DE2632122C2 - Schicht zur Informationsaufzeichnung mittels Laserstrahl - Google Patents

Schicht zur Informationsaufzeichnung mittels Laserstrahl

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DE2632122C2 DE19762632122 DE2632122A DE2632122C2 DE 2632122 C2 DE2632122 C2 DE 2632122C2 DE 19762632122 DE19762632122 DE 19762632122 DE 2632122 A DE2632122 A DE 2632122A DE 2632122 C2 DE2632122 C2 DE 2632122C2
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Description

Die Erfindung betrifft eine Schicht zur Informationsaufzeichnung mittels Laserstrahl gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei der Informationsaufzeichnung miitels Laserstrahl werden in einer solchen Schicht, die beispielsweise auf einer mit hoher Drehzahl rotierenden Platte aufgebracht ist, der Video- oder Audio-Information entsprechende Vertiefungen oder Löcher gebildet, wobei sich eine Aufzeichnungsdichte erzielen läßt, wie sie mit magnetischer Aufzeichnung in näherer Zukunft nicht zu erwarten ist.
Die Aufzeichnung erfolgt üblicherweise mit einer Vorrichtung, wie sie in Fig. ! jchematisch dargestellt ist. Danach besteht eine Platte 1 aus einem mit der Aufzeichnungsschicht 3 beschick eten Substrat 2, das normalerweise aus Glas besteht, und die Platte 1 ist an einer mit hoher Drehzahl rotierenden Welle 4 befestigt. Eine in Abstand von der Platte 1 angeordnete Linse 5 fokussiert einen über einen Reflektor 7 umgelenkten Laserstrahl 6 auf die Aufzeichnungsschicht 3. Der Laserstrahl 6 ist entsprechend der aufzuzeichnenden Information impulsförmig moduliert. Der jeweils bestrahlte Bereich der Aufzeichnungsschicht 3 viird durch den Laserstrahl 6 aufgeheizt, wobei er schmilzt oder verdampft, so daß sich in der Schicht Vertiefungen oder Löcher mit Durchmessern im Bereich von etwa 1 μΐπ bilden, die in ihrer Form, Abmessung und Lage der Information entsprechen. Zur Wiedergabi· der aufgezeichneten Video- oder Audio-Information wird auf die rotierende Platte 1 ein Lichtstrahl (beispielsweise wiederum ein Laserstrahl) gerichtet, wobei die Intensität des reflektier.cn Strahls dem Vorhandensein, der Lage, der Abmessung und der Form der Löcher entspricht und auf diese Weise mit der aufgezeichneten Information moduliert wird.
Ein Aufzeichnungsmaterial für eine Schicht der eingangs bezeichneten Gattung ist aus der deutschen Offenlegungsschrift Nr. 24 39 848 bekannt. In dieser Druckschrift ist auch auf die Notwendigkeit hingewiesen, zur Erzielung von Aufzeichnungen hoher Dichte und hohen Auflösungsvermögens eine sehr dünne Schicht mit gleichmäßiger Dicke im Bereich von 104 bis 10 nm zu verwenden. Die Erfinder haben jedoch festgestellt, daß der größte Teil dieses Dickenbereiches Werte repräsentiert, bei denen eine präzise Formung der Löcher oder Vertiefungen nicht möglich ist, so daß die Qualität der Informationsaufzeichnung und/oder die ' Aufzeichnungsdichte begrenzt ist.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift Nr. 23 58 859 ist es ferner bekannt, für eine Schicht zur Informationsaufzeichnung mittels Laserstrahl Bi - Se- oder Sb - Se-Materialien zu verwenden. In diesen Materialien lassen sich jedoch grundsätzlich mit dem Laserstrahl Vertiefungen oder Löcher nur mit verhältnismäßig ungenauen Abmessungen erzeugen, so daß die Wiedergabegüte bereits aufgrund des Aufzeichnungsmaterials verhältnismäßig gering ist. Außerdem ist in dieser Druckschrift davon die Rede, daß die Schichtdicke in Abhängigkeit von der Wellenlänge der Aufzeichnungsstrahlung gewählt werden soll.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Verwendung einer Schicht der eingangs bezeichneten Gattung die beim Aufzeichnungsvorgang entstehenden, generell ellipsoidartigen Vertiefungen oder Löcher mit hoher Präzision insbesondere an ihten Rändern herzustellen und dadurch den Rauschabstand zu erhöhen.
Die Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichenteil des Patentanspruchs 1 angegeben. Wie die Erfinder festgestellt haben, kommt aus dein in der deutschen Offenlegungsschrift Nr. 24 39 848 angegebenen Schichtdickenbereich nur der verhältnismäßig kleine ausge-
2ί wählte Bereich von 20 bis 100 nm für eine informationstreue Ausbildung der Vertiefungen oder Löcher in Betracht, wenn 7ur Erzielung einer hohen Aufzeichnungsdichte mit einem sehr kleinen Strahldurchmesser im Bereich von etwa 0.6 bis 1 μπι gearbeitet wird.
Außerhalb dieses erfindungsgemäßen Schichtdickenbereiches, und zv.ar sowohl bei dünneren als auch bei dickeren Schichten, tritt eine rasch ansteigende Verschlechterung in der Gestalt der Löcher oder Vertiefungen und damit in der Aufzeichnungs- und
J5 Wiedergabegüte auf.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt
Fig. 1, auf die oben bereits Bezug genommen wurde, eine schematische Schnittdareteüung einer Vorrichtung
•so zur Informationsaufzeichnung mittels Laserstrahl, und Fig. 2 und 3 vergrößerte Querschnittsdarstellungen durch Substrat und Aufzeichnungsschicht zur Erläuterung der bei der Aufzeichnung erzeugten Loch- bzw. Vertiefungsform.
Das Material der Schicht 3 besteht zu 30 oder mehr Atom-% aus Se und/oder Te und enthält im übrigen wenigstens eines der Elemente In. Sn. Pb. P. As und S. Notwendige Bestandteile der Aufzeichnungsschicht sind also Se od^r Te. wobei wenigstens eines dieser
'0 Elemente in einer Menge von mindestens 30 Atom-% enthalten sein muß. Es kann auch ein Material verwendet werden, das nur Se oder Te enthält: ferner ist es möglich, die Schicht 3 ausschließlich aus beiden Elementen Se und Te herzustellen.
« Von den weiteren möglichen Bestandteilen der Schicht 3 sind die Elemente As und Sn besonders vorteilhaft, da sie als Zusätze zu den wesentlichen Elementen Te und Se in der Aufzeichnungsschicht gute Eigenschaften aufweisen, wobei As als zusätzliches
»η Element am vorteilhaftesten ist.
Für die Aufzeichnungsschicht kommen die verschie-
. densten Materialzusammensetzungen der erwähnten Elemente in Betracht, sofern der Mindestanteil von 30 Atom-% Se und/oder Te eingehalten wird. Dabei sind insbesondere amorphe As-Te- und Sn-Se-Materialien vorzuziehen.
Die Löcher oder Vertiefungen, die durch Bestrahlen der Schicht mit Laserlicht von 5 bis 40 mW erhalten
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werden, wenn die Schicht eine Dicke von 20 bis 100 nm und die zuvor erwähnten Zusammensetzungen hat sowie auf der Oberfläche einer Glasscheibe aufgebracht ist. weisen sehr exakte Formen auf und zeichnen die Informationen mit hohem Rauschabstand auf. i
Die Aufzeichnungsschicht besitzt Se oder Te als notwendiges Element, wie dies zuvor beschrieben wurde. Der Vorteil einer Aufzeichnungsschicht aus diesen Elementen besteht darin, daß die Konturen der Löcher oder Vertiefungen glatt und gleichmäßig sind m und keine Ausrransungen und Ungleichmäßigkeiten aufweisen. Die Aufzeichnungsschicht weist weiterhin den Vorteil auf, daß sie einen extrem großen Gamma-Wert besitzt, der die Aufzeichnungseigenschaften wiedergibt ι ~>
Der Gamma-Wert wird häufig dazu herangezogen, die Eigenschaften verschiedener Aufzeichnungsmaterialien, beispielsweise von photographischen Filmen und entsprechenden Materialien wiederzugeben, und wird durch folgende Gleichung dargestellt >u
_ dv
¥ " dt
In dieser Gleichung bezeichnet E die aufgebrachte _>-, Energie und cdie sich ändernden Größen, die durch die aufgebrachte Energie verursacht werden.
Ein großer y-Wert bedeutet, daß. sobald die Energie des auf die Aufzeichnungsschicht auftreffenden Energiestrahls de'i Schwellenwert übersteigt, die Energie als in sich stark ändernde Größe aufgezeichnet wird.
Man nimmt an. daß der Vorteil, daß sich die Konturen der Löcher und Vertiefungen der Aufzeichnungsschicht gleichmäßig und nicht zerfurcht sind, auf folgende Tatsachen zurückzuführen ist: π
Te oder Se liegt strukturmäßig in einer langen Verknüpfungskette vor, was insbesondere dann bemerkenswert ist. wenn die Verbindung bzw. die Masse amorph ist. Wenn daher dieses Material mit Energie beaufschlagt wird, so daß die Schicht weich wird, führt ad das in Kettenverbindung vorliegende Te und Se zu einer Erhöhung der Viskosität der Schicht, und dadurch wird verhindert, daß die Konturen der Löcher oder Vertiefungen der Aufzeichnungsschicht ungleichmäßig und ausgefranst sind. -n
Selbst wenn jedoch Elemente, die normalerweise als »Chalcogen-Elemente« bekannt sind also Te. Se oder S mit gleichen Eigenschaften wie Te und Se als amorphe Teilelemente enthalten ist. werden dann, wenn bei den Gemischen bzw. Zusammensetzungen wie Ge-S. ίπ In-S. Sn-S, Ge-Te usw. eine Segregation oder Entmischung auftreten kann, die Loch- und Vertiefungsformen der Aufzeichnungsschicht ungleichmäßig, und die Ränder der Löcher und Austiefungen werden rauh und ausgefranst, so daß der Kontrast oder Störabstand ίϊ verringert wird.
Man nimmt an. daß der große y-Wert der erfindungsgemäßen Aufzeichnungsschicht, der den zuvor erwähnten weiteren Vorteil ergibt, auf folgende Gründe zurückzuführen ist: ho
Wenn die Aufzeichnungsschicht mit einem Laser-Strahl bestrahlt wird und sehr kleine Löcher auf diese "Weise an kleinen Teilen der Bereiche, die mit dem -Energiestrahl bestrahlt werden, ausgebildet werden, wird der gesamte, auf diese Weise erweichte Bereich auf Grund der Oberflächenspannung zum äußeren Um-(angsbereich hin zusammengezogen, so daß die Größe der auf diese Weise ausgebildeten Löcher erhöht wird.
Dadurch bildet sich am Außenrand des in der Aufzeichnungsschicht 3 gebildeten Loches 8 eine leichte Erhebung aus, wie dies in Fig.2 dargestellt ist. Insbesondere dann, wenn die Energie zur Ausbildung des Loches oder der Austiefung in der Aufzeichnungsschicht gering ist, vergrößert sich die Lochgröße durch die Oberflächenspannung, und daher ergibt sich eine glatte und gleichmäßige Form des Loches, ohne daß Unebenheiten und Ausfransungen auftreten, wodurch bei der Aufzeichnung ein großer γ- Wert erreicht wird.
Obgleich es Materialien ohne die Elemente Te und Se gibt, bei denen also die Konturen der Löcher und Austiefungen in der Aufzeichnungsschicht nicht ungleichmäßig und ausgefranst sind, wie die;, beispielsweise bei Al. Ga oder In als Zusatz und Teilelement der Fall ist. so weisen diese Materialien dennoch einen kleinen Gamma-Wert auf und sind daher in der Praxis nicht zu verwenden.
Wenn die aus solchen Materialien bestehende Aufzeichnungsschicht mit dem Energiestrahl bestrahlt wird und sich Löcher oder Vertiefungen bilden, und wenn der Wert der aufgestrahlten energie allmählich erhöht wird, so wird die Tiefe der Vertiefungen entsprechend größen so daß sie schließlich Löcher bilden. Die Abmessung der Löcher und Vertiefungen in der Aufzeichnungsschicht wird jedoch nicht durch die Oberflächenspannung vergrößert, wie dies zuvor beschrieben wurde, und daher ist es erforderlich, die Energiemenge für die Bestrahlung entsprechend zu erhöhen, um die Abmessung der Löcher zu vergrößern.
Da die Schwellenwerte der Aufzeichnungsenergie bei dem diese Materialien verwendenden dünnen Aufzeichnungsschichten nicht gut definiert sind, ist die Querschnittsform des Loches 8'. das in der diese Materialien verwendeten Aufzeichnungsschicht 3' ausgebildet wird, abhängig von der Intensitätsverteilung des Energiestrahls, so daß die Abschrägung des Außenrandes des Loches sehr flach ist. wie dies in F i g. 3 dargestellt ist. Dies führt dazu, daß es beim Ablesen der Information schwierig ist, den Außenrand der Löcher in der Aufzeichnungsschicht festzustellen, und die Form der Löcher und Vertiefungen ändert sich leicht, so daß es schwierig ist. kleine Löcher auszubilden. Daher ist es schwierig, eine hohe Video-Qualität mit derartigen Aufzeichnungsschichten zu erhalten, die aus den herkömmlichen Materialien bestehen.
Die zuvor beschriebenen Vorteile der erfindungsgemäßen Aufzeichnungsschicht hängen von dem Gehalt an Te und Se ab, und es ist erforderlich, daß mindestens 30% der Gesamtmenge aus wenigstens einem dieser Elemente besteht. Ein Anteil von weniger als 30% dieser Elemente führt nicht zu der zuvor erläuterten vorteilhaften Wirkung.
Die Arten der Elemente, die zusammen mit Se und Te ve wenGet werden, sind ebenfalls wichtig. Wenigstens eines der Elemente In, Sn. Pb. P, As und S sollte verwendet werden. £in Teil dieser Elemente iiann aber auch durch wenigstens eines der Elemente Sb. Ga, TI. Ge und Si ersetzt werden, die dazu beitragen, daß die Aufzeichnungsschicht amorph wird, wodurch sich eine gute Wirkung ergibt. Die Menge, mit der diese Elemente ersetzt werden, kann etwa 50% der Gesamtmenge von •In, Sn, Pb, P, As .und S betragen. Es kann weiterhin vorteilhaft sein, wenn irgendein Element zusätzlich zu diesen Elementen in der Schicht enthalten ist, und zwar in einer kleinen Menrte, die beinahe keinen Einfluß auf die Eigenschaften der Aufzeichnungsschicht hat.
Die Wahl von Te oder Se als Hauntmnterinl hänut
vom Typ des gewählten Wiedergabesystems ab. Falls der Wiedergabevorgang durch das Hindurchstrahlen von Licht einer relativ kurzen Wellenlänge, beispielsweise einer Wellenlänge, die kleiner als 700 nm ist, durchgeführt wird, kann jedes oder beide Elemente verwendet werden. Wird zur Wiedergabe Licht einer Wellenlänge verwendet, die langer als 700 nm ist, oder wird der Wiedergabevorgang mit reflektiertem Licht durchgeführt, so ist es vorteilhaft, Te als Hauptkomponente in der Aufzeichnungsschicht zu verwenden. in
Wenn der Wiedergabevorgang jedoch mit reflektiertem Licht durchgeführt und dabei nicht die Intensität, sondern die Phase des reflektierten Lichts berücksichtigt wird, können beide Elemente verwendet werden. In diesem Fall wird eine Schicht aus einer Substanz mit hohem Reflexionsfaktor auf die Oberfläche der Aufzeichnungsschicht aufgebracht, nachdem die Löcher oder Vertiefungen ausgebildet worden sind, oder der Wiedergabevorgang wird dadurch durchgeführt, daß ein Abdruck von der Qberflnrhp des Aufzeichnungsfilmes ausgeführt wird.
Die Dicke der Aufzeichnungsschicht beträgt etwa 20 bis 100 nm und vorzugsweise 30 bis 80 ηm. Wenn von der Oberfläche der Aufzeichnungsschicht ein Abdruck hergestellt wird, ist sie vorzugsweise etwa 100 nm dick.
Wenn die Schichtdicke größer ist als die zuvor erwähnten Werte, wird der erhaltene Bereich am Außenumfang der Löcher groß, so daß die Lochform nicht mit guter Genauigkeit mit dem Muster der auftreffenden Strahles übereinstimmt. Ist die Dicke andererseits kleiner als die zuvor erwähnten Werte, so verbleibt kugeliges Material in den Löchern, wodurch der Rauschabstand der Information verringert wird. Daher muß die Dicke der Aufzeichnungsschicht in dem zuvor angegebenen Bereich liegen.
Anhand der nachfolgend aufgeführten Beispiele werden einige Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung erläutert:
Beispiel 1
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Pb und Te wurden in einem Verhältnis von 10:90 Atom-% gemischt. Die Mischung wurde in eine Quarzampulle gebracht, die Ampulle evakuiert und dann luftdicht verschlossen. In einem elektrischen Ofen wurde die Mischung dann über einen Zeitraum von 3 Stunden auf einer Temperatur von 800° C gehalten und währenddessen geschüttelt. Nach Abkühlen der aufgeheizten Ampulle wurde die Mischung aus der Quarzampulle herausgenommen und in ein Tantal-Schiffchen in einem Vakuumverdampfer geschüttet. Dieses Tantal-Schiffchen wurde im Vakuum auf eine Temperatur von 550 bis 600° C ac'geheizt und PbioTego wurde auf eine Glasplatte mit einem Durchmesser von 35 cm aufgedampft so daß sich auf der Glasplatte eine etwa 80 nm dicke Schicht ausbildete. Die Verdampfungsgeschwin- « digkeit war in diesem Falle etwa 2 nm/Sek.
Die Informationen wurden auf dieser PbioTe~o-Schicht gemäß dem in F i g. 1 dargestellten Vorgang aufgezeichnet
Während sich die Platte 1, die mit dem zuvor &o beschriebenen PbioTeqo-FiIm 3 auf der Glasplatte 2 beschichtet war. mit 1800 Umdrehungen/Minute drehte, wurde eine Linse 5 in einen vorgegebenen Abstand vom Film 3 gebracht Argon-Laserlicht 6 (mit einer Wellenlänge von 488 nm und einer Ausgangsleistung <" von 40 mW), das entsprechend den aufzuzeichnenden Informationen impulsmoduliert wurde (die Frequenz dieser Impulse betrug 6 MHz und die Impulsbreite 65 ns), wurde fokussiert und traf auf den Pb|OTc9o-Film 3 auf, so daß sich Löcher im PbioTew-Film 3 ausbildeten und dadurch die Information aufgezeichnet wurde. Der Zeitraum, währenddessen das Laserlicht 6 auf einen Punkt des PbioTego-Filmes 3 auftraf, betrug etwa 30 ns.
Die in dieser Weise aufgezeichneten Informationen wurden dadurch wiedergegeben, daß He-Ne-Lagerlicht (mit einer Ausgangsleistung von 5 mW und einer Wellenlänge von 632,8 nm) auf den PbI0Te90-FiIm 3 aufgestrahlt und die Intensität des dabei reflektierten Lichtes detektiert wurde, so daß die Lage und Abmesungen der Löcher im Film 3 ermittelt und auf diese Weise die Informationen wiedergegeben werden konnten.
Dabei hat sich herausgestellt, daß der zuvor beschriebene PbioTeiio-Film 3 einen ausreichend großen Gamma-Werl besitsrt und der Rauschabstand bei der Wiedergabe der Informationen 35 dB betrug.
Beispiel 2
Auf eine Glasplatte mit einem Durchmesser von 35 cm wurde ein 10 nm dicker Cr-FiIm und auf diesen durch Vakuumverdampfung ein 100 nm dicker InSe-FiIm aufgetragen.
Nachdem die Information im Vakuum durch Bestrahlen mit einem Elektronenstrahl auf den zuvor genannten InSe-FiIm aufgezeichnet und dadurch in diesem Film Löcher ausgebildet worden waren, wurde auf den InSe-F;lm ein Al-FiIm mit einer Dicke von 50 nm aufgebracht.
Alternativ wurde nach dem Aufzeichnen der Informationen in der zuvor beschriebenen Weise auf dem besagten InSe-FiIm (und dnm an den Löchern freigelegten Cr-FiIm) mittels einer Nickel-Spiegel-Reaktion ein Ni-FiIm ausgebildet, und darauf wurde dann ein galvanischer Nickel-Überzug hergestellt. Nachdem der Nickelteil davon abgetrennt worden war, wurde eine Nickel-Preßform gebildet, um eine Mutterform in entsprechender Weise wie bei den üblichen, in Massenfertigung hergestellten Schallplatten auszubilden. Auf die Nickel-Preßform wurde eine Piastikscheibe aufgedrückt, so daß eine Kopie des entsprechenden Musters der Nickel-Preßform auf die Plastikscheibe übertragen wurde. Auf diese Plastikscheibe wurde eine Aluminiumschicht in einer Dicke von etwa 50 nm aufgedampft. Nachdem die Plastikscheibe mittels einer Dreheinrichtung (spinner) mit einem durchsichtigen Kunststoffmaterial beschichtet worden war, wurde sie ausgehärtet
Die auf diese Weise aufgezeichneten Informationen wurden dann durch Bestrahlen des aufgedampften Al-Films gemäß den beiden, zuvor beschric jenen Verfahrensarten reproduziert, wobei die Phase des reflektierten Lichts nachgewiesen wurde. Die zuvor erläuterten Messungen wurden auch für InsSegs, InajSeäo, In3oSe7o, InsoSejo und In;OSe3o-Filme durchgeführt, und alle Filme wiesen einen großen Gamma-Wert und einen Störabstand von mehr als 32 dB auf. Wenn zu Se das Element In hinzugefügt wurde, wurde der Punkt für das Obertragen des aufgedampften Films auf das Glas höher, so daß ein stabilerer Film erhalten und das Laserlicht bei Aufzeichnen der Information mit einem Laserlicht besser absorbiert wurde.
Beispiel 3
Auf einer Glasplatte mit einem Durchmesser von cm und einer Dicke von 1 cm wurde ein etwa 40 nm dicker, amorpher As—Te-FiIm mit unterschiedlichen
Mischungsverhältnissen auf einer optisch polierten Oberfläche durch Vakuumverdampfung ausgebildet. Das Ausgangsmaterial für die Vakuumverdampfung wurde in einer Quarzampulle in entsprechender Weise synthetisiert, wie'dies im Zusammenhang mit Beispiel 1 beschrieben wurde. Es wurden dieselbe Ausbildung und derselbe Wiedergabevorgang für die Aufzeichnungsschicht durchgeführt, wie dies in Beispiel 1 beschrieben würdig jedoch mit dem Unterschied, daß die kleine Achse der in dem *As-Te-FiIm ausgebildeten elliptischen Löcher etwa 0,6 μπϊ betrug.
Die Abhängigkeit des Rauschabstandes-Mes As-Te-Films von der Zusammensetzung derselben ist in Tabelle I wiedergegeben.
Tabelle I
Zusammensetzung des Rauschiibstand (dB)
As-Te-Films
As2nTe811 30
ASj0Te1n 38
As4nTe60 45
As,0Te,„ 40
A S60Te40 36
As68Te3, 30
Wie aus Tabelle I zu ersehen ist, trat ein großer Rauschabstand bei einer Zusammensetzung auf, bei der mehr als 32 Atom-% Te enthalten war. Alle diese Zusarr Tiensetzungen mit mehr als 32 Atom-% Te sind für die praktische Verwendung geeignet. Der Störabstand ist insbesondere im bevorzugten Bereich von 40 bis 70 Atom-% Te-Gehalt für die Aufzeichnungsschicht j-3 bemerkenswert groß.
Eine Aufzeichnungsschicht, in der nur Te enthalten ist, ist zur Aufzeichnung von Informationen ebenfalls geeignet. Wenn jedoch zu Te zusätzlich As hinzugefügt wird, wird dadurch verhindert, daß Te einem Kugel- oder Weichglühen (spheroidizing) unterliegt, so daß der Rauschabstand beim Schreibvorgang der Information verringert wird. Ein Zusatz von As trägt auch dazu bei, einen amorphen, aufgedampften Film zu bilden, so daß auf der Oberfläche des Filmes Ungleichmäßigkeiten und -n Ausfransungen, die auf Grund von feinen Kristallen entstehen, verhindert werden.
Ein guter Film kann auch dadurch erzielt werden, daß ein Teil des As durch wenigstens eines der Elemente Se, Sn, Pb, In, P und S ersetzt wird. Wenn beispielsweise Se >n in dem Film enthalten ist, wird das Aufdampfen verbessert, und der Film wird mehr amorph. Wenn im Film S enthalten ist, nimmt die Oberflächenspannung ab, so daß der erhabene Bereich am Außenumfang der Löcher im Film weniger hoch wird. Ein Zusatz von In, Sn oder Pb im Film trägt zur Kristallisation des Filmes bei, so daß der Lichtreflexionsfaktor des Films erhöht wird, was dazu führt, daß der Sigraalpegel vergrößert wird. Andererseits führt ein Zusatz von P dazu, daß der Film amorph wird, so daß die Oberfläche des Filmes so glatt, gleichmäßig und flach wird, was zu einer Abnahme des Rauschpegels führt
Aus der vorausgegangenen Beschreibung ergibt sich also, daß die erwähnten verschiedenen und unterschiedlichen Wirkungen durch Zusatz dieser Elemente zum °5 Film erhalten werden können, d.h. ein in geeigneter Weise ausgewählter Zusatz dieser Elemente zum Film ergibt die gewünschten Eigenschaften des Filmes für die Aufzeichnung der Informationen.
Wenn die Gesamtmenge des im Film enthaltenen Te und Se jedoch geringer als 30%, beispielsweise 10%, ist, beträgt der Rauschabsfand nur 2OdB, so daß die Eigenschaften des Films wesentlich verringert werden. iDaher ist mehr als 30% der Gesamtmenge von Te und Se erforderlich.
Beispiel 4
Auf die optisch polierte Oberfläche eines Glases mit einem Durchmesser von 35 cm, wurde zunächst ein etwa 40 nm dicker SnSe-FiIm und darauf ein 100 hm dicker ASbsSeirFilm in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 beschrieben durch Vakuumaufdampfung aufgebracht.
Die Information wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel I mit Laserlicht auf dem Film aufgezeichnet, und mit dem im Zusammenhang mit Fi g. 2 beschriebenen Verfahren wurde eine Nickelschicht aufgalvanisiert und ein Abdruck davon hergestellt. Bei Wiedergabe der Informationen vor·, der Oberfläche des mit dem Abdruck beschichteten Al-Filmes wurden im wesentlichen dieselben Eigenschaften wie bei dem im Zusammenhang mit Beispiel 3 beschriebenen As-Te-Material erzielt.
Die gleichen Experimente wurden für As5oSe5o, As40Se6O, As3oSc7o und AsioSe^o zusätzlich zu der zuvor beschriebenen Zusammensetzung des As-Se-Materials für die Aufzeichnungsschicht durchgeführt, und für all diese Schichten konnten vorteilhafte Ergebnisse erzielt werden.
Wenn zu Se das Element As zugefügt wird, besitzt die Aufzeichnungsschicht einen großen Gamma-Wert, die Form und die Kontur der Löcher und Austiefungen des Films sind vorteilhaft, die Stabilität und Dauerhaftigkeit des Films wird verbessert, und die teilweise Kristallisation des Materials wird verhindert, so daß die Eigenschaften des Films wesentlich besser sind.
Zur Verbesserung der Hafteigenschaften des Filmes auf der Glasplatte wird die Glasplatte vor der Beschichtung mit dem As —Se-FiIm mit einem Sn-Se-FiIm beschichtet. Anstelle des Sn-Se-Films kann ein Cr-FiIm verwendet werden.
Beispiel 5
Auf eine Glasplatte mit einem Durchmesser von 35 cm wurde eine 300 nm dicke Al-Schicht und auf diese eine 50 nm dicke AsjsSjoTejs-Schicht gemäß dem im Zusammenhang mit Beispiel I beschriebenen Verfahren aufgebracht.
Die Informationen wurden mittels Laserlicht gemäß der in Beispiel I angegebenen Weise auf den Film aufgezeichnet. Dann wurde eine galvanische Nickelschicht darauf ausgebildet und, da Aluminium an den Lochbereichen, die im As3jS3oTe35-Film ausgebildet waren, freilag, wurde Nickel nur auf diesen Bereich aufgebracht, so daß ein erhabener Bereich ausgebildet wurde.
Da sich diese erhabenen Bereiche des Filmes leicht auf eine Platte beispielsweise aus Polyvinylchlorid-Materia] mittels einer Presse übertragen lassen, können die derart aufgezeichneten Informationen gemäß diesem Verfahren in Massenherstellung kopiert werden. Der Rauschabstand der auf diese Weise auf eine Polyvinylchlorid-Platte kopierten Informationen betrug 35 dB, was für die praktische Verwendung ausreichend ist
Beispiel 6
Auf eine optisch polierte Glasplatte mit einem Durchmesser von 35 cm wurde ein etwa 100 nm dicker
mit demselben Verfahren wie beim Beispiel 1 aufgebracht. Da Se im Vergleich zu Sn jedoch beim Aufdampfverfahren besser haftet, ergibt sich in diesem Fall eine Zusammensetzung des in dieser Weise aufgebrachten Films von SneoScio-
Die Informationen wurden dann gemäß den anhand des Beispiels 1 beschriebenen Verfahren aufgezeichnet. Eine galvanische Nickelschicht wurde entsprechend der in Beispiel 2 beschriebenen Weise auf dem Film hergestellt uno der Abdruck auf diese Weise gewonnen.
Die Eigenschaften des Sn-Se-Materials des Films 'sind derart, daß wegen der geringen Größe des erhabenen Bereiches am Außenumfang der Löcher im Film beinahe kein Rauschen auftritt, wenn die Ungleichmäßigkeit und Unebenheit in dem auf dem Abdruck aufgebrachten AI-FiIm durch die Phasendifferenz des Wiedergabelichtes festgestellt wird.
Der Rauschabstand wurde bei der Wiedergabe von Informationen von dem Sn-Se-FiIm des Abdruckes gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 11 aufgelistet. Wenn der Se-Gchalt innerhalb eines Bereiches von 30 bis 70 Atom-% lag, wie dies bereits im Zusammenhang mit den vorangegangenen Experimenten beschrieben wurde, ergaben sich in allen Fällen gute Eigenschaften.
Tabelle II
Zusammenselzung des
Sn-Se-Films
Rauschabstand (dB)
Sn70Se30
Sn60Se40
Sr^oSe5O
Sn40Se60
Sn30Se70
35
40
42
36
30
Beispiel 7
Auf eine Glasplatte mit einem Durchmesser von 35 cm wurde aus unterschiedlichen Schiffchen voneinander getrennt Ss und S mit einer Zusammensetzung von Se7oS3o Atom-% aufgedampft, und es bildete sich
eine 100 nm dicke, aufgedampfte Schicht aus. Die Informationen wurden gemäß der anhand von Beispiel 1 beschriebenen V/eise mit einem Laserlicht aufgezeichnet. Nach Aufzeichnung der Informationen wurde entsprechend dem in Beispiel 2 beschriebenen Verfahren eine galvanische Nickelschicht ausgebildet und der Abdruck auf der Plastikplatte hergestellt.
Der Zusatz von S führt zu einer Verringerung des erhabenen Bereiches der Lochränder im Film, und der Stör- bzw. Rauschabstand betrug 32 dB.
Beispiel 8
Ein aus As, Se und Te mit einem Mischverhältnis von As40, SeIiTe45 Atom-% bestehendes Malerial wurde in eine Ampulle gefüllt und unter Schütteln 3 Stunden lang im Vakuum auf 8000C gehalten, so daß dieses Gemisch eng vermischt bzw. gelöst wurde. Nachdem die Mischung abgekühlt war, wurde sie aus der Quarzampulle herausgenommen und daraus ein feines Pulver gebildet.
Das auf diese Weise behandelte Gemisch wurde durch Sprühaufdampfen auf eine quadratische Glasplatte mit einer Kantenlänge von 5 cm aufgebracht, so daß sich auf dieser Glasplatte eine etwa 50 nm dicke Schicht ausbildete. Dann wurde diese Glasplatte auf eine bewegliche, durch einen Elektromotor elektrisch angetriebene Plattform angebracht, und Argon-Laserlicht einer Wellenlänge von 514,5 nm wurde auf diesen Film fokussiert. Bei der Bestrahlung wurde dieser Film mit einem konstanten Abstand oder Breite abgetastet. Das Substrat wurde derart bewegt, daß sich ein vorgegebenes Muster ausbildete. Das auf diese Weise ausgebildete Muster kann als Maske für eine Photolack-Belichtung verwendet werden.
Die im Zusammenhang mit anderen Beispielen zuvor beschriebenen Materialien können auch auf die zuvor genannte Glasplatte aufgedampft werden, so daß sich Masken für die Belichtung herstellen lassen. Umgekehrt können auch die Materialien gemäß dem Beispie! 8 auf die Scheibe aufgedampft werden, so daß die Videoinformation mit hoher Dichte entsprechend der in den anderen, zuvor beschriebenen Beispielen angegebenen Weise aufgezeichnet werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Schicht zur Informationsaufzeichnung mittels Laserstrahl, die mindestens 30 Atom-% Se und/oder Te sowie als Rest wenigstens eines der Elemente In, Sn, Pb, P, As, S enthält, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Strahldurchmesser im Bereich von etwa 0,6 bis 1 μίτι die Dicke der Schicht im Bereich von 20 bis 100 nm liegt.
2. Schicht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rest wenigstens teilweise eines der Elemente Sb, Ga, Tl, Ge, Si enthält.
3. Schicht nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an Sb, Ga, Tl, Ge und/oder Si weniger als 50 Atom-% des Restes ausmacht.
DE19762632122 1975-07-18 1976-07-16 Schicht zur Informationsaufzeichnung mittels Laserstrahl Expired DE2632122C2 (de)

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