率所计算得到的商随着所述光信息记录介质的线速度增加而变大。
16、一种记录信息的方法，包括：
提供光信息记录介质，所述光信息记录介质至少具有透明衬底、第一信息层、隔离层和第二信息层，其中在所述透明衬底上依次设置所述第一信息层、所述隔离层和所述第二信息层，所述第一信息层和所述第二信息层中的至少一个信息层至少具有记录层，所述记录层至少包括第一可相变膜和第二可相变膜，其中所述第一可相变膜相对于所述第二可相变膜更靠近所述透明衬底，所述第一可相变膜和所述第二可相变膜每个都包含至少10原子百分比且不超过50原子百分比的锗以及至少45原子百分比且不超过60原子百分比的碲，所述可相变膜中至少一个膜包含铋；以及
在所述光信息记录介质旋转时使用激光功率调制脉冲波形记录信息，设置所述激光功率调制脉冲波形，从而使得通过将发射功率的时间积分除以最大发射功率所计算得到的商随着所述光信息记录介质的线速度增加而变大。
17、一种在光信息记录介质上记录信息的装置，记录层从透明衬底的方向依次至少包括第一和第二可相变膜，所述第一和第二可相变膜每个都包含至少10原子百分比且不超过50原子百分比的锗以及至少45原子百分比且不超过60原子百分比的碲，并且所述第一和第二可相变膜中至少一个膜包含铋，所述装置包括：
激光束发射设备，配置用于发射激光束；
光信息记录介质旋转设备，配置用于旋转光信息记录介质；
物镜，设置用于将所述激光束聚焦到位于所述光信息记录介质旋转设备上的所述光信息记录介质上；和
控制器，配置用于控制所述激光束发射设备和所述光信息记录介质旋转设备，以在所述光信息记录介质在所述光信息记录介质旋转设备上旋转时，使用激光功率调制脉冲波形记录信息，设置所述激光功率调制脉冲波形，从而使得通过将发射功率的时间积分除以最大发射功率所计算得到的商随着所述光信息记录介质的线速度增加而变大。
18、一种在光信息记录介质上记录信息的装置，所述光信息记录介质至少具有第一信息层、隔离层和第二信息层，其中在透明衬底上依次设置所述第一信息层、所述隔离层和所述第二信息层，所述第一信息层和所述第二信息层中至少一个信息层至少具有记录层，所述记录层从所述透明衬底的方向依次至少包括第一和第二可相变膜，所述第一和第二可相变每个都包含至少10原子百分比且不超过50原子百分比的锗以及至少45原子百分比且不超过60原子百分比的碲，并且所述第一和第二可相变膜中至少一个膜包含铋，所述装置包括：
激光束发射设备，配置用于发射激光束；
光信息记录介质旋转设备，配置用于旋转光信息记录介质；
物镜，设置用于将所述激光束聚焦到位于所述光信息记录介质旋转设备上的所述光信息记录介质上；和
控制器，配置用于控制所述激光束发射设备和所述光信息记录介质旋转设备，以在所述光信息记录介质在所述光信息记录介质旋转设备上旋转时，使用激光功率调制脉冲波形记录信息，设置所述激光功率调制脉冲波形，从而使得通过将发射功率的时间积分除以最大发射功率所计算得到的商随着所述光信息记录介质的线速度增加而变大。
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