DE3942163A1

DE3942163A1 - Informationsspeichermedium

Info

Publication number: DE3942163A1
Application number: DE3942163A
Authority: DE
Inventors: Naomasa Nakamura
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-12-22
Filing date: 1989-12-20
Publication date: 1990-06-28
Also published as: KR900010689A

Description

Die Erfindung betrifft ein Informationsspeichermedium, bei dem bei Bestrahlung mit einem Lichtstrahl, z.B. einem Laser- oder Elektronenstrahl, eine Atomanordnung in einem bestrahlten Bereich einer Aufzeichnungsschicht änderbar ist, so daß eine Information wiederholt auf bzw. in der Aufzeichnungsschicht aufgezeichnet und gelöscht werden kann, wobei eine Information durch Messung oder Erfassung einer von einer Änderung der Atomordnung in der Aufzeich nungsschicht herrührenden Änderung der optischen Eigen schaft reproduzierbar ist.

Es ist bereits ein löschbares Informationsspeichermedium, d.h. eine löschbare optische Platte, vom sog. Phasen transformationstyp bekannt.

Das (bisherige) Informationsspeichermedium umfaßt ein Substrat aus einem Glas oder einem Kunststoff, wie Polymethylmethacrylat oder Polycarbonatharz, und eine auf dem Substrat geformte Aufzeichnungsschicht. Weiterhin weist das Informationsspeichermedium eine z.B. aus einem Dielektrikum bestehende Schutzschicht auf, die je nach Bedarf zwischen der Aufzeichnungsschicht und dem Substrat oder auf der Aufzeichnungsschicht ausgebildet ist. Als Material für die Aufzeichnungsschicht wird ein Metall oder Halbmetall, z.B. Te, Se, Ge, Sb oder Sn, oder eine Le gierung, wie GeTeSbS, AsTeGe, SnTeSe oder SbTeSe, verwendet.

Die so erzeugte Aufzeichnungsschicht wird bei Bestrahlung mit einem Lichtstrahl im bestrahlten Bereich reversierbar zwischen einer hochkristallisierten Phase, d.h. einem ver gleichsweise regelmäßigen Zustand der Atome (im folgenden als kristalliner Zustand bezeichnet), und einer niedrig kristallisierten Phase, d.h. einem Störzustand der Atome (im folgenden als "amorpher Zustand" bezeichnet), trans formiert. Da diese beiden Zustände voneinander verschiedene optische Eigenschaften, wie Reflexionsvermögen und Transmissions- oder Durchlaßgrad, aufweisen, kann unter Nutzung des Phasenübergangs Information auf der Auf zeichnungsschicht aufgezeichnet oder gelöscht werden, und eine Informationsreproduktion ist durch Erfassung einer vom Phasenübergang herrührenden Änderung der optischen Eigenschaft(en) möglich.

Das mit den angegebenen Materialien für die Aufzeichnungs schicht verbundene Problem liegt darin, daß die Löschge schwindigkeit wegen einer geringen Kristallisationsge schwindigkeit niedrig und der Aufzeichnungszustand wenig stabil ist. Außerdem sind dabei ein kleines (schwaches) Wiedergabe- oder Reproduktionssignal und eine geringe Aufzeichnungsempfindlichkeit gegeben. Die Verwendung des genannten Materials als Aufzeichnungsschicht ist daher mit Schwierigkeiten verbunden.

Im Hinblick auf die geschilderten Probleme beim Stand der Technik liegt der Erfindung damit die Aufgabe zugrunde, ein Informationsspeichermedium einer hohen Löschgeschwindig keit, einer hohen Stabilität eines Aufzeichnungszustands, mit einem hohen Reproduktionssignal und einer hohen Auf zeichnungsempfindlichkeit zu schaffen.

Gegenstand der Erfindung ist ein Informationsspeichermedium mit einem Substrat und einer auf dem Substrat vorgesehenen Aufzeichnungsschicht, in der bei Bestrahlung mit einem Lichtstrahl eine Änderung einer Atomordnung hervorrufbar ist, so daß auf der Aufzeichnungsschicht eine Information aufgezeichnet und gelöscht werden kann, das dadurch ge kennzeichnet ist, daß die Aufzeichnungsschicht eine Legierung entsprechend der allgemeinen Formel

(In_xSb_100-x) _100-aTe_a

worin a und x in Atom-% ausgedrückt sind und in einen Bereich 20 < a ≦ 60 und 48 ≦ x ≦ 52 fallen, enthält. Gegenstand der Erfindung ist auch ein Informationsspeicher medium mit einem Substrat und einer auf dem Substrat vor gesehenen Aufzeichnungsschicht, in der bei Bestrahlung mit einem Lichtstrahl eine Änderung der Atomordnung her vorrufbar ist, so daß auf der Aufzeichnungsschicht eine Information aufgezeichnet und gelöscht werden kann, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Aufzeichnungsschicht eine Legierung entsprechend der allgemeinen Formel

(In_xSb_100-x)_100-aSe_a

worin a und x in Atom-% ausgedrückt sind und in einen Bereich 20 <a ≦60 und 48≦x ≦52 fallen, enthält.

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Informationsspeicher medium mit einem Substrat und einer auf dem Substrat aus gebildeten Aufzeichnungsschicht, in der bei Bestrahlung mit einem Lichtstrahl eine Änderung der Atomordnung her vorrufbar ist, so daß auf der Aufzeichnungsschicht eine Information aufgezeichnet und gelöscht werden kann, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Aufzeichnungsschicht eine Legierung entsprechend der allgemeinen Formel

(In_xSb_100-x)_100-a(Te_100-bSeb)_a

worin a, b und x in Atom-% ausgedrückt sind und in einen Bereich 20 <a ≦60, 0 <b <100 und 48≦x ≦52 fallen, enthält.

Bei Bestrahlung mit pulsierendem Licht absorbiert die In-Sb-Legierung dieses Licht, so daß sie ohne weiteres zwischen dem amorphen Zustand und dem kristallinen Zustand übergeht. Bei einer solchen Legierung tritt eine sehr große Änderung der optischen Eigenschaften (Reflexions vermögen, Durchlaßgrad) zwischen diesen beiden Zuständen auf. Wenn der In-Sb-Legierung weiterhin Te oder Se in zweckmäßiger Menge zugesetzt wird, werden ein amorpher Zustand stabil, eine Kristallisationsgeschwindigkeit hoch und ein Reproduktionssignal groß. Wenn somit die Auf zeichnungsschicht eine Legierung innerhalb einer oben an gegebenen Zusammensetzung enthält, gewährleistet sie ein besseres Informationsspeichermedium verbesserter Eigen schaften.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Er findung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 bis 4 Schnittansichten jeweils eines Informations speichermediums gemäß der Erfindung,

Fig. 5 einen schematischen lotrechten Schnitt durch eine Vorrichtung zum Ausbilden einer Aufzeichnungs schicht,

Fig. 6 einen waagerechten Querschnitt durch die Vor richtung nach Fig. 5,

Fig. 7 eine graphische Darstellung des Laserstrahl leistungszustands in einem Überschreibungsmodus,

Fig. 8 eine graphische Darstellung der Beziehung einer Te-Menge in einer Aufzeichnungsschicht nach Bei spiel 1 zu ihrer Kristallisationstemperatur,

Fig. 9 eine schematische Darstellung einer nach Beispiel 2 benutzten Aufzeichnungsvorrichtung,

Fig. 10 eine graphische Darstellung der Beziehung einer Te-Menge in einer Aufzeichnungsschicht nach Bei spiel 2 zu einem (einer) Laserstrahl(energie) für Aufzeichnung,

Fig. 11 eine graphische Darstellung der Beziehung einer Te-Menge in einer Aufzeichnungsschicht nach Bei spiel 3 zu einem Kontrastverhältnis,

Fig. 12 eine graphische Darstellung der Beziehung einer Se-Menge in einer Aufzeichnungsschicht nach Beispiel 4 zu ihrer Kristallisationstemperatur,

Fig. 13 eine graphische Darstellung der Beziehung einer Se-Menge in einer Aufzeichnungsschicht nach Beispiel 5 zu einer Laserstrahlenergie für Auf zeichnung,

Fig. 14 eine graphische Darstellung der Beziehung einer Se-Menge in der Aufzeichnungsschicht nach Beispiel 6 zu einem Kontrastverhältnis,

Fig. 15 eine graphische Darstellung der Beziehung einer Te-Menge in einer Aufzeichnungsschicht nach Bei spiel 7 zu ihrer Kristallisationstemperatur,

Fig. 16 eine graphische Darstellung der Beziehung einer Se-Menge in einer Aufzeichnungsschicht nach Bei spiel 8 zur Laserstrahlenergie für Aufzeichnung und

Fig. 17 eine graphische Darstellung der Beziehung einer Se-Menge in einer Aufzeichnungsschicht nach Beispiel 9 zu einem Kontrastverhältnis.

Fig. 1 ist ein Schnitt durch ein Informationsspeichermedium gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Dabei besteht ein Substrat 1 aus einem durchsichtigen, alterungsbestän digen Material, z.B. aus Glas oder einem Harz wie Poly methylmethacrylat oder Polycarbonat. Auf dem Substrat 1 ist eine für Informationsaufzeichnung dienende Aufzeich nungsschicht 2 ausgebildet, die hauptsächlich aus einer Legierung einer Zusammensetzung entsprechend den Formeln:

(In_xSb_100-x)_100-aTe_a′
(In_xSb_100-x)_100-aSe_a oder
(In_xSb_100-x)_100-a(Te_100-bSe_b)_a

worin a, b und x in Atom-% ausgedrückt sind und in einen Bereich 20 <a ≦60, 0<b <100 und 48<x <52 fallen, besteht. Die Legierung der obigen Zusammensetzung unter liegt bei einer Bestrahlung mit einem Lichtstrahl einem Phasenübergang zwischen einer kristallinen Phase und einer amorphen Phase. Außerdem gewährleistet eine solche Legie rung ein großes (bzw. starkes) Reproduktionssignal, eine hohe Aufzeichnungsempfindlichkeit, eine hohe Stabilität des amorphen Zustands zur Nutzung desselben als Auf zeichnungszustand und eine hohe Oxidationsbeständigkeit. Eine hohe Kristallisationsgeschwindigkeit gewährleistet eine hohe Initialisierung und eine hohe Löschgeschwindig keit. Wenn hierbei 30-60 Atom-% In, bezogen auf das Gesamtatomgewicht von In und Sb, eingesetzt werden, kann die damit erhaltene Schicht als Aufzeichnungsschicht be nutzt werden. Ein Bereich von 48-52 Atom-%, wie oben angegeben, wird jedoch zur Erzielung eines ausreichend großen Reproduktionssignals und einer hohen Kristallisa tionsgeschwindigkeit angewandt. Wenn der Te- und/oder Se- Gehalt unter 20 Atom-% liegt, wird eine geringere Stabilität erreicht. Im Fall von Te und/oder Se ≦ 60 Atom-% oder mehr, sind der Kontrast zwischen kristalliner und amorpher Phase sowie das Reproduktionssignal nur schwach. Dies stellt den Grund dafür dar, weshalb Te- und/oder Se-Gehalt auf den oben angegebenen Bereich begrenzt werden. Die Aufzeichnungs schicht 2 wird durch Vakuumaufdampfung, Zerstäubung oder nach einem anderen geeigneten Verfahren erzeugt.

Auf der Aufzeichnungsschicht 2 ist eine organische Schutz schicht 3 zur Verhinderung einer Verschmutzung und auch der Entstehung von Oberflächenmarken auf dem Informations speichermedium bei der Handhabung desselben ausgebildet. Die Schutzschicht 3 besteht z.B. aus einem mittels UV- Strahlung aushärtbaren Harz.

Die Aufzeichnungsschicht 2 kann gemäß Fig. 2 zwischen zwei anorganische Schutzschichten 4, 5 eingefügt sein. Dabei können die Schutzschichten 4, 5 aus z.B. einem Oxid, Fluorid, Sulfid oder Nitrid eines Metalls oder Halbmetalls bestehen. Die Schutzschichten 4, 5 dienen zur Verhinderung einer Alterung der Aufzeichnungsschicht 2.

Gemäß Fig. 3 kann zwischen einer anorganischen Schutz schicht 5 und einer organischen Schutzschicht 3 eine Reflexionsschicht 6 vorgesehen sein. Die Reflexionsschicht 6 erfüllt die doppelte Aufgabe

1. der Verstärkung eines Reproduktionssignals durch Mehr fachreflexion eines Wiedergabe- oder Reproduktions lichtstrahls und
2. der Ermöglichung einer einfachen Überschreibungsoperation durch schnelles Abkühlen der Aufzeichnungsschicht 2.

Vorzugsweise besteht die Reflexionsschicht 6 aus einem Metallwerkstoff eines hohen Reflexionsvermögens, wie Au, Al, Cr, Ti oder einer Legierung davon.

Gemäß Fig. 4 kann auf dem Substrat 1 eine Aufzeichnungs schicht 7 vorgesehen sein, welche aus dem die Schutz schichten 4, 5 bildenden Material (B in Fig. 4) und der die Aufzeichnungsschicht 2 bildenden, im Material B dispergierten Legierung (A in Fig. 4) besteht.

Beim Schichtgebilde gemäß den Fig. 1 bis 4 stellt die Schutzschicht 3 keine wesentliche Schicht dar; sie kann ggf. weggelassen werden. Die Schutzschichten 4, 5 können durch eine einzige Schutzschicht ersetzt werden.

Die Dicke der Aufzeichnungsschichten 2, 7 beträgt im Hinblick auf Aufzeichnungsempfindlichkeit vorzugsweise 200 nm (2000 Å) oder weniger, bevorzugt 10-100 nm. Wenn die Dicke der Aufzeichnungsschicht in einem Bereich unter halb 10 nm liegt, wird die Erzeugung eines Films schwierig.

Zur Erzielung der oben angegebenen Funktionen beträgt die Dicke der Schutzschichten 4, 5 vorzugsweise 500 nm oder weniger, bevorzugt 20-100 nm.

Um die genannte Funktion erfüllen zu können, beträgt die Dicke der Reflexionsschicht vorzugsweise 300 nm oder weniger, insbesondere 20-200 nm.

Im folgenden ist eine Möglichkeit zur Erzeugung einer Auf zeichnungsschicht eines erfindungsgemäßen Informations speichermediums anhand der Fig. 5 und 6 erläutert. Die Fig. 5 und 6 zeigen einen lotrechten Schnitt bzw. einen waagerechten Querschnitt durch eine Vorrichtung zur Durch führung eines (Kathoden-)Zerstäubungsvorgangs für die Aus bildung einer Aufzeichnungsschicht. Bei der Vorrichtung nach den Fig. 5 und 6 weist eine Vakuumkammer 11 in ihrem Boden einen Gasauslaß 12 und einen Gaseinlaß 13 auf. An den Gas auslaß 12 ist eine Absaugeinheit 25 zum Evakuieren des Inneren der Vakuumkammer 11 angeschlossen. Der Gaseinlaß 13 ist mit einem Argongasbehälter 14 für die Einführung von gasförmigem Argon als Zerstäubungsgas aus dem Behälter 14 über den Gaseinlaß 13 in die Vakuumkammer 11 verbunden. Ein scheibenförmiges Substrat 15 ist mit waagerecht lie gender Oberfläche in einem oberen Bereich der Vakuumkammer 11 durch eine Halteeinheit 18 gehaltert und während der Film erzeugung durch einen nicht dargestellten Motor drehbar. Im Bereich nahe des Bodens der Vakuumkammer 11 sind Zer stäubungs-Targets 19, 20, 21, die aus den jeweiligen Elementen für die Erzeugung einer Aufzeichnungsschicht be stehen, dem Substrat 15 gegenüberstehend angeordnet. An die jeweiligen Targets ist eine nicht dargestellte Hoch frequenzstromquelle angeschlossen. Über den Targets 19, 20, 21 sind Überwachungseinheiten 22, 23, 24 zum Überwachen der Mengen an von den betreffenden Targets zerstäubten Elementen und zur Einstellung des den Targets zugespeisten elektrischen Stroms in der Weise, daß die Aufzeichnungs schicht mit einer vorbestimmten Zusammensetzung erzeugt werden kann, vorgesehen.

Bei der Zerstäubungsvorrichtung mit dem beschriebenen Aufbau wird das Innere der Vakuumkammer 11 mittels der Absaugeinheit 25 auf ein hohes Vakuum in der Größenordnung von 133 × 10^-6 Pa (10^-6 Torr) evakuiert. Anschließend werden gasförmiges Argon über den Gaseinlaß in die Vakuumkammer 11 eingeleitet und der Absaugungsgrad der Absaugeinheit 25 gesteuert, um damit in der Vakuumkammer 11 eine Argon atmosphäre eines vorbestimmten Drucks aufrechtzuerhalten. In diesem Zustand erfolgt bei sich drehendem Substrat 15 ein Zerstäubungsvorgang durch Zuspeisung einer vorbestimmten elektrischen Energie(menge) zu den Targets 19, 20, 21 während einer vorbestimmten Zeitspanne. Dabei entsteht auf dem Substrat eine Aufzeichnungsschicht.

Bei der Ausbildung der anorganischen Schutzschicht und/oder der Reflexionsschicht kann das vorstehend beschriebene Ver fahren unter Steuerung des Targets in der Weise, daß die Schutzschicht und/oder die Reflexionsschicht eine zweck mäßige Zusammensetzung erhält, durchgeführt werden. Wenn die organische Schutzschicht aus einem mittels UV-Strahlung aushärtbaren Harz geformt werden soll, werden das be treffende Schichtgebilde mit dem Harz spinnbeschichtet und das Harz mittels UV-Strahlung ausgehärtet.

Im folgenden sind Initialisierung der Aufzeichnungsschicht sowie Aufzeichnung, Löschung und Reproduktion von Infor mation auf dem bzw. aus dem Informationsspeichermedium näher erläutert.

Initialisierung

Die Aufzeichnungsschicht 2 ist im niedergeschlagenen Zu stand normalerweise amorph. Für die Informationsaufzeich nung auf bzw. in der Aufzeichnungsschicht 2 muß diese eine kristalline Phase annehmen. Zu diesem Zweck wird die Aufzeichnungsschicht 2 zur Erwärmung derselben vollständig mit einem Lichtstrahl bestrahlt und allmählich abgekühlt. Dadurch wird die Aufzeichnungsschicht 2 kristallisiert.

Aufzeichnung und Löschung

Für die Informationsaufzeichnung wird ein Lichtstrahl hoher Leistung oder Energie und kurzer Impulsbreite auf die in einem kristallinen Zustand vorliegende Aufzeichnungsschicht gerichtet, wobei der bestrahlte Bereich erwärmt und schnell abgekühlt wird, um eine Aufzeichnungsmarke einer amorphen Phase zu erzielen.

Zum Löschen der Information wird ein Lichtstrahl niedrigerer Leistung oder Energie als bei der Aufzeichnung auf die Aufzeichnungsschicht gerichtet; dadurch wird die Aufzeich nungsmarke in eine kristalline Phase überführt. Auf diese Weise wird die Information gelöscht.

Das erfindungsgemäße Informationsspeichermedium erlaubt eine Einstrahlüberschreibung. Der Ausdruck "Einstrahlüber schreibung" bezieht sich auf einen Prozeß, bei dem ein von einer einzigen Lichtquelle stammender Lichtstrahl, z.B. Laserstrahl, einer Leistungs- oder Energiemodulation zwischen zwei Leistungs- bzw. Energiepegeln, d.h. einem Energiepegel P _E (Löschen) und einem Energiepegel P _W (Aufzeichnen), unterworfen werden kann, ein Aufzeichnungs energiepegelimpuls einem Löschenergiepegel-Lichtstrahl überlagert und neue Information in die Aufzeichnungsschicht eingeschrieben wird, während die (vorherige) Information in der Aufzeichnungsschicht gelöscht wird.

Bei einem Informationsspeichermedium gemäß der Erfindung kann eine Einstrahlüberschreibungsoperation ausgeführt werden, weil die Aufzeichnungsschicht schnell kristalli siert werden kann. Für die Einstrahlüberschreibungs operation ist eine hohe Löschgeschwindigkeit erforderlich, weil Aufzeichnungs- und Löschvorgänge lediglich mit Leistungs- bzw. Energiemodulation des Lichtstrahls durch geführt werden können. Eine hohe Kristallisationsge schwindigkeit der Aufzeichnungsschicht ist erforderlich, weil das Löschen der Information einem Phasenübergang von der amorphen Phase in die kristalline Phase entspricht.

Beim Informationsspeichermedium mit dem Schichtaufbau ge mäß Fig. 3 gewährleisten die Schutzschichten 4, 5 und die Reflexionsschicht 6 eine Wärmeabschirmung und eine rasche Abkühlung, wodurch die einfache Durchführbarkeit der Ein strahlüberschreibungsoperation gewährleistet wird. Durch die Wärmeabschirmfunktion wird ein einfaches oder schnelles Löschen, durch die Schnellabkühlfunktion eine Amorphisierung sichergestellt, so daß die Einstrahlüber schreibungsoperation möglich wird.

Reproduktion

Für Reproduktion bzw. Informationswiedergabe wird ein Lichtstrahl niedrigerer Leistung bzw. Energie als beim Löschen auf die Aufzeichnungsschicht 2, in welcher die Information aufgezeichnet ist, gerichtet, und die Information wird durch Messen bzw. Erfassen einer Differenz in einer optischen Eigenschaft, wie Reflexions vermögen, zwischen der Aufzeichnungsmarke und dem auf zeichnungsfreien Bereich reproduziert (d.h. ausgelesen).

Das erfindungsgemäße Informationsspeichermedium ist nach stehend anhand von Beispielen näher erläutert.

Beispiel 1

In-, Sb- und Te-Zerstäubungstargets werden in der Vakuum kammer angeordnet (vgl. Fig. 5 und 6), und das Innere der Vakuumkammer wird auf 1064 × 10^-6 Pa (8 × 10^-6 Torr) evakuiert. Sodann wird gasförmiges Argon zur Einstellung des Innendrucks der Vakuumkammer auf 532 × 10^-3 Pa (4 × 10^-3 Torr) in die Vakuumkammer eingeleitet. Ein scheibenförmiges Polycarbonat-Substrat eines Außendurch messers von 130 mm und einer Dicke von 1,2 mm wird in gründlich gewaschenem Zustand in der Vakuumkammer ange ordnet. Während die vom jeweiligen Target zerstäubte Menge jedes Elements mittels einer zugeordneten Über wachungseinheit bei einer Drehung des Substrats mit 60/min überwacht wird, erfolgt eine Zerstäubung unter Einstellung der den Targets zugespeisten elektrischen Energie, um auf dem Substrat eine aus den jeweiligen Elementen bestehende Aufzeichnungsschicht bis zu einer Dicke von 100 nm zu erzeugen.

Anschließend wird die Aufzeichnungsschicht mit einem UV aushärtbaren Harz als Schutzschicht bis zu einer Dicke von 10 µm spinnbeschichtet, und das Harz wird mittels UV- Strahlung ausgehärtet. Auf diese Weise wird ein Informations speichermedium mit einer Aufzeichnungsschicht der gewünsch ten Zusammensetzung erhalten.

Auf die beschriebene Weise werden Prüflinge hergestellt, deren Aufzeichnungsschichten jeweils eine Zusammensetzung entsprechend der folgenden Formel:

(In₄₈Sb₅₂)_100-xTe_x

mit x gleich 10, 20, 30 bzw. 40 Atom-%, aufweisen. Die Prüflinge werden mittels eines Differentialabtastkalori meters (DSC) thermisch analysiert, wobei die in Fig. 8 gezeigten Ergebnisse erhalten werden. In der graphischen Darstellung von Fig. 8 sind der Te-Gehalt auf der Abszisse und die Kristallisationstemperatur auf der Ordinate auf getragen. Aus dieser Darstellung geht hervor, daß eine Erhöhung des Te-Gehalts eine Erhöhung der Kristallisations temperatur zur Folge hat, d.h. die Stabilität einer als Aufzeichnungsphase bzw. -schicht dienenden amorphen Phase nimmt mit einer Erhöhung des Te-Gehalts zu.

Beispiel 2

Es werden optische Plattenprüflinge gemäß Fig. 2 mit einer Aufzeichnungsschicht einer Zusammensetzung entsprechend folgender Formel:

(In₄₈Sb₅₂)_100xTe_x

mit x entsprechend 10, 20, 30, 40 und 60 Atom-%, herge stellt. Dabei ist eine Aufzeichnungsschicht nach Fig. 2 zwischen zwei Schutzschichten in Form von 100 nm dicken SiO₂-Schichten eingefügt. Hierbei werden die Aufzeichnungs schicht und die organische Schutzschicht auf die in Ver bindung mit Beispiel 1 beschriebenen Weise hergestellt, während die SiO₂-Schutzschicht durch Zerstäubung mittels der in Beispiel 1 verwendeten Vorrichtung mit einem aus SiO₂ bestehenden Target ausgebildet wird.

Die erhaltenen Prüflinge werden in einer in der Praxis benutzten Versuchsvorrichtung untersucht. Eine derartige, in Beispiel 2 eingesetzte Vorrichtung ist in Fig. 9 schematisch dargestellt. In der Anordnung nach Fig. 9 wird ein optischer Plattenprüfling 31 an einem Spindel motor 32 angebracht und mit einer vorbestimmten Drehzahl in Drehung versetzt. Über dem Prüfling 31 befindet sich ein optisches System 33, durch welches ein Laserstrahl auf den optischen Plattenprüfling richtbar ist und das eine Kollimatorlinse 35, einen Strahlteiler 36, eine g/4-Wellenformscheibe 37 und ein(e) Objektiv(linse) 38 umfaßt. Ein von einem Halbleiter-Laser 34 kommender Ausgangs-Laserstrahl wird auf die Kollimatorlinse 35 gerichtet, aus welcher er als paralleles Strahlenbündel austritt. Letzteres wird über den Strahlteiler 36 und die λ/4-Wellenformscheibe 37 zum Objektiv 38 geleitet, durch welches das Strahlenbündel auf dem Aufzeichnungs schichtbereich des Prüflings 31 fokussiert wird. Auf diese Weise wird im Plattenprüfling Information aufge zeichnet oder gelöscht, wenn der auftreffende Strahl einen Aufzeichnungs- bzw. Löschpegel besitzt.

Wenn ein aufgestrahlter Strahl einen Reproduktions- bzw. Wiedergabepegel aufweist, wird ein vom Prüfling 31 reflektierter Strahl durch den Strahlteiler 36 aufgeteilt. Der Teilstrahl fällt über eine Detektions- oder Meßlinse 39 in eine Empfangseinheit ein, die ein Detektions- bzw. Meß signal abgibt, das einem Servosystem 42 eingespeist wird, welches seinerseits elektrischen Strom einer Treiberspule 41 für die Ansteuerung des Objektivs 38 zuspeist. Auf diese Weise kann ein stets in einem gegebenen Abstand zum Prüfling gehaltener fokussierter Strahlfleck auf dem Aufzeichnungsschichtbereich des Prüflings 31 erzeugt werden.

Mittels der beschriebenen Vorrichtung wird der jeweilige Prüfling mit einem ununterbrochenen Strahl einer Leistung von 6 mW während einer einer Umdrehung der mit 700/min rotierenden Platte entsprechenden Zeitdauer bestrahlt; der Vorgang wird wiederholt, bis ein vorbestimmter Reflexionsgradpegel erreicht ist. Zur Erzielung eines konstanten Reflexionsgradpegels wird dieser Vorgang für die jeweiligen (einzelnen) Prüflinge viermal wiederholt. Dabei wird der mit dem Strahl beaufschlagte Aufzeichnungs schichtbereich kristallisiert. Unter Änderung von Leistung und Impulsbreite des Strahls wird dann Information im kristallisierten Bereich aufgezeichnet. Dabei hat sich herausgestellt, daß das Reflexionsvermögen des bestrahlten Bereichs der Aufzeichnungsschicht unter vorbestimmten Bedingungen wieder den Anfangszustand, d.h. einen amorphen Zustand, annimmt. Dies ist in der graphischen Darstellung von Fig. 10 gezeigt, welche die Beziehung des Te-Gehalts (Abszisse) zu der für die Aufzeichnung nötigen niedrigsten Laserstrahlenergie (Ordinate), d.h. bei Rückkehr des Reflexionsvermögens auf den Anfangswert, veranschaulicht. Aus Fig. 10 geht hervor, daß sich die für die Aufzeichnung nötige Energie mit einer Erhöhung des Te-Gehalts ver ringert.

Beispiel 3

Auf die gleiche Weise wie in Beispiel 2 werden Prüflinge mit einer Aufzeichnungsschicht einer Zusammensetzung ent sprechend folgender Formel:

(In₄₈Sb₅₂)_100-xTe_x

mit x entsprechend 10, 20, 30, 40, 60 und 80 Atom-%, her gestellt. Jeder Prüfling wird in die Vorrichtung nach Fig. 9 eingesetzt und bei einer Drehung mit 900/min mit einem Laserstrahl einer vorbestimmten Leistung oder Energie und Impulsbreite bestrahlt, um damit ein Signal auf der Aufzeichnungsschicht jedes Prüflings aufzuzeichnen. Die Größe der Änderung des Reflexionsvermögens des Auf zeichnungsbereichs wird gemessen. Fig. 11 veranschaulicht in graphischer Darstellung die Beziehung des Te-Gehalts (Abszisse) zu einem Kontrastverhältnis (Ordinate) zwischen dem (tatsächlichen) Reflexionsvermögen und dem anfänglichen Reflexionsvermögen des Aufzeichnungsbereichs. Aus dieser Darstellung geht hervor, daß ein steigender Te-Gehalt eine Erhöhung des Kontrastverhältnisses bedingt, insbe sondere wird mit einem Te-Gehalt im Bereich von 20-60 Atom-% ein besseres Kontrastverhältnis erzielt.

Beispiel 4

Zerstäubungs-Targets aus In, Sb und Se werden in die Vakuumkammer der Vorrichtung gemäß den Fig. 5 und 6 einge setzt. Sodann werden Prüflinge mit einer Aufzeichnungs schicht einer Zusammensetzung entsprechend folgender Formel:

(In₄₈Sb₅₂)_100-xSe_x

mit x entsprechend 10, 20, 30 und 40 Atom-%, hergestellt. Dabei werden eine Aufzeichnungsschicht und eine Schutz schicht auf die im Zusammenhang mit Beispiel 1 beschriebene Weise ausgebildet. Die Prüflinge werden mittels eines Differentialabtastkalorimeters (DSC) thermisch analysiert, wobei die in der graphischen Darstellung von Fig. 12, in welcher der Se-Gehalt auf der Abszisse und die Kristalli sationstemperatur auf der Ordinate aufgetragen sind, dar gestellten Ergebnisse erhalten werden. Aus Fig. 12 geht hervor, daß sich die Kristallisationstemperatur mit einer Erhöhung des Se-Gehalts erhöht; d.h. die Stabilität einer amorphen Phase (Aufzeichnungszustand) nimmt mit einer Er höhung des Se-Gehalts zu.

Beispiel 5

Es werden einen Schichtaufbau gemäß Fig. 2 aufweisende optische Plattenprüflinge mit einer Aufzeichnungsschicht einer Zusammensetzung entsprechend folgender Formel:

(In₄₈Sb₅₂)_100-xSe_x

mit x entsprechend 10, 20, 30, 40 und 60 Atom-%, herge stellt. Dabei werden zwei Schutzschichten, zwischen welche die Aufzeichnungsschicht eingefügt ist, jeweils als eine 100 nm dicke SiO₂-Schicht ausgebildet. Es ist darauf hin zuweisen, daß die Aufzeichnungsschicht und die organische Schutzschicht auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 er zeugt werden und die SiO₂-Schutzschicht in der im Zu sammenhang mit Beispiel 1 beschriebenen Vorrichtung durch Zerstäubung unter Verwendung eines SiO₂-Targets geformt wird.

Die obigen Prüflinge werden in der Vorrichtung nach Fig. 9 untersucht.

Jeder betreffende Prüfling wird bei Drehung mit 700/min mit einem ununterbrochenen Strahl einer Leistung von 6 mW während einer Umdrehungszeitdauer des Prüflings bestrahlt; dieser Vorgang wird wiederholt, bis das Reflexionsvermögen eine konstante Größe erreicht. Bei den jeweiligen Prüf lingen wird dieser Vorgang viermal wiederholt, worauf das Reflexionsvermögen die konstante Größe erreicht hat, d.h. der Aufzeichnungsschichtbereich kristallisiert ist. Sodann wird unter Änderung von Leistung bzw. Energie und Impulsbreite des Strahls Information im kristallisierten Bereich der Aufzeichnungsschicht aufgezeichnet. Dabei zeigt es sich, daß das Reflexionsvermögen des bestrahlten Bereichs der Aufzeichnungsschicht unter vorbestimmten Bedingungen wieder den Anfangszustand, d.h. eine amorphe Phase, annimmt. Dies ist in der graphischen Darstellung von Fig. 13 veranschaulicht, welche eine Beziehung des Se-Gehalts (Abszisse) zu der für die Aufzeichnung nötigen niedrigsten Laserstrahlenergie (Ordinate), d.h. nach Rückführung des Reflexionsvermögens auf die Anfangsgröße, zeigt. Aus Fig. 13 geht hervor, daß sich die für die Auf zeichnung nötige Energie mit einer Erhöhung des Se-Gehalts verringert.

Beispiel 6

Auf die in Beispiel 5 beschriebene Weise werden Prüflinge entsprechend denen nach Beispiel 5 mit einer Aufzeichnungs schicht einer Zusammensetzung entsprechend folgender Formel:

(In₄₈Sb₅₂)_100-xSe_x

mit x entsprechend 10, 20, 30, 40, 60 und 80 Atom-%, her gestellt. Diese Prüflinge werden jeweils in der Vorrichtung nach Fig. 9 angeordnet und bei Drehung mit 900/min mit einem Laserstrahl vorbestimmter Leistung bzw. Energie und Impuls breite bestrahlt, um auf der Aufzeichnungsschicht jedes Prüflings ein Signal aufzuzeichnen. Die Größe der Änderung des Reflexionsvermögens des Aufzeichnungsbereichs wird ge messen. Fig. 14 zeigt in graphischer Darstellung eine Be ziehung des Se-Gehalts (Abszisse) zu einem Kontrastver hältnis (Ordinate) zwischen dem Reflexionsvermögen und dem anfänglichen Reflexionsvermögen des Aufzeichnungs bereichs. Aus Fig. 14 geht hervor, daß das Kontrastver hältnis mit einer Erhöhung des Se-Gehalts zunimmt und insbesondere mit einem Se-Gehalt im Bereich von 20-60 Atom-% ein besseres Kontrastverhältnis erzielt wird.

Beispiel 7

Entsprechende Zerstäubungs-Targets aus InSb, InSe und InTe werden in die Vakuumkammer der Vorrichtung nach den Fig. 5 und 6 eingesetzt. Sodann werden Prüflinge mit einer Aufzeichnungsschicht einer Zusammensetzung entsprechend folgender Formel:

(In₄₈Sb₅₂)_90-xTe_xSe₁₀

mit x entsprechend 10, 20, 30 und 40 Atom-%, hergestellt. Dabei werden die Aufzeichnungsschicht und eine Schutz schicht auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 ausgebil det. Die Prüflinge werden mittels eines Differentialab tastkalorimeters (DSC) thermisch analysiert; die Ergeb nisse sind in Fig. 15 dargestellt, die eine Beziehung des Te-Gehalts (Abszisse) zur Kristallisationstemperatur (Ordinate) veranschaulicht. Aus Fig. 15 geht hervor, daß eine Erhöhung des Te-Gehalts eine Erhöhung der Kristallisationstemperatur zur Folge hat. Damit zeigt sich, daß sich die Stabilität der amorphen Phase (Aufzeichnungs zustand) mit einer Erhöhung des Te-Gehalts erhöht bzw. verbessert.

Beispiel 8

Es werden den Schichtaufbau gemäß Fig. 2 aufweisende optische Plattenprüflinge mit einer Aufzeichnungsschicht einer Zusammensetzung entsprechend folgender Formel:

(In₄₈Sb₅₂)_90-xTe_xSe₁₀

mit x entsprechend 20, 40 und 60 Atom-%, hergestellt. Dabei werden eine Aufzeichnungsschicht und eine organische Schutzschicht auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise ausgebildet; dabei werden 100 nm dicke SiO₂-Schichten, zwischen welche die Aufzeichnungsschicht eingefügt ist, als Schutzschichten vorgesehen. Die SiO₂-Schutzschicht wird auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 unter Verwen dung eines SiO₂-Targets erzeugt. Die obigen Prüflinge werden mittels der Vorrichtung nach Fig. 9 untersucht.

Mittels dieser Vorrichtung werden die mit 700/min rotieren den Prüflinge mit einem ununterbrochenen Laserstrahl während einer Zeitdauer entsprechend einer Umdrehung be strahlt; dieser Vorgang wird wiederholt, bis das Reflexionsvermögen eine konstante Größe erreicht hat. Dieser Vorgang wird am jeweiligen Prüfling zweimal wieder holt; hierauf hat das Reflexionsvermögen eine konstante Größe erreicht, d.h. der bestrahlte Bereich ist kristalli siert. Anschließend wird im kristallisierten Bereich der Aufzeichnungsschicht unter Änderung von Leistung bzw. Energie und Impulsbreite des Strahls Information aufge zeichnet. Dabei zeigt es sich, daß das Reflexionsvermögen des bestrahlten Bereichs der Aufzeichnungsschicht unter vorbestimmten Bedingungen wieder den Anfangszustand, d.h. eine amorphe Phase, annimmt. Dies ist in Fig. 16 darge stellt, die eine Beziehung des Se-Gehalts (Abszisse) zu der für die Aufzeichnung nötigen niedrigsten Laserstrahl energie (Ordinate), d.h. nach Rückführung des Reflexions vermögens auf die Anfangsgröße, veranschaulicht. Aus Fig. 16 geht hervor, daß die für die Aufzeichnung nötige Energie mit einer Erhöhung des Se-Gehalts herabgesetzt werden kann.

Beispiel 9

Es werden den Schichtaufbau nach Beispiel 8 aufweisende Prüflinge mit einer Aufzeichnungsschicht einer Zusammen setzung entsprechend folgender Formel:

(In₄₈Sb₅₂) _90-xTe_xSe₁₀

mit x entsprechend 20, 40 und 60 Atom-%, hergestellt. Jeder dieser Prüflinge wird in der in Beispiel 2 verwendeten Vorrichtung angeordnet und bei Drehung mit 900/min mit einem Laserstrahl vorbestimmter Leistung bzw. Energie und Impulsbreite bestrahlt, um auf der Aufzeichnungsschicht jedes Prüflings ein Signal aufzuzeichnen. Dabei wird die Änderungsgröße des Reflexionsvermögens der Aufzeichnungs schicht gemessen. Fig. 17 veranschaulicht in graphischer Darstellung eine Beziehung des Se-Gehalts (Abszisse) zum Kontrastverhältnis (Ordinate) zwischen dem (tatsächlichen) Reflexionsvermögen und dem anfänglichen Reflexionsvermögen des Aufzeichnungsbereichs. Aus dieser Darstellung geht hervor, daß sich das Kontrastverhältnis bis zu einem Ge samtgehalt an Te und Se von 60% mit dem Se-Gehalt ver größert, bei einem Gesamtgehalt von Te und Se von über 60% jedoch abnimmt.

Claims

1. Informationsspeichermedium mit einem Substrat (1) und einer auf dem Substrat (1) vorgesehenen Aufzeichnungs schicht (2, 7), in der bei Bestrahlung mit einem Lichtstrahl eine Änderung einer Atomordnung hervor rufbar ist, so daß auf der Aufzeichnungsschicht (2, 7) eine Information aufgezeichnet und gelöscht werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungsschicht (2, 7) eine Legierung ent sprechend der allgemeinen Formel (In_xSb_100-x)_100-aTe_aworin a und x in Atom-% ausgedrückt sind und in einen Bereich 20<a ≦60 und 48≦x ≦52 fallen, enthält.

2. Informationsspeichermedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungsschicht (2, 7) eine Dicke von 200 nm oder weniger aufweist.

3. Informationsspeichermedium nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungsschicht (2, 7) eine Dicke von 10-100 nm aufweist.

4. Informationsspeichermedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es ferner eine auf der Aufzeich nungsschicht (2, 7) befindliche organische Schutz schicht (3) aufweist.

5. Informationsspeichermedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Substrat (1) und der Aufzeichnungsschicht (2, 7) und/oder auf der Auf zeichnungsschicht (2, 7) (eine) anorganische Schutz schicht(en) (4, 5) vorgesehen ist (sind).

6. Informationsspeichermedium nach Anspruch 5, gekenn zeichnet durch eine auf der über der Aufzeichnungs schicht (2, 7) liegenden anorganischen Schutzschicht (5) vorgesehene organische Schutzschicht (3).

7. Informationsspeichermedium nach Anspruch 6, gekenn zeichnet durch eine Reflexionsschicht (6), die zwischen der auf der Aufzeichnungsschicht (2, 7) befindlichen anorganischen Schutzschicht (5) und der organischen Schutzschicht (3) vorgesehen ist.

8. Informationsspeichermedium mit einem Substrat (1) und einer auf dem Substrat (1) vorgesehenen Aufzeichnungs schicht (2, 7), in der bei Bestrahlung mit einem Licht strahl eine Änderung der Atomordnung hervorrufbar ist, so daß auf der Aufzeichnungsschicht (2, 7) eine Informa tion aufgezeichnet und gelöscht werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungsschicht (2, 7) eine Legierung ent sprechend der allgemeinen Formel (In_xSb_100-x)_100-aSe_aworin a und x in Atom-% ausgedrückt sind und in einen Bereich 20 <a ≦60 und 48≦x≦52 fallen, enthält.

9. Informationsspeichermedium nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungsschicht (2, 7) eine Dicke von 200 nm oder weniger aufweist.

10. Informationsspeichermedium nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungsschicht (2, 7) eine Dicke von 10-100 nm aufweist.

11. Informationsspeichermedium nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß es ferner eine auf der Aufzeich nungsschicht (2, 7) vorgesehene organische Schutz schicht (3) aufweist.

12. Informationsspeichermedium nach Anspruch 8, gekenn zeichnet durch (eine) zwischen der Aufzeichnungs schicht (2, 7) und dem Substrat (1) und/oder auf der Aufzeichnungsschicht (2, 7) vorgesehene anorganische Schutzschicht(en) (4, 5).

13. Informationsspeichermedium nach Anspruch 12, gekenn zeichnet durch eine auf der über der Aufzeichnungsschicht (2, 7) befindlichen anorganischen Schutzschicht (5) vorgesehene organische Schutzschicht (3).

14. Informationsspeichermedium nach Anspruch 13, gekenn zeichnet durch eine Reflexionsschicht (6), die zwischen der auf der Aufzeichnungsschicht (2, 7) befindlichen anorganischen Schutzschicht (5) und der organischen Schutzschicht (3) vorgesehen ist.

5. Informationsspeichermedium mit einem Substrat (1) und einer auf dem Substrat (1) ausgebildeten Aufzeichnungs schicht (2, 7), in der bei Bestrahlung mit einem Licht strahl eine Änderung der Atomordnung hervorrufbar ist, so daß auf der Aufzeichnungsschicht (2, 7) eine Informa tion aufgezeichnet und gelöst werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungsschicht (2, 7) eine Legierung ent sprechend der allgemeinen Formel (In_xSb_100-x)_100-a(Te_100-bSe_b)_aworin a, b und x in Atom-% ausgedrückt sind und in einen Bereich 20<a ≦60, 0<b <100 und 48≦x ≦52 fallen, enthält.

16. Informationsspeichermedium nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungsschicht (2, 7) eine Dicke von 200 nm oder weniger aufweist.

17. Informationsspeichermedium nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungsschicht (2, 7) eine Dicke von 10-100 nm aufweist.

18. Informationsspeichermedium nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß es ferner eine auf der Aufzeichnungs schicht (2, 7) vorgesehene organische Schutzschicht (3) aufweist.

19. Informationsspeichermedium nach Anspruch 15, gekenn zeichnet durch (eine) zwischen dem Substrat (1) und der Aufzeichnungsschicht (2, 7) und/oder auf der Auf zeichnungsschicht (2, 7) vorgesehene anorganische Schutz schicht(en) (4, 5).

20. Informationsspeichermedium nach Anspruch 19, gekenn zeichnet durch eine auf der über der Aufzeichnungs schicht (2, 7) liegenden anorganischen Schutzschicht (5) vorgesehene organische Schutzschicht (3).

21. Informationsspeichermedium nach Anspruch 20, gekenn zeichnet durch eine Reflexionsschicht (6), die zwischen der auf der Aufzeichnungsschicht (2, 7) befindlichen anorganischen Schutzschicht (5) und der organischen Schutzschicht (3) vorgesehen ist.