DE3802679A1 - Informationsspeichermedium - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Informationsspeichermedium, z.B. eine optische Platte zur Aufzeichnung oder Löschung von Information durch Phasentransformation oder -übergang einer Aufzeichungsschicht bei Bestrahlung mit einem Lichtstrahl, z.B. einem Laserstrahl.

Eine optische Platte vom Phasentransformationstyp stellt ein typisches Beispiel für eine optische Platte dar, die eine Löschung von Information gestattet. Wird ein Teil einer Aufzeichnungsschicht einer optischen Platte vom Phasen­ transformationstyp mit einem Laserstrahl bestrahlt, erfährt dieser Teil eine Phasentransformation zwischen einer kristallinen Phase und einer amorphen Phase, und zwar in Abhängigkeit von den Bedingungen, unter denen die Be­ strahlung mit dem Laserstrahl erfolgt. Hierbei wird auf der optischen Platte entweder eine Information aufge­ zeichnet oder von der optischen Platte gelöscht.

Werkstoffe, bei denen eine solche Phasentransformation möglich ist, sind Halbleiter, Halbleiterverbindungen und Metallegierungen, z.B. Te, Ge, TeGe, InSe, SbSe und SbTe. Solche Werkstoffe können selektiv in kristallinen Zustand oder amorphen Zustand gebracht werden. Die komplexen Beugungsindizes dieser Werkstoffe, die durch N = n-ik ausgedrückt werden, unterscheiden sich zwischen dem einen dieser Zustände und dem anderen in beträchtlichem Maße.

Die genannten beiden Zustände können durch Wärmebe­ handlung mittels eines Laserstrahls alternierend umgekehrt werden, wobei es entweder zu einer Informationsaufzeichnung oder -löschung kommt (vgl. S.R. Ovshinky in "Metallurgical Transactions" 2, 641 (1971)).

Neben dem geschilderten Verfahren existiert auch noch ein System, bei dem Information mittels einer reversiblen Phasentransformation zwischen unterschiedlichen kristallinen Phasen durch Ändern der Bestrahlungsbedingungen mit dem Laserstrahl aufgezeichnet oder gelöscht wird (vgl. JP-OS (Kokai) 61-1 34 44). Ein typisches Beispiel für einen dabei benutzten Werkstoff ist eine In-Sb-Legierung.

Bei Bestrahlung mit einem niedrigenergetischen Laserstrahl relativ langen Impulses wird das Korn eines Dünnfilms aus einer In-Sb-Legierung in ein kleinkristallines Korn umge­ wandelt. Dieses kleinkristalline Korn wächst bei Bestrah­ lung mit einem höherenergetischen Laserstrahl mit kurzem Impuls rasch zu einem relativ großkristallinen Korn. Die komplexen Beugungsindizes dieser beiden Kristallstrukturen unterscheiden sich voneinander erheblich. Wird von einer Aufzeichnungsschicht durch Bestrahlen mit einem Laserstrahl Information abgelesen, werden die Kristallzustände auf der Basis eines Unterschieds zwischen den durch die Oberflächen­ teile der Platte reflektierten Lichtmengen unterschieden.

Sämtliche der genannten Werkstoffe, deren Phase zwischen amorph und kristallin unter Informationsaufzeichnung bzw. -löschung veränderbar ist, besitzen eine niedrige Kristallisationsgeschwindigkeit. Dies führt dazu, daß die zur Initialisierung und Informationslöschung erforderlichen Perioden unerwünscht lang sind.

Bei einer optischen Platte mit einer In-Sb-Aufzeichnungs­ schicht zur alternierenden Änderung von einer Kristallphase zu einer anderen läßt sich in höchst vorteilhafter Weise wegen ihrer hohen Kristallisationsgeschwindigkeit eine intermetallische In₅₀Sb₅₀-Verbindung benutzen. Hierbei er­ reicht man eine rasche Initialisierung und Informations­ löschung. Die tatsächliche Informationsaufzeichnung be­ reitet jedoch Schwierigkeiten, da keine (später beschriebene) Sb-Abscheidung erfolgt. Ist der In-Gehalt der Aufzeichnungs­ schicht höher als der Sb-Gehalt, läßt sich nicht immer eine vollständige Phasentransformation gewährleisten, so daß manchmal eine Informationsaufzeichnung nicht möglich wird. Eine andere Möglichkeit besteht darin, den Sb-Gehalt der Aufzeichnungsschicht gegenüber der Zusammensetzung In₅₀Sb₅₀ etwas höher zu machen als den In-Gehalt. Wird dann die Aufzeichnungsschicht mit einem Laserstrahl bestrahlt, geht sie in eine Mischphase aus intermetallischem InSb- Kristallkorn und Sb-Kristallkorn über. Die Größe des Sb- Kristallkorns ändert sich mit den Bedingungen, unter denen die Bestrahlung mit dem Laserstrahl erfolgt, so daß sich die Höhe des Informationsaufzeichnungssignals erhalten läßt. Da jedoch Sb eine geringe Kristallwachstumsgeschwin­ digkeit aufweist, verlängern sich die Initialisierungs­ dauer und Löschungsdauer für die Aufzeichnungsschicht der­ art, daß kein Hochgeschwindigkeitsbetrieb möglich wird. Insbesondere können Initialisierungsfehler und eine un­ vollständige Löschung auftreten. Wird beim "Beschreiben" die optische Platte mit hoher Geschwindigkeit gedreht, kann das Kristallkorn nicht in ausreichendem Maße wachsen, so daß es zu einer unzureichenden Aufzeichnung kommt.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Informations­ speichermedium mit guten Informationsspeichereigenschaften zu schaffen, bei dem sowohl die Initialisierung einer Auf­ zeichnungsschicht als auch die Informationslöschung mit hoher Geschwindigkeit vorgenommen werden können.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Informationsspeicher­ medium aus einem Substrat und einer darauf befindlichen Aufzeichnungsschicht, die bei Ändern der Bestrahlungsbe­ dingungen mit einem Lichtstrahl einen reversiblen Phasen­ übergang bzw. eine reversible Phasentransformation zwischen unterschiedlichen Phasen erfährt und eine In_50-x Sb₅₀Te _x - Legierung, worin x in Atom-% angegeben ist und in einen Bereich 0 x< x< 20 fällt, enthält.

Erfindungsgemäß ist die Aufzeichnungsschicht derart ausge­ staltet, daß sie abwechselnd eine Phasentransformation zwischen einer Mischphase aus feinem Korn einer interme­ tallischen InSb-Verbindung und SbTe-Kristallkorn und einer Mischphase aus feinem Korn der intermetallischen InSb- Verbindung und amorphem SbTe erfährt. Besteht die Auf­ zeichnungsschicht aus einer Legierung einer Zusammenset­ zung innerhalb des angegebenen Bereichs, geht SbTe ohne Schwierigkeiten aus der amorphen Phase in die kristalline Phase oder umgekehrt über. Dies hat zur Folge, daß sich sowohl eine Initialisierung der Aufzeichnungsschicht als auch eine Informationsaufzeichnung/-löschung mit hoher Geschwindigkeit durchführen lassen. Die komplexen Beugungs­ indizes des in der Aufzeichnungsschicht enthaltenen SbTe unterscheiden sich zwischen der kristallinen Phase und der amorphen Phase beträchtlich. Das Ergebnis davon ist, daß die Größe des Informationsaufzeichnungssignals (d.h. der Kontrast zwischen Aufzeichnungsstellen und Nicht-Auf­ zeichnungsstellen) der Aufzeichnungsschicht hoch ist.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Informationsspeichermediums in Form einer optischen Platte;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer zur Herstellung des in Fig. 1 dargestellten Informationsspeicher­ mediums in Form einer optischen Platte verwendeten Zerstäubungsvorrichtung;

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines optischen Systems zur Aufzeichnung von Information in dem in Fig. 1 dargestellten Informationsspeichermedium oder zur Ablesung oder Löschung von Information von diesem und

Fig. 4 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen dem Te-Gehalt der Aufzeichungsschicht und dem Wiedergabesignal.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform näher erläutert.

Besteht eine Aufzeichnungsschicht aus In₅₀Sb₅₀, ist der Film sehr stabil, da In₅₀Sb₅₀ eine intermetallische Verbindung darstellt. Da bei Bestrahlung der Aufzeichnungsschicht mit einem Laserstrahl eine Ausrichtung von Atomen in einem kurzen Bereich mit sehr hoher Geschwindigkeit durchgeführt werden kann, wird somit sowohl beim Initialisierungsmodus als auch Löschungsmodus eine Hochgeschwindigkeitskristalli­ sierung möglich. Auch wenn die Laserstrahl-Bestrahlungs­ bedingungen geändert werden, ändert sich jedoch die Kristall­ korngröße von In₅₀Sb₅₀ nicht nennenswert, so daß keine Information aufgezeichnet werden kann.

Ist jedoch der Sb-Gehalt der Aufzeichnungsschicht etwas höher als es der Formel In₅₀Sb₅₀ entspricht, läßt sich eine Mischphase von In₅₀Sb₅₀-Kristallkorn und Sb-Kristall­ korn erreichen. Bei Bestrahlung mit dem Laserstrahl ändert sich die Größe des Sb-Kristallkorns merklich, so daß eine Aufzeichnung von Information auf der Aufzeichnungsschicht möglich wird. Da jedoch Sb unmittelbar nach der Filmbildung eine niedrige Übergangsgeschwindigkeit aus dem amorphen Zustand in den kristallinen Zustand und eine niedrige Phasentransformationsgeschwindigkeit zwischen unterschied­ lichen kristallinen Phasen aufweist, dauern die Initiali­ sierung und auch die Informationslöschung unerwünscht lange.

Besteht jedoch eine Aufzeichnungsschicht aus einer In_50-x Sb₅₀-Te _x -Legierung, in der x in Atom-% angegeben ist und in einen Bereich 0 < x < 20 fällt, geht ein mit einem Laserstrahl bestrahlter Teil in eine Mischphase aus der intermetallischen InSb-Verbindung und SbTe über. Wird das SbTe durch Bestrahlen mit einem Laserstrahl zu einer Phasentransformation zwischen den kristallinen und amorphen Phasen veranlaßt, unterscheiden sich die Reflexionen dieser Phasen deutlich voneinander, so daß ein hoher Wert für das Informationsaufzeichnungssignal erreicht wird. SbTe besitzt in amorphem Zustand eine hohe Kristallisationsgeschwindigkeit, so daß eine rasche Initialisierung und Informationslöschung möglich werden. Da jedoch SbTe zwischen feinen Kristallen der inter­ metallischen InSb-Verbindung dispergiert ist, bleibt es selbst in amorphem Zustand stabil. Dies bedeutet, daß dauernd eine zuverlässige und stabile Aufzeichnung ge­ währleistet ist. Darüber hinaus läßt sich SbTe ohne Schwierigkeiten in eine amorphe Phase umwandeln, so daß die Aufzeichnungsgeschwindigkeit erhöht werden kann. Wenn x 20 Atom-% übersteigt, erscheinen bei Bestrahlung mit dem Lichtstrahl andere Kristallphasen, wodurch der Kontrast zwischen Aufzeichnungsstellen und Nicht-Auf­ zeichnungsstellen vermindert wird. Somit muß x immer geringer als 20 Atom-% sein.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform besitzt ein erfindungsgemäßes Informationsaufzeichnungsmedium in Form einer optischen Platte die in Fig. 1 dargestellte Bauweise. Ein Substrat 11 besteht aus einem durchsichtigen Material, dessen physikalische Eigenschaften im Laufe der Zeit weitgehend unverändert bleiben, z.B. aus Glas oder einem Polycarbonatharz. Auf dem Substrat 11 sind in der angegebenen Reihenfolge eine Schutzschicht 12, eine Auf­ zeichungsschicht 13, eine Schutzschicht 14 und eine Ober­ flächen(schutz)schicht 15 vorgesehen. Die Schutzschichten 12 und 14 bestehen aus einem dielektrischen Material, wie SiO₂. Sie dienen dazu, eine Verdampfung und Lunkerbildung an den mit einem Laserstrahl u.dgl. bestrahlten Stellen zu verhindern. Die Oberflächen(schutz)schicht 15 besteht aus einem Harz, z.B. UV-härtbaren Harz. Sie dient dazu, ein Zerkratzen der Oberfläche der optischen Platte während ihrer Handhabung zu verhindern. Die Aufzeichungsschicht 13 besteht aus der In_50-x Sb₅₀Te _x -Legierung, worin x in Atom-% angegeben ist und in einen Bereich von 0 < x < 20 Wird die Aufzeichnungsschicht 13 mit einem Laserstrahl unter kontrollierten Bestrahlungsbedingungen bestrahlt, erfährt sie - wie beschrieben - einen reversiblen Phasen­ übergang zwischen zwei Phasen.

Gegebenenfalls können die Schutzschichten 12, 14 und 15 auch weggelassen werden.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die in Fig. 2 schematisch dargestellte Zerstäubungsvorrichtung das Verfahren zur Herstellung der beschriebenen Ausführungs­ form des erfindungsgemäßen Informationsspeichermediums in Form einer optischen Platte näher erläutert.

Eine zylindrische Reaktionskammer 21 besitzt in ihrer Wandung eine Austrittsöffnung 31 und eine Gaseinlaßöff­ nung 30. An die Austrittsöffnung 31 ist zum Evakuieren der Reaktionskammer 21 eine Kältepumpe angeschlossen. Eine nicht dargestellte Argonzufuhrvorrichtung ist an die Gas­ einlaßöffnung 30 angeschlossen, um der Reaktionskammer 21 über die Gaseinlaßöffnung 30 gasförmiges Argon zuzuführen. Im oberen Teil der Reaktionskammer 21 liegt ein scheiben­ förmiges Substrat 11 waagerecht auf einer drehbaren Unter­ lage 22. Wird die drehbare Unterlage 22 mit Hilfe eines nicht dargestellten Motors in Drehbewegung versetzt, dreht sich damit auch das Substrat 11. In der Reaktionskammer 21 sind an Hochfrequenzstromquellen 35, 36 bzw. 37 angeschlossene plattenförmige Elektroden 26, 27 und 28 derart ange­ ordnet, daß sie dem Substrat 11 gegenüberliegen. Auf den Elektroden 26, 27 bzw. 28 befinden sich ein Target 23 aus einer In-Sb-Legierung gegebener Zusammensetzung, ein SiO₂- Target 24 bzw. ein Te-Target 25. Zwischen den verschiedenen Targets 23, 24 bzw. 25 und dem Substrat 11 befinden sich Schirme 32, 33 bzw. 34.

Um mit Hilfe der - wie beschrieben - aufgebauten Zerstäu­ bungsvorrichtung eine Zerstäubung durchzuführen, wird zunächst die Reaktionskammer 21 mit Hilfe der Kältepumpe auf ein Vakuum von 133 · 10^-6 Pa (10^-6 Torr) evakuiert. Danach wird der Reaktionskammer 21 beispielsweise mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 10 SCCM gasförmiges Argon zugeführt, um darin den Gasdruck auf beispielsweise 667 mPa (5 mTorr) einzustellen. Danach wird dem SiO₂-Target 24 von der Hochfrequenzstromquelle 36 hochfrequente Energie von beispielsweise 200 W zugeführt, während das Substrat 11 mit 60/min (60 Umdrehungen/min) gedreht wird. Auf diese Weise wird auf dem Substrat 11 eine Schutzschicht 12 ausge­ bildet. In dieser Stufe wird lediglich der Verschluß 33 offen­ gehalten. Danach werden der Verschluß 33 geschlossen und die Ver­ schlüsse 32 und 34 geöffnet. Gleichzeitig wird dem Target 23 von der Hochfrequenzstromquelle 35 hochfrequente Energie von beispielsweise 200 W und dem Target 25 von der Hoch­ frequenzstromquelle 37 hochfrequente Energie von 20 W zugeführt, wobei sich eine Aufzeichnungsschicht 13 aus einer InSbTe-Legierung gegebener Zusammensetzung bildet. Danach werden die Hochfrequenzstromquelle 35 und 37 abgeschaltet und die Hochfrequenzstromquelle 36 erneut angeschaltet. Unter denselben Bedingungen wie im Falle der Schutzschicht 12 entsteht auf der Aufzeichnungsschicht 13 eine Schutzschicht 14.

Der hierbei erhaltene Prüfling wird aus der Reaktions­ kammer 21 entnommen und durch Spinnbeschichtung mit einem UV-härtbaren Harz beschichtet. Nach Härtung des Harzes durch Bestrahlen mit UV-Strahlen enthält der Prüfling eine Schutzschicht 15.

Im folgenden wird die Betriebsweise des - wie beschrieben aufgebauten - Informationsspeichermediums in Form einer optischen Platte näher erläutert.

Initialisierung

Da die gebildete Aufzeichnungsschicht 13 amorph ist, muß sie zur Informationsaufzeichnung kristallisiert werden. Zu diesem Zweck wird die amorphe Aufzeichnungsschicht kontinuierlich mit einem Laserstrahl relativ niedriger Energie und großer Impulsbreite bestrahlt. Die Aufzeich­ nungsschicht schmilzt auf, wird schrittweise abgekühlt und verfestigt sich. Dabei wird die Aufzeichnungsschicht in eine kristalline Phase aus feinkörniger intermetalli­ scher InSb-Verbindung und feinkörnigem SbTe umgewandelt.

Aufzeichnung

Die initialisierte Aufzeichnungsschicht 13 wird mit einem Laserstrahl 18 relativ großer Energie und geringer Impuls­ breite bestrahlt, um das feine Korn in eine amorphe Phase umzuwandeln. Eine Aufzeichnungsmarke 19 wird aus einer Mischphase aus dem feinen Kristallkorn der intermetalli­ schen InSb-Verbindung und amorphem SbTe gebildet.

Ablesung

Die Aufzeichnungsschicht 13 wird mit einem Laserstrahl relativ niedriger Energie bestrahlt, um die Intensität des durch die Aufzeichnungsmarke 19 reflektierten Lichts unter Ablesung von Information zu ermitteln.

Löschung

Man bedient sich derselben Laserstrahlbestrahlungsbe­ dingungen wie bei der Initialisierung und bestrahlt die Aufzeichnungsmarke 19 unter diesen Bedingungen mit dem Laserstrahl. Hierbei kommt es in entsprechender Weise wie bei der Initialisierung zu einer Aufschmelzung, schritt­ weisen Abkühlung und Verfestigung der Aufzeichnungsmarke 19. In diesem Falle wird amorphes Sb _x Te _x in feines Kristallkorn unter Löschen der Information umgewandelt.

Anhand von Fig. 3 wird ein optisches Steuersystem zur Aufzeichnung, Löschung oder Ablesung von Information auf bzw. von dem - wie beschrieben aufgebauten - Informations­ speichermedium in Form einer optischen Platte beschrieben.

Das optische System enthält eine Halbleiterlaserdiode 60 zur Aufzeichnung und Ablesung von Information und eine Halbleiterlaserdiode 62 zur Löschung von auf der optischen Platte aufgezeichneter Information. Ein aus der Diode 60 bzw. 62 emittierter Laserstrahl wird durch eine Linse 64 bzw. 66 gebündelt und mittels eines Spiegels 68 reflektiert. Das reflektierte Licht vom Spiegel 68 tritt in eine Linse 70 parallel zur optischen Achse ein und wird anschließend durch einen Spiegel 72 reflektiert. Der vom Spiegel 72 re­ flektierte Laserstrahl wird in einen Strahlteiler 74 und dann in eine Polarisationsplatte 76 einer Stärke entsprechend etwa einem Viertel der Wellenlänge des verwendeten Laser­ strahls geleitet. Danach tritt der Laserstrahl in eine Linse 78 ein und wird durch diese auf eine optische Scheibe 80 gebündelt. Die Linse 78 ist mit Hilfe eines nicht dargestellten Antriebsmechanismus beweglich gela­ gert, wodurch eine radiale und axiale Einstellung der Lage der Linse 78 möglich wird. Die Platte 80 wird mit einer Geschwindigkeit von 10 ms^-1 gedreht.

Das von der optischen Platte 80 reflektierte Licht tritt erneut in die Linse 78 ein und durch die Platte 76 hin­ durch. Zu diesem Zeitpunkt wird das Licht bei seiner Rückwärts- und Vorwärtsbewegung in der Platte 76 polari­ siert, so daß es durch den Strahlteiler 74 reflektiert und zu einer Sammellinse 82 und einer säulenförmigen Linse 84 abgelenkt wird. Das von der optischen Platte 80 reflektierte Licht wird mittels eines Detektors 86 erfaßt. Die Linse 78 wird mittels des Antriebsmechanismus derart bewegt, daß der konvergierte Fleck von der Linse 78 auf die Platte 80 gebündelt wird.

Bei der Aufzeichnung von Information wird ein pulsierender Lichtstrahl (Aufzeichnungsstrahl) entsprechend der aufzu­ zeichnenden Information aus der Laserdiode 60 emittiert. Der Aufzeichnungsstrahl wird auf eine vorgegebene Stelle der Aufzeichnungsschicht der optischen Platte 80 gerichtet. An der bestrahlten Stelle entsteht nach Ablauf der ge­ schilderten Phasentransformation eine Aufzeichnungsmarke.

Bei der Ablesung von Information wird aus der Laserdiode 60 ein Laserstrahl mit der 0,1-fachen Leistung des Auf­ zeichnungsstrahls kontinuierlich emittiert. Dieser Laser­ strahl tritt durch das Substrat der optischen Platte 80 hindurch und wird durch die Aufzeichnungsschicht reflektiert. Der Detektor 86 erfaßt die Intensität des von der Auf­ zeichnungsschicht reflektierten Lichts. In diesem Falle be­ sitzen die Aufzeichnungsmarke und die sonstigen Stellen der Aufzeichnungsschicht - wie bereits erwähnt - eine unter­ schiedliche Kristallkorngröße, so daß die von diesen ver­ schiedenen Stellen reflektierten Lichtstrahlen eine unter­ schiedliche Intensität zeigen. Somit läßt sich - basierend auf dem Intensitätsunterschied der reflektierten Strahlen - die aufgezeichnete Information sicher ablesen.

Beim Löschen von Information wird aus der Laserdiode 62 kontinuierlich ein Löschlaserstrahl emittiert und auf die Aufzeichnungsmarke gerichtet. Dabei erfährt die Auf­ zeichnungsmarke eine Phasentransformation, und zwar der­ art, daß sie wieder in eine der anderen Stelle entsprechende feine Kristallkornstruktur übergeht. Hierbei erfolgt die Lösung der Information.

Die folgenden Beispiele erläutern die Herstellung typischer erfindungsgemäßer Informationsspeichermedien und mit diesen durchgeführte charakteristische Tests.

Beispiel 1

Durch Argonzerstäubung wird auf einem geriffelten Poly­ carbonatsubstrat eine 100 nm (1000 Å) dicke SiO₂-Schicht erzeugt. Auf dieser wird unter strenger Steuerung der Zusammensetzung der Legierung eine aus drei Komponenten bestehende, 75 nm (750 Å) dicke In₄₇Sb₅₀Te₃-Legierungs­ schicht als Aufzeichnungsschicht aufgetragen. Schließlich werden auf der Aufzeichnungsschicht ein 100 nm (100 Å) dicker SiO₂-Film und auf der zweiten SiO₂-Schicht eine 10 µm dicke UV-härtbare Harzschicht ausgebildet. Hierbei erhält man eine optische Platte.

In entsprechender Weise werden auch noch andere optische Platten hergestellt, wobei jedoch die Zusammensetzungen der Aufzeichnungsschichten folgenden Formeln entsprechen: In₄₅Sb₅₀Te₅; In₄₀Sb₅₀Te₁₀; In₃₅Sb₅₀Te₁₅ bzw. In₃₀Sb₅₀Te₂₀.

Zu Vergleichszwecken wird in entsprechender Weise eine weitere optische Platte mit einer Aufzeichnungsschicht der Zusammensetzung: In₅₀Sb₅₀ hergestellt.

Die erhaltenen sechs Prüflinge werden mittels einer Prüf­ vorrichtung für dynamische Eigenschaften getestet. Jeder plattenförmige Prüfling wird mit einer Umdrehungsge­ schwindigkeit von 900/min (900 Umdrehungen/min) umlaufen­ gelassen. Beim Test bedient man sich eines Halbleiter­ lasers einer Wellenlänge von 830 nm. Bei der Initialisierung erfolgt eine kontinuierliche Bestrahlung mit einer Leistung von 8 mW. Bei der Aufzeichnung besitzt der Laserstrahl eine Leistung von 13 mW, eine Impulsbreite von 100 ns und ein Tastverhältnis von 50%. Beim Löschen erfolgt eine kontinuierliche Bestrahlung mit derselben Leistung wie bei der Initialisierung.

Die Initialisierung sämtlicher Prüflinge konnte innerhalb von zwei Umdrehungen der Platte beendet werden.

Die Initialisierung einer In-Sb-Legierung mit höherem Sb-Gehalt, beispielsweise In₄₅Sb_55, war innerhalb von sechs bis acht Umdrehungen der Platte vollständig. Die Initialisierungsgeschwindigkeiten dieser Prüflinge waren hoch.

Die Aufzeichnungsergebnisse werden unter Bezugnahme auf Fig. 4 erläutert.

In der graphischen Darstellung gemäß Fig. 4 sind der x-Wert von In_50-x Te _x Sb₅₀ auf der Abszisse und die Größe des Ablesungssignals auf der Ordinate aufgetragen. Aus der graphischen Darstellung gemäß Fig. 4 ergibt sich die Be­ ziehung zwischen dem Wert x und der Signalgröße bei Auf­ zeichnung und Ablesung einer Information mit einem 0,4 mW- Laserstrahl. Die Ablese-Signalgröße bzw. der Wert für das Ablesesignal ist bei In₅₀Sb₅₀ sehr niedrig. Mit zunehmendem Wert x steigt jedoch auch die (Signal-)Größe an. Wenn je­ doch der Wert x 15 Atom-% übersteigt, sinkt die Größe des Ablesesignals unerwünschterweise ab.

Es wurden keine Prüflinge mit einer Aufzeichnungsschicht einer Zusammensetzung mit x größer als 20 Atom-% hergestellt. Würden solche Prüflinge hergestellt, träten andere Phasen als InSb und SbTe auf, wobei keine Information mehr auf­ gezeichnet werden kann.

Bei der Löschung von Information wird die Aufzeichnungs­ marke mit dem Lösch-Laserstrahl bestrahlt, um bei Prüf­ lingen mit x = 15 Atom-% oder weniger während einer Umdrehung jedes plattenförmigen Prüflings die Information vollständig zu löschen. Wenn jedoch x 20 Atom-% übersteigt, läßt sich unter denselben Löschungsbedingungen ein 40-mV- Nicht-Löschsignal nachweisen, d.h. die Information läßt sich nicht vollständig löschen.

Beispiel 2

Nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Zerstäubungsverfahren werden sechs plattenförmige Prüflinge hergestellt, wobei jedoch x in jedem In_50-x Sb₅₀Te _x -Dünnfilm auf 0, 1, 2, 5, 10 bzw. 20 eingestellt wird. Die Prüflinge werden (unmittel­ bar) nach der Ablagerung mit einem pulsierenden 9-mW Laser­ strahl bestrahlt, um die bestrahlten Stellen zur Kristalli­ sation zu bringen. Die Impulsbreiten des Laserstrahls, die zur Kristallisation der Prüflinge erforderlich waren, wurden gemessen. Bei dem Te-freien In₅₀Sb₅₀-Prüfling war zur Kristallisation eine Impulsbreite von 15 ns erforderlich. Die Kristallisationsgeschwindigkeit war hoch. Bei den Prüflingen mit 1, 2, 5, 10 bzw. 20 Atom-% Te betrugen die zur Kristallisation erforderlichen Impulsbreiten 50 ns, 70 ns, 90 ns, 300 ns bzw. 1 µs. Beim identischen Test hat es sich gezeigt, daß sich In₄₅Sb₅₅ innerhalb einer Impuls­ breite von 2-3 µs kristallisieren läßt. Folglich besitzen sämtliche Prüflinge eine hohe Kristallisationsgeschwindig­ keit. Bei dem Prüfling mit 20 Atom-% Te hat es sich gezeigt, daß sich die Initialisierung und Informationslöschung mit hoher Geschwindigkeit durchführen lassen.

Wenn der Te-Gehalt 10 Atom-% oder weniger beträgt, dauert die Kristallisation - wie beschrieben - 300 ns oder weniger, was für eine Hochgeschwindigkeitslöschung bevorzugt wird. Insbesondere wenn der Te-Gehalt 5 Atom-% oder weniger be­ trägt, beträgt die Kristallisation nur 100 ns oder weniger. In diesem Falle läßt sich die Löschgeschwindigkeit stei­ gern.

In₅₀Sb₅₀ wird mit höherer Geschwindigkeit als die anderen Prüflinge kristallisiert. Nichtsdestoweniger besitzt das von der Aufzeichnungsmarke, d.h. einer Stelle der In₅₀Sb₅₀- Schicht reproduzierte Signal einen Spannungswert nahezu etwa 0 mV. Folglich kann durch In₅₀Sb₅₀ keine Information aufgezeichnet werden.

Claims (10)

1. Informationsspeichermedium aus einem Substrat (11) und einer auf dem Substrat (11) befindlichen und einem reversiblen Phasenübergang zwischen unterschiedlichen Phasen durch Ändern der Bedingungen, unter denen ein Lichtstrahl auftreffen gelassen wird, unterworfenen Aufzeichnungsschicht (13), dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Aufzeichungsschicht (13) eine Legierung der Zusammensetzung In_50-x Sb₅₀Te _x , worin x in Atom-% ausgedrückt ist und in einen Bereich 0 < x < 20 fällt, enthält.

2. Medium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zwischen dem Substrat (11) und der Auf­ zeichnungsschicht (13) eine erste Schutzschicht (12) vorgesehen ist.

3. Medium nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich auf der Aufzeichnungsschicht (13) eine zweite Schutzschicht (14) vorgesehen ist.

4. Medium nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich auf der zweiten Schutzschicht (14) eine Oberflächenschicht (15) vorgesehen ist.

5. Medium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung nicht mehr als 10 Atom-% Te enthält.

6. Medium nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung nicht mehr als 5 Atom-% Te enthält.

7. Medium nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung nicht mehr als 10 Atom-% Te enthält.

8. Medium nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung nicht mehr als 5 Atom-% Te enthält.

9. Medium nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite der Schutzschichten (12, 14) ein dielektrisches Material enthalten.

10. Medium nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenschicht (15) ein Harz enthält.