CN1689088A - 光学信息记录介质及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种光学信息记录介质，其包括从激光束入射侧依次排布的第一至第n信息层(其中n是不小于3的整数)。每个信息层都包括含有Te、O和M的记录层，其中M表示至少一种选自下列组中的元素：Al、Si、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、In、Sn、Sb、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au和Bi。第一至第n－1信息层的记录层所包含的氧原子浓度，即C(1)至C(n－1)满足下面关系：C(1)≥C(2)≥…≥C(n－2)≥C(n－1)，并且C(1)≠C(n－1)。当包括两个信息层时，使第一信息层的氧原子浓度大于第二信息层的氧原子浓度。

Description

光学信息记录介质及其制造方法
                      技术领域
本发明涉及光学信息记录介质及其制造方法，所述光学信息记录介质包括一次写入型记录层，通过用高能光束(例如激光束)照射形成在衬底上的薄膜，其可以记录/再现具有高信号质量的信息信号。
                      背景技术
包括在透明衬底上形成的薄膜的光学信息记录介质是公知的，通过用聚成小斑的激光束照射所述薄膜，所述介质可以记录/再现信息信号。作为一次写入型光学信息记录介质，已知一种包括在衬底上形成的TeOx(0＜x＜2)记录薄膜的信息记录介质(例如参阅JPS50-46317A)，其中TeOx是Te和TeO2的混合物。这种光学信息记录介质允许通过用激光束照射获得较大程度的反射率变化来进行信息的再现。
使用TeOx记录薄膜，可以省去例如激光退火的初始化步骤，并且在形成薄膜后，通过用激光束照射无定形状态的薄膜来形成结晶记录标记(mark)。这是一种不可逆的程序，所以不能通过重写来修改和擦除。因此，使用这种记录薄膜的介质适合用作仅能一次写入的光学信息记录介质。
在TeOx记录薄膜中，在记录后信号饱和前需要经历一段时间，也就是说由激光束照射而在记录薄膜中引起的结晶过程需要经历一段时间方能进行充分。因此，没有经过任何处理的使用TeOx记录薄膜的光学信息记录介质不适合用作需要具有快速响应特性的记录介质，例如计算机的数据文件，其中数据被记录在盘片中并且在盘片的一次旋转后校验数据。为了弥补这种缺陷，已经建议将Pd、Au等作为第三种元素添加到TeOx记录薄膜中(例如参阅JP S60-203490A、JPS61-68296A和JP S62-88152)。
据认为在用激光束照射期间Pd和Au具有促进TeOx记录薄膜中Te晶体生长的作用。添加Pd或Au能够使Te和Te-Pd合金或Te-Au的晶粒高速生长。此外，因为Pd和Au具有良好的耐氧化性，所以这些元素不会降低TeOx记录薄膜良好的耐湿性。
同时，作为增加光学信息记录介质的信息处理量的一种基本方法，已知可以通过缩短激光束的波长或者增加收集激光束的物镜的数值孔径来降低激光束的光斑尺寸，从而提高表面记录的密度。此外，为了提高沿圆周方向上的记录密度，已经建议并采用了其中用记录标记的长度表示信息的标记边缘记录方法。另外，为了提高径向的记录密度，已经建议并采用了槽脊(land)和沟槽(groove)记录方法，其中借助用来导向激光束的沟槽和沟槽之间的槽脊来进行记录。作为增加信息量的另一种方法，已经建议了包括多个层合信息层的多层结构光学信息记录介质以及使用所述光学信息记录介质的记录和再现方法(例如参阅JP H9-212917A、JP H10 505188A和JP 2000-36130A)。
为了进行高密度记录，对于一次写入型光学信息记录介质，已经建议通过将Pd、Au等作为第三种元素加入到TeOx记录薄膜的记录材料组分中，以及改善光学信息记录介质的膜厚(例如参阅WO98/09823A1)，
具有多层结构的光学信息记录介质的实用化所面临的一个重要挑战是提高记录灵敏度。光学信息记录介质一般采用通用的激光二极管作为记录/再现用的光源，所以应该在有限的激光功率输出内进行记录。
但是，在所述多层结构中，通过将激光束从一侧射向多个信息层来进行记录/再现，因此在远离激光束入射侧的信息记录层上进行记录时，激光在穿过从离激光束入射侧较近的信息层的过程中会逐步衰减。因此，距激光束入射侧较远的信息层需要具有更高的记录灵敏度。而距离激光束入射侧较近的信息层需要具有更高的透光度。
                      发明内容
本发明的第一种光学信息记录介质包括：衬底；及提供在所述衬底上的至少n个信息层(其中n是至少为3的整数)。所述n信息层中的每层都包括含有Te、O和M的记录层，其中M表示至少一种选自下列组中的元素：Al、Si、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、In、Sn、Sb、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au和Bi。如果将所述n个信息层从激光束入射侧起依次称作第一到第n信息层，并用C(j)％表示在第j信息层中的记录层所包含的氧原子浓度(其中j是满足1≤j≤n-1的整数)，则C(1)至C(n-1)满足下面关系：
C(1)≥C(2)≥…≥C(n-2)≥C(n-1)，且
C(1)≠C(n-1)。
本发明的第二种光学信息记录介质包括：衬底；从激光束入射侧依次提供在所述衬底上的第一信息层和第二信息层。所述第一信息层和第二信息层中每层都包括含有Te、O和M的记录层，其中M表示至少一种选自下列组中的元素：Al、Si、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、In、Sn、Sb、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au和Bi。在第一信息层中的记录层所包含的氧原子浓度大于在第二信息层中的记录层所包含的氧原子浓度。
本发明的第一种光学信息记录介质制造方法用于制造包括提供在衬底上的n个信息层(其中n是至少为3的整数)的记录介质。所述方法包括下述步骤：形成包括含有Te、O和M的记录层的信息层，其中M表示至少一种选自下列组中的元素：Al、Si、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Ga、Zn、Ga、Ge、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、In、Sn、Sb、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au和Bi，所述步骤进行n次。如果将在信息层形成步骤中形成的信息层从激光束入射侧起依次称作第一到第n信息层，并用C(j)％表示第j信息层中的记录层所包含的氧原子浓度(其中j是满足1≤j≤n-1的整数)，形成第一至第n信息层，以使C(1)至C(n-1)满足下面关系：
C(1)≥C(2)≥…≥C(n-2)≥C(n-1)，且
C(1)≠C(n-1)。
本发明的第二种光学信息记录介质的制造方法用于制造包括提供在衬底上的两个信息层的光学信息记录介质的方法，所述方法包括下述步骤：形成包括含有Te、O和M的记录层的信息层，其中M表示至少一种选自下列组中的元素：Al、Si、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、In、Sn、Sb、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au和Bi，所述步骤进行两次。如果将在信息层形成步骤中形成的信息层从激光束入射侧起依次称作第一和第二信息层，形成第一和第二信息层，以使在第一信息层中的记录层所包含的氧原子浓度大于在第二信息层中的记录层所包含的氧原子浓度。
                      附图说明
图1是表示本发明光学信息记录介质一个实施方案的剖视图。
图2是表示本发明光学信息记录介质另一个实施方案的剖视图。
                    具体实施方式
在本发明的第一种光学信息记录介质中，第一到第n信息层中的记录层所包含的氧原子浓度，即C(1)至C(n-1)满足下面关系：
C(1)≥C(2)≥…≥C(n-2)≥C(n-1)，且C(1)≠C(n-1)。
因此，可以增加远离激光束入射侧的信息层的记录灵敏度，并且可以增加离激光束入射侧较近的信息层的透光度。因而，可以提供具有有利记录灵敏度和高C/N比的多层结构光学信息记录介质。
在本发明的第一种光学信息记录介质中，如果用C(n)％表示在第n信息层中的记录层所包含的氧原子浓度，则C(n-1)和C(n)满足下面关系：
C(n-1)≥C(n)。
使用这种结构，可以进一步提高记录灵敏度。
在本发明的第一种光学信息记录介质中，优选第n信息层还包括相对于第n信息层中的记录层，布置在激光束入射侧的相反侧上的反射层，并且所述反射层由折射率为3或更小并且消光系数为1或者更大的材料制成。使用这种结构，可以进一步提高记录灵敏度。
在本发明的第一种光学信息记录介质中，优选第一到第n信息层中至少一个信息层还包括，相对于该至少一个信息层中的记录层，布置在激光束入射侧以及激光束入射侧的相反侧中的至少一侧上的保护层，并且所述保护层由折射率为1.5或更大的介电材料制成。所述保护层用来保护记录层，并且在记录层实现有效的光吸收。
在本发明的第二种光学信息记录介质中，在第一信息层中的记录层所包含的氧原子浓度大于在第二信息层中的记录层所包含的氧原子浓度，因而可以增加第二信息层的记录灵敏度，并且可以增加第一信息层的C/N比。因此，可以提供具有有利记录灵敏度和高C/N比的双层结构光学信息记录介质。
在本发明的第二种光学信息记录介质中，优选第二信息层还包括相对于第二信息层中的记录层，布置在激光束入射侧的相反侧上的反射层，并且所述反射层由折射率为3或更小并且消光系数为1或者更大的材料制成。使用这种结构，可以进一步提高记录灵敏度。
在本发明的第二种光学信息记录介质中，优选第一和第二信息层中至少一个信息层还包括，相对于该至少一个信息层中的记录层，布置在激光束入射侧以及激光束入射侧的相反侧中的至少一侧上的保护层，并且所述保护层由折射率为1.5或更大的介电材料制成。所述保护层用来保护记录层，并且在记录层实现有效的光吸收。
根据本发明的第一种制造方法，可以制造本发明的第一种光学信息记录介质，并且根据本发明的第二种制造方法，可以制造本发明的第二种光学信息记录介质。
在本发明和第一种和第二种制造方法中，优选在信息层形成步骤中，至少在记录层形成后，进行退火，从而将记录层在60℃或更高温度下保持5分钟或更长时间。这种退火允许标记边缘良好排列，并且以均匀的标记结构形成标记。
下面参照附图更具体地描述本发明的实施方案。
                   实施方案1
图1是表示本发明光学信息记录介质一个实施方案的部分剖视图。
构造本发明的光学信息记录介质1，使第一信息层121、第二信息层122……和第n信息层12n以所述顺序层合在透明衬底11上，各层间插有分隔层13。此处，n是3或更大的整数。在第n信息层12n上提供保护衬底14。分隔层13具有隔离光学信息层121至12n从而消除不希望的光学干扰的功能。对于所述光学信息记录介质1，经物镜3汇聚的激光束4从透明衬底11侧射入，从而记录和再现信息信号。
第一至第n信息层121至12n每层都具有记录层。除了记录层外，其中还可以提供有由介电材料制成的保护层和由合金材料等制成的反射层。
作为透明衬底11的组成材料，可以使用对激光束4的波长基本上透明的材料，举例来说其包括聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚烯烃、降冰片烷基树脂、紫外固化树脂、玻璃，或者根据需要使用这些材料的组合材料。对透明衬底11的厚度没有特别限制，并且约0.01至1.5毫米是优选的。具体地说，对于使用具有大数值孔径透镜的光学系统的高密度记录，优选使用厚度为0.3毫米或更低的透明衬底11。
包括在各信息层121至12n中的记录层由含有Te、O和M的材料作为主要组分来形成。此处，M表示至少一种选自下列组中的元素：Al、Si、Ti、V、Cr、Mn、Fe、o、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、In、Sn、Sb、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au和pi。特别优选包括Pd和Au中的至少之一，因为通过添加Pd和Au至少之一能够容易地实现足够的结晶速度和高的环境稳定性。此处注意在本说明书中的主要组分指含量超过80原子％的一种或多种组分。当主要组分由两种或更多种组分组成时，这些组分的总含量应该为80原子％或更多。
此外，在第一至第n信息层121至12n中，各个记录层中包含的氧原子浓度C(1)至C(n-1)满足下面关系：
C(1)≥C(2)≥…≥C(n-2)≥C(n-1)，且C(1)≠C(n-1)。
此外，也可以写成C(n-1)≥C(n)，以便将第n信息层也包括进来。
在本实施方案中，即便在层合有n个信息层的多层结构中，通过如此限定的各信息层记录层中所包含的氧原子浓度可以增加远离激光束入射侧的信息层的记录灵敏度，并且可以增加离激光束入射侧较近的信息层的透光度。因此，可以获得有利的记录灵敏度和高的C/N比。
此外，每个记录层优选包含25-60原子％(包括端值)的氧原子和1-35原子％(包括端值)的M原子。当每个记录层中的氧原子占到25原子％或更多时，记录层的热导率不会太高，从而抑制了过大的记录标记。因此，可以获得高的C/N比。当每个记录层中的氧原子占到60原子％或更少时，记录层的热导率不会太低，从而可以形成足够大的记录标记。因此，可以实现高的记录灵敏度。
当每个记录层中的M原子占到1原子％或更多时，在用激光束照射期间可以充分发挥促进Te晶体生长的作用。因此，可以充分提高记录层的结晶速度，以便高速形成记录标记。当每个记录层中的M原子占到35原子％或更少时，可以增加由无定形到晶体的反射率变化，从而获得足够的C/N比。
为了调节热导率和光学常数并提高耐热性和环境稳定性，记录层还可以包含Te、O和M以外的元素。举例来说，可以包含至少一种选自S、N、F、B和C中的元素。这些元素优选占整个记录层的20原子％或更少。
记录层的厚度优选在2纳米至70纳米之间，包括端值。2纳米或更大的厚度允许获得足够的反射率和反射率变化，并且就此而言，记录层优选具有5纳米或更大的厚度。另一方面，70纳米或更小的厚度可以控制记录层薄膜平面中的热扩散，使其不至于过大。因此，可以在高密度记录中获得高的C/N比。
作为形成反射层的材料，可以使用折射率为3或更小并且消光系数为1或更大的材料。此外，折射率为2或更小并且消光系数为2.0或更大的是更加优选的。更具体地说，举例来说可以使用金属，包括Au、Ag、Cu、Al、Ni、Pd、Pt、Bi、Sb、Sn、Zn、Cr等；半金属或合金材料，或者诸如TiN和ZrN的介电材料。
作为形成保护层的介电材料，可以使用折射率为1.5或或更大，优选2.0或更大，更优选2.5或更大的材料。更具体地说，包含ZnS、ZnS-SiO2、TiO2、ZrO2、Si、SiC、Si3N4、GeN等作为主要组分的材料是合适的。
除了包括由含有Te、O和M的材料作为主要组分制成的记录层的第一至第n信息层121至12n外，本发明实施方案的光学信息记录介质1可以具有其它信息层。举例来说，可以包括记录层由与含有Te、O和M的材料不同的材料作为主要组分制成的信息层，或者可以包括具有可重写型或者只读型记录层而不是一次写入型记录层的信息层。这些信息层可以相对第一至第n信息层121至12n在任意位置添加。
可以使用UV可固化树脂等来形成分隔层13。分隔层13的厚度应该至少等于由物镜3的数值孔径NA和激光束4的波长λ确定的焦距的深度，以至于当从第一至第n信息层121至12n中的一层进行信息再现时，可以减少来自其它层的串扰(crosstalk)。还要求第一至第n信息层121至12n的整体厚度在能够进行光聚焦的范围内。举例来说，在λ＝405纳米且NA＝0.85的情况中，需要分隔层13的厚度不小于5微米并且不大于50微米。
作为保护衬底14的材料，可以使用与举例说明透明衬底11中相同的材料，或者可以使用与透明衬底11的材料不同的材料。保护衬底14的材料对激光束4的波长可以是不透明的。对保护衬底14的厚度没有特别限制，并且约0.05至3.0毫米的厚度是优选的。
此外，可以制备两个光学信息记录介质1，然后将各自的保护衬底14彼此相对进行粘接，从而获得双面结构。使用这种结构，可以在一个介质中累积双倍的信息量。
举例来说，可以通过蒸气相薄膜沉积方法，例如真空蒸发、溅射、离子镀、化学气相沉积(CVD)或者分子束外延(MBE)来形成光学信息记录介质1中的各种薄膜。
可以在连续在透明衬底11上形成包括在记录层中的薄膜和分隔层13后，再形成(或粘接)保护衬底14。相反，也可以在连续在保护衬底14上形成包括在记录层中的薄膜和分隔层13后，形成(或粘接)透明衬底11。具体地说，后者适合于透明衬底11较薄的(即0.3毫米或更薄)情况中。在这种情况中，在保护衬底14和分隔层13的表面上形成用于导向激光束的沟槽和例如地址信号的凹凸图案。更具体地说，使用其中预先形成有所需图案的转移衬底(例如印章等)，通过转移可以形成沟槽和凹凸图案。此时，如果分隔层13的厚度太小，以至于难于实施常用的注射方法时，可以使用光聚合方法(2P方法)。
根据本实施方案的光学信息记录介质1，沟槽、沟槽之间的槽脊，或者沟槽和槽脊都可以用作记录标记。对记录标记之间的距离没有特别限制，并且该距离优选设计为λ/NA或更小，特别优选为0.8λ/NA或更小，从而允许高密度记录，其中λ表示用于记录/再现的激光束4的波长，并且NA表示物镜的数值孔径。
此外，对本发明的光学信息记录介质1实施退火，将其在高温条件下保持一段时间，从而可以获得更高的C/N比和更低的抖动值(jittervalue)。可以想象，这种结果源于下面的原因：退火引起部分随机分散在记录层中的原子适当结合，从而形成微晶核。这就使得在记录期间晶化能够更平稳地进行，以至于标记边缘可以良好地排列，并且可以形成具有均匀标记结构的标记。
退火的温度取决于记录层的组成，并且优选该温度不低于60℃且在该温度下透明衬底11不会熔化，即优选所述温度不高于透明衬底11的软化点或者熔点。在透明衬底11举例来说由聚碳酸酯形成的情况中，退火温度优选设置为120℃或更低。退火的时间取决于记录层的组成和退火的温度，并且为了充分发挥退火的效果(例如提高C/N比的作用)，需要至少5分钟。此外，尽管退火可以进行很长时间，即便在达到所述效果后仍继续退火，对于记录/再现性质基本上观察不到变化。
                   实施方案2
下面参照图2描述本发明光学信息记录介质的另一个实施方案。图2表示根据本发明的光学信息记录介质2的剖视图。
在本发明的光学信息记录介质2中，在透明衬底21上依次提供第一信息层221、分隔层23和第二信息层222，并且进一步在其上面提供保护衬底24。从透明衬底21侧，用通过物镜3汇聚的激光束4照射所述光学信息记录介质2来进行记录和再现。
透明衬底21、分隔层23和保护衬底24与实施方案1中描述的透明衬底11、分隔层13和保护衬底14具有相同的功能，并且可以使用与实施方案1中相同的材料形成相同的形状。
第一信息层221和第二信息层222每个都包括记录层。与实施方案1相似，记录层由包含Te、O和M的材料作为主要组分来形成。设置第一信息层221中所含的氧原子浓度大于第二信息层222中所含的氧原子浓度。在这种结构中，第一信息层221具有更高的透光度，并且第二信息层222具有更高的记录灵敏度，因此在层合这两个信息层的多层结构中，可以获得足够的记录灵敏度和所述的C/N比。此处注意各个记录层中所含的氧原子和M原子的优选浓度以及记录层的优选厚度与实施方案1的光学信息记录介质1中的相同。
第二信息层222还可以包括相对记录层布置在激光束入射侧上的反射层。可以使用折射率为3或更小并且消光系数为1或更大的材料作为反射层的材料。此外，折射率为2或更小并且消光系数为2.0或更大的材料是更加优选的。所用材料的具体实例与实施方案1中反射层的材料相同。
此外，第一信息层221和第二信息层222还可以包括放置在所述记录层的至少一侧上的保护层。可以使用折射率为1.5或更大，优选2.0或更大，更优选2.5或更大的材料作为形成保护层的介电材料。所用材料的具体实例与实施方案1中保护层的材料相同。
此外，实施方案1中描述的光学信息记录介质1的制造方法可以用作制造本发明光学信息记录介质2的方法。
                      实施例
下面通过实施例更具体地描述本发明。但是，本发明并不局限于下面的实施例。
                      实施例1
在实施例1中，生产盘状的介质，其中在实施方案1中描述的光学信息记录介质1中提供四信息层。
使用聚碳酸酯衬底作为保护衬底14。保护衬底14的直径为12厘米，厚度为1.1毫米、槽距为0.32微米，并且槽深为20纳米。
在形成有沟槽的保护衬底14的表面上，作为第四信息层124，按照所述顺序通过溅射层合约40纳米厚的Al-Cr反射层、约15纳米厚的Zn-S保护层、约20纳米厚的Te-O-Pd记录层，以及约15纳米厚的Zn-S保护层，分别使用Al-Cr靶(原子数量比为98∶2)、Zn-S靶(原子数量比为50∶50)、Te-Pd靶(原子数量比为90∶10)和Zn-S靶(原子数量比为50∶50)来形成这些层。在所述第四信息层124的表面上，通过2P方法使用UV可固化树脂转移与在保护衬底14上形成的图案相同的沟槽图案，从而形成约13微米厚的分隔层13。
在所述分隔层13的表面上，作为第三信息层123，按照所述顺序通过溅射层合约10纳米厚的Zn-S保护层、约10纳米厚的Te-O-Pd记录层和约30纳米厚的Zn-S保护层，分别使用Zn-S靶(原子数量比为50∶50)、Te-Pd靶(原子数量比为90∶10)和Zn-S靶(原子数量比为50∶50)来形成这些层。在所述第三信息层123的表面上，通过2P方法使用UV可固化树脂转移与在保护衬底14上形成的图案相同的沟槽图案，从而形成约13微米厚的分隔层13。
在所述分隔层13的表面上，作为第二信息层122，按照所述顺序通过溅射层合约15纳米厚的Zn-S保护层、约8纳米厚的Te-O-Pd记录层和约30纳米厚的Zn-S保护层，分别使用Zn-S靶(原子数量比为50∶50)、Te-Pd靶(原子数量比为90∶10)和Zn-S靶(原子数量比为50∶50)来形成这些层。在所述第二信息层122的表面上，通过2P方法使用UV可固化树脂转移与在保护衬底14上形成的图案相同的沟槽图案，从而形成约13微米厚的分隔层13。
在所述分隔层13的表面上，作为第一信息层121，按照所述顺序通过溅射层合约20纳米厚的Zn-S保护层、约6纳米厚的Te-O-Pd记录层和约35纳米厚的Zn-S保护层，分别使用Zn-S靶(原子数量比为50∶50)、Te-Pd靶(原子数量比为90∶10)和Zn-S靶(原子数量比为50∶50)来形成这些层。在所述第一信息层121的表面上，使用UV可固化树脂粘附聚碳酸酯片，从而形成0.08毫米厚的透明衬底11。
使用直径为100毫米、厚度约为6毫米的靶形成每一层，其中使用500W的DC电源形成反射层；使用500W的RF电源形成保护层，并且使用100W的DC电源形成记录层。此外，反射层和保护层在Ar(4.2×10-7m3/s(25sccm))中形成，记录层在Ar(4.2×10-7m3/s(25sccm))和氧气的混合气体中形成，其中所有层都在气压约为0.2Pa的气氛中形成。进一步在90℃下对其实施退火约2小时，从而得到最终的盘片。
此处，在如表1所示的记录层的形成期间，调节氧气流速，并且生产盘片A作为本实施例，生产盘片B作为比较实施例。
                            表1
         记录层形成期间的氧气流速   记录层中氧原子浓度
盘片A 第一信息层 3.7×10-7m3/s(22sccm) 54原子％
第二信息层 3.3×10-7m3/s(20sccm) 50原子％
第三信息层 3.0×10-7m3/s(18sccm) 47原子％
第四信息层 3.3×10-7m3/s(20sccm) 50原子％
盘片B 第一信息层 3.3×10-7m3/s(20sccm) 50原子％
第二信息层 3.3×10-7m3/s(20sccm) 50原子％
第三信息层 3.3×10-7m3/s(20sccm) 50原子％
第四信息层 3.3×10-7m3/s(20sccm) 50原子％
在盘片A中，氧气流速从第一信息层121至第三信息层123依次降低。另一方面，在盘片B中，对于从第一信息层121至第四信息层124的所有层，氧气流速保持恒定。
表1还给出了每个盘片的每个记录层中氧气的含量，这是通过俄歇电子光谱获得的结果。根据所述结果，发现记录层中氧气的含量(所含的氧原子浓度)随氧气流速的增加而增加。
接下来，表2表示盘片A和B的各个信息层在405纳米波长下的光学性质。
                               表2
  各信息层的光学性质    层合信息层的光学性质
透光度 反射率  入射光的到达比率 反射率
盘片A 第一信息层    81％     4.2％    100.0％     4.2％
第二信息层    75％     6.3％    81.0％     4.1％
第三信息层    69％     10.9％    60.8％     4.0％
第四信息层    0％     22.6％    41.9％     4.0％
盘片B 第一信息层    78％     4.7％    100.0％     4.7％
第二信息层    75％     6.3％    78.0％     3.8％
第三信息层    71％     9.1％    58.5％     3.1％
第四信息层    0％     22.6％    41.5％     3.9％
通过在聚碳酸酯衬底上单独形成每个信息层来制备样品，并且用光谱仪测量样品的反射率和透光度。根据测量结果，计算到达每个信息层的光的量与入射光的量的比率，以及从每个信息层反射回的光的比率，即反射率。表2的结果表明，即使信息层具有厚度相同的结构，随着层中氧含量的增加，透光度会增加而反射率会降低。此外，证实在层合状态中，就从第二信息层122至第四信息层124的入射光到达比率而言，盘片A具有比盘片B更大的入射光到达比率。从这些结果来看，发现在盘片A中更容易使每层具有均匀的记录密度和信号强度水平，因此，就驱动器的设计而言，盘片A是优选的。
对于盘片A和盘片B的各信息层的沟槽，使用波长为405纳米及NA为0.85的光学系统，同时以5.0米/秒的线速度旋转盘片，记录在12.3MHz处的单个信号。用于记录的脉冲波形是在峰值功率P1和偏置功率(bias power)P2之间调制的单一矩形脉冲(single retangularpulse)，并且设置脉冲宽度为20.4纳秒。偏置功率P2为1.0毫瓦，并且设置再现功率Pr对于第一信息层121的再现为0.5毫瓦，对于第二信息层122的再现为0.6毫瓦，对于第三信息层123的再现为0.7毫瓦，以及对于第四信息层124的再现为1.0毫瓦。在这些条件下，仅对于未记录的轨迹(trace)实施一次记录，并且用光谱分析仪测量信号的C/N比。在改变峰值功率P1的同时，测量C/N比，从而找出C/N比从最大值降低3dB处的峰值功率P1，并设置记录灵敏度为所发现的峰值功率P1的1.3倍。
表3表示对于盘片A和盘片B的各个信息层进行上述测量的结果。
                    表3
 记录灵敏度    C/N比
盘片A   第一信息层   9.0毫瓦    51dB
  第二信息层   9.5毫瓦    51dB
  第三信息层   10.0毫瓦    51dB
  第四信息层   10.0毫瓦    52dB
盘片B   第一信息层   9.0毫瓦    51dB
  第二信息层   10.0毫瓦    51dB
  第三信息层   12.0毫瓦    50dB
  第四信息层   11.5毫瓦    52dB
如表3所示，在两个盘片的所有信息层中均能获得50dB或更大的C/N比，并且证实这些盘片足以用于实际的光学信息记录介质。但是，盘片B在四个记录层之间具有从9.0毫瓦至12.0毫瓦的记录灵敏度差异，而盘片A具有从9.0毫瓦至10.0毫瓦的较小差异，并且其其最大值也是小的。从这一点来看，证实与盘片B相比，盘片A提供了有利的记录灵敏度。
由此证实，通过在信息层中随着信息层与激光束入射侧的邻近程度的增加而增加信息层中所含的氧原子浓度(除了布置在距离激光束入射侧最远处的信息层外)，可以提供具有多个信息层的光学信息记录介质，其具有有利的记录灵敏度并实现了足够的C/N比。
                      实施例2
在实施例2中，生产盘状的与实施方案2中描述的光学信息记录介质2具有相同结构的介质。
使用聚碳酸酯衬底作为保护衬底14。保护衬底14的直径为12厘米，厚度为1.1毫米、槽距为0.32微米，并且槽深为20纳米。
在形成有沟槽保护衬底24的表面上，作为第二信息层222，按照所述顺序通过溅射层合约40纳米厚的Al-Cr反射层、约15纳米厚的Zn-S保护层、约20纳米厚的Te-O-Pd记录层，以及约15纳米厚的Zn-S保护层，分别使用Al-Cr靶(原子数量比为98∶2)、Zn-S靶(原子数量比为50∶50)、Te-Pd靶(原子数量比为90∶10)和Zn-S靶(原子数量比为50∶50)来形成这些层。在所述第二信息层222的表面上，通过2P方法使用UV可固化树脂转移与在保护衬底24上形成的图案相同的沟槽图案，从而形成约20微米厚的分隔层23。
在所述分隔层23的表面上，作为第一信息层221，按照所述顺序通过溅射层合约20纳米厚的Zn-S保护层、约6纳米厚的Te-O-Pd记录层和约35纳米厚的Zn-s保护层，分别使用Zn-S靶(原子数量比为50∶50)、Te-Pd靶(原子数量比为90∶10)和Zn-S靶(原子数量比为50∶50)来形成这些层。在所述第一信息层221的表面上，使用UV可固化树脂粘附聚碳酸酯片，从而形成0.09毫米厚的透明衬底21。
使用直径100毫米、厚度约6毫米的靶形成每一层，其中使用500W的DC电源形成反射层；使用500W的RF电源形成保护层，并使用100W的DC电源形成记录层。此外，反射层和保护层在Ar(4.2×10-7m3/s(25sccm))中形成，记录层在Ar(4.2×10-7m3/s(25sccm))和氧气的混合气体中形成，其中所有层都在气压约为0.2Pa的气氛中形成。进一步在90℃下对其实施退火约2小时，从而得到最终的盘片。
此处，在如表4所示的记录层的形成期间，调节氧气流速，并且生产盘片C作为本实施例，生产盘片D作为比较实施例。
                                表4
         记录层形成期间的氧气流速   记录层中氧原子浓度
盘片C   第一信息层      3.7×10-7m3/s(22sccm)   54原子％
  第二信息层      3.3×10-7m3/s(20sccm)   50原子％
盘片D   第一信息层      3.3×10-7m3/s(20sccm)   50原子％
  第二信息层      3.3×10-7m3/s(20sccm)   50原子％
在盘片C中，氧气流速在 第二信息层222中比在第一信息层221中降低得多。另一方面，在盘片D中，对于第一信息层221和第二信息层222，氧气流速保持恒定。
表4还给出了每个盘片的每个记录层中氧气的含量，这是通过俄歇电子光谱获得的结果。根据所述结果，发现记录层中氧气的含量(所含的氧原子浓度)随氧气流速的增加而增加。
至于盘片C和盘片D的各信息层的沟槽，使用波长为405纳米及NA为0.85的光学系统，同时以5.0米/秒的线速度旋转盘片，记录在12.3MHz处的单个信号。用于记录的脉冲波形是在峰值功率P1和偏置功率P2之间调制的单一矩形脉冲，并且设置脉冲宽度为20.4纳秒。偏置功率P2为1.0毫瓦，并且设置再现功率Pr对于第一信息层221的再现为0.5毫瓦，并且对于第二信息层222的再现为0.7毫瓦。在这些条件下，仅对于未记录的轨迹(trace)实施一次记录，并且用光谱分析仪测量信号的C/N比。在改变峰值功率P1的同时，测量C/N比，从而找出C/N比从最大值降低3dB处的峰值功率P1，并且设置记录灵敏度为所得出的峰值功率P1的1.3倍。
表5表示对盘片C和盘片D的各个信息层进行上述测量的结果。
                     表5
 记录灵敏度    C/N比
盘片C   第一信息层    6.0毫瓦    51dB
  第二信息层    6.0毫瓦    52dB
盘片D   第一信息层    5.5毫瓦    51dB
  第二信息层    6.5毫瓦    52dB
根据表5，在两个盘片的所有信息层中均能获得50dB或更大的C/N比，并且证实这些盘片足以用于实际的光学信息记录介质。但是，盘片D在四个记录层之间具有从5.5毫瓦至6.5毫瓦的记录灵敏度差异，而盘片C较小差异，因为两个信息层都具有6.0毫瓦的记录灵敏度。
由此证实，通过在信息层中随着信息层与激光束入射侧的邻近程度的增加而增加信息层中所含的氧原子浓度，可以提供具有两个信息层的光学信息记录介质，其具有有利的记录灵敏度并实现了足够的C/N比。
                    工业应用性
根据本发明的光学信息记录介质及其制造方法，可以提供一种具有多个信息层的光学信息记录介质，其具有有利的记录灵敏度并实现了足够的C/N比。

Claims (10)

1、一种光学信息记录介质，其包含：
衬底；及
提供在所述衬底上的至少n个信息层(其中n是至少为3的整数)，
其中，所述n个信息层中的每层都包括含有Te、O和M的记录层，其中M表示至少一种选自下列组中的元素：Al、Si、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、In、Sn、Sb、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au和Bi，而且
如果将所述n个信息层从激光束入射侧起依次称作第一到第n信息层，并用C(j)％表示在第j信息层中的记录层所包含的氧原子浓度(其中j是满足1≤j≤n-1的整数)，则C(1)至C(n-1)满足下面关系：
C(1)≥C(2)≥…≥C(n-2)≥C(n-1)，且
C(1)≠C(n-1)。
2、根据权利要求1的光学信息记录介质，其中用C(n)％表示在第n信息层中的记录层所包含的氧原子浓度，则C(n-1)和C(n)满足下面关系：
C(n-1)≥C(n)。
3、根据权利要求1的光学信息记录介质，其中第n信息层还包括相对于第n信息层中的记录层，布置在激光束入射侧的相反侧上的反射层，并且所述反射层由折射率为3或更小并且消光系数为1或者更大的材料制成。
4、根据权利要求1的光学信息记录介质，其中第一到第n信息层中至少一个信息层还包括，相对于该至少一个信息层中的记录层，布置在激光束入射侧以及激光束入射侧的相反侧中的至少一侧上的保护层，并且所述保护层由折射率为1.5或更大的介电材料制成。
5、一种光学信息记录介质，其包括
衬底；及
从激光束入射侧依次提供在所述衬底上的第一信息层和第二信息层，
其中第一信息层和第二信息层中每层都包括含有Te、O和M的记录层，其中M表示至少一种选自下列组中的元素：Al、Si、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、In、Sn、Sb、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au和Bi，并且在第一信息层中的记录层所包含的氧原子浓度大于在第二信息层中的记录层所包含的氧原子浓度。
6、根据权利要求5的光学信息记录介质，其中第二信息层还包括相对于第二信息层中的记录层，布置在激光束入射侧的相反侧上的反射层，并且所述反射层由折射率为3或更小并且消光系数为1或者更大的材料制成。
7、根据权利要求5的光学信息记录介质，其中第一和第二信息层中至少一个信息层还包括，相对于该至少一个信息层中的记录层，布置在激光束入射侧以及激光束入射侧的相反侧中的至少一侧上的保护层，并且所述保护层由折射率为1.5或更大的介电材料制成。
8、一种制造包括提供在衬底上的n个信息层(其中n是至少为3的整数)的光学信息记录介质的方法，所述方法包括下述步骤：
形成包括含有Te、O和M的记录层的信息层，其中M表示至少一种选自下列组中的元素：Al、Si、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、In、Sn、Sb、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au和Bi，所述步骤进行n次，
其中如果将在信息层形成步骤中形成的信息层从激光束入射侧起依次称作第一到第n信息层，并用C(j)％表示第j信息层中的记录层所包含的氧原子浓度(其中j是满足1≤j≤n-1的整数)，形成第一至第n信息层，以使C(1)至C(n-1)满足下面关系：
C(1)≥C(2)≥…≥C(n-2)≥C(n-1)，且
C(1)≠C(n-1)。
9、一种制造包括提供在衬底上的两个信息层的光学信息记录介质的方法，所述方法包括下述步骤：
形成包括含有Te、O和M的记录层的信息层，其中M表示至少一种选自下列组中的元素：Al、Si、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、In、Sn、Sb、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au和Bi，所述步骤进行两次，
其中如果将在信息层形成步骤中形成的信息层从激光束入射侧起依次称作第一和第二信息层，形成第一和第二信息层，以使在第一信息层中的记录层所包含的氧原子浓度大于在第二信息层中的记录层所包含的氧原子浓度。
10、根据权利要求8或9的制造光学信息记录介质的方法，其中在信息层形成步骤中，至少在记录层形成后，进行退火，从而将记录层在60℃或更高温度下保持5分钟或更长时间。
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