專利名稱：光信息記錄媒體、制造方法、記錄方法和記錄裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過向在基板上形成的薄膜照射激光束等高能量光束而記錄·再現(xiàn)信號品質(zhì)高的信息信號的補(bǔ)寫型光信息記錄媒體、其制造方法、記錄方法和記錄裝置。
背景技術(shù)：
在透明基板上形成薄膜、在該薄膜上照射調(diào)節(jié)成小光斑的激光來記錄再現(xiàn)信息信號的記錄媒體是公知的。作為補(bǔ)寫型記錄媒體，已知有在基板上形成Te和TeO2的混合物的TeOx(0＜x＜2)的記錄薄膜(特開平50-46317號公報)。通過再現(xiàn)用光束的照射可從該記錄媒體得到大的反射率變化。
TeOx記錄薄膜在不實施激光退火等初始化處理而成膜后的非晶狀態(tài)下照射激光可形成結(jié)晶的記錄標(biāo)志。這是一個不可逆過程，不能進(jìn)行通過再寫入進(jìn)行的修正和擦除，因此使用該記錄薄膜的媒體可用作補(bǔ)寫型記錄媒體。該記錄薄膜由于防潮性等環(huán)境可靠性高，不需要介電體的保護(hù)層等。為降低制造成本，TeOx記錄薄膜作為單層膜使用。
在TeOx記錄薄膜中，到記錄后信號飽和之前，即到記錄薄膜中的激光照射帶來的晶化充分進(jìn)行之前需要一些時間。因此，使用該記錄薄膜的媒體原樣作為要求，例如數(shù)據(jù)記錄到盤上在旋轉(zhuǎn)一周后驗證該數(shù)據(jù)的計算機(jī)用數(shù)據(jù)文件這樣的快速響應(yīng)的媒體是不適當(dāng)?shù)?。為彌補(bǔ)這一缺點，提出在TeOx中添加Pd、Au作為第三元素(特開平62-88152號公報、特開昭61-68296號公報、特開昭62-88152號公報)。
認(rèn)為Pd和Au在TeOx薄膜中具有在激光照射時促進(jìn)Te的結(jié)晶長大的作用。因此，Te和Te-Pd合金或Te-Au合金的晶?？焖偕?。Pd和Au耐氧化性高、不破壞TeOx薄膜的高防潮性。
作為增多每1個媒體處理的信息量的基本方式，已知有激光波長縮短、會聚激光的物鏡的數(shù)值孔徑增大并縮小激光的光斑直徑的方式。提出引入標(biāo)記邊緣記錄、脊記錄&槽記錄、以及層疊多個信息層的多層結(jié)構(gòu)。在具有多層結(jié)構(gòu)的媒體中，提出用于選擇多個信息層之一的層識別部件和層切換部件。
為對應(yīng)于這種高密度記錄，還提出在TeOx中添加Pd、Au作為第三元素的記錄材料組成和改善膜厚的記錄媒體(特開平9-326125號公報、WO98/09823號公報)。
一般地，在記錄媒體中，為進(jìn)行聚焦·跟蹤等的伺服控制，在記錄狀態(tài)下需要一定值以上的反射率。與記錄前相比，記錄后的反射率高的反射率增加型媒體中，記錄后反射率再增大。因此，在反射率增加型中，記錄前和記錄后之一的狀態(tài)下反射率接近0對于增大信號的對比度是不利的。針對此，在反射率減小型的媒體中，記錄前的反射率保持很高并且記錄后的反射率可降低，因此，在伺服控制方面較好，并且在增大信號的對比度方面也有利。
但是，使用TeOx記錄薄膜的已有記錄媒體都是記錄后的反射率比記錄前的反射率高的反射率增加型的。
發(fā)明概述迄今未討論過將使用TeOx記錄薄膜的記錄媒體作成反射率減小型。這是因為TeOx是反射率增加型的材料，即隨著晶化反射率上升的材料。本發(fā)明人討論的是TeOx記錄薄膜即使改變其組成、膜厚都不能作成反射率減小型，但是，重復(fù)討論的結(jié)果本發(fā)明人成功地制作出使用TeOx記錄薄膜的反射率減小型記錄媒體。
即，本發(fā)明的記錄媒體具有透明基板、在該基板上配置的至少1個信息層，該信息層具有包含Te、O和M的材料構(gòu)成的記錄層，對于從該透明基板側(cè)入射的光束，與在上述記錄層上記錄信息之前的反射率相比，上述記錄層上記錄信息后的反射率低。
其中，M是從Al、Si、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、In、Sn、Sb、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au和Bi中選擇的至少1個元素。
使用上述記錄薄膜的反射率減小型的記錄媒體通過例如向信息層添加至少1個反射調(diào)整層而得到。該反射調(diào)整層的例子包括后述的反射層、介電體層。反射調(diào)整層典型地通過光學(xué)干涉效應(yīng)來調(diào)整來自媒體的反射，使得在不存在該層的狀態(tài)下向記錄層記錄信息后的反射率比在記錄層記錄信息之前的反射率高，但在存在該層的狀態(tài)下記錄后的反射率比記錄前的反射率低。
本發(fā)明還提供上述記錄媒體的制造方法、記錄方法、記錄裝置。在本發(fā)明的制造方法之一中，特征在于制造本發(fā)明的記錄媒體時，在保護(hù)基板上形成信息層，在該信息層上形成透明基板。這樣在保護(hù)基板上形成信息層的方法適合于例如厚度為0.4mm以下的薄的透明基板。
在本發(fā)明的另一制造方法中，特征在于制造本發(fā)明的記錄媒體時，在至少形成記錄層后，實施在60℃以上保持5分鐘的退火處理的工序。根據(jù)該制造方法，可實現(xiàn)更高的C/N比。
本發(fā)明的記錄方法，其特征在于通過在相對光束移動的上述記錄媒體上從透明基板側(cè)開始在峰值功率和比該峰值功率小的功率之間邊調(diào)制邊照射光束來形成記錄標(biāo)記，進(jìn)行信息的記錄，上述記錄媒體相對上述光束的線速度V與將照射的光束保持在上述峰值功率的時間T的乘積VT換算成所述記錄標(biāo)記的平均單位長度，將上述時間T設(shè)定成隨著上述線速度V增大而增大。
本發(fā)明的記錄裝置的特征在于包括媒體旋轉(zhuǎn)部件、在該媒體旋轉(zhuǎn)部件旋轉(zhuǎn)的上述媒體上照射光束形成記錄標(biāo)記的光束照射部件，將該光束照射部件照射的光束在峰值功率和比該峰值功率低的功率之間進(jìn)行調(diào)制的光束調(diào)制部件，該光束調(diào)制部件將上述記錄媒體相對上述光束的線速度V與將照射的光束保持在上述峰值功率的時間T的乘積VT換算成所述記錄標(biāo)記的平均單位長度，將上述時間T設(shè)定成隨著上述線速度V增大而增大。該記錄裝置包括兼有信息的再現(xiàn)功能的記錄裝置，所謂的記錄再現(xiàn)裝置。
隨著媒體的線速度增大，記錄標(biāo)記之間的熱干涉減小。其結(jié)果，用相同的峰值功率照射時間形成相同長度的記錄標(biāo)記時，線速度越大記錄標(biāo)記越小。根據(jù)本發(fā)明的記錄方法和記錄裝置，記錄媒體的線速度V和峰值功率的照射時間T的積VT換算成所述記錄標(biāo)記的平均單位長度，通過將照射時間T設(shè)定成隨著線速度V增大而增大，可補(bǔ)償記錄標(biāo)記大小的不同。
附圖簡述

圖1是本發(fā)明的光信息記錄媒體的一個結(jié)構(gòu)例的剖面圖；圖2是本發(fā)明的光信息記錄媒體的另一個結(jié)構(gòu)例的剖面圖；圖3是本發(fā)明的光信息記錄媒體的再一個結(jié)構(gòu)例的剖面圖；圖4是本發(fā)明的光信息記錄媒體的又一個結(jié)構(gòu)例的剖面圖；
圖5是表示各波長·各記錄層膜厚的反射率差ΔR與介電體層的折射率n的關(guān)系的一例的圖；圖6是反射率差ΔR與介電體層的折射率n的關(guān)系的一例的圖；圖7是表示本發(fā)明的光信息記錄媒體的記錄裝置的一例的圖。
發(fā)明的實施例詳述下面說明本發(fā)明的最佳實施例。
迄今為止未討論過將使用TeOx記錄薄膜的媒體作成反射率減小型，也未指出過其可能性。但是，根據(jù)本發(fā)明的討論，已知存在幾個可變更原來為反射率增加型的使用記錄薄膜的媒體的特性的條件。并且，進(jìn)一步討論的結(jié)果確認(rèn)在邊確保高反射率邊記錄和再現(xiàn)高密度信息中可實現(xiàn)的C/N比和高的靈敏度。
本發(fā)明的一最佳實施例中，信息層在相對記錄層與透明基板相對側(cè)上配置反射層。該反射層由折射率n為3以下或衰減系數(shù)k為1以上的材料，特別是n為2.0以下或k為2.0以上的材料構(gòu)成。n和k的條件同時具備更好。因此，例如更好是n為3以下且k為1以上。反射層的膜厚適于在5nm以上200nm以下。
包含反射層的情況中，較好是信息層在從記錄層和反射層之間以及透明基板層和記錄層之間選擇的至少之一中還配備折射率n為1.5以上的材料構(gòu)成、膜厚為0.01λ/n以上0.3λ/n以下的介電體層。本說明書中λ是信息再現(xiàn)用的光束(例如激光)波長。
該介電體層在不形成反射層時實現(xiàn)較好的反射調(diào)整效果。此時，介電體層比記錄層還靠近透明基板側(cè)配置。即，本發(fā)明的另一最佳實施例中，信息層在透明基板和記錄層之間配置介電體層，該介電體層由折射率n為1.5以上的材料構(gòu)成、膜厚為0.01λ/n以上0.3λ/n以下。
本發(fā)明的記錄媒體中，信息層不限于1層。例如，從透明基板側(cè)開始順序配置第一信息層和第二信息層也可以。為增大記錄容量，配置第三信息層、第四信息層也無妨。這樣，記錄媒體通過包含至少1個追加信息層而總共有≤n層的信息層(n為2以上的整數(shù))時，各信息層之間插入分離層較好。該分離層光學(xué)分離各信息層并排除不需要的光學(xué)干涉。
記錄媒體具有n層的信息層(n為2以上的整數(shù))時，在n層的信息層中，上述說明的信息層最好是位于最遠(yuǎn)離透明基板的位置上。因為反射層限制激光的透過。另一方面，上述信息層不含反射層時，例如，通過配置在透明基板和記錄層之間的介電體層實現(xiàn)向反射率減小型的變換的情況下，在n層的信息層中，上述信息層最好是位于最靠近透明基板的位置上。因為可得到高的透過率。追加的信息層若可通過激光再現(xiàn)信息，則其結(jié)構(gòu)不特別限定。
下面參考附圖具體說明本發(fā)明的實施例。圖1和圖2是本發(fā)明的記錄媒體的一個結(jié)構(gòu)例的部分剖面圖。
圖1所示的記錄媒體依次在透明基板1上設(shè)置記錄層2、反射層3和保護(hù)基板4而構(gòu)成。圖2所示的記錄媒體依次在透明基板上設(shè)置介電體層7、記錄層2和保護(hù)基板4而構(gòu)成。這些記錄媒體中，記錄層和反射層3以及介電體層7和記錄層2分別用作信息層10。這些媒體中，通過從透明基板1一側(cè)由物鏡6聚光來照射激光5，向記錄層2上記錄信息，或者再現(xiàn)記錄的信息。用于再現(xiàn)而照射的波長λ的激光在照射記錄信息的區(qū)域時表示出相對小的反射率。
圖3所示的記錄媒體依次在透明基板1上設(shè)置第一信息層10、分離層9、第二信息層20、保護(hù)基板4而構(gòu)成。第二信息層20和保護(hù)基板4之間還配置追加的信息層。作為追加的信息層，圖4表示出配置第三信息層30和第四信息層40的例子。如圖所示，各信息層之間可配置分離層9。對于該媒體，從透明基板1一側(cè)用物鏡6將激光5會聚到規(guī)定的信息層，記錄或再現(xiàn)信息。在包含多個信息層的媒體中，任一信息層都具有上述說明的特征。
作為透明基板1的材料，在激光5的波長中可使用大致透明的材料，如聚碳酸酯、聚甲烯酸甲酯、聚烯烴樹脂、降冰片烷、紫外線固化樹脂、玻璃或適當(dāng)對其組合的材料。透明基板的厚度不特別限定，但取0.01～1.5mm左右為好。0.3mm以下的厚度適合于使用透明數(shù)值孔徑(NA)高的光學(xué)系統(tǒng)的更高密度的記錄中。
作為記錄層2的材料，最好是以Te、O和M(M是上述的元素)為主成分的材料。本說明書中，作為主成分，是指超出80原子％的1種或2種以上的或分，在2種以上的成分為主成分時，成分合計為80原子％以上即可。元素M的最佳例子中，包含Pd和Au。通過添加Pd和/或Au，容易實現(xiàn)充分的晶化速度和高的環(huán)境可靠性。該材料最好具有氧原子(O原子)為25原子％以上60原子％以下、M原子為1原子％以上35原子％以下的組成。
O原子為25原子％以下，記錄層的導(dǎo)熱率過分增高，記錄標(biāo)記過大。因此，即使提高記錄功率，C/N比也難以提高。與此相反，O原子為60原子％以上時，記錄層的導(dǎo)熱率過分降低，即使提高記錄功率，記錄標(biāo)記也不會足夠大。因此，難以實現(xiàn)高的C/N比和高的靈敏度。
M原子為1原子％以下時，激光照射時促使T結(jié)晶長大的作用相對減小，記錄層2的晶化速度不足。因此，不能高速形成標(biāo)記。與此相反，M原子超出35原子％時，非晶—晶體間的反射率減小，C/N比減小。
記錄層2上可包含Te、O和M以外的元素。例如，為提高導(dǎo)熱率、光學(xué)常量的調(diào)整、或耐熱性·環(huán)境可靠性等，可添加至少1種元素。這些添加元素最好在記錄層整體的20原子％以內(nèi)。
記錄層2的膜厚為2nm以上70nm以下。因為容易得到充分的C/N比。該膜厚小于2nm，因為得不到充分的反射率和反射率變化，C/N比降低。從這一觀點看，記錄層為5nm以上較好。另一方面，該膜厚超出70nm時，記錄層的薄膜面內(nèi)的熱擴(kuò)散增大，高密度記錄中恐怕C/N比降低。
作為反射層3的材料，使用折射率n為3以下和/或衰減系數(shù)k為1以上的材料。n和k的最佳范圍分別是2.0以下，2.0以上。具體說，使用包含Au、Ag、Cu、Al、Ni、Pd、Pt、Bi、Sb、Sn、Zn、Cr等的金屬、半金屬或合金材料、或TiN、ZrN等介電體就可以。
配置反射層3時，反射層的冷卻能量通過激光吸收擴(kuò)散掉記錄層2的發(fā)熱，其結(jié)果，記錄靈敏度降低。因此，反射層材料導(dǎo)熱率低較好。因此，上述材料中，適當(dāng)?shù)氖且詮腘i、Pd、Pt、Bi、Sb、Sn、Zn和Cr中選擇的至少1種為主成分的金屬或合金。
其中，記錄層2和保護(hù)層3之間配置介電體層時，向反射層的熱擴(kuò)散受到抑制，因此設(shè)置導(dǎo)熱率高的反射層也不過分降低記錄靈敏度。因此，此時，作為反射層3未必選擇導(dǎo)熱率低的材料。
作為保護(hù)基板4的材料，可使用作為透明基板1的材料例示出的材料，但可使用與透明基板1不同的材料。在激光5的波長中不透明也可以。保護(hù)基板4的厚度不特別限定，最好是0.05～3.0mm左右。
作為介電體層7的材料，最好是折射率為1.5以上，更好是2.0以上，再好是2.5以上的材料。具體說，例如采用以ZnS、ZnS-SiO2、TiO2、ZrO2、Si、SiC、Si3N4、GeN等為主成分的材料。介電體層7的膜厚可選擇反射率可作大改變的膜厚，其具體范圍如上述中例示的那樣。
配置多個信息層的情況下，至少1個信息層從靠近透明基板一側(cè)開始按順序設(shè)置記錄層2和反射層3或介電體層7和記錄層2來構(gòu)成。但是，其他信息層可含有具有與記錄層2不同的組成的記錄層，不限于補(bǔ)寫型，可包含復(fù)寫型、再現(xiàn)專用型的記錄層。
作為分離層9，可使用紫外線固化樹脂等。分離層9的厚度最好至少是超出焦點深度ΔZ的厚度，以便于第一信息層10和第二信息層20之一再現(xiàn)時，來自另一方的串?dāng)_小。焦點深度ΔZ由物鏡6的樹脂孔徑NA和激光5的波長λ決定，會聚點的強(qiáng)度以無像差的80％為基準(zhǔn)，一般近似ΔZ＝λ/{2(NA)2}。例如，λ＝405nm、NA＝0.65時，ΔZ＝0.479μm。使用該光學(xué)系統(tǒng)時，由于±0.5m以內(nèi)為焦點深度，分離層9的厚度大于1.0μm更好。
分離層9的厚度為了可記錄·再現(xiàn)多個信息層上的高密度信息而設(shè)定成信息層間的距離位于物鏡6的會聚范圍內(nèi)。分離層的厚度配合透明基板1的厚度最好在能夠容許物鏡的部件厚度公差內(nèi)。
將2個上述記錄媒體對著各個保護(hù)基板4的一側(cè)貼合而成為所謂的兩面結(jié)構(gòu)。作成兩面結(jié)構(gòu)時，可作成每一個媒體上存儲的信息量的2倍。
記錄層2、反射層3、介電體層7等各層例如可通過真空蒸鍍法、濺射法、離子鍍法、CVD(化學(xué)氣相淀積)法、MBE(分子束外延)法等通常的氣相薄膜層疊法形成。
這些薄膜層和分離層9依次形成在透明基板1上后形成或貼合保護(hù)基板4，相反，在保護(hù)基板4上順序形成后形成或貼合透明基板1。后者透明基板1薄為0.4mm以下時適當(dāng)。此時，作為激光引導(dǎo)用槽的槽和地址信號等凹凸圖案從預(yù)先形成希望的凹凸圖案的填充物(stuff)等轉(zhuǎn)寫，形成在保護(hù)基板4和分離層9的表面上。此時，象分離層9一樣，其厚度薄，難以采用注射法時，可使用2P法(光電聚合法)。
本發(fā)明的記錄媒體通過在高溫條件下保持一定時間以上退火而容易得到高的C/N比和低的抖動值。認(rèn)為這是由于在記錄層中隨機(jī)擴(kuò)散的各原子的一部分適度結(jié)合形成微小的晶核，在記錄時晶化更順利地進(jìn)行。這樣，標(biāo)記邊緣很好地對齊，可形成標(biāo)記形狀更整潔的標(biāo)記。
退火溫度根據(jù)記錄層2的組成而不同，但根據(jù)發(fā)明人通過實驗的確認(rèn)，是在60℃以上的透明基板不熔化的溫度，即其軟化點或熔點以下，例如在聚碳酸酯時為120℃以下。退火時間根據(jù)記錄層的組成和退火溫度而不同，但根據(jù)發(fā)明人的實驗，為使C/N比提高等效果飽和，至少需要5分鐘。長時間退火也可以，但效果飽和后繼續(xù)退火，基本上看不到記錄再現(xiàn)特性有變化。
下面說明本發(fā)明的記錄媒體的光學(xué)設(shè)計和光學(xué)特性。對于多層膜確定各層的折射率、衰減系數(shù)和膜厚，對于所有界面，基于保持能量原則確立光能釋放吸收的聯(lián)立方程，解析該方程，求出入射的光束對于多層膜整體的反射率、透過率和各層的吸收率(例如，久保田廣著的《波動光學(xué)》巖波書店，1971年等)。使用該方法，對于下面的各結(jié)構(gòu)進(jìn)行光學(xué)計算。
結(jié)構(gòu)A基板/記錄層/基板結(jié)構(gòu)B基板/介電體層/記錄層/基板結(jié)構(gòu)C基板/記錄層/介電體層/基板結(jié)構(gòu)D基板/介電體層/記錄層/介電體層/基板結(jié)構(gòu)A’基板/記錄層/反射層/基板結(jié)構(gòu)B’基板/介電體層/記錄層/反射層/基板結(jié)構(gòu)C’基板/記錄層/介電體層/反射層/基板結(jié)構(gòu)D’基板/介電體層/記錄層/介電體層/反射層/基板入射的光束的波長為405nm或660nm?；宓墓鈱W(xué)常數(shù)n-ik在任一波長中都是1.6-i0.0。為調(diào)查介電體層的光學(xué)常數(shù)的依賴性，n＝1.5～3.0的范圍內(nèi)變化，以k＝0.0計算。假定使用Te-O-Pd(原子數(shù)比Te∶O∶Pd＝42∶53∶5)，記錄層的光學(xué)常數(shù)在波長405nm中非晶態(tài)下為2.5-i0.6、在晶態(tài)下為2.0-i1.6；在波長660nm中非晶態(tài)下為2.5-i0.6、在晶態(tài)下為3.0-i1.6。這些中任一個都通過在石英基板上成膜的20nm的樣品用分光器測定反射率和透過率，從其值計算求出。記錄層的結(jié)晶狀態(tài)的樣品使用在爐子內(nèi)在晶化溫度附近的280℃下保持2分鐘來結(jié)晶得到的樣品。為調(diào)查反射層的光學(xué)常數(shù)的依賴性，在n＝0.5～4.0、k＝0.5～8.0的范圍內(nèi)變化來計算。
記錄層在晶化和非晶時的反射率分別設(shè)為Rcry和Ramo，求記錄產(chǎn)生的反射率差ΔR(ΔR＝Rcry-Ramo)。這里，各波長和各結(jié)構(gòu)中，算出介電體層或反射層的膜厚任一改變時的ΔR的最小值ΔRmin。
對于結(jié)構(gòu)A、B、C和D而言，記錄層的膜厚為20nm和40nm時，改變介電體層的折射率n時的結(jié)果示于圖5中，根據(jù)圖5，任一波長下，即使改變介電體層的折射率n的值，ΔRmin都不小于0，不成為反射率減小型。與此相反，在光入射側(cè)具有介電體層的結(jié)構(gòu)B中，介電體層的折射率n越大，ΔRmin越減小，為反射率減小型。結(jié)構(gòu)D中，得到幾乎與結(jié)構(gòu)B完全相同的反射率變化。這些媒體中，折射率越高，得到越大的反射率變化。
因此，反射率減小型中為得到大的反射率變化，至少在記錄層的光入射側(cè)上設(shè)置介電體層，其折射率為1.5以上，更好是2.0以上，再好是2.5以上。與此相反，在光入射側(cè)的相反側(cè)上設(shè)置介電體層也不怎么有效。
圖6表示結(jié)構(gòu)B中的反射率差ΔR對光入射側(cè)介電體層的膜厚的依賴性。這里，以波長為660nm或405nm、記錄的膜厚為20nm、介電體層的折射率n為2.5時為例。根據(jù)圖6，ΔR減小在波長為λ、介電體層的折射率為n時根據(jù)波長而有一些不同，但大概以0.1λ～0.25λ為中心在0.01λ～0.3λ的范圍內(nèi)。
對于結(jié)構(gòu)A’、B’、C’、D’，記錄層的膜厚為20nm、介電體層的折射率n為2.0時，反射層的折射率n和衰減系數(shù)k改變時的結(jié)果在(表1)示出。
表1結(jié)構(gòu)A’(波長660nm)

結(jié)構(gòu)B’(波長660nm)

結(jié)構(gòu)C’(波長660nm)

結(jié)構(gòu)D’(波長660nm)

結(jié)構(gòu)A’(波長405nm)

結(jié)構(gòu)B’(波長405nm)

結(jié)構(gòu)C’(波長405nm)

結(jié)構(gòu)D’(波長405nm)

表1中，◎表示ΔRmin＜-15、○表示-15≤ΔRmin＜-10、Δ表示-10≤ΔRmin＜-5、×表示-5≤ΔRmin。根據(jù)表1，因結(jié)構(gòu)和波長而有一些不同的反射層的折射率越小，衰減系數(shù)k越大，ΔRmin越小。根據(jù)表1，反射層最好是例如n為2.0以下或k為2.0以上。n為2.0以下且k為2.0以上更好。如圖5所示，根據(jù)結(jié)構(gòu)A～D，ΔRmin不能小于-15％。但是，如表1所示，使用反射層時，ΔRmin可小于-15％。
波長660nm中，即使僅追加反射層的結(jié)構(gòu)A’也可成為反射率變化大的反射減少型。如結(jié)構(gòu)B’、C’和D’那樣，若追加介電體層，則可進(jìn)一步增大反射率變化。另一方面，在波長405nm下，僅追加反射層的結(jié)構(gòu)A’中，ΔRmin不能小于-5％。但是，該波長下，如結(jié)構(gòu)C’和D’那樣，與光入射側(cè)相反的側(cè)，即通過在記錄層和反射層之間設(shè)置介電體層，可充分減小ΔRmin。這樣的波帶產(chǎn)生的不同認(rèn)為是記錄層的結(jié)晶的折射率n不同，即波長405nm下與波長660nm相比結(jié)晶的折射率減小至1.0左右引起的。
一般地，多是非晶的光學(xué)常數(shù)波長依賴性小，但結(jié)晶的光學(xué)常數(shù)波長依賴性大。包含Te的材料這個傾向更顯著，波長縮短造成結(jié)晶的折射率n減小。因此，在如紅色波帶這種結(jié)晶的n大的波帶(例如600～800nm)中，不追加介電體層ΔRmin也能非常小，但在如蘭紫色波帶這種結(jié)晶的n小的波帶(例如350～450nm)中，不在記錄層與反射層之間追加介電體層，則不能充分減小ΔRmin。在蘭紫色波帶中，介電體層的追加效果超出紅色波帶中的效果。
圖7所示的記錄再現(xiàn)裝置的一例中，激光二級管11射出的激光5通過半鏡面12和物鏡6聚焦在由馬達(dá)13旋轉(zhuǎn)的光盤14上，進(jìn)行信息信號的記錄再現(xiàn)。進(jìn)行信息信號的記錄再現(xiàn)時，在多個功率電平之間調(diào)制激光5的強(qiáng)度。為調(diào)制激光強(qiáng)度，可使用激光強(qiáng)度調(diào)制電路16。在激光強(qiáng)度的調(diào)制中，具體說，可調(diào)制半導(dǎo)體激光器的驅(qū)動電流，但可使用電光學(xué)調(diào)制器、音響光學(xué)調(diào)制器等。
對于形成標(biāo)記的部分，例如可適用峰值功率P1的單一矩形脈沖，但在形成特別長的標(biāo)記時，為節(jié)省過剩的熱量、均勻形成標(biāo)記寬度，最好使用由在峰值功率P1和最低功率P3(其中P1＞P3)之間調(diào)制的多個脈沖串構(gòu)成的記錄脈沖串。對于不形成標(biāo)記的部分，可在偏置功率P2(其中P1＞P2)下保持一定。
不同線速度V1和V2(其中V1＞V2)下分別形成物理長度相等的標(biāo)記時，以峰值功率P1發(fā)出激光的時間分別設(shè)為T1和T2時，T1·V1可比T2·V2小。這是由于線速度增大過程中標(biāo)記間的熱干涉減小，T1·V1和T2·V2相等時，線速度高的V2的情況下標(biāo)記減小。
因標(biāo)記長度、其前后的空間長度、相鄰的標(biāo)記長度等各圖案而產(chǎn)生標(biāo)記邊緣位置的不對齊，成為抖動增大的原因。采用上述記錄再現(xiàn)方法時，為防止這一點并改善抖動，根據(jù)需要可調(diào)整補(bǔ)償上述脈沖串的各脈沖位置或長度使得每一圖案中邊緣位置對齊。
為再現(xiàn)這樣記錄的信息信號，向光盤照射功率電平Pr的連續(xù)光，其反射光入射到光電檢測器15，作為再現(xiàn)信號檢測出其反射光量變化。
備有圖3和圖4所示的多個信息層的記錄媒體上記錄或再現(xiàn)信息時，需要選擇多個信息層的一個。因此，需要層識別部件和層更換部件，但這些部件可使用原來已知的。層識別部件和層更換部件也可裝載在已經(jīng)商品化的再現(xiàn)專用光盤DVD的記錄再現(xiàn)裝置上。
下面根據(jù)實施例具體說明本發(fā)明，下面的實施例不限定本發(fā)明。
(實施例1)作為透明基板使用聚碳酸酯樹脂。透明基板的直徑約為12cm、厚度約為0.6mm、槽和脊的寬度一起為0.6μm、槽深約70nm。
在形成透明基板的槽的表面上通過濺射法使用Te-Pd(原子數(shù)比90∶10)靶、使用Al-Cr(原子數(shù)比98∶2)靶依次層疊膜厚約30nm的Te-O-Pd記錄層、膜厚約40nm的Al-Cr反射層的各層。任一個都使用直徑都是100mm、厚為6mm的靶，記錄層用DC電源在100W的條件下成膜、反射層在DC電源下用500W的條件成膜。記錄層在Ar和O2的混合氣體(流量比45∶55)下、反射層僅在Ar氣下都保持0.2Pa的氣壓的環(huán)境氣中成膜。這樣形成的膜面上經(jīng)紫外線固化型樹脂貼合偽基板，照射紫外線來固化。該盤在90℃下進(jìn)行2小時左右的退火得到盤A。
盤A的Te-O-Pd記錄層的組成由俄歇電子分光法進(jìn)行元素分析時，原子數(shù)比為Te∶O∶Pd＝42∶53∶5。Te-O-Pd記錄層在非晶態(tài)的光學(xué)常數(shù)n-ik在波長660nm下非晶態(tài)為2.5-i0.6、晶態(tài)下為3.0-i1.6，聚碳酸酯為1.6-i0.0、Al-Cr為2.0-i0.6。從這些光學(xué)常數(shù)計算時，本實施例的盤的反射率為Ramo＝35.0％、Rcry＝19.1％、ΔR＝-15.9％、非晶態(tài)時的記錄層的光吸收率為Aamo＝40.0％。
除省略退火工序外與以上相同地制作盤B、除Al-Cr反射層外與上述相同地制作盤C。對于盤C進(jìn)行與盤2相同的計算時，Ramo＝7.4％、Rcry＝18.4％、ΔR＝11.0％、Aamo＝30.6％，用分光器測量這些值，幾乎和計算結(jié)果相同。
對于盤A～C的槽和脊，使用波長660nm、NA為0.6的光學(xué)系統(tǒng)邊以線速度8.2m/s旋轉(zhuǎn)邊記錄9.7MHz的單一信號。用于記錄的脈沖波形是在峰值功率P1和偏置功率P2之間調(diào)制的單一矩形脈沖，脈沖寬度為25.8ns。P2為1.0mW、再現(xiàn)功率Pr也為1.0mW。該條件下，未記錄的脊上僅進(jìn)行1次記錄，其信號的C/N比用頻譜分析儀測定。
其結(jié)果，對于盤A而言，在槽中在P1＝10mW下得到54dB的C/N比、在脊中在P1＝10mW下得到52dB的C/N比。與此相對，對于盤B而言，在槽中在P1＝10mW下得到53dB的C/N比、在脊中在P1＝10mW下得到51dB的C/N比。對于盤C而言，在槽中在P1＝12mW下得到51dB的C/N比、在脊中在P1＝12mW下得到50dB的C/N比。
這樣通過設(shè)置反射層，可提供ΔR的絕對值大的反射率減少型的媒體。尤其若施加退火，得到高的C/N比，由于可增大Ramo則反射率提高，由于可增大Aamo則得到靈敏度高的記錄媒體。
(實施例2)作為保護(hù)基板，使用聚碳酸酯樹脂。保護(hù)基板的直徑約為12cm、厚度約為1.1mm、槽間距約為0.32μm、槽深約20nm。
作為第二信息層，在形成保護(hù)基板的槽側(cè)的表面上通過濺射法依次使用Al-Cr(原子數(shù)比98∶2)靶層疊膜厚約40nm的Al-Cr反射層、使用Zn-S(原子數(shù)比50∶50)靶層疊膜厚約30nm的Zn-S介電體層、使用Te-Pd(原子數(shù)比90∶10)靶層疊膜厚約20nm的Te-O-Pd記錄層的各層。任一個都使用直徑都是100nm、厚為6mm的靶，反射層在DC電源下用500W的條件下成膜、介電體層用RF電源在500W的條件下成膜、記錄層用DC電源在100W的條件下成膜。反射層和介電體層僅在Ar氣下、記錄層在Ar和O2的混合氣體(流量比45∶55)下都保持0.2Pa的氣壓的環(huán)境氣中成膜。
第二信息層上作為分離層涂布紫外線固化型樹脂，在從其上面將施加Al薄膜涂層的填充基板壓向形成槽間距約0.32μm、槽深約20nm的槽的聚碳酸酯的狀態(tài)下照射紫外線光來固化。之后通過剝離填充基板來在分離層上形成槽。
該分離層上作為第一信息層與第二信息層同樣地依次層疊膜厚約10nm的Te-O-Pd記錄層、膜厚約25nm的Zn-S介電體層的各層。第一信息層上經(jīng)紫外線固化型樹脂貼合厚約0.09mm的聚碳酸酯基板，照射紫外線來固化，從而形成厚度約0.1mm的透明基板。另外，將該盤在90℃下進(jìn)行2小時左右的退火得到盤D。
Te-O-Pd記錄層在非晶態(tài)的光學(xué)常數(shù)n-ik在波長405nm下非晶態(tài)為2.5-i0.6、晶態(tài)下為2.0-i1.6，聚碳酸酯為1.6-i0.0、Zn-S為2.5-i0.0、Al-Cr為0.7-i4.0。從這些光學(xué)常數(shù)計算時，盤D在第一信息層中Ramo＝9.6％、Rcry＝2.5％、ΔR＝-7.1％、Aamo＝19.8％，記錄層在非晶態(tài)時的透過率為Tamo＝69.6％、在第二信息層中Ramo＝30.8％、Rcry＝4.8％、ΔR＝-26.0％、Aamo＝49.8％。用分光器測量這些值，幾乎和計算結(jié)果相同。
對于盤D的第一信息層的槽和第二信息層的脊，使用波長405nm、NA為0.85的光學(xué)系統(tǒng)邊以線速度5.0m/s旋轉(zhuǎn)邊記錄12.3MHz的單一信號。用于記錄的脈沖波形是在峰值功率P1和偏置功率P2之間調(diào)制的單一矩形脈沖，脈沖寬度為20.4ns。P2為1.0mW、再現(xiàn)功率Pr相對第一信息層為1.0mW、相對第二信息層為1.5mW。該條件下，未記錄的脊上僅進(jìn)行1次記錄，其信號的C/N比用頻譜分析儀測定。
其結(jié)果，對于本實施例的盤而言，在第一信息層的槽中在P1＝8mW下得到50dB的C/N比、在第二信息層的脊中在P1＝10mW下得到50dB的C/N比。任何一個作為實用的記錄媒體都有足夠的C/N比和靈敏度。
由于該第一信息層的透過率約高達(dá)70％，通過使用多個具有與此相同的結(jié)構(gòu)的信息層，可實現(xiàn)具有在通常的激光輸出下可記錄2層以上的信息層的記錄媒體。
(實施例3)作為保護(hù)基板，使用聚碳酸酯樹脂。保護(hù)基板的直徑約為12cm、厚度約為1.1mm、槽間距約為0.32μm、槽深約20nm。
作為第四信息層，在形成保護(hù)基板的槽側(cè)的表面上通過濺射法依次使用Al-Cr(原子數(shù)比98∶2)靶層疊膜厚約40nm的Al-Cr反射層、使用Zn-S(原子數(shù)比50∶50)靶層疊膜厚約15nm的Zn-S介電體層、使用Te-Pd(原子數(shù)比90∶10)靶層疊膜厚約20nm的Te-O-Pd記錄層、使用Zn-S(原子數(shù)比50∶50)靶層疊膜厚約15nm的Zn-S介電體層的各層。在該第四信息層的表面上使用紫外線固化型樹脂通過2p法轉(zhuǎn)寫與保護(hù)基板相同的槽圖案，形成厚約13μm的分離層。
作為第三信息層，在該分離層的表面上通過濺射法依次使用Zn-S(原子數(shù)比50∶50)靶層疊膜厚約10nm的Zn-S介電體層、使用Te-Pd(原子數(shù)比90∶10)靶層疊膜厚約10nm的Te-O-Pd記錄層、使用Zn-S(原子數(shù)比50∶50)靶層疊膜厚約30nm的Zn-S介電體層的各層。在該第三信息層的表面上使用紫外線固化型樹脂通過2p法轉(zhuǎn)寫與保護(hù)基板相同的槽圖案，形成厚約13μm的分離層。
作為第二信息層，在該分離層的表面上通過濺射法依次使用Zn-S(原子數(shù)比50∶50)靶層疊膜厚約15nm的Zn-S介電體層、使用Te-Pd(原子數(shù)比90∶10)靶層疊膜厚約8nm的Te-O-Pd記錄層、使用Zn-S(原子數(shù)比50∶50)靶層疊膜厚約30nm的Zn-S介電體層的各層。在該第二信息層的表面上使用紫外線固化型樹脂通過2p法轉(zhuǎn)寫與保護(hù)基板相同的槽圖案，形成厚約13μm的分離層。
作為第一信息層，在該分離層的表面上通過濺射法依次使用Zn-S(原子數(shù)比50∶50)靶層疊膜厚約20nm的Zn-S介電體層、使用Te-Pd(原子數(shù)比90∶10)靶層疊膜厚約6nm的Te-O-Pd記錄層、使用Zn-S(原子數(shù)比50∶50)靶層疊膜厚約35nm的Zn-S介電體層的各層。在該第一信息層的表面上使用紫外線固化型樹脂貼合聚碳酸酯的包層，作為厚度為0.08mm的透明基板。
各層的成膜都使用直徑是100mm、厚為6mm左右的靶，反射層在DC電源下用500W的條件下成膜、介電體層用RF電源在500W的條件下成膜、記錄層用DC電源在100W的條件下成膜。反射層和介電體層僅在Ar氣下、記錄層在Ar和O2的混合氣體(流量比45∶55)下都保持0.2Pa的氣壓的環(huán)境氣中成膜。將該盤在90℃下進(jìn)行2小時左右的退火得到盤E。
對于盤E的各信息層的槽而言，使用波長405nm、NA為0.85的光學(xué)系統(tǒng)邊以線速度5.0m/s旋轉(zhuǎn)邊記錄12.3MHz的單一信號。用于記錄的脈沖波形是在峰值功率P1和偏置功率P2之間調(diào)制的單一矩形脈沖，脈沖寬度為20.4ns。P2為1.0mW、再現(xiàn)功率Pr在再現(xiàn)第一信息層時為0.5mW、在再現(xiàn)第二信息層時為0.6mW、在再現(xiàn)第三信息層時為0.7mW、在再現(xiàn)第四信息層時為1.0mW。將再現(xiàn)功率設(shè)定成隨著離開激光入射側(cè)越遠(yuǎn)越增大。該條件下，未記錄的脊上僅進(jìn)行1次記錄，其信號的C/N比用頻譜分析儀測定。
其結(jié)果，從盤E在第一信息層中在P1＝9.0mW下得到51dB的C/N比、在第二信息層中在P1＝9.5mW下得到51dB的C/N比、在第三信息層中在P1＝11.0mW下得到50dB的C/N比、在第四信息層中在P1＝10.5mW下得到52dB的C/N比。這樣即使將信息層作為多層，也確認(rèn)為具有足夠的C/N比和靈敏度的記錄媒體。
發(fā)明效果從以上說明，根據(jù)本發(fā)明，提高一種在反射率高、高密度的信息記錄再現(xiàn)中也得到C/N比和靈敏度良好的記錄再現(xiàn)特性的補(bǔ)寫型光信息記錄媒體、其制造方法、記錄方法和記錄裝置。
權(quán)利要求
1.一種光信息記錄媒體，其特征在于具有透明基板、在所述基板上配置的至少1個信息層，所述信息層具有包含Te、O和M的材料構(gòu)成的記錄層，對于從所述透明基板側(cè)入射的光束，與在所述記錄層上記錄信息之前的反射率相比，所述記錄層上記錄信息后的反射率低，其中，M是從Al、Si、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、In、Sn、Sb、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au和Bi中選擇的至少1個元素。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光信息記錄媒體，其特征在于所述信息層相對所述記錄層而言在與所述透明基板相對的一側(cè)上具有反射層，所述反射層由折射率n為3以下或衰減系數(shù)k為1以上的材料構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光信息記錄媒體，其特征在于所述反射層由折射率n為2.0以下或衰減系數(shù)k為2以上的材料構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光信息記錄媒體，其特征在于所述反射層的膜厚為5nm以上200nm以下。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光信息記錄媒體，其特征在于所述信息層在從所述記錄層和所述反射層之間以及所述透明基板層和所述記錄層之間選擇的至少之一中配備折射率n為1.5以上的材料構(gòu)成、膜厚為0.01λ/n以上0.3λ/n以下的介電體層，其中λ是信息再現(xiàn)用的光束波長。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光信息記錄媒體，其特征在于所述介電體層的膜厚為0.05λ/n以上0.3λ/n以下。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光信息記錄媒體，其特征在于所述介電體層的膜厚為0.01λ/n以上0.2λ/n以下。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光信息記錄媒體，其特征在于所述信息層在所述透明基板和所述記錄層之間配備折射率n為1.5以上的材料構(gòu)成、膜厚為0.01λ/n以上0.3λ/n以下的介電體層，其中λ是信息再現(xiàn)用的光束波長。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光信息記錄媒體，其特征在于所述介電體層的膜厚為0.05λ/n以上0.3λ/n以下。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光信息記錄媒體，其特征在于所述介電體層的膜厚為0.01λ/n以上0.2λ/n以下。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光信息記錄媒體，其特征在于具有包含所述信息層的總共n層的信息層，所述n層的信息層之間分別配置分離層，其中n是2以上的整數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光信息記錄媒體，其特征在于具有包含所述信息層的總共n層的信息層，所述信息層在所述n層的信息層中位于離開所述透明基板最遠(yuǎn)的位置上，其中n是2以上的整數(shù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光信息記錄媒體，其特征在于具有包含所述信息層的總共n層的信息層，所述信息層在所述n層的信息層中位于離開所述透明基板最近的位置上，其中n是2以上的整數(shù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光信息記錄媒體，其特征在于所述記錄層中氧原子的含有比例為25原子％以上60原子％以下，M原子的含有比例為1原子％以上35原子％以下。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光信息記錄媒體，其特征在于所述記錄層的膜厚為2nm以上70nm以下。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光信息記錄媒體，其特征在于所述記錄層上記錄信息后的所述光束的反射率減去所述記錄層上記錄信息前的所述光束的反射率得到的反射率差ΔR小于-5％。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光信息記錄媒體，其特征在于還包含保護(hù)基板。
18.一種權(quán)利要求17所述的光信息記錄媒體的制造方法，其特征在于在所述保護(hù)基板上形成至少1個信息層，在所述信息層上形成所述透明基板。
19.一種權(quán)利要求1所述的光信息記錄媒體的制造方法，其特征在于形成至少1個所述記錄層后，實施在60℃以上保持5分鐘的退火處理。
20.一種權(quán)利要求1所述的光信息記錄媒體的記錄方法，其特征在于通過在相對光束移動的所述記錄媒體上從所述透明基板側(cè)開始在峰值功率和比所述峰值功率小的功率之間邊調(diào)制邊照射所述光束來形成記錄標(biāo)記，進(jìn)行信息的記錄，所述記錄媒體相對所述光束的線速度V與將照射的光束保持在所述峰值功率的時間T的乘積VT換算成所述記錄標(biāo)記的平均單位長度，將所述時間T設(shè)定成隨著所述線速度V增大而增大。
21.一種權(quán)利要求1所述的光信息記錄媒體的記錄裝置，其特征在于包括媒體旋轉(zhuǎn)部件、在所述媒體旋轉(zhuǎn)部件旋轉(zhuǎn)的所述媒體上照射光束形成記錄標(biāo)記的光束照射部件，將所述光束照射部件照射的光束在峰值功率和比所述峰值功率低的功率之間進(jìn)行調(diào)制的光束調(diào)制部件，所述光束調(diào)制部件將所述記錄媒體相對所述光束的線速度V與將照射的光束保持在所述峰值功率的時間T的乘積VT換算成所述記錄標(biāo)記的平均單位長度，將所述時間T設(shè)定成隨著所述線速度V增大而增大。
全文摘要
本發(fā)明提供反射率高、高密度的信息記錄再現(xiàn)中也得到C/N比和靈敏度高的良好記錄再現(xiàn)特性的補(bǔ)寫型光信息記錄媒體。該媒體具有透明基板、在該基板上配置的至少1個信息層,該信息層具有包含Te、O和M的材料構(gòu)成的記錄層,對于從透明基板側(cè)入射的光束,與在記錄層上記錄信息之前的反射率相比,記錄層上記錄信息后的反射率低。其中,M是從Al、Si、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、In、Sn、Sb、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au和Bi中選擇的至少1個元素。
文檔編號G11B7/258GK1365108SQ0114566
公開日2002年8月21日 申請日期2001年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月18日
發(fā)明者北浦英樹, 山田升 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社