DE60120858T2 - Informationsaufzeichnungsmedium und Verfahren zu dessen Herstellung, und Verfahren zur Informationsaufzeichnung/ -wiedergabe darauf - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft Informationsaufzeichnungsmedien, auf denen Informationen aufgezeichnet, gelöscht, erneut geschrieben bzw. überschrieben und optisch und elektrisch wiedergegeben werden, Verfahren zum Herstellen derselben und Verfahren zum Aufzeichnen/Wiedergeben von Informationen darauf.
  • Es gibt phasenveränderbare Informationsaufzeichnungsmedien als Informationsaufzeichnungsmedien, auf denen Informationen unter Verwendung eines Laserstrahls aufgezeichnet, gelöscht, überschrieben und wiedergegeben werden. Informationen werden auf den phasenveränderbaren Informationsaufzeichnungsmedien aufgezeichnet, gelöscht und überschrieben, indem das Phänomen verwendet wird, dass eine Aufzeichnungsschicht reversibel zwischen einer kristallinen Phase und einer amorphen Phase verändert wird. Im allgemeinen wird, wenn Informationen aufgezeichnet werden, die Aufzeichnungsschicht mit Strahlen eines Laserstrahls geschmolzen und abrupt abgekühlt, so dass der bestrahlte Abschnitt zu einer amorphen Phase geändert ist. Andererseits wird, wenn Informationen gelöscht werden, die Aufzeichnungsschicht mit einem Laserstrahl bestrahlt, der eine geringere Leistung als derjenige zum Aufzeichnen hat, um die Aufzeichnungsschicht zu erwärmen und schrittweise zu kühlen, so dass der bestrahlte Abschnitt zu einer kristallinen Phase geändert wird. Daher ist es bei den phasenveränderbaren Informationsaufzeichnungsmedien möglich, neue Informationen aufzu zeichnen oder zu überschreiben, während aufgezeichnete Informationen durch Bestrahlen der Aufzeichnungsschicht mit einem Laserstrahl gelöscht werden, der seine Leistung zwischen einem Hochleistungspegel und einem Niederleistungspegel ändert (siehe "Basis and Application of Optical Disk Storage" von Tsunoda Yoshito u.a., The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, 1995, Kapitel 2).
  • In den letzten Jahren wurden verschiedene Techniken untersucht, um eine große Kapazität für Informationsaufzeichnungsmedien bereitzustellen. Beispielsweise wird eine Technik zum Erreichen eines Aufzeichnens mit hoher Dichte durch Verwenden eines Blau-Violett-Lasers mit einer kurzen Wellenlänge oder Verwenden eines dünnen Substrats auf der Seite, von der ein Laserstrahl einfällt, und eine Linse mit einer großen numerischen Apertur bzw. Blende (NA: numerical aperture), um den Strahldurchmesser des Laserstrahls zu verringern, untersucht. Eine weitere Technik, die untersucht wird, ist diejenige, dass Informationsaufzeichnungsmedien verwendet werden, die mit zwei Informationsschichten versehen sind, wobei die beiden Informationsschichten mit einem Laserstrahl aufgezeichnet/wiedergegeben werden, der von einer der beiden Informationsschichten einfällt (siehe Druckschrift JP 12-36130 A). Diese Technik, die zwei Informationsschichten verwendet, kann etwa die zweifache Aufzeichnungsdichte erreichen.
  • Die Druckschrift JP-11 066613-A offenbart ein optisches Aufzeichnungsmedium mit einer Aufzeichnungsschicht, die auf einer Doppelschicht gebildet ist. Die Druckschrift EP-A-0810590 offenbart ein optisches Datenspeichersystem mit mehreren überschreibbaren Phasenänderungsaufzeichnungsschichten.
  • Bei dem Informationsaufzeichnungsmedium, das zwei Informationsschichten umfasst, auf bzw. von denen Informationen aufgezeichnet bzw. wiedergegeben werden von einer Seite (nachfolgend als "Zwei-Information-Aufzeichnung-Schichtmedium" bezeichnet), wird ein Laserstrahl, der durch die Informationsschicht auf der Laserstrahlauftreffseite übertragen wird (nachfolgend als eine "erste Informationsschicht" bezeichnet), verwendet, um Informationen auf bzw. von der Informationsschicht auf der Seite gegenüber der Laserstrahlauftreffseite aufzuzeichnen bzw. wiederzugeben (nachfolgend als eine "zweite Informationsschicht" bezeichnet). Daher ist es bevorzugt, dass die Transmittanz der ersten Informationsschicht zumindest 40 % ist. Andererseits ist es erwünscht, dass die zweite Informationsschicht eine hohe Aufzeichnungsempfindlichkeit hinsichtlich der Aufzeichnungseigenschaften hat (Aufzeichnungsmarkierungen können selbst mit einem Laserstrahl geringer Leistung aufgezeichnet werden) und einen hohen Reflexionsgrad bzgl. der Wiedergabeeigenschaften hat.
  • Um 40 % der Transmittanz des Laserstrahls durch die erste Informationsschicht zu erreichen, ist es erforderlich, dass die erste Informationsschicht eine geringe Dicke von etwa 6 nm hat. Wenn jedoch die Aufzeichnungsschicht dünn ist, ist die Anzahl an gebildeten Kristallkernen gering, wenn die Aufzeichnungsschicht kristallisiert wird. Zusätzlich ist der Abstand, über den Atome sich bewegen können, kurz. Folglich neigt die Kristallisationsrate einer dünneren Aufzeichungsschicht, die aus demselben Material gefertigt sind, dazu, verhältnismäßig niedriger zu sein. Daher ist es, wenn die Aufzeichnungsschicht dünner ist, schwieriger, die kristalline Phase zu bilden, so dass das Löschverhältnis verringert ist.
  • Herkömmlicherweise wurden als ein Material (phasenveränderbares Material) der Aufzeichnungsschicht GeSbTe-basierte Materialien mit einer hohen Kristallisationsrate, ausgezeichneten Eigenschaften beim wiederholten Überschreiben und hoher Zuverlässigkeit verwendet. Durch Verwenden dieser Materialien wurden optische Scheiben bzw. Disketten für ein Aufzeichnen von Computerdaten oder optische Scheiben für ein Aufzeichnen von Video kommerzialisiert. Aus den GeSbTe-basierten Materialien haben die quasi-binären Kompositionen auf der GeTe-Sb2Te3-Linie die höchste Kristallisationsrate. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben Aufzeichnungs-/Wiedergabetests durchgeführt, bei denen ein roter Laser mit einer Wellenlänge von 660 nm verwendet wurde. Die Ergebnisse sind diejenigen, dass beim Aufzeichnen mit einer hohen linearen Geschwindigkeit von 9 m/s eine ausreichende Löschrate von 30 dB erreicht wurde, selbst wenn die Aufzeichnungsschicht aus GeTe-Sb2Te3 6 nm dünn war. Diese Technik führte zu Ausführbarkeit des Zwei-Information-Aufzeichnungsschicht-Mediums unter Verwendung eines roten Lasers.
  • Außerdem wurden Informationsaufzeichnungsmedien untersucht, bei denen eine Phasenänderung in der Aufzeichnungsschicht bewirkt wird, die aus einem phasenveränderbaren Material gefertigt ist, indem ein Strom angelegt wird. Bei diesen Informationsaufzeichnungsmedien wird die Aufzeichnungsschicht zwischen zwei Elektroden gelegt. Bei diesen Informationsaufzeichnungsmedien wird, wenn es Strom ermöglicht ist, schrittweise durch die Aufzeichnungsschicht in einer amorphen Phase zu fließen, die Aufzeichnungsschicht sich zu einer kristallinen Phase bei einem bestimmten Schwellwertstrom ändern, und der elektrische Widerstand fällt abrupt. Außerdem kann die Aufzeichnungsschicht zu der amorphen Phase mit einem hohen Widerstand zurückkehren, indem ein hoher Strompuls mit einer kurzen Impulsbreite an die Aufzeich nungsschicht in der kristallinen Phase gelegt wird, um die Aufzeichnungsschicht zu schmelzen und abrupt zu kühlen. Die Differenz in dem elektrischen Widerstand kann leicht durch gewöhnliche elektrische Mittel erfasst werden und daher ermöglicht eine solche Aufzeichnungsschicht, dass ein überschreibbares Informationsaufzeichnungsmedium erhalten wird.
  • Um eine hohe Kapazität bei Informationsaufzeichnungsmedien zu erreichen, ist ein Zwei-Information-Aufzeichnungsschicht-Medium, auf dem Informationen aufgezeichnet bzw. wiedergegeben werden, mit einem Blau-Violett-Laser mit einer kurzen Wellenlänge für eine praktische Verwendung erwünscht. Der Punktdurchmesser eines Laserstrahls kann verringert werden, indem ein Laserstrahl kurzer Wellenlänge verwendet wird oder eine Linse mit einer hohen numerischen Blende verwendet wird, und daher kann ein Aufzeichnen höherer Dichte erreicht werden. Zum Aufzeichnen mit einem Laserstrahl kurzer Wellenlänge ist ein Informationsaufzeichnungsmedium, das ermöglicht, dass eine kleine Aufzeichnungsmarkierung in einer ausreichenden Form gebildet wird, erforderlich. Wenn ein Blau-Violett-Laser verwendet wird, ist die Zeit, während der die Aufzeichnungsschicht mit dem Laserstrahl bestrahlt wird, verhältnismäßig kurz. Daher ist, um kleine Aufzeichnungsmarkierungen zu bilden, die Aufzeichnungsschicht erforderlich, aus einem Material mit einer hohen Kristallisationsrate gebildet zu werden. Weiterhin ist es erforderlich, dass die Aufzeichnungsschicht aus einem Material mit einer großen Änderung in den optischen Eigenschaften zwischen der kristallinen Phase und der amorphen Phase gebildet wird, um eine ausreichende Signalamplitude zu erhalten, selbst von kleinen Aufzeichnungsmarkierungen.
  • In den Experimenten der Erfinder der vorliegenden Erfindung wurde, wenn ein herkömmliches Zwei-Information-Aufzeichnungsschicht-Medium unter Verwendung eines roten Lasers als ein Informationsaufzeichnungsmedium für Blau-Violett-Laser verwendet wurde, Aufzeichnungsmarkierungen in der ersten Informationsschicht gebildet und die zweite Informationsschicht war klein und daher wurde eine ausreichende Signalamplitude nicht erreicht. Betrachtet man die erste Informationsschicht, wenn die Dicke der Aufzeichnungsschicht etwa 6 nm gemacht wurde, um eine ausreichende Transmittanz sicherzustellen, war das Löschverhältnis ein unzureichender Wert von weniger als 15 dB. Die Experimente der Erfinder der vorliegenden Erfindung bestätigten, dass ein Signal großer Amplitude durch Erhöhen des Verhältnisses von GeTe in eine quasi-binäre Komposition auf der GeTe-Sb2Te3-Linie erhalten wurde. Wenn jedoch das Verhältnis von GeTe höher ist, neigt der Schmelzpunkt des Materials dazu, höher zu sein. Daher ist, wenn das Verhältnis von GeTe höher ist, die Laserleistung (Aufzeichnungsleistung), die zum Bilden einer amorphen Phase erforderlich ist, größer. Die Ausgabe des gegenwärtig verfügbaren Blau-Violett-Lasers ist geringer als diejenige eines roten Lasers. Daher war, wenn ein Komposition mit einem großem Verhältnis von GeTe für die zweite Informationsschicht verwendet wurde, auf der Informationen aufgezeichnet bzw. wiedergegeben werden mit einem Laserstrahl, der durch die erste Informationsschicht transmittiert, die Aufzeichnungsleistung unzureichend und daher wurde die ausreichende bzw. gesättigte Signalamplitude nicht erreicht.
  • Daher ist es bei dem Zwei-Information-Aufzeichnungsschicht-Medium mit einem Blau-Violett-Laser wichtig, ein hohes Löschverhältnis der ersten Informationsaufzeichnungsschicht und eine hohe Aufzeichnungsempfindlichkeit der zweiten Informationsaufzeichnungsschicht sicherzustellen.
  • Bei praktischer Verwendung des Zwei-Information-Aufzeichnungsschicht-Mediums zur Verwendung mit einem Blau-Violett-Laser ist es erforderlich, dass die erste Information eine hohe Transmittanz und gute Aufzeichnungs- und Löscheigenschaften hat, und es ist erforderlich, dass die zweite Informationsaufzeichnungsschicht einen hohen Reflexionsgrad, eine hohe Aufzeichnungsempfindlichkeit und eine gute Aufzeichnungs- und Löscheigenschaft hat. Daher ist es für die praktische Anwendung des Mediums notwendig, Materialien für die erste und zweite Aufzeichnungsschicht und den Aufbau der ersten und zweiten Aufzeichnungsschicht zu betrachten.
  • Bei Materialien für die Aufzeichnungsschichten, in denen eine Phasenänderung durch Anlegen eines Stroms bewirkt wird, sind Materialien mit Te als die Hauptkomponente in praktischer Anwendung. Herkömmliche Materialien erfordern jedoch eine lange Zeit in der Größenordnung von Mikrosekunden für eine Kristallisation. Ein elektrisch phasenveränderbares Informationsaufzeichnungsmedium, das mit zwei Aufzeichnungsschichten versehen ist und eine gute Aufzeichnungs- und Löscheigenschaft hat, wurde bislang noch nicht in der Praxis angewendet.
  • Daher ist es unter Berücksichtigung des Vorstehenden ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Informationsaufzeichnungsmedium mit zwei Schichten und guter Aufzeichnungs- und Löscheigenschaft bereitzustellen, ein Verfahren zum Herstellen desselben und ein Verfahren zum Aufzeichnen bzw. Wiedergeben von Informationen darauf. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Informationsaufzeichnungsmedium nach Anspruch 1 bereitgestellt.
  • Ein Informationsaufzeichnungsmedium der bevorzugten Ausführungsform umfasst eine erste Informationsschicht und eine zweite Informationsschicht. Die erste Informationsschicht umfasst eine erste Aufzeichnungsschicht, in der eine reversible Phasenänderung zwischen einer kristallinen Phase und einer amorphen Phase durch Bestrahlen eines Laserstrahls oder durch Joulesche Wärme bzw. Stromwärme, die durch Anwenden eines Stroms erzeugt wird, bewirkt ist. Die zweite Informationsschicht umfasst eine zweite Aufzeichnungsschicht, in der eine reversible Phasenänderung zwischen einer kristallinen Phase und einer amorphen Phase durch die Bestrahlung des Laserstrahls oder durch Joulesche Wärme, die durch Anwenden des Stroms erzeugt wird, bewirkt ist. Die erste Aufzeichnungsschicht ist aus einem ersten Material gefertigt. Die zweite Aufzeichnungsschicht ist aus einem zweiten Material gefertigt. Das erste Material unterscheidet sich von dem zweiten Material. Gemäß dem Informationsaufzeichnungsmedium der bevorzugten Ausführungsform können gute Aufzeichnungs- bzw. Wiedergabeeigenschaften in jeder der Informationsschichten erreicht werden.
  • Bei dem Informationsaufzeichnungsmedium der bevorzugten Ausführungsform enthält das erste Material Ge, Sb und Te und das zweite Material kann Sb, Te und zumindest ein Element M1 enthalten, das ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus Ag, In, Ge, Sn, Se, Bi, Au und Mn besteht. Gemäß dieser Ausführungsform kann bezüglich eines Aufzeichnungsmediums, auf dem Informationen mit einem Laserstrahl aufgezeichnet werden (das als ein "optisches Informationsaufzeichnungsmedium" im folgenden bezeichnet wird), ein Informationsaufzeichnungsmedium mit einer ersten Informationsschicht mit einer hohen Transmittanz und einem hohen Löschverhältnis und einer zweiten Informationsschicht mit einem hohen Reflexionsgrad und hoher Aufzeichnungsempfindlichkeit erhalten werden. Insbesondere ist dieses optische Informations aufzeichnungsmedium für ein Aufzeichnen hoher Dichte mit einem Blau-Violett-Laser geeignet. Weiterhin kann bzgl. eines Aufzeichnungsmediums, auf dem Informationen mit Strom aufgezeichnet werden, (was als ein "elektrisches Informationsaufzeichnungsmedium" im folgenden bezeichnet wird), eine Phasenänderung zwischen einer kristallinen Phase und einer amorphen Phase leicht selektiv in der ersten Informationsschicht und in der zweiten Informationsschicht oder in beiden bewirkt werden.
  • Bei dem Informationsaufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung ist das erste Material durch eine Zusammensetzungsformel wiedergegeben: (Ge – M2)aSbbTe3+a, wobei M2 zumindest ein Element ist, das ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus Sn und Pb besteht, und 0 < a ≤ 10 und 1,5 ≤ b ≤ 4. Gemäß dieser Ausführungsform verbessert Sn oder Pb ersetzt für Ge einer Ge-Sb-Te-dreifachen Zusammensetzung die Kristallisationseigenschaft und daher kann ein ausreichendes Löschverhältnis erreicht werden, selbst wenn die erste Aufzeichnungsschicht sehr dünn ist.
  • Bei dem Informationsaufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung kann das zweite Material ein Material sein, das durch eine Zusammensetzungs- bzw. Verbindungsformel repräsentiert ist: (SbxTe100-x)100-yM1y, wobei 50 ≤ × ≤ 95 und 0 < b ≤ 20. Gemäß dieser Ausführungsform kann, da der Schmelzpunkt der zweiten Aufzeichnungsschicht gering ist und die Differenz in dem Brechungsindex zwischen der kristallinen Phase und der amorphen Phase groß ist, eine zweite Informationsschicht mit hoher Aufzeichnungsempfindlichkeit und einer großen Differenz in dem Reflexionsgrad zwischen der kristallinen Phase und der amorphen Phase erhalten werden.
  • Bei dem Informationsaufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung kann in der ersten und zweiten Aufzeichnungs schicht eine reversible Phasenänderung durch die Bestrahlung eines Laserstrahls bewirkt werden. Die erste Informationsschicht kann näher zu der Seite angeordnet sein, von der der Laserstrahl einfällt, als die zweite Informationsschicht. Der Schmelzpunkt des zweiten Materials kann niedriger als derjenige des ersten Materials sein. Diese Ausführungsform kann eine zweite Informationsschicht mit hoher Empfindlichkeit bereitstellen.
  • Bei dem Informationsaufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung kann in der ersten und zweiten Aufzeichnungsschicht eine reversible Phasenänderung durch die Bestrahlung eines Laserstrahls bewirkt sein. Die erste Informationsschicht kann näher zu der Seite angeordnet sein, von der der Laserstrahl einfällt, als die zweite Informationsschicht. Diese Ausführungsform kann ein optisches Informationsaufzeichnungsmedium bereitstellen.
  • Bei dem optischen Informationsaufzeichnungsmedium kann die Dicke der ersten Aufzeichnungsschicht 9 nm oder weniger betragen. Diese Ausführungsform erhöht die Transmittanz der ersten Informationsschicht, was es für das Laserlicht einfacher macht, die zweite Aufzeichnungsschicht in einem Maß zu erreichen, das zum Aufzeichnen bzw. Wiedergeben der zweiten Informationsschicht notwendig ist.
  • Bei dem optischen Informationsaufzeichnungsmedium kann die Dicke der zweiten Aufzeichnungsschicht in dem Bereich von 6 nm bis 15 nm liegen. Diese Ausführungsform kann die zweite Aufzeichnungsschicht mit einer besonders hohen Aufzeichnungsempfindlichkeit versehen. Wenn die Dicke 6 nm oder mehr beträgt, kann der Lichtabsorptionsbetrag in der Aufzeichnungsschicht groß sein. Wenn die Dicke 15 nm oder weniger beträgt, kann das Volumen eines Abschnitts, der geschmolzen ist, um eine Aufzeichnungsmarkierung zu bilden, klein sein, so dass die Aufzeichnungsempfindlichkeit davon abgehalten werden kann, sich zu verschlechtern.
  • Bei dem optischen Informationsaufzeichnungsmedium erfüllen die Transmittanz Tc (%) der ersten Informationsschicht, wenn die Aufzeichnungsschicht in einer kristallinen Phase ist, und die Transmittanz Ta (%) der ersten Informationsschicht, wenn die erste Aufzeichnungsschicht in einer amorphen Phase ist, 40 ≤ (Tc + Ta)/2 bezüglich des Laserstrahls mit einer Wellenlänge in dem Bereich von 390 nm oder mehr bis 430 nm oder weniger. Diese Ausführungsform kann gute Aufzeichnungs- und Löscheigenschaften für die zweite Informationsschicht bereitstellen.
  • Das optische Informationsaufzeichnungsmedium der bevorzugten Ausführungsform kann weiterhin eine optisch trennende Schicht umfassen, die zwischen der ersten Informationsschicht und der zweiten Informationsschicht angeordnet ist. Die erste Informationsschicht umfasst weiterhin ein erstes Substrat, eine erste untere Schutzschicht, eine erste obere Schutzschicht und eine erste Reflexionsschicht. Die zweite Informationsschicht kann weiterhin eine zweite untere Schutzschicht, eine zweite obere Schutzschicht, eine zweite Reflexionsschicht und ein zweites Substrat umfassen. Das erste Substrat, die erste untere Schutzschicht, die erste Aufzeichnungsschicht, die erste obere Schutzschicht, die erste Reflexionsschicht, die optisch trennende Schicht, die zweite untere Schutzschicht, die zweite Aufzeichnungsschicht, die zweite obere Schutzschicht, die zweite Reflexionsschicht und das zweite Substrat können in dieser Reihenfolge von der Seite angeordnet sein, von der der Laserstrahl eintritt. Gemäß dieser Ausführungsform können unter Berücksichtigung der ersten und zweiten Informationsschicht der Reflexionsgrad, die Aufzeichnungsempfindlichkeit, die Löschempfindlichkeit und die Transmittanz (insbesondere der ersten Informationsschicht) jeder der Informationsschichten in Übereinstimmung mit den Aufzeichnungs-, Lösch- und Wiedergabezuständen bzw. -bedingungen optimiert werden. Weiterhin kann die optische trennende Schicht die erste Informationsschicht und die zweite Informationsschicht optisch trennen.
  • Das optische Informationsaufzeichnungsmedium kann weiterhin eine transparente Schicht umfassen, die zwischen dem ersten Substrat und der ersten unteren Schutzschicht angeordnet ist.
  • Das optische Informationsaufzeichnungsmedium kann weiterhin eine Grenzflächenschicht umfassen, die bei zumindest einer Grenzfläche angeordnet ist, die ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus einer Grenzfläche zwischen der ersten unteren Schutzschicht und der ersten Aufzeichnungsschicht unter einer Grenzfläche zwischen der ersten oberen Schutzschicht und der ersten Aufzeichnungsschicht besteht. Das optische Informationsaufzeichnungsmedium kann weiterhin eine Grenzflächenschicht umfassen, die bei zumindest einer Grenzfläche angeordnet ist, die ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus einer Grenzfläche zwischen der zweiten unteren Schutzschicht und der zweiten Aufzeichnungsschicht und einer Grenzfläche zwischen der zweiten oberen Schutzschicht und der zweiten Aufzeichnungsschicht besteht. Das optische Informationsaufzeichnungsmedium kann weiterhin eine Grenzflächenschicht umfassen, die bei zumindest einer Grenzfläche angeordnet ist, die ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus einer Grenzfläche zwischen der ersten oberen Schutzschicht und der ersten Reflexionsschicht und einer Grenzfläche zwischen der zweiten oberen Schutzschicht und der zweiten Reflexionsschicht besteht. Gemäß diesen Ausführungsformen, die die Grenzflächenschicht umfassen, kann eine atomare Diffusion zwischen den benachbarten Schichten verhindert werden, und ein Informationsaufzeichnungsmedium mit besonders hochwertigen Eigenschaften und hoher Zuverlässigkeit kann erhalten werden.
  • Das optische Informationsaufzeichnungsmedium kann weiterhin eine Transmittanzeinstellschicht zum Einstellen der Transmittanz der ersten Informationsschicht zwischen der ersten Reflexionsschicht und der optisch trennenden Schicht umfassen. Diese Ausführungsform kann die erste Informationsschicht mit einer besonders hohen Transmittanz bereitstellen.
  • Das optische Informationsaufzeichnungsmedium kann weiterhin eine Grenzflächenschicht umfassen, die zwischen der ersten Reflexionsschicht und der Transmittanzeinstellschicht angeordnet ist. Gemäß dieser Ausführungsform kann eine atomare Diffusion zwischen der ersten Reflexionsschicht und der Transmittanzeinstellschicht verhindert werden, und ein Informationsaufzeichnungsmedium mit einer besonders hohen Zuverlässigkeit kann erhalten werden.
  • Bei dem optischen Informationsaufzeichnungsmedium kann die Dicke des ersten Substrats in dem Bereich von 10 μm bis 800 μm liegen. Gemäß dieser Ausführungsform kann durch Ändern der numerischen Blende (NA) der Objektivlinse die Länge, die Breite und das Intervall von Aufzeichnungsmarkierungen in Übereinstimmung der Form der Nut des ersten Substrats und Aufzeichnungs-, Lösch- und Wiedergabezuständen optimiert werden. Beispielsweise kann, wenn die Dicke des ersten Substrats 100 μm beträgt, eine gute Aufzeichnungs- und Löscheigenschaft mit NA ≤ 0,85 erreicht werden. Wenn die Dicke des ersten Substrats 600 μm beträgt, können eine gute Aufzeichnungs- und Löscheigenschaft mit NA ≤ 0,6 erreicht werden.
  • Bei dem optischen Informationsaufzeichnungsmedium kann die Dicke des zweiten Substrats in dem Bereich von 400 μm bis 1.300 μm liegen. Gemäß dieser Ausführungsform können durch Ändern der NA der objektierten Linse die Länge, die Breite und das Intervall von Aufzeichnungsmarkierungen in Übereinstimmung mit der Form der Nut des zweiten Substrats und Aufzeichnungs-, Lösch- und Wiedergabezuständen optimiert werden. Es ist bevorzugt, die Dicken des ersten und zweiten Substrats so auszuwählen, dass die Dicke des Informationsaufzeichnungsmediums etwa 1.200 μm beträgt. Wenn bspw. die Dicke des ersten Substrats 100 μm beträgt, ist es bevorzugt, dass sie Dicke des zweiten Substrats 1.100 μm beträgt. Wenn die Dicke des ersten Substrats 600 μm ist, ist es bevorzugt, dass die Dicke des zweiten Substrats 600 μm beträgt.
  • Das Informationsaufzeichnungsmedium der bevorzugten Ausführungsform kann weiterhin eine erste und zweite Elektrode umfassen. Bei der ersten und zweiten Aufzeichnungsschicht kann eine reversible Phasenänderung durch das Anwenden des Stroms bewirkt werden. Die erste Aufzeichnungsschicht, die zweite Aufzeichnungsschicht und die zweite Elektrode können über der ersten Elektrode in diese Reihenfolge geschichtet sein. Diese Ausführungsform kann ein elektrisches Informationsaufzeichnungsmedium bereitstellen.
  • Das elektrische Informationsaufzeichnungsmedium kann weiterhin eine Zwischenelektrode umfassen, die zwischen der ersten Aufzeichnungsschicht und der zweiten Aufzeichnungsschicht angeordnet ist. Gemäß dieser Ausführungsform kann eine atomare Diffusion zwischen der ersten Aufzeichnungsschicht und der zweiten Aufzeichnungsschicht verhindert werden, so dass die Wiederholeigenschaften und die Zuverlässigkeit verbessert werden können. Weiterhin kann gemäß dieser Ausführungsform ein Strom an entweder die erste Auf zeichnungsschicht oder die zweite Aufzeichnungsschicht angewendet werden.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen eines Informationsaufzeichnungsmediums, das eine erste Informationsschicht und eine zweite Informationsschicht umfasst, wie in Anspruch 28 beansprucht, bereitgestellt. Das Verfahren der bevorzugten Ausführungsform umfasst die Prozesse: (a) Bilden der ersten Informationsschicht und (b) Bilden der zweiten Informationsschicht. Die erste Informationsschicht umfasst eine erste Aufzeichnungsschicht, in der eine reversible Phasenänderung zwischen einer kristallinen Phase und einer amorphen Phase durch Bestrahlen eines Laserstrahls oder durch die Joulesche Wärme bewirkt wird, die durch Anwenden eines Stroms erzeugt wird. Die zweite Informationsschicht umfasst eine zweite Aufzeichnungsschicht, in der eine reversible Phasenänderung zwischen einer kristallinen Phase und einer amorphen Phase durch die Bestrahlung des Laserstrahls oder die Joulesche Wärme erzeugt ist, die durch das Anwenden des Stroms bewirkt wird. Der Prozess (a) umfasst den Schritt des Bildens der ersten Aufzeichnungsschicht mit einem Basismaterial, das Ge, Sb und Te enthält. Der Prozess (b) umfasst den Schritt des Bildens der zweiten Aufzeichnungsschicht mit einem Basismaterial, das Sb, Te und zumindest ein Element M1 enthält, das ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus Ag, In, Ge, Sn, Se, Se, Bi, Au und Mn besteht. Gemäß dieser Ausführungsform kann das Informationsaufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung einfach hergestellt werden.
  • Bei dem Herstellungsverfahren der bevorzugten Ausführungsform können die erste und zweite Aufzeichnungsschicht durch Sputtern unter Verwenden eines Sputtergases, das Argongas oder Kryptongas enthält, gebildet werden. Das Sputtergas kann weiterhin zumindest ein Gas enthalten, das ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus Stickstoffgas und Sauerstoffgas besteht. Dieses Herstellungsverfahren kann Informationsschichten bereitstellen, die ausgezeichnete Eigenschaften bei wiederholtem Aufzeichnen haben.
  • Bei dem Herstellungsverfahren der bevorzugten Ausführungsform kann die Dicke der ersten Aufzeichnungsschicht 9 nm oder weniger betragen. In dem Prozess (a) kann die erste Aufzeichnungsschicht bei einer Filmbildungsrate in einem Bereich von 0,1 nm/Sekunde bis 3 nm/Sekunde gebildet werden. Gemäß dieser Ausführungsform kann ein optisches Information mit einer ersten Aufzeichnungsschicht mit geringer Variation in der Dicke bei einer hohen Produktivität hergestellt werden.
  • Bei dem Herstellungsverfahren der bevorzugten Ausführungsform kann die Dicke der zweiten Aufzeichnungsschicht in dem Bereich von 6 nm bis 15 nm liegen. In dem Prozess (b) kann die zweite Aufzeichnungsschicht bei einer Filmbildungsrate in dem Bereich von 0,3 nm/Sekunde bis 10 nm/Sekunde gebildet werden. Gemäß dieser Aufzeichnungsform kann ein optisches Informationsaufzeichnungsmedium mit einer zweiten Informationsschchicht mit einer hohen Aufzeichnungsempfindlichkeit bei hoher Produktivität hergestellt werden.
  • Bei dem Herstellungsverfahren der bevorzugten Ausführungsform kann der Prozess (b) vor dem Prozess (a) durchgeführt werden. Nach dem Prozess (b) und vor dem Prozess (a) kann das Verfahren weiterhin den Prozess (c) des Bildens einer optisch trennenden Schicht über der zweiten Informationsschicht umfassen. In dem Prozess (a) kann die erste Informationsschicht über der optisch trennenden Schicht gebildet werden.
  • Ein erstes Verfahren der vorliegenden Erfindung zum Aufzeichnen bzw. Wiedergeben eines Informationsaufzeichnungsmediums ist ein Verfahren zum Aufzeichnen bzw. Wiedergeben des Informationsaufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung. Bezüglich der ersten Informationsschicht des Informationsaufzeichnungsmediums werden Informationen mit einem Laserstrahl aufgezeichnet bzw. wiedergegeben, der von der Seite der ersten Informationsschicht einfällt. Bezüglich der zweiten Informationsschicht des Informationsaufzeichnungsmediums werden Informationen mit dem Laserstrahl aufgezeichnet bzw. wiedergeben, der durch die erste Informationsschicht gelangt ist. Die Wellenlänge des Laserstrahls liegt in dem Bereich von 390 nm oder mehr und 430 nm oder weniger. Gemäß dem ersten Verfahren zum Aufzeichnen und Wiedergeben können Informationen auf bzw. von der ersten und zweiten Informationsschicht des optischen Informationsaufzeichnungsmediums in einer hohen Dichte und mit einer guten Zuverlässigkeit aufgezeichnet bzw. wiedergeben werden.
  • Bei dem ersten Verfahren zum Aufzeichnen und Wiedergeben kann die lineare Geschwindigkeit des Informationsaufzeichnungsmediums, wenn Informationen aufgezeichnet bzw. wiedergeben werden, in dem Bereich von 3 m/Sekunde oder mehr und 30 m/Sekunde oder weniger sein.
  • Bei dem ersten Verfahren zum Aufzeichnen und Wiedergeben der bevorzugten Ausführungsform kann der Laserstrahl durch eine Objektivlinse fokussiert sein und die numerische Blende NA der Objektivlinse kann in dem Bereich von 0,5 oder mehr und 1,1 oder weniger sein. Gemäß dieser Ausführungsform können die Länge, die Breite und das Intervall von Aufzeichnungsmarkierungen in Übereinstimmung mit der Dicke oder der Form der Nut des ersten und zweiten Substrats und mit Aufzeichnungs- und Wiedergabezuständen optimiert werden.
  • Ein zweites Verfahren der vorliegenden Erfindung zum Aufzeichnen/Wiedergeben eines Informationsaufzeichnungsmediums ist ein Verfahren zum Aufzeichnen bzw. Wiedergeben des Informationsaufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung. Bei der ersten und zweiten Aufzeichnungsschicht des Informationsaufzeichnungsmediums wird eine reversible Phasenänderung zwischen einer kristallinen Phase und einer amorphen Phase durch die Joulesche Wärme erzeugt, die durch Anwenden eines Stroms erzeugt wird. Eine Amplitude Ic, eine Impulsbreite tc, eine Amplitude Ia1, eine Impulsbreite ta1, eine Amplitude Ia2 und eine Impulsbreite ta2 erfüllen die Beziehung: Ic < Ia2 < Ia1 und ta1 ≤ tc oder ta2 ≤ tc, wobei ein Stromimpuls mit der Amplitude Ic und der Impulsbreite tc an die erste oder zweite Aufzeichnungsschicht angelegt wird, um die erste oder zweite Aufzeichnungsschicht von einer amorphen Phase zu einer kristallinen Phase zu ändern, wobei ein Stromimpuls mit der Amplitude Ia1 und der Impulsbreite ta1 an die erste Aufzeichnungsschicht angelegt wird, um die erste Aufzeichnungsschicht von einer kristallinen Phase zu einer amorphen Phase zu ändern, und ein Stromimpuls mit der Amplitude Ia2 und der Impulsbreite ta2 an der zweiten Aufzeichnungsschicht angewendet wird, um die zweite Aufzeichnungsschicht von einer kristallinen Phase zu einer amorphen Phase zu ändern. Gemäß diesem zweiten Verfahren zum Aufzeichnen und Wiedergeben kann in einem elektrischen Informationsaufzeichnungsmedium eine Phasenänderung zwischen einer kristallinen Phase und einer amorphen Phase leicht selektiv in der ersten Aufzeichnungsschicht, der zweiten Aufzeichnungsschicht oder diesen beiden bewirkt werden. Bei dem elektrischen Informationsaufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung bewirkt die Phasenänderung eine Änderung in dem elektrischen Widerstand und daher kann dies als ein Element eines änderbaren und programmierbaren Schaltkreises verwendet werden.
  • Wie vorstehend beschrieben ist, können gemäß den Informationsaufzeichnungsmedien der vorliegenden Erfindung und dem Verfahren zum Herstellen derselben Informationsaufzeichnungsmedien mit zwei Aufzeichnungsschichten und einem guten Aufzeichnungs- und Löschvermögen erhalten werden.
  • Diese und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann beim Lesen und Verstehen der folgenden ausführlichen Beschreibung unter Bezugnahme auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die lediglich beispielhaft beschrieben sind, und unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung deutlich werden.
  • 1 zeigt eine Teilquerschnittansicht, die ein Beispiel eines Informationsaufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • 2 zeigt eine Teilquerschnittansicht, die ein weiteres Beispiel eines Informationsaufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung wiedergibt.
  • 3 zeigt eine Teilquerschnittansicht, die noch ein weiteres Beispiel eines Informationsaufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • 4 zeigt eine schematische Ansicht, die einen Teil einer Konfiguration einer Aufzeichnungs- bzw. Wiedergabevorrichtung darstellt, die in einem Verfahren zum Aufzeichnen bzw. Wiedergeben von Informationen der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
  • 5 zeigt eine schematische Ansicht, die ein weiteres Beispiel des Informationsaufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung und ein Beispiel einer Vorrichtung zum Aufzeichnen bzw. Wiedergeben von Informationen darauf darstellt.
  • 6 zeigt eine schematische Ansicht, die einen Teil einer Konfiguration eines weiteren Beispiels des Informationsaufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung wiedergibt.
  • Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Die folgenden Ausführungsformen sind lediglich Beispiele und die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Bei den folgenden Ausführungsformen tragen selbe Teile dieselben Bezugsziffern und eine doppelte Beschreibung wird vermieden.
  • Ausführungsform 1
  • Es wird Ausführungsform 1, ein Beispiel von Informationsaufzeichnungsmedien der vorliegenden Erfindung, beschrieben. 1 zeigt eine Teilquerschnittansicht, die ein Informationsaufzeichnungsmedium 22 der Ausführungsform 1 wiedergibt. In dem Informationsaufzeichnungsmedium 22 werden Informationen durch Bestrahlen eines Laserstrahls 23 aufgezeichnet bzw. wiedergeben.
  • Gemäß 1 umfasst das Informationsaufzeichnungsmedium 22 eine optisch trennende Schicht 21, eine erste Informationsschicht 11 und eine zweite Informationsschicht 20, wobei die optisch trennende Schicht 21 dazwischen angeordnet ist. Die erste Informationsschicht 11 ist näher zu der Seite angeordnet, von der der Laserstrahl 23 einfällt, als die zweite Informationsschicht 20.
  • Die erste Informationsschicht 11 umfasst ein erstes Substrat 1, eine erste untere Schutzschicht 2, eine erste untere Grenzflächenschicht 3, eine erste Aufzeichnungsschicht 4, eine erste obere Grenzflächenschicht 5, eine erste obere Schutzschicht 6, eine erste Grenzflächenschicht 7, eine erste Reflexionsschicht 8, eine oberste Grenzflächenschicht 9 und eine Transmittanzeinstellschicht 10, die in dieser Reihenfolge von der Seite angeordnet sind, von der der Laserstrahl 23 einfällt.
  • Die zweite Informationsschicht 20 umfasst eine zweite untere Schutzschicht 12, eine zweite untere Grenzflächenschicht 13, eine zweite Aufzeichnungsschicht 14, eine zweite obere Grenzflächenschicht 15, eine zweite obere Schutzschicht 16, eine zweite Grenzflächenschicht 17, eine zweite Reflexionsschicht 18 und ein zweites Substrat 19, die in diese Reihenfolge von der Seite angeordnet sind, von der der Laserstrahl 23 einfällt. Für die Schichten, die mit "Grenzflächenschicht" oder "Schutzschicht" bezeichnet sind, bedeutet "untere", dass die Schicht dichter zu der Seite positioniert ist, von der der Laserstrahl 23 einfällt, als die Aufzeichnungsschicht, und "obere" bedeutet, dass die Schicht näher zu der Seite gegenüber der Seite angeordnet ist, von der der Laserstrahl 23 einfällt, als die Aufzeichnungsschicht.
  • Der Laserstrahl 23 fällt von der Seite des ersten Substrats 1 ein. Informationen werden auf bzw. von der zweiten Informationsschicht 20 durch den Laserstrahl 23 aufgezeichnet bzw. wiedergegeben, der durch die erste Informationsschicht 11 und die optisch trennende Schicht 21 gelangt ist.
  • Das erste Substrat 1 und das zweite Substrat 19 sind transparent und scheibenförmig. Das erste Substrat 1 und das zweite Substrat 19 können aus einem Harz, wie bspw. Polycarbonat, amorphes Polyolefin und PMMA oder Glas gefertigt sein. Das erste Substrat 1 kann durch Anwenden eines Harzes an der ersten unteren Schutzschicht 2 und dann durch Aushärten des Harzes gebildet werden.
  • Auf den inneren Oberflächen (auf den Oberflächen, die der optisch trennenden Schicht 21 gegenüberliegen) des ersten Substrats 1 und des zweiten Substrats 19 können Führungsnuten zum Führen des Laserstrahl gebildet sein, wenn dies notwendig ist. Es ist bevorzugt, dass die äußeren Oberflächen dieser Substrate glatt sind. Es ist bevorzugt, dass diese Substrate eine kleine optische Doppelbrechung in der kurzen Wellenlänge haben. Als Material für diese Substrate ist Polycarbonat aufgrund guter Übertragungseigenschaften und Massenproduktivität und geringer Kosten besonders bevorzugt. Die Dicke des ersten Substrats 1 ist bspw. in dem Bereich von 10 μm bis 800 μm (vorzugsweise 50 μm bis 150 μm oder 550 μm bis 650 μm). Die Dicke des zweiten Substrats 19 liegt bspw. in dem Bereich von 400 μm bis 1.300 μm (vorzugsweise 550 μm bis 650 μm oder 1.050 μm bis 1.150 μm).
  • 2 zeigt ein Beispiel eines Informationsaufzeichnungsmediums, in dem Nuten zum Führen des Laserstrahls sowohl in dem ersten Substrat 1 als auch dem zweiten Substrat 19 vorgesehen sind. In dem Informationsaufzeichnungsmedium 22a der 2 umfasst eine erste Informationsschicht 11a ein erstes Substrat 1a und eine zweite Informationsschicht 20a umfasst ein zweites Substrat 19a. In dem ersten Substrat 1a und dem zweiten Substrat 19a sind Nuten 1b gebildet. In dem Informationsaufzeichnungsmedium 22a können Informationen in den Nuten 1b aufgezeichnet sein, die die Nutenflächen auf der einfallenden Seite des Laserstrahls 23 sind, oder sie können in Abschnitten zwischen den Nuten 1b aufgezeichnet sein (das sind die Nutenflächen weiter entfernt von der einfallenden Seite des Laserstrahls 23 und diese können als "Flächen 1c" im folgenden bezeichnet sein). Alternativ können Informationen sowohl in den Nuten 1b als auch den Flächen 1c aufgezeichnet sein.
  • Die erste untere Schutzschicht 2, die erste obere Schutzschicht 6 und die zweite untere Schutzschicht 12 und die zweite obere Schutzschicht 16 sind aus einem Dielektrikum gefertigt. Diese Schutzschichten dienen dazu, den optischen Abstand einzustellen, um die optische Absorptionseffizienz der Aufzeichnungschicht zu erhöhen, und um eine Änderung in dem Betrag an reflektiertem Licht vor und nach Aufzeichnen zu erhöhen, um die Signalamplitude zu erhöhen. Für diese Schutzschichten können Oxide, wie bspw. SiOx (x ist 0,5 bis 2,5), Al2O3, TiO2, Ta2O5, ZrO2, Zno oder Te-O verwendet werden. Außerdem können Nitride, wie bspw. Si-N, Al-N, Ti-N, Ta-N, Zr-N oder Ge-N ebenfalls verwendet werden. Sulfide, wie bspw. ZnS, oder Carbide, wie bspw. SiC, können ebenfalls verwendet werden. Mischungen der vorstehenden Materialien können verwendet werden. Unter diesen ist ZnS-SiO2, was eine Mischung aus ZnS und SiO2 ist, besonders für das Material der Schutzschicht ausgezeichnet. ZnS-SiO2 ist ein amorphes Material und hat einen hohen Brechungsindex, eine hohe Filmbildungsrate und gute mechanische Eigenschaften und Feuchtigkeitsbeständigkeit.
  • Die Dicken der ersten unteren Schutzschicht 2 und der ersten oberen Schutzschicht 6 können genau bestimmt werden, so dass das folgende erreicht werden kann: eine Änderung in dem Betrag an reflektiertem Licht zwischen dem Fall, wenn die erste Aufzeichnungsschicht 4 in der kristallinen Phase ist, und dem Fall, wenn diese in der amorphen Phase ist, ist groß, die Transmittanz der ersten Informationsschicht 11 ist groß, und die Lichtabsorptionseffizienz der ersten Aufzeichnungsschicht 4 ist groß. Insbesondere können diese Dicken bspw. durch Verwenden einer Berechnung basierend auf einem Matrixverfahren bestimmt werden.
  • Auf ähnliche Weise können die Dicken der zweiten unteren Schutzschicht 12 und der zweiten oberen Schutzschicht 16 genau bestimmt werden, so dass das folgende erreicht werden kann: eine Änderung in dem Betrag an reflektiertem Licht zwischen dem Fall, wenn die zweite Aufzeichnungsschicht 14 in der kristallinen Phase ist, und dem Fall, wenn diese in der amorphen Phase ist, ist groß, und die Lichtabsorptionseffizienz der zweiten Aufzeichnungsschicht 14 ist groß. Die erste untere Schutzschicht 2, die erste obere Schutzschicht 6, die zweite untere Schutzschicht 12 und die zweite obere Schutzschicht 16 können aus verschiedenen Materialien oder Zusammensetzungen gebildet sein, oder diese können aus demselben Material oder Zusammensetzung gebildet sein.
  • Die Transmittanzeinstellschicht 10 hat eine Funktion, die Transmission der ersten Informationsschicht 11 einzustellen. Die Transmittanzeinstellschicht 10 kann sowohl die Transmittanz Tc (%) der ersten Informationsschicht 11, wenn die erste Aufzeichnungsschicht 4 in der kristallinen Phase ist, und die Transmittanz Ta (%) der ersten Informationsschicht 11, wenn die erste Aufzeichnungsschicht 4 in der amorphen Phase ist, erhöhen. Insbesondere kann in dem Informationsaufzeichnungsmedium 22, das mit der Transmittanzeinstellschicht 10 versehen ist, die Transmittanz der ersten Informationsschicht 11 um 2% bis 6% zu derjenigen erhöht werden, wenn die Transmittanzeinstellschicht 10 nicht vorgesehen ist. Die Transmittanzeinstellschicht 10 kann aus einem Material gebildet sein, wie bzgl. der Schutzschichten beschrieben ist. In dem Informationsaufzeichnungsmedium 22 ist es bevorzugt, 40 ≤ (Tc + Ta)/2 (noch bevorzugter 45 ≤ (Tc + Ta)/2) zu erfüllen. (Dies trifft auf das Informationsaufzeichnungsmedium 26 der Ausführungsform 2 zu.) Die erste untere Grenzflächenschicht 3, die erste obere Grenzflächenschicht 5, die zweite untere Grenzflächenschicht 13 und die zweite obere Grenzflächenschicht 15 verhindern, dass Substanzen sich zwischen der ersten unteren Schutzschicht 2 und der ersten Aufzeichnungsschicht 4 bewegen, zwischen der ersten oberen Schutzschicht 6 und der ersten Aufzeichnungsschicht 4, zwischen der zweiten unteren Schutzschicht 12 und der zweiten Aufzeichnungsschicht 14 bzw. zwischen der zweiten oberen Schutzschicht 16 und der zweiten Aufzeichnungsschicht 14. Insbesondere diese Grenzflächenschichten verhindern, dass Substanzen, die durch wiederholtes Aufzeichnen erzeugt werden, sich bewegen. Diese Grenzflächenschichten können bspw. aus Nitriden, wie bspw. Si-N, Al-N, Ti-N, Ta-N, Zr-N und Ge-N, Oxynitriden, die diese enthalten, oder Karbiden, wie bspw. SiC, gebildet sein. Unter diesen ist Ge-N besonders bevorzugt. Ge-N kann einfach durch reaktives Sputtern gebildet werden und hat ausgezeichnete mechanische Eigenschaften und eine ausgezeichnete Feuchtigkeitsbeständigkeit. Wenn die Grenzflächenschicht dick ist, ändern sich der Reflexionsgrad und Absorptionsgrad der Informationsschicht signifikant, um die Aufzeichnungs- und Löscheigenschaft zu ändern. Daher liegt die Dicke der Grenzflächenschichten vorzugsweise in dem Bereich von 1 nm bis 10 nm und noch bevorzugter in dem Bereich von 2 nm bis 5nm.
  • Die erste Grenzflächenschicht 7, die erste oberste Grenzflächenschicht 9 und die zweite Grenzflächenschicht 17 verhindern, dass sich Substanzen zwischen der ersten oberen Schutzschicht 6 und der ersten Reflexionsschicht 8, zwischen der Transmittanzeinstellschicht 10 und der ersten Reflexionsschicht 8 bzw. zwischen der zweiten oberen Schutzschicht 16 und der zweiten Reflexionsschicht 18 bewegen. Insbesondere diese Grenzflächenschichten verhindern, dass Substanzen, die durch Aufzeichnen bei einer hohen Temperatur und hohen Luftfeuchtigkeit aufgezeichnet werden, sich bewegen. Diese Grenzflächenschichten können aus den Materialien gefertigt sein, die in bezug zu der ersten unteren Grenzflächenschicht 3, der ersten oberen Grenzflächenschicht 5, der zweiten unteren Grenzflächenschicht 13 und der zweiten oberen Grenzflächenschicht 15 beschrieben sind. Die Dicken dieser Grenzflächenschichten liegen vorzugsweise in dem Bereich von 1 nm bis 10 nm und noch bevorzugter in dem Bereich von 2 nm bis 5 nm.
  • Die erste Aufzeichnungsschicht 4 ist aus einem Material gebildet, in dem eine reversible Phasenänderung zwischen einer kristallinen Phase und einer amorphen Phase durch Bestrahlen eines Laserstrahls bewirkt ist. Die erste Aufzeichnungsschicht 4 ist aus einem Material gebildet, das Ge, Sb und Te enthält. Insbesondere kann die erste Aufzeichnungsschicht 4 aus einem Material gebildet sein, das durch eine Zusammensetzungsformel GeaSbbTe3+a repräsentiert ist. Für dieses Material ist für a ≤ 0 die kristalline Phase sehr stabil, während die Stabilität der amorphen Phase unzureichend ist. Andererseits ist bei 10 < a die Signalamplitude groß, während der Schmelzpunkt erhöht ist und die Kristallisationsrate verringert ist. Daher ist es bevorzugt, 0 < a ≤ 10 zu erfüllen, und noch bevorzugter 1 ≤ a ≤ 9. Außerdem ist für dieses Material bei b < 1,5 die kristalline Phase sehr stabil, während die Stabilität der amorphen Phase unzureichend ist. Andererseits ist bei 4 < b die Signalamplitude groß, während die Kristallisationsrate verringert ist. Daher ist es bevorzugt, 1,5 ≤ b ≤ 4 und noch bevorzugter 1,5 ≤ b ≤ 3 zu erfüllen.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die erste Aufzeichnungsschicht aus einem Material gebildet, das durch eine Zusammensetzungsformel (Ge – M2)aSbbTe3+a repräsentiert ist (wobei M2 zumindest ein Element ist, das ausgewählt ist aus Sn und Pb). Diese Zusammensetzungsformel bedeutet, dass der Gesamtbetrag an Ge und dem Element M2 100·a/(3 + 2a + b) Atom% ist. Die Zusammensetzung dieses Materials wird durch Substituieren eines Teils von Ge aus einem Material erhalten, das durch eine Zusammensetzungsformel GeaSbbTe3+a mit dem Element M2 repräsentiert ist. Wenn dieses Material verwendet wird, verbessert das Element M2, das für Ge substituiert ist, die Kristallisationseigenschaft. Daher kann, selbst wenn die erste Aufzeichnungsschicht 4 sehr dünn ist, ein ausreichendes Löschverhältnis erhalten werden. Sn ist bevorzugter als das Element M2, da es frei von Toxizität ist. Wenn dieses Material verwendet wird, ist es ebenfalls bevorzugt, 0 < a ≤ 10 (insbesondere 1 ≤ a ≤ 9) und 1,5 ≤ b ≤ 4 (bevorzugter 1,5 ≤ b ≤ 3) zu erfüllen.
  • Die erste Aufzeichnungsschicht 4 kann aus einem Material gefertigt sein, das durch eine Zusammensetzungsformel (GeaSbbTe3+a)100-cM3c repräsentiert ist (wobei M3 zumindest ein Element ist, das ausgewählt ist aus Si, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Se, Zr, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, In, Sn, Ta, W, Os, Ir, Pt, Au und Bi). Die Zusammensetzung dieses Materials wird durch Hinzufügen des Elements M3 zu einem Material erhalten, das durch eine Zusammensetzungsformel GeaSbbTe3+a repräsentiert ist. In diesem Fall erhöht das hinzufügte Element M3 den Schmelzpunkt und die Kristallisationstemperatur der Aufzeichnungsschicht, so dass die thermische Stabilität bzw. Beständigkeit der Aufzeichnungsschicht verbessert werden kann. Folglich kann die Aufzeichnungs-/Wiedergabeleistungsfähigkeit der ersten Informationsschicht 11 verbessert werden. Für dieses Material ist bei 20 < c die Kristallisationsrate unzureichend, so dass es bevorzugt ist, 0 < c ≤ 20 und bevorzugter 2 ≤ c ≤ 10 zu erfüllen. Außerdem ist es bevorzugt, 0 < a ≤ 10 (insbesondere 1 ≤ a ≤ 9) und 1,5 ≤ b ≤ 4 (bevorzugter 1,5 ≤ b ≤ 3) zu erfüllen.
  • Die zweite Aufzeichnungsschicht 14 ist aus einem Material gebildet, in dem eine reversible Phasenänderung zwischen einer kristallinen Phase und einer amorphen Phase durch Bestrahlung eines Laserstrahls bewirkt ist. Die zweite Aufzeichnungsschicht 14 ist aus einem Material gebildet, das sich von demjenigen der ersten Aufzeichnungsschicht 4 unterscheidet. Es ist bevorzugt, dass die zweite Aufzeichnungsschicht 14 aus einem Material mit einem Schmelzpunkt gebildet ist, der niedriger ist als derjenige der ersten Aufzeichnungsschicht 4.
  • Die zweite Aufzeichnungsschicht 14 kann aus einem Material gebildet sein, das Sb, Te und ein Element M1 umfasst, das zumindest ein Element ist, das ausgewählt ist aus Ag, In, Ge, Sn, Se, Bi, Au und Mn. Insbesondere kann die zweite Aufzeichnungsschicht 14 aus einem Material gebildet sein, das durch eine Zusammensetzungsformel (SbxTe100-x)100-yM1y repräsentiert ist. Dieses Material kann durch Hinzufügen des Elements M1 zu einer Sb-Te-Legierung in der Nähe der Sb70Te30 eutektischen Zusammensetzung erhalten werden. Wenn x und y 50 ≤ × ≤ 95 bzw. 0 ≤ y ≤ 20 erfüllen, hat das Material einen niedrigen Schmelzpunkt und einen hohen Brechungsindex. Daher kann, wenn das Material mit einer Zusammensetzung in diesen Bereichen verwendet wird, um die zweite Aufzeichnungsschicht 14 zu bilden, die zweite Informationsschicht 20 mit einer hohen Aufzeichnungsempfindlichkeit und einem hohen Reflexionsgrad erhalten werden.
  • Bei 65 ≤ x ist die Kristallisationsrate besonders hoch und ein besonders hohes Löschverhältnis kann erhalten werden. Bei x ≤ 85 wird die Anwesenheit einer Mehrzahl von Phasen unterdrückt, so dass die Verschlechterung der Eigenschaften aufgrund wiederholten Aufzeichnens unterdrückt werden kann. Daher ist es bevorzugter, 65 ≤ × ≤ 85 zu erfüllen. Es ist bevorzugt, das M1 zum Einstellen der Kristallisationsrate hinzuzufügen, um eine gute Aufzeichnungs-/Wiedergabeleistungsfähigkeit zu erhalten. Es ist noch bevorzugter, dass y in dem Bereich 1 ≤ y ≤ 10 liegt. Mit y ≤ 10 wird die Anwesenheit einer Mehrzahl von Phasen unterdrückt, so dass die Verschlechterung der Eigenschaften aufgrund wiederholten Aufzeichnens unterdrückt werden kann.
  • Tabelle 1 zeigt die Messergebnisse des Brechungsindex, des Extinktionkoeffizienten und des Schmelzpunkts von (Ge0,74Sn0,26)8Sb2Te11, (Sb0,7Te0,3)95Ge5 und (Sb0,7Te0,3)90Ag5In5. Der Brechungsindex und der Extinktionkoeffizient wurden durch Messen von Proben von 10-nm-Schichten erhalten, die aus den vorstehend beschriebenen Materialien gefertigt sind, gebildet auf einem Quarzsubstrat mit einem Spektroskop. Die Schmelzpunkte wurden durch ein Differentialabtastkaloriemeter (DSC-Verfahren: differential scanning calorimeter method) gemessen.
  • Tabelle 1
    Figure 00290001
  • In Tabelle 1 bezeichnet nc den Brechungsindex, wenn die Probenschicht in der kristallinen Phase ist. na bezeichnet den Brechungsindex, wenn die Probenschicht in der amorphen Phase ist. Δn ist nc – na und bezeichnet eine Änderung in dem Brechungsindex zwischen den Fällen, wenn die Proben schicht in der kristallinen Phase ist und wenn die Probenschicht in der amorphen Phase ist. kc bezeichnet den Extinktions-Koeffizienten, wenn die Probenschicht in einer kristallinen Phase ist. ka bezeichnet den Extinktions-Koeffizienten, wenn die Probenschicht in einer amorphen Phase ist. Δk ist kc – ka und bezeichnet eine Änderung in dem Extinktions-Koeffizienten zwischen den Fällen, wenn die Probenschicht in der kristallinen Phase ist und wenn die Probenschicht in der amorphen Phase ist.
  • Wie in Tabelle 1 gezeigt ist, ist der Extinktionskoeffizient von (Ge0,74Sn0,26)8Sb2Te11 etwa 0, 3 kleiner als derjenige von (Sb0,7Te0,3)95Ge5 und (Sb0,7Te0,3)90Ag5In5. (Sb0,7Te0,3)95Ge5 und (Sb0,7Te0,3)90Ag5In5 sind Zusammensetzungen, die durch Hinzufügen des Elements M1 zu Sb-Te-Legierungen in der Nähe der Sb70Te30 eutektischen Komposition erhalten werden. (Sb0,7Te0,3)95Ge5 und (Sb0,7Te0,3)90Ag5In5 haben Schmelzpunkte, die etwa 50°C niedriger sind als diejenigen von (Ge0,74Sn0,26)8Sb2Te11, die Sn substituiert für Ge der Ge-Sb-Te ternären Zusammensetzung enthalten, und haben einen größeren absoluten Wert der Änderung Δn in dem Brechungsindex.
  • Anhand der vorstehenden Ergebnisse ist es bevorzugt, als das Material der ersten Aufzeichnungsschicht 4 Ge-Sb-Te ternäre Zusammensetzungen zu verwenden oder Ge-Sb-Te basierte Zusammensetzungen, die aufgrund ihrer kleinen Extinktionskoeffizienten eine große Transmittanz erreichen können. Als das Material der zweiten Aufzeichnungsschicht 14 ist es bevorzugt, (Sb-Te)-M1 basierte Zusammensetzungen zu verwenden, die eine hohe Aufzeichnungsempfindlichkeit aufgrund ihrer niedrigen Schmelzpunkte erreichen können und eine große Reflexionsgradänderung aufgrund ihrer großen Brechungsindexänderung Δn. Spezifische Beispiele der Kombination der ersten Aufzeichnungsschicht 4 und der zweiten Aufzeichnungsschicht 14 umfassen Ge6Sb2Te9 und (Sb0,7Te0,3)95Ge5, Ge8Sb2Te11 und (Sb0,7Te0,3)95Ge5 und Ge8Sb2Te11 und (Sb0,7Te0,3)90Ag5In5.
  • Es ist bevorzugt, dass die Dicke der ersten Aufzeichnungsschicht 4 9 nm oder geringer ist, um die Transmittanz der ersten Informationsschicht 11 zu erhöhen, so dass Laserlicht die zweite Informationsschicht 20 in einer Menge erreichen kann, die zum Aufzeichnen bzw. Wiedergeben der zweiten Informationsschicht 20 notwendig ist, und der Bereich von 5 nm bis 7 nm ist bevorzugter.
  • Es ist bevorzugt, dass die Dicke der zweiten Aufzeichnungsschicht 14 in dem Bereich von 6 nm bis 15 nm ist, um die Aufzeichnungsempfindlichkeit der zweiten Informationsschicht 20 zu erhöhen. Angesichts der thermischen Auswirkung der Diffusion von Wärme in der in der Ebene liegenden Richtung auf den benachbarten Bereichen, wenn die zweite Aufzeichnungsschicht 14 dick ist, und die Verringerung des Reflexionsgrads der zweiten Informationsschicht 20, wenn die zweite Aufzeichnungsschicht 14 dünn ist, ist es bevorzugter, dass die Dicke der zweiten Aufzeichnungsschicht 14 in dem Bereich von 8 nm bis 12 nm liegt.
  • Die erste Reflexionsschicht 8 und die zweite Reflexionsschicht 18 haben eine optische Funktion, um den Betrag an Licht zu erhöhen, das durch die erste Aufzeichnungsschicht 4 oder die zweite Aufzeichnungsschicht 14 absorbiert wird. Diese Reflexionsschichten haben auch eine thermische Funktion, um Wärme zu diffundieren, die in der ersten Aufzeichnungsschicht 4 oder der zweiten Aufzeichnungsschicht 14 erzeugt werden, um sofort die Strukturlosigkeit der zweiten Aufzeichnungsschicht zu erleichtern. Weiterhin haben diese Reflexionsschichten ebenfalls eine Funktion, die mehrschichtigen Filme vor der Umgebung zu schützen, in der diese verwendet werden.
  • Für die Materialien der ersten Reflexionsschicht 8 und der zweiten Reflexionsschicht 18 kann ein Einfachmetall mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit, wie bspw. Al, Au, Ag und Cu, verwendet werden. Alternativ können Legierungen, die ein oder mehrere dieser Metallelemente als die Hauptkomponente und ein oder mehr von anderen Elementen zum Zwecke der Verbesserung der Feuchtigkeitbeständigkeit, Einstellen der Wärmeleitfähigkeit oder dergleichen enthalten, verwendet werden. Besondere Beispiele der Legierung umfassen Al-Cr, Al-Ti, Au-Pd, Au-Cr, Ag-Pd, Ag-Pd-Cu, Ag-Pd-Ti, Ag-Ru-Au und Cu-Si. Alle diese Legierungen sind ausgezeichnete Materialien, da diese eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit haben und die raschen Kühlbedingungen erfüllen. Insbesondere Ag-Legierungen haben eine große Wärmeleitfähigkeit und eine hohe Transmittanz von Licht, so dass Ag-Legierungen bevorzugt als Material der ersten Reflexionsschicht 8 dienen.
  • Um die Transmittanzen Tc und Ta der ersten Informationsschicht 11 so hoch wie möglich einzustellen, ist die Dicke der ersten Reflexionsschicht 8 vorzugsweise in dem Bereich von 5 nm bis 15 nm und noch bevorzugter in dem Bereich von 8 nm bis 12 nm. Wenn die Dicke der ersten Reflexionsschicht 8 geringer als 5 nm ist, ist die thermische Diffusionsfunktion unzureichend und der Reflexionsgrad der ersten Informationsschicht 11 wird reduziert. Wenn die Dicke der ersten Reflexionsschicht 8 mehr als 15 nm beträgt, ist die Transmittanz der ersten Informationsschicht 11 unzureichend. Andererseits erfordert die zweite Informationsschicht 2 keine hohe Transmittanz. Daher liegt die Dicke der zweiten Reflexionsschicht 18 vorzugsweise in dem Bereich von 30 nm bis 150 nm und noch bevorzugter in dem Bereich von 70 nm bis 90 nm. wenn die Dicke der zweiten Reflexionsschicht 18 geringer als 30 nm ist, ist die thermische Diffusionsfunktion unzureichend, so dass die zweite Aufzeichnungsschicht 14 mit Schwierigkeiten zu amorph geändert wird. Wenn die Dicke der zweiten Reflexionsschicht 18 mehr als 150 nm beträgt, ist die thermische Diffusionsfunktion zu groß und daher ist die Aufzeichnungsempfindlichkeit der zweiten Informationsschicht 20 verringert.
  • Die optisch trennende Schicht 21 ist vorgesehen, um die Fokusposition der ersten Informationsschicht 11 von der Fokusposition der zweiten Informationsschicht 20 zu unterscheiden. Als Material der optisch trennenden Schicht 21 kann ein bei Licht aushärtbares Harz oder ein langsam härtendes Harz verwendet werden. Es ist bevorzugt, dass das Material der optisch trennenden Schicht 21 eine geringe Lichtabsorption bei der Wellenlänge des Laserstrahls 23 hat, der zum Aufzeichnen und Wiedergeben verwendet wird. Die Dicke der optisch trennenden Schicht 21 muss gleich oder größer als die Fokaltiefe ΔZ sein, die durch die numerische Blende NA der Objektivlinse und der Wellenlänge λ des Laserstrahls 23 bestimmt ist. Es sei angenommen, dass die Referenz der Intensität des Fokus bei 80 % des Falls ohne Abweichung bzw. Aberration ist, dann kann ΔZ näherungsweise ΔZ ≤ λ/{2(NA)2} sein. Wenn λ ≤ 400 nm und NA 0,6 ist, ist ΔZ ≤ 0,556 μm und ein Wert innerhalb ± 0,6 μm ist innerhalb der fokalen Tiefe. Daher muss in diesem Fall die Dicke der optisch trennenden Schicht 21 1,2 μm oder mehr betragen. Der Abstand zwischen der ersten Informationsschicht 11 und der zweiten Informationsschicht 20 muss in dem Bereich sein, der ermöglicht, dass der Laserstrahl 23 durch eine Objektivlinse fokussiert wird. Daher ist die Gesamtdicke der optisch trennenden Schicht 21 und des ersten Substrats 1 vorzugsweise innerhalb einer Toleranz der Substratdicke, die durch die Objektivlinse ermöglicht ist. Daher liegt die Dicke der optisch trennenden Schicht 21 vorzugsweise in dem Bereich von 1 μm bis 50 μm.
  • Das Informationsaufzeichnungsmedium 22 der Ausführungsform 1 kann durch ein Verfahren hergestellt werden, das in Ausführungsform 3 beschrieben ist.
  • Ausführungsform 2
  • In Ausführungsform 2 wird ein weiteres Beispiel des Informationsaufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung beschrieben. 3 zeigt eine Ansicht eines Teilquerschnitts eines Informationsaufzeichnungsmediums 26 aus Ausführungsform 2. In dem Informationsaufzeichnungsmedium 26 kann ein Aufzeichnen bzw. Wiedergeben durch Bestrahlung des Laserstrahls 23 durchgeführt werden.
  • Gemäß 3 umfasst das Informationsaufzeichnungsmedium 26 eine optisch trennende Schicht 21, eine erste Informationsschicht 25 und eine zweite Informationsschicht 20 mit der optisch trennenden Schicht 21, die dazwischen gelegt ist.
  • Die erste Informationsschicht 25 umfasst ein erstes Substrat 1, eine transparente Schicht 24, eine erste untere Schutzschicht 2, eine erste untere Grenzflächenschicht 3, eine erste Aufzeichnungsschicht 4, eine erste obere Grenzflächenschicht 5, eine erste obere Schutzschicht 6, eine erste Grenzflächenschicht 7, eine erste Reflexionsschicht 8, eine erste oberste Grenzflächenschicht 9 und eine Transmittanzeinstellschicht 10, die in diese Reihenfolge von der Seite angeordnet sind, von der der Laserstrahl 23 einfällt.
  • Die zweite Informationsschicht 20 umfasst eine zweite untere Schutzschicht 12, eine zweite untere Grenzflächenschicht 13, eine zweite Aufzeichnungsschicht 14, eine zweite obere Grenzflächenschicht 15, eine zweite obere Schutzschicht 16, eine zweite Grenzflächenschicht 17, eine zweite Reflexionsschicht 18 und ein zweites Substrat 19, die in dieser Reihenfolge von der einfallenden Seite des Laserstrahls 23 angeordnet sind.
  • Wie bei der folgenden Ausführungsform 4 beschrieben ist, werden zuerst, wenn das Informationsaufzeichnungsmedium 26 hergestellt wird, die zweite Reflexionsschicht 18 zu der zweiten unteren Schutzschicht 12, die optisch trennende Schicht 21 und die Transmittanzeinstellschicht 10 zu der ersten unteren Schutzschicht 2 auf dem zweiten Substrat 19 in dieser Reihenfolge geschichtet. Dann kann das Informationsaufzeichnungsmedium 26 durch Anfügen der ersten unteren Schutzschicht 2 und des ersten Substrats 1 an der transparenten Schicht 24 gebildet werden. Alternativ kann das erste Substrat 1 durch Anwenden eines Harzes und Aushärten des Harzes gebildet werden, ohne dass die transparente Schicht 24 gebildet wird.
  • Die optisch trennende Schicht 21 und die transparente Schicht 24 können auf einem lichtaushärtenden Harz oder einem langsam aushärtenden Harz gebildet sein. Es ist bevorzugt, dass dieses Material eine geringe Lichtabsorption bei der Wellenlänge des Laserstrahls 23 hat, der zum Aufzeichnen bzw. Wiedergeben verwendet wird. Die Dicke sowohl der optisch trennenden Schicht 21 als auch der transparenten Schicht 24 ist vorzugsweise in dem Bereich von 1 μm bis 50 μm aus demselben Grund, wie in Ausführungsform 1 beschrieben ist.
  • Auf der Oberfläche der optisch trennenden Schicht 21 auf der Seite der ersten Informationsschicht 25 können Führungsnuten zum Führen des Laserstrahls 23 gebildet sein. Wie im Fall des Informationsaufzeichnungsmediums 22 der Ausführungsform 1 fällt der Laserstrahl 23 von der Seite des ersten Substrats 1 ein. In der zweiten Informationsschicht 20 werden Informationen mit dem Laserstrahl 23 aufgezeichnet bzw. wiedergegeben, der durch die erste Informationsschicht 25 und die optisch trennende Schicht 21 gelangt ist.
  • Für das erste Substrat 1, die erste untere Schutzschicht 2, die erste untere Grenzflächenschicht 3, die erste Aufzeichnungsschicht 4, die erste obere Grenzflächenschicht 5, die erste obere Schutzschicht 6, die erste Grenzflächenschicht 7, die erste Reflexionsschicht 8, die erste oberste Grenzflächenschicht 9, die Transmittanzeinstellschicht 10, die zweite untere Schutzschicht 12, die zweite untere Grenzflächenschicht 13, die zweite Aufzeichnungsschicht 14, die zweite obere Grenzflächenschicht 15, die zweite obere Schutzschicht 16, die zweite Grenzflächenschicht 17, die zweite Reflexionsschicht 18 und das zweite Substrat 19 können dieselben Schichten verwendet werden, wie diese in Ausführungsform 1 beschrieben sind. Die Formen und die Funktionen dieser Schichten sind dieselben wie in Ausführungsform 1 beschrieben ist.
  • Ausführungsform 3
  • In Ausführungsform 3 wird ein Verfahren zum Herstellen des Informationsaufzeichnungsmediums 22 der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • Das Verfahren aus Ausführungsform 3 umfasst den Prozess des Bildens einer ersten Informationsschicht (Prozess (a)). Insbesondere wird zunächst ein erstes Substrat 1 (mit einer Dicke von bspw. 0,1 mm), das mit Führungsnuten zum Führen des Laserstrahls 23 versehen ist, vorbereitet. Als nächstes wird das erste Substrat 1 in eine filmbildende Vorrichtung gelegt, und eine erste untere Schutzschicht 2 wird auf dem ersten Substrat 1 gebildet. Zu diesem Zeitpunkt werden, wenn Führungsnuten in dem ersten Substrat 1 gebildet sind, die erste untere Schutzschicht 2 auf der Seite gebildet, auf der die Führungsnuten gebildet sind. Die erste untere Schutzschicht 2 kann durch Aussetzen eines Basismaterials gebildet werden, das Metalle enthält, die die erste untere Schutzschicht 2 bilden, einem reaktiven Sputtern in einer gemischten Gasatmosphäre von Ar-Gas und einem reaktiven Gas. Alternativ kann die erste untere Schutzschicht 2 durch Sputtern eines Basismaterials gebildet sein, das Verbindungen in einer Ar-Gasatmosphäre oder einer gemischten Gasatmosphäre aus Ar-Gas und einem reaktiven Gas enthält.
  • Dann wird eine erste untere Grenzflächenschicht 3 auf der ersten unteren Schutzschicht 2 gebildet. Die erste untere Grenzflächenschicht 3 kann durch Aussetzen eines Basismaterials, das Metalle enthält, die die erste untere Grenzflächenschicht 3 bilden, einem reaktiven Sputtern in einer gemischten Gasatmosphäre von Ar-Gas und einem reaktiven Gas gebildet werden. Alternativ kann die erste untere Grenzflächenschicht 3 durch Sputtern eines Basismaterials gebildet werden, das Verbindungen in einer Ar-Gasatmosphäre oder einer gemischten Gasatmosphäre aus Ar-Gas und einem reaktiven Gas gebildet werden.
  • Dann wird eine erste Aufzeichnungsschicht 4 auf der ersten unteren Grenzflächenschicht 3 gebildet. Die erste Aufzeichnungsschicht 4 kann durch Sputtern eines Basismaterials gebildet werden, das eine Ge-Sb-M2-Legierung enthält, in Abhängigkeit von dessen Zusammensetzung, mit einer Leistungsversorgung. Mit anderen Worten ist die erste Aufzeichnungsschicht 4 aus einem Basismaterial gebildet, das Ge, Sb und Te enthält.
  • Als Atmosphärengas zum Sputtern (Sputtergas) kann Ar-Gas, Kr-Gas, ein gemischtes Gas von Ar-Gas und einem reaktiven Gas (zumindest ein Gas, das aus Sauerstoffgas und Stickstoffgas ausgewählt ist) oder einem gemischten Gas aus Kr-Gas und einem reaktiven Gas verwendet werden. Alternativ kann die erste Aufzeichnungsschicht 4 durch Sputtern von Basismaterialien von jedem von Ge, Sb, Te und M2 gleichzeitig mit einer Mehrzahl von Leistungsversorgungen gebildet werden. Alternativ kann die erste Aufzeichnungsschicht 4 durch Sputtern eines binären Basismaterials oder eines tenären Basismaterials, das irgendeine Kombination von Ge, Sb, Te und M2 enthält, gleichzeitig mit einer Mehrzahl von Leistungsversorgungen gebildet werden. In diesen Fällen kann die erste Aufzeichnungsschicht 4 auch durch Sputtern in einer Ar-Gasatmosphäre, einer Kr-Gasatmosphäre, einer gemischten Gasatmosphäre von Ar-Gas und einem reaktiven Gas oder einer gemischten Gasatmosphäre von Kr-Gas und einem reaktiven Gas gebildet werden.
  • Es ist bevorzugt, dass die Filmbildungsrate der ersten Aufzeichnungsschicht 4 in dem Bereich von 0,1 nm/s bis 3 nm/s liegt. Wie in Ausführungsform 1 beschrieben ist, ist die Dicke der gebildeten ersten Aufzeichnungsschicht 4 vorzugsweise 9 nm oder weniger (bevorzugter 7 nm oder weniger). Die Filmbildungsrate kann durch die eingeführte Leistung der Leistungsversorgung gesteuert werden. Wenn die Filmbildungsrate zu gering ist, nimmt die Filmbildung viel Zeit in Anspruch und Gas in der Atmosphäre wird in die Aufzeichnungsschicht, mehr als dies notwendig ist, gemischt. Wenn die Filmbildungsrate zu hoch ist, obwohl die Filmbildungszeit verringert ist, ist eine genaue Steuerung der Dicke der Aufzeichnungsschicht schwierig. Daher liegt die Filmbildungsrate der ersten Aufzeichnungsschicht 4 vorzugsweise in dem Bereich von 0,1 nm/s bis 3 nm/s.
  • Dann wird eine erste obere Grenzflächenschicht 5 auf der ersten Aufzeichnungsschicht 4 gebildet. Die erste obere Grenzflächenschicht 5 kann mit demselben Verfahren wie in dem Falle der ersten unteren Grenzflächenschicht 3 (dies ist bei den Grenzflächenschichten im folgenden anzuwenden) gebildet werden. Die Zusammensetzung des Basismaterials, das verwendet wird, um diese Grenzflächenschichten zu bilden, kann basierend auf der Zusammensetzung der Grenzflächenschichten und dem Sputtergas ausgewählt werden (dies ist auf die Prozesse des Bildens anderer Schichten anzuwenden). In anderen Worten können diese Grenzflächenschichten aus dem Material mit derselben Zusammensetzung gebildet werden oder diese Grenzflächenschichten können aus Basismaterialien mit verschiedenen Zusammensetzungen gebildet werden (dies ist auf die Prozesse des Bildens anderer Schichten anzuwenden).
  • Dann wird eine erste obere Schutzschicht 6 auf der ersten oberen Grenzflächenschicht 5 gebildet. Die erste obere Schutzschicht 6 kann durch dasselbe Verfahren wie in dem Fall der ersten unteren Schutzschicht 2 gebildet werden (dies ist auf die Schutzschichten in dem folgenden anzuwenden).
  • Dann werden eine erste Grenzflächenschicht 7 und eine erste Reflexionsschicht 8 auf der ersten oberen Schutzschicht 6 in dieser Reihenfolge gebildet. Die erste Reflexionsschicht 8 kann durch Sputtern eines Basismaterials gebildet werden, das Metalle oder eine Legierung enthält, die die erste Reflexionsschicht 8 in einer Ar-Gasatmosphäre bilden.
  • Dann werden eine erste oberste Grenzflächenschicht 9 und eine Transmittanzeinstellschicht 10 auf der ersten Reflexionsschicht 8 in dieser Reihenfolge gebildet. Die Transmittanzeinstellschicht 10 kann mit demselben Verfahren wie in dem Falle der ersten unteren Schutzschicht 2 gebildet werden.
  • Auf diese Weise wird die erste Informationsschicht 11 gebildet. Ein Initialisierungsprozess zum Kristallisieren der gesamten Oberfläche der ersten Aufzeichnungsschicht 4 kann durchgeführt werden, wenn dies notwendig ist, nachdem die Transmittanzeinstellschicht 10 gebildet ist. Die erste Aufzeichnungsschicht 4 kann kristallisiert werden, indem diese mit einem Laserstrahl bestrahlt wird.
  • Vor oder nach dem Prozess (a) oder parallel dazu wird die zweite Informationsschicht 2 gebildet (Prozess (b)). Insbesondere wird zunächst ein zweites Substrat 19 (mit einer Dicke von bspw. 1,1 mm) vorbereitet. Dann wird das zweite Substrat 19 in eine filmbildende Vorrichtung gelegt und eine zweite Reflexionsschicht 18 wird auf dem zweiten Substrat 19 gebildet. Zu diesem Zeitpunkt wird, wenn Führungsnuten in dem zweiten Substrat 19 gebildet sind, die zweite Reflexionsschicht 18 auf der Seite gebildet, auf der die Führungsnuten gebildet sind. Die zweite Reflexionsschicht 18 kann durch Sputtern eines Basismaterials, das Metall oder eine Legierung enthält, die die zweite Reflexionsschicht 18 bilden, in einer Ar-Gasatmosphäre gebildet werden.
  • Dann werden eine zweite Grenzflächenschicht 17, eine zweite obere Schutzschicht 16 und eine zweite obere Grenzflächenschicht 15 auf der zweiten Reflexionsschicht 18 in dieser Reihenfolge gebildet.
  • Dann wird eine zweite Aufzeichnungsschicht 14 auf der zweiten oberen Grenzflächenschicht 15 gebildet. Die zweite Aufzeichnungsschicht 14 kann durch Sputtern eines Basismaterials gebildet werden, das eine Sb-Te-M1-Legierung enthält, mit einer Leistungsversorgung. In anderen Worten kann die zweite Aufzeichnungsschicht 14 aus einem Basismaterial gebildet werden, das Sb, Te und ein Element M1 enthält. Als das Atmosphärengas zum Sputtern (Sputtergas) kann Ar-Gas, Kr-Gas, ein gemischtes Gas aus Ar-Gas und einem reaktiven Gas (zumindest ein Gas, das aus Sauerstoffgas und Stickstoffgas ausgewählt ist) oder ein gemischtes Gas aus Kr-Gas und einem reaktiven Gas verwendet werden. Alternativ kann die zweite Aufzeichnungsschicht 14 durch Sputtern von Basismaterialien von jedem von Sb, Te und M1 gleichzeitig mit einer Mehrzahl von Leistungsversorgungen gebildet werden. Alternativ kann die zweite Aufzeichnungsschicht 14 durch Sputtern eines binären Basismaterials oder dergleichen gebildet werden, das irgendeine Kombination von Sb, Te und M1 enthält, gleichzeitig mit einer Mehrzahl von Leistungsversorgungen. In diesen Fällen wird ein Sputtern ebenfalls in einer Ar-Gasatmosphäre, einer Kr-Gasatmosphäre einer gemischten Gasatmosphäre aus Ar-Gas und einem reaktiven Gas oder einer gemischten Gasatmosphäre aus Kr-Gas und einem reaktiven Gas durchgeführt.
  • Es ist bevorzugt, dass die Filmbildungsrate der zweiten Aufzeichnungsschicht 14 in dem Bereich von 0,3 nm/s bis 10 nm/s liegt. Wie in Ausführungsform 1 beschrieben ist, liegt die Dicke der gebildeten zweiten Aufzeichnungsschicht 14 vorzugsweise in dem Bereich von 6 nm bis 15 nm. Die Filmbildungsrate für die zweite Aufzeichnungsschicht 14 kann durch Einleiten einer Leistung der Leistungsversorgung gesteuert werden. Wenn die Filmbildungsrate zu niedrig ist, nimmt die Filmbildung einen langen Zeitraum in Anspruch und Gas in der Atmosphäre wird in die Aufzeichnungsschicht gemischt, mehr als dies notwendig ist. Wenn die Filmbildungsrate zu hoch ist, obwohl die Filmbildungsratenzeit verringert werden kann, wird eine präzise Steuerung der Dicke der Aufzeichnungsschicht schwierig. Daher liegt die Filmbil dungsrate der zweiten Aufzeichnungsschicht 14 vorzugsweise in dem Bereich von 0,3 nm/s bis 10 nm/s.
  • Dann werden eine zweite untere Grenzflächenschicht 13 und eine zweite untere Schutzschicht 12 auf der zweiten Aufzeichnungsschicht 14 in dieser Reihenfolge gebildet.
  • Auf diese Weise kann die zweite Informationsschicht 20 gebildet werden. Ein Initialisierungsprozess zum Kristallisieren der gesamten Oberfläche der zweiten Aufzeichnungsschicht 14 kann durchgeführt werden, wenn dies notwendig ist, nachdem die zweite untere Schutzschicht 12 gebildet wurde. Die zweite Aufzeichnungsschicht 14 kann kristallisiert werden, indem diese mit einem Laserstrahl bestrahlt wird.
  • Abschließend werden die erste Informationsschicht 11 und die zweite Informationsschicht 20 über die optisch trennende Schicht 21 angefügt. Insbesondere wird zuerst ein bei ultravioletter Strahlung aushärtbares Harz als das Material der optisch trennenden Schicht 21 an die Transmittanzeinstellschicht 10 oder die zweite untere Schutzschicht 12 durch ein Spin-Coating angebracht und dann werden die erste Informationsschicht 11 und die zweite Informationsschicht 20 fest angefügt. Danach wird die optisch trennende Schicht 21 durch Bestrahlen mit ultravioletten Strahlen von der Seite der ersten Informationsschicht 11 ausgehärtet und somit kann das Informationsaufzeichnungsmedium 22 erhalten werden. Wenn ein langsam aushärtbares Harz als das Material der optisch trennenden Schicht 21 verwendet wird, kann die Bestrahlung mit ultravioletter Strahlung vermieden werden.
  • Ausführungsform 4
  • In Ausführungsform 4 wird ein Verfahren zum Herstellen des Informationsaufzeichnungsmediums 26 beschrieben.
  • In dem Verfahren der Ausführungsform 4 wird zunächst eine zweite Informationsschicht 20 gebildet (Prozess b). Insbesondere wird zunächst ein zweites Substrat 19 (mit einer Dicke von bspw. 1,1 mm) vorbereitet und in eine Filmbildungsvorrichtung gelegt.
  • Dann wird eine zweite Reflexionsschicht 18 auf dem zweiten Substrat 19 gebildet. Zu diesem Zeitpunkt wird, wenn Führungsnuten in dem zweiten Substrat 19 gebildet werden, die zweite Reflexionsschicht 18 auf der Seite gebildet, auf der die Führungsnuten gebildet sind. Dann werden eine zweite Grenzflächenschicht 17, eine zweite obere Schutzschicht 16, eine zweite obere Grenzflächenschicht 15, eine zweite Aufzeichnungsschicht 14, eine zweite untere Grenzflächenschicht 13 und eine zweite untere Schutzschicht 12 auf der zweiten Reflexionsschicht 18 in dieser Reihenfolge gebildet. Diese Schichten können durch das in Ausführungsform 3 beschriebene Verfahren gebildet werden.
  • Auf diese Weise kann die zweite Informationsschicht 20 gebildet werden. Ein Initialisierungsprozess zum Kristallisieren der gesamten Oberfläche der zweiten Aufzeichnungsschicht 14 kann durchgeführt werden, wenn dies notwendig ist, nachdem die zweite untere Schutzschicht 12 gebildet ist.
  • Dann kann eine optisch trennende Schicht 21 auf der zweiten unteren Schutzschicht 12 der zweiten Informationsschicht 20 gebildet werden (Prozess (c)). Die optisch trennende Schicht 21 kann durch Spin-Coating der zweiten unteren Schutzschicht 12 mit einem bei Licht aushärtbaren Harz oder einem langsam aushärtbaren Harz und dann durch Aushärten des Harzes gebildet werden. Wenn eine optisch trennende Schicht 21 gebildet wird, die Führungsnuten auf ihrer Oberfläche auf der einfallenden Seite des Laserstrahls umfasst, wird ein Substrat (Form), das mit Nuten versehen ist, an ein Harz angefügt, das noch nicht ausgehärtet ist, und dann wird das Harz ausgehärtet. Danach wird das Substrat (Form) entfernt und somit können die Führungsnuten gebildet werden.
  • Dann wird eine erste Informationsschicht 25 auf der optisch trennenden Schicht 21 gebildet (Prozess (a)). Insbesondere werden zunächst eine Transmittanzeinstellschicht 10, eine erste oberste Grenzflächenschicht 9, eine erste Reflexionsschicht 8, eine erste Grenzflächenschicht 7, eine erste obere Schutzschicht 6, eine erste obere Grenzflächenschicht 5, eine erste Aufzeichnungsschicht 4, eine erste untere Grenzflächenschicht 3 und eine erste untere Schutzschicht 2 auf der optisch trennenden Schicht 21 in dieser Reihenfolge gebildet. Diese Schichten können durch das in Ausführungsform 3 beschriebene Verfahren gebildet werden. Ein Initialisierungsprozess zum Kristallisieren der gesamten Oberfläche der ersten Aufzeichnungsschicht 4 kann, wenn dies notwendig ist, durchgeführt werden, nachdem die erste untere Schutzschicht 2 gebildet ist.
  • Abschließend werden die erste untere Schutzschicht 2 und das erste Substrat 1 über die Transportschicht 24 angefügt. Insbesondere wird ein bei ultravioletter Strahlung aushärtbares Harz als das Material der transparenten Schicht 24 an das erste Substrat 1 oder die erste untere Schutzschicht 2 durch ein Spin-Coating angebracht und dann werden das erste Substrat 1 und die erste untere Schutzschicht 2 fest ange fügt. Danach wird das Harz durch Bestrahlung von Ultravioletter Strahlung von der Seite der ersten Informationsschicht 25 ausgehärtet und somit kann die erste Informationsschicht 25, die auf der optisch trennenden Schicht 21 angeordnet ist, gebildet werden. Wenn die transparente Schicht 24 aus einem langsam aushärtbaren Harz gebildet wird, kann die Bestrahlung mit ultravioletter Strahlung vermieden werden. Somit kann das Informationsaufzeichnungsmedium 26 hergestellt werden.
  • Ausführungsform 5
  • In Ausführungsform 5 wird ein Verfahren zum Aufzeichnen bzw. Wiedergeben von Informationen auf den Informationsaufzeichnungsmedien der vorliegenden Erfindung, die in Ausführungsform 1 und 2 dargelegt sind, beschrieben.
  • 4 zeigt eine schematische Ansicht, die die Konfiguration eines Teil einer Vorrichtung 50 zum Aufzeichnen bzw. Wiedergeben darstellt, die in dem Verfahren zum Aufzeichnen und Wiedergeben der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Gemäß 4 umfasst die Vorrichtung 50 zum Aufzeichnen bzw. Wiedergeben einen Spindelmotor 27 zum Drehen eines Informationsaufzeichnungsmediums 51, einen optischen Kopf 30, der mit einem Halbleiterlaser 29 versehen ist, und eine Objektivlinse 28 zum Fokussieren des Laserstrahls 23, der von dem Halbleiterlaser 29 emittiert wird. Das Informationsaufzeichnungsmedium 51 ist das Informationsaufzeichnungsmedium, das in Ausführungsformen 1 und 2 beschrieben ist und umfasst die erste Informationsschicht 4 und die zweite Aufzeichnungsschicht 14. Die Objektivlinse 28 fokussiert den Laserstrahl 23 auf der ersten Aufzeichnungsschicht 4 oder der zweiten Aufzeichnungsschicht 14.
  • Die numerische Blende NA der Objektivlinse 28 ist vorzugsweise 0,5 oder mehr und 1,1 oder weniger (bevorzugter 0,6 oder mehr und 1,0 oder weniger). Die Wellenlänge des Laserstrahls 23 ist vorzugsweise 350 nm oder mehr und 500 nm oder weniger (noch bevorzugter 390 nm oder mehr und 430 nm oder weniger). Die lineare Geschwindigkeit des Informationsaufzeichnungsmediums zum Aufzeichnen von Informationen beträgt vorzugsweise 3 m/s oder mehr und 30 m/s oder weniger (noch bevorzugter 4 m/s oder mehr oder 15 m/s oder weniger).
  • Informationen werden durch Modulieren der Leistung des Laserstrahls 23 zwischen einer Leistungsspitze (Pp(mW)) mit einer hohen Leistung und einer Biasleistung (Pp(mW)) mit einer niedrigen Leistung aufgezeichnet. Eine amorphe Phase wird durch Bestrahlen des Laserstrahls 23 mit einer Leistungsspitze gebildet und diese amorphe Phase entspricht einer Aufzeichnungsmarkierung. Abschnitte zwischen Aufzeichnungsmarkierungen werden mit dem Laserstrahl 23 mit einer Biasleistung bestrahlt, um so eine kristalline Phase zu bilden.
  • Zum Aufzeichnen auf der ersten Informationsschicht 11 oder 25 wird der Laserstrahl 23 auf die erste Aufzeichnungsschicht 4 fokussiert, um Informationen auf der ersten Aufzeichnungsschicht 4 aufzuzeichnen. Zum Wiedergeben wird der Laserstrahl 23, der von der ersten Aufzeichnungsschicht 4 reflektiert wird, verwendet. Zum Aufzeichnen auf der zweiten Informationsschicht 20 wird der Laserstrahl 23 auf die zweite Aufzeichnungsschicht 14 fokussiert und Informationen werden mit dem Laserstrahl aufgezeichnet, der durch die erste Informationsschicht 11 oder 25 und die optisch trennende Schicht 21 transmittiert ist. Zur Wiedergabe wird der Laserstrahl 23, der durch die zweite Aufzeichnungsschicht 14 reflektiert und durch die optisch trennende Schicht 21 und die erste Informationsschicht 11 oder 25 transmittiert ist, verwendet.
  • In dem Fall, in dem irgendeines von dem ersten Substrat 1, der optisch trennenden Schicht 21 und dem zweiten Substrat 19 des Informationsaufzeichnungsmediums, das aufzuzeichnen bzw. wiederzugeben ist, mit Nuten 1b versehen ist, können Informationen entweder in den Nuten 1b oder den Flächen 1c aufzeichnet werden. Weiterhin können Informationen sowohl in den Nuten 1b als auch den Flächen 1c aufgezeichnet werden. Informationen können in denselben Abschnitten (Nuten, Flächen oder Nuten und Flächen) oder verschiedenen Abschnitten der ersten Informationsschicht 11 oder 25 und der zweiten Informationsschicht 20 aufgezeichnet werden.
  • Ausführungsform 6
  • In Ausführungsform 6 wird ein weiteres Beispiel des Informationsaufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung beschrieben. 5 zeigt eine Teilquerschnittansicht eines Informationsaufzeichnungsmediums 41 aus Ausführungsform 6. In dem Informationsaufzeichnungsmedium 41 werden Informationen durch Anwenden elektrischer Energie aufgezeichnet, insbesondere durch Anlegen eines Strompulses.
  • Gemäß 5 umfasst das Informationsaufzeichnungsmedium 41 ein Substrat 31, eine erste Elektrode 32, eine erste Aufzeichnungsschicht 33, eine Zwischenelektrode 34, eine zweite Aufzeichnungsschicht 35 und eine zweite Elektrode 36, die auf dem Substrat 31 in dieser Reihenfolge geschichtet sind. Die erste Aufzeichnungsschicht 33 bildet die erste Informationsschicht. Die zweite Aufzeichnungsschicht 35 bildet die zweite Informationsschicht.
  • Als Substrat 31 kann ein Harzsubstrat, das aus einem Harz, wie bspw. Polycarbonat, ein Glassubstrat, ein Keramiksubstrat, das aus Keramiken, wie bspw. Al2O3 gefertigt ist, ein Si-Substrat oder ein Metallsubstrat, das aus verschiedenen Typen von Metallen (bspw. Kupfer) gefertigt ist, verwendet werden. Wenn das Substrat 31 eine Leitfähigkeit hat, kann das Substrat 31 als die erste Elektrode 32 verwendet werden. Nachfolgend wird der Fall, bei dem ein isolierendes Substrat als das Substrat 31 verwendet wird, beschrieben.
  • Das Informationsaufzeichnungsmedium 41 kann durch Laminieren bzw. Schichten der ersten Elektrode 32, der ersten Aufzeichnungsschicht 33, der Zwischenelektrode 34, der zweiten Aufzeichnungsschicht 35 und der zweiten Elektrode 36 auf dem Substrat 31 in dieser Reihenfolge hergestellt werden. Die Zusammensetzung der ersten Aufzeichnungsschicht 33 und das Verfahren zum Bilden dieser Schicht entsprechen denjenigen der ersten Aufzeichnungsschicht 4, die in Ausführungsformen 1 und 3 beschrieben wird. Die Zusammensetzung der zweiten Aufzeichnungsschicht 35 und das Verfahren zum Bilden dieser Schicht entsprechen denjenigen der zweiten Aufzeichnungsschicht 14, die in Ausführungsformen 1 und 3 beschrieben wird. In der ersten Aufzeichnungsschicht 33 und der zweiten Aufzeichnungsschicht 35 wird eine reversible Phasenänderung zwischen der kristallinen Phase und der amorphen Phase durch Joulsche Wärme erzeugt, die durch Anlegen eines Stroms erzeugt ist.
  • Als das Material der ersten Elektrode 32, der Zwischenelektrode 34 und der zweiten Elektrode 36 kann ein Einzelmetall, wie bspw. Al, Au, Ag, Cu, Pt, Ti und W, verwendet werden. Alternativ können Legierungen, die eines oder eine Mehrzahl dieser Metallelemente als die Hauptkomponente und eines oder eine Mehrzahl von anderen Elementen zum Zwecke der Verbesserung der Feuchtigkeitsbeständigkeit, zum Ein stellen der Wärmeleitfähigkeit oder dergleichen enthält, verwendet werden. Die erste Elektrode 32, die Zwischenelektrode 34 und die zweite Elektrode 36 können durch Sputtern von Basismaterialien gebildet werden, die Metalle oder Legierungen enthalten, die diese Elektroden in einer Ar-Gasatmosphäre bilden.
  • Nachfolgend wird ein Verfahren zum Aufzeichnen bzw. Wiedergeben von Informationen auf dem Informationsaufzeichnungsmedium 41 beschrieben. Eine Pulsleistungsversorgung 37 wird zwischen der ersten Elektrode 32 und der zweiten Elektrode 36 und zwischen der Zwischenelektrode 34 und der zweiten Elektrode 36 über einen Schalter 39 verbunden. Ein Widerstandsmessgerät 38 wird zwischen der ersten Elektrode 32 und der zweiten Elektrode 36 über einen Schalter 40 verbunden.
  • In dem Informationsaufzeichnungsmedium 41 werden Informationen durch Bewirken einer Phasenänderung zwischen der amorphen Phase und der kristallinen Phase in der ersten Aufzeichnungsschicht 33 und der zweiten Aufzeichnungsschicht 35 aufgezeichnet. Informationen werden durch Verwenden der Tatsache wiedergeben, dass der Widerstand in der Aufzeichnungsschicht in der amorphen Phase höher ist als derjenige der Aufzeichnungsschicht in der kristallinen Phase. Insbesondere werden Informationen durch Messen des Widerstands der ersten Aufzeichnungsschicht 33 und der zweiten Aufzeichnungsschicht 35 wiedergegeben.
  • Wenn die erste Aufzeichnungsschicht 33 von der amorphen Phase (hoher Widerstandszustand) zu der kristallinen Phase (niedriger Widerstandszustand) geändert wird, schließt der Schalter 39 zu einem Anschluss 39a (der Schalter 40 öffnet), um einen Strompuls zwischen der ersten Elektrode 32 und der zweiten Elektrode 36 anzulegen. In diesem Fall hat das Material der ersten Aufzeichnungsschicht 33 eine niedrigere Kristallisierungstemperatur und eine längere Kristallisierungszeit als die zweite Aufzeichnungsschicht 35. Daher kann die Phasenänderung nur in der ersten Aufzeichnungsschicht 33 durch Einstellen der Amplitude oder der Impulsbreite des Strompulses, der anzulegen ist, bewirkt werden.
  • Zum Ändern der zweiten Aufzeichnungsschicht 35 von der amorphen Phase zu der kristallinen Phase schließt der Schalter 39 zu einem Anschluss 39b (der Schalter 40 öffnet), um einen Strompuls zwischen der Zwischenelektrode 34 und der zweiten Elektrode 36 anzulegen. Zum Rückkehren der Aufzeichnungsschicht von der kristallinen Phase zu der amorphen Phase wird ein Strompuls mit einer hohen Amplitude (Stromwert) relativ zu demjenigen, der angelegt wird, um die kristalline Phase zu erreichen, für einen kürzeren Zeitraum angelegt.
  • Insbesondere wird, um die erste Aufzeichnungsschicht 33 (oder die zweite Aufzeichnungsschicht 35) von der amorphen Phase zu der kristallinen Phase zu ändern, ein Strompuls mit einer Amplitude Ic und einer Impulsbreite tc an die erste Aufzeichnungsschicht 33 (oder die zweite Aufzeichnungsschicht 35) angelegt. Um die erste Aufzeichnungsschicht 33 von der kristallinen Phase zu der amorphen Phase zu ändern, wird ein Strompuls mit einer Amplitude Ia1 und einer Impulsbreite ta1 an die erste Aufzeichnungsschicht 33 angelegt. Um die zweite Aufzeichnungsschicht 35 von der kristallinen Phase zu der amorphen Phase zu ändern, wird ein Strompuls mit einer Amplitude Ia2 und einer Impulsbreite ta2 an die zweite Aufzeichnungsschicht 35 angelegt. Hierbei ist es bevorzugt, dass diese Amplituden und Impulsbreiten die Beziehungen erfüllen: Ic < Ia2 < Ia1 und ta1 ≤ tc oder ta2 ≤ tc.
  • Die Widerstände der ersten Aufzeichnungsschicht 33 und der zweiten Aufzeichnungsschicht 35 werden mit dem Widerstandsmessgerät 38 gemessen, wobei der Schalter 40 geschlossen ist (der Schalter 39 ist geöffnet). Aufgezeichnete Informationen können durch Messen der Widerstände der zweiten Aufzeichnungsschicht 33 und der zweiten Aufzeichnungsschicht 35 ausgelesen werden.
  • Ein überschreibbarer Speicher mit einer großen Kapazität kann durch Anordnen einer großen Anzahl der Informationsaufzeichnungsmedium 41 in einer Matrix erhalten werden. 6 zeigt ein Beispiel der Konfiguration eines solchen Informationsaufzeichnungsmediums.
  • Gemäß 6 umfasst das Informationsaufzeichnungsmedium 42 eine Mehrzahl von Wortlinien bzw. -leitungen 43, die in einem Streifen angeordnet sind, eine Mehrzahl von Bitlinien bzw. -leitungen 44, die in einem Streifen angeordnet sind, und eine Mehrzahl von Speicherzellen 45. Die Wortleitungen 43 und die Bitleitungen 44 sind elektrische Linien bzw. Leitungen zum Anlegen eines Strompulses und Messen des Widerstands. Die Wortleitungen 43 und die Bitleitungen 44 sind orthogonal angeordnet. Die Speicherzellen 45 sind so angeordnet, um durch die Wortleitungen 43 und die Bitleitungen 44 in den Schnittflächen der Wortleitungen 43 und der Bitleitungen 44 dazwischengelegt zu sein (in 6 durch Schraffur gezeigt). Für die Speicherzellen 45 kann das Informationsaufzeichnungsmedium 41 ohne die Zwischenelektrode 34 verwendet werden.
  • In dem Informationsaufzeichnungsmedium 42 können Informationen durch Ändern einer Spannung über die Wortleitungen 43 und die Bitleitungen 44 aufgezeichnet werden, um einen Strompuls an die Speicherzellen anzulegen.
  • Nachfolgend wird ein Verfahren zum Aufzeichnen bzw. Wiedergeben von Informationen auf dem Informationsaufzeichnungsmedium ohne die Zwischenelektrode 34 beschrieben. Um die erste Aufzeichnungsschicht 33 zu der kristallinen Phase zu ändern, wird ein Stromimpuls mit einer Amplitude von Ic1 und einer Impulsbreite tc1 angelegt. Um die zweite Aufzeichnungsschicht 35 zu der kristallinen Phase zu ändern, wird ein Strompuls mit einer Amplitude von Ic2 und einer Impulsbreite von tc2 angelegt. Um die erste Aufzeichnungsschicht 33 zu der amorphen Phase zu ändern, wird ein Strompuls mit einer Amplitude von Ia1 und einer Impulsbreite ta1 angelegt. Um die zweite Aufzeichnungsschicht 35 zu der amorphen Phase zu ändern, wird ein Strompuls mit einer Amplitude von Ia2 und einer Impulsbreite ta2 angelegt.
  • Die Temperatur Tx1, bei der das Material der ersten Aufzeichnungsschicht sich von der amorphen Phase zu der kristallinen Phase ändert, ist niedriger als die Temperatur Tx2, bei der das Material der zweiten Aufzeichnungsschicht 35 sich von der amorphen Phase zu der kristallinen Phase (Tx1 < Tx2) ändert. Der Zeitraum tx1, die für das Material der ersten Aufzeichnungsschicht 33 erforderlich ist, um sich von der amorphen Phase zu der kristallinen Phase zu ändern, ist länger als der Zeitraum tx2, der erforderlich für das Material der zweiten Aufzeichnungsschicht 35 ist, um sich von der amorphen Phase zu der kristallinen Phase (tx2 < tx1) zu ändern. Daher können die Aufzeichnungsschichten selektiv kristallisiert werden, indem die Amplituden Ic1, die Impulsbreite tc1, die Amplitude Ic2 und die Impulsbreite tc2 Ic1 < Ic2 und tc1 > tc2 erfüllen können. Die zwei Aufzeichnungsschichten können gleichzeitig durch Anlegen des Strompulses mit der Amplitude Ic2 und der Impulsbreite tc1 an die erste Aufzeichnungsschicht 33 und die zweite Aufzeichnungsschicht 35 kristallisiert werden.
  • Der Schmelzpunkt des Materials der ersten Aufzeichnungsschicht 33 ist höher als derjenige des Materials der zweiten Aufzeichnungsschicht 35. Daher kann nur die zweite Aufzeichnungsschicht 35 zu der amorphen Phase durch Reduzieren von ta2 und Erfüllen von Ia1 > Ia2 geändert werden. Andererseits werden, in dem Fall, in dem die Pulsbreite ta1 kurz ist, wenn der Strompuls mit der Amplitude Ia1 und der Impulsbreite ta1 angelegt wird, die beiden Aufzeichnungsschichten zu der amorphen Phase geändert. In diesem Fall kann lediglich die erste Aufzeichnungsschicht 33 in der amorphen Phase durch Kristallisieren lediglich der zweiten Aufzeichnungsschicht 35 sein.
  • Nachfolgend wird ein Verfahren zum Bestimmen des Zustands der Aufzeichnungsschichten beschrieben. Der Gesamtwiderstand der beiden Aufzeichnungsschichten ist Ra1 + Ra2, Ra1 + Rc2, Rc1 + Ra1 oder Rc1 + Rc2 in Abhängigkeit der Zustände der beiden Aufzeichnungsschichten, wobei Ra1 der Widerstand ist, wenn die erste Aufzeichnungsschicht 33 in der amorphen Phase ist, Rc1 der Widerstand ist, wenn die erste Aufzeichnungsschicht in der kristallinen Phase ist, Ra2 der Widerstand ist, wenn die zweite Aufzeichnungsschicht 35 in der amorphen Phase ist, und Rc2 der Widerstand ist, wenn die zweite Aufzeichnungsschicht 35 in der kristallinen Phase ist. Wenn Ra1 verschieden von Ra2 ist und Rc1 und Rc2 viel kleiner als Ra1 und Ra2 sind, dann können die Zustände der Aufzeichnungsschichten einfach auf Grundlage der Widerstände bestimmt werden. Somit können vier verschiedene Zustände der Aufzeichnungsschichten, d.h. binäre Informationen, durch eine Messung der Widerstände erfasst werden.
  • Beispiele
  • Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung näher anhand von Beispielen beschrieben.
  • Beispiel 1
  • In Beispiel 1 wurde die Transmittanz der ersten Informationsschicht 11 des Informationsaufzeichnungsmediums 22 aus 1 gemessen, um die Wirkung der Transmittanzeinstellschicht 10 zu bestimmen.
  • Zunächst wurden Proben für eine Transmittanzmessung hergestellt. Insbesondere wurde die erste Informationsschicht 11 hergestellt und die erste Informationsschicht 11 und das zweite Substrat 19 wurden über die optisch trennende Schicht 21 angefügt, um Proben herzustellen.
  • Andererseits wurden als vergleichende Beispiele Proben ohne Transmittanzeinstellschicht 10 hergestellt und die Transmittanz wurde gemessen. Diese vergleichenden Beispiele wurden auf die folgende Weise hergestellt. Zunächst wurde ein Polycarbonatsubstrat (ein Durchmesser von 120 mm und eine Dicke von 0,6 mm) als das erste Substrat 1 vorbereitet. Dann wurden eine ZnS-SiO2-Schicht (SiO2: 20 mol%) als die erste untere Schutzschicht 2, eine GeN-Schicht (Dicke von 5 nm) als die erste untere Grenzflächenschicht 3, eine (Ge0,74Sn0,26)8Sb2Te11-Schicht (Dicke von 6 nm) als die erste Aufzeichnungsschicht 4, eine GeN-Schicht (Dicke von 5 nm) als die erste obere Grenzflächenschicht 5, eine ZnS-SiO2-Schicht (SiO2: 20 mol%) als die erste obere Schutzschicht 6, eine GeN-Schicht (Dicke von 5 nm) als die erste Grenzflächenschicht 7 und eine Ag-Legierungsschicht (Dicke von 10 nm) als die erste Reflexionsschicht 8 auf dem Polycarbo natsubstrat in dieser Reihenfolge durch Sputtern geschichtet. Auf diese Weise wurden die Proben der vergleichenden Beispiele hergestellt.
  • Wenn Proben gebildet werden, die mit der Transmittanzeinstellschicht 10 versehen sind, wurden eine GeN-Schicht (Dicke von 3 nm) als die erste oberste Grenzflächenschicht 9 und eine ZnS-SiO2-Schicht (Dicke von etwa 30 nm, SiO2: 20 mol%) als die Transmittanzeinstellschicht 10 auf der ersten Reflexionsschicht 8 in dieser Reihenfolge durch Sputtern geschichtet. Dann wurde ein bei ultravioletter Strahlung härtbares Harz als das Material der optisch trennenden Schicht 21 an dem zweiten Substrat 9 durch Spin-Coating angewendet. Dann wurde die erste Informationsschicht 11 auf das Harz angebracht und das Harz wurde durch Bestrahlen mit ultravioletter Strahlung gehärtet. Auf diese Weise wurden die Proben für eine Transmittanzmessung hergestellt.
  • Die Dicken der ersten unteren Schutzschicht 2 und der ersten oberen Schutzschicht 6 wurden exakt anhand Berechnungen auf Grundlage eines Matrixverfahrens (siehe "Wave Optics" von Hiro Kubota, Iwanami-shoten, 1971, Kapitel 3) bestimmt. Insbesondere wurden diese Dicken so bestimmt, dass das folgende erreicht wurde: eine Änderung in dem Betrag an reflektiertem Licht bei einer Wellenlänge von 405 nm zwischen den Fällen, wenn die erste Aufzeichnungsschicht 4 in der kristallinen Phase war und wenn diese in der amorphen Phase war, war groß, die Transmittanz der ersten Informationsschicht war groß und die Lichtabsorptionseffizienz der ersten Aufzeichnungsschicht 4 war groß. Die Dicke der Transmittanzeinstellschicht 10 wurde exakt bestimmt, so dass das folgende erreicht wurde. Die Transmittanz der ersten Informationsschicht 11 war groß ohne Verringern der Differenz in dem Betrag an reflektiertem Licht zwischen den Fällen, wenn die erste Aufzeichnungsschicht 4 in der kri stallinen Phase war und wenn diese in der amorphen Phase war und ohne Verringern der Lichtabsorptionseffizienz der ersten Aufzeichnungsschicht 4.
  • Bezüglich der somit erhaltenen Proben wurde die Transmittanz Ta (%) gemessen, wenn die erste Aufzeichnungsschicht 4 in der amorphen Phase war. Danach wurde ein Initialisierungsprozess zum Kristallisieren der ersten Aufzeichnungsschicht 4 durchgeführt und dann wurde die Transmittanz Tc (%) gemessen, als die erste Aufzeichnungsschicht 4 in der kristallinen Phase war. Für die Messung wurde ein Spektrometer verwendet, um die Werte als die Transmittanz bei einer Wellenlänge von 405 nm zu spezifizieren. Nach der Messung wurde (Tc + Ta)/2 berechnet.
  • Tabelle 2 zeigt die Messergebnisse der Transmittanz. In der ersten Informationsschicht 11 von Proben 2-1 und 2-3 in Tabelle 2 ist die Reflektanz bzw. der Reflexionsgrad, wenn die Aufzeichnungsschicht in der kristallinen Phase ist, höher als wenn die Aufzeichnungsschicht in der amorphen Phase ist. Die Proben 2-1 und 2-3 haben im wesentlichen denselben Reflexionsgrad, wenn die Aufzeichnungsschicht in der kristallinen Phase ist. In den ersten Informationsschichten 11 von Proben 2-2 und 2-4 ist der Reflexionsgrad, wenn die Aufzeichnungsschicht in der amorphen Phase ist, höher als wenn die Aufzeichnungsschicht in der kristallinen Phase ist. Die Proben 2-2 und 2-4 haben im wesentlichen denselben Reflexionsgrad, wenn die Aufzeichnungsschicht in der amorphen Phase ist.
  • Tabelle 2
    Figure 00560001
  • Figure 00570001
  • Wie in Tabelle 2 gezeigt ist, wurde in der ersten Informationsschicht 11 der Proben 2-3 und 2-4, die mit den Transmittanzeinstellschichten 10 versehen waren, der Wert von (Tc + Ta)/2 um etwa 2% bis 6% verbessert, ohne den Reflexionsgrad zu verringern, verglichen mit den ersten Informationsschichten 11 der Proben 2-1 und 2-2 ohne die Transmittanzeinstellschicht 10. Daher ist es bevorzugt, dass die erste Informationsschicht 11 die Transmittanzeinstellschicht 10 umfasst.
  • Als ein Ergebnis der Messung der Transmittanz der ersten Informationsschicht 25 des Informationsaufzeichnungsmediums 26 aus 2 auf diese Weise wurde bestätigt, dass die Transmittanzeinstellschicht 10 dieselbe Wirkung hat.
  • Beispiel 2
  • In Beispiel 2 wurde die Beziehung zwischen den Eigenschaften der ersten Informationsschicht 11 und der Dicke der ersten Aufzeichnungsschicht 4 untersucht. Insbesondere wurden die ersten Informationsschichten 11 einschließlich der ersten Aufzeichnungsschicht 4 mit unterschiedlichen Dicken hergestellt und die ersten Informationsschichten 11 und die zweiten Substrate 19 wurden über die optisch trennenden Schichten 21 angefügt, um Proben herzustellen. Bezüglich der gebildeten Proben wurden das Löschverhältnis, das Träger-zu-Rauschverhältnis (CNR) und die Transmittanz der ersten Informationsschichten 11 gemessen.
  • Ein Verfahren zum Herstellen der Proben wird nachfolgend beschrieben. Zunächst wurde ein Polycarbonatsubstrat (ein Durchmesser von 120 mm und einer Dicke von 0,6 mm) als das erste Substrat 1 vorbereitet. Dann wurden eine ZnS-SiO2-Schicht (Dicke von etwa 40 nm, SiO2: 20 mol%) als die erste untere Schutzschicht 2, eine GeN-Schicht (Dicke von 5 nm) als die erste untere Grenzflächenschicht 3, eine (Ge0,74Sn0,26)8Sb2Te11-Schicht (Dicke von 4 nm bis 10 nm) als die erste Aufzeichnungsschicht 4, eine GeN-Schicht (Dicke von 5 nm) als die erste obere Grenzflächenschicht 5, eine ZnS-SiO2-Schicht (Dicke von etwa 5 nm, SiO2: 20 mol%) als die erste obere Schutzschicht 6, eine GeN-Schicht (Dicke von 5 nm) als die erste Grenzflächenschicht 7, eine Ag-Legierungsschicht (Dicke von 10 nm) als die erste Reflexionsschicht 8, eine GeN-Schicht (Dicke von 5 nm) als die erste oberste Grenzflächenschicht 9 und eine ZnS-SiO2-Schicht (Dicke von etwa 30 nm, SiO2: 20 mol%) als die Transmittanzeinstellschicht 10 auf dem Polycarbonatsubstrat in dieser Reihenfolge durch Sputtern geschichtet. Danach wurde ein Initialisierungsprozess zum Kristallisieren der gesamten Oberfläche der ersten Aufzeichnungsschicht 4 durchgeführt. Somit wurde die erste Informationsschicht 11 hergestellt.
  • Als nächstes wurde ein bei ultravioletter Strahlung härtbares Harz der optisch trennenden Schicht 21 an das zweite Substrat 19 durch Spin-Coating angebracht. Dann wurde die erste Informationsschicht 11 auf das Harz angebracht und das Harz wurde durch Bestrahlung durch ultraviolette Strahlung gehärtet. Auf diese Weise wurden eine Mehrzahl von Proben einschließlich der ersten Aufzeichnungsschicht 4 mit verschiedenen Dicken hergestellt.
  • Bezüglich der auf diese Weise hergestellten Proben wurde die Transmittanz der ersten Informationsschicht 11 auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 gemessen. Das Löschverhältnis und das CNR der ersten Informationsschicht 11 wurden mit der in 4 gezeigten Vorrichtung gemessen. In diesem Fall war die Wellenlänge des Laserstrahls 23 405 nm, die Na der Objektivlinse 28 betrug 0,65, die lineare Geschwindigkeit der Proben bei Messung betrug 8,6 m/s und die kürzeste Markierungslänge war 0,294 μm. Informationen wurden in Nuten aufgezeichnet.
  • Das CNR wurde mit einem Spektrumanalysator gemessen, nachdem ein 8-16 Modulation 3T-Signal 10-mal aufgezeichnet wurde. Das Löschvermögen wurde wie folgt abgeschätzt. Die Amplitude wurde gemessen, nachdem ein 3T-Signal 10-mal aufgezeichnet wurde. Dann wurde ein 11T-Signal überschrieben und die Amplitude des 3T-Signals wurde wiederum gemessen. Anschließend wurde das Dämpfungsverhältnis des 3T-Signals berechnet. Nachfolgend wird dieses Dämpfungsverhältnis als das "Löschverhältnis" bezeichnet.
  • Tabelle 3 zeigt die Messergebnisse des Löschverhältnisses und des CNR der ersten Informationsschicht 11 und die Berechnungsergebnisse von (Tc + Ta)/2.
  • Tabelle 3
    Figure 00600001
  • A bis D in Tabelle 3 zeigen die Werte von (Tc + Ta)/2, das CNR und das Löschverhältnis an. Insbesondere ist hinsichtlich (Tc + Ta)/2, D < 30 %, 30 % ≤ C < 40 %, 40 % ≤ B < 50 % und 50 % ≤ A. Unter Berücksichtigung des CNR ist 40(dB) ≤ C ≤ 50(dB) und 50(dB) ≤ B. Unter Berücksichtigung des Löschverhältnisses ist 20(dB) ≤ C < 30(dB) und 30(dB) ≤ B. Es ist bevorzugt, dass in der ersten Informationsschicht 11 der Wert von (Tc + Ta)/2 30 % oder mehr beträgt und bevorzugter 40 % oder mehr. Das CNR ist vorzugsweise 40 dB oder mehr und noch bevorzugter 50 dB oder mehr. Das Löschverhältnis beträgt vorzugsweise 20 dB oder mehr und noch bevorzugter 30 dB oder mehr.
  • Wie in Tabelle 3 gezeigt ist, war in der Probe 3-1 (Dicke der ersten Aufzeichnungsschicht 4 : 4 nm) die Transmittanz ausreichend, aber das CNR und das Löschverhältnis waren unzureichend. In der Probe 3-4 (Dicke der ersten Aufzeichnungsschicht 4 : 10 nm) wurden das CNR und das Löschverhältnis hoch, aber die Transmittanz betrug weniger als 30 %. In der Probe 3-2 (Dicke der ersten Aufzeichnungsschicht 4 : 6 nm) und der Probe 3-3 (Dicke der ersten Aufzeichnungsschicht 4 : 9 nm) wurden gute Ergebnisse einer Transmittanz von 35 % bis 45 %, ein CNR von 50 dB und ein Löschverhältnis von 30 dB erhalten. Anhand der vorstehenden Ergebnisse betrug die Dicke der ersten Aufzeichnungsschicht 4 vorzugsweise 9 nm oder weniger.
  • Bezüglich der ersten Informationsschicht 25 des Informationsaufzeichnungsmediums 26 aus 2 wurden das Löschverhältnis, das CNR und die Transmittanz auf dieselbe Weise gemessen. Dieselben Ergebnisse wurden wie vorstehend erhalten.
  • Beispiel 3
  • In Beispiel 3 wurde das Verhältnis zwischen den Eigenschaften der ersten Informationsschicht 11 und dem Material der ersten Aufzeichnungsschicht 4 untersucht. Insbesondere wurden die ersten Informationsschichten 11 einschließlich der ersten Aufzeichnungsschicht 4 mit variierenden Zusammensetzungen hergestellt und die ersten Informationsschichten 11 und die zweiten Substrate 19 wurden über die optisch trennenden Schichten 21 angebracht, um Proben herzustellen. Bezüglich der gebildeten Proben wurden das CNR, das Löschverhältnis und die Transmittanz der ersten Informationsschichten 11 gemessen.
  • Ein Verfahren zum Herstellen der Proben wird nachfolgend beschrieben. Zunächst wurde ein Polycarbonatsubstrat (ein Durchmesser von 120 mm und eine Dicke von 0, 6 mm) als das erste Substrat 1 vorbereitet. Dann wurden eine ZnS-SiO2-Schicht (Dicke von etwa 40 nm, SiO2: 20 mol%) als die erste untere Schutzschicht 2, eine GeN-Schicht (Dicke von 5 nm) als die erste untere Grenzflächenschicht 3, eine erste Aufzeichnungsschicht 4 (Dicke von 6 nm), eine GeN-Schicht (Dicke von 5 nm) als die erste obere Grenzflächenschicht 5, eine ZnS-SiO2-Schicht (Dicke von etwa 5 nm, SiO2 : 20 mol%) als die erste obere Schutzschicht 6, eine GeN-Schicht (Dicke von 5 nm) als die erste Grenzflächenschicht 7, eine Ag- Legierungsschicht (Dicke von 10 nm) als die erste Reflexionsschicht 8, eine GeN-Schicht (Dicke von 5 nm) als die erste oberste Grenzflächenschicht 9 und eine ZnS-SiO2-Schicht (Dicke von etwa 30 nm, SiO2: 20 mol%) als die Transmittanzeinstellschicht 10 auf dem Polycarbonatsubstrat in dieser Reihenfolge durch Sputtern geschichtet. Als die Materialien der ersten Aufzeichnungsschicht 4 wurden (Ge0,74Sn0,26)8Sb2Te11, (Sb0,7Te0,3)95Ge5 und (Sb0,7Te0,3)95Ag5In5 verwendet. Nachdem die Transmittanzeinstellschicht 10 gebildet wurde, wurde ein Initialisierungsprozess zum Kristallisieren der gesamten Oberfläche der ersten Aufzeichnungsschicht 4 durchgeführt. Somit wurden drei verschiedene Informationsschichten 11 mit verschiedenen Zusammensetzungen der ersten Aufzeichnungsschichten 4 hergestellt.
  • Als nächstes wurde ein bei ultravioletter Strahlung aushärtbares Harz, das noch nicht ausgehärtet war, als das Material der optisch trennenden Schicht 21 auf das zweite Substrat 19 durch Spin-Coating angebracht. Dann wurde die erste Informationsschicht 11 auf das Harz angebracht und das Harz wurde durch Bestrahlung mit ultravioletten Strahlen ausgehärtet. Auf diese Weise wurden eine Mehrzahl von Proben einschließlich der ersten Aufzeichnungsschicht 4 mit verschiedenen Zusammensetzungen hergestellt.
  • Bezüglich der auf diese Weise hergestellten Proben wurde die Transmittanz der ersten Informationsschichten 11 auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 gemessen. Weiterhin wurden bezüglich dieser Proben das CNR und das Löschverhältnis der ersten Informationsschichten 11 auf dieselbe Weise wie in Beispiel 2 gemessen.
  • Tabelle 4 zeigt das CNR und das Löschverhältnis der ersten Informationsschicht 11 und die Berechnungsergebnisse von (Tc + Tr)/2.
  • Tabelle 4
    Figure 00630001
  • B bis D in Tabelle 4 zeigen die Werte von (Tc + Ta)/2, das CNR und das Löschverhältnis an. Insbesondere ist hinsichtlich (Tc + Ta)/2 30 % ≤ C < 40 % und 40 % ≤ B < 50 %. Bezüglich CNR ist D < 40(dB) und 50(dB) ≤ B. Bezüglich des Löschverhältnisses ist 20(dB) ≤ C < 30(dB) und 30(dB) ≤ B.
  • Wie in Tabelle 4 gezeigt ist, waren in den Proben 4-2 und 4-3 sowohl die Transmittanz, das CNR als auch das Löschverhältnis unzureichend. Andererseits wurden bei der Probe 4-1 gute Ergebnisse bei der Transmittanz von 45 %, ein CNR von 50 dB und ein Löschverhältnis von 30 dB erhalten. Anhand der vorstehenden Ergebnisse ist das Material, das durch eine Zusammensetzungsformel (Ge0,74Sn0,26)8Sb2Te11 repräsentiert ist, bevorzugt als das Material der ersten Aufzeichnungsschicht 4.
  • Bezüglich der ersten Informationsschicht 25 des Informationsaufzeichnungsmediums 26 aus 2 wurden das Löschverhältnis, das CNR und die Transmittanz auf dieselbe Weise gemessen. Dieselben Ergebnisse wie vorstehend wurden erhalten.
  • Beispiel 4
  • In Beispiel 4 wurde das Verhältnis zwischen den Eigenschaften der zweiten Informationsschicht 20 und dem Material der zweiten Aufzeichnungsschicht 14 untersucht. Insbesondere wurden die zweiten Informationsschichten 20 einschließlich der zweiten Aufzeichnungsschicht 14 mit variierenden Zusammensetzungen hergestellt und die ersten Substrate 1 und die zweiten Informationsschichten 20 wurden über die optisch trennende Schicht 21 angebracht, um Proben herzustellen. Bezüglich der gebildeten Proben wurden die Aufzeichnungsempfindlichkeit, das CNR und der Reflexionsgrad der zweiten Informationsschichten 20 gemessen.
  • Ein Verfahren zum Herstellen der Proben wird nachfolgend beschrieben. Zunächst wurde ein Polycarbonatsubstrat (ein Durchmesser von 120 mm und eine Dicke von 0,6 mm) als das zweite Substrat 19 vorbereitet. Dann wurden eine Al-Legierungsschicht (Dicke von 80 nm) als die zweite Reflexionsschicht 18, eine ZnS-SiO2-Schicht (Dicke von etwa 10 nm, SiO2: 20 mol%) als die zweite obere Schutzschicht 16, eine GeN-Schicht (Dicke von 5 nm) als die zweite obere Grenzflächenschicht 15, eine zweite Aufzeichnungsschicht 14 (Dicke von 10 nm), eine GeN-Schicht (Dicke von 5 nm) als die zweite untere Grenzflächenschicht 13 und eine ZnS-SiO2-Schicht (Dicke von etwa 60 nm) als die zweite untere Schutzschicht 12 auf Polycarbonatsubstrat in dieser Reihenfolge durch Sputtern geschichtet. Als Materialien der zweiten Aufzeichnungsschicht 14 wurden (Ge0,74Sn0,26)8Sb2Te11, (Sb0,7Te0,3)95Ge5 oder (Sb0,7Te0,3)90Ag5In5 verwendet.
  • Die Dicken der zweiten unteren Schutzschicht 12 und die zweite obere Schutzschicht 16 wurden exakt anhand Berechnungen basierend auf einem Matrixverfahren bestimmt, so dass das folgende erreicht wurde. Bei einer Wellenlänge von 405 nm war der Betrag an reflektiertem Licht, wenn die zweite Aufzeichnungsschicht 14 in der kristallinen Phase war, größer als derjenige, wenn die zweite Aufzeichnungsschicht 14 in der amorphen Phase war, eine Änderung in dem Betrag an reflektiertem Licht zwischen den Fällen, wenn die zweite Aufzeichnungsschicht 14 in der kristallinen Phase war und wenn diese in der amorphen Phase war, war groß und die Lichtabsorptionseffizienz der zweiten Aufzeichnungsschicht 14 war groß.
  • Als nächstes wurde ein Initialisierungsprozess zum Kristallisieren der gesamten Oberfläche der zweiten Aufzeichnungsschicht 14 durchgeführt. Dann wurde ein bei ultravioletter Strahlung härtbares Harz als Material der optisch trennenden Schicht 21 auf das erste Substrat 1 durch Spin-Coating aufgebracht. Dann wurde die zweite Informationsschicht 20 auf das Harz gefügt und das Harz wurde durch Bestrahlen mit ultravioletten Strahlen ausgehärtet. Auf diese Weise wurden eine Mehrzahl von Proben einschließlich der zweiten Aufzeichnungsschicht 14 mit verschiedenen Zusammensetzungen hergestellt.
  • Bezüglich der auf diese Weise hergestellten Proben wurde der Reflexionsgrad des spiegelnden Abschnitts des Substrats gemessen. Außerdem wurden bezüglich dieser Proben die Aufzeichnungsempfindlichkeit und das CNR der zweiten Informationsschicht 20 mit der Vorrichtung aus 4 gemessen. In diesem Fall betrug die Wellenlänge des Laserstrahls 23 405 nm, die optische Blende (NA) der Objektivlinse 28 betrug 0,65, die lineare Geschwindigkeit der Proben bei Messung betrug 8,6 m/s und die kürzeste Markierungslänge betrug 0,294 μm. Informationen wurden in den Nuten aufgezeichnet. Hierbei betrifft "die Aufzeichnungsempfindlichkeit" einen Wert, der durch die Leistungsspitze Pp (mW) de finiert ist, was 130 % der Leistungsspitze Pp (mW) entspricht, die eine Amplitude 3 dBm niedriger als der gesättigte Wert einer Amplitude (dBm) ist (dies ist auf die folgenden Beispiele anzuwenden). Wenn der Wert der Aufzeichnungsempfindlichkeit kleiner wird, können Informationen mit einer geringeren Laserenergie aufgezeichnet werden. Der Durchschnitt (Tc + Ta)/2 der Transmittanz der ersten Informationsschicht 11 beträgt etwa 40 % und die größte Leistung des Halbleiterlasers 29, der auf das erste Substrat 1 fällt, beträgt etwa 12 mW. Daher ist die Laserleistung, die die zweite Informationsschicht 20 erreicht, etwa 5 mW. Aus diesem Grund ist es bevorzugt, dass die Aufzeichnungsempfindlichkeit der zweiten Informationsschicht 20 5 mW oder weniger ist.
  • Tabelle 5 zeigt die Messergebnisse der Aufzeichnungsempfindlichkeit, des CNR der zweiten Informationsschicht 20 und den Reflexionsgrad, wenn die zweite Aufzeichnungsschicht 14 in der kristallinen Phase ist.
  • Tabelle 5
    Figure 00660001
  • B bis D in Tabelle 5 zeigen die Werte der Aufzeichnungsempfindlichkeit, des CNR und des Reflexionsgrads an. Insbesondere ist unter Berücksichtigung der Aufzeichnungsempfindlichkeit 5 (mW) < D und B ≤ 5 (mW). Unter Berücksichtigung des CNR ist 50(dB) ≤ B. Unter Berücksichtigung des Reflexionsgrads ist 10 % ≤ C < 20 % und 20 % ≤ B < 30 %. Es ist bevorzugt, dass in der zweiten Informationsschicht 20 das CNR 40(dB) und mehr beträgt und noch bevorzugter 50 (dB) und mehr. Der Reflexionsgrad ist vorzugsweise 10 % oder mehr und noch bevorzugter 20 % oder mehr.
  • Wie in Tabelle 5 gezeigt ist, war in der Probe 5-1 bei einer Aufzeichnungsleistung von 5 mW oder weniger das CNR nicht gesättigt, die Aufzeichnungsempfindlichkeit war nicht ausreichend und der Reflexionsgrad war unzureichend. In den Proben 5-2 und 5-3 mit (Sb0,7Te0,3)95Ge5 oder (Sb0,7Te0,3)90Ag5In5, die niedrige Schmelzpunkte haben, ist die Aufzeichnungsempfindlichkeit 5 mW oder weniger und das CNR war zur selben Zeit hoch.
  • Bezüglich der zweiten Informationsschicht 20 des Informationsaufzeichnungsmediums 26 aus 3 wurde die Aufzeichnungsempfindlichkeit auf dieselbe Weise gemessen. Dieselben Ergebnisse wie vorstehend wurden erreicht.
  • Beispiel 5
  • In Beispiel 5 wurde das Informationsaufzeichnungsmedium 22 aus 1 basierend auf den Ergebnissen von Beispielen 3 und 4 hergestellt. Dann wurden bezüglich des hergestellten Informationsaufzeichnungsmediums 22 die Transmittanz, das CNR und das Löschverhältnis der ersten Informationsschicht 11 und die Aufzeichnungsempfindlichkeit, der Reflexionsgrad und das CNR der zweiten Informationsschicht 20 gemessen.
  • In Beispiel 5 waren die Zusammensetzungen der ersten Aufzeichnungsschicht 4 und der zweiten Aufzeichnungsschicht 14 (Ge0,74Sn0,26)8Sb2Te11 oder (Sb0,7Te0,3)95Ge5. Die Dicke der ersten Aufzeichnungsschicht 4 betrug 6 nm und die Dicke der zweiten Aufzeichnungsschicht 14 war 10 nm.
  • Bezüglich der ersten Informationsschicht 11 wurde, nachdem alle Schichten davon gebildet wurden, ein Initialisierungsprozess durchgeführt. Bezüglich der ersten Informationsschicht 11 wurde die Transmittanzschicht vor und nach dem Initialisierungsprozess gemessen. Ebenfalls wurde bezüglich der zweiten Informationsschicht 20, nachdem alle Schichten davon gebildet wurden, ein Initialisierungsprozess durchgeführt. Danach wurde ein bei ultravioletter Strahlung härtbares Harz, das noch nicht gehärtet war, als das Material der optisch trennenden Schicht auf die zweite untere Schutzschicht 12 durch Spin-Coating aufgebracht. Dann wurden die erste Informationsschicht 11 und die zweite Informationsschicht 20 fest angebracht. Dann wurde das Harz bei Bestrahlung mit ultravioletten Strahlen gehärtet. Auf diese Weise wurden Proben (Informationsaufzeichnungsmedien 22) einschließlich der ersten Informationsschichten 11 und der zweiten Informationsschichten 20 hergestellt. Die Konfiguration außer der Aufzeichnungsschicht und der optisch trennenden Schicht und die Produktionsbedingungen waren dieselben wie in Beispielen 3 und 4.
  • Bezüglich der somit erhaltenen Proben wurden das CNR und das Löschverhältnis der ersten Informationsschicht 11 gemessen. Außerdem wurden die Aufzeichnungsempfindlichkeit, der Reflexionsgrad und das CNR der zweiten Informationsschicht 20 gemessen. Diese Messungen wurden auf dieselbe Weise durchgeführt, wie dies in den vorstehend beschriebenen Beispielen der Fall ist. Tabelle 6 zeigt die Messergebnisse.
  • Tabelle 6
    Figure 00690001
  • B bis D in Tabelle 6 zeigen die Ergebnisse der Messungen an. Unter Berücksichtigung der Werte (Tc + Ta)/2 ist 30 % ≤ C < 40 % und 40 % ≤ B < 50 %. Unter Berücksichtigung des CNR ist D < 40(dB), 40(dB) ≤ C < 50(dB) und 50(dB) ≤ B. Unter Berücksichtigung des Löchverhältnisses ist 20(dB) ≤ C < 30(dB) und 30(dB) ≤ B. Unter Berücksichtigung der Aufzeichnungsempfindlichkeit ist 12 (mW) < D, B ≤ 12 (mW). Der Reflexionsgrad in Tabelle 6 ist der Reflexionsgrad der zweiten Informationsschicht 20, wenn die zweite Aufzeichnungsschicht 14 in der kristallinen Phase ist und 10 % ≤ C < 20 und 20 % ≤ B < 30 %.
  • In der Probe 6-1 waren die Zusammensetzungen der ersten Aufzeichnungsschicht 4 und der zweiten Aufzeichnungsschicht 14 (Ge0,74Sn0,26)8Sb2Te11. In der Probe 6-2 war die Zusammen setzung der ersten Aufzeichnungsschicht 4 (Ge0,74Sn0,26)8Sb2Te11 und die Zusammensetzung der zweiten Aufzeichnungsschicht 14 war (Sb0,7Te0,3)95Ge5. In der Probe 6-3 waren die Zusammensetzungen der ersten Aufzeichnungsschicht 4 und der zweiten Aufzeichnungsschicht 14 (Sb0,7Te0,3)95Ge5.
  • Wie Tabelle 6 gezeigt ist, waren in der Probe 6-1, wie in den Ergebnissen der Probe 4, die Aufzeichnungsempfindlichkeit und der Reflexionsgrad der zweiten Informationsschicht 20 unzureichend. In der Probe 6-3 war, wie in den Ergebnissen aus Beispiel 3, die Transmittanz, das CNR und das Löschverhältnis unzureichend und die Transmittanz der ersten Informationsschicht 11 war nicht ausreichend, so dass die Aufzeichnungsempfindlichkeit, der Reflexionsgrad und das CNR der zweiten Informationsschicht 20 verringert wurden. Andererseits wurden in der Probe 6-2 in sowohl der ersten Informationsschicht 11 als auch in der zweiten Informationsschicht 20 gute Ergebnisse eines CNR von 50 dB oder mehr und ein Löschverhältnis von 30 dB oder mehr erhalten.
  • In den vorstehend beschriebenen Beispielen wurden Informationen in den Nuten aufgezeichnet. Außerdem wurden dieselben Messungen unter Berücksichtigung des Falls durchgeführt, bei dem Informationen in Flächen aufgezeichnet wurden, und dem Fall, bei dem Informationen in Flächen und Nuten aufgezeichnet wurden. Dann wurden dieselben Ergebnisse wie vorstehend erhalten.
  • Beispiel 6
  • In Beispiel 6 wurde das Informationsaufzeichnungsmedium 26 aus 3 durch das Verfahren aus Ausführungsform 4 hergestellt. Dann wurden unter Berücksichtigung des hergestellten Informationsaufzeichnungsmediums 26 das CNR und das Löschverhältnis der ersten Informationsschicht 25 und das Löschverhältnis und das CNR der zweiten Informationsschicht 20 gemessen.
  • Ein Verfahren zum Herstellen von Proben wird nachfolgend beschrieben. Zunächst wurde ein Polycarbonatsubstrat (ein Durchmesser von 120 mm und eine Dicke von 1,1 mm) als das zweite Substrat 19 vorbereitet. Dann wurden eine Al-Legierungsschicht (Dicke von 80 nm) als die zweite Reflexionsschicht 18, eine ZnS-SiO2-Schicht (Dicke von etwa 10 nm, SiO2: 20 mol%) als die zweite obere Schutzschicht 16, eine GeN-Schicht (Dicke von 5 nm) als die zweite obere Grenzflächenschicht 15, eine (Sb0,7Te0,3)95Ge5-Schicht (Dicke von 10 nm) als die zweite Aufzeichnungsschicht 14, eine GeN-Schicht (Dicke von 5 nm) als die zweite untere Grenzflächenschicht 13 und eine ZnS-SiO2-Schicht (Dicke von etwa 60 nm SiO2: 20 mol%) als die zweite untere Schutzschicht 12 auf dem Polycarbonatsubstrat in dieser Reihenfolge durch Sputtern geschichtet. Danach wurde ein Initialisierungsprozess zum Kristallisieren der gesamten Oberfläche der zweiten Aufzeichnungsschicht 14 durchgeführt.
  • Dann wurde ein bei ultravioletter Strahlung aushärtbares Harz auf die zweite untere Schutzschicht 12 durch Spin-Coating aufgebracht und ein Substrat, das mit Führungsnuten versehen ist, wurde darauf überlappt. Nachdem das Harz gehärtet war, wurde das Substrat entfernt. In diesem Prozess wurde die optisch trennende Schicht 21, in der Führungsnuten zum Führen des Laserstrahls 23 gebildet waren, auf der Seite der ersten Informationsschicht 25 gebildet.
  • Dann wurden eine ZnS-SiO2-Schicht (Dicke von etwa 30 nm, SiO2: 20 mol%) als die Transmittanzeinstellschicht 10, eine GeN-Schicht (Dicke von 3 nm) als die erste oberste Grenzflächenschicht 9, eine Ag-Legierungsschicht (Dicke von 10 nm) als die erste Reflexionsschicht 8, eine GeN-Schicht (Dicke von 5 nm) als die erste Grenzflächenschicht 7, eine ZnS-SiO2-Schicht (Dicke von etwa 5 nm, SiO2: 20 mol%) als die erste obere Schutzschicht 6, eine GeN-Schicht (Dicke von 5 nm) als die erste oberste Grenzflächenschicht 5, eine (Ge0,74Sn0,26)8Sb2Te11-Schicht (Dicke von 6 nm) als die erste Aufzeichnungsschicht 4, eine GeN-Schicht (Dicke von 5 nm) als die erste untere Grenzflächenschicht 3 und eine ZnS-SiO2-Schicht (Dicke von etwa 40 nm, SiO2: 20 mol%) als die erste untere Schutzschicht 2 auf der optisch trennenden Schicht 21 in dieser Reihenfolge durch Sputtern geschichtet. Danach wurde ein Initialisierungsprozess zum Kristallisieren der gesamten Oberfläche der ersten Aufzeichnungsschicht 4 durchgeführt.
  • Als nächstes wurde ein Polycarbonatsubstrat (ein Durchmesser von 120 mm und eine Dicke von 0,1 mm) als das erste Substrat 1 vorbereitet. Dann wurde ein bei ultravioletter Strahlung aushärtbares Harz als das Material der transparenten Schicht 24 auf das erste Substrat 1 durch Spin-Coating aufgebracht. Dann wurde die erste untere Schutzschicht 2 auf das Harz gefügt und das Harz wurde durch Bestrahlung mit ultravioletten Strahlen ausgehärtet. Auf diese Weise wurden Proben (Informationsaufzeichnungsmedien 26) hergestellt.
  • Bezüglich der auf diese Weise hergestellten Proben wurden das CNR und das Löschverhältnis der ersten Informationsschicht 25 und der zweiten Informationsschicht 20 mit der Vorrichtung aus 4 gemessen. In diesem Fall betrug die Wellenlänge des Laserstrahls 23 405 nm, die numerische Blende der Objektivlinse 28 betrug 0,85, die lineare Geschwindigkeit des Informationsaufzeichnungsmediums 26 bei Messung betrug 5,0 m/s und die kürzeste Weglänge betrug 0,206 μm. Informationen wurden in den Nuten aufgezeichnet. Als ein Ergebnis wurden sowohl in der ersten Informations schicht 25 als auch in der zweiten Informationsschicht 20 gute Ergebnisse eines CNR von 50 dB oder mehr und ein Löschverhältnis von 30 dB oder mehr erhalten.
  • Beispiel 7
  • Für das Material der zweiten Aufzeichnungsschicht 14 wurden Sn, Se, Bi, Au oder Mn als M1 hinzugefügt, anstelle von Ag, In und Ge. Dann wurden dieselben Messungen wie in Beispielen 4, 5 und 6 durchgeführt. Folglich wurden dieselben Wirkungen wie in Beispielen 4, 5 und 6 erreicht.
  • Beispiel 8
  • In Beispiel 8 wurde das Informationsaufzeichnungsmedium 41 aus 5 hergestellt und die Phasenänderung in der Aufzeichnungsschicht wurde durch Anwenden von elektrischer Energie (Strompuls) untersucht.
  • Zunächst wurde ein Si-Substrat, dessen Oberfläche mit Stickstoff behandelt war, als das Substrat 31 vorbereitet. Dann wurden eine Au-Schicht (Bereich: 1,0 mm × 1,0 mm, eine Dicke von 0,1 μm) als die erste Elektrode 32, eine (Ge0,74Sn0,26)8Sb2Te11-Schicht (Bereich 0,6 mm × 0,6 mm, eine Dicke von 0,5 μm) als die erste Aufzeichnungsschicht 33, eine Au-Schicht (Bereich 0,6 mm × 0,6 mm, eine Dicke von 0,1 μm) als die Zwischenelektrode 34, eine (Sb0,7Te0,3)95Ge5-Schicht (Bereich 0,2 mm × 0,2 mm, eine Dicke von 0,5 μm) als die zweite Aufzeichnungsschicht 35 und eine Au-Schicht (Bereich 0,2 mm × 0,2 mm, eine Dicke von 0,1 μm) als die zweite Elektrode 36 auf dem Si-Substrat in dieser Reihenfolge durch Sputtern geschichtet.
  • Danach wurde eine Verbindungsleitung bzw. ein Verbindungsdraht, der aus Au gefertigt war, mit der ersten Elektrode 32, der Zwischenelektrode 34 und der zweiten Elektrode 36 verbunden. Eine Impulsleistungsversorgung 37 wurde zwischen der ersten Elektrode 32 und der zweiten Elektrode 36 verbunden und zwischen der Zwischenelektrode 34 und der zweiten Elektrode 36 über einen Schalter 39. Eine Änderung in dem Widerstand aufgrund der Phasenänderung der ersten Informationsschicht 33 und der zweiten Aufzeichnungsschicht 35 wurde durch ein Widerstandsmessgerät 38 erfasst, das zwischen der ersten Elektrode 32 und der zweiten Elektrode 36 über einen Schalter 46 verbunden war.
  • Wenn sowohl die erste Aufzeichnungsschicht 33 als auch die zweite Aufzeichnungsschicht 35 in einem Zustand hohen Widerstands sind (amorphe Phase), wurde ein Strompuls mit einer Amplitude von 50 mA und einer Impulsbreite von 100 ns zwischen der ersten Elektrode 32 und der zweiten Elektrode 36 angelegt. Dann wurden die beiden Aufzeichnungsschichten zu einem Zustand niedrigen Widerstands geändert (kristalline Phase). Als nächstes wurde, wenn ein Stromimpuls mit einer Amplitude von 150 mA und einer Impulsbreite von 50 ns zwischen der ersten Elektrode 32 und der zweiten Elektrode angelegt wurde, nur die zweite Aufzeichnungsschicht 35 von einem Zustand niedrigen Widerstands zu einem Zustand hohen Widerstands geändert. Als sowohl die erste Aufzeichnungsschicht 33 als auch die zweite Aufzeichnungsschicht 35 in einem Zustand niedrigen Widerstands waren, wurde ein Strompuls mit einer Amplitude von 200 mA und einer Impulsbreite von 50 ns zwischen der ersten Elektrode 32 und der zweiten Elektrode 36 angelegt. Dann wurden die beiden Aufzeichnungsschichten von einem Zustand niedrigen Widerstands zu einem Zustand hohen Widerstands geändert. Als sowohl die erste Aufzeichnungsschicht 33 als auch die zweite Aufzeichnungsschicht 35 in einem Zustand hohen Widerstands waren, wurde ein Strompuls mit einer Amplitude von 50 mA und einer Impulsbreite von 100 ns zwischen der Zwischenelektrode 34 und der zweiten Elektrode 36 angelegt. Dann wurde lediglich die zweite Aufzeichnungsschicht 35 von einem Zustand hohen Widerstands zu einem Zustand niedrigen Widerstands geändert.
  • Wie vorstehend beschrieben ist, wurde in dem Informationsaufzeichnungsmedium 41 aus 5 sowohl die erste Aufzeichnungsschicht 33 als auch die zweite Aufzeichnungsschicht 35 elektrisch reversibel zwischen der kristallinen Phase und der amorphen Phase geändert. Als Ergebnis wurden die folgenden Zustände erreicht: Sowohl die erste Aufzeichnungsschicht 33 als auch die zweite Aufzeichnungsschicht 35 waren in einem Zustand hohen Widerstands, die erste Aufzeichnungsschicht 33 war in einem Zustand niedrigen Widerstands und die zweite Aufzeichnungsschicht 35 war in einem Zustand hohen Widerstands, die erste Aufzeichnungsschicht 33 war in einem Zustand hohen Widerstands und die zweite Aufzeichnungsschicht 35 war in einem Zustand niedrigen Widerstands und sowohl die erste Aufzeichnungsschicht 33 als auch die zweite Aufzeichnungsschicht 35 waren in einem Zustand niedrigen Widerstands.

Claims (29)

  1. Informationsaufzeichnungsmedium mit einer ersten Informationsschicht (11) und einer zweiten Informationsschicht (20), bei dem die erste Informationsschicht (11) eine erste Aufzeichnungsschicht (4) aufweist, in der eine reversible Phasenänderung zwischen einer kristallinen Phase und einer amorphen Phase durch Bestrahlung eines Laserstrahls oder durch Joulesche Wärme bzw. Stromwärme, die durch Anwenden eines Stroms erzeugt wird, bewirkt ist, die zweite Informationsschicht (20) eine zweite Aufzeichnungsschicht (14) aufweist, in der eine reversible Phasenänderung zwischen einer kristallinen Phase und einer amorphen Phase durch die Bestrahlung des Laserstrahls oder durch Joulesche Wärme, die durch Anwenden des Stroms erzeugt wird, bewirkt ist, wobei die erste Aufzeichnungsschicht (4) aus einem ersten Material gefertigt ist, die zweite Aufzeichnungsschicht (14) aus einem zweiten Material gefertigt ist, und das erste Material von dem zweiten Material verschieden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Material durch eine Verbindungs- bzw. Zusammensetzungsformel repräsentiert ist: (Ge – M2)aSbbTe3+a, wobei M2 zumindest ein Element ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Sn und Pb besteht, und 0 < a ≤ 10 und 1,5 ≤ b ≤ 4.
  2. Informationsaufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, bei dem das zweite Material Sb, Te und zumindest ein Element M1 aufweist, das ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus Ag, In, Ge, Sn, Se, Bi, Au und Mn besteht.
  3. Informationsaufzeichnungsmedium nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das zweite Material durch eine Verbindungsformel repräsentiert ist: (SbxTE100-x)100-yM1y, wobei 50 ≤ x ≤ 95 und 0 < y ≤ 20.
  4. Informationsaufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, bei dem in der ersten und zweiten Aufzeichnungsschicht (4, 14) eine reversible Phasenänderung durch die Bestrahlung des Laserstrahls bewirkt ist, die erste Informationsschicht (11) dichter an einer Seite angeordnet ist, von der der Laserstrahl (23) einfällt, als die zweite Informationsschicht (20), und ein Schmelzpunkt des zweiten Materials niedriger als derjenige des ersten Materials ist.
  5. Informationsaufzeichnungsmedium nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem in der ersten und zweiten Aufzeichnungsschicht (4, 14) eine reversible Phasenänderung durch die Bestrahlung des Laserstrahls (23) bewirkt ist, und die erste Informationsschicht (4) dichter an einer Seite angeordnet ist, von der der Laserstrahl (23) einfällt, als die zweite Informationsschicht (14).
  6. Informationsaufzeichnungsmedium nach Anspruch 4 oder 5, bei dem eine Dicke der ersten Aufzeichnungsschicht (4) 9 nm oder weniger beträgt.
  7. Informationsaufzeichnungsmedium nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei dem eine Dicke der zweiten Aufzeichnungsschicht (14) in einem Bereich von 6 nm bis 15 nm liegt.
  8. Informationsaufzeichnungsmedium nach einem der Ansprüche 4 bis 7, bei dem ein Transmissionsgrad Tc (%) der ersten Informationsschicht (11), wenn die erste Aufzeichnungsschicht (4) in einer kristallinen Phase ist, und ein Transmissionsgrad Ta (%) der ersten Informationsschicht (11), wenn die erste Aufzeichnungsschicht (4) in einer amorphen Phase ist, 40 ≤ (Tc + Ta)/2 bezüglich des Laserstrahls (23) mit einer Wellenlänge in dem Bereich von 390 nm bis 430 nm erfüllen.
  9. Informationsaufzeichnungsmedium nach einem der Ansprüche 4 bis 8, das weiterhin eine optisch trennende Schicht (21) aufweist, die zwischen der ersten Informationsschicht (11) und der zweiten Informationsschicht (20) angeordnet ist, wobei die erste Informationsschicht (11) weiterhin ein erstes Substrat (1), eine erste untere Schutzschicht (2), ei ne erste obere Schutzschicht (6) und eine erste Reflexionsschicht (8) aufweist, die zweite Informationsschicht (20) weiterhin eine zweite untere Schutzschicht (12), eine zweite obere Schutzschicht (16), eine zweite Reflexionsschicht (18) und ein zweites Substrat (19) aufweist, und das erste Substrat (1), die erste untere Schutzschicht (2), die erste Aufzeichnungsschicht (4), die erste obere Schutzschicht (6), die erste Reflexionsschicht (8), die optisch trennende Schicht (21), die zweite untere Schutzschicht (12), die zweite Aufzeichnungsschicht (14), die zweite obere Schutzschicht (16), die zweite Reflexionsschicht (18) und das zweite Substrat (19) in dieser Reihenfolge von der Seite angeordnet sind, von der der Laserstrahl (31) einfällt.
  10. Informationsaufzeichnungsmedium nach Anspruch 9, das weiterhin eine transparente Schicht (24) aufweist, die zwischen dem ersten Substrat (1) und der ersten unteren Schutzschicht (2) angeordnet ist.
  11. Informationsaufzeichnungsmedium nach Anspruch 9, das weiterhin eine Grenzflächenschicht (3, 5) aufweist, die bei zumindest einer Grenzfläche angeordnet ist, die ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus einer Grenzfläche zwischen der ersten unteren Schutzschicht (2) und der ersten Aufzeichnungsschicht (4) und einer Grenzfläche zwischen der ersten oberen Schutzschicht (6) und der ersten Aufzeichnungsschicht (4) besteht.
  12. Informationsaufzeichnungsmedium nach Anspruch 9, das weiterhin eine Grenzflächenschicht (13, 15) aufweist, die bei zumindest einer Grenzfläche angeordnet ist, die ausge wählt ist aus der Gruppe, die aus einer Grenzfläche zwischen der zweiten unteren Schutzschicht (12) und der zweiten Aufzeichnungsschicht (14) und einer Grenzfläche zwischen der zweiten oberen Schutzschicht (16) und der zweiten Aufzeichnungsschicht (14) besteht.
  13. Informationsaufzeichnungsmedium nach Anspruch 9, das weiterhin eine Grenzflächenschicht (7, 17) aufweist, die bei zumindest einer Grenzfläche angeordnet ist, die ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus einer Grenzfläche zwischen der ersten oberen Schutzschicht (6) und der ersten Reflexionsschicht (8) und einer Grenzfläche zwischen der zweiten oberen Schutzschicht (16) und der zweiten Reflexionsschicht (18) besteht.
  14. Informationsaufzeichnungsmedium nach Anspruch 9, das weiterhin eine Transmissionsgradeinstellschicht (10) zum Einstellen eines Transmissionsgrades der ersten Informationsschicht (11) zwischen der ersten Reflexionsschicht (8) und der optisch trennenden Schicht (21) aufweist.
  15. Informationsaufzeichnungsmedium nach Anspruch 14, das weiterhin eine Grenzflächenschicht (9) aufweist, die zwischen der ersten Reflexionsschicht (8) und der Transmissionsgradeinstellschicht (10) angeordnet ist.
  16. Informationsaufzeichnungsmedium nach Anspruch 9, bei dem eine Dicke des ersten Substrats (1) in einem Bereich von 10 μm bis 800 μm liegt.
  17. Informationsaufzeichnungsmedium nach Anspruch 9, bei dem eine Dicke des zweiten Substrats (19) in einem Bereich von 400 μm bis 1300 μm liegt.
  18. Informationsaufzeichnungsmedium nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, das weiterhin eine erste und eine zweite Elektrode (32, 36) aufweist, wobei in der ersten und zweiten Aufzeichnungsschicht (33, 35) eine reversible Phasenänderung durch das Anlegen des Stroms bewirkt ist, und die erste Aufzeichnungsschicht (33), die zweite Aufzeichnungsschicht (35) und die zweite Elektrode (36) über der ersten Elektrode (32) in dieser Reihenfolge geschichtet bzw. laminiert sind.
  19. Informationsaufzeichnungsmedium nach Anspruch 18, das weiterhin eine Zwischenelektrode (34) aufweist, die zwischen der ersten Aufzeichnungsschicht (33) und der zweiten Aufzeichnungsschicht (35) angeordnet ist.
  20. Verfahren zum Herstellen eines Informationsaufzeichnungsmediums mit einer ersten Informationsschicht (11) und einer zweiten Informationsschicht (20), wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: (a) Bilden der ersten Informationsschicht (11), und (b) Bilden der zweiten Informationsschicht (20), wobei die erste Informationsschicht (11) eine erste Aufzeichnungsschicht (4) aufweist, in der eine reversible Phasenänderung zwischen einer kristallinen Phase und einer amorphen Phase durch Bestrahlen eines Laserstrahls oder durch Joulesche Wärme, die durch Anwenden eines Stroms erzeugt wird, bewirkt wird, die zweite Informationsschicht (20) eine zweite Aufzeichnungsschicht (14) aufweist, in der eine reversible Phasenänderung zwischen einer kristallinen Phase und einer amorphen Phase durch die Bestrahlung des Laserstrahls oder durch die Joulesche Wärme, die durch das Anwenden des Stroms erzeugt wird, bewirkt wird, dadurch gekennzeichnet, dass: der Prozess (a) den Schritt des Bildens der ersten Aufzeichnungsschicht (4) mit einem Basismaterial umfasst, das durch eine Verbindungsformel repräsentiert ist: (Ge – M2)aSbbTe3+a, wobei M2 zumindest ein Element ist, das ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus Sn und Pb besteht, und 0 < a ≤ 10 und 1,5 ≤ b ≤ 4, und der Prozess (b) den Schritt des Bildens der zweiten Aufzeichnungsschicht (14) mit einem Basismaterial umfasst, das Sb, Te und zumindest ein Element M1 enthält, das ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus Ag, In, Ge, Sn, Se, Bi, Au und Mn besteht.
  21. Verfahren zum Herstellen eines Informationsaufzeichnungsmediums nach Anspruch 20, bei dem die erste und zweite Aufzeichnungsschicht (4, 14) durch Bedampfen bzw. Sputtern unter Verwendung eines Sputtergases gebildet werden, das Argongas oder Kryptongas enthält.
  22. Verfahren zum Herstellen eines Informationsaufzeichnungsmediums nach Anspruch 21, bei dem das Sputtergas weiterhin zumindest ein Gas enthält, das ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus Stickstoffgas und Sauerstoffgas besteht.
  23. Verfahren zum Herstellen eines Informationsaufzeichnungsmediums nach Anspruch 21 oder 22, bei dem eine Dicke der ersten Aufzeichnungsschicht (4) 9 nm oder weniger beträgt, und in dem Prozess (a) die erste Aufzeichnungsschicht (4) bei einer Filmbildungsrate in einem Bereich von 0,1 nm/s bis 3 nm/s gebildet wird.
  24. Verfahren zum Herstellen eines Informationsaufzeichnungsmediums nach einem der Ansprüche 21 bis 23, bei dem eine Dicke der zweiten Aufzeichnungsschicht (14) in einem Bereich 6 nm bis 15 nm liegt, und in dem Prozess (b) die zweite Aufzeichnungsschicht (14) bei einer Filmbildungsrate in einem Bereich von 0,3 nm/s bis 10 nm/s gebildet wird.
  25. Verfahren zum Herstellen eines Informationsaufzeichnungsmediums nach Anspruch 20, bei dem der Prozess (b) vor dem Prozess (a) durchgeführt wird, und nach dem Prozess (b) und vor dem Prozess (a) das Verfahren weiterhin einen Prozess (c) des Bildens einer optisch trennenden Schicht (21) über der zweiten Informationsschicht (20) umfasst, und in dem Prozess (a) die erste Informationsschicht (11) über der optisch trennenden Schicht (21) gebildet wird.
  26. Verfahren zum Aufzeichnen bzw. Wiedergeben eines Informationsaufzeichnungsmediums, bei dem das Informationsaufzeichnungsmedium das Informationsaufzeichnungsmedium nach Anspruch 1 ist, bzgl. der ersten Informationsschicht (11) des Informationsaufzeichnungsmediums Informationen mit einem Laserstrahl (23) aufgezeichnet bzw. wiedergegeben werden, der von einer Seite der ersten Informationsschicht (11) einfällt, bzgl. der zweiten Informationsschicht (20) des Informationsaufzeichnungsmediums Informationen mit dem Laserstrahl (23) aufgezeichnet bzw. wiedergegeben werden, der durch die erste Informationsschicht (11) gelangt war, und eine Wellenlänge des Laserstrahls (23) in dem Bereich von 390 nm oder mehr und 430 nm oder weniger liegt.
  27. Verfahren zum Aufzeichnen bzw. Wiedergeben eines Informationsaufzeichnungsmediums nach Anspruch 26, bei dem eine lineare Geschwindigkeit des Informationsaufzeichnungsmediums, wenn Informationen aufgezeichnet bzw. wiedergegeben werden, in dem Bereich von 3 m/s oder mehr und 30 m/s oder weniger liegt.
  28. Verfahren zum Aufzeichnen bzw. Wiedergeben eines Informationsaufzeichnungsmedium nach Anspruch 26, bei dem der Laserstrahl (23) durch eine Objektivlinse fokussiert wird, und eine numerische Apertur bzw. Öffnung NA der Objektivlinse in dem Bereich von 0,5 oder mehr und 1,1 oder weniger liegt.
  29. Verfahren zum Aufzeichnen bzw. Wiedergeben eines Informationsaufzeichnungsmediums, bei dem das Informationsaufzeichnungsmedium das Informationsaufzeichnungsmedium nach Anspruch 1 ist, in der ersten und zweiten Aufzeichnungsschicht (33, 35) des Informationsaufzeichnungsmediums eine reversible Phasenänderung zwischen einer kristallinen Phase und einer amorphen Phase durch Joulesche Wärme, die durch Anwenden eines Stroms erzeugt wird, bewirkt wird, und eine Amplitude Ic, ein Impulsbreite tc, eine Amplitude Ia1, eine Impulsbreite ta1, eine Amplitude Ia2 und eine Impulsbreite ta2 die Gleichungen erfüllen: Ic < Ia2 < Ia1 und ta1 ≤ tc oder ta2 ≤ tc, wobei ein Stromimpuls mit der Amplitude Ic und der Impulsbreite tc an die erste oder zweite Aufzeichnungsschicht angelegt wird, um die erste oder zweite Aufzeichnungsschicht von einer amorphen Phase zu einer kristallinen Phase zu ändern, ein Stromimpuls mit der Amplitude Ia1 und die Impulsbreite ta1 an die erste Aufzeichnungsschicht (33) angelegt wird, um die erste Aufzeichnungsschicht (33) von einer kristallinen Phase zu einer amorphen Phase zu ändern, und ein Stromimpuls mit der Amplitude Ia2 und der Impulsbreite ta2 an die zweite Aufzeichnungsschicht (35) angelegt wird, um die zweite Aufzeichnungsschicht (35) von einer kristallinen Phase zu einer amorphen Phase zu ändern.
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