DE20122939U1 - Metalllegierungen für die reflektierende oder die semi-reflektierende Schicht eines optischen Speichermediums - Google Patents

Metalllegierungen für die reflektierende oder die semi-reflektierende Schicht eines optischen Speichermediums Download PDF

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Abstract

Optisches Speichermedium mit einer als semi-reflektierende Schicht verwendeten Legierung auf Silberbasis, wobei in der Legierung das Silber mit Titan legiert ist.

Description

  • Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Patentanmel dung mit der Seriennummer 60 219,843.
  • Diese Erfindung betrifft reflektierende Schichten oder semi-reflektierende Schichten, die in optischen Speichermedien verwendet werden und aus Legierungen auf Silberbasis hergestellt sind.
  • I. Hintergrund der Erfindung
  • Der Aufbau einer herkömmlichen voraufgezeichneten optischen Scheibe, wie z. B. einer Compact-Audio-Disc, sieht im Allgemeinen vier Schichten vor. Eine erste Schicht besteht normalerweise aus Polycarbonatharz mit optischer Qualität. Diese Schicht wird durch hinreichend bekannte Techniken hergestellt, die normalerweise mit Spritzgießen oder Formpressen des Harzes zu einer Scheibe beginnen. Die Oberfläche der Scheibe wird durch Formen oder Prägen mit extrem kleinen und präzise positionierten Vertiefungen und Erhebungen versehen. Diese Vertiefungen und Erhebungen haben eine vorgegebene Größe und sind letzten Endes die Vehikel zum Speichern von Informationen auf der Scheibe, wie nachstehend erläutert wird.
  • Nach dem Prägen wird eine optisch reflektierende Schicht über den Informationsvertiefungen und -erhebungen aufgebracht. Die reflektierende Schicht besteht normalerweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung und ist typischerweise zwischen etwa 40 bis etwa 100 Nanometer (nm) dick. Die reflektierende Schicht wird normalerweise durch eine von zahlreichen hinreichend bekannten Bedampfungstechniken, wie z. B. Sputtern oder thermisches Bedampfen abgeschieden. Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 3. Ausg. Bd. 10, SS. 247 bis 283, bietet eine detaillierte Erklärung dieser und anderer Abscheidungstechniken, wie z. B. Glühentladung, Ion-Plating und chemische Bedampfung, und diese Beschreibung bezieht diese Offenbarung hiermit durch Verweis ein.
  • Als nächstes wird ein Harz auf Lösungsmittelbasis oder ein UV-(ultraviolett)härtendes Harz über der reflektierenden Schicht aufgebracht, dem normalerweise ein Etikett folgt. Die dritte Schicht schützt die reflektierende Schicht vor Berührung und gegen Umgebungseinflüsse. Das Etikett gibt die speziellen Informationen an, die auf der Scheibe gespeichert sind und kann manchmal künstlerisch gestaltet sein.
  • Die zwischen dem Polycarbonatharz und der reflektierenden Schicht liegenden Informationsvertiefungen haben normalerweise die Form einer durchgehenden Spirale. Die Spirale beginnt typischerweise an einem Innenradius und endet an einem Außenradius. Der Abstand zwischen zwei Spiralen wird als ”Spurabstand” bezeichnet und beträgt bei der Compact-Audio-Disc normalerweise ca. 1,6 µm. Die Länge einer Vertiefung oder Erhebung in Richtung der Spur beträgt etwa 0,9 bis etwa 3,3 µm. Alle diese Einzelheiten sind für Compact-Audio-Discs allgemein bekannt und in einer Reihe von Spezifikationen enthalten, die zuerst von Philips NV, Niederlande, und Sony, Japan, als Industrienormen vorgeschlagen wurden.
  • Die Scheibe wird gelesen, indem mit einem Laserstrahl durch das Optikqualität aufweisende Polycarbonatsubstrat und auf die reflektierende Schicht mit ausreichend kleiner Auflösung zur Fokussierung auf die Informationsvertiefungen gezielt wird. Die Vertiefungen haben eine Tiefe von etwa 1/4 der Wellenlänge des Laserlichts, und das Licht hat im Allgemeinen eine Wellenlänge im Bereich von ca. 780 bis 820 nm. Dann wird destruktive (dunkle) oder konstruktive (helle) Interferenz des Laserlichts erzeugt, während der Laser entlang der Spiralspur wandert, wobei er auf einen abwechselnden Strom von Vertiefungen und Erhebungen auf seinem Weg fokussiert wird.
  • Diese Ein- und Aus-Änderung der Lichtstärke von dunkel zu hell oder von hell zu dunkel bildet die Grundlage eines digitalen Datenstroms aus Einsen und Nullen. Wenn in einem festen Zeitintervall keine Lichtstärkenänderung vorliegt, ist das Digitalsignal ”0” und falls es eine Lichtstärkenänderung von entweder dunkel zu hell oder hell zu dunkel gibt, ist das Digitalsignal ”1”. Der sich ergebende kontinuierliche Strom von Einsen und Nullen wird dann elektronisch decodiert und in einem für den Benutzer sinnvollen Format, wie z. B. Musik oder Computer-Programmierdaten präsentiert.
  • Folglich ist es wichtig, dass die Scheibe eine hochreflektierende Beschichtung hat, um das Laserlicht von der Scheibe auf einen Detektor zu reflektieren, damit das Vorhandensein einer Stärkenänderung gelesen werden kann. Im Allgemeinen besteht die reflektierende Schicht normalerweise aus Aluminium, Kupfer, Silber oder Gold, die alle ein hohes optisches Reflexionsvermögen von mehr als 80% bei einer Wellenlänge von 650 nm bis 820 nm haben. Aluminium und Aluminiumlegierungen werden normalerweise verwendet, weil sie verhältnismäßig kostengünstig sind, eine ausrei chende Korrosionsbeständigkeit haben und sich auf der Polycarbonatscheibe leicht aufbringen lassen.
  • Gelegentlich und normalerweise aus optischen Gründen wird eine Legierung auf Gold- oder Kupferbasis verwendet, um dem Verbraucher eine ”golden” gefärbte Scheibe anzubieten. Gold bietet natürlich eine satte Farbe und erfüllt alle funktionalen Anforderungen an eine stark reflektierende Schicht, ist aber vergleichsweise wesentlich teurer als Aluminium. Deshalb wird manchmal eine Legierung auf Kupferbasis verwendet, die Zink oder Zinn enthält, um die goldfarbene Schicht zu erzeugen. Aber leider ist dieser Ersatz nicht wirklich zufriedenstellend, weil die Korrosionsbeständigkeit der Kupferlegierung im Allgemeinen als schlechter als die von Aluminium gilt, was in einer Scheibe resultiert, die eine kürzere Lebenszeit hat als eine mit einer reflektierenden Aluminiumschicht.
  • Zur Information des Lesers sind zusätzliche Details der Herstellung und Funktionsweise eines optisch lesbaren Speichersystems in den US-Patenten Nr. 4,998,239 von Strandjord et al. und 4,709,363 von Dirks et al. zu finden.
  • Ein anderer beliebter Scheibentyp der Compact-Disc-Familie ist die beschreibbare Compact-Disc oder ”CD-R”. Diese Scheibe ist der zuvor beschriebenen CD ähnlich, weist aber einige Änderungen auf. Die beschreibbare Compact-Disc beginnt mit einer durchgehenden Spiralrille statt einer durchgehenden Spirale von Vertiefungen und hat eine Schicht aus einem organischen Farbstoff zwischen dem Polycarbonatsubstrat und der reflektierenden Schicht. Das Beschreiben der Scheibe erfolgt durch regelmäßiges Fokussieren eines Laserstrahls in die Rillen, während der Laser entlang der spiralförmigen Spur wandert. Der Laser erhitzt den Farbstoff auf eine hohe Temperatur, was wiederum Vertiefungen in der Rille hervorruft, die einem Eingabedatenstrom aus Einsen und Nullen entsprechen, durch regelmäßiges Verformen und Zersetzen des Farbstoffs.
  • Zur Information des Lesers sind zusätzliche Details bezüglich der Funktionsweise und des Aufbaus dieser beschreibbaren Scheiben in den US-Patenten Nr. 5,325,351 von Uchiyama et al. und 5,391,462 ; 5,415,914 und 5,419,939 von Arioka et al. und 5,620,767 von Harigaya et al. zu finden, deren Offenbarungen hiermit durch Verweis in diese Beschreibung einbezogen werden.
  • Die Hauptkomponente einer CD-R-Scheibe ist der organische Farbstoff, der aus einem Lösungsmittel und einer oder mehreren organischen Verbindungen aus der Cyanin-, Phthalocyanin- oder Azo-Familie hergestellt wird. Die Scheibe wird normalerweise durch Aufschleudern (Spin Coating) des Farbstoffs auf die Scheibe und Sputtern der reflektierenden Schicht über den Farbstoff nach ausreichendem Trocknen des Farbstoffs hergestellt. Weil der Farbstoff Halogenionen oder andere Chemikalien enthalten kann, die die reflektierende Schicht korrodieren können, können viele normalerweise verwendete reflektierende Schichtmaterialien wie z. B. Aluminium ungeeignet sein, um der CD-R-Scheibe eine angemessene Lebenszeit zu verleihen. Deshalb muss zur Herstellung einer beschreibbaren CD häufig Gold verwendet werden. Gold erfüllt zwar alle funktionalen Anforderungen an CD-R-Scheiben, ist aber eine sehr kostspielige Lösung.
  • Vor kurzem sind andere Typen von beschreibbaren optischen Scheiben entwickelt worden. Diese optischen Scheiben verwenden ein phasenänderbares oder magneto-optisches Material als das Aufzeichnungsmedium. Ein optischer Laser wird verwendet, um die Phase oder den magnetischen Zustand der Aufzeichnungsschicht durch Modulieren eines auf das Aufzeichnungsmedium fokussierten Strahls zu ändern (mikrostrukturelle Änderung), während das Medium gedreht wird, um mikrostrukturelle Änderungen in der Aufzeichnungsschicht zu erzeugen. Während der Wiedergabe werden Änderungen der Lichtstärke des von dem Aufzeichnungsmedium reflektierten optischen Strahls durch einen Detektor erfasst. Diese Modulationen der Lichtstärke sind auf Abweichungen in der Mikrostruktur des Aufzeichnungsmediums zurückzuführen, die sich während des Aufzeichnungsvorgangs ergeben haben. Einige phasenänderbare und/oder magneto-optische Materialien lassen sich ohne weiteres und wiederholt von einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand und wieder zurück umwandeln, wobei im Wesentlichen keine Verschlechterung auftritt. Diese Materialien können als die Aufzeichnungsmedien für eine wiederbeschreibbare Compact-Disc, allgemein bekannt als CD-RW, verwendet werden.
  • Zum Aufzeichnen und Lesen von Informationen nutzen phasenänderbare Scheiben die Fähigkeit der Aufzeichnungsschicht, sich von einer ersten dunklen zu einer zweiten hellen Phase und wieder zurück zu verändern. Das Aufzeichnen auf diese Materialien erzeugt eine Reihe abwechselnder dunkler und heller Flecke entsprechend den als Modulationen in den aufzeichnenden Laserstrahl eingebrachten digitalen Eingangsdaten. Diese hellen und dunklen Flecke auf dem Aufzeichnungsmedium entsprechen hinsichtlich der digitalen Daten Nullen und Einsen. Die digitalisierten Daten werden mittels einer niedrigen Laserleistung gelesen, die entlang der Spur der Scheibe fokussiert wird, um die aufgezeichneten Informationen wiederzugeben. Die Laserleistung ist hinreichend niedrig, so dass sie den Zustand der Aufzeichnungsmedien nicht weiter ändert, aber hoch genug, so dass die Schwankungen des Reflexionsvermögens des Aufzeichnungsmediums von einem Detektor leicht erkannt werden können. Das Aufzeichnungsmedium kann zum Wiederbeschreiben gelöscht werden, indem ein Laser mittlerer Leistung auf das Aufzeichnungsmedium fokussiert wird. Dies bringt die Aufzeichnungsmediumschicht in ihren ursprünglichen oder gelöschten Zustand zurück. Eine detailliertere Besprechung des Aufzeichnungsmechanismus optisch beschreibbarer Medien ist in den US-Patenten Nr. 5,741,603 ; 5,498,507 und 5,719,006 zu finden, die der Sony Corporation, der TDK Corporation bzw. der NEC Corporation, alle aus Tokio, Japan, übertragen wurden und deren Offenbarungen in ihrer Gesamtheit durch Verweis hierin einbezogen werden.
  • Ein anderer beliebt gewordener Scheibentyp in der Familie der optischen Scheiben ist eine voraufgezeichnete optische Scheibe mit der Bezeichnung digitale Videoscheibe oder DVD. Diese Scheibe hat zwei Hälften. Jede Hälfte besteht aus Polycarbonatharz, das mit Vertiefungsinformationen spritzgegossen oder formgepresst und dann mit einer reflektierenden Schicht durch Sputtern beschichtet wurde, wie oben beschrieben. Diese zwei Hälften werden dann mit einem UV-härtenden Harz oder einem Heißschmelzkleber miteinander verbunden oder verklebt, um die gesamte Scheibe zu bilden. Die Scheibe kann dann im Gegensatz zu der Compact-Disc oder CD, bei der Informationen normalerweise von nur einer Seite erhalten werden, von beiden Seiten abgespielt werden. Die Größe einer DVD ist ungefähr die gleiche wie die einer CD, aber die Informationsdichte ist wesentlich höher. Der Spurabstand beträgt ca. 0,7 µm, die Länge der Vertiefungen und Erhebungen etwa 0,3 bis 1,4 µm.
  • Eine Variante der DVD-Scheibenfamilie ist die DVD-Zweischichtscheibe. Diese Scheibe hat ebenfalls zwei Informationsschichten, jedoch werden beide Schichten von einer Seite her abgespielt. Bei dieser Anordnung ist die hochreflektierende Schicht normalerweise die gleiche wie die oben beschriebene. Die zweite Schicht ist aber nur semireflektierend mit einem Reflexionsvermögen im Bereich von etwa 18 bis 30% bei einer Wellenlänge von 650 nm. Neben dem Reflektieren von Licht muss diese zweite Schicht auch eine erhebliche Lichtmenge durchlassen, so dass der Laserstrahl die hochreflektierende Schicht darunter erreichen und dann durch die semireflektierende Schicht zum Signaldetektor zurückreflektiert werden kann.
  • In dem ständigen Bestreben, die Speicherkapazität von optischen Scheiben zu erhöhen, kann eine Mehrschichtscheibe gebaut werden, wie in der Veröffentlichung "SPIE Conference Proceeding", Bd. 2890, Seite 2 bis 9, Nov. 1996, angegeben, in der eine dreischichtige oder vierschichtige optische Scheibe offenbart wurde. Alle Daten schichten wurden mittels eines Laserlichts mit einer Wellenlänge von 650 nm von einer Seite der Scheibe abgespielt. Eine doppelseitige dreischichtige Nurlese-Scheibe, die insgesamt sechs Schichten enthielt, kann eine Speicherkapazität von etwa 26 Gigabyte Informationen haben.
  • Vor kurzem ist eine blaues Licht emittierende Laserdiode mit einer Wellenlänge von 400 nm kommerziell verfügbar geworden. Der neue Laser wird eine viel dichtere digitale Videoscheiben-Datenspeicherung ermöglichen. Während die aktuelle DVD, die einen roten 650 nm-Laser verwendet, 4,7 GB pro Seite speichern kann, wird der neue blaue Laser 12 GB pro Seite ermöglichen, also ausreichend Speicherplatz für ungefähr 6 Stunden Video und Ton in Standardauflösung. Bei einer mehrschichtigen Scheibe gibt es genügend Kapazität für einen Spielfilm im digitalen High-Definition-Videoformat. Silberlegierungen der vorliegenden Erfindung können für jede einzelne Schicht der mehrschichtigen optischen Scheibe verwendet werden.
  • Derzeit besteht ein Interesse an der Anpassung von CD-RW-Techniken an das DVD-Gebiet, um eine wiederbeschreibbare DVD (DVD–RW) zu erzeugen. Wegen der höheren Anforderungen hinsichtlich der Informationsdichte beim DVD-Format sind einige Schwierigkeiten bei der Herstellung einer DVD–RW aufgetreten. Das Reflexionsvermögen der reflektierenden Schicht muss z. B. gegenüber demjenigen der standardmäßigen reflektierenden DVD-Schicht erhöht werden, um den Lese-, Schreib- und Löschanforderungen beim DVD–RW-Format zu genügen. Ferner muss auch die Wärmeleitfähigkeit der reflektierenden Schicht erhöht werden, um die durch die höheren Laserleistungsanforderungen zum Schreiben und Löschen von Informationen und die während des Informationsübertragungsprozesses auftretenden mikrostrukturellen Änderungen erzeugte Wärme ausreichend abzustrahlen. Die mögliche Auswahl der reflektierenden Schicht umfasst derzeit reines Gold, reines Silber und Aluminiumlegierungen. Gold scheint ausreichend gute Eigenschaften bzgl. Reflexionsvermögen, Wärmeleitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit zu haben, um in einer DVD–RW-Scheibe zu funktionieren. Außerdem ist Gold relativ einfach zu einer Beschichtung mit einheitlicher Dicke zu sputtern. Aber nach wie vor gilt, dass Gold im Vergleich zu anderen Metallen teurer ist, was das DVD–RW-Format untragbar kostspielig macht. Reines Silber hat ein höheres Reflexionsvermögen und eine höhere Wärmeleitfähigkeit als Gold, aber seine Korrosionsbeständigkeit ist im Vergleich zu Gold ziemlich schlecht. Eine Aluminiumlegierung hat ein wesentlich niedrigeres Reflexionsvermögen und eine wesentlich niedrigere Wärmeleitfähigkeit als Gold oder Silber und deshalb ist sie nicht unbedingt eine gute Wahl für die reflektierende Schicht in der DVD–RW oder DVD–RW.
  • Zur Information des Lesers sind zusätzliche Einzelheiten bezüglich der Herstellung und des Aufbaus von DVD-Scheiben im US-Patent Nr. 5,640,382 von Florczak et al. zu finden, dessen Offenbarung hiermit durch Verweis einbezogen wird.
  • Was deshalb erforderlich ist, sind einige neue Legierungen, die die Vorteile von Gold aufweisen, wenn sie als eine reflektierende oder als eine semireflektierende Schicht in einem optischen Speichermedium verwendet werden, die aber nicht so teuer sind wie Gold. Diese neuen Legierungen haben auch eine bessere Korrosionsbeständigkeit als reines Silber. Die vorliegende Erfindung geht diese Anforderung an.
  • II. Zusammenfassung der Erfindung
  • Nach einem Gesichtspunkt ist diese Erfindung ein optisches Speichermedium mit einem ersten Substrat mit einem Muster von Merkmalen in wenigstens einer Hauptfläche und einer ersten reflektierenden Schicht benachbart zu dem Merkmalsmuster. Die reflektierende Schicht ist aus einer Silber- und Zink-Legierung gebildet, wobei die Beziehung zwischen der Menge von Silber und der Menge von Zink gegeben ist durch AgxZny, wobei 0,85 < x < 0,9999 und 0,0001 < y < 0,15.
  • Nach einem weiteren Gesichtspunkt ist diese Erfindung ein optisches Speichermedium mit einem ersten Substrat mit einem Muster von Merkmalen in wenigstens einer Hauptfläche und einer ersten reflektierenden Schicht benachbart zu dem Merkmalsmuster. Die reflektierende Schicht ist aus einer Silber- und Aluminium-Legierung gebildet, wobei die Beziehung zwischen der Menge von Silber und der Menge von Aluminium gegeben ist durch AgxAlz, wobei 0,95 < x < 0,9999 und 0,0001 < x < 0,05.
  • Nach einem weiteren Gesichtspunkt ist diese Erfindung ein optisches Speichermedium mit einem ersten Substrat mit einem Muster von Merkmalen in wenigstens einer Hauptfläche und einer ersten reflektierenden Schicht benachbart zu dem Merkmalsmuster. Die reflektierende Schicht ist aus einer Silber- und Zink- und Aluminium-Legierung gebildet, wobei die Beziehung zwischen der Menge von Silber und der Menge von Zink und der Menge von Aluminium gegeben ist durch AgxZnyAlz, wobei 0,80 < x < 0,998 und 0,001 < y < 0,15 und 0,001 < z < 0,05.
  • Nach einem weiteren Gesichtspunkt ist diese Erfindung ein optisches Speichermedium mit einem ersten Substrat mit einem Muster von Merkmalen in wenigstens einer Hauptfläche und einer ersten reflektierenden Schicht benachbart zu dem Merkmals muster. Die reflektierende Schicht ist aus einer Silber- und Mangan-Legierung gebildet, wobei die Beziehung zwischen der Menge von Silber und Mangan gegeben ist durch AgxMnt, wobei 0,925 < x < 0,9999 und 0,0001 < t < 0,075.
  • Nach einem weiteren Gesichtspunkt ist diese Erfindung ein optisches Speichermedium mit einem ersten Substrat mit einem Muster von Merkmalen in wenigstens einer Hauptfläche und einer ersten reflektierenden Schicht benachbart zu dem Merkmalsmuster. Die reflektierende Schicht ist aus einer Silber- und Germanium-Legierung gebildet, wobei die Beziehung zwischen der Menge von Silber und der Menge von Germanium gegeben ist durch AgxGeq, wobei 0,97 < x < 0,9999 und 0,0001 < q < 0,03.
  • Nach einem weiteren Gesichtspunkt ist diese Erfindung ein optisches Speichermedium mit einem ersten Substrat mit einem Muster von Merkmalen in wenigstens einer Hauptfläche und einer ersten reflektierenden Schicht benachbart zu dem Merkmalsmuster. Die reflektierende Schicht ist aus einer Silber- und Kupfer- und Mangan-Legierung gebildet, wobei die Beziehung zwischen der Menge von Silber und der Menge von Kupfer und der Menge von Mangan gegeben ist durch AgxCupMnt, wobei 0,825 < x < 0,9998 und 0,0001 < p < 0,10 und 0,0001 < t < 0,075.
  • Es ist eine Aufgabe dieser Erfindung, eine neue Metalllegierung für reflektierende Dünnfilmschichten mit hohem Reflexionsvermögen bereitzustellen, die ähnliche Sputter-Eigenschaften wie Gold hat und korrosionsbeständig, aber dennoch kostengünstig ist. Wenn eine erfindungsgemäße Schicht hinreichend dünn gemacht wird, kann sie semireflektierend und durchlässig für Laserlicht für die Anwendung der DVD-Doppelschicht sein.
  • Eine andere Aufgabe dieser Erfindung ist die Bereitstellung einer kostengünstigeren Alternative zur reflektierenden Goldschicht in einer beschreibbaren Compact-Disc, die dennoch andere funktionale Anforderungen der Scheibe erfüllt, wie z. B. hohes Reflexionsvermögen und hohe Korrosionsbeständigkeit.
  • Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung ist die Bereitstellung einer Legierung auf Silberbasis mit ausreichenden chemischen, thermischen und optischen Eigenschaften zur Erfüllung der funktionalen Anforderungen an die reflektierende Schicht in einer DVD–RW- oder DVD+RW-Scheibe und anderen gegenwärtigen und zukünftigen Generationen von optischen Scheiben, bei denen Reflexionsvermögen, Korrosionsbeständigkeit und Einfachheit der Aufbringung sämtlich wichtige Anforderungen für ein kostengünstiges Hochleistungsprodukt sind.
  • III. Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist ein optisches Speichersystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
  • 2 ist ein optisches Speichersystem gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung, wobei ein organischer Farbstoff als eine Aufzeichnungsschicht verwendet wird.
  • 3 ist ein optisches Speichersystem gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung mit zwei Schichten von Informationsvertiefungen, wobei das Wiedergeben beider Schichten von einer Seite aus erfolgt.
  • 4 ist ein optisches Speichersystem gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung mit drei Schichten von Informationsvertiefungen, wobei das Wiedergeben aller drei Schichten von einer Seite aus erfolgt.
  • 5 ist ein optisches Speichersystem gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung, wobei das System eine wiederbeschreibbare Informationsschicht enthält.
  • 6 ist ein optisches Speichersystem gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung, wobei das System eine wiederbeschreibbare Informationsschicht enthält.
  • IV. Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
  • In der nachstehenden Beschreibung und den Beispielen wird eine spezielle Terminologie verwendet, um die Erfindung der Öffentlichkeit mitzuteilen und ihre Prinzipien Anderen zu vermitteln. Es sind keine Beschränkungen der Breite der Patentrechte lediglich auf Basis der Verwendung dieser speziellen Terminologie beabsichtigt. Inbegriffen sind auch etwaige Veränderungen und Modifikationen der Beschreibungen, die sich dem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet dieser Technologie normalerweise erschließen dürften.
  • Wie in dieser Beschreibung verwendet, bezieht sich der Ausdruck ”Atomprozent” oder ”a/o-Prozent” auf das Verhältnis von Atomen eines bestimmten Elements oder einer Gruppe von Elementen zur Gesamtzahl von Atomen, die als in einer bestimmten Legierung vorhanden angegeben sind. So könnte z. B. eine Legierung, die aus 15 Atomprozent von Element ”A” und 85 Atomprozent von Element ”B” besteht, auch durch eine Formel für diese spezielle Legierung angegeben werden: A0,15B0,85.
  • Wie hierin verwendet, wird der Ausdruck ”der vorhandenen Silbermenge” verwendet, um die Menge eines bestimmten Additivs zu beschreiben, das in der Legierung enthalten ist. Derart verwendet bedeutet der Ausdruck, dass die vorhandene Silbermenge ohne Berücksichtigung des Additivs um die vorhandene Menge des Additivs verringert ist, um das Vorhandensein des Additivs in einem Verhältnis auszudrücken. Wenn beispielsweise die Beziehung zwischen Ag und einem Element ”X” ohne die Berücksichtigung der Menge des vorhandenen Additivs Ag0,85X0,15 (85 a/o-Prozent bzw. 15 a/o-Prozent) ist und wenn ein Additiv ”B” auf einem Niveau von 5 Atomprozent ”der vorhandenen Silbermenge” vorhanden ist, wird die Beziehung zwischen Ag, X und B durch Subtrahieren von 5 Atomprozent von den Atomprozenten Silber ermittelt, d. h. die Beziehung zwischen Ag, X und B ist Ag0,80X0,15B0,05 (80 a/o-Prozent Silber, 15 a/o-Prozent ”X” und 5 a/o-Prozent ”B”).
  • Wie in dieser Beschreibung verwendet, bezieht sich der Ausdruck ”benachbart” auf eine räumliche Beziehung und bedeutet ”in der Nähe” oder ”nicht fern”. Entsprechend verlangt der Ausdruck ”benachbart”, wie er in dieser Beschreibung verwendet wird, nicht, dass so bezeichnete Gegenstände miteinander in Kontakt stehen, und dass sie durch andere Strukturen getrennt sein können. Bezugnehmend beispielsweise auf 5, ist eine Schicht 424 „benachbart” zu einer Schicht 422 oder ”in der Nähe” von ihr, ebenso wie eine Schicht 414 „benachbart” zu der Schicht 422 oder ”in der Nähe” von ihr ist.
  • Die Erfindung beinhaltet mehrschichtige Metall-/Substrat-Zusammensetzungen, die als optische Datenspeichermedien verwendet werden. Eine Ausführungsform der Erfindung ist in 1 als ein optisches Datenspeichersystem 10 dargestellt. Ein optisches Speichermedium 12 umfasst ein transparentes Substrat 14 und eine hochreflektierende Dünnfilmschicht oder Beschichtung 20 auf einem ersten Datenvertiefungsmuster 19. Ein optischer Laser 30 emittiert einen optischen Strahl zum Medium 12, wie aus 1 ersichtlich ist. Von der Dünnfilmschicht 20 reflektiertes Licht des optischen Strahls wird von einem Detektor 32 erfasst, der Modulationen der Lichtstärke auf Basis des Vorhandenseins oder Fehlens einer Vertiefung oder Erhebung an einer bestimmten Stelle auf der Dünnfilmschicht erfasst. Die Scheibe ist insofern einzigartig, als eine der unten präsentierten Legierungen auf den Informationsvertiefungen und -erhebungen aufgebracht ist und als der hochreflektierende Dünnfilm 20 verwendet wird. Bei einer Alternative (nicht dargestellt) kann die Scheibe durch Befestigen zweier optischer Speichermedien 12 Rücken an Rücken abgeändert werden, d. h. mit dem jeweiligen transparenten Substrat 14 nach außen weisend.
  • Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist in 2 als optisches Datenspeichersystem 110 dargestellt. Ein optisches Speichermedium 112 umfasst ein transparentes Substrat 114 und eine hochreflektierende Dünnfilmschicht 120 über einer Schicht aus Farbstoff 122, die über einem ersten Muster 119 aufgebracht ist. Ein optischer Laser 130 emittiert einen optischen Strahl zum Medium 112, wie in 2 dargestellt. Wie oben erläutert, werden Daten durch Verformen von Abschnitten der Farbstoffschicht mit einem Laser auf die Scheibe gebracht. Danach wird die Scheibe durch Licht aus dem optischen Strahl, das durch die Dünnfilmschicht 120 reflektiert und von einem Detektor 132 erfasst wird, wiedergegeben. Der Detektor 132 erfasst Modulationen der Lichtstärke auf Basis des Vorhandenseins oder Fehlens einer Verformung in der Farbstoffschicht. Die Scheibe ist insofern einzigartig, als eine der unten präsentierten Legierungen über der Farbstoffschicht 122 abgeschieden ist und als der hochreflektierende Dünnfilm (oder Beschichtung) 120 verwendet wird. Bei einer Alternative (nicht dargestellt) kann die Scheibe durch Befestigen zweier optischer Speichermedien 112 Rücken an Rücken, d. h. mit dem jeweiligen transparenten Substrat 114 nach außen weisend, abgeändert werden.
  • Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist in 3 als optisches Datenspeichersystem 210 dargestellt. Ein optisches Speichermedium 212 umfasst ein transparentes Substrat 214, eine teilweise reflektierende Dünnfilmschicht oder Beschichtung 216 auf einem ersten Datenvertiefungsmuster 215, eine transparente Abstandsschicht 218 und eine hochreflektierende Dünnfilmschicht oder Beschichtung 220 auf einem zweiten Datenvertiefungsmuster 219. Ein optischer Laser 230 emittiert einen optischen Strahl zum Medium 212, wie in 3 dargestellt. Von der Dünnfilmschicht 216 oder 220 reflektiertes Licht des optischen Strahls wird von einem Detektor 232 erfasst, der Modulationen der Lichtstärke auf Basis des Vorhandenseins oder Fehlens einer Vertiefung an einer bestimmten Stelle der Dünnfilmschichten erfasst. Die Scheibe ist insofern einzigartig, als eine der unten präsentierten Legierungen auf den Informationsvertiefungen und -erhebungen abgeschieden ist und als der hochreflektierende Dünnfilm 220 oder die semireflektierende Schicht 216 verwendet wird. Bei einer anderen Alternative (nicht dargestellt) kann die Platte durch Befestigen zweier optischer Speichermedien 212 Rücken an Rücken, d. h. mit dem jeweiligen transparenten Substrat 214 nach außen weisend, variiert werden. Das Befestigungsverfahren könnte durch UV-härtenden Kleber, Heißschmelzkleber oder andere Klebertypen erfolgen.
  • Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist in 4 als optisches Datenspeichersystem 310 dargestellt. Ein optisches Speichermedium 312 umfasst ein transparentes Substrat 314, eine teilweise reflektierende Dünnfilmschicht oder Beschichtung 316 oder Schicht ”Null” auf einem ersten Datenvertiefungsmuster 315, eine transparente Abstandsschicht 318, eine weitere teilweise reflektierende Dünnfilmschicht oder Beschichtung 320 oder Schicht ”Eins” auf einem zweiten Datenvertiefungsmuster 319, eine zweite transparente Abstandsschicht 322 und eine hochreflektierende Dünnfilmschicht oder Beschichtung 324 oder Schicht ”Zwei” auf einem dritten Vertiefungsmuster 323. Ein optischer Laser 330 emittiert einen optischen Strahl zum Medium 312 wie in 4 dargestellt. Von der Dünnfilmschicht 316, 320 oder 324 reflektiertes Licht des optischen Strahls wird von einem Detektor 332 detektiert, der Modulationen der Lichtstärke auf Basis des Vorhandenseins oder Fehlens einer Vertiefung an einer bestimmten Stelle der Dünnfilmschichten erfasst. Die Scheibe ist insofern einzigartig, als jegliche oder alle der unten präsentierten Legierungen auf den Informationsvertiefungen und -erhebungen abgeschieden und als der hochreflektierende Dünnfilm oder die hochreflektierende Beschichtung 324 oder die semireflektierende Schicht oder Beschichtung 316 und 320 verwendet werden können. Zum Wiedergeben der Informationen auf Schicht 2 durchläuft der Lichtstrahl von der Laserdiode 330 durch das transparente Polycarbonatsubstrat, passiert die erste semireflektierende Schicht 0 und die zweite semireflektierende Schicht 1 und wird dann von Schicht 2 zum Detektor 332 zurückreflektiert. Bei einer anderen Alternative (nicht dargestellt) kann die Scheibe durch Befestigen zweier optischer Speichermedien 312 Rücken an Rücken, d. h. mit dem jeweiligen transparenten Substrat 314 nach außen weisend, abgeändert werden. Das Befestigungsverfahren könnte durch UV-härtenden Kleber, Heißschmelzkleber oder andere Klebertypen erfolgen.
  • Noch eine andere Ausführungsform der Erfindung ist in 5 als optisches Datenspeichersystem 410 dargestellt. Ein optisches Speichermedium 412 umfasst ein transparentes Substrat oder eine transparente Schicht 414, eine dielektrische Schicht 416 auf einem ersten Datenvertiefungsmuster 415, eine Aufzeichnungsschicht 418 aus einem Material mit einer Mikrostruktur einschließlich Domänen oder Abschnitten, die wiederholt laserinduzierte Übergänge von einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand und wieder zurück durchlaufen können (d. h. eine optisch wiederbespielbare oder wiederbeschreibbare Schicht), wie z. B. ein phasenänderbares Material oder ein magneto-optisches Material, ein weiteres dielektrisches Material 420, eine hochreflektierende Dünnfilmschicht 422 und ein transparentes Substrat (transparente Schicht) 424. Wie in dieser Beschreibung verwendet, ist ein dielektrisches Material ein Material, das ein elektrischer Isolator ist oder in dem ein elektrisches Feld bei minimalem Energieverlust aufrechterhalten werden kann. Die verschiedenen Schichten 414, 416, 418, 420 und 422 des optischen Speichermediums 410 sind vorzugsweise so ausgerichtet, dass sie zueinander benachbart sind.
  • Zu den normalerweise verwendeten phasenänderbaren Materialien für die Aufzeichnungsschicht 418 gehören Germanium-Antimon-Tellur (Ge-Sb-Te), Silber-Indium-Antimon-Tellur (Ag-In-Sb-Te), Chrom-Germanium-Antimon-Tellur (Cr-Ge-Sb-Te) und dgl. Zu den normalerweise verwendeten Materialien für die dielektrische Schicht 416 oder 420 gehören eine Zinksulfid-Siliziumdioxid-Verbindung (ZnS·SiO2), Siliziumnitrid (SiN), Aluminiumnitrid (AlN) und dgl. Zu den normalerweise verwendeten magnetooptischen Materialien für die Aufzeichnungsschicht 418 gehören Terbium-Eisen-Kobalt (Tb-Fe-Co) oder Gadolinium-Terbium-Eisen (Gd-Tb-Fe). Ein optischer Laser 430 emittiert einen optischen Strahl zum Medium 412, wie in 5 dargestellt. Im Aufzeichnungsmodus für das phasenänderbare beschreibbare optische Medium wird Licht des optischen Strahls gemäß den digitalen Eingangsdaten moduliert oder ein- und ausgeschaltet und mit einem geeigneten Objektiv auf die Aufzeichnungsschicht 418 fokussiert, während das Medium mit einer geeigneten Drehzahl gedreht wird, um eine mikrostrukturelle Änderung oder eine Phasenänderung in der Aufzeichnungsschicht zu bewirken. Im Wiedergabemodus wird das von der Dünnfilmschicht 422 durch das Medium 412 hindurch reflektierte Licht des optischen Strahls vom Detektor 432 erfasst, der Modulationen der Lichtstärke auf Basis des kristallinen oder amorphen Zustands einer bestimmten Stelle der Aufzeichnungsschichten erfasst. Die Scheibe ist insofern einzigartig, als eine der unten präsentierten Legierungen auf dem Medium abgeschieden ist und als der hochreflektierende Dünnfilm 422 verwendet wird. Bei einer weiteren Alternative (nicht dargestellt) kann die Scheibe durch Befestigen zweier optischer Speichermedien 412 Rücken an Rücken, d. h. mit dem jeweiligen transparenten Substrat (Beschichtung) 414 nach außen weisend, abgeändert werden. Das Befestigungsverfahren könnte durch UV-härtenden Kleber, Heißschmelzkleber oder andere Klebertypen erfolgen.
  • Wenn, wie in 5 dargestellt, das transparente Substrat 414 etwa 1,2 mm dick ist und aus spritzgegossenem Polycarbonat mit durchgehenden Spiralen aus Nuten und Erhebungen hergestellt ist, 424 ein UV-härtendes, 3 bis 15 µm dickes Acrylharz ist, das als eine Schutzschicht dient, wobei der Wiedergabe-Laser 430 bei 780 bis 820 nm liegt, und die wiederbeschreibbare Schicht 418 ein phasenänderbares Material mit einer typischen Zusammensetzung wie z. B. Ag-In-Sb-Te ist, handelt es sich um eine Struktur einer wiederbeschreibbaren Compact-Disc, allgemein als CD-RW bekannt. Zum Aufzeichnen und Lesen von Informationen nutzen phasenänderbare Scheiben die Fähigkeit der Aufzeichnungsschicht, sich von einer amorphen Phase mit niedrigem Reflexionsvermögen (dunkel) in eine kristalline Phase mit hohem Reflexionsvermögen (hell) zu ändern. Vor dem Aufzeichnen befindet sich die phasenänderbare Schicht in einem kristallinen Zustand. Während des Aufzeichnens erhitzt ein auf die Aufzeichnungsschicht fokussierter Laserstrahl mit hoher Leistung das phasenänderbare Material auf eine hohe Temperatur, und wenn der Laser ausgeschaltet wird, kühlt die erhitzte Stelle sehr schnell ab, um einen amorphen Zustand zu erzeugen. So wird eine Reihe von dunklen Stellen mit amorphen Zuständen gemäß den Eingangsdaten durch Ein- und Ausschalten des fokussierten Laserstrahls erzeugt. Diese ”Ein” und ”Aus” entsprechen ”0” und ”1” eines digitalen Datenstroms.
  • Beim Lesen wird eine niedrige Laserleistung zum Fokussieren auf die dunklen oder hellen Stellen und Lesen derselben entlang der Spur der Scheibe verwendet, um die aufgezeichneten Informationen wiederzugeben. Zum Löschen wird eine mittlere Laserleistung zum Fokussieren auf die Rillen oder Spuren bei sich drehender Scheibe verwendet, so dass eine Zwischentemperatur der fokussierten Stellen erreicht wird. Nachdem die Laserstellen an eine andere Position bewegt worden sind, kühlen die Stellen mit einer kristallinen Struktur mit hohem Reflexionsvermögen auf Raumtemperatur ab. Dies bringt die Aufzeichnungsschicht in ihren ursprünglichen oder gelöschten Zustand zurück. Die Änderung der Stellen vom amorphen in den kristallinen Zustand ist sehr gut umkehrbar, daher können zahlreiche Aufzeichnungs- und Löschzyklen durchgeführt und verschiedene Daten ohne Schwierigkeit wiederholt aufgezeichnet und zurückgelesen werden.
  • Falls das transparente Substrat 414 etwa 0,5 bis 0,6 mm dick und aus spritzgegossenem Polycarbonat mit durchgehenden Spiralen aus Nuten und Erhebungen hergestellt ist, wobei die dielektrischen Schichten 416 und 420 typischerweise aus ZnS·SiO2 sind, und 418 aus einem phasenänderbaren Material, wie z. B. Ag-In-Sb-Te oder Ge-Sb-Te besteht, 422 aus einer Silberlegierung der aktuellen Erfindung besteht und 424 ein UV-härtendes Harz ist, das eine andere Hälfte derselben Struktur verbindet, wie in 5 dargestellt, und der Lese- und Schreiblaser 430 eine Wellenlänge von 630 bis 650 nm aufweist, handelt es sich um eine digitale vielseitige Scheibe mit Wiederbeschreibungsfähigkeit, allgemein bezeichnet als DVD+RW. Einige bevorzugte phasenänderbare Materialien umfassen Materialien aus der folgenden Reihe: As-Te-Ge, Te-Ge-Sn, Te-Ge-Sn-O, Te-Se, Sn-Te-Se, Te-Ge-Sn-Au, Ge-Sb-Te, Sb-Te-Se, In-Se-Tl, In-Sb, In-Sb-Se, In-Se-Tl-Co, Cr-Ge-Sb-Te und Si-Te-Sn, wobei As Arsen, Te Tellur, Ge Germanium, Sn Zinn, O Sauerstoff, Se Selen, Au Gold, Sb Antimon, In Indium, Tl Thallium, Co Kobalt und Cr Chrom ist. Bei dieser Scheibenkonfiguration muss die hochreflektierende Schicht 422 nicht nur ein hohes Reflexionsvermögen bei einer Wellenlänge von 650 nm und eine hohe Wärmeleitfähigkeit haben, sondern auch eine hohe Korrosionsbeständigkeit gegen ZnS·SiO2. Eine herkömmliche Aluminiumlegierung hat kein ausreichend hohes Reflexionsvermögen und keine ausreichend hohe Wärmeleitfähigkeit. Reines Silber oder andere herkömmliche Silberlegierungen haben weder hohe Korrosionsbeständigkeit noch hohes Reflexionsvermögen und hohe Wärmeleitfähigkeit. Folglich ist eine Silberlegierung erforderlich, die die Anforderungen für diese Anwendung erfüllen kann.
  • Eine andere Ausführungsform der gegenwärtigen Erfindung ist in 6 als optisches Informationsspeichersystem 510 des wiederbeschreibbaren Typs dargestellt. Eine transparente Deckschicht 514 ist etwa 0,1 mm dick. Dielektrische Schichten 516 und 520 bestehen vorzugsweise aus ZnS·SiO2 und dienen als Schutzschicht für die wiederbeschreibbare Schicht oder phasenänderbare Schicht 518. Die wiederbeschreibbare Schicht 518 ist vorzugsweise aus Ag-In-Sb-Te oder dgl. gebildet. Eine hochreflektierende Schicht 522 besteht vorzugsweise aus einer Silberlegierung, wie sie hierin offenbart ist. Ein transparentes Substrat 524 ist vorzugsweise etwa 1,1 mm dick, weist durchgehende Spiralspuren aus Nuten und Erhebungen auf und ist normalerweise aus Polycarbonatharz hergestellt. Ein Laser 530 hat vorzugsweise eine Wellenlänge von etwa 400 nm mit einer zugehörigen Optik zum Fokussieren des Laserstrahls auf die Aufzeichnungsschicht 518. Der reflektierte Laserstrahl wird von einem Detektor 532 empfangen, der vorzugsweise eine zugehörige Datenverarbeitungsfähigkeit zum Zurücklesen der aufgezeichneten Informationen aufweist. Dieses System 510 wird manchmal als ein ”Digital Video Recording System” (digitales Videoaufzeichnungssystem) oder DVR bezeichnet, das zum Aufzeichnen eines High-Definition-Fernsehsignals ausgelegt ist. Das Funktionsprinzip dieses optischen Informationsspeichersystems 510 ist etwa das gleiche wie das einer CD-RW-Scheibe, außer dass die Aufzeichnungsdichte wesentlich höher ist und die Speicherkapazität einer Scheibe mit einem Durchmesser von 5 Zoll etwa 20 Gigabyte beträgt. Die Leistungsfähigkeit des Scheibenstapels hängt wieder von einer hochreflektierenden Schicht 522 bei einer Wellenlänge von 400 nm mit hoher Korrosionsbeständigkeit und sehr hoher Wärmeleitfähigkeit ab. Mit herkömmlichen reflektierenden Schichten, wie z. B. aus Aluminium, Gold oder Kupfer kann diese Anforderung nur schwer erfüllt werden. Folglich wird eine reflektierende Silberlegierungsschicht, die diese anspruchsvollen Anforderungen zu erfüllen vermag, benötigt.
  • Wie hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck ”Reflexionsvermögen” auf den Bruchteil der auf das transparente Substrat 14, 114, 214, 314, 414 oder 514 einfallenden optischen Leistung, der bei Fokussierung auf eine Stelle auf einer Zone der Schicht 20, 120, 216, 220, 316, 320, 324, 422 oder 522 von einem Fotodetektor in einer optischen Auslesevorrichtung im Prinzip erfasst werden könnte. Es wird davon ausgegangen, dass die Auslesevorrichtung einen Laser, einen geeignet ausgelegten Lichtweg und einen Fotodetektor oder die funktionalen Entsprechungen davon enthält.
  • Die Erfindung beruht auf der Entdeckung des Erfinders, dass eine spezielle Legierung auf Silberbasis ein ausreichendes Reflexionsvermögen und eine ausreichende Korrosionsbeständigkeit bietet, um als die reflektierende oder semireflektierende Schicht in einem optischen Speichermedium verwendet zu werden, ohne die inhärenten Kosten einer Legierung auf Goldbasis oder die Kompliziertheit des Prozesses mit einem Material auf Siliziumbasis. Bei einer Ausführungsform ist das Silber mit einer verhältnismäßig geringen Menge Zink legiert. Bei dieser Ausführungsform liegt die Beziehung zwischen den Zink- und Silbermengen im Bereich von ca. 0,01 a/o-Prozent (Atomprozent) bis etwa 15 a/o-Prozent Zink und von etwa 85 a/o-Prozent bis etwa 99,99 a/o-Prozent Silber. Aber bezüglich jedes Metalls enthält die Legierung vorzugsweise etwa 0,1 a/o-Prozent bis etwa 10,0 a/o-Prozent Zink und etwa 90,0 Atomprozent bis etwa 99,9 a/o-Prozent Silber.
  • Bei einer anderen Ausführungsform ist das Silber mit einer vergleichsweise geringen Menge Aluminium legiert. Bei dieser Ausführungsform liegt die Beziehung zwischen den Aluminium- und Silbermengen im Bereich von ca. 0,01 a/o-Prozent (Atomprozent) bis ca. 5 a/o-Prozent Aluminium und von etwa 95 a/o-Prozent bis etwa 99,99 a/o-Prozent Silber. Aber bezüglich jedes Metalls enthält die Legierung vorzugsweise etwa 0,1 a/o-Prozent bis etwa 3,0 a/o-Prozent Aluminium und etwa 97 a/o-Prozent bis etwa 99,9 a/o-Prozent Silber.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform sind die oben genannten binären Legierungssysteme auf Silberbasis mit Cadmium (Cd), Lithium (Li) oder Mangan (Mn) weiter legiert. Wenn eines oder mehrere dieser Metalle einen Anteil des Silbers in der Legierung ersetzen, wird sich die Korrosionsbeständigkeit des resultierenden Dünnfilms wahrscheinlich erhöhen, jedoch wird das Reflexionsvermögen ebenso wahrscheinlich abnehmen. Die Menge Cadmium, Lithium oder Mangan, die einen Teil des Silbers in der binären Legierung vorteilhaft ersetzen kann, liegt im Bereich von etwa 0,01 a/o-Prozent bis etwa 20 a/o-Prozent der vorhandenen Silbermenge im Falle von Cadmium, von etwa 0,01 a/o-Prozent bis etwa 10 a/o-Prozent oder sogar bis etwa 15 a/o-Prozent der vorhandenen Silbermenge im Falle von Lithium und von etwa 0,01 a/o-Prozent bis etwa 7,5 a/o-Prozent der vorhandenen Silbermenge im Falle von Mangan.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform sind die oben genannten binären Zink- und Aluminium-Legierungssysteme auf Silberbasis ferner mit einem Edelmetall legiert, wie z. B. Gold (Au), Rhodium (Rh), Kupfer (Cu), Ruthenium (Ru), Osmium (Os), Iridium (Ir), Platin (Pt), Palladium (Pd) und Gemischen davon, das zu den obigen binären Legierungen hinzugefügt werden kann, wobei der bevorzugte Bereich des Edelmetalls ca. 0,01 a/o-Prozent bis 5,0 a/o-Prozent der vorhandenen Silbermenge beträgt. Die obigen Legierungen können zusätzlich zu den Edelmetallen mit einem Metall wie z. B. Titan (Ti), Nickel (Ni), Indium (In), Chrom (Cr), Germanium (Ge), Zinn (Sn), Antimon (Sb), Gallium (Ga), Silizium (Si), Bor (B), Zirkon (Zr), Molybdän (Mo) und Gemischen davon weiter legiert sein. In Bezug auf die im obigen Silber-Legierungssystem vorhandene Silbermenge liegt die Menge dieser Metalle, die vorzugsweise hinzugefügt werden können, im Bereich von etwa 0,01 a/o-Prozent bis etwa 5,0 a/o-Prozent der vorhandenen Silbermenge.
  • Bei noch einer anderen Ausführungsform ist das Silber mit einer vergleichsweise geringen Menge Zink und Aluminium legiert. Bei dieser Ausführungsform liegt die Beziehung zwischen den Zink-, Aluminium- und Silbermengen im Bereich von etwa 0,1 a/o-Prozent bis etwa 15 a/o-Prozent Zink, von etwa 0,1 a/o-Prozent bis etwa 5 a/o-Prozent Aluminium und von etwa 80 a/o-Prozent bis etwa 99,8 a/o-Prozent Silber. Aber bezüglich jedes Metalls enthält die Legierung vorzugsweise etwa 0,1 a/o-Prozent bis etwa 5,0 a/o-Prozent Zink, etwa 0,1 a/o-Prozent bis etwa 3,0 a/o-Prozent Aluminium und etwa 92,0 a/o-Prozent bis etwa 99,8 a/o-Prozent Silber.
  • Bei noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das oben genannte auf Silber basierende ternäre Zink-Aluminium-Legierungssystem ferner mit einem vierten Metall legiert. Das vierte Metall kann Mangan oder Nickel umfassen. Wenn eines oder ein Gemisch dieser Metalle einen Teil des Silbers in der Legierung ersetzt, wird sich die Korrosionsbeständigkeit des resultierenden Dünnfilms wahrscheinlich erhöhen, das Reflexionsvermögen wird allerdings ebenfalls wahrscheinlich abnehmen. Die Menge Mangan oder Nickel, die einen Teil des Silbers in der obigen ternären Legierung vorteilhaft ersetzen kann, liegt im Bereich von etwa 0,01 a/o-Prozent bis etwa 7,5 a/o-Prozent der vorhandenen Silbermenge im Falle von Mangan, wobei ein bevorzugter Bereich zwischen etwa 0,01 a/o-Prozent und etwa 5,0 a/o-Prozent der vorhandenen Silbermenge liegt. Die Menge Nickel kann im Bereich zwischen etwa 0,01 a/o-Prozent bis etwa 5,0 a/o-Prozent der vorhandenen Silbermenge liegen, wobei ein bevorzugter Bereich zwischen etwa 0,01 a/o-Prozent und etwa 3,0 a/o-Prozent der vorhandenen Silbermenge liegt.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das oben genannte ternäre Zink-Aluminium-Legierungssystem auf Silberbasis ferner mit einem Edelmetall legiert, wie z. B. Gold, Rhodium, Kupfer, Ruthenium, Osmium, Iridium, Platin, Palladium und Gemische davon, das zu den obigen ternären Legierungen hinzugefügt werden kann, wobei der bevorzugte Bereich des Edelmetalls etwa 0,01 a/o-Prozent bis 5,0 a/o-Prozent der vorhandenen Silbermenge beträgt. Die obigen Legierungen können zusätzlich zu den Edelmetallen auch mit einem Metall wie z. B. Titan, Nickel, Indium, Chrom, Germanium, Zinn, Antimon, Gallium, Silizium, Bor, Zirkon, Molybdän und Gemischen davon legiert sein. In Bezug auf die im obigen Silber-Legierungssystem vorhandene Silbermenge liegt die Menge solcher Metalle, die vorzugsweise hinzugefügt werden können, im Bereich von etwa 0,01 a/o-Prozent bis etwa 5,0 a/o-Prozent der vorhandenen Silbermenge.
  • Bei einer anderen Ausführungsform ist das Silber mit einer vergleichsweise geringen Menge Mangan legiert. Bei dieser Ausführungsform liegt die Beziehung zwischen den Mengen Mangan und Silber im Bereich von ca. 0,01 a/o-Prozent bis ca. 7,5 a/o-Prozent Mangan und von etwa 92,5 a/o-Prozent bis etwa 99,99 a/o-Prozent Silber. Aber bezüglich jedes Metalls enthält die Legierung vorzugsweise etwa 0,1 a/o-Prozent bis etwa 5,0 a/o-Prozent Mangan und etwa 95 a/o-Prozent bis etwa 99,9 a/o-Prozent Silber.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das oben genannte binäre Mangan-Legierungssystem auf Silberbasis ferner mit einem dritten Metall legiert. Das dritte Metall kann Cadmium, Nickel, Lithium und Gemische hiervon umfassen. Ersetzt eines oder ein Gemisch dieser Metalle einen Teil des Silbers in der Legierung, wird sich die Korrosionsbeständigkeit des resultierenden Dünnfilms wahrscheinlich erhöhen, allerdings wird das Reflexionsvermögen ebenfalls wahrscheinlich abnehmen. In Bezug auf die in den obigen binären Legierungssystemen vorhandene Silbermenge kann die Menge Cadmium im Bereich von etwa 0,01 a/o-Prozent bis etwa 20 a/o-Prozent der vorhandenen Silbermenge liegen, die Menge Nickel kann im Bereich zwischen etwa 0,01 a/o-Prozent bis etwa 5,0 a/o-Prozent der vorhandenen Silbermenge liegen und die Menge Lithium kann im Bereich von etwa 0,01 a/o-Prozent bis etwa 10,0 a/o-Prozent der vorhandenen Silbermenge liegen.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das oben genannte Mangan-Legierungssystem auf Silberbasis ferner mit einem Edelmetall legiert, wie z. B. Gold, Rhodium, Kupfer, Ruthenium, Osmium, Iridium, Platin, Palladium und Gemischen davon, das zu den obigen binären Legierungen hinzugefügt werden kann, wobei der bevorzugte Bereich des Edelmetalls etwa 0,01 a/o-Prozent bis 5,0 a/o-Prozent der vorhandenen Silbermenge beträgt. Die obigen Legierungen können zusätzlich zu den Edelmetallen auch mit einem Metall, wie z. B. Titan, Indium, Chrom, Germanium, Zinn, Antimon, Gallium, Silizium, Bor, Zirkon, Molybdän und Gemischen davon legiert sein. In Bezug auf die im obigen Silber-Legierungssystem vorhandene Silbermenge liegt die Menge des letzteren Metalls/der letzteren Metalle, die vorzugsweise hinzugefügt werden können, im Bereich von etwa 0,01 a/o-Prozent bis etwa 5,0 a/o-Prozent der vorhandenen Silbermenge.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform ist das Silber mit einer vergleichsweise geringen Menge Germanium legiert. Bei dieser Ausführungsform liegt die Beziehung zwischen den Germanium- und Silbermengen im Bereich von etwa 0,01 a/o-Prozent bis etwa 3,0 a/o-Prozent Germanium und von etwa 97,0 a/o-Prozent bis etwa 99,99 a/o-Prozent Silber. Aber bezüglich jedes Metalls enthält die Legierung vorzugsweise etwa 0,1 a/o-Prozent bis etwa 1,5 a/o-Prozent Germanium und etwa 98,5 a/o-Prozent bis etwa 99,9 a/o-Prozent Silber.
  • Bei noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das oben genannte Germanium-Legierungssystem auf Silberbasis ferner mit einem dritten Metall legiert. Das dritte Metall kann Mangan oder Aluminium umfassen. Wenn eines oder ein Gemisch dieser Metalle einen Teil des Silbers in der Legierung ersetzt, wird sich die Korrosionsbeständigkeit des resultierenden Dünnfilms wahrscheinlich erhöhen, allerdings wird das Reflexionsvermögen ebenfalls wahrscheinlich abnehmen. In Bezug auf die im obigen binären Legierungssystemen vorhandene Silbermenge kann die Menge Mangan im Bereich von etwa 0,01 a/o-Prozent bis etwa 7,5 a/o-Prozent der vorhandenen Silbermenge und die Menge Aluminium im Bereich zwischen etwa 0,01 a/o-Prozent bis etwa 5,0 a/o-Prozent der vorhandenen Silbermenge liegen.
  • Bei noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das oben genannte Germanium-Legierungssystem auf Silberbasis ferner mit einem Edelmetall legiert, wie z. B. Gold, Rhodium, Kupfer, Ruthenium, Osmium, Iridium, Platin, Palladium und Gemischen davon, das zu den obigen binären Legierungen hinzugefügt werden kann, wobei der bevorzugte Bereich des Edelmetalls etwa 0,01 a/o-Prozent bis 5,0 a/o-Prozent der vorhandenen Silbermenge beträgt. Die obigen Legierungen kön nen zusätzlich zu den Edelmetallen auch mit einem Metall, wie z. B. Zink, Cadmium, Lithium, Nickel, Titan, Zirkon, Indium, Chrom, Zinn, Antimon, Gallium, Silizium, Bor, Molybdän und Gemischen davon legiert sein. In Bezug auf die im obigen Silber-Legierungssystem vorhandene Silbermenge liegt die Menge dieser Metalle, die vorzugsweise hinzugefügt werden können, im Bereich von etwa 0,01 a/o-Prozent bis etwa 5,0 a/o-Prozent der vorhandenen Silbermenge.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform ist das Silber mit einer vergleichsweise geringen Menge Kupfer und Mangan legiert. Bei dieser Ausführungsform liegt die Beziehung zwischen den Kupfer-, Mangan- und Silbermengen im Bereich von etwa 0,01 a/o-Prozent bis etwa 10 a/o-Prozent Kupfer, von etwa 0,01 a/o-Prozent bis etwa 7,5 a/o-Prozent Mangan und von etwa 82,5 a/o-Prozent bis etwa 99,98 a/o-Prozent Silber. Aber bezüglich jedes Metalls enthält die Legierung vorzugsweise etwa 0,1 a/o-Prozent bis etwa 5,0 a/o-Prozent Kupfer, etwa 0,1 a/o-Prozent bis etwa 3,0 a/o-Prozent Mangan und etwa 92,0 a/o-Prozent bis etwa 99,8 a/o-Prozent Silber.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das oben genannte Kupfer-Mangan-Legierungssystem auf Silberbasis ferner mit einem vierten Metall legiert. Das vierte Metall ist etwa Aluminium, Titan, Zirkon, Nickel, Indium, Chrom, Germanium, Zinn, Antimon, Gallium, Silizium, Bor, Molybdän und Gemische davon. In Bezug auf die im obigen Silber-Legierungssystem vorhandene Silbermenge liegt die Menge des vierten Metalls, die vorzugsweise hinzugefügt werden kann, im Bereich von etwa 0,01 a/o-Prozent bis etwa 5,0 a/o-Prozent der vorhandenen Silbermenge.
  • Die optischen Eigenschaften dieser Silberlegierungen als 8 bis 12 nm dicker Dünnfilm für die semireflektierende Schicht von DVD-9-Zweischichtscheiben sind im Folgenden in Tabelle I aufgeführt. Wie in dem auf Matsushita Electric übertragenen US-Patent 5,464,619 und in dem auf Sony übertragenen US-Patent 5,726,970 erwähnt, ist bei einer optischen Zweischicht-Scheibenstruktur, wie in 3 und in Tabelle I angeführt, die Beziehung zwischen dem Reflexionsvermögen von Schicht ”0” oder 216 in 3 als R0, dem Reflexionsvermögen von Schicht ”1” oder 220, gemessen von außerhalb der Scheibe, in 3 als R1' und der Transmission von Schicht ”0” als T0 gleich R0 = R1T0 2, wobei R1 das Reflexionsvermögen von Schicht ”1” selbst ist. Wenn die Dicke der Schicht ”0” für ein ausgeglichenes Signal und Reflexionsvermögen optimiert ist und Schicht ”1” eine herkömmliche Aluminiumlegierung mit 50 bis 60 nm ist, ist das saldierte Reflexionsvermögen verschiedener Silberlegierungen in Tabelle I aufgeführt, wobei R das bei einer Dicke von 60 nm oder mehr bei einer Wellenlänge von 650 nm erreichbare Reflexionsvermögen des Dünnfilms ist, wenn er als die Schicht ”1” oder die Hochreflexionsschicht einer DVD-9 oder eine andere Hochreflexions-Anwendung eines optischen Informationsspeichermediums verwendet wird. Alle Zusammensetzungen in der Tabelle sind in Atomprozent angegeben. Tabelle I: Saldo des Reflexionsvermögens von Schicht 0 und Schicht 1 einer DVD-9-Zweischichtscheibe für verschiedene Silberlegierungen der Schicht 0 und eine typische Aluminiumlegierung der Schicht 1.
    Zusammensetzung T0 R0 R1 R
    Ag 13,0% Zn 0,47 0,185 0,183 0,80
    Ag 6,0% Zn 0,52 0,22 0,224 0,92
    Ag 4,0% Zn 0,53 0,23 0,233 0,93
    Ag 10,3% Cd 0,51 0,22 0,216 0,91
    Ag 14,5% Li 0,53 0,23 0,232 0,93
    Ag 4,3% Al 0,47 0,18 0,183 0,80
    Ag 1,5% Al 0,53 0,23 0,234 0,93
    Ag 2,0% Ni 0,54 0,241 0,241 0,94
    Ag 1,0% Ni 0,545 0,247 0,246 0,95
    Ag 3,1% Mn 0,51 0,216 0,214 0,91
    Ag 1,5% Mn 0,54 0,243 0,242 0,94
    Ag 0,4% Ti 0,49 0,198 0,197 0,88
    Ag 1,0% Zr 0,52 0,229 0,224 0,93
  • Bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind das Sputtertarget und der Dünnfilm des optischen Informationsspeichermediums eine Silberlegierung mit einem vergleichsweise geringen Zusatz von Aluminium als Legierungselement. Bei dieser Ausführungsform liegt die Beziehung zwischen den Silber- und Aluminiummengen im Bereich von etwa 0,01 a/o-Prozent bis etwa 5,0 a/o-Prozent Aluminium und von etwa 95,0 a/o-Prozent bis etwa 99,99 a/o-Prozent Silber, vorzugsweise aber von etwa 0,1 a/o-Prozent bis etwa 3,0 a/o-Prozent Aluminium und von etwa 97,0 a/o-Prozent bis etwa 99,9 a/o-Prozent Silber. Die binäre Silber- und Aluminiumlegierung kann ferner mit Zink, Cadmium, Lithium, Mangan, Nickel, Titan und Zirkon oder Gemischen dieser Metalle legiert sein. In Bezug auf die in der obigen binären Silber- und Aluminiumlegierung vorhandene Silbermenge liegt die Menge des oben angegebenen Metalls, das vorzugsweise hinzugefügt werden kann, im Bereich von etwa 0,01 a/o-Prozent bis etwa 5,0 a/o-Prozent des Silbergehalts.
  • Zur Information des Lesers sind nachstehend einige Kombinationen von Silberlegierungen aufgeführt, wobei die Legierungselemente durch ihre Symbole der Tabelle des periodischen Systems angegeben sind, die mit Silber vorzugsweise legiert sein können. Ag + Zn oder Ag + Cd oder Ag + Li oder Ag + Al oder Ag + Ni oder Ag + Mn oder Ag + Ti oder Ag + Zr oder Ag + Pd + Zn oder Ag + Pt + Zn oder Ag + Pd + Mn oder Ag + Pt + Mn oder Ag + Zn + Li oder Ag + Pt + Li oder Ag + Li + Mn oder Ag + Li + Al oder Ag + Ti + Zn oder Ag + Zr + Ni oder Ag + Al + Ti oder Ag + Pd + Ti oder Ag + Pt + Ti oder Ag + Ni + Al oder Ag + Mn + Ti oder Ag + Zn + Zr oder Ag + Li + Zr oder Ag + Mn + Zn oder Ag + Mn + Cu oder Ag + Pd + Pt + Zn oder Ag + Pd + Zn + Mn oder Ag + Zn + Mn + Li oder Ag + Cd + Mn + Li oder Ag + Pt + Zn + Li oder Ag + Al + Ni + Zn oder Ag + Al + Ni + Ti oder Ag + Zr + Ti + Cd oder Ag + Zr + Ni + Li oder Ag + Zr + Ni + Al oder Ag + Pt + Al + Ni oder Ag + Pd + Zn + Al oder Ag + Zr + Zn + Ti oder Ag + Ti + Ni + Al.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann Silber außerdem mit Indium, Chrom, Nickel, Germanium, Zinn, Antimon, Gallium, Silizium, Bor, Zirkon und Molybdän oder Gemischen dieser Elemente legiert sein. In Bezug auf die in den Legierungssystemen vorhandene Silbermenge liegt die Menge der oben angegebenen Elemente, die hinzugefügt werden können, im Bereich von etwa 0,01 a/o-Prozent bis etwa 5,0 a/o-Prozent des Silbergehalts. Noch bevorzugter aber liegt die Menge der zu Silber hinzugefügten Legierungselemente im Bereich von etwa 0,1 a/o-Prozent bis etwa 3,0 a/o-Prozent. Dies ist in Tabelle II für ein wie in 3 dargestelltes optisches Informationsspeichermedium weiter verdeutlicht. Alle Symbole für die optischen Eigenschaften in Tabelle II haben dieselbe Bedeutung wie in Tabelle I. Tabelle II: Saldo des Reflexionsvermögens von Schicht 0 und Schicht 1 einer DVD-9-Zweischichtscheibe für verschiedene Silberlegierungen der Schicht 0 und eine typische Aluminiumlegierung der Schicht 1.
    Zusammensetzung T0 R0 R1 R
    Ag 2,5% In 0,500 0,212 0,208 0,91
    Ag 1,2% Cr 0,535 0,243 0,238 0,94
    Ag 0,7% Ge 0,515 0,220 0,220 0,92
    Ag 1,0% Sn 0,504 0,216 0,211 0,92
    Ag 0,5% Sb 0,520 0,224 0,224 0,93
    Ag 3,0% Ga 0,475 0,195 0,187 0,86
    Ag 1,5% Si 0,490 0,202 0,199 0,90
    Ag 1,2% B 0,513 0,247 0,218 0,92
    Ag 0,8% Mo 0,515 0,220 0,218 0,92
  • Es ist klar, dass die in Tabelle I oder Tabelle II aufgeführten Zusammensetzungen auch als die hochreflektierende Schicht oder Schicht 1 in einer voraufgezeichneten optischen Zweischicht-Scheibenstruktur, wie z. B. DVD-9, DVD-14 oder DVD-18 oder in einer optischen Dreischicht-Scheibenstruktur wie in 4 oder in einer beschreibbaren optischen Scheibe, wie z. B. DVD-R oder in einer wiederbeschreibbaren optischen Scheibe, wie z. B. DVD-RAM oder DVD–RW oder der in 5 dargestellten verwendet werden können.
  • Zur Information des Lesers sind nachstehend einige Kombinationen von Silberlegierungen aufgeführt, wobei die Legierungselemente durch ihre Symbole der Tabelle des periodischen Systems angegeben sind, die mit Silber vorzugsweise legiert werden können. Ag + In oder Ag + Cr oder Ag + Ge oder Ag + Sn oder Ag + Sb oder Ag + Ga oder Ag + Si oder Ag + B oder Ag + Mo oder Ag + In + Cr oder Ag + Cr + Ge oder Ag + Cr + Sn oder Ag + Cr + Sb oder Ag + Cr + Si oder Ag + Si + In oder Ag + Si + Sb oder Ag + Si + B oder Ag + Si + Mo oder Ag + Mo + In oder Ag + Mo + Sn oder Ag + Mo + B oder Ag + Mo + Sb oder Ag + Ge + B oder Ag + In + Cr + Ge oder Ag + Cr + Sn + Sb oder Ag + Ga + Si + Mo oder Ag + Cr + Si + Mo oder Ag + B + Mo + Cr oder Ag + In + Sb + B oder Ag + Cr + Si + B, Ag + Ga + Ge + Cr oder Ag + Si + Ge + Mo oder Ag + Sb + Si + B oder Ag + Cr + Si + In oder Ag + Si + Cr + Sn.
  • Die optischen Eigenschaften einiger ternärer Silberlegierungen der vorliegenden Erfindung sind in Tabelle III weiter dargestellt, wobei das Reflexionsvermögen und die Transmission als Dünnfilm Schicht Null mit einer Dicke von etwa 8 bis 12 nm in einer DVD-9-Zweischicht-Scheibenkonstruktion aufgeführt sind. Die Bedeutung jedes Symbols ist dieselbe wie in Tabelle I. Tabelle III: Saldo des Reflexionsvermögens von Schicht 0 und Schicht 1 einer DVD-9-Zweischichtscheibe für verschiedene ternäre Silberlegierungen der Schicht 0 und eine typische Aluminiumlegierung der Schicht 1.
    Zusammensetzung T0 R0 R1 R
    Ag 1,2% Pd–1,4% Zn 0,54 0,245 0,242 0,95
    Ag 0,8% Cu–1,5% Mn 0,535 0,240 0,238 0,94
    Ag 1,5% Al–1,0% Mn 0,50 0,213 0,208 0,91
    Ag 1,0% Cu–0,3% Ti 0,50 0,210 0,207 0,90
    Ag 1,2% Al–1,3% Zn 0,53 0,224 0,233 0,93
    Ag 1,0% Ge–0,7% Al 0,49 0,203 0,201 0,89
    Ag 1,2% Sb–0,3% Li 0,47 0,187 0,183 0,83
  • Bei einer weiteren Ausführungsform der aktuellen Erfindung sind das Sputtertarget und der Dünnfilm auf dem optischen Informationsspeichermedium eine Silberlegierung mit einem vergleichsweise geringen Zusatz von Kupfer als Legierungselement zusammen mit anderen Legierungselementen, die aus der Gruppe bestehend aus Aluminium, Nickel, Mangan, Titan, Zirkon, Indium, Chrom, Germanium, Zinn, Antimon Gallium, Silizium, Bor, Molybdän und Gemischen davon gewählt sind. Die Beziehung zwischen den Silber- und Kupfermengen liegt bei dieser Ausführungsform im Bereich von etwa 0,01 a/o-Prozent bis etwa 5,0 a/o-Prozent Kupfer und von etwa 95,0 a/o-Prozent bis etwa 99,99 a/o-Prozent Silber, vorzugsweise aber von etwa 0,1 a/o-Prozent bis etwa 3,0 a/o-Prozent Kupfer und von etwa 97,0 a/o-Prozent bis etwa 99,9 a/o-Prozent Silber. In Bezug auf die in dem Legierungssystem vorhandene Silbermenge liegt die Menge der oben angegebenen Elemente, die hinzugefügt werden können, im Bereich von 0,01 a/o-Prozent bis etwa 5,0 a/o-Prozent des Silbergehalts.
  • Noch bevorzugter aber liegt die Menge der zu Silber hinzugefügten Legierungselemente im Bereich von etwa 0,1 a/o-Prozent bis etwa 3,0 a/o-Prozent. Wie aus den in Tabelle I, II und III aufgeführten Daten ersichtlich, ist das saldierte Reflexionsvermögen zwischen Schicht Null und Schicht Eins in der DVD-9-Zweischicht-Scheibenstruktur wahrscheinlich niedriger als die DVD-Spezifikation von 18 Prozent und deshalb keine brauchbare Zusammensetzung, falls der einzelne Legierungszusatz zu Silber mehr als 5,0 a/o-Prozent beträgt.
  • Nachdem die vorstehenden Zusammensetzungen für die Dünnfilmmaterialien vorgestellt worden sind, muss unbedingt darauf hingewiesen werden, dass sowohl der Herstellungsprozess des Sputtertargets als auch der Prozess zum Abscheiden des Targetmaterials zu einem Dünnfilm wichtige Rollen bei der Bestimmung der endgültigen Eigenschaften des Films spielen. Zu diesem Zweck wird nunmehr ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung des Sputtertargets beschrieben. Im Allgemeinen werden Schmelzen im Vakuum und Gießen der Legierungen oder Schmelzen und Gießen in einer Schutzgasatmosphäre bevorzugt, um das Eindringen anderer unerwünschter Verunreinigungen zu minimieren.
  • Danach sollte der Block im gegossenen Zustand einen Kaltverformungsprozess durchlaufen, um die Seigerungen und die uneinheitliche Mikrostruktur im gegossenen Zustand auszugleichen. Ein bevorzugtes Verfahren ist Kaltverformung oder kalte uniaxiale Komprimierung mit mehr als 50% Größenreduzierung mit anschließendem Glühen, um das verformte Material zu einer feinen gleichachsigen Kornstruktur mit einer bevorzugten Textur mit einer Orientierung von <1, 1, 0> zu rekristallisieren. Diese Textur fördert das richtungsabhängige Sputtern in einer Sputtervorrichtung, so dass mehr Atome vom Sputtertarget auf den Scheibensubstraten für eine effizientere Nutzung des Targetmaterials abgeschieden werden.
  • Alternativ kann ein multidirektionaler Kaltwalzprozesses mit mehr als 50% Größenreduzierung angewendet werden, gefolgt von einem Glühen, um eine zufällig orientierte Mikrostruktur im Target zu fördern, und schließlich von einer spanenden Bearbeitung auf die für eine gegebene Sputtervorrichtung geeignete endgültige Form und Größe. Dieses Target mit zufälliger Kristallorientierung führt während des Sputterns zu einem zufälligeren Ausstoß von Atomen vom Target und einer einheitlicheren Dickenverteilung im Scheibensubstrat.
  • In Abhängigkeit von den optischen und anderen Systemanforderungen unterschiedlicher Scheiben kann ein Kaltverformungs- oder multidirektionaler Kaltwalzprozess im Targetherstellungsprozess angewendet werden, um die optischen und anderen Leistungsanforderungen des Dünnfilms für eine gegebene Anwendung zu optimieren.
  • Die Legierungen der Erfindung können auf die zuvor beschriebenen hinreichend bekannten Weisen abgeschieden werden, also Sputtern, thermisches Bedampfen oder physikalische Abscheidung aus der Gasphase (PVD) und eventuell elektrolytische oder stromlose Plating-Prozesse handelt. Je nach dem angewendeten Verfahren kann das Reflexionsvermögen des Legierungsdünnfilms variieren. Jedes Aufbringverfahren, das Verunreinigungen oder Änderungen der Oberflächenmorphologie der Dünnfilmschicht auf der Scheibe einbringt, könnte das Reflexionsvermögen der Schicht deutlich ändern. Aber bis zur Näherung erster Ordnung wird das Reflexionsvermögen der Dünnfilmschicht auf der optischen Scheibe hauptsächlich durch das Ausgangsmaterial des Sputtertargets, das Bedampfungsquellenmaterial oder die Reinheit und Zusammensetzung der Chemikalien des elektrolytischen und stromlosen Plating bestimmt.
  • Es versteht sich, dass die reflektierende Schicht dieser Erfindung für zukünftige Generationen von optischen Scheiben verwendet werden kann, die einen Leselaser mit einer kürzeren Wellenlänge verwenden, z. B. wenn die Wellenlänge des Leselasers kürzer als 650 nm ist.
  • Es versteht sich ebenfalls, dass eine semireflektierende Filmschicht aus den Legierungen dieser Erfindung, die eine ausreichende Lichtdurchlässigkeit zur Verwendung in DVD-Zweischichtanwendungen aufweisen, gebildet werden kann, wenn der reflektierende Film auf eine Dicke von etwa 5 bis 20 nm verringert wird.
  • V. Beispiele
  • Beispiel 1
  • Eine Legierungszusammensetzung aus Silber mit ca. 1,2 Atomprozent Chrom und ca. 1,0 Atomprozent Zink hat bei einer Wellenlänge von 800 nm ein Reflexionsvermögen von ca. 94 bis 95% und ein Reflexionsvermögen von ca. 93 bis 94% bei einer Wellenlänge 650 nm und ein Reflexionsvermögen von ca. von 86 bis 88% bei einer Wellenlänge von 400 nm bei einer Filmdicke von etwa 60 bis 100 nm.
  • Beispiel 2
  • Eine silberreiche Legierung mit 1,5 a/o-Prozent Mangan und 0,8 a/o-Prozent Kupfer hat bei einer Wellenlänge von 650 nm ein Reflexionsvermögen von ca. 94 bis 95%. Wenn die Dicke des Dünnfilms auf den Bereich von 8 bis 12 nm verringert wird, wird das Reflexionsvermögen auf den für die semireflektierende Schicht der DVD-9 anwendbaren Bereich von 18 bis 30% verringert. Die Zugabe einer geringen Konzentration eines Desoxidators, wie z. B. Lithium, kann den Herstellungsprozess des Ausgangsmaterials des Dünnfilms weiter vereinfachen. Da Silber die Tendenz hat, im festen Zustand etwas Sauerstoff zu lösen, wodurch das Reflexionsvermögen der Legierung herabgesetzt werden kann, reagiert das hinzugefügte Lithium mit dem Sauerstoff und verringert den Einfluss des Sauerstoffs auf das Reflexionsvermögen.
  • Der erwünschte Bereich von Lithium liegt zwischen ca. 0,01 Prozent bis 5,0 Atomprozent, wobei der bevorzugte Bereich 0,1 bis 1,0 a/o-Prozent beträgt.
  • Beispiel 3
  • Eine Legierung auf Silberbasis mit ca. 0,5 a/o-Prozent Nickel und ca. 0,5 a/o-Prozent Zink hat bei der Wellenlänge von etwa 650 nm und einer Dicke von 60 bis 70 nm ein Reflexionsvermögen von etwa 95% und ist für jede hochreflektierende Anwendung in einem optischen Informationsspeichermedium geeignet.
  • Beispiel 4
  • Ein Sputtertarget aus einer weiteren Legierung auf Silberbasis mit der Zusammensetzung von etwa 1,0 a/o-Prozent Mangan, 0,3 a/o-Prozent Titan und dem Rest Silber wird verwendet, um die semireflektierende Schicht der DVD-9-Zweischichtscheibe nach dem folgenden Verfahren zu erzeugen: Auf einer transparenten Polycarbonat-Halbscheibe mit einer Dicke von ca. 0,6 mm und einem Durchmesser von 12 cm und mit spritzgegossenen Informationsvertiefungen von einem geeigneten Stempel wird ein semireflektierender Dünnfilm oder eine Schicht ”Null” aus einer Legierung auf Silberbasis mit einer Dicke von ca. 10 bis 11 nm unter Verwendung des Sputtertargets mit der oben genannten Zusammensetzung in einer Magnetron-Sputtermaschine auf der Halbscheibe abgeschieden oder als Beschichtung aufgebracht. Auf einer anderen transparenten Polycarbonat-Halbscheibe mit einer Dicke von ca. 0,6 mm und mit spritzgegossenen Informationsvertiefungen von einem anderen geeigneten Stempel wird ein hochreflektierender Dünnfilm oder eine Schicht ”Eins” aus einer Legierung auf Aluminiumbasis mit einer Dicke von ca. 55 nm unter Verwendung eines geeigneten Aluminium-Sputtertargets in einer anderen Sputtermaschine abgeschieden. Diese zwei Halbscheiben werden dann mit geeigneten flüssigen organischen Harzen getrennt rotationsbeschichtet, miteinander verbunden, wobei Schicht ”Null” und Schicht ”Eins” einander gegenüberliegen, und das Harz wird mit ultraviolettem Licht ausgehärtet. Der Abstand zwischen der Schicht ”Null” und der Schicht ”Eins” wird innerhalb der Platte bei ca. 55 ± 5 µm gehalten. Das Reflexionsvermögen der zwei Informationsschichten wird von derselben Seite der Scheibe aus gemessen und für Laserlicht mit einer Wellenlänge von 650 nm wird festgestellt, dass es bei 21 Prozent ungefähr gleich ist. Elektronische Signale, wie z. B. Jitter und PI-Fehler werden gemessen und es wird festgestellt, dass sie innerhalb der veröffentlichten DVD-Spezifikationen liegen. Anschließend wird die Scheibe einem 4-tätigen Schnell-Alterungstest bei 80°C und 85% relativer Feuchte unterzogen. Danach werden das Reflexionsvermögen und die elektronischen Signale erneut gemessen und im Vergleich zu den gleichen Messungen vor dem Alterungstest wurden keine bedeutsamen Änderungen festgestellt.
  • Beispiel 5
  • Ein Sputtertarget aus Silberlegierung mit der Zusammensetzung in Atomprozent von ca. 0,2% Lithium, 1,0% Mangan, 0,3% Germanium und dem Rest Silber wird verwendet, um die semireflektierende Schicht der DVD-9-Zweischichtscheibe zu erzeugen. Das zur Herstellung der Scheiben angewendete Verfahren ist das gleiche wie im obigen Beispiel 4. Das Reflexionsvermögen der zwei Informationsschichten in der fertigen Scheibe wird von derselben Seite der Scheibe aus gemessen und es wird festgestellt, dass es bei Laserlicht mit einer Wellenlänge von 650 nm mit 22,5% ungefähr gleich ist. Elektronische Signale, wie z. B. Jitter und PI-Fehler werden ebenfalls gemessen und es wird festgestellt, dass sie innerhalb der veröffentlichten DVD-Spezifikationen liegen. Anschließend wird die Scheibe einem 96-stündigen Schnell-Alterungstest bei 70°C und 50% relativer Feuchte unterzogen. Danach werden das Reflexionsvermögen und die elektronischen Signale erneut gemessen und im Vergleich zu den gleichen Messungen vor dem Alterungstest werden keine signifikanten Änderungen festgestellt.
  • Es versteht sich, dass in diesem Beispiel der gleiche auf der Scheibe abgeschiedene Dünnfilm aus Silberlegierung im Dickenbereich von etwa 30 bis etwa 200 nm dem Zweck der hochreflektierenden Schicht, wie z. B. Schicht ”Eins” in einer DVD-9 oder Schicht ”Zwei” in einer optischen Dreischichtscheibe, wie in 4 oder einer anderen hochreflektierenden Anwendung in einer wiederbeschreibbaren optischen Scheibe, wie z. B. DVD–RW, DVD-RAM mit einer allgemeinen Struktur, wie in 5 dargestellt, bei einer Wellenlänge von 650 nm oder einem anderen künftigen optischen Informationsspeichermedium, das bei einer Wellenlänge von ca. 400 nm abgespielt wird, dienen kann.
  • Beispiel 6
  • Ein Sputtertarget aus einer Legierung auf Silberbasis mit der Zusammensetzung in a/o-% von etwa 1,3% Mangan, 0,7% Aluminium und dem Rest Silber wird verwendet, um die reflektierende Schicht einer DVD-R-Scheibe, einem anderen Typ von beschreibbarer Scheibe gemäß 2, nach dem folgenden Verfahren zu erzeugen: Auf einer transparenten Polycarbonat-Halbscheibe mit einer Dicke von etwa 0,6 mm und einem Durchmesser von 12 cm und mit für DVD-R geeigneten, von einem geeigneten Stempel spritzgegossenen Vorrillen wird ein auf Cyanin basierender Aufzeichnungs-Farbstoff durch Aufschleudern auf das Substrat aufgebracht, getrocknet, und anschließend wird eine reflektierende Schicht aus einer Legierung auf Silberbasis mit einer Dicke von ca. 60 nm unter Verwendung des Sputtertargets mit der oben genannten Zusammensetzung in einer Magnetron-Sputtermaschine auf dem Aufzeichnungsfarbstoff abgeschieden oder als Beschichtung aufgebracht. Danach wird diese Halbscheibe durch ein UV-härtendes Harz mit einer anderen 0,6 mm dicken Halbscheibe verbunden. Informationen werden in einem DVD-R-Recorder auf der Scheibe aufgezeichnet, und die Qualität des elektronischen Signals wird gemessen. Anschließend wird die Scheibe 96 Stunden lang einem Schnell-Alterungstest bei 80°C und 85% relativer Feuchte unterzogen. Danach werden das Reflexionsvermögen und das elektronische Signal erneut gemessen und im Vergleich zu den gleichen Messungen vor dem Alterungstest werden keine bedeutsamen Änderungen festgestellt.
  • Beispiel 7
  • Nachfolgend wird ein Prozess zur Herstellung des Sputtertargets mit der Zusammensetzung wie in Beispiel 6 angegeben beschrieben. Geeignete Chargen Silber, Mangan und Aluminium werden in den Schmelztiegel eines geeigneten Vakuuminduktionsofens gegeben. Der Vakuumofen wird bis zu einem Unterdruck von ca. 1 Millitorr ausgepumpt und dann wird die Charge durch Induktionserwärmung erhitzt. Während sich die Charge erhitzt und die Ausgasung beendet wird, kann der Ofen bis zu einen Druck von ca. 0,2 bis 0,4 Atmosphären mit Argongas rückgefüllt werden. Das Gießen der flüssigen Schmelze kann bei einer Temperatur von ca. 10% über dem Schmelzpunkt der Charge ausgeführt werden. Der die Schmelze enthaltende Graphit-Schmelztiegel kann am Boden des Schmelztiegels mit einem Graphitstopfen ausgerüstet sein. Das Gießen des schmelzflüssigen Metalls in einzelne Formen jedes Sputtertargets kann durch Öffnen und Schließen des Graphitstopfens und Synchronisieren dieser Aktion mit mechanischem Positionieren jeder Form direkt unter dem Schmelztiegel erfolgen, so dass die richtige Menge Schmelze durch Schwerkraft in jede Targetform gegossen werden kann. Danach kann ein zusätzlicher Argonstrom in den Vakuumofen eingeleitet werden, um das Gussteil zum Senken der Temperatur abzukühlen und abzuschrecken. Anschließend kann ein multidirektionaler Kalt- oder Warmwalzprozess mit mehr als 50% Dickenreduzierung angewendet werden, um eine etwaige uneinheitliche Gussmikrostruktur auszugleichen. Das abschließende Glühen erfolgt 15 bis 30 Minuten lang bei 550 bis 600°C in einer Schutzgasatmosphäre. Nach der spanenden Bearbeitung des Targetstücks in die richtige Form und Größe, Reinigen in Detergens und ordnungsgemäßem Trocknen ist das fertige Sputtertarget bereit, in eine Magnetron-Sputtervorrichtung gegeben zu werden, um optische Scheiben zu beschichten. Die ungefähren Sputter-Parameter zur Herstellung der semireflektierenden Schicht einer optischen Scheibe mit ultrahoher Dichte und einer Wellenlänge bei 400 nm des Wiedergabe-Lasers, wie in Beispiel 9 genannt, sind 1 kW Sputterleistung, 1 Sekunde Sputterzeit bei einem Argon-Partialdruck von 1 bis 3 Millitorr für eine Abscheidungsrate von 10 nm pro Sekunde, wobei der Abstand vom Target zur Scheibe etwa 4 bis 6 cm beträgt. Die hochreflektierende Schicht kann mit ungefähr den gleichen Sputterparametern hergestellt werden wie die semireflektierende Schicht, außer dass die Sputterleistung auf 4 bis 5 kW erhöht werden muss, um die hochreflektierende Schicht unter Verwendung des gleichen Sputtertargets und der gleichen Sputtervorrichtung aufzubringen. Folglich kann eine optische Nurlesescheibe mit ultrahoher Dichte und einem Durchmesser von 5 Zoll mit einer Benutzerspeicherkapazität von etwa 12 bis 15 Gigabyte pro Seite auf diese Weise hergestellt werden. Eine Zweischichtscheibe mit dem in 3 dargestellten Aufbau kann ungefähr 24 bis 30 Gigabyte Informationen speichern, was für einen Film mit voller Länge im digitalen High-Definition-Fernsehformat ausreicht.
  • Beispiel 8
  • Ein Sputtertarget aus Silberlegierung mit der Zusammensetzung in a/o-%: Pd 1,2%; Zn 1,4% und Rest Silber wurde verwendet, um ein optisches Zweischicht-Informationsspeichermedium, wie in 3 dargestellt, herzustellen. Ein etwa 10 nm dicker Dünnfilm dieser Silberlegierung wurde durch eine Magnetron-Sputtermaschine auf einem geeigneten Polycarbonatsubstrat abgeschieden. Die Durchführbarkeit der Verwendung des gleichen Silberlegierungs-Dünnfilms für die reflektierende Schicht und die semireflektierende Schicht einer optischen Zweischicht-Nurlesescheibe mit ultrahoher Dichte und einer Wellenlänge von 400 nm des Wiedergabe-Lasers wird untersucht. Wie in 3 dargestellt ist, betragen die Brechungsindizes n des transparenten Substrats 214, der semitransparenten Schicht 216, der Abstandsschicht 218 und der hochreflektierenden Schicht 1,605, 0,035, 1,52 bzw. 0,035. Der Extinktionskoeffizient k für die semireflektierende Schicht und die hochreflektierende Schicht beträgt 2,0. Die Berechnung zeigt, dass die semireflektierende Schicht bei einer Dicke von 24 nm bei einer Wellenlänge von 400 nm ein Reflexionsvermögen R0 von 0,242 und eine Transmission T0 von 0,600 in der Scheibe hat. Bei einer Dicke von 55 nm hat die hochreflektierende Schicht ein Reflexionsvermögen R1 von 0,685. Das von außerhalb der Scheibe durch die semireflektierende Schicht gemessene Reflexionsvermögen der hochreflektierenden Schicht ist R0 = R1T0 2 oder 0,247. Mit anderen Worten, für den Detektor außerhalb der Scheibe ist das Reflexionsvermögen der semireflektierenden Schicht und der hochreflektierenden Schicht ungefähr das gleiche. Dies erfüllt eine der wichtigen Anforderungen eines optischen Zweischicht-Informationsspeichermediums, wonach das Reflexionsvermögen dieser zwei Informationsschichten ungefähr gleich sein sollte und die Beziehung zwischen den optischen Eigenschaften dieser zwei Schichten R0 = R1T0 2 ist.
  • Beispiel 9
  • Die gleiche Silberlegierung wie in Beispiel 8 kann auch als die hochreflektierende Schicht und die zwei semireflektierenden Schichten in einem wie in 4 dargestellten optischen Dreischicht-Informationsspeichermedium bei einer Wellenlänge von 400 nm des Wiedergabe-Lasers verwendet werden. Berechnungen zeigen, dass bei einer Dicke der ersten semireflektierenden Schicht 316 von 16 nm, einer Dicke der zweiten semireflektierenden Schicht 320 von 24 nm und einer Dicke der hochreflektierenden Schicht 324 von 50 nm in 4 das am Detektor 332 gemessene Reflexionsvermögen der drei Schichten 0,132, 0,137 bzw. 0,131 beträgt. Außerdem kann ungefähr das gleiche Reflexionsvermögen aller drei Schichten erreicht werden. Es kann also ein Gleichgewicht des Reflexionsvermögens dreier Informationsschichten, welche die gleiche Silberlegierung verwenden, erreicht werden und eine einzige Sputtermaschine und ein einziges Silberlegierungs-Sputtertarget können verwendet werden, um alle drei Schichten eines optischen Dreischicht-Informationsspeichermediums mit ultrahoher Dichte und mit einer Wellenlänge von 400 nm des Wiedergabe-Lasers in einer Produktionsumgebung herzustellen. Es ist offensichtlich, dass auch die Aluminiumlegierungen für die hochreflektierende Schicht dieses Dreischicht-Mediums verwendet werden können.
  • Beispiel 10
  • Ein Sputtertarget aus Silberlegierung mit der Zusammensetzung in a/o-%: Au 2,6%; Pd 1,1%; Pt 0,3%; Cu 0,4% und dem Rest Silber wurde verwendet, um die hochreflektierende Schicht in einer wie in 5 dargestellten wiederbeschreibbaren phasenänderbaren Scheibenstruktur oder DVD+RW herzustellen. Auf dem 0,6 mm dicken Polycarbonat-Substrat mit spritzgegossenen durchgehenden Spiralspuren aus Nuten und Erhebungen von einem geeigneten Stempel werden aufeinander folgende Schichten aus ZnO·SiO2, Ag-In-Sb-Te und ZnO·SiO2 mit einer geeigneten Dicke auf das Substrat aufgebracht. Danach wird das Sputtertarget mit der obigen Zusammensetzung in einer Magnetron-Sputtervorrichtung verwendet, um den Silberlegierungs film mit einer Dicke von etwa 150 nm auf dem ZnO·SiO2-Film abzuscheiden. Anschließend wird die Halbscheibe mit einem geeigneten Kleber mit der anderen 0,6 mm dicken Halbscheibe mit dem gleichen Aufbau wie oben angegeben verbunden, um die vollständige Scheibe zu bilden. In einem geeigneten DVD+RW-Laufwerk werden wiederholte Aufzeichnungs- und Löschzyklen ausgeführt. Die Scheibe erfüllt die an das Aufzeichnungsmedium gestellten Leistungsanforderungen. Weiter wird die Scheibe einer 10-tägigen Schnellprüfung auf Einflüsse der Umgebungsbedingungen bei 80°C und 85% relativer Feuchte unterzogen. Danach wird das Betriebsverhalten der Scheibe erneut geprüft; im Vergleich zum Betriebsverhalten der Scheibe vor der Prüfung auf Einflüsse der Umgebungsbedingungen wird keine bedeutsame Veränderung der Eigenschaft der Scheibe festgestellt.
  • Beispiel 11
  • Ein Sputtertarget aus Silberlegierung mit der Zusammensetzung in a/o-%: Cu 1,0%; Ag 99,0% wurde verwendet, um die hochreflektierende Schicht in einer wie in 6 dargestellten wiederbeschreibbaren phasenänderbaren Scheibenstruktur oder ”DVR” herzustellen, außer dass sich zwischen der dielektrischen Schicht 520 und der hochreflektierenden Schicht 522 eine Zwischenschicht aus SiC (nicht dargestellt) befindet. Im Vergleich zu Beispiel 10 werden die Schichten in der Scheibe bei diesem Beispiel in der umgekehrten Reihenfolge aufgebracht. Das transparente Substrat 524 wurde aus Polycarbonat hergestellt und von einem geeigneten Stempel spritzgegossen, dann wurde die reflektierende Silberlegierungsschicht unter Verwendung des oben genannten Sputtertargets in einer Magnetron-Sputter-Vorrichtung auf dem transparenten Substrat abgeschieden. Die dielektrische Schicht 520 (vorzugsweise ZnO·SiO2), die Aufzeichnungsschicht 518 (vorzugsweise Ag-In-Sb-Te), eine weitere dielektrische Schicht 516 (vorzugsweise ZnO·SiO2) und die Zwischenschicht (vorzugsweise SiC) wurden dann nacheinander im Vakuum aufgedampft. Abschließend wurde die Scheibe mit einer Deckschicht aus UV-härtendem Harz 514 mit einer Dicke von 10 bis 15 µm beschichtet. Das Betriebsverhalten der Scheibe wurde mit einem Wiedergabegerät des DVR-Typs mit einem eine Wellenlänge von 400 nm aufweisenden Laserstrahlaufzeichnungs- und Wiedergabesystem verifiziert. Wiederholte Aufzeichnungs- und Löschzyklen wurden zufriedenstellend ausgeführt. Danach wurde die Scheibe weiter einer 4-tägigen Schnellprüfung auf Einflüsse der Umgebungsbedingungen von 80°C und 85% relativer Feuchte ausgesetzt. Das Betriebsverhalten der Scheibe wurde erneut geprüft und verifiziert. Es wurde keine bedeutsame Verschlechterung der Eigenschaft der Scheibe beobachtet.
  • VI. Ansprüche
  • Während die Erfindung im Einzelnen dargestellt und erläutert wurde, ist dies als illustrativ und nicht beschränkend für die Patentrechte zu verstehen. Der Leser sollte verstehen, dass allein die bevorzugten Ausführungsformen vorgestellt wurden und dass jegliche Änderungen und Modifikationen, die innerhalb des Geistes der Erfindung liegen, eingeschlossen sind, sofern die folgenden Ansprüche oder das rechtliche Aquivalent dieser Ansprüche sie beschreibt.
  • VII. Schlussbemerkungen
  • Angesichts des Vorstehenden offenbart die vorliegende Erfindung somit insbesondere die unten stehenden Punkte (1) bis (25).
    • (1) Ein optisches Speichermedium, umfassend eine erste Schicht mit einem Muster von Merkmalen in wenigstens einer Hauptfläche und eine erste Beschichtung benachbart zur ersten Schicht, wobei die erste Beschichtung eine erste Metalllegierung umfasst, wobei die erste Metalllegierung Silber und Aluminium umfasst, wobei die Beziehung zwischen den Mengen von Silber und Aluminium gegeben ist durch AgxAlz, wobei 0,95 < x < 0,9999 und 0,0001 < z < 0,05.
    • (2) Ein optisches Speichermedium, umfassend eine erste Schicht mit einem Muster von Merkmalen in wenigstens einer Hauptfläche und eine erste Beschichtung benachbart zur ersten Schicht, wobei die erste Beschichtung eine erste Metalllegierung umfasst, wobei die erste Metalllegierung Silber und Mangan umfasst, wobei die Beziehung zwischen den Mengen von Silber und Mangan gegeben ist durch AgxMnt, wobei 0,925 < y < 0,9999 und 0,0001 < t < 0,075.
    • (3) Ein optisches Speichermedium, umfassend eine erste Schicht mit einem Muster von Merkmalen in wenigstens einer Hauptfläche und eine erste Beschichtung benachbart zur ersten Schicht, wobei die erste Beschichtung eine erste Metalllegierung umfasst, wobei die erste Metalllegierung Silber und Germanium umfasst, wobei die Beziehung zwischen den Mengen von Silber und Germanium gegeben ist durch AgxGeq, wobei 0,97 < x < 0,9999 und 0,0001 < q < 0,03.
    • (4) Ein optisches Speichermedium, umfassend eine erste Schicht mit einem Muster von Merkmalen in wenigstens einer Hauptfläche und eine erste Beschich tung benachbart zur ersten Schicht, wobei die erste Beschichtung eine erste Metalllegierung umfasst, wobei die erste Metalllegierung Silber, Kupfer und Mangan umfasst, wobei die Beziehung zwischen den Mengen von Silber, Kupfer und Mangan gegeben ist durch AgxCupMnt, wobei 0,825 < x < 0,9998, 00001 < p < 0,10 und 0,0001 < t < 0,075.
    • (5) Das Medium nach einem von (1) bis (4), wobei die erste Beschichtung die erste Schicht direkt berührt.
    • (6) Das Medium nach einem von (1) bis (5), ferner umfassend eine zweite Schicht mit einem Muster von Merkmalen in wenigstens einer Hauptfläche sowie eine zweite Beschichtung benachbart zur zweiten Schicht.
    • (7) Das Medium nach einem von (1) bis (6), ferner umfassend eine zweite Schicht mit einem Muster von Merkmalen in wenigstens einer Hauptfläche, wobei die zweite Schicht ein dielektrisches Material umfasst, eine dritte Schicht mit einem Muster von Merkmalen in mindestens einer Hauptfläche, wobei die dritte Schicht ein optisch wiederbeschreibbares Material umfasst, und eine vierte Schicht mit einem Muster von Merkmalen in wenigstens einer Hauptfläche, wobei die vierte Schicht ein dielektrisches Material umfasst.
    • (8) Das Medium nach (7), wobei das optisch wiederbeschreibbare Material ein phasenänderbares Material ist.
    • (9) Das Medium nach (8), wobei das optisch wiederbeschreibbare Material ferner ein phasenänderbares Material umfasst, welches aus der Gruppe gewählt ist, die besteht aus Ge-Sb-Te, Ag-In-Sb-Te, Cr-Ge-Sb-Te, As-Te-Ge, Te-Ge-Sn, Te-Ge-Sn-O, Te-Se, Sn-Te-Se, Te-Ge-Sn-Au, Ge-Sb-Te, Sb-Te-Se, In-Se-Tl, In-Sb, In-Sb-Se, In-Se-Tl-Co, and Si-Te-Sn.
    • (10) Das Medium nach (7), wobei das optisch wiederbeschreibbare Material ein magneto-optisches Material ist.
    • (11) Das Medium nach (10), wobei das optisch wiederbeschreibbare Material ferner ein magneto-optisches Material umfasst, welches aus der Gruppe gewählt ist, die aus Tb-Fe-Co und Gd-Tb-Fe besteht.
    • (12) Das Medium nach einem von (1) bis (11), wobei die erste Metalllegierung Cadmium umfasst, welches von etwa 0,01 Atomprozent bis etwa 20,0 Atomprozent der vorhandenen Silbermenge vorhanden ist.
    • (13) Das Medium nach einem von (1) bis (12), wobei die erste Metalllegierung Lithium umfasst, das von etwa 0,01 Atomprozent bis etwa 10,0 Atomprozent der vorhandenen Silbermenge vorhanden ist.
    • (14) Das Medium nach einem von (1) bis (13), wobei die erste Metalllegierung Mangan umfasst, das von etwa 0,01 Atomprozent bis etwa 7,5 Atomprozent der vorhandenen Silbermenge vorhanden ist.
    • (15) Das Medium nach einem von (1) bis (14), wobei die erste Metalllegierung ein Metall umfasst, das aus der Gruppe gewählt ist, welche besteht aus Gold, Rhodium, Kupfer, Ruthenium, Osmium, Iridium, Platin und Palladium sowie Mischungen hiervon, wobei das Metall von etwa 0,01 Atomprozent bis etwa 5,0 Atomprozent der vorhandenen Silbermenge vorhanden ist.
    • (16) Das Medium nach einem von (1) bis (15), wobei die erste Metalllegierung ein Metall umfasst, das aus der Gruppe gewählt ist, welche besteht aus Titan, Nickel, Indium, Chrom, Germanium, Zinn, Antimon, Gallium, Silizium, Bor, Zirkon, Molybdän und Mischungen hiervon, wobei das Metall von etwa 0,01 Atomprozent bis etwa 5,0 Atomprozent der vorhandenen Silbermenge vorhanden ist.
    • (17) Das Medium nach (1), wobei 0,001 ≤ z ≤ 0,03.
    • (18) Das Medium nach (1), wobei die erste Metalllegierung ein Metall umfasst, welches aus der Gruppe gewählt ist, die besteht aus Lithium, Zink und Mischungen hiervon, wobei das Metall von etwa 0,1 Atomprozent bis etwa 15,0 Atomprozent der vorhandenen Silbermenge vorhanden ist.
    • (19) Das Medium nach (2), wobei 0,001 ≤ t ≤ 0,05.
    • (20) Das Medium nach (2), wobei die erste Metalllegierung Mangan umfasst, das von etwa 0,01 Atomprozent bis etwa 5,0 Atomprozent der vorhandenen Silbermenge vorhanden ist.
    • (21) Das Medium nach (3), wobei 0,001 ≤ q ≤ 0,015.
    • (22) Das Medium nach (3), wobei die erste Metalllegierung ferner Aluminium umfasst, das von etwa 0,01 Atomprozent bis etwa 5,0 Atomprozent der vorhandenen Silbermenge vorhanden ist.
    • (23) Das Medium nach (3), wobei die erste Metalllegierung ferner ein Metall umfasst, das gewählt ist aus der Gruppe, die besteht aus Zink, Cadmium, Lithium, Nickel, Titan, Zirkon, Indium, Chrom, Zinn, Antimon, Gallium, Silizium, Bor und Molybdän und Mischungen hiervon, wobei das Metall von etwa 0,01 Atomprozent bis etwa 5,0 Atomprozent der vorhandenen Silbermenge vorhanden ist.
    • (24) Das Medium nach (4), wobei 0,001 ≤ p ≤ 0,05 und 0,001 ≤ t ≤ 0,03.
    • (25) Das Medium nach (4), wobei die erste Metalllegierung ferner ein Metall umfasst, das gewählt ist aus der Gruppe, die besteht aus Aluminium, Titan, Zirkon, Nickel, Indium, Chrom, Germanium, Zinn, Antimon, Gallium, Silizium, Bor, Molybdän und Mischungen hiervon, wobei das Metall von etwa 0,01 Atomprozent bis etwa 5,0 Atomprozent der vorhandenen Silbermenge vorhanden ist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
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    • - US 5719006 [0016]
    • - US 5640382 [0022]
    • - US 5464619 [0069]
    • - US 5726970 [0069]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • - Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 3. Ausg. Bd. 10, SS. 247 bis 283 [0004]
    • - Veröffentlichung ”SPIE Conference Proceeding”, Bd. 2890, Seite 2 bis 9, Nov. 1996 [0019]

Claims (6)

  1. Optisches Speichermedium mit einer als semi-reflektierende Schicht verwendeten Legierung auf Silberbasis, wobei in der Legierung das Silber mit Titan legiert ist.
  2. Optisches Speichermedium nach Anspruch 1, wobei die semireflektierende Schicht eine Dicke von ungefähr 5 bis 20 nm, vorzugsweise 8 bis 12 nm, besitzt.
  3. Optisches Speichermedium nach Anspruch 1 oder 2, umfassend ein erstes Muster von Merkmalen und ein zweites Muster von Merkmalen, wobei die semireflektierende Schicht benachbart zu dem ersten Muster angeordnet ist und eine hochreflektierende Schicht benachbart zu dem zweiten Muster angeordnet ist.
  4. Optisches Speichermedium nach Anspruch 3, wobei die hochreflektierende Schicht aus einer Legierung auf Aluminium-Basis besteht.
  5. Optisches Speichermedium nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in der Legierung der semi-reflektierenden Schicht das Silber zusätzlich zu dem Titan mit Zink, Aluminium, Palladium, Platin oder Mangan legiert ist.
  6. Optisches Speichermedium nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in der Legierung der semi-reflektierenden Schicht das Silber zusätzlich mit Indium, Chrom, Nickel, Germanium, Zinn, Antimon, Gallium, Silizium, Bor, Zirkon, Molybdän oder einer Mischung hiervon legiert ist.
DE2001222939 2000-07-21 2001-05-04 Metalllegierungen für die reflektierende oder die semi-reflektierende Schicht eines optischen Speichermediums Expired - Lifetime DE20122939U1 (de)

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