DE3877975T2 - Aufzeichnungselemente, die duenne legierungsschichten des typs "write once" enthalten. - Google Patents

Aufzeichnungselemente, die duenne legierungsschichten des typs "write once" enthalten.

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DE3877975T2 DE8888301241T DE3877975T DE3877975T2 DE 3877975 T2 DE3877975 T2 DE 3877975T2 DE 8888301241 T DE8888301241 T DE 8888301241T DE 3877975 T DE3877975 T DE 3877975T DE 3877975 T2 DE3877975 T2 DE 3877975T2
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Description

  • Diese Erfindung betrifft Aufzeichnungselemente und Aufzeichnungsverfahren.
  • Optische Dünnfilm-Aufzeichnungsschichten unter Verwendung von Dünnfilm-Chalcogeniden und amorphen bis kristallinen Phasenübergängen sind Gegenstand vieler Untersuchungen seit den frühen 70er Jahren gewesen. Das ursprüngliche Interesse konzentrierte sich dabei auf "löschbare" und infolgedessen wiederverwendbare optische Aufzeichnungsschichten, da der Übergang von amorph zu kristallin im Prinzip ein reversibler Prozeß ist. Derartige Schichten werden im allgemeinen nach einem Vakuumverfahren hergestellt. Die Schicht ist amorph, wenn sie in dieser Weise hergestellt wird. Ein relativ lang dauernder Laserimpuls von geringer Stärke wird dazu verwendet, um eine lokale Stelle auf der Schicht auf eine Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes ausreichend lange aufzuheizen, um die Stelle zur Kristallisation zu bringen. Diese kristallinen Stellen können wiederum erhitzt werden mittels eines Lasers von kürzerer Dauer und höherer Energie auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes der kristallisierten Stellen, um die Struktur der Stellen willkürlich zu verteilen. Die Schicht ist derart aufgebaut, daß nach Beendigung des Laserimpulses die Abkühlungsgeschwindigkeit der erhitzten Stelle hoch genug ist, damit die willkürlich verteilte Struktur eingefroren wird, um einen amorphen Zustand zu erreichen.
  • Durch Einstellung der Laserenergie und Laserdauer kann somit der Zustand der ausgewählten Stelle in der Schicht verändert werden zwischen dem amorphen Zustand und dem kristallinen Zustand unter Herbeiführung eines Musters von amorphen und kristallinen Stellen, was zur Speicherung von Informationen ausgenutzt werden kann. Da der Phasenübergang reversibel ist, kann das Muster gelöscht und durch ein verschiedenes aufgezeichnetes Muster ersetzt werden. Theoretisch kann dieser Lösch-Aufzeichnungs-Zyklus beliebig oft durchgeführt werden.
  • Eine Hauptschwierigkeit besteht darin, daß der Grad der Kristallisation der meisten Schichten, die untersucht wurden, gewöhnlich zu gering ist. Für praktische Anwendungszwecke ist es wünschenswert, wenn Schichten zur Verfügung stehen, die durch Laserimpulse in weniger als einer Mikrosekunde (us) zur Kristallisation gebracht werden können. Bis heute konnten nur wenige Materialien aufgefunden werden, die derartige Fähigkeiten aufweisen. Im Falle einiger Materialien mit hohen Kristallisationsgeschwindigkeiten (z.B. Te- Sn-Legierung) sind die Verweilzeitdaten oftmals nicht ausreichend im Hinblick auf die Instabilität des amorphen Zustandes.
  • Aufgrund der langsamen Kristallisation der meisten Materialien wird die Kristallisationsstufe im allgemeinen als die Löschstufe bei löschbaren optischen Aufzeichnungsschichten verwendet. Ein Laserpunkt, der in Richtung der Laserbewegung verlängert ist, wird dazu verwendet, um eine effektive lange Laserexponierungsdauer zu erzeugen. Derartige lange Laserpunkte können jedoch nicht für Aufzeichnungen hoher Dichte verwendet werden. Die amorph machende Stufe wird andererseits als die Aufzeichnungsstufe benutzt, da dies mit einem Laserimpuls kurzer Dauer erreicht werden kann und infolgedessen bei hoher Geschwindigkeit.
  • Sehr wenige Materialien sind bekannt für die Herstellung optischer Aufzeichnungsschichten, in denen der oben beschriebene Aufzeichnungs-Lösch-Aufzeichnungszyklus praktisch anwendbar ist. Im Handel sind keine optischen Aufzeichnungsschichten bekannt geworden, die dem löschbaren Phasen-Änderungstyp zuzuordnen sind.
  • Eine große Aufmerksamkeit wurde auch den sogenannten "einmal beschriftbaren" optischen Dünnfilm-Aufzeichnungsschichten geschenkt. Einmal beschriftbar bedeutet nichts anderes, als daß die Schichten nur einmal zur Aufzeichnung verwendet werden können. Derartige Schichten können nicht gelöscht und danach zum Zwecke einer nachfolgenden Aufzeichnung wiederverwendet werden.
  • Da optische Dünnfilm-Aufzeichnungsschichten im allgemeinen amorph sind, wenn sie hergestellt werden, ist es wünschenswert, die Kristallisationsstufe als die Aufzeichnungsstufe bei einmal beschriftbaren Schichten zu verwenden. Das Problem einer langsamen Kristallisation verhindert jedoch, daß hohe Datengeschwindigkeiten erzielt werden. Hohe Datengeschwindigkeiten sind kritisch für einmal beschriftbare Schichten, die zur Verwendung mit Computern entwickelt wurden.
  • In der Europäischen Patentanmeldung 0184452 werden löschbare optische Aufzeichnungsschichten aus Antimon und Germanium beschrieben. Es werden keine Hinweise darauf gegeben, wie das relative Verhältnis der Elemente in den Schichten zueinander sein soll. Auch werden keine Beispiele für Antimon- und Germaniumschichten angegeben. Es wird gesagt, daß sich eine Aufzeichnung von Informationen und ein Löschen der Informationen erreichen läßt durch Umschalten der Schichten zwischen zwei verschiedenen Kristallisationszuständen. Die Schichten werden im allgemeinen in amorphen Zuständen hergestellt, die zunächst in eine der zwei kristallinen Zustände überführt werden müssen, bevor eine Information aufgezeichnet werden kann. Die Kristallisationsstufe, die erreicht werden kann entweder durch eine Wärmebehandlung in der Masse oder eine verlängerte Laser-Exponierung, soll eine niedrigere Reflexion als der amorphe Zustand haben. Beispiele von Antimon- und Germaniumlegierungen werden nicht angegeben.
  • Offenbart werden Beispiele von anderen Legierungen als von Antimon und Germanium. Schichten aus derartigen Legierungen weisen eine sehr geringe Kristallisationsgeschwindigkeit auf. Diese Anmeldung lehrt des weiteren, daß die optischen Aufzeichnungsschichten, die in der Anmeldung offenbart werden, ungeeignet zur Verwendung in den amorph-kristallin- Übergangsmechanismen sind, und zwar ganz allgemein im Hinblick auf den amorphen Zustand.
  • Untersuchungen haben gezeigt, daß die kristallinen-kristallinen Aufzeichnungen und die schnellen amorphen bis kristallinen Aufzeichnungen sich wechselseitig ausschließen. Zusammensetzungen, welche Eigenschaften für die eine Art der Aufzeichnung zeigen, sind nicht für die andere Art der Aufzeichnung geeignet.
  • Ein weiteres Problem besteht darin, daß viele der ein Chalcogen enthaltenden Materialien, die dem Übergangsmechanismus von amorph nach kristallin unterliegen, gewöhnlich einen Hang zur Korrosion haben.
  • Das Problem besteht darin, daß durch den Stand der Technik keine einmal beschriftbaren optischen Aufzeichnungsschichten bereitgestellt wurden, die die Kombination von a) einer Kristallisationsgeschwindigkeit von weniger als 1,0 us aufweisen, b) eine gute Korrosionswiderstandsfähigkeit aufweisen, c) einen stabilen amorphen Zustand aufweisen und d) eine Fähigkeit für hochdichte Aufzeichnungen mit hoher Geschwindigkeit haben.
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein Aufzeichnungselement bereit, das eine optische einmal beschriftbare amorphe Dünnfilm-Aufzeichnungsschicht aus einer Legierung mit einer Zusammensetzung innerhalb eines Polygons in einem ternären Zustandsdiagramm von Antimon, Zinn und Germanium, wie in Fig. 5 beschrieben aufweist, wobei das Polygon die folgenden Scheitelpunkte und entsprechenden Koordinaten in Atomprozenten aufweist: Koordinaten Scheitelpunkt
  • Die vorliegende Erfindung stellt ferner ein Aufzeichnungselement bereit mit
  • a) einer Zusammensetzung innerhalb des oben beschriebenen Polygons in Fig. 5; und
  • b) einem Muster von amorphen und kristallinen Bereichen, worin sich die kristallinen Bereiche sämtlich im gleichen Zustand befinden mit einer höheren Reflektivität als dem amorphen Zustand.
  • Die Elemente dieser Erfindung leiden nicht an der durch Umwelteinflüsse hervorgerufenen Korrosion, die bei an Chalcogen reichen dünnen Filmen zu beobachten ist. Der Kristallisationsgrad der optischen Aufzeichnungsschichten ist geringer als 1 us bei Verwendung einer praktischen Laserenergie. Der amorphe Zustand ist sehr stabil. Infolgedessen können Aufzeichnungen auf den dünnen Filmen erfolgen unter Anwendung von Übergangsmechanismen von amorph nach kristallin. Die Schichten eignen sich zur Herstellung von Aufzeichnungen mit hoher Geschwindigkeit und von hoher Dichte. Überdies können die Schichten nicht zwischen zwei verschiedenen kristallinen Zuständen geschaltet werden, wie es in der Europäischen Patentanmeldung 0184452 beschrieben wird, und der kristalline Zustand ist gleichförmig stärker reflektierend als der amorphe Zustand.
  • Es wurde gefunden, daß Schichten, hergestellt aus Legierungszusammensetzungen außerhalb des definierten Polygons a) entweder kristallin sind, wenn sie abgeschieden werden oder b) zu langsam kristallisieren, um von praktischer Verwertbarkeit zu sein. Die Schichten haben eine Übergangstemperatur von amorph nach kristallin von mindestens 80ºC.
  • Schichten, die in den Elementen der Erfindung verwendet werden, sind dazu befähigt, nur einen einzelnen kristallinen Zustand zu bilden. Dies heißt, daß der kristalline Zustand der gleiche über die Aufzeichnungsschicht ist. In vielen Aufzeichnungen weisen die kristallinen Bereiche eine gleichförmige Zusammensetzung auf.
  • Besonders geeignete Aufzeichnungselemente weisen Legierungszusammensetzungen innerhalb des Polygons von Fig. 5 auf mit den folgenden Scheitelpunkten (Vertices) und entsprechenden Koordinaten: Koordinaten Scheitelpunkt
  • Bevorzugte Aufzeichnungselemente weisen Legierungszusammensetzungen innerhalb des Polygons von Fig. 5 auf mit den folgenden Scheitelpunkten (Vertices) und entsprechenden Koordinaten: Koordinaten Scheitelpunkt
  • Die vorliegende Erfindung soll nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden, wobei dargestellt sind in:
  • Fig. 1 eine Darstellung einer schematischen Aufzeichnung und einer Ables-Vorrichtung zur Verwendung der Aufzeichnungselemente der Erfindung;
  • Fig. 2 ein schematischer Querschnitt durch ein optisches Aufzeichnungselement der Erfindung;
  • Fig. 3 und 4 Kurven, die einige experimentelle Ergebnisse der Beispiele 1 und 3 veranschaulichen; und
  • Fig. 5 ein ternäres Zustandsdiagramm mit Polygonen, innerhalb derer geeignete Legierungsmischungen der vorliegenden Erfindung zu finden sind.
  • Die Aufzeichnung von Informationen auf den Dünnfilmschichten wird erreicht durch Fokussierung eines mittels Informationen modulierten Laserstrahls auf die Schicht, unter Erzeugung eines Musters aus kristallinen und amorphen Bereichen auf der Schicht. Sämtliche der kristallinen Bereiche befinden sich in dem gleichen Zustand.
  • Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Aufzeichnung von Informationen auf einem optischen Aufzeichnungselement 16 gemäß der Erfindung und für die Wiedergabe der aufgezeichneten Information vom Element. Wie in Fig. 2 dargestellt, weist das Element 16 eine Deckschicht 41 auf, eine amorphe optische Dünnfilm-Aufzeichnungsschicht 42 auf dem Substrat 45. In Beantwortung eines Steuersignals wird die Intensität eines Dioden-Aufzeichnungsstrahls moduliert, und zwar in Übereinstimmung mit Informationen, die auf dem Dünnfilm 42 aufgezeichnet werden sollen. Der modulierte Laserstrahl wird mittels einer Linse 14 zusammengefaßt und durch eine Linse 18 gerichtet (collimated) und mit Hilfe von Spiegelelementen 20, 23 und 23 einer Linse 26 zugeführt, die den modulierten Laserstrahl auf einen Aufzeichnungspunkt 28 auf dem Film 42 fokussiert, wie es in Fig. 1 dargestellt ist.
  • Während der Aufzeichnung wird das Element 16 mit konstanter Geschwindigkeit gedreht, z.B. mit 1800 U/min (RPM). Als Folge hiervon wird eine Spur von Informationen 30 auf der optischen Aufzeichnungsschicht in Form von ausgewählten kristallisierten Bereichen aufgezeichnet. Bei fortschreitender Aufzeichnung wird der Aufzeichnungspunkt 28 veranlaßt (durch nicht dargestellte Mittel), radial nach innen über das Element 16 zu streichen, wodurch Informationen aufgezeichnet werden längs einer spiralförmigen oder konzentrischen Spur, die sich von einem äußeren Radius ro bis zu einem inneren Radius ri erstreckt. Die Größen und Abstände der ausgezeichneten Informationen variieren in Überstimmung mit dem Informationsgehalt des Aufzeichnungslaser-Antriebssignals, wie auch mit der radialen Position auf dem Element 16.
  • Während des Wiedergabeprozesses wird das die neuen Informationen aufweisende Element 16 mit der gleichen Geschwindigkeit gedreht, mit der es während des Aufzeichnungsprozesses gedreht wurde. Ein Laserstrahl 22 von einem Wiedergabelaser wird mit Hilfe der Linsen 34 und 36 in seinem Durchmesser ausgedehnt. Der optische Strahlengang des Wiedergabelaserstrahles wird mittels eines Strahlenteilers 21 sowie mit Hilfe von Spiegeln 23 und 24 umgelenkt, so daß der Wiedergabelaserstrahl auf einen Wiedergabepunkt auf dem Element 16 fokussiert wird, und zwar durch die hoch numerische Durchgriffslinse 26. Es sei angenommen, daß das Element 16 ein Element vom reflektierenden Typ ist, so daß die Strahlung, die den Wiedergabepunkt bildet, durch die hoch numerische Durchgriffslinse 26 zurückreflektiert wird, nach Zusammenwirkung mit den Informationsmarkierungen, die auf dem optischen Element 16 aufgezeichnet sind. Eine Linse 38 richtet reflektierte Laserstrahlung, die durch den Prismen-Strahlenteiler umgelenkt wurde, auf einen Detektor 40, der ein elektrisches Wiedergabesignal erzeugt, als Antwort auf zeitliche Variationen (Kontrast) in der Bestrahlung (irradiance) der reflektierten Laserstrahlung, die auf den Detektor fällt.
  • Die amorphen optischen Dünnfilm-Aufzeichnungsschichten dieser Erfindung werden mit einem cohärenten Strahl von elektromagnetischer Strahlung beschriftet, der eine ausreichende Energie aufweist, um ausgewählte Teile des amorphen Filmes 42 in einen kristallinen Zustand zu überführen. Im Falle der vorliegenden Erfindung sind die amorphen optischen Dünnfilm-Aufzeichnungsschichten von ausreichender Empfindlichkeit, so daß Laserstärken von 2 bis 10 mW bei Laser-Impulsbreiten von 40 bis 100 Nanosekunden eine ausreichende Energie liefern, um die Umwandlung zu bewirken.
  • Aufzeichnungen auf dem amorphen dünnen Film erfolgten mit einem statischen Pit-Testgerät.
  • Das statische Pit-Testgerät weist automatisierte Einrichtungen auf, in denen ein Mikrocomputer die Probenposition steuert, die Laserstärke und die Laser-Impulsbreite. Eine jede Aufzeichnungsschicht wurde einer 830 Nanometer-Laserdiode in dem statischen Pit-Testgerät exponiert, um eine Matrix von Punkten zu erzeugen, in denen die Laserstärke von 4 bis 12 mW variiert wurde und die Impulsbreite von 40 bis 30.000 Nanosekunden. Die Eignung der Aufzeichnungsschicht für die optische Aufzeichnung wurde ermittelt durch Messung der Veränderung der Reflexion zwischen den exponierten und nichtexponierten Bereichen der Probe, d.h. zwischen den kristallinen und amorphen Zuständen.
  • Diese Reflexionsveränderung wird als Aufzeichnungskontrast, CT, gemäß folgender Definition ausgedrückt:
  • worin Rc und Rα die Reflexionsstärken oder Reflexionsfaktoren der kristallinen bzw. amorphen Zustände darstellen. Ein Minimum-Kontrast von 5% muß erreicht werden, damit die Filme als zur Herstellung von optischen Aufzeichnungsschichten geeignet betrachtet werden können.
  • Die dünnen amorphen Filmaufzeichnungsschichten können nach üblichen Dünnfilm-Abscheidungstechniken hergestellt werden, wie beispielsweise durch Verdampfung, RF (Radiofrequenz) sowie DC-(Gleichstrom)Zerstäubung von einer Legierungs- Antikathode sowie RF und DC-Co-Zerstäubung von Antikathoden (targets) von den einzelnen Elementen. Eine Stärkung des Zerstäubungsprozesses durch Anwendung magnetischer Felder (Magnetron-Zerstäubung) kann ebenfalls angewandt werden. Die Dicke der Filme kann einige wenige Zehntel bis einige wenige Hundertstel Nanometer betragen, je nach den Kompromissen bezüglich solcher Faktoren wie Kontrast, Empfindlichkeit, Produktionsgeschwindigkeit, Materialkosten, Leichtigkeit der Steuerung, der Datengeschwindigkeit usw..
  • Zu Trägern, die verwendet werden können, gehören plastische Folien, z.B. aus Polyethylenterephthalat, Polymethylmethacrylat und Polycarbonat, eine Glasplatte, sowie Papier und Metallplatten.
  • Die folgenden Beispiele sollen die Praxis der Erfindung weiter veranschaulichen. Im Falle dieser Beispiele wird jede dünne optische Filmaufzeichnungsschicht durch das Symbol SbxGeySnz wiedergegeben, worin x, y und z Atomprozente bedeuten.
    • Beispiel 1
  • Es wurden amorphe optische Dünnfilm-Aufzeichnungsschichten gemäß der Erfindung nach einem Zerstäubungsverfahren hergestellt. Eine Antikathode (target), bestehend aus homogen vermischten Sb- und Ge-Pulvern wurde in einer 8 mtorr Ar- Atmosphäre 1 h lang vor-zerstäubt. Die Vor-Zerstäubungsstufe erfolgte, um eine Abscheidungsbedingung in einem stationären Zustand zu erreichen.
  • Es wurden dann dünne Filme einer Dicke von etwa 140 nm hergestellt durch Zerstäuben der vor-zerstäubten Mischung, 7 min lang auf einen Glasträger. Die Atomfraktion einer jeden Komponente in dem hergestellten Film wurde bestimmt durch induktiv gekuppelte Plasma-Atom-Emissionsspektrometrie (ICP) und Röntgenstrahl-Fluoreszenz (XRF). Die Aufzeichnungsschicht bestand zu 91,5% aus Sb und zu 8,5% aus Ge. Die Übergangstemperatur von amorph nach kristallin lag bei 164ºC. Diese hohe Übergangstemperatur zeigt an, daß der amorphe Zustand der Filme der Erfindung sehr stabil ist. Dies ist eine wichtige Eigenschaft für die Aufbewahrung.
  • Eine sehr niedrige Übergangstemperatur von amorph nach kristallin ist für optische Aufzeichnungsschichten nachteilig, da die Reflexionsdifferenz zwischen aufgezeichneten Daten, enkodiert als kristalline Markierungen und unmarkierten amorphen Bereichen verlorengeht.
  • Eine weitere Probe des oben näher beschriebenen Filmes wurde unter Verwendung des statischen Pit-Testgerätes, wie oben beschrieben, beschriftet. Die Beschriftung erfolgte in Form von kristallisierten Markierungen auf den Filmen. Der Film mit den kristallisierten aufgezeichneten Spots wurde zum Zwecke der Durchführung eines beschleunigten Stabilitätstestes in eine Kammer einer Temperatur von 70ºC und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 30% gebracht. Nach 44 Tagen wurde der Film untersucht. Es konnte keine Phasenveränderung oder Korrosion auf dem unbeschrifteten Film oder in den beschrifteten Stellen festgestellt werden. Der Film hatte keine Deckschicht als Schutzschicht vor Korrosion. Dieser Test zeigt, daß die Filme der Erfindung mit beschrifteten Stellen auch gegenüber der Umgebung stabil sind.
  • Eine weitere Filmprobe der gleichen Zusammensetzung wurde Leistungstests mit Hilfe des statischen Pit-Testgerätes unterworfen. Der Film wurde mit einem im Vakuum aufgebrachten 140 nm dicken SiO&sub2;-Film beschichtet, um eine Deformierung während der Beschriftungsstufe zu reduzieren. Zur Beschriftung wurde ein gepulster Halbleiter-Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 830 nm verwendet. Die Beschriftungsempfindlichkeit und der Kontrast bei verschiedenen Energien und Impulsbreiten ist in Fig. 3 dargestellt. Fig. 3 zeigt, daß der prozentuale Kontrast zwischen der Reflexion des amorphen Zustandes und der Reflexion des kristallisierten Zustandes eindeutig meßbar ist und somit mittels Laser- Ablesesystemen des Standes der Technik ermittelt werden kann. Diese Daten zeigen auch, daß die dünnen Filme mittels praktischer Laserstärken und Beschriftungsgeschwindigkeiten beschriftet werden können.
    • Beispiel 2
  • Es wurde eine Reihe von dünnen amorphen Sb-Ge-Filmen mit einer Reihe von Zusammensetzungen nach der Methode gemäß Beispiel 1 hergestellt. Einige der repräsentativen Zusammensetzungen und ihre entsprechenden Beschriftungsempfindlichkeiten (erforderliche Minimum-Laser-Impulslänge und Impulsenergie) sind im folgenden aufgeführt: Sb&sub9;&sub4;Ge&sub6;, 50 ns, 6 mW; Sb&sub8;&sub9;Ge&sub1;&sub1;, 100 ns, 6 mW; Sb&sub8;&sub6;Ge&sub1;&sub4;, 200 ns, 8 mW; Sb&sub8;&sub4;Ge&sub1;&sub6;, 400 ns 8 mW; Sb&sub7;&sub9;Ge&sub2;&sub1;, 1 us, 10 mW.
  • Die dünnen Filme der Beispiele 1 und 2 sind empfindliche einmal beschriftbare optische Aufzeichnungsschichten. Die Filme können nicht im Zyklus zwischen zwei verschiedenen kristallinen Zuständen verwendet werden, wie es in der Europäischen Patentanmeldung 0184452 gelehrt wird.
    • Beispiel 3
  • Nach dem Zerstäubungsverfahren des Beispieles 1 wurden amorphe optische Dünnfilm-Aufzeichnungsschichten gemäß der Erfindung hergestellt.
  • Dünne Filme einer Dicke von etwa 100 nm wurden dann hergestellt durch Zerstäuben der vor-zerstäubten Mischung während 4 min auf einen Glasträger. Die Atomfraktion einer jeden Komponente in dem hergestellten Film wurde nach der ICP- Methode ermittelt. Die Zusammensetzung des Filmes auf Atom/Atombasis betrug 64% Sb, 30% Sn und 6% Ge.
  • Die Übergangstemperatur von amorph nach kristallin lag bei 152ºC, wie in Fig. 4 dargestellt. Die Erhitzungsgeschwindigkeit betrug 25 Milli-Kelvin pro Sekunde.
  • Diese hohe Übergangstemperatur zeigt, daß der amorphe Zustand der Filme dieser Erfindung sehr stabil ist.
  • Eine andere Probe des oben beschriebenen dünnen Filmes wurde unter Verwendung des oben beschriebenen statischen Pit-Testgerätes beschriftet. Die Beschriftung erfolgte in Form von kristallisierten Markierungen oder Merkmalen auf dem Film. Der Film mit den kristallisierten beschrifteten Stellen wurde zum Zwecke der Durchführung eines beschleunigten Stabilitätstestes in eine Kammer einer Temperatur von 70ºC und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 30% gegeben. Nach 24 h wurde der Film untersucht. Es konnte keine Phasenveränderung oder Korrosion auf dem nicht beschrifteten Film oder an den beschrifteten Stellen festgestellt werden. Dieser Test zeigt somit, daß die Filme der Erfindung mit beschrifteten Stellen auch stabil gegenüber den Einflüssen der Umgebung sind.
  • Eine weitere Filmprobe der gleichen Zusammensetzung wurde mittels einem statischen Pit-Testgerätes Leistungstests unterworfen. Ein gepulster Halbleiterlaserstrahl mit einer Wellenlänge von 830 nm wurde zur Aufzeichnung verwendet. Die erhaltenen Daten zeigten, daß die dünnen Filme unter Verwendung praktischer Laserstärken und Beschriftungsgeschwindigkeiten beschriftet werden können. Der Beschriftungskontrast lag bei etwa 20% bei einer Impulsbreite von 100 ns und 10 mW Laserleistung. Die Empfindlichkeit des Filmes war derart, daß er bei 40 ns und 4 mW Leistung beschriftet werden konnte.
    • Beispiel 4
  • Nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren wurde eine Anzahl von amorphen dünnen Sb-Ge-Sn-Filmen mit einer Reihe von Zusammensetzungen hergestellt. Einige der repräsentativen Zusammensetzungen waren: Sb&sub8;&sub1;Ge&sub5;Sn&sub1;&sub4;, Sb&sub7;&sub8;Ge&sub8;Sn&sub1;&sub4;, Sb&sub7;&sub2;Ge&sub4;Sn&sub2;&sub4;, Sb&sub6;&sub9;Ge&sub7;Sn&sub2;&sub4;, Sb&sub6;&sub6;Ge&sub4;Sn&sub3;&sub0;und Sb&sub6;&sub5;Ge&sub9;Sn&sub2;&sub6;.
  • Diese Filme können mit einer Laser-Impulslänge von 50 ns und einer Leistung von 6 mW beschriftet werden. Die aufgezeichneten Informationen lagen in Form von kristallinen Stellen vor.
    • Beispiel 5
  • Eine homogene Sb-Ge-Sn-Legierung-Zerstäubungs-Antikathode wurde durch Heißverpressen hergestellt. Durch Zerstäuben wurde ein amorpher dünner Film mit einer Zusammensetzung von Sb&sub7;&sub4;Ge&sub4;Sn&sub2;&sub2; hergestellt. Der Film kann bei einer Laser- Impulslänge von 50 ns und einer Leistung von 4 mW kristallisiert werden.
    • Vergleichsbeispiel
  • Es wurden dünne Filme hergestellt, in denen die Legierungszusammensetzung wie folgt war: 1) Sb&sub4;&sub0;Sn&sub5;&sub8;Ge&sub2; und 2) Sb&sub5;&sub8;Sn&sub2;Ge&sub4;&sub0;. Der Film 1) war kristallin, als er abgeschieden wurde. Der Film 2) war amorph bei der Abscheidung, jedoch extrem schwierig zu kristallisieren. Beide dieser Filme liegen außerhalb des Bereiches der vorliegenden Erfindung.

Claims (12)

1. Aufzeichnungs-Element mit einer einmal beschreibbaren amorphen optischen Dünnfilm-Aufzeichnungsschicht aus einer Legierung mit einer Zusammensetzung innerhalb eines Poylgons in einem ternären Zusammensetzungs- Diagramm von Antimon, Germanium und Zinn, wobei
i) das Zusammensetzungs-Diagramm der folgenden Form entspricht:
und
ii) das Polygon die folgenden Scheitelpunkte (Vertices) und entsprechenden Koordinaten in Atomprozent aufweist: Koordinaten Scheitelpunkt
2. Aufzeichnungs-Element mit einer optischen Aufzeichnung in einer Schicht aus einer Legierung mit
a) einer Zusammensetzung innerhalb eines Polygons in einem ternären Zusammensetzungs-Diagramm von Antimon, Germanium und Zinn, worin
i) das Zusammensetzungs-Diagramm der folgenden Form entspricht:
und
ii)das Polygon die folgenden Scheitelpunkte und entsprechenden Koordinaten in Atomprozent aufweist: Koordinaten Scheitelpunkt
und
b) einem Muster von amorphen und kristallinen Bereichen, wobei sich die kristallinen Bereiche alle im gleichen Zustand befinden mit einer höheren Reflektivität gegenüber dem amorphen Zustand.
3. Element nach Anspruch 1 oder 2, in dem die Legierung eine Zusammensetzung innerhalb eines Polygons in einem ternären Zusammensetzungs-Diagramm von Antimon , Zinn und Germanium aufweist, worin:
i) das Zusammensetzungs-Diagramm die folgende Form hat:
und
ii)das Polygon die folgenden Scheitelpunkte und entsprechenden Koordinaten aufweist: Koordinaten Scheitelpunkt
4. Element nach Anspruch 1 oder 2, in dem die Legierung eine Zusammensetzung innerhalb eines Polygons in einem ternären Zusammensetzungs-Diagramm von Antimon, Zinn und Germanium aufweist, wobei:
i) das Zusammensetzungs-Diagramm die folgende Form aufweist:
und
ii)das Polygon die folgenden Scheitelpunkte und entsprechenden Koordinaten aufweist: Koordinaten Scheitelpunkt
5. Element nach Anspruch 1 oder 2 mit einer Übergangstemperatur von amorph nach kristallin von mindestens 80ºC.
6. Element nach Anspruch 1 oder 2, in dem die Schicht nur einen kristallinen Zustand zeigt.
7. Element nach Anspruch 1 oder 2, in dem die Schicht nur einen kristallinen Zustand zeigt, der eine praktisch gleichförmige Zusammensetzung aufweist.
8. Element nach Anspruch 1 oder 2, in dem die Legierung die Zusammensetzung Sb&sub8;&sub1;Ge&sub5;Sn&sub1;&sub4;, Sb&sub7;&sub8;Ge&sub8;Sn&sub1;&sub4;, Sb&sub7;&sub4;Ge&sub4;Sn&sub2;&sub2;, Sb&sub6;&sub9;Ge&sub7;Sn&sub2;&sub4; oder Sb&sub6;&sub6;Ge&sub4;Sn&sub3;&sub0; aufweist.
9. Verfahren zur Aufzeichnung von Informationen mit den Stufen:
Bereitstellung eines Aufzeichnungs-Elementes mit einer einmal beschreibbaren amorphen optischen Dünnfilm- Aufzeichnungsschicht aus einer Legierung mit einer Zusammensetzung innerhalb eines Polygons in einem ternären Zusammensetzungs-Diagramm von Antimon, Germanium und Zinn, worin
i) das Zusammensetzungs-Diagramm der folgenden Form entspricht:
und
ii)das Polygon die folgenden Scheitelpunkte und entsprechenden Koordinaten in Atomprozent aufweist: Koordinaten Scheitelpunkt
und
b) Richtung eines informations-modulierten Laserstrahles auf die Aufzeichnungsschicht unter Erzeugung eines Musters aus kristallinen und amorphen Bereichen in der Schicht, wobei sich alle kristallinen Bereiche im gleichen Zustand befinden mit einer höheren Reflektivität als die amorphen Bereiche.
10. Verfahren nach Anspruch 9, in dem die Legierung eine Zusammensetzung innerhalb eines Polygons in einem ternären Zusammensetzungs-Diagramm von Antimon, Zinn und Germanium aufweist, worin
i) das Zusammensetzungs-Diagramm der folgenden Form entspricht:
und
ii)das Polygon die folgenden Scheitelpunkte und entsprechenden Koordinaten aufweist: Koordinaten Scheitelpunkt
11. Verfahren nach Anspruch 9, in dem die Legierung eine Zusammensetzung innerhalb eines Polygons in einem ternären Zusammensetzungs-Diagramm von Antimon, Zinn und Germanium aufweist; worin:
i) das Zusammensetzungs-Diagramm der folgenden Form entspricht:
und
ii)das Polygon die folgenden Scheitelpunkte und entsprechenden Koordinaten aufweist: Koordinaten Scheitelpunkt
12. Verfahren nach Anspruch 9, in dem die Legierung die folgende Zusammensetzung aufweist: Sb&sub8;&sub1;Ge&sub5;Sn&sub1;&sub4;, Sb&sub7;&sub8;Ge&sub8;Sn&sub1;&sub4;, Sb&sub7;&sub4;Ge&sub4;Sn&sub2;&sub2;, Sb&sub6;&sub9;Ge&sub7;Sn&sub2;&sub4; oder Sb&sub6;&sub6;Ge&sub4;Sn&sub3;&sub0;.
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