DE60320475T2 - Medium für optische Datenspeicherung sowie dessen Herstellungsverfahren, und Aufzeichnungs- sowie Reproduktionsverfahren unter Benutzung dieses Mediums - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches Informationsaufzeichnungsmedium, das Informationssignale hoher Qualität durch Bestrahlen eines dünnen Films bzw. Dünnfilms aufzeichnen bzw. wiedergeben kann, der auf einem Substrat gebildet ist, mit einem Strahl hoher Energie, wie bspw. einem Laserstrahl. Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls ein Herstellungsverfahren und ein Verfahren zum Aufzeichnen bzw. Wiedergeben für das optische Informationsaufzeichnungsmedium.
  • Es ist weithin bekannt, dass ein Dünnfilm, der aus einem Chalcogen-Material oder dergleichen gefertigt ist, auf einem Substrat gebildet ist und mit einem Laserstrahl für ein lokales Erwärmen bestrahlt wird, um eine Phasenänderung zwischen einer amorphen Phase und einer kristallinen Phase zu bewirken, in Abhängigkeit der Bestrahlungszustände bzw. -bedingungen. Die amorphe Phase und die kristalline Phase unterscheiden sich in optischen Konstanten (Brechungsindex n und Extinktionskoeffizient k). Die Forschung und Entwicklung eines sogenannten optischen Informationsauszeichnungsmediums mit Phasenänderung, das einen solchen Dünnfilm aus Chalcogen als einen Aufzeichnungsfilm verwendet, indem der Vorteil des Phänomens der Phasenänderung genutzt wird, wurde aktiv in den letzten Jahren durchgeführt.
  • In dem optischen Informationsaufzeichnungsmedium mit Phasenänderung kann ein neues Signal aufgezeichnet werden, während das existierende Signal gelöscht wird, bspw. durch Bestrahlen einer Informationsspur mit einem Laserstrahl, der zwischen zumindest zwei Leistungspegeln eines Aufzeichnungspegels und eines Löschpegels in Übereinstimmung mit dem Informationssignal moduliert wird.
  • Dieses optische Informationsaufzeichnungsmedium mit Phasenänderung hat im allgemeinen eine Laminat- bzw. Schichtstoffstruktur mir mehreren Filmen, die einen Aufzeichnungsfilm und zusätzliche Filme umfasst, die sich von dem Aufzeichnungsfilm unterscheiden. In vielen Fällen umfassen die zusätzlichen Filme bspw. einen Schutzfilm, der aus einem dielektrischen Material gefertigt ist, einen Reflexionsfilm, der aus einem Metal oder einem Legierungsmaterial gefertigt ist, usw.
  • Der Schutzfilm hat bspw. die folgenden Funktionen:
    • 1) Schützen des Aufzeichnungsfilms vor externer mechanischer Beschädigung,
    • 2) Verringern der thermischen Beschädigung, die durch Wiederholungen von überschreibenden Signalen bewirkt wird, wie bspw. die thermische Verformung bzw. Deformation einer Substratoberfläche, die Defekte des Aufzeichnungsfilms und die Bedampfung bzw. Verdampfung von Komponenten des Aufzeichnungsfilms, wodurch die Anzahl an Überschreibungsvorgängen erhöht wird.
    • 3) Erhöhen einer optischen Änderung durch Verwenden des Interferenzeffekts der mehrfachen Reflexion, und
    • 4) Verhindern einer chemischen Änderung des Aufzeichnungsfilms durch Abblocken der Außenluft.
  • Um die vorstehenden Funktionen des Schutzfilms zu erreichen, wurden bspw. ein Oxid, wie bspw. Al2O3, TiO2 und SiO2, ein Nitrid, wie bspw. Si3N4 und AlN, ein Oxynitrid, wie bspw. Si-O-N, ein Sulfid, wie bspw. ZnS, ein Karbid, wie bspw. SiC, oder eine Mischung dieser Komponenten, wie bspw. ZnS-SiO2, vorgeschlagen und als ein Material für den Schutzfilm verwendet. ZnS-SiO2 ist am weitesten aus folgenden Gründen verbreitet: Insbesondere die thermische Leitfähigkeit von ZnS-SiO2 ist merklich geringer als diejenige der anderen dielektrischen Materialien. Daher kann ZnS-SiO2 ausreichend eine thermische Diffusion unterdrücken, die auftritt, wenn ein Laserstrahl oder dergleichen zum Aufzeichnen verwendet wird, und die Aufzeichnungsempfindlichkeit verbessern. Ein ZnS-SiO2-Film bewirkt weniger Defekte, selbst wenn dieser eine größere Dicke hat, auf Grund dessen kleiner inneren Spannung bzw. Eigenspannung. Außerdem löst sich der Film nicht leicht ab, selbst wenn die Laserstrahlung wiederholt wird, da dieser ausgezeichnete Hafteigenschaften für den Aufzeichnungsfilm hat, der aus einem Phasenänderungsmaterial gefertigt ist.
  • Ein Grenzflächenfilm, der zwischen dem Aufzeichnungsfilm und dem Schutzfilm vorgesehen ist, wurde vorgeschlagen. Der Grenzflächenfilm hat bspw. die folgenden Funktionen:
    • 1) Beschleunigen der Kristallisation des Aufzeichnungsfilms, um die Löscheigenschaften zu verbessern, und
    • 2) Verhindern der Inter- bzw. Zwischendiffusion von Substanzen zwischen dem Aufzeichnungsfilm und dem Schutzfilm, um die Dauerhaftigkeit bzw. Lebensdauer für ein wiederholtes Aufzeichnen zu verbessern.
  • Es ist erwünschter, dass der Grenzflächenfilm ebenfalls eine Zuverlässigkeit hinsichtlich der Umgebung hat, so dass dieser nicht korrodiert und von dem Aufzeichnungsfilm abgezogen wird.
  • Als ein Material für den Grenzflächenfilm ist bspw. ein Nitrid von Si oder Ge besser in den Wirkungen des Beschleunigens der Kristallisation des Aufzeichnungsfilms und des Verhinderns der Diffusion der Substanzen (offenbart bspw. durch Druckschriften JP 5 (1993)-217211 A und WO 97/34298 ). Insbesondere ein Grenzflächenfilm, der Ge-N als die Hauptkomponente und Cr oder dergleichen umfasst, löst sich nicht leicht von dem Aufzeichnungsfilm selbst bei hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit. Daher ist dieses Material eines der geeignetsten Materialien für den Grenzflächenfilm.
  • Die Menge an Informationen, die in dem vorstehenden optischen Informationsaufzeichnungsmedium zu speichern ist, kann grundlegend erhöht werden, wenn der Fleckdurchmesser eines Laserstrahls verringert wird, um die räumliche Aufzeichnungsdichte zu erhöhen. Der Fleckdurchmesser kann durch Verkürzen der Wellenlänge eines Laserstrahl oder durch Erhöhen der numerischen Apertur bzw. Blende einer Objektivlinse zum Fokussieren des Laserstrahls verringert werden. In den letzten Jahren wurde vorgeschlagen, dass eine blaue Laserdiode mit einer Wellenlänge von etwa 400 nm, die zu einer praktischen Verwendung hin vorangeht, in einem optischen System zum Aufzeichnen bzw. Wiedergeben von Informationen bezüglich eines optischen Informationsaufzeichnungsmediums verwendet wird, und dass die numerische Apertur einer Objektivlinse des optischen Systems erhöht wird, bspw. von 0,60 für DVD-RAM (DVD Random Access Memory: Speicher mit beliebigem Zugriff) usw. bis etwa 0,85, wodurch der Laserfleckdurchmesser verringert wird, um die räumliche Aufzeichnungsdichte zu erhöhen. Eine Erhöhung in der numerischen Apertur bewirkt jedoch ein Verringern in der Toleranz für ein Neigen bzw. Kippen des optischen Informationsaufzeichnungsmedium. Daher wurde ebenfalls vorgeschlagen, dass die Dicke eines transparenten Substrats, das auf der Laserstrahleinfallseite angeordnet ist, von 0,6 mm für DVD-RAM usw. auf etwa 0,1 mm verringert wird.
  • Um die Menge an Informationen, die für ein einzelnes optisches Informationsaufzeichnungsmedium verfügbar sind, zu erhöhen, wurde ebenfalls ein optisches Informationsaufzeichnungsmedium mit einer mehrschichtigen Struktur bzw. einem mehrschichtigen Aufbau vorgestellt (als "Mehrschichtaufzeichnungsmedium" im folgenden dieser Beschreibung bezeichnet). Das mehrschichtige Aufzeichnungsmedium umfasst eine Mehrzahl von Schichten zum Aufzeichnen bzw. Wiedergeben von Informationen (als "Informationsschicht" im folgenden dieser Beschreibung bezeichnet). In dem mehrschichtigen Aufzeichnungsmedium wird ein Laserstrahl durch eine Informationsschicht absorbiert, die dichter bei der Laserquelle angeordnet ist, so dass der gedämpfte Laserstrahl verwendet wird, um Informationen bezüglich einer Informationsschicht aufzuzeichnen bzw. wiederzugeben, die weiter von der Laserquelle angeordnet ist. Dies bewirkt die Probleme des Verringerns in der Empfindlichkeit zum Aufzeichnen und im Reflexionsgrad und der Amplitude zum Wiedergeben. Daher sollte die Informationsschicht, die dichter bei der Laserquelle angeordnet ist, einen höheren Transmissionsgrad haben, während die Informationsschicht, die weiter von der Lichtquelle entfernt ist, einen höheren Reflexionsgrad, eine höhere Reflexionsdifferenz (d. h. eine Differenz im Reflexionsgrad zwischen der kristallinen Phase und der amorphen Phase des Aufzeichnungsfilms) und eine höhere Empfindlichkeit haben sollte, um ausreichende Aufzeichnungs- bzw. Wiedergabeei genschaften mit einer begrenzten Laserleistung zu erreichen.
  • Die Druckschrift EP 1 001 415 A offenbart ein optisches Aufzeichnungsmedium mit einem mehrschichtigen Aufbau mit einer Grenzschicht, die zumindest aus einem von Oxiden, Karbiden und Nitriden besteht. Die Druckschriften EP 1 096 485 A und EP 1 039 448 A offenbaren beide mehrschichtige optische Informationsaufzeichnungsmedien.
  • Die Verwendung eines blauen Lasers und von Objektivlinsen mit einer großen numerischen Apertur erhöht die Energiedichte des Laserstrahls. Daher absorbiert der Aufzeichnungsfilm in der Informationsschicht den Laserstrahl während der Wiedergabe und ein Teil einer Aufzeichnungsmarkierung verschwindet einfacher. Dieses Phänomen wird als "Degradation verursacht durch Wiedergabelicht" bezeichnet. Um dieses Problem zu lösen, kann die Lichtabsorption des Aufzeichnungsfilms verringert werden, indem irgendeinem Film in der Informationsschicht, der sich von dem Aufzeichnungsfilm unterscheidet (bspw. der Grenzflächenfilm) ermöglicht wird, Licht geeignet zu absorbieren, so dass die Degradation unterdrückt wird, die durch Wiedergabelicht verursacht wird, d. h. durch Verbessern der Dauerhaftigkeit gegenüber Wiedergabelicht.
  • Dieses Verfahren führt jedoch zu einer Verringerung in der Reflexionsänderung und verringert die Signalqualität, wie bspw. ein C/N-Verhältnis.
  • In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist ein optisches Informationsaufzeichnungsmedium nach Anspruch 1 bereitgestellt. Die Erfindung ist gegenüber der Druckschrift EP 1 001 415 A durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 abgegrenzt.
  • Ein erstes optisches Informationsaufzeichnungsmedium in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst zumindest eine Informationsschicht. Die Informationsschicht umfasst einen ersten Schutzfilm, einen ersten Grenzflächenfilm, einen Aufzeichnungsfilm mit optischen Eigenschaften, die reversibel durch eine Laserstrahlbestrahlung geändert sind bzw. werden, einen zweiten Grenzflächenfilm, einen zweiten Schutzfilm und einen Reflexionsfilm, die in der angezeigten Reihenfolge von einer Laserstrahleinfallseite vorliegen. Der erste Grenzflächenfilm umfasst ein Oxid von zumindest einem Element, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W und Si besteht. Der zweite Grenzflächenfilm umfasst einen Kohlenstoff oder ein Karbid von zumindest einem Element, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W und Si besteht.
  • Ein zweites optisches Informationsaufzeichnungsmedium in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst zumindest eine Informationsschicht. Die Informationsschicht umfasst einen ersten Schutzfilm, einen Aufzeichnungsfilm mit den optischen Eigenschaften, die reversibel durch Laserstrahlbestrahlung geändert sind, einen Grenzflächenfilm, einen zweiten Schutzfilm und einen Reflexionsfilm, die in der angezeigten Reihenfolge von der Laserstrahleinfallseite vorliegen. Der Grenzflächenfilm umfasst Kohlenstoff oder ein Karbid von zumindest einem Element, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W und Si besteht und hat eine Dicke von nicht weniger als 0,3 nm und weniger als 3 nm.
  • Ein Verfahren zum Aufzeichnen bzw. Wiedergeben von Informationen bezüglich eines optischen Informationsaufzeichnungs mediums der vorliegenden Erfindung umfasst den Schritt des Aufzeichnens bzw. Wiedergebens von Informationen bezüglich des ersten oder des zweiten optischen Informationsaufzeichnungsmediums. Die Informationen werden durch ein optisches System mit einer Wellenlänge von nicht mehr als 450 nm und einer numerischen Blende von nicht weniger als 0,8 aufgezeichnet bzw. wiedergegeben.
  • In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen eines optischen Informationsaufzeichnungsmediums nach Anspruch 11 bereitgestellt. Das Verfahren ist gegenüber der Druckschrift EP 1 001 415 A durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 11 abgegrenzt.
  • Ein erstes Verfahren zum Herstellen eines optischen Informationsaufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung umfasst den Schritt des Bildens zumindest einer Informationsschicht auf einem ersten Substrat und den Schritt des Bildens eines zweiten Substrats auf der zumindest einen Informationsschicht. Die Informationsschicht wird durch Bilden zumindest eines ersten Schutzfilms, eines ersten Grenzflächenfilms, eines Aufzeichnungsfilms, eines zweiten Grenzflächenfilms und eines zweiten Schutzfilms in der angezeigten Reihenfolge oder in der umgekehrten Reihenfolge gebildet. Der erste Schutzfilm wird aus einem dielektrischen Material gefertigt. Der erste Grenzflächenfilm umfasst ein Oxid von zumindest einem Element, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W und Si besteht. Der Aufzeichnungsfilm hat die optischen Eigenschaften, die reversibel durch Laserstrahlbestrahlung geändert werden. Der zweite Grenzflächenfilm umfasst einen Kohlenstoff oder ein Karbid von zumindest einem Element, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W und Si besteht. Der zweite Schutzfilm wird aus einem dielektrischen Material gefertigt.
  • Ein zweites Verfahren zum Herstellen eines optischen Informationsaufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung umfasst den Schritt des Bildens zumindest einer Informationsschicht auf einem ersten Substrat und den Schritt des Bildens eines zweiten Substrats auf der zumindest einen Informationsschicht. Die Informationsschicht wird durch Bilden zumindest eines ersten Schutzfilms, eines Aufzeichnungsfilms, eines Grenzflächenfilms und eines zweiten Schutzfilms in der angezeigten Reihenfolge oder in der umgekehrten Reihenfolge gebildet. Der erste Schutzfilm wird aus einem dielektrischen Material gefertigt. Der Aufzeichnungsfilm hat die optischen Eigenschaften, die reversibel durch Laserstrahlbestrahlung geändert werden. Der Grenzflächenfilm umfasst einen Kohlenstoff oder ein Karbid von zumindest einem Element, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Ti, Cr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W und Si besteht und eine Dicke von nicht weniger als 0,3 nm und weniger als 3 nm hat. Der zweite Schutzfilm wird aus einem dielektrischen Material gefertigt.
  • Diese und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden den Fachleuten beim Lesen und Verstehen der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren offensichtlich werden.
  • 1 zeigt eine Querschnittansicht, die ein Beispiel der Konfiguration eines optischen Informationsaufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • 2 zeigt eine Querschnittansicht, die ein weiteres Beispiel der Konfiguration eines optischen Informationsaufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung wiedergibt.
  • 3 zeigt eine Querschnittansicht, die noch ein weiteres Beispiel der Konfiguration eines optischen Informationsaufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • 4 zeigt ein Beispiel eines Wellenformdiagramms, das die modulierte Wellenform eines Laserstrahls wiedergibt, der zum Aufzeichnen bzw. Wiedergeben von Informationen bezüglich eines optischen Informationsaufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
  • Das erste und das zweite optische Informationsaufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung können sowohl die Signalqualität als auch die Dauerhaftigkeit gegenüber dem Wiedergabelicht verbessern, selbst wenn Informationen durch ein optisches System aufgezeichnet bzw. wiedergegeben werden, das einen Laserstrahl kurzer Wellenlänge und eine Linse mit großer numerischer Blende umfasst.
  • Bei dem ersten optischen Informationsaufzeichnungsmedium ist es bevorzugt, dass der erste Grenzflächenfilm eine Mischung eines Oxids von zumindest einem Element umfasst, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Ti, Zr, Hf, V, Nb und Ta besteht und eines Oxids von zumindest einem Element, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Cr, Mo und W besteht. Außerdem ist es bevorzugt, dass die Mischung ein Oxid von zumindest einem Element umfasst, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Cr, Mo und W besteht, in einer Menge von 5 Mol-% bis 80 Mol-% (vorzugsweise 10 Mol-% bis 70 Mol-% und noch bevorzugter 20 Mol-% bis 50 Mol-%). Es ist bevorzugt, dass die Mischung weiterhin ein Si-Oxid umfasst und das Si-Oxid 5 Mol-% bis 60 Mol-% ist (vorzugsweise 10 Mol-% bis 40 Mol-%) der Mischung. Diese Konfiguration kann eine höhere Signalqualität und eine Verlässlichkeit gegenüber der Umgebung erreichen, so dass der erste Grenz flächenfilm sich nicht einfach von dem Aufzeichnungsfilm löst.
  • Wenn das erste und das zweite optische Informationsaufzeichnungsmedium einen mehrschichtigen Aufbau einschließlich einer ersten Informationsschicht bis zu einer n-ten Informationsschicht haben, die in einer Reihenfolge von der Lasereinstrahlseite gestapelt sind (n ist eine natürliche Zahl nicht kleiner als 2), ist es bevorzugt, dass zumindest eine der ersten Informationsschicht bis zu der n-ten Informationsschicht (vorzugsweise die n-te Informationsschicht) die gleiche wie die Informationsschicht oberhalb ist. Diese Konfiguration kann die Signalqualität und die Dauerhaftigkeit gegenüber Wiedergabelicht verbessern, selbst wenn Informationen bezüglich eines mehrschichtigen optischen Informationsaufzeichnungsmediums durch ein optisches System aufgezeichnet bzw. wiedergegeben werden, das einen Laserstrahl geringer Wellenlänge und eine Linse mit großer numerischer Apertur bzw. Blende umfasst.
  • In dem ersten und dem zweiten optischen Informationsaufzeichnungsmedium ist es bevorzugt, dass der Reflexionsfilm einen ersten Film von Al oder einer Al-Legierung und einen zweiten Film einer Ag-Legierung umfasst und der erste Film und der zweite Film in der angezeigten Reihenfolge von der Laserstrahleinfallseite gestapelt sind. Diese Konfiguration kann eine höhere Signalqualität erreichen.
  • In dem ersten und dem zweiten optischen Informationsaufzeichnungsmedium ist es bevorzugt, dass der Aufzeichnungsfilm zumindest ein aus der Gruppe ausgewählter Film ist, die aus einem Ge-Sb-Te-Legierungsfilm, einem Ge-Sn-Sb-Te-Legierungsfilm, einem Ag-In-Sb-Te-Legierungsfilm, einem In-Ge-Sb-Te-Legierungsfilm und einem Ag-In-Ge-Sb-Te- Legierungsfilm besteht. Diese Konfiguration kann eine höhere Signalqualität erreichen.
  • Das Verfahren zum Aufzeichnen bzw. Wiedergeben für ein optisches Informationsaufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung ermöglicht es, Signale mit hoher Qualität und hoher Dichte aufzuzeichnen und wiederzugeben.
  • Gemäß dem ersten Verfahren zum Herstellen eines optischen Informationsaufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung wird ein erstes Substrat als ein transparentes Substrat gebildet, das auf der Laserstrahleinfallseite angeordnet ist, eine Informationsschicht wird durch Bilden eines ersten Schutzfilms, eines ersten Grenzflächenfilms, eines Aufzeichnungsfilms, eines zweiten Grenzflächenfilms und eines zweiten Schutzfilms in der angezeigten Reihenfolge gebildet, und ein zweites Substrat (in diesem Fall ein Schutzsubstrat, das auf der gegenüberliegenden Seite der Laserstrahleinfallseite angeordnet ist) wird gebildet, wodurch das erste optische Informationsaufzeichnungsmedium erzeugt wird. Das erste Verfahren ermöglicht ebenfalls, dass das erste Substrat als ein Schutzsubstrat gebildet wird, die Informationsschicht wird durch Umkehren der Filmbildungsreihenfolge gebildet, und das zweite Substrat wird als ein transparentes Substrat gebildet, wodurch das erste optische Informationsaufzeichnungsmedium erzeugt wird.
  • Gemäß einem zweiten Verfahren zum Herstellen eines optischen Informationsaufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung kann das zweite optische Informationsaufzeichnungsmedium auf dieselbe Weise wie diejenige für das erste optische Informationsaufzeichnungsmedium erzeugt werden. Insbesondere wird eine Informationsschicht auf einem transparenten Substrat gebildet, das auf Laserstrahleinfallseite angeordnet ist, und dann wird ein Schutzsubstrat auf der ge genüberliegenden Seite zu der Laserstrahleinfallseite gebildet, oder die Informationsschicht wird auf einem Schutzsubstrat gebildet und dann wird ein transparentes Substrat gebildet.
  • Hierin wird nachfolgend eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
  • 1 zeigt eine Querschnittansicht, die ein Beispiel der Konfiguration eines optischen Informationsaufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung wiedergibt. Wie in 1 gezeigt ist, umfasst ein optisches Informationsaufzeichnungsmedium 1 ein transparentes Substrat 11, eine Informationsschicht 12, die auf dem transparenten Substrat 11 gebildet ist, und eine Schutzschicht 13, die auf der Informationsschicht 12 gebildet ist. Informationen werden durch Bestrahlen des optischen Informationsaufzeichnungsmediums 1 mit einem Laserstrahl, der durch eine Objektivlinse 4 fokussiert wird, von der Seite des transparenten Substrats aufgezeichnet bzw. wiedergegeben. Die Informationsschicht 12 umfasst einen ersten Schutzfilm 14, einen ersten Grenzflächenfilm 15, einen Aufzeichnungsfilm 16, einen zweiten Grenzflächenfilm 17, einen zweiten Schutzfilm 18 und einen Reflexionsfilm 19 in der angezeigten Reihenfolge von der Einfallseite des Laserstrahls.
  • 2 zeigt ein weiteres Beispiel der Konfiguration eines optischen Informationsaufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung. Wie in 2 gezeigt ist, umfasst ein optisches Informationsaufzeichnungsmedium 2 ein transparentes Substrat 11, eine erste Informationsschicht 21, eine Trennschicht 22, eine zweite Informationsschicht 23 und ein Schutzsubstrat 13 in der angezeigten Reihenfolge. Ein Laserstrahl, der durch eine Objektivlinse 4 fokussiert wird, tritt in das Medium von der Seite des transparenten Substrats ein. Die zweite Informationsschicht 23, die weiter von dem transparenten Substrat 11 auf der Einfallseite des Laserstrahls angeordnet ist, hat dieselbe Filmkonfiguration wie diejenige der Informationsschicht 12 des optischen Informationsaufzeichnungsmediums 1 in 1. Die Informationsschicht 21, die auf dem transparenten Substrat 11 gebildet ist, hat ebenfalls dieselbe Filmkonfiguration wie diejenige der Informationsschicht 12. Um einen ausreichenden Transmissionsgrad zu erreichen, sollte die erste Informationsschicht 21 jedoch so konfiguriert sein, dass die Dicke des Reflexionsfilms verringert ist, bspw. auf etwa 20 nm oder weniger, der Reflexionsfilm entfernt ist oder ein optischer Interferenzfilm mit einem hohen Brechungsindex (etwa 2,2 oder mehr) auf der Seite des Reflexionsfilms gegenüber der Einfallseite des Laserstrahls gebildet ist. Informationen werden bezüglich jeder der Informationsschichten 21, 23 durch Bestrahlen des optischen Informationsaufzeichnungsmediums 2 mit einem Laserstrahl aufgezeichnet bzw. wiedergegeben, der durch die Objektivlinse 4 fokussiert wird, von der Seite des transparenten Substrats. Dieses optische Informationsaufzeichnungsmedium 2 ist ein Beispiel eines mehrschichtigen Aufzeichnungsmediums, das zwei Informationsschichten umfasst. Eine zusätzliche Informationsschicht kann jedoch über eine Trennschicht gestapelt werden. In einem solchen Fall kann die zusätzliche Informationsschicht dieselbe Filmkonfiguration wie diejenige der Informationsschicht 12 haben.
  • Ein Material, das im wesentlichen transparent für die Wellenlänge eines Laserstrahls ist, ist für das transparente Substrat 11 geeignet. Beispiele des Materials umfassen Polycarbonat, Polymethyl Methacrylat, Polyolefin, ein Norbonenenharz, ein bei ultravioletter Strahlung härtbares Harz, Glas und eine geeignete Kombination dieser Substanzen. Die Dicke des transparenten Substrats 11 ist nicht konkret begrenzt und kann etwas 0,01 mm bis 1,5 mm betragen.
  • Beispiel eines Materials für den ersten und den zweiten Schutzfilm 14, 18 umfassen ein Oxid von zumindest einem Element, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Y, Ce, Ti, Zr, Nb, Ta, Co, Zn, Al, Si, Ge, Sn, Pb, Sb, Bi und Te besteht, ein Nitrid von zumindest einem Element, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Ti, Zr, Nb, Ta, Cr, Mo, W, B, Al, Ga, In, Si, Ge, Sn und Pb besteht, ein Carbid von zumindest einem Element, das ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus Ti, Zr, Nb, Ta, Cr, Mo, W und Si besteht, ein Sulfid von Zn oder Dd, ein Selulid oder Tellurid ein Fluorid von Mg oder Ca, eine Einzelelementsubstanz von zumindest einem Element, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus C, Si und Ge besteht, und eine Mischung dieser Substanzen. Vor all diesem ist eine Mischung aus Zns und SiO2 besonders bevorzugt, da die Mischung im wesentlichen transparent ist und ein geringe thermische Leitfähigkeit aufweist.
  • Ein Material für den ersten Grenzflächenfilm 15 umfasst beispielsweise ein Oxid von zumindest einem Element, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W und Si oder einer Mischung dieser Oxide besteht (das heißt ein zusammengesetztes Oxid). Es ist bevorzugt, dass das Material für den ersten Grenzflächenfilm 15 das vorstehende Oxid oder eine Mischung als die Hauptkomponente umfasst. Hierbei sollte die Hauptkomponente in einer Menge von zumindest 80 Mol-% enthalten sein. Um den Einfluß anderer Komponenten zu eliminieren, ist die Hauptkomponente nicht weniger als 90 Mol-% und noch bevorzugter nicht weniger als 95 Mol-%.
  • Insbesondere ist eine Mischung, die durch Hinzufügen eines Oxids von zumindest einem Element erhalten wird, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Cr, No, und W besteht, zu einem Oxid von zumindest einem Element, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Ti, Zr, Hf, V, Nb und Ta besteht, bevorzugt, aufgrund dessen exzellenter Feuchtigkeitswiderstandsfähigkeit. Es ist noch bevorzugter, dass ein Si Oxid oder dergleichen weiter zu der Mischung hinzugefügt wird, um ein höheres Löschverhältnis zu erhalten. Wenn die Mischung ein Oxid von zumindest einem Element umfasst, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Ti, Zr, Hf, V, Nb, und Ta besteht, und ein Oxid von zumindest einem Element, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Cr, Mo und W besteht, der Gehalt des Oxids von zumindest einem Element, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Cr, Mo und W besteht, bezüglich der Mischung kann beispielsweise 5 Mol-% bis 80 Mol-% sein (vorzugsweise 10 Mol-% bis 70 Mol-% und noch bevorzugter 20 Mol-% bis 50 Mol-%). Die Dicke des ersten Grenzflächenfilms 15 ist nicht konkret beschränkt und ist vorzugsweise kleiner als diejenige des ersten Schutzfilms 14 (beispielsweise 1 nm bis 20 nm). Wenn die Dicke zu gering ist, kann der erste Grenzflächenfilm nicht wirksam sein, und die Dicke zu groß ist, kann der erste Grenzflächenfilm eine Verringerung in der Aufzeichnungsempfindlichkeit bewirken.
  • Ein Material für den zweiten Grenzflächenfilm 17 kann beispielsweise ein Kohlenstoff oder ein Karbid von zumindest einem Element sein, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W und Si besteht. Die bevorzugte Dicke des zweiten Grenzflächenfilms 17 beträgt nicht weniger als 0,3 nm und weniger als 3 nm, so dass die Dauerhaftigkeit gegenüber Wiedergabelicht und die Reflexionsänderung verbessert werden, um eine gute Signalqualität zu erreichen. Wenn der zweite Grenzflächenfilm 17 eine Dicke in diesem Bereich hat, ist der erste Grenzflächenfilm 15 nicht notwendigerweise aus dem vorstehenden Oxidmaterial gebildet und kann sogar entfernt werden. 3 zeigt eine Querschnittansicht, die die Konfiguration eines optischen Informationsaufzeichnungsmediums 3 wiedergibt, das eine Informationsschicht 31 umfasst, in der der zweite Grenzflächenfilm 17 eine Dicke von nicht weniger als 0,3 nm und weniger als 3 nm hat und der erste Grenzflächenfilm 15 entfernt ist.
  • Ein Material für den Aufzeichnungsfilm 16 kann beispielsweise ein Dünnfilm sein, der aus einem Chaleogenmaterial gefertigt ist, einschließlich Te und Sb, wie beispielsweise ein Dünnfilm aus einer Ge-Sb-Te Legierung, ein Dünnfilm aus einer Ge-Sn-Sb-T Legierung und ein Legierungsdünnfilm, der durch Hinzufügen von In, Ge, Au, Ag usw. zu einer eutektischen Sb-De Komposition bzw. Zusammensetzung erhalten wird.
  • Der Aufzeichnungsfilm 16 sollte eine Dicke von 2 m bis 20 nm haben, um ein ausreichendes C/N-Verhältnis zu erreichen. Wenn die Dicke geringer als 2 nm ist, ist weder der Reflexionsgrad noch die Reflexionsgradänderung ausreichend, wodurch das C/N-Verhältnis verringert wird. Wenn die Dicke mehr als 20 nm beträgt, wird die thermische Diffusion in dem Aufzeichnungspunkt 16 erhöht, wodurch das C/N-Verhältnis beim hochdichten Aufzeichnen verringert wird.
  • Wenn es notwendig ist, kann zumindest ein Element, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus O, N, F, C, S und B besteht, geeignet zu dem Aufzeichnungsfilm 16 hinzugefügt werden, zum Zwecke bspw. des Einstellens der Wärmeleitfähigkeit und der optischen Konstanten oder zum Verbessern der Wärmebeständigkeit und der Zuverlässigkeit gegenüber Umgebungsbedingungen. Diese zusätzlichen Elemente sollten nicht mehr als 10 At.-% der gesamten Zusammensetzung des Aufzeichnungsfilms 16 sein.
  • Ein Material für den Reflexionsfilm 19 kann bspw. ein Metall sein, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Au, Ag, Cu, Al, Ni, Pd, Pt, Bi, Sb, Sn, Z und Cr besteht oder ein Legierungsmaterial aus diesen Metallen. Der Reflexionsfilm 19 kann eine Mehrzahl von Filmen umfassen. Beispielsweise können ein Film aus Al oder einer Al-Legierung (ein erster Film) und ein Film aus einer Ag-Legierung mit einer hohen thermischen Leitfähigkeit (ein zweiter Film) in der angezeigten Reihenfolge von der Einfallseite des Laserstrahls gestapelt sein. Der erste Reflexionsfilm, der auf der Einfallseite des Laserstrahls angeordnet ist, hat einen größeren Extinktionskoeffizienten k als derjenige des zweiten Reflexionsfilms. Dieser Reflexionsfilm 19 kann einen Wärmeableitungs- bzw. Wärmesenkeffekt haben und den Reflexionsgrad und die Reflexionsgradänderung erhöhen.
  • Das Material und die Zusammensetzung jedes Films in dem mehrschichtigen Dünnfilm kann untersucht werden, bspw. durch Auger-Elektronen-Spektroskopie, Röntgenstrahl-Photoelektronen-Spektroskopie oder Sekundär-Ionen-Massenspektrometrie (siehe bspw. "Handbuch der Dünnfilmprozesstechnologie", bearbeitet durch die Dünnfilm- und Oberflächenphysikabteilung der japanischen Gesellschaft für Angewandte Physik, Kyoritsu, Shuppan Co., Ltd., Japan, 1991).
  • Ein Material für das Schutzsubstrat 13 kann entweder dasselbe wie dasjenige des transparenten Substrats 11 oder verschieden von diesem sein. Das Material kann ebenfalls nicht transparent für die Wellenlänge des verwendeten Laserstrahls sein. Die Dicke des Schutzsubstrats 13 ist nicht konkret beschränkt und kann etwa 0,01 mm bis 3,0 mm betragen.
  • Für das optische Informationsaufzeichnungsmedium 2, das als ein mehrschichtiges Aufzeichnungsmedium gebildet ist, soll te die erste Informationsschicht 21 einen Transmissionsgrad von nicht weniger als 30 haben. Zusätzlich zu einer überschreibbaren Informationsschicht kann eine Nur-Schreibe- oder Nur-Lese-Informationsschicht als die erste Informationsschicht 21 verwendet werden.
  • Für das optische Informationsaufzeichnungsmedium 2 kann ein Material für die Trennschicht 22 bspw. ein bei ultravioletter Strahlung härtbares Harz sein. Die Dicke der Trennschicht 22 sollte zumindest eine Tiefe des Fokus, der durch die numerische Blende (NA: numerical aperture) der Objektivlinse 4 und die Wellenlänge λ eines Laserstrahls bestimmt ist, sein, um ein Übersprechen zu verringern, das zwischen der ersten Informationsschicht 21 und der zweiten Informationsschicht 23 auftritt, während eine der Informationsschichten wiedergegeben wird. Es ist ebenfalls notwendig, die gesamte Dicke des Aufzeichnungsmediums zu steuern, so dass der Lichtstrahl auf jeder Informationsschicht fokussiert werden kann. Wenn bspw. λ = 405 nm und NA = 0,85, sollte die Trennschicht 22 eine Dicke von 5 μm bis 50 μm haben.
  • Zwei für jedes der optischen Informationsaufzeichnungsmedien 1 bis 3, die in 1 bis 3 gezeigt sind, können zusammen mit ihren Schutzsubstraten 13, die einander gegenüber liegen, verbunden werden, wodurch eine doppelseitige Struktur bereitgestellt wird. Ein Verwenden der doppelseitigen Struktur kann den Betrag an Informationen pro Aufzeichnungsmedium verdoppeln.
  • Als nächstes wird ein Verfahren zum Herstellen eines optischen Informationsaufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • Jeder Dünnfilm des optischen Informationsaufzeichnungsmediums kann durch eine Dampfphasen-Dünnfilmablagetechnik gebildet werden, wie bspw. eine Vakuumbedampfung, ein Sputtern, ein Ionenplattieren, CVD (chemical vapor deposition: chemische Dampfablagerung) und MBE (molecular beam epitaxy: Molekularstrahlepitaxie).
  • Das optische Informationsaufzeichnungsmedium 1 kann bspw. auf die folgende Weise erzeugt werden. Der erste Schutzfilm 14, der erste Grenzflächenfilm 15, der Aufzeichnungsfilm 16, der zweite Grenzflächenfilm 17, der zweite Schutzfilm 18 und der Reflexionsfilm 19 werden in dieser Reihenfolge auf dem transparenten Substrat 11 gebildet und dann wird das Schutzsubstrat 13 gebildet oder verbunden. Alternativ werden der Reflexionsfilm 19, der zweite Schutzfilm 18, der zweite Grenzflächenfilm 17, der Aufzeichnungsfilm 16, der erste Grenzflächenfilm 15 und der erste Schutzfilm 14 in dieser Reihenfolge auf dem Schutzsubstrat 13 gebildet und dann wird das transparente Substrat gebildet oder verbunden. Das letztere ist insbesondere geeignet für das transparente Substrat 11 mit einer geringen Dicke von etwa 0,4 mm oder weniger. Wenn das transparente Substrat 11 dünn gehalten wird, werden ein Konkav-Konvex-Muster, das Führungsnuten für einen Laserstrahl repräsentiert, ein Adress-Signal usw. vorzugsweise auf der Oberfläche des Schutzsubstrats 13 gebildet. Das Muster kann durch Übertragen eines erwünschten Musters erhalten werden, das auf einem Übertragungsssubstrat gebildet wurde (bspw. ein Stampfen) auf das Schutzsubstrat 13.
  • Das optische Informationsaufzeichnungsmedium kann bspw. auf die folgende Weise erzeugt werden. Die erste Informationsschicht 21 wird auf dem transparenten Substrat 11 gebildet. Dann wird ein bei ultravioletter Strahlung härtbares Harz oder dergleichen auf die erste Informationsschicht 21 auf gebracht und zu der Trennschicht 22 gehärtet. Wenn ein Konkav-Konvex-Muster von Nuten, ein Adress-Signal usw. auf der Oberfläche der Trennschicht 22 gebildet werden, wird ein Übertragungssubstrat mit einem erwünschten Muster auf der ersten Informationsschicht 21 über das bei ultravioletter Strahlung härtbare Harz überlagert, um das erwünschte Muster zu übertragen. Das Übertragungssubstrat wird nach Ausheilen bzw. Aushärten des bei ultravioletter Strahlung härtbaren Harzes entfernt. Wie die Informationsschicht 12 des optischen Informationsaufzeichnungsmediums 1 wird ein mehrschichtiger Film auf dieser Trennschicht 22 als die zweite Informationsschicht 23 gebildet. Dann wird das Schutzsubstrat 13 gebildet oder auf der zweiten Informationsschicht 23 verbunden, was zu einem mehrschichtigen Aufzeichnungsmedium führt. Wie bei dem optischen Informationsaufzeichnungsmedium 1 kann ebenfalls das optische Informationsaufzeichnungsmedium 2 auf die folgende Weise erzeugt werden: Bilden jedes der dünnen Filme und der Trennschicht in Reihenfolge auf dem Schutzsubstrat, Bilden der Informationsschicht 21 und Verbinden des transparenten Substrats.
  • Wenn es schwierig ist, ein allgemeines Spritzverfahren beim Bilden eines Konkax-Konvex-Musters auf der Oberfläche des Schutzsubstrats 13 oder der Trennschicht 22 aufgrund deren geringer Dicke zu bilden, kann insbesondere für die Trennschicht 22 ein 2P(Photopolymerisation)-Verfahren anstelle dessen verwendet werden.
  • Als nächstes wird ein Verfahren zum Aufzeichnen von Informationssignalen bezüglich eines optischen Informationsaufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • Um Informationssignale bezüglich eines optischen Informationsaufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung aufzuzeichnen, wird die Intensität eines Laserstrahl aus einer Mehrzahl von Leistungspegeln moduliert. Beispiele eines Mittels zum Modulieren der Laserstrahlintensität umfassen die Modulation eines Treiberstroms eines Halbleiterlasers und die Verwendung eines elektro-optischen Modulators oder akusto-optischen Modulators. Ein einzelner rechteckförmiger Impuls mit einer Spitzenleistung von P1 kann für einen Abschnitt bzw. Teil verwendet werden, wo eine Aufzeichnungsmarkierung gebildet wird. Wenn jedoch eine besonders lange Markierung gebildet wird, ist es erwünscht, eine Aufzeichnungsimpulsfolge mit einer Mehrzahl von Impulsen zu verwenden, die zwischen dem Spitzenpegel P1 und dem unteren Pegel P3 (P1 > P3) moduliert wird, wie in 4 gezeigt ist, um eine übermäßige Wärme auszuschließen und eine gleichmäßige Markierungsbreite zu erreichen. Außerdem kann ein Kühlabschnitt, der für die Anwendung einer Kühlleistung P4 verwendet wird, nach dem letzten Impuls der Aufzeichnungsimpulsfolge vorgesehen sein. Der Leistungspegel wird bei Vorspannungsleistung P2 (P1 > P2) für einen Teil bzw. Abschnitt konstant gehalten, wo keine Aufzeichnungsmarkierung gebildet wird.
  • Wenn eine Aufzeichnungsmarkierung bei zwei oder mehr verschiedenen linearen Geschwindigkeiten aufgezeichnet wird, ist es bevorzugt, dass jeder der Leistungspegel so gesetzt ist, dass 23/21 oder 23/22 sich mit linearer Geschwindigkeit erhöht. Dies kann eine Verringerung in der Signalamplitude und Löschbarkeit der aufgezeichneten Markierung für den Fall des Speicherns bei hohen Temperaturen verhindern.
  • Die Markierungskantenpositionen können nicht gleichmäßig aufgrund jedes Musters der Länge einer Aufzeichnungsmarkierung, die aufzuzeichnen ist, sein, der Länge eines Raums der vor und hinter der Aufzeichnungsmarkierung ist usw., was zu einem Anwachsen im Jitter führt. Um nicht gleichmäßige Kantenpositionen zu verhindern und den Jitter zu ver bessern, kann das vorstehende Aufzeichnungsverfahren ebenfalls die Position oder Länge jedes Pulses der Impulsfolge geeignet einstellen und kompensieren, so dass die Kantenpositionen gleichmäßig für jedes Muster sind.
  • Beispiele
  • Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung detaillierter anhand von Beispielen beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die folgenden Beispiele beschränkt.
  • Beispiele 1 bis 5 und vergleichende Beispiele 1 bis 13.
  • Die Beispiele 1 bis 5 zeigen die Abhängigkeit der Eigenschaften des Aufzeichnens bzw. Wiedergebens eines optischen Informationsaufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung, insbesondere das C/N-Verhältnis, das Löschverhältnis und die Dauerhaftigkeit gegenüber Wiedergabelicht in Abhängigkeit eines Grenzflächenfilmmaterials.
  • Das optische Informationsaufzeichnungsmedium 1, das in der Ausführungsform beschrieben wurde, wurde als die optischen Informationsaufzeichnungsmedien der Beispiele 1 bis 5 und der vergleichenden Beispiele 1 bis 13 verwendet. Ein Polycarbonatsubstrat mit einem Durchmesser von etwa 12 cm, einer Dicke von etwa 1,1 mm, einem Nutabstand von 0,32 μm und einer Nuttiefe von etwa 20 nm wurde als das Schutzsubstrat 13 verwendet.
  • Dünnfilme, die in der Informationsschicht 12 enthalten waren, wurden in der folgenden Reihenfolge auf dem Substrat des Schutzsubstrats 13 gebildet, das mit Nutenversehen ist, durch Sputtern. Zunächst wurde ein 80 nm dicker Ag-Pd-Cu-Film mit einem Ag-Pd-Cu-Ziel gebildet (das Verhältnis der Anzahl von Atomen 98:1:1), während ein Ar-Gas eingeführt wurde. Dann wurde ein 5 nm dicker Al-Film mit einem Al-Ziel gebildet, während ein Ar-Gas eingeführt wurde. Der Ag-Pd-Cu-Film und der Al-Film dienten als der Reflexionsfilm 19. Der zweite Schutzfilm 18 mit einer Dicke von 15 nm wurde mit einem ZnS-SiO2 Ziel gebildet (ZnS: 80 Mol-%, SiO2: 20 Mol-%), während ein Ar-Gas eingeführt wurde. Der zweite Grenzflächenfilm 17 mit einer Dicke von 5 nm wurde mit einem Ziel von vorbestimmten Zusammensetzungen gebildet. Die Zusammensetzung des Ziels für den zweiten Grenzflächenfilm 17 unterschied sich gemäß jedem der Beispiele und der vergleichenden Beispiele. Der Aufzeichnungsfilm 16 mit einer Dicke von 10 nm wurde mit einem Ge-Sb-Te-Ziel gebildet (das Verhältnis der Anzahl von Atomen 45:4:51), während ein Gasgemisch aus Ar und N2 eingeführt wurde (das Flussverhältnis 98:2). Der erste Grenzflächenfilm 15 mit einer Dicke von 5 nm wurde mit einem Ziel einer vorbestimmten Zusammensetzung gebildet. Die Zusammensetzung des Ziel für den ersten Grenzflächenfilm 15 unterschied sich gemäß jedem der Beispiele und der vergleichenden Beispiele. Der erste Schutzfilm 14 mit einer Dicke von 55 nm wurde mit einem ZnS-SiO2-Ziel gebildet (ZnS: 80 Mol-%, SiO2: 20 Mol-%), während ein Ar-Gas eingeführt wurde. Dann wurde ein Polycarbonat-Blatt mit einer Dicke von etwa 0,09 mm und mit einem Durchmesser von etwa 12 cm mit der Oberfläche der Informationsschicht 12 die auf diese Weise erzeugt wird (d. h. die Oberfläche des ersten Schutzfilm 14) über ein ultraviolett aushärtbares Harz verbunden. Nachfolgend wurde das bei ultravioletter Strahlung härtbare Harz durch die Bestrahlung von ultravioletten Strahlen ausgehärtet, so dass das transparente Substrat 11 mit einer Dicke von etwa 0,1 mm erzeugt wurde.
  • Verschiedene Materialien wurden verwendet, um den ersten und den zweiten Grenzflächenfilm 15, 17 des optischen Informationsaufzeichnungsmediums in jedem der Bespiele und der vergleichenden Beispielen zu bilden. Tabelle 1 zeigt Materialien für die Grenzflächenfilme (das Grenzflächenfilmmaterial) und die Filmbildungszustände (die Zielzusammensetzung und die Sputtergas-Zusammensetzung). Die Analyse durch Auger-Elektrone-Spektroskopie zeigte, dass die Zusammensetzungen jedes Films, der durch Sputtern gebildet wurde, im wesentlichen dieselben wie diejenigen der Zielzusammensetzung waren. Tabelle 1
    Grenzflächenfilmmaterial Zusammensetzungszustände
    Zielzusammensetzung Gaszusammensetzung
    Ta2O5 Ta2O5 Ar
    ZrO2 Cr2O3 ZrO2: 70 mol-% Cr2O3: 30 mol-% Ar
    ZrO2 Cr2O3 SiO2 ZrO2: 35 mol-% Cr2O3: 30 mol-% SiO2: 35 mol-% Ar
    Ge Cr N Ge: 90 at-% Cr: 10 at-% Ar:N2 = 60:40 Flussverhältnis
    C C Ar
    TiC TiC Ar
    SiC SiC Ar
  • Tabelle 2 zeigt das Grenzflächenfilmmaterial und die Bewertung eines C/N-Verhältnisses, eines Löschverhältnisses und der maximalen Wiedergabeleistung für jedes der optischen Informationsaufzeichnungsmedium der Beispiele 1 bis 5 und der vergleichenden Beispiele 1 bis 13. Das Folgende ist eine Erklärung eines Verfahrens zum Bewerten bzw. Auswerten des C/N-Verhältnisses, des Löschverhältnisses und der maximalen Wiedergabeleistung.
  • Bei Verwendung eines optischen Systems mit einer Wellenlänge von 405 nm und einer numerischen Apertur von 0,85 wurden einzelne Signale bei 12,2 MHz und 3,3 MHz abwechselnd auf den Nuten jedes optischen Informationsaufzeichnungsmediums aufgezeichnet, während das Medium bei einer linearen Geschwindigkeit von 4,5 m/s gedreht wurde. In diesem Fall sind die Nuten die konvexen Abschnitte, wenn dies von der Einfallseite des Laserstrahls betrachtet wird. Ein rechteckförmiger Impuls, der zwischen der Spitzenleistung P1 und der Vorspannungsleistung P2 moduliert ist, wurde verwendet, um die Signale aufzuzeichnen. Für das 12,2 MHz Signal wurde ein einzelner Impuls mit einer Impulsbreite von 13,7 ns verwendet. Für das 3,3 MHz Signal wurde eine Impulsfolge verwendet, die aus einem vorderen Impuls mit einer Impulsbreite von 20,5 ns und den nachfolgenden 8 Unterimpulsen mit einer Impulsbreite von 6,9 ns und einem Impulsintervall von 6,9 ns bestand.
  • Unter diesen Bedingungen wurden Signale bei 12,2 MHz und 3,3 MHz abwechselnd 10-mal auf einer Spur in dem unaufgezeichneten Zustand aufgezeichnet. Dann wurde das 12,2 MHz Signal weiter auf der Spur aufgezeichnet, um das C/N-Verhältnis mit einem Spektrumanalysator zu messen. Nachfolgend wurde das 3,3 MHz Signal auf der Spur aufgezeichnet, um das Löschverhältnis (d. h. das Dämpfungsverhältnis der Amplitude des 12,2 MHz Signals) mit dem Spektrumanalysator zu messen. Die eingestellte Leistung P1 entsprach 1,3-mal der Leistung, durch die die Amplitude 3 dB geringer als das Maximum geriet. Die eingestellte Leistung P2 war der zentrale Wert in dem Leistungsbereich, über den das Löschverhältnis größer als 25 dB wurde. Für jedes optische Informationsaufzeichnungsmedium betrug P1 4,5 mW bis 5,5 mW und P2 betrug 2,0 mW bis 2,5 mW. Die Spur, auf der das 12,2 MHz Signal durch die eingestellte Leistung aufgezeichnet wurde, wurde kontinuierlich wiedergegeben, während die Wiedergabe leistung verändert wurde, und eine Änderung im C/N-Verhältnis wurde gemessen. Der maximale Wert der Wiedergabeleistung (die maximale Wiedergabeleistung) wurde basierend auf der Tatsache bestimmt, dass das C/N-Verhältnis sich um 0,3 dB oder weniger während 10.000 Umdrehungen des Mediums verringerte. Das Folgende sind die Bewertungskriterien des C/N-Verhältnisses, des Löschverhältnisses und der maximalen Wiedergabeleistung, die auf diese Weise bestimmt wurden, für jedes optische Informationsaufzeichnungsmedium.
  • C/N-Verhältnis
    • ⌾: nicht weniger als 54 dB
    • O: nicht weniger als 52 dB und weniger als 54 dB
    • Δ: nicht weniger als 50 dB und weniger als 52 dB
    • X: weniger als 50 dB
  • Löschverhältnis
    • ⌾: nicht weniger als 33 dB
    • O: nicht weniger als 30 dB und weniger als 33 dB
    • Δ: nicht weniger als 27 dB und weniger als 30 dB
    • X: weniger als 27 dB
  • Maximale Wiedergabeleistung
    • ⌾: nicht weniger als 0,5 mW
    • O: nicht weniger als 0,4 mW und weniger als 0,5 mW
    • Δ: nicht weniger als 0,3 mW und weniger als 0,4 mW
    • X: weniger als 0,3 mW
  • Tabelle 2
    Grenzflächenfilm Bewertung
    Erster Grenzflächenfilm Zweiter Grenzflächenfilm C/N Löschverhältnis Maximale Wiedergabeleistung
    Beispiel 1 Ta2O5 C O O ⌾
    Beispiel 2 ZrO2 Cr2O3 C O O ⌾
    Beispiel 3 ZrO2 Cr2O3 SiO2 C O ⌾ ⌾
    Beispiel 4 ZrO2 Cr2O3 SiO2 TiC O ⌾ ⌾
    Beispiel 5 ZrO2 Cr2O3 SiO2 SiC O ⌾ ⌾
    Vergleichendes Beispiel 1 Ge-Cr-N Ge-Cr-N O O X
    Vergleichendes Beispiel 2 C Ge-Cr-N X O ⌾
    Vergleichendes Beispiel 3 TiC Ge-Cr-N X O ⌾
    Vergleichendes Beispiel 4 SiC Ge-Cr-N X O ⌾
    Vergleichendes Beispiel 5 Ge Cr N C Δ O O
    Vergleichendes Beispiel 6 Ge Cr N TiC Δ O O
    Vergleichendes Beispiel 7 Ge Cr N SiC Δ O O
    Vergleichendes Beispiel 8 Ta2O5 Ge-Cr-N ⌾ O Δ
    Vergleichendes Beispiel 9 ZrO2 Cr2O3 Ge-Cr-N ⌾ O Δ
    Vergleichendes Beispiel 10 ZrO2Cr2O3SiO2 Ge-Cr-N ⌾ ⌾ Δ
    Vergleichendes Beispiel 11 Ge Cr N Ta2O5 ⌾ O X
    Vergleichendes Beispiel 12 Ge Cr N ZrO2 Cr2O3 ⌾ O X
    Vergleichendes Beispiel 13 Ge Cr N ZrO2Cr2O3SiO2 ⌾ ⌾ X
  • Wie anhand der Bewertung gesehen werden kann, ist für das Aufzeichnungsmedium des vergleichenden Beispiels 1, das Ge-Cr-N für den ersten und den zweiten Grenzflächenfilm verwendete, die maximale Wiedergabeleistung gering und unzureichend, obwohl das C/N-Verhältnis und das Löschverhältnis ausreichend sind.
  • Für die Aufzeichnungsmedien der vergleichenden Beispiele 2 bis 4, die Kohlenstoff oder Karbid für den ersten Grenzflächenfilm verwendeten, ist die maximale Wiedergabeleistung dramatisch verbessert im Vergleich zu dem vergleichenden Beispiel 1. Das C/N-Verhältnis ist jedoch verringert. Für die Aufzeichnungsmedien der vergleichenden Beispiele 5 bis 7, die Kohlenstoff oder Karbid für den zweiten Grenzflächenfilm verwendeten, ist die maximale Wiedergabeleistung ausreichend hoch. Eine Erhöhung im C/N-Verhältnis ist jedoch nicht ausreichend, obwohl dieses leicht größer als dasjenige der vergleichenden Beispiele 2 bis 4 ist.
  • Für die Aufzeichnungsmedien der vergleichenden Beispiele 8 bis 10, die ein Oxid für den ersten Grenzflächenfilm verwendeten, erhöht sich das C/N-Verhältnis weiter im Vergleich zu dem vergleichenden Beispiel 1. Eine Verbesserung in der maximalen Wiedergabeleistung ist jedoch nicht ausreichend, obwohl diese leicht größer als diejenige des vergleichenden Beispiels 1 ist. Für die Aufzeichnungsmedien der vergleichenden Beispiele 11 bis 13, die ein Oxid für den zweiten Grenzflächenfilm verwendeten, wird ein hohes C/N-Verhältnis wie mit den vergleichenden Beispielen 8 bis 10 erreicht. Die maximale Wiedergabeleistung ist jedoch gering.
  • Im Gegensatz dazu sind für die Aufzeichnungsmedien der Beispiele 1 bis 5, die ein Oxid für den ersten Grenzflächenfilm verwendeten und einen Kohlenstoff oder ein Karbid für den zweiten Grenzflächenfilm, sowohl das C/N-Verhältnis als auch das Löschverhältnis ausreichend, und die maximale Wiedergabeleistung ist ebenfalls äußerst hoch. Insbesondere die Aufzeichnungsmedien der Beispiele 3 bis 5, die eine Mischung aus ZrO2, Cr2O3 und SiO2 für den ersten Grenzflächenfilm verwendeten, können ein noch höheres Löschverhältnis bereitstellen.
  • Wie vorstehend beschrieben ist, kann die maximale Wiedergabeleistung durch Verwenden eines Kohlenstoffs oder eines Karbids für den zweiten Grenzflächenfilm verbessert werden, der auf der Seite des Aufzeichnungsfilms gegenüber der Einfallseite des Laserstrahls angeordnet ist. Außerdem kann ein ausreichendes C/N-Verhältnis und Löschverhältnis durch Verwenden eines Oxids für den ersten Grenzflächenfilm erreicht werden, der auf der Einfallseite des Laserstrahls des Aufzeichnungsfilms angeordnet ist. Dies führt zu einer weiteren Verbesserung in der maximalen Wiedergabeleistung.
  • Beispiele 6 bis 11 und vergleichende Beispiele 14 bis 19
  • Beispiele 6 bis 11 zeigen die Abhängigkeit der Aufzeichnungs- bzw. Wiedergabeeigenschaften eines optischen Informationsaufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung, insbesondere das C/N-Verhältnis, das Löschverhältnis und die Dauerhaftigkeit gegenüber Wiedergabelicht, von der Dicke des zweiten Grenzflächenfilms.
  • Die optischen Informationsaufzeichnungsmedien der Beispiele 6 bis 11 und der vergleichenden Beispiele 14 bis 19 wurden auf dieselbe Weise wie diejenige für das vergleichende Beispiel 5 erzeugt, so dass diese dieselbe Konfiguration wie diejenige des Aufzeichnungsmediums des vergleichenden Beispiels 5 haben und sich in der Dicke des zweiten Grenzflächenfilms voneinander unterschieden. Die Aufzeichnungsmedi en der Beispiele 6 bis 11 und der vergleichenden Beispiele 14 bis 19, die auf diese Weise hergestellt wurden, wurden auf dieselbe Weise, wie vorstehend beschrieben ist, bewertet.
  • Tabelle 3 zeigt die Dicke des zweiten Grenzflächenfilms und die Bewertung für jedes optische Informationsaufzeichnungsmedium. Tabelle 3
    Dicke (nm) des zweiten Grenzflächenfilms Bewertung
    C/N Löschverhältnis Maximale Wiedergabeleistung
    Vergleichendes Beispiel 14 0,1 Δ X X
    Vergleichendes Beispiel 15 0,2 O O Δ
    Beispiel 6 0,3 O O O
    Beispiel 7 0,5 ⌾ O O
    Beispiel 8 0,7 ⌾ ⌾ O
    Beispiel 9 1,0 ⌾ ⌾ O
    Beispiel 10 1,5 O ⌾ O
    Beispiel 11 2,0 O ⌾ O
    Vergleichendes Beispiel 16 3,0 Δ ⌾ O
    Vergleichendes Beispiel 17 5,0 Δ O O
    Vergleichendes Beispiel 18 7,0 Δ O O
    Vergleichendes Beispiel 19 10,0 Δ O ⌾
  • Wie anhand der Bewertung gesehen werden kann, wird die maximale Wiedergabeleistung mit einer Erhöhung der Dicke des zweiten Grenzflächenfilms erhöht, der auf der Seite des Aufzeichnungsfilms gegenüber der Einfallseite des Laserstrahls angeordnet ist. Wenn jedoch der zweite Grenzflächenfilm eine Dicke von nicht weniger als 3,0 hat, wird das C/N-Verhältnis verringert. Außerdem sollte die Dicke des zweiten Grenzflächenfilms nicht geringer als 0,3 nm sein, um das Löschverhältnis und die maximale Wiedergabeleistung zu erhöhen. Daher kann sowohl das C/N-Verhältnis, als auch das Löschverhältnis und die maximale Wiedergabeleistung erfüllt werden, indem der zweite Grenzflächenfilm gebildet wird, eine Dicke zu haben, die nicht dicker als 0,3 nm und weniger als 3 nm ist, ohne ein Oxid für den ersten Grenzflächenfilm zu verwenden.
  • Wie vorstehend beschrieben ist, kann die vorliegende Erfindung ein optisches Informationsaufzeichnungsmedium bereitstellen, das eine hohe Dauerhaftigkeit gegenüber Wiedergabelicht und eine gute Signalqualität erreicht, selbst wenn Informationen durch ein optisches System mit einer kurzen Wellenlänge und einer großen numerischen Blende aufgezeichnet bzw. wiedergegeben werden, und ein Aufzeichnungs- bzw. Wiedergabeverfahren für das optische Informationsaufzeichnungsmedium.

Claims (11)

  1. Optisches Informationsaufzeichnungsmedium (1) mit zumindest einer Informationsschicht (12), wobei die Informationsschicht (12) aufweist: einen ersten Schutzfilm (14), einen ersten Grenzflächenfilm (15), einen Aufzeichnungsfilm (16) mit optischen Eigenschaften, die reversibel durch eine Laserstrahlbestrahlung geändert sind, einen zweiten Grenzflächenfilm (17), einen zweiten Schutzfilm (18), und einen Reflexionsfilm (19), die in der angezeigten Reihenfolge von einer Laserstrahleinfallseite vorliegen, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Grenzflächenfilm (15) ein Oxid von zumindest einem Element umfasst, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W und Si besteht, und der zweite Grenzflächenfilm (17) Kohlenstoff oder ein Karbid von zumindest einem Element umfasst, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W und Si besteht.
  2. Optisches Informationsaufzeichnungsmedium (1) nach Anspruch 1, bei dem das Medium einen mehrschichtigen Aufbau mit zumindest einer ersten Informationsschicht bis zu einer n-ten Informationsschicht hat, die in einer Reihefolge von der Laserstrahleinfallseite gestapelt sind (n ist eine natürliche Zahl nicht kleiner als 2), und zumindest eine der ersten Informationsschicht bis zu der n-ten Informationsschicht der Informationsschicht (12) entspricht, wie sie in Anspruch 1 genannt ist.
  3. Optisches Informationsaufzeichnungsmedium nach Anspruch 2, bei dem zumindest die n-te Informationsschicht der Informationsschicht (12) entspricht, wie sie in Anspruch 1 genannt ist.
  4. Optisches Informationsaufzeichnungsmedium (1) nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der erste Grenzflächenfilm (15) eine Mischung aus einem Oxid von zumindest einem Element umfasst, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Ti, Zr, Hf, V, Nb, und Ta besteht, und einem Oxid von zumindest einem Element, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Cr, Mo und W besteht.
  5. Optisches Informationsaufzeichnungsmedium (1) nach Anspruch 4, bei dem die Mischung ein Oxid von zumindest einem Element umfasst, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Cr, Mo und W besteht, in einer Menge von nicht weniger als 5 Mol-% und nicht mehr als 80 Mol-%.
  6. Optisches Informationsaufzeichnungsmedium (1) nach Anspruch 4, bei dem die Mischung weiterhin ein Si-Oxid umfasst.
  7. Optisches Informationsaufzeichnungsmedium (1) nach Anspruch 6, bei dem die Mischung das Si-Oxid in einer Menge von nicht weniger als 5 Mol-% und nicht mehr als 60 Mol-% umfasst.
  8. Optisches Informationsaufzeichnungsmedium (1, 3) nach Anspruch 1, bei dem der Reflexionsfilm (19) zumindest einen ersten Film aus Al oder einer Al-Legierung umfasst und einen zweiten Film einer Ag-Legierung, und der erste Film und der zweite Film in der angezeigten Reihenfolge von der Laserstrahleinfallseite gestapelt sind.
  9. Optisches Informationsaufzeichnungsmedium (1, 3) nach Anspruch 1, bei dem der Aufzeichnungsfilm (16) zumindest einer ist, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Ge-Sb-Te-Legierungsfilm, einem Ge-Sn-Sb-Te-Legierungsfilm, einem Ag-In-Sb-Te-Legierungsfilm, einem In-Ge-Sb-Te-Legierungsfilm und einem Ag-In-Ge-Sb-Te-Legierungsfilm besteht.
  10. Verfahren zum Aufzeichnen bzw. Wiedergeben von Informationen bezüglich eines optischen Informationsaufzeichnungsmedium (1, 3) mit folgenden Schritten: Aufzeichnen bzw. Wiedergeben von Informationen bezügl. des Informationsaufzeichnungsmediums (1, 3) nach Anspruch 1, wobei die Informationen durch ein optisches System mit einer Wellenlänge von nicht mehr als 450 nm und einer numerischen Apertur von nicht weniger als 0,8 aufgezeichnet bzw. wiedergegeben werden.
  11. Verfahren zum Herstellen eines optischen Informationsaufzeichnungsmediums (1) mit folgenden Schritten: Bilden zumindest einer Informationsschicht (12) auf einem ersten Substrat (11) und Bilden eines zweiten Substrats auf der zumindest einen Informationsschicht (12), wobei die Informationsschicht (12) durch Bilden zumindest eines ersten Schutzfilms (14), eines ersten Grenzflächenfilms (15), eines Aufzeichnungsfilms (16), eines zweiten Grenzflächenfilms (17) und eines zweiten Schutzfilms (18) in der angezeigten Reihenfolge oder in der umgekehrten Reihenfolge gebildet wird, wobei der erste Schutzfilm (14) aus einem dielektrischen Material gefertigt wird, der Aufzeichnungsfilm (16) optische Eigenschaften hat, die reversibel durch Laserstrahlbestrahlung geändert werden, und der zweite Schutzfilm (18) aus einem dielektrischem Material gefertigt ist, und dadurch gekennzeichnet, dass der erste Grenzflächenfilm (15) ein Oxid von zumindest einem Element umfasst, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W und Si besteht, und der zweite Grenzflächenfilm (17) Kohlenstoff oder ein Karbid von zumindest einem Element umfasst, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W und Si besteht.
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