具体实施方式
以下,根据实施例,详细说明本发明。
实施例1
实施例1说明根据表面能量差异一次大量形成记录标记的例子。
首先,说明本发明的信息记录方式和信息记录媒体。
图1表示本发明的第一实施例的盘状信息记录媒体剖面结构图。该媒体的结构是,在表面有凹凸ROM图案的衬底11上,在凹部12分离形成由主成分Au构成的功能材料14,在凸部13分离形成由主成分Ge-Sb-Te构成的功能材料15,表面以保护衬底16覆盖。这里,Au是间隔,Ge-Sb-Te是标记。表面能量更高的功能材料14与表面能量较低的功能材料15比较,有曲率大的曲面。以下,称表面能量更高的功能材料为功能材料C,称表面能量较低的功能材料为功能材料B。
如图9所示,测定各功能材料的厚度时,功能材料C(14)的厚度DH和功能材料B(15)的厚度DL大致相同。在两厚度大致相同的情况,下面工序的成品率提高。在这里,保护衬底形成时的粘贴不匀减少,能提高成品率。在制膜时,膜的均匀性提高,能提高成品率。
记录标记的形成按如以下那样制作。图2表示记录标记的形成方式。首先,在表面有凹凸ROM图案、用SiO2膜覆盖表面的直径12mmnm厚度1.1mm的聚碳酸酯保护衬底11上(工序1),用喷镀形成22nm由Au-Ge-Sb-Te构成的记录标记形成膜22.其后,作为工序3,向记录标记形成膜22照射激光束24.这里,如移动方向25所示,边移动边照射激光束.激光使用长约50微米、宽约5微米片光束.进而,当用面积大的片光束进行能量照射时,处理能迅速.通过高处理,能量照射过的膜23,如工序5所示,记录标记形成膜构成材料因表面能量的差异而分离成26、27两部分,凹部形成了由主成分Au构成的间隔部14,凸部形成了由主成分Ge-Sb-Te构成的记录标记15.工序4表示从工序3到工序5之间的样子,示意地表示由主成分Au构成的部分26和由主成分Ge-Sb-Te构成的部分27构成的部分在分离过程中的样子.这样形成记录标记后,用保护衬底16覆盖表面.
这些工序,在工序2能用1~10秒处理,在工序3能用15~60秒处理,能将记录标记的形成缩短到以前的1/100以下。
另外,对凹部分析由主成分Au构成的间隔部14的结果可知,稍微包含2~19%的Ge、Sb、Te。
图3表示从上面看到的用上述那样制法形成的标记部和间隔部的配置图。由长度不同的各标记31、32、33和间隔34构成。33是最短标记。
WO、一写多读型的情况,表示了如图3所示那样的从上面看到的形成补记标记形成部和间隔部的配置图。补记标记形成部和间隔部的间距,形成与窗口宽度Tw成比例的长度。一写多读型在形成这些后,对CuS等硫化物等的补记用界面层进行制膜。在记录补记标记形成部时,必须用比读出时高的功率进行记录。因此,补记标记形成部的材料和补记用界面层反应,形成一写多读型记录标记。在读出时,进行反应而成为一写多读型记录标记的部分,不结晶化,由于其他部分结晶化,利用这些的差异可得到信号振幅。
接着,研究合计功能材料C和功能材料B的平均膜厚Dt和能形成的分离形状的最小尺寸Sm的关系时,知道了功能材料C的表面能量和功能材料B的表面能量之比Z具有用式(1)且式(2)表示的关系。
Dt*10/Z≤Sm 式(1)
Z≤4 式(2)
表1表示几个功能材料组合的结果。这里,每个材料的表面能量用表面张力(mN/m)的测定值比较。从以上可知,为了使分离的形状尺寸小,只要将平均膜厚Dt变薄,使其满足式(1)式(2)的关系或后述的式(3)式(4)的关系即可。并且也知道,由于该平均膜厚由两种功能材料的表面能量之比决定,所以随材料的组合而不同。例如,功能材料C是Au,功能材料B是Ge-Sb-Te,为了形成100nm的标记,平均膜厚必须是33nm以下,为了形成50nm的标记,平均膜厚必须是17nm。但是,如表1所示,由于控制向平面方向的移动的能量也起作用,表面能量比Z达到4以上时,与Z为4具有同样的结果。即,Dt和Sm的关系用式(3)和式(4)表示。
Dt*10/4≤Sm 式(3),Z>4 式(4)
表1
另外,表面能量比小于2时,分离不充分,在功能材料C中包含30%~40%的功能材料B。当长时间照射弱能量时,能稍微改善分离状况。
其次,说明功能区域和非功能区域。
图21表示信息记录媒体全体的模式图。这样,媒体形成记录标记形成膜22的区域虽多,但进行如图2说明那样的记录标记形成处理,并作为功能区域212运用;虽有记录标记形成膜,但不进行记录标记形成处理的部分作为非功能区域211残留。非功能区域,由于衬底没有凹凸,分离不充分,由于未照射激光束而不进行记录标记形成处理。通过设置这样的区域,在大量生产时,能使制膜的掩膜偏移与记录标记形成处理的位置偏移等对应,提高信息记录媒体形成的成品率。在图21的剖面图(b)中,虽露出了非功能区域,但直至衬底的端部都不制膜,可以用保护衬底等覆盖。膜不露出者能适应环境变化,提高保存寿命。
图33表示功能区域和非功能区域与用户数据区域的关系。媒体的最内周331、最外周337没有膜,其内侧形成非功能区域332、336。功能区域335是用户数据区域。用户数据区域内分为多个,具有扇形区333和ID部334。
用户数据区域,如图34说明那样,有物理用户数据区域341和逻辑用户数据区域342。功能区域既可以是物理用户数据区域全体,也可以只是逻辑用户数据区域。在物理用户数据区域全体的情况下,由于记录密度满,虽以高密度化为佳,但频繁读出的引入区域342、引出区域344容易受到损伤。另一方面,在只是逻辑用户数据区域的情况下,虽不受损伤,但密度变低。记录管理区域345最好位于非功能区域。
接着,说明本发明的信息再生方法。
其次,图4表示在图1的媒体上形成的衍射界限以下尺寸的记录标记的再生方法的原理图.读出标记的主成分由Ge-Sb-Te构成,从结晶状态熔融时产生反射率变化.为了读出,向媒体中的记录标记15照射激光光点41时,中心部分的温度比540℃高,仅位于中心部的记录标记熔融,产生反射率变化,形成读出标记44.当熔融了的读出标记通过光点的中心时,返回到结晶化以前的反射率.对于间隔部14,由于即使在540℃以上也在间隔部构成材料的融点以下,由于不熔融而不产生反射率变化.另外,即使熔融但由于是反射率不产生变化的材料,信号也不变化.由于仅用这样局部熔融的标记部产生信号振幅,用通常的衍射界限的标记尺寸也能读出.而且,熔融部分予以分离,材料的流动则难以产生,与不分离的情况比较,有多次读出时引起信号劣化的次数大于1位以上,具有难以产生劣化的效果.
由以上所述,能在信息记录媒体上一次大量形成在衍射界限以下也能读出的记录标记。并且,能得到具有这样的衍射界限以下尺寸的ROM或WO标记的媒体。
下面,说明功能材料B和C的组合。
功能材料A使用SiO2、Al2O3、Si、Pt等,对改变功能材料B和C进行研究时,功能材料B和C中,作为B最好是Ge-Sb-Te、Ge-Te、Ge-Bi-Te、In-Sb-Te、Sb、Ge-Bi-Sb-Te、Ge-Sb-Te-O、Ge-Sb-Te-N;作为C最好是Au、Ag、Cu、Pt、Pd、Ni、Ir、Rh、Co、Os、Ru、Fe、Re、Mn、W、Mo、Cr、Ta、Nb、V、Hf、Zr、Ti、Zn、Al、Si。这样,最好C的表面能量比B的表面能量大2倍以上。
在功能材料B中,对于Ge-Sb-Te,由于能均匀地分离,能形成噪声低的标记、间隔,是良好的。对于Ge-Sb-Te,由于熔融后的结晶速度快,提高读出速度,所以良好。对于Ge-Te,读出时的灵敏度虽不好,但对比度大是良好的。对于Sb,熔融时的变化率大,SNR大是良好的。对于In-Sb-Te、Ge-Bi-Sb-Te,熔融温度低,读出时灵敏度高是良好的。对于Ge-Sb-Te-O、Ge-Sb-Te-N,保存稳定性高是良好的。
在功能材料C中,Au、Ag、Cu、Ni、Ir、Rh、Co、Os、Ru,即使照射能量低也能分离,因而是良好的。Au在噪声少这点上更好。Ag、Co有促进功能材料B的结晶化的作用,较好。Cu、Ni与基底和保护层的粘结力强,较好。在功能材料C中,Pt、Pd虽需要提高照射能量,但由于分离后稳定,耐久性优良。Pt能形成粒径更小的10~30nm的标记和间隔,较好。Fe、Re、Mn、W、Mo、Cr、Ta、Nb、V、Hf、Zr、Ti、Zn、Al、Si与Au等的贵金属比较,在材料费低廉这点上更好。W、Mo、Cr、Ta材料硬,在分离后功能材料B反复熔融、固化时,难以引起媒体中的膜变形而较好。Zn、Al、Si在这些材料中由于更价廉,处理容易,较理想。Fe、Re、Zr、Ti、V、Hf,由于分离后与功能材料B的光学特性在非熔融时接近,功能材料在熔融时和非熔融时的信号变化大,能使读出时的SNR大,较理想。
下面,说明功能材料A。
这里,功能材料B用Ge-Sb-Te,功能材料C用Ag,对改变功能材料A是否产生相分离进行研究时,得到表2所示的结果。功能材料B的表面张力γ0是333(mN/m),功能材料C的表面张力γ0是903(mN/m)。这里,表中的熔点记载了熔融的温度或成为玻璃状的表面形状变化大的温度。
表2
功能材料A |
A的表面张力γ<sub>0</sub>(mN/m) |
A的熔点(℃) |
功能材料A、B、C的表面张力γ<sub>0</sub>的关系(mN/m) |
有无分离 |
Sio<sub>2</sub> |
300 |
1550 |
A<B<C |
分离 |
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> |
570 |
2049 |
B<A<C |
分离 |
Cr<sub>2</sub>O<sub>3</sub> |
600 |
2330 |
B<A<C |
分离 |
SnO<sub>2</sub> |
600? |
1127 |
B<A<C |
分离 |
Si |
865 |
1410 |
B<C<A |
分离 |
Pt |
1800 |
1769 |
户B<C<A |
分离 |
ZnS-SiO<sub>2</sub> |
250 |
1550 |
A<B<C |
分离 |
Ta-O |
600 |
1872 |
B<A<C |
分离 |
混合玻璃 |
300 |
570 |
A<B<C |
分离 |
聚碳酸酯 |
700~750 |
140 |
B<C<A |
不分离 |
Sn |
544 |
232 |
B<A<C |
不分离 |
表中,混合玻璃的组成是Sio2-Al2O3-Na2O-MgO。从以上的结果可知,功能材料A的表面能量既可以比B、C大,也可以小,并且即使是这些中间的值也能分离。通过能量照射,由于膜的温度达到420℃以上,因而在使用熔点420℃以下的功能材料A的情况下不分离。即,可以知道,在通过用于分离的能量照射功能材料A熔融的情况下,不能充分分离。
下面,说明衬底。
在本实施例中,保护衬底使用具有对应于ROM图案的凹凸的聚碳酸酯衬底11。所谓有凹凸的衬底,是在衬底表面的整个面或一部分上具有比原子尺寸大的深度的沟的衬底。凹坑及沟等的凹凸可以在一周连续地形成,也可以途中分割。其大小可以因场所不同。并且,衬底除了聚碳酸酯外,也可以用玻璃和聚烯烃、紫外线效应树脂、其他、Si等光不透过的材料。
在本实施例中,虽然用注射成形大量生产衬底,既可以用激光和电子束雕刻玻璃和Si,也可以用有掩模的刻蚀等形成。
实施例2记载的表面化学处理也可以用纳诺印刷等完成,也可以在涂敷后用能量束变质或除掉。
实施例3记载的表面粗糙度差异,既可以将硬物顶压在表面的一部上形成伤痕,也可以用能量束熔融表面粗的衬底的一部分,使其平坦化。
图17汇集了衬底171的形状和表面状态、形成的功能材料B(172)和功能材料C(173)的分离形状。这样,只要有(a)~(h)那样的凹凸和(i)、(j)那样的表面处理状态不同的175、176、(k)那样的平坦性不同的177、178即可,而不依赖于其制作方法。差异如起首174那样,在标记部分和间隔部分不必要是一样的,只要一部分有起首,就进行了分离。因此,能更精细加工,形成更精细的标记和间隔。
实施例2
实施例2说明在使用与实施例1不同的衬底时,根据表面能量的差异一次大量形成记录标记的例子。
下面,说明本发明的信息记录方式和信息记录媒体。
图5表示本发明第二实施例的盘状信息记录媒体的剖面结构图。该媒体的结构是,在表面用化学处理形成了ROM图案的衬底51上,做成分离成疏水部52由主成分Au构成的功能材料C54和亲水部53由主成分Ge-Sb-Te构成的功能材料B55,并用保护衬底56覆盖表面的结构。这里,Au是间隔,Ge-Sb-Te是标记。功能材料C54比功能材料B55具有曲率更大的曲面。
记录标记形成如以下那样制作。图6表示记录标记的形成方法。首先,用SiO2膜覆盖表面,在最表面用化学处理形成ROM图案的直径为12cm、厚度为1.1mm的聚碳酸酯保护衬底51上(工序1),用喷镀形成25nm的由Au-Ge-Sb-Te构成的记录标记形成膜62。
其后,作为工序3,向记录标记形成膜62照射激光束64。这里,如移动方向65所示那样,边移动激光束边照射。这里使用了长度约50微米、宽度约5微米的片光束。通过该处理,能量照射过的膜63,如工序5所示,记录标记形成膜构成材料因表面能量的差异而分离,形成了疏水部由主成分Au构成的间隔部54和亲水部由主成分Ge-Sb-Te构成的记录标记55。工序4表示从工序3到工序5之间的情况,工序4示意地表示由主成分Au构成的部分66和由主成分Ge-Sb-Te构成的部分67构成的部分分离过程中的样子。这样形成记录标记后,用保护衬底56覆盖表面。
采用以上方法,在信息记录媒体上能一次大量形成在衍射界限以下也能读出的记录标记。另外,能得到有这样的光衍射界限以下尺寸的ROM或WO标记的媒体。
对于在本实施例中没有记载的媒体结构、材料、信息记录方式和信息再生方法、装置等,与实施例1、3~10同样。
实施例3
实施例3说明在用与实施例1、2不同的衬底时,根据表面能量的差异一次大量形成记录标记的例子。
下面,说明本发明的信息记录方式和信息记录媒体。
图7表示本发明第三实施例的盘状信息记录媒体的剖面结构图。该媒体的结构是,在表面有粗糙的ROM图案的衬底71上,分离成平坦部分73由主成分Au构成的功能材料74和粗糙部分74由主成分Ge-Sb-Te构成的功能材料75,用保护衬底76覆盖表面。这里,Au是间隔,Ge-Sb-Te是标记。
记录标记形成如以下那样制作。图8表示记录标记形成方法。首先,用SiO2膜覆盖表面,在最表面通过化学处理具有ROM图案的直径为12cm、厚度为1.1mm的聚碳酸酯保护衬底71上(工序1),用喷镀形成25nm的由Au-Ge-Sb-Te构成的记录标记形成膜82。
其后,作为工序3,向记录标记形成膜82照射激光束84。这里,如在移动方向85所示的那样,边移动激光束边照射。这里,使用长度约50微米、宽度约5微米的片光束。通过该处理,能量照射过的膜83如工序5所示,记录标记形成膜构成材料因表面能量的差异而分离,形成了平坦部分由主成分Au构成的间隔部74、粗糙部分由主成分Ge-Sb-Te构成的记录标记75。工序4表示从工序3到工序5之间的情况,示意地表示由主成分Au构成的部分86和由主成分Ge-Sb-Te构成的部分87构成的部分分离过程中的样子。这样形成记录标记后,用保护衬底76覆盖表面。
采用以上方法,在信息记录媒体上能一次大量形成在衍射界限以下也能读出的记录标记。另外,能得到有这样的光衍射界限以下尺寸的ROM或WO标记的媒体。
对于在本实施例中没有记载的媒体结构、材料、信息记录方式和信息再生方法、装置等,与实施例1、2、4~10同样。
实施例4
实施例4是利用表面能量差异一次大量形成记录标记的例子,说明在标记和间隔的厚度不同的场合,能量照射方法差异的情况。
下面,说明本发明的信息记录方式和信息记录媒体。
图10表示本发明第四实施例的盘状信息记录媒体的剖面结构图。该媒体的结构是,在表面具有凹凸ROM图案的衬底101上,分离成凹部由主成分Au构成的功能材料C102和凸部由主成分Ge-Sb-Te构成的功能材料B103,用保护衬底104覆盖表面。这里,Au是间隔,Ge-Sb-Te是标记。功能材料C102与功能材料B103比较,有曲率更大的曲面。另外,测定各功能材料的厚度时可知,功能材料C的厚度DH比功能材料B更厚。在两种功能材料厚度不同时,能提高下面工序的成品率。这里,保护衬底形成时的粘贴不匀减少,能提高成品率。在制膜时,膜的均匀性提高,能提高成品率。
记录标记形成如以下那样制作。图11表示记录标记形成方法。首先,在表面具有凹凸ROM图案的直径为12cm、厚度为1.1mm的玻璃衬底101上(工序1),用喷镀形成25nm的由Au-Ge-Sb-Te构成的记录标记形成膜112。
其后,作为工序3,用加热部件114加热记录标记形成膜112。这里,使用电炉。电炉能一次大量完成加热处理,适于大量生产。通过该处理,如工序5所示,记录标记形成膜构成材料因表面能量差异而分离,形成凹部由主成分Au构成的间隔部102和凸部由主成分Ge-Sb-Te构成的记录标记103。工序4表示从工序3到工序5之间的情况,示意地表示由主成分Au构成的部分116和由主成分Ge-Sb-Te构成的部分117构成的部分分离过程中的样子。这样形成记录标记后,用保护衬底104覆盖表面。
采用以上方法,在信息记录媒体上能一次大量形成在衍射界限以下也能读出的记录标记。另外,能得到有这样的光衍射界限以下尺寸的ROM或WO标记的媒体。
对于在本实施例中没有记载的媒体结构、材料、信息记录方式和信息再生方法、装置等,与实施例1~3、5~10同样。
实施例5
实施例5是利用表面能量差异一次大量形成记录标记的例子,说明在标记和间隔的作用不同的情况。
下面,说明本发明的信息记录方式和信息记录媒体。
图12表示本发明第五实施例的盘状信息记录媒体的剖面结构图。该媒体的结构是,在表面有表面粗糙度不同的ROM图案的衬底121上,分离成粗糙部分122由主成分Pd构成的功能材料C125和平坦部分123由主成分Sn构成的功能材料B124,并用保护衬底126覆盖表面。这里,Sn是间隔,Pd是标记。
记录标记形成如以下那样制作。图13表示记录标记形成方法。首先,在用Al2O3覆盖表面有粗糙度不同的ROM图案的直径为12cm、厚度为1.1mm的衬底121上(工序1),用喷镀形成25nm的由Au-Ge-Sb-Te构成的记录标记形成膜132。其后,作为工序3,向记录标记形成膜132照射Xe的闪烁光134。为使能量高,虽有必要在装置上设置覆盖以使光不泄漏到外面,但由于1次闪烁光的照射在1秒以内完成,只要准备多个灯泡就能以一次照射处理直径12cm的区域,因而大量生产性优越。
采用这种处理,能量照射过的膜133如工序5所示,记录标记形成膜构成材料因表面能量差异而分离,形成粗糙部分由主成分Pd构成的标记部125和平坦部分由主成分Sn构成的间隔124。工序4表示从工序3到工序5之间的情况,示意地表示由主成分Pd构成的部分125和由主成分Sn构成的部分124构成的部分分离过程中的样子。这样形成记录标记后,用保护衬底126覆盖表面。
这些工序中,工序2能用1~10秒处理,工序3~5能用1秒处理,能将记录标记形成时间缩得非常短,。
下面,说明本发明的信息再生方法。
接着,图20表示在该媒体上所形成的衍射界限以下尺寸的记录标记再生方法的原理图。读出间隔125的主成分由Sn构成,从结晶状态熔融时产生反射率变化。为了读出,当向媒体中的记录标记124和间隔125照射激光光点201时,中心部分的温度高于300℃,仅位于中心部为的间隔部204熔融,产生反射率变化,熔融了的间隔部在光点中心通过时,返回到结晶化前的反射率。另一方面,读出标记,由于即使在300℃以上也在间隔部构成材料的融点以下,由于不熔融而不产生反射率变化。另外,由于是即使熔融但不产生反射率变化的材料,因而信号也不变化。由于仅在这样局部熔融的间隔部产生反射率变化,在标记部和间隔部因产生反射率差引起的信号振幅,用通常衍射界限的标记尺寸也能读出。对于这种方式,由于熔融的区域不分离,读出的次数虽比分离的场合少,但由于用面积宽的区域产生因熔融引起的反射率变化,因而有信号强度大的优点。
采用以上方法,在信息记录媒体上能一次大量形成在衍射界限以下也能读出的记录标记。另外,能得到有这样的光衍射界限以下尺寸的ROM或WO标记的媒体。
对于在本实施例中没有记载的媒体结构、材料、信息记录方式和信息再生方法、装置等,与实施例1~4、6~10同样。
实施例6
实施例6是利用表面能量差异一次大量形成记录标记的例子,说明从粘接的衬底侧读出的情况。
下面,说明本发明的信息记录方式和信息记录媒体。
图14表示本发明第六实施例的盘状信息记录媒体的剖面结构图.该媒体的结构是,在表面用化学处理形成ROM图案的衬底141上,分离成疏水部142由主成分Co构成的功能材料C144和亲水部143由主成分Ge-Sb-Te构成的功能材料B145,用保护衬底146覆盖表面.这里,Co是标记,Ge-Sb-Te是间隔.功能材料C144与功能材料B145比较,具有曲率更大的曲面.
记录标记形成如以下那样制作。图15表示记录标记形成方法。首先,在表面用化学处理形成ROM图案的直径为12cm、厚度为1.1mm的Si衬底141上(工序1),用喷镀形成25nm的由Co-Ge-Sb-Te构成的记录标记形成膜152。其后,作为工序3,向记录标记形成膜152照射红外线154。该方法由于能量低虽稍微花费时间,但由于加热缓慢,分离后的均匀性优越。
通过这种处理,能量照射过的膜153,如工序5所示,记录标记形成膜构成材料因表面能量差异而分离,形成疏水部由主成分Co构成的标记部144、亲水部由主成分Ge-Sb-Te构成的间隔145。工序4表示从工序3到工序5之间的情况,示意地表示由主成分Co构成的部分156和由主成分Ge-Sb-Te构成的部分157构成的部分分离过程中的样子。这样形成记录标记后,用保护衬底146覆盖表面。
这些工序中,工序2能用1~10秒处理,工序3~5能用10分处理,能将记录标记形成时间缩得非常短,。
下面,说明本发明的信息再生方法。
接着,图16表示在该媒体上所形成的衍射界限以下尺寸的记录标记的再生方法的原理图。这里,从保护衬底146侧进行读出用的激光照射。读出间隔164的主成分由Ge-Sb-Te构成,从结晶状态熔融时产生反射率变化。为了读出,向媒体中的间隔145照射激光光点161时,中心部分的温度高于540℃,仅位于中心部位的记录标记熔融,产生反射率变化,成为读出间隔164。熔融了的读出间隔在光点中心通过时,返回到结晶化前的反射率。由于标记部144即使在540℃以上也在间隔部构成材料的融点以下,由于不熔融而不产生反射率变化。另外,由于是即使熔融但也不产生反射率变化的材料,因而信号不变化。由于仅在这样局部熔融的间隔部产生信号振幅,在通常的衍射界限的标记及间隔尺寸也能读出。
这样,通过从保护衬底侧进行读出,衬底就能用Si那样透过率低的材料。另外,通过将Si这样具有镜面的材料用于衬底,有能降低读出时的噪声的优点。
采用以上方法,在信息记录媒体上能一次大量形成在衍射界限以下也能读出的记录标记。另外,能得到有这样的光衍射界限以下尺寸的ROM或WO标记的媒体。
对于在本实施例中没有记载的媒体结构、材料、信息记录方式和信息再生方法、装置等,与实施例1~5、7~10同样。
实施例7
实施例7是利用表面能量差异一次大量形成记录标记的例子,说明能量照射方法差异的情况。
下面,本发明的信息记录方式和信息记录媒体。
在本实施例中,作为工序3的激光束24,使用直径约0.4微米的点光束代替在实施例1的图2中的片光束.因此,能进行精密的精细区域的加工.具体地说,能以1微米以下的精密周期形成图30所示的功能区域和非功能区域.若详细说明图30时,图30(a)是全体图.这样形成非功能区域301以及功能区域与非功能区域的混合区域302.图30(b)是将混合区域302放大的图.用点光束以精密周期形成非功能区域301和功能区域303.这时,与片光束比较时,工序3的处理需要100倍左右的时间.若用2个激光的多光束,则能将时间缩短到50倍左右,若用3个以上激光的多光束,则能将时间缩短到30倍左右,
对于在本实施例中没有记载的媒体结构、材料、信息记录方式和信息再生方法、装置等,与实施例1~6、8~10同样。
实施例8
实施例8是利用表面能量差异一次大量形成记录标记的例子,说明能量照射方法差异的情况。
下面,说明本发明的信息记录方式和信息记录媒体。
在本实施例中,作为工序3,使用直径约30nm的电子束代替在实施例1的图2中的的激光束24。因此,能进行更精密的精细区域的加工。具体地说,能以约50nm以下的精密周期形成图30所示的功能区域和非功能区域。这时,与片光束比较,工序3的处理需要时间。
对于在本实施例中没有记载的媒体结构、材料、信息记录方式和信息再生方法、装置等,与实施例1~7、9~10同样。
实施例9
实施例9说明利用表面能量差异一次大量形成记录标记的另外的例子。
下面,说明本发明的信息记录方式和信息记录媒体。
图18表示本发明第九实施例的盘状信息记录媒体的剖面结构图。该媒体的结构是,在表面具有凹凸ROM图案的衬底181上,在凹部182没有膜,在凸部183存在由主成分Ge-Sb-Te构成的功能材料185,用保护衬底186覆盖表面。这里,Ge-Sb-Te是标记,间隔部没有记录层。
记录标记形成如以下那样制作。图19表示记录标记形成方法。首先,在表面具有凹凸ROM图案、用SiO2膜覆盖了表面的直径为12cm、厚度为1.1mm的聚碳酸酯衬底181上(工序1),用喷镀形成10nm的由Au-Ge-Sb-Te构成的记录标记形成膜192。其后,作为工序3,向记录标记形成膜192照射激光束194。这里,如移动方向195所示那样,边移动激光束边照射。激光使用长度约50微米、宽度约5微米的片光束。通过该处理,能量照射过的膜193如工序5所示,记录标记形成膜构成材料因表面能量的差异而分离,形成了凹部由主成分Au构成的间隔部184和凸部由主成分Ge-Sb-Te构成的记录标记185。工序4表示从工序3到工序5之间的情况,示意地表示由主成分Au构成的部分196和由主成分Ge-Sb-Te构成的部分197所构成的部分分离过程中的样子。接着,在工序6,用蚀刻等除去由Au构成的间隔部184,仅残留记录标记。形成记录标记后,用保护衬底186保护表面。图22表示记录标记和间隔的配置例子。记录标记221、222、223虽存在膜,但间隔224没有膜。
这样,仅残留记录标记,从间隔部除去膜时,由于在膜中吸收区域约为1/3,平均吸收率约为1/3,提高了平均透过率。图23表示将该膜用于多层媒体的光入射侧的情况。虽然也能适用于2层以上的层数更多的多层媒体,但在这里为了说明简单,用2层的例子表示。多层媒体的结构由衬底231、光入射侧的信息面232、间隔层235、内部侧信息面236、保护衬底237构成。光入射侧的信息面232由记录标记和间隔构成,间隔部由于不存在记录层和反射膜,因而与标记部比较,吸收率减少。由于光入射侧的的透过率大,激光238在透过了光入射侧的信息面232之后,也以光强度几乎不衰减的状态239照射到内部层236上。
由于透过率大,激光向内部层的照射强度也变强,并且,由于也得到来自内部层的大的反射率,所以信号强度增大,能得到SNR比以前的多层媒体大的信号。若将SNR大与层数增加联系起来,则也能增加容量。
采用以上方法,在信息记录媒体上能一次大量形成在衍射界限以下也能读出的记录标记。这样,在多层媒体中能得到大的信号强度。另外,可以得到具有这样的型号光衍射界限以下尺寸的ROM或WO标记的媒体。
对于在本实施例中没有记载的媒体结构、材料、信息记录方式和信息再生方法、装置等,与实施例1~8、10同样。
实施例10
实施例10说明利用表面能量差异一次大量形成有记录层区域的例子。
下面,说明本发明的信息记录方式和信息记录媒体。
图24表示本发明第十实施例的盘状信息记录媒体的剖面结构图。该媒体的结构是,在表面具有凹凸沟的衬底241上,凹部242没有膜、凸部243存在由主成分Ge-Sb-Te构成的功能材料245,用保护衬底246覆盖表面。这里,Ge-Sb-Te是凸缘,沟没有记录层。
有记录层区域形成如以下那样制作。图25表示有记录层区域形成方法。首先,在表面具有凹凸沟的直径为12cm、厚度为1.1mm的聚碳酸酯衬底241上(工序1),用喷镀形成25nm的由Au-Ge-Sb-Te构成的有记录层区域形成膜252。其后,作为工序3,向有记录层区域形成膜252照射激光束254。这里,如移动方向255所示那样,边移动激光束边照射。激光使用长度约50微米、宽度约5微米的片光束。通过该处理,能量照射过的膜253如工序5所示,记录标记形成膜构成材料因表面能量的差异而分离,形成凹部由主成分Au构成的沟部244和凸部由主成分Ge-Sb-Te构成的有记录层区域245。工序4表示从工序3到工序5之间的情况,示意地表示由主成分Au构成的部分256和由主成分Ge-Sb-Te构成的部分257构成的部分分离过程中的样子。接着,在工序6用蚀刻等除去由Au构成的沟部244,仅残留有记录层区域。图26和图28表示有记录层区域的平面图。沿着沟形状形成有记录层区域261、281和没有记录层区域262、282。形成有记录区域后,用保护衬底246保护表面。
这样,仅在形成记录标记的区域残留记录层,从残留的部分除去膜时,由于在膜中吸收的区域约为1/2,平均吸收率约为1/2,提高了平均透过率。在多层媒体的光入射侧用了该膜时,由于光入射侧的的透过率大,来自内部层的信号强度增大,所以能得到SNR比以前的多层媒体大的信号。若将SNR大与层数增加联系起来,则也能增加容量。
图27、29表示在有记录层区域形成记录标记时的平面图。这里,对有记录层区域照射激光,使其熔融,使膜非晶质化,形成记录标记273、293。由于记录标记的反射率比间隔部274、294低,可得到信号振幅。本方法的媒体和记录方式,对具有衍射界限以下的精细的记录标记的多层媒体及其记录读出也有效的同时,对具有衍射界限以上的大的记录标记的多层媒体及其记录读出也有效。
另外,关于沟的形状,既可以是图26、27所示的直线沟,也可以是图28、29所示的摆动状沟。
采用以上方法,在信息记录媒体上能一次大量形成记录标记。这样,可以在多层媒体中得到大的信号强度。。
对于在本实施例中没有记载的媒体结构、材料、信息记录方式和信息再生方法、装置等,与实施例1~9同样.
实施例11
实施例11说明利用表面能量差异一次大量形成记录标记的另外的例子。
在实施例11中,虽在工序1形成25nm的Au-Ge-Sb-Te膜,但也可以如图35所示,顺序形成作为功能材料C352的8nm的Au膜和作为功能材料B351的17nm的Ge-Sb-Te膜。另外,即使如图35(b)所示,顺序形成17nm的Ge-Sb-Te膜和8nm的Au膜,也能同样分离。这样,既可以如实施例1那样,功能材料B和功能材料C混合制膜,也可以如本实施例那样分为层状地制膜。这样,即使分层设置,材料B和材料C也能清晰地分离。能从2层进一步增加层数到3层和4层,并且,由于混合制膜能精细地分离,所以理想。
这样制造的信息记录媒体,非功能区域部分如图36(c)所示,在分成2层这点上与实施例1的图21不同。
实施例12
实施例12说明记录标记形成方法的比较例。
比较例
图32表示比较例的盘状信息记录媒体的记录标记形成方法。记录标记如以下那样制作。首先,在表面具有跟踪用沟、用SiO2膜覆盖表面的直径为12cm、厚度为1.1mm的聚碳酸酯衬底321上(工序1),用喷镀形成25nm的由Ge-Sb-Te构成的记录标记形成膜322,接着,通过用UV硬化树脂粘合聚碳酸酯衬底形成保护衬底323。其后,作为工序3,向记录标记形成膜322照射激光束324。这里,如移动方向325所示的那样,边移动激光束边照射。激光使用直径约0.4微米的点光束,根据ROM图案边控制功率边照射。通过该处理,能量照射过的膜322分离成非晶质状态326和结晶状态327。在工序4,除去保护衬底323;在工序5,浸在碱的蚀刻液328中,除去结晶状态的膜。这样,形成记录标记后,在工序6,在电炉329内干燥,在工序7形成保护衬底330。
这些工序中,工序2需要1~10秒,工序3需要1~5小时,工序4需要10秒,工序5需要10分~2小时,工序6需要30分,工序7需要1~10秒。
下面,说明比较例的多层信息记录媒体的读出。
图31表示比较例的多层媒体。虽可适用于2层以上的更多层数的多层媒体,但这里为了说明简单,用2层的例子表示,多层媒体的结构由衬底311、光入射侧的信息面312、间隔层315、内部侧的信息面316、保护衬底317构成。光入射侧的信息面312虽由记录标记和间隔构成,但由于无论哪里都同样存在记录层和反射膜,因而标记部和间隔部的吸收率几乎相同。因而,光入射侧的透过率不大,激光318透过光入射侧的信息面312后,以光强度衰减的状态319照射到内部层316。
即,现有媒体由于透过率不大,激光向内部层的照射强度变弱,而且由于从内部层的反射率也小,所以信号强度变小。