DE3888708T2 - Aufzeichnungselemente, die dünne Legierungsschichten des Typs "write once" enthalten. - Google Patents

Aufzeichnungselemente, die dünne Legierungsschichten des Typs "write once" enthalten.

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Description

  • Diese Erfindung betrifft Aufzeichnungselemente und Aufzeichnungsmethoden.
  • Optische Dünnfilm-Aufzeichnungsschichten, die dünne Chalcogenid-Filme sowie Übergänge von der amorphen in die kristalline Phase anwenden, sind Gegenstand von vielen Untersuchungen seit den frühen 70er Jahren gewesen. Das anfängliche Interesse galt "löschbaren" und infolgedessen wiederverwendbaren, optischen Aufzeichnungsschichten, da der Übergang von amorph in kristallin prinzipiell ein reversibler Prozeß ist. Derartige Schichten werden im allgemeinen nach einem Vakuumverfahren hergestellt. Die Schicht ist, wenn sie auf diese Weise hergestellt wird, amorph. Ein Laser-Impuls niedriger Energie, von relativ langer Dauer, wird verwendet, um einen lokalen Punkt auf der Schicht auf unter den Schmelzpunkt zu erhitzen, und zwar eine ausreichende Zeitspanne lang, um die Punkte oder Spots zur Kristallisation zu bringen. Diese kristallinen Spots können wiederum erhitzt werden mittels eines Lasers höherer Leistung und kürzerer Dauer auf über den Schmelzpunkt der kristallisierten Spots, um die Struktur der Spots willkürlich zu machen. Die Schicht wird dabei derart konstruiert, daß bei Beendigung des Laserimpulses die Abkühlungsgeschwindigkeit des aufgeheizten Spots hoch genug ist, daß die willkürliche Struktur eingefroren wird, unter Erzielung eines amorphen Zustandes.
  • Infolgedessen kann durch Einstellung der Laserleistung und Dauer der Zustand eines ausgewählten Bereiches auf der Schicht verändert werden zwischen dem amorphen Zustand und dem kristallinen Zustand unter Erzeugung eines Musters von amorphen und kristallinen Spots, der zur Bildspeicherung verwendet werden kann. Da der Phasenübergang reversibel ist, kann das Muster gelöscht und durch ein anderes aufgezeichnetes Muster ersetzt werden. Theoretisch kann dieser Lösch- Aufzeichnungs-Zyklus beliebig oft wiederholt werden. Eine prinzipielle Schwierigkeit besteht darin, daß der Kristallisationsgrad der meisten untersuchten Schichten gewöhnlich zu gering ist. Für die praktische Anwendung ist es wünschenswert, Schichten zu haben, die durch Laserimpulse in weniger als einer Mikrosekunde (us) kristallisiert werden können. Zum gegenwärtigen Zeitpunkt konnte nur im Falle von einigen wenigen Materialien gezeigt werden, daß sie solche Eigenschaften aufweisen. Im Falle einiger Materialien mit hohen Kristallisationsgeschwindigkeiten (z. B. Te-Sn-Legierungen) sind die Daten-Speicherungszeiten oftmals nicht ausreichend, aufgrund der Instabilität des amorphen Zustandes.
  • Aufgrund der langsamen Kristallisation der meisten Materialien wird die Kristallisationsstufe im allgemeinen in löschbaren optischen Aufzeichnungsschichten als Löschstufe angewandt. Ein Laser-Spot, der in Richtung der Laserbewegung verlängert wird, wird dazu angewandt, um eine wirksame lange Dauer der Laserexponierung zu erzielen. Derartige lange Laser-Spots können nicht für hochdichte Aufzeichnungen verwendet werden. Andererseits wird die amorph machende Stufe als die Aufzeichnungsstufe angewandt, da dies mit einem kürzeren Laser-Impuls erreicht werden kann und infolgedessen bei höherer Geschwindigkeit geschehen kann.
  • Es sind sehr wenige Materialien für optische Aufzeichnungsschichten bekannt, für die der oben beschriebene Aufzeichnungs-lösch-Aufzeichnungs-Zyklus von praktischem Nutzen ist. Keine optischen Aufzeichnungsschichten vom löschbaren Phasen-Änderungstyp sind kommerziell genutzt worden.
  • Eine gewisse Aufmerksamkeit haben auch sogen. "einmal beschriftbare" dünne optische Filmaufzeichnungsschichten auf sich gezogen. Einmal beschriftbar bedeutet nichts anderes, als daß die Schichten nur einmal beschriftet werden können.
  • Derartige Schichten sind nicht löschbar und für eine nachfolgende Aufzeichnung wiederverwendbar.
  • Da aus dünnen Filmen bestehende optische Aufzeichnungsschichten im allgemeinen nach ihrer Herstellung amorph sind, ist es wünschenswert, die Kristallisationsstufe als die Aufzeichungsstufe im Falle von einmal beschriftbaren Schichten zu verwenden. Das Problem der langsamen Kristallisation verhindert jedoch hohe Aufzeichnungsgeschwindigkeiten. Hohe Aufzeichnungsgeschwindigkeiten sind kritisch im Falle von einmal beschriftbaren Schichten, die zur Verwendung mit Computern bestimmt sind.
  • Die europäische Patentanmeldung 0184452 beschreibt ganz allgemein löschbare optische Aufzeichnungsschichten aus Antimon-Indium- und Antimon-Indium-Zinnlegierungen.
  • Es wird gesagt, daß die Aufzeichnung von Informationen und die Löschung erreicht werden durch Umstellung der Schichten zwischen zwei verschiedenen kristallinen Zuständen. Die Schichten werden im allgemeinen in den amorphen Zuständen hergestellt, die zunächst in einen der zwei kristallinen Zustände überführt werden, bevor Informationen aufgezeichnet werden können. Die Kristallisationsstufe, erreicht entweder durch eine Erhitzung in der Masse oder eine verlängerte Laser-Exponierung, soll ein geringeres Reflexionsvermögen haben als der amorphe Zustand. Die Beispiele zeigen, daß die hier beschriebenen Materialien eine sehr niedrige Kristallisationsgeschwindigkeit haben. Diese Anmeldung lehrt weiterhin, daß die hier beschriebenen optischen Aufzeichnungsschichten ungeeignet sind für die Verwendung nach dem Übergangsmechanismus von amorph in kristallin, aufgrund der Instabilität des amorphen Zustandes im allgemeinen.
  • Versuche haben gezeigt, daß die Aufzeichnungen Kristallin/- Kristallin und die schnellen Aufzeichnungen von amorph nach kristallin sich gegenzeitig ausschließen. Zusammensetzungen, welche Eigenschaften aufweisen, die für eine Art der Aufzeichnung geeignet sind, sind nicht geeignet für die andere Art der Aufzeichnung.
  • Ein anderes Problem besteht darin, daß viele der Chalcogen enthaltenden Materialien, die dem Übergangsmechanismus von amorph nach kristallin unterliegen, gewöhnlich zu einer Korrosion neigen.
  • Das Problem besteht darin, daß nach dem Stande der Technik keine einmal beschreibbaren optischen Aufzeichnungsschichten vorliegen, welche die Kombination aufweisen von a) einer Kristallisationsgeschwindigkeit von geringer als 1,0 ms, b) eine gute Korrosionswiderstandsfähigkeit aufweisen, c) einen stabilen amorphen Zustand aufweisen und d) die Eigenschaft für hochdichte Aufzeichnungen mit hoher Geschwindigkeit haben.
  • Die JP-A-60 177446 des Standes der Technik beschreibt ein Aufzeichnungsmedium mit einer löschbaren, aus einem dünnen Film bestehenden Aufzeichnungsschicht (in welcher Informationen in speziellen kristallinen Bereichen in einem kristallinen Film aufgezeichnet werden) aus einer Legierung mit In, Sb und Sn, wobei die Formel der Legierung abgegrenzt ist von der der Legierung, die hier verwendet wird.
  • Die Lösung des Problems ist in den unabhängigen Ansprüchen 1, 2 und 8 enthalten und weitere Aspekte dieser Lösung werden durch die verbleibenden Ansprüche gedeckt. Die Elemente dieser Erfindung leiden nicht an der Umgebungs-Korrosion, die in dünnen Chalcogen-reichen Filmen zu sehen ist. Die Kristallisationsgeschwindigkeit der optischen Aufzeichnungsschichten ist geringer als 1 ms, bei Anwendung einer praktischen Laserleistung. Der amorphe Zustand ist sehr stabil. Infolgedessen erfolgen Aufzeichnungen auf dem dünnen Film unter Anwendung des Übergangsmechanismus von amorph nach kristallin. Die Schichten eignen sich zu hochdichten Aufzeichnungen mit hoher Geschwindigkeit. Überdies können die Schichten nicht zwischen zwei verschiedenen kristallinen Zuständen wechseln, wie es in der europäischen Patentanmeldung 0184452 beschrieben wird und der kristalline Zustand ist gleichförmig reflektiver als der amorphe Zustand.
  • Es wurde gefunden, daß Schichten, die erzeugt werden aus Legierungs-Zusammensetzungen, außerhalb des definierten Polygons in den Ansprüchen 1, 2 und 8 entweder kristallin sind, wie als sie abgeschieden wurden oder b) zu langsam kristallisieren, um praktisch verwendet werden zu können. Die Schichten weisen eine Übergangstemperatur von amorph nach kristallin von mindestens 80ºC auf.
  • Die Schichten, die in den Elementen der Erfindung verwendet werden, bilden lediglich einen einzelnen kristallinen Zustand. Dies bedeutet, daß der kristalline Zustand über die aufgezeichnete Schicht der gleiche ist. Im Falle vieler Aufzeichnungen weisen die kristallinen Bereiche eine gleichförmige Zusammensetzung auf.
  • Geeignete Aufzeichnungen und Aufzeichnungselemente weisen Legierungszusammensetzungen innerhalb eines Polygons gemäß Fig. 7 auf mit den folgenden Scheitelpunkten und entsprechenden Koordinaten.
  • Scheitelpunkte Koordinaten Sb Sn In
  • Besonders geeignete Aufzeichnungen und Aufzeichnungselemente weisen Legierungszusammensetzungen innerhalb eines Polygons in Fig. 7 mit den folgenden Scheitelpunkten und entsprechenden Koordinaten auf:
  • Scheitelpunkte Koordinaten Sb Sn In
  • Die vorliegende Erfindung wird nunmehr anhand eines Beispieles unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
  • Fig. 1 eine Beschreibung einer schematischen Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung für die Verwendung der Aufzeichnungselemente der Erfindung ist;
  • Fig. 2 ein schematischer Querschnitt eines optischen Aufzeichnungselementes dieser Erfindung ist;
  • Fig. 3, 4, 5 und 6 die Kurven darstellen, die einige der experimentellen Ergebnisse der Beispiele darstellen und
  • Fig. 7 ein ternäres Zusammensetzungs-Diagramm ist mit einem Polygon, in dem sich geeignete Legierungsmischungen gemäß der vorliegenden Erfindung finden.
  • Die Aufzeichnung von Informationen auf den dünnen Filmschichten wird erreicht durch Fokussierung eines durch Informationen modulierten Laserstrahls auf die Schicht unter Erzeugung eines Musters aus kristallinen und amorphen Bereichen auf der Schicht. Alle kristallinen Bereiche befinden sich im gleichen Zustand.
  • Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Aufzeichnung von Informationen auf einem optischen Aufzeichnungselement 16 gemäß der Erfindung und zur Wiedergabe der aufgezeichneten Informationen. Unter Bezugnahme auf Fig. 2 weist das Aufzeichnungselement 16 eine Deckschicht 41 auf, eine amorphe dünne optische Filmaufzeichnungsschicht 42 auf dem Substrat 45. Ansprechend auf ein Antriebssignal wird die Intensität eines Dioden-Aufzeichnungsstrahls in Übereinstimmung mit der auf dem dünnen Film 42 aufzuzeichnenden Information moduliert. Der modulierte Laserstrahl wird durch eine Linse 14 gesammelt und durch eine Linse 18 kollimiert und mittels Spiegelelementen 20, 23 und 24 einer Linse 26 zugeführt, die den modulierten Laserstrahl auf einen Aufzeichnungsspot 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. 1800 U/min (rpm). Als Ergebnis hiervon wird eine Spur von Aufzeichnungen 30 auf der optischen Aufzeichnungsschicht in Form von ausgewählten kristallisierten Bereichen aufgezeichnet. Bei fortschreitender Aufzeichnung wird der Aufzeichnungsspot 28 (durch nicht dargestellte Mittel) radial nach innen über das Element 16 geschwenkt, wodurch Informationen aufgezeichnet werden längs einer spiralförmigen oder konzentrischen Spur, die sich von einem äußeren Radius r&sub0; nach einem inneren Radius ri erstreckt. Die Größen und Abstände der aufgezeichneten Informationsmarkierungen variieren in Übereinstimmung mit dem Informationsgehalt des Antriebssignals des Aufzeichnungslasers, wie auch in Abhängigkeit von der radialen Position auf dem Element 16.
  • Während des Ableseprozesses wird das neue Informationen aufweisende Element 16 mit der gleichen Geschwindigkeit geschwenkt, wie es während des Aufzeichnungsprozesses geschwenkt wurde. Ein Laserstrahl 22 von einem Ableselaser wird im Durchmesser mittels Linsen 34 und 36 ausgedehnt. Der optische Weg des Ableselaserstrahls wird mittels eines Strahlteilers 21 und Spiegel 23 und 24 umgelenkt, so daß der Ableselaserstrahl auf einen Playback-Spot auf dem Element 16 fokussiert wird durch die zahlenmäßig hohe Durchgriffslinse 26. Es sei angenommen, daß das Element 16 vom reflektiven Typ ist, so daß die Strahlung, die den Playback-Spot bildet, zurückreflektiert wird durch die zahlenmäßig hohe Durchgriffslinse 26 nach Einwirkung auf die Informationsmarkierungen, die auf dem optischen Element 16 aufgezeichnet worden sind. Eine Linse 38 richtet reflektierte Laserstrahlung, die durch den Prismen-Strahlteiler abgelenkt wurde, auf einen Detektor 40, der ein elektrisches Playback-Signal erzeugt, aufgrund von zeitlichen Variationen (Kontrast) in der Bestrahlungsstärke der reflektierten Laserstrahlung, die auf den Detektor fällt.
  • Die amorphen dünnen optischen Filmaufzeichnungsschichten dieser Erfindung werden mit einem kohärenten Strahl von elektromagnetischer Strahlung von ausreichender Energie beschriftet, um ausgewählte Teile des amorphen Films 42 in einen kristallinen Zustand zu überführen. Im Falle der vorliegenden Erfindung sind die amorphen dünnen optischen Filmaufzeichnungsschichten von ausreichender Empfindlichkeit, so daß Laserleistungen von 2 bis 10 mW bei einer Laser-Impulsbreite von 40 bis 100 Nanosekunden eine ausreichende Energie liefern, um die Umwandlung herbeizuführen.
  • Die Aufzeichnungen auf dem amorphen dünnen Film erfolgten mit einem statischen Aussparungs-Testinstrument.
  • Das statische Aussparungs-Testinstrument stellt eine automatisch arbeitende Einrichtung dar, in welcher ein Mikrocomputer die Probenposition steuert, die Laserenergie und die Laser-Impulsbreite. Eine jede Aufzeichnungsschicht wird mit einer 830 Nanometer Laserdiode in dem statischen Aussparungs-Testinstrument exponiert, unter Erzeugung einer Matrix von Spots, in der die Laserenergie von 4 bis 12 mW variiert wird und in dem die Impulsbreite von 40 auf 30.000 Nanosekunden variiert wird. Die Eignung der Aufzeichnungsschicht für die optische Aufzeichnung wird bestimmt durch Messung der Veränderung in der Reflexion zwischen den exponierten und den nicht-exponierten Bereichen der Probe, d. h. zwischen den kristallinen und amorphen Zuständen.
  • Diese Reflexionsveränderung wird ausgedrückt als Aufzeichnungskontrast, CT, gemäß folgender Gleichung
  • CT = Rc - Rα/Rc + Rα·100%
  • worin Rc und Rα die Reflexionen der kristallinen bzw. amorphen Zustände sind. Ein Mindestkontrast von 5% muß erreicht werden, damit die Filme als geeignete optische Aufzeichnungsschichten betrachtet werden können.
  • Die dünnen amorphen Filmaufzeichnungsschichten können nach herkömmlichen Verfahren zur Abscheidung von dünnen Filmen hergestellt werden, wie beispielsweise durch Verdampfung, RF (Radio-Frequenz) und durch DC (Direktstrom) Zerstäubung von einem Legierungs-Target, sowie RF und gemeinsames DC-Zerstäuben von Targets der einzelnen Elemente. Eine Steigerung des Zerstäubungsprozesses durch Anwendung magnetischer Felder (Magnetran-Zerstäubung) kann ebenfalls angewandt werden. Die Dicke der Filme kann betragen einige wenige Zehntel bis wenige Hunderte von Nanometer in Abhängigkeit von Kompromissen, die geschlossen werden müssen aufgrund von Faktoren, wie dem Kontrast, der Empfindlichkeit, der Produktionsgeschwindigkeit, der Materialkosten, der Leichtigkeit der Steuerung, der Daten-Rate usw . .
  • Zu Trägern, die verwendet werden können, gehören plastische Folien, wie beispielsweise aus Polyethylenterephthalat, Polymethacrylat und Polycarbonat, eine Glasplatte, Papier und metallische Platten.
  • Die Praxis der Erfindung wird weiter in den folgenden Beispielen beschrieben. In den Beispielen wird eine jede dünne optische Filmaufzeichnungsschicht dargestellt durch das Symbol SbxInySnz, worin x, y und z Atomprozente darstellen.
    • Beispiel 1
  • Es wurden zwei amorphe aus dünnen Filmen bestehend optische Aufzeichnungsschichten gemäß der Erfindung nach einem Zerstäubungsverfahren hergestellt. Eine Antikathode aus vermischten Sb- und In-Pulvern wurde in einer 8 mTorr-Ar-Atmosphäre 1 h lang vor-zerstäubt. Die Vor-Zerstäubungsstufe erfolgte, um eine Dauerzustands-Abscheidungsbedingung zu erreichen.
  • Dann wurden dünne Filme einer Dicke von etwa 80 nm durch Zerstäuben der vor-zerstäubten Mischung über 3,5 min hergestellt. Die zerstäubte Mischung wurde in Form eines dünnen Filmes auf einem Glasträger abgeschieden. Der atomische Bruchteil einer jeden Komponente in den hergestellten Filmen wurde durch induktiv gekuppeltes Plasma (ICP) bestimmt.
  • Fig. 3 zeigt die Übergangstemperatur von amorph nach kristallin von dünnen Filmen aus Antimon-Indium mit a) 13 Atom-% Indium (Kurve 31) und b) 18 Atom-% Indium (Kurve 32). Die Übergangstemperaturen lagen im Falle des Filmes a) bei 144ºC und im Falle des Filmes b) bei 175ºC. Die Erhitzungsgeschwindigkeit lag bei 25 milli-Kelvin pro Sekunde. Diese hohen Übergangstemperaturen zeigen, daß der amorphe Zustand der Filme sehr stabil ist. Dies ist eine wichtige Aufbewahrungs-Eigenschaft. Ein spontaner Übergang von amorph nach kristallin wäre schädlich für optische Aufzeichnungsschichten, da der Unterschied im Reflexionsvermögen zwischen den kristallinen Bereichen und amorphen Bereichen verloren ginge.
  • Fig. 3 zeigt ebenfalls den ausgezeichneten Kontrast, der im Falle der Dünnfilm-Antimon-Indiumschichten gemäß der Erfindung erreicht wird. Eine andere Probe des dünnen Antimon-Indiumfilmes mit 13 Atom-% Indium wurde unter Verwendung des Aussparungs-Testinstrumentes, das im vorstehenden beschrieben wurde, beschriftet. Die Beschriftung erfolgte in Form von kristallisierten Markierungen auf den Filmen. Der Film (Sb&sub8;&sub7;In&sub1;&sub3;) mit den kristallisierten beschrifteten Spots wurde in eine Kammer von 70ºC und 30% relativer Feuchtigkeit im Rahmen eines beschleunigten Stabilitätstestes gebracht. Nach 45 Tagen wurde der Film überprüft. Es konnte keine Phasenveränderung oder Korrosion auf dem unbeschrifteten Bereich oder den erzeugten Spots festgestellt werden. Der Film wies keine Deckschicht als schützende Schicht gegenüber einer Korrosion auf. Dieser Test zeigt, daß die Filme der Erfindung mit einer Spot-Beschriftung thermisch stabil und gegenüber der Umgebung stabil sind.
  • Eine andere Filmprobe mit 13 Atom-% Indium wurde dem Verhaltens-Test auf dem statischen Aussparungs-Testinstrument unterworfen. Ein mit Impulsen beaufschlagter Halbleiter- Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 830 nm wurde zur Beschriftung verwendet. Die Beschriftungsempfindlichkeit und der Kontrast bei verschiedenen Energien und Impulsbreiten ist in Fig. 4 dargestellt. Fig. 4 zeigt den prozentualen Kontrast zwischen dem Anfangs-Reflexionsvermögen des amorphen Zustandes und des End-Reflexionsvermögens des kristallisierten Zustandes, der eindeutig meßbar ist und infolgedessen mittels Laser-Wiedergabesystemen des Standes der Technik abgelesen werden kann. Diese Daten zeigen ferner a), daß die dünnen Filme unter Anwendung praktischer Laserenergien und Beschriftungsgeschwindigkeiten beschriftet werden können und b), daß die Reflektivität des kristallinen Zustandes größer ist als die des amorphen Zustandes.
    • Beispiel 2
  • Nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren wurde eine Anzahl von dünnen amorphen Sb-Sn- und Sb-In-Filmen von verschiedenen Zusammensetzungen hergestellt. Einige repräsentative Zusammensetzungen waren Sb&sub7;&sub5;Sn&sub2;&sub5;, Sb&sub7;&sub0;Sn&sub3;&sub0;, Sb&sub9;&sub2;In&sub8;, Sb&sub7;&sub7;In&sub2;&sub3; und Sb&sub7;&sub1;In&sub2;&sub9;. Die ersten vier Filme können mit einer Laser-Impulslänge von 50 ns und einer Energie von 6 mW beschriftet werden. Der letzte Film kann mit einer Laser- Impulslänge von 1 us und einer Energie von 6 mW beschriftet werden.
    • Beispiel 3
  • Dünne Filme einer Dicke von etwa 100 nm wurden dann durch Zerstäuben über 3,5 min wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt. Fig. 5 zeigt die Übergangstemperatur von amorph nach kristallin und das Reflexionsvermögen von mehreren verschiedenen dünnen Filmen der Erfindung mit einem Sb-/In-Verhältnis von 5 und speziellen Atom-Prozenten von Sn.
  • Die Übergangstemperatur von amorph nach kristallin, der prozentuale Sn-Gehalt und die Kurvennummer sind im folgenden angegeben:
  • Kurve Nr. Temperatur ºC % Sn
  • Zu bemerken ist ferner, daß in Fig. 5 der Kontrast mit steigendem Sn-Gehalt in den Filmen ansteigt. Das Reflexionsvermögen der kristallinen Bereiche war konsistent größer als das der amorphen Bereiche.
  • Eine andere dünne Filmprobe (Sb&sub6;&sub4;In&sub1;&sub6;Sn&sub2;&sub0;) wurde unter Anwendung des statischen Aussparungs-Testinstrumentes, wie im vorstehenden beschrieben, beschriftet. Die Beschriftung erfolgte in Form kristallisierter Markierungen auf den Filmen. Der Film mit den kristallisierten aufgezeichneten Spots wurde in eine Kammer von 70ºC und einer relativen Feuchtigkeit von 30% im Rahmen eines beschleunigten Stabilitätstestes gebracht. Nach 14 Tagen wurde der Film überprüft. Es wurde keinerlei Phasenveränderung oder Korrosion auf dem unbeschrifteten Film oder im Falle der aufgezeichneten Spots festgestellt. Der Film hatte keine Deckschicht als Schutzschicht gegenüber Korrosion. Dieser Test zeigt, daß die Filme der Erfindung mit aufgezeichneten Spots sowohl thermisch stabil als auch gegenüber Umweltbedingungen stabil sind.
  • Eine andere Filmprobe (Sb&sub6;&sub4;In&sub1;&sub6;Sn&sub2;&sub0;) wurde einem Verhaltenstest auf dem statischen Aussparungstestinstrument unterworfen. Ein mit Impulsen beaufschlagter Halbleiter-Laserstrahl einer Wellenlänge von 830 nm wurde zur Beschriftung verwendet. Die Beschriftungsempfindlichkeit und der Kontrast bei verschiedenen Energien und Impulsbreiten sind in Fig. 6 dargestellt. Fig. 6 zeigt den prozentualen Kontrast zwischen dem Anfangs-Reflexionsvermögen des amorphen Zustandes und des End-Reflexionsvermögens des kristallisierten Zustandes, der eindeutig meßbar ist und infolgedessen mittels Laser- Ablesesystemen des Standes der Technik abgelesen werden kann. Diese Daten zeigen ebenfalls, daß die dünnen Filme unter Anwendung praktischer Laserenergien und Beschriftungsgeschwindigkeiten beschriftet werden können.
    • Beispiel 4
  • Eine Anzahl von amorphen dünnen Filmen mit einem Bereich von Zusammensetzungen wurde nach der in Beispiel 1 beschriebenen Methode hergestellt. Einige der repräsentativen Zusammensetzungen waren Sb&sub9;&sub0;In&sub9;Sn&sub1;, Sb&sub8;&sub2;In&sub1;&sub6;Sn&sub2;) Sb&sub7;&sub9;In&sub1;&sub6;Sn&sub5;, Sb&sub7;&sub5;In&sub2;&sub4;Sn&sub1;, Sb&sub7;&sub4;In&sub7;Sn&sub1;&sub9;, Sb&sub7;&sub1;In&sub2;&sub3;Sn&sub7;, Sb&sub6;&sub6;In&sub1;&sub4;Sn&sub2;&sub0;, Sb&sub5;&sub6;In&sub1;&sub9;Sn&sub2;&sub5; und Sb&sub5;&sub5;In&sub3;&sub4;Sn&sub1;&sub1;. Diese Filme können mit einer Laser-Impulslänge von 50 ns und einer Energie von 6 mW beschriftet werden.
    • Beispiel 5
  • Es wurden mehrere homogene Sb-In-Sn-Legierungs-Zerstäubungs- Antikathoden mit verschiedenen Zusammensetzungen durch Heißverpressen hergestellt. Die dünnen Filme wurden nach dem Zerstäubungsverfahren hergestellt. Einige repräsentative Zusammensetzungen waren Sb&sub8;&sub0;In&sub2;&sub0;, Sb&sub7;&sub4;In&sub1;&sub3;Sn&sub1;&sub3;, Sb&sub7;&sub0;In&sub9;Sn&sub2;&sub1;, Sb&sub7;&sub0;Sn&sub3;&sub0;, Sb&sub6;&sub9;In&sub1;&sub0;Sn&sub2;&sub1;, Sb&sub6;&sub5;In&sub1;&sub5;Sn&sub2;&sub0;, Sb&sub6;&sub2;In&sub1;&sub2;Sn&sub2;&sub6;, Sb&sub6;&sub1;In&sub1;&sub5;Sn&sub2;&sub4;, Sb&sub6;&sub0;In&sub5;Sn&sub3;&sub5;, Sb&sub5;&sub7;In&sub2;&sub1;Sn&sub2;&sub2;, Sb&sub5;&sub3;In&sub1;&sub3;Sn&sub3;&sub4;, Sb&sub5;&sub1;In&sub3;&sub9;Sn&sub1;&sub0;, Sb&sub5;&sub1;In&sub1;&sub9;Sn&sub3;&sub0; und Sb&sub5;&sub0;In&sub1;&sub0;Sn&sub4;&sub0;. Diese Filme waren amorph und konnten mit einer Laser-Impulslänge von 50 ns und einer Energie von 6 mW kristallisiert werden.
  • Keine der aus den dünnen Filmen bestehenden optischen Aufzeichnungsschichten der obigen Beispiele konnte zwischen den zwei verschiedenen kristallinen Zuständen geswitched werden.
    • Vergleichsbeispiele
  • Es wurden dünne Filmschichten hergestellt, in denen die Legierungszusammensetzungen bestanden aus a) Sb&sub4;&sub0;In&sub2;Sn&sub5;&sub8; und b) Sb&sub4;&sub8;In&sub5;&sub0;In&sub2;. Der Film a) war kristallin bei seiner Abscheidung. Der Film b) war amorph als er abgeschieden wurde, jedoch extrem schwierig zu kristallisieren. Beide dieser Filme liegen außerhalb des Bereiches der vorliegenden Erfindung.

Claims (11)

1. Aufzeichnungselement mit einer einmal beschriftbaren amorphen optischen Dünnfilm-Aufzeichnungsschicht aus einer Legierung mit einer Zusammensetzung innerhalb eines Polygons in einem ternären Zusammensetzungs-Diagramm von Antimon, Indium und Zinn, in dem in der amorphen Schicht ein Muster kristalliner Bezirke erzeugt werden kann, mit
i) dem folgenden Zusammensetzungs-Diagramm
und
ii) wobei das Polygon die folgenden Scheitelpunkte (Vertices) und entsprechenden Koordinaten in Atom-Prozent aufweist:
Scheitelpunkte Koordinaten Sb Sn In
2. Aufzeichnungselement mit einer optischen Aufzeichnung in einer Schicht einer amorphen Legierung mit
a) einer Zusammensetzung innerhalb eines Polygons in einem ternären Zusammensetzungs-Diagramm von Antimon, Indium und Zinn, mit
i) dem folgenden Zusammensetzungs-Diagramm:
und
ii) wobei das Polygon die folgenden Scheitelpunkte (Vertices) und entsprechenden Koordinaten in Atom- Prozent aufweist:
Scheitelpunkte Koordinaten Sb Sn In
b) einem Muster von kristallinen Bereichen in der amorphen Schicht, wobei sich die kristallinen Bereiche sämtlich im gleichen Zustand befinden.
3. Element nach Anspruch 1 oder 2, in dem die Legierung eine Zusammensetzung innerhalb eines Polygons in einem ternären Zusammensetzungs-Diagramm von Antimon, Indium und Zinn aufweist, wobei:
i) das Zusammensetzungs-Diagramm das folgende Diagramm ist:
und
ii) das Polygon die folgenden Scheitelpunkte und entsprechenden Koordination in Atom-Prozent aufweist:
Scheitelpunkte Koordinaten Sb Sn In
4. Element nach Anspruch 1 oder 2, in dem die Legierung eine Zusammensetzung innerhalb eines Polygons in einem ternären Zusammensetzungs-Diagramm von Antimon, Indium und Zinn aufweist, worin:
i) das Zusammensetzungs-Diagramm das folgende Diagramm ist:
und
ii) das Polygon die folgenden Scheitelpunkte und entsprechenden Koordinaten in Atom-Prozent aufweist:
Scheitelpunkte Koordinaten Sb Sn In
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 lediglich einen einzelnen kristallinen Zustand aufweist mit praktisch gleichförmiger Zusammensetzung.
7. Element nach Anspruch 1 oder 2, in dem die Legierung die folgende Zusammensetzung hat: Sb&sub6;&sub5;In&sub1;&sub5;Sn&sub2;&sub0;; Sb&sub6;&sub1;In&sub1;&sub5;Sn&sub2;&sub4;; Sb&sub6;&sub2;In&sub1;&sub2;Sn&sub2;&sub6;; Sb&sub5;&sub3;In&sub1;&sub3;Sn&sub3;&sub4;; Sb&sub5;&sub0;In&sub1;&sub0;Sn&sub4;&sub0;; Sb&sub7;&sub0;In&sub9;Sn&sub2;&sub1;; Sb&sub5;&sub7;In&sub2;&sub1;Sn&sub2;&sub2;; Sb&sub6;&sub9;In&sub1;&sub0;Sn&sub2;&sub1;; Sb&sub5;&sub1;In&sub1;&sub9;Sn&sub3;&sub0; oder Sb&sub6;&sub0;In&sub5;Sn&sub3;&sub5;.
8. Verfahren zur Aufzeichnung von Informationen mit den Stufen:
a) Bereitstellung eines Aufzeichnungselementes mit einer einmal beschriftbaren amorphen optischen Dünnfilm-Aufzeichnungsschicht aus einer Legierung mit einer Zusammensetzung innerhalb eines Polygons in einem ternären Zusammensetzungs-Diagramm von Antimon, Indium und Zinn; wobei
i) das Zusammensetzungs-Diagramm das folgende Diagramm ist:
und
ii) das Polygon die folgenden Scheitelpunkte und entsprechenden Koordinaten in Atom-Prozent aufweist:
Scheitelpunkte Koordinaten Sb Sn In
und
b) Fokussieren eines mit einer Information modulierten Laserstrahles auf die Aufzeichnungsschicht unter Erzeugung eines Musters von kristallinen Bereichen in der amorphen Schicht; wobei sämtliche kristallinen Bereiche im gleichen Zustand sind, mit einer höheren Reflektivität als die amorphen Bereiche.
9. Verfahren nach Anspruch 8, in dem die Legierung eine Zusammensetzung innerhalb eines Polygons in einem ternären Zusammensetzungs-Diagramm von Antimon, Indium und Zinn aufweist, wobei
i) das Zusammensetzungs-Diagramm das folgende Diagramm ist:
und
ii) das Polygon die folgenden Scheitelpunkte und entsprechenden Koordinaten in Atom-Prozent aufweist:
Scheitelpunkte Koordinaten Sb Sn In
10. Verfahren nach Anspruch 8, in dem die Legierung eine Zusammensetzung innerhalb eines Polygons in einem ternären Zusammensetzungs-Diagramm von Antimon, Indium und Zinn aufweist, wobei:
i) das Zusammensetzungs-Diagramm das folgende Diagramm ist:
und
ii) das Polygon die folgenden Scheitelpunkte und entsprechenden Koordinaten in Atom-Prozent aufweist:
Scheitelpunkte Koordinaten Sb Sn In
11. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die Legierung die folgende Zusammensetzung aufweist: Sb&sub6;&sub5;In&sub1;&sub5;Sn&sub2;&sub0;; Sb&sub6;&sub1;In&sub1;&sub5;Sn&sub2;&sub4;; Sb&sub6;&sub2;In&sub1;&sub2;Sn&sub2;&sub6;; Sb&sub5;&sub3;In&sub1;&sub3;Sn&sub3;&sub4;; Sb&sub5;&sub0;In&sub1;&sub0;Sn&sub4;&sub0;; Sb&sub7;&sub0;In&sub9;Sn&sub2;&sub1;; Sb&sub5;&sub7;In&sub2;&sub1;Sn&sub2;&sub2;; Sb&sub6;&sub9;In&sub1;&sub0;Sn&sub2;&sub1;; Sb&sub5;&sub1;In&sub1;&sub9;Sn&sub3;&sub0; oder Sb&sub6;&sub0;In&sub5;Sn&sub3;&sub5;.
DE3888708T 1987-02-13 1988-02-15 Aufzeichnungselemente, die dünne Legierungsschichten des Typs "write once" enthalten. Expired - Lifetime DE3888708T2 (de)

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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4904577A (en) * 1988-11-21 1990-02-27 Tyan Yuan Sheng Optical recording element and alloy for use therein
DE69023786T2 (de) * 1989-03-17 1996-06-13 Fuji Xerox Co Ltd Optischer Aufzeichnungsträger.
US5051340A (en) * 1989-06-23 1991-09-24 Eastman Kodak Company Master for optical element replication
EP0932148A1 (de) * 1998-01-26 1999-07-28 Eastman Kodak Company Aufzeichnungselemente eine äusserst empfindliche, markierbare Phasenübergangsschicht umfassend
US6544617B1 (en) * 2001-08-09 2003-04-08 Eastman Kodak Company Phase-change recording element for write once applications
AU2003211968A1 (en) 2002-02-13 2003-09-04 Mitsubishi Chemical Corporation Rewritable optical recording medium and optical recording method
EP1343154B1 (de) 2002-03-05 2006-10-25 Mitsubishi Kagaku Media Co., Ltd. Phasenwechselaufzeichnungsmaterial für ein Informationsaufzeichnungsmedium und ein Informationsaufzeichnungsmedium dieses verwendend
TW200423115A (en) 2003-03-24 2004-11-01 Mitsubishi Chem Corp Phase variation recording material and information recording medium
WO2004096567A1 (ja) 2003-04-30 2004-11-11 Mitsubishi Chemical Corporation 相変化記録材料及び情報記録用媒体
JP3885051B2 (ja) * 2003-11-05 2007-02-21 株式会社リコー 相変化型光記録媒体

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5935988A (ja) * 1982-08-23 1984-02-27 Sony Corp 情報記録媒体
JPS60177446A (ja) * 1984-02-23 1985-09-11 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光デイスク記録媒体

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