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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein optisches Aufzeichnungsmedium
mit einer Phasenänderung durch
Bestrahlung mit Laserlicht und insbesondere ein optisches Aufzeichnungsmedium,
das für
höhere
Aufzeichnungsdichten ausgelegt ist.
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Gegenwärtig werden
viele Vorrichtungen als Aufzeichnungsmedien zum Aufzeichnen von
Informationen verwendet. Dazu gehören Aufzeichnungsmedien mit
Phasenänderung,
die als die wichtigsten Aufzeichnungsmedien bekannt sind und die
praktische Verwendung von DVDs (Digital Versatile Discs) unterstützen, bei
denen es sich um Aufzeichnungsmedien für Sprache, Bilder und Informationen
handelt.
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Bei
einem derartigen Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium
wird eine Aufzeichnungsschicht ausgebildet, die Chalkogene als Hauptkomponenten
enthält,
wobei die Aufzeichnungsschicht lokal mit Laserlicht bestrahlt wird,
so dass eine Phasenänderung
zwischen einer Kristallphase und einer Nichtkristallphase herbeigeführt wird
und dadurch die Aufzeichnung durch Ausnutzung des Unterschiedes
zwischen den optischen Eigenschaften in den verschiedenen Phasenzuständen ausgeführt wird.
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4 zeigt
den Schichtenaufbau eines konventionellen Aufzeichnungsmediums mit
Phasenänderung.
Wie in 4 dargestellt, umfasst das Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium
ein Substrat 11 mit Licht reflektierender Seite, auf das
nacheinander folgende Schichten laminiert werden: eine reflektierende
Filmschicht 12, eine zweite dielektrische Schicht 13,
eine Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht 14 und
eine erste dielektrische Schicht 15, wobei sämtliche
Schichten durch ein Filmbildungsverfahren ausgebildet werden, z.
B. durch Widerstandsheizungs-Vakuumbedampfung, Elektronenstrahl-Vakuumbedampfung,
Sputtern; und ein Substrat 16 mit einer Lichteinfallseite,
welches durch Aufkleben oder Beschichten und anschließendes Aushärten geschaffen
wird. Das Substrat 11 mit der Licht reflektierenden Seite
und das Substrat 16 mit der Lichteinfallseite sind im sichtbaren
Lichtbereich im Allgemeinen transparent, weshalb es möglich ist,
sie aus folgenden Materialien herzustellen: Glas; ein Kunststoffharz,
z. B. Polycarbonat; oder ein bei ultraviolettem Licht aushärtbares
Harz. Im typischen Fall ist auf dem Substrat 11 mit der
Licht reflektierenden Seite eine Führungsnut zur Spurverfolgung
vorgesehen, die als Bahn für
die genaue Führung
des Lichtstrahls dient.
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Die
reflektierende Filmschicht 12 soll das Laserlicht reflektieren,
das durch die Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht 14 dringt,
so dass es zu einer Interferenz zwischen dem derart reflektierten
Laserlicht und dem Laserlicht kommt, das von einer Oberseite der
Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht 14 reflektiert wird,
und für
die reflektierende Filmschicht 12 wird ein einziges Metallmaterial
mit einem höheren
Reflektionsvermögen
gewählt,
z. B. Al, Au, Ag, Cu, Cr, und eine Legierung mit mehreren dieser
Metalle und ein Gemisch aus selbigen.
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Die
Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht 14 besteht
aus einem Material mit einem Reflektionsvermögen, das durch eine Phasenänderung
verändert
wird, die reversibel durch die Bestrahlung mit Laserlicht hervorgerufen
wird, und konkret wird eine Legierung verwendet, die hauptsächlich Te
enthält,
wie beispielsweise Sb-Te, Ge-Sb-Te, Ag-In-Sb-Te und Ge-In-Sb-Te. Optische Aufzeichnungsmedien
mit Phasenänderungs-Aufzeichnungsschichten,
die aus derartigen Pe-Legierungen hergestellt sind, weisen eine
höhere
Kristallisierungsgeschwindigkeit und folglich eine kürzere Löschzeit
auf, wodurch ein schnelles Überschreiben
aufgrund eines einzelnen kreisförmigen
Strahls ermöglicht
wird, indem einfach die Strahlungskraft des Laserlichtes moduliert
wird. Der Zustand der Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht
kurz nach der Ausbildung der dünnen
Schicht ist amorph bzw. ein Nichtkristallphasenzustand. Folglich
wird eine Initialisierungsbehandlung ausgeführt, mit der die gesamte Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht
in eine Kristallphase überführt wird, wodurch
ein aufgezeichneter Bereich entsteht, nachdem Informationen auf
der Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht
aufgezeichnet wurden. Das Aufzeichnen erfolgt durch Ausbilden eines
Abschnitts mit amorpher Phase innerhalb eines kristallisierten Zustands.
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Die
erste dielektrische Schicht 15 und die zweite dielektrische
Schicht 13 sind auf beiden Seiten der Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht 14 angeordnet,
so dass sie Folgendes aufweisen: eine Schutzfunktion, mit der eine Änderung
der optischen Eigenschaften der Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht 14 infolge
einer chemischen Veränderung,
z. B. Oxidation, vermieden wird; und eine optische Einstellfunktion
zum Einstellen des Reflektionsvermögens des aufgezeichneten Abschnitts
und gelöschter
Abschnitte in der Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht 14 mit
Hilfe der Schichtdicke, des Brechungsindexes und der optischen Absorptionsfähigkeit
dieser dielektrischen Schichten. Für diese dielektrischen Schichten
werden Materialien mit ausgezeichneten Hafteigenschaften an der
Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht 14 und
an der reflektierenden Filmschicht 12 und mit einer langen
Haltbarkeit verwendet, bei denen es selbst bei langfristiger Lagerung
zu keiner Rissbildung kommt. Herkömmlicherweise wurden dafür Gemi sche
aus ZnS und SiO2 eingesetzt, da sie eine
geringere Schichtspannung und ausgezeichnete Hafteigenschaften an
angrenzende Schichten aufweisen.
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Bei
dem vorgenannten konventionellen Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium,
das den Schichtaufbau wie in 4 hat, führt das
häufige Überschreiben
zu einer Diffusion von Atomen in der ersten dielektrischen Schicht 15 und
der zweiten dielektrischen Schicht 13 in die Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht 14 hinein,
wodurch die Zusammensetzung der Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht 14 verändert wird
und das Auftreten von Schwankungen, z. B. der Aufzeichnungseigenschaften
und der Löscheigenschaften,
aufgrund von wiederholtem Überschreiben
möglich
wird.
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Um
eine derartigen Verschlechterung der Eigenschaften infolge wiederholten Überschreibens
zu vermeiden, wurde ein Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium
vorgeschlagen, welches über
Antidiffusionsschichten verfügt
(siehe z. B. JP-A-10-275360 [275360/1998) und JP-A-11-115315 [115315/1999)).
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Das
Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium
mit derartigen Antidiffusionsschichten ist so aufgebaut, dass diese
Antidiffusionsschichten, die beispielsweise aus Siliziumoxid, Aluminiumnitrid
oder Germaniumnitrid hergestellt sind, so zwischen der Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht 14 und
der ersten dielektrischen Schicht 15 und zwischen der Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht 14 und
der zweiten dielektrischen Schicht 13 angeordnet sind,
dass die Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht 14 zwischen
diesen liegt, um Folgendes zu vermeiden: eine gegenseitige Diffusion
der Atome der ersten dielektrischen Schicht 15 und der zweiten
dielektrischen Schicht 13 und der Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht 14 und
eine zeitliche Änderung
der Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht.
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JP-A-10-326434
[326434/1998)) hat ein Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium
auf Basis einer dicken Schicht offen gelegt, welches über eine
sehr harte Schicht verfügt,
die eine ausreichend große
Schichtdicke und eine Härte
aufweist, die größer ist
als die der ersten dielektrischen Schicht 15, damit sie
mit der Seite der ersten dielektrischen Schicht 15, auf
die das Laserlicht auftrifft, in Kontakt kommen kann und somit die
mechanische Festigkeit des Mediums vergrößert und die Qualitätsabnahme
in dem Abschnitt, in dem das Schreiben beginnt, und in dem Abschnitt
jedes Sektors, in dem das Schreiben endet, beim wiederholten Überschreiben
verringert wird.
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In
jüngster
Zeit sind Forderungen nach höheren
Aufzeichnungsdichten in optischen Aufzeichnungsmedien immer lauter
geworden, und auch die Durchmesser der Laserlichtstrahlen sollen
wunschgemäß für die höheren Aufzeichnungsdichten
verkleinert werden. Eine Möglichkeit,
dies zu erreichen, besteht in kürzeren Wellenlängen des
Laserlichts.
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Konkret
hängt beim
Fokussieren eines Laserstrahls mittels einer optischen Linse der
Mindeststrahlendurchmesser von der Wellenlänge des Lasers ab, so dass
die kürzere
Wellenlänge
es ermöglicht,
den Strahlendurchmesser weiter zu verringern. Dies bedeutet, dass
die Aufzeichnungsdichten optischer Aufzeichnungsmedien umgekehrt
proportional zu den Wellenlängen
des Lasers vergrößert werden
können,
weshalb derzeit versucht wird, Lichtquellen von den gegenwärtig verwendeten
Laserstrahlen im roten Farbbereich auf jene im violetten Bereich
umzustellen, die Wellenlängen
nahe 400 nm haben. Bei dem vorgenannten konventionellen Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium
wird nach dem Aufzeichnen Laserlicht mit hoher Energiedichte lokal
auf die Aufzeichnungsschicht aufgestrahlt, wodurch erhebliche mechanische
Verformungen in der Aufzeichnungsschicht erzeugt werden. Durch das
häufige Überschreiben
kommt es deshalb zu einem wiederholten Schmelzen und Verfestigen
der Aufzeichnungsschicht, wodurch ohne weiteres eine Strömung der
geschmolzenen Aufzeichnungsschicht hervorgerufen wird und es folglich
zu Problemen dahingehend kommt, dass sich die Jitter-Eigenschaften
verschlechtern, die Amplituden der wiedergegebenen Signale abnehmen und
eine angemessene Anzahl von Überschreiboperationen
nicht ausreichend gewährleistet
ist.
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Speziell
bei dem Mark-Edge-Recording tendiert die Aufzeichnungsschicht dazu,
aufgrund der Aufzeichnung und Löschung
leichter zu fließen
als bei dem Pit-Position-Recording,
das zu stärkeren
Verformungen in den Randabschnitten der Aufzeichnungsmarkierungen
führt.
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Als
Grund dafür
kann angesehen werden, dass jene Elemente bzw. Bestandteile, die
die Aufzeichnungsschicht bilden, aufgrund von Überhitzung durch Bestrahlung
mit Laserlicht hoher Energiedichte in Form von Satzmarken (record
marks) getrennt werden und dass die Aufzeichnungsschicht auf hohe
Temperaturen gebracht wird, die den Schmelzpunkt der Aufzeichnungsschicht überschreiten,
wodurch sich die erste dielektrische Schicht und die zweite dielektrische
Schicht, die sich mit der Aufzeichnungsschicht in Kontakt befinden, thermisch
ausdehnen und folglich die mechanische Festigkeit des Mediums beeinträchtigen,
so dass diese dielektrischen Schichten zu der Aufzeichnungsschicht
hin gebogen werden und die geschmolzene Aufzeichnungsschicht an
jene Stellen mit niedrigerer Temperatur und in Richtung der Aufzeichnungsspur
herausdrücken,
was zu einer geringeren Menge an Material der Aufzeichnungsschicht
in der Aufzeichnungsregion führt.
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Weiterhin
verschlechtert sich durch Veränderung
der Schichtdicke der Aufzeichnungsschicht und durch die physische
Verformung der ersten dielektrischen Schicht, der zwei ten dielektrischen
Schicht und der Substrate infolge der Wärmeausdehnung die Stabilität der Spurhaltung
auf problematische Art und Weise.
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Mittlerweile
ist bei dem vorgenannten Phasenänderungs-Aufzeichnungsmedium
mit den Antidiffusionsschichten die thermische Leitfähigkeit
der Antidiffusionsschichten, z. B. Siliziumoxid, Aluminiumnitrid
oder Germaniumnitrid, größer als
die der ersten dielektrischen Schicht und der zweiten dielektrischen
Schicht des Mediums. Dadurch entsteht ein Problem dahingehend, dass
sich die Wärmeleitungseigenschaft
von der Aufzeichnungsschicht zu den benachbarten Schichten hin stark ändert, d.
h. dass die Wärme
an der Aufzeichnungsschicht infolge der Bestrahlung mit Laserlicht
dazu neigt, durch die Antidiffusionsschichten hindurch zu entweichen
und dadurch die Temperatur der durch die Bestrahlung mit Laserlicht
aufgeheizten Aufzeichnungsschicht zu stark und zu schnell zu senken,
so dass nach dem Aufzeichnen die Satzmarken innerhalb der Aufzeichnungsregion
nicht korrekt ausgebildet werden und sich als Folge davon die Jitter-Eigenschaften
verschlechtern.
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Wenn
nach der Herstellung der optischen Aufzeichnungsmedien harte Schichten
ausgebildet werden, die eine größere Härte und
eine größere Dicke
aufweisen, ist darüber
hinaus die Geschwindigkeit der Schichtenbildung meist gering, so
dass die Herstellung dickerer Schichten länger dauert und sich die Produktivität verschlechtert.
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Daher
besteht eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein
optisches Aufzeichnungsmedium zu schaffen, das bei Anwendung auf
höhere
Aufzeichnungsdichten die mechanische Festigkeit des Mediums in ausreichendem
Maße aufrechterhält und dadurch
mechanische Verformungen der Aufzeichnungsschicht infolge von Wärme selbst
bei wiederholtem Aufzeichnen vermeidet, und wobei das Medium insbesondere
eine sehr gute Stabilität
der Satzmarken und eine ausgezeichnete Beständigkeit bei wiederholtem Aufzeichnen
mittels Mark-Edge-Recording aufweist.
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EP-A-0849729,
die für
die zweifache Formabgrenzung verwendet wird, legt ein optisches
Aufzeichnungsmedium mit einer Aufzeichnungsschicht und einem Substrat
offen, welches eine Härteverbessungssschicht
aufweist.
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Um
diese Aufgabe zu erfüllen,
schafft die vorliegende Erfindung ein optisches Aufzeichnungsmedium, das
eine Aufzeichnungsschicht und ein Substrat enthält, bei dem die Aufzeichnungsschicht
mit Licht bestrahlt wird, um eine Phasenänderung der Aufzeichnungsschicht
zwischen einer amorphen Phasen und einer Kristallphase durchzuführen und
so Infomtationen auf die Aufzeichnungsschicht zu schreiben bzw.
von ihr zu löschen
und damit das Überschreiben
der Informationen über
die Änderung
optischer Eigenschaften durch die Phasenänderung zu ermöglichen,
wobei
das optische Aufzeichnungsmedium des Weiteren wenigstens eine Härteverbesserungsschicht
und eine erste dielektrische Schicht so umfasst, dass die Härteverbesserungsschicht,
die erste dielektrische Schicht und die Aufzeichnungsschicht in
dieser Reihenfolge auf dem Substrat laminiert sind;
wobei die
Härteverbesserungsschicht
eine Härte
hat, die größer ist
als die der ersten dielektrischen Schicht; und
wobei die Härteverbesserungsschicht
eine Schichtdicke Th hat, die einen Wert aufweist, der entsprechend
einer Schichtdicke T1 der ersten dielektrischen Schicht eingestellt
ist, so dass die Schichtdicke Th und die Schichtdicke T1 eine Beziehung
von 0,4 < Th/T1
haben, dadurch gekennzeichnet, dass
die Schichtdicke Th der
Härteverbesserungsschicht
im Bereich zwischen 1 nm und 10 nm liegt.
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Die
Schichtdicke Th kann im Bereich von 1 nm und 5 nm liegen.
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Somit
wird es erfindungsgemäß möglich, das
gesamte Medium ausreichend zu verstärken und dadurch eine Verbesserung
der mechanischen Festigkeit des Mediums zu erreichen, indem die
Härteverbesserungsschicht 7 mit
einer Härte,
die größer ist
als die der ersten dielektrischen Schicht 5, geschaffen
wird und die Substanz, die die Härteverbesserungsschicht 7 bildet,
wie in 1 abgebildet, entsprechend gewählt wird. Insbesondere dann,
wenn die Bestrahlung mit Laserstrahlen erfolgt, die höhere Energie
bei kürzeren
Wellenlängen
haben, was höheren
Aufzeichnungsdichten entspricht, um die Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht 4 auf
höhere
Temperaturen zu bringen, werden die ansonsten erheblichen mechanischen
Verformungen der Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht 4 infolge
von Hitze mit Hilfe der Härteverbesserungsschicht 7 vermieden,
wodurch es möglich
wird, den Fluss der Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht 4 und
die Verformung der Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht 4 insgesamt,
die ansonsten anschließend
hervorgerufen worden wäre,
zu umgehen.
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Konkret
wird es möglich,
die Satzmarken beim Mark-Edge-Recording zu stabilisieren und so
Wiedergabesignale zu erhalten, die den aufgezeichneten Signalen
entsprechen, und eine angemessene Anzahl von Überschreibvorgängen sicherzustellen.
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Weiterhin
wird die Härteverbesserungsschicht 7 ohne
Kontakt mit der Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht 4 laminiert,
so dass die Wärmeleitungseigenschaft
der Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht 4 zu
keinem Zeitpunkt verändert
wird, d. h. die thermische Leitfähigkeit
der Schicht, die an die Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht 4 angrenzt,
wird nie verändert,
wodurch eine stabile Aufzeichnungsempfindlichkeit erreicht wird.
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Wenn
die Schichtdicke Th der Härteverbesserungsschicht 7 und
die Schichtdicke T1 der ersten dielektrischen Schicht 5 ein
Verhältnis
von Th/T1 < 0,4
haben, wird die Schichtdicke Th der Härteverbesserungsschicht 7 im
Vergleich zu der Schichtdicke T1 der ersten dielektrischen Schicht 5 gering,
wodurch die Effekte der Härteverbesserungsschicht 7 hinsichtlich
der Verbesserung der mechanischen Festigkeit des Mediums und hinsichtlich
der Vermeidung mechanischer Verformungen der Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht 4 infolge
von Wärme
beschränkt
werden. Wenn nun die Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht 4 beim
Aufzeichnen durch die Bestrahlung mit Laserlicht hoher Energiedichte
auf hohe Temperaturen gebracht wird, beginnt die Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht 4 zu
fließen,
wodurch eine Verformung der gesamten Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht 4 verursacht
wird und die Stabilität
der Satzmarken und der Spurhaltung abnimmt.
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Folglich
ist es wünschenswert,
dass die Schichtdicke Th der Härteverbesserungsschicht 7 und
die Schichtdicke T1 der ersten dielektrischen Schicht 5 ein
Verhältnis
von 0,4 < Th/T1
aufweisen, so dass die Schichtdicken der Härteverbesserungsschicht 7 und
der ersten dielektrischen Schicht 5 dünn ausgebildet werden können, sofern
das Verhältnis
der Schichtdicken eingehalten wird. Dadurch wird es möglich, die
mechanischen Verformungen zu verringern, die ansonsten innerhalb
der Härteverbesserungsschicht
erzeugt werden, während
gleichzeitig die mechanische Festigkeit des Mediums aufrechterhalten
und die mechanischen Verformungen der Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht 4 infolge
von Wärme
vermieden werden und als Folge davon das Auftreten von einer Ablösung und
feinen Rissen an den Übergängen zwischen
benachbarten Schichten vermieden wird und die Beständigkeit
gegenüber
wiederholtem Überschreiben
verbessert wird.
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Darüber hinaus
können
die Härteverbesserungsschicht 7 und
die erste dielektrische Schicht 5 dünner aufgebracht werden, um
die Zeit der Schichtausbildung nach der Herstellung zu verringern
und dadurch die Produktivität
zu verbessern.
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Wenn
die Schichtdicke Th der der Härteverbesserungsschicht 7 unter
15 nm liegt, werden die Jitter-Eigenschaften ausgezeichnet.
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Bei
der vorliegenden Erfindung ist es wünschenswert, dass die Schichtdicke
der Härteverbesserungsschicht
im Bereich von 1 nm und 10 nm liegt. Auf diese Art und Weise kann
erfindungsgemäß selbst
bei einer Schichtdicke der Härteverbesserungsschicht 7 in
der Größenordnung
von 1 nm bis 10 nm die mechanische Festigkeit des Mediums soweit
aufrechterhalten werden, dass eine Vermeidung mechanischer Verformungen der
Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht 4 als
Folge von Wärmeeinwirkung
vermieden wird. Dennoch gestattet es die Festlegung der Schichtdicke
der Härteverbesserungsschicht 7 in
der vorgenannten Art und Weise, die Schichtdicke der ersten dielektrischen
Schicht 5 solange ohne Beschränkung einzustellen, wie die
Bedingung 0,4 < Th/T1
erfüllt
ist, so dass die erste dielektrische Schicht 5 eine geforderte
Abmessung aufweisen kann und das optische Aufzeichnungsmedium in
der Konstruktion entsprechend dem Verwendungszweck und den geforderten
Leistungsparametern optimiert wird.
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Weiterhin
verhindert das Ausbilden der dünnen
Schicht mit höherer
Härte das
Auftreten größerer Spannungen
innerhalb der Schicht, wodurch das Ablösen und feine Risse an Übergängen zwischen
benachbarten Schichten vermieden werden. Die Jitter-Eigenschaften
sind besonders gut innerhalb eines Bereiches, in dem die Schichtdicke
der Härteverbesserungsschicht 7 gering
ist.
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Bei
der vorliegenden Erfindung ist es wünschenswert, wenn die Härteverbesserungsschicht
eine Vickers-Härte
von 4.000 N/mm2 oder mehr beträgt bzw.
eine Knoop-Härte
von 4.000 N/mm2 oder mehr beträgt.
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Auf
diese Art und Weise kann erfindungsgemäß die mechanische Festigkeit
des Mediums selbst bei einer dünnen
Härteverbesserungsschicht 7 verbessert
werden, wenn im Hinblick auf die mechanische Festigkeit des Mediums
und die Vickers-Härte
der ersten dielektrischen Schicht 5 die Vickers-Härte der
Härteverbesserungsschicht 7 bei
4.000 N/mm2 oder mehr liegt, wodurch es
möglich
wird, das Fließen
der Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht 4 einzuschränken und
eine angemessene Anzahl von Überschreibvorgängen zu gewährleisten.
Das Material für
eine solche Härteverbesserungsschicht 7 ist
u. a. eine Metallverbindung, z. B. ein Metallnitrid, ein Metalloxid,
ein Metallcarbid, ein Metallsulfid, ein Metallselenid und ein Gemisch
aus diesen.
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1 ist
die Ansicht einer Schichtstruktur eines erfindungsgemäßen optischen
Aufzeichnungsmediums;
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2 ist
eine Ansicht einer Schichtstruktur eines optischen Aufzeichnungsmediums
nach einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform:
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3 ist
eine Ansicht einer Schichtstruktur eines optischen Aufzeichnungsmediums
nach einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
und
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4 ist
eine Ansicht einer Schichtstruktur eines konventionellen optischen
Aufzeichnungsmediums.
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Anschließend werden
die erfindungsgemäßen Ausführungsformen
anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
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Erste Ausführungsform
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Wie
aus 2 hervorgeht, enthält der Schichtaufbau in dem
optischen Aufzeichnungsmedium der Erfindung ein Substrat 6 mit
einer Lichteinfallseite und ein Substrat 1 mit einer Licht
reflektierenden Seite, die als Basis des Mediums zusammenwirken,
und weiterhin zwischen diesen Substraten jene Schichten, die durch Sputtern
ausgebildet werden, so dass eine Laminatstruktur entsteht, wobei
die Schichten umfassen: eine Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht 4,
bei der durch Bestrahlung mit Laserlicht eine Phasenänderung
zwischen einer amorphen Phase und einer Kristallphase herbeigeführt wird;
eine erste dielektrische Schicht 5 und eine zweite dielektrische
Schicht 3, die jeweils eine Schutzfunktion und eine optische
Einstellfunktion für
die Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht 4 aufweisen;
eine reflektierende Filmschicht 2 zum Reflektieren des Laserlichtes,
das die Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht 4 durchdringt;
eine Härteverbesserungsschicht 7 zum
Verbessern der mechanischen Festigkeit des Mediums und gegebenenfalls
eine Schutzschicht 8, die die Funktion hat, eine Änderung
der optischen Eigenschaften infolge der Hinzufügung der Härteverbesserungsschicht 7 zu
kompensieren.
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Als
Substrat 1 mit Licht reflektierender Seite wird ein homogenes
Material verwendet, welches im sichtbaren Lichtbereich im Allgemeinen
transparent und Wasser absorbierend ist und Feuchtigkeit anzieht.
Meist wird dieses Substrat 1 mit Licht reflektierender
Seite durch Spritzgießen
hergestellt, indem eine Form verwendet wird, auch als Matrize bezeichnet,
in die mittels Laser eine Spurführungsnut
mit einer Präzision
im Bereich unter einem Mikrometer geschnitten wird. Hierbei ist
es möglich,
jene Materialien mit den vorgenannten Eigenschaften einzusetzen.
Z. B. ist es möglich,
ein Substrat aus Glas und ein Kunststoffharz, z. B. Polycarbonat, zu
verwenden. Durch Sputtern werden nacheinander auf dieses Substrat
die folgenden Schichten aufgebracht.
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Die
reflektierende Filmschicht 2 kann den Signalkontrast verbessern,
da sie ein höheres
Reflektionsvermögen
hat und folglich die Menge reflektierten Lichts erhöhen kann.
Zudem dient die reflektierende Filmschicht 2 als Wärmestreuschicht,
die am besten aus einem Material mit größerer thermischer Leitfähigkeit
besteht. Konkret kann als Material mit einer Wärmebeständigkeit gegenüber der
Bestrahlung mit Laserlicht ein Einkomponenten-Metallmaterial verwendet
werden, z. B. Al, Au, Ag, Cu, Cr, und eine Legierung mit mehreren dieser
Metalle sowie ein Gemisch aus ihnen.
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Die
erste dielektrische Schicht 5 und die zweite dielektrische
Schicht 3 sind so ausgebildet, dass sie zwischen sich die
Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht 4 aufnehmen
und in Kontakt mit ihr kommen, wodurch eine Veränderung der optischen Eigenschaften der
Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht 4 infolge ihrer
chemischen Veränderung,
z. B. Oxidation, vermieden wird, und diese dielektrischen Schichten
müssen aus
einem Material mit Haftung an der Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht 4 und
mit höherer
Stabilität gegenüber Wärme infolge
des Schmelzens der Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht 4 beim
Aufzeichnen bestehen. Zum Beispiel ist es möglich, Metallverbindungen einzusetzen,
wie beispielsweise: einen dünnen Film
aus ZnS; ein Metalloxid, beispielsweise SiO2;
ein Metallnitrid, ein Metallsulfid, ein Metallselenid und Gemische
aus diesen. Ausgehend von einem später beschriebenen experimentellen
Ergebnis (Tabelle 3), liegt hierbei die Schichtdicke der ersten
dielektrischen Schicht 5 vorzugsweise im Bereich von 1
nm bis 5 nm, um einen ausreichenden Effekt hinsichtlich der Verbesserung
der mechanischen Festigkeit durch die Härteverbesserungsschicht 7 zu
erzielen. Durch Bestrahlung mit Laserlicht wird die Phase der Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht 4 zwischen
einer amorphen und einer Kristallphase geändert, wodurch es möglich wird,
Informationen aus der Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht 4 auszulesen,
da die Kristallphase einen komplexen Brechungsindex aufweist, der
sich von jenem der amorphen Phase unterscheidet, so dass das Reflexionsvermögen bzw.
die Phase des Mediums verändert
wird. Die erfindungsgemäße Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht 4 kann
umfassen: Sb-Te, Ge-Sb-Te, Ag-In-Sb-Te und Ge-In-Sb-Te, ist jedoch
nicht darauf begrenzt. Von diesen haben jene mit Ge, In, Sb und
Te als Hauptbestandteile eine höhere
Kristallisationsgeschwindigkeit, eine kürzere Löschzeit und über sehr
viele Male hinweg bessere Aufzeichnungseigenschaften.
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Die
Härteverbesserungsschicht 7 sollte
härter
sein als die erste dielektrische Schicht 5, so dass die mechanische
Festigkeit des Mediums verbessert wird und dadurch Folgendes vermieden
wird: das ansonsten thermisch verursachte Fließen der Aufzeichnungsschicht
einhergehend mit der höheren
Temperatur, die durch die Bestrahlung mit einem Strahl höherer Energie,
z. B. Laserlicht, beim Aufzeichnen hervorgerufen wird; und die Verformung
der Aufzeichnungsschicht insgesamt, die ansonsten danach entsteht.
Hierbei beträgt
die Vickers-Härte
bzw. Knoop-Härte
der Härteverbesserungsschicht 7 vorzugsweise
4.000 N/mm2 oder mehr, wobei die Vickers-Härte bzw.
die Knoop-Härte
von ZnS-SiO2 besonders häufig für die erste dielektrische Schicht 5 genutzt
wird. Es ist möglich,
Metallverbindungen einzusetzen, beispielsweise Metallnitride, Metalloxide,
Metallsulfide und Metallselenide, wie in Tabelle 1 angegeben, und
Gemische aus ihnen. Soweit die mechanische Festigkeit des Mediums
aufrechterhalten bleibt, wird die Härteverbesserungsschicht 7 weiterhin
mit einer Schichtdicke von vorzugsweise 1 nm bis 10 nm ausgebildet,
da ausgehend von dem später
beschriebenen Ergebnis des Experiments (Tabelle 3) an den Übergängen zwischen
den benachbarten Schichten sogar nach häufigem Überschreiben keinerlei Ablösung oder
feine Risse entstehen. Weiterhin wird bevorzugt, dass die Schichtdicke
Th der Härteverbesserungsschicht 7 und
die Schichtdicke T1 der ersten dielektrischen Schicht 5 ein
Verhältnis
von 0,4 < Th/T1
aufweisen.
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Die
Schutzschicht 8 soll gegebenenfalls eine Änderung
der optischen Eigenschaften infolge des Hinzufügens der Härteverbesserungsschicht 7 kompensieren
und gleichzeitig die Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht 4 vor
mechanischen Schäden
von außen
schützen,
während
als Nebeneffekt die thermischen Schäden an dem Substrat 6 mit
Lichteinfallseite verringert werden. Für die Schutzschicht 8 eignet
sich ein Material mit höherem
Haftungsvermögen
an dem Substrat 6 mit der Lichteinfallseite. Im Hinblick
auf dieses Material gibt es keine speziellen Beschränkungen.
Es kann dasselbe Material sein wie bei der ersten dielektrischen
Schicht 5 oder der zweiten dielektrischen Schicht 3.
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Für das Substrat 6 mit
Lichteinfallseite kann genau wie für das Substrat 1 mit
der Licht reflektierenden Seite ein homogenes Material mit Wasseraufnahme-
und Feuchtigkeitsanziehungsvermögen
verwenden werden. Hierbei wird als Material eine dünne Platte 6B aus
Glas oder aus Kunststoffharz, z. B. Polycarbonat, verwendet und
mittels Klebstoff 6A an die Oberseite der Schutzschicht 8 angeklebt.
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Bei
der vorgenannten ersten Ausführungsform
können
die folgenden Effekte erzielt werden:
- (1) Durch
Schaffung der Härteverbesserungsschicht 7 mit
größerer Härte als
die erste dielektrische Schicht 5 und durch die geeignete
Auswahl der Substanz, die die Härteverbesserungsschicht 7 bildet,
ist es möglich,
das optische Aufzeichnungsmedium insge samt zu verstärken und
dadurch dessen mechanische Festigkeit sogar dann zu verbessern,
wenn die Härteverbesserungsschicht 7 eine
geringere Schichtdicke aufweist. Besonders dann, wenn die Bestrahlung
mit Strahlen größerer Energie
und kürzerer
Wellenlänge
erfolgt, was höheren
Aufzeichnungsdichten entspricht, und dadurch die Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht 4 auf
höhere
Temperaturen gebracht wird, werden die ansonsten erheblichen mechanischen
Spannungen der Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht 4 infolge
der Hitze durch die Härteverbesserungsschicht 7 vermieden
und demzufolge der Fluss der Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht 4 und
die ansonsten anschließend
auftretende Verformung der gesamten Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht 4 verhindert,
wodurch die Beständigkeit
gegenüber
wiederholtem Überschreiben
verbessert wird.
- (2) Die Einführung
der Härteverbesserungsschicht 7 ermöglicht die
Verbesserung der mechanischen Festigkeit des Mediums, wodurch beispielhaft
Folgendes vermieden wird: eine Änderung
der Schichtdicke der Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht 4 aufgrund
der Bestrahlung mit Laserlicht hoher Energiedichte und physische
Verformungen der ersten dielektrischen Schicht 5 und der
zweiten dielektrischen Schicht 3 aufgrund thermischer Ausdehnung.
Dies bewirkt eine Stabilisierung der Spurführung und ermöglicht dadurch
das Vermeiden von: thermischem Übersprechen,
wobei Informationen von aufgezeichneten Abschnitten in einer amorphen
Phase beim Aufzeichnen/Löschen
in den benachbarten Spuren gelöscht
werden; und das Auftreten von Nebensprechen, wobei bei der Wiedergabe
Signale aus benachbarten Spuren wiedergegeben werden.
- (3) Die Härteverbesserungsschicht 7 wird über die
erste dielektrische Schicht 5 laminiert, ohne die Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht 4 zu
berühren,
so dass die Wärmeleitungseigenschaft
der Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht 4 zu
keinem Zeitpunkt durch die Härteverbesserungsschicht 7 verändert wird,
d. h. die Wärme
von der Bestrahlung mit Laserlicht kann innerhalb der Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht 4 angemessen
diffundieren, wodurch eine stabile Aufzeichnungsempfindlichkeit
erreicht wird.
- (4) Selbst bei einer Schichtdicke der Härteverbesserungsschicht 7 in
der Größenordnung
von 1 nm bis 10 nm kann die mechanische Festigkeit des optischen
Aufzeichnungsmediums soweit aufrechterhalten werden, dass mechanische
Verformungen der Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht 4 aufgrund
von Wärme
vermieden werden können.
Weiterhin wird die Härteverbesserungsschicht 7 in
einem Bereich mit geringer Schichtdicke ausgebildet, um ansonsten
innerhalb der Schicht der Härteverbesserungsschicht 7 erzeugte
Spannungen zu verringern, wodurch sich Ablöseerscheinungen und feine Ris sen
an den Übergängen zwischen
benachbarten Schichten vermeiden lassen und dadurch die Beständigkeit
gegenüber
wiederholtem Aufzeichnen verbessert wird.
- (5) Selbst wenn die Schichtdicke der ersten dielektrischen Schicht 5 in
der Größenordnung
von 1 nm bis 5 nm liegt, werden die Schutzfunktion und die optische
Einstellfunktion der ersten dielektrischen Schicht 5 für die Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht 4 gewährleistet,
so dass die Aufzeichnungs-/Wiedergabeeigenschaften zu keinem Zeitpunkt
schlechter werden. Darüber
hinaus kann durch Ausbilden der ersten dielektrischen Schicht 5 in
einem solch dünnen
bzw. schmalen Bereich der Effekt unterstützt werden, den die Härteverbesserungsschicht 7 mit
sich bringen soll, durch den der ansonsten thermisch verursachte
Fluss der Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht 4 eingeschränkt wird,
der mit der höheren
Temperatur der Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht 4 infolge
der Bestrahlung mit Laserlicht höherer
Energiedichte einhergeht.
- (6) Die Schichtdicke der Härteverbesserungsschicht 7 und
der ersten dielektrischen Schicht 5 ist ausreichend dünn und liegt
im Hinblick auf die Schichtdicke T1 der Härteverbesserungsschicht 7 und
die Schichtdicke Th der ersten dielektrischen Schicht 5 im Bereich
von 0,4 < Th/T1,
so dass die Zeit für
die Ausbildung der Schicht nach der Herstellung des optischen Aufzeichnungsmediums
verkürzt
wird und die Produktivität verbessert
wird.
- (7) Sofern die Härte
der Härteverbesserungsschicht 7 größer ist
als die der ersten dielektrischen Schicht 5 und die Vickers-Härte bzw.
Knoop-Häre
der Härteverbesserungsschicht 7 bei
4.000 N/mm2 oder mehr liegt, wird es möglich, selbst
durch die verringerte Schichtdicke der Härteverbesserungsschicht 7 den
thermisch verursachten Fluss der Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht 4 infolge
der Bestrahlung mit Laserlicht einzuschränken und die Beständigkeit
gegenüber
wiederholtem Aufzeichnen zu verbessern. Als Material für sie können verschiedene
aus Tabelle 1 dienen, wodurch sich die Konstruktion optischer Aufzeichnungsmedien
optimieren lässt.
-
Zweite Ausführungsform
-
Bei
der nachfolgenden Beschreibung werden die gleichen Bezugsziffern
wie bei der ersten Ausführungsform
verwendet, um identische Strukturen und identische Elemente zu kennzeichnen,
auf deren detaillierte Beschreibung hier jedoch verzichtet wird
bzw. die vereinfacht wird.
-
Das
optische Aufzeichnungsmedium aus der ersten Ausführungsform enthielt das Substrat 1 mit
der Licht reflektierenden Seite, die reflektierende Filmschicht 2,
die zweite dielektrische Schicht 3, die Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht 4,
die erste dielektri sche Schicht 5, die Härteverbesserungsschicht 7 und
die Schutzschicht 8, welche nacheinander auf das Substrat 1 mit
der Licht reflektierenden Seite aufgesputtert wurden, weiterhin
ist auf der Schutzschicht das Substrat 6 mit der Lichteinfallseite
ausgebildet.
-
Das
optische Aufzeichnungsmedium der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich
von der ersten Ausführungsform
dadurch, dass das optische Aufzeichnungsmedium eine dritte dielektrische
Schicht 9 enthält, die
zwischen der reflektierenden Filmschicht 2 und der zweiten
dielektrischen Schicht 3 angeordnet ist.
-
Konkret
wird die dritte dielektrische Schicht 9 geschaffen, indem
eine Schicht mit einer thermischen Leitfähigkeit laminiert wird, die
sich von der zweiten dielektrischen Schicht 3 unterscheidet,
um so die Kühleigenschaften
gegenüber
der an der Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht 4 anliegende
Hitze zu verbessern und dadurch thermisches Übersprechen zu vermeiden, bei
dem die Hitze beim Aufzeichnen/Löschen
auf die angrenzenden Spuren diffundiert und dadurch Informationen
in aufgezeichneten Abschnitten in einer amorphen Phase löscht. Als
Materialien für
die dritte dielektrische Schicht können Metallverbindungen verwendet werden,
z. B. Metalloxide, Metallnitride, Metallkarbide, Metallsulfide,
Metallselenide und Gemische aus ihnen, und zwar in einer Zusammensetzung,
die sich von der zweiten dielektrischen Schicht 3 unterscheidet.
-
Gemäß der zweiten
Ausführungsform
können
die folgenden Effekte zusätzlich
zu jenen, die als Effekt (1) bis (7) gekennzeichnet waren, erreicht
werden.
- (8) Durch Einführen der dritten dielektrischen
Schicht 9, die die Funktion hat, die Kühleigenschaften der Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht 4 einzustellen,
und die eine andere thermische Leitfähigkeit hat, lässt sich
thermisches Übersprechen
vermeiden, bei dem während
des Aufzeichnens/Löschens
Informationen aus aufgezeichneten Abschnitten in einer amorphen
Phase in den benachbarten Spuren gelöscht werden.
- (9) Falls die reflektierende Filmschicht 2 und die
zweite dielektrische Schicht 3 aus Materialien bestehen, die
ineinander diffundieren können,
lässt sich
mit Hilfe der dritten dielektrischen Schicht 9 die Wirkung
einer Sperrschicht erzielen und somit die Aufbewahrungsstabilität des Aufzeichnungsmediums
verbessern.
- (10) Wenn die dritte dielektrische Schicht 9 genauso
aufgebaut ist wie die Härteverbesserungsschicht 7, wird
zwischen diesen Schichten die Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht 4 angeordnet,
wodurch es möglich
wird, den ansonsten thermisch verursachten Fluss der Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht 4 aufgrund
der Bestrahlung mit Laserlicht hoher Energiedichte weiter einzuschränken und
die Verformung der Aufzeichnungsschicht insgesamt zu vermeiden,
die ansonsten anschließend
verursacht worden wäre.
-
Nachstehend
werden anhand konkreter Ausführungsformen
die erfindungsgemäßen Effekte
beschrieben.
-
Beispiel 1
-
In
diesem Beispiel 1 wurde ein optisches Aufzeichnungsmedium auf der
Basis der ersten Ausführungsform
wie folgt geschaffen, um die Jitter-Eigenschaft durch häufiges Überschreiben
zu beurteilen.
-
Konkret
wurde, wie in Tabelle 2a abgebildet, eine reflektierende Filmschicht 2 mit
einer Schichtdicke von 100 nm hergestellt, indem eine Ag-Pd-Cu-Legierung
auf das Substrat 1 mit Licht reflektierender Seite aus einem
Polycarbonatharz mit einer Dicke von 1,1 mm, einem Durchmesser von
12 cm und einer Spiralnut in einem Teilungsabstand von 0,315 μm aufgesputtert
wurde. Anschließend
wurde ZnS-SiO2 aufgetragen, um die zweite
dielektrische Schicht 3 mit einer Schichtdicke von 6 nm
zu bilden. Als Nächstes
wurde eine quarternäre Legierung
aus Ge-In-Sb-Te aufgedampft, um dadurch die Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht 4 mit
einer Schichtdicke von 16 nm zu erhalten. Weiterhin wurde genau
wie bei der zweiten dielektrischen Schicht 3 ZnS-SiO2 aufgedampft, um die erste dielektrische
Schicht 5 mit einer Schichtdicke von 5 nm auszubilden.
Darüber
hinaus wurde AlN als Härteverbesserungsschicht 7 mit
einer Schichtdicke von 5 nm aufgebracht, gefolgt von der Auftragung
von ZnS-SiO2 wie bei der ersten dielektrischen
Schicht 5 und der zweiten dielektrischen Schicht 3,
wodurch die Schutzschicht 8 mit einer Schichtdicke von
25 nm entstand. Daran wurde eine Platte aus Polycarbonatharz 6B mit
einer Schichtdicke von 0,09 mm mit Hilfe des Klebstoffs 6A angeklebt,
wodurch das Substrat 6 mit Lichteinfallseite und einer
Gesamtdicke von 0,1 mm entstand und das erfindungsgemäße optische
Aufzeichnungsmedium fertiggestellt war.
-
Beispiel 2
-
Bei
diesem Beispiel 2 wurden die Beschichtungsbedingungen aus Beispiel
1 wie folgt geändert,
um die Jitter-Eigenschaft bei sehr häufigem Überschreiben zu bewerten.
Schichtdicke
der ersten dielektrischen Schicht: 5 nm.
Schichtdicke der Härteverbesserungsschicht:
10 nm und
Schichtdicke der Schutzschicht: 20 nm.
-
Beispiel 3
-
Bei
diesem Beispiel 3 wurde ausgehend von der zweiten Ausführungsform
wie folgt ein optisches Aufzeichnungsmedium hergestellt, um die
Jitter-Eigenschaft durch sehr häufiges Überschreiben
zu bewerten.
-
Konkret
wurde, wie in Tabelle 2a dargestellt, die reflektierende Filmschicht 2 mit
einer Schichtdicke von 200 nm durch Aufsputtern einer Ag-Pd-Cu-Legierung
auf das Substrat 1 mit Licht reflektierender Seite aus
einem Polycarbonatharz mit einer Dicke von 1,1 mm, einem Durchmesser
von 12 cm und einer Spiralnut mit einem Teilungsabstand von 0,600 μm (d. h.
mit einer Kontaktfleckbreite von 0,300 μm und einer Nutbreite von 0,300 μm) hergestellt.
Anschließend
wurde AlN aufgetragen, um die dritte dielektrische Schicht 9 mit
einer Schichtdicke von 5 nm auszubilden. Anschließend wurde
ZnS-SiO2 aufgetragen, um die zweite dielektrische Schicht 3 mit
einer Schichtdicke von 5 nm zu bilden. Als Nächstes wurde eine quarternäre Legierung
aus Ge-In-Sb-Te aufgedampft, um dadurch die Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht 4 mit
einer Schichtdicke von 10 nm zu erhalten. Weiterhin wurde genau
wie bei der zweiten dielektrischen Schicht 3 ZnS-SiO2 aufgedampft, um die erste dielektrische
Schicht 5 mit einer Schichtdicke von 2 nm auszubilden.
Darüber
hinaus wurde genau wie bei der dritten dielektrischen Schicht 9 AlN
aufgebracht, um die Härteverbesserungsschicht 7 mit einer
Schichtdicke von 1 nm zu bilden, gefolgt von der Auftragung von
ZnS-SiO2 wie bei der ersten dielektrischen
Schicht 5 und der zweiten dielektrischen Schicht 3,
wodurch die Schutzschicht 8 mit einer Schichtdicke von
121 nm entstand. Mittels Schleuderbeschichtung daran befestigt und
anschließend
gehärtet
wurde ein mit ultraviolettem Licht aushärtbares Harz, wodurch das Substrat 6 mit
Lichteinfallseite mit einer Dicke von 0,1 mm entstand und damit
das erfindungsgemäße Aufzeichnungsmedium
fertiggestellt war.
-
Beispiel 4
-
Bei
diesem Beispiel 4 wurden die Beschichtungsbedingungen aus Beispiel
3 wie folgt geändert,
um das optische Aufzeichnungsmedium zu bilden und die Jitter-Eigenschaft
bei sehr häufigem Überschreiben
zu bewerten.
Schichtdicke der ersten dielektrischen Schicht:
1 nm.
Schichtdicke der Härteverbesserungsschicht:
1 nm und
Schichtdicke der Schutzschicht: 122 nm.
-
Beispiel 5
-
Bei
diesem Beispiel 4 wurden die Beschichtungsbedingungen aus Beispiel
3 wie folgt geändert,
um das optische Aufzeichnungsmedium zu bilden und die Jitter-Eigenschaft
bei sehr häufigem Überschreiben
zu bewerten.
Schichtdicke der ersten dielektrischen Schicht:
2 nm.
Schichtdicke der Härteverbesserungsschicht:
2 nm und
Schichtdicke der Schutzschicht: 120 nm.
-
Beispiel 6
-
Bei
diesem Beispiel 6 wurden die Beschichtungsbedingungen aus Beispiel
3 wie folgt geändert,
um das optische Aufzeichnungsmedium zu bilden und die Jitter-Eigenschaft
bei sehr häufigem Überschreiben
zu bewerten.
Schichtdicke der ersten dielektrischen Schicht:
3 nm.
Schichtdicke der Härteverbesserungsschicht:
2 nm und
Schichtdicke der Schutzschicht: 119 nm.
-
Vergleichsbeispiel 1
-
Bei
diesem Vergleichsbeispiel 1 wurden die Beschichtungsbedingungen
aus Beispiel 1 wie folgt geändert,
um die Jitter-Eigenschaft bei sehr häufigem Überschreiben zu bewerten.
Schichtdicke
der ersten dielektrischen Schicht: 35 nm.
Schichtdicke der
Härteverbesserungsschicht:
nicht aufgetragen, und
Schichtdicke der Schutzschicht: nicht
aufgetragen.
-
Vergleichsbeispiel 2
-
Bei
diesem Vergleichsbeispiel 2 wurden die Beschichtungsbedingungen
aus Beispiel 1 wie folgt geändert,
um die Jitter-Eigenschaft bei sehr häufigem Überschreiben zu bewerten.
Schichtdicke
der ersten dielektrischen Schicht: 30 nm.
Schichtdicke der
Härteverbesserungsschicht:
5 nm, und
Schichtdicke der Schutzschicht: nicht aufgetragen.
-
Vergleichsbeispiel 3
-
Bei
diesem Vergleichsbeispiel 3 wurden die Beschichtungsbedingungen
aus Beispiel 1 wie folgt geändert,
um die Jitter-Eigenschaft bei sehr häufigem Überschreiben zu bewerten.
Schichtdicke
der ersten dielektrischen Schicht: 25 nm.
Schichtdicke der
Härteverbesserungsschicht:
10 nm, und
Schichtdicke der Schutzschicht: nicht aufgetragen.
-
Vergleichsbeispiel 4
-
Bei
diesem Vergleichsbeispiel 4 wurden die Beschichtungsbedingungen
aus Beispiel 1 wie folgt geändert,
um die Jitter-Eigenschaft bei sehr häufigem Überschreiben zu bewerten.
Schichtdicke
der ersten dielektrischen Schicht: 5 nm.
Schichtdicke der Härteverbesserungsschicht:
15 nm, und
Schichtdicke der Schutzschicht: 15 nm.
-
-
Anmerkung
-
- Bsp. = Beispiel;
- Vglb. = Vergleichsbeispiel
-
Experimentelles Ergebnis
-
Jedes
der optischen Aufzeichnungsmedien, auf das Schichten aufgesputtert
wurden, wurde zuvor durch Aufbringen eines Strahls mit einer Wellenlänge von
810 nm initialisiert, um die gesamte Aufzeichnungsschicht des optischen
Aufzeichnungsmediums in eine Kristallphase zu versetzen. Hierbei
wurden die Jitter-Eigenschaften bei den Beispie len 1 und 2 und den
Vergleichsbeispielen 1 bis 4 unter den folgenden Bedingungen 1 und
bei den Vergleichsbeispielen 3 bis 6 unter den Bedingungen 2 bewertet.
-
Bedingungen 1
-
Es
erfolgte 10.000 Mal das Überschreiben
von zufälligen
Mustern bzw. Strukturen basierend auf der 1–7-Modulation bei einer linearen
Geschwindigkeit von 5 m/s im Mark-Edge-Recording-Verfahren unter Verwendung
eines optischen Kopfes mit einer Objektivlinse mit einer numerischen
Apertur von 0,85 für
einen Halbleiterlaser mit einer Wellenlänge von 403 nm. Zum Einsatz
kam hierbei ein typischer ternärer
Mehrfachimpuls mit einer Aufzeichnungskraft von 4,0 mW, einer Löschkraft
von 2,2 mW und einer Fensterbreite von 15,13 ns.
-
Bedingungen 2
-
Es
erfolgte 10.000 Mal das Überschreiben
von zufälligen
Mustern bzw. Strukturen basierend auf der 1–7-Modulation bei einer linearen
Geschwindigkeit von 5,7 m/s im Mark-Edge-Recording-Verfahren unter Verwendung
eines optischen Kopfes mit einer Objektivlinse mit einer numerischen
Apertur von 0,85 für
einen Halbleiterlaser mit einer Wellenlänge von 403 nm. Zum Einsatz
kam hierbei ein typischer ternärer
Mehrfachimpuls mit einer Aufzeichnungskraft von 4,5 mW, einer Löschkraft
von 2,5 mW und einer Fensterbreite von 15,15 ns.
-
Die
Ergebnisse sind in Tabelle 3 abgebildet.
-
Gemäß Beispiel
1 lässt
sich ein praktisch ausgezeichnetes Ergebnis erzielen, wobei der
Jitter 10% der Fensterbreite von 15,13 ns oder weniger betrug, und
zwar sogar nach 10.000-fachem Überschreiben.
Es wird angenommen, dass die Einführung der Härteverbesserungsschicht 7 die
mechanische Festigkeit des optischen Aufzeichnungsmediums verbessert
und dadurch den ansonsten thermisch verursachten Fluss der Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht 4 einschränkt, so
dass die Satzmarken stabilisiert werden. Weiterhin wird angenommen:
dass die Schichtdicke der Härteverbesserungsschicht 7 eine
dünne Region
von 5 nm ist und dadurch die Spannungen verringert, die ansonsten
innerhalb der Härteverbesserungsschicht
hervorgerufen werden, so dass Ablösedefekte und feine Risse nicht
einmal bei 10.000-fach wiederholtem Überschreiben auftreten, und
dass die erste dielektrische Schicht 5 ebenfalls eine dünne Region
von 5 nm ist und so die Wirkung der Härteverbesserungsschicht 7 dahingehend
unterstützt,
dass der ansonsten thermisch verursachte Fluss der Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht 4 eingeschränkt wird.
-
Nach
Beispiel 2 waren die Jitter-Eigenschaften im Wesentlichen identisch
mit jenen aus Beispiel 1, d. h. es können praktisch ausgezeichnete
Ergebnisse erzielt werden, wobei der Jitter selbst nach 10.000-fachem Überschreiben
etwa 10% der Fensterbreite von 15,13 ns oder weniger betrug. Es
wird davon ausgegangen, dass sogar die Schichtdicke von 10 nm der
Härteverbesserungsschicht 7 das
Auftreten thermischer Spannungen einschränkt.
-
Nach
Beispiel 3 ließ sich
ein praktisch ausgezeichnetes Ergebnis erzielen, bei dem der Jitter
sogar nach 10.000-fachem Überschreiben
etwa 10% der Fensterbreite von 15,15 ns betrug. Es wird angenommen, dass
die Einführung
der dritten dielektrischen Schicht 9 mit demselben Aufbau
wie die Härteverbesserungsschicht 7 bei
einer Schichtdicke der Härteverbesserungsschicht 7 selbst
in einer Region von 1 nm, die dünner ist
als bei Beispiel 1, die gleiche Wirkung wie Beispiel 1 erzielt.
-
Gemäß Beispiel
4 bis 6 waren die Jitter-Eigenschaften weitgehend dieselben wie
bei Beispiel 3, denen zufolge sich praktisch ausgezeichnete Ergebnisse
erzielen ließen,
wobei der Jitter selbst nach 10.000-fachem Überschreiben etwa 10% der Fensterbreite
von 15,15 ns betrug.
-
Gemäß dem Vergleichsbeispiel
1 betrug der Jitter nach 1.000-fachem Überschreiben 12% der Fensterbreite
von 15,13 ns oder mehr, was zu einem praktisch unerwünschten
Ergebnis führte.
Es wird angenommen, dass die erste dielektrische Schicht 5 allein
nicht im Stande ist, Folgendes zu vermeiden: den thermisch verursachten
Fluss der Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht 4 infolge
der Bestrahlung mit Laserlicht bei einer Wellenlänge von 403 nm und hoher Energiedichte
und die anschließende
Verformung der Aufzeichnungsschicht insgesamt.
-
Bei
den Vergleichsbeispielen 2 und 3 begann der Jitter nach 1.000-maligem Überschreiben
auf 10% der Fensterbreite von 15,13 ns oder mehr anzusteigen und überstieg
nach 10.000-maligem Überschreiben 12%
der Fensterbreite von 15,13 ns, was praktisch zu unerwünschten
Ergebnissen führte.
Es wird angenommen, dass die Schichtdicke der ersten dielektrischen
Schicht 5 in einem größeren Bereich
von 30 nm oder 25 nm auch nach Einfügen der Härteverbesserungsschicht 7 die
Wirkung der Härteverbesserungsschicht 7 im Hinblick
auf die Verbesserung der mechanischen Festigkeit des optischen Aufzeichnungsmediums
und im Hinblick auf die Vermeidung der mechanischen Verformung der
Phasenänderungs-Aufzeichnungsschicht 4 infolge
der Hitze beschränkte.
-
Nach
dem Vergleichsbeispiel 4 begann der Jitter nach 1.000-maligem Überschreiben
auf 10% der Fensterbreite von 15,13 ns oder mehr anzusteigen und überstieg
nach 10.000-maligem Überschreiben
12% der Fensterbreite von 15,13 ns, was praktisch zu unerwünschten
Ergebnissen führte.
Es wird angenommen, dass die Schichtdicke der Härteverbesserungsschicht 7 im
Dickenbereich von 15 nm lag, obwohl die Schichtdicke der ersten
dielektrischen Schicht 5 in einem dünnen Bereich von 5 nm lag,
so dass die Bestrahlung mit Laserlicht bei einer Wellenlänge von
403 nm und mit hoher Energiedichte zu großen thermischen Spannungen innerhalb
der Härteverbesserungsschicht 7 führte und
dadurch Ablösedefekte
und Risse im Ergebnis des vielfachen Überschreibens hervorrief.
-
-
Anmerkung
-
- Sd. = Schichtdicke,
- Bsp. = Beispiel,
- Vglb. = Vergleichsbeispiel,
- Schicht 5 = erste dielektrische Schicht,
- Schicht 7 = Härteverbesserungsschicht,
- Schicht 8 = Schutzschicht und Bewertung des Jitter:
- „O" = 10% oder weniger,
- „Δ" = 12% oder weniger
und
- „x" = 12% oder mehr.
