MXPA06004848A

MXPA06004848A - Medio de almacenamiento de datos opticos reescribible y uso de este medio.

Info

Publication number: MXPA06004848A
Application number: MXPA06004848A
Authority: MX
Inventors: Liesbeth Van Pieterson
Original assignee: Koninkl Philips Electronics Nv
Priority date: 2003-11-03
Filing date: 2004-11-01
Publication date: 2006-07-06
Also published as: ATE456132T1; TW200525539A; EP1683143A1; JP2007511024A; DE602004025269D1; WO2005043524A1; CA2544394A1; US20070041309A1; CN1875415A; EP1683143B1; KR20060109453A; CN100530381C

Abstract

Se describe un medio de almacenamiento de datos opticos reescribible (20) para la grabacion a alta velocidad por medio de un rayo de radiacion enfocado. El medio (20) comprende un substrato (7) que porta una pila (2) de capas, pila (2) que comprende una primera capa auxiliar sustancialmente transparente I1 (3), una segunda capa auxiliar sustancialmente transparente I2 (5) que tiene un espesor d12, y una capa de grabacion (4) de un material de cambio de fases que tienen un espesor dp y que comprende al menos una composicion de GexSnySb1-x-y, en donde 0.05 < x <0.30 y 0.15< y <0.30. La capa de grabacion (4) esta interpuesta entre I1 y I2. Una tercera capa auxiliar I3 (6) con un espesor dI3 que actua como un disipador termico, esta presente en un lado de I2 opuesto al lado de la capa de grabacion. Se satisface la siguiente formula ?12/dI2 > 5*108 W m-2 K-1, en cuya formula ?I2 es el coeficiente de conduccion de calor del material de la capa I2. Asi, se proporciona un medio de almacenamiento de datos opticos capaz de ser grabado a una velocidad de grabacion lineal relativamente alta de aproximadamente 35 m/s o mas.

Description

MEDIO DE ALMACENAMIENTO DE DATOS OPTICOS REESCRIBIBLE Y USO DE ESTE MEDIO Descripción de la invención La invención se refiere a un medio de almacenamiento de datos ópticos reescribible para la grabación a alta velocidad por medio de un rayo de radiación enfocado, el medio comprende un substrato que porta una pila de capas, pila que comprende una primera capa auxiliar sustancialmente transparente II, una segunda capa auxiliar sustancialmente transparente 12 que tiene un espesor dx2 y una capa de grabación de un material de cambio de fases que tiene un espesor dp y que comprende al menos una composición GexSnySbi_x-y, en donde 0.005 < x <0.30 y 0.15< y <0.30, esta capa de grabación está interpuesta entre la capa II y 12, y una tercera capa auxiliar 13 con un espesor di3 que actúa como un disipador térmico y que está presente en un lado de la capa 12 opuesto al lado de la capa de grabación. La invención se refiere al uso de este medio de almacenamiento de datos ópticos . Una modalidad de un medio de almacenamiento de datos ópticos del tipo mencionado en el párrafo inicial se conoce de la solicitud de patente europea EP 1343154 A2. En este documento, composiciones de GexSnySbx-x.y se han propuesto como material de cambio de fases para grabación REF. : 171445 reescribible de alta velocidad. La velocidad de cristalización del material de cambio de fases depende de la composición de cambio de fases . Al variar el contenido de Ge en la escala de 5-30 por ciento atómico, se pueden diseñar discos adecuados para grabar a 2-16x DVD+RW. Un medio de almacenamiento de datos ópticos a base del principio de cambio de fases es atractivo, toda vez que combina las posibilidades de una sobreescritura directa (DOW, por sus siglas en inglés) y una alta densidad de almacenamiento con una fácil compatibilidad con sistemas de almacenamiento de datos ópticos de sólo lectura. La grabación óptica de cambio de fases incluye la formación de marcas de grabación amorfas a escala de submicras en una capa de grabación cristalina usando un rayo de radiación enfocado de potencia rela ivamente alta, por ejemplo un rayo de luz láser. Durante la grabación de información, el medio es movido con respecto al rayo de luz láser enfocado que es modulado de acuerdo con la información que será grabada. Se forman marcas cuando el rayo de luz láser de alta potencia derrite la capa de grabación cristalina. Cuando el rayo de luz láser es apagado y/o movido subsecuentemente en relación a la capa de grabación, el enfriamiento rápido de las marcas fundidas tiene lugar en la capa de grabación, dejando una marca de información amorfa en las áreas expuestas de la capa de grabación que permanece cristalina en las áreas no expuestas . El borrado de las marcas amorfas escritas se logra por la recristalización a través del calentamiento con el mismo láser a un nivel de potencia más bajo, sin derretir la capa de grabación. Las marcas amorfas representan los bits de datos, los cuales pueden ser leídos, por ejemplo, vía el substrato o una capa de cubierta, por un rayo de luz láser enfocado de potencia relativamente baja. Las diferencias en reflexión de las marcas amorfas con respecto a la capa de grabación cristalina ocasionan un rayo de luz láser modulado que posteriormente se convierte por un detector en una fotocorriente modulada de acuerdo con la información grabada. Una de las demandas más importantes en la grabación óptica de cambio de fases es una alta velocidad de grabación o velocidad de datos, lo cual significa que los datos pueden ser escritos y reescritos en el medio con una velocidad de grabación lineal relativamente alta de por ejemplo al menos 35 m/s. Una velocidad de datos tan alta requiere que la capa de grabación tenga un alta velocidad de cristalización, es decir, un corto tiempo de cristalización, durante la DOW. Para asegurar que las marcas amorfas previamente grabadas puedan ser recristalizadas durante la DOW, la capa de grabación debe tener una velocidad de cristalización adecuada para coincidir con la velocidad del medio en relación al rayo de luz láser. Si la velocidad de cristalización no es lo suficientemente alta las marcas amorfas de la grabación anterior, que representan datos viejos, no pueden ser borradas completamente, significando recristalizadas , durante la DOW. Esto ocasiona un alto nivel de ruido. Una alta velocidad de cristalización se requiere particularmente en la grabación de alta densidad y medios de grabación ópticos de alta velocidad de datos, tales como en CD-RW en forma de disco de alta velocidad, DVD-RW, DVD+RW, DVD-RAM, BD las cuales son abreviaturas de una nueva generación de Disco Versátil Digital de alta densidad+RW, en donde RW se refiere a la capacidad de reescritura de estos discos, y Disco de rayos Blu (BD) , en donde blu se refiere a la longitud de onda láser usada, es decir azul. Para estos discos el tiempo, de borrado completo (GET) tiene que ser relativamente corto. El CET se define como la duración mínima de un impulso de borrado para completar la cristalización de una marca amorfa escrita en un ambiente cristalino. El CET está directamente relacionado con la velocidad de borrado DC máxima Vemax. Esta emaxz entre otros, determina la velocidad de grabación máxima. Para DVD+RW, el cual tiene una densidad de grabación de 4.7 GB por disco de 120 mm, una velocidad de grabación de 35 m/s corresponde a una velocidad de grabación de 10 veces (lOx) la velocidad normal. Para los otros formatos este número puede variar. Para versiones de alta velocidad de DVD+RW y velocidades de datos BD de 50 Mbits/s, que corresponden a aproximadamente 4x DVD y lx rayo Blu) y más altas (10x DVD~110 Mbits/s, se requieren. Para un borrado completo de una marca amorfa, se conocen dos procesos, es decir, la cristalización por enucleación y la cristalización por crecimiento de cristalitos en grano. La enucleación de los cristalitos es un proceso en el que los núcleos de los cristalitos se forman aleatoriamente en el material amorfo. Por lo tanto, la probabilidad de enucleación depende del volumen, por ejemplo, espesor, de la capa de material de grabación. La cristalización de crecimiento de grano puede ocurrir cuando los cristalitos ya estén presentes, por ejemplo los alrededores cristalinos de una marca amorfa o cristalitos que hayan sido formados por enucleación. El crecimiento de grano incluye el crecimiento de esos cristalitos por la cristalización de material amorfo adyacente a los cristalitos ya presentes. En la práctica ambos mecanismos pueden ocurrir en paralelo pero generalmente un mecanismo domina sobre el otro en términos de eficacia o velocidad. Otra demanda importante en la grabación óptica de cambio de fases es una alta estabilidad de datos, lo cual significa que los datos grabados, normalmente en forma de marcas amorfas, permanecen intactos durante un largo periodo de tiempo. Un alta estabilidad de datos requiere que la capa de grabación tenga una baja velocidad de cristalización, es decir, un largo tiempo de cristalización, a temperaturas debajo de 100 °C. Durante el almacenamiento en archivos del medio de almacenamiento de datos ópticos, las marcas amorfas descritas se recristalizan a cierta velocidad, la cual se determina por las propiedades de la capa de grabación. Cuando las marcas se recristalizan ya no pueden distinguirse más de los alrededores cristalinos, en otras palabras: la marca se borra. Para propósitos prácticos se requiere un tiempo de recristalización de por lo menos 100 años a temperatura ambiente, es decir, 30°C. En EP 1343154 A2 el medio del tipo de cambio de fases comprende por ejemplo un substrato en forma de disco de una resina que tiene sobre el mismo una primera capa protectora de 10-100 nm de espesor de un material dieléctrico, una capa de material de grabación de 10-20 nm de espesor de una aleación de cambio de fases, una segunda capa protectora de un material dieléctrico y una capa reflectora de 10-500 nm de espesor principalmente de Ag. Esta pila de capas puede ser referida como una estructura IPIM, en donde I representa una capa dieléctrica y P representa una capa de grabación de cambio de f ses y M una capa de metal . En dicho documento la segunda capa protectora tiene de preferencia al • menos 10 nm de espesor para suprimir así la deformación de la capa de grabación. El espesor de cada una de la capa de grabación y la capa protectora se selecciona de tal manera que se proporcione una adecuada eficiencia de absorción de luz láser y se incremente la amplitud de las señales de grabación, es decir, para incrementar el contraste entre un estado grabado y un estado no grabado en consideración de un efecto de interferencia causado por una estructura de capas múltiples, además de restricciones desde el punto de vista de resistencia mecánica y conflabilidad. Al escribir marcas amorfas, la longitud de la marca se forma idealmente hasta una longitud nT, en cuya fórmula T es un periodo de reloj de referencia, n es una longitud de marca deseada que la marca puede tener por grabación de modulación de longitud de marca y es un entero. A altas velocidades de grabación lineal la recristalización de las marcas amorfas durante la grabación, es decir, el retro-crecimiento de la interfaz entre la marca amorfa y los alrededores cristalinos, u otra distorsión de la marca amorfa es probable que ocurra. Para evitar esta distorsión se usa una llamada estrategia de escritura con la cual las marcas son escritas empleando un número de impulsos de grabación cortos de acuerdo con un esquema predeterminado. A velocidades de grabación más altas este esquema se hace más complejo y más difícil de implementar. Además, se requieren impulsos de grabación muy cortos para estos esquemas complejos los cuales son difíciles de lograr. Un objetivo de la invención es proporcionar un medio de almacenamiento de datos ópticos del tipo descrito en el párrafo introductorio, capaz de ser grabado a una velocidad de grabación lineal relativamente alta.

Por velocidad de grabación lineal relativamente alta se intenta decir una velocidad lineal de aproximadamente 35 m/s del medio de almacenamiento de datos ópticos en relación al rayo de grabación de radiación enfocado, lo cual por ejemplo corresponde a una velocidad de 10 veces la velocidad de grabación de DVD+RW normal, es decir lOx. Este objetivo se logra de acuerdo con la invención por un medio de almacenamiento de datos ópticos del tipo descrito en el párrafo introductorio, el cual se caracteriza además porque I2/dI2 > 5*108 m"2 ?G1, en cuya fórmula ??2 es el coeficiente de conducción de calor del material de la capa 12. Este coeficiente se mide a temperatura ambiente usando material global, por ejemplo material objetivo, en un aparato de deposición por chisporroteo. Una pila óptica bien diseñada es importante para reducir la recristalización dentro del impulso de escritura, es decir, retro-crecimiento . Los solicitantes han descubierto que la cantidad de recristalización depende de la velocidad de cristalización del material de cambio de fases y del transporte de calor en la pila. Especialmente para materiales de rápida cristalización un adecuado transporte del calor es eficiente para evitar la recristalización durante la escritura. Se encuentra por los solicitantes que a velocidades de grabación de más de 35 m/s (lOx DVD+RW) y cuando el enfriamiento de la capa de grabación P es relativamente bajo, es decir, ?2/?12 > 5*108 W m'2 "1, sólo se logra una grabación adecuada con una estrategia de escritura (WS) de 3T o 4T complicada, o con una WS de 2T con impulsos extremadamente cortos de por ejemplo 2 ns o más cortos. 2T, 3T o 4T se refiere a una WS en donde el número de impulsos para la grabación de una marca se reduce aproximadamente y respectivamente por un factor de 2, 3 ó 4 en comparación con T. Escribir una marca nT con una WS de T requiere de n impulsos. Mediante la reducción del número de impulsos se logra un menor retro-crecimiento . Sin embargo, las estrategias de escritura de 3T y 4T requieren de esquemas complicados para compensar así el hecho de que cuando por ejemplo una marca nT tiene que se escrita n es principalmente indivisible entre 3 ó . Una estrategia de escritura de 2T sólo es útil cuando se usan impulsos muy cortos, lo cual presenta un problema práctico en el láser de grabación y su excitador. Al aplicar un enfriamiento adecuado de la capa de grabación de acuerdo con la fórmula de la reivindicación 1, el retro-crecimiento de marcas durante la escritura se contrarresta y una WS de 2T con longitudes de impulso más realistas de por ejemplo 3 ns o 4 ns puede usarse exitosamente hasta velocidades más altas . En una modalidad, la segunda capa auxiliar 12 comprende principalmente (ZnS) 8o (Si02) 20 y dI2 < 10 nm. Este material se usa ampliamente en vista de un alta velocidad de formación de capa, pequeña tensión de capa, un pequeño cambio de volumen debido al cambio en la temperatura y una excelente durabilidad contra por ejemplo la humedad. A diferencia de lo que se conoce de la técnica anterior, un espesor di2 relativamente pequeño es adecuado para lograr altas velocidades de grabación. Sin embargo, un espesor di2 demasiado pequeño requerirá demasiada potencia de escritura (véase figura 5A) . En otra modalidad la segunda capa auxiliar 12 comprende por lo menos un material seleccionado del grupo de Ge3N4, Si3N4, Al203( HfxNy, ITO (ln203 : Sn) y Ta205. Estos materiales tienen un coeficiente de conductividad térmica más alto que (ZnS) so (Si02) 20 y pe lo tanto capas más gruesas pueden usarse para lograr la misma conducción térmica entre la capa de grabación y la tercera capa auxiliar 13. Esto es adecuado cuando el espesor dP de la capa de grabación es más pequeño que 15 nm. Esto tiene la ventaja de que la capa de grabación puede tener una transmisión óptica relativamente alta, lo cual se requiere en el caso de medios ópticos de varias pilas. En un medio óptico de varias pilas están presentes varias capas de grabación. El rayo láser de grabación/lectura normalmente es dirigido a través de una capa de grabación de "nivel más alto" para de esta manera grabar/leer en/de una capa de grabación de "nivel más bajo" en cuyo caso la capa de grabación de nivel más alto debe ser al menos parcialmente transparente para que el rayo láser pueda pasar a la capa de grabación de "nivel más bajo" . Los solicitantes han encontrado que el retro-crecimiento de marcas también es disminuido al reducir el espesor de la capa de grabación. El valor de dP no debe volverse demasiado pequeño debido a otros requerimientos, por ejemplo contraste y reflexión ópticos . Un espesor mínimo sería por lo tanto de aproximadamente 8 nm (véase figura 6) . Es adecuado cuando la capa de grabación comprende además por lo menos un material seleccionado de In, Ag o Cu. Cuando están presentes estos materiales, por ejemplo, en una concentración de hasta 10% at . , es posible sintonizar la velocidad de cristalización del material de cambio de fases. La manera más importante de sintonizar la velocidad de cristalización de las composiciones a base de GeSnSb es variando la concentración de Ge. Se observa que entre 10 y 15% at . de Ge, la velocidad de cristalización se incrementa dramáticamente. Por esta razón, podría ser útil establecer la velocidad de cristalización mediante la adición de otros elementos. Esto es favorable en la fabricación en donde siempre ocurrirán variaciones ligeras en las concentraciones durante la deposición. En una modalidad, la tercera capa auxiliar 13 comprende principalmente Ag. Ag es un material con un alto coeficiente de conductividad térmica. Es por lo tanto adecuado como un disipador térmico con una alta capacidad de disipación térmica. La tercera capa auxiliar o reflectora puede comprender además, por ejemplo, al menos uno de los metales seleccionados de un grupo que consiste en Al, Ti, Au, Ag, Cu, Pt, Pd, Ni, Cr, Mo, W y Ta o similares, incluyendo aleaciones de estos metales para controlar así la conductividad térmica de la propia capa reflectora o para mejorar la resistencia a la corrosión. La cantidad de adición normalmente es de al menos 0.01% at. y cuando mucho 20% at.. Se prefiere que el espesor di3 de la tercera capa auxiliar 13 sea de al menos 150 nm. Se logra una mejor disipación de calor que reduce el retro-crecimiento de marcas todavía más. Es adecuado que una cuarta capa auxiliar 14 sustancialmente transparente esté presente emparedada entre la tercera capa auxiliar 13 y la segunda capa auxiliar 12 filtrando a la tercera capa auxiliar 13 de una influencia química de la segunda capa auxiliar 12. Especialmente cuando se usa Ag en la tercera capa auxiliar o reflectora 13, la posibilidad de que por ejemplo átomos de S sobre una capa auxiliar de (ZnS) 80 (Si02) 20 reaccionen con la Ag se debe evitar. Una cuarta capa auxiliar 14 adecuada comprende por lo menos uno de Si3N o Ge3N4. De preferencia, la cuarta capa auxiliar 14 tiene un espesor dI4 igual o más pequeño que 3 nm. Este pequeño espesor causará mínima interferencia con las propiedades térmicas y ópticas de la pila.

Una escala de espesor óptima para la primera capa auxiliar, es decir la capa a través de la cual el rayo de radiación, por e emplo rayo de luz láser, entra primero, se determina por a. o. la longitud de onda del rayo láser ?. Cuando ?=655 nm un óptimo se encuentra en alrededor de 60 nm. La primera capa auxiliar II puede hacerse de una mezcla de ZnS y Si02, por ejemplo, (ZnS) 8o (Si02) 20 - Las alternativas son, por ejemplo, Si, Ti, ZnS, AIM, SiN y Ta205. Se puede usar un carburo, tal como SiC, WC, TaC, ZrC o TiC. Estos carburos dan una velocidad de cristalización más alta y una mejor capacidad de formación de ciclos que una mezcla de ZnS-Si02. Las capas auxiliares pueden proporcionarse mediante deposición de vapor o chisporroteo. El substrato del medio de almacenamiento de datos ópticos consiste, por ejemplo, de policarbonato (PC) , metacrilato de polimetilo (PMMA) , poliolefina amorfa o vidrio. En un ejemplo típico, el substrato tiene forma de disco y tiene un diámetro de 120 mm y un espesor, por ejemplo, de 0.6 a 1.2 mm. Cuando se usa un substrato de 0.6 ó 1.2 mm, las capas pueden ser aplicadas sobre este substrato iniciando con la primera capa auxiliar. Si el rayo de radiación entra en la pila por medio del substrato, este substrato debe ser al menos transparente a la longitud de onda del rayo de radiación. Las capas de la pila sobre el substrato también pueden aplicarse en el orden inverso, es decir, iniciando con la tercera capa auxiliar, en cuyo caso el rayo de radiación no entrará en la pila a través del substrato. Opcionalmente una capa transparente más exterior puede estar presente sobre la pila como una capa de cubierta que proteja las capas subyacentes del ambiente. Esta capa puede consistir en uno de los materiales de substrato mencionados anteriormente o en una resina transparente, por ejemplo, un poli (met) acrilato curado con luz UV con, por ejemplo, un espesor de 100 µ?t?. Esta capa de cubierta relativamente delgada permite una alta abertura numérica (NA) del rayo de radiación enfocado, por ejemplo NA=0.85 y debe ser de una calidad óptica relativamente buena y homogénea. Una delgada capa de cubierta de 100 µp? se usa, por ejemplo, para el Disco de Rayos Blu (BD) . Si el rayo de radiación entra en la pila por la superficie de entrada de esta capa transparente, el substrato puede ser opaco. La superficie del substrato del medio de almacenamiento de datos ópticos sobre el lado de la capa de grabación es provista de preferencia con una servopista que puede ser escaneada ópticamente con el rayo de radiación enfocado, por ejemplo, un rayo de luz láser. Esta servopista está constituida comúnmente por una ranura en forma de espiral y se forma en el substrato por medio de un molde durante moldeo por inyección o prensado. Esta ranura se puede formar alternativamente en un proceso de replicación en una capa de resina sintética, por ejemplo, de una capa de acrilato curada por luz UV, la cual se proporciona por separado sobre el substrato. En la grabación de alta densidad esta ranura tiene un paso de por ejemplo 0.5-0.8 µp? y un ancho de alrededor de la mitad del paso. La grabación y borrado de alta densidad pueden lograrse mediante el uso de un láser de longitud de onda corta, por ejemplo, con una longitud de onda de S70 nm o más corta (rojo o azul) . La capa de grabación de cambio de fases puede aplicarse al substrato mediante deposición de vapor o chisporroteo de un objetivo adecuado. La capa depositada de esta manera es amorfa. Para constituir una capa de grabación adecuada, esta capa debe ser primero cristalizada completamente, lo cual se conoce comúnmente como inicialización. Para este propósito, la capa de grabación puede calentarse en un alto horno hasta una temperatura por arriba de la temperatura de cristalización de la aleación de cambio de fases, por ejemplo 180°C. Un substrato de resina sintética, tal como policarbonato, puede como alternativa calentarse por un rayo de luz láser de suficiente potencia. Esto puede lograrse, por ejemplo, en un grabador especial, en cuyo caso el rayo de luz láser escanea la capa de grabación en movimiento. Este grabador también es llamado inicializador . La capa amorfa se calienta después localmente hasta la temperatura requerida para cristalizar la capa; mientras se evita que el substrato sea sometido a una carga de calor inadecuada. La invención será descrita en mayor detalle por medio de modalidades ejemplares y con referencia a las figuras anexas, en las cuales: La figura 1 muestra una vista transversal esquemática de un medio de almacenamiento de datos ópticos de acuerdo con la invención. Las figuras 2A, 2B y 2C muestran cada una la velocidad de borrado DC máxima (Veraax) como una función del espesor de 12 (A) , capa de Ag (B) y capa de grabación por cambio de fases (C) . El material de cambio de fases fue Ge13Sn2oSb67. Las figuras 3A, 3B y 3C muestran cada una el espacio de tiempo (como una fracción del periodo T) a 90% de la modulación máxima como una función de la velocidad de borrado DC máxima. Para el material de cambio de fases Ge13Sn2oSbs7, se muestra el efecto de la variación en el espesor de 12 (figura 3A) , Ag (figura 3B) y espesor de cambio de fases (figura 3C) . Las figuras 4A, 4B y 4C muestran cada una la velocidad de borrado DC máxima como una función de diferentes impurificadores .

Las figuras 5A y 5B muestran respectivamente la potencia de fusión Pmeit (en mW) como un función del espesor di2 de 12 a una velocidad de 8x DVD+RW para una capa de cambio de fases P=14 nm Gei2Sn2sSbs3 (5A) y Pmeit como una función de la velocidad de grabación Vrec para P= 14 nm Ge12Sn2oSb68 y 12=8 nm ZnS/Si02 (5B) . La figura 6 muestra el contraste óptico C como una función del espesor de la capa de grabación dP, para un material de cambio de fases GeSnSb con 12 = 6 nm (ZnS) so (Si02) 20 y 3 nm Si3N4. En la figura 1, el medio de almacenamiento de datos ópticos reescribible 20, por ejemplo, un disco DVD+RW, para la grabación de alta velocidad por medio de un rayo de radiación enfocado 10, tiene un substrato 7 y una pila 2 de capas proporcionadas sobre el mismo. La pila 2 tiene una primera capa auxiliar 3, hecha de (ZnS) 80 (Si02) 20 que tiene un espesor de 90 nm, una segunda capa auxiliar 5, hecha de (ZnS) so (Si02) 20 que tiene un espesor de 6 nm y una capa de grabación 4 hecha de un material de cambio de fases de la aleación con una composición de Gei3Sn2oSb67. El coeficiente de conducción de calor ? de (ZnS) 8o (Si02) 20 es 8.7 W/mK. La capa de grabación 4 tiene un espesor de 14 nm y está interpuesta entre la primera capa auxiliar 3 y la segunda capa auxiliar 5. Una tercera capa auxiliar 6 hecha de Ag con un espesor di3 = 150 nm que actúa como un disipador térmico, está presente en un lado de 12 opuesto al lado de la capa de grabación. Una cuarta capa auxiliar 8 está presente emparedada entre la tercera capa auxiliar o reflectora 6 y la segunda capa auxiliar 5 filtrando a la tercera capa auxiliar 6 de una influencia química de la segunda capa auxiliar 5. La cuarta capa auxiliar comprende Ge3N4 y tiene un espesor de 3 nm. Si3N4 y Ge3N4 tienen un mayor coeficiente de conducción de calor ? que (ZnS) ao (Si02) 20 ¦ Si3N4 tiene un ? de 26 W/mK. La velocidad de borrado DC máxima Vemax se determinó como la velocidad de disco lineal máxima a la cual portadores 114, es decir, marcas nT con n=14, inicialmente escritas con una relación típica portador a ruido de 45 dB, sería reducida a 25 dB. Un segundo substrato 7, hecho de ' PC que tiene un espesor de 0.6 mm está presente adyacente a la tercera capa auxiliar 6. El chisporroteo proporciona las capas 3, 4, 5, 6 y 8. El estado cristalino inicial de la capa de grabación 4 se obtiene al calentar la capa de grabación amorfa 4 como fue depositada en un inicializador por medio de un rayo de luz láser continuo para lograr su temperatura de cristalización. En cada una de las figuras 2A, 2B y 2C la velocidad de borrado DC máxima (vemax) como una función del espesor de 12 (figura 2A) , la capa 13 de Ag (figura 2B) y la capa de grabación por cambio de fases (figura 2C) se muestra para una capa de cambio de fases de Gei3Sn2oSb67. El material de cambio de fases fue Gei3Sn2oSb67. En la presente invención, se indica que la velocidad de un disco de cambio de fases también depende de las capas y del espesor de capa de la pila óptica. Se observa que la velocidad se incrementa para 12 gruesa y cambio de fases y se reduce para 13 gruesa. En cada una de las figuras 3A, 3B y 3C se muestra el espacio de tiempo (como una fracción del periodo T) a 90% de la modulación máxima como una función de la velocidad de borrado DC máxima. Este es el espacio mínimo permitido entre impulsos de escritura para evitar el retro-crecimiento por el impulso de escritura subsecuente como una función de la velocidad de grabación del disco. El espacio se determinó a partir de los llamados experimentos de reducción de modulación, en los cuales los portadores 111 son escritos con un número cada vez más alto de impulsos y la modulación se mide. Con un número de impulsos cada vez más alto para escribir sobre el portador 111 (nT con n = 11) , el espacio entre impulsos se hace más corto (22 ns-2 ns @ 4x DVD+RW) y puede ocurrir el retro-crecimiento por impulsos de escritura subsecuentes, lo cual da como resultado una reducción de la modulación. La línea curva con cuadrados rellenos es la 'línea de composición' en donde la velocidad del disco es variada al ajustar el contenido de Ge en la capa de cambio de fases. Los cuadrados rellenos representan composiciones de GeSnSb en una pila moderadamente enfriada con 12 =12 nm (ZnS) so (Si02) 20 y 3 nm de Ge3N4 y 150 nm de Ag. Las líneas rectas punteadas representan estrategias de escritura (WS) ; un disco con coordenadas debajo de esta linea puede ser grabado con esa WS. Dos WS (IT o 2T) y el tiempo de impulso de láser máximo son graficados . Para el material de cambio de fases de Gei3Sn2oSbs7 se muestra el efecto de la variación en 12 (figura 3A) , Ag (figura 3B) y el espesor de la capa de grabación de cambio de fases (figura 3C) . Reducir el espesor de 12, el espesor de la capa de grabación de cambio de fases P e incrementar el espesor de 13 puede desplazar los puntos hacia abajo en las figuras 3A, 3B y 3C, por lo que se hace posible la grabación con una WS más simple. Se debe notar que seleccionar para 12 una capa con conductividad térmica más alta, tal como Ge3N o Ta205 daría un resultado similar a reducir el espesor de 12. Por lo tanto una pila óptica bien diseñada es importante para reducir la recristalización dentro del impulso de escritura. Como se indicó, la cantidad de' recristalización por retro-crecimiento depende de la velocidad de cristalización del material de cambio de fases y del transporte de calor en la pila. Puede ser claro que especialmente para materiales de rápida cristalización, el transporte de calor debe ser eficiente para evitar la recristalización durante la escritura. Se observa que a velocidades de más de 35 m/s (lOx DVD+RW) los discos moderadamente enfriados de la linea de composición (cuadrados rellenos) sólo pueden ser grabados con WS (3T o 4T) complicadas, o con una WS de 2T con impulsos extremadamente cortos de 2 ns o más cortos. Para resumir, se indica que las propiedades de velocidad de cristalización y retro-crecimiento del disco dependen de, aparte de la composición de cambio de fases, el espesor de 12, la capa de disipador térmico 13 y la capa de grabación por cambio de fases . Especialmente a velocidades lineales de más de 35 m/s (velocidades de grabación de más de lOx DVD+RW) , se tienen que diseñar pilas enfriadas eficientemente que faciliten la grabación con una WS relativamente ''simple'. En forma efectiva, esto significa que un espesor de 12 debajo de 9 nm si se usa (ZnS) 80 (Si02) 20 como la capa dieléctrica, y/o el espesor dP de la capa de cambio de fases debajo de 15 nm, en combinación con un material de cambio de fases de rápida cristalización. En cada una de las figuras 4A, 4B y 4C se gráfica la velocidad de borrado DC máxima como una función de los impurificadores . La forma más importante de sintonizar la velocidad de cristalización de las composiciones a base de GeSnSb es variando el contenido de Ge. La figura 4A muestra la velocidad de borrado DC máxima como una función de la concentración de Ge. Se observa que entre 10 y 15% de Ge, la velocidad de cristalización se incrementa dramáticamente.

Por esta razón, podría ser útil establecer la velocidad de cristalización mediante la variación de otros elementos. De la figura 4A se puede observar que incrementar la concentración de Sn incrementa la velocidad de cristalización. Mediante la adición de In, Ag o Cu, u otros elementos, la velocidad de cristalización puede reducirse (figuras 4B y 4C) . El primer cuadrado relleno de la figura 4B corresponde a la etiqueta (B) en la figura 4A. En las figuras 5A y 5B, se muestran respectivamente la potencia de fusión Pmeit (en mW) como una función de dz2 = (ZnS) so (Si02) 2o a una velocidad de 8x DVD+RW para una capa de cambio de fases P=14 nm de Ge12Sn25SbS3 (5A) y Pmeit como una función de la velocidad de grabación Vrec para P · = 14 nm Gei2Sn20Sb68 y 12 = 8 nm (ZnS) 80 (Si02) 20 (5B) . El valor del parámetro di2 en el lado inferior es limitado en la práctica por la sensibilidad del medio. Pmeit es la potencia (DC) mínima para fundir la capa de cambio de fases . Se observa que la sensibilidad se reduce con di2, es decir, potencias más grandes tienen que aplicarse para escribir marcas de datos. La figura 5B muestra además que a altas velocidades se requieren potencias más grandes para fundir el material de cambio de fases, como resultado del tiempo de secado más corto del punto de láser en cierta posición en el disco. En la práctica, esto establece límites al espesor de 12 mínimo a altas velocidades, ya que no se pueden aplicar potencias láser infinitas. Para los diodos láser de alta emisión actuales, es razonable una potencia máxima en el disco de •aproximadamente 20 mW. En la figura 6 se muestra el contraste óptico C como una función del espesor dP de la capa de cambio de fases para el material de cambio de fases GeSnSb con 12=6 nm (ZnS) so (Si02) 20 y 3 nm Si3N4. El límite inferior del espesor dP de la capa de cambio de fases se determina por el contraste óptico C que puede lograrse para una pila óptica común'. La figura 6 muestra que el contraste óptico máximo C para una pila con 12 de 6 nm (ZnS) 8o (Si02) 2o y 3 nm de Si3N y un disipador térmico de Ag se reduce rápidamente con el espesor dP de la capa de cambio de fases. Por lo tanto, un espesor de cambio de fases dp mínimo de aproximadamente 8 nm se propone para el DVD+ W de una sola capa. Se debe notar que las modalidades mencionadas arriba ilustran en lugar de limitar la invención, y que aquellos expertos en la técnica serán capaces de diseñar muchas modalidades alternativas sin alejarse del alcance de las reivindicaciones anexas. En las reivindicaciones, cualquier signo de referencia puesto entre paréntesis no se deberá considerar como limitando la reivindicación. La palabra "que comprende" no excluye la presencia de elementos o etapas que no sean aquellos listados en una reivindicación. La palabra "un" , "uno" o "una" antes de un elemento no excluye la presencia de una pluralidad de estos elementos . El simple hecho de que ciertas medidas se describan en reivindicaciones dependientes mutuamente diferentes no indica que una combinación de estas medidas no pueda usarse para obtener ventajas. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención..

Claims

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :

1. Un medio de almacenamiento de datos ópticos reescribible para la grabación a alta velocidad por medio de un rayo de radiación enfocado, el medio comprende un substrato que porta una pila de capas, pila que comprende una primera capa auxiliar sustancialmente transparente II, una segunda capa auxiliar sustancialmente transparente 12 que tiene un espesor di2 y una capa de grabación de un material de cambio de fases que comprende una composición de GexSnySbi-x_y, en donde 0.05 < x <0.30 y 0.15< y <0.30, capa de grabación que está interpuesta entre II y 12, y una tercera capa auxiliar 13 con un espesor di3, que actúa como un disipador térmico y que está presente en un lado de 12 opuesto al lado de la capa de grabación, caracterizado además porque i2/dI2 > 5*108 m*2 K"1, en cuya fórmula ??2 es el coeficiente de conducción de calor del material de la capa 12.

2. El medio de almacenamiento de datos ópticos de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la segunda capa auxiliar 12 comprende principalmente (ZnS)80(SiO2)20 y di2 < 10 n .

3. El medio de almacenamiento de datos ópticos de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la segunda capa auxiliar 12 comprende por lo menos un material seleccionado del grupo de Ge3N4, Si3N4, A1203, HfxNy, ITO ( ln203 : Sn) y Ta205.

4. El medio de almacenamiento de datos ópticos de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1, 2 ó 3, caracterizado porque la capa de grabación tiene un espesor dP, y dP es menor que 15 nm.

5. El medio de almacenamiento de datos ópticos de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1, 2, 3 ó 4, caracterizado porque la capa de grabación comprende además al menos un metal seleccionado de In, Ag o Cu.

6. El medio de almacenamiento de datos ópticos de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el por lo menos un metal está presente en una concentración de hasta 10 % at .

7. El medio de almacenamiento de datos ópticos de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la tercera capa auxiliar 13 comprende principalmente Ag.

8. El medio de almacenamiento de datos ópticos de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque el espesor di3 de la tercera capa auxiliar 13 es de al menos 150 nm.

9. El medio de almacenamiento de datos ópticos de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque una cuarta capa auxiliar 14 sustancialmente transparente está presente entre la tercera capa auxiliar 13 y la segunda capa auxiliar 12 filtrando a la tercera capa auxiliar 13 de una influencia química de la segunda capa auxiliar 12.

10. El medio de almacenamiento de datos ópticos de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque la cuarta capa auxiliar 14 comprende por lo menos uno de Si3W4 o Ge3N4.

11. El medio de almacenamiento de datos ópticos de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque la cuarta capa auxiliar 14 tiene un espesor dI < 3 nm.

12. Uso del medio de almacenamiento de datos ópticos de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, para la grabación de alta velocidad con una velocidad de grabación de por lo menos 35 m/s.