專利名稱：可重寫式光學(xué)記錄載體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可重寫式光學(xué)記錄載體，包括承載記錄疊層(IPIM)的基板，該記錄疊層按照這樣的順序包括第一介電層(I1)；包括相變記錄材料(PC)的記錄層(P)；第二介電層(I2)；和鏡面層(M)，其由包括鋁作為主要成分的混合物構(gòu)成，或者由包括銀作為主要成分的混合物構(gòu)成。本發(fā)明進(jìn)一步涉及具有包括相反順序的所述層的記錄疊層(MIPI)的這種可重寫式光學(xué)記錄載體。
背景技術(shù)：
在所有已知可重寫式光學(xué)記錄介質(zhì)中，諸如CD-RW、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW和Blu-Ray盤片(BD)，使用了包括該相變記錄層的記錄疊層。該P(yáng)C層通常夾在兩個(gè)ZnS-SiO2介電層之間的疊層中。目前，用于可擦寫相變記錄的介質(zhì)選擇為具有耐久性多晶結(jié)構(gòu)的合金，例如，由Sb和Te加上In、Ge和/或Ag構(gòu)成的合金。該記錄疊層的一側(cè)上安置了鏡面層，其典型地由金屬制成，諸如金、銀或鋁。對(duì)于其另一側(cè)，該記錄疊層安置在基板上，諸如聚碳酸酯基板。從基板側(cè)進(jìn)入記錄介質(zhì)的根據(jù)記錄信號(hào)進(jìn)行調(diào)制的寫激光束聚焦在記錄疊層上。當(dāng)盤片相對(duì)于聚焦激光束移動(dòng)時(shí)，后者主要由記錄層吸收。由此，局部加熱了合金。當(dāng)溫度超過其熔點(diǎn)(約500℃～700℃)時(shí)，相變材料轉(zhuǎn)化為非晶態(tài)。通過相鄰介電層的快速散熱引發(fā)了合金的快速冷卻，由此穩(wěn)定了非晶相。因此，寫入標(biāo)記沿光軌保留。使用具有減小的功率的激光束允許擦除寫入標(biāo)記。由此，記錄層被加熱到約200℃的溫度，致使相態(tài)變回多晶相(退火)。由于原子必須保持在高溫足夠長的時(shí)間以重新結(jié)晶，因此結(jié)晶是相當(dāng)緩慢的過程，盡管PC介質(zhì)中的非晶化可以是非常迅速的。
盡管疊層在處于多晶相態(tài)(基態(tài))時(shí)具有高的反射率，但是處于非晶相態(tài)(寫入狀態(tài))時(shí)反射率減小。因此，聚焦在所述記錄疊層上的讀光束，依賴于其刺射到寫入標(biāo)記(凹點(diǎn))還是未寫入?yún)^(qū)域(平臺(tái))，由記錄層反射，且具有不同強(qiáng)度。這樣，介電層和反射層執(zhí)行數(shù)個(gè)任務(wù)保護(hù)記錄層；創(chuàng)建光學(xué)已調(diào)結(jié)構(gòu)，其具有最優(yōu)化的反射率和/或吸收率；允許配合盤片的熱屬性，用于迅速冷卻。
例如，由于多媒體應(yīng)用中待提供的數(shù)據(jù)量的爆炸性增長，可重寫式光學(xué)記錄載體以及記錄介質(zhì)通常已經(jīng)歷了數(shù)據(jù)容量的進(jìn)化式的增長?？芍貙懯焦鈱W(xué)記錄載體的數(shù)據(jù)容量從650MB(CD，NA＝0.45、λ＝780nm)發(fā)展到4.7GB(DVD、NA＝0.65、λ＝650nm)，并且最終向25GB(B1u-Ray盤片(BD)，NA＝0.85、λ＝405nm)發(fā)展。通過增加每張盤片的記錄疊層數(shù)目，可以使數(shù)據(jù)容量進(jìn)一步倍增。所謂的雙記錄層疊層設(shè)計(jì)對(duì)于DVD-ROM是已知的。其中，兩個(gè)記錄層配置在疊層中，在同一基板上在兩個(gè)記錄層之間具有隔層。這類盤片中的記錄層易于受到相同的影響。
然而，由于激光在可重寫式記錄載體中的顯著吸收，該介質(zhì)中的雙記錄層疊層上的信息記錄和讀出是較為困難的。即使在大量的激光束的功率已由第一記錄疊層(L0)吸收之后，該激光束仍須足夠強(qiáng)以在第二記錄疊層(L1)上寫入，其中第二記錄疊層(L1)是相對(duì)于入射激光束的傳播方向的最遠(yuǎn)的記錄疊層，而第一記錄疊層(L0)是相對(duì)于入射激光束的傳播方向的最近的記錄疊層。因此，就目前而言，該多層疊層未專用于可重寫式光學(xué)記錄載體。
同對(duì)數(shù)據(jù)容量的增長的需要相似，對(duì)相變光學(xué)記錄中的高數(shù)據(jù)率的需要也在增長。高的數(shù)據(jù)率需要記錄層具有高的結(jié)晶速率，即，短的結(jié)晶時(shí)間。為了確保先前的記錄標(biāo)記可在直接覆寫(DOW)過程中重新結(jié)晶，例如，如上文提及的，記錄層應(yīng)具有適當(dāng)?shù)慕Y(jié)晶時(shí)間，用以同自旋記錄載體相對(duì)于激光束的線性速度匹配。如果結(jié)晶速度未足夠高到可同線性速度匹配，則來自先前記錄的舊的數(shù)據(jù)(非晶標(biāo)記)不能被完全擦除。保留的舊的數(shù)據(jù)片段將導(dǎo)致高的噪聲水平。
近來，在US 2001 0036527中，在US 2001 00365278、WO 01/13370中，提出了這樣的可重寫式光學(xué)記錄介質(zhì)，其具有充分的記錄屬性，即使在高的線性速度下，滿足由DVD標(biāo)準(zhǔn)預(yù)先確定的光學(xué)范圍，諸如抖動(dòng)、光學(xué)對(duì)比度和調(diào)制。然而，此外，這些記錄載體包括具有40％～60％透射率的L0記錄疊層。由于到達(dá)L1的激光功率減少很多，使得L1記錄疊層必須是非常靈敏的，特別是在高的線性速度下。另一方面，由于在第二記錄疊層L1處反射的讀激光束的光在其通過L0疊層返回檢測(cè)器的路程中將再一次衰減，因此L1疊層須具有非常高的反射率。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種具有疊層設(shè)計(jì)的可重寫式光學(xué)記錄載體，其提供了關(guān)于靈敏度和反射率的較好的光學(xué)屬性。
根據(jù)本發(fā)明，該目的是通過如起始章節(jié)中所描述的具有記錄疊層的可重寫式光學(xué)記錄載體實(shí)現(xiàn)的，該記錄疊層按照所述順序(IPIM)包括所述層，其特征在于，所述第一介電層具有100nm～200nm范圍內(nèi)的厚度d1，并且當(dāng)鏡面層包括鋁時(shí)，所述第二介電層具有根據(jù)下列關(guān)系的厚度d2，0.0225*d22-2.6572*d2+173.3(nm)＜d1＜0.0225*d22-2.6572*d2+213.3(nm)(1)當(dāng)鏡面層包括銀時(shí)，所述第二介電層具有根據(jù)下列關(guān)系的厚度d2。
0.0191*d22-2.0482*d2+149.6(nm)＜d1＜0.0191*d22-2.0482*d2+189.6(nm)(2)根據(jù)本發(fā)明的第二方面，該目的是通過如起始章節(jié)中所描述的具有記錄疊層的可重寫式光學(xué)記錄載體實(shí)現(xiàn)的，該記錄疊層按照相反順序(MIPI)包括所述層，其特征在于，所述第一介電層I1具有100nm～200nm范圍內(nèi)的厚度d1，并且當(dāng)鏡面層包括鋁時(shí)，所述第二介電層I2具有根據(jù)關(guān)系(1)的厚度d2，當(dāng)鏡面層包括銀時(shí)，所述第二介電層I2具有根據(jù)關(guān)系(2)的厚度d2。
根據(jù)第三方面，其構(gòu)成了本發(fā)明的第一或第二方面的進(jìn)一步的發(fā)展方案，所述第二介電層I2具有20nm～50nm范圍內(nèi)的厚度。
根據(jù)第四方面，其構(gòu)成了本發(fā)明的第一或第二方面的進(jìn)一步的發(fā)展方案，所述第一介電層I1具有110nm～150nm范圍內(nèi)的厚度，并且所述第二介電層I2具有25nm～40nm范圍內(nèi)的厚度。
盡管早先提出的用于可重寫式光學(xué)記錄載體中的記錄疊層的發(fā)展方案集中于高的光學(xué)對(duì)比度，但是根據(jù)本發(fā)明的可重寫式光學(xué)記錄載體包括針對(duì)最大值R*M進(jìn)行優(yōu)化的記錄疊層，該最大值R*M對(duì)應(yīng)于結(jié)晶反射(Rc)減去非晶反射(Ra)，因此其也被稱為Rc-Ra。如將由下面的示例所看到的，這導(dǎo)致了更高的反射率。而且，可以增加靈敏度，即所需用于寫入標(biāo)記的激光功率。


下面，通過結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的描述，本發(fā)明的上述和其他的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見，在附圖中圖1示出了普通的可重寫式光學(xué)記錄載體的剖面視圖；圖2說明了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的可重寫式光學(xué)記錄載體的剖面視圖；圖3示出了包括導(dǎo)致了最大的Rc-Ra的鋁鏡面層的根據(jù)本發(fā)明的記錄疊層的I1層厚度和I2層厚度的組合；圖4示出了包括導(dǎo)致了最大的Rc-Ra的銀鏡面層的根據(jù)本發(fā)明的記錄疊層的I1層厚度和I2層厚度的組合；圖5示出了反射信號(hào)Rc、Ra、差Rc-Ra、和反射讀光束的光學(xué)對(duì)比度作為I2厚度的函數(shù)；圖6示出了反射信號(hào)Rc、Ra、Rc-Ra的差、和反射讀光束的光學(xué)對(duì)比度作為I1厚度的函數(shù)；圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的包括單個(gè)記錄疊層的可重寫式光學(xué)記錄載體依賴于寫功率的抖動(dòng)和調(diào)制；圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的包括兩個(gè)記錄疊層的可重寫式光學(xué)記錄載體依賴于寫功率的抖動(dòng)和調(diào)制。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示的當(dāng)前的可重寫式光學(xué)記錄載體10包括單個(gè)記錄疊層101，其固定地安置到所謂的虛設(shè)疊層或虛設(shè)基板102上。這里，所有關(guān)于層位置和/或方向及其配置的聲明均與由箭頭110標(biāo)出的入射激光束的方向相關(guān)。還被記為L0的上面的單一記錄疊層101是與光束的進(jìn)入表面最接近的疊層。如上文所概述的，已知的記錄疊層考慮到其反射率和靈敏度而不適于用于下方的疊層L1中。由于少量的光透射通過頂層101，因此它們不具有足夠用于記錄的靈敏度，而且反射率過小從而不能在第二級(jí)中讀取信息。因此，虛設(shè)疊層102僅由聚碳酸酯制成。虛設(shè)疊層102和記錄疊層101通常通過粘合劑層和隔層(未示出)固定。記錄疊層101包括聚碳酸酯基板103，在其頂上層疊了第一介電層104。該層103由ZnS和SiO2的混合物，例如(ZnS)80(SiO2)20制成，并且具有60nm～85nm范圍內(nèi)的厚度。下一個(gè)下方的層是記錄層105，其由例如GeInSbTe制成，具有12nm～18nm范圍內(nèi)的厚度。在所述第一介電層104的相對(duì)側(cè)上貼附于記錄層105時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)第二介電層106同樣由ZnS-SiO2制成，具有12nm～20nm的厚度。屬于L0疊層的最下面的層是金屬鏡面層107，其通常由銀或金制成。記錄疊層101的所有層是按照上文列出的順序而順序地濺射層疊的，由此形成了IPIM疊層。
如在圖2中可以看到的，根據(jù)本發(fā)明的可重寫式光學(xué)記錄載體20包括記錄疊層201作為關(guān)于由箭頭210標(biāo)出的入射激光束的方向的第二疊層L1。在L1疊層的頂部，可以淀積第一透明記錄疊層L0202，在兩個(gè)疊層201和202之間具有隔層(未示出)。該透明記錄疊層典型地具有在40％～60％之間的透射率。如后面所將看到的，除了已知記錄疊層以外的根據(jù)本發(fā)明的L1記錄疊層201，由于其高的反射率和靈敏度，優(yōu)選地適用于在該條件下進(jìn)行記錄。
L1記錄疊層201自上而下包括第一(ZnS)80(SiO2)20介電層203，還被稱為I1，其厚度在100nm～200nm之間，優(yōu)選地在120nm～160nm之間；另一記錄層204，例如由GeInSbTe制成，具有12nm±1.5nm范圍內(nèi)的厚度。第二介電(ZnS)80(SiO2)20層205與第一介電層203相對(duì)地同所述記錄層204相鄰，還被稱為I2，其厚度在20nm～50nm之間，優(yōu)選地在25nm～40nm之間。在其下方配置了鏡面層206。其由金屬或金屬合金制成，優(yōu)選地是鋁、Al同一定百分比的Ti或金的混合物。該鏡面層典型地約為50nm厚。最后，L1記錄疊層201的底層是基板207，其例如由聚碳酸酯制成。上述各層，即第一介電層203、記錄層204、第二介電層205和鏡面層206的配置按照同編號(hào)相反的順序?qū)盈B在所述基板207上，由此形成了MIPI疊層。
通常用于光學(xué)記錄載體的記錄疊層未針對(duì)最大反射、特別是針對(duì)最大反射差R*M(＝Rc-Ra，結(jié)晶反射Rc減去非晶反射Ra)進(jìn)行優(yōu)化。這在圖3和4中得到說明，其中實(shí)線301、401分別表示圖3的關(guān)于包括鋁鏡面層的記錄疊層的反射差的最大值和圖4的關(guān)于包括銀鏡面層的記錄疊層的反射差的最大值。根據(jù)本發(fā)明的記錄疊層的I1層的厚度和I2層的厚度的組合應(yīng)分別沿這些最大值Rc-Ra線301、401進(jìn)行選擇，其可以記錄為下式，其中d1表示I1層厚度，而d2表示I2層厚度a)對(duì)于包括鋁鏡面層的反射體疊層0.0225*d22-2.6572*d2+173.3(nm)＜d1＜0.0225*d22-2.6572*d2+213.3(nm)b)對(duì)于包括銀鏡面層的反射體疊層0.0191*d22-2.0482*d2+149.6(nm)＜d1＜0.0191*d22-2.0482*d2+189.6(nm)由于普通可重寫式DVD中的I1層厚度在60nm～85nm的范圍內(nèi)，因此R*M遠(yuǎn)離最優(yōu)值。特別地，由于優(yōu)選用于該類盤片的第二介電層的厚度在12nm～20nm的范圍內(nèi)，其中甚至需要更高的I1厚度，因此R*M很小。
根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，與高反射率和靈敏度相關(guān)的I2層的厚度選擇為，對(duì)于包括鋁鏡面層的記錄疊層約28nm，對(duì)于包括銀鏡面層的記錄疊層約25nm。這樣，與高的R*M值相關(guān)的相應(yīng)I1層的厚度分別選擇為約135nm和130nm。然而，考慮到其他的參數(shù)，諸如靈敏度、調(diào)制或者光學(xué)對(duì)比度，可以不同地選擇I1層的厚度，但是其應(yīng)當(dāng)保持在正負(fù)20nm的范圍內(nèi)，該范圍在圖3和4中分別由虛線302、402和點(diǎn)線303、403標(biāo)出。
而且，介電層I2205由于相比于普通的I2介電層的其增加的厚度，因此具有較高的熱阻，參看圖1和2。這樣，減少了從相變層204到鏡面層206的熱傳輸。由于鏡面層用作散熱器，因此需要較少的激光功率用于將相變材料加熱到其熔點(diǎn)。這樣，獲得了根據(jù)本發(fā)明的記錄疊層的較高的靈敏度。
根據(jù)多個(gè)有利的實(shí)施例，從記錄載體中的第二記錄疊層L1的RTM測(cè)量所得出的結(jié)果在圖5和6中示出。根據(jù)該實(shí)施例，PC層具有12nm的厚度。然而，其可以在±1.5nm的范圍中選擇，其中所述Rc和Ra值幾乎不變。但是，記錄PC材料的結(jié)晶和非晶(結(jié)構(gòu))狀態(tài)之間的光學(xué)相位差別在該范圍中發(fā)生顯著地變化。可以利用該屬性用于優(yōu)化推挽變化(push-pull variation)。用于該實(shí)驗(yàn)的鏡面層為50nm厚，其由添加了1.5％的Ti的Al的混合物構(gòu)成。在圖5中，聚焦的反射信號(hào)Rc、Ra、兩者的差Rc-Ra、以及光學(xué)對(duì)比度被示為I2層厚度的函數(shù)。由此，I1層的厚度適用于考慮最大的R*M值，參看圖3。在圖6中，相應(yīng)的結(jié)果被示為I1層厚度的函數(shù)，由此I2層的厚度被固定為28nm。
結(jié)晶相Rc的反射(菱形符號(hào))以及非晶相Ra的反射(正方形符號(hào))隨著增加的I2厚度而下降，參看圖5，并且，相應(yīng)地，在選擇較厚的I1層時(shí)增加，參看圖6?？梢詮膱D6中看出，135nm厚度的I1層導(dǎo)致了最大的R*M，即最大的Rc-Ra(三角形符號(hào))。根據(jù)圖3，該值對(duì)應(yīng)于約28nm的I2值。借助于此，R*M可以增加高達(dá)33％甚至更高，然而，正常生產(chǎn)的盤片僅具有25％。作為歸一化的反射值的對(duì)比度(交叉符號(hào))，即Rc-Ra除以結(jié)晶相反射Rc，由于迅速增長的結(jié)晶相反射Rc而在該區(qū)域中下降到80％的值。
根據(jù)具有單個(gè)的記錄MIPI疊層L1的另一有利的實(shí)施例，調(diào)制和抖動(dòng)對(duì)于光盤中激光束的寫功率的依賴關(guān)系在圖7中示出，由此，激光束通過作為L0疊層的聚碳酸酯虛設(shè)層聚焦在L1記錄疊層上。在如本發(fā)明所提出的雙記錄疊層盤片中，對(duì)于寫功率的相同的依賴關(guān)系在圖8中示出，由此激光束通過具有約45％的透射率的IPIM記錄疊層L0聚焦在MIPI記錄疊層L1上。兩種記錄載體中的L1疊層的結(jié)構(gòu)如下一第一介電層ZnS-SiO2，130nm-PC記錄層GeInSbTe，12nm-第二介電層ZnS-SiO2，32nm-鏡面層AlTi，50nm通過關(guān)于具有單層設(shè)置以及具有雙層設(shè)置的L1疊層的兩個(gè)記錄實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)I2厚度應(yīng)在20nm～40nm的范圍內(nèi)，以便于獲得正確的靈敏度。否則，如果低于該范圍，則所需用于記錄的寫功率變高。如果高于該范圍，則將出現(xiàn)重復(fù)寫的問題。
而且，圖7示出了當(dāng)盤片包括僅具有頂部的透明虛設(shè)層的單個(gè)L1記錄疊層時(shí)，約12mW的低寫功率足夠用于寫操作，由此，獲得了45％或更大的調(diào)制，以及少于10％的最小抖動(dòng)。由于所提出的疊層如此靈敏，因此其也可用于雙層盤片作為L1疊層中，參看圖8。采用仍然合理的少于30mW的寫功率，在該雙記錄疊層設(shè)置中獲得了低的抖動(dòng)和好的調(diào)制。
應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明不限于上文的優(yōu)選實(shí)施例。還可以使用其他的記錄層材料、介電層材料、基板材料和/或反射層材料。而且，本發(fā)明不限于如此處上文所述的具有雙記錄疊層設(shè)置的光學(xué)記錄載體。還可以提供IPIM類型的更兼容的單層光學(xué)記錄載體，其具有根據(jù)圖2的單記錄層疊層，該單記錄層疊層具有同此處上文所述相同的光學(xué)屬性和層厚度，但是其是作為L0層淀積到虛設(shè)層上的。而且，還可以提供多記錄疊層的設(shè)計(jì)，其具有多于兩個(gè)的具有根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)屬性的記錄層。
權(quán)利要求
1.一種可重寫式光學(xué)記錄載體，包括承載第一記錄疊層的基板，該第一記錄疊層按照這樣的順序或相反的順序包括-第一介電層；-包括相變記錄材料的記錄層；-第二介電層；和-鏡面層，其由包括鋁作為主要成分的混合物構(gòu)成，或者由包括銀作為主要成分的混合物構(gòu)成，其特征在于，所述第一介電層具有100nm～200nm范圍內(nèi)的厚度d1，并且所述第二介電層具有根據(jù)下列關(guān)系其中之一的厚度d2，a)當(dāng)鏡面層包括鋁時(shí)，0.0225*d22-2.6572*d2+173.3(nm)＜d1＜0.0225*d22-2.6572*d2+213.3(nm)b)當(dāng)鏡面層包括銀時(shí)，0.0191*d22-2.0482*d2+149.6(nm)＜d1＜0.0191*d22-2.0482*d2+189.6(nm).
2.權(quán)利要求1的可重寫式光學(xué)記錄載體，其特征在于，所述第二介電層具有20nm～50nm范圍內(nèi)的厚度。
3.權(quán)利要求2的可重寫式光學(xué)記錄載體，其特征在于，所述第一介電層具有110nm～150nm范圍內(nèi)的厚度，并且所述第二介電層具有25nm～40nm范圍內(nèi)的厚度。
4.權(quán)利要求3的可重寫式光學(xué)記錄載體，其特征在于，所述第一和第二介電層包括ZnS和SiO2的混合物。
5.權(quán)利要求4的可重寫式光學(xué)記錄載體，其特征在于，所述相變記錄材料包括Ge、In、Sb和Te的混合物，并且所述記錄層具有12±1.5nm范圍內(nèi)的厚度。
6.權(quán)利要求1～5其中任一的可重寫式光學(xué)記錄載體，其特征在于，其進(jìn)一步包括-貼附于所述第一介電層的隔層，和-淀積在所述隔層上的第二記錄疊層。
7.權(quán)利要求1～5其中任一的可重寫式光學(xué)記錄載體，其特征在于，其進(jìn)一步包括安置到第一介電層上的虛設(shè)基板。
全文摘要
一種可重寫式光學(xué)記錄載體，其包括承載第一記錄疊層的第一基板，該記錄疊層包括第一介電層、包括相變記錄材料的記錄層、第二介電層、和金屬鏡面層。為了實(shí)現(xiàn)最大的R＊M，所述第一介電層具有20nm～50nm的厚度d1，并且當(dāng)鏡面層包括鋁時(shí)，所述第二介電層具有根據(jù)下列關(guān)系的厚度d2，即，0.0225＊d
文檔編號(hào)G11B7/259GK1732523SQ200380107887
公開日2006年2月8日 申請(qǐng)日期2003年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月30日
發(fā)明者R·維魯特斯, W·R·科珀, P·H·沃爾里, M·范施恩德 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司