DE60302552T2 - Wiederbeschreibbares optisches speichermedium und verwendung eines solchen mediums - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein wieder beschreibbares, optisches Speichermedium zur löschbaren, eine hohe Daten-Übertragungsgeschwindigkeit aufweisenden Aufzeichnung mit Hilfe eines fokussierten Laserstrahls, wobei das Medium aufweist:
    ein Substrat sowie übereinander angeordnete Schichten auf dem Substrat mit: einer ersten dielektrischen Schicht, einer Aufzeichnungsschicht aus einem Phasenwechselmaterial mit einer Legierung aus Ge, Sb und Te, wobei die Legierung eine, durch die Formel GexSbyTez in Atomprozent definierte Zusammensetzung aufweist, wobei 0 < x < 15, 50 < y < 80, 10 < z < 30 und x + y + z = 100, einer zweiten dielektrischen Schicht sowie einer Metallspiegelschicht.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich ebenfalls auf die Verwendung eines solchen optischen Aufzeichnungsmediums bei Anwendungen mit hoher Daten-Übertragungsgeschwindigkeit.
  • Ein Ausführungsbeispiel eines optischen Datenspeichermediums der eingangs erwähnten Art ist aus dem, von den Anmeldern eingereichten US-Patent US 5 935 672 bekannt.
  • Ein, auf dem Phasenwechselprinzip basierendes, optisches Datenspeichermedium ist attraktiv, da es die Möglichkeiten des direkten Überschreibens (DOW) und der hohen Speicherdichte mit der problemlosen Kompatibilität mit, eine optische Datenspeicherung vorsehenden Nurlesesystemen kombiniert. Die Datenspeicherung umfasst in diesem Zusammenhang Digitalvideo-, Digitalaudio- sowie Softwaredatenspeicherung. Eine optische Phasenwechselaufzeichnung umfasst die Ausbildung submikrometergroßer, amorpher Aufzeichnungsmarkierungen in einer dünnen, kristallinen Schicht unter Verwendung eines fokussierten Laserstrahls mit relativ hoher Leistung. Während der Aufzeichnung von Informationen wird das Medium gegenüber dem fokussierten Laserstrahl, welcher entsprechend den aufzuzeichnenden Informationen moduliert wird, bewegt. Es werden Markierungen ausgebildet, wenn der Hochleistungslaserstrahl die kristalline Aufzeichnungsschicht zum Schmelzen bringt. Sobald der Laserstrahl abgeschaltet/oder anschließend relativ zu der Aufzeichnungsschicht bewegt wird, findet ein „Quenching" der geschmolzenen Markierungen in der Aufzeichnungsschicht statt, wobei eine amorphe Informationsmarkierung in den belichteten Bereichen der Aufzeichnungsschicht, die in den unbelichteten Bereichen kristallin bleibt, stehengelassen wird. Eine Löschung geschriebener, amorpher Markierungen wird durch Rekristallisation durch Erhitzung mit dem gleichen Laser auf einem niedrigeren Leistungspegel realisiert, ohne dabei die Aufzeichnungsschicht zum Schmelzen zu bringen. Die amorphen Markierungen stellen die Datenbits dar, welche durch einen relativ schwachen, fokussierten Laserstrahl, z.B. über das Substrat, gelesen werden können. Reflexionsdifferenzen der amorphen Markierungen gegenüber der kristallinen Aufzeichnungsschicht ermöglichen einen modulierten Laserstrahl, welcher dann von einem Detektor in einen modulierten Photostrom entsprechend den aufgezeichneten Informationen umgewandelt wird.
  • Eine der wichtigsten Anforderungen bei optischer Phasenwechselaufzeichnung ist eine hohe Datenübertragungsgeschwindigkeit; dieses heißt, dass die Daten in dem Medium bei einer Benutzer-Datenflussrate von mindestens 25 Megabits/s geschrieben und neu geschrieben werden können. Bei einer solch hohen Datenflussrate ist es erforderlich, dass die Aufzeichnungsschicht während des DOW-Vorgangs eine hohe Kristallisationsgeschwindigkeit, d.h. eine kurze Kristallisationszeit, aufweist. Um sicherzustellen, dass die zuvor aufgezeichneten, amorphen Markierungen während des DOW-Vorgangs rekristallisiert werden können, muss die Aufzeichnungsschicht eine richtige Kristallisationsgeschwindigkeit aufweisen, um die Geschwindigkeit des Mediums gegenüber dem Laserstrahl abzugleichen. Sollte die Kristallisationsgeschwindigkeit nicht hoch genug sein, können die amorphen Markierungen von der vorherigen Aufzeichnung, welche die alten Daten darstellen, während des DOW-Vorgangs nicht vollständig gelöscht, d.h. rekristallisiert, werden. Hierdurch entsteht ein hoher Störpegel. Eine hohe Kristallisationsgeschwindigkeit ist im Besonderen zur hochdichten Aufzeichnung und bei optischen Aufzeichnungsmedien mit hoher Datenflussrate, wie z.B. einer plattenförmigen Hochgeschwindigkeits-CD-RW, DVD-RW, DVD+RW, DVD-RAM, DVR-rot und -blau, welche jeweils Abkürzungen der bekannten Compact Disc und der High-Density Digital Versatile- oder Video Disk + RW und -RAM der neuen Generation darstellen, erforderlich, wobei sich RW und RAM auf die Wiederbeschreibbarkeit solcher Platten sowie auf optische Speicherplatten zur Digitalvideoaufzeichnung (Digital Video Recording) beziehen, wobei sich rot und blau auf die verwendete Laserwellenlänge beziehen. Bei diesen neuen Platten muss die komplette Löschzeit (CET) geringer als 40 ns sein. CET wird als Mindestdauer eines Löschimpulses für die komplette Kristallisation einer geschriebenen, amrphen Markierung in einer kristallinen Umgebung definiert. Die CET wird mit einem statischen Prüfgerät gemessen. Bei DVD+RW, welche eine Aufzeichnungsdichte von 4,7 GB pro 120-mm-Platte aufweist, ist eine Benutzer-Datenbitrate von 26 Megabits/s, bei DVR-blau eine solche von 35 Megabits/s erforderlich. Bei Hochgeschwindigkeitsversionen von DVD+RW und DVR-blau sind Datenflussraten von 50 Megabits/s und höher erforderlich. Die Datenflussrate bei Audio/Video-(AV)-Anwendungen wird durch den AV-Informationsstrom bestimmt, wobei jedoch bei Computerdaten-Anwendungen keine Einschränkungen bei der Datenflussrate gelten, d.h. je größer, desto besser. Jede dieser Datenbitraten kann in eine maximale CET umgesetzt werden, welche durch mehrere Parameter, z.B. thermische Ausführung der Aufzeichnungs-Schichtenstapel und der verwendeten Materialien der Aufzeichnungsschicht beeinflusst wird.
  • Das bekannte Medium vom Phasenwechseltyp weist ein plattenförmiges Substrat auf, welches übereinander angeordnete Schichten trägt, die nacheinander aus einer ersten dielektrischen Schicht, einer Aufzeichnungsschicht aus einer Ge-Sb-Te-Phasenwechsellegierung, einer zweiten dielektrischen Schicht sowie einer reflektierenden Metallschicht bestehen. Ein solcher Schichtenstapel kann als IPM-Struktur bezeichnet werden, wobei M eine reflektierende Metallschicht, I eine dielektrische Schicht und P eine Phasenwechsel-Aufzeichnungsschicht darstellen. Das Patent offenbart eine Verbindung Ge50xSb40-40xTe60-10x; in dieser Formel 0,166 ≤ x ≤ 0,444. Stöchiometrische Ge-Sb-Te-Materialien, welche in den erwähnten Bereich fallen, z.B. Ge2Sb2Te5, werden als Aufzeichnungsschicht, z.B. für DVD-RAM-Platten, verwendet. Diese stöchiometrischen Zusammensetzungen unterliegen einem, von Keimbildung dominierten Kristallisationsprozess. Das heißt, dass die Löschung einer geschriebenen, amorphen Markierung durch Keimbildung in der Markierung und nachfolgendes Wachstum erfolgt. Gemäß dem Patent verringert sich die CET der Ge-Sb-Te-Schicht durch Erhöhen ihrer Dicke bis zu 25 nm und tendiert dann bei weiterer Zunahme der Schichtdicke bei einem Wert von etwa 50–60 ns dazu, eine Konstante zu werden. Ein Dickenbereich zwischen 25 und 35 nm wurde zur Verwendung bei Aufzeichnungen mit hoher Datenflussrate beansprucht. Sobald die Dicke der Aufzeichnungsschicht geringer als 25 nm wird, erhöht sich die CET auf Werte über 80 ns.
  • Das bekannte Aufzeichnungsmedium zeigt eine Mindest-CET seiner Aufzeichnungsschicht von etwa 50–60 ns, wobei die CET die Tendenz hat, bei geringeren Dicken der Aufzeichnungsschicht zuzunehmen. Bei Verwendung mehrerer Aufzeichnungs schichten ist es wünschenswert, dass die Aufzeichnungsschicht, welche dem Aufzeichnungs-/Lese-Laserstrahl am nächsten ist, eine relativ hohe, optische Übertragung vorsieht, um ein Schreiben und Lesen in weiteren Aufzeichnungsschichten zu ermöglichen. Eine relativ hohe, optische Übertragung der Aufzeichnungsschicht kann nur erreicht werden, wenn deren Dicke geringer als 25 nm ist. Bei Dicken der Aufzeichnungsschicht von 25 nm oder weniger erhöht sich die CET des bekannten Mediums jedoch auf Werte, welche zur Aufzeichnung mit hoher Datenflussrate weniger geeignet sind.
  • US-Patent US 6 294 310 offenbart ein optisches Informationsaufzeichnungsmedium, wie eingangs beschrieben, mit einer Aufzeichnungsschichtdicke von 15–30 nm.
  • Die Japanische Patentanmeldung JP-A-07 262 615 offenbart ein optisches Informationsaufzeichnungsmedium mit einer Aufzeichnungsschicht aus einer Legierung aus Ge-Te-Sb mit einer Dicke von 10 nm.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein wieder beschreibbares, optisches Speichermedium der eingangs beschriebenen Art vorzusehen, welches eine Aufzeichnungsschicht mit einer Dicke von weniger als 25 nm und eine CET von maximal 40 ns vorsieht, wodurch dieses zur Aufzeichnung mit hoher Übertragungsgeschwindigkeit geeignet ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein optisches Speichermedium, wie eingangs beschrieben, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass die Aufzeichnungsschicht eine Dicke im Bereich von 7 bis 13 nm aufweist, gelöst. Diese Materialien unterliegen einem, von Wachstum dominierten Kristallisationsprozess. Das heißt, dass durch direktes Wachstum von der Grenze zwischen der geschriebenen, amorphen Markierung und kristallinem Hintergrund eine Markierungslöschung erfolgt. Eine Keimbildung innerhalb der geschriebenen, amorphen Markierung findet nicht statt, bevor dieses Wachstum beendet ist. Überraschenderweise verringert sich die CET dieser Materialien mit Zunahme der Schichtdicke zuerst rapide und erhöht sich dann erneut bei weiterer Zunahme der Schichtdicke. Die CET wird kürzer als 40 ns, wenn die Aufzeichnungsschicht eine Dicke im Bereich von 7 bis 13 nm aufweist. Die Abhängigkeit der Dicke von der CET der beanspruchten Ge-Sb-Te-Zusammensetzungen kann wie folgt verstanden werden. Die starke, anfängliche Verringerung der CET mit Zunahme der Dicke der Phasenwechselaufzeichnungsschicht ist ein Ergebnis der Kompetition zwischen den Kontributionen des Schnittstellenmaterials und des Rohmaterials. Ist die Schicht relativ dünn, ist der Volumenanteil des an der Schnittstelle vorgesehenen Materials, welches sich oftmals strukturell sehr von seiner Rohform unterscheidet, d.h. mehr Defekte aufweist, groß. Mit der Zunahme der Schichtdicke steigt der Anteil des Materials, welches in Rohform vorgesehen ist; oberhalb einer bestimmten Dicke wird das Verhalten des Materials von der Rohform bestimmt. Offensichtlich sehen die Rohmaterialien eine günstigere Wachstumsgeschwindigkeit als die Schnittstellenmaterialien vor.
  • Bei weiterer Zunahme der Phasenwechselschichtdicke kann die Erhöhung der CET durch die Volumenvergrößerung des Materials hervorgerufen werden. Der Kristallisationsprozess der beanspruchten Ge-Sb-Te-Schicht wird vom Wachstum beherrscht. Das Volumen des zu kristallisierenden Materials wird wichtig. Die Größe der Kristallite beträgt typischerweise 10 nm. Ist die Schicht dünn, ist ein zweidimensionales Wachstum notwendig, für welches eine kürzere Zeit erforderlich ist. Wird die Schicht dicker, ist ein dreidimensionales Wachstum notwendig, für welches selbstverständlich eine längere Zeit erforderlich ist.
  • In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel des optischen Speichermediums gemäß der vorliegenden Erfindung weist die Aufzeichnungsschicht eine Dicke im Bereich von 8,5 bis 13 nm auf. In diesem Bereich ist die CET geringer als 35 ns, wodurch sogar höhere Datenflussraten möglich sind.
  • In einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel des optischen Speichermediums gemäß der vorliegenden Erfindung weist die zweite dielektrische Schicht eine Dicke von 20 bis 40 nm auf. Eine optimale Dicke für die zweite dielektrische Schicht, d.h. die Schicht zwischen der Aufzeichnungsschicht und der Metallspiegelschicht, zeigt sich zwischen 15 und 50 nm, vorzugsweise zwischen 20 und 40 nm. Ist diese Schicht zu dünn, wird die Wärmeisolation zwischen der Aufzeichnungsschicht und der Metallspiegelschicht nachteilig beeinflusst. Infolgedessen wird die Abkühlungsgeschwindigkeit der Aufzeichnungsschicht erhöht, was zu einem langsamen Kristallisationsprozess und einer schlechten Kreislauffähigkeit führt. Die Abkühlungsgeschwindigkeit wird durch Zunahme der Dicke der zweiten dielektrischen Schicht verringert. Die CET ist gegenüber der Dicke der Metallspiegelschicht nicht empfindlich. Deren Dicke kann z.B. im Bereich von 20 bis 200 nm liegen. Jedoch wird die Kreislauffähigkeit nachteilig beeinflusst, wenn die Metallspiegelschicht dünner als 60 nm ist, da die Abkühlungsgeschwindigkeit zu klein ist. Beträgt die Dicke der Metallspiegelschicht 160 nm oder mehr, verschlechtert sich die Kreislauffähigkeit weiter, und die Aufzeichnungs- und Löschleistung müssen auf Grund der erhöhten Wärmeleitung hoch sein. Vorzugsweise liegt die Dicke der Metallspiegelschicht zwischen 80 und 120 nm.
  • In einem anderen vorteilhaften Ausführungsbeispiel des optischen Speichermediums gemäß der vorliegenden Erfindung weist die erste dielektrische Schicht eine Dicke von 70 bis 500 nm auf. Hat die erste dielektrische Schicht eine geringere Dicke als 70 nm, wird die Kreislauffähigkeit des Mediums nachteilig beeinflusst. Größere Dicken als 500 nm können Spannungen in der Schicht hervorrufen und sind im Ausbringen kostenaufwendiger.
  • In einem speziellen Ausführungsbeispiel des optischen Speichermediums gemäß der vorliegenden Erfindung ist in dem Schichtenstapel eine weitere Aufzeichnungsschicht vorgesehen, welche die gleiche Zusammensetzung wie die (erste) Aufzeichnungsschicht aufweist. Die weitere Aufzeichnungsschicht kann zwischen dielektrischen Schichten, welche den dielektrischen Schichten der (ersten) Aufzeichnungsschicht gleichen, angeordnet sein. Es können weitere Zusatzschichten vorhanden sein. In einem sogenannten „Multi Recording Stack"-Medium (Medium mit mehreren übereinander angeordneten Aufzeichnungsschichten) sind zwei Aufzeichnungsschichten oder mehr vorhanden, welche in einem größeren Abstand als die Fokustiefe des Laserstrahls durch Zwischenschichten voneinander getrennt sind. Zuweilen sind Mehrfachschichten-Ausführungen durch Ln dargestellt, wobei n 0 oder eine positive ganze Zahl kennzeichnet. Der erste Schichtenstapel, durch welchen der Laserstrahl eintritt, wird als L0 bezeichnet, während jeder tiefere Schichtenstapel durch L1...Ln dargestellt ist. ,Tiefer' ist im Hinblick auf die Richtung des ankommenden Laserstrahls zu verstehen. Während des Aufzeichnens auf ein solches Medium und des Auslesens aus demselben wird der Laserstrahl auf die Aufzeichnungsschicht eines der Ln-Schichtenstapel fokussiert. Z.B. muss der L0-Schichtenstapel bei einem Zweifachschichtenstapel-Medium mit einem L0- und einem L1-Schichtenstapel transparent genug sein, um genügend Schreibenergie und ein ausreichendes Lesesignal vorzusehen. Dieses ist nur dann möglich, wenn die Aufzeichnungsschicht des L0-Schichtenstapels eine relativ geringe Dicke von 25 nm oder weniger aufweist. Der L1-Schichtenstapel, welcher den tiefsten Schichtenstapel darstellt, kann eine dickere Aufzeichnungsschicht aufweisen, da dieser nicht unbedingt optisch durchlässig sein muss. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine geringe CET mit einer geringen Dicke der Aufzeichnungsschicht verbunden, wodurch die Aufzeichnungsschicht gemäß der vorliegenden Erfindung zur Verwendung in einem, Multi Recording Stack Medium' (Medium mit mehreren übereinander angeordneten Aufzeichnungsschichten) geeignet ist.
  • Die erste und die zweite dielektrische Schicht können aus einem Gemisch aus ZnS und SiO2, z.B. (ZnS)80(SiO2)20, bestehen. Alternativen sind z.B. SiO2, TiO2, ZnS, AlN und Ta2O5. Vorzugsweise weist die dielektrische Schicht ein Carbid wie SiC, WC, TaC, ZrC oder TiC auf. Diese Materialien gewährleisten eine höhere Kristallisationsgeschwindigkeit und bessere Kreislauffähigkeit als ein ZnS-SiO2-Gemisch.
  • Für die Metallspiegelschicht können Materialien, wie z.B. Al, Ti, Au, Ni, Cu, Ag, Cr, Mo, W und Ta sowie Legierungen aus diesen Materialien verwendet werden.
  • Das Substrat ist zumindest für die Laserwellenlänge durchlässig und besteht zum Beispiel aus Polycarbonat, Polymethylmethacrylat (PMMA), amorphem Polyolefin oder Glas. Durchlässigkeit des Substrats ist nur dann erforderlich, wenn der Laserstrahl über die Eintrittsfläche des Substrats in den Aufzeichnungs-Schichtenstapel eintritt. Bei einem typischen Beispiel ist das Substrat plattenförmig und weist einen Durchmesser von 120 mm und eine Dicke von 0,1, 0,6 oder 1,2 mm auf. Das Substrat kann opak sein, wenn der Laserstrahl über die Seite, die dem Substrat gegenüber liegt, in den Schichtenstapel eintritt. Im letzteren Fall ist die Metallspiegelschicht des Schichtenstapels in Angrenzung an das Substrat vorgesehen. Dieser wird auch als inverser Schichtenstapel bezeichnet. Ein inverser Schichtenstapel wird z.B. bei der DVR-Platte verwendet.
  • Die Oberfläche des plattenförmigen Substrats auf der Seite des Aufzeichnungs-Schichtenstapels ist vorzugsweise mit einer Servospur versehen, welche optisch abgetastet werden kann. Diese Servospur wird oftmals durch eine spiralförmige Rille gebildet und wird in dem Substrat während eines Spritzguss- oder Stanzverfahrens mit Hilfe einer Form ausgebildet. Diese Rillen können alternativ in einem Replikationsverfahren in dem Kunstharz der Abstandsschicht, zum Beispiel einem UV-Licht härtbaren Acrylat, ausgebildet werden.
  • Wahlweise wird die äußerste Schicht des Schichtenstapels mit Hilfe einer Schutzschicht, z.B. aus UV-Licht gehärtetem Poly(meth)acrylat, von der Umgebung abgeschirmt. Die Schutzschicht muss eine gute, optische Qualität aufweisen, d.h. im Wesentlichen frei von optischen Aberrationen sein und im Wesentlichen eine gleichmäßige Dicke aufweisen, wenn das Laserlicht über die Schutzschicht in den Aufzeichnungs-Schichtenstapel eintritt. In diesem Fall ist die Schutzschicht für das Laserlicht durchlässig und wird ebenfalls als Deckschicht bezeichnet. Bei DVR-Platten weist diese Deckschicht eine Dicke von 0,1 mm auf.
  • Aufzeichnungs- und Löschdaten in den Aufzeichnungsschichten der Aufzeichnungs-Schichtenstapel können unter Verwendung eines Kurzwellenlasers, z.B. mit einer Wellenlänge von 660 nm oder kürzer (rot bis blau) vorgesehen werden.
  • Sowohl die Metallspiegelschicht als auch die dielektrischen Schichten können durch Aufdampfen oder Aufsputtern vorgesehen werden.
  • Die Phasenwechselaufzeichnungsschicht kann durch Vakuumaufdampfung auf dem Substrat aufgebracht werden. Bekannte Vakuumaufdampfungsverfahren sind Aufdampfung (E-Strahl-Aufdampfung, widerstandsfähige Wärmeaufdampfung aus einem Tiegel), Aufsputtern, chemische Tiefdruck-Aufdampfung (CVD), Ionenplattierung, ionenstrahlgestützte Aufdampfung, plasmagestützte CVD. Normale, thermische CVD-Verfahren sind auf Grund zu hoher Reaktionstemperatur nicht anwendbar. Die auf diese Weise aufgebrachte Schicht ist amorph und weist eine geringe Reflexion auf. Um eine geeignete Aufzeichnungsschicht mit einer hohen Reflexion zu bilden, muss diese Schicht zuerst vollständig kristallisiert werden, was im Allgemeinen als Initialisierung bezeichnet wird. Zu diesem Zweck kann die Aufzeichnungsschicht in einem Ofen auf eine Temperatur oberhalb der Kristallisationstemperatur der Ge-Sb-Te-Legierung, z.B. 180°C, erhitzt werden. Ein Kunstharzsubstrat, wie z.B. Polycarbonat, kann alternativ von einem speziellen Laserstrahl ausreichender Leistung erhitzt werden. Dieses kann z.B. in einem speziellen Aufzeichnungsgerät, in welchem der spezielle Laserstrahl die sich bewegende Aufzeichnungsschicht abtastet, realisiert werden. Die amorphe Schicht wird dann lokal auf die zur Kristallisation der Schicht erforderliche Temperatur erhitzt, ohne dass das Substrat einer nachteiligen Wärmebelastung ausgesetzt wird.
  • Eine hochdichte Aufzeichnung und Löschung kann durch Verwendung eines kurzwelligen Lasers, z.B. mit einer Wellenlänge von 660 nm oder kürzer (rot bis blau), erreicht werden.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
  • 1 – einen schematischen Querriss eines optischen Speichermediums gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 2 – die Relation zwischen CET (in ns) und der Dicke d3 (in nm) der Aufzeichnungsschicht für Ge7Sb76.4Te16.6-Material.
  • Beispiel
  • In 1 zeigt ein Teil eines Querschnitts ein erfindungsgemäßes, wieder beschreibbares, optisches Speichermedium 10 zur löschbaren Hochgeschwindigkeitsaufzeichnung. Aufzeichnen und Auslesen erfolgt mit Hilfe eines Laserstrahls 6. Das Medium 10 weist ein Substrat 1 aus PC mit einem Durchmesser von 120 mm und einer Dicke von 0,6 mm auf. Auf dem Substrat ist ein IPIM-Schichtenstapel aus Schichten mit einer ersten dielektrischen Schicht 2 aus (ZnS)80(SiO2)20 mit einer Dicke d2 = 70 nm, einer Aufzeichnungsschicht 3 aus einem Phasenwechselmaterial in der Zusammensetzung Ge7Sb76.4Te16.6 mit einer Dicke d3, einer zweiten dielektrischen Schicht 4 aus (ZnS)80(SiO2)20 mit einer Dicke d4 = 20 nm sowie einer Metallspiegelschicht 5 aus Al mit einer Dicke d5 = 100 nm vorgesehen. Die Aufzeichnungsschicht 6, welche eine Dicke d3 aufweist, variiert zwischen 4 und 30 nm. Ergebnisse der Auswirkung dieser Variation ist in 2 dargestelt Die Phasenwechselaufzeichnungsschicht 3 wird durch Aufdampfen oder Aufsputtern aus einer geeigneten Quelle auf das Substrat aufgebracht. Die auf diese Weise aufgebrachte Schicht 3 ist amorph und wird, wie zuvor beschrieben, in einem speziellen Aufzeichnungsgerät initialisiert, d.h. kristallisiert. Die Schichten 2, 4 und 5 werden ebenfalls durch Aufsputtern vorgesehen.
  • Der Laserstrahl 6 zum Aufzeichnen, zur Wiedergabe und zum Löschen von Informationen tritt über das Substrat 1 in die Aufzeichnungsschicht 3 ein. Die amorphen Markierungen werden mit einem einzelnen Laserimpuls der Leistung Pw = 1,25 Pm (Pm= Schmelzschwellenleistung) und einer Dauer von 100 ns geschrieben. Die Löschleistung liegt bei Pw/2. Es sei erwähnt, dass alternative Ausführungsbeispiele möglich sind, wobei das Substrat 1 in Angrenzung an die Metallspiegelschicht 5 vorgesehen ist, während der Laserstrahl 6 immer noch durch Schicht 2 in die Aufzeichnungsschicht 3 eintritt. In diesem Fall kann eine optisch durchlässige Deckschicht von z.B. 0,1 mm in Angrenzung an die dielektrische Schicht 2 vorgesehen sein.
  • In 2 ist die Abhängigkeit der CET in ns von der Dicke d3 in nm der Phasenwechselaufzeichnungsschicht 3 bei der Verbindung Ge7Sb76.4Te16.6 dargestellt. Aus Kurve 11 wird deutlich, dass die CET durch Zunahme von d3 bis etwa 10 nm schnell verringert wird und die Tendenz hat, sich bei einem geringen Wert von etwa 47 ns bei weiterer Zunahme von d3 langsam zu erhöhen und zu sättigen.
  • Es sei erwähnt, dass das oben erwähnte Ausführungsbeispiel die vorliegende Erfindung zwar beschreibt, jedoch nicht einschränkt, und dass sich für Fachkundige viele alternative Ausführungsbeispiele innerhalb des Anwendungsbereichs der Patentansprüche ergeben. In den Patentansprüchen sind in Klammern gesetzte Bezugszeichen nicht als Einschränkung des Patentanspruchs anzusehen. Das Wort „weist auf" bzw. „sieht vor" schließt nicht das Vorhandensein anderer Elementen oder Schritte als die in einem Patentanspruch aufgeführten aus. Das Wort „ein" oder „eine" vor einem Element schließt nicht das Vorhandensein mehrerer solcher Elemente aus. Die bloße Tatsache, dass bestimmte Maße in verschiedenen Unteransprüchen angegeben sind, bedeutet nicht, dass eine Kombination aus diesen Maßen nicht vorteilhaft eingesetzt werden kann.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein löschbares, optisches Speichermedium vorgesehen, welches sich zum direkten Überschreiben und zur Aufzeichnung mit hoher Datenflussrate, wie z.B. DVD+RW und wieder beschreibbare DVR, eignet und eine relativ dünne Phasenwechsel-Aufzeichnungsschicht mit einer möglichen Datenflussrate von mindestens 25 Mb/s aufweist.

Claims (7)

  1. Wieder beschreibbares, optisches Speichermedium (10) zur löschbaren, eine hohe Daten-Übertragungsgeschwindigkeit aufweisenden Aufzeichnung mit Hilfe eines fokussierten Laserstrahls (6), wobei das Medium (10) aufweist: ein Substrat (1) sowie übereinander angeordnete Schichten auf dem Substrat (1) mit: einer ersten dielektrischen Schicht (2), einer Aufzeichnungsschicht (3) aus einem Phasenwechselmaterial mit einer Legierung aus Ge, Sb und Te, einer zweiten dielektrischen Schicht (4) sowie einer Metallspiegelschicht (5), wobei die Legierung eine, durch die Formel GexSbyTez in Atomprozent definierte Zusammensetzung aufweist, wobei 0 < x < 15, 50 < y < 80, 10 < z < 30 und x + y + z = 100, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufzeichnungsschicht (3) eine Dicke im Bereich von 7 bis 13 nm aufweist.
  2. Optisches Speichermedium (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufzeichnungsschicht (3) eine Dicke im Bereich von 8,5 bis 13 nm aufweist.
  3. Optisches Speichermedium (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung eine, durch die Formel GexSbyTez in Atomprozent definierte Zusammensetzung aufweist, wobei 6 < x < 8, 70 < y < 80, 15 < z < 20 und x + y + z = 100.
  4. Optisches Speichermedium (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite dielektrische Schicht (4) eine Dicke von 20 bis 40 nm aufweist.
  5. Optisches Speichermedium (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste dielektrische Schicht (2) eine Dicke von 70 bis 500 nm aufweist.
  6. Optisches Speichermedium (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Aufzeichnungsschicht in dem Schichtenstapel vorgesehen ist, welche die gleiche Zusammensetzung wie die Aufzeichnungsschicht (3) aufweist.
  7. Verwendung eines optischen Speichermediums (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche zur, eine hohe Daten-Übertragungsgeschwindigkeit vorsehenden Aufzeichnung mit einer höheren Datenrate als 25 Mb/s.
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