TWI290714B - Optical recording medium - Google Patents

Description

1290714 五、發明說明（1) 發明所屬之技術領域 體。本發明有關於—種具有相變化型之記錄層的光記錄媒 先前技術 f近年來’可做高密度記錄，並可做記錄及 覆^overwrite)的光記錄媒體係引人注目的、二：可追加 ΐΪί ίΪΪΪ體中之相變化型光記錄媒體係藉由照射 #通匕狀〜、艾化之記錄層的反射率變化，而、隹—印錄資 訊的再生。該相變化型光記錄媒體可藉由單—雷=光的、調 Ϊ而；=記錄媒體所用的光學系比較起 ‘I而ΐ 系對記錄資訊做記錄再生的這' 記㈣相！化型光 化，照射高功率(記錄功率：；射：：質狀態初期 以F。+吐如▲ 手）的雷射先使兄錄層升溫至熔點 敎至姓曰π _ °己錄功率之雷射光照射的部位，記錄層加 ”，、至、、W度以上後徐徐冷卻，藉此使記錄標記 :可Λ Λ部分)回歸結晶質(消去記錄標記）。如此， 在了覆寫之相變化型光記錄 做調變，而成為可覆寫。體糟由對早-之先束強度 本特，例如日本特開平10-326436號公報及曰 特開千8-224961號公報中所揭示的，結晶狀態與非結晶 第5頁 2186.5699-PF(Nl)；Chentf.ptd 1290714 五 發明說明（2) __ 狀恶反射率之差較大的點以及非結晶能〜〜 點，作為相變化之記錄層，Ge —Sb〜Te系二料=疋度較鬲的 jg-In-Sb-Te系材料等，一般使用做為其他主 e的硫族元素包含於作為主成分之％中的硫刀人的Te及 :J在將硫族元素作為主成分而構成相變：型：二因 聞6號公報等）所揭示又對;;上等述之各公 一e = b Te糸材料AAg_In_Sb_Te系材料添加包含如 凡素作為添加元素亦為已知者。在 、種 加上述元素的理由為由各別之元素產以S 穩X性提气筹差果，但添加量多時，、經時 ^展4的問$ °因此’即使在上述之任—公報 載的添加量亦在20原子％以下。 中所圯 组成但ί « ί發明在含有作為主成分讥的記錄層中之1他 々ΐ疋素各組成70素之組成比例改變，π製作出各種光 j =而做評價之際，也含、率提 =

It ^的相變化型之記錄層同等或以上之記^ 貧兔專及熱声戀定性上。 T W改C覆 係提供一種光記錄媒體，以Sb為主 知為高，根據全新的概念而形成的

發明内容 本發明之主要目的 成分且Μη的含有率較習 相變化型記錄層。 為達到上述之目的 在本發明的第一型態中提供一種

2186-5699-PF(Nl);Chentf.ptd 第6頁 1290714 五、發明說明（3) 光記錄媒體，具有由複數個元素所構成之記錄層 媒體，上述記錄層含有Sb之同時 ^圮錄 Ί ®工(^士 . . _____ 傅风巧。己錄層所有的元 素量為100原子％時，含有超過20原子 θ 的 比例的Μη。 你w原千/G Μ下之 在該光記錄媒體中使含有Sb之同時 過20原子％而在4〇舜丁十LU η 曰阳從s有Μη超 I斤不知=記錄層’使用在 具有將硫化物作為結晶溫度提高至與 上之同時，可將覆寫速度提高至相同或以上。彳门一戈以 又，為達成上述之目的，本發明之 種光記錄媒體，且右i逄鉍加-主 ^ π〜、甲徒供一 錚禅#，卜、兀素所構成之記錄層的光記 ί 有讥，及化，該組成比以

SbaMnbTec表不’ a、b以及c用原子％表示時，滿足 3<80在 ’ G“$4°，a + b + c = 1GG 之條件而形成。 在：光記錄媒體中，用表示記錄層的組成 ΐ// '0 ^ t用原子％表示時，藉由滿足2〇以<80，20<b a + b + C = 100之條件，使用在習知中所不 元素，將結晶溫度提高至與具有將硫化 可Iΐ官ΐ二ί記錄層的光記錄媒體相同或以上之同時， 可將覆寫速度提高至相同或以上。 理想的疋上述記錄層将用 _ ,μ Η十田店7 η 係用SbaMndTee表不記錄層的組成 _货〇.64暖46 — >0 > °-646a + 49-46 ^^0.354a + 50.54 .d =0，e =0，d + e = i00 —a的條件而形成。 國 第7頁 2186-5699-PF(Nl);Chentf.ptd 1290714 五、發明說明（4) 在此理想之樣態中提供一種光記錄媒體，記錄層的組 成比用SbaMndTee表示，而d或e用原子％表示時，滿足 -〇.646a + 49.46gd$-〇.354a + 50.54，-0.646a + 49.46‘e 0.354a + 50.54，d^〇，e^〇，d + e = i〇〇 —a 的條件，藉 此，從10 0Mbps前後到約2〇OMbps的範圍内具有更高一層的 覆寫速度。 又’上述之記錄層含有從In、Ag以及Qe的族中選擇至 少一種π素Μ作為添加元素，將其組成比用（Sb(MnTe)) 100-fMf表不’ f用原子％表示時，滿足〇<f $15的條件而形成 者更理想。 在該理想樣態中，在記錄層中含有從In、Ag以及Ge的 無中選擇至少一種元素乂作為添加元素，將其組成比用 (Sb(MnTe) )1QG_f Mf表示，f用原子％表示時，滿足〇<{$15的 條件而形成者可提升保存特性。 又’本發明與2〇〇2年6月14日提申之曰本特許申請案 特開20 02-1 7380 1所包含的主題有關，其所揭露之全文於 此做為參考事項而明白地合併入。 實施方式 ^本發明之光記錄媒體包括至少含有Sb及Μη，更含有Te 的圯錄層。具體而言，該光記錄媒體之記錄層，其組成比 以下列之（1)式表示。此狀況下，在同一式中，a、b&c用 原子％表示。

SbaMnbTec，··（ι)式

1290714 五、發明說明（5) 於此，a、b、c係限定於以下之條件 20 ^a<80 20<b ^40 〇 ^ c ^ 40 a+b+c=l00 在上述之（1)式中，Sb含有率過小的情況下，結晶轉 移速度急遽地變慢’而記錄負afl的消除，甚至覆寫會變得 困難。因此，Sb的含有率在20原子％以上較佳。一方面， 含有率過大的狀況下，伴隨相變化之反射率差變小而變調 度變小。 ° 又’上述（1)式中，Μη之含有率過小的情況下，熱安 疋性提升的效果並不很好，而保存特性會降低。此狀況 下，Μη的含有率超過20原子％的情況下，可確實地確保相 當的熱安定性。一方面含有率b過大的狀況下，結晶轉移 速度變慢而記錄資訊的消除會變困難。因此，雖然確保了 良好的熱安定性，但為了確保相當的結晶轉移速度，Mn的 含有率比20原子％大，且在40原子％以下較理想。 又’在記錄層中包含具有使變調度大之效果的了6較 佳。但是’上述（1)式中，Te之含有率c過大的狀況下，結 晶轉移速度會過低，因而消除資料會變困難。但是，為確 保相當之結晶轉移速度，含有率c在4 〇原子％以下較佳。 由以上之理由，由於添加Μη而為了相當地提升熱的安 疋性’必須含有超過2 〇原子龍η的情況下，S b的含有率必 須不滿80原子％。

2186-5699-PF(Nl);Chentf.ptd 第9頁 1290714 發明說明（6) 以心有;\之二有人率;J的狀況下’結晶速度雖然降低， 有率C之比例大約丨3率C的比例者眼，Μη含有率b與Te含 50 : 50左右，姓曰速^即“與76之相互組成比（b :c)為 應於Μη之ί有率；提高°因&…之含有率係對 而減少較佳。增= 異的觀點了，用下述：(2;己式錄表層組成比 sbaMndTee ".(2)式 d以及e以原子％表示時， -〇.646a+49.46 ^d ^~.345a+50. 54 -〇· 646a + 49· 46 ^一〇· 345a+5〇· 54 d - 0，e - 0 d + e = l 〇〇-a 以此設定Μη及Te相互間之組成比。_此設定，社 移速J之高速化(即覆寫速度之高速化)與良好之哉；3 可兩者兼具。例如結晶溫度維持在2〇〇 t以上而覆寫疋吐 可提高至從lOOMbp左右至約20〇Mbp的範圍内。可有\ 的覆寫速度，卻也有優良保存特性之記錄層。 此向 一方面，作為上述記錄層之材料，加二於上 1，亦可根據需要而添加其他之元素。作為如此之1 素：從Ge、In以及Ag的族中選擇至少—種元素（元素m)广 遠等添加凡素具有結晶溫度提高並保存特性提升 而且，相對於形成記錄層之全材料的該等添加元=二 率提高的狀況下隨相變化之反射率變化變小而得：:目

2186-5699-PF(Nl)；Chentf.ptd 1290714 發明說明（7) 當好的調變度。然而 添加元素之含有率f， 佳。 相對於形成記錄層之全材料的該等 以超過0原子％而在15原子％以下較 又’ A錄層的厚度4nm以上50nm以下的範圍内較佳， 5nm 以上3 0nm 以下的誌 . ,, Ub _ 薄日#，妹曰i日μ / 圍更好。在狀下，記錄層變 ‘ 、、、"曰曰相的成長變得困難，伴隨相變化之反射率變得 不佳。相反地，記錄層變厚時，記錄層之熱容量變大之 時，反射率及變調度變低，使紀錄變困難。 •而且’記錄層之組成，藉由EPMA(Electron Pr〇be

%1〇]：0&11&4幻3)與)（射線微分析、1(：1)等測定。又記錄層以 濺鍍（Sputter)形成者較佳。該狀況下，濺鍍條件並未特 別限定，例如將含有複數種元素的材料做濺鍍之際，亦可 用合金的靶材（target)，亦可用使用複數個靶材的多元鴻 鍍法。 〆 又，在本發明中，記錄層的組成以外，即光記錄媒體 之構造無特別之限定。例如一般的相變化型之光記錄媒體 1之構造例中，如第1圖所示，在基材2上，反射層3、第2 導電層4b、記錄層5、第1導電層4a以及透光層6依次層 積。在該光記錄媒體1上，紀錄再生用之雷射光照射通過 透光層6。又，採用紀錄再生用之雷射光照射通過基材者 亦可。此狀況下，圖雖未表示，從基材側，依第1導電 體、記錄層、第2導電體、反射層及保護層之順序層積。 實施例 接著，舉出實施例而對本發明做詳細之說明。

1290714 五、發明說明（8) 實驗一 1 lm使用，由射出成形而同時形成溝槽之直徑120mm、厚度 在H之聚碳酸酯（p〇lycarb〇nate)製的碟片作為基材2， μ 面上，如第1 2圖所示，依次形成反射層3、第2導電 ^記錄層3、第1導電層“及透光層4，並製作出複數 ^的光記錄碟片之樣本。各樣本Ν〇1〜Ν〇·27中用上 、所表示的記錄層5之各組成表示於第2圖。其中， Ν〇.5、Ν〇·8、Νο·9、Νο·13 〜Νο·15、Νο·19 〜Νο·21、 Ν〇· 26為實施例。另一方面，樣本Ν〇· 1、No. 2、 NO· Λ0·6 7、N〇·10 〜N〇·12、N〇·16 〜mu 〜NO.24、 iN0· β為比較例。 反射層3係在Ar氣中以濺鍍法形成。在靶材上，使用 g、Pd、Cu(=98:1 :1)。又反射層3的厚度為i〇〇nm。 杰〇 ^電層4b係使用Al2〇8靶材，在Ar氣中以濺鍍法形 $ · ; ^第2導電層4b的厚度為7nm。記錄層5係用Sb ;〉Mn及 嗉之靶材，在Ar氣中以3元濺鍍法形成^又^錄—

2186-5699-PF(Nl);Chentf.ptd 第12頁 1 厚度為 Η11"1。第1 導電層 “ ffiZnS(80 莫爾 ％)—Si〇2(20 2 、。的靶材，在Ar氣中以濺鍍法形成。又第玉導電層“ 3 該等樣本之各記錄層5藉由大量消磁（bulk eraser)而 4 =化（結晶）後，依序裝載於光記錄媒體評價裝置，用雷 5 旋轉覆壓法（spin coat)形成。 6 ^ 波長:4〇5nm，開口數ΝΑ :〇·85，記錄訊號：（i，7)rll 7 、Ή號之條件做記錄。記錄、消除的線速度變化至各樣 8 為ll〇nm。透光層6用紫外線硬化性壓克力樹月旨，以 1290714 五、發明說明（9) " 本中最佳狀悲。接著，對於已記錄資料之各樣本而變化線 速度’並以雷射光照射而消除資料，測定到—3〇dB為止消 除時的線速度’藉此計算出最大的覆寫速度（Mbps)。各樣 本之最大覆寫速度表示於第2圖。又，根據第2圖，製作成 表不記錄層5之組成與覆寫速度之關係之3成分組成圖（參 照第3圖）。 在第3圖中’如做成實施例的各樣本（同圖中加點的區 域内的樣本）’含有Sb之同時，具含有超過2〇原子％而在4〇 原子％以下之比例之的記錄層5，而當Te之含有率c在〇 $ c$40的範圍内時，其覆寫速度超過1〇Mbps。因此，與作 為主成分之Sb中含有Te及Se等硫族元素作為另外主成分的 習知s己錄層相同，可做資料之覆寫。 又’在第3圖中，著眼於全部樣本N〇•卜Ν〇· 27中覆寫 速度為極高速之樣本的狀態下，從同圖中從右下角斜向中 央部分’ Μη與Te相互間的組成比（d : e)為以5 〇 : 5 0之直線 為中心分佈’特別是，在Mn之含有率超過2〇原子％的區域 中’集中於該直線之附近。然而，在含有―超過2〇原子％ 而在4 0原子％以下之比例的記錄層5中，Mn與Te相互間之組 設定於50 :50附近，藉此得以實現極高 至以1 40Mbi)>达右.2 0 0 的範圍内）。 著眼於覆寫速度為1 〇 0Mbps左右以上的狀態下，該等各樣 本以上述覆寫速度為極高速之樣本為中心分佈，且大體包 含於同圖中之二條虛線（表示Μη之下限值=_〇.64631) + 49.46

第13頁 I圓 2186-5699-PF(Nl);Chentf.ptd 1290714

及Μη之上限值=-〇.354Sb + 5〇 54的二條虛線）所夾的區域 内。然而，在該記錄層5中，Μη與Te的各含有率d、e設定 於第3圖之上述表示Μη之下限值= — 〇· 646Sb + 49· 46及Μη之上 限j = -0.354Sb + 50.54之虛線所夾之區域内的數值中，得 以貝現局速之覆寫速度（可提升至l〇〇Mbps左右以上）。樣 本No. 8、No. 14以及No· 26為此者。（參照第2、3圖）。又， 在第3圖中，用表示Μη值之上下限的虛線針對特定之Mn與 Te之含有率為例做說明。雖未圖示，用表示。上下限值的 虛線（表示Te之上限值= -〇· 354Sb + 50· 54的虛線以及表示Te 下限值=-0.646Sb + 49.46的虛線），也不可能指定^及以之 含有率。 但是，即使將Μη及Te相互間之組成比（d : e)設定於 50 : 50附近，若Sb之含有率設定於40原子％以下，則覆寫 速度降低，若Sb之含有率設定於30原子％以下，則覆寫速 度降低更多。因此，Sb之含有率設定於超過20原子％以 上，或超過30原子％以上，又或超過4〇原子％以上。 實驗二 將上述樣本Νο·6〜Νο·14、Νο.16〜Νο.20、Νο·22裝載於 加熱台上，以3 0 °C /分昇溫並用雷射照射，測定反射率變 化的溫度’藉此計算出記錄層5之結晶溫度（單位。c )。又 將昇溫速度以2 0 °C /分、5 0 °C /分、6 0。(： /分變化而測定結 晶溫度’由其結果以K i s s n g e r p 1 〇 t法將記錄層5之活化能 (單位eV )算出。各樣本中結晶化溫度及活化能表示於第2 圖。又，結晶溫度及活化能與記錄層5之組成的關係製作

2186-5699-PF(Nl);Chentf.ptd 第14頁 1290714 五、發明說明（11) 成3成分組成圖（參照第4圖）。 在第4圖中，記錄層5中之^之含有率c I丄J高Μη之含有率b，可知結晶溫度提高U' 之3有率超過20原子％的狀況下，结杂 °γ而可沙付+ \ 、、口日日/皿度確實地超過2 0 0 = ，熱安定性。又，在第4圖中，若Μη之含 i:;ibv Λ某種程度’結晶溫度與活化能可同時提 ° 3有率b更鬲的狀況下，活化能可維持在較佳位準（2 〇^V):，化能為從非結晶狀態移動至安定狀態之結晶所必 舄之月b i。因此，不論結晶溫度多高，活化能低的狀態 下由雷射光照射而對已形成之非結晶之熱安定性造成損 害。因此’結晶溫度與活化能可同時升高至某程度，藉 此’可確保優良之熱安定性。 更進一步，由第3、4圖，Μη之含有率設定於20原子％ 之同時，藉由Μη與Te相互間之組成比（b : c)設定至約50 : 50左右，實現結晶溫度2〇〇。〇以上，又覆寫速度超過 200Mbps的記錄層5。

2186-5699-PF(Nl);Chentf.ptd 第15頁 1290714 圖式簡單說明 本發明之目的與特徵參照所附之圖式而於以下做詳細 之說明，其中： 第1圖表示本發明實施型態之記錄媒體的構造之剖面 圖。 第2圖為每個樣本之記錄層的組成與覆寫速度、結晶 溫度以及活化能的關係之實驗結果圖； 第3圖為表示記錄層之組成與覆寫速度之關係的三成 分組成圖； 第4圖記錄層之組成、結晶溫度以及活化能之關係的 三成分組成圖。 符號說明 1〜光記錄媒體； 2〜基材； 3〜反射層； 4a〜第1導電層； 4b〜第2導電層； 5〜記錄層； 6〜透光層。

2186-5699-PF(Nl);Chentf.ptd 第16頁

Claims (1)

1. I雜Of驗

   二 1 — —案號一92HRkn 六、申請專利範圍 1. 一種光記錄媒體，具有由複數個元素所構成之記錄 層；上述記錄層含有Sb之同時，在構成該記錄層之所有元 素的量為100原子％時，含有Μη的比例超過20原子％而在4〇 原子％以下。 2 · —種光兄錄媒體’具有由複數個元素所構成之記錄 層；上述記錄層含有Sb、Μη及Te，其組成比以SbaMr^Te表 示a、b以及c以原子％表示時，滿足 。 20 ^a<80 20<b ^40 0 Sc $40 a+b+c=100 之條件。 3 ·如申請專利範圍第2項所述之光記錄媒體，其中上 述記錄層以SbaMndTee表示組成比，d及e用原子％表示時，滿 足 卜 -0. 646a + 49· 46 Sd $-0. 3 4 5a+5 0. 5 4 -0. 646a + 49· 46 Se €-0· 345a+50· 54 d ^ 0 5 e ^ 0 d + e = 10 0-a 的條件。 4.如申請專利範圍第1項所述之光記錄媒體，其中上 述§己錄層含有從In、Ag以及Ge選出至少一種元素Μ作為添 加元素，其組成比用（Sb(MnTe))1()()_fMf，f以原子％表示時， 滿足0<f $15的條件。

   2186-5699-PFl(Nl).ptc 第17頁 4 4 修正 案號 92115940 六、申請專利範圍 5. 如申請專利範圍第2項所述之光記錄媒體，其中上 述記錄層含有從In、Ag以及Ge選出至少一種元素Μ作為添 加元素，其組成比用（Sb (MnTe ) )1QQ_f Mf，f以原子％表示時’ 滿足0<f $15的條件。 6. 如申請專利範圍第3項所述之光記錄媒體，其中上 述記錄層含有從In、Ag以及Ge選出至少一種元素Μ作為添 加元素，其組成比用（Sb(MnTe))1QQ_fMf，f以原子％表示時， 滿足0<f S 15的條件。

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