DE60313564T2 - Optisches Aufzeichnungsmedium mit Phasenübergangsschicht und Verfahren zur Herstellung des optischen Aufzeichnungsmediums - Google Patents

Optisches Aufzeichnungsmedium mit Phasenübergangsschicht und Verfahren zur Herstellung des optischen Aufzeichnungsmediums Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches Aufzeichnungsmedium und ein Verfahren zu seiner Herstellung, und insbesondere ein optisches Aufzeichnungsmedium unter Verwendung einer Phasenübergangsschicht und ein Verfahren zur Herstellung des optischen Aufzeichnungsmediums.
  • Bei herkömmlichen optischen Aufzeichnungsmedien wie CDs (Compact-Disks) oder DVDs (Digital Versstile Disks) wird eine Phasenübergangsschicht auf einem Substrat abgeschieden, an einem speziellen Punkt durch Schmelzen und Abkühlen des speziellen Punkts durch Projizieren von Laserstrahlen darauf, Öffnungen ausgebildet, und Daten in den Öffnungen aufgezeichnet. Herkömmliche optische Aufzeichnungsmedien, die dieses Aufzeichnungsverfahren einsetzen, zeigen technische Grenzen bei zunehmender numerischer Apertur einer Linse, die die Laserstrahlen fokussiert. Daher weisen herkömmliche optische Aufzeichnungsmedien auch eine Beschränkung bei zunehmender Aufzeichnungsdichte auf.
  • Zur Lösung dieser Probleme offenbart US-Patent Nr. 6,197,399 ein Aufzeichnungsmedium, das Aufzeichnungen ohne Verwendung von Laserstrahlen erreichen kann, und ein Verfahren zur Herstellung des Aufzeichnungsmediums.
  • 1 ist ein Querschnitt des in US-Patent Nr. 6,197,399 offenbarten Aufzeichnungsmediums. Zunächst wird ein Siliciumsubstrat 21 von 3 Zoll Größe und 1,22 mm Dicke einer Behandlung mit Salzsäure unterzogen, um einen natürlichen Oxidfilm vom Siliciumsubstrat 21 zu entfernen, was dazu führt, dass Wasserstoffatome auf der Oberfläche des Siliciumsubstrats 21 vorhanden sind. Es werden Elektronenstrahlen auf das erhaltene Siliciumsubstrat 21 projiziert, so dass eine Mehrzahl von kreisförmigen Bereichen mit jeweils 10 nm Größe regelmäßig in Abständen von 30 nm darauf angeordnet werden. Danach verweilt das erhaltene Siliciumsubstrat 21 in einem Reinraum in Luftatmosphäre ungefähr eine Stunde lang, und es werden selektiv SiO2-Filme auf Bereichen des Siliciumsubstrats 21 gebildet, die den Elektronenstrahlen ausgesetzt sind. Dann erfährt das erhaltene Siliciumsubstrat 21 eine weitere Salzsäurebehandlung, so dass etwas der SiO2-Filme vom Siliciumsubstrat 21 entfernt wird. In der Folge werden Vertiefungen mit jeweils 10 nm Breite und 5 nm Tiefe gebildet.
  • Es werden durch Vakuumabscheidung organische Donorfarbstoffmoleküle auf der Oberseite des erhaltenen Siliciumsubstrats 21 aufgebracht, so dass eine Aufzeichnungsschicht erhalten wird. Dann wird das erhaltene Siliciumsubstrat 21 mit der darauf ausgebildeten Aufzeichnungsschicht ungefähr eine Stunde lang bei 80 °C in einer Stickstoffatmosphäre erwärmt. Das erhaltene Siliciumsubstrat 21 wird unter Verwendung von Siliciumoxidpartikeln von 100 nm Größe bei Raumtemperatur poliert, so dass die organischen Farbstoffmoleküle in ausgewählten Vertiefungen verbleiben, wodurch Aufzeichnungsdomänen 26 ausgebildet werden. Danach verweilt das erhaltene Siliciumsubstrat 21 ungefähr eine Tag bei 40 °C in einer Luftatmosphäre, so dass sich ein SiO2-Film 24 auf Bereichen des Siliciumsubstrats 21 bilden, die den Elektronenstrahlen nicht ausgesetzt sind. Es wird eine Schutzschicht 27 auf der Oberseite des SiO2-Films durch Spinbeschichten des SiO2-Films mit einer Verbindung, die aus Polyanilin und Polyvinylchlorid zusammengesetzt ist, ausgebildet. Auf diese Weise wird das Aufzeichnungsmedium hergestellt, und das Aufzeichnen wird durch Injizieren positiver Ladungen (Löcher) in die punktförmigen Aufzeichnungsdomänen mittels einer Rasterkraftmikroskopsonde (AFM-Sonde, Atomic Force Microscope), die mit Au beschichtet ist, unter einer angelegten Spannung von 30 V durchgeführt.
  • Bei der Herstellung des Aufzeichnungsmediums, das im obigen US-Patent offenbart ist, muss nach einem Füllvorgang der Vertiefung ein Prozess zur Entfernung des Phasenübergangsmaterials vom Siliciumsubstrat durchgeführt werden, da ein Phasenübergangsmaterial wie organische Farbstoffdonormoleküle im Füllvorgang der Vertiefung gebildet wird, und ein SiO2-Film, in dem Vertiefungen ausgebildet sind, kann nicht entfernt werden. Ebenso ist ein Prozess zum Erwärmen der Phasenübergangsschicht erforderlich und ein Substrat darf nur aus einem Material mit einem hohen Schmelzpunkt, wie Silicium oder Spezialglas gebildet sein.
  • US 5368986 offenbart ein Aufzeichnungsmedium, bei dem ein Informationsaufzeichnungsfilm über einem Substrat angeordnet ist. Eine Schutzschicht, eine Reflexionsschicht und eine Harzschicht sind sequentiell über der Informationsaufzeichnungsschicht angeordnet. Ein Verfahren zur Herstellung des Mediums ist ebenfalls offenbart.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Aufzeichnungsmediums zur Verfügung gestellt, wobei das Verfahren umfasst: Abscheiden eines Phasenübergangsmaterialfilms auf einem Substrat und Strukturieren des Phasenübergangsmaterialfilms unter Verwendung einer Maske, und Abscheiden eines Isolierfilms und eines Schutzfilms auf der Oberseite des strukturierten Phasenübergangsmaterialfilms, wobei das Verfahren ferner das Ausbilden eines Reflexionsfilms umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Abscheiden und Strukturieren des Phasenübergangsmaterialfilms umfasst: sequentielles Stapeln des Phasenübergangsmaterialfilms, eines Opferfilms und eines Metallfilms auf dem Substrat, Anodisieren des Metallfilms, so dass ein Metalloxidfilm mit einer Mehrzahl von Öffnungen ausgebildet wird, und Anodisieren von Teilen des Opferfilms, die durch die Öffnungen freigelegt sind, so dass Oxidfilme gebildet wer den, Strukturieren des Phasenübergangsmaterialfilms durch Entfernen des Metalloxidfilms und durch Ätzen des Opferfilms und des Phasenübergangsmaterialfilms unter Verwendung der Oxidfilme des Opferfilms als Maske und Entfernen der Oxidfilme des Opferfilms.
  • Es kann ein unterer Isolierfilm zwischen dem Substrat und dem Phasenübergangsmaterialfilm eingesetzt sein.
  • Das Substrat weist bevorzugt eine Plateau-Vertiefungs-Struktur auf, in der Plateaus abwechselnd mit Vertiefungen angeordnet sind.
  • Bevorzugt ist das Substrat aus einem von PC (Polycarbonat), Glas und Silicium gebildet.
  • Der Reflexionsfilm kann aus einer Al-Legierung oder einer Ag-Legierung gebildet werden. Der Phasenübergangsmaterialfilm kann aus Ge-Te-Sb (GTS) oder einer Legierung, die GTS enthält, gebildet werden.
  • Der Opferfilm kann aus Ta gebildet werden und der Metallfilm kann aus Al oder einer Al-Legierung gebildet werden.
  • Der Isolierfilm kann aus SiO2-ZnS gebildet werden und der Schutzfilm kann aus PC gebildet werden.
  • Der Reflexionsfilm, der Phasenübergangsmaterialfilm, der Opferfilm, der Metallfilm und der obere und untere Isolierfilm werden unter Verwendung eines chemischen Gasphasenabscheidungsverfahrens oder eines Sputterverfahrens abgeschieden.
  • Während der Opferfilm oxidiert wird, bilden sich in den Öffnungen des Metallfilms Oxidfilme.
  • Der Phasenübergangsmaterialfilm weist eine Matrixstruktur auf, in der eine Mehrzahl von Nanopunktsäulen angeordnet sind, und weist bevorzugt eine wabenartige Struktur auf.
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein hochintegriertes optisches Aufzeichnungsmedium mit einer Phasenübergangsmaterialschicht, mit dem schnelle Datenaufzeichnung und Wiedergabe erreicht werden können, selbst wenn ein bekanntes optisches Aufzeichnungs- und Wiedergabeverfahren angewendet wird, und ein Verfahren zur Herstellung des hochintegrierten optischen Aufzeichnungsmediums zur Verfügung.
  • Die obigen und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden besser ersichtlich aus einer ausführlichen Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen, in denen:
  • 1 eine Querschnittsansicht eines in US-Patent Nr. 6,197,399 offenbarten optischen Aufzeichnungsmediums ist,
  • 2A eine Perspektivansicht eines Teils eines optischen Aufzeichnungsmediums gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist,
  • 2B eine Perspektivansicht eines Teils eines optischen Aufzeichnungsmediums gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist,
  • 3 eine Perspektivansicht eines Teils eines optischen Aufzeichnungsmediums gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist,
  • 4A bis 4K Perspektivansichten zur Erläuterung eines Verfahrens zur Herstellung des optischen Aufzeichnungsmediums gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind,
  • 5 eine Rasterelektronenmikroskop(SEM)-Aufnahme ist, die eine Mehrzahl von Öffnungen zeigt, die zunächst durch Abscheiden von Aluminium auf einem Polycarbonatsubstrat, auf dem Plateaus und Ver tiefungen ausgebildet sind, und dann Anodisieren des Aluminiums in einem Prozess zur Herstellung des optischen Aufzeichnungsmediums gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gebildet sind,
  • 6 eine SEM-Aufnahme ist, die die Oberseite des Polycarbonatsubstrats zeigt, auf der die Mehrzahl von Öffnungen von 5 ausgebildet sind,
  • 7 eine SEM-Aufnahme ist, die das Polycarbonatsubstrat zeigt, auf dem eine Mehrzahl von TaOx-Säulen verbleiben, nachdem Aluminiumoxid entfernt ist, und
  • 8 eine SEM-Aufnahme ist, die eine Struktur zeigt, in der eine Mehrzahl von TaOx-Säulen auf einem Phasenübergangsfilm verbleiben, der auf einem Polycarbonatsubstrat abgeschieden ist, nachdem Aluminiumoxid (Al2O3) bei der Herstellung des optischen Aufzeichnungsmediums gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weggeätzt ist.
  • Ein optisches Aufzeichnungsmedium gemäß der Erfindung und ein Verfahren zur Herstellung des optischen Aufzeichnungsmediums werden nun nachfolgend genauer mit Bezug zu den Zeichnungen beschrieben, in denen Ausführungsformen der Erfindung gezeigt sind.
  • Die 2A, 2B und 3 sind Perspektivansichten von Teilen optischer Aufzeichnungsmedien gemäß der ersten, zweiten und dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Mit Bezug zu 2A ist in einem optischen Aufzeichnungsmedium gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein strukturierter Phasenübergangsfilm 103 auf der Oberseite eines transparenten Substrats 101 mit Plateaus und Vertiefungen platziert. Ein Isolierfilm 109 ist so abgeschieden, dass er die Oberseite des Substrats 101 und den strukturierten Phasenübergangsfilm 103 bedeckt. Ein Reflexi onsfilm 111 und ein Schutzfilm 113 sind sequentiell auf der Oberseite des Isolierfilms 109 ausgebildet. Der Isolierfilm 109, der Reflexionsfilm 111 und der Schutzfilm 113 weisen jeweils eine Plateau-Vertiefungs-Struktur auf und sind jeweils auf die selbe Dicke abgeschieden.
  • Im optischen Aufzeichnungsmedium gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung fällt Licht, das zum Aufzeichnen und Wiedergeben von Daten enittiert wird, auf das transparente Substrat 101 ein, das heißt, es fällt auf die Rückseite des optischen Aufzeichnungsmediums ein, und läuft durch das transparente Substrat 101. Durch das transparente Substrat 101 transmittiertes Licht wird teilweise reflektiert oder durch die Phasenübergangsmaterialfilmstrukturen 109 transmittiert. Licht, das die Phasenübergangsmaterialfilmstrukturen 109 durchläuft und den Reflexionsfilm 111 erreicht, wird vom Reflexionsfilm 111 vollkommen reflektiert, läuft erneut durch das transparente Substrat 101 und wird von einem Photodetektor (nicht gezeigt) erfasst.
  • Mit Bezug zu 2B ist ein optisches Aufzeichnungsmedium gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gleich dem optischen Aufzeichnungsmedium von 2A mit der Ausnahme, dass das erstere einen doppelschichtigen Isolierfilm aufweist, der aus einem unteren Isolierfilm 209b, der zwischen einem Substrat 201 und einem strukturierten Phasenübergangsmaterialfilm 203 platziert ist, und einem oberen Isolierfilm 209a, der den strukturierten Phasenübergangsmaterialfilm 203 bedeckt, gebildet ist. Im optischen Aufzeichnungsmedium gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, wenn das Substrat 201 aus Polycarbonat gebildet ist, der untere Isolierfilm 209b bevorzugt auf der Oberseite des Substrats 201 ausgebildet. Das optische Aufzeichnungsmedium gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung setzt ein Rückseiteneinfallverfahren ein, bei dem zum Aufzeichnen und Wiedergeben von Daten eingestrahltes Licht auf das transparente Substrat 201 einfällt.
  • 3 zeigt ein optisches Aufzeichnungsmedium gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Im Gegensatz zur ersten und zweiten Ausführungsform ist ein Reflexionsfilm 311 im optischen Aufzeichnungsmedium gemäß der dritten Ausführungsform zwischen ein Substrat 301 und einen strukturierten Phasenübergangsmaterialfilm 303 eingesetzt. In der dritten Ausführungsform fällt zum Aufzeichnen und Wiedergeben von Daten eingestrahltes Licht auf einen Schutzfilm 313 und durchläuft diesen. Licht, das von einem optischen Pickup (nicht gezeigt) ausgestrahlt ist und auf den Schutzfilm 313 einfällt, wird vom strukturierten Phasenübergangsmaterialfilm 303 teilweise reflektiert oder transmittiert und erreicht den Reflexionsfilm 311. Das Licht wird vom Reflexionsfilm 311 zum Schutzfilm 313 reflektiert, vom optischen Aufzeichnungsmedium über den Schutzfilm 313 emittiert und von einem Photodetektor (nicht gezeigt) erfasst.
  • Wenn Aluminium anodisiert und strukturiert wird, weist jeder der strukturierten Phasenübergangsmaterialfilme 103, 203 und 303 eine wabenartige Matrixstruktur auf, in der Nanopunkte hexagonal angeordnet sind. Wenn jedoch andere Materialien wie Silicium strukturiert werden, weist jeder der strukturierten Phasenübergangsmaterialfilme 103, 203 und 303 eine anders geformte Matrixstruktur auf, in der zylindrische Nanopunkte in unterschiedlichen Formen angeordnet sind.
  • Im Gegensatz zu einem herkömmlichen optischen Aufzeichnungsmedium mit einem kontinuierlichen Phasenübergangsmaterialfilm, weisen die optischen Aufzeichnungsmedien gemäß der obigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung strukturierte Phasenübergangsmaterialfilme auf, die mit Plateaus und Vertiefungen derart ausgebildet sind, dass Daten mit einer hohen Aufzeichnungsdichte aufgezeichnet werden. Auf diese Weise können die optischen Aufzeichnungsmedien gemäß der obigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine hohe Speicherkapazität aufweisen.
  • Die optischen Aufzeichnungsmedien gemäß der obigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können Daten auf die selbe Weise aufzeichnen und wiedergeben wie bekannte CDs oder DVDs Daten aufzeichnen und wiedergeben. Genauer gesagt, wenn ein optischer Pickup ein Signal empfängt, das aufzuzeichnenden Daten zugeordnet ist, bewegt sich der optische Pickup über einen bestimmten Bereich eines optischen Aufzeichnungsmediums und projiziert Licht auf den bestimmten Bereich. Das Licht wird auf die Nanopunkte eines Phasenübergangsmaterialfilms fokussiert, der auf der gewünschten Stelle vorhanden ist, auf der Information aufgezeichnet werden soll. Nach Erwärmen des Phasenübergangsmaterialfilms wird der erwärmte Phasenübergangsmaterialfilm abgekühlt und dementsprechend wechselt der amorphe Zustand des Phasenübergangsmaterialfilms in einen kristallinen Zustand, was zu einer Veränderung des Reflexionsvermögens führt. Der Unterschied im Reflexionsvermögen zwischen dem Phasenübergangsmaterialfilm im amorphen Zustand und dem Phasenübergangsmaterialfilm im kristallinen Zustand wird zu aufgezeichneter Information verarbeitet.
  • Bei Datenwiedergabe wird die Phasenübergangsschicht mit Licht bestrahlt und ein von der Phasenübergangsschicht reflektiertes optisches Signal wird erfasst. Der Unterschied im Reflexionsvermögen zwischen einem Bereich des Phasenübergangsmaterialfilms mit aufgezeichneten Daten und einem datenfreien Bereich darin, wird aus dem detektierten optischen Signal erfasst. Unter Verwendung des Unterschieds im Umfang des reflektierten Lichts, der aus dem erfassten Unterschied im Reflexionsvermögen errechnet ist, können Daten aus dem optischen Aufzeichnungsmedium wiedergegeben werden.
  • Die 4A bis 4K sind Perspektivansichten zur Erläuterung eines Verfahrens zur Herstellung eines optischen Aufzeichnungsmediums gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Zunächst wird, wie in 4A gezeigt, ein Substrat 101 aus Polycarbonat (PC), Glas oder Silicium vorbereitet. Danach wird, wie in 4B gezeigt, ein Phasenübergangsmaterialfilm 103, der aus einer Legierung auf Basis von Ge-Te-Sb (GTS) gebildet ist, auf der Oberseite des Substrats 101 abgeschieden. Wie in 4C gezeigt ist, wird ein Opferfilm 105 aus einem Metall wie Ta auf der Oberseite des Phasenübergangsmaterialfilms 103 abgeschieden.
  • Wie in 4D gezeigt ist, wird ein Metallfilm 107 aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung auf der Oberseite des Opferfilms 105 abgeschieden. Wie in 4E gezeigt ist, wird der Metallfilm 107 anodisiert, so dass er in einen Metalloxidfilm 107a mit einer Mehrzahl von Öffnungen 108 umgewandelt wird.
  • 5 ist eine Rasterelektronenmikroskop(SEM)-Aufnahme, die eine Mehrzahl von Öffnungen zeigt, die zunächst durch Abscheiden von Aluminium auf einem Polycarbonatsubstrat, auf dem Plateaus und Vertiefungen ausgebildet sind, und dann Anodisieren des Aluminiums gebildet sind. 6 ist eine SEM-Aufnahme, die die Oberseite des Polycarbonatsubstrats zeigt, auf der die Mehrzahl von Öffnungen von 5 ausgebildet sind. Aus den 5 und 6 ist zu sehen, dass wenn Aluminium zu Aluminiumoxid oxidiert wird, eine Mehrzahl von Öffnungen regelmäßig ausgebildet werden. Die Mehrzahl von Öffnungen sind so angeordnet, dass sie eine wabenartige Matrixstruktur aufweisen, so dass eine größtmögliche Oberflächenausdehnung ermöglicht ist.
  • Nochmals mit Bezug zu 4E sind der Phasenübergangsmaterialfilm 103 und der Opferfilm 105 sequentiell auf der Oberseite des Substrats 101 gestapelt und der Metalloxidfilm 107a, in dem die Mehrzahl von Öff nungen angeordnet sind, ist auf der Oberseite des Opferfilms 105 ausgebildet. Teile des Opferfilms 105, die durch die Öffnungen 108 freigelegt sind, die im Metallfilm 107 ausgebildet sind, werden durch eine Oxidationslösung oxidiert. Folglich bilden sich Oxidfilme 105a in einer Säulenform vom Opferfilm 105 durch die Öffnungen 108. Wenn der Opferfilm 105 aus Ta gebildet ist, werden Oxidfilme 105a aus TaOx gebildet.
  • Wie in 4F gezeigt ist, wird der Metalloxidfilm 107a abgeätzt, bis der Opferfilm 105 und die Oxidfilme 105a des Opferfilms 105 auf der Oberseite des Phasenübergangsmaterialfilms 103 verbleiben. Wenn der Opferfilm 105 vollständig oxidiert ist, verbleiben nur die Oxidfilme 105a des Opferfilms 105. 7 ist eine SEM-Aufnahme, die das Polycarbonatsubstrat zeigt, auf dem eine Mehrzahl von TaOx-Säulen, die aus einem Ta-Opferfilm gebildet sind, auf der Oberseite eines Phasenübergangsfilms angeordnet sind, nachdem durch Anodisieren von Aluminium gebildetes Aluminiumoxid (Al2O3) weggeätzt ist. 8 ist eine SEM-Aufnahme, die eine Struktur zeigt, in der eine Mehrzahl von TaOx-Säulen auf einem Phasenübergangsfilm verbleiben, der auf einem Polycarbonatsubstrat abgeschieden ist, nachdem Aluminiumoxid (Al2O3) bei der Herstellung des optischen Aufzeichnungsmediums gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weggeätzt ist.
  • Wie in 4G gezeigt ist, wird der Phasenübergangsmaterialfilm 103 so strukturiert, dass er eine wabenartige Struktur aufweist, in der Nanopunkte angeordnet sind, indem der Opferfilm 105 und der Phasenübergangsmaterialfilm 103 unter Verwendung der Oxidfilme 105a als Maske mit einem Ion-Milling-Verfahren oder einem reaktiven Ionenätzverfahren (RIE) geätzt werden.
  • Wie in 4H gezeigt ist, werden die Oxidfilme 105a des Opferfilms 105 vom strukturierten Phasenübergangsmaterialfilm 103 geätzt, bis nur der strukturierte Phasenübergangsmaterialfilm 103 verbleibt. Wie in 4I gezeigt ist, wird ein Isolierfilm 109 auf der Oberseite des Substrats 101 unter Verwendung eines Sputterverfahrens oder eines chemischen Gasphasenabscheidungsverfahrens (CVD) abgeschieden, so dass der strukturierte Phasenübergangsmaterialfilm 103 bedeckt wird. Hier wird der Isolierfilm 109 aus SiO2-ZnS gebildet. Danach wird, wie in 4J gezeigt, ein Reflexionsfilm 111 aus einer Aluminium(Al)-Legierung oder einer Silber(Ag)-Legierung auf der Oberseite des Isolierfilms 108 ausgebildet. Wie in 4K gezeigt ist, wird ein Schutzfilm 113 auf der Oberseite des Reflexionsfilms 111 abgeschieden. Auf diese Weise kann das optische Aufzeichnungsmedium gemäß der ersten Ausführungsform mit dem Phasenübergangsmaterialfilm 103 mit einer Matrixstruktur, in der Nanopunkte regelmäßig angeordnet sind, vollständig hergestellt werden.
  • Beim optischen Aufzeichnungsmedium gemäß der oben beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird ein Phasenübergangsmaterialfilm so strukturiert, dass er nanopunktförmige Säulen, bevorzugt eine wabenartige Matrixstruktur aufweist. Dadurch wird eine Vergrößerung eines Datenaufzeichnungsbereichs vermieden und dementsprechend wird die Aufzeichnungsdichte beträchtlich erhöht. Ebenso ist, weil die optischen Aufzeichnungsmedien gemäß der oben beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Daten unter Verwendung einer Linse mit einer geringen numerischen Apertur und Licht geringer Energie aufzeichnen können, eine verwendete Lichtquelle nicht auf einen speziellen Typ beschränkt. Weil kein hochwärmebeständiges Substrat benötigt wird, gibt es eine breite Auswahl an Substraten.
  • Bei der Herstellung eines optischen Aufzeichnungsmediums gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Phasenübergangsmaterialfilm einfach strukturiert werden, ohne dass ein Photolithographieprozess durchgeführt wird, weil der Oxidfilm eines Opferfilms mit selbstorientierten Säulen als Maske verwendet wird. Das auf diese Weise hergestellte optische Aufzeichnungsmedium kann Daten unter Verwendung eines be kannten optischen Aufzeichnungs-/Wiedergabesystems aufzeichnen und wiedergeben.
  • Während die vorliegende Erfindung insbesondere mit Bezug zu beispielhaften Ausführungsformen gezeigt und beschrieben wurde, versteht es sich für die Fachleute, dass verschiedene Veränderungen in Form und Details hierzu vorgenommen werden können, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen, wie er in den folgenden Ansprüchen definiert ist. Zum Beispiel können das Substrat, der Reflexionsfilm, der Phasenübergangsmaterialfilm, der Metallfilm, der Opferfilm, der Isolierfilm und der Schutzfilm aus anderen Materialien gebildet sein, als sie in der Beschreibung genannt sind, wenn sie ähnliche Eigenschaften wie die genannten Materialien aufweisen.

Claims (22)

  1. Verfahren zur Herstellung eines optischen Aufzeichnungsmediums, wobei das Verfahren umfasst: Abscheiden eines Phasenübergangsmaterialfilms (103, 203, 303) auf einem Substrat (101, 201, 301) und Strukturieren des Phasenübergangsmaterialfilms (103, 203, 303) unter Verwendung einer Maske; und Abscheiden eines Isolierfilms (109, 209a, 309) und eines Schutzfilms (113, 213, 313) auf der Oberseite des strukturierten Phasenübergangsmaterialfilms (103, 203, 303), wobei das Verfahren ferner das Ausbilden eines Reflexionsfilms (111, 211, 311) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Abscheiden und Strukturieren des Phasenübergangsmaterialfilms (103, 203, 303) umfasst: sequentielles Stapeln des Phasenübergangsmaterialfilms (103, 203, 303), eines Opferfilms (105) und eines Metallfilms (107) auf dem Substrat (101, 202, 301); Anodisieren des Metallfilms (107), so dass ein Metailoxidfilm (107a) mit einer Mehrzahl von Öffnungen (108) ausgebildet wird, und Anodisieren von Teilen des Opferfilms (105), die durch die Öffnungen (108) freigelegt sind, so dass Oxidfilme (105a) gebildet werden; Strukturieren des Phasenübergangsmaterialfilms (103, 203, 303) durch Entfernen des Metalloxidfilms (107a) und durch Ätzen des Opferfilms (105) und des Phasenübergangsmaterialfilms (103, 203, 303) unter Verwendung der Oxidfilme (105a) des Opferfilms als Maske; und Entfernen der Oxidfilme (105a) des Opferfilms.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ausbilden eines Reflexionsfilm (111, 211) das Abscheiden eines Reflexionsfilms (111, 211) auf dem Isolierfilm (109, 209a) vor dem Abscheiden des Schutzfilms (113, 213) umfasst.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ausbilden eines Reflexionsfilms (311) Stapeln eines Reflexionsfilms (311) auf dem Substrat (301) vor dem sequentiellen Stapeln des Phasenübergangsmaterialfilms (303), des Opferfilms und des Metallfilms umfasst.
  4. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Isolierfilm (209a) ein oberer Isolierfilm (209a) ist und wobei das Verfahren ferner das Ausbilden eines unteren Isolierfilms (209b) zwischen dem Substrat (201) und dem Phasenübergangsmaterialfilm (203) umfasst.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Substrat (101, 201, 301) eine Plateau-Vertiefungs-Struktur aufweist, in der Plateaus abwechselnd mit Vertiefungen angeordnet werden.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Substrat (101, 201, 301) aus Polycarbonat, Glas oder Silicium gebildet wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Reflexionsfilm (111, 211, 311) aus einer Al-Legierung oder einer Ag-Legierung gebildet wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Phasenübergangsmaterialfilm (103, 203, 303) aus Ge-Te-Sb oder einer Legierung, die Ge-Te-Sb enthält, gebildet wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Opferfilm (105) aus Ta gebildet wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Metallfilm (107) aus Al oder einer Al-Legierung gebildet wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Isolierfilm (109, 209a, 309) aus SiO2-ZnS gebildet wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der obere Isolierfilm (209a) aus SiO2-ZnS gebildet wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der untere Isolierfilm (209b) aus SiO2-ZnS gebildet wird.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der Schutzfilm (113, 213, 313) aus Polycarbonat gebildet wird.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei der Phasenübergangsmaterialfilm (103, 203, 303), der Opferfilm (105) und der Metallfilm (107) unter Verwendung eines chemischen Gasphasenabscheidungsverfahrens oder eines Sputterverfahrens abgeschieden wird.
  16. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der obere Isolierfilm (209a) und der Reflexionsfilm (211) unter Verwendung eines chemischen Gasphasenabscheidungsverfahrens oder eines Sputterverfahrens abgeschieden werden.
  17. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Reflexionsfilm (311), der Phasenübergangsmaterialfilm (303), der Opferfilm und der Metallfilm unter Verwendung eines chemischen Gasphasenabscheidungsverfahrens oder eines Sputterverfahrens abgeschieden werden.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Isolierfilm (109, 209a, 309) unter Verwendung eines chemischen Gasphasenabscheidungsverfahrens oder eines Sputterverfahrens abgeschieden wird.
  19. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der untere Isolierfilm (209b) unter Verwendung eines chemischen Gasphasenabscheidungsverfahrens oder eines Sputterverfahrens abgeschieden wird.
  20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei, während der Opferfilm (105) oxidiert wird, Teile des oxidierten Opferfilms (105a) in den Öff nungen (108) des Metallfilms (107a) wachsen, so dass die Oxidfilme (105a) erhalten werden.
  21. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20, wobei der Phasenübergangsmaterialfilm (102, 203, 303) so strukturiert wird, dass er eine Matrixstruktur aufweist, in der eine Mehrzahl von Nanopunktsaulen angeordnet sind.
  22. Verfahren nach Anspruch 21, wobei die Nanopunktsäulen so angeordnet werden, dass sie eine wabenartige Struktur aufweisen.
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