DE4217279C2 - Optisches Informationsaufzeichnungsmaterial und Aufzeichnungsverfahren unter Verwendung dieses Aufzeichnungsmaterials - Google Patents
Optisches Informationsaufzeichnungsmaterial und Aufzeichnungsverfahren unter Verwendung dieses AufzeichnungsmaterialsInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches Informations
aufzeichnungsmaterial gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Ein derartiges optisches Informationsaufzeichnungsmaterial ist
aus der EP 184452 A2 bekannt. Insbesondere betrifft die Erfindung
ein Aufzeichnungsmaterial vom Phasenänderungs-Typ, bei
dem eine Phasenänderung, die von der Einwirkung eines Laser
strahls auf das Aufzeichnungsmaterial herrührt, in einem Material,
das die Aufzeichnungsschicht bildet, hervorgerufen wird.
Hierdurch wird ein Informationsaufzeichnungsmaterial zur Ver
fügung gestellt, das bei niedriger linearer Geschwindigkeit
der Scheibenumdrehung Information aufzeichnen, aufgezeichnete
Information wiedergeben, aufgezeichnete Information löschen
und Information erneut schreiben oder überschreiben kann und
für die Anwendung in mit optischen Speichern in Beziehung
stehenden Geräten und insbesondere für wiederbeschreibbare
Compact-Discs (CD) geeignet ist.
Ein bekannter Typ von optischen Speichermedien, die durch
Anwendung von elektromagnetischen Strahlen, insbesondere La
serstrahlen, Informationen schreiben, wiedergeben und löschen
können, sind Aufzeichnungsmaterialien vom Phasenänderungstyp,
die sich des Übergangs von einer kristallinen Phase in eine
nicht kristalline oder amorphe Phase oder von einer kristalli
nen Phase in eine andere kristalline Phase bedienen. Insbeson
dere ist in Beziehung auf diesen Typ von Aufzeichnungsmaterial
in jüngerer Zeit viel Forschung und Entwicklung betrieben
worden, da damit das Überschreiben unter Verwendung eines
einzelnen Strahls, das bei magneto-optischen Speichern schwie
rig ist, möglich ist und das optische System auf der Antriebs
seite für dieses Aufzeichnungsmaterial einen einfacheren Me
chanismus hat als das optische System für ein magneto-opti
sches Speichermaterial.
Als Beispiele für Materialien für Aufzeichnungsmaterialien vom
Phasenänderungs-Typ können Legierungen vom Chalcogen-Typ, wie
z. B. Ge-Te, Ge-Te-Sb-S, Ge-Te-S, Ge-Se-S, Ge-Se-Sb, Ge-As-
Se, In-Te, Se-Te, Se-As und dgl., wie in der US-PS 35 30 441
beschrieben, erwähnt werden. Weiter ist vorgeschlagen worden,
den Ge-Te-Legierungen Materialien, wie z. B. Au (wie in JP
61-219692(A) beschrieben), Sn und Au (wie in JP 61-270190(A)
beschrieben) und Pd (wie in JP 62-19490(A) beschrieben) zuzu
setzen, um die Stabilität und Geschwindigkeit der Kristallisa
tion zu verbessern. Ein Material mit einem spezifizierten
Zusammensetzungsverhältnis für Ge-Te-Se-Sb, wie in JP 62-
73438(A) beschrieben, ist ebenfalls vorgeschlagen worden, um die
Schreib/Lösch-Wiederholbarkeitseigenschaften zu verbessern.
Keines dieser Verfahren führt jedoch in vollständig zufrie
denstellender Weise zu den vielen Eigenschaften, die für ein
optisches Speichermaterial vom Phasenänderungs-Typ, mit dem
das Überschreiben möglich ist, erforderlich sind.
Weiter wird in JP 63-251290(A) ein optisches Informationsauf
zeichnungsmaterial mit einer Aufzeichnungsschicht vorgeschla
gen, die aus einer Mehrkomponenten- (im wesentlichen tertiär
oder mehr) Verbindung zusammengesetzt ist, deren kristalliner
Zustand eine einzige Phase bildet. Dieser Typ von Aufzeich
nungsmaterial wird im folgenden als "optisches Aufzeichnungs
material" bezeichnet. Ein Beispiel für eine derartige Einzel
phasen-Mehrkomponentenverbindung ist In3SbTe2. In einer Auf
zeichnungsschicht, die eine derartige Verbindung enthält,
beträgt die Menge an Verbindung 90% oder mehr. Unter Verwen
dung einer derartigen Aufzeichnungsschicht sind Aufzeichnung
und Löschung mit hoher Geschwindigkeit möglich, jedoch ist die
Laserstärke, die momentan zur Aufzeichnung von Information auf
Aufzeichnungsschichten und zur Löschung der aufgezeichneten
Information zugänglich ist, nicht ausreichend, so daß eine
derartige Aufzeichnungsschicht den Nachteil eines niedrigen
Löschungsverhältnisses hat.
In der JP 1-277338(A) wird ein optisches Aufzeichnungsmaterial
vorgeschlagen, das eine Aufzeichnungsschicht umfaßt, die aus
einer Legierung, die durch die folgende Formel dargestellt
wird, zusammengesetzt ist:
(SbaTe1-a)1-yMy
worin 0,4 a < 0,7, y 0,2 und M ein Element darstellt, das
ausgewählt ist aus Ag, Al, As, Au, Bi, Cu, Ga, Ge, In, Pb, Pt,
Se, Si, Sn und Zn.
Die Grundzusammensetzung dieser Legierung ist Sb2Te3. Durch
übermäßige Erhöhung der Menge von Sb werden die Hochgeschwin
digkeitslöschbarkeit und die Wiederverwendungseigenschaften
des optischen Aufzeichnungsmaterials verbessert. Weiterhin
verbessert die Zugabe von M zu dieser Grundzusammensetzung die
Hochgeschwindigkeitslöschbarkeit und das Löschungsverhältnis
weiter. In dieser JP Offenlegungsschrift wird jedoch das Löschungsverhältnis
beim Überschreiben nicht erwähnt. Bei den von den Erfindern
der vorliegenden Erfindung durchgeführten Tests wurde eine
unvollständige Löschung beobachtet und die Aufzeichnungsemp
findlichkeit war für die Verwendung in der Praxis nicht aus
reichend.
In einer Aufzeichnungsschicht für ein optisches Aufzeichnungs
material, das in der JP 60-177446(A) beschrieben ist, wird eine
durch die folgende Formel dargestellte Legierung eingesetzt:
(In1-xSbx)1-yMy
worin 0,55x0,80, 0y0,20 und M ein Element aus der
Gruppe Au, Ag, Cu, Pd, Pt, Al, Si, Ge, Ga, Sn, Te, Se und Bi
darstellt.
Weiterhin wird in einer Aufzeichnungsschicht für ein optisches
Aufzeichnungsmaterial, das in der JP 63-228433(A) beschrieben
ist, eine durch die folgende Formel repräsentierte Legierung
eingesetzt:
GeTe-Sb2Te3-Sb (übermäßig).
Keines dieser optischen Aufzeichnungsmaterialien zeigt jedoch
eine zufriedenstellende Aufzeichnungsempfindlichkeit und ein
zufriedenstellendes Löschungsverhältnis.
Insbesondere sind die wichtigsten zu lösenden Probleme die
Verbesserung der Schreib- und Löschempfindlichkeit, der Ver
hinderung der Erniedrigung des Löschungsverhältnisses aufgrund
von unvollständiger Löschung vor dem Überschreiben und die
Verbesserung der Lebensdauer sowohl der aufgezeichneten als
auch der nicht aufgezeichneten Teile in der Aufzeichnungs
schicht.
Um die obigen Probleme zu lösen, wurde in US-PS 4954379 und
den JP 61-5450(A) und JP 63-259855(A) das Vorsehen einer chemisch
stabilen, wärmebeständigen Schutzschicht auf beiden Seiten der
Aufzeichnungsschicht vorgeschlagen.
Im allgemeinen muß die wärmebeständige Schutzschicht z. B.
transparent für einen Laserstrahl sein und einen Schmelzpunkt
aufweisen, der höher ist als die Temperaturen beim Aufzeichnen
und Löschen, ebenso wie hohe mechanische Festigkeit und gute
Chemikalienbeständigkeit. Unter diesen Eigenschaften ist die
Chemikalienbeständigkeit besonders wichtig, wenn die wärmebe
ständige Schutzschicht für eine Aufzeichnungsschicht vom Pha
senänderungs-Typ verwendet wird, insbesondere dann, wenn Ver
bindungen vom Chalcogen-Typ in der Aufzeichnungsschicht einge
setzt werden, da die Chalcogen-Elemente in diesen Verbindungen
sehr aktiv sind.
Herkömmlicherweise eingesetzte dielektrische Materialien auf
Oxid-Basis genügen den obigen Anforderungen im allgemeinen
nicht.
Die wärmebeständige Schutzschicht hat auch die Funktion, Wärme
abzustrahlen oder Wärme zu übertragen.
Wenn die thermische Leitfähigkeit einer thermischen Strah
lungsschicht zu gering ist, kann eine schnelle Abkühlung, die
für die Amorphmachung der Aufzeichnungsschicht erforderlich
ist, nicht erhalten werden, während bei einer zu großen ther
mischen Leitfähigkeit die eingesetzte Wärme nicht effektiv
ausgenutzt werden kann, so daß die Bedingungen für die all
mähliche Abkühlung der Legierung in der Aufzeichnungsschicht
nicht in geeigneter Weise festgelegt werden können. Als Ergeb
nis wird in beiden Fällen die Schreib- und Löschempfindlich
keit herabgesetzt. Somit ist es erforderlich, die thermische
Leitfähigkeit der Wärmestrahlungsschicht so einzustellen, daß
sie für die Aufzeichnungsschicht geeignet ist. Es ist jedoch
sehr schwierig, die thermische Leitfähigkeit der Wärmestrah
lungsschicht in einem weiten Bereich einzustellen, solange die
oben erwähnten herkömmlichen Materialien in der wärmebeständi
gen Schutzschicht eingesetzt werden.
Wenn z. B. die lineare Geschwindigkeit der Scheibenumdrehung
zur Aufzeichnung mit einem Laserstrahl 6 m/sek oder weniger,
d. h., das 4fache der Standard-Lineargeschwindigkeit der
Scheibenumdrehung (ungefähr 1,2 m/sek bis 1,4 m/sek) für eine
konventionelle CD ist, ist die Abkühlgeschwindigkeit bei der
Aufzeichnung, d. h. nach der Absorption der Energie des ange
wendeten Laserstrahls, nicht ausreichend, so daß auf der Auf
zeichnungs-Scheibe geeignete Aufzeichnungsmarkierungen nicht
erzeugt werden können.
Demgemäß ist eine Aufgabe der Erfindung die Bereitstellung
eines optischen Informationsaufzeichnungsmaterials, wie z. B.
einer CD, mit hoher Lebenserwartung, einem hohen Löschungs
verhältnis und einer hohen Schreib- und Löschempfindlichkeit,
ohne Verschlechterung des C/N-Verhältnisses, auf dem ein wie
derholtes Schreiben und Löschen möglich ist, ohne daß ein
kompliziertes Aufzeichnungs- und Löschsystem erforderlich ist.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines
Verfahrens zur Aufzeichnung optischer Informationen unter
Verwendung des obigen optischen Informationsaufzeichnungs
materials.
Die erste Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem optischen
Informationsaufzeichnungsmaterial der eingangs genannten Art
gelöst, mit den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1.
Im Gegensatz zu dem aus der EP 184452 A2 bekannten Informa
tionsaufzeichnungsmaterial, bei dem eine Phasenänderung zwischen
zwei stabilen mikrokristallinen Phasen erfolgt, umfaßt
die Aufzeichnungsschicht des erfindungsgemäßen Informations
aufzeichnungsmaterials eine Mischphase aus einer AgSbTe2-Phase
in mikrokristallinem Zustand und einer InSby-Phase in amorphem
Zustand, wobei letztere praktisch die Matrixphase darstellt.
Wenn keine Aufzeichnung oder Lösung erfolgt, liegt die
AgSbTe2-Phase in mikrokristallinem Zustand vor, während sie
beim Aufzeichnen in eine amorphe Phase umgewandelt wird.
Vorzugsweise beträgt die Größe der AgSbTe2-Kristallite in der
kristallinen Phase 100 nm oder weniger.
Weiterhin wird das Material für die obere wärmebeständige
Schutzschicht vorzugsweise aus der Gruppe von kubischem Borni
trid (kubisches BN), Siliciumcarbid (SiC) und Aluminiumnitrid
(AlN) ausgewählt. Bei der Löschung wird das in der Aufzeich
nungsschicht als Hauptkomponente enthaltene Phasenänderungs-
Aufzeichnungsmaterial durch die folgende Formel dargestellt:
(AgSbTe2)x(InSby)1-x
worin 0,4x0,55 und 0,5y2,5.
Zwischen dem Schichtträger und der Aufzeichnungsschicht kann
eine untere wärmebeständige Schutzschicht vorgesehen werden.
Die optische Reflexionsschicht kann vorzugsweise Ag, Au oder
Legierungen davon umfassen.
Die zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung kann gelöst
werden durch Anwendung eines Laserstrahls auf die Aufzeich
nungsschicht durch den Schichtträger hindurch, während das
optische Informationsaufzeichnungsmaterial mit einer linearen
Geschwindigkeit von 1,2 bis 5,6 m/sek gedreht wird, was der
1- bis 4fachen linearen CD-Geschwindigkeit der Scheibenumdre
hung entspricht.
In den anliegenden Zeichnungen zeigt:
- - die Fig. 1 einen schematischen Querschnitt der Struktur eines Beispiels eines erfindungsgemäßen optischen In formationsaufzeichnungsmaterials;
- - die Fig. 2 eine schematische Veranschaulichung von kri stallinen Phasen, die Kristallite von AgSbTe2 umfassen, die bei der Löschung von aufgezeichneter Information in der Aufzeichnungsschicht des optischen Informationsauf zeichnungsmaterials vorhanden sind;
- - die Fig. 3 eine Kurve, die die Abhängigkeit des C/N- Verhältnisses und des Löschungsverhältnisses (Ers.) eines optischen Informationsaufzeichnungsmaterials Nr. IV-1 gemäß der vorliegenden Erfindung von der Spitzenleistung (mW) unter einer konstanten Vorbelastungsleistung (bias power) (Pb) von 6 mW zeigt, wenn ein Einstrahl-Über schreiben mit einer Frequenz von 0,4 MHz (50% Leistung) durchgeführt wird, nachdem eine Signalaufzeichnung mit einer Frequenz von 1,4 MHz (Leistung 50%) durchgeführt worden ist;
- - die Fig. 4 eine Kurve, die die Abhängigkeit des C/N- Verhältnisses und des Löschungsverhältnisses (Ers.) des Aufzeichnungsmediums Nr. IV-1 von der Vorbelastungslei stung (mW) unter einer konstanten Spitzenleistung (peak power) (Pp) von 14 mW zeigt, wenn ein Einstrahl-Über schreiben mit einer Frequenz von 0,4 MHz (Leistung 50%) durchgeführt wird, nachdem eine Signalaufzeichnung mit einer Frequenz von 1,4 MHz (Leistung 50%) durchgeführt worden ist; und
- - die Fig. 5 eine Kurve, die die Abhängigkeit des C/N- Verhältnisses und des Löschungsverhältnisses des Auf zeichnungsmaterials Nr. IV-1 von der linearen Geschwin digkeit der Scheibenumdrehung zeigt.
Die vorliegende Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die
beiliegenden Zeichnungen detaillierter beschrieben.
Die Fig. 1 zeigt den Aufbau eines Beispiels für ein erfin
dungsgemäßes optisches Informationsaufzeichnungsmaterial. In
diesem Beispiel sind eine untere wärmebeständige Schutzschicht
2, eine Aufzeichnungsschicht 3, eine obere wärmebeständige
Schutzschicht 4 und eine optische Reflexionsschicht 5, die
Licht reflektiert (im folgenden einfach als Reflexionsschicht
bezeichnet) in der angegebenen Reihenfolge auf einem Schicht
träger 1 angeordnet. Falls gewünscht, kann eine Umgebungs
schutzschicht (nicht gezeigt) auf der Reflexionsschicht 5
vorgesehen werden.
Die untere wärmebeständige Schutzschicht ist nicht unbedingt
erforderlich. Wenn jedoch der Schichtträger aus einem Material
mit geringer Wärmebeständigkeit hergestellt ist, wie z. B.
einem Polycarbonatharz, wird es bevorzugt, die untere wärmebe
ständige Schutzschicht 2 vorzusehen.
Sowohl die obere wärmebeständige Schutzschicht 4 als auch die
Reflexionsschicht 5 ist aus einem Material mit relativ hoher
thermischer Leitfähigkeit hergestellt.
Eine Schicht aus kubischem Bornitrid (kubisches BN) eine
Schicht aus Siliciumcarbid (SiC) und eine Aluminiumnitrid
schicht (AlN) genügen nicht nur den grundlegenden Eigenschaf
ten, die für eine wärmebeständige Schutzschicht für optische
Discs erforderlich sind, z. B. hoher Schmelzpunkt und Trans
parenz, sondern sind auch für die obere wärmebeständige
Schutzschicht 4 geeignet, da sie höhere thermische Leitfähig
keiten aufweisen als die dielektrischen Materialien, die im
allgemeinen Gebrauch sind, und zu den Materialien für die Auf
zeichnungsschicht einer Aufzeichnungsscheibe vom Phasenände
rungs-Typ passen.
Materialien, die als Hauptkomponente ein Vier-Komponenten-
Phasenänderungs-Material umfassen, das Ag, In, Te und Sb ent
hält, sind als Materialien für die Aufzeichnungsschicht 3
geeignet, da derartige Materialien ausgezeichnete Aufzeich
nungsempfindlichkeiten (Wechsel von einem kristallinen Zustand
in einen amorphen Zustand), Löschempfindlichkeiten (Kristalli
sation), lineare Geschwindigkeit und ein ausgezeichnetes Lö
schungsverhältnis zeigen.
Die Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht 3 zur Verwendung
in der vorliegenden Erfindung wurde durch Fluoreszenz-Röntgen
strahlung analysiert. Die Zusammensetzung der Aufzeichnungs
schicht kann auch durch analytische Methoden, wie z. B. Rönt
gen-Mikroanalyse, Rutherford-Rückstreuung und Auger-Elektro
nenspektroskopie analysiert werden. Wenn die Zusammensetzung
der Aufzeichnungsschicht 3 durch irgendeines dieser Verfahren
gemessen wird, ist es erforderlich, die durch Fluoreszenz-
Röntgenstrahlung erhaltenen Ergebnisse mit den durch das ange
wendete analytische Verfahren erhaltenen Werten zu verglei
chen.
Röntgen-Diffraktion und Elektronendiffraktion sind geeignet
für die Untersuchung der Materialien, die in der Aufzeich
nungsschicht 3 enthalten sind.
Die Elektronendiffraktion ist geeignet für die Untersuchung
des kristallinen Zustandes von Materialien in der Aufzeich
nungsschicht. Wenn durch Elektronendiffraktion bestimmt wird,
ob ein Material in einem kristallinen Zustand oder in einem
amorphen Zustand vorliegt, dann ist das Material in einem
kristallinen Zustand, wenn ein punktförmiges oder ein Debye-
Ring-förmiges Muster beobachtet wird, und das Material ist in
einem amorphen Zustand, wenn ein ringförmiges oder Halo-Muster
beobachtet wird. Der Durchmesser eines jeden Kristalls kann
unter Verwendung der Scherrer-Gleichung aus der Halbwertsbrei
te eines Röntgen-Diffraktions-Peaks bestimmt werden.
Die Fig. 2 zeigt schematisch den Zustand der Aufzeichnungs
schicht in einem stabilen Zustand, in dem keine Aufzeichnung
oder eine Löschung durchgeführt wird, wobei dieser Zustand
aufgrund der Beobachtung unter Verwendung eines Elektronenmi
kroskops, der Elektronendiffraktionsanalyse und der Röntgen
strahldiffraktionsanalyse als solcher betrachtet werden kann.
Wie in Fig. 2 gezeigt, sind AgSbTe2 in einem mikrokristalli
nen Zustand und InSby in einem amorphen Zustand in Form einer
Mischung in der Aufzeichnungsschicht anwesend. AgSbTe2 in
einem mikrokristallinen Zustand hat einen Kristallitdurchmes
ser von 100 nm oder weniger. In einem derartigen mikrokristal
linen Zustand sind die Bereiche, in denen der Phasenwechsel
vom kristallinen Zustand in einen amorphen Zustand stattfin
det, auf einen extrem schmalen Bereich beschränkt, so daß ein
gleichmäßiger Phasenwechsel mit hoher Geschwindigkeit verur
sacht werden kann. Mit anderen Worten, der Phasenwechsel vom
kristallinen Zustand in den amorphen Zustand kann unter mini
malen chemischen und physikalischen Dispersionen stattfinden.
Als Ergebnis davon kann ein hohes Löschungsverhältnis erhalten
werden.
Da die Kristallite von AgSbTe2 einen so kleinen Durchmesser
(100 nm oder weniger) aufweisen, ist der Schmelzpunkt von
AgSbTe2 aufgrund der kleinen Kristallitgröße erniedrigt. Als
Ergebnis davon tritt die Phasenänderung bei einer relativ
geringen Temperatur ein, so daß die Aufzeichnungsempfindlich
keit des Aufzeichnungsmaterials erhöht wird. Mit anderen Wor
ten, wenn der Kristallitdurchmesser von AgSbTe2 größer als 100
nm ist, neigen die Aufzeichnungsempfindlichkeit und das Lö
schungsverhältnis zu einer Erniedrigung.
AgSbTe2 wird von amorphem InSby umgeben. Man nimmt an, daß das
amorphe InSby die Mikrokristallite von AgSbTe2 daran hindert,
zu wachsen und dadurch große Körner zu werden.
Die Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht wird dargestellt
durch (AgSbTe2)x(InSby)1-x,
wobei 0,4x0,55 und 0,5y
2,5 und vorzugsweise 0,42x0,50 und 0,75y2,2.
Die kombinierte Verwendung der obigen Aufzeichnungsschicht und
der oberen wärmebeständigen Schutzschicht ermöglicht es, so
wohl den schnellen Abkühlbedingungen bei der Aufzeichnung mit
einem Phasenwechsel zum amorphen Zustand hin als auch den
allmählichen Abkühlbedingungen bei der Löschung mit einem
Phasenwechsel hin zum kristallinen Zustand selbst bei einer
geringen linearen Geschwindigkeit der Scheibenumdrehung von
1,2 bis 5,6 m/sek zu genügen, wodurch ausgezeichnete Aufzeich
nungs- und Löscheigenschaften erhalten werden.
Vorzugsweise weist die wärmebeständige Schutzschicht eine
große optische Energielücke (Eg. opt), insbesondere 1,5 eV oder
mehr, auf, da die große optische Energielücke der wärmebestän
digen Schutzschicht dazu dient, das Reflexionsverhältnis der
optischen Disc, die erfindungsgemäß hergestellt wird, zu ver
bessern.
Es wird bevorzugt, daß die untere und obere wärmebeständige
Schutzschicht einen Schmelzpunkt von 800°C oder darüber, ins
besondere 1000°C oder darüber aufweist. Vorzugsweise weist die
obere wärmebeständige Schutzschicht eine thermische Leitfähig
keit von 1,0 W/cm·Grad oder mehr auf.
Im allgemeinen ist es ausgesprochen schwierig, die thermische
Leitfähigkeit einer Dünnfilmschicht mit einer Dicke in der
Größenordnung von µm oder weniger, wie z. B. diejenige der oben
erwähnten oberen wärmebeständigen Schutzschicht, zu messen.
Deshalb wurde die thermische Leitfähigkeit des Materials für
die obere wärmebeständige Schutzschicht durch Messen desselben
Materials in einem kompakten Zustand, z. B. durch das konven
tionelle direkte Längsverfahren oder das Laserblitzverfahren,
gemessen.
Kubisches BN, das als Material für die obere wärmebeständige
Schutzschicht des optischen Informationsaufzeichnungsmaterials
der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann, hat einen
Schmelzpunkt von 3000°C und eine thermische Leitfähigkeit von
13,0 W/cm·Grad und besitzt ausgezeichnete Eigenschaften zur
Verwendung in der oberen wärmebeständigen Schutzschicht.
Obwohl es keine Beschränkungen hinsichtlich der Verfahren zur
Herstellung von kubischem BN zur Verwendung in der vorliegen
den Erfindung gibt, wird es bevorzugt, das Ionenstrahl- und
Dampfabscheideverfahren (IVD-Verfahren) einzusetzen, bei dem
die Elektronenstrahlabscheidung von Bor und die Ionenstrahl
abscheidung von Stickstoff kombiniert werden.
SiC, das als Material für die obere wärmebeständige Schutz
schicht des erfindungsgemäßen optischen Informationsaufzeich
nungsmaterials verwendet werden kann, hat einen Schmelzpunkt
von 2200°C und eine thermische Leitfähigkeit von 5,0 W/cm·Grad
und ausgezeichnete Eigenschaften zur Verwendung in der oberen
wärmebeständigen Schutzschicht.
AlN, das als Material für die obere wärmebeständige Schutz
schicht des erfindungsgemäßen optischen Informationsaufzeich
nungsmaterials verwendet werden kann, hat einen Schmelzpunkt
von 2230°C und eine thermische Leitfähigkeit von 2,6 W/cm·Grad
sowie ausgezeichnete Eigenschaften zur Verwendung in der obe
ren wärmebeständigen Schutzschicht.
Die in der vorliegenden Erfindung verwendete Aufzeichnungs
schicht kann durch verschiedene Arten von Dampfabscheidungs
verfahren, wie z. B. das Vakuumverdampfungsverfahren, das Sput
ter-Verfahren, das Plasma-CVD-Verfahren, das optische CVD-
Verfahren, das Ionenplattierungsverfahren, das Elektronen
strahlabscheidungsverfahren und dgl. erzeugt werden. Von
Dampfabscheidungsverfahren verschiedene Verfahren sind z. B.
Naßverfahren, wie z. B. das Sol-Gel-Verfahren.
Vorzugsweise beträgt die Dicke der Aufzeichnungsschicht 10 nm
bis 1000 nm und insbesondere 20 nm bis 300 nm, um eine geeig
nete Lichtabsorption zu erhalten, und einen gleichmäßigen
Phasenwechsel mit hoher Geschwindigkeit zu erzielen.
Der Schichtträger zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung
wird in der Regel aus Glas, Keramik oder Harzen hergestellt.
Unter dem Aspekt der Leichtigkeit der Herstellung, der Kosten
und dgl. sind Harze als Schichtträgermaterialien ideal. Re
präsentative Beispiele für Harze sind Polycarbonate, Acrylhar
ze, Epoxyharze, Polystyrolharze, Acrylnitril-Styrol-Copoly
merharze, Polyethylenharze, Polypropylenharze, Siliconharze,
Fluor-enthaltende Harze, ABS-Harze, Urethanharze und dgl.
Unter dem Gesichtspunkt der Verarbeitbarkeit, der optischen
Eigenschaften und dgl. sind jedoch Polycarbonatharze und Ac
rylharze bevorzugt. Der Schichtträger kann die Form einer
Scheibe, einer Karte oder eines Blattes annehmen.
Die Materialien für die untere wärmebeständige Schutzschicht
können metallische Oxidverbindungen, wie z. B. SiO, SiO2, ZnO,
SnO2, Al2O3, TiO2, In2O3, MgO und ZrO2; Nitride, wie z. B.
Si3N4, AlN, TiN, BN und ZrN; Sulfide, wie z. B. ZnS, In2S3 und
TaS4; Carbide, wie z. B. SiC, TaC, B4C, WC, TiC und ZrC, Koh
lenstoff vom Diamant-Typ und Mischungen dieser Materialien
sein.
Diese Materialien können einzeln für eine Schutzschicht einge
setzt werden oder können zusammengemischt werden. Gegebenen
falls können auch Verunreinigungen zugegeben werden.
Der Schmelzpunkt der wärmebeständigen Schutzschicht muß höher
sein als der Schmelzpunkt der Aufzeichnungsschicht. Dieser Typ
von Schutzschicht kann durch verschiedene Arten von Dampfab
scheidungsverfahren gebildet werden, wie z. B. dem Vakuumab
scheidungsverfahren, dem Sputter-Verfahren, dem Plasma-CVD-
Verfahren, dem optischen CVD-Verfahren, dem Ionenplattierungs
verfahren, dem Elektronenstrahlabscheidungsverfahren und dgl.
Vorzugsweise liegt die Dicke der wärmebeständigen Schutz
schichten im Bereich von 20 bis 500 nm, insbesondere im Be
reich von 50 bis 300 nm. Wenn die Dicke einer wärmebeständigen
Schutzschicht unter 20 nm liegt, kann dies zu einer Verringe
rung der Effektivität führen, während bei einer Dicke über 500
nm die Empfindlichkeit dazu neigt, abzunehmen und ein Abschä
len an der Grenzfläche auftreten kann. Die Schutzschicht kann
gegebenenfalls auch in Form eines Laminats aufgebaut sein.
Metallische Materialien, wie z. B. Al, Au und dgl. und Legie
rungen davon können zur Herstellung der Reflexionsschicht
herangezogen werden. Materialien mit einer hohen thermischen
Leitfähigkeit von 2,0 W/cm·Grad oder darüber, wie z. B. Ag, Au,
Cu, Al und Legierungen davon werden bevorzugt in der Refle
xionsschicht verwendet. Insbesondere hat Ag eine thermische
Leitfähigkeit von 4,2 W/cm·Grad und Au hat eine thermische
Leitfähigkeit von 3,0 W/cm·Grad.
Vorzugsweise beträgt die Dicke der Reflexionsschicht 20 bis
300 nm und insbesondere 50 bis 200 nm. Die Reflexionsschicht
dient auch als Wärmestrahlungsschicht.
Diese Art von Reflexionsschicht kann durch verschiedene Arten
von Dampfabscheidungsverfahren erzeugt werden, wie z. B. das
Vakuumverdampfungsverfahren, das Sputter-Verfahren, das Plas
ma-CVD-Verfahren, das optische CVD-Verfahren, das Ionenplat
tierungsverfahren, das Elektronenstrahlverdampfungsverfahren
und dgl.
Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der
vorliegenden Erfindung, ohne diese jedoch in irgendeiner Form
zu beschränken.
Eine untere wärmebeständige Schutzschicht, die aus ZnS + SiO2
(20%) zusammengesetzt war, wurde in einer Dicke von 200 nm auf
einen Polycarbonatschichtträger unter Verwendung des rf-(Radio
frequenz-)-Sputter-Verfahrens abgeschieden. Der Schichtträger
hatte eine Dicke von 1,2 mm und einen Durchmesser von 120 mm
und wies eine Rillentiefe von 70 nm und einen Zwischenraum
(pitch) von 1,6 µm auf.
Unter Verwendung des rf-Sputter-Verfahrens wurde eine Auf
zeichnungsschicht, die aus (AgSbTe2)0,43(InSb0,77)0,57 zusam
mengesetzt war, in einer Dicke von 20 nm auf der oben herge
stellten unteren wärmebeständigen Schutzschicht abgeschieden.
Unter Verwendung des IVD-Verfahrens wurde eine obere wärmebe
ständige Schutzschicht, die aus kubischem BN zusammengesetzt
war, in einer Dicke von 100 nm auf der obigen Aufzeich
nungsschicht abgeschieden.
Schließlich wurde unter Verwendung des rf-Sputter-Verfahrens
eine Reflexionsschicht aus Au in einer Dicke von 70 nm auf der
oberen wärmebeständigen Schutzschicht abgeschieden, wodurch
ein optisches Informationsaufzeichnungsmaterial Nr. I-1 in
Form einer Scheibe erfindungsgemäß hergestellt wurde.
Die Beurteilung des obigen Aufzeichnungsmaterials Nr. 1-1
wurde unter Verwendung eines 780 nm-Halbleiter-Laserstrahls
durchgeführt, indem man von der Schichtträgerseite her einen
Punkt mit einem Durchmesser von ungefähr 1 µm durch eine Linse
mit einer numerischen Zahl (NA) von 0,5 auf die Oberfläche des
Aufzeichnungsmaterials anwendete.
Unmittelbar nach der Herstellung war die Aufzeichnungsschicht
in einem amorphen Zustand, jedoch wurde für die Messung zu
Beurteilungszwecken ein DC-Lichtstrahl (nicht-modulierter
Lichtstrahl) auf die gesamte Oberfläche des Aufzeichnungsmate
rials in solcher Weise angewendet, daß die Lichtenergie auf
der Oberfläche des Materials 8 mW betrug, so daß die gesamte
Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials in geeigneter Form kri
stallisiert war, um den anfänglichen, nicht-aufgezeichneten
Zustand zu liefern.
Die Aufzeichnungseigenschaft des Aufzeichnungsmaterials wurde
durch Anwendung eines Laserstrahls mit einer Pulsbreite von
690 ns beurteilt, wobei die lineare Geschwindigkeit für die
Umdrehung des Aufzeichnungsmaterials konstant bei 1,3 m/sek
gehalten wurde, und die Schreibleistung des Laserstrahls in
jedem Schritt um 1 mW von 7 mW bis 14 mW gesteigert wurde. Die
Leistung für einen Wiedergabe-Lichtstrahl wurde konstant bei
0,6 mW gehalten. Als Ergebnis wurden Signale mit C/N-Verhält
nissen von 46 dB oder mehr erhalten, wenn die Schreibleistung
im Bereich von 8 bis 14 mW lag. Die aufgezeichneten Signale
wurden unter Anwendung von DC-Licht mit einer Leistung von 8
mW gelöscht. Als Ergebnis davon wurden die aufgezeichneten
Signale praktisch vollständig gelöscht und die nicht gelösch
ten Teile waren vernachlässigbar. Die spezifischen C/N-Ver
hältnisse und Löschungsverhältnisse, die erhalten wurden, sind
in Tabelle I gezeigt.
Weiter wurde das Aufzeichnungsmaterial einem Ein-Strahl-Überschreibtest
unter den folgenden Bedingungen unterzogen:
lineare Geschwindigkeit der Scheibenumdrehung: 1,3 m/sek
Aufzeichnungsleistung (Pw): 12 mW
Löschleistung (Pe): 7 mW
Aufzeichnungsfrequenz: f₁=0,40 MHz, f₂=0,72 MHz
Aufzeichnungsleistung (Pw): 12 mW
Löschleistung (Pe): 7 mW
Aufzeichnungsfrequenz: f₁=0,40 MHz, f₂=0,72 MHz
Als Ergebnis betrug das C/N-Verhältnis 52 dB und das Lö
schungsverhältnis betrug -35 dB, wenn das Überschreiben in
einer Spur durchgeführt wurde, in der die Aufzeichnung mit der
Aufzeichnungsfrequenz f1 durchgeführt worden war. Diese Ergeb
nisse sind ebenfalls in Tabelle I gezeigt.
Der obige Überschreib-Test wurde mehr als 1000mal wiederholt.
Dabei wurde keine Verschlechterung der Eigenschaften des Auf
zeichnungsmaterials nach dem Überschreib-Test beobachtet.
Das Verfahren zur Herstellung des optischen Informationsauf
zeichnungsmaterials I-1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme,
daß als Aufzeichnungsschicht eine solche mit der Zusammenset
zung (AgSbTe2)0,42(InSb1,8)0,58 und als Reflexionsschicht eine
solche aus Ag eingesetzt wurde, wodurch ein optisches Informa
tionsaufzeichnungsmaterial Nr. I-2 gemäß der vorliegenden
Erfindung hergestellt wurde.
Das so hergestellte Aufzeichnungsmaterial Nr. I-2 wurde den
selben Beurteilungstests wie das Aufzeichnungsmaterial Nr. I-1
unterzogen. Die Ergebnisse sind in Tabelle I aufgeführt. Der
Überschreib-Test wurde mehr als 1000mal auf dieselbe Weise
wie in Beispiel I-1 wiederholt. Auch in diesem Fall wurde
keine Verschlechterung der Eigenschaften des Aufzeichnungs
materials festgestellt.
Das Verfahren zur Herstellung des optischen Informationsauf
zeichnungsmaterials Nr. I-1 wurde wiederholt, mit der Ausnah
me, daß als Aufzeichnungsschicht eine solche mit der Zusammen
setzung (AgSbTe2)0,32 (InSb1,9)0,68 eingesetzt wurde, wodurch ein
optisches Vergleichs-Informationsaufzeichnungsmaterial Nr. I-1
hergestellt wurde.
Das so hergestellte Vergleichs-Aufzeichnungsmaterial wurde
denselben Beurteilungstests wie das Aufzeichnungsmaterial Nr.
I-1 unterzogen. Die Ergebnisse sind in Tabelle I gezeigt.
Das Verfahren zur Herstellung des optischen Informationsauf
zeichnungsmaterials Nr. I-1 wurde wiederholt, mit der Ausnah
me, daß als Aufzeichnungsschicht eine solche mit der Zusammen
setzung (AgSbTe2)0,50(InSb3)0,50 und als obere wärmebeständige
Schutzschicht eine solche mit der Zusammensetzung ZnS + SiO2
(20%) eingesetzt wurde, wodurch ein optisches Vergleichs-In
formationsaufzeichnungsmaterial Nr. I-2 hergestellt wurde.
Das so hergestellte Vergleichs-Aufzeichnungsmaterial wurde
denselben Beurteilungstests wie das Aufzeichnungsmaterial Nr.
I-1 unterzogen. Die Ergebnisse sind in Tabelle I gezeigt.
Das Verfahren zur Herstellung des optischen Informationsauf
zeichnungsmaterials Nr. I-1 wurde wiederholt, mit der Ausnah
me, daß als Aufzeichnungsschicht eine solche mit der Zusammen
setzung (AgSbTe2)0,60(InSb1,8)0,40 eingesetzt wurde, wodurch ein
optisches Vergleichs-Informationsaufzeichnungsmaterial Nr. I-3
hergestellt wurde, das denselben Beurteilungstests, wie das
erfindungsgemäße Aufzeichnungsmaterial Nr. I-1 unterzogen
wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle I aufgeführt.
Eine untere wärmebeständige Schutzschicht, die aus ZnS+SiO2
(20%) zusammengesetzt war, wurde in einer Dicke von 200 nm auf
einem Polycarbonat-Schichtträger unter Verwendung des rf-Sput
ter-Verfahrens abgeschieden. Der Schichtträger hatte eine
Dicke von 1,2 mm und einen Durchmesser von 120 mm und wies
eine Rillentiefe von 70 nm und einem Abstand von 1,6 µm auf.
Auf der oben hergestellten unteren wärmebeständigen Schutz
schicht wurde unter Verwendung des rf-Sputter-Verfahrens eine
Aufzeichnungsschicht der Zusammensetzung
(AgSbTe2)0,43(InSb0,77)0,57 in einer Dicke von 20 nm abgeschie
den.
Auf der obigen Aufzeichnungsschicht wurde unter Verwendung des
rf-Sputter-Verfahrens eine obere wärmebeständige Schutz
schicht, die aus SiC zusammengesetzt war, in einer Dicke von
100 nm abgeschieden.
Schließlich wurde unter Verwendung des rf-Sputter-Verfahrens
eine aus Au zusammengesetzte Reflexionsschicht in einer Dicke
von 70 nm auf der oberen wärmebeständigen Schutzschicht abge
schieden, wodurch ein optisches Informationsaufzeichnungsmate
rial II-1 in Form einer Scheibe gemäß der vorliegenden Erfin
dung hergestellt wurde.
Die Beurteilung des obigen Aufzeichnungsmaterials Nr. II-1
wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel I-1 beschrieben
durchgeführt. Als Ergebnis wurden mit einer Schreibleistung
im Bereich von 9 bis 14 mW Signale mit C/N-Verhältnissen von
45 dB oder darüber erhalten. Die aufgezeichneten Signale wur
den unter Anwendung von DC-Licht mit einer Leistung von 8 mW
gelöscht. Als Ergebnis davon wurden die aufgezeichneten Signa
le fast vollständig gelöscht und die nicht gelöschten Teile
waren vernachläßigbar. Die konkreten C/N-Verhältnisse und
Löschungsverhältnisse, die erhalten wurden, sind in Tabelle
II gezeigt.
Außerdem wurde das obige Aufzeichnungsmaterial einem Ein-
Strahl-Überschreibtest unter den folgenden Bedingungen unter
zogen:
Lineare Geschwindigkeit der Scheibenumdrehung: 1,3 m/sek
Aufzeichnungsleistung (Pw): 11 mW
Löschleistung (Pe): 6 mW
Aufzeichnungsfrequenz: f₁=0,40 MHz, f₂=0,72 MHz
Aufzeichnungsleistung (Pw): 11 mW
Löschleistung (Pe): 6 mW
Aufzeichnungsfrequenz: f₁=0,40 MHz, f₂=0,72 MHz
Als Ergebnis betrug das C/N-Verhältnis 52 dB und das Lö
schungsverhältnis betrug -34 dB, wenn das Überschreiben in
einer Spur durchgeführt wurde, in der zuvor die Aufzeichnung
mit der Aufzeichnungsfrequenz f1 durchgeführt worden war.
Diese Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle II unten gezeigt.
Der obige Überschreib-Test wurde mehr als 1000mal wiederholt.
Nach diesem Test konnte keine Verschlechterung der Eigenschaf
ten des Aufzeichnungsmaterials festgestellt werden.
Das Verfahren zur Herstellung des optischen Informationsauf
zeichnungsmaterials Nr. II-1, das in Beispiel II-1 beschrieben
ist, wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß als Aufzeich
nungsschicht eine solche mit der Zusammensetzung
(AgSbTe2)0,42(InSb2,1)0,58 und als Reflexionsschicht eine solche
aus Ag eingesetzt wurde, wodurch ein optisches Informations
aufzeichnungsmaterial Nr. II-2 gemäß der vorliegenden Erfin
dung hergestellt wurde.
Das so hergestellte Aufzeichnungsmaterial Nr. II-2 wurde den
selben Beurteilungstests wie das Aufzeichnungsmaterial Nr. II-1
unterzogen. Die Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle II
gezeigt. Der Überschreib-Test wurde auf dieselbe Weise wie in
Beispiel II-1 mehr als 1000mal wiederholt. Danach konnte
keine Verschlechterung der Eigenschaften des Aufzeichnungs
materials festgestellt werden.
Das Verfahren zur Herstellung des optischen Informationsauf
zeichnungsmaterials Nr. II-1 wurde wiederholt, mit der Aus
nahme, daß als Aufzeichnungsschicht eine solche mit der Zu
sammensetzung (AgSbTe2)0,32(InSb1,9)0,68 eingesetzt wurde, wo
durch ein optisches Vergleichs-Informationsaufzeichnungsmate
rial Nr. II-1 hergestellt wurde. Dieses Vergleichs-Aufzeich
nungsmaterial wurde auf dieselbe Weise wie das erfindungsge
mäße Aufzeichnungsmaterial Nr. II-1 beurteilt. Die Ergebnisse
sind in Tabelle II unten gezeigt.
Das Verfahren zur Herstellung des optischen Informationsauf
zeichnungsmaterials Nr. II-1 wurde wiederholt, mit der Aus
nahme, daß als Aufzeichnungsschicht eine solche mit der Zu
sammensetzung (AgSbTe2)0,50(InSb3,0)0,50 und als obere wärmebe
ständige Schutzschicht eine solche mit der Zusammensetzung ZnS
+SiO2 (20%) eingesetzt wurde, wodurch ein optisches Ver
gleichs-Informationsaufzeichnungsmaterial Nr. II-2 hergestellt
wurde, das auf dieselbe Weise wie das erfindungsgemäße Auf
zeichnungsmaterial Nr. II-1 getestet und beurteilt wurde. Die
entsprechenden Ergebnisse sind in Tabelle II gezeigt.
Das Verfahren zur Herstellung des optischen Informationsauf
zeichnungsmaterials Nr. II-1 wurde wiederholt, mit der Aus
nahme, daß als Aufzeichnungsschicht eine solche mit der Zu
sammensetzung (AgSbTe2)0,36 (InSb0,84)0,64 eingesetzt wurde, wo
durch ein optisches Vergleichs-Informationsaufzeichnungsmate
rial Nr. II-3 hergestellt wurde, das auf dieselbe Weise wie
das erfindungsgemäße Aufzeichnungsmaterial Nr. II-1 getestet
und beurteilt wurde. Die entsprechenden Ergebnisse sind in
Tabelle II gezeigt.
Unter Verwendung des rf-Sputter-Verfahrens wurde eine untere
wärmebeständige Schutzschicht, die aus ZnS + SiO2 (20%) zu
sammengesetzt war, in einer Dicke von 200 nm auf einem Poly
carbonatschichtträger abgeschieden. Der Schichtträger hatte
eine Dicke von 1,2 mm und einen Durchmesser von 120 mm und
wies eine Rillentiefe von 70 nm und einem Abstand von 1,6 µm
auf.
Auf der oben hergestellten unteren wärmebeständigen Schutz
schicht wurde unter Verwendung des rf-Sputter-Verfahrens eine
Aufzeichnungsschicht der Zusammensetzung
(AgSbTe2)0,43(InSb0,77)0,57 in einer Dicke von 20 nm abge
schieden.
Unter Verwendung des rf-Sputter-Verfahrens wurde auf der obi
gen Aufzeichnungsschicht eine obere wärmebeständige Schutz
schicht aus AlN in einer Dicke von 150 nm abgeschieden.
Schließlich wurde unter Verwendung des rf-Sputter-Verfahrens
auf der oberen wärmebeständige Schutzschicht eine Reflexions
schicht aus Ag in einer Dicke von 90 nm abgeschieden, wodurch
ein optisches Informationsaufzeichnungsmaterial Nr. III-1 in
Form einer Scheibe gemäß der vorliegenden Erfindung herge
stellt wurde.
Die Beurteilung des obigen Informationsaufzeichnungsmaterials
Nr. III-1 wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel I-1 be
schrieben durchgeführt. Als Ergebnis wurden mit einer Schreib
leistung im Bereich von 7 bis 14 mW Signale mit C/N-Verhält
nissen von 45 dB oder darüber erhalten. Die aufgezeichneten
Signale wurden unter Anwendung von DC-Licht mit einer Leistung
von 7 mW gelöscht. Als Ergebnis wurden die aufgezeichneten
Signale praktisch vollständig gelöscht und die ungelöschten
Teile waren vernachläßigbar.
Die konkreten CN-Verhältnisse und Löschungsverhältnisse, die
erhalten wurden, sind in Tabelle III gezeigt.
Weiter wurde das Aufzeichnungsmaterial einem Ein-Strahl-Über
schreibtest unter den folgenden Bedingungen unterzogen:
Lineare Geschwindigkeiit der Scheibenumdrehung: 1,3 m/sek
Aufzeichnungsleistung (Pw): 12 mW
Löschleistung (Pe): 5 mW
Aufzeichnungsfrequenz: f₁=0,40 MHz, f₂=0,72 MHz
Aufzeichnungsleistung (Pw): 12 mW
Löschleistung (Pe): 5 mW
Aufzeichnungsfrequenz: f₁=0,40 MHz, f₂=0,72 MHz
Als Ergebnis betrug das C/N-Verhältnis 55 dB und das Lö
schungsverhältnis betrug -40 dB, wenn ein Überschreiben in
einer Spur durchgeführt wurde, in der zuvor die Aufzeichnung
mit der Aufzeichnungsfrequenz f1 durchgeführt worden war.
Diese Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle III unten gezeigt.
Der obige Überschreib-Test wurde mehr als 1000mal wiederholt.
Danach konnte keine Verschlechterung der Eigenschaften des
Aufzeichnungsmaterials festgestellt werden.
Das Verfahren zur Herstellung des optischen Informationsauf
zeichnungsmaterials Nr. III-1, das in Beispiel III-1 beschrie
ben ist, wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß als Aufzeich
nungsschicht eine solche mit der Zusammensetzung
(AgSbTe2)0,47(InSb1,2)0,53 eingesetzt wurde, wodurch ein opti
sches Informationsaufzeichnungsmaterial Nr. III-2 gemäß der
vorliegenden Erfindung hergestellt wurde.
Das so hergestellte Aufzeichnungsmaterial Nr. III-2 wurde den
selben Eigenschaftstests wie das Informationsaufzeichnungs
material Nr. III-1 unterzogen und die Ergebnisse sind in Ta
belle III gezeigt. Der Überschreib-Test wurde mehr als 1000mal
durchgeführt und danach konnte keine Verschlechterung der
Eigenschaften des Aufzeichnungsmaterials festgestellt werden.
Das Verfahren zur Herstellung des optischen Informationsauf
zeichnungsmaterials Nr. III-1 gemäß der vorliegenden Erfindung
wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß als Aufzeichnungs
schicht eine solche mit der Zusammensetzung
(AgSbTe2)0,32(InSb1,9)0,68 eingesetzt wurde, wodurch ein opti
sches Vergleichs-Informationsaufzeichnungsmaterial Nr. III-1
hergestellt wurde. Das so hergestellte Vergleichs-Aufzeich
nungsmaterial wurde auf dieselbe Weise wie das erfindungsge
mäße Aufzeichnungsmaterial Nr. III-1 getestet und beurteilt.
Die Ergebnisse sind in Tabelle III gezeigt.
Das Verfahren zur Herstellung des optischen Informationsauf
zeichnungsmaterials Nr. III-1 wurde wiederholt, mit der Aus
nahme, daß als Aufzeichnungsschicht eine solche mit der Zu
sammensetzung (AgSbTe2)0,50(InSb3,0)0,50 und als obere wärmebe
ständige Schutzschicht eine solche mit der Zusammensetzung ZnS
+SiO2 (20%) eingesetzt wurde, wodurch ein optisches Ver
gleichs-Informationsaufzeichnungsmaterial Nr. III-2 herge
stellt wurde.
Das so hergestellte Vergleichs-Aufzeichnungsmaterial Nr. III-2
wurde den oben beschriebenen Eigenschaftstests unterzogen.
Die Ergebnisse sind in Tabelle III gezeigt.
Das Verfahren zur Herstellung des optischen Informationsauf
zeichnungsmaterials Nr. III-1 wurde wiederholt, mit der Aus
nahme, daß als Aufzeichnungsschicht eine solche mit der Zu
sammensetzung (AgSbTe2)0,62 (InSb1,8)0,38 eingesetzt wurde, wo
durch ein optisches Vergleichs-Informationsaufzeichnungsmate
rial Nr. III-3 hergestellt wurde.
Das so hergestellte Vergleichs-Aufzeichnungsmaterial Nr. III-3
wurde den oben beschriebenen Eigenschaftstests unterzogen
und die entsprechenden Ergebnisse sind in Tabelle III aufge
führt.
Unter Verwendung des rf-Magnetron-Sputterverfahrens wurde eine
untere wärmebeständige Schutzschicht der Zusammensetzung ZnS
+SiO2 (20%) in einer Dicke von 200 nm auf einem Polycarbonat-
Scheiben-Schichtträger mit vorgebildeten Rillen und einem
Durchmesser von 3,5 Zoll abgeschieden.
Unter Verwendung des rf-Magnetron-Sputterverfahrens wurde auf
der oben hergestellten unteren wärmebeständigen Schutzschicht
eine Aufzeichnungsschicht der Zusammensetzung
(AgSbTe2)0,48(InSbTe0,86)0,52 in einer Dicke von 20 nm abge
schieden.
Auf der obigen Aufzeichnungsschicht wurde unter Verwendung des
rf-Magnetron-Sputterverfahrens eine obere wärmebeständige
Schutzschicht aus AlN in einer Dicke von 150 nm abgeschieden.
Schließlich wurde auf der obigen wärmebeständigen Schutz
schicht unter Verwendung des rf-Magnetron-Sputterverfahrens
eine Reflexionssschicht aus Ag in einer Dicke von 70 nm abge
schieden, wodurch ein optisches Informationsaufzeichnungsmate
rial Nr. IV in Form einer Scheibe gemäß der vorliegenden Er
findung hergestellt wurde.
Nach der Herstellung des Aufzeichnungsmaterials Nr. IV be
fand sich die Aufzeichnungsschicht in einem amorphen Zustand.
Durch Anwendung eines Halbleiter-Laserstrahls mit einer Wel
lenlänge von 830 nm darauf wurde die Aufzeichnungsschicht
zwecks Initialisierung ausreichend kristallisiert, wodurch der
Zustand der Aufzeichnungsschicht in einen nicht-aufgezeichne
ten Zustand geändert wurde.
Das so erhaltene optische Aufzeichnungsmaterial Nr. IV wurde
bezüglich der Abhängigkeit des C/N-Verhältnisses und des Lö
schungsverhältnisses (Ers.) von der Spitzenleistung (Pp) und
der Vorbelastungsleistung (Pb) bei einer linearen Geschwindig
keit der Scheibenumdrehung von 2,6 m/sek beurteilt.
Die Fig. 3 stelle eine Kurve dar, die die Abhängigkeit des
C/N-Verhältnisses und des Löschungsverhältnisses von der Spit
zenleistung (mW) unter einer konstanten Vorbelastungsleistung
(Pb) von 6 mW zeigt, wenn ein Ein-Strahl-Überschreiben mit
einer Frequenz von 0,4 MHz (50% Leistung) durchgeführt wird,
nachdem eine Signalaufzeichnung mit einer Frequenz von 1,4 MHz
(Leistung 50%) durchgeführt worden ist.
Die Fig. 4 stellt eine Kurve dar, die die Abhängigkeit des
C/N-Verhältnisses und des Löschungsverhältnisses von der Vor
belastungsleistung (mW) unter einer konstanten Spitzenleistung
(Pp) von 14 mW zeigt, wenn ein Ein-Strahl-Überschreiben mit
einer Frequenz von 0,4 MHz (Leistung 50%) durchgeführt wird,
nachdem eine Signalaufzeichnung mit einer Frequenz von 1,4 MHz
(Leistung 50%) durchgeführt worden ist.
Die Fig. 5 stellt eine Kurve dar, die die Abhängigkeit des
C/N-Verhältnisses und des Löschungsverhältnisses des Aufzeich
nungsmaterials Nr. IV von der linearen Geschwindigkeit der
Scheibenumdrehung zeigt. Die in dieser Figur dargestellten
Ergebnisse zeigen, daß die Abhängigkeit von der linearen Ge
schwindigkeit der Scheibenumdrehung im Bereich von 1,2 m/sek
bis 5,6 m/sek (entsprechend einer 1- bis 4fachen linearen CD-
Geschwindigkeit) ausgezeichnet ist. In Fig. 5 zeigen 3T und
11T EMF-Signale an.
Weiterhin wurden EFM-Zufallssignale unter Verwendung eines CD-
Codiergerätes durch Einstrahl-Überschreiben überschrieben
(Pp/Pb=14/6 mW) und die wiedergegebenen Signale wurden beur
teilt. Als Ergebnis wurde ein äußerst gutes Augenmuster erhal
ten, wodurch bestätigt wurde, daß dieses Aufzeichnungsmaterial
als Scheibe für Musik-Signale eingesetzt werden kann. Das
Zittern während dieses Ein-Strahl-Überschreibtests betrug 12
nsek, was ausgezeichnet ist.
Somit stellt die vorliegende Erfindung ein Informationsauf
zeichnungsmaterial vom Phasenänderungs-Typ bereit, das ausge
zeichnete Aufzeichnungs- und Löscheigenschaften zeigt, selbst
wenn Aufzeichnung und Löschung bei einer sehr geringen linearen
Geschwindigkeit der Scheibenumdrehung durchgeführt werden.
Insbesondere wird eine überschreibbare Kompakt-Disc mit 1- bis
4facher linearer CD-Geschwindigkeit bereitgestellt. Dies wird
erreicht durch kombinierte Verwendung eines Aufzeichnungsmate
rials mit ausgezeichneten kristalline Phase - amorphe Phase -
Übergangseigenschaften, einer oberen wärmebeständigen Schutz
schicht mit hoher thermischer Leitfähigkeit und einer Refle
xionsschicht.
Claims (6)
1. Optisches Informationsaufzeichnungsmaterial, das Informa
tion aufzeichnen, aufgezeichnete Information wiedergeben,
aufgezeichnete Information löschen und aufgezeichnete
Information überschreiben kann, umfassend:
- - einen Schichtträger;
- - eine Aufzeichnungsschicht auf dem Schichtträger, die als Hauptkomponente ein Vier-Komponenten-Auf zeichnungsmaterial vom Phasenänderungs-Typ, das Ag, In, Te und Sb umfaßt, enthält; und
- - eine obere wärmebeständige Schutzschicht auf der
Aufzeichnungsschicht,
dadurch gekennzeichnet, daß - - die Aufzeichnungsschicht, wenn keine Aufzeichnung oder eine Löschung durchgeführt wird, eine Misch phase aus einer AgSbTe2-Phase in mikrokristallinem Zustand und einer InSby-Phase in amorphem Zustand enthält;
- - die Schutzschicht ein wärmebeständiges Material mit einer thermischen Leitfähigkeit von 1,0 W/cm · Grad oder darüber enthält; und
- - auf der Schutzschicht eine optische Reflexions schicht vorgesehen ist.
2. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Kristallite von AgSbTe2 in der mikro
kristallinen Phase eine Größe von 100 nm oder weniger
aufweisen.
3. Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1
und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmebeständige
Material für die obere wärmebeständige Schutzschicht
ausgewählt ist aus kubischem BN, SiC und AlN und daß das
Aufzeichnungsmaterial vom Phasenübergangs-Typ in der
Aufzeichnungsschicht bei der Löschung durch die folgende
Formel dargestellt wird:
(AgSbTe2)x(InSby)1-xworin 0,4x0,55 und 0,5y2,5.
4. Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1
bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es zwischen dem
Schichtträger und der Aufzeichnungsschicht außerdem eine
untere wärmebeständige Schutzschicht aufweist.
5. Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1
bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Refle
xionsschicht eine Komponente umfaßt, die ausgewählt ist
aus Ag, Au und Legierungen davon.
6. Optisches Informationsaufzeichnungsverfahren unter Ver
wendung eines optischen Informationsaufzeichnungsmate
rials gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß es umfaßt die Stufe der Anwendung des
Laserstrahls auf die Aufzeichnungsschicht durch den
Schichtträger, während das Aufzeichnungsmaterial sich mit
einer linearen Geschwindigkeit von 1,2 bis 5,6 m/sek
dreht.
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