DE60302094T2

DE60302094T2 - Informationsaufzeichnungsmedium und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE60302094T2
Application number: DE60302094T
Authority: DE
Inventors: Rie Kadoma-shi Kojima; Haruhiko Yodagawa.ku Habuta; Takashi Hirakata-shi Nishihara; Hideki Soraku-gun Kitaura; Noboru Hirakata-Shi Yamada
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2002-03-19
Filing date: 2003-03-14
Publication date: 2006-07-20
Anticipated expiration: 2023-03-15
Also published as: TW200306557A; EP1351229A2; DE60302094D1; CN1445770A; KR100906056B1; ATE308788T1; TWI254300B; US20030190447A1; CN1314028C; EP1351229B1; KR20030076279A; EP1351229A3; US6881466B2

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Informationsaufzeichnungsmedium, welches eingesetzt wird für das optische oder elektrische Aufzeichnen, Löschen, Überschreiben und Reproduzieren von Information sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Beschreibung des Standes der Technik
Die Erfinder haben ein DVD-RAM mit 4,7 GB entwickelt, welches ein wiederbeschreibbares Informationsaufzeichnungsmedium von hoher Kapazität und mit Phasenänderung darstellt und eingesetzt werden kann als Datei für Daten und für Bilder. Es wird bereits wirtschaftlich genutzt.
Dieses DVD-RAM mit 4,7 GB ist beispielsweise offenbart in der Japanischen Offenlegungsschrift 2001-322 357. Der Aufbau des in dieser Veröffentlichung offenbarten DVD-RAM ist in 10 gezeigt. Das in 10 gezeigte Informationsaufzeichnungsmedium 31 hat eine siebenlagige Struktur, wobei eine erste dielektrische Schicht 102, eine erste Zwischenschicht 103, eine Aufzeichnungsschicht 4, eine zweite Zwischenschicht 105, eine zweite dielektrische Schicht 106, eine optische Kompensationsschicht 7 und eine Reflexionsschicht 8 auf einer Oberfläche eines Substrats 1 in dieser Reihenfolge erzeugt werden. Bei diesem Informationsaufzeichnungsmedium existiert die erste dielektrische Schicht in einer Lage, die näher an einem auftreffenden Laserstrahl liegt als die zweite dielektrische Schicht. Dieselbe Beziehung besteht zwischen der ersten Zwischenschicht und der zweiten Zwischenschicht. Wenn in dieser Beschreibung das Informationsaufzeichnungsmedium zwei oder mehr Schichten von gleicher Funktion enthält, wird der Begriff "erste", "zweite", "dritte" am Anfang des Namens jeder Schicht in der Reihe der Schichten angegeben, die dem auffallenden Laserstrahl näher liegt.
Die erste dielektrische Schicht 102 und die zweite dielektrische Schicht 106 haben die Funktion, eine optische Weglänge zu justieren, um so die Wirksamkeit der optischen Absorption der Aufzeichnungsschicht 4 zu verbessern und den Unterschied zwischen der Reflexion der Kristallphase und der Reflexion einer amorphen Phase zu vergrößern, um die Signalamplitude zu vergrößern. ZnS-20 Mol.-% SiO₂, welches in dieser Beschreibung auch als (SiO₂)₈₀(ZnS)₂₀ angegeben wird, wird herkömmlicherweise als Material für die dielektrische Schicht eingesetzt und stellt ein amorphes Material dar. Es hat eine niedrige thermische Leitfähigkeit, ist transparent und hat einen hohen Refraktionsindex. Außerdem weist ZnS-20 Mol.-% SiO₂ bei der Schichtherstellung eine hohe Schichtbildungsgeschwindigkeit auf sowie gute mechanische Eigenschaften und Feuchtebeständigkeit. Deshalb ist ZnS-20 Mol.-% SiO₂ ein ausgezeichnetes Material, welches zur Herstellung der dielektrischen Schicht geeignet ist.
Wenn die thermische Leitfähigkeit der ersten dielektrischen Schicht 102 und der zweiten dielektrischen Schicht 106 niedrig ist, kann die Wärme, die erzeugt wird, wenn ein Laserstrahl in die Aufzeichnungsschicht 4 eintritt, schlecht in die dielektrischen Schichten 102 oder 106 in Richtung der Ebene diffundieren und kann in Richtung der Dicke schnell von der Aufzeichnungsschicht 4 zur Reflexionsschicht 8 diffundieren. Wenn insbesondere die thermische Leitfähigkeit der zweiten dielektrischen Schicht 106 niedrig ist, isoliert die zweite dielektrische Schicht 106 die Aufzeichnungsschicht 4 wirksamer von der Reflexionsschicht 8. Wenn die Isolation der Aufzeichnungsschicht 4 von der Reflexionsschicht 8 zunimmt, wird die Aufzeichnungsschicht 4 über eine kürzere Zeit gekühlt und deshalb kann eine amorphe Marke (Aufzeichnungsmarke) leicht erzeugt werden. Wenn eine Aufzeichnungsmarke schwer zu erzeugen ist, benötigt man für das Aufzeichnen eine hohe Leistungsspitze. Wenn eine Aufzeichnungsmarke einfach zu erzeugen ist, kann das Aufzeichnen mit einer niedrigen Leistungsspitze durchgeführt werden. Wenn die thermische Leitfähigkeit der dielektrischen Schicht niedrig ist, kann das Aufzeichnen mit einer niedrigen Leistungsspitze erfolgen und deshalb wird die Aufzeichnungsempfindlichkeit des Informationsaufzeichnungsmediums größer. Andererseits, wenn die thermische Leitfähigkeit der dielektrischen Schicht groß ist, wird das Aufzeichnen mit einer hohen Leistungsspitze durchgeführt und deshalb nimmt die Aufzeichnungsempfindlichkeit des Informationsaufzeichnungsmediums ab. Die dielektrische Schicht in dem Informationsaufzeich nungsmedium existiert in Form einer Schicht, die so dünn ist, dass die thermische Leitfähigkeit nicht genau gemessen werden kann. Aus diesem Grund verwenden die Erfinder die Aufzeichnungsempfindlichkeit des Informationsaufzeichnungsmediums als Maß, um das Ausmaß der thermischen Leitfähigkeit der dielektrischen Schicht zu beurteilen.
Die Aufzeichnungsschicht 4 wird unter Verwendung eines Materials hergestellt, welches Ge-Sn-Sb-Te enthält, welches mit hoher Geschwindigkeit kristallisiert. Das Informationsaufzeichnungsmedium, welches ein solches Material als Aufzeichnungsschicht 4 enthält, hat nicht nur ausgezeichnete anfängliche Aufzeichnungseigenschaften, sondern auch ausgezeichnete Archiveigenschaften und ausgezeichnete Archiveigenschaften beim Überschreiben. Bei einem Informationsaufzeichnungsmedium mit Phasenänderung wird Information aufgezeichnet, gelöscht und überschrieben durch Einsatz einer. reversiblen Phasenänderung zwischen der Kristallphase und der amorphen Phase der Aufzeichnungsschicht 4. Wenn die Aufzeichnungsschicht 4 mit einem Laserstrahl von hoher Energie (d.h. hoher Leistungsspitze) bestrahlt und dann schnell abgekühlt wird, wandelt sich der bestrahlte Teil in eine amorphe Phase um und es wird eine Aufzeichnungsmarke gebildet. Wenn die Aufzeichnungsschicht mit einem Laserstrahl von geringer Energie (Bias) bestrahlt und dabei ihre Temperatur angehoben und allmählich abgekühlt wird, wandelt sich der bestrahlte Teil in eine Kristallphase um, und die aufgezeichnete Information wird gelöscht. Durch Bestrahlen der Aufzeichnungsschicht mit dem Laserstrahl, dessen Energie zwischen der Leistungsspitze und der Vorspannung moduliert wird, ist es möglich, eine neue Information zu überschreiben und die bereits aufgezeichnete Information zu löschen. Die Zyklusfähigkeit des Überschreibens wird ausgedrückt durch die Maximalanzahl, die der wiederholbaren Anzahl an Überschreibungen entspricht, unter der Bedingung, dass Schwankungen beim praktischen Einsatz kein Problem darstellen. Es kann gesagt werden, dass je größer die Zyklusfähigkeit des Überschreibens ist, desto größer diese Anzahl ist. Insbesondere ein Informationsaufzeichnungsmedium für Daten soll eine ausgezeichnete Zyklusfähigkeit des Überschreibens haben.
Die erste Zwischenschicht 103 und die zweite Zwischenschicht 105 haben die Funktion zu verhindern, dass eine Materialübertragung zwischen der ersten di elektrischen Schicht 102 und der Aufzeichnungsschicht 4 bzw. zwischen der zweiten dielektrischen Schicht 106 und der Aufzeichnungsschicht erfolgt. Materialübertragung bedeutet hier das Phänomen, dass S aus ZnS-20 Mol.-% SiO₂, welches in der ersten und der zweiten dielektrischen Schicht enthalten ist, in die Aufzeichnungsschicht diffundiert, wenn die Aufzeichnungsschicht mit einem Laserstrahl bestrahlt und Information wiederholt überschrieben wird. Wenn viel S in die Aufzeichnungsschicht diffundiert, führt dies zu einer Verminderung der Reflexion, und die Zyklusfähigkeit des Überschreibens verschlechtert sich. Dieses Phänomen ist bereits bekannt (siehe N. Yamada et al., Japanese Journal of Applied Physics, Bd. 37 (1998), S. 2104–2110). Außerdem offenbaren die Japanische Patentanmeldung Kokai 10-275 360 und die Internationale Anmeldung WO 97/34 298, dass mit einem Nitrid, welches Ge enthält, eine Zwischenschicht gebildet werden kann, die dieses Phänomen verhindert.
Die optische Kompensationsschicht 107 justiert das Verhältnis Ac/Aa, wobei Ac die optische Absorption der Aufzeichnungsschicht 4 im kristallinen Stadium und Aa die optische Absorption Aa der Aufzeichnungsschicht 4 im amorphen Zustand ist, und dient dazu, die Verzerrung bzw. Störung von überschriebenen Marken zu unterdrücken. Die Reflexionsschicht 8 dient in optischer Hinsicht zur Erhöhung der von der Aufzeichnungsschicht 4 absorbierten Lichtmenge und sorgt in thermischer Hinsicht dafür, dass die in der Aufzeichnungsschicht 4 erzeugte Wärme diffundiert, um die Aufzeichnungsschicht schnell abzukühlen und das Amorphwerden der Aufzeichnungsschicht zu erleichtern. Die Reflexionsschicht 8 dient auch dazu, eine mehrlagige Schicht vor der Umgebung zu schützen.
Das in 10 gezeigte Informationsaufzeichnungsmedium gewährleistet somit eine ausgezeichnete Zyklusfähigkeit beim Überschreiben und eine hohe Zuverlässigkeit bei einer großen Kapazität von 4,7 GB durch Verwendung der sieben Schichten umfassenden Struktur, die jeweils wie vorstehend erläutert fungieren, und wurde dadurch wirtschaftlich genutzt.
Für die dielektrische Schicht des Informationsaufzeichnungsmediums wurden bereits unterschiedliche Materialien vorgeschlagen. Z.B. offenbart die Japanische Patentanmeldung Kokai 5-109 115, dass eine wärmebeständige Schutzschicht hergestellt wird aus einem Gemisch eines Elements von hohem Schmelzpunkt mit einem Schmelzpunkt oberhalb von 1600 K und einem niederen Alkaliglas in einem optischen Informationsaufzeichnungsmedium. In dieser Veröffentlichung werden Nb, Mo, Ta, Ti, Cr, Zr und Si als Element mit dem hohen Schmelzpunkt erwähnt. Weiter wird in dieser Veröffentlichung offenbart, dass das niedere Alkaliglas im Wesentlichen aus SiO₂, BaO, B₂O₃ oder Al₂O₃ besteht.
Die Japanische Patentanmeldung Kokai 5-159 373 offenbart, dass die wärmebeständige Schutzschicht gebildet wird aus einem Gemisch aus mindestens einer Verbindung ausgewählt aus Nitrid, Carbid, Oxid und Sulfid mit einem Schmelzpunkt höher als dem von Si und einem niederen Alkaliglas in einem optischen Informationsaufzeichnungsmedium. In dieser Veröffentlichung werden das Carbid, Oxid und Sulfid von Nb, Zr; Mo, Ta, Ti., Cr, Si, Zn und Al als Verbindung mit hohem Schmelzpunkt angegeben. Weiter wird in dieser Veröffentlichung offenbart, dass das niedere Alkaliglas im Wesentlichen aus SiO₂, BaO, B₂O₃ und Al₂O₃ besteht.
In der Japanischen Patentanmeldung Kokai 8-77 604 wird offenbart, dass eine dielektrische Schicht eines nur lesbaren Informationsaufzeichnungsmediums gebildet wird aus einem oder mehreren Oxiden, die Oxide mindestens eines Elements sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ce, La, Si, In, Al, Ge, Pb, Sn, Bi, Te, Ta, Sc, Y, Ti, Zr, V, Nb, Cr und W, dem Sulfid mindestens eines Elements ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Cd, Zn, Ga, In, Sb, Ge, Sn, Pb und Bi oder einem Selenid usw.
Die Japanische Patentanmeldung 2001-67 722 offenbart, dass die erste Zwischenschicht und die zweite Zwischenschicht eines optischen Informationsaufzeichnungsmediums ausgewählt werden aus dem Nitrid, Oxid, Carbid und Sulfid, enthaltend mindestens ein Element ausgewählt aus der Elementgruppe bestehend aus Al, Si, Ti, Co, Ni, Ga, Ge, Sb, Te, In, Au, Ag, Zr, Bi, Pt, Pd, Cd, P, Ca, Sr, Cr, Y, Se, La und Li.
In der Japanischen Patentanmeldung 8-180 458 (siehe den Oberbegriff der Ansprüche 1 und 25) ist offenbart, dass eine dielektrische Schicht enthaltend eine Chalkogenverbindung (insbesondere mindestens eine Verbindung ausgewählt aus ZnS, ZnSe und ZnTe), ein Fluorid eines Seltenerdelements (insbesondere mindestens eine Verbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus PmF₃, SmF₃, EuF₃, GdF₃, TbF₃, DyF₃, LaF₃, CaF₃, PrF₃ und NdF₃) und ein Metalloxid (insbesondere mindestens eine Verbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus SiO₂, Ta₂O₅, ZrO₂ und Y₂O₃) wirksam ist für eine große Anzahl wiederholter Aufzeichnungen und Löschungen.
In der Japanischen Patentanmeldung 9-259 468 wird offenbart, dass eine dielektrische Schicht mindestens eine Verbindung von Sulfiden und Seleniden der Elementgruppe IIa (MgS, CaS, SrS, BaS, RaS, MgSe, CaSe, SrSe, BaSe, RaSe) und mindestens eine wärmebeständige Verbindung (Oxide von Al, Si, Ge, Y, Zr, B, Ta, Nb, V, W, Hf, Sc und Lanthanoide, Nitride von Al, Si, Ge, Ta und Ba, Fluoride von Mg, Ca, Nd, Tb und La und Carbide von Si und B) enthält. Wenn ein nur lesbarer Speicher die dielektrische Schicht enthält, sind die Archiveigenschaften stabil. Wenn ein wiederbeschreibbares Medium die dielektrische Schicht enthält, können eine große Anzahl von wiederholten Aufzeichnungen und Löschungen durchgeführt werden.
Zusammenfassung der Erfindung
Wie vorstehend erwähnt wurde, ist bei der Bildung der ersten und zweiten dielektrischen Schicht bei dem Einsatz von ZnS-20 Mol.-% SiO₂ die Zwischenschicht zwischen der Aufzeichnungsschicht und der dielektrischen Schicht unvermeidbar, um die Diffusion von S zu verhindern. Wenn jedoch der Preis des Speichermediums betrachtet wird, ist es wünschenswert, dass die Anzahl der Schichten, die das Speichermedium aufbauen, so klein wie möglich ist. Wenn die Anzahl der Schichten klein ist, erreicht man eine Herabsetzung der Materialkosten, eine Miniaturisierung der Herstellungsvorrichtung und die Zunahme der Produktionsgeschwindigkeit aufgrund der Herabsetzung der Herstellungszeit; dies führt zu einer Herabsetzung des Preises des Speichermediums.
Die Erfinder haben bei einem Verfahren zur Herabsetzung der Anzahl der Schichten die Möglichkeiten untersucht, mindestens die erste Zwischenschicht oder die zweite Zwischenschicht wegzulassen. Die Zwischenschicht ist sehr dünn mit einer Dicke von 2 bis 5 nm und ist strukturell schwach. Aus diesem Grund folgt bei wiederholtem Beschreiben ein Membranriss, der zur Anfälligkeit gegenüber der Diffusion von Atomen führt. Aus diesem Grund ist das Weglassen der Zwischenschicht wünschenswert unter dem Gesichtspunkt der Stabilität des Informationsaufzeichnungsmediums. Die Erfinder gingen davon aus, dass beim Weglassen der Zwischenschicht eine dielektrische Schicht hergestellt werden muss, die aus einem anderen Material als ZnS-20 Mol.-% SiO₂ hergestellt ist, so dass die Diffusion von S aus der dielektrischen Schicht in die Aufzeichnungsschicht beim Überschreiben nicht erfolgt. Weiterhin sind in Bezug auf das Material der dielektrischen Schicht die folgenden Punkte erforderlich:
gute Anhaftung des Materials an der Aufzeichnungsschicht, wenn diese aus einem Chalkogenidmaterial;
das Material hat eine Aufzeichnungsempfindlichkeit, die der der vorstehend beschriebenen siebenlagigen Struktur entspricht oder größer ist;
das Material ist transparent;
das Material hat einen hohen Schmelzpunkt, so dass es beim Aufzeichnen nicht schmilzt; und
das Material ist stabil, so dass es sich bei Wärme nicht zersetzt.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Informationsaufzeichnungsmedium zur Verfügung zu stellen, welches mit einer dielektrischen Schicht versehen ist, die eine günstige Haftung an der Aufzeichnungsschicht hat, wobei in diesem Speichermedium keine Substanzübertragung von der dielektrischen Schicht zur Aufzeichnungsschicht erfolgt, selbst wenn die dielektrische Schicht in direktem Kontakt mit der Aufzeichnungsschicht ausgebildet wird, ohne dass die Zwischenschicht vorliegt; das Speichermedium sollte eine ausgezeichnete Zyklusfähigkeit beim Überschreiben haben.
Die erwähnten Veröffentlichungen sprechen nicht das Problem an, dass von der dielektrischen Schicht zur Aufzeichnungsschicht eine Substanzübertragung erfolgt. Es sollte deshalb festgehalten werden, dass diese Veröffentlichungen keine technische Lehre für das Problem beinhalten, das durch die Erfindung gelöst wird; dies betrifft auch Mittel für die Lösung des Problems, d.h. eine spezielle Zusammensetzung des Materials für die dielektrische Schicht.
Die Erfinder erzeugten die dielektrische Schicht unter Einsatz verschiedenartiger Verbindungen und untersuchten die Haftung der dielektrischen Schicht an der Aufzeichnungsschicht sowie die Zyklusfähigkeit beim Überschreiben des Infor mationsaufzeichnungsmediums, wie es in den nachfolgenden Beispielen erläutert ist. Als Ergebnis wurde gefunden, dass bei Einsatz einer dielektrischen Schicht auf beiden Seiten der Aufzeichnungsschicht auf direktem Wege ohne eine Zwischenschicht die Haftung der dielektrischen Schicht an der Aufzeichnungsschicht gut ist, wenn die dielektrische Schicht aus einem Material gebildet wird, welches leicht in die Aufzeichnungsschicht diffundieren kann, wie z.B. das herkömmliche ZnS-20 Mol.-% SiO₂, obwohl die Zyklusfähigkeit beim Überschreiben schlechter ist. Außerdem hat ZrO₂ beispielsweise eine niedrige thermische Leitfähigkeit und einen hohen Schmelzpunkt. Wenn deshalb ZrO₂ als dielektrische Schicht eingesetzt wird, kann die Aufzeichnungsempfindlichkeit des Informationsaufzeichnungsmediums hoch sein, und es können ausgezeichnete Eigenschaften in Bezug auf die Zyklusfähigkeit beim Überschreiben sichergestellt werden. Wenn jedoch eine dielektrische Schicht unter Einsatz von ZrO₂ hergestellt wurde, war das Ergebnis, dass die Haftung der dielektrischen Schicht an der Aufzeichnungsschicht schlechter war. In Bezug auf das Informationsaufzeichnungsmedium, bei dem die dielektrische Schicht in Kontakt mit der Aufzeichnungsschicht unter Einsatz verschiedener anderer Oxide, Nitride, Sulfide, Selenide und Fluoride erzeugt wurde, wurde die Haftung der dielektrischen Schicht an der Aufzeichnungsschicht und die Zyklusfähigkeit beim Überschreiben untersucht. Wenn jedoch die dielektrische Schicht unter Einsatz eines einzigen Oxids, Nitrids, Sulfids, Selenids oder Fluorids erzeugt wurden, konnte eine gute Haftung und eine gute Zyklusfähigkeit beim Überschreiben nicht zusammen erhalten werden.
Die Erfinder untersuchten die Herstellung einer dielektrischen Schicht mit einer Kombination von zwei oder mehreren Verbindungen, die keinen Schwefel enthalten. Als Ergebnis wurde gefunden, dass eine Kombination aus speziellen Oxiden und Fluoriden geeignet ist als Baumaterial für die dielektrische Schicht, die mit der Aufzeichnungsschicht in Kontakt steht; dies führte zur vorliegenden Erfindung.
Die Erfindung stellt ein Informationsaufzeichnungsmedium zur Verfügung, welches ein Substrat und eine Aufzeichnungsschicht umfasst, wobei zwischen einer Kristallphase und einer amorphen Phase eine Phasenänderung erzeugt wird durch Bestrahlung mit Licht oder Anwendung von elektrischer Energie und das weiter umfasst eine Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid, enthaltend mindestens ein Element ausgewählt aus der Gruppe GM bestehend aus Ti, Zr, Hf, Nb, Ta, Cr und Si und einem Sauerstoffatom (d.h. O), mindestens ein Element ausgewählt aus der Gruppe GL bestehend aus La, Ce, Pr, Nd, Gd, Dy, Ho, Er und Yb und ein Fluoratom (d.h. F).
Das erfindungsgemäße Informationsaufzeichnungsmedium ist ein Medium auf dem oder von dem Informationen aufgezeichnet oder wiedergegeben werden kann durch Bestrahlung mit Licht oder durch Anwendung von elektrischer Energie. Allgemein wird die Bestrahlung mit Licht ausgeführt durch Einstrahlen von Laserlicht (d.h. eines Laserstrahls), und die Anwendung von elektrischer Energie wird ausgeführt durch Anlegen einer Spannung an die Aufzeichnungsschicht. Nachfolgend wird die Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid näher beschrieben, die das erfindungsgemäße Informationsaufzeichnungsmedium darstellt.
Insbesondere enthält die Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid, die das erfindungsgemäße Informationsaufzeichnungsmedium darstellt, ein Material auf der Basis von Oxid/Fluorid, welches durch die Formel (1) wiedergegeben wird. M_HO_IL_JF_K (Atom-%), (1)wobei M mindestens ein Element darstellt ausgewählt aus der Gruppe GM bestehend aus Ti, Zr, Hf, Nb, Ta, Cr und Si, L mindestens ein Element darstellt ausgewählt aus der Gruppe GL bestehend aus La, Ce, Pr, Nd, Gd, Dy, Ho, Er und Yb und H, I, J und K die Ungleichungen 10 ≤ H ≤ 45, 24 ≤ I ≤ 76, 0 < J ≤ 19 und 0 < K ≤ 48 erfüllen. Der hier gewählte Begriff "Atom-%" zeigt, dass die Formel (1) eine zusammensetzungsmäßige Formel ist, deren Basis (d.h. 100 %) die Summe der Zahlen der "M"-, Sauerstoff-, "L"- und Fluoridatome ist. In den nachfolgenden Formeln soll die Bezeichnung "Atom-%" die gleiche Bedeutung haben. Außerdem erfolgt bei der Formel (1) nur ein Zählen der Zahlen der "M"-, Sauerstoff-, "L"- und Fluoridatome, die in der Materialschicht auf der Basis von Fluorid/Oxid enthalten sind. Deshalb kann das Material auf der Basis von Fluorid/Oxid, welches das Material enthält, das durch die Formel (1) ausgedrückt wird, andere Komponenten als diese Atome enthalten.
In der Formel (1) hat es keine Bedeutung, welche Verbindung jedes Atom bildet. Der Grund für die Spezifikation mit dieser Formel liegt darin, dass es bei der Analyse der Zusammensetzung einer Schicht, die als dünne Schicht ausgebildet ist, schwierig ist, die Zusammensetzung zu bestimmen, die als Verhältnis in Bezug auf jede Verbindung wiedergegeben wird; oftmals wird tatsächlich nur die Elementarzusammensetzung (d.h. das Verhältnis eines jeden Atoms) bestimmt. Bei einem mit der Formel (1) angegebenen Material wird davon ausgegangen, dass das meiste des Elements "M" als Oxid mit einem Sauerstoff existiert und das meiste des Elements "L" als Fluorid mit Fluoratomen existiert. Deshalb wird in dieser Beschreibung sogar die Schicht, die das mit der Formel (1) ausgedrückte Material enthält, der Einfachheit halber als „Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid bezeichnet".
Wenn das erfindungsgemäße Informationsaufzeichnungsmedium ein optisches Aufzeichnungsmedium ist, dann existiert bevorzugt die Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid, die die Elemente ausgewählt aus der Gruppe GM, Sauerstoffatom, Elemente ausgewählt aus der Gruppe GL und Fluoratom (die einfach als "Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid" bezeichnet wird) als eine der zwei dielektrischen Schichten, die neben der Aufzeichnungsschicht liegen. Bevorzugter existiert sie als beide der dielektrischen Schichten. Alle Oxide der Elemente, die Mitglieder der Gruppe GM sind, d.h. Ti, Zr, Hf, Nb, Ta, Cr und Si haben einen hohen Schmelzpunkt und eine ausgezeichnete thermische Stabilität. Eine Schicht, die ein Material mit ausgezeichneter thermischer Stabilität enthält, büßt nicht leicht an Qualität ein und ist ausgezeichnet in Bezug auf die Lebensdauer, wenn das Informationsaufzeichnungsmedium, welches die Schicht enthält, wiederholtem Überschreiben unterworfen wird. Alle Fluoride der Elemente, die Mitglieder der Gruppe GL sind, d.h. La, Ce, Pr, Nd, Gd, Dy, Ho, Er und Yb sind unlöslich in Wasser und haben eine ausgezeichnete Feuchtebeständigkeit. Außerdem haften diese Fluoride gut an der Aufzeichnungsschicht des Chalkogenidmaterials. Deshalb erreicht man bei dem Informationsaufzeichnungsmedium, bei dem die dielektrische Schicht aus dem Material auf der Basis von Oxid/Fluorid hergestellt wird, das ein Gemisch dieser Oxide und Fluoride ist, die folgenden Effekte:

1. Die Zwischenschicht ist nicht erforderlich, weil die dielektrische Schicht, die frei von S ist, in gutem Kontakt mit der Aufzeichnungsschicht ausgebildet werden kann;
2. es kann eine Beständigkeit gegen wiederholtes Überschreiben und eine Feuchtebeständigkeit erreicht werden, die gleich gut oder größer ist als die des herkömmlichen Informationsaufzeichnungsmediums, welches in 10 gezeigt ist; und
3. die Aufzeichnungsempfindlichkeit wird verbessert, weil die Struktur der Schicht kompliziert wird, indem die Oxide und die Fluoride gemischt werden, was zur niedrigen thermischen Leitfähigkeit der Schicht führt, wodurch die Aufzeichnungsschicht schneller gekühlt werden kann.

Beim erfindungsgemäßen Informationsaufzeichnungsmedium kann die Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid ein Material enthalten, welches als Elemente ausgewählt aus der Gruppe GM mindestens ein Element enthält, ausgewählt aus der Gruppe GM1 bestehend aus Ti, Zr, Hf und Ta und Cr und als Element ausgewählt aus der Gruppe GL mindestens ein Element ausgewählt aus der Gruppe GL1 bestehend aus La, Ce, Pr und Nd, und wird durch die folgende Formel (2) ausgedrückt: M¹ _PCr_QO_IL¹ _JF_K (Atom-%), (2)wobei M¹ mindestens ein Element darstellt ausgewählt aus der Gruppe GM1, L¹ mindestens ein Element darstellt ausgewählt aus der Gruppe GL1 und P, Q, I, J und K den Ungleichungen 0 < P ≤ 38,0 < Q ≤ 45,24 ≤ I ≤ 76, 0 < J ≤ 19 und 0 < K ≤ 48 genügen.
Von den Elementen, aus denen die Gruppe GM besteht, bilden jeweils Ti, Zr, Hf und Ta ein Oxid mit höherem Schmelzpunkt und besserer thermischer Stabilität. Deshalb wird die Gruppe, die aus diesen Elementen besteht, in dieser Beschreibung als "GM1" bezeichnet, um sie von den anderen Elementen zu unterscheiden. Cr ist geeignet zum Bilden der Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid als das Element ausgewählt aus der Gruppe GM, weil sein Oxid eine ausgezeichnete Haftung an der Aufzeichnungsschicht aus dem Chalkogenidmaterial hat. Von den Fluoriden der Seltenerdsubstanzen führen jeweils die Fluoride von La, Ce, Pr und Nd zu niederen Kosten wie auch zu Unlöslichkeit in Wasser und zu ausgezeichneter Feuchtebeständigkeit. Deshalb wird in dieser Beschreibung die Gruppe, die aus diesen Elementen besteht, als "GL1" bezeichnet, um sie von den anderen Elementen zu unterscheiden.
Bevorzugt ist bei dem optischen Aufzeichnungsmedium die Materialschicht aus Oxid/Fluorid, die das mit der Formel (2) ausgedrückte Material enthält, ebenso als eine der zwei dielektrischen Schichten vorhanden, die neben der Aufzeichnungsschicht liegen. Bevorzugter ist sie als die zwei dielektrischen Schichten vorhanden. Das Informationsaufzeichnungsmedium, welches die dielektrische Schicht enthält, die das Material enthält, das mit der Formel (2) ausgedrückt wird, zeigt eine bessere Zyklusfähigkeit beim Überschreiben und hat eine bessere Haftung der dielektrischen Schicht an der Aufzeichnungsschicht. Außerdem kann das Informationsaufzeichnungsmedium zu niederen Kosten hergestellt werden, weil die Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid bei niederen Kosten hergestellt werden kann.
Beim erfindungsgemäßen Informationsaufzeichnungsmedium kann die Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid ein Material enthalten, welches als Elemente ausgewählt aus der Gruppe GM, Si zusätzlich zu Cr und die Elemente ausgewählt aus der Gruppe GM1 enthält und angegeben wird durch die Formel (3): M¹ _RCr_SSi_TO_UL¹ _VF_W (Atom-%), (3)wobei M¹ mindestens ein Element darstellt ausgewählt aus der Gruppe GM1, L¹ mindestens ein Element darstellt ausgewählt aus der Gruppe GL1 und R S, T, U, V und W den Ungleichungen 0 < R ≤ 28, 0 < S ≤ 33, 0 < T ≤ 19, 25 ≤ U ≤ 70, 0 < V < 18 und 0 < W ≤ 45 genügen. Bevorzugt existiert bei dem optischen Aufzeichnungsmedium die Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid, die das mit der Formel (3) ausgedrückte Material enthält, auch als eine der zwei dielektrischen Schichten benachbart zur Aufzeichnungsschicht. Bevorzugter existiert sie als die zwei dielektrischen Schichten. Weil das Oxid von Si die Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid weich macht, wird ein Membranbruch oder ein Membranriss bei der wiederholten Aufzeichnung verhindert.
Wie vorstehend erwähnt, wird davon ausgegangen, dass die Elemente ausgewählt aus der Gruppe GM als Oxide mit Sauerstoff existieren, die Elemente ausgewählt aus der Gruppe GL als Fluoride mit Fluor. Deshalb kann die Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid identifiziert werden als eine Schicht, die ein oder mehrere Oxide enthält, wobei jedes ein Oxid mindestens eines Elements ist, ausgewählt aus der Gruppe GM bestehend aus Ti, Zr, Hf, Nb, Ta, Cr und Si sowie ein oder mehrere Fluoride enthält, die jeweils ein Fluorid mindestens eines Elements sind ausgewählt aus der Gruppe GL bestehend aus La, Ce, Pr, Nd, Gd, Dy, Ho, Er und Yb.
Bei der so identifizierten Schicht sind die Gruppe der Oxide der Elemente ausgewählt aus der Gruppe GM und die Gruppe der Fluoride der Elemente ausgewählt aus der Gruppe GL in einer Gesamtmenge von 90 Mol-% oder mehr enthalten. Dabei bedeutet der Begriff "Gruppe der Oxide" allgemein alle Oxide, wenn zwei oder mehrere Arten von Elementen aus der Gruppe GM ausgewählt werden und deshalb zwei oder mehrere Arten von Oxiden in der Schicht enthalten sind. Wird aus der Gruppe GM nur ein Element ausgewählt und ist deshalb in der Schicht nur eine Art von Oxid enthalten, bedeutet der Begriff "Gruppe der Oxide" das Oxid. Das Gleiche gilt für den Begriff "Gruppe der Fluoride". Anders gesagt, kann die Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid bis zu 10 Mol-% Verbindungen enthalten, die keine Oxide der Gruppe ausgewählt aus der Gruppe GM sind und keine Fluoride der Elemente ausgewählt aus der Gruppe GL. Solche Verbindungen werden als "dritte Komponente" bezeichnet. Wenn der Anteil der dritten Komponente 10 Mol-% übersteigt, nimmt die Stabilität und die Feuchtebeständigkeit der Schicht ab und man erhält deshalb die beschriebenen Wirkungen nur schwer.
In der definierten Schicht sind die Oxide der Elemente ausgewählt aus der Gruppe GM bevorzugt in einer Menge von 50 Mol-% oder mehr enthalten und bevorzugter 50 bis 90 Mol-%, wenn die Gesamtmenge der Gruppe der Oxide der Elemente ausgewählt aus der Gruppe GM und der Gruppe der Fluoride der Elemente ausgewählt aus der Gruppe GL die Basis ist (100 Mol-%). Wenn der Anteil der Gruppe der Oxide der Elemente ausgewählt aus der Gruppe GM weniger als 50 Mol-% beträgt, neigt beispielsweise die Zyklusfähigkeit beim Überschreiben dazu, schlechter zu werden, wenn die Materialschicht auf der Basis von O xid/Fluorid die dielektrische Schicht bildet, die in Kontakt mit der Aufzeichnungsschicht steht.
Die Schicht, die identifiziert ist als eine Schicht enthaltend ein Gemisch aus Oxiden und Fluoriden, enthält bevorzugt als Oxide der Elemente ausgewählt aus der Gruppe GM ein oder mehrere Oxide, die jeweils ein Oxid mindestens eines Elements sind ausgewählt aus der Gruppe GM1 bestehend aus Ti, Zr, Hf und Ta und ein Oxid von Cr sowie als Fluoride der Elemente ausgewählt aus der Gruppe GL ein oder mehrere Fluoride, die jeweils ein Fluorid mindestens eines Elements sind ausgewählt aus der Gruppe GL1 bestehend aus La, Ce, Pr und Nd. Der durch diese Schicht erreichte Effekt ist so, wie es für das mit der Formel (2) ausgedrückte Material beschrieben wurde.
In dieser Schicht ist die Gruppe der Oxide der Elemente ausgewählt aus der Gruppe GM1 und das Oxid von Cr bevorzugt in einer Menge von 50 Mol-% oder mehr enthalten und bevorzugter in einer Gesamtmenge von 50 bis 90 Mol-%, wenn die Gesamtmenge dieser Oxide und der Gruppe der Fluoride der Elemente ausgewählt aus der Gruppe GL1 die Basis ist (100 Mol-%). Wenn der Anteil dieser Oxide weniger ist als 50 Mol-%, neigt beispielsweise die Zyklusfähigkeit beim Überschreiben zur Verschlechterung, wenn die Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid die dielektrische Schicht ist, die in Kontakt mit der Aufzeichnungsschicht steht. Bevorzugter ist die Gruppe der Oxide der Elemente ausgewählt aus der Gruppe GM1 und das Oxid von Cr in einer Menge von 10 Mol-% oder mehr bezogen auf die obige Basis enthalten.
Weiterhin kann diese Schicht auch das Oxid von Si zusätzlich zum Oxid mindestens eines Elements ausgewählt aus der Gruppe GM1 und das Oxid von Cr enthalten. Die Wirkung des Oxids von Si ist so, wie sie in Zusammenhang mit dem Material beschrieben wurde, welches durch die Formel (3) ausgedrückt wird.
Die Schicht, die das Oxid mindestens eines Elements ausgewählt aus der Gruppe GM1 und das Oxid von Cr und das Oxid von Si enthält, enthält bevorzugt mindestens eines der Oxide ZrO₂, HfO₂ und Ta₂O₅ sowie SiO₂ und Cr₂O₃ und LaF₃ als Fluorid des Elements ausgewählt aus der Gruppe GL. Insbesondere enthält eine solche Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid ein Material, welches durch die Formel (4) ausgedrückt wird: (D)_X(SiO₂)_Y(Cr₂O₃)_Z(LaF₃)_100-X-Y-Z (Mol-%), (4)wobei D mindestens ein Oxid darstellt ausgewählt aus ZrO₂, HfO₂ und Ta₂O₅ und X, Y und Z den Ungleichungen 20 ≤ X ≤ 70, 10 ≤ Y ≤ 50, 10 ≤ Z ≤ 60 und 50 ≤ X + Y + Z ≤ 90 genügen. ZrO₂, HfO₂ und Ta₂O₅ haben einen hohen Schmelzpunkt und sind thermisch stabil. LaF₃ ist für den praktischen Einsatz sehr geeignet, weil es den höchsten Schmelzpunkt von 1500 °C der Fluoride hat, die in Wasser unlöslich sind; außerdem ist es billig. Der bevorzugte Anteil jeder Verbindung wird definiert mit X, Y und Z wie oben gezeigt. Durch Einsatz dieser Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid als dielektrische Schicht, die in Kontakt steht mit der Aufzeichnungsschicht, ist es möglich, die Zwischenschicht wegzulassen. Weiter erreicht man mit dem Informationsaufzeichnungsmedium, welches diese Schicht als dielektrische Schicht enthält, eine gute Signalqualität und eine ausgezeichnete Zyklusfähigkeit beim Überschreiben, Feuchtebeständigkeit, Aufzeichnungsempfindlichkeit, Archiveigenschaften und Archiveigenschaften beim Überschreiben.
In der Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid, die ZrO₂, SiO₂, Cr₂O₃ und LaF₃ enthält, ist es bevorzugt, dass ZrSiO₄ enthalten ist, wenn die Anteile von ZrO₂ und SiO₂ im Wesentlichen gleich sind. ZrSiO₄ ist ein komplexes Oxid mit einer stabilen stöchiometrischen Zusammensetzung. ZrSiO₄ hat eine hohe strukturelle Festigkeit und eine niedrige thermische Leitfähigkeit. Wenn deshalb als dielektrische Schicht in Kontakt mit der Aufzeichnungsschicht eine ZrSiO₄ enthaltende Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid vorgesehen wird, ist das Informationsaufzeichnungsmedium ausgezeichnet in Bezug auf die Zyklusfähigkeit beim Überschreiben und hat eine hohe Aufzeichnungsempfindlichkeit.
Bevorzugt ist die Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid, die ZrSiO₄, Cr₂O₃ und LaF₃ enthält, eine Schicht, die ein Material enthält, welches durch die Formel (5) ausgedrückt wird: (ZrSiO₄)_A(Cr₂O₃)_B(LaF₃)_100-A-B (Mol-%), (5)wobei A und B den Ungleichungen 20 ≤ A ≤ 70, 10 ≤ B ≤ 50, 50 ≤ A + B ≤ 90 genügen. Der Anteil einer jeden Verbindung ist durch A und B definiert. Durch Einsatz dieser Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid als dielektrische Schicht, die in Kontakt steht mit der Aufzeichnungsschicht, ist es möglich, die Zwischenschicht wegzulassen. Außerdem erreicht man mit einem Informationsaufzeichnungsmedium, das diese Schicht als dielektrische Schicht enthält, eine gute Signalqualität und eine ausgezeichnete Zyklusfähigkeit beim Überschreiben, Feuchtebeständigkeit, Aufzeichnungsempfindlichkeit, Archiveigenschaften und Archiveigenschaften beim Überschreiben.
Die zusammensetzungsmäßige Analyse der Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid, die im erfindungsgemäßen Informationsaufzeichnungsmedium vorliegt, kann mit einem Röntgenmikroanalysator erfolgen. In diesem Fall erhält man die Zusammensetzung als Atomkonzentration jedes Elements.
Wenn beispielsweise die Membran analysiert wird, die auf einem Kohlenstoffsubstrat durch Sputtern mit einem Sputtertarget gebildet wird, das durch die nachfolgende Formel (40) (ZrO₂)_x(SiO₂)_y(Cr₂O₃)_z(LaF₃)_100-x-y-z (Mol-%) ausgedrückt wird, kann man die Atomkonzentration von Zr, Si, Cr, La, O und F bestimmen. Als Ergebnis können die tatsächlich durch die Analyse erhaltenen Werte nicht konsistent sein mit der stöchiometrischen Zusammensetzung von ZrO₂, SiO₂, Cr₂O₃ und LaF₃ und werden deshalb nicht durch die Formel (4) angegeben, d.h. durch (ZrO₂)_X(SiO₂)_Y(Cr₂O₃)_Z(LaF₃)_100-X-Y-Z (Mol-%). Selbst in diesem Fall erreicht man die Aufgabe der Erfindung, solange die Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid mindestens ein Element ausgewählt aus der Gruppe GM, ein Sauerstoffatom, mindestens ein Element ausgewählt aus der Gruppe GL sowie ein Fluoratom enthält und bevorzugt das Material enthält, welches durch die Formel (1), (2) oder (3) ausgedrückt wird.
Beim erfindungsgemäßen Informationsaufzeichnungsmedium ist eine der erwähnten Materialschichten auf der Basis von Oxid/Fluorid als dielektrische Schicht, die in Kontakt mit der Aufzeichnungsschicht gebildet wird, vorhanden. Die dielektrischen Schichten können gebildet werden in Kontakt mit beiden Oberflächen der Aufzeichnungsschicht. Alternativ existiert beim erfindungsgemäßen Informationsaufzeichnungsmedium eine der erwähnten Materialschichten auf der Basis von Oxid/Fluorid als Zwischenschicht, die zwischen der Aufzeichnungsschicht und der dielektrischen Schicht angeordnet ist. Anders gesagt, werden beim erfindungsgemäßen Informationsaufzeichnungsmedium die erwähnten Ma terialschichten auf der Basis von Oxid/Fluorid bevorzugt in Kontakt mit der Aufzeichnungsschicht hergestellt.
Das erfindungsgemäße Informationsaufzeichnungsmedium hat vorzugsweise eine Aufzeichnungsschicht, in der eine reversible Phasenänderung erzeugt wird. Dies bedeutet, dass das erfindungsgemäße Informationsaufzeichnungsmedium bevorzugt als wiederbeschreibbares Informationsaufzeichnungsmedium zur Verfügung gestellt wird.
Insbesondere enthält die Aufzeichnungsschicht, in der eine reversible Phasenänderung erfolgt, bevorzugt ein Material ausgewählt aus Ge-Sb-Te, Ge-Sn-Sb-Te, Ge-Bi-Te, Ge-Sn-Bi-Te, Ge-Sb-Bi-Te, Ge-Sn-Sb-Bi-Te, Ag-In-Sb-Te und Sb-Te. Jedes davon ist ein schnell kristallisierendes Material. Deshalb ist es beim Herstellen einer Aufzeichnungsschicht aus diesen Materialien möglich, Information mit hoher Dichte und hoher Übertragungsrate aufzuzeichnen und ein Informationsaufzeichnungsmedium zu erhalten, welches eine ausgezeichnete Zuverlässigkeit hat (insbesondere Archiveigenschaften oder Archiveigenschaften beim Überschreiben).
Wenn das erfindungsgemäße Informationsaufzeichnungsmedium eine Aufzeichnungsschicht aufweist, in der eine reversible Phasenänderung erfolgt, ist es wünschenswert, dass die Schichtdicke der Aufzeichnungsschicht 15 nm oder weniger beträgt. Wenn sie 15 nm übersteigt, kann die auf die Aufzeichnungsschicht aufgebrachte Wärme in der Richtung der Ebene diffundieren und kann nur schlecht in der Richtung der Dicke diffundieren; dies gibt eine Störung beim Überschreiben der Information.
Das erfindungsgemäße Informationsaufzeichnungsmedium kann einen Aufbau haben, bei dem eine erste dielektrische Schicht, eine Aufzeichnungsschicht, eine zweite dielektrische Schicht und eine Reflexionsschicht in dieser Reihenfolge auf einer Oberfläche eines Substrats gebildet werden. Das so aufgebaute Informationsaufzeichnungsmedium ist ein Medium, auf dem durch Bestrahlung mit Licht Information aufgezeichnet wird. In dieser Beschreibung bedeutet der Begriff "erste dielektrische Schicht" die dielektrische Schicht, die näher beim auftreffenden Licht liegt, und "zweite dielektrische Schicht" bedeutet die dielektrische Schicht, die weiter entfernt vom auftreffenden Licht liegt. Dies bedeutet, dass das auftreffende Licht durch die erste dielektrische Schicht und die Aufzeichnungsschicht in dieser Reihenfolge läuft und dann die zweite dielektrische Schicht erreicht. Das so aufgebaute Informationsaufzeichnungsmedium wird beispielsweise eingesetzt, wenn die Aufzeichnung und die Wiedergabe mit einem Laserstrahl mit einer Wellenlänge von etwa 660 nm erfolgt.
Wenn das erfindungsgemäße Informationsaufzeichnungsmedium diesen Aufbau hat, ist von der ersten dielektrischen Schicht und der zweiten dielektrischen Schicht mindestens eine die erwähnte Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid. Bevorzugt sind beide dielektrischen Schichten die obigen Materialschichten auf der Basis von Oxid/Fluorid. In diesem Fall können die Zusammensetzungen der beiden dielektrischen Schichten gleich oder unterschiedlich voneinander sein.
Eine Ausführungsform des so gebauten Informationsaufzeichnungsmediums ist ein Informationsaufzeichnungsmedium, bei dem eine erste dielektrische Schicht, eine Zwischenschicht, eine Aufzeichnungsschicht, eine zweite dielektrische Schicht, eine optische Kompensationsschicht und eine Reflexionsschicht in dieser Reihenfolge auf einer Oberfläche eines Substrats gebildet sind, wobei die zweite dielektrische Schicht die obige Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid ist und in Kontakt mit der Aufzeichnungsschicht steht.
Das erfindungsgemäße Informationsaufzeichnungsmedium kann einen Aufbau haben, bei der eine Reflexionsschicht, eine zweite dielektrische Schicht, eine Aufzeichnungsschicht und eine erste dielektrische Schicht in dieser Reihenfolge auf einer Oberfläche eines Substrats ausgebildet sind. Dieser Aufbau wird dann eingesetzt, wenn die Dicke des Substrats, auf welches Licht eingestrahlt wird, dünn sein muss. Das so gebaute Informationsaufzeichnungsmedium wird eingesetzt, wenn eine Information aufgezeichnet und wiedergegeben wird und dies mit einem kurzwelligen Laserstrahl mit einer Wellenlänge von etwa 405 nm erfolgt und die numerische Apertur NA einer Objektivlinse auf die Größe von, beispielsweise 0,85 gebracht wird, um die Fokalposition flach zu setzen. Zum Einsatz einer solchen Wellenlänge und einer solchen numerischen Apertur NA muss die Dicke des Substrats, auf das Licht eingestrahlt wird, beispielsweise zwischen etwa 60 und 120 μm betragen. Es ist schwierig, auf der Oberfläche eines so dünnen Substrats eine Schicht aufzubringen. Das so gebaute Informationsaufzeichnungsmedium wird deshalb als Medium identifiziert, welches gebildet ist durch Einsatz eines Substrats als Stützsubstrat, auf das Licht nicht aufgebracht wird, wobei eine Reflexionsschicht und dgl. in dieser Reihe auf einer Oberfläche des Substrats gestapelt wird.
Wenn das erfindungsgemäße Informationsaufzeichnungsmedium diesen Aufbau hat, ist von der ersten dielektrischen Schicht und der zweiten dielektrischen Schicht mindestens eine, die obige Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid. Bevorzugt sind beide dielektrischen Schichten die obigen Materialschichten auf der Basis von Oxid/Fluorid. In diesem Fall kann die Zusammensetzung der beiden dielektrischen Schichten gleich oder voneinander verschieden sein.
Eine Ausführungsform des so gebauten Informationsaufzeichnungsmediums ist ein Informationsaufzeichnungsmedium, bei dem eine Reflexionsschicht, eine optische Kompensationsschicht, eine zweite dielektrische Schicht, eine Aufzeichnungsschicht, eine Zwischenschicht und eine erste dielektrische Schicht in dieser Reihenfolge auf einer Oberfläche eines Substrats gebildet sind, wobei die zweite dielektrische Schicht die obige Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid ist und in Kontakt mit der Aufzeichnungsschicht steht.
Das erfindungsgemäße Informationsaufzeichnungsmedium kann zwei oder mehrere Aufzeichnungsschichten aufweisen. Beispielsweise hat ein solches Informationsaufzeichnungsmedium eine einseitige Dualschichtstruktur, wobei zwei Aufzeichnungsschichten auf einer Oberfläche eines Substrats gebildet sind und eine dielektrische Schicht und eine Zwischenschicht dazwischen liegen. Beim Informationsaufzeichnungsmedium mit einseitiger Dualschichtstruktur werden Informationen durch Bestrahlen mit Licht von einer Seite aus in zwei Aufzeichnungsschichten aufgezeichnet. Durch Einsatz dieser Struktur kann die Aufnahmekapazität groß gemacht werden. Alternativ kann ein erfindungsgemäßes Informationsaufzeichnungsmedium eine Aufzeichnungsschicht auf beiden Seiten eines Substrats aufweisen.
Bei einer Ausführungsform des Informationsaufzeichnungsmediums, welches zwei oder mehr Aufzeichnungsschichten aufweist, gibt es mindestens eine zweite Reflexionsschicht, eine fünfte dielektrische Schicht, eine zweite Aufzeichnungsschicht, eine vierte dielektrische Schicht, eine Zwischenschicht, eine dritte dielektrische Schicht, eine erste Reflexionsschicht, eine zweite dielektrische Schicht, eine erste Aufzeichnungsschicht und eine erste dielektrische Schicht, die in dieser Reihenfolge gebildet sind, wobei von der ersten dielektrischen Schicht, der zweiten dielektrischen Schicht, der vierten dielektrischen Schicht und der fünften dielektrischen Schicht mindestens eine die obige Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid ist und in Kontakt mit der ersten Aufzeichnungsschicht oder der zweiten Aufzeichnungsschicht steht.
Die Erfindung stellt auch ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Informationsaufzeichnungsmediums zur Verfügung (siehe Anspruch 25), bei dem mit einem Sputterverfahren die erwähnte Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid hergestellt wird. Nach dem Sputterverfahren kann die Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid hergestellt werden, deren Zusammensetzung im Wesentlichen die gleiche ist wie die eines Sputtertargets. Deshalb kann mit diesem Herstellungsverfahren die Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid mit gewünschter Zusammensetzung leicht hergestellt werden durch Auswahl eines geeigneten Sputtertargets.
Insbesondere kann ein Sputtertarget eingesetzt werden, welches ein Material enthält, das durch die folgende Formel (10) ausgedrückt wird: M_hO_iL_jF_k (Atom-%), (10)wobei M mindestens ein Element darstellt ausgewählt aus der Gruppe GM bestehend aus Ti, Zr, Hf, Nb, Ta, Cr und Si, L mindestens ein Element darstellt ausgewählt aus der Gruppe GL bestehend aus La, Ce, Pr, Nd, Gd, Dy, Ho, Er und Yb und h, i, j und k den Ungleichungen 10 ≤ h ≤ 45, 24 ≤ i ≤ 76, 0 < j < 19 und 0 < k ≤ 48 genügen. Die Formel (10) entspricht einer Elementzusammensetzungsformel des Materials, bei dem die meisten Elemente, die aus der Gruppe GM ausgewählt sind, in Form von Oxiden vorliegen und die meisten Elemente, die aus der Gruppe GL ausgewählt werden, in Form von Fluoriden vorliegen. Durch Einsatz dieses Targets kann die Schicht hergestellt werden, die das Material enthält, welches durch die Formel (1) ausgedrückt wird.
Alternativ kann ein Sputtertarget eingesetzt werden, welches ein Material enthält, das durch die folgende Formel (20) ausgedrückt wird: M¹ _pCr_qO_iL¹ _jF_k (Atom-%), (20)wobei M¹ mindestens ein Element darstellt ausgewählt aus der Gruppe GM1 bestehend aus Ti, Zr, Hf und Ta, L¹ mindestens ein Element darstellt ausgewählt aus der Gruppe GL bestehend aus La, Cr, Pr und Nd und p, q, i, j und k den Ungleichungen 0 < p ≤ 38, 0 < q ≤ 45, 24 ≤ i ≤ 76, 0 < j ≤ 19 und 0 < k ≤ 48 genügen. Durch Einsatz dieses Sputtertargets kann eine Schicht hergestellt werden, die das Material enthält, welches durch die Formel (2) ausgedrückt wird.
Alternativ kann ein Sputtertarget eingesetzt werden, welches ein Material enthält, das durch die folgende Formel (30) ausgedrückt wird: M¹ _rCr_sSi_tO_uL¹ _vF_w (Atom-%), (30)wobei M¹ mindestens ein Element darstellt ausgewählt aus der Gruppe GM1 bestehend aus Ti, Zr, Hf und Ta, L¹ mindestens ein Element darstellt ausgewählt aus der Gruppe GL1 bestehend aus La, Ce, Pr und Nd und r, s, t, u, v und w den Ungleichungen 0 < r ≤ 28, 0 < s ≤ 33, 0 < t ≤ 19, 25 ≤ u ≤ 70, 0 < v ≤ 18 und 0 < w ≤ 45 genügen. Mit diesem Sputtertarget kann eine Schicht gebildet werden, die das Material enthält, welches durch die obige Formel (3) ausgedrückt wird.
Alternativ kann ein Sputtertarget eingesetzt werden, welches ein oder mehrere Oxide, die ein Oxid mindestens eines Elements sind ausgewählt aus der Gruppe GM bestehend aus Ti, Zr, Hf, Nb, Ta, Cr und Si und ein oder mehrere Fluoride, die jeweils ein Fluorid sind mindestens eines Elements ausgewählt aus der Gruppe GL bestehend aus La, Ce, Pr, Nd, Gd, Dy, Ho, Er und Yb enthält. Der Grund für diese Spezifikation des Sputtertargets liegt darin, dass das Sputtertarget enthaltend die Elemente ausgewählt aus der Gruppe GM, Sauerstoff, die Elemente ausgewählt aus der Gruppe GL und Fluor normalerweise mit der Angabe der Zusammensetzung der Oxide der Elemente, die aus der Gruppe GM ausgewählt werden und der Fluoride der Elemente, die aus der Gruppe GL ausgewählt werden, versehen ist. Die Erfinder haben festgestellt, dass bei Analyse mit einem Röntgenmikroanalysator die Elementarzusammensetzung eines Sputtertargets mit einer solchen Angabe der Zusammensetzung im Wesentlichen gleich wird der Elementzusammensetzung, die aus der angegebenen Zusammensetzung berechnet ist (d.h. die angegebene Zusammensetzung (d.h, die Nominalzusammensetzung) ist korrekt). Deshalb wird beim erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren bevorzugt ein Sputtertarget eingesetzt, welches als Gemisch von Oxiden und Fluoriden angegeben ist.
Das Sputtertarget, welches als Gemisch von Oxiden und Fluoriden angegeben ist, enthält bevorzugt die Gruppe der Oxide der Elemente ausgewählt aus der Gruppe GM und die Gruppe der Fluoride der Elemente ausgewählt aus der Gruppe GL in einer Gesamtmenge von 90 Mol-% oder größer. Anders gesagt, enthält das Sputtertarget die dritte Komponente in einer Menge von 10 Mol-% oder kleiner. Wenn der Anteil der dritten Komponente im Sputtertarget 10 Mol-% übersteigt, übersteigt auch in der Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid, die durch Sputtern dieses Targets erhalten wurde, der Anteil der dritten Komponente 10 Mol-%, wodurch es schwierig sein kann, das Informationsaufzeichnungsmedium mit den gewünschten Eigenschaften zu erhalten.
Beim Sputtertarget, welches als Gemisch von Oxiden und Fluoriden angegeben wird, sind die Oxide der aus der Gruppe GM ausgewählten Elemente bevorzugt in einer Menge von 50 Mol-% oder größer enthalten, bevorzugter 50 bis 90 Mol-%, wenn die Gesamtmenge der Gruppe der Oxide der Elemente ausgewählt aus der Gruppe GM und der Gruppe der Fluoride der Elemente ausgewählt aus der Gruppe GL die Basis ist (100 Mol-%). Wenn der Anteil der Gruppe der Oxide der Elemente ausgewählt aus der Gruppe GM im Sputtertarget kleiner ist als 50 Mol-%, dann ist auch in der Schicht, die durch Einsatz eines solchen Sputtertargets erhalten wurde, der Anteil der Gruppe der Oxide, kleiner als 50 Mol-%, wodurch es schwierig ist, ein Informationsaufzeichnungsmedium mit den gewünschten Eigenschaften zu erhalten.
Das Sputtertarget, welches angegeben wird als Gemisch von Oxiden und Fluoriden, enthält bevorzugt als Oxide der Elemente ausgewählt aus der Gruppe GM ein Oxid von Cr und ein oder mehrere Oxide, die jeweils ein Oxid mindestens eines Elements sind ausgewählt aus der Gruppe GM1 bestehend aus Ti, Zr, Hf und Ta und als Fluoride der Elemente ausgewählt aus der Gruppe GL ein oder mehrere Fluoride, die jeweils Fluoride mindestens eines Elements sind, ausgewählt aus der Gruppe GL1 bestehend aus La, Ce, Pr und Nd. Durch Einsatz dieses Sputtertargets kann man eine Schicht erhalten, die ein oder mehrere Oxide, die jeweils ein Oxid mindestens eines Elements sind ausgewählt aus der Gruppe GM1 und ein oder mehrere Fluoride, die jeweils ein Fluorid mindestens eines Elements ausgewählt aus der Gruppe GL1 sind, enthält.
In diesem Cr enthaltenden Sputtertarget sind die Gruppe der Oxide der Elemente ausgewählt aus der Gruppe GM1 und das Oxid von Cr bevorzugt in einer Gesamtmenge von 50 Mol-% oder größer enthalten, bevorzugter in einer Menge von 50 bis 90 Mol-%, wenn die Gesamtmenge dieser Oxide und der Gruppe der Fluoride der aus der Gruppe GL ausgewählten Elemente die Basis ist (100 Mol-%). Durch Einsatz eines Sputtertargets, welches diese Oxide in einer Menge von weniger als 50 Mol-% enthält, enthält auch die Schicht diese Oxide in einer Menge von weniger als 50 Mol-%, wodurch es schwierig ist, das Informationsaufzeichnungsmedium mit den gewünschten Eigenschaften zu erhalten.
Das Cr enthaltende Sputtertarget enthält außerdem das Oxid von Si. Durch Einsatz eines Sputtertargets, welches das Oxid von Si enthält, enthält die Schicht ebenfalls das Oxid von Si und gibt dem Informationsaufzeichnungsmedium günstige Eigenschaften.
Insbesondere enthält das bevorzugte Sputtertarget als Oxide der Elemente ausgewählt aus der Gruppe GM mindestens ein Oxid ausgewählt aus ZrO₂, HfO₂ und Ta₂O₅ sowie SiO₂ und Cr₂O₃ und als Fluorid des Elements ausgewählt aus der Gruppe GL LaF₃. Ein solches Sputtertarget enthält bevorzugt ein Material, welches durch die Formel (40) ausgedrückt wird: (D)_x(SiO₂)_y(Cr₂O₃)_z(LaF₃)_100-x-y-z (Mol-%), (40)wobei D mindestens ein Oxid darstellt ausgewählt aus ZrO₂, HfO₂ und Ta₂O₅ und x, y und z den Ungleichungen 20 ≤ x ≤ 70, 10 ≤ y ≤ 50, 10 ≤ z ≤ 60 und 50 ≤ x + y + z ≤ 90 genügen. Durch Einsatz dieses Sputtertargets kann eine Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid hergestellt werden, die das durch die vorstehende Formel (4) ausgedrückte Material enthält.
Das Sputtertarget, welches das durch die Formel (40) angegebene Material enthält, kann ein Material sein, welches ZrO₂ und SiO₂ in gleichen Anteilen enthält, wodurch ZrSiO₄ gebildet wird. Ein solches Sputtertarget enthält bevorzugt ein Material, welches durch die Formel (50) angegeben wird: (ZrSiO₄)_a(Cr₂O₃)_b(LaF₃)_100-a-b (Mol-%), (50)wobei a und b den Ungleichungen 20 ≤ a ≤ 70, 10 ≤ b ≤ 50 und 50 ≤ a + b ≤ 90 genügen. Durch Einsatz dieses Sputtertargets kann eine Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid gebildet werden, welche das durch die Formel (5) angegebene Material enthält.
Bevorzugt ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht, die in direktem Kontakt mit der Aufzeichnungsschicht steht, gebildet wird aus einem Gemisch von einem oder mehreren Oxiden, die jeweils ein Oxid mindestens eines Elements ausgewählt aus der Gruppe GM sind, bestehend aus Ti, Zr, Hf, Nb, Ta, Cr und Si und einem oder mehreren Fluoriden, die jeweils ein Fluorid sind mindestens eines Elements ausgewählt aus der Gruppe GL bestehend aus La, Ce, Pr, Nd, Gd, Dy, Ho, Er und Yb. Demgemäß kann die Anzahl der Schichten verringert werden, indem die Zwischenschicht weggelassen wird, die beim Informationsaufzeichnungsmedium des Standes der Technik zwischen der Aufzeichnungsschicht und der dielektrischen Schicht vorgesehen ist, gleichzeitig erhält man ein optisches Aufzeichnungsmedium mit hoher Zuverlässigkeit und stellt ausgezeichnete Zykluseigenschaften beim Überschreiben und eine hohe Aufzeichnungsempfindlichkeit sicher. Wenn die Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid als dielektrische Schicht eingesetzt wird zum Isolieren einer Aufzeichnungsschicht im Informationsaufzeichnungsmedium, auf welche elektrische Energie angewandt wird, kann die Phasenänderung der Aufzeichnungsschicht mit niedriger elektrischer Energie erzeugt werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Eine bessere Würdigung der Erfindung und viele der ihr innewohnenden Vorteile werden durch die nachfolgende detaillierte Beschreibung deutlich, insbesondere zusammen mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet; es zeigen:
1: eine teilweise Schnittansicht, die in schematischer Weise ein Beispiel des erfindungsgemäßen optischen Aufzeichnungsmediums darstellt;
2: eine teilweise Schnittansicht, die in schematischer Weise ein anderes Beispiel des erfindungsgemäßen optischen Aufzeichnungsmediums darstellt;
3: eine teilweise Schnittansicht, die in schematischer Weise ein weiteres Beispiel des erfindungsgemäßen optischen Informationsaufzeichnungsmediums darstellt;
4: eine teilweise Schnittansicht, die in schematischer Weise noch ein anderes Beispiel des erfindungsgemäßen optischen Informationsaufzeichnungsmediums darstellt;
5: eine teilweise Schnittansicht, die in schematischer Weise ein anderes Beispiel des erfindungsgemäßen optischen Informationsaufzeichnungsmediums darstellt;
6: eine teilweise Schnittansicht, die in schematischer Weise ein anderes Beispiel des erfindungsgemäßen optischen Aufzeichnungsmediums darstellt;
7: ein dreieckiges Diagramm, welches den Zusammensetzungsbereich des durch die Formel (5) angegebenen Materials zeigt;
8: eine schematische Ansicht, die ein Beispiel des erfindungsgemäßen Informationsaufzeichnungsmediums darstellt, wobei die Information durch Einsatz von elektrischer Energie aufgezeichnet wird;
9: eine schematische Ansicht, die ein Beispiel eines Systems für ein Informationsaufzeichnungsmedium darstellt, welches in 8 gezeigt ist; und
10: eine teilweise Schnittansicht, die in schematischer Weise ein Beispiel für ein Informationsaufzeichnungsmedium des Standes der Technik darstellt.
Detailbeschreibung der Erfindung
Nachfolgend werden die Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Die folgenden Beispiele sind erläuternd und die Erfindung wird durch die folgenden Ausführungsformen nicht beschränkt.
Ausführungsform 1
Als Ausführungsform 1 der Erfindung wird ein Beispiel des optischen Informationsaufzeichnungsmediums beschrieben, auf dem oder von dem die Information mit einem Laserstrahl aufgezeichnet oder wiedergegeben wird. 1 zeigt den teilweisen Querschnitt des optischen Informationsaufzeichnungsmediums.
Das in 1 gezeigte Informationsaufzeichnungsmedium 25 hat einen Aufbau, bei dem eine erste dielektrische Schicht 2, eine Aufzeichnungsschicht 4, eine zweite dielektrische Schicht 6, eine optische Kompensationsschicht 7 und eine Reflexionsschicht 8 auf einer Oberfläche eines Substrats 1 in dieser Reihenfolge gebildet sind (d.h. die Schicht 8 ist auf der Schicht 7 gebildet, die auf der Schicht 6 gebildet ist, die auf der Schicht 4 gebildet ist, die auf der Schicht 2 gebildet ist); weiter ist ein Dummysubstrat 10 mit einer Haftschicht 9 an die Reflexionsschicht 8 gebunden. Das Informationsaufzeichnungsmedium mit diesem Aufbau kann als DVD-RAM mit 4,7 GB eingesetzt werden, auf dem oder von dem Informationen aufgezeichnet oder wiedergegeben werden; dies erfolgt mit einem Laserstrahl im roten Wellenlängenbereich mit einer Wellenlänge von etwa 660 nm. Auf das so aufgebaute Informationsaufzeichnungsmedium lässt man von der Seite des Substrats 1 her einen Laserstrahl 12 einwirken, wodurch Information aufgezeichnet und wiedergegeben wird. Das Informationsaufzeichnungsmedium 25 unterscheidet sich von dem in 10 gezeigten Informationsaufzeichnungsmedium 31 des Standes der Technik, insoweit es nicht die erste Zwischenschicht 103 und die zweite Zwischenschicht 105 aufweist.
Bei Ausführungsform 1 sind sowohl die erste dielektrische Schicht 2 als auch die zweite dielektrische Schicht 6 Materialschichten auf der Basis von Oxid/Fluorid. Wie vorstehend beschrieben, ist die Materialschicht auf der Basis von O xid/Fluorid eine Schicht, die ein oder mehrere Oxide, die jeweils ein Oxid mindestens eines Elements sind ausgewählt aus der Gruppe GM bestehend aus Ti, Zr, Hf, Nb, Ta, Cr und Si und ein oder mehrere Fluoride, die jeweils ein Fluorid sind mindestens eines Elements ausgewählt aus der Gruppe GL bestehend aus La, Ce, Pr, Nd, Gd, Dy, Ho, Er und Yb, enthält.
Im Allgemeinen ist es erforderlich, dass das Material der dielektrischen Schicht 1) transparent ist; 2) einen hohen Schmelzpunkt hat und nicht beim Aufzeichnen schmilzt; und 3) gute Haftung an die Aufzeichnungsschicht hat, die aus dem Chalkogenidmaterial ist. Transparenz ist eine notwendige Eigenschaft, damit der Laserstrahl 12, der von der Seite des Substrats 1 auftrifft, die dielektrische Schicht passieren und die Aufzeichnungsschicht 4 erreichen kann. Insbesondere erforderlich ist diese Eigenschaft für die erste dielektrische Schicht auf der Seite des auftreffenden Lasers. Der hohe Schmelzpunkt ist eine erforderliche Eigenschaft, um sicherzustellen, dass das Material der dielektrischen Schicht nicht mit der Aufzeichnungsschicht vermischt wird, wenn der Laserstrahl mit einer Leistungsspitze auftrifft. Ein hoher Schmelzpunkt ist sowohl für die erste als auch für die zweite dielektrische Schicht erforderlich. Wenn das Material der dielektrischen Schicht mit der Aufzeichnungsschicht vermischt wird, verschlechtert sich die Zyklusfähigkeit beim Überschreiben merklich. Eine gute Haftung an der aus Chalkogenidmaterial bestehenden Aufzeichnungsschicht ist eine wesentliche Eigenschaft, um die Zuverlässigkeit des Informationsaufzeichnungsmediums sicherzustellen. Diese Eigenschaft ist für die erste und die zweite Aufzeichnungsschicht erforderlich. Weiterhin ist es erforderlich, das Material für die dielektrische Schicht so auszuwählen, dass das Informationsaufzeichnungsmedium eine Aufzeichnungsempfindlichkeit hat, die der eines herkömmlichen Informationsaufzeichnungsmediums entspricht oder besser ist (dies bedeutet ein Medium, bei dem zwischen der dielektrischen Schicht, die aus ZnS-20 Mol.-% SiO₂ besteht und der Aufzeichnungsschicht, eine Zwischenschicht angeordnet ist).
Von den Komponenten, die in der obigen Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid enthalten sind, sind alle Oxide der Elemente, die Mitglieder der Gruppe GM sind, transparent, haben einen hohen Schmelzpunkt und eine ausgezeichnete thermische Stabilität. Deshalb stellen diese Verbindungen die Zyklusfähigkeit beim Überschreiben des Informationsaufzeichnungsmediums sicher.
Alle Fluoride der Elemente, die Mitglieder der Gruppe GL sind, sind in Wasser unlöslich und haben eine ausgezeichnete Feuchtebeständigkeit. Deshalb stellen diese Verbindungen die Feuchtebeständigkeit des Informationsaufzeichnungsmediums sicher. Die Oxide der Elemente der Gruppe GM umfassen beispielsweise TiO₂, ZrO₂, HfO₂, Nb₂O₅, Ta₂O₅, Cr₂O₃ und SiO₂. Die Fluoride der Elemente der Gruppe GL umfassen beispielsweise LaF₃, CeF₃, PrF₃, NdF₃, GdF₃, DyF₃, HoF₃, ErF₃ und YbF₃. Durch Herstellung der ersten dielektrischen Schicht 2 und der zweiten dielektrischen Schicht 6 aus einem Gemisch der Oxide und der Fluoride, die kein S enthalten, in Kontakt mit der Aufzeichnungsschicht 4 (wie erläutert) kann ein Informationsaufzeichnungsmedium 25 erhalten werden, welches eine ausgezeichnete Zyklusfähigkeit beim Überschreiben mit einer guten Haftung zwischen der Aufzeichnungsschicht und der dielektrischen Schicht aufweist. Außerdem wird die Schicht komplexer gestaltet, indem das Oxid und das Fluorid gemischt wird, womit die thermische Leitfähigkeit der dielektrischen Schicht unterdrückt werden kann. Durch Einsatz der obigen Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid kann deshalb eine dielektrische Schicht erhalten werden, die die Aufzeichnungsschicht wirksamer quencht; dies führt zu einer Verbesserung der Aufzeichnungsempfindlichkeit des Informationsaufzeichnungsmediums.
Die obige Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid kann Oxide von zwei oder mehr Elementen enthalten, die aus der Gruppe GM ausgewählt sind, d.h. zwei oder mehrere Arten von Oxiden. Die zwei oder mehr Arten von Oxiden können ein komplexes Oxid bilden. Die obige Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid kann Fluoride von zwei oder mehr Elementen enthalten ausgewählt aus der Gruppe GL, d.h. zwei oder mehrere Arten von Fluoriden. Ein Beispiel der Schicht, die zwei oder mehrere Arten von Oxiden enthält, ist die Schicht, die das Material enthält, das mit obiger Gleichung (4) ausgedrückt wird. Ein Beispiel der Schicht, in der zwei oder mehrere Arten von Oxiden ein komplexes Oxid bilden, ist die Schicht, die das mit der obigen Formel (5) ausgedrückte Material enthält.
Die erste dielektrische Schicht 2 und die zweite dielektrische Schicht 6 sind bevorzugt Materialschichten auf der Basis von Oxid/Fluorid, die jeweils ein Oxid von Cr und ein oder mehrere Oxide, die jeweils ein Oxid mindestens eines Elements sind ausgewählt aus der Gruppe GM1 bestehend aus Ti, Zr, Hf und Ta als Oxide der Elemente ausgewählt aus der Gruppe GM, und ein oder mehrere Fluoride, die jeweils ein Fluorid mindestens eines Elements sind ausgewählt aus der Gruppe GL1 bestehend aus La, Ce, Pr und Nd als Fluoride der Elemente ausgewählt aus der Gruppe GL, enthalten. Alle Oxide der Elemente, die Mitglieder der Gruppe GM1 sind, haben einen höheren Schmelzpunkt und eine bessere thermische Stabilität. Das Oxid von Cr hat eine ausgezeichnete Haftung am Aufzeichnungsmaterial, welches aus Chalkogenidmaterial gebildet ist. Alle Fluoride der Elemente, die Mitglieder der Gruppe GL1 sind, haben einen Vorteil bezüglich der Kosten. Wenn die erste und die zweite dielektrische Schicht 2 bzw. 6 Materialschichten auf der Basis von Oxid/Fluorid sind, die diese speziellen Oxide und Fluoride enthalten, ist das Informationsaufzeichnungsmedium ausgezeichnet in Bezug auf die Zyklusfähigkeit beim Überschreiben und kann mit geringeren Kosten hergestellt werden. Wenn diese Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid weiter das Oxid von Si enthält, wird die dielektrische Schicht weicher, wodurch Membranbruch oder Membranriss der dielektrischen Schicht verhindert wird, selbst wenn das Aufzeichnungsmedium wiederholtem Aufzeichnen unterworfen wird.
Insbesondere ist es bevorzugt, dass die Schicht auf der Basis von Oxid/Fluorid mindestens ein Oxid enthält ausgewählt aus ZrO₂, HfO₂ und Ta₂O₅ als Oxide der Elemente ausgewählt aus der Gruppe GM1 sowie SiO₂, Cr₂O₃ und LaF₃ als Fluorid des Elements ausgewählt aus der Gruppe GL1. ZrO₂ und HfO₂ sind jeweils transparent und haben einen hohen Schmelzpunkt (etwa 2700 °C) sowie thermische Stabilität. Die Oxide ZrO₂, HfO₂ und Ta₂O₅ haben eine kleine thermische Leitfähigkeit. Weil LaF₃ von den Fluoriden, die in Wasser unlöslich sind und zu niedrigen Kosten führen, den Höchstschmelzpunkt von etwa 1500 °C hat, ist es am meisten geeignet für den praktischen Einsatz des Fluorids zum Aufbau der dielektrischen Schicht. Das Material enthaltend mindestens ein Oxid ausgewählt aus ZrO₂, HfO₂ und Ta₂O₅ sowie SiO₂, Cr₂O₃ und LaF₃ wird ausgedrückt durch die obige Formel (4), d.h. durch (D)_X(SiO₂)_Y(Cr₂O₃)_Z(LaF₃)_100-X-Y-Z (Mol-%). In dieser Formel repräsentiert D ein oder mehrere Oxide ausgewählt aus ZrO₂, HfO₂ und Ta₂O₅. Außerdem bezeichnen X, Y und Z jeweils das Mischverhältnis jeder Verbindung und genügen den Ungleichungen 20 ≤ X ≤ 70, 10 ≤ Y ≤ 50, 10 ≤ Z ≤ 60 und 50 ≤ X + Y + Z ≤ 90. Wenn X, welches das Mischungsverhältnis eines Oxids oder das Mischungsverhältnis insgesamt von zwei oder mehreren Oxiden ist, die ausgewählt sind aus ZrO₂, HfO₂ und Ta₂O₅, und Y, welches das Mi schungsverhältnis von SiO₂ ist, innerhalb der obigen Bereiche liegen, hat das Informationsaufzeichnungsmedium eine ausgezeichnete Zyklusfähigkeit beim Überschreiben. Wenn Z, welches das Mischungsverhältnis von Cr₂O₃ darstellt, innerhalb des obigen Bereiches ist, kann eine Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid erhalten werden, die eine ausgezeichnete Haftung an der Aufzeichnungsschicht aufweist. Wenn X + Y + Z innerhalb des obigen Bereiches liegt, liegt 100-X-Y-Z innerhalb des Bereiches von 10 bis 50. Wenn 100-X-Y-Z (welches das Mischungsverhältnis von LaF₃ darstellt) innerhalb dieses Bereiches ist, hat das Informationsaufzeichnungsmedium eine ausgezeichnete Aufzeichnungsempfindlichkeit.
Die Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid kann eine Schicht sein, die ZrSiO₄, Cr₂O₃ und LaF₃ enthält. ZrSiO₄ ist ein komplexes Oxid, welches gebildet wird, wenn ZrO₂ und SiO₂ im Verhältnis von 1:1 gemischt werden, und hat eine hohe strukturelle Stabilität bzw. Festigkeit. Das Material, welches ZrSiO₄, Cr₂O₃ und LaF₃ enthält, wird durch die obige Formel (5) ausgedrückt, d.h. (ZrSiO₄)_A(Cr₂O₃)_B(LaF₃)_100-A-B (Mol-%). In dieser Formel bezeichnen A und B jeweils das Mischungsverhältnis jeder Verbindung und genügen den Ungleichungen 20 ≤ A ≤ 70, 10 ≤ B ≤ 50, 50 ≤ A + B ≤ 90. Wenn A, welches das Mischungsverhältnis von ZrSiO₄ darstellt, innerhalb des obigen Bereiches ist, zeigt das Informationsaufzeichnungsmedium eine ausgezeichnete Zyklusfähigkeit beim Überschreiben. Wenn B, welches das Mischungsverhältnis von Cr₂O₃ ist, innerhalb des obigen Bereiches ist, erhält man eine Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid mit ausgezeichneter Haftung an der Aufzeichnungsschicht. Wenn A + B innerhalb des obigen Bereiches ist, liegt 100-A-B innerhalb des Bereiches von 10 bis 50. Wenn 100-A-B, welches das Mischungsverhältnis von LaF₃ ist, innerhalb des obigen Bereiches liegt, hat das Informationsaufzeichnungsmedium eine ausgezeichnete Aufzeichnungsempfindlichkeit.
Der Zusammensetzungsbereich des durch die Formel (5) ausgedrückten Materials ist in 7 gezeigt. Die Koordinaten in 7 sind (ZrSiO₄, Cr₂O₃, LaF₃). In dieser Figur befindet sich das durch die Formel (5) angegebene Material innerhalb des Bereiches (unter Einschluss der Linie), der durch a (70, 10, 20), b (40, 10, 50), c (20, 30, 50), d (20, 50, 30), e (40, 50, 10) und f (70, 20, 10) umgeben ist.
Die Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid enthält bevorzugt die Oxide der Elemente ausgewählt aus der Gruppe GM und die Fluoride der Elemente ausgewählt aus der Gruppe GL in einer Gesamtmenge von 90 Mol-% oder größer. Die Schicht, die diese Verbindungen in einer Menge von 90 Mol-% oder mehr enthält, hat immer im Wesentlichen die gleiche thermische Stabilität und Feuchtebeständigkeit und wird bevorzugt als erste dielektrische Schicht 2 und zweite dielektrische Schicht 6 eingesetzt, selbst wenn sie neben diesen Verbindungen die dritte Komponente enthält. Die dritte Komponente ist eine Komponente, die unvermeidbarerweise enthalten ist oder gebildet wird, wenn die Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid erzeugt wird. Als dritte Komponente kann beispielsweise eine dielektrische Substanz, ein Metall, ein Halbmetall, ein Halbleiter und/oder ein Nichtmetall in der Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid enthalten sein.
Beispiele für die als dritte Komponente enthaltene dielektrische Substanz sind Al₂O₃, CeO₂, CuO, Cu₂O, Er₂O₃, FeO, Fe₂O₃, Fe₃O₄, Ga₂O₃, Ho₂O₃, In₂O₃, ein Gemisch aus In₂O₃ und SnO₂, La₂O₃, Mn₃O₄, Nd₂O₃, NiO, Sc₂O₃, Sm₂O₃, SnO, SnO₂, Tb₄O₇, WO₃, Y₂O₃, Yb₂O₃, ZnO, AlN, BN, CrN, Cr₂N, HfN, NbN, Si₃N₄, TaN, TiN, VN, ZrN, B₄C, Cr₃C₂, HfC, Mo₂C, NbC, SiC, TaC, TiC, VC, W₂C, WC und ZrC.
Metalle, die als dritte Komponente enthalten sein können, sind beispielsweise Sc, Y, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, La, Ce, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy und Yb.
Halbmetalle und Halbleiter, die als dritte Komponente enthalten sein können, sind beispielsweise B, Al, C, Si, Ge und Sn. Nichtmetalle, die als dritte Komponente enthalten sein können, sind beispielsweise Sb, Bi, Te und Se.
Die erste dielektrische Schicht 2 und die zweite dielektrische Schicht 6 können Materialschichten auf der Basis von Oxid/Fluorid sein, deren Zusammensetzung voneinander verschieden ist. Wenn beispielsweise das mit Formel (4) ausgedrückte Material Einsatz findet, d.h. (D)_X(SiO₂)_Y(Cr₂O₃)_Z(LaF₃)100-X-Y-Z (Mol-%), wird die erste dielektrische Schicht 2 bevorzugt aus einem Material gebildet, deren Zusammensetzung so ausgewählt ist, dass sie eine sehr gute Feuchte beständigkeit hat, wie z.B. (ZrO₂)₂₀(SiO₂)₁₀(Cr₂O₃)₅₀(LaF₃)₂₀ (Mol-%). Die zweite dielektrische Schicht 6 wird bevorzugt aus einem Material hergestellt, dessen Zusammensetzung so ausgewählt ist, dass sie das Aufzeichnungsmedium schneller abkühlt, wie z.B. (ZrO₂)₃₀(SiO₂)₁₀(Cr₂O₃)₂₀(LaF₃)₄₀ (Mol-%). Die erste dielektrische Schicht 2 kann aus einem Material hergestellt sein, die das Oxid des Elements ausgewählt aus der Gruppe GM und/oder das Fluorid des Elements ausgewählt aus der Gruppe GL enthält, die unterschiedlich sind von denen des Materials, welches die zweite dielektrische Schicht 6 bildet. Beispielsweise kann die erste dielektrische Schicht 2 aus einem Material hergestellt sein, welches auf dem Gemisch Ta₂O₅-Cr₂O₃-CeF₃ basiert, wogegen die zweite dielektrische Schicht 6 aus einem Material hergestellt sein kann, welches auf dem Gemisch HfO₂-SiO₂-Cr₂O₃-LaF₃ basiert. Auf diese Weise wird die Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid hergestellt unter Optimieren der Arten von Oxiden und Fluoriden und/oder des Mischungsverhältnisses der Komponenten in Abhängigkeit von den gewünschten Eigenschaften.
Durch Veränderung der jeweiligen Länge des optischen Pfades (d.h. Produktes "nd" aus Refraktionsindex n einer dielektrischen Schicht und der Schichtdicke d einer dielektrischen Schicht) dienen die erste dielektrische Schicht 2 und die zweite dielektrische Schicht 6 zum Einstellen der optischen Absorption Ac (%) der Aufzeichnungsschicht 4 im kristallinen Zustand und der optischen Absorption Aa (%) der Aufzeichnungsschicht 4 im amorphen Zustand, zum Einstellen der optischen Reflexion Rc (%) des Informationsaufzeichnungsmediums 25, wenn sich die Aufzeichnungsschicht 4 im kristallinen Zustand befindet, sowie der optischen Reflexion Ra (%) des Informationsaufzeichnungsmediums 25, wenn sich die Aufzeichnungsschicht 4 im amorphen Zustand befindet sowie zum Einstellen der Phasendifferenz ΔΦ des Lichts des Informationsaufzeichnungsmediums 25 zwischen den Teilen, wo sich die Aufzeichnungsschicht im kristallinen und im amorphen Zustand befindet. Zur Verbesserung der Signalqualität durch Erhöhen der Amplitude des reproduzierten Signals einer Aufzeichnungsmarke ist es wünschenswert, dass die Reflexionsdifferenz (|Rc – Ra|) oder das Reflexionsverhältnis (Rc/Ra) groß ist. Außerdem ist es wünschenswert, dass Ac und Aa ebenfalls groß sind, so dass die Aufzeichnungsschicht 4 einen Laserstrahl absorbieren kann. Die jeweilige Länge des optischen Pfads der ersten dielektrischen Schicht 2 und der zweiten dielektrischen Schicht 6 wird so ermittelt, dass sie diesen Be dingungen gleichzeitig genügt. Die Länge des optischen Pfads, die diesen Bedingungen genügt, kann exakt ermittelt werden, beispielsweise durch Berechnung auf der Grundlage eines Matrixverfahrens (siehe beispielsweise "Wave Optics" von Hiroshi Kubota et al., Teil 3, Iwanami Shinsho, 1971).
Das vorstehend beschriebene Material auf der Basis von Oxid/Fluorid hat einen Refraktionsindex, der in Abhängigkeit von der Zusammensetzung veränderlich ist. Wenn der Refraktionsindex einer dielektrischen Schicht n beträgt, die Schichtdicke d (nm) und die Wellenlänge des Laserstrahls 12 λ (nm), wird die Länge des optischen Pfades "nd" durch nd = a λ ausgedrückt, wobei "a" eine positive Zahl ist. Um die Signalqualität durch Erhöhen der Amplitude des reproduzierten Signals der Aufzeichnungsmarke des Informationsaufzeichnungsmediums 25 zu verbessern, ist es beispielsweise bevorzugt, dass Rc und Ra den Ungleichungen 15 % ≤ Rc bzw. Ra ≤ 2 % genügen. Um außerdem die Verschlechterung der Marke beim Überschreiben zu beseitigen (oder sie klein zu machen), ist es bevorzugt, dass Ac und Aa der Ungleichung 1,1 ≤ Ac/Aa genügen. Die Länge des optischen Pfads (a λ) sowohl der ersten dielektrischen Schicht 2 als auch der zweiten dielektrischen Schicht 6 wurde genau berechnet auf der Basis des Matrixverfahrens, so dass diese bevorzugten Bedingungen gleichzeitig erfüllt werden können. Aus der erhaltenen Länge des optischen Pfads (a λ) wurden λ und n sowie die Dicke d jeder dielektrischen Schicht berechnet. Als Ergebnis wurde gefunden, dass dann, wenn die dielektrische Schicht 2 aus einem Material hergestellt wird, welches durch die Formel (5) ausgedrückt wird, d.h. durch (ZrSiO₄)_A(Cr₂O₃)_B(LaF₃)_100-A-B (Mol-%) und einen Refraktionsindex von 1,8 bis 2,3 hat, die Dicke bevorzugt im Bereich von 130 bis 170 nm liegt. Weiter wurde gefunden, dass wenn die zweite dielektrische Schicht 6 aus diesem Material hergestellt ist, die Dicke bevorzugt im Bereich von 40 bis 70 nm liegt.
Das Substrat 1 ist normalerweise eine transparente scheibenförmige Platte. Beim Herstellen der dielektrischen Schicht, der Aufzeichnungsschicht etc. kann in die Oberfläche eine Führungsrille zum Führen eines Laserstrahls eingearbeitet werden. Wenn die Führungsrille in das Substrat eingearbeitet wird, werden gerillte Teile und ungerillte Teile gebildet, wenn das Substrat im Querschnitt betrachtet wird. Es kann gesagt werden, dass der gerillte Teil zwischen zwei benachbarten ungerillten Teilen liegt. Deshalb hat die Oberfläche, wenn die Führungsrille ein gearbeitet wird, eine obere Oberfläche und eine untere Oberfläche, die durch Seitenwände verbunden sind. Bei dieser Spezifikation (bei Betrachtung in Richtung des Laserstrahls 12) wird die Oberfläche, die näher beim Laserstrahl 12 liegt, der Einfachheit halber als "Rillenoberfläche" bezeichnet, wogegen die Oberfläche, die vom Laserstrahl 12 entfernt liegt, der Einfachheit halber als "ungerillte Oberfläche" bezeichnet wird. In 1 entspricht die untere Oberfläche 23 der gerillten Oberfläche, wogegen die obere Oberfläche 24 der ungerillten Oberfläche entspricht. Dies ist übertragbar auf die nachfolgend erläuterten 2, 3 und 6. Andererseits entspricht in den 4 und 5 die Oberfläche 24, die die untere Oberfläche darstellt, der "ungerillten Oberfläche", wogegen die Oberfläche 23, die die obere Oberfläche darstellt, der "gerillten Oberfläche" entspricht. Dies ist darauf zurückzuführen, dass im in den 4 und 5 dargestellten Informationsaufzeichnungsmedium die Reihenfolge der Herstellung der Reflexionsschicht und der Aufzeichnungsschicht umgekehrt zum in 1 dargestellten Informationsaufzeichnungsmedium ist. Die Bildung von Aufzeichnungsmarken erfolgt in der Aufzeichnungsschicht auf der Oberfläche der Aufzeichnungsschicht, die der gerillten Oberfläche der Führungsrille entspricht (Rillenaufzeichnung) oder auf der Oberfläche der Aufzeichnungsschicht, die der ungerillten Oberfläche der Führungsrille entspricht (Oberflächenaufzeichnung) oder auf beiden Oberflächen der Aufzeichnungsschicht (Oberflächenaufzeichnung/Rillenaufzeichnung).
Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform liegt der Abstand in Richtung der Dicke zwischen der gerillten Oberfläche 23 und der ungerillten Oberfläche 24 (d.h. die Tiefe der Rille) bevorzugt im Bereich von 40 bis 60 nm. Bei den nachfolgenden Ausführungsformen, die in den 2, 3 und 6 gezeigt sind, liegt der Abstand in Richtung der Dicke zwischen der gerillten Oberfläche 23 und der ungerillten Oberfläche 24 bevorzugt in diesem Bereich. Außerdem ist es wünschenswert, dass die Oberfläche, wo keine Schicht gebildet wird, flach ist. Als Material für das Substrat 1 kann ein Harz, wie z.B. ein Polycarbonat, ein amorphes Polyolefin oder PMMA oder Glas eingesetzt werden. Wenn man Formbarkeit, Preis und mechanische Festigkeit betrachtet, wird bevorzugt ein Polycarbonatharz eingesetzt. Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform liegt die Dicke des Substrats 1 im Bereich von etwa 0,5 bis 0,7 mm.
Die Aufzeichnungsschicht 4 ist eine Schicht, in der eine Phasenänderung zwischen einer Kristallphase und einer amorphen Phase durch Einstrahlen von Licht oder Anwendung von elektrischer Energie erzeugt und Aufzeichnungsmarken gebildet werden. Das Löschen und Überschreiben kann durchgeführt werden, wenn die Phasenänderung reversibel ist. Es ist bevorzugt, als Material für die reversible Phasenänderung Ge-Sb-Te oder Ge-Sn-Sb-Te einzusetzen, die beide ein schnell kristallisierendes Material sind. GeTe-Sb₂Te₃, eine pseudobinäre Zusammensetzung, wird bevorzugt als Ge-Sb-Te eingesetzt. In diesem Fall entspricht die Zusammensetzung bevorzugt 4 Sb₂Te₃ ≤ GeTe ≤ 50 Sb₂Te₃. Wenn GeTe < 4 Sb₂Te₃ erfüllt ist, ist die Variation der Menge des reflektierten Lichts vor und nach dem Aufzeichnen gering, was zu einer Verschlechterung der Qualität des ausgelesenen Signals führt. Wenn 50 Sb₂Te₃ < GeTe, ist die Volumenvariation zwischen der Kristallphase und der amorphen Phase groß, was dazu führt, dass die Zyklusfähigkeit beim Überschreiben verschlechtert wird. Ge-Sn-Sb-Te hat eine größere Kristallisationsgeschwindigkeit als Ge-Sb-Te. Beispielsweise ist Ge-Sn-Sb-Te ein Material, bei dem Sn einen Teil von Ge in der pseudobinären Zusammensetzung GeTe-Sb₂Te₃ ersetzt. Es ist bevorzugt, dass in der Aufzeichnungsschicht 4 der Gehalt an Sn 20 Atom-% oder kleiner ist. Wenn er 20 Atomübersteigt, ist die Kristallisationsgeschwindigkeit zu groß und deshalb wird die Stabilität der amorphen Phase verschlechtert, was zu einer Verschlechterung der Zuverlässigkeit der Aufzeichnungsmarken führt. Der Gehalt von Sn kann eingestellt werden in Abhängigkeit von den Aufzeichnungsbedingungen.
Die Aufzeichnungsschicht 4 kann aus einem Material hergestellt werden, welches Bi enthält, beispielsweise Ge-Bi-Te, Ge-Sn-Bi-Te, Ge-Sb-Bi-Te oder Ge-Sn-Sb-Bi-Te. Bi kristallisiert schneller als Sb. Deshalb kann die Kristallisationsgeschwindigkeit der Aufzeichnungsschicht verbessert werden, wenn Bi einen Teil von Sb ersetzt.
Ge-Bi-Te ist ein Gemisch von GeTe und Bi₂Te₃. In diesem Gemisch ist es bevorzugt, dass 8 Bi₂Te₃ ≤ GeTe ≤ 25 Bi₂Te₃. Wenn GeTe < 8 Bi₂Te₃, wird die Kristallisationstemperatur vermindert, was zu einer Verschlechterung der Archiveigenschaften führt. Wenn 25 Bi₂Te₃ < GeTe, wird die Volumenvariation zwischen der Kristallphase und der amorphen Phase groß, was zu einer Verschlechterung der Zyklusfähigkeit beim Überschreiben führt.
Ge-Sn-Bi-Te wird erhalten, wenn Sn einen Teil von Ge in Ge-Bi-Te ersetzt. Die Kristallisationsgeschwindigkeit kann gesteuert werden in Abhängigkeit von den Aufzeichnungsbedingungen, indem der Gehalt des eingeführten Sn eingestellt wird. Verglichen mit dem Ersatz durch Bi ist der Ersatz durch Sn geeignet für die Feinabstimmung der Kristallisationsgeschwindigkeit. Der Gehalt an Sn beträgt in der Aufzeichnungsschicht bevorzugt 10 Atom-% oder weniger. Wenn der Gehalt an Sn größer ist als 10 Atom-%, wird die Kristallisationsgeschwindigkeit zu groß, was die Stabilität der amorphen Phase herabsetzt und deshalb die Archiveigenschaften der Aufzeichnungsmarken verschlechtert.
Ge-Sn-Sb-Bi-Te wird erhalten, wenn Sn in Ge-Sb-Te einen Teil von Ge ersetzt und Bi einen Teil des Sb in Ge-Sb-Te ersetzt. Dies entspricht einem Gemisch von GeTe, SnTe, Sb₂Te₃ und Bi₂Te₃. In diesem Gemisch kann die Kristallisationsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von den Aufzeichnungsbedingungen gesteuert werden, und zwar indem die Menge des eingeführten Sn und Bi gesteuert wird. Bei Ge-Sn-Sb-Bi-Te ist es bevorzugt, dass 4 (Sb-Bi)₂Te₃ ≤ (Ge-Sn)Te ≤ 25 (Sb-Bi)₂Te₃. Wenn (Ge-Sn)Te < 4 (Sb-Bi)₂Te₃, ist die Variation der Menge des reflektierten Lichts vor und nach dem Aufzeichnen gering, was zur Verschlechterung der Qualität des ausgelesenen Signals führt. Wenn 25 (Sb-Bi)₂Te₃ < (Ge-Sn)Te, ist die Volumenänderung zwischen der Kristallphase und der amorphen Phase groß, was zu einer Verschlechterung der Zyklusfähigkeit beim Überschreiben führt. In der Aufzeichnungsschicht beträgt der Gehalt von Bi bevorzugt 10 Atom-% oder kleiner und der Gehalt an Si bevorzugt 20 Atom-% oder kleiner. Dieser Gehalt an Bi und Si macht die Archiveigenschaften der Aufzeichnungsmarken gut.
Als Material, in dem die Phasenänderung reversibel erzeugt wird, eignen sich Ag-In-Sb-Te, Ag-In-Sb-Te-Ge und Sb-Te-Ge, die Sb in einer Menge von 70 Atom-% oder mehr enthalten.
Als Material für die irreversible Phasenänderung ist es bevorzugt, TeO_X+α einzusetzen (a ist Pd, Ge oder dgl.), wie es in der Japanischen Patentanmeldung 7-025 209 B2 beschrieben ist. Das Informationsaufzeichnungsmedium, dessen Aufzeichnungsschicht aus einem Material mit einer irreversiblen Phasenänderung besteht, ist einmal beschreibbar, wobei die Aufzeichnung nur einmal erfol gen kann. Bei einem solchen Informationsaufzeichnungsmedium bestehen Probleme, dass das Atom in der dielektrischen Schicht in die Aufzeichnungsschicht diffundiert, wenn beim Aufzeichnen Wärme angewandt wird, was zu einer Verschlechterung der Signalqualität führt. Deshalb wird diese Erfindung bevorzugt auf das einmal beschreibbare Informationsaufzeichnungsmedium wie auch auf das wiederbeschreibbare Informationsaufzeichnungsmedium angewandt.
Wenn die Aufzeichnungsschicht 4 aus einem Material mit reversibler Phasenänderung hergestellt wird (d.h. wenn das Informationsaufzeichnungsmedium wiederbeschreibbar ist), beträgt die Dicke der Aufzeichnungsschicht 4 bevorzugt 15 nm oder weniger, bevorzugter 12 nm oder weniger.
Die optische Kompensationsschicht 7 stellt das Verhältnis Ac/Aa der optischen Absorption Ac ein, wenn sich die Aufzeichnungsschicht 4 im kristallinen Zustand befindet, sowie die optische Absorption Aa, wenn sich die Aufzeichnungsschicht 4 im amorphen Zustand befindet, und dient zum Unterdrücken der Verschlechterung der Markengestalt beim Überschreiben. Es ist bevorzugt, die optische Kompensationsschicht 7 aus einem Material herzustellen, welches einen hohen Refraktionsindex hat und Licht mäßig absorbiert. Beispielsweise kann die optische Kompensationsschicht 7 aus einem Material hergestellt werden, dessen Refraktionsindex n im Bereich von 3 bis 6 liegt und dessen Extinktionskoeffizient k im Bereich von 1 bis 4 liegt. Insbesondere ist es bevorzugt, ein Material einzusetzen, welches ausgewählt ist aus amorphen Ge-Legierungen, wie Ge-Cr und Ge-Mo, amorphen Si-Legierungen, wie Si-Cr, Si-Mo und Si-W, Telluriden und kristallinem Metall, wie Ti, Zr, Nb, Ta, Cr, Mo, W, SnTe, PbTe und dgl., Halbmetallen und Halbleitermaterialien. Die Dicke der optischen Kompensationsschicht 7 liegt bevorzugt im Bereich von 20 bis 60 nm.
Die Reflexionsschicht 8 hat eine optische Funktion, indem sie die Menge der von der Aufzeichnungsschicht 4 absorbierten Lichtmenge erhöht und eine thermische Funktion, indem sie die in der Aufzeichnungsschicht 4 erzeugte Wärme schnell diffundieren lässt, um die Aufzeichnungsschicht 4 schnell zu quenchen und so die Amorphisation der Aufzeichnungsschicht 4 zu erleichtern. Außerdem schützt die Reflexionsschicht 8 die mehrlagige Schicht, die die Aufzeichnungsschicht 4 sowie die dielektrischen Schichten 2 und 6 einschließt, vor der Umgebung. Als Material für die Reflexionsschicht 8 wird beispielsweise ein Material aus einem einzelnen Metall mit hoher thermischer Leitfähigkeit eingesetzt, wie z.B. Al, Au, Ag und Cu. Die Reflexionsschicht 8 kann aus einem Material hergestellt sein, welches zusätzlich zu einem oder mehr Elementen ausgewählt aus den erwähnten metallischen Materialien ein weiteres oder mehr Elemente enthält, um die Feuchtebeständigkeit zu verbessern und/oder die thermische Leitfähigkeit oder die optischen Eigenschaften einzustellen (beispielsweise die optische Reflexion, die optische Absorption oder Durchlässigkeit). Insbesondere kann ein Legierungsmaterial, wie z.B. Al-Cr, Al-Ti, Ag-Pd und Ag-Pd-Cu, Ag-Pd-Ti oder Au-Cr eingesetzt werden. Jedes dieser Materialien ist ausgezeichnet in Bezug auf die Korrosionsbeständigkeit und hat eine Quenchfunktion. Ein ähnlicher Zweck kann erreicht werden durch Herstellen der Reflexionsschicht 8 aus zwei oder mehreren Schichten. Die Dicke der Reflexionsschicht liegt bevorzugt im Bereich von 50 bis 180 nm, bevorzugter von 60 bis 100 nm.
Bei dem erläuterten Informationsaufzeichnungsmedium 25 ist die Klebeschicht 9 vorgesehen, um das Dummysubstrat 10 an die Reflexionsschicht 8 anzukleben. Die Klebeschicht 9 kann unter Einsatz eines hoch wärmebeständigen und hoch klebenden Materials hergestellt werden, beispielsweise eines Bindeharzes, wie z.B. eines Harzes, welches unter UV-Licht härtet. Insbesondere kann die Klebeschicht 9 hergestellt werden aus einem Material auf der Basis von Acrylharz oder einem Material auf der Basis von Epoxyharz. Falls erforderlich, kann vor dem Erzeugen der Klebeschicht 9 eine Schutzschicht auf der Oberfläche der Reflexionsschicht 8 vorgesehen werden, die aus einem Harz besteht, welches bei UV-Licht härtet und eine Dicke von 5 bis 20 μm aufweist. Die Dicke der Klebeschicht 9 liegt bevorzugt im Bereich von 15 bis 40 μm, bevorzugter im Bereich von 20 bis 35 μm.
Das Dummysubstrat 10 verbessert die mechanische Festigkeit des Informationsaufzeichnungsmediums 25 und schützt den viellagigen Körper, der aus den Schichten der ersten dielektrischen Schicht 2 bis zur Reflexionsschicht 8 besteht. Das bevorzugte Material für das Dummysubstrat 10 ist das gleiche Material wie für das Substrat 1. Beim Informationsaufzeichnungsmedium 25, welches das Dummysubstrat 10 aufweist, ist es bevorzugt, dass das Dummysubstrat 10 und das Substrat im Wesentlichen aus dem gleichen Material gebildet werden und die gleiche Dicke haben, um mechanische Wellungen und Verzerrungen zu verhindern.
Das Informationsaufzeichnungsmedium gemäß Ausführungsform 1 ist eine Scheibe mit einseitigem Aufbau, die eine Aufzeichnungsschicht aufweist. Das erfindungsgemäße Informationsaufzeichnungsmedium kann zwei Aufzeichnungsschichten aufweisen. Beispielsweise erhält man ein Informationsaufzeichnungsmedium mit zweiseitigem Aufbau, indem zwei laminierte Stücke aneinander gebunden werden, bei denen die Lagen bis zur Reflexionsschicht 8 übereinander angebracht sind. Die zwei Stücke werden mit einer Klebeschicht aneinander gebunden, wobei die Reflexionsschichten 8 einander gegenüberstehen. In diesem Fall führt man das Aneinanderbinden der zwei Stücke aus, indem die Klebeschicht aus einem langsam wirkenden Harz hergestellt wird und Wärme und Druck ausgeübt werden. Wenn die Schutzschicht auf der Reflexionsschicht 8 vorgesehen wird, erhält man ein Informationsaufzeichnungsmedium mit zweiseitigem Aufbau durch Binden der zwei geschichteten Stücke aneinander, wobei die Stücke bis zur Schutzschicht hergestellt werden und wobei die Schutzschichten einander gegenüberstehen.
Als Nächstes wird das Verfahren zur Herstellung des Informationsaufzeichnungsmediums 25 gemäß Ausführungsform 1 beschrieben. Das Informationsaufzeichnungsmedium 25 wird hergestellt durch Durchführen des Prozesses, bei dem das Substrat 1 (beispielsweise mit einer Dicke von 0,6 mm), welches die Führungsrolle aufweist (die gerillte Oberfläche 23 und die ungerillte Oberfläche 24) in eine Schicht bildende Einrichtung gesetzt wird und dann die erste dielektrische Schicht 2 auf der Oberfläche des Substrats 1 erzeugt wird, die die Führungsrille aufweist (Prozess a), des Prozesses, bei dem die Aufzeichnungsschicht 4 erzeugt wird (Prozess b), des Prozesses, bei dem die zweite dielektrische Schicht 6 erzeugt wird (Prozess c), des Prozesses, bei dem die optische Kompensationsschicht 7 erzeugt wird (Prozess d) und des Prozesses, bei dem die Reflexionsschicht 8 erzeugt wird (Prozess e), und zwar in dieser Reihenfolge, und weiter Durchführen des Prozesses, bei dem auf der Oberfläche der Reflexionsschicht 8 die Klebeschicht 9 erzeugt, wird sowie des Prozesses, bei dem das Dummysubstrat 10 gebunden wird. In dieser Erfindungsbeschreibung unter Einschluss der nachfolgenden Beschreibung bedeutet der Begriff "Oberfläche" einer jeden Schicht die Oberfläche (vertikal zur Richtung der Dicke), die offenliegt, wenn die Schicht gebildet wird; dies gilt, wenn nichts anderes angegeben ist.
Zuerst wird Prozess a durchgeführt, bei dem auf der Oberfläche des Substrats 1, welche die Führungsrille aufweist, die erste dielektrische Schicht 2 erzeugt wird. Prozess a wird durch Sputtern durchgeführt. Das Sputtern erfolgt in einer Atmosphäre aus Ar-Gas unter Einsatz einer hochfrequenten elektrischen Versorgungseinheit. Das Sputtern kann in einer Atmosphäre aus einem gemischten Gas durchgeführt werden, wobei Sauerstoff in einer Menge von 5 Mol-% oder kleiner mit Ar-Gas gemischt wird.
Was das in Prozess a eingesetzte Sputtertarget anlangt, so wird ein Target verwendet, welches aus einem Material gebildet wird enthaltend ein oder mehrere Oxide, die jeweils ein Oxid mindestens eines Elements sind ausgewählt aus der Gruppe GM bestehend aus Ti, Zr, Hf, Nb, Ta, Cr und Si sowie ein oder mehrere Fluoride, die jeweils Fluoride sind von mindestens einem Element ausgewählt aus der Gruppe GL bestehend aus La, Ce, Pr, Nd, Gd, Dy, Ho, Er und Yb. Ein solches Sputtertarget enthält gemäß Elementaranalyse das Material, welches ausgedrückt wird durch Formel (10), (20) oder (30). Durch Einsatz dieses Sputtertargets wird eine Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid erzeugt, die das durch Formel (1), (2) oder (3) ausgedrückte Material enthält.
Wie beschrieben wurde, wird ein Sputtertarget in Form eines Gemisches der Oxide der Elemente der Gruppe GM und der Fluoride der Elemente der Gruppe GL zur Verfügung gestellt, welches ein oder mehrere Elemente ausgewählt aus der Gruppe GM, ein Sauerstoffatom, ein oder mehrere Elemente ausgewählt aus der Gruppe GL und ein Fluoratom enthält. Das beim Herstellungsverfahren der Erfindung eingesetzte Sputtertarget enthält bevorzugt die Gruppe der Oxide der Elemente ausgewählt aus der Gruppe GM in einer Menge von 50 Mol-% oder mehr und bevorzugter in einer Menge von 50 bis 90 Mol-% der Basis, die die Gesamtmenge der Gruppe der Oxide der Elemente ausgewählt aus der Gruppe GM und die Gruppe der Fluoride der Elemente ausgewählt aus der Gruppe GL darstellt. Wenn der Anteil der Gruppe der Oxide der Elemente ausgewählt aus der Gruppe GM im Sputtertarget klein ist, ist der Anteil der Gruppe der Oxide der Elemente ausgewählt aus der Gruppe GM in der durch Sputtern erhaltenen Schicht eben falls klein. In diesem Fall kann es schwierig sein, die gewünschten Eigenschaften im Informationsaufzeichnungsmedium zu erhalten.
Als Sputtertarget, das die obigen speziellen Oxide und Fluoride enthält, kann ein Sputtertarget eingesetzt werden, enthaltend mindestens ein Oxid ausgewählt aus ZrO₂, HfO₂ und Ta₂O₅ sowie SiO₂ und Cr₂O₃ und LaF₃. Insbesondere kann ein Sputtertarget eingesetzt werden, welches ein durch die Formel (40) angegebenes Material enthält, d.h. (D)_x(SiO₂)_y(Cr₂O₃)_z(LaF₃)_100-x-y-z (Mol-%), wobei D mindestens ein Oxid darstellt ausgewählt aus ZrO₂, HfO₂ und Ta₂O₅ und x, y und z den Ungleichungen 20 ≤ x ≤ 70, 10 ≤ y ≤ 50, 10 ≤ z ≤ 60 und 50 ≤ x + y + z ≤ 90. Durch Einsatz dieses Targets erhält man eine Schicht, die das durch Formel (4) ausgedrückte Material enthält.
Alternativ kann ein Sputtertarget eingesetzt werden, welches ZrSiO₄, Cr₂O₃ und LaF₃ enthält. Insbesondere kann ein Sputtertarget eingesetzt werden, welches ein Material enthält, das durch die Formel (50) ausgedrückt wird, d.h. (ZrSiO₄)_a(Cr₂O₃)_b(LaF₃)_100-a-b (Mol-%), wobei a und b den Ungleichungen 20 ≤ a ≤ 70, 10 ≤ b ≤ 50 und 50 ≤ a + b ≤ 90 genügen. Durch Einsatz dieses Sputtertargets wird eine Schicht erzeugt, die das durch Formel (5) ausgedrückte Material enthält.
Jedes der Sputtertargets, die die Oxide der Elemente ausgewählt aus der Gruppe GM und die Fluoride der Elemente ausgewählt aus der Gruppe GL enthalten, kann die dritte Komponente in einer Menge von 10 Mol-% oder kleiner enthalten. Die Komponenten, die als dritte Komponente enthalten sein können, wurden oben erläutert.
Als Nächstes wird Prozess b durchgeführt zur Herstellung der Aufzeichnungsschicht 4 auf der Oberfläche der ersten dielektrischen Schicht 2. Prozess b wird ebenso durch Sputtern durchgeführt. Das Sputtern wird durchgeführt in einer Atmosphäre aus Ar-Gas oder in einer gemischten Atmosphäre aus Ar-Gas und N₂-Gas, wobei eine Gleichstronquelle eingesetzt wird. Ein Sputtertarget, welches ein Material ausgewählt aus Ge-Sb-Te, Ge-Sn-Sb-Te, Ge-Bi-Te, Ge-Sn-Bi-Te, Ge-Sb-Bi-Te, Ge-Sn-Sb-Bi-Te, Ag-In-Sb-Te und Sb-Te enthält, wird eingesetzt.
Nach der Herstellung der Schicht ist die Aufzeichnungsschicht 4 in einem amorphen Zustand.
Als Nächstes wird Prozess c durchgeführt zur Herstellung der zweiten dielektrischen Schicht 6 auf der Oberfläche der Aufzeichnungsschicht 4. Prozess c wird auf gleiche Weise durchgeführt wie Prozess a. Ein Sputtertarget kann bei der Herstellung der zweiten dielektrischen Schicht 6 eingesetzt werden, bei dem das Oxid und das Fluorid das gleiche sein kann wie enthalten im Sputtertarget, welches für die erste dielektrische Schicht 2 verwendet wurde, wobei das Mischungsverhältnis des Oxids und des Fluorids unterschiedlich ist von dem, des Sputtertargets, das für die erste dielektrische Schicht 2 eingesetzt wurde. Alternativ kann ein Sputtertarget zur Herstellung der zweiten dielektrischen Schicht 6 eingesetzt werden, bei dem das Oxid und/oder das Fluorid unterschiedlich von denen sind, die im Sputtertarget enthalten sind, das für die erste dielektrische Schicht 2 eingesetzt wurde. Beispielsweise kann in Prozess a ein Sputtertarget eingesetzt werden, welches (ZrO₂)₂₀(SiO₂)₁₀(Cr₂O₃)₅₀(LaF₃)₂₀ (Mol-%) enthält, wogegen bei Prozess c ein Sputtertarget eingesetzt werden kann, welches (ZrO₂)₃₀(SiO₂)₁₀(Cr₂O₃)₂₀(LaF₃)₄₀ (Mol-%). Alternativ kann bei Prozess a ein Sputtertarget verwendet werden, welches ein Material auf der Basis einer Mischung von Ta₂O₅-Cr₂O₃-CeF₃ enthält, wogegen bei Prozess c ein Sputtertarget eingesetzt werden kann, welches ein Material auf der Basis einer Mischung von HfO₂-SiO₂-Cr₂O₃-LaF₃ enthält.
Als Nächstes wird Prozess d durchgeführt, um die optische Kompensationsschicht 7 auf der Oberfläche der zweiten dielektrischen Schicht 6 zu bilden. Bei Prozess d wird das Sputtern durchgeführt mit einer Energiequelle unter Verwendung von Gleichstrom oder einer hochfrequenten elektrischen Versorgungseinheit. Ein Sputtertarget wird eingesetzt, welches ein Material ausgewählt aus amorphen Ge-Legierungen, wie z.B. Ge-Cr und Ge-Mo, amorphe Si-Legierungen, wie z.B. Si-Cr, Si-Mo und Si-W, Telluride und kristallines Metall, wie z.B. Ti, Zr, Nb, Ta, Cr, Mo, W, SnTe und PbTe, Halbmetalle, Halbleitermaterial und dgl enthält. Allgemein wird das Sputtern in einer Atmosphäre aus Ar-Gas durchgeführt.
Als Nächstes wird Prozess e durchgeführt zur Herstellung der Reflexionsschicht 8 auf der Oberfläche der optischen Kompensationsschicht 7. Prozess e wird durch Sputtern durchgeführt. Das Sputtern wird durchgeführt in einer Atmosphäre aus Ar-Gas mit einer Gleichstromenergiequelle oder einer hochfrequenten elektrischen Versorgungseinheit. Ein Sputtertarget kann eingesetzt werden, welches aus einem Legierungsmaterial besteht, wie z.B. Al-Cr, Al-Ti, Ag-Pd, Ag-Pd-Cu, Ag-Pd-Ti oder Au-Cr.
Wie erläutert wurde, sind die Prozesse a bis e alle Sputterprozesse. Deshalb können die Prozesse a bis e in einer Sputtervorrichtung nacheinander durchgeführt werden, indem das Target der Reihe nach gewechselt wird. Alternativ kann jeder der Prozesse a bis e mit einer eigenen Sputtereinrichtung durchgeführt werden.
Nach der Herstellung der Reflexionsschicht 8 wird das Substrat, auf dem der Reihe nach die Schichten von der ersten dielektrischen Schicht 2 bis zur Reflexionsschicht 8 gebildet sind, aus der Sputtervorrichtung herausgenommen. Dann wird auf die Oberfläche der Reflexionsschicht 8 ein Harz aufgebracht (beispielsweise mit dem Spinbeschichtungsverfahren), welches unter UV-Licht härtet. Das Dummysubstrat 10 wird an das aufgebrachte UV-härtende Harz aufgebracht. Von der Seite des Dummysubstrats 10 her wird UV-Licht eingestrahlt, um das Harz zu härten, wodurch der Bindungsprozess vollendet wird.
Nach dem Vollenden des Bindungsprozesses wird, falls erforderlich, eine Initialisierung durchgeführt. Die Initialisierung ist ein Prozess, bei dem die Temperatur der Aufzeichnungsschicht 4, die sich im amorphen Zustand befindet, bis zu einer Temperatur oberhalb der Kristallisationstemperatur angehoben wird, um die Schicht zu kristallisieren, beispielsweise durch Einstrahlung eines Halbleiterlasers. Die Initialisierung kann vor dem Bindungsprozess durchgeführt werden. Auf diese Weise kann das Informationsaufzeichnungsmedium 25 gemäß Ausführungsform 1 erzeugt werden, indem die Prozesse a bis e, der Prozess der Herstellung der Klebeschicht und der Bindungsprozess auf das Dummysubstrat der Reihe nach ausgeführt werden.
Ausführungsform 2
Als Ausführungsform 2 der Erfindung wird ein weiteres Beispiel des optischen Informationsaufzeichnungsmediums beschrieben, auf dem oder von dem Information mithilfe eines Laserstrahls aufgezeichnet oder reproduziert werden kann. 2 zeigt den teilweisen Querschnitt des optischen Informationsaufzeichnungsmediums.
Das in 2 gezeigte Informationsaufzeichnungsmedium 26 hat einen Aufbau, bei dem in dieser Reihenfolge eine erste dielektrische Schicht 2, eine Aufzeichnungsschicht 4, eine zweite Zwischenschicht 105, eine zweite dielektrische Schicht 106, eine optische Kompensationsschicht 7 und eine Reflexionsschicht 8 auf einer Oberfläche eines Substrats 1 gebildet werden und weiterhin mit einer Klebeschicht 9 ein Dummysubstrat 10 an die Reflexionsschicht 8 gebunden wird. Das in 2 gezeigte Informationsaufzeichnungsmedium 26 ist unterschiedlich vom in 10 gezeigten Informationsaufzeichnungsmedium 31 des Standes der Technik, weil es nicht die erste Zwischenschicht 103 aufweist. Weiterhin unterscheidet sich das Informationsaufzeichnungsmedium 26 von dem in 1 gezeigten Informationsaufzeichnungsmedium 25 gemäß Ausführungsform 1, weil auf der Aufzeichnungsschicht 4 die zweite dielektrische Schicht 106 gebildet ist, wobei die zweite Zwischenschicht 105 sich dazwischen befindet. Beim Informationsaufzeichnungsmedium 26 ist die erste dielektrische Schicht 2 eine Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid wie bei Ausführungsform 1. In 2 bedeuten die Bezugszeichen, die identisch sind mit denen, die in 1 eingesetzt werden, identische Komponenten, die aus dem Material und nach dem Verfahren hergestellt werden, die unter Bezugnahme auf 1 beschrieben worden sind. Deshalb werden Komponenten, die bereits in Zusammenhang mit 1 beschrieben wurden, hier nicht detailliert beschrieben. Es sollte festgehalten werden, dass, obwohl bei dieser Ausführungsform nur eine Zwischenschicht vorgesehen ist, diese der Einfachheit halber als "zweite Zwischenschicht" bezeichnet wird, weil sie zwischen der zweiten dielektrischen Schicht 106 und der Aufzeichnungsschicht 4 angeordnet ist.
Das Informationsaufzeichnungsmedium 26 dieser Ausführungsform hat einen Aufbau, bei dem die zweite dielektrische Schicht 106 aus ZnS-20 Mol.-% SiO₂ hergestellt wird, welches für das Informationsaufzeichnungsmedium des Standes der Technik verwendet wird. Deshalb wird eine zweite Zwischenschicht 105 vorgesehen, um beim wiederholten Aufzeichnen zu verhindern, dass zwischen der zweiten dielektrischen Schicht 106 und der Aufzeichnungsschicht 4 eine Materialübertragung erfolgt. Die zweite Zwischenschicht 105 ist hergestellt aus Nitrid, wie z.B. Si-N, Al-N, Zr-N, Ti-N, Ge-N oder Ta-N, wobei das Nitridoxid eine oder mehrere dieser Verbindungen, Carbid, wie z.B. SiC oder C (Kohlenstoff) enthält. Alternativ kann die zweite Zwischenschicht 105 eine Schicht sein, die zwei oder mehrere Arten von Oxiden der Elemente ausgewählt aus der obigen Gruppe GM enthält. Insbesondere kann die zweite Zwischenschicht 105 hergestellt sein aus einem Material auf der Basis eines Gemisches von ZrO₂-SiO₂-Cr₂O₃ oder einem Material auf der Basis eines Gemisches von HfO₂-SiO₂-Cr₂O₃. Die Dicke der Zwischenschicht liegt bevorzugt im Bereich von 1 bis 10 nm, mehr bevorzugt von 2 bis 7 nm. Wenn die Dicke der Zwischenschicht groß ist, wird das Verhalten beim Aufzeichnen und Löschen beeinflusst aufgrund einer Änderung der optischen Reflexion und der optischen Absorption des vielschichtigen Körpers, der aus den Schichten von der ersten dielektrischen Schicht 2 bis zur Reflexionsschicht 8 besteht und auf der Oberfläche des Substrats 1 gebildet wird.
Als Nächstes wird das Verfahren zur Herstellung des Informationsaufzeichnungsmediums 26 gemäß Ausführungsform 2 beschrieben. Das Informationsaufzeichnungsmedium 26 wird hergestellt durch Durchführung des Prozesses, bei dem auf der Oberfläche des Substrats 1, auf der die Führungsrille gebildet ist, die erste dielektrische Schicht 2 hergestellt wird (Prozess a), des Prozesses, bei dem die Aufzeichnungsschicht 4 gebildet wird (Prozess b), des Prozesses, bei dem die zweite Zwischenschicht 105 gebildet wird (Prozess f), des Prozesses, bei dem die zweite dielektrische Schicht 106 gebildet wird (Prozess g), des Prozesses, bei dem die optische Kompensationsschicht 7 gebildet wird (Prozess d) und des Prozesses, bei dem die Reflexionsschicht 8 gebildet wird (Prozess e), und zwar in dieser Reihenfolge, und weiter Durchführen des Prozesses, bei dem auf der Oberfläche der Reflexionsschicht 8 die Klebeschicht 9 gebildet wird, und des Prozesses, bei dem das Dummysubstrat 10 gebunden wird. Weil die Prozesse a, b, d und e so sind, wie bei Ausführungsform 1 beschrieben, wird auf die Beschreibung dieser Prozesse hier verzichtet. Es werden nachfolgend nur die Pro zesse beschrieben, die beim Informationsaufzeichnungsmedium gemäß Ausführungsform 1 nicht durchgeführt werden.
Prozess f ist ein Prozess, der nach der Bildung der Aufzeichnungsschicht 4 durchgeführt wird, um die zweite Zwischenschicht 105 auf der Oberfläche der Aufzeichnungsschicht 4 zu erzeugen. Bei Prozess f wird das Sputtern durchgeführt unter Einsatz einer hochfrequenten elektrischen Versorgungseinheit. Das Sputtern kann ein Reaktivsputtern sein, welches beispielsweise in einer gemischten Gasatmosphäre aus Ar-Gas und N₂-Gas durchgeführt wird, wobei ein Sputtertarget eingesetzt wird, welches Ge-Cr enthält. Beim Reaktionssputtern wird auf der Oberfläche der Aufzeichnungsschicht 4 die Zwischenschicht gebildet, die Ge-Cr-N enthält.
Als Nächstes wird Prozess g durchgeführt, um auf der Oberfläche der zweiten Zwischenschicht 105 die zweite dielektrische Schicht 106 zu erzeugen. Beim Prozess g wird das Sputtern beispielsweise in einer Atmosphäre aus Ar-Gas oder einer gemischten Atmosphäre aus Ar-Gas und O₂-Gas durchgeführt, wobei eine hochfrequente elektrische Versorgungseinheit und ein Sputtertarget eingesetzt wird, welches aus ZnS-20 Mol.-% SiO₂ besteht. Dadurch wird die Schicht hergestellt, welche aus ZnS-20 Mol.-% SiO₂ besteht. Nach Beenden des Prozesses, bei dem das Dummysubstrat 10 gebunden wird, wird falls erforderlich, die Initialisierung durchgeführt, die bei Ausführungsform 1 beschrieben wurde. Auf diese Weise erhält man das Informationsaufzeichnungsmedium 26.
Ausführungsform 3
Als Ausführungsform 3 der Erfindung wird ein weiteres Beispiel des optischen Informationsaufzeichnungsmediums beschrieben, auf dem oder von dem Informationen aufgezeichnet oder reproduziert werden, wobei ein Laserstrahl eingesetzt wird. 3 zeigt den teilweisen Querschnitt des optischen Aufzeichnungsmediums.
Das in 3 gezeigte Informationsaufzeichnungsmedium 27 hat den Aufbau, dass eine erste dielektrische Schicht 102, eine erste Zwischenschicht 103, eine Aufzeichnungsschicht 4, eine zweite dielektrische Schicht 6, eine optische Kom pensationsschicht 7 und eine Reflexionsschicht 8 auf einer Oberfläche eines Substrats 1 gebildet sind, und zwar in dieser Reihenfolge, und weiterhin an die Reflexionsschicht 8 mit einer Klebeschicht 9 ein Dummysubstrat 10 gebunden wird. Das in 3 gezeigte Informationsaufzeichnungsmedium 27 unterscheidet sich von dem in 10 gezeigten Informationsaufzeichnungsmedium 31, weil es die zweite Zwischenschicht 105 nicht aufweist. Weiterhin unterscheidet sich das Informationsaufzeichnungsmedium 27 von dem in 1 gezeigten Informationsaufzeichnungsmedium 25 gemäß Ausführungsform 1, weil die erste dielektrische Schicht 102 und die zweite dielektrische Schicht 103 zwischen dem Substrat 1 und der Aufzeichnungsschicht 4 in dieser Reihenfolge gebildet sind. Beim Informationsaufzeichnungsmedium 27 ist die zweite dielektrische Schicht 6 eine Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid wie bei Ausführungsform 1. Die in 3 verwendeten Bezugszeichen, die identisch sind mit denen, die bei 1 verwendet wurden, bezeichnen identische Komponenten, die aus dem Material und nach dem Verfahren hergestellt werden, die unter Bezugnahme auf 1 beschrieben wurden. Deshalb wird auf eine detaillierte Beschreibung der Komponenten verzichtet, die bereits in Zusammenhang mit 1 beschrieben wurden.
Das Informationsaufzeichnungsmedium 27 dieser Ausführungsform hat einen Aufbau, bei dem die erste dielektrische Schicht 102 aus ZnS-20 Mol.-% SiO₂ hergestellt wird, welches für Informationsaufzeichnungsmedien des Standes der Technik verwendet wird. Deshalb wird die erste Zwischenschicht 103 vorgesehen, um zu verhindern, dass zwischen der ersten dielektrischen Schicht 102 und der Aufzeichnungsschicht 4 bei wiederholtem Aufzeichnen eine Materialübertragung folgt. Das bevorzugte Material und die Dicke der ersten Zwischenschicht 103 sind so wie bei der zweiten Zwischenschicht 105 des Informationsaufzeichnungsmediums 26 gemäß Ausführungsform 2, welches unter Bezugnahme auf 2 beschrieben wurde. Deshalb wird auf eine detaillierte Beschreibung der ersten Zwischenschicht 103 hier verzichtet.
Als Nächstes wird das Verfahren zur Herstellung des Informationsaufzeichnungsmediums 27 gemäß Ausführungsform 3 beschrieben. Das Informationsaufzeichnungsmedium 27 wird hergestellt durch Durchführen des Prozesses, bei dem die erste dielektrische Schicht 102 auf der Oberfläche des Substrats 1 ge bildet wird, auf der die Führungsrille vorgesehen ist (Prozess h), des Prozesses, bei dem die erste Zwischenschicht 103 gebildet wird (Prozess i), des Prozesses, bei dem die Aufzeichnungsschicht 4 gebildet wird (Prozess b), des Prozesses, bei dem die zweite dielektrische Schicht 6 gebildet wird (Prozess c), des Prozesses, bei dem die optische Kompensationsschicht 7 gebildet wird (Prozess d) und des Prozesses, bei dem die Reflexionsschicht 8 gebildet wird (Prozess e), und zwar in dieser Reihenfolge, und weiter durch Durchführen des Prozesses, bei dem auf der Oberfläche der Reflexionsschicht 8 die Klebeschicht 9 gebildet wird, und des Prozesses, bei dem das Dummysubstrat 10 gebunden wird. Weil die Prozesse b, c, d und e so sind, wie in Bezug auf Ausführungsform 1 beschrieben wurde, wird auf die Beschreibung dieser Prozesse hier verzichtet. Nachfolgend werden nur die Prozesse beschrieben, die bei der Herstellung des Informationsaufzeichnungsmediums gemäß Ausführungsform 1 nicht ausgeführt werden.
Prozess h ist ein Prozess, bei dem auf der Oberfläche des Substrats 1 die erste dielektrische Schicht 102 gebildet wird. Das Verfahren ist das gleiche, wie bei Prozess g, der beim Herstellungsverfahren von Ausführungsform 2 beschrieben wurde. Prozess i ist ein Prozess, bei dem auf der Oberfläche der ersten dielektrischen Schicht 102 die erste Zwischenschicht 103 gebildet wird. Das Verfahren ist das gleiche, wie das von Prozess f, der beim Herstellungsverfahren von Ausführungsform 2 beschrieben wurde. Nach Beenden des Prozesses, bei dem das Dummysubstrat 10 gebunden wird, wird bei Bedarf die Initialisierung durchgeführt, wie es bei Ausführungsform 1 beschrieben wurde. Auf diese Weise erhält man das Informationsaufzeichnungsmedium 27.
Ausführungsform 4
Als Ausführungsform 4 der Erfindung wird ein weiteres optisches Informationsaufzeichnungsmedium beschrieben, auf dem oder von dem Informationen aufgezeichnet oder reproduziert werden können, wobei ein Laserstrahl eingesetzt wird. 4 zeigt den teilweisen Querschnitt des optischen Informationsaufzeichnungsmediums.
Das in 4 gezeigte Informationsaufzeichnungsmedium 28 hat einen Aufbau, bei dem in dieser Reihenfolge eine Reflexionsschicht 8, eine zweite dielektrische Schicht 6, eine Aufzeichnungsschicht 4 und eine erste dielektrische Schicht 2 auf einer Oberfläche eines Substrats 101 gebildet sind und weiterhin an die erste dielektrische Schicht 2 mit einer Klebeschicht 9 ein Dummysubstrat 110 gebunden wird. Dieses Informationsaufzeichnungsmedium 28 unterscheidet sich von dem in 10 gezeigten Informationsaufzeichnungsmedium 31, weil es nicht die erste Zwischenschicht 103 und die zweite Zwischenschicht 105 aufweist. Außerdem unterscheidet sich das Informationsaufzeichnungsmedium vom Informationsaufzeichnungsmedium 25, welches einen Aufbau hat, der in 1 gezeigt ist, weil es die optische Kompensationsschicht 7 nicht aufweist.
Auf das optische Informationsaufzeichnungsmedium 28 dieses Aufbaus wird von der Seite des Dummysubstrats 110 aus ein Laserstrahl 12 abgestrahlt, womit Information aufgezeichnet oder reproduziert wird. Um die Aufzeichnungsdichte des Informationsaufzeichnungsmediums hoch zu machen, ist es erforderlich, in der Aufzeichnungsschicht kleine Aufzeichnungsmarken zu bilden, in dem ein schmälerer Laserstrahl , wie auch ein Laserstrahl von kurzer Wellenlänge eingesetzt wird. Um den Strahl zu verschmälern, ist es erforderlich, dass die numerische Apertur NA einer Objektivlinse größer wird. Jedoch wird die Fokalposition flach, wenn NA größer wird. Deshalb muss das Substrat, auf das der Laserstrahl angewendet wird, dünn gemacht werden. Bei dem in 4 gezeigten Informationsaufzeichnungsmedium 28 kann die Dicke des Dummysubstrats 110 klein gemacht werden, weil das Substrat 110, auf das der Laserstrahl eingestrahlt wird, nicht die Funktion eines Trägers erfüllen muss, wenn die Aufzeichnungsschicht usw. hergestellt wird. Durch Einsatz dieses Aufbaus ist es möglich, ein Informationsaufzeichnungsmedium 28 mit großer Kapazität zu erhalten, auf dem Informationen mit höherer Dichte aufgezeichnet werden können. Insbesondere erlaubt es dieser Aufbau, ein Informationsaufzeichnungsmedium von 25 GB zu erhalten, auf dem oder von dem Informationen mit einem Laserstrahl aufgezeichnet und reproduziert werden, der im Bereich der bläulich-violetten Wellenlängen eine Wellenlänge von etwa 405 nm hat.
Bei diesem Informationsaufzeichnungsmedium sind die erste und die zweite dielektrische Schicht 2 und 6 wiederum Materialschichten auf der Basis von Oxid/Fluorid wie bei Ausführungsform 1. Eine Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid wird als dielektrische Schicht eingesetzt unabhängig von der Bil dungsreihenfolge der Reflexionsschicht und dgl. und von der Aufzeichnungskapazität. Weil das Material, das in der Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid enthalten ist, so ist wie bei Ausführungsform 1 beschrieben, wird auf dessen detaillierte Beschreibung verzichtet.
Wie erwähnt wurde, ist das Informationsaufzeichnungsmedium 28 geeignet für das Aufzeichnen und Reproduzieren mit einem Laserstrahl von kurzer Wellenlänge. Deshalb wird die Dicke der ersten und der zweiten dielektrischen Schicht 2 und 6 nach Maßgabe einer bevorzugten optischen Weglänge unter der Annahme bestimmt, dass λ beispielsweise 405 nm ist. Um die Signalqualität durch Erhöhung der Amplitude des reproduzierten Signals der Aufzeichnungsmarken auf dem Informationsaufzeichnungsmedium 28 zu verbessern, wird die optische Weglänge "nd" der ersten dielektrischen Schicht 2 und der zweiten dielektrischen Schicht 6 exakt bestimmt durch eine Berechnung auf der Basis des Matrixverfahrens, um beispielsweise sicherzustellen, dass 20 % ≤ Rc und Ra ≤ 5 %. Wenn als erste und zweite dielektrische Schicht 2 und 6 eine Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid eingesetzt wird, die einen Refraktionsindex von 1,8 bis 2,5 aufweist, wurde gefunden, dass die Dicke der ersten dielektrischen Schicht 2 bevorzugt im Bereich von 30 bis 100 nm liegt, bevorzugter von 50 bis 80 nm. Außerdem wurde gefunden, dass die Dicke der zweiten dielektrischen Schicht 6 bevorzugt im Bereich von 3 bis 50 nm liegt, bevorzugter von 10 bis 30 nm.
Das Substrat 101 ist eine transparente scheibenförmige Platte wie das Substrat 1 von Ausführungsform 1. Die Führungsrille zum Führen eines Laserstrahls kann in der Oberfläche des Substrats 101 ausgebildet werden, wo die Reflexionsschicht etc. ausgebildet werden. Beim Bilden der Führungsrille (wie in Zusammenhang mit Ausführungsform 1 beschrieben) wird die Oberfläche 23, die näher am Laserstrahl 12 liegt, als "gerillte Oberfläche" bezeichnet, wogegen die Oberfläche 24, die abgewandt liegt, der Einfachheit halber als "ungerillte Oberfläche" bezeichnet wird. Beim Substrat 101 liegt die Distanz in Richtung der Dicke zwischen der gerillten Oberfläche 23 und der ungerillten Oberfläche 24 (d.h. die Tiefe der Rille) bevorzugt im Bereich von 10 bis 30 nm, bevorzugter von 15 bis 25 nm. Außerdem ist es wünschenswert, dass die Oberfläche, wo keine Schicht gebildet wird, flach ist. Für das Material des Substrats 101 kann das Material für das Substrat 1 von Ausführungsform 1 eingesetzt werden. Bevorzugt liegt die Dicke des Substrats 101 im Bereich von etwa 1,0 bis etwa 1,2 mm. Die bevorzugte Dicke des Substrats 101 ist größer als die von Substrat 1 von Ausführungsform 1. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Dicke des Dummysubstrats 110 gering ist und deshalb das Substrat 101 die Festigkeit des Informationsaufzeichnungsmediums sicherstellen muss.
Das Dummysubstrat 110 ist eine transparente scheibenartige Platte wie das Substrat 101. Wie erwähnt wurde, ist es durch Einsatz des in 4 gezeigten Aufbaus möglich, Informationen mit einem Laserstrahl von kurzer Wellenlänge aufzuzeichnen, indem die Dicke des Dummysubstrats 110 klein gemacht wird. Deshalb liegt die Dicke des Dummysubstrats 110 bevorzugt im Bereich von 40 bis 110 μm. Bevorzugter liegt die Dicke der Klebeschicht 9 und des Dummysubstrats 110 insgesamt im Bereich von 50 bis 120 μm.
Weil das Dummysubstrat 110 dünn ist, wird das Substrat bevorzugt hergestellt aus einem Harz, wie z.B. einem Polycarbonat, einem amorphen Polyolefin oder aus PMMA. Das Polycarbonat ist besonders bevorzugt. Weil außerdem das Dummysubstrat 110 so angeordnet ist, dass es vom Laserstrahl 12 zuerst erreicht wird, ist es bevorzugt, dass das Substrat die optische Eigenschaft geringer Doppelbrechung von Licht im Bereich kurzer Wellenlängen aufweist.
Bevorzugt wird die Klebeschicht 9 aus einem transparenten, UV-härtenden Harz hergestellt. Die Dicke der Klebeschicht 9 liegt bevorzugt im Bereich von 5 bis 15 μm. Das Dummysubstrat 110 kann weggelassen werden, wenn die Klebeschicht 9 auch die Funktion des Dummysubstrats 110 erfüllt und mit einer Dicke im Bereich von 50 bis 120 μm ausgebildet wird.
Jede Komponente, die mit einem Bezugszeichen bezeichnet ist, welches identisch zu dem ist, welches bei 1 eingesetzt und bereits in Bezug zu 1 beschrieben wurde, wird hier nicht beschrieben.
Bei einer Variante des Informationsaufzeichnungsmediums dieser Ausführungsform wird beispielsweise nur die erste dielektrische Schicht aus einer Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid erzeugt, die zweite dielektrische Schicht wird aus ZnS-20 Mol.-% SiO₂ hergestellt, und die zweite Zwischenschicht wird zwischen der zweiten dielektrischen Schicht und der Aufzeichnungsschicht gebildet. Bei einer weiteren Variation des Informationsaufzeichnungsmediums dieser Ausführungsform wird nur die zweite dielektrische Schicht aus einer Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid gebildet, die erste dielektrische Schicht wird gebildet aus ZnS-20 Mol.-% SiO₂, und die erste Zwischenschicht wird zwischen der ersten dielektrischen Schicht und der Aufzeichnungsschicht gebildet.
Als Nächstes wird das Verfahren zur Herstellung des Informationsaufzeichnungsmediums 28 gemäß Ausführungsform 4 beschrieben. Das Informationsaufzeichnungsmedium 28 wird hergestellt durch Durchführung in dieser Reihenfolge des Prozesses, bei dem das Substrat 101 (beispielsweise mit einer Dicke von 1,1 mm), auf dem die Führungsrille gebildet ist (die gerillte Oberfläche 23 und die ungerillte Oberfläche 24) in eine Schicht bildende Vorrichtung eingesetzt und die Reflexionsschicht 8 auf der Oberfläche des Substrats 101 gebildet wird, auf der die Führungsrille vorhanden ist (Prozess e), des Prozesses, bei dem die zweite dielektrische Schicht 6 gebildet wird (Prozess c), des Prozesses, bei dem die Aufzeichnungsschicht 4 gebildet wird (Prozess b) und des Prozesses, bei dem die erste dielektrische Schicht 2 gebildet wird (Prozess a) und weiter Durchführen des Prozesses, bei dem die Klebeschicht 9 auf der Oberfläche der ersten dielektrischen Schicht 2 gebildet wird, und des Prozesses, bei dem das Dummysubstrat 110 gebunden wird.
Es wird zuerst Prozess e durchgeführt, um die Reflexionsschicht 8 auf der Oberfläche des Substrats 101 herzustellen, auf der die Führungsrille gebildet ist. Das Verfahren zur Durchführung von Prozess e ist so wie bei Ausführungsform 1 beschrieben. Weiter werden Prozess c, Prozess b und Prozess a in dieser Reihenfolge durchgeführt. Die Verfahren zur Durchführung der Prozesse c, b und a sind so wie bei Ausführungsform 1 beschrieben wurde. Wie bei der Herstellung des Informationsaufzeichnungsmediums gemäß Ausführungsform 1 kann bei der Herstellung dieser Ausführungsform das bei Prozess c eingesetzte Sputtertarget unterschiedlich sein von dem, das bei Prozess a eingesetzt wird. Beim Herstellungsverfahren des Informationsaufzeichnungsmediums dieser Ausführungsform unterscheidet sich die Reihenfolge der Durchführung der Prozesse von der, die beim Herstellungsverfahren des Informationsaufzeichnungsmediums gemäß Ausführungsform 1 eingesetzt wird.
Nach Herstellung der ersten dielektrischen Schicht 2 werden das Substrat 101, auf dem die Schichten von der Reflexionsschicht 8 bis zur ersten dielektrischen Schicht 2 der Reihe nach gestapelt sind, aus der Sputtervorrichtung entnommen. Dann wird (beispielsweise durch Spinbeschichtung) auf die erste dielektrische Schicht 2 ein UV-härtendes Harz aufgebracht. Das Dummysubstrat 110 wird auf das aufgebrachte UV-härtende Harz aufgebracht. Von der Seite des Dummysubstrats 110 aus wird UV-Strahlung aufgebracht, um das Harz zu härten, wodurch der Bindungsprozess fertig gestellt wird. Der Prozess zur Bindung des Dummysubstrats 110 kann weggelassen werden durch Bilden der Klebeschicht 9 mit einer Dicke von 50 bis 120 μm und Einwirkenlassen einer UV-Strahlung.
Nach dem Beenden des Bindungsprozesses wird, falls erforderlich, die Initialisierung durchgeführt. Das Verfahren der Initialisierung ist so wie bei Ausführungsform 1 beschrieben wurde.
Ausführungsform 5
Als Ausführungsform 5 wird ein weiteres Beispiel des optischen Informationsaufzeichnungsmediums beschrieben, auf das oder von dem Information unter Einsatz eines Laserstrahls aufgezeichnet oder reproduziert werden kann. 5 zeigt den teilweisen Querschnitt des optischen Informationsaufzeichnungsmediums.
Das in 5 gezeigte Informationsaufzeichnungsmedium 29 hat einen Aufbau, bei dem in dieser Reihenfolge eine zweite Informationsschicht 22, eine Zwischenschicht 16, sowie eine erste Informationsschicht 21 auf einer Oberfläche eines Substrats 101 gebildet werden und weiterhin mit einer Klebeschicht 9 ein Dummysubstrat 110 an die erste Informationsschicht 21 gebunden wird. Im Einzelnen wird die zweite Informationsschicht 22 gebildet durch Stapeln einer zweiten Reflexionsschicht 20, einer fünften dielektrischen Schicht 19, einer zweiten Aufzeichnungsschicht 18 und einer vierten dielektrischen Schicht 17 auf einer Oberfläche des Substrats 101 in dieser Reihenfolge. Die Zwischenschicht 16 wird auf der Oberfläche der vierten dielektrischen Schicht 17 gebildet. Die erste Informationsschicht 21 wird gebildet durch Stapeln einer dritten dielektrischen Schicht 15, einer ersten Reflexionsschicht 14, einer zweiten dielektrischen Schicht 6, einer ersten Aufzeichnungsschicht 13 und einer ersten dielektrischen Schicht 2 auf der Oberfläche der Zwischenschicht 16 in dieser Reihenfolge. Bei dieser Ausführungsform wird auch ein Laserstrahl 12 von der Seite des Dummysubstrats 110 her eingestrahlt. Beim Informationsaufzeichnungsmedium dieser Ausführungsform können Informationen in jeder der zwei Aufzeichnungsschichten aufgezeichnet werden. Durch diesen Aufbau kann deshalb ein Informationsaufzeichnungsmedium erhalten werden, das etwa die doppelte Kapazität von Ausführungsform 4 hat. Durch Einsatz dieses Aufbaus ist es möglich, ein Informationsaufzeichnungsmedium mit 50 GB zu erhalten, auf dem Information durch einen Laserstrahl aufgezeichnet wird, der im bläulich-violetten Wellenlängenbereich liegt und eine Wellenlänge von etwa 405 nm hat.
Das Aufzeichnen auf und das Reproduzieren von der ersten Informationsschicht 21 wird durchgeführt mit einem Laserstrahl 12, der durch das Dummysubstrat 110 gelaufen ist. Das Aufzeichnen auf und Reproduzieren von der zweiten Informationsschicht 22 wird durchgeführt mit einem Laserstrahl 12, der durch das Dummysubstrat 110, die erste Informationsschicht 21 und die Zwischenschicht 16 gelaufen ist.
Beim in 5 gezeigten Informationsaufzeichnungsmedium 29 der vorliegenden Ausführungsform sind die fünfte dielektrische Schicht 19, die vierte dielektrische Schicht 17, die zweite dielektrische Schicht 6 und die erste dielektrische Schicht 2 alle Materialschichten auf der Basis von Oxid/Fluorid. Durch Einsatz von Materialschichten auf der Basis von Oxid/Fluorid ist es nicht erforderlich, eine Zwischenschicht zu bilden zwischen der ersten Aufzeichnungsschicht 13 und der ersten dielektrischen Schicht 2, zwischen der ersten Aufzeichnungsschicht 13 und der zweiten dielektrischen Schicht 6, zwischen der zweiten Aufzeichnungsschicht 18 und der vierten dielektrischen Schicht 17 sowie zwischen der zweiten Aufzeichnungsschicht 18 und der fünften dielektrischen Schicht 19. Weil das Material der Materialschichten auf der Basis von Oxid/Fluorid so ist, wie es bei Ausführungsform 1 beschrieben wurde, wird auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet.
Die fünfte dielektrische Schicht 19 und die zweite dielektrische Schicht 6 dienen jeweils als thermische Isolationsschicht zwischen der Reflexionsschicht und der Aufzeichnungsschicht. Deshalb werden die fünfte und die zweite dielektrische Schicht 19 und 6 bevorzugt jeweils so hergestellt, dass ein Material ausgewählt wird, das dazu führt, dass die dielektrischen Schichten eine kleine thermische Leitfähigkeit haben und die zweite und die erste Aufzeichnungsschicht 18 und 13 effektiver quenchen. Insbesondere ist es bevorzugt, dass diese Schichten ein Material enthalten, welches beispielsweise mit (ZrSiO₄)₅₀(Cr₂O₃)₂₀(LaF₃)₃₀ (Mol-%) ausgedrückt wird. Außerdem liegt die Schichtdicke der fünften und der zweiten dielektrischen Schicht 19 und 6 bevorzugt im Bereich von 3 bis 50 nm, bevorzugter von 10 bis 30 nm.
Der Laserstrahl 12 läuft durch die vierte dielektrische Schicht 17 und die erste dielektrische Schicht 2, bevor er die zweite Aufzeichnungsschicht 18 und die erste Aufzeichnungsschicht 13 in der zweiten Informationsschicht 22 bzw. der ersten Informationsschicht 21 erreicht. Deshalb ist es wünschenswert, dass die vierte und die erste dielektrische Schicht 17 und 2 jeweils aus einem transparenten Material mit kleiner thermischer Leitfähigkeit bestehen. Insbesondere enthalten diese Schichten bevorzugt ein Material, welches beispielsweise durch (ZrO₂)₂₀(SiO₂)₄₀(Cr₂O₃)₁₀(LaF₃)₃₀ (Mol-%) ausgedrückt wird. Bevorzugt liegt die Schichtdicke der vierten und der ersten dielektrischen Schicht 17 und 2 im Bereich von 30 bis 80 nm.
Deshalb ermöglicht es beim in 5 gezeigten Informationsaufzeichnungsmedium mit einseitiger Doppelschichtstruktur die Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid wiederum, die dielektrische Schicht ohne Zwischenschicht so auszubilden, dass sie auf beiden Seiten der Aufzeichnungsschicht in direktem Kontakt mit der Aufzeichnungsschicht steht. Deshalb kann erfindungsgemäß die Anzahl der Schichten, die das gesamte Medium bilden, verringert werden; dies gilt ebenso beim Informationsaufzeichnungsmedium mit einseitiger Doppelschichtstruktur. Durch Bilden der dielektrischen Schicht mit einem Material, welches mehrere Oxide und Fluoride enthält oder durch geeignete Auswahl der Arten der Oxide und Fluoride, die im Material der dielektrischen Schicht enthalten sein sollen, können außerdem der Refraktionsindex und die Aufzeichnungsempfindlichkeit des Mediums so eingestellt werden, dass sie bezüglich der Art des Informationsaufzeichnungsmediums optimiert sind.
Die dritte dielektrische Schicht 15 liegt zwischen der Zwischenschicht 16 und der ersten Reflexionsschicht 14. Die dritte dielektrische Schicht 15 ist bevorzugt transparent und hat einen hohen Refraktionsindex, so dass sie dazu dient, die Durchlässigkeit der ersten Informationsschicht 21 zu erhöhen. Außerdem besteht die dritte dielektrische Schicht 15 bevorzugt aus einem Material mit hoher thermischer Leitfähigkeit, so dass sie dabei hilft (ähnlich wie die Reflexionsschicht), dass die Wärme der ersten Aufzeichnungsschicht 13 schnell wegdiffundiert. Ein Material, welches diese Bedingungen erfüllt, ist ein Material, welches TiO₂ enthält (d.h. ein Material auf der Basis von TiO₂). Insbesondere ist ein Material auf der Basis von TiO₂ ein Material, welches 50 Mol-% oder mehr TiO₂ enthält. Das Material auf der Basis von TiO₂ enthält bevorzugt 80 Mol-% TiO₂ oder mehr und bevorzugter 90 Mol-% oder mehr TiO₂. Durch Einsatz eines Materials auf der Basis von TiO₂ wird eine Schicht gebildet, die einen großen Refraktionsindex von etwa 2,7 aufweist. Die Schichtdicke der dritten dielektrischen Schicht 15 liegt bevorzugt im Bereich von 10 bis 30 nm.
Das Substrat 101 ist das gleiche wie das Substrat 101 bei Ausführungsform 4. Auf eine detaillierte Beschreibung des Substrats 101 wird deshalb hier verzichtet.
Die zweite Reflexionsschicht 20 ist die gleiche wie die Reflexionsschicht 8 von Ausführungsform 1. Außerdem ist die zweite Aufzeichnungsschicht 18 die gleiche wie die Aufzeichnungsschicht 4 von Ausführungsform 1. Auf eine detaillierte Beschreibung der zweiten Reflexionsschicht 20 der zweiten Aufzeichnungsschicht 18 wird deshalb hier verzichtet.
Die Zwischenschicht 16 ist vorgesehen, um die fokale Position des Laserstrahls bei der ersten Informationsschicht 21 so zu gestalten, dass sie sich von der fokalen Position bei der zweiten Informationsschicht 22 signifikant unterscheidet. Bei der Zwischenschicht 16 wird wahlweise die Führungsrille auf der Seite der ersten Informationsschicht 21 gebildet. Die Zwischenschicht 16 kann aus einem UV-härtenden Harz hergestellt werden. Es ist wünschenswert, dass die Zwischenschicht transparent ist für das Licht der Wellenlänge λ, die zum Aufzeichnen und zur Reproduktion von Information verwendet wird, so dass der Laserstrahl die zweite Informationsschicht 22 wirksam erreichen kann. Die Dicke der Zwischenschicht 16 muss gleich oder größer sein als die Brennweite ΔZ, die von der nu merischen Apertur NA einer Objektivlinse und der Wellenlänge λ des Laserstrahls bestimmt wird. ΔZ kann approximiert werden als ΔZ = λ/{2(NA)²}. Wenn λ 405 nm und NA 0,85 betragen, wird ΔZ = 0,28 μm. Weil dieser Wert in einem Bereich von ± 0,3 μm im Bereich der Brennweite enthalten ist, muss die Zwischenschicht 16 eine Dicke von 0,8 μm oder größer haben. Die Gesamtdicke der Zwischenschicht 16 und des Dummysubstrats wird bevorzugt so ausgewählt, dass sie innerhalb einer Toleranz der Substratdicke liegt, die für die eingesetzte Objektivlinse akzeptabel ist, so dass die Distanz zwischen der ersten Aufzeichnungsschicht 13 der ersten Informationsschicht 21 und der zweiten Aufzeichnungsschicht 18 der zweiten Informationsschicht 22 in dem Bereich liegt, in dem die Objektivlinse Licht bündeln kann. Deshalb liegt die Dicke der Zwischenschicht bevorzugt im Bereich von 10 bis 40 μm.
Falls erforderlich, kann die Zwischenschicht 16 so aufgebaut sein, dass mehrere Harzschichten gestapelt werden. Insbesondere kann sie einen zweilagigen Aufbau haben, der aus einer Schicht, die die vierte dielektrische Schicht 17 schützt und einer Schicht, die eine Führungsrille aufweist, besteht.
Die erste Reflexionsschicht 14 dient dazu, Wärme von der ersten Aufzeichnungsschicht 13 schnell durch Diffusion abzuleiten. Wenn auf der zweiten Informationsschicht 22 Informationen aufgezeichnet oder davon reproduziert werden, wird der Laserstrahl 12 eingesetzt, der durch die erste Aufzeichnungsschicht gelaufen ist. Aus diesem Grund muss die erste Informationsschicht 21 eine hohe Durchlässigkeit insgesamt haben, bevorzugt eine Durchlässigkeit von 45% oder größer. Verglichen mit der zweiten Reflexionsschicht 20 ist die erste Reflexionsschicht 14 deshalb in Bezug auf Material und Dicke limitiert. Um die optische Absorption durch die erste Reflexionsschicht 14 zu verringern, ist es wünschenswert, dass die erste Reflexionsschicht 14 eine kleine Dicke hat sowie einen niedrigen Extinktionskoeffizienten und eine hohe thermische Leitfähigkeit. Insbesondere ist es bevorzugt, dass die erste Reflexionsschicht 14 hergestellt ist aus einer Legierung, die Ag enthält, und als Schicht ausgebildet ist, deren Dicke im Bereich von 5 bis 15 nm liegt.
Um die hohe Durchlässigkeit der ersten Informationsschicht 21 sicherzustellen, ist, verglichen mit der zweiten Aufzeichnungsschicht 18, die erste Aufzeich nungsschicht 13 ebenfalls limitiert in Bezug auf das Material und die Schichtdicke. Die erste Aufzeichnungsschicht 13 wird bevorzugt so hergestellt, dass das Mittel der Durchlässigkeit der Kristallphase und der Durchlässigkeit der amorphen Phase 45 % oder größer ist. Deshalb hat die erste Aufzeichnungsschicht 13 bevorzugt eine Dicke von 7 nm oder kleiner. Das die erste Aufzeichnungsschicht 13 bildende Material wird so ausgewählt, dass selbst dann, wenn die Schicht ein derart dünner Film ist, sichergestellt ist, dass durch Schmelzen und Quenchen gute Aufzeichnungsmarken gebildet werden und dadurch ein Signal von hoher Qualität reproduziert wird und dass die Aufzeichnungsmarken durch Erhöhen der Temperatur und allmähliches Abkühlen gelöscht werden. Insbesondere ist es bevorzugt, die erste Aufzeichnungsschicht 13 aus einem Material mit reversibler Phasenänderung herzustellen, beispielsweise Ge-Sb-Te, wie z.B. Material auf der Basis von GeTe-Sb₂Te₃ oder Ge-Sn-Sb-Te, welches erhalten wird durch Ersatz eines Teils von Ge durch Sn in dem Material auf der Basis von GeTe-Sb₂Te₃. Verwendet werden können Ge-Bi-Te, wie z.B. Material auf der Basis von GeTe-Bi₂Te₃ oder Ge-Sn-Bi-Te, welches erhalten wird durch teilweisen Ersatz von Ge durch Sn in Ge-Bi-Te. Insbesondere wird beispielsweise Ge₂₂Sb₂Te₂₅ bevorzugt eingesetzt, wo GeTe:Sb₂Te₃ = 22:1, oder Ge₁₉Sn₃Sb₂Te₂₅.
Die Klebeschicht 9 wird bevorzugt hergestellt aus einem transparenten UV-härtenden Harz, ähnlich der Klebeschicht 9 von Ausführungsform 4. Die Dicke der Klebeschicht liegt bevorzugt im Bereich von 5 bis 15 μm.
Das Dummysubstrat 110 ist das gleiche wie das Dummysubstrat 110 von Ausführungsform 4. Auf eine detaillierte Beschreibung des Dummysubstrats wird deshalb hier verzichtet. Ebenfalls bei dieser Ausführungsform kann das Dummysubstrat 110 auch weggelassen werden, wenn die Klebeschicht 9 auch wie das Dummysubstrat 110 wirkt und so hergestellt werden kann, dass es eine Dicke von 50 bis 120 μm aufweist.
Beim Informationsaufzeichnungsmedium dieser Ausführungsform kann von der ersten, zweiten, vierten und fünften dielektrischen Schicht 2, 6, 17 und 19 nur eine, eine Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid sein. Alternativ können zwei oder drei dielektrische Schichten Materialschichten auf der Basis von Oxid/Fluorid sein. Wenn nur eine dielektrische Schicht eine Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid ist, wird mindestens eine Zwischenschicht unnötig. Wenn zwei dielektrische Schichten Materialschichten auf der Basis von Oxid/Fluorid sind, werden mindestens zwei Zwischenschichten unnötig. Beim Informationsaufzeichnungsmedium dieser Ausführungsform ist es deshalb möglich, bis zu vier Zwischenschichten wegzulassen. Die Zwischenschicht kann – falls erforderlich – vorgesehen werden zwischen der Aufzeichnungsschicht und der dielektrischen Schicht, die keine Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid ist. In diesem Fall kann die Zwischenschicht eine Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid sein, die die Form einer sehr dünnen Schicht mit einer Dicke von 5 nm hat.
Vorstehend wurde ein Informationsaufzeichnungsmedium beschrieben, welches einen Aufbau mit zwei Informationsschichten hat, von denen jede eine Aufzeichnungsschicht aufweist. Das Informationsaufzeichnungsmedium mit mehreren Aufzeichnungsschichten ist nicht auf diesen Aufbau begrenzt. Das Medium kann auch einen Aufbau haben, der drei oder mehr Informationsschichten umfasst. Bei einer Variation der erläuterten Ausführungsform hat beispielsweise eine der zwei Informationsschichten eine Aufzeichnungsschicht, in der eine reversible Phasenänderung erzeugt wird, und die andere hat eine Aufzeichnungsschicht, in der eine irreversible Phasenänderung erzeugt wird.
Bei einer Variation des Informationsaufzeichnungsmediums, welches drei Informationsschichten aufweist, ist eine als nur lesbare Informationsschicht gestaltet, eine andere hat eine Aufzeichnungsschicht, in der eine reversible Phasenänderung erzeugt wird, und die andere hat eine Aufzeichnungsschicht, in der eine irreversible Phasenänderung erzeugt wird. Es gibt also viele Variationen des Informationsaufzeichnungsmediums, welches zwei oder mehr Informationsschichten hat. Bei jeder Variation wird durch die Herstellung einer dielektrischen Schicht aus einer Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid die Notwendigkeit beseitigt, zwischen der Aufzeichnungsschicht und der dielektrischen Schicht eine Zwischenschicht vorzusehen.
Beim Informationsaufzeichnungsmedium, welches zwei Aufzeichnungsschichten aufweist, kann eine Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid als Zwischenschicht vorhanden sein, die zwischen der Aufzeichnungsschicht und der die lektrischen Schicht angeordnet ist. Eine solche Zwischenschicht wird als sehr dünne Schicht ausgeführt, die eine Dicke von etwa 5 nm hat.
Als Nächstes wird das Verfahren zur Herstellung des Informationsaufzeichnungsmediums 29 gemäß Ausführungsform 5 beschrieben. Das Informationsaufzeichnungsmedium 29 wird hergestellt durch Durchführen, in dieser Reihenfolge, des Prozesses, bei dem die zweite Reflexionsschicht 20 auf dem Substrat 101 gebildet wird (Prozess j), des Prozesses, bei dem die fünfte dielektrische Schicht 19 gebildet wird (Prozess k), des Prozesses, bei dem die zweite Aufzeichnungsschicht 18 gebildet wird (Prozess l) und des Prozesses, bei dem die vierte dielektrische Schicht 17 gebildet wird (Prozess m) und dann Durchführen des Prozesses, bei dem die Zwischenschicht 16 auf der Oberfläche der vierten dielektrischen Schicht 17 gebildet wird und weiter Durchführen des Prozesses, bei dem die dritte dielektrische Schicht 15 auf der Oberfläche der Zwischenschicht 16 gebildet wird (Prozess n), des Prozesses, bei dem die erste Reflexionsschicht 14 gebildet wird (Prozess o), des Prozesses, bei dem die zweite dielektrische Schicht 6 gebildet wird (Prozess p), des Prozesses, bei dem die erste Aufzeichnungsschicht 13 gebildet wird (Prozess q) und des Prozesses, bei dem die erste dielektrische Schicht 2 gebildet wird (Prozess r), und zwar in dieser Reihenfolge, und weiterhin Durchführen des Prozesses, bei dem die Klebeschicht 9 auf der Oberfläche der ersten dielektrischen Schicht 2 gebildet wird und des Prozesses, bei dem das Dummysubstrat 110 gebunden wird.
Die Prozesse j bis m entsprechen den Prozessen zum Bilden der zweiten Informationsschicht 22. Prozess j ist ein Prozess, bei dem die zweite Reflexionsschicht 20 auf der Oberfläche des Substrats 101 gebildet wird, wo sich die Führungsrille befindet. Prozess j wird auf gleiche Weise ausgeführt wie Prozess e bei der Herstellung von Ausführungsform 1. Prozess k wird durchgeführt, um die fünfte dielektrische Schicht 19 auf der Oberfläche der zweiten Reflexionsschicht 20 zu bilden. Prozess k wird auf gleiche Weise durchgeführt wie Prozess c bei der Herstellung von Ausführungsform 1. Prozess l wird durchgeführt, um die zweite Aufzeichnungsschicht 18 auf der Oberfläche der fünften dielektrischen Schicht 19 zu bilden. Prozess I wird auf gleiche Weise durchgeführt wie Prozess b bei der Herstellung von Ausführungsform 1. Schließlich wird Prozess m durchgeführt, um die vierte dielektrische Schicht 17 auf der Oberfläche der zweiten Aufzeichnungsschicht 18 zu bilden. Prozess m wird auf gleiche Weise durchgeführt wie Prozess a bei der Herstellung von Ausführungsform 1.
Das Substrat 101, auf dem die zweite Informationsschicht 22 gemäß Prozess j bis m gebildet wurde, wird aus der Sputtereinrichtung genommen und dann die Zwischenschicht 16 gebildet. Die Zwischenschicht 16 wird mit den folgenden Verfahren hergestellt. Zuerst wird ein UV-härtendes Harz auf die Oberfläche der vierten dielektrischen Schicht 17 aufgebracht, beispielsweise durch Spinbeschichten. Dann wird ein Polycarbonatsubstrat, welches auf seiner Oberfläche konkave und konvexe Stellen aufweist, die komplementär sind zur Führungsrille, die auf der Zwischenschicht zu bilden ist, an das UV-härtende Harz angeklebt, wobei die konkav-konvexe Seite sich in Kontakt mit dem Harz befindet. Nach Anwenden von UV-Strahlung und Härten des Harzes wird das Polycarbonatsubstrat mit den konkaven und konvexen Stellen abgezogen. Dadurch wird im UV-härtenden Harz die Führungsrille gebildet, die komplementär ist zu den konkaven und konvexen Stellen; anschließend wird die Zwischenschicht 16 gebildet, die die erläuterte Führungsrille aufweist. Alternativ kann die Zwischenschicht 16 hergestellt werden durch Bilden einer Schicht aus einem UV-härtenden Harz, die die vierte dielektrische Schicht 17 schützt, und dann Herstellen einer Schicht mit einer Führungsrille. In diesem Fall hat die zu erhaltende Zwischenschicht einen zweilagigen Aufbau. Alternativ wird die Zwischenschicht gebildet durch Stapeln von drei oder mehr Schichten.
Das Substrat 101, auf dem die Schichten bis zur Zwischenschicht 16 gebildet wurden, wird erneut in eine Sputtervorrichtung eingebracht und dann auf der Oberfläche der Zwischenschicht 16 die erste Informationsschicht 21 gebildet. Der Prozess zur Bildung der ersten Informationsschicht 21 entspricht den Prozessen n bis r.
Prozess n ist ein Prozess, bei dem die dritte dielektrische Schicht 15 auf der Oberfläche der Zwischenschicht 16 gebildet wird, auf der sich die Führungsrille befindet. Bei Prozess n wird das Sputtern durchgeführt in einer Atmosphäre aus Ar-Gas oder in einer gemischten Atmosphäre aus Ar-Gas und O₂-Gas, wobei eine Hochfrequenzversorgungseinheit und ein Sputtertarget eingesetzt wird, welches aus einem Material auf der Basis von TiO₂ besteht.
Dann wird Prozess o durchgeführt, um auf der Oberfläche der dritten dielektrischen Schicht 15 die erste Reflexionsschicht 14 zu bilden. Bei Prozess o wird das Sputtern durchgeführt in einer Atmosphäre aus Ar-Gas unter Einsatz einer Gleichspannungsenergiequelle und eines Sputtertargets aus einer Legierung, die Ag enthält.
Dann wird Prozess p durchgeführt, um auf der Oberfläche der ersten Reflexionsschicht 14 die zweite dielektrische Schicht 6 zu bilden. Prozess p wird auf gleiche Weise durchgeführt wie Prozess k.
Dann wird Prozess q durchgeführt, um auf der Oberfläche der zweiten dielektrischen Schicht 6 die erste Aufzeichnungsschicht 13 zu bilden. Bei Prozess q wird das Sputtern durchgeführt in einer Atmosphäre aus Ar-Gas oder in einer gemischten Atmosphäre aus Ar-Gas und N₂-Gas, wobei eine Gleichspannungsenergieversorgung und ein Sputtertarget eingesetzt werden, welches aus einem Material besteht ausgewählt aus Ge-Sb-Te, wie z.B. Material auf der Basis von GeTe-Sb₂Te₃, Ge-Sn-Sb-Te, welches beispielsweise erhalten wird durch Ersatz eines Teils von Ge durch Sn in einem Material auf der Basis von GeTe-Sb₂Te₃, Ge-Bi-Te, Ge-Sn-Bi-Te, Ge-Sb-Bi-Te und Ge-Sn-Sb-Bi-Te.
Dann wird Prozess r durchgeführt, um auf der Oberfläche der ersten Aufzeichnungsschicht 13 die erste dielektrische Schicht 2 zu bilden. Prozess r wird auf gleiche Weise durchgeführt wie Prozess m. Auf diese Weise wird die Informationsschicht 21 gebildet durch Durchführen der Prozesse n bis r in dieser Reihenfolge.
Das Substrat 101, auf dem die erste Informationsschicht 21 gebildet wurde, wird aus der Sputtervorrichtung entfernt. Dann wird ein UV-härtendes Harz auf die Oberfläche der ersten dielektrischen Schicht 2 aufgebracht, beispielsweise durch Spinbeschichten. Das Dummysubstrat 110 wird an die aufgebrachte UV-härtende Schicht angeklebt: Von der Seite des Dummysubstrats 110 aus wird UV-Strahlung eingestrahlt, um das Harz zu härten, womit der Bindungsprozess fertig gestellt wird. Beim Herstellungsverfahren des Informationsaufzeichnungsmediums gemäß Ausführungsform 5 kann der Prozess der Bindung des Dummysubstrats 110 auch weggelassen werden, und zwar auf gleiche Weise wie beim Herstellungsverfahren des Informationsaufzeichnungsmediums gemäß Ausführungsform 4.
Nach Fertigstellung des Bindungsprozesses wird, falls erforderlich, die Initialisierung der zweiten Informationsschicht 22 und der ersten Informationsschicht 21 durchgeführt. Die Initialisierung der zweiten Informationsschicht 22 kann durchgeführt werden vor oder nach der Bildung der Zwischenschicht, und die Initialisierung der ersten Informationsschicht 21 kann durchgeführt werden vor oder nach der Bindung des Dummysubstrats 110. Das Verfahren zur Durchführung der Initialisierung ist so wie bei Ausführungsform 1 beschrieben.
Ausführungsform 6
Als Ausführungsform 6 wird ein weiteres Beispiel des Informationsaufzeichnungsmediums beschrieben, auf dem oder von dem Informationen aufgezeichnet oder reproduziert werden, wobei ein Laserstrahl eingesetzt wird. 6 zeigt den teilweisen Querschnitt des optischen Aufzeichnungsmediums.
Das in 6 gezeigte Informationsaufzeichnungsmedium 30 hat einen Aufbau, wobei in dieser Reihenfolge eine erste dielektrische Schicht 102, eine erste Zwischenschicht 3, eine Aufzeichnungsschicht 4, eine zweite Zwischenschicht 5, eine zweite dielektrische Schicht 106, eine optische Kompensationsschicht 7 und eine Reflexionsschicht 8 auf einer Oberfläche eines Substrats 1 gebildet werden und weiter ein Dummysubstrat 10 mit einer Klebeschicht 9 an die Reflexionsschicht 8 gebunden wird. Beim in 6 gezeigten Informationsaufzeichnungsmedium 30 sind die erste und die zweite Zwischenschicht 3 und 5 Materialschichten auf der Basis von Oxid/Fluorid. In 6 bezeichnen Bezugszeichen, die identisch sind mit denen von 1, identische Komponenten, die aus den Materialien und mit den Verfahren hergestellt werden, die in Zusammenhang mit 1 beschrieben wurden. Auf eine detaillierte Beschreibung der bereits bei 1 beschriebenen Komponenten wird deshalb verzichtet.
Das Informationsaufzeichnungsmedium dieser Ausführungsform hat einen Aufbau, bei dem die erste und die zweite dielektrische Schicht 102 und 106 aus ZnS-20 Mol.-% SiO₂ hergestellt werden, wie es bei Informationsaufzeichnungs medien des Standes der Technik verwendet wird. Bei einem solchen Aufbau kann eine Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid als erste und zweite Zwischenschicht 3 und 5 verwendet werden. Die bevorzugten Materialien für die erste und die zweite Zwischenschicht 3 und 5 sind die gleichen, wie die der ersten und der zweiten dielektrischen Schicht 2 und 6 von Ausführungsform 1. Deshalb wird auf deren detaillierte Beschreibung verzichtet. Die Dicke der ersten und der zweiten Zwischenschicht 3 und 5 liegt bevorzugt jeweils im Bereich von 1 bis 10 nm, bevorzugter im Bereich von etwa 2 bis 7 nm, so dass die Aufzeichnungs- und Löscheigenschaften nicht beeinträchtigt werden. Die Zwischenschicht, die eine Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid ist, hat den Vorteil niederer Materialkosten, eines niederen Extinktionskoeffizienten (d.h. die Durchlässigkeit ist hoch) und eines hohen Schmelzpunktes und einer thermischen Stabilität im Vergleich mit den Zwischenschichten des Standes der Technik, die aus Nitrid bestehen, welches Ge enthält.
Als Nächstes wird das Verfahren zur Herstellung des Informationsaufzeichnungsmediums 30 gemäß Ausführungsform 6 beschrieben. Das Informationsaufzeichnungsmedium 30 wird hergestellt durch Durchführen, in dieser Reihenfolge, des Prozesses, bei dem die erste dielektrische Schicht 102 auf der Oberfläche des Substrats 1 gebildet wird, wo sich die Führungsrille befindet (Prozess h), des Prozesses, bei dem die erste Zwischenschicht 3 gebildet wird (Prozess s), des Prozesses, bei dem die Aufzeichnungsschicht 4 gebildet wird (Prozess b), des Prozesses, bei dem die zweite Zwischenschicht 5 gebildet wird (Prozess t), des Prozesses, bei dem die zweite dielektrische Schicht 106 gebildet wird (Prozess g), des Prozesses, bei dem die optische Kompensationsschicht 7 gebildet wird (Prozess d), und des Prozesses, bei dem die Reflexionsschicht 8 gebildet wird (Prozess e), und weiter durch Durchführung des Prozesses, bei dem die Klebeschicht 9 auf der Oberfläche der Reflexionsschicht 8 gebildet wird, und des Prozesses, bei dem das Dummysubstrat 10 gebunden wird. Die Prozesse b, d und e sind so wie bei Ausführungsform 1 beschrieben, Prozess g ist so wie bei Ausführungsform 2 beschrieben, und Prozess h ist so wie bei Ausführungsform 3 beschrieben. Auf eine Beschreibung dieser Prozesse wird deshalb hier verzichtet.
Prozess s ist ein Prozess, bei dem die erste Zwischenschicht 3 auf der Oberfläche der ersten dielektrischen Schicht 102 gebildet wird. Prozess s wird auf glei che Weise durchgeführt wie Prozess a bei der Herstellung von Ausführungsform 1. Prozess t ist ein Prozess, bei dem die zweite Zwischenschicht 5 auf der Oberfläche der Aufzeichnungsschicht 4 gebildet wird. Prozess t wird auf gleiche Weise durchgeführt wie Prozess c bei der Herstellung von Ausführungsform 1.
Vorstehend werden die optischen Informationsaufzeichnungsmedien, auf denen oder von denen Informationen mit einem Laserstrahl aufgezeichnet oder reproduziert werden, als Ausführungsformen dieser Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 bis 6 beschrieben. Das erfindungsgemäße optische Informationsaufzeichnungsmedium ist nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt. Solange als eine der konstitutiven Schichten eine Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid vorgesehen ist, bevorzugt in Kontakt mit einer Aufzeichnungsschicht, kann das erfindungsgemäße optische Informationsaufzeichnungsmedium andere Ausführungsformen haben. Die vorliegende Erfindung ist also auf jede Ausführungsform anwendbar, und zwar unabhängig von der Reihenfolge der Bildung der Schichten auf dem Substrat, der Anzahl der Aufzeichnungsschichten, der Aufzeichnungsbedingungen und der Aufzeichnungskapazität. Außerdem ist das erfindungsgemäße optische Informationsaufzeichnungsmedium geeignet zum Aufzeichnen mit einem Laserstrahl unterschiedlicher Wellenlänge. Deshalb kann das erfindungsgemäße optische Informationsaufzeichnungsmedium beispielsweise eine DVD-RAM oder DVD-R sein, auf der oder von der Informationen mit einem Laserstrahl aufgezeichnet oder reproduziert werden, wobei dessen Wellenlänge zwischen 630 und 680 nm liegt, oder eine optische Scheibe großer Kapazität, auf der oder von der Informationen aufgezeichnet oder reproduziert werden, wobei ein Laserstrahl mit einer Wellenlänge zwischen 400 und 450 nm verwendet wird.
Ausführungsform 7
Als Ausführungsform 7 wird ein Beispiel des Informationsaufzeichnungsmediums beschrieben, auf dem oder von dem Informationen aufgezeichnet oder reproduziert werden, wobei elektrische Energie angewandt wird. 8 zeigt den teilweisen Querschnitt des Informationsaufzeichnungsmediums.
8 zeigt einen Speicher 207, in dem eine untere Elektrode 202, ein Aufzeichnungsteil 203 und eine obere Elektrode 204 in dieser Reihenfolge auf der Oberfläche eines Substrats 201 gebildet sind. Das Aufzeichnungsteil 203 des Speichers 207 hat einen Aufbau, der eine säulenförmige Aufzeichnungsschicht 205 und eine dielektrische Schicht 206 einschließt, die die Aufzeichnungsschicht 205 einschließt. Das Medium unterscheidet sich vom optischen Informationsaufzeichnungsmedium, welches unter Bezugnahme auf die 1 bis 6 beschrieben wurde. Beim Speicher 207 dieser Ausführungsform sind die Aufzeichnungsschicht 205 und die dielektrische Schicht 206 auf der gleichen Oberfläche ausgebildet, und sie sind nicht miteinander laminiert. Weil jedoch die Aufzeichnungsschicht 205 und die dielektrische Schicht 206 beide einen konstitutiven Teil des mehrschichtigen Körpers bilden, der das Substrat 201, die untere und die obere Elektrode 202 und 204 im Speicher 207 einschließt, können sie jeweils als "Schicht" bezeichnet werden. Das erfindungsgemäße Informationsaufzeichnungsmedium schließt also eine Ausführungsform ein, die auf der gleichen Oberfläche eine Aufzeichnungsschicht und eine dielektrische Schicht aufweist.
Als Substrat 201 kann ein Halbleitersubstrat, wie z.B. ein Si-Substrat, ein Polycarbonatsubstrat oder ein isolierendes Substrat, wie z.B. ein SiO₂-Substrat und ein Al₂O₃-Substrat eingesetzt werden. Die untere Elektrode 202 und die obere Elektrode 204 werden auf einem geeigneten elektrisch leitfähigen Material ausgebildet. Die untere Elektrode 202 und die obere Elektrode werden beispielsweise durch Sputtern eines Metalls gebildet, wie z.B. Au, Ag, Pt, Al, Ti, W, Cr, oder eines Gemischs davon.
Die Aufzeichnungsschicht 205, die den Aufzeichnungsteil 203 bildet, besteht aus einem Material, in dem die Phasenänderung durch Einsatz von elektrischer Energie erzeugt wird. Deshalb kann die Aufzeichnungsschicht 205 als "Phasenänderungsteil" bezeichnet werden. Die Aufzeichnungsschicht 205 wird aus einem , Material hergestellt, in dem die Phasenänderung zwischen einer Kristallphase und einer amorphen Phase erzeugt wird durch Joule'sche Wärme, die durch Anwendung von elektrischer Energie erzeugt wird. Als Material für die Aufzeichnungsschicht 205 wird beispielsweise ein Material auf der Basis von Ge-Sb-Te, Ge-Sn-Sb-Te, Ge-Bi-Te, Ge-Sn-Bi-Te, Ge-Sb-Bi-Te und Ge-Sn-Sb-Bi-Te einge setzt und speziell ein Material auf der Basis von GeTe-Sb₂Te₃ oder ein Material auf der Basis von GeTe-Bi₂Te₃.
Die dielektrische Schicht 206, die den Aufzeichnungsteil 203 bildet, verhindert, dass der Strom, der in der Aufzeichnungsschicht 205 fließt, wenn zwischen der oberen Elektrode 204 und der unteren Elektrode 202 eine Spannung angelegt wird, in den Umfangsteil entweicht und isoliert die Aufzeichnungsschicht 205 elektrisch und thermisch. Deshalb kann die dielektrische Schicht 206 auch als "thermisch isolierender Teil" bezeichnet werden. Die dielektrische Schicht 206 ist eine Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid. Insbesondere enthält die Schicht das Material, welches durch die obigen Formeln (1), (2), (3), (4) oder (5) ausgedrückt wird. Das Material auf der Basis von Oxid/Fluorid wird bevorzugt eingesetzt, weil es einen hohen Schmelzpunkt hat, Atome in der Materialschicht schlecht diffundieren, selbst wenn das Material erwärmt wird, und es eine niedere thermische Leitfähigkeit aufweist.
In den nachfolgenden Beispielen wird der Speicher 207 zusammen mit der Arbeitsweise erläutert.
Beispiele
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung werden die nicht begrenzenden folgenden Beispiele angegeben.
Test 1
Zuerst wurde die Beziehung untersucht, die zwischen der nominellen Zusammensetzung eines Sputtertargets. aus einem Material auf der Basis von Oxid/Fluorid, welches eingesetzt wird zur Herstellung des erfindungsgemäßen Informationsaufzeichnungsmediums (mit anderen Worten der Zusammensetzung, die der Hersteller eines Targets bei Lieferung angibt) und der analysierten Zusammensetzung besteht.
In diesem Test wurde ein Sputtertarget pulverisiert, dessen nominelle Zusammensetzung (ZrSiO₄)₄₀(Cr₂O₃)₃₀(LaF₃)₃₀ (Mol-%) war und welches der Formel (50) entsprach; dann wurde es mit einem Röntgenmikroanalysator einer Zusammensetzungsanalyse unterworfen. Es ergab sich, dass die analysierte Zusammensetzung des Sputtertargets nicht gemäß Formel (50) erhalten wurde, in der der Anteil jeder Verbindung angegeben ist, sondern als Formel (30), in der der Anteil jedes Elementes angegeben ist. Die Ergebnisse der Analyse sind in Tabelle 1 gezeigt. Weiter ist in Tabelle 1 auch die reduzierte Zusammensetzung (Atom-%) gezeigt, die eine Elementzusammensetzung darstellt, die aus der nominellen Zusammensetzung berechnet wurde.
Tabelle 1
Wie in Tabelle 1 gezeigt ist, war die analysierte Zusammensetzung im Wesentlichen gleich der reduzierten Zusammensetzung (Atom-%) der nominellen Zusammensetzung (Mol-%). Aus diesem Ergebnis wurde geschlossen, dass die tatsächliche Zusammensetzung (d.h. die analysierte Zusammensetzung) des Sputtertargets mit der durch Formel (50) angegebenen Zusammensetzung im Wesentlichen gleich war wie die Elementarzusammensetzung (d.h. die reduzierte Zusammensetzung), die erhalten wurde durch Berechnung; die nominelle Zusammensetzung war deshalb korrekt.
Test 2
Es wurde die Beziehung untersucht, die besteht zwischen der nominellen Zusammensetzung eines Sputtertargets aus einem Material auf der Basis von Oxid/Fluorid, welches bei der Produktion des erfindungsgemäßen Informationsaufzeichnungsmediums eingesetzt wird, und der analysierten Zusammensetzung einer Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid, die durch Einsatz dieses Sputtertargets gebildet wird. Es wurde ein Sputtertarget eingesetzt, dessen nominelle Zusammensetzung (ZrSiO₄) ₃₀ (Cr₂O₃)₅₀(LaF₃)₂₀ (Mol-%) war und welche der obigen Formel (50) entsprach. Das Sputtertarget (mit einem Durchmesser von 100 mm und einer Dicke von 6 mm) wurde in eine herkömmliche Schichtbildungsvorrichtung (Sputtervorrichtung) eingebracht. Das Sputtern wurde durchgeführt in einer Atmosphäre von Ar-Gas bei einer Leistung von 500 W und einem Druck von 0,13 Pa unter Einsatz einer hochfrequenten elektrischen Versorgungseinheit. Als Ergebnis des Sputterns wurde eine Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid mit einer Dicke von 500 nm auf einem Si-Substrat gebildet. Die Zusammensetzungsanalyse dieser Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid wurde ebenfalls mit einem Röntgenmikroanalysator durchgeführt. Wiederum wurde die analysierte Zusammensetzung der Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid nicht erhalten als Formel (5), in der der Anteil der einzelnen Verbindungen angegeben wird, sondern als Formel (3), durch die das Verhältnis jedes Elements angegeben ist. Die Analysenergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Weiter wird in Tabelle 2 die reduzierte Zusammensetzung des Targets angegeben, die aus der nominellen Zusammensetzung berechnet wird.
Tabelle 2
Wie in Tabelle 2 gezeigt ist, war die analysierte Zusammensetzung der Schicht im Wesentlichen die gleiche wie die reduzierte Zusammensetzung des Targets. Durch dieses Ergebnis wird bestätigt, dass die tatsächliche Zusammensetzung (d.h. die analysierte Zusammensetzung) der Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid im Wesentlichen die gleiche war wie die Elementarzusammensetzung (d.h. die reduzierte Zusammensetzung) des Sputtertargets, die durch Berechnung erhalten wurde. Daher wurde bestätigt, dass durch Einsatz eines Sputtertargets mit der durch die Formel (50) angegebenen Zusammensetzung eine Schicht gebildet wurde, die die gleiche Zusammensetzung hatte.
Es wird davon ausgegangen, dass die gleichen Ergebnisse wie bei Test 1 und 2 bei den anderen Sputtertargets erhalten werden, die unter die Angabe der Mischverhältnisse der Oxide der Elemente ausgewählt aus der Gruppe GM und der Fluoride der Elemente ausgewählt aus der Gruppe GL bereitgestellt werden. Deshalb wird bei den folgenden Beispielen die Zusammensetzung eines Sputtertargets durch die nominelle Zusammensetzung (Mol-%) angegeben. Weiter wird davon ausgegangen, dass es zulässig ist, dass die nominelle Zusammensetzung eines Sputtertargets und die Zusammensetzung (Mol-%) einer Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid, die durch Sputtern unter Einsatz des Sputtertargets erhalten werden, als gleich betrachtet werden. Daher werden bei den folgenden Beispielen durch die angegebene Zusammensetzung eines Sputtertargets die Zusammensetzungen einer dielektrischen Schicht angegeben. Außerdem ist bei den folgenden Beispielen die Zusammensetzung eines Sputtertargets und einer Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid nur durch den Anteil (Mol-%) jeder Verbindung angegeben. Der Fachmann kann solche Zusammensetzungen (Mol-%) einfach in die Elementarzusammensetzung (Atom-%) eines Sputtertargets und einer Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid umrechnen.
Beispiel 1
In Beispiel 1 wurden (als vorläufiger Test, der zu dieser Erfindung führt) vierzehn Proben hergestellt, die jeweils einen Aufbau hatten ähnlich dem bei Ausführungsform 1 unter Bezugnahme auf 1 beschriebenen Informationsaufzeichnungsmedium 25, wobei das Material für die erste und die zweite dielektrische Schicht 2 und 6 variiert wurde. Bei jeder Probe wurden die erste dielektrische Schicht 2 und die zweite dielektrische Schicht 6 aus einem Material mit gleicher Zusammensetzung hergestellt. Nachfolgend wird das Herstellungsverfahren für das Informationsaufzeichnungsmedium 25 erläutert. Zum besseren Verständnis werden die einzelnen Elemente mit den gleichen Bezugszeichen angegeben wie in 1 gezeigt ist. Was die Informationsaufzeichnungsmedien der folgenden Beispiele anlangt, wird ähnlich jedes Element durch das gleiche Bezugszeichen angegeben, mit dem die Elemente des entsprechenden Informationsaufzeichnungsmediums angegeben werden.
Zuerst wurde ein scheibenförmiges Polycarbonatsubstrat mit einem Durchmesser von 120 mm und einer Dicke von 0,6 mm als Substrat 1 vorbereitet. Auf einer Seite des Polycarbonatsubstrats wurde vorher eine Führungsrille mit einer Tiefe von 56 nm und einer Spurteilung von 0,615 μm eingearbeitet (dies ist der Abstand zwischen den Mittelpunkten der gerillten Oberfläche 23 und der ungerillten Oberfläche 24 in einer Ebene parallel zur Hauptebene des Substrats).
Auf diesem Substrat 1 wurden die erste dielektrische Schicht 2 mit einer Dicke von 150 nm, eine Aufzeichnungsschicht 4 mit einer Dicke von 9 nm, die zweite dielektrische Schicht 6 mit einer Dicke von 50 nm, eine optische Kompensationsschicht 7 mit einer Dicke von 40 nm und eine Reflexionsschicht 8 mit einer Dicke von 80 nm in dieser Reihenfolge mit einem Sputterverfahren wie folgt hergestellt.
Als Material für die erste dielektrische Schicht 2 und die zweite dielektrische Schicht 6 wurde TiO₂ (Probe 1-1 ), ZrO₂ (Probe 1-2), HfO₂ (Probe 1-3), V₂O₅ (Probe 1-4), Nb₂O₅ (Probe 1-5), Ta₂O₅ (Probe 1-6), Cr₂O₃ (Probe 1-7), MoO₃ (Probe 1-8), WO₃ (Probe 1-9), SiO₂ (Probe 1-10), ZnO (Probe 1-11), ZnS (Probe 1-12), LaF₃ (Probe 1-13) bzw. TeO₂ (Probe 1-14) eingesetzt.
Bei dem Verfahren zur Herstellung der ersten dielektrischen Schicht 2 und der zweiten dielektrischen Schicht 6 wurde ein Sputtertarget (Durchmesser 100 mm, Dicke 6 mm), welches aus den obigen Materialien hergestellt war, in eine Schicht bildende Vorrichtung eingeführt und dann Hochfrequenzsputtern bei einem Druck von 0,13 Pa durchgeführt. Die Leistung und das bei jeder Probe eingesetzte Gas sind in Tabelle 3 gezeigt.
Beim Verfahren zur Herstellung der Aufzeichnungsschicht 4 wurde ein Sputtertarget (Durchmesser 100 mm, Dicke 6 mm), welches hergestellt war aus einem Material auf der Basis von Ge-Sn-Sb-Te, welches erhalten wurde durch Ersatz eines Teils von Ge in einer pseudobinären Zusammensetzung aus GeTe-Sb₂Te₃ durch Sn in eine Schicht bildende Einrichtung eingebracht und dann ein Gleichstromsputtern durchgeführt. Die Leistung betrug 100 W. Während des Sputterns wurde in die Vorrichtung ein Gasgemisch aus Ar-Gas (97 %) und N₂-Gas (3 %) eingeführt. Der Druck beim Sputtern wurde bei 0,13 Pa gehalten. Die Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht 4 war Ge₂₇Sn₈Sb₁₂Te₅₃ (Atom-%).
Beim Verfahren zur Erzeugung der optischen Kompensationsschicht wurde ein Sputtertarget (Durchmesser 100 mm, Dicke 6 mm), welches aus einem Material der Zusammensetzung Ge₈₀Cr₂₀ (Atom-%) hergestellt war, in eine Schichtbildungsvorrichtung eingebracht und dann ein Gleichspannungssputtern durchgeführt. Die Leistung betrug 300 W. Beim Sputtern wurde Ar-Gas eingeführt. Der Druck beim Sputtern wurde bei etwa 0,4 Pa gehalten.
Beim Verfahren zur Erzeugung der Reflexionsschicht 8 wurde ein Sputtertarget (Durchmesser 100 mm, Dicke 6 mm), welches aus einer Ag-Pd-Cu-Legierung hergestellt war, in eine Schichtbildungsvorrichtung eingebracht und dann ein Gleichspannungssputtern durchgeführt. Die Leistung betrug 200 W. Beim Sputtern wurde Ar-Gas eingebracht. Der Druck beim Sputtern wurde bei etwa 0,4 Pa gehalten.
Nach der Erzeugung der Reflexionsschicht 8 wurde auf die Reflexionsschicht 8 ein UV-härtendes Harz aufgebracht. Als Dummysubstrat 10 wurde ein scheibenförmiges Polycarbonatsubstrat mit einem Durchmesser von 120 mm und einer Dicke von 0,6 mm an das UV-härtende Harz angeklebt. Dann wurde von der Seite des Dummysubstrats 10 her UV-Strahlung eingestrahlt, um das Harz zu härten. Dadurch bildete sich eine Klebeschicht 9 bestehend aus dem gehärteten Harz mit einer Dicke von 30 μm, und das Dummysubstrat 10 war mit der Klebeschicht 9 auf die Reflexionsschicht 8 auflaminiert.
Nach dem Laminieren des Dummysubstrats 10 wurde unter Einsatz eines Halbleiterlasers mit einer Wellenlänge von 810 nm eine Initialisierung durchgeführt. Bei der Initialisierung wurde die Aufzeichnungsschicht 4 im Bereich eines im Wesentlichen kreisförmigen Rings im Bereich von 22 bis 60 mm in radialer Richtung des Informationsaufzeichnungsmediums 25 kristallisiert. Nach dem Beenden des Initialisierungsprozesses war die Herstellung des Informationsaufzeichnungsmediums 25 beendet.
Zu Vergleichszwecken wurde ein Informationsaufzeichnungsmedium 31 hergestellt, welches den in 10 gezeigten Aufbau hatte. Bei der Vergleichsprobe wurden eine erste dielektrische Schicht 102 und eine zweite dielektrische Schicht 106 aus (ZnS)₈₀(SiO₂)₂₀ hergestellt. Außerdem wurden sowohl eine erste Zwi schenschicht 103 als auch eine zweite Zwischenschicht 105 aus einer Schicht bestehend aus Ge-Cr-N hergestellt, die eine Dicke von 5 nm hatte.
Die erste dielektrische Schicht 102 wurde hergestellt durch Hochfrequenzsputtern unter Einsatz eines Sputtertargets hergestellt aus (ZnS)₈₀(SiO₂)₂₀ (Durchmesser 100 mm, Dicke 6 mm), und zwar bei einem Druck von 0,13 Pa. Bei diesem Sputterprozess wurden die in Tabelle 3 gezeigten Bedingungen eingesetzt. Die zweite dielektrische Schicht 106 wurde auf die gleiche Weise hergestellt wie die erste dielektrische Schicht 2.
Beim Verfahren zur Herstellung der ersten Zwischenschicht 103 wurde ein Sputtertarget (Durchmesser 100 mm, Dicke 6 mm), welches aus einem Material der Zusammensetzung Ge₉₀Cr₁₀ (Atom-%) hatte, in eine Schicht bildende Vorrichtung eingebracht und dann ein Hochfrequenzsputtern unter einem Druck von etwa 1,33 Pa durchgeführt. Die Leistung betrug 300 W. Als Gas für die Atmosphäre wurde ein gemischtes Gas aus Ar-Gas (60%) und N₂-Gas (40%) eingeführt. Als Ergebnis bildete sich die erste Zwischenschicht 103 aus Ge-Cr-N durch Reagieren von N₂ in dem gemischten Gas mit Ge und Cr, die vom Sputtertarget aus gesprüht bzw. gesputtert wurden. Die zweite Zwischenschicht 105 wurde auf die gleiche Weise hergestellt wie die erste Zwischenschicht 103.
Eine optische Kompensationsschicht 7 und eine Reflexionsschicht 8 des Informationsaufzeichnungsmediums 31 wurden auf die gleiche Weise hergestellt wie die optische Kompensationsschicht 7 und die Reflexionsschicht 8 des Informationsaufzeichnungsmediums 25. Die Bildung einer Klebeschicht 9 und das Anlaminieren eines Dummysubstrats 10 wurden auf gleiche Weise vorgenommen wie bei der Produktion des Informationsaufzeichnungsmediums 25.
Als Nächstes wird das Verfahren zur Erprobung des Informationsaufzeichnungsmediums erläutert. Das Erproben der Haftfähigkeit der dielektrischen Schicht beim Informationsaufzeichnungsmedium 25 gründete auf der Delamination bei hoher Feuchte und hoher Temperatur. Im Einzelnen wurde das Informationsaufzeichnungsmedium 25 nach der Initialisierung 100 Stunden lang in einem Tank von hoher Feuchte und hoher Temperatur untergebracht, in dem die relative Feuchte 80 % und die Temperatur 90 °C betrugen. Dann wurde das Medium 25 untersucht durch Betrachtung mit einem Lichtmikroskop, ob zwischen der Aufzeichnungsschicht und der angrenzenden dielektrischen Schicht, genauer gesagt zwischen der Aufzeichnungsschicht 4 und mindestens einer der ersten dielektrischen Schicht 2 und der zweiten dielektrischen Schicht 6, eine Delamination erfolgt war. Selbstverständlich wurde eine Probe als gut klebefähig beurteilt, wenn keine Delamination erfolgte; andererseits wurde eine Probe als schlecht klebefähig bezeichnet, wenn Delamination erfolgte.
Die Bewertung der Zyklusfähigkeit beim Überschreiben des Informationsaufzeichnungsmediums gründete auf der Anzahl der Überschreibzyklen. Die Anzahl der Überschreibzyklen wurde ermittelt wie nachfolgend beschrieben.
Um auf das Informationsaufzeichnungsmedium 25 Information aufzuzeichnen, wurde ein Informationsaufzeichnungssystem von allgemeinem Aufbau eingesetzt. Das System war versehen mit einem Spindelmotor zum Drehen des Informationsaufzeichnungsmediums 25, einem optischen Kopf mit einem Halbleiterlaser, der einen Laserstrahl 12 aussenden kann und einer Objektivlinse zum Bündeln des Laserstrahls 12 auf die Aufzeichnungsschicht 4 des Informationsaufzeichnungsmediums 25. Beim Erproben des Informationsaufzeichnungsmediums 25 wurde das Aufzeichnen, welches einer Kapazität von 4,7 GB entsprach, durchgeführt unter Einsatz eines Halbleiterlasers mit einer Wellenlänge von 660 nm und einer Objektivlinse mit einer numerischen Apertur von 0,6. Die lineare Drehungsgeschwindigkeit des Informationsaufzeichnungsmediums 25 war auf 8,2 m/s eingestellt. Zum Messen des Jitters und zum Erhalten des Jittermittels, wie nachfolgend erläutert, wurde ein Zeitintervallanalysator eingesetzt.
Zuerst wurden, um die Messbedingungen zum Ermitteln der Anzahl von Überschreibungszyklen zu ermitteln, nach dem nachfolgenden Verfahren die Leistungsspitze (Peakpower, Pp) und die Biasleistung (Biaspower Pb) bestimmt. Unter Einsatz des vorstehend beschriebenen Systems wurde das Informationsaufzeichnungsmedium 25 mit einem Laserstrahl 12 bestrahlt, wobei dessen Leistung moduliert wurde zwischen einer Leistungsspitze (mW) bei einem hohen Leistungswert und einer Biasleistung (mW) bei einem niederen Leistungswert, um ein Zufallsignal mit einer Markierungslänge von 0,42 μm (3T) bis 1,96 μm (14T) aufzuzeichnen, und zwar zehnmal auf der gleichen gerillten Oberfläche der Auf zeichnungsschicht 4 (durch Rillenaufzeichnung). Dann wurde der Jitter zwischen den vorderen Enden und der Jitter zwischen den hinteren Enden gemessen. Als Mittelwert dieser Jitter wurde ein Jittermittel berechnet. Für jede Aufzeichnungsbedingung wurde ein solches Jittermittel gemessen, wobei die Biasleistung fixiert und die Leistungsspitze durch allmähliches Erhöhen variiert wurde. Als vorläufiges Pp1 wurde eine Leistung ermittelt, die 1,3-mal so groß war wie die Leistungsspitze, bei der das Jittermittel für das Zufallssignal 13% wurde. Dann wurde bei jeder Aufzeichnungsbedingung das Jittermittel gemessen, wobei die Leistungsspitze als Pp1 fixiert und die Biasleistung variiert wurde. Der Mittelwert aus dem oberen und dem unteren Grenzwert der Biasleistung, bei der das Jittermittel für das Zufallssignal 13% oder kleiner war, wurde als Pb ermittelt. Dann wurde bei jeder Aufzeichnungsbedingung das Jittermittel gemessen, wobei die Biasleistung bei Pb fixiert und die Leistungsspitze durch allmähliches Erhöhen variiert wurde. Als Pp wurde eine Leistung ermittelt, die 1,3-mal so groß war wie die Leistungsspitze, bei der das Jittermittel für das Zufallssignal 13% betrug. Wenn die Aufzeichnung unter der Bedingung der so ermittelten Pp und Pb durchgeführt wurde, wurde bei (beispielsweise) 10-maligem Überschreiben 8 bis 9% der Mittelwerte der Jitter erhalten. In Bezug auf die Obergrenze der Laserleistung des Systems ist es wünschenswert, dass die Gleichungen Pp ≤ 14 mW und Pb ≤ 8 mW erfüllt sind.
Bei diesem Beispiel wurde auf der Basis des Jittermittels die Anzahl der Überschreibzyklen bestimmt. Das Informationsaufzeichnungsmedium 25 wurde mit dem Laserstrahl bestrahlt, wobei dessen Leistung zwischen den so bestimmten Werten für Pp und Pb moduliert wurde; dadurch wurde ein Zufallssignal mit einer Markierungslänge von 0,42 μm (3T) bis 1,96 μm (14T) in dieselbe gerillte Oberfläche kontinuierlich (durch Rillenaufzeichnung) aufgezeichnet, was die vorbestimmte Anzahl von Malen wiederholt wurde. Danach wurde das Jittermittel gemessen. Das Jittermittel wurde gemessen, wobei die Wiederholungszeiten, d.h. die Anzahl der Überschreibzyklen 1, 2, 3, 5, 10, 100, 200 und 500 waren. Dies erfolgte alle 1000 Mal in einem Bereich von 1000 bis 10000 und alle 10000-Mal in einem Bereich von 20000 bis 100000 . Die Grenze des Überschreibens wurde definiert, wenn das Jittermittel einen Wert von 13% annahm. Die Zyklusfähigkeit beim Überschreiben wurde auf der Grundlage der Überschreibzyklen bei dieser Grenze ermittelt. Selbstverständlich gilt, dass die Zyklusfähigkeit beim Über schreiben als höher bewertet wird, wenn die Anzahl der Überschreibzyklen zunimmt. Wenn ein Informationsaufzeichnungsmedium als externer Speicher eines Rechners verwendet wird, beträgt die Anzahl der Überschreibzyklen bevorzugt 100000 oder größer. Wenn ein Informationsaufzeichnungsmedium als Medium für einen audiovisuellen Recorder eingesetzt wird, beträgt sie bevorzugt 10000 oder größer.
Tabelle 3

* nicht überschreibbar

sWie in Tabelle 3 gezeigt ist, ist es schwierig, die Aufzeichnungsmedien der Proben 1-4, 1-8, 1-9 und 1-14 zu überschreiben. Insbesondere wenn das zweite Überschreiben nach der Bildung der ersten Aufzeichnungsmarken durchgeführt wurde, wurden vorher gebildete Aufzeichnungsmarken (d.h. die ersten Aufzeichnungsmarken) nicht gelöscht. Es wurde also gefunden, dass es schwierig ist, V₂O₅, MoO₃, WO₃ und TeO₂ als dielektrische Schicht einzusetzen. Bei den anderen Proben wurden keine Eigenschaften erhalten, die der Vergleichsprobe entsprachen. Dies bedeutet, dass die Informationsaufzeichnungsmedien der Proben 1-1 bis 1-14 nicht gleichzeitig gute Haftung, gute Zyklusfähigkeit beim Überschreiben und gute Aufzeichnungsempfindlichkeit (Pp ≤ 14 mW) zeigten.
Aus diesem Ergebnis wurde gefolgert, dass die in den Proben 1-1 bis 1-14 eingesetzten Materialien nicht geeignet waren, die dielektrische Schicht in Kontakt mit der Aufzeichnungsschicht bei alleiniger Verwendung zu erzeugen. Jedoch wurde aus diesem Ergebnis gefolgert, dass aus Cr₂O₃, ZnO, ZnS bzw. LaF₃ hergestellte dielektrische Schichten eine gute Haftung an der Aufzeichnungsschicht zeigten und dass die Informationsaufzeichnungsmedien mit einer dielektrischen Schicht aus TiO₂, ZrO₂, HfO₂, Nb₂O₅, Ta₂O₅, Cr₂O₃ bzw. SiO₂ eine gute Zyklusfähigkeit beim Überschreiben zeigten. Deshalb gehen die Erfinder davon aus, dass gute Haftung und gute Zyklusfähigkeit beim Überschreiben gleichzeitig erreicht werden, wenn ein Gemisch eingesetzt wird aus einer oder mehreren Verbindungen ausgewählt aus Cr₂O₃, ZnO, ZnS und LaF₃ und einer oder mehreren Verbindungen ausgewählt aus TiO₂, ZrO₂, HfO₂, Nb₂O₅, Ta₂O₅, Cr₂O₃ und SiO₂.
Beispiel 2
Bei Beispiel 2 wurden Informationsaufzeichnungsmedien mit dem Ziel hergestellt, gleichzeitig eine gute Haftung und eine gute Zyklusfähigkeit beim Überschreiben zu erreichen. Bei diesen Medien wurden die dielektrischen Schichten jeweils hergestellt aus einem Gemisch von zwei Materialien ausgewählt aus denen, die bei Beispiel 1 verwendet wurden, wobei ein Material eine ausgezeichnete Haftung und das andere Material in der Praxis eine Zyklusfähigkeit des Aufzeichnungsmediums beim Überschreiben sicherstellte. Im Einzelnen wurden ähnlich wie bei Beispiel 1 27 Proben hergestellt, die jeweils einen Aufbau ähnlich dem in 1 gezeigten Informationsaufzeichnungsmedium 25 hatten, wobei ein Zwei komponentenmaterial für die erste und die zweite dielektrische Schicht 2 und 6 variiert wurde. Bei jeder Probe waren die erste dielektrische Schicht 2 und die zweite dielektrische Schicht 6 aus einem Material hergestellt, welches dieselbe Komposition hatte.
Die Informationsaufzeichnungsmedien dieses Beispiels wurden auf die gleiche Weise hergestellt wie bei Beispiel 1, wobei jedoch die erste und die zweite dielektrische Schicht aus den in Tabelle 4 gezeigten Materialien hergestellt wurden. Jede Probe hatte deshalb einen Aufbau ähnlich dem in 1 gezeigten Informationsaufzeichnungsmedium 25. Das Substrat 1 war das gleiche wie das Substrat, welches bei Beispiel 1 verwendet wurde. Die Aufzeichnungsschicht 4, die optische Kompensationsschicht 7 und die Reflexionsschicht 8 wurden auf dieselbe Weise hergestellt wie bei Beispiel 1. Die erste dielektrische Schicht 1 und die zweite dielektrische Schicht 6 wurden hergestellt mit Hochfrequenzsputtern bei einem Druck von 0,13 Pa mit einem Sputtertarget (Durchmesser 100 mm, Dicke 6 mm), welches jeweils aus dem in Tabelle 4 gezeigten Material hergestellt war. Die Gasatmosphäre und die bei jeder Probe eingesetzte Sputterleistung sind in Tabelle 4 gezeigt.
Von jeder Probe wurde die Haftung der dielektrischen Schichten und die Zyklusfähigkeit beim Überschreiben des Informationsaufzeichnungsmediums untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 gezeigt. Das Verfahren zum Untersuchen der Haftung und der Zyklusfähigkeit beim Überschreiben wurde vorstehend beschrieben.
Tabelle 4
Wie in Tabelle 4 gezeigt, trat bei keinem Informationsaufzeichnungsmedium der Proben 2-1 bis 2-27 Delamination auf, d.h. die Haftung war verbessert. Die Proben, bei denen ein Cr₂O₃ enthaltendes Material eingesetzt wurde, zeigten eine gute Zyklusfähigkeit beim Überschreiben. Insbesondere betrug bei jeder Probe, für die ein Material eingesetzt wurde, welches durch Mischen von Cr₂O₃ mit ZrO₂, HfO₂ oder SiO₂ erhalten wurde, die Anzahl der Überschreibzyklen 100000. Jede Probe, bei der ein Material eingesetzt wurde, welches LaF₃ enthielt, zeigte Pp < 14; dies bedeutet eine gute Aufzeichnungsempfindlichkeit. Andererseits zeigte jede Probe, bei der ein Material eingesetzt wurde, welches ZnO oder ZnS enthielt, eine schlechtere Zyklusfähigkeit beim Überschreiben. Aus diesen Ergebnissen wird geschlossen, dass Cr₂O₃ oder LaF₃ bevorzugt eingesetzt wird als Material, welches mit einem dielektrischen Material zu mischen ist, welches einen Beitrag zur guten Zyklusfähigkeit beim Überschreiben leistet, d.h. TiO₂, ZrO₂, HfO₂, Nb₂O₅, Ta₂O₅, Cr₂O₃ oder SiO₂. Weiter wurde geschlossen, dass die Kombination von Oxid und Fluorid wirksamer ist bei der Herabsetzung der thermischen Leitfähigkeit der Schicht als die Kombination von zwei Oxiden.
Weiter wurde aus den in Tabelle 4 gezeigten Ergebnissen geschlossen, dass durch Einsatz einer Kombination von LaF₃ und Oxid es möglich ist, ein Informationsaufzeichnungsmedium zu erhalten, welches gleichzeitig gute Haftung, gute Zyklusfähigkeit beim Überschreiben und gute Aufzeichnungsempfindlichkeit hat. Aus diesem Befund schließen die Erfinder, dass das gleiche gute Ergebnis erhalten wird, wenn ein Gemisch eingesetzt wird, welches ein Fluorid eines Seltenerdmetalls enthält.
Beispiel 3
Bei Beispiel 3 wurde zum Zweck des Erreichens einer guten Aufzeichnungsempfindlichkeit die dielektrische Schicht aus einem Material hergestellt, welches erhalten wurde durch Mischen eines Fluorids eines Seltenerdmetalls mit einem Vertreter aus ZrO₂, HfO₂ und SiO₂, die besonders günstig zur Zyklusfähigkeit beim Überschreiben beitragen. Im Einzelnen wurden ähnlich wie bei Beispiel 1 24 Proben hergestellt, die jeweils einen Aufbau ähnlich dem in 1 gezeigten Informationsaufzeichnungsmedium 25 hatten, wobei für die erste und zweite dielektrische Schicht 2 und 6 ein Zweikomponentenmaterial variiert wurde. In diesem Beispiel wurden die erste dielektrische Schicht 2 und die zweite dielektrische Schicht bei jeder Probe aus einem Material hergestellt, welches die gleiche Zusammensetzung hatte.
Jede Probe dieses Beispiels wurde auf gleiche Art wie in Beispiel 1 hergestellt, wobei jedoch die erste und die zweite dielektrische Schicht aus dem in Tabelle 5 gezeigten Material hergestellt wurden. Deshalb hatte jede Probe einen Aufbau ähnlich dem in 1 gezeigten Informationsaufzeichnungsmedium 25. Das Substrat 1 war das gleiche wie das bei Beispiel 1 verwendete Substrat. Die Aufzeichnungsschicht 4, die optische Kompensationsschicht 7 und die Reflexionsschicht 8 waren auf gleiche Weise hergestellt wie bei Beispiel 1. Die erste dielektrische Schicht 2 und die zweite dielektrische Schicht 6 wurden hergestellt durch Hochfrequenzsputtern bei einem Druck von 0,13 Pa mit einem Sputtertarget (Durchmesser 100 mm, Dicke 6 mm), welches jeweils aus dem in Tabelle 5 gezeigten Material hergestellt wurde. Bei allen Proben wurde der Prozess der Herstellung der dielektrischen Schicht mit Sputtern hergestellt, welches in einer Gasatmosphäre aus Ar bei einer Leistung von 400 W durchgeführt wurde.
Für jede Probe wurden die Klebefähigkeit der dielektrischen Schicht und die Zyklusfähigkeit beim Überschreiben des Informationsaufzeichnungsmediums ermittelt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 gezeigt. Das Verfahren zum Ermitteln der Klebefähigkeit und der Zyklusfähigkeit beim Überschreiben wurde vorstehend beschrieben.
Tabelle 5
Wie in Tabelle 5 dargestellt, trat bei keinem Informationsaufzeichnungsmedium der Proben 3-1 bis 3-27 Delamination auf und deshalb wurde eine gute Klebefähigkeit erhalten. Außerdem betrug bei allen Proben die Anzahl der Überschreibzyklen 10000 oder mehr, wodurch sichergestellt wurde, dass die Probe als Informationsaufzeichnungsmedium in einem audiovisuellen Recorder ausreichend war. Weiterhin zeigten alle Proben Pp < 14 mW, was eine gute Aufzeichnungsempfindlichkeit bedeutet. Aus diesem Ergebnis wurde geschlossen, dass. durch Mischen eines Oxids und eines Fluorids eines Seltenerdmetalls, selbst bei Bildung der dielektrischen Schicht in Kontakt mit der Aufzeichnungsschicht die Eigenschaften sichergestellt wurden, die für das Informationsaufzeichnungsmedium benötigt werden.
Bei Vergleich des Vergleichsbeispiels mit den Proben 3-1 bis 3-24 wurden beim Vergleichsbeispiel 100000 Überschreibzyklen oder mehr erreicht und eine hohe Aufzeichnungsempfindlichkeit, dies bedeutet Pp = 11 mW. Wenn man in Betracht zieht, dass das Informationsaufzeichnungsmedium als externer Speicher eines Rechners verwendet werden kann, ist es wünschenswert, dass 100000 Überschreibzyklen oder mehr erreicht werden. Um ein Betriebsverhalten gleich oder besser als das Vergleichsbeispiel zu erreichen (d.h. des Informationsaufzeichnungsmediums des Standes der Technik) wurde der Einsatz eines Materials er probt, welches durch Mischen von mehreren Oxiden und einem Fluorid erhalten wurde.
Beispiel 4
Bei Beispiel 4 wurde in Bezug auf das Material auf der Basis eines ZrO₂-LaF₃-Gemisches der Zusammensetzungsbereich ermittelt, der zur Herstellung der dielektrischen Schicht geeignet ist. Im Einzelnen wurden sieben Proben hergestellt, die jeweils einen Aufbau ähnlich dem bei Ausführungsform 3 unter Bezugnahme auf 3 beschriebenen Informationsaufzeichnungsmedium 27 hatten, wobei der Anteil der zwei Verbindungen im Material für die zweite dielektrische Schicht 6 variiert wurde. Nachfolgend wird das Herstellungsverfahren der Informationsaufzeichnungsschicht 27 erläutert.
Zuerst wurde ein Substrat 1 hergestellt, welches das gleiche war wie bei Beispiel 1. Auf diesem Substrat 1 erfolgte die Bildung einer ersten dielektrischen Schicht 102 mit einer Dicke von 150 nm, einer ersten Zwischenschicht 103 mit einer Dicke von 5 nm, einer Aufzeichnungsschicht 4 mit einer Dicke von 9 nm, der zweiten dielektrischen Schicht 6 mit einer Dicke von 50 nm, einer optischen Kompensationsschicht 7 mit einer Dicke von 40 nm und einer Reflexionsschicht 8 mit einer Dicke von 80 nm in dieser Reihenfolge durch Einsatz von Sputtern wie folgt.
Die erste dielektrische Schicht 102 wurde hergestellt aus (ZnS)₈₀(SiO₂)₂₀ (Mol-%) auf gleiche Art wie bei der ersten dielektrischen Schicht 102 des oben in Beispiel 1 beschriebenen Informationsaufzeichnungsmediums 31 (Vergleichsbeispiel). Die erste Zwischenschicht 103 wurde auf gleiche Weise hergestellt wie die erste Zwischenschicht 103 des Informationsaufzeichnungsmediums 31 (Vergleichsbeispiel), wie beschrieben oben bei Beispiel 1, so dass eine Schicht aus Ge-Cr-N hergestellt wurde. Die Aufzeichnungsschicht 4 wurde auf gleiche Weise wie bei Beispiel 1 hergestellt und bestand deshalb aus Ge₂₇Sn₈Sb₁₂T₅₃ (Atom-%).
Die zweite dielektrische Schicht 6 wurde hergestellt mit Hochfrequenzsputtern in einer Atmosphäre aus Ar-Gas bei einem Druck von 0,13 Pa mit einem Sputtertarget (100 mm, Dicke 6 mm), welches jeweils aus dem in Tabelle 6 gezeigten Material hergestellt war. Die Sputterleistung betrug bei Probe 4-1 500 W bzw. 400 W bei den Proben 4-2 bis 4-7.
Die optische Kompensationsschicht 7 und die Reflexionsschicht 8 wurden auf gleiche Weise hergestellt wie bei dem in Beispiel 1 beschriebenen Informationsaufzeichnungsmedium 25.
Zu Vergleichszwecken wurde ein Informationsaufzeichnungsmedium 31 als Vergleichsbeispiel hergestellt, welches das gleiche war wie bei Beispiel 1. Bei jeder Probe wurden die Haftfähigkeit der dielektrischen Schichten und die Zyklusfähigkeit beim Überschreiben des Informationsaufzeichnungsmediums untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6. Das Verfahren zum Beurteilen der Klebefähigkeit und der Zyklusfähigkeit beim Überschreiben sind oben beschrieben. Jedoch wurde bei diesem Beispiel die Beurteilung der Klebefähigkeit durchgeführt, indem festgestellt wurde, ob zwischen der Aufzeichnungsschicht 4 und der benachbarten zweiten dielektrischen Schicht 6 eine Delamination erfolgte.
Tabelle 6
Wie in Tabelle 6 gezeigt ist, wurde festgestellt, dass keine Delamination erfolgte und eine gute Klebefähigkeit erreicht wurde, wenn LaF₃ in einer Menge von 10 Mol-% oder größer enthalten war. Wenn außerdem der Anteil von ZrO₂ kleiner war (d.h. der Anteil von LaF₃ war größer), war die Anzahl der Überschreibzyklen kleiner, wobei Pp zu kleineren Werten neigte und deshalb die Aufzeichnungsempfindlichkeit dazu neigte, besser zu sein. Aus den Ergebnissen von Tabelle 6 wurde geschlossen, dass bei Betrachtung des Gleichgewichts zwischen der Zyklusfähigkeit beim Überschreiben und der Aufzeichnungsempfindlichkeit der Anteil von ZrO₂ bevorzugt 50 Mol-% oder größer sein sollte; wenn man die Klebefähigkeit betrachtet, ist der Anteil von ZrO₂ bevorzugt 90 Mol-% oder kleiner.
Beispiel 5
In Beispiel 5 wurde zur Verbesserung der Aufzeichnungsempfindlichkeit und der Zyklusfähigkeit beim Überschreiben die dielektrische Schicht aus einem Material hergestellt, welches ein Gemisch war aus zwei oder mehr Oxiden und LaF₃ als Fluorid des Elementes ausgewählt aus der Gruppe GL. Im Einzelnen wurden ähnlich wie bei Beispiel 1 acht Proben hergestellt, die jeweils einen Aufbau ähnlich dem in 1 gezeigten Informationsaufzeichnungsmedium 25 hatten, wobei ein Dreikomponentenmaterial für die erste dielektrische Schicht 2 und die zweite dielektrische Schicht 6 variiert wurde. Bei diesem Beispiel waren die erste dielektrische Schicht 2 und die zweite dielektrische Schicht 6 aus einem Material der gleichen Zusammensetzung. Der Grund für den Einsatz von LaF₃ liegt in seinem hohen Schmelzpunkt und in Kostenvorteilen.
Jede Probe dieses Beispiels wurde auf gleiche Art hergestellt wie bei Beispiel 1, wobei jedoch die erste und die zweite dielektrische Schicht aus den in Tabelle 7 gezeigten Materialien hergestellt wurden. Dies bedeutet, dass alle Proben einen Aufbau hatten, der ähnlich dem in 1 gezeigten Informationsaufzeichnungsmedium 25 war. Das Substrat 1 war das gleiche wie das bei Beispiel 1 eingesetzte Substrat. Die Aufzeichnungsschicht 4, die optische Kompensationsschicht 7 und die Reflexionsschicht 8 wurden auf gleiche Weise hergestellt wie bei Beispiel 1. Die erste dielektrische Schicht 2 und die zweite dielektrische Schicht 6 wurden hergestellt mit Hochfrequenzsputtern bei einem Druck von 0,13 Pa mit einem Sputtertarget (Durchmesser 100 mm, Dicke 6 mm), welches jeweils aus dem in Tabelle 7 gezeigten Material hergestellt war. Bei allen Proben wurde beim Prozess der Herstellung der dielektrischen Schicht das Sputtern in einer Atmosphäre aus Ar-Gas mit einer Leistung von 400 W durchgeführt.
Bei allen Proben wurden die Klebefähigkeit der dielektrischen Schichten und die Zyklusfähigkeit beim Überschreiben des Informationsaufzeichnungsmediums beurteilt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 7 gezeigt. Das Verfahren zur Beurteilung der Klebefähigkeit und der Zyklusfähigkeit beim Überschreiben wurde bei Beispiel 1 beschrieben.
Tabelle 7
Wie in Tabelle 7 gezeigt, wurden mehr als 100000 Überschreibzyklen und ein Wert von Rp ≤ 14 bei den Proben erhalten, bei denen jeweils das Gemischsystem ZrO₂-Cr₂O₃-LaF₃ (Probe 5-1 ), das Gemischsystem SiO₂-Cr₂O₃-LaF₃ (Probe 5-2), das Gemischsystem HfO₂-Cr₂O₃-LaF₃ (Probe 5-3), das Gemischsystem ZrO₂-SiO₂-Cr₂O₃-LaF₃ (Probe 5-5) bzw. das Gemischsystem HfO₂-SiO₂-Cr₂O₃-LaF₃ (Probe 5-6) eingesetzt wurde. Insbesondere hatte jede Probe, bei dem das SiO₂ enthaltende System eingesetzt wurde, einen niedrigeren Wert von Rp und zeigte deshalb eine höhere Aufzeichnungsempfindlichkeit. Dies bedeutet, dass es bei Herstellung der dielektrischen Schicht aus diesen Mischungssystemen in Kontakt mit der Aufzeichnungsschicht zur Bildung des Informationsaufzeichnungsmediums möglich war, bei einem Aufbau ohne die erste und zweite Zwischenschicht (d.h. bei einem Aufbau mit weniger Schichten) das Leistungsverhalten zu erreichen ähnlich dem Aufbau des Standes der Technik, der die Zwischenschichten aufweist.
Obwohl die Proben 5-4 und 5-7, bei denen ein Mischungssystem aus TiO₂-Cr₂O₃-LaF₃ bzw. TiO₂-SiO₂-Cr₂O₃-LaF₃ eingesetzt wurde, die Anzahl der Überschreibzyklen weniger als 100000 war, zeigten diese Proben eine bessere Zyklusfähigkeit beim Überschreiben als Probe 2-4, die in Tabelle 2 gezeigt ist. Die Probe 5-7, bei der ein Mischungssystem aus TiO₂-SiO₂-Cr₂O₃-LaF₃ eingesetzt wurde, zeigte die gleiche Zyklusfähigkeit beim Überschreiben wie Probe 5-4 sowie einen kleineren Wert von Pp, was eine höhere Aufzeichnungsempfindlichkeit bedeutet als Probe 5-4. Aus diesen Ergebnissen von Tabelle 7 wurde geschlossen, dass der Zusatz von Cr₂O₃ zu einer Verbesserung der Zyklusfähigkeit beim Überschreiben beiträgt und der Zusatz von SiO₂ zu einer Verbesserung der Aufzeichnungsempfindlichkeit beiträgt.
Beispiel 6
Bei Beispiel 6 wurde in Bezug auf das Material auf der Basis eines Gemisches von ZrO₂-Cr₂O₃-LaF₃ der Zusammensetzungsbereich bestimmt, der für die Herstellung der dielektrischen Schicht geeignet ist. Ähnlich wie bei Beispiel 4 wurden zwölf Proben, die jeweils einen Aufbau ähnlich dem in 3 gezeigten Informationsaufzeichnungsmedium 27 hatten, hergestellt, wobei der Gehaltsanteil der drei Verbindungen im Material für die zweite dielektrische Schicht 6 variiert wurde.
Die Proben dieses Beispiels wurden auf gleiche Weise hergestellt wie bei Beispiel 4, wobei jedoch die zweite dielektrische Schicht 6 aus dem in Tabelle 8 gezeigten Material hergestellt wurde. Die Proben hatten jeweils einen Aufbau ähnlich dem in 3 gezeigten Informationsaufzeichnungsmedium 27. Das Substrat 1 war das gleiche wie das in Beispiel 1 eingesetzte Substrat. Eine erste dielektrische Schicht 102, eine zweite Zwischenschicht 103, eine Aufzeichnungsschicht 4, eine optische Kompensationsschicht 7 und eine Reflexionsschicht 8 wurden auf gleiche Weise wie bei Beispiel 4 hergestellt. Die zweite dielektrische Schicht 6 wurde hergestellt durch Hochfrequenzsputtern unter einem Druck von 0,13 Pa mit einem Sputtertarget (Durchmesser 100 mm, Dicke 6 mm), das jeweils aus dem in Tabelle 8 gezeigten hergestellt war. Bei allen Proben wurde bei der Herstellung der dielektrischen Schicht das Sputtern in einer Atmosphäre aus Ar-Gas bei einer Leistung von 400 W durchgeführt.
In Bezug auf die Proben wurden die Haftfähigkeit der dielektrischen Schichten und die Zyklusfähigkeit beim Überschreiben des Informationsaufzeichnungsmediums bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 8 gezeigt. Das Verfahren zur Bestimmung der Haftung und der Zyklusfähigkeit beim Überschreiben sind so wie vorstehend bei Beispiel 4 beschrieben.
Tabelle 8
Wie in Tabelle 8 gezeigt ist, wurde bestätigt, dass keine Delamination auftrat und durch Cr₂O₃ eine gute Haftung sichergestellt war, selbst wenn der Anteil an LaF₃ klein war. Weil der Gesamtanteil von ZrO₂ und Cr₂O₃ kleiner war (dies bedeutet, dass der Anteil von LaF₃ größer war), neigte Pp zu kleineren Werten und deshalb die Aufzeichnungsempfindlichkeit dazu, besser zu sein. Wenn die Gesamtanteile von ZrO₂ und Cr₂O₃ gleich waren, neigte bei zunehmendem Anteil von Cr₂O₃ die Anzahl der Überschreibzyklen zu kleineren Werten, während Pp zu größeren Werten neigte. Aus den Ergebnissen von Tabelle 8 wurde gefunden, dass in Bezug auf die Ausgewogenheit bzw. das Gleichgewicht zwischen der Zyklusfähigkeit beim Überschreiben und der Aufzeichnungsempfindlichkeit die Gesamtmenge der Anteile von ZrO₂ und Cr₂O₃ bevorzugt 50 Mol-% oder mehr beträgt. Weiter wurde gefunden, dass die jeweiligen Anteile von ZrO₂ und Cr₂O₃ bevorzugt 10 Mol-% oder mehr betragen.
Beispiel 7
Bei Beispiel 7 wurde in Bezug auf das Material eines Gemisches auf der Basis von ZrO₂-SiO₂-Cr₂O₃-LaF₃ der Zusammensetzungsbereich bestimmt, der für die Herstellung der dielektrischen Schicht geeignet ist. Ähnlich wie bei Beispiel 1 wurden sechs Proben hergestellt, die jeweils einen Aufbau ähnlich dem in 1 gezeigten Informationsaufzeichnungsmedium 25 hatten, wobei die Anteile der vier Verbindungen im Material für die erste dielektrische Schicht 2 und die zweite dielektrische Schicht 6 variiert wurden. Auch bei diesem Beispiel wurden die erste dielektrische Schicht 2 und die zweite dielektrische Schicht 6 jeder Probe aus einem Material hergestellt, welches die gleiche Zusammensetzung hatte.
Jede Probe dieses Beispiels wurde auf gleiche Weise hergestellt wie bei Beispiel 1, wobei jedoch die erste und die zweite dielektrische Schicht aus dem in Tabelle 9 gezeigten Material hergestellt wurde. Deshalb hatte jede Probe einen Aufbau, der ähnlich dem in 1 gezeigten Informationsaufzeichnungsmedium 25 ist. Das Substrat 1 war das gleiche wie das in Beispiel 1 eingesetzte Substrat. Die Aufzeichnungsschicht 4, die optische Kompensationsschicht 7 und die Reflexionsschicht 8 wurden auf gleiche Weise hergestellt wie bei Beispiel 1. Die erste dielektrische Schicht 2 und die zweite dielektrische Schicht 6 wurden hergestellt durch Hochfrequenzsputtern unter einem Druck von 0,13 Pa mit einem Sputter target (Durchmesser 100 mm, Dicke 6 mm), welches jeweils aus dem in Tabelle 9 gezeigten Material hergestellt wurde. Bei allen Proben wurde beim Herstellen der dielektrischen Schicht das Sputtern in einer Atmosphäre aus Ar-Gas unter Einsatz einer Leistung von 400 W durchgeführt.
In Bezug auf alle Proben wurden die Haftung der dielektrischen Schichten und die Zyklusfähigkeit beim Überschreiben des Informationsaufzeichnungsmediums untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 9 gezeigt. Die Verfahren zur Beurteilung der Haftfähigkeit und der Zyklusfähigkeit beim Überschreiben sind so wie in Beispiel 1 beschrieben. Das Untersuchungsergebnis von Probe 5-5 ist wiederum in Tabelle 9 gezeigt, weil das Ergebnis zur Ermittlung des Zusammensetzungsbereichs eingesetzt wurde.
Tabelle 9
Wie in Tabelle 9 gezeigt ist, wurde bestätigt, dass dann, wenn das Material durch die Formel (4) ausgedrückt wurde, d.h. durch (D)_X(SiO₂)_Y(Cr₂O₃)_Z(LaF₃)_100-X-Y-Z (Mol-%) und D ZrO₂ war und X, Y und Z den Ungleichungen 20 ≤ X ≤ 70, 10 ≤ Y ≤ 50, 10 ≤ Z ≤ 60 und 50 ≤ X + Y + Z ≤ 90 genügten, beim Informationsaufzeich nungsmedium 25 eine gute Haftung, gute Zyklusfähigkeit beim Überschreiben (100000 oder mehr Überschreibzyklen) und gute Aufzeichnungsempfindlichkeit von Pp < 14 mW erhalten wurden. Außerdem wurde eine Abhängigkeit von der Zusammensetzung gefunden. Insbesondere bei Material, bei dem der Anteil von Cr₂O₃ groß war, ist die Aufzeichnungsempfindlichkeit geringfügig vermindert, wogegen bei Material, bei dem der Anteil von LaF₃ groß ist, die Aufzeichnungsempfindlichkeit zunimmt.
Beispiel 8
Bei Beispiel 8 wurde in Bezug auf das Material auf der Basis eines Gemisches aus HfO₂-SiO₂-Cr₂O₃-LaF₃ der Zusammensetzungsbereich ermittelt, der für die Herstellung der dielektrischen Schicht geeignet ist. Ähnlich wie bei Beispiel 1 wurden sechs Proben hergestellt, die jeweils einen Aufbau ähnlich dem in 1 gezeigten Informationsaufzeichnungsmedium 25 hatten, wobei die Anteile der vier Verbindungen in dem Material für die erste dielektrische Schicht 2 und die zweite dielektrische Schicht 6 variiert wurden. Auch bei diesem Beispiel wurden die erste dielektrische Schicht 2 und die zweite dielektrische Schicht 6 jeder Probe aus einem Material hergestellt, welches die gleiche Zusammensetzung hatte.
Die Proben dieses Beispiels wurden auf gleiche Weise hergestellt wie bei Beispiel 1, wobei jedoch die erste und die zweite dielektrische Schicht aus dem in Tabelle 10 gezeigten Material hergestellt wurde. Deshalb hatte jede Probe einen Aufbau ähnlich dem in 1 gezeigten Informationsaufzeichnungsmedium 25. Das Substrat 1 war das gleiche wie das in Beispiel 1 eingesetzte Substrat. Die Aufzeichnungsschicht 4, die optische Kompensationsschicht 7 und die Reflexionsschicht 8 wurden auf gleiche Weise hergestellt wie bei Beispiel 1. Die erste dielektrische Schicht 2 und die zweite dielektrische Schicht 6 wurden hergestellt durch Hochfrequenzsputtern unter einem Druck von 0,13 Pa mit einem Sputtertarget (Durchmesser 100 mm, Dicke 6 mm), welches aus dem jeweils in Tabelle 10 gezeigten Material hergestellt war. Bei allen Proben wurde bei der Herstellung der dielektrischen Schicht das Sputtern in einer Atmosphäre aus Ar-Gas mit einer Leistung von 400 W durchgeführt.
In Bezug auf alle Proben wurden die Haftung der dielektrischen Schichten und die Zyklusfähigkeit beim Überschreiben des Informationsaufzeichnungsmediums untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 10 gezeigt. Die Verfahren zur Beurteilung der Haftung und der Zyklusfähigkeit beim Überschreiben sind so, wie es bei Beispiel 1 beschrieben wurde. Das Bewertungsergebnis von Probe 5-6 ist wiederum in Tabelle 10 gezeigt, weil das Ergebnis zur Ermittlung des Zusammensetzungsbereichs eingesetzt wurde.
Tabelle 10
Wie in Tabelle 10 gezeigt ist, wurde bestätigt, dass dann, wenn das Material durch Formel (4) ausgedrückt wurde, d.h. durch (D)_X(SiO₂)_Y(Cr₂O₃)_Z(LaF₃)_100-X-Y-Z (Mol-%) und D HfO₂ war und X, Y und Z den Ungleichungen 20 ≤ X ≤ 70, 10 ≤ Y ≤ 50, 10 ≤ Z ≤ 60 und 50 ≤ X + Y + Z ≤ 90 genügten, eine gute Haftung, eine gute Zyklusfähigkeit beim Überschreiben (100000 Überschreibzyklen oder mehr) und eine gute Aufzeichnungsempfindlichkeit von Pp < 14 mW beim Informationsaufzeichnungsmedium 25 erreicht wurden.
Beispiel 9
Bei Beispiel 9 wurde in Bezug auf das Material auf der Basis eines Gemisches aus Ta₂O₅-SiO₂-Cr₂O₃-LaF₃ der Zusammensetzungsbereich ermittelt, der zur Herstellung der dielektrischen Schicht geeignet ist. Ähnlich wie bei Beispiel 1 wurden sechs Proben hergestellt, die jeweils einen Aufbau ähnlich dem in 1 gezeigten Informationsaufzeichnungsmedium 25 hatten, wobei der Anteil der vier Verbindungen beim Material für die erste dielektrische Schicht 2 und die zweite dielektrische Schicht 6 variiert wurde.
Auch bei diesem Beispiel waren die erste dielektrische Schicht 2 und die zweite dielektrische Schicht 6 jeder Probe aus einem Material hergestellt, welches die gleiche Zusammensetzung hatte.
Die Proben dieses Beispiels wurden auf gleiche Weise hergestellt wie bei Beispiel 1, wobei jedoch die erste und die zweite dielektrische Schicht aus dem in Tabelle 11 gezeigten Material hergestellt wurde. Deshalb hatte jede Probe einen Aufbau ähnlich dem in 1 gezeigten Informationsaufzeichnungsmedium 25. Das Substrat 1 war das gleiche wie das bei Beispiel 1 eingesetzte Substrat. Die Aufzeichnungsschicht 4, die optische Kompensationsschicht 7 und die Reflexionsschicht 8 wurden auf gleiche Weise hergestellt wie bei Beispiel 1. Die erste dielektrische Schicht 2 und die zweite dielektrische Schicht 6 wurden hergestellt durch Hochfrequenzsputtern bei einem Druck von 0,13 Pa mit einem Sputtertarget (Durchmesser 100 mm, Dicke 6 mm), welches aus dem jeweils in Tabelle 11 gezeigten Material hergestellt war. Bei allen Proben wurde bei der Herstellung der dielektrischen Schicht das Sputtern in einer Atmosphäre aus Ar-Gas bei einer Leistung von 400 W durchgeführt.
In Bezug auf alle Proben wurden die Haftung der dielektrischen Schichten und die Zyklusfähigkeit beim Überschreiben des Informationsaufzeichnungsmediums bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 11 gezeigt. Das Verfahren zur Bewertung der Haftung und der Zyklusfähigkeit beim Überschreiben sind so wie bei Beispiel 1 beschrieben. Das Bewertungsergebnis von Probe 5-8 ist erneut in Tabelle 11 gezeigt, weil das Ergebnis zur Bestimmung des Zusammensetzungsbereichs eingesetzt wurde.
Tabelle 11
Wie in Tabelle 11 gezeigt ist, wurde bestätigt, dass dann, wenn das Material mit Formel (4) ausgedrückt wurde, d.h. durch (D)_X(SiO₂)_Y(Cr₂O₃)_Z(LaF₃)_100-X-Y-Z (Mol-%) und D Ta₂O₅ war und X, Y und Z den Ungleichungen 20 ≤ X ≤ 70, 10 ≤ Y ≤ 50, 10 ≤ Z ≤ 60 und 50 ≤ X + Y + Z ≤ 90 genügten, eine gute Haftung und eine gute Aufzeichnungsempfindlichkeit von Pp < 14 mW beim Informationsaufzeichnungsmedium 25 erreicht wurden. Verglichen mit den Proben der Beispiele 7 und 8 zeigten die Proben 9-1, 2, 3, 5 und 6 eine kleinere Zahl an Überschreibzyklen. Jedoch waren diese Proben als Informationsaufzeichnungsmedium für Sondereinsätze (beispielsweise für audiovisuelle Recorder) geeignet.
Beispiel 10
Bei Beispiel 10 wurde in Bezug auf das Material auf der Grundlage eines Gemisches aus ZrSiO₄-Cr₂O₃-LaF₃ der Zusammensetzungsbereich ermittelt, der für die Bildung der dielektrischen Schicht geeignet ist. Ähnlich wie bei Beispiel 1 wurden sieben Proben hergestellt, die jeweils einen Aufbau ähnlich dem in 1 gezeigten Informationsaufzeichnungsmedium 25 hatten, wobei der Anteil der drei Verbindungen im Material für die erste dielektrische Schicht 2 und die zweite die lektrische Schicht 6 variiert wurde. Auch bei diesem Beispiel wurden die erste dielektrische Schicht 2 und die zweite dielektrische Schicht 6 jeder Probe aus einem Material hergestellt, welches die gleiche Zusammensetzung hatte.
Jede Probe dieses Beispiels wurden auf gleiche Weise hergestellt wie bei Beispiel 1, wobei jedoch die erste und die zweite dielektrische Schicht aus dem in Tabelle 12 gezeigten Material hergestellt wurden. Deshalb hatte jede Probe einen Aufbau ähnlich dem in 1 gezeigten Informationsaufzeichnungsmedium 25. Das Substrat 1 war das gleiche wie das bei Beispiel 1 eingesetzte Substrat. Die Aufzeichnungsschicht 4, die optische Kompensationsschicht 7 und die Reflexionsschicht 8 wurden auf gleiche Weise hergestellt wie bei 1. Die erste dielektrische Schicht 2 und die zweite dielektrische Schicht 6 wurden hergestellt durch Hochfrequenzsputtern bei einem Druck von 0,13 Pa mit einem Sputtertarget (Durchmesser 100 mm, Dicke 6 mm), welches jeweils aus dem in Tabelle 12 gezeigten Material hergestellt wurde. Bei allen Proben wurde beim Herstellen der dielektrischen Schicht das Sputtern in einer Atmosphäre aus Ar-Gas mit einer Leistung von 400 W durchgeführt.
In Bezug auf alle Proben wurden die Haftung der dielektrischen Schichten und die Zyklusfähigkeit beim Überschreiben des Informationsaufzeichnungsmediums bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 12 gezeigt. Die Verfahren zum Ermitteln der Haftung und der Zyklusfähigkeit beim Überschreiben sind so wie bei Beispiel 1 beschrieben.
Tabelle 12
Wie in Tabelle 12 gezeigt ist, wurde bestätigt, dass dann, wenn das Material durch Formel (5) ausgedrückt wurde, d.h. durch (ZrSiO₄)_A(Cr₂O₃)_B(LaF₃)_100-A-B (Mol-%) und wenn A und B den Ungleichungen 20 ≤ A ≤ 70, 10 ≤ B ≤ 50, 50 ≤ A + B < 90 genügten, eine gute Haftung, eine gute Zyklusfähigkeit beim Überschreiben (100000 Überschreibzyklen oder mehr) und eine gute Aufzeichnungsempfindlichkeit von Pp < 14 mW beim Informationsaufzeichnungsmedium 25 erreicht wurden. Weiter wurde eine Abhängigkeit von der Zusammensetzung gefunden. Beim Material, bei dem der Anteil von Cr₂O₃ groß war, ist die Aufzeichnungsempfindlichkeit geringfügig herabgesetzt, während beim Material, bei dem der Anteil von LaF₃ groß ist, die Aufzeichnungsempfindlichkeit größer wird.
Beispiel 11
In Beispiel 11 wurde mit der in Beispiel 10 hergestellten Probe 10-2 eine Oberflächen/Rillen-Aufzeichnung durchgeführt und die Zyklusfähigkeit beim Überschreiben bewertet durch Bestimmen der Anzahl von Überschreibzyklen sowohl bei der Rillenaufzeichnung als auch bei der Oberflächenaufzeichnung; dies erfolgte gemäß dem in Verbindung mit Beispiel 1 beschriebenen Verfahren. Die Ergebnisse sind in Tabelle 13 zusammen mit der Leistungsspitze (Pp) und der Biasleistung (Pb) gezeigt, die bei der Bewertung der Zyklusfähigkeit beim Überschreiben ermittelt wurde. Zum Vergleich wurde die gleiche Bewertung mit dem Informationsaufzeichnungsmedium 31 (wie in 10 gezeigt) durchgeführt, welches dem bei Beispiel 1 hergestellten entsprach.
Tabelle 13
Wie in Tabelle 13 gezeigt, war die Zyklusfähigkeit beim Überschreiben bei Probe 10-2 gleich wie beim Vergleichsbeispiel in Relation sowohl zur Rillenaufzeichnung als auch zur Oberflächenaufzeichnung. Der Wert von PP für Probe 10-2 war kleiner als der des Vergleichsbeispiel, was bedeutet, dass Probe 10-2 eine höhere Aufzeichnungsempfindlichkeit zeigte als das Vergleichsbeispiels. Es wurde deshalb bestätigt, dass das erfindungsgemäße Informationsaufzeichnungsmedium als ein Informationsaufzeichnungsmedium geeignet ist, welches für Oberflächen-Rillen-Aufzeichnung verwendet wird.
Wie vorstehend gezeigt, kann eine Schicht enthaltend ein Gemisch, welches beispielsweise durch die Formel (ZrSiO₄)₅₀(Cr₂O₃)₃₀(LaF₃)₂₀ (Mol-%) ausgedrückt wird, in Kontakt mit der Aufzeichnungsschicht hergestellt werden, weil das Material frei von S ist. Das in 1 gezeigte Informationsaufzeichnungsmedium 25, bei dem die erste dielektrische Schicht 2 und die zweite dielektrische Schicht 6 das Material auf der Basis von Oxid/Fluorid ist, hat ein gutes Leistungsverhalten, welches gleich oder größer ist als das des in 10 gezeigten Informationsaufzeichnungsmediums 31, welches die erste und die zweite Zwischenschicht 103 und 105 aufweist. Dies geht hervor aus den Ergebnissen der Beispiele 3 bis 11. Anders ausgedrückt, ergab sich aus den obigen Beispielen, dass erfindungsgemäß ein Informationsaufzeichnungsmedium erhalten werden kann, dessen Leistungsverhalten vergleichbar ist dem Informationsaufzeichnungsmedium des Standes der Technik, selbst wenn die Anzahl der Schichten verringert ist.
Beispiel 12
Bei Beispiel 12 wurde ein Informationsaufzeichnungsmedium (Probe 12-1) hergestellt, welches einen ähnlichen Aufbau hatte wie das in Ausführungsform 2 unter Bezugnahme auf 2 hergestellte Informationsaufzeichnungsmedium 26. Bei diesem Informationsaufzeichnungsmedium war nur die erste dielektrische Schicht 2 eine Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid. Nachfolgend wird die Herstellung des Informationsaufzeichnungsmediums 26 erläutert.
Zuerst wurde ein Substrat 1 hergestellt, welches das gleiche war wie das bei Beispiel 1 eingesetzte Substrat. Auf diesem Substrat 1 wurden eine erste dielektrische Schicht 2 mit einer Dicke von 150 nm, eine Aufzeichnungsschicht 4 mit einer Dicke von 9 nm, eine zweite Zwischenschicht 105 mit einer Dicke von 3 nm, die zweite dielektrische Schicht 106 mit einer Dicke von 50 nm, eine optische Kompensationsschicht 7 mit einer Dicke von 40 nm und eine Reflexionsschicht 8 mit einer Dicke von 80 nm in dieser Reihenfolge hergestellt; dies erfolgte mit dem nachfolgenden Sputterverfahren.
Beim Verfahren zur Herstellung der ersten dielektrischen Schicht 2 wurde ein Sputtertarget (Durchmesser 100 mm, Dicke 6 mm), das aus einem Material hergestellt war, welches die Zusammensetzung (ZrSiO₄)₃₀(Cr₂O₃)₄₀(LaF₃)₃₀ (Mol-%) hatte, in eine Schichtbildungseinrichtung gegeben und dann ein Hochfrequenzsputtern in einer Atmosphäre aus Ar-Gas unter einem Druck von 0,13 Pa durchgeführt. Die Leistung betrug 400 W.
Die Aufzeichnungsschicht 4 wurde auf gleiche Weise hergestellt wie bei Beispiel 1. Deshalb entsprach ihre Zusammensetzung Ge₂₇Sn₈Sb₁₂Te₅₃ (Atom-%).
Die zweite Zwischenschicht 105 wurde auf gleiche Weise hergestellt wie die erste Zwischenschicht 103 des Informationsaufzeichnungsmediums 31 (Vergleichsbeispiel), welches in Beispiel 1 beschrieben ist. Die zweite dielektrische Schicht 106 wurde aus (ZnS)₈₀(SiO₂)₂₀ (Mol-%) hergestellt, und zwar auf gleiche Weise wie die erste dielektrische Schicht 102 des oben beschriebenen Informationsaufzeichnungsmediums 31 (Vergleichsbeispiel). Die optische Kompensationsschicht 7 und die Reflexionsschicht 8 wurden auf gleiche Weise hergestellt wie die des Informationsaufzeichnungsmediums 25, die in Beispiel 1 beschrieben wurden.
Zu Vergleichszwecken wurde als Vergleichsbeispiel ein Informationsaufzeichnungsmedium 31 hergestellt, welches das gleiche war wie das, das bei Beispiel 1 hergestellt wurde. Die Haftung der ersten dielektrischen Schicht 2 jeder Probe wurde bei gleichen Bedingungen wie bei Beispiel 1 bewertet. Für jede Probe wurde Rillenaufzeichnung und Oberflächenaufzeichnung durchgeführt, und jede Probe wurde bewertet durch Bestimmung der Anzahl der Überschreibzyklen sowohl bei der Rillenaufzeichnung als auch bei der Oberflächenaufzeichnung. Die Ergebnisse der Bewertung sind in Tabelle 14 gezeigt.
Tabelle 14
Wie in Tabelle 14 gezeigt ist, erreicht man mit dem Informationsaufzeichnungsmedium 26 mit einem 6-fachen Schichtaufbau, bei dem nur die erste dielektrische Schicht 2 das Material auf der Basis von Oxid/Fluorid ist, eine Haftung, eine Zyklusfähigkeit beim Überschreiben, eine Leistungsspitze und eine Biasleistung, die im Wesentlichen gleich der des Informationsaufzeichnungsmediums 31 mit siebenlagigem Schichtaufbau waren. (ZrSiO₄)₃₀(Cr₂O₃)₄₀(LaF₃)₃₀ (Mol-%) ist ein Beispiel für die Zusammensetzung der Schichten, die das Informationsaufzeichnungsmedium 26 bilden können. Alle Informationsaufzeichnungsmedien 26, die hergestellt wurden unter Einsatz des bei Beispiel 10 eingesetzten Materials auf der Basis eines Gemisches aus ZrSiO₄-Cr₂O₃-LaF₃, zeigten ein gutes Leistungsverhalten. Das Gleiche war der Fall bei den Materialien, die bei den anderen Beispielen eingesetzt wurden.
Beispiel 13
Bei Beispiel 13 wurde ein Informationsaufzeichnungsmedium (Probe 13-1) hergestellt, welches einen ähnlichen Aufbau hatte wie das Informationsaufzeichnungsmedium 27, welches unter Bezugnahme auf 3 bei Ausführungsform 3 beschrieben wurde. Bei diesem Informationsaufzeichnungsmedium war nur die zweite dielektrische Schicht 6 eine Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid der Zusammensetzung (ZrSiO₄) ₅₀ (Cr₂O₃)₂₀(LaF₃)₃₀ (Mol-%).
Bei diesem Beispiel wurde Probe 13-1 auf gleiche Weise hergestellt wie bei Beispiel 4, jedoch mit Ausnahme des Verfahrens der Herstellung der zweiten dielektrischen Schicht 6. Bei der Herstellung der zweiten dielektrischen Schicht 6 wurde ein Sputtertarget (Durchmesser 100 mm, Dicke 6 mm), welches aus einem Material der Zusammensetzung (ZrSiO₄)₅₀(Cr₂O₃)₂₀(LaF₃)₃₀ (Mol-%) gefertigt war, in eine Schichtbildungseinrichtung eingebracht und dann ein Hochfrequenzsputtern bei einem Druck von 0,13 Pa in einer Atmosphäre aus Ar-Gas durchgeführt. Die Leistung betrug 400 W.
Zu Vergleichszwecken wurde ein Informationsaufzeichnungsmedium 31 als Vergleichsbeispiel hergestellt, welches das gleiche war wie das von Beispiel 1. Die Haftung der zweiten dielektrischen Schicht 6 bei jeder Probe wurde bei gleichen Bedingungen wie bei Beispiel 1 bewertet. Außerdem wurde für jede Probe die Zyklusfähigkeit beim Überschreiben bewertet, und zwar durch Durchführen von Rillenaufzeichnung und Oberflächenaufzeichnung bei jeder Probe und Bestimmung der Anzahl der Überschreibzyklen in Bezug auf die Rillenaufzeichnung und auf die Oberflächenaufzeichnung gemäß dem bei Beispiel 1 beschriebenen Verfahren. Die Ergebnisse der Bewertung sind in Tabelle 15 gezeigt.
Tabelle 15
Wie in Tabelle 15 gezeigt, erreichte man mit dem Informationsaufzeichnungsmedium 27 mit sechslagigem Aufbau, bei dem nur die zweite dielektrische Schicht 6 aus (ZrSiO₄)₅₀(Cr₂O₃)₂₀(LaF₃)₃₀ (Mol-%) war Haftfähigkeit, Zyklusfähigkeit beim Überschreiben, eine Leistungsspitze und eine Biasleistung, die im Wesentlichen gleich dem Informationsaufzeichnungsmedium 31 mit siebenlagigem Aufbau waren. (ZrSiO₄)₅₀(Cr₂O₃)₂₀(LaF₃)₃₀ (Mol-%) ist ein Beispiel für die Zusammensetzung der Schichten, die das Informationsaufzeichnungsmedium 27 bilden können. Alle Informationsaufzeichnungsmedien 27, die unter Einsatz des bei Beispiel 10 eingesetzten Materials auf der Basis eines ZrSiO₄-Cr₂O₃-LaF₃-Gemisches hergestellt wurden, das bei Beispiel 10 Einsatz fand, zeigten ein gutes Leistungsverhalten. Das Gleiche war der Fall mit den Materialien, die bei den anderen Beispielen eingesetzt wurden.
Beispiel 14
In Beispiel 14 wurde ein Informationsaufzeichnungsmedium (Probe 14-1) hergestellt, welches einen ähnlichen Aufbau hatte wie das bei Ausführungsform 4 in Zusammenhang mit 4 beschriebene Informationsaufzeichnungsmedium 28. Bei diesem Aufzeichnungsmedium waren die erste und die zweite dielektrische Schicht 2 und 6 Materialschichten auf der Basis von Oxid/Fluorid. Nachfolgend wird das Herstellungsverfahren für das Informationsaufzeichnungsmedium 28 erläutert.
Zuerst wurde als Substrat 101 ein scheibenförmiges Polycarbonatsubstrat hergestellt, welches einen Durchmesser von 120 mm und eine Dicke von 1,1 mm hatte. Zuerst war auf einer Seite des Substrats eine Führungsrille vorgesehen worden, die eine Tiefe von 21 nm sowie eine Spurteilung (d.h. einen Abstand zwischen Mittelpunkten benachbarter Rillenoberflächen 23 in einer Ebene parallel zur Hauptoberfläche des Substrats) von 0,32 μm, hatte.
Auf diesem Substrat 101 wurden als Schichten in folgender Reihenfolge ausgebildet eine Reflexionsschicht 8 mit einer Dicke von 80 nm, die zweite dielektri sche Schicht 6 mit einer Dicke von 16 nm, eine Aufzeichnungsschicht 4 mit einer Dicke von 11 nm und die erste dielektrische Schicht 2 mit einer Dicke von 68 nm. Dies erfolgte durch Sputtern wie folgt:
Die Reflexionsschicht 8 wurde auf gleiche Weise hergestellt wie bei Beispiel 1. Beim Verfahren zur Herstellung der zweiten dielektrischen Schicht 6 wurde ein Sputtertarget (Durchmesser 100 mm, Dicke 6 mm) aus einem Material der Zusammensetzung (ZrSiO₄)₅₀(Cr₂O₃)₃₀(LaF₃)₂₀ (Mol-%) in eine Schichtbildungseinrichtung eingebracht und dann in einer Atmosphäre aus Ar-Gas und einem Druck von 0,13 Pa ein Hochfrequenzsputtern durchgeführt. Die Leistung betrug 400 W. Die erste dielektrische Schicht 2 wurde auf gleiche Weise hergestellt.
Beim Verfahren zur Herstellung der Aufzeichnungsschicht 4 wurde ein Sputtertarget (Durchmesser 100 mm, Dicke 6 mm) aus einem Material auf der Basis von Ge-Sb-Te in die Schichtbildungseinrichtung eingebracht und dann ein DC-Sputtern durchgeführt. Die Leistung betrug 100 W. Beim Sputtern wurde ein Mischgas aus Ar (97%) und N₂ (3%) in die Einrichtung eingebracht. Der Druck beim Sputtern wurde bei etwa 0,13 Pa gehalten. Die Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht war Ge₄₅Sb₄Te₅₁.
Nach der Herstellung der ersten dielektrischen Schicht 2 wurde auf die erste dielektrische Schicht ein UV-härtendes Harz aufgebracht. Als Dummysubstrat 110 wurde auf das aufgebrachte UV-härtende Harz ein scheibenförmiges Polycarbonatsubstrat mit einem Durchmesser von 120 mm und einer Dicke von 90 μm aufgestapelt. Dann wurde vom Dummysubstrat 110 aus eine UV-Strahlung eingestrahlt, um das Harz zu härten. Dadurch wurde eine Klebeschicht 9 bestehend aus dem gehärteten Harz mit einer Dicke von 10 μm erzeugt, wobei das Dummysubstrat 110 mit der Klebeschicht 9 an die erste dielektrische Schicht 2 anlaminiert wurde.
Nach dem Laminieren des Dummysubstrats 110 wurde eine Initialisierung durchgeführt; dies erfolgte mit einem Halbleiterlaser mit einer Wellenlänge von 670 nm. Bei der Initialisierung wurde die Aufzeichnungsschicht 4 in einem im Wesentlichen ringförmigen Bereich von 22 bis 60 mm in radialer Richtung des Informationsaufzeichnungsmediums 28 kristallisiert. Nach Beendigung der Initialisierung war die Herstellung des Informationsaufzeichnungsmediums 28 (Probe 14-1) fertig gestellt.
Als Vergleichsbeispiel wurde ein Informationsaufzeichnungsmedium hergestellt, dessen Aufbau so war wie das Informationsaufzeichnungsmedium 28, welches jedoch zwischen der Aufzeichnungsschicht und der ersten und der zweiten dielektrischen Schicht jeweils die erste und die zweite Zwischenschicht aufwies (nicht gezeigt). Bei diesem Vergleichsbeispiel waren die erste und die zweite dielektrische Schicht aus (ZnS)₈₀(SiO₂)₂₀ (Mol-%). Diese dielektrischen Schichten wurden auf die gleiche Weise hergestellt wie die erste dielektrische Schicht 102 des bei Beispiel 1 beschriebenen Informationsaufzeichnungsmediums 31 (Vergleichsbeispiel). Die erste und die zweite Zwischenschicht waren jeweils aus Ge-Cr-N und hatten eine Dicke von 5 nm. Die Zwischenschichten wurden auf die gleiche Weise hergestellt wie die erste Zwischenschicht 103 des bei Beispiel 1 beschriebenen Informationsaufzeichnungsmediums 31 (Vergleichsbeispiel). Die anderen Schichten wurden auf die gleiche Weise hergestellt wie die des Informationsaufzeichnungsmediums 28.
Bei jeder Probe wurden die Haftung und die Zyklusfähigkeit beim Überschreiben bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 16 gezeigt. Das Verfahren zur Bewertung der Haftung ist so wie bei Beispiel 1 beschrieben. Die Zyklusfähigkeit beim Überschreiben wurde mit einem Verfahren bewertet, welches sich vom bei Beispiel 1 eingesetzten Verfahren unterschied. Dieses Verfahren wird nachfolgend erläutert.
Die Zyklusfähigkeit beim Überschreiben des Informationsaufzeichnungsmediums 28 wurde mit einem System bewertet, dessen Anordnung die gleiche war wie die bei Beispiel 1 eingesetzten Systems. Bei der Bewertung der Zyklusfähigkeit beim Überschreiben des Informationsaufzeichnungsmediums 28 wurde die Aufzeichnung bei einer Kapazität von 23 GB durchgeführt; dies erfolgte mit einem Halbleiterlaser mit einer Wellenlänge von 405 nm und einer Objektivlinse mit einer numerischen Apertur von 0,85. Die Lineargeschwindigkeit der Rotation des Informationsaufzeichnungsmediums 28 wurde auf 5 m/s eingestellt. Es wurde ein Spektrumanalysator eingesetzt, um das CNR (Carrier-to-Noise Ratio, Träger-zu- Rauschabstand, d.h. das Verhältnis der Amplitude eines Signals zum Rauschen) sowie das Löschverhältnis zu messen.
Um Messbedingungen zur Bestimmung der Anzahl der Überschreibzyklen festzulegen, wurden die Leistungsspitze (Pp) und die Biasleistung (Pb) mit dem folgenden Verfahren bestimmt. Das Informationsaufzeichnungsmedium 28 wurde mit einem Laserstrahl 12 bestrahlt, dessen Leistung zwischen einer Leistungsspitze (mW) bei hoher Leistung und einer Biasleistung (mW) bei niedriger Leistung moduliert wurde, um ein 2T-Signal mit einer Markierungslänge von 0,16 μm aufzuzeichnen. Dies erfolgte zehnmal auf der gleichen Rillenoberfläche der Aufzeichnungsschicht 4. Der Wert von CNR wurde gemessen, nachdem das 2T-Signal zehnmal aufgezeichnet worden war. Die Messung von CNR erfolgte bei der Bedingung, dass die Biasleistung bei einem bestimmten Wert fixiert wurde, wogegen die Leistungsspitze bei der zehnmaligen Aufzeichnung des 2T-Signals variiert wurde. Es wurde eine Leistung als Pp ermittelt, die 1,2-mal so groß war wie die minimale Leistungsspitze, bei der die Amplitude des Signals gesättigt war.
Nachdem das 2T-Signal zehnmal wie vorstehend beschrieben aufgezeichnet worden war, wurde das aufgezeichnete Signal reproduziert und die Amplitude des 2T-Signals gemessen. Außerdem wurde ein 9T-Signal einmal auf der gleichen Rillenoberfläche aufgezeichnet, um es zu überschreiben. Dann wurde das aufgezeichnete Signal reproduziert und die Amplitude des 2T-Signals gemessen, und es wurde das Löschverhältnis erhalten als Dekrement des 2T-Signals auf der Basis der Amplitude, die nach der zehnmaligen Aufzeichnung gemessen wurde. Das wie oben definierte Löschverhältnis wurde bei der Bedingung erhalten, dass die Leistungsspitze bei dem oben ermittelten Wert von Pp fixiert wurde, wogegen die Biasleistung bei der zehnmaligen Aufzeichnung des 2T-Signals und zur Zeit der einmaligen Aufzeichnung des 9T-Signals variiert wurde. Der Mittenwert des Bereiches der Biasleistung, bei der das Löschverhältnis nicht weniger als 25 dB betrug, wurde als Pb ermittelt. Unter Berücksichtigung der Obergrenze der Laserleistung des Systems ist es wünschenswert, dass die Ungleichungen Pp ≤ 6 mW und Pb ≤ 3 mW erfüllt sind.
Die Anzahl der Überschreibzyklen, die als Index der Zyklusfähigkeit beim Überschreiben verwendet wurde, wurde bei diesem Beispiel auf der Basis von CNR und des Löschungsverhältnisses ermittelt. Das Informationsaufzeichnungsmedium 28 wurde mit dem Laserstrahl bestrahlt, wobei dessen Leistung zwischen dem ermittelten Wert von Pp und Pb moduliert wurde, um auf der gleichen Rillenoberfläche kontinuierlich ein 2T-Signal aufzuzeichnen. Dann wurde CNR gemessen und das Löschungsverhältnis ermittelt. Das Löschungsverhältnis wurde ermittelt als Dekrement des 2T-Signals wie vorstehend beschrieben. Insbesondere wurde das 2T-Signal gemessen, nachdem das 2T-Signal eine vorbestimmte Anzahl von Malen aufgezeichnet wurde und nachdem es mit dem 9T-Signal überschrieben wurde; es wurde dann das Löschungsverhältnis ermittelt als Dekrement der gemessenen Amplitude des 2T-Signals, nach Überschreibung mit dem 9T-Signal auf der Basis der gemessenen Amplitude des 2T-Signals nach Aufzeichnung mit den vorbestimmten Wiederholungen. CNR und das Löschungsverhältnis wurden gemessen, wobei die Wiederholungen, d.h. die Anzahl der Überschreibzyklen 1, 2, 3, 5, 10, 100, 200, 500, 1000, 2000, 3000, 5000, 7000 und 10000 betrugen. Die Grenze des Überschreibens wurde definiert, wenn CNR um 2 dB abfiel oder wenn das Löschungsverhältnis um 5 dB abfiel, und zwar auf der Basis von CNR und des gemessenen Löschungsverhältnisses, wenn die Anzahl der Überschreibzyklen zehn betrug. Die Zyklusfähigkeit beim Überschreiben wurde bewertet auf der Basis der Überschreibzyklen bei dieser Grenze. Selbstverständlich ist die Zyklusfähigkeit beim Überschreiben umso größer, je größer die Anzahl der Überschreibzyklen ist. Die Anzahl der Überschreibzyklen des Informationsaufzeichnungsmediums 28 beträgt bevorzugt 10000 oder mehr.
Tabelle 16
Das Informationsaufzeichnungsmedium 28 gemäß Probe 14-1 dieses Beispiels unterschied sich vom in 1 gezeigten Informationsaufzeichnungsmedium 25 in der Reihenfolge der Schichtbildung auf dem Substrat, den Aufzeichnungsbedingungen (Wellenlänge des Laserstrahls und numerische Apertur) und der Aufzeichnungskapazität. Die Aufzeichnungskapazität von Probe 14-1 war fünfmal größer als die des in 1 gezeigten Informationsaufzeichnungsmediums 25. Jedoch wurde gefunden, dass unbesehen dieser Unterschiede selbst dann, wenn die Zwischenschicht nicht ausgebildet wurde, die Verwendung der Schicht aus (ZrSiO₄)₅₀(Cr₂O₃) ₃₀ (LaF₃)₂₀ (Mol-%) als erste dielektrische Schicht 2 und als zweite dielektrische Schicht 6 es möglich machte, ein Informationsaufzeichnungsmedium zu erhalten, dessen Leistungsfähigkeit gleich der des Informationsaufzeichnungsmedium war, welches die Zwischenschichten aufwies. Beim beispielgemäßen Informationsaufzeichnungsmedium 28 betrug der gemessene Wert von Rc 20% und der gemessene Wert von Ra 3% (bei gleichmäßiger flacher Oberfläche).
Die gleichen Ergebnisse wurden erhalten, wenn von der ersten dielektrischen Schicht 2 und der zweiten dielektrischen Schicht 6 im Aufbau des Informationsaufzeichnungsmediums 28 nur eine eine Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid war. Dies bedeutet, dass es durch Einsatz der Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid möglich ist, mindestens eine Zwischenschicht zu vermeiden, die beim Aufbau des Standes der Technik eingesetzt wurde, und ein Leistungsverhalten sicherzustellen, welches dem Aufbau des Standes der Technik äquivalent ist. Weil außerdem die Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid, die erfindungsgemäß eingesetzt wird, kein S (Schwefel) enthält, erfolgt keine atomare Diffusion, wenn die Schicht in Kontakt mit der Reflexionsschicht 8 ist, die Silber enthält. Dadurch wird ein vierlagiger Aufbau verwirklicht. Selbstverständlich kann eine Schicht zum Einstellen der Lichtabsorption in der Aufzeichnungsschicht zwischen der Reflexionsschicht 8 und der zweiten dielektrischen Schicht 6 vorgesehen werden. Eine solche Schicht wird gebildet aus einem oder mehreren Materialien ausgewählt aus einem Metall, einem Nichtmetall, einem Halbmetall, einem Halbleiter und einer dielektrischen Substanz und Verbindungen davon. Eine solche Schicht hat in Bezug auf eine Wellenlänge von etwa 405 nm bevorzugt einen Reflexionsindex von 4 oder kleiner und einen Extinktionskoeffizienten von 4 oder kleiner.
Beispiel 15
Bei Beispiel 15 wurde ein Informationsaufzeichnungsmedium (Probe 15-1) hergestellt, welches einen ähnlichen Aufbau hatte wie das unter Bezugnahme auf 5 bei Ausführungsform 5 beschriebene Informationsaufzeichnungsmedium 29. Bei diesem Aufzeichnungsmedium waren eine fünfte dielektrische Schicht 19, eine vierte dielektrische Schicht 17, eine zweite dielektrische Schicht 6 und eine erste dielektrische Schicht 2 Materialschichten auf der Basis von Oxid/Fluorid. Nachfolgend wird das Herstellungsverfahren für das Informationsaufzeichnungsmedium 29 erläutert.
Zuerst wurde ein Substrat 101 hergestellt, welches das gleiche ist wie das bei Beispiel 14 eingesetzte. Auf diesem Substrat 101 wurden durch Sputtern in dieser Reihenfolge die zweite Reflexionsschicht 20 mit einer Dicke von 80 nm, die fünfte dielektrische Schicht 19 mit einer Dicke von 16 nm, die zweite Aufzeichnungsschicht 18 mit einer Dicke von 11 nm und die vierte dielektrische Schicht 17 mit einer Dicke von 68 nm ausgebildet. Dadurch wurde auf dem Substrat 101 eine zweite Informationsschicht 22 gebildet.
Die zweite Reflexionsschicht 20 wurde auf gleiche Weise wie bei Beispiel 1 aus einer Ag-Pd-Cu-Legierung hergestellt. Beim Verfahren zur Herstellung der fünften dielektrischen Schicht 19 wurde in eine Schichtbildungseinrichtung ein Sputtertarget (Durchmesser 100 mm, Dicke 6 mm) eingebracht, welches aus einem Material der Zusammensetzung (ZrSiO₄) ₅₀ (Cr₂O₃)₃₀(LaF₃)₂₀ (Mol-%) hergestellt war, und dann unter einem Druck von 0,13 Pa in einer Atmosphäre aus Ar-Gas ein Hochfrequenzsputtern durchgeführt. Die Leistung betrug 400 W. Die vierte dielektrische Schicht 17 wurde auf die gleiche Weise hergestellt. Die zweite Aufzeichnungsschicht 18 wurde hergestellt auf gleiche Weise wie in Beispiel 4 unter Einsatz eines Sputtertargets aus einem Material auf der Basis Ge-Sb-Te.
Dann wurde eine Zwischenschicht 16 mit einer Dicke von 30 μm gebildet, die eine Führungsrille aufwies. Die Zwischenschicht 16 wurde mit den folgenden Arbeitsschritten hergestellt. Zuerst wurde durch Spinbeschichtung auf die zweite Informationsschicht 22 ein UV-härtendes Harz aufgebracht. Ein Substrat aus Polycarbonat, welches auf seiner Oberfläche konkave und konvexe Stellen auf wies, wurde auf das aufgebrachte UV-bindende Harz aufgebracht und angeklebt, wobei sich die konkav/konvexe Seite in Kontakt mit dem Harz befand. Die konkaven und konvexen Stellen waren komplementär zur Führungsrille, die auf der Zwischenschicht 16 zu bilden war. Dann wurde von der Seite des Polycarbonatsubstrats aus eine UV-Strahlung eingestrahlt, um das Harz zu härten. Das Substrat aus Polycarbonat wurde von der Zwischenschicht 16 entfernt. Dadurch wurde eine Zwischenschicht 16 gebildet, die aus dem gehärteten Harz bestand, auf welches die Führungsrille übertragen worden war.
Nach der Herstellung der Zwischenschicht 16 wurde in Bezug auf die zweite Informationsschicht 22 eine Initialisierung durchgeführt. Bei der Initialisierung wurde ein Halbleiterlaser mit einer Wellenlänge von 670 nm eingesetzt und die zweite Aufzeichnungsschicht 18 in einem im Wesentlichen vollständig ringförmigen Bereich kristallisiert, der von 22 bis 60 mm in radialer Richtung reichte.
Dann wurden auf der Zwischenschicht 16 eine dritte dielektrische Schicht 15 mit einer Dicke von 15 nm, eine erste Reflexionsschicht 14 mit einer Dicke von 10 nm, die zweite dielektrische Schicht 6 mit einer Dicke von 12 nm, die erste Aufzeichnungsschicht 13 mit einer Dicke von 6 nm und die erste dielektrische Schicht 2 mit einer Dicke von 45 nm in dieser Reihenfolge durch Sputtern gebildet. Dadurch wurde eine erste Informationsschicht 21 gebildet.
Beim Verfahren zur Herstellung der dritten dielektrischen Schicht 15 wurde ein Sputtertarget (Durchmesser 100 mm, Dicke 6 mm), welches aus TiO₂ hergestellt war, in eine Schichtbildungseinrichtung eingebracht und dann unter einem Druck von etwa 0,13 Pa ein Hochfrequenzsputtern durchgeführt. Die Leistung betrug 400 W. Während des Sputterns wurde in die Einrichtung ein gemischtes Gas aus Ar (97%) und O₂ (3%) eingeführt.
Die erste Reflexionsschicht 14 wurde gebildet als eine Ag-Pd-Cu-Legierungsschicht auf gleiche Weise wie die zweite Reflexionsschicht 20. Die zweite dielektrische Schicht 6 wurde auf gleiche Weise wie die fünfte dielektrische Schicht 19 aus (ZrSiO₄)₅₀(Cr₂O₃)₃₀(LaF₃)₂₀ (Mol-%) gebildet. Die erste dielektrische Schicht 2 wurde auf die gleiche Weise gebildet. Deshalb haben bei diesem Beispiel die fünfte die vierte, die zweite und die erste dielektrische Schicht 19, 17, 6 und 2 die gleiche Zusammensetzung.
Bei einem Verfahren zur Bildung der ersten Aufzeichnungsschicht 13 wurde ein Sputtertarget (Durchmesser 100 mm, Dicke 6 mm), welches aus einem Material auf der Basis Ge-Sn-Sb-Te hergestellt war, in eine Schichtbildungseinrichtung eingebracht und dann ein DC-Sputtern durchgeführt. Die Leistung betrug 50 W. Während des Sputterns wurde Ar-Gas (100%) eingeleitet. Der Druck beim Sputtern wurde bei etwa 0,13 Pa gehalten. Die Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht war Ge₄Sn₅Sb₄Te₅₁ (Atom-%).
Nach der Herstellung der ersten dielektrischen Schicht 2 wurde auf die erste dielektrische Schicht 2 ein UV-härtendes Harz aufgebracht. Als Dummysubstrat 110 wurde ein scheibenförmiges Polycarbonatsubstrat mit einem Durchmesser von 120 mm und einer Dicke von 65 μm an das UV-härtende Harz angeklebt. Dann wurde vom Dummysubstrat 110 her UV-Strahlung eingestrahlt, um das Harz zu härten. Dadurch bildete sich eine Klebeschicht 9, die aus dem gehärteten Harz bestand und eine Dicke von 10 μm hatte, wobei das Dummysubstrat 110 mit der Klebeschicht 9 an die erste dielektrische Schicht 2 anlaminiert wurde.
Nach dem Anlaminieren des Dummysubstrats 110 wurde bei der ersten Informationsschicht 21 mit einem Halbleiterlaser mit einer Wellenlänge von 670 nm eine Initialisierung durchgeführt. Bei der Initialisierung wurde die erste Aufzeichnungsschicht 13 in einem im Wesentlichen ringförmigen Bereich von 22 bis 60 mm in radialer Richtung kristallisiert. Nach dem Initialisierungsprozess war die Herstellung des Informationsaufzeichnungsmediums (Probe 15-1) beendet.
In Bezug auf die erste Informationsschicht 21 und die zweite Informationsschicht 22 der Probe 15-1 wurden die Klebefähigkeit der dielektrischen Schicht und die Zyklusfähigkeit beim Überschreiben des Informationsaufzeichnungsmediums bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 17 gezeigt, und zwar zusammen mit der Leistungsspitze (Pp) und der Biasleistung (Pb), die bei der Bewertung der Zyklusfähigkeit beim Überschreiben bestimmt wurden.
Bei diesem Beispiel wurde die Bewertung der Klebefähigkeit der dielektrischen Schicht so durchgeführt, dass untersucht wurde, ob in der ersten Informationsschicht 21 bzw. der zweiten Informationsschicht 22 unter Bedingungen, die gleich waren wie bei Beispiel 1, eine Delamination erfolgte. Die Zyklusfähigkeit beim Überschreiben des Informationsaufzeichnungsmediums 29 wurde bei Bedingungen bewertet, die gleich waren denen von Beispiel 14, und zwar durch Aufzeichnen in der ersten Informationsschicht 21 bzw. der zweiten Informationsschicht 22 einer Datenmenge, die einer Kapazität von 23 GB entsprach und dann durch Bestimmen der Anzahl der Überschreibzyklen in Bezug auf die erste Informationsschicht 21 und die zweite Informationsschicht 22. Beim Aufzeichnen auf die erste Informationsschicht 21 wurde ein Laserstrahl 12 auf die erste Aufzeichnungsschicht 13 fokussiert und auf die zweite Aufzeichnungsschicht 18 beim Aufzeichnen auf die zweite Informationsschicht 22. In Bezug auf die Obergrenze der Laserleistung des Systems ist es wünschenswert, dass die Ungleichungen Pp ≤ 11 mW und Pb ≤ 5,5 mW erfüllt sind.
Tabelle 17
Das Informationsaufzeichnungsmedium 29 von Probe 15-1 dieses Beispiels unterschied sich vom in 1 gezeigten Informationsaufzeichnungsmedium 25 in der Bildungsreihenfolge jeder Schicht auf dem Substrat, der Anzahl der Informationsschichten (d.h. der Anzahl der Aufzeichnungsschichten), den Aufzeichnungsbedingungen (der Wellenlänge des Laserstrahls und der numerischen Apertur). Die Anzahl der Informationsschichten von Probe 15-1 betrug zwei, während sie beim Informationsaufzeichnungsmedium 25 eins war. Außerdem ist die Aufzeichnungskapazität von Probe 15-1 zehnmal größer als die des in 1 gezeigten Informationsaufzeichnungsmediums 25. Jedoch wurde unbesehen dieser Unterschiede bestätigt, dass selbst wenn keine Zwischenschicht gebildet wurde, die Verwendung der Schicht aus (ZrSiO₄) ₅₀ (Cr₂O₃)₃₀(LaF₃)₂₀ (Mol-%) als erste, zweite, vierte und fünfte Schicht 2, 6, 17 und 19 es möglich machte, ein Informationsaufzeichnungsmedium mit guten Eigenschaften zu erhalten. Beim bei diesem Beispiel hergestellten Informationsaufzeichnungsmedium 29 betrug bezüglich der ersten Informationsschicht 21 der vorgegebene Rc-Wert 6% und der vorgegebene Ra-Wert 0,7% (bei gleichmäßiger flacher Oberfläche). Bezüglich der zweiten Informationsschicht 22 betrug der vorgegebene Rc-Wert 25% und der vorgegebene Ra-Wert 3%.
Bei diesem Beispiel waren die erste, die zweite, die vierte und die fünfte Schicht 2, 6, 7 und 19 allesamt Materialschichten auf der Basis von Oxid/Fluorid, jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Bei einer Variante des erfindungsgemäßen Informationsaufzeichnungsmediums kann mindestens eine der vier dielektrischen Schichten eine Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid sein, wogegen die anderen dielektrischen Schichten Schichten sein können, die aus (ZnS)₈₀(SiO₂)₂₀ (Mol-%) hergestellt sind. In diesem Fall ist es erforderlich, eine Zwischenschicht zwischen der Aufzeichnungsschicht und der Schicht vorzusehen, die aus (ZnS)₈₀(SiO₂)₂₀ (Mol-%) hergestellt ist. Bei dieser Variante ist die Aufgabe gelöst, die Anzahl der Schichten herabzusetzen, wobei man ein gutes Leistungsverhalten erhält ähnlich dem der obigen Probe 15-1.
Weiter waren bei diesem Beispiel die erste, die zweite, die vierte und die fünfte dielektrische Schicht 2, 6, 17 und 19 aus Material auf der Basis von Oxid/Fluorid der gleichen Zusammensetzung. Jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Als eine Variante kann das Informationsaufzeichnungsmedium 29 so hergestellt werden, dass die Zusammensetzung dieser vier dielektrischen Schichten unterschiedlich ist. Ein solches Informationsaufzeichnungsmedium zeigt ein gutes Leistungsverhalten ähnlich der obigen Probe 15-1.
Beispiel 16
Bei Beispiel 16 wurde ein Informationsaufzeichnungsmedium hergestellt, welches einen Aufbau ähnlich dem Informationsaufzeichnungsmedium 30 hatte, welches bei Ausführungsform 6 unter Bezugnahme auf 6 beschrieben wurde. Bei diesem Aufzeichnungsmedium waren die erste Zwischenschicht 3 und die zweite Zwischenschicht 5 Materialschichten auf der Basis von Oxid/Fluorid. Nachfolgend wird das Herstellungsverfahren des Informationsaufzeichnungsmediums 30 erläutert.
Zuerst wurde ein Substrat 1 hergestellt, welches gleich war dem in Beispiel 1 eingesetzten Substrat. Auf diesem Substrat 1 wurden in dieser Reihenfolge durch Sputtern eine erste dielektrische Schicht 102 mit einer Dicke von 150 nm, die erste Zwischenschicht 3 mit einer Dicke von 5 nm, eine Aufzeichnungsschicht 4 mit einer Dicke von 9 nm, die zweite Zwischenschicht 5 mit einer Dicke von 3 nm, eine zweite dielektrische Schicht 106 mit einer Dicke von 50 nm, eine optische Kompensationsschicht 7 mit einer Dicke von 40 nm und eine Reflexionsschicht 8 mit einer Dicke von 80 nm als Schichten ausgebildet.
Die erste dielektrische Schicht 102 wurde aus (ZnS)₈₀(SiO₂) ₂₀ (Mol-%) hergestellt, und zwar auf gleiche Weise wie die erste dielektrische Schicht 102 des in Beispiel 1 beschriebenen Informationsaufzeichnungsmediums 31 (Vergleichsbeispiel). Die zweite dielektrische Schicht 106 wurde auf gleiche Weise hergestellt.
Beim Verfahren zur Herstellung der ersten Zwischenschicht 3 wurde ein Sputtertarget (Durchmesser 100 mm, Dicke 6 mm), welches aus einem Material der Zusammensetzung (ZrSiO₄)₅₀(Cr₂O₃)₄₀(LaF₃)₁₀ (Mol-%) bestand, in eine Schichtbildungseinrichtung eingebracht und dann bei einem Druck von 0,13 Pa ein Hochfrequenzsputtern in einer Atmosphäre aus Ar-Gas durchgeführt. Die Leistung betrug 400 W. Die zweite Zwischenschicht 5 wurde auf gleiche Weise hergestellt.
Die Aufzeichnungsschicht 4 wurde auf gleiche Weise hergestellt wie bei Beispiel 1. Deshalb hatte die Schicht die Zusammensetzung Ge₂₇Sn₈Sb₁₂Te₅₃ (Atom-%). Die optische Kompensationsschicht 7 wurde unter Einsatz von Ge₈₀Cr₂₀ auf gleiche Weise hergestellt wie bei Beispiel 1. Die Reflexionsschicht 8 wurde auf gleiche Weise wie bei Beispiel 1 aus einer Ag-Pd-Cu-Legierung hergestellt.
Zu Vergleichszwecken wurde als Vergleichsprobe ein Informationsaufzeichnungsmedium 31 hergestellt, welches das gleiche war wie das bei Beispiel 1 eingesetzte. Was die erhaltenen Proben anlangt, wurden die Haftung und die Zyklusfähigkeit beim Überschreiben bewertet. Die Bewertung der Haftung wurde durchgeführt, indem untersucht wurde, ob zwischen der Aufzeichnungsschicht 4 und der benachbarten Zwischenschicht Delamination erfolgte, insbesondere zwischen der Aufzeichnungsschicht 4 und mindestens einer der erste Zwischenschicht 3 und der zweiten Zwischenschicht 5. Die Bewertung der Zyklusfähigkeit beim Überschreiben wurde durchgeführt durch Rillenaufzeichnung und Oberflächenaufzeichnung und dann Ermitteln der Anzahl der Überschreibzyklen bezüglich der Rillenaufzeichnung und der Oberflächenaufzeichnung gemäß dem bei Beispiel 1 beschriebenen Verfahren. Die Ergebnisse der Bewertung sind in Tabelle 18 gezeigt.
Tabelle 18
Wie in Tabelle 18 gezeigt, war das Leistungsverhalten des Informationsaufzeichnungsmediums 30 der Probe 16-1, bei dem eine Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid für jede Zwischenschicht eingesetzt wurde, im Wesentlichen gleich dem des Vergleichsbeispiels. Die Anzahl der Schichten, die Probe 16-1 bildeten, war die gleiche wie die des Informationsaufzeichnungsmediums des Standes der Technik. Deshalb kann bei Probe 16-1 der Effekt, dass die Anzahl der Schichten herabgesetzt wird, nicht erhalten werden. Wenn jedoch die Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid als Zwischenschicht eingesetzt wird, kann die Zwischenschicht gebildet werden durch Sputtern in einer Atmosphäre aus Ar-Gas alleine, und zwar ohne die Notwendigkeit eines reaktiven Sputterns, welches erforderlich ist, wenn eine Zwischenschicht aus beispielsweise Ge-Cr-N gemäß dem Stand der Technik gebildet wird. Deshalb werden Variationen bezüglich der Zusammensetzung und Dicke, die in einer Zwischenschicht aus dem Material auf der Basis von Oxid/Fluorid auftreten, kleiner als die Variationen, die in der Zwischenschicht aus Ge-Cr-N auftreten. Somit können die Verfügbarkeit und Stabilität der Produktion verbessert werden. Weil außerdem die Qualität der Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid weniger von der Schichtbildungseinrichtung abhängt, können die Konditionen, bei denen die Schicht gebildet wird, schneller optimiert werden. Deshalb hat der Einsatz des Materials auf der Basis von Oxid/Fluorid als Zwischenschicht die Wirkung, den Beginn der Massenproduktion zu erleichtern.
Beispiel 17
Bei Beispiel 17 wurde das Leistungsverhalten eines Informationsaufzeichnungsmediums bewertet, welches eine Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid enthielt, die zusätzlich zu den Oxiden der Elemente ausgewählt aus der Gruppe GM eine dritte Komponente enthielt und dem Fluorid des Elements ausgewählt aus der Gruppe GL. Bei diesem Beispiel wurde ein Informationsaufzeichnungsmedium 27 gemäß 3 auf die gleiche Weise hergestellt wie bei Beispiel 4, jedoch mit der Ausnahme des Materials für die zweite dielektrische Schicht 6.
Bei der Herstellung der zweiten dielektrischen Schicht 6 wurden ein Sputtertarget aus (ZrO₂)₂₉(SiO₂)₂₉(Cr₂O₃) ₂₁ (LaF₃)₂₁ (Mol-%) in eine Schichtbildungseinrichtung gegeben und Sputterchips aus Si₃N₄, Ge, C, Au, Ni, Pd und Al, die eine Größe von jeweils 10 mm × 10 mm × 1 mm hatten, auf dem Sputtertarget angebracht. Die zweite dielektrische Schicht 6 wurde hergestellt durch Durchführen von Hochfrequenzsputtern in einer Atmosphäre aus Ar-Gas bei einem Druck von 0,13 Pa, wobei dieses Sputtertarget zusammen mit den Sputterchips eingesetzt wurde. Die Leistung betrug 400 W. Gemäß der Analyse der gebildeten Schicht enthält die Schicht (ZrO₂)₂₉(SiO₂)₂₉(Cr₂O₃)₂₁(LaF₃) ₂₁ in einer Menge von 90 Mol-% und Si₃N₄ in einer Menge von 3 Mol-%, Ge in einer Menge von 3 Mol-%, Au in einer Menge von 0,5 Mol-%, Ni in einer Menge von 0,5 Mol-%, Pd in einer Menge von 0,5 Mol-% und Al in einer Menge von 0,5 Mol-%.
Zu Vergleichszwecken wurde als Vergleichsbeispiel ein Informationsaufzeichnungsmedium 31 hergestellt, welches das gleiche war wie das bei Beispiel 1 hergestellte. Die Haftung der zweiten dielektrischen Schicht 6 bei jeder Probe wurde unter gleichen Bedingungen wie bei Beispiel 1 bewertet. Die Zyklusfähigkeit beim Überschreiben jeder Probe wurde bewertet durch Durchführen von Ril lenaufzeichnung und Oberflächenaufzeichnung in jeder Probe und Bestimmen der Anzahl der Überschreibzyklen sowohl bei der Rillenaufzeichnung als auch bei der Oberflächenaufzeichnung gemäß dem Verfahren, das bei Beispiel 1 beschrieben wurde. Die Ergebnisse der Bewertung sind in Tabelle 19 gezeigt.
Tabelle 19
Wie in Tabelle 19 gezeigt, zeigte die Probe 17-1 eine Haftung und eine Zyklusfähigkeit beim Überschreiben, die im Wesentlichen äquivalent waren dem Vergleichsbeispiel. Pp und Pb von Probe 17-1 genügten den Ungleichungen Pp < 14 und Pb < 7 mW und waren ausreichend praktikabel, obwohl sie größer waren als bei der Vergleichsprobe. Durch diese Ergebnisse wurde bestätigt, dass dann, wenn die dielektrische Schicht Oxide der Elemente ausgewählt aus der Gruppe GM und Fluoride der Elemente ausgewählt aus der Gruppe GL in einer Menge von 90 Mol-% oder mehr insgesamt enthält, man eine gute Haftung, eine gute Zyklusfähigkeit beim Überschreiben und eine gute Aufzeichnungsempfindlichkeit sicherstellt.
Beispiel 18
Bei den obigen Beispielen 1 bis 17 wurden optische Aufzeichnungsmedien hergestellt, bei denen Information mit optischen Mitteln aufgezeichnet wurde. Bei Beispiel 18 wurde ein in 8 gezeigtes Informationsaufzeichnungsmedium 207 hergestellt, auf welches Informationen mit elektrischen Mitteln aufgezeichnet wurden. Dieses Informationsaufzeichnungsmedium wird als Speicher bezeichnet.
Das Informationsaufzeichnungsmedium 207 dieses Beispiels wurde wie folgt hergestellt. Zuerst wurde ein Substrat 201 aus Si hergestellt, welches eine Länge von 5 mm, eine Breite von 5 mm und eine Dicke von 1 mm hatte und dessen Oberfläche einer Nitrierungsbehandlung unterworfen wurde. Auf diesem Substrat 201 wurde eine untere Elektrode 202 aus Au mit einer Dicke von 0,1 μm auf einer Fläche von 1,0 mm × 1,0 mm gebildet. Auf der unteren Elektrode 202 wurde ein Phasenänderungsteil 205 aus Ge₃₈Sb₁₀Te₅₂ (welches als Verbindung als Ge₈Sb₂Te₁₁ ausgedrückt wird) mit einer Dicke von 0,1 μm auf einer ringförmigen Fläche mit einem Durchmesser von 0,2 mm ausgebildet; weiterhin wurde ein thermischer Isolierteil 206 aus (ZrSiO₄)₄₀(Cr₂O₃)₃₀(LaF₃)₃₀ (Mol-%) mit der gleichen Dicke wie der Phasenänderungsteil 205 in einem Bereich von 0,6 mm × 0,6 mm gebildet (mit Ausnahme des Phasenänderungsteils 205). Weiter wurde eine obere Elektrode 204 aus Au mit einer Dicke von 0,1 μm auf einer Fläche von 0,6 mm × 0,6 mm gebildet. Die untere Elektrode 202, der Phasenänderungsteil 205 und der Isolationsteil 206 wurden jeweils durch Sputtern hergestellt.
Beim Verfahren zur Herstellung des Phasenänderungsteils 205 wurde ein Sputtertarget (Durchmesser 100 mm, Dicke 6 mm) aus einem Material auf der Basis von Ge-Sb-Te in eine Schichtbildungseinrichtung eingebracht und dann ein DC-Sputtern durchgeführt, wobei die Leistung 100 W betrug und Ar-Gas eingeleitet wurde. Der Druck während des Sputterns wurde bei etwa 0,13 Pa gehalten. Beim Verfahren zur Herstellung des thermischen Isolationsteils 206 wurde ein Sputtertarget (Durchmesser 100 mm, Dicke 6 mm), welches aus einem Material der Zusammensetzung (ZrSiO₄)₄₀(Cr₂O₃)₃₀(LaF₃)₃₀ (Mol-%) bestand, in eine Schichtbildungseinrichtung eingebracht und dann ein Hochfrequenzsputtern unter einem Druck von etwa 0,13 Pa durchgeführt. Die Leistung betrug 400 W. Während des Sputterns wurde Ar-Gas eingeleitet. Jeder Sputtervorgang wurde dabei so durchgeführt, dass der Bereich, außer der Oberfläche, auf der eine Schicht herzustellen war, mit einer Maske abgedeckt wurde, so dass das Phasenänderungsteil 205 und das Isolationsteil 206 nicht miteinander überlappten. Die Reihenfolge der Herstellung des Phasenänderungsteils 205 und des thermischen Isolationsteils 206 ist nicht in besonderer Weise begrenzt, jedes davon kann früher hergestellt werden.
Das Phasenänderungsteil 205 und das thermische Isolationsteil 206 bildeten ein Aufzeichnungsteil 203. Das Phasenänderungsteil 205 entspricht einer erfindungsgemäßen Aufzeichnungsschicht. Das thermische Isolationsteil 206 entspricht einer erfindungsgemäßen Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid.
Eine detaillierte Beschreibung des Verfahrens zur Herstellung der unteren Elektrode 202 und der oberen Elektrode 204 wird weggelassen, weil diese Elektroden durch Sputtern hergestellt werden, welches im technischen Gebiet der Elektrodenherstellung allgemein Einsatz findet.
Die Phasenänderung erfolgte im Phasenänderungsteil 205 durch Anwendung von elektrischer Energie auf das Informationsaufzeichnungsmedium 207 des bei diesem Beispiel hergestellten Beispiels. Dies wurde durch ein in 9 gezeigtes System bestätigt. Der Querschnitt des in 9 gezeigten Informationsaufzeichnungsmediums 207 ist der Querschnitt des Informationsaufzeichnungsmediums 207 entlang der Linie A-B in Dickenrichtung, wie in 8 gezeigte.
Wie in 9 genauer gezeigt ist, wurden zwei Aufbringungsteile 212 an die untere Elektrode 202 und die obere Elektrode 204 gebunden; dies erfolgte jeweils mit einem Draht aus Au. Auf diese Weise wurde eine elektrische Aufzeichnungs/Reproduktions-Einrichtung 214 mit dem Informationsaufzeichnungsmedium (Speicher) 207 durch diese Anbringungsteile 212 verbunden. Zwischen den Anbringungsteilen 212, die jeweils mit der unteren Elektrode 202 und der oberen Elektrode 204 der elektrischen Aufzeichnungs/Reproduktions-Einrichtung 214 verbunden waren, war über einen Schalter 210 ein Pulserzeugungsteil 208 verbunden, und über einen Schalter 211 war weiterhin eine Widerstandsmesseinrichtung 209 verbunden. Die Widerstandsmesseinrichtung 209 war mit einem Beurteilungsteil 213 verbunden, durch welches beurteilt wurde, ob ein Widerstandswert, der durch die Widerstandsmesseinrichtung 209 gemessen wurde, hoch oder niedrig war. Zwischen der oberen Elektrode 204 und der unteren Elektrode 202 wurde über die Anbringungsteile 212 durch die Pulserzeugungseinrichtung 208 ein Strompuls übertragen, wobei der Widerstandswert zwischen der unteren Elektrode 202 und der oberen Elektrode 204 von der Widerstandsmesseinrichtung 209 gemessen wurde. Der auf diese Weise gemessene Widerstand wurde durch das Beurteilungsteil 213 beurteilt, ob es hoch oder niedrig war. Die ser Widerstand ändert sich im Allgemeinen aufgrund der Phasenänderung des Phasenänderungsteils 205. Deshalb war aufgrund des Ergebnisses dieser Beurteilung der Zustand des Phasenänderungsteils 205 bekannt.
Bei diesem Beispiel betrug der Schmelzpunkt des Phasenänderungsteils 630 °C und dessen Kristallisationstemperatur 170 °C sowie die Kristallisationszeit 130 ns. Der Widerstandswert zwischen der unteren Elektrode 204 und der oberen Elektrode 204 betrug 1000 Ω, wenn das Phasenänderungsteil 205 im Zustand der amorphen Phase war, und betrug 20 Ω, wenn es im Stadium der kristallinen Phase war. Es wurde ein Strompuls von 20 mA und 150 ns zwischen der oberen Elektrode 204 und der unteren Elektrode 202 eingesetzt, wenn das Phasenänderungsteil 205 sich im Stadium der amorphen Phase befand (d.h. bei hohem Widerstand). Als Ergebnis nahm der Widerstandswert zwischen der unteren Elektrode 202 und der oberen Elektrode 204 ab, und das Phasenänderungsteil 205 ging vom Stadium der amorphen Phase in das Stadium der kristallinen Phase über. Weiter wurde ein Strompuls von 200 mA und 100 ns zwischen der oberen Elektrode 204 und der unteren Elektrode 202 eingesetzt, wenn sich das Phasenänderungsteil 205 im Zustand der kristallinen Phase befand (d.h. bei niederem Widerstand). Als Ergebnis stieg der Widerstandswert zwischen der unteren Elektrode 202 und der oberen Elektrode 204 an, und das Phasenänderungsteil 205 wechselte vom Stadium der kristallinen Phase in das Stadium der amorphen Phase.
Durch die obigen Ergebnisse wurde bestätigt, dass im Phasenänderungsteil (einer Aufzeichnungsschicht) eine Phasenänderung erfolgte, wenn die Schicht eingesetzt wurde, die hergestellt war aus einem Material der Zusammensetzung (ZrSiO₄)₄₀(Cr₂O₃)₃₀(LaF₃)₃₀ (Mol-%), als thermisches Isolationsteil 206 um den Phasenänderungsteil 205 und wenn darauf eine elektrische Energie einwirkte. Deswegen wurde auch bestätigt, dass das Informationsaufzeichnungsmedium 207 die Funktion hatte, Informationen aufzuzeichnen.
Da in diesem Beispiel, bei dem das thermische Isolationsteil 206 aus (ZrSiO₄)₄₀(Cr₂O₃)₃₀(LaF₃)₃₀ (Mol-%), welches eine dielektrische Substanz ist, um das säulenförmige Phasenänderungsteil 205 vorgesehen wird, verhindert es wirksam, dass der Strom, der in das Phasenänderungsteil 205 hineinfließt, wenn eine Spannung zwischen der oberen Elektrode 204 und der unteren Elektrode 202 angelegt wird, in die Peripherie des Phasenänderungsteils 205 entweicht. Als Ergebnis kann die Temperatur des Phasenänderungsteils 205 durch die vom Strom erzeugte Joule'sche Wärme wirksam erhöht werden. Insbesondere um das Phasenänderungsteil 205 in den Zustand der amorphen Phase zu überführen, ist ein Prozess erforderlich, bei dem das Phasenänderungsteil 205 aus Ge₃₈Sb₁₀Te₅₂ geschmolzen wird, gefolgt von Quenchen. Mithilfe des thermischen Isolationsteils 206 um das Phasenänderungsteil 205 herum, kann das Schmelzen des Phasenänderungsteils bei kleinerem Strom erfolgen.
Das Material aus (ZrSiO₄)₄₀(Cr₂O₃)₃₀(LaF₃)₃₀ (Mol-%) für das thermische Isolationsteil 206 hat einen hohen Schmelzpunkt. Weiterhin erfolgt in diesem Material nahezu keine wärmebedingte atomare Diffusion. Somit ist das Material anwendbar auf einen elektrischen Speicher wie das Informationsaufzeichnungsmedium 207. Wenn das thermische Isolationsteil 206 entlang der Peripherie des Phasenänderungsteils 205 angeordnet ist, dient das thermische Isolationsteil 206 dazu, das Phasenänderungsteil 205 in der Ebene des Aufzeichnungsteils 203 elektrisch und thermisch weit gehend zu isolieren. Durch Ausnützen dieses Effekts und Vorsehen von mehreren Phasenänderungsteilen 205 im Informationsaufzeichnungsmedium 207, so dass die Phasenänderungsteile 205 durch das thermische Isolationsteil 206 voneinander isoliert sind, können die Speicherkapazität des Informationsaufzeichnungsmediums 207 vergrößert und die Zugriffs- und/oder Schaltfunktion verbessert werden. Außerdem können mehrere Informationsaufzeichnungsmedien 207 selbst miteinander verbunden sein.
Vorstehend wurde ein erfindungsgemäßes Informationsaufzeichnungsmedium durch eine Reihe von Beispielen erläutert. Eine Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid kann eingesetzt werden sowohl für ein Informationsaufzeichnungsmedium, welches mit optischen Mitteln beschrieben wird, als auch für ein Informationsaufzeichnungsmedium, welches mit elektrischen Mitteln beschrieben wird. Gemäß dem erfindungsgemäßen Informationsaufzeichnungsmedium, welches die Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid einschließt, kann ein Aufbau realisiert werden, dessen Realisierung noch nicht möglich war, und/oder es wurde verglichen mit Informationsaufzeichnungsmedien des Standes der Technik ein besseres Leistungsverhalten erhalten.

Claims

Informationsaufzeichnungsmedium aufweisend: ein Substrat (1); eine Aufzeichnungsschicht (4), in der durch Bestrahlung mit Licht oder Anwendung von elektrischer Energie eine Phasenänderung zwischen einer Kristallphase und einer amorphen Phase erzeugt wird; gekennzeichnet durch eine Materialschicht (2b) auf der Basis von Oxid/Fluorid enthaltend mindestens ein Element ausgewählt aus der Gruppe GM bestehend aus Ti, Zr, Hf, Nb, Ta, Cr und Si sowie ein Sauerstoffatom, mindestens ein Element ausgewählt aus der Gruppe GL bestehend aus La, Ce, Pr, Nd, Gd, Dy, Ho, Er und Yb sowie ein Fluoratom.
Medium nach Anspruch 1, bei dem die Materialschicht auf der Grundlage von Oxid/Fluorid ein Material umfasst, welches durch die Formel M_HO_IL_JF_K (Atom-%) ausgedrückt wird, wobei M mindestens ein Element darstellt ausgewählt aus der Gruppe GM, L mindestens ein Element darstellt ausgewählt aus der Gruppe GL und H, I, J und K den Ungleichungen 10 ≤ H ≤ 45, 24 ≤ I ≤ 76, 0 < J ≤ 19 und 0 < K ≤ 48 genügen.
Medium nach Anspruch 1, bei dem die Materialschicht auf der Grundlage von Oxid/Fluorid ein Material umfasst, welches Cr und als Element ausgewählt aus der Gruppe GM mindestens ein Element ausgewählt aus der Gruppe GM1 bestehend aus Ti, Zr, Hf und Ta und als Element ausgewählt aus der Gruppe GL mindestens ein Element ausgewählt aus der Gruppe GL1 bestehend aus La, Ce, Pr und Nd, enthält und durch die Formel M¹ _PCr_QO_IL¹ _JF_K (Atom-%) ausgedrückt wird, wobei M¹ mindestens ein Element darstellt ausgewählt aus der Gruppe GM1, L¹ mindestens ein Element darstellt ausgewählt aus der Gruppe GL1 und P, Q, I, J und K den Ungleichungen 0 < P ≤ 38, 0 < Q ≤ 45, 24 ≤ I ≤ 76, 0 < J ≤ 19 und 0 < K ≤ 48 genügen.
Medium nach Anspruch 1, bei dem die Materialschicht auf der Grundlage von Oxid/Fluorid ein Material umfasst, welches Cr, Si und als Element ausgewählt aus der Gruppe GM mindestens ein Element aus der Gruppe GM1 bestehend aus Ti, Zr, Hf und Ta und als Element ausgewählt aus der Gruppe GL mindestens ein Element ausgewählt aus der Gruppe GL1 bestehend aus La, Ce, Pr, und Nd enthält und durch die Formel M¹ _RCr_SSI_TO_UL¹ _VF_W (Atom-%) ausgedrückt wird, wobei M¹ mindestens ein Element darstellt ausgewählt aus der Gruppe GM1, L¹ mindestens ein Element darstellt ausgewählt aus der Gruppe GL1 und R, S, T, U, V und W den Ungleichungen 0 < R ≤ 28, 0 < S ≤ 33, 0 < T ≤ 19, 25 ≤ U ≤ 70, 0 < V ≤ 18 und 0 < W ≤ 45 genügen.
Medium nach Anspruch 1, bei dem die Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid folgendes enthält: (a) ein oder mehrere Oxide; sowie (b) ein oder mehrere Fluoride, wobei jedes Oxid ein Oxid von mindestens einem Element ist ausgewählt aus der Gruppe GM bestehend aus Ti, Zr, Hf, Nb, Ta, Cr und Si und jedes Fluorid ein Fluorid von mindestens einem Element ist ausgewählt aus der Gruppe GL bestehend aus La, Ce, Pr, Nd, Gd, Dy, Ho, Er und Yb.
Medium nach Anspruch 5, bei dem die Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid die Gruppe der Oxide der Elemente ausgewählt aus der Gruppe GM und die Gruppe der Fluoride der Elemente ausgewählt aus der Gruppe GL umfasst, wobei die Gesamtmenge 90 Mol-% oder größer ist.
Medium nach Anspruch 5, bei dem die Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid die Gruppe der Oxide der Elemente umfasst ausgewählt aus der Gruppe GM, wobei die Menge 50 Mol-% oder größer ist.
Medium nach Anspruch 5, wobei die Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid ein Oxid von Cr und als Oxid der Elemente ausgewählt aus der Gruppe GM ein oder mehrere Oxide, die jeweils ein Oxid mindestens eines Elements darstellen ausgewählt aus der Gruppe GM1 bestehend aus Ti, Zr, Hf und Ta und als Fluorid der Elemente ausgewählt aus der Gruppe GL ein oder mehrere Fluoride, die jeweils ein Fluorid von mindestens ei nem Element darstellen ausgewählt aus der Gruppe GL1 bestehend aus La, Ce, Pr, und Nd umfasst.
Medium nach Anspruch 8, wobei die Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid als Oxide der Elemente ausgewählt aus der Gruppe GM das Oxid von Cr und die Gruppe von Oxiden der Elemente ausgewählt aus der Gruppe GM1 bestehend aus Ti, Zr, Hf und Ta umfasst, wobei die Gesamtmenge 50 Mol-% oder mehr beträgt.
Medium nach Anspruch 9, bei dem die Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid weiter als Oxid des Elements ausgewählt aus der Gruppe GM ein Oxid von Si umfasst.
Medium nach Anspruch 5, bei dem die Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid SiO₂ und Cr₂O₃ und als Oxid der Elemente ausgewählt aus der Gruppe GM mindestens ein Oxid ausgewählt aus ZrO₂, HfO₂ und Ta₂O₅ und als Fluorid des Elements ausgewählt aus der Gruppe GL LaF₃ umfasst.
Medium nach Anspruch 11, bei dem die Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid ein Material umfasst, welches durch die Formel (D)_X(SiO₂)_Y(Cr₂O₃)_Z(LaF₃)_100-X-Y-Z (Mol-%) ausgedrückt wird, wobei D mindestens ein Oxid bedeutet ausgewählt aus ZrO₂, HfO₂ und Ta₂O₅ und X, Y und Z den Ungleichungen 20 ≤ X ≤ 70, 10 ≤ Y ≤ 50, 10 ≤ Z ≤ 60 und 50 ≤ X + Y + Z ≤ 90 genügen.
Medium nach Anspruch 5, bei dem die Materialschicht auf Basis von Oxid/Fluorid als Oxide der Elemente ausgewählt aus der Gruppe GM ZrSiO₄ und Cr₂O₃ und als Fluorid des Elements ausgewählt aus der Gruppe GL LaF₃ umfasst.
Medium nach Anspruch 13, bei dem die Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid ein Material umfasst, welches durch die Formel (ZrSiO₄)_A(Cr₂O₃)_B(LaF₃)_100-A-B (Mol-%) ausgedrückt wird, wobei A und B den Ungleichungen 20 ≤ A ≤ 70, 10 ≤ B ≤ 50 und 50 ≤ A + B ≤ 90 genügen.
Medium nach Anspruch 1, bei dem die Phasenänderung in der Aufzeichnungsschicht reversibel erzeugt wird.
Medium nach Anspruch 15, bei dem die Aufzeichnungsschicht ein Material umfasst ausgewählt aus Ge-Sb-Te, Ge-Sn-Sb-Te, Ge-Bi-Te, Ge-Sn-Bi-Te, Ge-Sb-Bi-Te, Ge-Sn-Sb-Bi-Te, Ag-In-Sb-Te und Sb-Te.
Medium nach Anspruch 15, bei dem die Dicke der Aufzeichnungsschicht 16 nm oder kleiner ist.
Medium nach Anspruch 1, bei dem zwei oder mehr Aufzeichnungsschichten vorgesehen sind.
Medium nach Anspruch 1, bei dem auf einer Oberfläche des Substrats (1) der Reihe nach eine erste dielektrische Schicht (2), die Aufzeichnungsschicht (4), eine zweite dielektrische Schicht (6) und eine Reflexionsschicht (8) gebildet sind und von der ersten dielektrischen Schicht und der zweiten dielektrischen Schicht mindestens eine die Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid ist und in Kontakt mit der Aufzeichnungsschicht steht.
Medium nach Anspruch 1, bei dem auf einer Oberfläche des Substrats eine erste dielektrische Schicht, eine Zwischenschicht, die Aufzeichnungsschicht, eine zweite dielektrische Schicht, eine optische Kompensationsschicht und eine Reflexionsschicht der Reihe nach gebildet sind und die zweite dielektrische Schicht die Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid ist und in Kontakt mit der Aufzeichnungsschicht steht.
Medium nach Anspruch 1, bei dem auf einer Oberfläche des Substrats eine Reflexionsschicht, eine zweite dielektrische Schicht, die Aufzeichnungsschicht und eine erste dielektrische Schicht der Reihe nach gebildet sind und von der ersten dielektrischen Schicht und der zweiten dielektrischen Schicht mindestens eine die Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid ist und in Kontakt mit der Aufzeichnungsschicht steht.
Medium nach Anspruch 1, bei dem auf einer Oberfläche des Substrats eine Reflexionsschicht, eine optische Kompensationsschicht, eine zweite dielektrische Schicht, die Aufzeichnungsschicht, eine Zwischenschicht und eine erste dielektrische Schicht der Reihe nach gebildet sind und die zweite dielektrische Schicht die Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid ist und in Kontakt mit der Aufzeichnungsschicht steht.
Medium nach Anspruch 1, bei dem auf einer Oberfläche des Substrats mindestens eine zweite Aufzeichnungsschicht und eine erste Aufzeichnungsschicht der Reihe nach gebildet sind und mindestens eine Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid gebildet ist und in Kontakt mit der ersten Aufzeichnungsschicht oder der zweiten Aufzeichnungsschicht steht.
Medium nach Anspruch 1, bei dem mindestens eine zweite Reflexionsschicht, eine fünfte dielektrische Schicht, eine zweite Aufzeichnungsschicht, eine vierte dielektrische Schicht, eine Zwischenschicht, eine dritte dielektrische Schicht, eine erste Reflexionsschicht, eine zweite dielektrische Schicht, eine erste Aufzeichnungsschicht und eine erste dielektrische Schicht der Reihe nach gebildet sind und bei dem von der ersten dielektrischen Schicht, der zweiten dielektrischen Schicht, der vierten dielektrischen Schicht und der fünften dielektrischen Schicht mindestens eine die Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid ist und in Kontakt mit der ersten Aufzeichnungsschicht oder der zweiten Aufzeichnungsschicht steht.
Verfahren zur Herstellung eines Informationsaufzeichnungsmediums, welches enthält: ein Substrat (1), eine Aufzeichnungsschicht (4) und eine Materialschicht (2, 6) auf der Basis von Oxid/Fluorid umfassend mindestens ein Element ausgewählt aus der Gruppe GM bestehend aus Ti, Zr, Hf, Nb, Ta, Cr und Si und ein Sauerstoffatom und mindestens ein Element ausgewählt aus der Gruppe GL bestehend aus La, Ce, Pr, Nd, Gd, Dy, Ho, Er und Yb und ein Fluoratom, wobei das Verfahren die folgenden Schritte enthält: Herstellen eines Substrats (1); Herstellen einer Aufzeichnungsschicht (4), wobei durch Bestrahlung mit Licht oder Anwendung von elektrischer Energie zwischen einer Kris tallphase und einer amorphen Phase eine Phasenänderung erzeugt wird, wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch ein Verfahren zur Herstellung der Materialschicht auf der Basis von Oxid/Fluorid durch Sputtern unter Verwendung eines Sputtertargets umfassend mindestens ein Element ausgewählt aus der Gruppe GM und ein Sauerstoffatom, mindestens ein Element ausgewählt aus der Gruppe GL und ein Fluoratom.
Verfahren nach Anspruch 25, bei dem das Sputtertarget ein Material umfasst, welches durch die Formel M_hO_iL_jF_k (Atom-%) ausgedrückt wird, wobei M mindestens ein Element darstellt ausgewählt aus der Gruppe GM, L mindestens ein Element darstellt ausgewählt aus der Gruppe GL und h, i, j und k den Ungleichungen 10 ≤ h ≤ 45, 24 ≤ i ≤ 76, 0 < j ≤ 19 und 0 < k ≤ 48 genügen.
Verfahren nach Anspruch 25, bei dem das Sputtertarget ein Material umfasst, welches Cr und als Element ausgewählt aus der Gruppe GM mindestens ein Element aus der Gruppe GM1 bestehend aus Ti, Zr, Hf und Ta und als Element ausgewählt aus der Gruppe GL mindestens ein Element ausgewählt aus der Gruppe GL1, bestehend aus La, Ce, Pr und Nd enthält und durch die Formel M¹ _pCr_qO_iL¹ _jF_k (Atom-%) ausgedrückt wird, wobei M¹ mindestens ein Element darstellt ausgewählt aus der Gruppe GM1, L¹ mindestens ein Element darstellt ausgewählt aus der Gruppe GL1 und p, q, i, j und k den Ungleichungen 0 < p ≤ 38, 0 < q ≤ 45, 24 ≤ i ≤ 76, 0 < j ≤ 19 und 0 < k ≤ 48 genügen.
Verfahren nach Anspruch 25, bei dem das Sputtertarget ein Material umfasst, welches Cr, Si und als Element ausgewählt aus der Gruppe GM mindestens ein Element ausgewählt aus der Gruppe GM1 bestehend aus Ti, Zr, Hf und Ta und als Element ausgewählt aus der Gruppe GL mindestens ein Element ausgewählt aus der Gruppe GL1 bestehend aus La, Ce, Pr und Nd enthält und durch die Formel M¹ _rCr_sSi_tO_uL¹ _vF_w (Atom-%) ausgedrückt wird, wobei M¹ mindestens ein Element darstellt ausgewählt aus der Gruppe GM1, L¹ mindestens ein Element darstellt ausgewählt aus der Gruppe GL1 und r, s, t, u, v und w den Ungleichungen 0 < r ≤ 28, 0 < s ≤ 33, 0 < t ≤ 19, 25 ≤ u ≤ 70, 0 < v ≤ 18 und 0 < w ≤ 45 genügen.
Verfahren nach Anspruch 25, bei dem das Sputtertarget folgendes umfasst: (a) ein oder mehrere Oxide; und (b) ein oder mehrere Fluoride, wobei jedes Oxid ein Oxid mindestens eines Elements ist ausgewählt aus der Gruppe GM bestehend aus Ti, Zr, Hf, Nb, Ta, Cr und Si und jedes Fluorid ein Fluorid mindestens eines Element ist ausgewählt aus der Gruppe GL bestehend aus La, Ce, Pr, Nd, Gd, Dy, Ho, Er und Yb.
Verfahren nach Anspruch 29, bei dem das Sputtertarget die Gruppe der Oxide der Elemente ausgewählt aus der Gruppe GM und die Gruppe der Fluoride der Elemente ausgewählt aus der Gruppe GL in einer Gesamtmenge von 90 Mol-% oder größer umfasst.
Verfahren nach Anspruch 29, bei dem das Sputtertarget die Gruppe der Oxide der Elemente ausgewählt aus der Gruppe GM in einer Menge von 50 Mol-% oder mehr umfasst.
Verfahren nach Anspruch 29, bei dem das Sputtertarget ein Oxid von Cr und als Oxid der Elemente ausgewählt aus der Gruppe GM ein oder mehrere Oxide, die jeweils Oxide mindestens eines Elements ausgewählt aus der Gruppe GM1 bestehend aus Ti, Zr, Hf, und Ta sind, sowie als Fluorid der Elemente ausgewählt aus der Gruppe GL ein oder mehrere Fluoride, die jeweils ein Fluorid mindestens eines Elements ausgewählt aus der Gruppe GL1 bestehend aus La, Ce, Pr und Nd sind, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 32, bei dem das Sputtertarget als Oxide der Elemente ausgewählt aus der Gruppe GM ein Oxid von Cr und die Gruppe der Oxide der Elemente ausgewählt aus der Gruppe GM1 bestehend aus Ti, Zr, Hf und Ta umfasst, wobei die Gesamtmenge 50 Mol-% oder größer ist.
Verfahren nach Anspruch 33, bei dem das Sputtertarget außerdem als Oxid des Elements ausgewählt aus der Gruppe GM ein Oxid von Si umfasst.
Verfahren nach Anspruch 29, bei dem das Sputtertarget als Oxide der Elemente ausgewählt aus der Gruppe GM SiO₂ und Cr₂O₃ und mindestens ein Oxid ausgewählt aus ZrO₂, HfO₂ und Ta₂O₅ umfasst und als Fluorid des Elements ausgewählt aus der Gruppe GL LaF₃ umfasst.
Verfahren nach Anspruch 35, bei dem das Sputtertarget ein Material umfasst, welches durch die Formel (D)_x(SiO₂)_y(Cr₂O₃)_z(LaF₃)_100-x-y-z (Mol-%) ausgedrückt wird, wobei D mindestens ein Oxid darstellt ausgewählt aus ZrO₂, HfO₂ und Ta₂O₅ und x, y und z den Ungleichungen 20 ≤ x ≤ 70, 10 ≤ y ≤ 50, 10 ≤ z ≤ 60 und 50 ≤ x + y + z ≤ 90 genügen.
Verfahren nach Anspruch 29, bei dem das Sputtertarget als Oxide der Elemente ausgewählt aus der Gruppe GM ZrSiO₄ und Cr₂O₃ und als Fluorid der Elemente ausgewählt aus der Gruppe GL LaF₃ umfasst.
Verfahren nach Anspruch 37, bei dem das Sputtertarget ein Material umfasst, welches durch die Formel (ZrSiO₄)_a(Cr₂O₃)_b(LaF₃)_100-a-b (Mol-%) ausgedrückt wird, wobei a und b den Ungleichungen 20 ≤ a ≤ 70, 10 ≤ b ≤ 50 und 50 ≤ a + b ≤ 90 genügen.