專利名稱：光學(xué)信息記錄介質(zhì)及其記錄重放方法以及使用該介質(zhì)的光學(xué)信息記錄重放系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用激光照射等光學(xué)手段，能以高密度、高速度記錄重放信息的光學(xué)信息記錄介質(zhì)及其記錄重放方法。另外，本發(fā)明還涉及使用該光學(xué)信息記錄介質(zhì)的光學(xué)信息的記錄重放系統(tǒng)。
先有技術(shù)作為大容量、高速度信息記錄，尤其是可改寫的介質(zhì)，已知有光磁記錄介質(zhì)及相變型記錄介質(zhì)等光學(xué)信息記錄介質(zhì)。這些光學(xué)信息記錄介質(zhì)，利用激光局部地照射在記錄材料上產(chǎn)生的記錄材料光學(xué)特性的差異來記錄信息。例如，在光磁記錄介質(zhì)上，利用以磁化狀態(tài)的不同產(chǎn)生反射光偏振面轉(zhuǎn)角的差異來記錄信息。相變型記錄介質(zhì)，利用結(jié)晶狀態(tài)和非結(jié)晶狀態(tài)下對(duì)特定波長(zhǎng)的光反射量的差異來記錄信息。相變型記錄介質(zhì)通過調(diào)制激光輸出功率，可以同時(shí)進(jìn)行記錄的刪除和寫入，所以容易高速地改寫信息信號(hào)。
這些光學(xué)信息記錄介質(zhì)，可以根據(jù)需要進(jìn)行隨機(jī)存取，而且有便攜性能佳的巨大優(yōu)點(diǎn)，故其重要性在高度信息化的社會(huì)中日益提高。例如，通過計(jì)算機(jī)的個(gè)人數(shù)據(jù)和圖像信息的記錄、保存，以及在醫(yī)療領(lǐng)域、學(xué)術(shù)領(lǐng)域、或便攜式數(shù)字錄像機(jī)的記錄介質(zhì)、家庭用磁帶式錄像機(jī)更新?lián)Q代等各個(gè)方面，得到利用或正在嘗試?yán)?。作為利用相變化型記錄介質(zhì)的制品的一個(gè)例子，例如，可隨機(jī)存取的DVD-RAM等。這是直徑120mm的盤形介質(zhì)，單面可以記錄2.6GB(千兆字節(jié))(貼合型5.2GB)容量?，F(xiàn)在，這些光學(xué)信息記錄介質(zhì)隨著應(yīng)用高性能化和圖像信息高性能化，力求達(dá)到進(jìn)一步大容量化(高密度化)、高速化。
作為達(dá)到進(jìn)一步高密度化的手段，此前提出了縮短激光波長(zhǎng)，或者照射激光束高NA化的建議。這些建議中無論哪一種，都能縮小激光光束的最小光斑直徑，故使與激光掃描方向平行的方向上的記錄高密度化成為可能。
另外，作為達(dá)到高密度化的另一種嘗試，提出了用具有設(shè)置在兩組以上信息層之間介入透明的分離層的結(jié)構(gòu)的介質(zhì)，僅從一面入射激光即能存取全部信息層，所謂多層記錄介質(zhì)的技術(shù)。若采用這種技術(shù)，即可使增大介質(zhì)厚度方向的記錄容量成為可能。
以前，典型的激光發(fā)光波長(zhǎng)從紅光波段(例如，650nm～860nm(毫微米)間的某個(gè)值)獲得，在這個(gè)波段上的激光成本低，而且容易獲得。于是，為了實(shí)現(xiàn)使用這種激光的光學(xué)信息記錄介質(zhì)，開發(fā)出在紅光波段上具有適度的光吸收，而且光學(xué)特性變化大的記錄材料。
但是，近來使進(jìn)一步高密度記錄成為可能的藍(lán)紫光波段(例如，波長(zhǎng)300nm～450nm；以下簡(jiǎn)稱“藍(lán)光波段”)激光開發(fā)取得進(jìn)展，在技術(shù)上已接近商品化水平。另外，利用SHG(二次諧波產(chǎn)生)元件以獲得具有原激光波長(zhǎng)一半的光的技術(shù)開發(fā)也取得進(jìn)展。若采用這樣的技術(shù)，例如可能用振蕩波長(zhǎng)820nm的激光得到波長(zhǎng)410nm的激光。在這種情況下，要求在藍(lán)光波段上具有優(yōu)異光學(xué)特性的記錄材料，但是，以前紅光波段最優(yōu)化的記錄材料，在藍(lán)光波段不一定也表現(xiàn)出優(yōu)異的特性。
特別是，在能夠僅從一面即可記錄重放的多層記錄介質(zhì)，接近激光入射側(cè)的一側(cè)光透過型信息層上，若采用在紅光波段光吸收特性最優(yōu)化的記錄介質(zhì)，則在藍(lán)光波段上激光的光吸收增大，難以提高信息層的透光率。反之，若要提高信息層的透光率，則在該信息層上難以使光學(xué)特性差增大。
發(fā)明目的與概述本發(fā)明的目的是解決上述問題，提供具有在藍(lán)光波段上具有最優(yōu)的光吸收特性的信息層的光學(xué)信息記錄介質(zhì)。另外，尤其是，目的在于提供具備即使在藍(lán)光波段上也具有高透光率，而且能得到高對(duì)比度的透光型信息層的光學(xué)信息記錄介質(zhì)。另外，本發(fā)明的目的在于提供上述光學(xué)信息記錄介質(zhì)的記錄重放方法以及采用上述光學(xué)信息記錄介質(zhì)的光學(xué)信息記錄重放系統(tǒng)。
為了達(dá)到上述目的，在本發(fā)明中，在基片上形成了至少一層信息層的光學(xué)信息記錄介質(zhì)，其中的信息層含有以能通過激光照射而在光學(xué)上不同的兩種狀態(tài)之間變化的材料為主要成分的記錄層，上述材料中上述兩種狀態(tài)中的一種是非結(jié)晶狀態(tài)，上述材料的能隙在上述非結(jié)晶狀態(tài)下處在0.9eV以上，2.0eV以下的范圍內(nèi)。這樣，就可以實(shí)現(xiàn)即使在使用比以前還短的波段的激光的情況下，也具有優(yōu)異的記錄特性的光學(xué)信息記錄介質(zhì)。此外，在本說明書中，主要成分指50原子(at)％以上的含有率的成分。另外，上述的信息層，可以只由記錄層構(gòu)成，也可以為包含記錄層在內(nèi)的多層膜。
這種光學(xué)信息記錄介質(zhì)，尤其適用于以具有300nm以上450nm以下范圍內(nèi)的波長(zhǎng)的激光進(jìn)行的信息記錄重放。
另外，在本發(fā)明的光學(xué)信息記錄介質(zhì)中，用具有上述范圍波長(zhǎng)的激光照射時(shí)，含有以上述材料為主要成分的記錄層的信息層，其透光率宜在30％以上，最好在50％以上。這樣，例如，即使具有2層信息層，只從同一方向(通常是上述基片側(cè))激光入射，即使對(duì)于從入射側(cè)看較遠(yuǎn)的信息層，信息也能良好地記錄重放。另外，在這里，激光透光率，較詳細(xì)地說，是用進(jìn)行了該信息層的信息記錄的狀態(tài)下的透光率確定的。
在本發(fā)明的光學(xué)信息記錄介質(zhì)中，最好至少形成2層信息層，所述信息層包含可由同一方向入射的激光引起光學(xué)上不同的兩種狀態(tài)之間變化的記錄層。這樣，若采用所謂多層記錄介質(zhì)(具備多個(gè)信息層的結(jié)構(gòu))，則可能有效地增大介質(zhì)的記錄容量。
按照本發(fā)明，與采用以前提出的與紅光波段對(duì)應(yīng)的記錄材料的情況相比，即使在短波段上，也能容易地使介質(zhì)的光吸收最優(yōu)化，所以能夠增大介質(zhì)透光率，而且可以增大對(duì)比度。因此，如上所述可以增大信息層的透光率，可制成高性能的多層記錄介質(zhì)。
在采用多層記錄介質(zhì)的情況下，具體地說，形成兩層以上的信息層，至少在離激光入射側(cè)最近的信息層上，作為這個(gè)信息層上的記錄層的主要成分的材料的能隙，處于非結(jié)晶狀態(tài)時(shí)最好為0.9eV以上，2.0eV以下。另外，用波長(zhǎng)300nm以上，450nm以下的激光照射時(shí)，上述信息層的透光率最好在30％以上。
在上述光學(xué)信息記錄介質(zhì)中，最好至少一個(gè)記錄層以能夠可逆地變化于結(jié)晶狀態(tài)和非結(jié)晶狀態(tài)的材料為主要成分。在這種情況下，記錄層處于結(jié)晶狀態(tài)時(shí)激光的反射率Rc，最好大于上述記錄層處于非結(jié)晶狀態(tài)時(shí)對(duì)激光的反射率Ra(Rc＞Ra)。若按照這個(gè)推薦的例子，可以保持大的光吸收率的同時(shí)，又可以獲得較大的透光率。
另外，在含有能夠發(fā)生可逆的變化的上述記錄層的光學(xué)信息記錄介質(zhì)中，記錄層處于結(jié)晶狀態(tài)時(shí)激光記錄層上的光吸收率Ac，最好大于記錄層處于非結(jié)晶狀態(tài)時(shí)記錄層上的光吸收率Aa的80％(Ac＞0.8Aa)。Ac＞Aa則更好。這樣，即使在進(jìn)行書寫記錄時(shí)，記錄痕跡也難以發(fā)生畸變，得到優(yōu)異的記錄特性。
另外，在含有能夠發(fā)生可逆變化的上述記錄層的光學(xué)信息記錄介質(zhì)中，在350nm以上，450nm以下的波段上，若記錄層的結(jié)晶狀態(tài)的折射率為nc，非結(jié)晶狀態(tài)的折射率為na，非結(jié)晶狀態(tài)下的衰減系數(shù)為ka，則na＞2.5、nc＞2.5、ka＜2.0的關(guān)系最好成立。這樣，就比較容易實(shí)現(xiàn)透光率高而且光學(xué)特性差異大的介質(zhì)。
尤其是，kc(結(jié)晶狀態(tài)的衰減系數(shù))和ka，最好滿足kc和ka的差值的絕對(duì)值(|kc-ka|)大于0.5的條件。這樣，便容易得到較大的光學(xué)特性差。另外，na和nc最好滿足na-nc≤1.0的條件。若按這個(gè)推薦的例子，就比較容易使Ac＞0.8Aa的關(guān)系成立，即使在書寫記錄時(shí)，記錄痕跡也難以發(fā)生畸變，易于得到優(yōu)異的記錄特性。
記錄層最好由含有Te及Se中至少一種的相變材料組成。這樣，就可能容易地增大這兩種狀態(tài)下的光學(xué)特性差異。
在記錄層含有Se的情況下，記錄層中Se的含量，宜為20原子(at)％以上，60at％以下，尤其是最好在50at％以下。若按照這個(gè)推薦的例子，能隙可以容易地進(jìn)入0.9eV至2.0eV的最佳范圍，而且可能容易地構(gòu)成非結(jié)晶狀態(tài)穩(wěn)定性好、晶化速度高的記錄材料。
在記錄層含有Te的情況下，記錄層最好同時(shí)含有X(X指從In、Al、Ga、Zn及Mn中選擇的至少一種的元素)。這樣，能隙可以容易地進(jìn)入0.9eV～2.0eV的范圍。另外，記錄層中Te的含量宜為20at％以上60at％以下。記錄層中X的含量宜為20at％以上50at％以下。若取上述范圍的含量，則可構(gòu)成非結(jié)晶狀態(tài)穩(wěn)定性極佳，而且晶化速度高的記錄材料。
在記錄層至少含有Te和Se中至少一種的情況下，最好再含有至少一種從Al、Ga、In、Si、Ge、Sn、Sb、Bi、Sc、Ti、Nb、Cr、Mo、Co、Cu、Ag、Au、Pd、N及O中選擇的元素。再添加了這些材料的記錄層，可改善非結(jié)晶狀態(tài)的穩(wěn)定性、晶化速度或反復(fù)記錄特性。
含有能夠發(fā)生可逆變化的上述記錄層的上述光學(xué)信息記錄介質(zhì)，其信息層最好具有連接到記錄層至少一個(gè)側(cè)面的晶化促進(jìn)層。另外，晶化促進(jìn)層含有N尤佳。通過晶化促進(jìn)層可以縮短記錄層材料晶化所需要的時(shí)間，可能更高速記錄。
在上述光學(xué)信息記錄介質(zhì)中，記錄層的厚度宜在1nm以上25nm以下。這樣，就可以形成兼有優(yōu)異的記錄特性、高透光率以及良好相鄰刪除特性的信息層。以可以在結(jié)晶狀態(tài)和非結(jié)晶狀態(tài)之間可逆變化的材料為主要成分的記錄層，其厚度宜在1nm以上15nm以下。
另外，本發(fā)明提供使用上述光學(xué)信息記錄介質(zhì)進(jìn)行信息記錄、重放、刪除的方法。這個(gè)方法的特征在于，利用光學(xué)系統(tǒng)縮小成微小的光斑的激光照射，使上述介質(zhì)的記錄層主要成分的材料向光學(xué)上的不同狀態(tài)發(fā)生變化，而且記錄用的激光波長(zhǎng)在300nm以上450nm以下。這樣，便可以高密度地把信息記錄在光學(xué)信息記錄介質(zhì)上，并能重放出來。
另外，本發(fā)明提供利用上述光學(xué)信息記錄介質(zhì)對(duì)光學(xué)信息進(jìn)行記錄重放的系統(tǒng)。這種記錄重放系統(tǒng)的特征在于，備有上述光學(xué)信息記錄介質(zhì)和把具有300nm以上450nm以下范圍的波長(zhǎng)的激光照射在該介質(zhì)上用的激光光源。


圖1是表示本發(fā)明光學(xué)信息記錄介質(zhì)層結(jié)構(gòu)的一種形態(tài)的斷面的圖；圖2是說明求取記錄層材料能隙用的方法一例用的圖；圖3是表示記錄層材料光學(xué)常數(shù)一例的圖；圖4是表示作為以前記錄層用的材料的光學(xué)常數(shù)一例的圖；圖5是表示求取記錄層材料能隙用的方法的另一例子的圖；圖6是表示制造本發(fā)明的光學(xué)信息記錄介質(zhì)用的成膜裝置的一例的圖；圖7是表示本發(fā)明光學(xué)信息記錄介質(zhì)記錄重放用的裝置的一例的圖；圖8是表示本發(fā)明光學(xué)信息記錄介質(zhì)層結(jié)構(gòu)的另一種形態(tài)的斷面的圖；圖9是表示本發(fā)明光學(xué)信息記錄介質(zhì)層結(jié)構(gòu)的再一種形態(tài)的斷面的圖；圖10是表示本發(fā)明光學(xué)信息記錄介質(zhì)層結(jié)構(gòu)的又一種形態(tài)的斷面的圖；圖11是表示本發(fā)明光學(xué)信息記錄介質(zhì)層結(jié)構(gòu)的再又一種形態(tài)的斷面的圖。
本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)下面將參照

本發(fā)明推薦的實(shí)施形態(tài)。
光學(xué)信息記錄介質(zhì)的層結(jié)構(gòu)的一例示于圖1。在這個(gè)結(jié)構(gòu)示例中，在基片1上，依次層積第一保護(hù)層2、第一界面層(晶化促進(jìn)層)3、記錄層4、第二界面層(晶化促進(jìn)層)5、第二保護(hù)層6以及反射層7。
其中，本發(fā)明光學(xué)信息記錄介質(zhì)，不限于圖1的結(jié)構(gòu)，例如，在圖1中，在保護(hù)層6和反射層7之間設(shè)置其他層的結(jié)構(gòu)、反射層7由兩層反射層組成的結(jié)構(gòu)、在基片1和保護(hù)層2之間有其他層的結(jié)構(gòu)、保護(hù)層2全部用界面層3替換的結(jié)構(gòu)、保護(hù)層6全部為界面替換的結(jié)構(gòu)、不設(shè)置界面層3和/或界面層5的結(jié)構(gòu)、反射層7在激光20入射側(cè)和相對(duì)一側(cè)再設(shè)置其他層的結(jié)構(gòu)等，種種結(jié)構(gòu)可能都適用。
尤其是在記錄層4用發(fā)生非可逆變化的材料為主要成分時(shí)，可以采用在基片1上只形成記錄層4的結(jié)構(gòu)、也可以采用在基片1上只形成記錄層4以及保護(hù)層6的結(jié)構(gòu)，或者，也可以采用在基片1上依次層積保護(hù)層2、記錄層4、保護(hù)層6的結(jié)構(gòu)。
基片1，最好用聚碳酸酯、PMMA(聚丙烯酸甲酯)等樹脂或者玻璃形成引導(dǎo)激光20的引導(dǎo)溝。另外，對(duì)于信號(hào)記錄重放用的激光波長(zhǎng)，基片1宜用幾乎不產(chǎn)生光吸收的材料。
設(shè)置保護(hù)層2、6的主要目的是記錄材料的保護(hù)和使記錄層有效的光吸收成為可能的光學(xué)特性的調(diào)整。作為保護(hù)層2、6的材料，采用ZnS等硫化物，ZnSe等硒化物，Si-O、Al-O、Ti-O、Ta-O、Zr-O等氧化物，Ge-N、Cr-N、Si-N、Al-N、Nb-N、Mo-N、Ti-N、Zr-N、Ta-N等氮化物，Ge-O-N、Cr-O-N、Si-O-N、Al-O-N、Nb-O-N、Mo-O-N、Ti-O-N、Zr-O-N、Ta-O-N等氮氧化物，Ge-C、Cr-C、Si-C、Al-C、Ti-C、Zr-C、Ta-C等碳化物，Si-F、Al-F、Ca-F等氟化物，其他電介質(zhì)或它們適當(dāng)?shù)慕M合(例如，ZnS-SiO2)等可以達(dá)到上述目的的材料。
界面層3、5起防止記錄層4氧化、腐蝕、變形等保護(hù)記錄層的作用，同時(shí)防止構(gòu)成記錄層4和保護(hù)層2，6的原子相互擴(kuò)散以提高反復(fù)記錄特性，以及起促進(jìn)記錄層4晶化，提高刪除特性、設(shè)置連接記錄層4，起重要作用。界面層3、5的設(shè)置位置，可以只設(shè)置在記錄層4任何一方的界面上，但是為了充分發(fā)揮上述效果，設(shè)置在記錄層4的兩側(cè)比較好。尤其是，在記錄層4的膜厚比較薄(例如，1～15nm)的情況下，變成記錄層難以晶化的條件，界面層3、5設(shè)置在兩側(cè)更能夠促進(jìn)記錄層晶化，得到高的刪除特性。
此外，界面層3、5中所含有的成分，隨著信息的反復(fù)記錄，也有在記錄層4中擴(kuò)散的情況。從這個(gè)觀點(diǎn)看，最好用不易妨礙記錄層光學(xué)變化的材料作為界面層3、5的構(gòu)成材料。構(gòu)成界面層3、5的材料，也可以是作為保護(hù)層2、6的材料列出的材料，也可以用Ge-N、Cr-N、Si-N、Al-N、Nb-N、Mo-N、Ti-N、Zr-N、Ta-N等氮化物，或者Ge-O-N、Cr-O-N、Si-O-N、Al-O-N、Nb-O-N、Mo-O-N、Ti-O-N、Zr-O-N、Ta-O-N等氮氧化物，或者Si-O、Al-O、Ti-O、Ta-O、Zr-O等氧化物，或者Ge-C、Cr-C、Si-C、Al-C、Ti-C、Zr-C、Ta-C等碳化物，或者Si-F、Al-F、Ca-F等氟化物、其他電介質(zhì)或這些材料的適當(dāng)?shù)幕旌衔镒鳛橹饕煞帧?br> 特別是作為界面層，用氮化物或者氧氮化物作為主要成分的情況下，往往可以形成致密的膜，可以顯著地得到上述效果，所以特別適宜。另外，在界面層中，最好根據(jù)情況再混入硫化物，或者硒化物，但是，在這種情況下，有必要選擇界面層3、5的組成和制作條件，使硫難向記錄層4擴(kuò)散。
界面層3，5的膜厚宜在1nm以上。這是因?yàn)樵谀ず癫蛔?nm的情況下，降低了防止保護(hù)層2、6和記錄層4之間原子擴(kuò)散的效果。
反射層7最好由Au、Ag、Cu、Al、Ni、Cr、Ti等金屬，或者由從中適當(dāng)選出的金屬的合金形成。反射層7是為得到散熱效果和記錄層4上有效的光吸收等光學(xué)效果而設(shè)置的。但是，在可能充分散熱的層結(jié)構(gòu)的情況下，不必用反射層7。在設(shè)置反射層7的情況下，其膜厚宜在1nm以上。這是因?yàn)樵诜瓷鋵?不足1nm的情況下，膜難以形成均勻的層狀，降低熱的和光學(xué)的效果。
接著，將就記錄層4進(jìn)行說明。記錄層4，以能夠通過激光20等能量束的照射而在光學(xué)上不同的兩種狀態(tài)之間變化的材料作為主要成分，這兩個(gè)不同的狀態(tài)中一個(gè)為非結(jié)晶狀態(tài)。
作為記錄層4的主要成分的材料，宜為可在兩個(gè)不同狀態(tài)之間可逆變化的材料，但是，也可以采用在狀態(tài)之間非可逆變化的材料?？赡孀兓睦尤?，在非結(jié)晶狀態(tài)和結(jié)晶狀態(tài)之間進(jìn)行的變化。作為非可逆變化的例子，可以舉出膜從非結(jié)晶狀態(tài)向氧化狀態(tài)的變化、從非結(jié)晶狀態(tài)產(chǎn)生例如體積變化、密度變化、膜的破壞造成的穿孔等任何一種構(gòu)造變化的狀態(tài)變化。
到底采用可逆的還是非可逆的類型的記錄材料，最好考慮記錄介質(zhì)要求的條件而定。例如，在要求非常便宜主要用于歸檔保存用途的介質(zhì)的情況下，作為記錄層的主要成分，宜用非可逆變化記錄材料，構(gòu)成可以一次寫入的一次寫入介質(zhì)(W/O介質(zhì))。另一方面，在伴有改寫信息要求的情況下，必須采用可逆變化的記錄材料。實(shí)際上，把可逆變化的材料用于W/O介質(zhì)也沒有關(guān)系。
記錄層4處于非結(jié)晶狀態(tài)情況下的光學(xué)能隙(下稱“E0”)為0.9eV以上、2.0eV以下。
下面將描述求取光學(xué)隙能量的方法。在非結(jié)晶半導(dǎo)體基礎(chǔ)吸收端附近的吸收光譜，由作為Tauc圖已知的下式(1)可以進(jìn)行近似的描述(例如，培風(fēng)館“非結(jié)晶半導(dǎo)體”P.38(3.8)式)α(E)·E∝(E-E0)2(1)式中，α(E)是吸收系數(shù)，E是光能，E0定義為光學(xué)隙能量。
這里，若考慮α(E)∝ka(E)·E(式中，ka(E)是該材料對(duì)于能量E的光的衰減系數(shù))，則(ka(E))1/2·E∝E-E0(2)按照式(2)，使光能E變化(換句話說，使光的波長(zhǎng)變化)時(shí)，在以E值為X軸，(ka(E))1/2·E的值為Y軸的平面上，兩者的關(guān)系用直線表示，該直線與X軸的截距即為光學(xué)隙能量E0。
在圖2中，作為可在非結(jié)晶狀態(tài)與結(jié)晶狀態(tài)之間可逆變化的記錄層材料的一個(gè)例子，表示出求Sb2Se3的E0值的例子。ka(E)的測(cè)定，制作膜厚10nm的試樣，用橢圓光度法進(jìn)行。根據(jù)該圖，Sb2Se3在非結(jié)晶狀態(tài)下的E0為1.39eV。另外，可以算出Sb2Se3在結(jié)晶狀態(tài)下的E0為1.16eV。為了進(jìn)行比較，還同樣地對(duì)已知能在紅光波段取得優(yōu)異特性的Ge2Sb2Te5求出E0。其結(jié)果是，Ge2Sb2Te5的E0值，非結(jié)晶狀態(tài)下為0.73eV，結(jié)晶狀態(tài)下為0.35eV。
另外，記錄層，其全體最好實(shí)質(zhì)上由非結(jié)晶狀態(tài)下能隙為0.9eV以上2.0eV以下的材料構(gòu)成，但若在達(dá)到本發(fā)明的目的的范圍內(nèi)，也可以含有不超過50at％，最好不超過10at％的范圍內(nèi)的其他微量成分。
以下就記錄層E0的值與光學(xué)信息記錄介質(zhì)的光學(xué)特性的關(guān)系進(jìn)行說明。
在圖3(a)，(b)中，分別表示Sb2Se3折射率和衰減系數(shù)與波長(zhǎng)的依存關(guān)系的測(cè)定結(jié)果，圖4(a)、(b)分別表示Ge2Sb2Te5折射率和衰減系數(shù)與波長(zhǎng)的依存關(guān)系的測(cè)定結(jié)果。這里，折射率相當(dāng)于復(fù)數(shù)折射率實(shí)部的值，而衰減系數(shù)相當(dāng)于復(fù)數(shù)折射率虛部的值。
比較圖3(b)和4(b)可以看出，Sb2Se3與Ge2Sb2Te5相比，衰減系數(shù)的峰值，在非結(jié)晶狀態(tài)和結(jié)晶狀態(tài)下都移向波長(zhǎng)短的一側(cè)。例如，非結(jié)晶狀態(tài)下衰減系數(shù)變?yōu)?.0eV以下時(shí)，Ge2Sb2Te5在波長(zhǎng)600nm以上的范圍，但Sb2Se3卻在波長(zhǎng)350nm以上的范圍。另外，比較圖3(a)和4(a)可以確認(rèn)，Ge2Sb2Te5非結(jié)晶狀態(tài)和結(jié)晶狀態(tài)在波長(zhǎng)短的一側(cè)折射率都降低，相比之下，在Sb2Se3上折射率的降低發(fā)生在波長(zhǎng)更短的一側(cè)。這樣，Sb2Se3與Ge2Sb2Te5相比，其光學(xué)特性移向波長(zhǎng)短的一側(cè)。這是因?yàn)镾b2Se3的光學(xué)隙能量值比Ge2Sb2Te5的值高，吸收端處于波長(zhǎng)更短的一側(cè)。
一般說來，非結(jié)晶材料以及半導(dǎo)體材料的衰減系數(shù)，在吸收端附近的波長(zhǎng)上，隨著波長(zhǎng)變短逐漸增大。在采用光學(xué)隙能量比較高的材料的情況下，吸收端移向能量較高的一側(cè)(波長(zhǎng)短的一側(cè))，所以衰減系數(shù)的增大，發(fā)生在波長(zhǎng)較短一側(cè)。利用這個(gè)原理，調(diào)整光學(xué)隙能量的數(shù)值，即可把記錄層在某個(gè)波長(zhǎng)下的光吸收調(diào)整至最佳。本發(fā)明者著眼于這一點(diǎn)，就種種相變材料求出其光學(xué)隙能量數(shù)值，測(cè)定這些材料的光學(xué)常數(shù)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在所謂藍(lán)光波段上，在采用記錄材料非結(jié)晶狀態(tài)下光學(xué)隙能量E0的值在0.9eV以上2.0eV以下的材料的情況下，可以得到最佳衰減系數(shù)值，容易使光吸收最優(yōu)化。
在記錄層處于結(jié)晶狀態(tài)的情況下，恐怕難以限定光學(xué)隙能量的最佳范圍。這是因?yàn)閺姆墙Y(jié)晶狀態(tài)向結(jié)晶狀態(tài)的相變化，不僅吸收端移動(dòng)，而且有時(shí)還包含從半導(dǎo)體向半金屬的變化。例如，圖5表示求取Ge4Sb2Te7光學(xué)隙能量數(shù)值用的曲線圖。按照?qǐng)D5，可以算出非結(jié)晶狀態(tài)下的E0約為0.73eV，但是用同樣方法，在結(jié)晶狀態(tài)下卻得不出正確的數(shù)值。圖5中的直線的斜率在非結(jié)晶狀態(tài)下和在結(jié)晶狀態(tài)下大不相同，是因?yàn)閺姆墙Y(jié)晶狀態(tài)向結(jié)晶狀態(tài)的相變化，不僅有吸收端偏移的變化，而且還伴有從半導(dǎo)體向半金屬的變化。不過，即使在這種情況下，若非結(jié)晶狀態(tài)下E0的數(shù)值在上述范圍內(nèi)，仍然可得到優(yōu)的藍(lán)光波段光學(xué)特性。一般說來，呈現(xiàn)圖5所示相變化的材料，與相變化僅僅伴隨吸收端偏移的情況相比，光學(xué)特性變化增大的情況更多，所以自然是合適的。
另外，如圖2所示，在用正確數(shù)值求出結(jié)晶狀態(tài)下的E0的材料的情況下，若結(jié)晶狀態(tài)下光學(xué)隙能量為E0(c)，而非結(jié)晶狀態(tài)下光學(xué)隙能量為E0(a)，則最好E0(c)≤E0(a)-0.15成立。在滿足這個(gè)條件的情況下，結(jié)晶狀態(tài)和非結(jié)晶狀態(tài)光學(xué)特性的差很大，所以有可能容易獲得高的C/N比。
若在記錄層上采用非結(jié)晶狀態(tài)下的光學(xué)隙能量E0小于0.9eV的材料，則在350nm～450nm的藍(lán)光波段上衰減系數(shù)過大。因此，記錄層對(duì)激光的光吸收變大，難以構(gòu)成透光率特別高的信息層。另外，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，隨著衰減系數(shù)上升，往往折射率下降，介質(zhì)往往難以得到高的C/N比和折射率。
另一方面，若在記錄層上采用E0大于2.0eV的材料，吸收端過分移向波長(zhǎng)短的一側(cè)，所以在藍(lán)光波段上衰減系數(shù)變得過小。在這種情況下，若不把記錄層4的膜厚增大到50nm以上，記錄靈敏度就降低，但若記錄層4的膜厚變厚，則由于記錄層膜面內(nèi)的熱擴(kuò)散，出現(xiàn)鄰接刪除，由于熱容量增大，冷卻速度降低，不能形成非常大的記錄痕跡(非結(jié)晶痕跡)，就會(huì)產(chǎn)生C/N比低下的問題。另外，一般說來，E0非常大的材料有折射率變小的傾向，所以容易出現(xiàn)無法增大C/N比和反射率的缺點(diǎn)。
由于以上理由，記錄層4采用非結(jié)晶狀態(tài)下的E0為0.9eV以上2.0eV以下的材料。E0大于1.0eV更好，1.5eV以下尤佳。
記錄層4的材料，如上所述，在激光的波長(zhǎng)范圍，尤其是在350nm以上450nm以下波長(zhǎng)的整個(gè)波段上，最好滿足na＞2.5、nc＞2.5、ka＜2.0的條件。這是因?yàn)槿鬾c或na在2.5以下，則記錄層的光吸收率變小，所以記錄層靈敏度降低，而且容易產(chǎn)生反射率無法增大的缺點(diǎn)。另外，這是因?yàn)槿鬹a取在2.0以上，則記錄層4的光吸收容易變得過大，難以構(gòu)成透光型信息層。再者，滿足上述條件的材料，即使在300～350nm的波段上，也顯示出比紅光波段用的材料優(yōu)異的特性。
另外，kc和ka滿足兩者之差的絕對(duì)值大于0.5(|kc-ka|≥0.5)的關(guān)系比較好。這是因?yàn)樗p系數(shù)的差越大，光學(xué)特性的差就越大，可以得到較高的C/N比。另外，na和nc滿足na-nc≤1.0的關(guān)系則更好。這是因?yàn)槿鬾c大于na，則容易設(shè)計(jì)成記錄層4處于結(jié)晶狀態(tài)時(shí)記錄層4的光吸收Ac比處于非結(jié)晶狀態(tài)時(shí)記錄層4的光吸收率Aa大。正如后面將要詳細(xì)描述的，在Ac＞0.8Aa的情況下，補(bǔ)償了由于結(jié)晶潛熱產(chǎn)生的記錄層4的結(jié)晶部分與非結(jié)晶部分溫度上升的差異，可以保持熱平衡。這樣，就可能縮小書寫記錄時(shí)記錄痕跡的畸變。
構(gòu)成記錄層4的材料，最好是結(jié)晶速度快，而且非結(jié)晶狀態(tài)穩(wěn)定性高的材料。因此，對(duì)記錄層材料的組成、晶體結(jié)構(gòu)、晶化速度、融點(diǎn)等必須適當(dāng)選擇。一般說來，晶體結(jié)構(gòu)若為NaCl型的fcc結(jié)構(gòu)，則往往可以得到高的晶化速度。這是因?yàn)樵贜aCl型的情況下，從非結(jié)晶狀態(tài)向結(jié)晶狀態(tài)相變化時(shí)原子作少量移動(dòng)即可，所以一般晶化速度加快。但是，晶化過程的機(jī)理并不單純，決定晶化速度的主要原因尚未完全弄清楚。
若降低晶化溫度，則容易晶化，但是過低反而有損非結(jié)晶狀態(tài)的穩(wěn)定性。一般說來，宜用晶化溫度在150℃以上250℃以下的材料。另外，若采用融點(diǎn)過高的材料，則記錄靈敏度降低，所以最好選擇融點(diǎn)最佳值(例如，500℃以上750℃以下)。
作為構(gòu)成記錄層4的材料的具體例子，可以舉出以Se為主要成分的相變材料。例如，以Sb-Se、Sn-Se、Se-Ge、Se-Si、In-Se、Ga-Se、Al-Se、Bi-Se等為主要成分的材料。這些以Se為主要成分的材料，與以Te為主要成分的材料相比，一般光學(xué)隙能量都大，往往滿足0.9eV以上2.0eV以下的條件。另外，在Se比例低于20at％的情況下，使光學(xué)隙能量值大于0.9eV有點(diǎn)困難，所以Se的比例宜在20at％以上。
為了滿足E0為0.9eV～2.0eV的條件，必須考慮構(gòu)成記錄層的各元素在周期表中的周期，調(diào)整其組成比例。一般說來，含重元素多的材料E0減小，反之含輕元素多的材料有E0增大的傾向?？紤]其原因是，在記錄材料由比較輕的元素組成的情況下，原子間距離有縮短的傾向，所以原子振動(dòng)(相當(dāng)于結(jié)晶狀態(tài)下的晶體振動(dòng))能隙容易變大，反之在記錄材料由比較重的元素組成的情況下，原子間距離有變長(zhǎng)的傾向，所以原子振動(dòng)能隙變小，實(shí)際上，本發(fā)明者經(jīng)試驗(yàn)確認(rèn)，即使采用同類材料，含重元素多的組成比的情況下，E0變小，含輕元素多的組成比的情況下，E0變大。
在本發(fā)明中，為了構(gòu)成具有0.9eV～2.0eV的E0的記錄材料，在周期表中第五周期(In、Sn、Sb、Te等)以后的元素(原子序號(hào)在Rb以上的元素)含量宜在85at％以下，60at％以下則更佳。另外，最好用基本上不含有第六周期的元素(Tl、Pb、Bi等，原子序號(hào)在Cs以上的元素)。另外，即使在第五周期以后的元素含量大于85at％的情況下，通過令其含有比較輕的元素，例如，第三周期的元素(Al、Si、P、S)含量在5at％以上，E0也容易進(jìn)入本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
作為記錄層4材料，以上面列舉的二元系Se化合物為主要成分，最好再含有添加材料。作為添加材料，最好同時(shí)添加第三種材料，或者第三及第四種材料。
添加第三種材料的目的，主要是調(diào)整晶化速度，增大非結(jié)晶狀態(tài)和結(jié)晶狀態(tài)光學(xué)特性的差異。作為第三種材料，最好用Al、Ga、In、Si、Ge、Sn、Sb、Bi、Sc、Ti、Nb、Cr、Mo、Co或它們適當(dāng)?shù)幕旌衔?，特別是Ge、In、Sn、Bi。第三種材料最好從作為主要成分的二元系成分以外的材料選取。
添加第四種材料的主要目的是提高反復(fù)記錄特性，并防止記錄層4氧化。作為第四種材料，最好是Cu、Ag、Au、Pd、Pt、N、O、Cr、Al、Si或它們適當(dāng)?shù)幕旌衔铩Ｈ籼砑舆@種材料，則可抑制反復(fù)記錄時(shí)記錄層物質(zhì)的流動(dòng)，提高反復(fù)記錄特性。尤其是，若添加Cr、Al、Si等容易氧化，而且氧化物是一種難溶于水的材料，則可極大地提高記錄層4的耐腐蝕性、耐氧化性。
下面將要說明決定記錄層4的組成比例的適當(dāng)?shù)牟襟E。首先，作為基礎(chǔ)的二元系材料，改變Se和Se以外的元素的組成比例，選擇最佳組成，使其能夠同時(shí)達(dá)到高的晶化速度和高的非結(jié)晶狀態(tài)穩(wěn)定性。然后，添加第三種材料，改變其添加量，確定使非結(jié)晶狀態(tài)和結(jié)晶狀態(tài)的光學(xué)特性差達(dá)到最大，而且同時(shí)得到高的晶化速度和高的非結(jié)晶狀態(tài)穩(wěn)定性的最佳添加量。然后，在這樣決定的三元系材料中，添加第四種材料，改變其添加量，決定使反復(fù)記錄特性和耐腐蝕性最優(yōu)的添加量。
作為含有Se的適用材料，可以具體地舉出Se-In-Ge、Se-Sb-Ge、Se-Sn-In、Se-Sn-Al、Se-Bi-Ge、Se-In-Ge-N、Se-Bi-Al-N等。
作為構(gòu)成記錄層的材料的另一個(gè)例子，可以采用以Te為主要成分的相變化材料。以Te為主要成分的材料，一般說來，與含Se的材料相比，光學(xué)隙能量小，但是存在滿足0.9eV以上的條件材料。例如，In2Te3、InTe、Ga2Te3、GaTe、Al2Te3、ZnTe、MnTe等。
在采用含有Te的記錄層的情況下，若同時(shí)添加上述的X，則可以比較容易地使光學(xué)隙能量值進(jìn)入上述范圍內(nèi)。另外，其組成比例，Te在20at％以上60at％以下，而且X在20at％以上50at％以下尤佳。這樣就容易構(gòu)成非結(jié)晶狀態(tài)穩(wěn)定性很高，而且晶化速度高的材料。
作為記錄層4的材料，以Te和X為主要成分，仍與上述相同，最好再添加第三和/或第四種材料。宜用的第三和第四種材料與上述相同。另外，決定組成比例的步驟亦可與上述相同。
作為含Te的適用材料，具體地說，可以舉出Te-In-Ge、Te-In-Sb、Te-In-Si、Te-Ga-Sb、Te-Al-Sb、Te-Al-Bi、Te-Al-Ge-N、Te-Mn-Sb-In等。
作為構(gòu)成記錄層材料的再一個(gè)例子，可以舉出以Sb為主要成分的材料。在這種情況下，最好以Al-Sb、Ga-Sb、Sb-S、Sb-Se等為主要成分。在這些材料中，也有可能通過添加與上述相同的第三和/或第四種材料得到優(yōu)異的相變特性。作為具體的材料，例如，可以舉出Sb-Al-Ge、Sb-Al-In、Sb-Al-Ga、Sb-Sn-Al、Sb-Sn-Al-N、Sb-In-Ge-N等。
另外，在記錄層中，有些含有Ar、Kr等濺射氣體成分和H、C、H2O等雜質(zhì)，但是只要其含量被抑制到不妨礙信號(hào)記錄重放的程度，就沒有關(guān)系。此外，為了達(dá)到上述以外的種種目的，有時(shí)也在記錄層的主要成分上添加微量(約10at％以下)其他物質(zhì)，在這種情況下，其含量如果抑制到不妨礙信號(hào)記錄重放的程度就可以。
記錄層的膜厚，在1nm以上25nm以下，尤其是最好在1nm以上15nm以下。這是因?yàn)?，若膜厚不?nm，則記錄材料難以形成均勻的層狀，難以產(chǎn)生引起光學(xué)特性變化的狀態(tài)變化。另一方面，若膜厚比25nm還厚，則記錄層膜面內(nèi)的熱擴(kuò)散增大，進(jìn)行高密度記錄時(shí)容易產(chǎn)生鄰接刪除。
結(jié)晶狀態(tài)的記錄層中的光吸收率Ac，最好比非結(jié)晶狀態(tài)記錄層中光吸收率Aa的80％大。在相變記錄材料的情況下，在改寫信息前后，記錄痕跡在不同的位置形成，所以進(jìn)行改寫時(shí)，必須同時(shí)進(jìn)行結(jié)晶→結(jié)晶、結(jié)晶→非結(jié)晶、非結(jié)晶→結(jié)晶、非結(jié)晶→非結(jié)晶4種相變化。此時(shí)，在結(jié)晶→非結(jié)晶的變化中，需要的熱量是溶融所需的潛熱，所以比非結(jié)晶→非結(jié)晶變化所需的熱量大。因此，若Ac≤0.8Aa，則發(fā)生非結(jié)晶→非結(jié)晶變化的部分會(huì)產(chǎn)生多余的熱量，使非結(jié)晶部分和結(jié)晶部分處的溫升平衡破壞，使記錄痕跡容易畸變。但是，若Ac＞0.8Aa，則由于保持溫升的平衡，不容易產(chǎn)生重寫記錄痕跡畸變，可能得到品質(zhì)良好的信號(hào)?；谝陨侠碛?，最好把各層的膜厚設(shè)計(jì)成Ac＞0.8Aa。
接著，將要說明只能一次寫入的光學(xué)信息記錄介質(zhì)的例子。在這種情況下，與使用可以發(fā)生可逆變化的記錄材料的情況相比，一般可以簡(jiǎn)化層結(jié)構(gòu)，故可做成廉價(jià)的介質(zhì)。這是因?yàn)椴槐乜紤]良好地保持刪除特性和反復(fù)記錄特性。這樣的介質(zhì)的層結(jié)構(gòu)如圖10所示。
在圖10中，基片20可以采用與圖1中的基片1同樣的材料。設(shè)置保護(hù)層21、23的主要目的是記錄材料的保護(hù)和光學(xué)特性的調(diào)節(jié)效果，可采用與圖1中保護(hù)層2、6相同的材料。
記錄層22采用與可以發(fā)生可逆變化的記錄材料相同，并滿足非結(jié)晶狀態(tài)下的E0在0.9eV以上2.0eV以下的范圍內(nèi)的材料。這樣即可構(gòu)成在短波長(zhǎng)側(cè)，尤其是在300nm～450nm波長(zhǎng)的范圍內(nèi)具有適度光吸收，而且可以獲得高透光率的信息層。
作為記錄層22的材料，最好是寫入后的狀態(tài)在化學(xué)上和結(jié)構(gòu)上穩(wěn)定，耐長(zhǎng)期保存，而且為了能夠得到充分的信號(hào)，要求記錄前后光學(xué)特性發(fā)生很大的變化。另外，最好采用可高速寫入的材料。此外，為了能夠進(jìn)行高密度的記錄，最好形成更尖銳的記錄痕跡邊緣。
作為記錄層22的材料，可以采用與記錄層4相同的可以發(fā)生可逆變化的材料，也可以采用發(fā)生非可逆變化的材料。作為非可逆變化的具體例子，可以舉出體積變化、密度變化、膜破壞而形成穿孔等的任何一種結(jié)構(gòu)變化和非可逆的氧化反應(yīng)等。
發(fā)生體積變化、密度變化、膜破壞而形成穿孔的記錄材料的具體例子，可以舉出以Se，S，O為主要成分的記錄材料，例如，以Se-Ge、Se-Sb、Se-Ga、Se-Ag、Se-Zn、Se-Si、Sb-S、Ge-S、Zn-S、Zn-O、In-O、Sb-O、Si-O為主要成分的材料?；蛘?，它們適當(dāng)?shù)幕旌衔?，根?jù)需要也可以采用添加第三元素的材料。若將激光照射在上面列舉的材料上，則可以僅僅在照射部分產(chǎn)生局部的密度降低和體積降低。用非常強(qiáng)的激光照射，也可能出現(xiàn)膜破壞、局部地出現(xiàn)穿孔的狀態(tài)。
在這些材料中，也有與列舉的可逆相變材料相同類型的元素構(gòu)成的材料，但是若調(diào)整各元素的組成比例，則可變?yōu)榉强赡孀兓挠涗洸牧?。例如，在Se-Ge、Se-Sb等Se系材料的情況下，如其Se量超過50at％比較多，則容易變?yōu)榉强赡娌牧稀?br> 作為發(fā)生非可逆的氧化反應(yīng)的記錄材料，可以舉出SnOx、SbOx、SiOx、ZnOx、InOx(其中，x是一個(gè)比各材料中化學(xué)計(jì)量組成值小的值)等低氧化物，或者它們適當(dāng)?shù)幕旌衔铩＿@些材料受激光照射而進(jìn)行氧化，非可逆地發(fā)生向接近于化學(xué)計(jì)量組成的化學(xué)上穩(wěn)定的組成的變化。
接著，說明光學(xué)信息記錄介質(zhì)的制造方法。作為構(gòu)成光學(xué)信息記錄介質(zhì)的多層膜的制造方法，濺射法、真空蒸鍍法、CVD法(化學(xué)蒸鍍法)等均可適用。這里，舉例說明濺射法多層膜成膜方法。在圖6中，簡(jiǎn)略地表示出濺射法成膜裝置的一個(gè)例子。在該裝置中，真空泵(圖中省略)通過排氣口14連接至真空容器8，使真空容器8內(nèi)可以保持高真空。從供氣口13供給一定流量稀有氣體、氮、氧或其混合氣體。另外，裝有使基片9發(fā)生自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)裝置10。濺射靶11接陰極12。陰極12，在圖中未顯示，通過開關(guān)接直流電源或高頻電源。另外，真空容器8接地，使真空容器8和基片9保持為陽(yáng)極。作為成膜氣體，采用稀有氣體或在稀有氣體混合了微量氮、氧的氣體。作為稀有氣體，可用Ar、Kr等。
在記錄層4和保護(hù)層2，6成膜過程中，最好采用稀有氣體和微量氮或微量氧的混合氣體。這樣可以抑制介質(zhì)反復(fù)記錄時(shí)物質(zhì)的移動(dòng)，提高反復(fù)記錄特性。
此外，作為構(gòu)成界面層3、5的主要成分，在采用氮化物、氧化物或氮氧化物的情況下，若采用反應(yīng)性濺射法成膜，則可得到膜質(zhì)良好的膜。例如，用Ge-Cr-N作為界面層的情況下，以含有Ge和Cr的材料為靶，可用稀有氣體和氮的混合氣體作為成膜氣體。另外，可以采用稀有氣體和N2O、NO2、NO、N2等分子中至少含有一個(gè)氮原子的氣體的混合氣體。
接著，說明光學(xué)信息記錄介質(zhì)的記錄重放方法。在圖7中，簡(jiǎn)略地顯示記錄重放裝置的一個(gè)例子。這種裝置為了記錄重放和刪除信號(hào)，裝有激光源15；光頭，其上裝有把激光聚焦為微小光斑用的物鏡16；驅(qū)動(dòng)裝置18，用來把激光的照射位置引導(dǎo)到要求的位置；跟蹤控制裝置和聚焦控制裝置(圖中未示出)，用來控制紋跡方向和與膜面垂直的位置；激光驅(qū)動(dòng)裝置(圖中未示出)，用來進(jìn)行激光功率調(diào)制；回轉(zhuǎn)控制裝置19，用來使光學(xué)信息記錄介質(zhì)(光盤17)旋轉(zhuǎn)。
信號(hào)的記錄和刪除，首先用回轉(zhuǎn)控制裝置19使光盤17旋轉(zhuǎn)，用光學(xué)系統(tǒng)使激光聚焦為微小的光斑，通過使激光照射在介質(zhì)上來進(jìn)行。通過激光的照射，使在記錄層中局部部分向非結(jié)晶狀態(tài)發(fā)生可逆的變化的非結(jié)晶狀態(tài)生成功率電平為P1，同樣地通過激光照射，向結(jié)晶狀態(tài)等非非結(jié)晶狀態(tài)發(fā)生可逆的變化的非非結(jié)晶狀態(tài)生成功率電平為P2，使激光功率在P1和P2之間進(jìn)行調(diào)制，形成或刪除記錄痕跡，進(jìn)行信息的記錄、刪除或?qū)懭?。P1功率照射的部分最好形成脈沖序列，形成所謂多脈沖。
另外，用比P1和P2中任何一個(gè)都低的功率電平進(jìn)行激光照射，使記錄痕跡的光學(xué)狀態(tài)不受影響，而且通過照射得到充分的反射率以從介質(zhì)記錄痕跡重放記錄信息。將該功率電平設(shè)為重放功率電平P3，用檢出器(圖中未示出)從用P3的功率的光束照射而得到的介質(zhì)讀出信號(hào)，進(jìn)行信息信號(hào)的重放。
用于記錄重放的激光波長(zhǎng)在450nm以下，例如，300nm～450nm，特別是最好在350nm～450nm范圍內(nèi)。這是因?yàn)檫@樣可以充分發(fā)揮本發(fā)明的介質(zhì)的效果，進(jìn)行高密度記錄。此外，進(jìn)行信號(hào)記錄的激光波長(zhǎng)不必一定要與進(jìn)行重放的激光波長(zhǎng)相同。另外，在構(gòu)成可以從單面進(jìn)行記錄重放的多層記錄介質(zhì)的情況下，進(jìn)行各自介質(zhì)記錄重放的激光波長(zhǎng)可以全部相同或一部分不同。
本發(fā)明的光學(xué)信息記錄介質(zhì)，最好做成所謂多層記錄介質(zhì)。另外，若構(gòu)成可以只從單面進(jìn)行激光照射，在多個(gè)信息層上進(jìn)行記錄重放的記錄介質(zhì)，則可能進(jìn)行更高密度的記錄。
透光型多層記錄介質(zhì)的構(gòu)成實(shí)例如圖8所示。在該種介質(zhì)上，在基片35上，在分離層37、39、...、41之間層積n組(n是滿足n≥2的自然數(shù))信息層。在這種情況下，除了第n信息層42，從激光入射側(cè)數(shù)起到第(n-1)組的信息層(從第一信息層36、第二信息層38直至第(n-1)信息層40)，最好形成上面說明的透光型信息層。透光型信息層，其激光透光率取為30％以上(最好在50％以上)。在這種情況下，使得只從單側(cè)進(jìn)行激光照射，越過第1至第(k-1)介質(zhì)對(duì)第k介質(zhì)(k是滿足1＜k≤n的自然數(shù))進(jìn)行記錄重放成為可能。假設(shè)2≤n≤4，即可實(shí)現(xiàn)具有2～4層信息層的形式。
分離層37、39、...、41最好用對(duì)激光透明的層，可以用紫外線硬化的樹脂和遲效性樹脂或者電介質(zhì)等構(gòu)成。
另外，在第n信息層42上盡管也可以采用以前在紅光波段上最優(yōu)化的記錄材料，但是采用具有本發(fā)明特征的信息層進(jìn)行光學(xué)設(shè)計(jì)更為有利。此外，可以把任何一個(gè)信息層作成重放專用型的信息層(ROM(只讀存儲(chǔ)器))或者一次寫入的信息層。
此外，以n＝2的情況下的多層記錄介質(zhì)為例進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖9表示2組介質(zhì)構(gòu)成的多層記錄介質(zhì)形態(tài)的截面。在這種形態(tài)下，在第一信息層110、第二信息層210上，從基片101起依次層積了第一保護(hù)層102，202、第一界面層103，203、記錄層104，204、第二界面層105，205、第二保護(hù)層106，206、反射層107，207。另外，在兩個(gè)信息層110、210之間，以在光學(xué)上分離兩個(gè)信息層為主要目的，形成分離層108。
分離層108由對(duì)激光的光吸收盡可能小的材料構(gòu)成。具體地說，由紫外線硬化樹脂和遲效性樹脂等有機(jī)材料形成的樹脂、光盤用兩面粘接片、SiO2、Al2O3、ZnS等無機(jī)電介質(zhì)、玻璃材料等均適用。分離層的厚度，為了在一面介質(zhì)記錄重放時(shí)把來自另一面介質(zhì)的串?dāng)_抑制得小到可以忽略不計(jì)的程度，必須取激光焦點(diǎn)深度ΔZ的2倍以上的厚度。這里焦點(diǎn)深度ΔZ，在以聚光點(diǎn)強(qiáng)度無象差的情況下80％的點(diǎn)為基準(zhǔn)的情況下，可近似地用下式(3)表達(dá)。
ΔZ＝λ/{2×(NA)2} (3)式中NA為物鏡的數(shù)值孔徑，λ為記錄、重放時(shí)激光的波長(zhǎng)。例如，λ＝400μm，NA＝0.60的情況下，焦點(diǎn)深度ΔZ為0.56μm。也就是約±0.60μm的范圍內(nèi)，處于焦點(diǎn)深度內(nèi)，所以在這種情況下分離層108的厚度宜至少設(shè)置為大于1.20μm值。此外，分離層108的厚度，最好在物鏡的允許公差內(nèi)，使兩個(gè)信息層之間的距離在物鏡聚光的范圍內(nèi)。
第二信息層210用透過第一信息層110的激光進(jìn)行記錄重放。因此，對(duì)于記錄重放用的激光波長(zhǎng)，若第一信息層的透光率和反射率分別設(shè)為T1和R1，第二信息層本身的反射率設(shè)為R2，則通過第一信息層重放第二信息層時(shí)的反射率r2可用下式(4)記述。
r2＝R2×T1×T1(4)另外，對(duì)于信號(hào)振幅也一樣，若第二信息層本身的反射率差設(shè)置為ΔR2，越過第一信息層重放時(shí)的第二信息層本身的反射率差設(shè)置為Δr2，則下式(5)的關(guān)系成立。
Δr2＝ΔR2×T1×T1(5)例如，ΔR2＝24％，T1＝50％時(shí)，通過第一信息層重放第二信息層時(shí)的反射率差Δr2＝24％×0.5×0.5＝6％。為了從第二獲得充分的信號(hào)，最好盡可能提高第一信息層的透光率，盡可能增大第二信息層的信號(hào)振幅。同時(shí)，最好在某種程度上提高第一信息層的反射率差，并提高第二信息層的記錄靈敏度。第一和第二信息層的光學(xué)設(shè)計(jì)，要將這些主要因素全部權(quán)衡決定。
下面，說明具體的光學(xué)設(shè)計(jì)的示例。作為一例，設(shè)計(jì)記錄層104使其在結(jié)晶狀態(tài)下的第一信息層的反射率R1c為7.5％，非結(jié)晶狀態(tài)下的反射率R1a為0.5％，設(shè)計(jì)記錄層204使其在結(jié)晶狀態(tài)下的第二信息層210的反射率R2c為15％，非結(jié)晶狀態(tài)下的反射率R2a為43％。另外，令僅記錄第一信息層時(shí)第一信息層的透光率為50％。上述光學(xué)特性的調(diào)整，通過改變記錄層104、保護(hù)層102、106和反射層的膜厚進(jìn)行。
上例的情況下，越過第一信息層110對(duì)第二信息層210進(jìn)行記錄重放時(shí)的反射率差為(43-15)×0.5×0.5＝7％，第一信息層110的反射率差亦為7.5-0.5＝7％。最好如此將第一、第二信息層的反射率差，亦即信號(hào)振幅的大小設(shè)置得大體相同。這是因?yàn)檫M(jìn)行記錄重放的信息層切換時(shí)，如信號(hào)振幅極度變化，會(huì)使跟蹤變得不穩(wěn)定。
令第一信息層高透光率和第二信息層高反射率差同時(shí)成立是非常困難的，所以往往使設(shè)計(jì)的反射率差比較小，信號(hào)振幅比較小。此時(shí)，最好把重放的光功率電平P3比以往的設(shè)計(jì)設(shè)定得稍大一些，增大重放信號(hào)振幅。但是，若把P3電平設(shè)置得過大，則記錄痕跡受到熱的影響，重放信號(hào)惡化，所以最好設(shè)置在使重放光不造成信號(hào)惡化的范圍內(nèi)。另外，第一信息層和第二信息層的重放功率電平也可以各不相同。此外，進(jìn)行兩個(gè)信息層重放的激光波長(zhǎng)也可以不同，但是通常采用同一波長(zhǎng)的激光。
重放第二信息層時(shí)第一信息層的透光率宜在30％以上，最好在50％以上。若第一信息層的透光率小于30％，則越過第一信息層記錄重放第二信息層的情況下，信號(hào)振幅是乘以第一信息層透光率的二次方的值，所以變得小到0.09倍以下。因此，為了很好地平衡兩信息層的信號(hào)振幅，第一信息層的透光率必須達(dá)到某種程度的數(shù)值。另外，在第一信息層的透光率，例如，不足30％的非常低的情況下，到達(dá)第二信息層的光量大減，致使第二信息層的記錄靈敏度降低。
另外，第一信息層的記錄層104處于結(jié)晶狀態(tài)時(shí)的激光反射率R1c，最好大于記錄層104處于非結(jié)晶狀態(tài)時(shí)的反射率R1a。因?yàn)?，為了有可能進(jìn)行穩(wěn)定的跟蹤，Rc必須更大(例如，大5～10％左右)，這是因?yàn)橐訰a＞Rc＞α(α為某個(gè)正數(shù))進(jìn)行介質(zhì)的光學(xué)設(shè)計(jì)的情況下，僅α這一因素就已經(jīng)使該介質(zhì)上透光率和吸收率減小了，這不利于光學(xué)設(shè)計(jì)。
實(shí)施例下面將用實(shí)施例較詳細(xì)地說明本發(fā)明，但是本發(fā)明不限于以下的實(shí)施例。(實(shí)施例1)在與圖9相同的構(gòu)成中，基片101用厚0.6mm、直徑120mm的盤狀聚碳酸酯樹脂制成，保護(hù)層102、106、202、206全用在ZnS中混合20mol％的SiO2的材料制成，界面層103、105、203、205全用GeCrN制成，反射層107用AgPdCu合金制成，反射層207用AgPdTi合金制成，記錄層104用Ge20In45Se30Cr5制成，記錄層204用Ge4Sb2Te7制成。此外，各層的膜厚如下，記錄層104、204分別為7nm、9nm，界面層103、105、203、205全都是2nm，反射層107、207分別為5nm、60nm，保護(hù)層102、106分別為65nm、45nm，保護(hù)層202、206分別為90nm、40nm。
另外，保護(hù)層102、106的膜厚，計(jì)算使膜厚分別從0變化到λ/2n(式中λ為激光波長(zhǎng)，n為對(duì)應(yīng)于保護(hù)層材料的波長(zhǎng)λ的折射率)時(shí)得到的介質(zhì)光學(xué)特性，選擇使第一信息層透光率和反射率差都得到高值的膜厚。此外，在基片101上，以0.39μm的間距交互形成槽紋和紋間表面。
這里，在記錄層104、204成膜時(shí)，供給Ar中含2.5％氮的混合氣體，使得總壓變?yōu)?.13Pa，在陰極上投入DC1.27W/cm2的功率。保護(hù)層102、106、202、206成膜時(shí)，供給Ar中含1.0％氧的混合氣體，使得總壓變?yōu)?.13Pa，在陰極上投入RF(射頻)5.10W/cm2的功率。在反射層107、207成膜時(shí)，供給Ar氣體，使得總壓變?yōu)?.26Pa，投入DC 4.45W/cm2功率。界面層103、105、203、205成膜時(shí)，靶材料用GeCr，濺射氣體用Ar和氮?dú)獾幕旌蠚怏w(氮?dú)夥謮簽?0％)，濺射氣體的壓力為1.33Pa，濺射功率密度為RF 6.37W/cm2。
盤特性的評(píng)價(jià)，通過測(cè)定第一信息層的透光率，以及第一信息層與第二信息層兩者的C/N比、重寫刪除率進(jìn)行。記錄信號(hào)方式采用(8-16)調(diào)制，進(jìn)行記錄、重放的激光，第一和第二信息層均采用400nm波長(zhǎng)，物鏡數(shù)值孔徑采用0.60。最短錄痕長(zhǎng)度為0.26μm，光盤回轉(zhuǎn)速度為線速度5.0m/s(米/秒)。
C/N比的評(píng)價(jià)，以(8-16)調(diào)制方式，用適當(dāng)?shù)募す夤β视涗?T長(zhǎng)的錄痕，通過測(cè)定其C/N比進(jìn)行。重寫刪除特性的評(píng)價(jià)，采用(8-16)調(diào)制，用適當(dāng)?shù)募す夤β视涗?T長(zhǎng)的錄痕之后，用同樣功率重寫11T長(zhǎng)的錄痕，測(cè)定此時(shí)3T錄痕的刪除率(以下稱作“3T刪除率”)來進(jìn)行。
第一信息層透光率的測(cè)定方法是，測(cè)定透過第一信息層重放第二信息層的情況下的信號(hào)振幅與不形成第一信息層的情況下第二信息層的信號(hào)振幅的比率，由該比率算出第一信息層的透光率。具體地說，在作為介質(zhì)的盤的一部分設(shè)置涂層等方法，使光盤一部分形成圓周方向上完全不存在第一信息層的區(qū)域，測(cè)定上述比率。另外，上述比率是在第一信息層上記錄了信息的狀態(tài)下測(cè)定的。
進(jìn)行信號(hào)重放的激光功率，第一和第二信息層均為1.0mW。記錄重放第一信息層時(shí)，為方便起見在第一信息層不記錄信號(hào)的狀態(tài)下進(jìn)行。
這里，以記錄層104材料為Ge20Sb30Se45In5的介質(zhì)作為介質(zhì)(1)。為了進(jìn)行比較，以除記錄層104的材料為Ge2Sb2Te5外其余與介質(zhì)(1)相同的介質(zhì)作為介質(zhì)(0)，以除記錄層104的材料為Al29Si14Se57外其余與介質(zhì)(1)相同的介質(zhì)作為介質(zhì)(100)。對(duì)這些介質(zhì)的評(píng)價(jià)結(jié)果列于表1。
(表1)

這里，表中以第一信息層用L1表示，第二信息層用L2表示。另外，在C/N比方面，表中以得到50dB以上的情況為A，48dB以上50dB以下的情況為B，48dB以下為C。另外，在刪除特性方面，表中以所得到的3T刪除率在35dB以上的情況為A，30dB以上35dB以下的情況為B，30dB以下的情況為C。在第一信息層的透光率方面，表中以得到50％以上的為A，30％以上50％以下的為B，30％以下的為C。
此外，用上述方法求出記錄層104在非結(jié)晶狀態(tài)下的光學(xué)隙能量值E0的結(jié)果一并列于表1。E0的測(cè)定，用記錄層104的材料制作8nm膜厚，通過研究其光學(xué)常數(shù)與波長(zhǎng)的依存關(guān)系來進(jìn)行。
按照表1，采用介質(zhì)(1)，在第一信息層和第二信息層上，可以得到大的C/N比和高的刪除率。另外，第一信息層的透光率也很大。相比之下，在介質(zhì)(0)中，若第一信息層的C/N比在48％以上，則透光率無法提高，第二信息層的C/N比不能增大。此外，第一信息層的刪除率也不是很高?？紤]這是因?yàn)槿舻谝恍畔拥腃/N比增大，則難以修正結(jié)晶狀態(tài)和非結(jié)晶狀態(tài)的光吸收。這樣，在用光學(xué)隙能量不足0.9eV的材料的情況下，記錄層104非結(jié)晶狀態(tài)下的衰減系數(shù)ka增大，難以同時(shí)滿足高透光率和高反射率差。
另外，在介質(zhì)(100)中，可以容易地把透光率設(shè)定為高值，但是難以提高第一信息層的C/N比。這一點(diǎn)，即使改變保護(hù)層102、106的膜厚也還是一樣?？紤]這是因?yàn)橛涗泴硬牧系腅0過高，所以記錄層在激光波長(zhǎng)上的吸收小，透光率高，但是光學(xué)特性差變小。這樣，采用光學(xué)隙能量在2.0eV以上的材料的情況下，衰減系數(shù)ka變得很小，容易得到高透光率，但同時(shí)，得到的信號(hào)振幅變得過小。
作為本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，制作其記錄層104的材料分別除了Ge18Sb27Se50In5、Ge22Sb33Se40In5、Ge24Sb36Se35In5、Ge26Sb39Se30In5外其余與介質(zhì)(1)構(gòu)成相同的介質(zhì)。亦即在使In組成比例保持一定的同時(shí)，改變Se組成比例，在余下的Ge和Sb的比率保持一定的情況下進(jìn)行調(diào)整。將它們分別稱為介質(zhì)(2)～(5)。表2給出了對(duì)介質(zhì)(2)～(5)進(jìn)行與前相同的評(píng)價(jià)的結(jié)果。
(表2)

從表2中可以看出，介質(zhì)(2)～(5)中任何一個(gè)在第一信息層和第二信息層上都得到良好的特性。這樣，在采用光學(xué)隙能量E0在0.9eV以上2.0eV以下的相變材料作為記錄層104的情況下，可以提高第一介質(zhì)的透光率的設(shè)定值，而且可以增大C/N比，所以有可能在兩個(gè)信息層上都得到大的C/N比。
若比較介質(zhì)(1)～(5)，則記錄層中Se組成比例在50at％以上的情況下，刪除率稍為降低，在20at％以下的情況下，C/N比稍為降低。因此，Se組成比例大于20at％小于50at％為宜。這個(gè)適宜的Se組成范圍，用其他材料置換Se以外的材料的情況下也大體適用。
即使在不用含于記錄層104的Sb和In，而采用Sn、Ge、Si、In、Ga、Al、Bi的情況下，也能得到大體相同良好的特性。另外，把Ge置換成含有Al、Ga、Si、Sn、Bi、Ti、Nb、Cr、Mo、Co中至少一個(gè)的材料的情況下，也可獲得大體相同的特性。(實(shí)施例2)接著，制作其記錄層104分別除了Al5Ge10In15Te70、Al5Ge10In25Te60、Al5Ge10In45Te40、Al5Ge10In65Te20、Al5Ge10In70Te15外其余與介質(zhì)(1)構(gòu)成相同的介質(zhì)。將這些介質(zhì)依次命名為介質(zhì)(6)～(10)。此時(shí)，第一信息層的各層膜厚，除保護(hù)層102、106分別為90nm、50nm外，均采用與介質(zhì)(1)相同的膜厚。第二信息層的構(gòu)成與介質(zhì)(1)所用第二信息層相同。
表3示出對(duì)介質(zhì)(6)～(10)的評(píng)價(jià)的結(jié)果評(píng)價(jià)時(shí)除記錄重放激光為410nm外其他條件與介質(zhì)(1)相同。
(表3)

如表3所示，在本實(shí)施例中，第一信息層和第二信息層也都得到良好的光盤特性。按照表3，記錄層中Te的組成比例在20at％以上60at％以下尤佳。若Te組成比例大于60at％，則光學(xué)隙能量有稍稍降低的傾向，致使第一信息層的透光率稍有降低。另一方面，若Te組成比例不足20at％，則記錄層104的結(jié)晶狀態(tài)和非結(jié)晶狀態(tài)之間的光學(xué)特性差稍稍變小，致使所到C/N比稍稍降低。在Te的組成比例在20at％以上60at％以下的情況下，用其他材料置換Te以外的材料，也得到了與上述大體相同的特性。
在用Al、Ga、Zn、Mn代替記錄層104中所含的In的情況下，也得到了大體相同的良好特性。此外，把Ge置換成含有Ga、Si、Sn、Bi、Ti、Nb、Cr、Mo、Co中至少一種的材料的情況下，也得到了與上述大體相同的特性。(實(shí)施例3)上面是關(guān)于可能進(jìn)行改寫的介質(zhì)的實(shí)施例，而下面列出有關(guān)W/O介質(zhì)的實(shí)施例。
如圖11所示，構(gòu)成由第一信息層和第二信息層組成的多層介質(zhì)(11)。在這種介質(zhì)(11)中，作為基片301，采用與介質(zhì)(1)的基片101相同的材料。保護(hù)層302、304、306、308采用ZnS-SiO2，記錄層303、307采用In2Se3。在這些保護(hù)層以及記錄層成膜時(shí)，不論是哪一層，都供給Ar氣體，使總壓變?yōu)?.13Pa，陰極上投入RF 5.1W/cm2、DC1.27W/cm2的功率。記錄層303、307的膜厚分別為15nm、40nm，保護(hù)層302、304、306、308的膜厚分別為30nm、30nm、65nm、55nm。
此外，對(duì)于介質(zhì)(11)，制作除記錄層303，307用Ga2Se3，其膜厚分別為20nm、60nm以外，其余與介質(zhì)(11)相同的構(gòu)成的介質(zhì)(12)。
另外，記錄材料In2Se2、Ga2Se3的E0值分別為1.41、1.65。
介質(zhì)的特性評(píng)價(jià)，僅就一次記錄，通過測(cè)定第一信息層透光率、第一和第二信息層兩方的C/N比進(jìn)行。透光率和C/N比的測(cè)定方法和條件，與實(shí)施例1相同。其結(jié)果如表4所示。
(表4)


(實(shí)施例4)接著，除記錄層303的材料為Sb2Se3、Sb2S3、Sn70O30以外，制作其構(gòu)成與介質(zhì)(12)相同的介質(zhì)。這些介質(zhì)依次命名為介質(zhì)(13)～(15)。此時(shí)，就第一信息層的膜厚而言，其記錄層303的膜厚分別為15nm、20nm和25nm，保護(hù)層和第二信息層的膜厚全都與介質(zhì)(12)相同。如表5所示，這些記錄材料的E0全都在0.70eV～2.0eV范圍內(nèi)。對(duì)這些介質(zhì)進(jìn)行與介質(zhì)(11)相同方式的評(píng)價(jià)。其結(jié)果如表5所示。
(表5)

如表5所示，介質(zhì)(13)～(15)全都得到充分的透光率，第一和第二信息層也都得到良好的C/N比。
正如上面所作詳細(xì)說明的，記錄層采用非結(jié)晶狀態(tài)下的光學(xué)隙能量E0為0.9eV以上2.0eV以下的記錄材料，而且記錄用的激光波長(zhǎng)在300nm至450nm范圍內(nèi)，信息層對(duì)該激光的透光率在30％以上，就能實(shí)現(xiàn)具有即使在藍(lán)光波段上也能得到大的透光率的透光型信息層的光學(xué)信息記錄介質(zhì)。這樣，可以在藍(lán)光波段上，提供可以進(jìn)行高密度記錄的多層記錄介質(zhì)及其記錄重放方法。
本發(fā)明，只要不偏離其意圖和本質(zhì)特征，也可包含其他具體形態(tài)。本說明書所公開的形態(tài)，在全部點(diǎn)上進(jìn)行說明，而不是限制；本發(fā)明的范圍，并非上述說明，而是由后附的權(quán)利要求書表示，包括與權(quán)利要求書同等的范圍內(nèi)的所有變更。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)信息記錄介質(zhì)，其特征在于，在基片上形成至少一層信息層，所述信息層含有以能通過激光照射而在光學(xué)上不同的兩種狀態(tài)之間變化的材料為主要成分的記錄層，在所述記錄層中至少一層上，所述材料中所述兩種狀態(tài)中的一種是非結(jié)晶狀態(tài)，上述材料能隙在上述非結(jié)晶狀態(tài)下處在0.9eV以上、2.0eV以下，受到波長(zhǎng)在300nm以上450nm以下范圍內(nèi)的激光照射時(shí)，含有以所述材料為主要成分的的記錄層的所述信息層的透光率在30％以上。
2.權(quán)利要求1所記述的光學(xué)信息記錄介質(zhì)，其特征在于，它至少形成兩層信息層，所述信息層含有可受從同一側(cè)入射的激光作用而在光學(xué)上不同的兩種狀態(tài)之間變化的記錄層。
3.權(quán)利要求2所記述的光學(xué)信息記錄介質(zhì)，其特征在于，它形成兩層以上的信息層，在離激光入射側(cè)最近的信息層上，所述記錄層中作為記錄層主要成分的材料的能隙，非結(jié)晶狀態(tài)下在0.9eV以上、2.0eV以下，受到波長(zhǎng)在300nm以上450nm以下范圍內(nèi)的激光照射時(shí)，所述信息層的透光率在30％以上。
4.權(quán)利要求1所記述的光學(xué)信息記錄介質(zhì)，其特征在于，所述記錄層的厚度在1nm以上25nm以下。
5.權(quán)利要求1所記述的光學(xué)信息記錄介質(zhì)，其特征在于，所述記錄層中至少一層以可以可逆地變化于結(jié)晶狀態(tài)和非結(jié)晶狀態(tài)之間的材料為主要成分。
6.權(quán)利要求5所記述的光學(xué)信息記錄介質(zhì)，其特征在于，所述以可以可逆地變化于結(jié)晶狀態(tài)和非結(jié)晶狀態(tài)之間的材料為主要成分的記錄層的厚度在1nm以上15nm以下。
7.權(quán)利要求5所記述的光學(xué)信息記錄介質(zhì)，其特征在于，在所述以可以可逆地變化于結(jié)晶狀態(tài)和非結(jié)晶狀態(tài)之間的材料為主要成分的記錄層中，所述記錄層處于結(jié)晶狀態(tài)時(shí)激光的反射率Rc，大于所述記錄層處于非結(jié)晶狀態(tài)時(shí)激光的反射率Ra。
8.權(quán)利要求5所記述的光學(xué)信息記錄介質(zhì)，其特征在于，在所述以可以可逆地變化于結(jié)晶狀態(tài)和非結(jié)晶狀態(tài)之間的材料為主要成分的記錄層中，所述記錄層處于結(jié)晶狀態(tài)時(shí)所述記錄層中的光吸收率Ac，大于所述記錄層處于非結(jié)晶狀態(tài)時(shí)所述記錄層中的光吸收率Aa的80％。
9.權(quán)利要求5所記述的光學(xué)信息記錄介質(zhì)，其特征在于，在所述以可以可逆地變化于結(jié)晶狀態(tài)和非結(jié)晶狀態(tài)之間的材料為主要成分的記錄層中，若所述材料結(jié)晶狀態(tài)的折射率為nc，非結(jié)晶狀態(tài)的折射率為na，非結(jié)晶狀態(tài)下的衰減系數(shù)為ka，則na＞2.5、nc＞2.5、ka＜2.0的關(guān)系成立。
10.權(quán)利要求9所記述的光學(xué)信息記錄介質(zhì)，其特征在于，在所述以可以可逆地變化于結(jié)晶狀態(tài)和非結(jié)晶狀態(tài)之間的材料為主要成分的記錄層中，若所述材料結(jié)晶狀態(tài)的衰減系數(shù)為kc，則|kc-ka|≥0.5的關(guān)系成立。
11.權(quán)利要求9所記述的光學(xué)信息記錄介質(zhì)，其特征在于，na-nc≤1.0的關(guān)系成立。
12.權(quán)利要求5所記述的光學(xué)信息記錄介質(zhì)，其特征在于，在所述以可以可逆地變化于結(jié)晶狀態(tài)和非結(jié)晶狀態(tài)之間的材料為主要成分的記錄層中，若所述材料結(jié)晶狀態(tài)的能隙為E0(c)，非結(jié)晶狀態(tài)的能隙為E0(a)，則E0(c)≤E0(a)-0.15的關(guān)系成立。
13.權(quán)利要求1所記述的光學(xué)信息記錄介質(zhì)，其特征在于，所述記錄層含有Se，所述記錄層中Se的含量，在20原子％以上、60原子％以下。
14.權(quán)利要求1所記述的光學(xué)信息記錄介質(zhì)，其特征在于，所述記錄層含有Te和X(X是從In，Al，Ga，Zn及Mn中選擇的至少一種元素)，所述記錄層中Te的含量在20原子％以上60原子％以下，所述記錄層中X的含量在20原子％以上50原子％以下。
15.權(quán)利要求13或14所記述的光學(xué)信息記錄介質(zhì)，其特征在于，所述記錄層至少多含有一種從Al、Ga、In、Si、Ge、Sn、Sb、Bi、Sc、Ti、Nb、Cr、Mo、Co、Cu、Ag、Au、Pd、N及O中選擇的元素。
16.權(quán)利要求5所記述的光學(xué)信息記錄介質(zhì)，其特征在于，所述信息層與所述記錄層中至少有一個(gè)其側(cè)面有與之相連的晶化促進(jìn)層。
17.權(quán)利要求16所記述的光學(xué)信息記錄介質(zhì)，其特征在于，所述晶化促進(jìn)層含有N。
18.光學(xué)信息記錄介質(zhì)的記錄重放方法，其特征在于，這是利用權(quán)利要求1的光學(xué)信息記錄介質(zhì)進(jìn)行信息記錄、重放和刪除的方法，利用光學(xué)系統(tǒng)縮小成微小的光斑的激光照射，使上述介質(zhì)的記錄層主要成分的材料向光學(xué)上不同的狀態(tài)發(fā)生變化，而且記錄用的激光波長(zhǎng)在300nm以上450nm以下。
19.光學(xué)信息記錄重放系統(tǒng)，其特征在于，它具有權(quán)利要求1所述的光學(xué)信息記錄介質(zhì)和把具有300nm以上450nm以下的范圍的波長(zhǎng)的激光照射在所述光學(xué)信息記錄介質(zhì)上的激光光源。
全文摘要
在基片上形成至少一層信息層,后者包括以經(jīng)激光照射能在兩種不同的光學(xué)狀態(tài)之間變化的材料為主要成分的記錄層。這種材料的能隙在非結(jié)晶狀態(tài)下為0.9eV至2.0eV。受到波長(zhǎng)在300nm至450nm的范圍內(nèi)的激光照射時(shí),上述信息層的透光率在30%以上。用該波長(zhǎng)范圍內(nèi)的激光照射該介質(zhì)一側(cè)即可把信息記錄在多個(gè)記錄層上,并將其重放出來。
文檔編號(hào)G11B7/243GK1341258SQ00804035
公開日2002年3月20日 申請(qǐng)日期2000年12月19日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月21日
發(fā)明者宇野真由美, 山田升 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社