專利名稱：信息記錄介質(zhì)及其生產(chǎn)方法
相關(guān)申請的交叉引用本申請要求日本專利申請2004-066878和2004-070414的優(yōu)先權(quán)。此處引入日本專利申請2004-066878和2004-070414的全部公開文本作為參考。
背景技術(shù)：
1、發(fā)明領(lǐng)域總的來說，本發(fā)明涉及利用光或電記錄、刪除、重寫或復(fù)制信息用的信息記錄介質(zhì)及其生產(chǎn)方法。
2、背景技術(shù)一種傳統(tǒng)的信息記錄介質(zhì)是相變型信息記錄介質(zhì)。在相變型信息記錄介質(zhì)上記錄、刪除和重寫信息要利用的一種現(xiàn)象是記錄層(相變材料層)在晶相和非晶相之間變化，以記錄、刪除、重寫或復(fù)制信息。在相變型信息記錄介質(zhì)中，利用激光束進行光學(xué)記錄、刪除、重寫或復(fù)制信息的一種稱為光學(xué)相變型信息記錄介質(zhì)。這種光學(xué)相變型信息記錄介質(zhì)具有記錄層，記錄層上有能夠因激光束產(chǎn)生的熱而在晶相和非晶相之間變化的相變材料。探測晶相和非晶相之間反射系數(shù)差，以從記錄層讀取信息。在光學(xué)相變型信息記錄介質(zhì)中，可重寫的光學(xué)相變型信息記錄介質(zhì)是記錄的信息可以被刪除或重寫的一種光學(xué)相變型信息記錄介質(zhì)。換句話說，可重寫的光學(xué)相變型信息記錄介質(zhì)具有其初始狀態(tài)通常是晶相的記錄層，而記錄狀態(tài)通常是非晶相。一般來說，當(dāng)記錄信息時，在能量比刪除時高的激光束照射下(記錄能)，記錄層熔融后快速冷卻，使照射部分變?yōu)榉蔷唷Ｏ喾?，在能量比記錄時低的激光束照射下(刪除能)，記錄層被加熱后慢慢冷卻，使照射部分變?yōu)榫唷Ｒ虼?，可以在將記錄的信息刪除的同時，通過用其能量在高能和低能之間調(diào)制的激光束照射記錄層，在可重寫的光學(xué)相變型信息記錄介質(zhì)上記錄或重寫新信息。另外，在光學(xué)相變型信息記錄介質(zhì)中，一次寫入的光學(xué)相變型信息記錄介質(zhì)是信息只能記錄一次并且記錄的信息不能被刪除或重寫的一種光學(xué)相變型信息記錄介質(zhì)。一次寫入的光學(xué)相變型信息記錄介質(zhì)具有其初始狀態(tài)通常是非晶相的記錄層。當(dāng)在這種信息記錄介質(zhì)中記錄信息時，在高能激光束照射下(記錄能)，記錄層被加熱，然后慢慢冷卻，使照射部分變?yōu)榫唷?br> 不用上述激光束時，可以將電能(如電流)應(yīng)用于另一種介質(zhì)，以產(chǎn)生焦耳熱，并且改變用于記錄信息的記錄層相變材料的狀態(tài)。這種介質(zhì)稱為電相變型信息記錄介質(zhì)。在這種電相變型信息記錄介質(zhì)中，記錄層相變材料的狀態(tài)因電流產(chǎn)生的焦耳熱而在晶相(低電阻)和非晶相(高電阻)之間變化。探測晶相和非晶相之間的電阻差，以從記錄層讀取信息。
光學(xué)相變型信息記錄介質(zhì)的一個例子是日本未審公開專利2001-322357中公開的4.7GB/DVD-RAM。如

圖12所示，4.7GB/DVD-RAM基本上具有7層結(jié)構(gòu)，其中，從激光入射側(cè)觀察時，7層結(jié)構(gòu)依次包括在基板1上的第一介電層2、第一界面層3、記錄層4、第二界面層5、第二介電層6、吸光調(diào)節(jié)層7和反射層8，從而形成了信息記錄介質(zhì)12。第一介電層2和第二介電層6具有調(diào)節(jié)光程和提高記錄層4吸光效率的光學(xué)功能，從而能夠增加晶相和非晶相之間的反射系數(shù)差，以擴大信號強度。
第一介電層2和第二介電層6還具有熱功能，能夠?qū)崦粜曰?、仿真基板10等與記錄信息時溫度升高的記錄層4絕熱。使用的材料(ZnS)80(SiO2)20(mol％)是良好的透明介質(zhì)材料，具有高折射率、良好絕熱性的低導(dǎo)熱系數(shù)、良好的機械性能和良好的抗?jié)裥?。注意根?jù)矩陣法計算，可以精確確定第一介電層2和第二介電層6的膜厚值，以滿足使記錄層4實際上在晶相和非晶相之間變化時反射的光量差及記錄層4吸收光增大的條件。
作為記錄層4的材料，使用含(GeSn)Te-Sb2Te3的高速結(jié)晶材料，它是用Sn部分取代假二元線相變材料GeTe-Sb2Te3中的Ge得到的。GeTe-Sb2Te3假二元線是化合物GeTe和Sb2Te3的混合物，它不僅能夠?qū)崿F(xiàn)初始記錄和重寫性能，而且還具有良好的記錄保存性能(長時間保存后能否將記錄信號復(fù)制的性能)和良好的重寫保存性能(長時間保存后能否將記錄信號刪除或重寫的性能)。
第一界面層3和第二界面層5具有防止第一介電層2和記錄層4之間及第二介電層6和記錄層4之間可能發(fā)生的物質(zhì)傳遞。物質(zhì)傳遞是在第一介電層2和第二介電層6是用(ZnS)80(SiO2)20(mol％)制成的情況下在記錄或重寫信息時用激光束重復(fù)照射記錄層4時S(硫)擴散到記錄層中的一種現(xiàn)象。當(dāng)硫擴散到記錄層中時，記錄層4的反射性受損，使重復(fù)重寫性能遭到破壞。為了防止重復(fù)重寫性能遭到破壞，日本未審公開專利10-275360建議將含Ge的氮化物用于第一界面層3和第二界面層5。
吸光調(diào)節(jié)層7具有調(diào)節(jié)Ac/Aa的功能，Ac是記錄層4處于晶態(tài)時的吸光率，Aa是記錄層4處于非晶態(tài)時的吸光率，吸光調(diào)節(jié)層7可以抑制重寫的符號形狀發(fā)生畸變。
反射層8具有增加記錄層4吸收光量的光學(xué)功能和將記錄層4產(chǎn)生的熱量快速散去以快速冷卻使記錄層4易于成為非晶態(tài)的熱功能。另外，反射層8還具有保護多層膜免受周圍環(huán)境影響的功能。
利用上述技術(shù)，可以實現(xiàn)優(yōu)異的重寫性能和很高的可靠性，并且已經(jīng)實現(xiàn)了4.7GB/DVD-RAM的工業(yè)化。
注意為了防止重復(fù)重寫性能遭到破壞，可以將不含硫的材料用于介電層。日本未審公開專利2003-091870和2003-228881中建議用主要含SnO2的材料作為其中一種用于介電層的材料，該材料不含硫。
另外，近年來，為了提供更大儲存容量的信息記錄介質(zhì)，人們研究了各種技術(shù)。例如，人們研究的一項為實現(xiàn)高密度記錄的技術(shù)是，采用波長短于傳統(tǒng)上使用的紅色激光束波長的藍色-紫色激光束，或者使用在激光束入射側(cè)上的薄基板和大數(shù)值孔徑NA的物鏡，以減小激光束的光點直徑。當(dāng)減小光點直徑以記錄信息時，用激光束照射的面積限定為更小的面積。結(jié)果，記錄層吸收的功率密度增加，使得體積變化量增加。因此，如果用諸如含硫的ZnS-SiO2材料與記錄層接觸，則更易于發(fā)生物質(zhì)傳遞現(xiàn)象，而重復(fù)重寫性能也可能遭到破壞。
另外，人們還研究了為光學(xué)相變型信息記錄介質(zhì)提供兩個信息層的其他技術(shù)。用從兩個信息層中的一個入射的激光束對兩個信息層進行記錄/復(fù)制。這種使用兩個信息層的技術(shù)能夠使記錄密度大約增加一倍。從一側(cè)記錄/復(fù)制信息的包括兩個信息層的信息記錄介質(zhì)在下面被稱為雙信息記錄層介質(zhì)。用從一側(cè)進入的激光束將信息記錄和/或復(fù)制在兩個信息層上。日本未審公開專利2000-036130和2002-144736中對此已有建議。在這種雙信息記錄層介質(zhì)中，用穿過靠近激光束入射側(cè)的一個信息層的激光束(下面稱為信息層)在遠離激光束入射側(cè)的另一信息層(下面稱為第二信息層)上記錄和復(fù)制信息。因此，必須使信息層的膜厚非常薄，以提高其透明度。但是當(dāng)記錄層薄化時，從與記錄層接觸的層傳遞的物質(zhì)的影響增強。因此，如果用含硫材料如ZnS-SiO2與記錄層接觸，則重復(fù)重寫性能可能很快遭到破壞。在這種情況下，防止重復(fù)重寫性能遭到破壞的一種方法是在記錄層兩側(cè)上設(shè)置用含Ge的氮化物制成的界面層，用與4.7GB/DVD-RAM相同的方式降低物質(zhì)傳遞的影響。
但是，在通過減小激光束光點直徑將光學(xué)相變型信息記錄介質(zhì)用于高密度記錄信息的情況下，在記錄信息時需要在記錄層上應(yīng)用較大的能量(激光能)。因此，如果傳統(tǒng)界面層含有含Ge的氮化物，則記錄層中產(chǎn)生的熱量將破壞界面層膜。結(jié)果將不能防止硫從介電層向外擴散，重復(fù)重寫性能可能很快遭到破壞。
另外，含Ge的氮化物具有很高的導(dǎo)熱性。因此，如果為了抑制硫從介電層向外擴散而加厚界面層，則熱量易于擴散。結(jié)果使記錄靈敏性遭到破壞。
鑒于上述問題，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員很清楚現(xiàn)在需要改善信息記錄介質(zhì)。本發(fā)明能夠滿足這一需要和其他需要，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員從本申請的公開可以明白這一點。
發(fā)明概述本發(fā)明的目的是提供一種重復(fù)重寫性能和記錄靈敏性都得以改善的相變型信息記錄介質(zhì)。
本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)包括信息層和介電層，信息層至少包括在應(yīng)用激光束或電流時能夠在晶相和非晶相之間變化的記錄層，介電層至少含有C、Si、Sn和O。
另外，在信息記錄介質(zhì)中包括多個信息層和一個介電層，至少一個信息層至少包括上述記錄層，介電層至少可以含有C、Si、Sn和O。
根據(jù)這些結(jié)構(gòu)，可以得到重復(fù)重寫性能和記錄靈敏性都得以改善的相變型信息記錄介質(zhì)的信息層。
另外，優(yōu)選地是，本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)包括的記錄層比介電層更靠近信息記錄介質(zhì)的激光入射側(cè)。還可以在記錄層和介電層之間設(shè)置界面層。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，可以防止可能發(fā)生在記錄層和介電層之間的物質(zhì)傳遞。
在本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)中，介電層的組成可以用組成式CdSieSnfO100-d-e-f表示，其中，0＜d＜25，0＜e＜25，15＜f＜40(atom％)。在本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)中，介電層還可以用SnO2和SiC的混合物制成。在這種情況下，介電層的組成可以用組成式(SnO2)100-x(SiC)x表示，其中，0＜x≤50(mol％)。
另外，在本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)中，介電層還可以含有至少一種下述元素Ti、Zr、Hf、Y、Zn、Nb、Ta、Al、Bi、Cr、Ga、Ge和La。另外，介電層還可以含有至少一種下述化合物TiO2、ZrO2、HfO2、ZnO、Nb2O5、Ta2O5、SiO2、Al2O3、Bi2O3、Cr2O3、Ga2O3、Si-N、Ge-N、Cr-N和LaF3。
根據(jù)這些結(jié)構(gòu)，相變型信息記錄介質(zhì)的重復(fù)重寫性能和記錄靈敏性都能得到改善。
在本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)中，介電層的膜厚優(yōu)選為2-75nm，更優(yōu)選2-40nm。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，記錄層中產(chǎn)生的熱能夠有效地分散到反射層側(cè)。
在本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)中，記錄層可以含有至少一種下述元素Sb、Bi和Sn，還含有Ge和Te。另外，記錄層可以用下面的其中一種組合物表示(Ge-Sn)Te、GeTe-Sb2Te3、(Ge-Sn)Te-Sb2Te3、GeTe-Bi2Te3、(Ge-Sn)Te-Bi2Te3、GeTe-(Sb-Bi)2Te3和(Ge-Sn)Te-(Sb-Bi)2Te3。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，可以改善相變型信息記錄介質(zhì)的重復(fù)重寫性能。
在本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)中，界面層可以含有至少一種下述元素Zr、Hf、Y和Si，還含有Ga和Cr中至少一種元素，還含有O。
另外，界面層可以含有至少一種下述氧化物ZrO2、HfO2、Y2O3和SiO2，還含有Ga2O3和Cr2O3中至少一種氧化物。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，可以進一步改善相變型信息記錄介質(zhì)的重復(fù)重寫性能。
另外，界面層的膜厚優(yōu)選為0.5-15nm，更優(yōu)選1-7nm。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠滿足反射光變化量應(yīng)當(dāng)很大的條件。
另外，生產(chǎn)本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)的方法包括形成信息層和形成介電層，形成信息層至少包括形成相變型記錄層，在形成介電層時使用至少含C、Si、Sn和O的濺射目標(biāo)。
另外，生產(chǎn)本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)的方法包括形成多個信息層和形成一個介電層，至少一個信息層的形成至少包括形成相變型記錄層，在形成介電層時使用至少含C、Si、Sn和O的濺射目標(biāo)。
根據(jù)這些結(jié)構(gòu)，可以生產(chǎn)重復(fù)重寫性能和記錄靈敏性都得以改善的信息層。
另外，生產(chǎn)本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)的方法還可以包括在形成記錄層和形成介電層之間形成界面層。
在生產(chǎn)本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)的方法中，用于形成介電層的濺射目標(biāo)可以用組成式CgSihSniO100-g-h-i表示，其中，0＜g＜30，0＜h＜30，15＜i＜40(atom％)。
另外，在生產(chǎn)本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)的方法中，用于形成介電層的濺射目標(biāo)可以是SnO2和SiC的混合物。在這種情況下，用于形成介電層的濺射目標(biāo)可以用組成式(SnO2)100-y(SiC)y表示，其中，0＜y≤55(mol％)。
根據(jù)這些結(jié)構(gòu)，可以生產(chǎn)重復(fù)重寫性能和記錄靈敏性都得以改善的相變型信息記錄介質(zhì)。
另外，在生產(chǎn)本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)的方法中，用于形成介電層的濺射目標(biāo)還可以含有至少一種下述元素Ti、Zr、Hf、Y、Zn、Nb、Ta、Al、Bi、Cr、Ga、Ge和La。
另外，用于形成介電層的濺射目標(biāo)還可以含有至少一種下述化合物TiO2、ZrO2、HfO2、ZnO、Nb2O5、Ta2O5、SiO2、Al2O3、Bi2O3、Cr2O3、Ga2O3、Si-N、Ge-N、Cr-N和LaF3。
根據(jù)這些結(jié)構(gòu)，可以生產(chǎn)重復(fù)重寫性能和記錄靈敏性都得以改善的相變型信息記錄介質(zhì)。
在生產(chǎn)本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)的方法中，可以用Ar氣或Ar氣與O2氣的混合氣體形成介電層。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，可以更精確地生產(chǎn)相變型信息記錄介質(zhì)。
本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)是通過應(yīng)用光能和電能中的至少一種進行記錄信息和復(fù)制信息中的至少一種用途，其包括的信息層中包括介電層，介電層含有由Sn和Ga組成的GM組中的至少一種元素，還含有由Si、Ta和Ti組成的GL組中的至少一種元素，還含有氧和碳。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，沒有必要提供界面層。
在本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)中，介電層用組成式MHOILJCK(atom％)表示，其中，元素M是GM組中的至少一種元素，元素L是GL組中的至少一種元素，還應(yīng)當(dāng)滿足下面的關(guān)系式10≤H≤40，35≤I≤70，0＜J≤30，0＜K≤30，并且H+I+J+K＝100。
介電層還可以含有Zr和Hf中的至少一種，并且可以用MHAPOILJCK(atom％)表示，其中，元素M是GM組中的至少一種元素，元素A是由Zr和Hf組成的組中的至少一種元素，元素L是GL組中的至少一種元素，還要滿足下面的關(guān)系式10≤H≤40，0＜P≤15，35≤I≤70，0＜J≤30，0＜K≤30，并且H+P+I+J+K＝100。
另外優(yōu)選地是，介電層中的M是Sn，或者介電層可以含有作為元素M的Sn和Ga。另外，介電層可以含有作為元素A的Zr。根據(jù)這些結(jié)構(gòu)，可以生產(chǎn)重復(fù)重寫性能和記錄靈敏性都得以改善的相變型信息記錄介質(zhì)。
本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)優(yōu)選具有相變型記錄層。記錄層優(yōu)選含有至少一種下述材料Ge-Sb-Te、Ge-Sn-Sb-Te、Ge-Bi-Te、Ge-Sn-Bi-Te、Ge-Sb-Bi-Te、Ge-Sn-Sb-Bi-Te、Ag-In-Sb-Te和Sb-Te。
根據(jù)這些結(jié)構(gòu)，可以生產(chǎn)能夠高密度高速傳遞信息的信息記錄介質(zhì)。
另外，記錄層的膜厚優(yōu)選小于或等于15nm。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，可以消除重寫信息的障礙。
在生產(chǎn)本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)的方法中，信息記錄介質(zhì)包括包括介電層，介電層是用濺射法形成的，使用的濺射目標(biāo)含有由Sn和Ga組成的GM組中的至少一種元素，還含有由Si、Ta和Ti組成的GL組中的至少一種元素，還含有氧和碳。
另外優(yōu)選地是，濺射目標(biāo)含有用組成式MHOILJCK(atom％)表示的材料，其中，元素M是GM組中的至少一種元素，元素L是GL組中的至少一種元素，還要滿足下面的關(guān)系式10≤H≤40，35≤I≤70，0＜J≤30，0＜K≤30，并且H+I+J+K＝100。
另外優(yōu)選地是，濺射目標(biāo)含有Zr和Hf中的至少一種，還含有用組成式MHAPOILJCK(atom％)表示的材料，其中，元素M是GM組中的至少一種元素，元素A是Zr和Hf中的至少一種元素，元素L是GL組中的至少一種元素，還要滿足下面的關(guān)系式10≤H≤40，0＜P≤15，35≤I≤70，0＜J≤30，0＜K≤30，并且H+P+I+J+K＝100。
另外優(yōu)選地是，濺射目標(biāo)中的元素M是Sn，或者元素M含有Sn和Ga，或者元素A含有Zr。
根據(jù)這些結(jié)構(gòu)，可以生產(chǎn)重復(fù)重寫性能和記錄靈敏性都得以改善的相變型信息記錄介質(zhì)。
濺射目標(biāo)可以含有由Sn和Ga組成的GM組中的至少一種元素的氧化物和由Si、Ta和Ti組成的GL組中的至少一種元素的碳化物。濺射目標(biāo)還可以含有Zr和Hf的氧化物中的至少一種。
另外優(yōu)選地是，濺射目標(biāo)中GM組元素氧化物含量是50mol％或更高，或者Sn氧化物和Ga氧化物總含量是50mol％或更高。
濺射目標(biāo)可以含有用組成式Dx(B)100-x(mol％)表示的材料，其中，元素D是SnO2和Ga2O3中的至少一種化合物，元素B是SiC、TaC和TiC中的至少一種化合物，x的范圍是50≤x≤95。濺射目標(biāo)優(yōu)選含有其中的元素D用組合物SnO2表示的材料，或者含有用組合物SnO2和Ga2O3作為元素D所表示的材料。
另外優(yōu)選地是，濺射目標(biāo)含有用組合物ZrO2作為元素A所表示的材料，濺射目標(biāo)優(yōu)選含有其中的元素B用組合物SiC表示的材料。
根據(jù)這些結(jié)構(gòu)，可以生產(chǎn)重復(fù)重寫性能和記錄靈敏性都得以改善的相變型信息記錄介質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明的相變型信息記錄介質(zhì)，可以改善重復(fù)重寫性能和記錄靈敏性。另外，根據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)相變型信息記錄介質(zhì)的方法，易于生產(chǎn)本發(fā)明的相變型信息記錄介質(zhì)。
當(dāng)結(jié)合附圖閱讀下面的詳述部分后，這些和其他目的、特征、方面及優(yōu)點對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說都是顯而易見的，下面的詳述部分公開了本發(fā)明的優(yōu)選實施方案。
附圖簡述下面參考構(gòu)成本發(fā)明原始公開一部分的附圖。
圖1是示出本發(fā)明一個實施方案的帶有單層信息層的信息記錄介質(zhì)層結(jié)構(gòu)的一個例子的信息記錄介質(zhì)的部分橫截面圖。
圖2是示出本發(fā)明另一個實施方案的具有N層信息層的信息記錄介質(zhì)層結(jié)構(gòu)的一個例子的信息記錄介質(zhì)的部分橫截面圖。
圖3是示出本發(fā)明的具有雙層信息層的信息記錄介質(zhì)層結(jié)構(gòu)的一個例子的信息記錄介質(zhì)的部分橫截面圖。
圖4是示出本發(fā)明另一個實施方案的具有單層信息層的信息記錄介質(zhì)層結(jié)構(gòu)的一個例子的信息記錄介質(zhì)的部分橫截面圖。
圖5是示出本發(fā)明另一個實施方案的具有N層信息層的信息記錄介質(zhì)層結(jié)構(gòu)的一個例子的信息記錄介質(zhì)的部分橫截面圖。
圖6是示出本發(fā)明另一個實施方案的具有雙層信息層的信息記錄介質(zhì)層結(jié)構(gòu)的一個例子的信息記錄介質(zhì)的部分橫截面圖。
圖7是用于在本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)上記錄和/或復(fù)制信息的記錄和/或復(fù)制裝置的部分結(jié)構(gòu)的簡化示意圖。
圖8是本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)和電信息記錄和/或復(fù)制裝置的部分結(jié)構(gòu)的簡化示意圖。
圖9是本發(fā)明的大容量電信息記錄介質(zhì)的部分結(jié)構(gòu)的簡化示意圖。
圖10是本發(fā)明的電信息記錄介質(zhì)和記錄和/或復(fù)制系統(tǒng)的部分結(jié)構(gòu)的簡化示意圖。
圖11示出將本發(fā)明另一個實施方案的電信息記錄介質(zhì)的脈沖波形記錄和刪除的一個例子。
圖12是示出4.7GB/DVD-RAM層結(jié)構(gòu)的一個例子的信息記錄介質(zhì)的部分橫截面圖。
圖13是本發(fā)明另一個實施方案的信息記錄介質(zhì)的部分橫截面圖。
圖14是本發(fā)明另一個實施方案的信息記錄介質(zhì)的部分橫截面圖。
圖15是根據(jù)本發(fā)明通過應(yīng)用電能記錄信息的信息記錄介質(zhì)的簡化透視圖。
圖16是使用圖15所示信息記錄介質(zhì)的系統(tǒng)的一個例子的簡化示意圖。
具體實施例方式
下面參照附圖描述本發(fā)明選定的實施方案。注意下面的實施方案只是例子，本發(fā)明不限于這些實施方案。換句話說，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員由該公開文本可以清楚地是，下面描述的本發(fā)明的實施方案只是為了例示，其目的不是為了限定本發(fā)明，本發(fā)明由附加的權(quán)利要求書及其等同物定義。另外，在下面的實施方案中，用相同的符號表示相同的部件，以略去重復(fù)說明。
實施方案1作為第一個實施方案，下面說明本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)的一個例子。圖1示出第一個實施方案的信息記錄介質(zhì)15的部分橫截面圖。信息記錄介質(zhì)15優(yōu)選是利用激光束11可以在其上記錄和/或復(fù)制信息的光學(xué)信息記錄介質(zhì)。
信息記錄介質(zhì)15包括透明層13和基板14，在透明層13和基板14之間設(shè)置信息層16。透明層13用樹脂材料如光固化樹脂(特別是紫外線固化樹脂)或延遲作用樹脂、電介質(zhì)等制成。透明層13的樹脂材料優(yōu)選對激光束11的吸光值小，并且在短波長范圍內(nèi)具有很小的光學(xué)雙折射值。另外，透明層13可以是透明盤狀樹脂如聚碳酸酯、無定形聚烯烴或PMMA或玻璃。在這種情況下，可以用樹脂如光固化樹脂(特別是紫外線固化樹脂)、延遲作用樹脂等將透明層13粘結(jié)在第一介電層102上。
用于高密度記錄時，激光束11的波長λ優(yōu)選小于或等于450nm，因為聚焦激光束(collected laser beam)11的光點直徑取決于波長λ(波長λ越短，光點直徑越小)。另外，如果波長λ短于350nm，則透明層13及其他層的吸光性過大。因此，波長λ更優(yōu)選是350-450nm。
基板14是透明盤狀基板。例如，基板14可以用聚碳酸酯、無定形聚烯烴、PMMA等或玻璃制成。如果需要，基板14面對信息層16的側(cè)表面上可以設(shè)置導(dǎo)向槽，用于引導(dǎo)激光束11。背對信息層16的基板14的另一個側(cè)表面優(yōu)選是光滑的。作為基板14的材料，聚碳酸酯特別有用，因為其具有優(yōu)異的遷移性和規(guī)模生產(chǎn)能力，并且便宜。注意基板14的厚度優(yōu)選是0.5-1.2mm，以保證其具有足夠高的強度，信息記錄介質(zhì)15的厚度約為1.2mm。注意如果透明層13的厚度約為0.6mm，則在物鏡的數(shù)值孔徑(NA)等于0.6時，可以很好地進行記錄和復(fù)制。因此，當(dāng)在NA＝0.6條件下記錄和復(fù)制時，透明層13的厚度優(yōu)選為5.5-6.5mm。另外，如果透明層13的厚度約為0.1mm，則當(dāng)NA＝0.85時，可以很好地進行記錄和復(fù)制。因此，當(dāng)在NA＝0.85條件下記錄和復(fù)制時，透明層13的厚度優(yōu)選為1.05-1.15mm。
下面詳細描述信息層16的結(jié)構(gòu)。
信息層16包括第一介電層102、第一界面層103、記錄層104、第二界面層105、第二介電層106和反射層108，這些層從激光束11的入射側(cè)開始依次排列。
第一介電層102用介電材料制成。第一介電層102的作用是防止記錄層104氧化、腐蝕、變形等。第一介電層102的作用還有調(diào)節(jié)光程以提高記錄層104的吸光效率，增加記錄前后反射光量的差值，從而擴大信號強度。第一介電層102可以用氧化物如TiO2、ZrO2、HfO2、ZnO、Nb2O5、Ta2O5、SiO2、SnO2、Al2O3、Bi2O3、Cr2O3或Ga2O3制成。第一介電層102還可以用氮化物如C-N、Ti-N、Zr-N、Nb-N、Ta-N、Si-N、Ge-N、Cr-N、Al-N、Ge-Si-N或Ge-Cr-N制成。第一介電層102還可以用硫化物如ZnS、碳化物如SiC、氟化物如LaF3和C制成。第一介電層102還可以用上述材料的混合物制成。例如，材料ZnS-SiO2是ZnS和SiO2的混合物，是用于第一介電層102的優(yōu)異材料。材料ZnS-SiO2是無定形材料，具有高折射率、快速沉積速度、良好的機械性能和良好的抗?jié)裥浴?br> 可以用矩陣法經(jīng)過計算精確確定第一介電層102的膜厚，使反射光量基本上在記錄層104是晶相狀態(tài)和記錄層104是非晶相狀態(tài)之間變化。
第一界面層103的作用是防止第一介電層102和記錄層104之間由于重復(fù)記錄而可能產(chǎn)生的物質(zhì)傳遞。優(yōu)選地是，第一界面層103由吸光性小且熔點高的材料制成，使其在記錄信息時不會熔融，該材料還具有良好的粘結(jié)記錄層104的性能。第一界面層103的材料的優(yōu)選性能是具有高熔點，使其在記錄信息時不會熔融，這是為了防止應(yīng)用高能激光束11時其熔入記錄層104。如果第一界面層103的材料被混合，則記錄層104的組成將發(fā)生變化，使其重寫性能受到極大地破壞。另外，第一界面層103的優(yōu)選性能是具有良好的粘結(jié)記錄層104的性能，以確保其可靠性。
可以用與第一介電層102相同類型的材料制成第一界面層103。其中，為了促進記錄層104結(jié)晶，特別優(yōu)選使用含Cr和O的材料。其中，優(yōu)選將其中Cr和O形成Cr2O3的含氧化物的材料用于第一介電層103。含Cr2O3的材料與記錄層104有良好的粘結(jié)性。另外，第一界面層103還可以用含Ga和O的材料制成。其中，優(yōu)選其中Ga和O形成Ga2O3的含氧化物的材料。含Ga2O3的材料與記錄層104有良好的粘結(jié)性。
另外，第一界面層103還可以含有Cr和O、或Ga和O及M1(元素M1優(yōu)選是Zr和Hf中的至少一種元素)。含ZrO2和HfO2的材料是透明的，具有約2700-2800℃的高熔點。在這些氧化物中，其還具有低導(dǎo)熱性和良好的重復(fù)重寫性能。將這兩種氧化物混合時，即使形成的第一界面層103與記錄層104部分接觸，也能夠?qū)崿F(xiàn)具有優(yōu)異重復(fù)重寫性能和高可靠性的信息記錄介質(zhì)15。
為了保證其與記錄層104的粘結(jié)性，優(yōu)選使用含10mol％或更多的Cr2O3或Ga2O3的材料如Cr2O3-M1O2或Ga2O3-M1O2，還可以使用含70mol％或更少的Cr2O3的材料Cr2O3-M1O2，使第一界面層103吸收的光保持很小的量(吸光性有隨Cr2O3增加而增加的趨勢)。
第一界面層103還可以由含Cr、M1和O，或Ga、M1和O，及Si的材料制成。含SiO2的材料具有很高的透明度，所以信息層16具有良好的記錄性能。為了保證與記錄層104的粘結(jié)性，SiO2-Cr2O3-M1O2或SiO2-Ga2O3-M1O2中的SiO2含量優(yōu)選大于或等于5mol％且小于或等于50mol％。SiO2含量更優(yōu)選大于或等于10mol％且小于或等于40mol％。
第一界面層103的膜厚優(yōu)選是0.5-15nm，更優(yōu)選1-7nm，使信息層16在信息記錄前后反射的光量差不會因第一界面層103中光的吸收而減小。
與第一界面層103類似，第二界面層105的作用是防止第二介電層106和記錄層104之間由于重復(fù)記錄而可能產(chǎn)生的物質(zhì)傳遞?？梢杂门c第一介電層102相同類型的材料制成第二界面層105。其中，特別優(yōu)選將含Ga和O的材料用于第二界面層105。另外，優(yōu)選將其中Ga和O形成Ga2O3的含氧化物的材料用于第二界面層105。另外，第二界面層105還可以用含Cr和O的材料制成。其中，優(yōu)選將其中Cr和O形成Cr2O3的含氧化物的材料用于第二界面層105。另外，用于第二界面層105的材料可以含有Cr和O、或Ga和O及元素M1。用于第二界面層105的材料還可以含有Cr、M1和O，或Ga、M1和O，及Si。因為第二界面層105的粘結(jié)性趨向比第一界面層103差，所以Cr2O3-M1O2、Ga2O3-M1O2、SiO2-Cr2O3-M1O2或SiO2-Ga2O3-M1O2中優(yōu)選含有20mol％或更多的Cr2O3或Ga2O3，其含量比第一界面層103中的大。
與第一界面層103類似，第二界面層105的膜厚優(yōu)選是0.5-15nm，更優(yōu)選1-7nm。
可以用與第一介電層102相同類型的材料制成第二介電層106。其中，特別優(yōu)選將含C、Si、Sn和O的材料用于第二介電層106。其中，在用于第二介電層106的含有化合物的材料中優(yōu)選，Sn和O形成SnO2、Si和C形成SiC。含SnO2-SiC的材料是SnO2和SiC的混合物，其導(dǎo)熱性低，并且不含S，因此，它是用于第二介電層106的優(yōu)質(zhì)材料，還可以用于第一介電層102。注意當(dāng)?shù)诙殡妼?06的組成用組成式CdSieSnfO100-d-e-f(atom％)表示時，d、e和f分別優(yōu)選為0＜d＜25，0＜e＜25，15＜f＜40，更優(yōu)選1＜d＜12，1＜e＜12，26＜f＜33。另外，當(dāng)?shù)诙殡妼?06的組成用組成式(SnO2)100-x(SiC)x(mol％)表示時，x優(yōu)選為0＜x≤50，更優(yōu)選5≤x≤30。注意第二介電層106還可以含有至少一種下述元素Ti、Zr、Hf、Y、Zn、Nb、Ta、Al、Bi、Cr、Ga、Ge和La。在這種情況下，所含元素優(yōu)選形成為化合物，如TiO2、ZrO2、HfO2、ZnO、Nb2O5、Ta2O5、SiO2、Al2O3、Bi2O3、Cr2O3、Ga2O3、Si-N、Ge-N、Cr-N或LaF3。
第二介電層106的膜厚優(yōu)選是2-75nm，更優(yōu)選2-40nm。在該范圍內(nèi)選擇第二介電層106的膜厚時，可以有效地將記錄層104中產(chǎn)生的熱擴散到反射層108一側(cè)。
記錄層104由用激光束11照射時能夠在晶相和非晶相之間產(chǎn)生相變的材料制成?？梢杂媚軌虍a(chǎn)生可逆相變的含Ge、Te和M2(M2優(yōu)選是Sb和Bi中的至少一種元素)的材料形成記錄層104。更具體地說，可以用以組成式GeaM2bTe3+a表示的材料制成記錄層104，“a”值優(yōu)選滿足關(guān)系式0＜a≤60，更優(yōu)選滿足關(guān)系式4≤a≤40。選擇特殊的“a”值，能夠使非晶相穩(wěn)定，低傳輸速率下的記錄儲存性能良好，熔點很少增加，結(jié)晶速度很少降低，并且高傳輸速率下的重寫儲存性能良好。另外，“b”值優(yōu)選滿足關(guān)系式1.5≤b≤7，更優(yōu)選滿足關(guān)系式2≤b≤4。選擇特殊的“b”值，能夠使非晶相成為穩(wěn)定的非晶相，并且結(jié)晶速度很少降低。
另外，可以用以組成式(Ge-M3)aM2bTe3+a(M3優(yōu)選是Sn和Pb中的至少一種元素)表示的能夠產(chǎn)生可逆相變的材料制成記錄層104。當(dāng)使用這種材料時，取代Ge的元素M3能夠改善其結(jié)晶性能，因此，即使記錄層104很薄，也能夠得到足夠高的刪除率。元素M3優(yōu)選是Sn，因為其毒性低。當(dāng)將這種材料用于M3時，還優(yōu)選滿足關(guān)系式0＜a≤60(更優(yōu)選4≤a≤40)，1.5≤b≤7(更優(yōu)選2≤b≤4)。
另外，還可以用例如含Sb和元素M4(M4是至少一種下述元素V、Mn、Ga、Ge、Se、Ag、In、Sn、Te、Pb、Bi、Tb、Dy和Au)且能夠產(chǎn)生可逆相變的材料制成記錄層104。更具體地說，可以用以SbzM4100-z(atom％)表示的材料制成記錄層104。如果“z”值滿足關(guān)系式50≤z≤95，則記錄層104是晶相時和非晶相時信息記錄介質(zhì)15的反射系數(shù)差增大，從而能夠得到良好的記錄和復(fù)制性能。如果滿足關(guān)系式75≤z≤95，則結(jié)晶速度特別快，能夠在高傳輸速率下得到良好的重寫性能。另外，如果滿足關(guān)系式50≤z≤75，則非晶相特別穩(wěn)定，能夠在低傳輸速率下得到良好的記錄性能。
記錄層104的膜厚優(yōu)選是6-15nm，以提高信息層16的記錄靈敏性。即使在該范圍內(nèi)，如果記錄層104很厚，則由于熱量直接沿表面擴散，所以對鄰近區(qū)域的熱影響增加。另外，如果記錄層104很薄，則信息層16的反射系數(shù)減小。因此，記錄層104的膜厚更優(yōu)選是8-13nm。
另外，還可以用以Te-Pd-O表示的不能引起可逆相變的材料制成記錄層104。在這種情況下，記錄層104的膜厚優(yōu)選是10-40nm。
反射層108具有增加記錄層104吸收光量的光學(xué)功能。另外，反射層108還具有將記錄層104中產(chǎn)生的熱快速擴散的熱功能，從而使記錄層104易于成為非晶態(tài)。另外，反射層108還具有保護多層膜不受使用環(huán)境影響的作用。
反射層108可以用導(dǎo)熱性高的單一金屬材料如Ag、Au、Cu和Al制成。還可以用合金材料制成，如Al-Cr、Al-Ti、Al-Ni、Al-Cu、Au-Pd、Au-Cr、Ag-Pd、Ag-Pd-Cu、Ag-Pd-Ti、Ag-Ru-Au、Ag-Cu-Ni、Ag-Zn-Al、Ag-Nd-Au、Ag-Nd-Cu、Ag-Bi或Cu-Si。Ag合金作為反射層108的材料特別合適，因為其導(dǎo)熱性高。反射層108的膜厚優(yōu)選是大于或等于30nm，以獲得足夠高的熱擴散功能，同樣在該范圍內(nèi)時，如果反射層108的厚度超過200nm，則其熱擴散功能太大，將致使信息層16的記錄靈敏性下降。因此，反射層108的膜厚更優(yōu)選是30-200nm。
可以在反射層108和第二介電層106之間設(shè)置界面層107。在這種情況下，可以用導(dǎo)熱性比上述反射層108材料的導(dǎo)熱性低的材料制成界面層107。如果將Ag合金用于反射層108，則可以將Al或Al合金用于界面層107。另外，界面層107可以用諸如下面的元素制成Cr、Ni、Si或C，或者氧化物如TiO2、ZrO2、HfO2、ZnO、Nb2O5、Ta2O5、SiO2、SnO2、Al2O3、Bi2O3、Cr2O3、Ga2O3。還可以用氮化物如C-N、Ti-N、Zr-N、Nb-N、Ta-N、Si-N、Ge-N、Cr-N、Al-N、Ge-Si-N或Ge-Cr-N。還可以用硫化物如ZnS、碳化物如SiC、或氟化物如LaF3，還可以用C。還可以用上述材料的混合物。另外，其膜厚優(yōu)選是3-100nm(更優(yōu)選10-50nm)。
至于信息層16，記錄層104是晶相時的反射系數(shù)Rc(％)與記錄層104是非晶相時的反射系數(shù)Ra(％)優(yōu)選滿足關(guān)系式Ra＜Rc。因此，在沒有信息記錄時的初始狀態(tài)下反射系數(shù)很高，所以能夠穩(wěn)定地進行記錄和復(fù)制。另外，為了增加反射系數(shù)差(Rc-Ra)，并且為了得到良好的記錄和復(fù)制性能，Rc和Ra優(yōu)選滿足不等式0.2≤Ra1≤10和12≤Rc≤40。更優(yōu)選滿足關(guān)系式0.2≤Ra≤5和12≤Rc≤30。
可以用下述方法生產(chǎn)信息記錄介質(zhì)15。
首先在基板14(例如，其厚度是1.1mm)上沉積信息層16。信息層包括單層膜或多層膜。每一層都可以在成膜裝置中通過依次濺射將要成為所用材料的濺射目標(biāo)的方式形成。
更具體地說，首先在基板14上沉積反射層108。在Ar氣氛中或Ar氣和反應(yīng)氣(至少一種氣體選自氧氣和氮氣)的混合氣氛中將由構(gòu)成反射層108的金屬或合金組成的濺射目標(biāo)濺射，可以用該方法形成反射層108。
然后，如果需要，在反射層108上沉積界面層107。在Ar氣氛中或Ar氣和反應(yīng)氣的混合氣氛中將由構(gòu)成界面層107的元素或化合物組成的濺射目標(biāo)濺射，可以用該方法形成界面層107。
然后在反射層108或界面層107上沉積第二介電層106。在Ar氣氛中或Ar氣和反應(yīng)氣的混合氣氛中將由構(gòu)成第二介電層106的化合物組成的濺射目標(biāo)(如SnO2-SiC)濺射，可以用該方法形成第二介電層106。另外，還可以在Ar氣和反應(yīng)氣的混合氣氛中將由構(gòu)成第二介電層106的金屬組成的濺射目標(biāo)進行反應(yīng)性濺射，以此形成第二介電層106。注意當(dāng)沉積第二介電層106時，濺射目標(biāo)用組成式CgSihSniO100-g-h-i(atom％)表示，其中，g、h和I優(yōu)選分別滿足關(guān)系式0＜g＜30，0＜h＜30，15＜i＜40，更優(yōu)選滿足關(guān)系式1＜g＜17，1＜h＜17，26＜i＜33。另外，當(dāng)沉積第二介電層106時，濺射目標(biāo)用組成式(SnO2)100-y(SiC)y(mol％)表示，其中，y優(yōu)選滿足關(guān)系式0＜y≤55，更優(yōu)選滿足關(guān)系式5≤y≤35。
然后，如果需要，在反射層108、界面層107或第二介電層106上沉積第二界面層105。第二界面層105的形成方法與第二介電層106的形成方法相同。
然后在第二介電層106或第二界面層105上沉積記錄層104?？梢愿鶕?jù)其組成用單一電源通過濺射下述濺射目標(biāo)形成記錄層104由Ge-Te-M2合金組成的濺射目標(biāo)、由Ge-M3-Te-M2合金組成的濺射目標(biāo)、由Sb-M4合金組成的濺射目標(biāo)、由Te-Pd合金組成的濺射目標(biāo)。
可以用Ar氣、Kr氣、Ar氣和反應(yīng)氣的混合氣或Kr氣和反應(yīng)氣的混合氣作為用于濺射的保護氣。另外，還可以用多個電源同時濺射Ge、Te、M2、M3、Sb、M4和Pd的濺射目標(biāo)，以形成記錄層104。另外，還可以用多個電源同時濺射其中的一些元素Ge、Te、M2、M3、Sb、M4和Pd相結(jié)合的二元濺射目標(biāo)或三元濺射目標(biāo)，以形成記錄層104。在這些情況下，同樣也在Ar氣氛中、在Kr氣氛中、在Ar氣和反應(yīng)氣的混合氣氛中或Kr氣和反應(yīng)氣的混合氣氛中進行濺射。
然后，如果需要，在記錄層104上沉積第一界面層103。第一界面層103的形成方法與第二介電層106的形成方法相同。
然后在記錄層104或第一界面層103上沉積第一介電層102。第一介電層102的形成方法與第二介電層106的形成方法相同。
最后在第一介電層102上形成透明層13。用旋涂法在第一介電層102上涂布光固化樹脂(特別是紫外線固化樹脂)或延遲作用樹脂，然后使樹脂硬化，以此形成透明層13。另外，可以用由樹脂如聚碳酸酯、無定形聚烯烴或PMMA或玻璃制成的透明盤狀基板作為透明層13。在這種情況下，可以用下述方法形成透明層13在第一介電層102上涂布樹脂如光固化樹脂(特別是紫外線固化樹脂)或延遲作用樹脂，為了進行旋涂，使基板與第一介電層102緊密接觸，然后將樹脂固化。另外還可以事先在基板上均勻涂布粘結(jié)性樹脂，然后使其與第一介電層102緊密接觸。
注意沉積第一介電層102后或形成透明層13后，如果需要，可以進行用于將記錄層104的整個表面結(jié)晶的初始化步驟。記錄層104的結(jié)晶可以通過使用激光束來進行。
用上述方法可以生產(chǎn)信息記錄介質(zhì)15。盡管在該實施方案中每一層沉積膜時都使用的是濺射法，但是由本申請應(yīng)當(dāng)明白，可以使用其他方法。例如，可以使用真空蒸發(fā)法、離子電鍍法、CVD法、MBE法等。
實施方案2作為第二個實施方案，下面根據(jù)第二個實施方案說明本發(fā)明的光學(xué)信息記錄介質(zhì)22的一個例子。圖2示出信息記錄介質(zhì)22的部分橫截面圖。光學(xué)信息記錄介質(zhì)22是具有包括多個信息層的多層結(jié)構(gòu)并且利用從一側(cè)入射的激光束11可以記錄和/或復(fù)制信息的光學(xué)信息記錄介質(zhì)。鑒于第一個實施方案和第二個實施方案的類似性，第二個實施方案中與第一個實施方案中部件相同的部件用與第一個實施方案中相同的符號表示相同的部件。另外，為了簡化起見，與第一個實施方案部分相同的第二個實施方案部分將不再描述。因此，除非特別指出，對第一個實施方案部分的描述適用于對第二個實施方案部分的描述。
信息記錄介質(zhì)22包括透明層13和基板14，在透明層13和基板14之間設(shè)置多個信息層。信息層包括N組(N是自然數(shù)，并且滿足關(guān)系式N≥2)信息層，圖中只示出了信息層18、21和23。第一信息層23形成在透明層13上，而信息層21形成在基板14上。每一對相互鄰近的信息層都通過光學(xué)分離層疊加(圖中只示出了光學(xué)分離層17、19和20)。本發(fā)明優(yōu)選地是，除信息層21以外所有的信息層都是透明的信息層。換句話說，信息層18、第一信息層23、從激光束11入射側(cè)數(shù)直到第(N-1)組信息層都是透明的信息層。其原因是必須使激光束能夠到達第N個信息層21。信息層21是從激光束11入射側(cè)數(shù)第N個信息層，因此，信息層21在后面可以稱為“第N個信息層”?；?4和透明層13可以用與第一個實施方案中所述的相同的材料制成。另外，其形狀和功能也都與第一個實施方案中所述的相同。
光學(xué)分離層17、19、20和其他光學(xué)分離層是用樹脂如光固化樹脂(特別是紫外線固化樹脂)或延遲作用樹脂、電介質(zhì)等制成的。優(yōu)選地是，每一個光學(xué)分離層對使用的激光束11都有很小的吸光性，并且在短波長范圍內(nèi)其光學(xué)雙折射很小。
設(shè)置光學(xué)分離層17、19、20和其他光學(xué)分離層是為了區(qū)分信息記錄介質(zhì)22的信息層18、21、23和其他信息層(未示出)的焦點位置。光學(xué)分離層17、19、20和其他光學(xué)分離層的厚度要求大于或等于焦點深度ΔZ，焦點深度ΔZ由物鏡的數(shù)值孔徑NA和激光束11的波長λ所確定。假定光焦點的參比強度是消像散(stigmatic)時的80％，則ΔZ大致是ΔZ＝λ/{2(NA)2}。如果λ＝405nm且NA＝0.85時，ΔZ＝0.280μm。從-0.3μm至+0.3μm的范圍在焦點深度范圍內(nèi)。因此，在這種情況下，光學(xué)分離層17、19、20和其他光學(xué)分離層的厚度要求是0.6μm或更大。第一信息層23與每一個其他信息層18、21等的距離設(shè)為需要在用物鏡能夠?qū)⒓す馐?1聚焦的范圍內(nèi)的數(shù)值。因此，光學(xué)分離層17、19、20和其他光學(xué)分離層的總厚度值優(yōu)選在物鏡所允許的誤差范圍內(nèi)(如小于或等于50μm)。
在光學(xué)分離層17、19、20和其他光學(xué)分離層上，如果需要，可以在激光束11入射側(cè)的表面上形成導(dǎo)向槽，用于引導(dǎo)激光束。
在這種情況下，用從一側(cè)入射并且穿過第1至第(K-1)個信息層的激光束11可以在第K個信息層(K是自然數(shù)，滿足關(guān)系式1＜K≤N)上記錄和/或復(fù)制信息。
注意第一信息層至第N個信息層中的任何一個信息層都可以是只讀式(ROM)信息層或一次寫入式(WO)信息層。
下面詳述第一信息層23的結(jié)構(gòu)。
第一信息層23包括第三介電層202、第三界面層203、第一記錄層204、第四界面層205、第一反射層208和透射率調(diào)節(jié)層209，這些層從激光束11的入射側(cè)開始依次排列。
第三介電層202可以用與第一個實施方案中第一介電層102相同的材料制成。另外，其功能也與第一個實施方案中的第一介電層102相同。
可以根據(jù)矩陣法經(jīng)過計算精確確定第三介電層202的膜厚，使反射光量基本上在記錄層204是晶相和記錄層204是非晶相之間變化，并且第一記錄層204吸光很多，第一信息層23具有很大的透射率。
第三界面層203可以用與第一個實施方案中第一界面層103相同的材料制成。另外，其功能也與第一個實施方案中的第一界面層103相同。
第四界面層205的作用是調(diào)節(jié)光程以提高第一記錄層204的吸光效率，增加記錄前后反射光量的差值，從而擴大信號強度。第四界面層205可以用與第一個實施方案中第二界面層105相同類型的材料制成。另外，第四界面層205的膜厚優(yōu)選是0.5-75nm，更優(yōu)選1-40nm。在上述范圍內(nèi)選擇第四界面層205的膜厚時，可以有效地將第一記錄層204中產(chǎn)生的熱擴散到第一反射層208一側(cè)。
注意可以在第四界面層205和第一反射層208之間設(shè)置第四介電層206。第四介電層206可以用與第一個實施方案中第二介電層106相同類型的材料制成。
第一記錄層104由用激光束11照射時能夠在晶相和非晶相之間產(chǎn)生相變的材料制成。例如，可以用能夠產(chǎn)生可逆相變的含Ge、Te和M2的材料制成第一記錄層204。更具體地說，可以用以組成式GeaM2bTe3+a表示的材料制成第一記錄層204。優(yōu)選滿足關(guān)系式0＜a≤60，更優(yōu)選滿足關(guān)系式4≤a≤40，使非晶相穩(wěn)定，低傳輸速率下的記錄儲存性能良好，熔點很少增加，結(jié)晶速度很少降低，并且高傳輸速率下的重寫儲存性能良好。另外，優(yōu)選滿足關(guān)系式1.5≤b≤7，更優(yōu)選滿足關(guān)系式2≤b≤4，使非晶相穩(wěn)定，并且結(jié)晶速度很少降低。
另外，可以用以組成式(Ge-M3)aM2bTe3+a表示的能夠產(chǎn)生可逆相變的材料制成第一記錄層204。當(dāng)使用這種材料時，取代Ge的元素M3能夠改善其結(jié)晶性能，因此，即使第一記錄層204很薄，也能夠得到足夠高的刪除率。元素M3優(yōu)選是Sn，因為其毒性低。當(dāng)使用這種材料時，同樣優(yōu)選滿足關(guān)系式0＜a≤60(更優(yōu)選4≤a≤40)，1.5≤b≤7(更優(yōu)選2≤b≤4)。
為了保證記錄和復(fù)制所必需的激光光量能夠在比從激光束11入射側(cè)的第一信息層23更遠的一側(cè)到達信息層，要求第一信息層23有很高的透射率。因此，第一記錄層204的膜厚優(yōu)選小于或等于9nm，更優(yōu)選為2-8nm。
另外，還可以用以化合物Te-Pd-O表示的導(dǎo)致不可逆相變的材料制成第一記錄層204。在這種情況下，第一記錄層204的膜厚優(yōu)選是5-30nm。
第一反射層208具有增加第一記錄層204吸收光量的光學(xué)功能。另外，第一反射層208還具有將第一記錄層204中產(chǎn)生的熱快速擴散的熱功能，從而使第一記錄層204易于成為非晶態(tài)。另外，第一反射層208還具有保護多層膜不受使用環(huán)境影響的作用。
第一反射層208可以用與第一個實施方案中反射層108相同的材料制成。另外，其功能也與第一個實施方案中反射層108的相同。特別優(yōu)選用Ag合金作為第一反射層208的材料，因為其導(dǎo)熱性高。第一反射層208的膜厚優(yōu)選是3-15nm，更優(yōu)選8-12nm，以使第一信息層23的透射率盡可能高。當(dāng)?shù)谝环瓷鋵?08的膜厚在該范圍內(nèi)時，則其熱擴散功能將很充分，可以確保第一信息層23具有足夠高的反射系數(shù)。另外還可以保證第一信息層23具有足夠高的透射率。
透射率調(diào)節(jié)層209由電介質(zhì)制成，其作用是調(diào)節(jié)第一信息層23的透射率。透射率調(diào)節(jié)層209能夠升高第一記錄層204是晶相時第一信息層23的透射率Tc(％)與第一記錄層204是非晶相時第一信息層23的透射率Ta(％)。更具體地說，與不設(shè)置透射率調(diào)節(jié)層209相比，具有透射率調(diào)節(jié)層209的第一信息層23的透射率大約增加2-10％。另外，透射率調(diào)節(jié)層209還具有擴散第一記錄層204中產(chǎn)生的熱的作用。
為了提高第一信息層23的透射率Tc和Ta的增加效應(yīng)，透射率調(diào)節(jié)層209的折射率n和消光系數(shù)k優(yōu)選滿足關(guān)系式2.0≤n和k≤0.1，更優(yōu)選滿足關(guān)系式2.4≤n≤3.0和k≤0.05。
透射率調(diào)節(jié)層209的膜厚l優(yōu)選滿足關(guān)系式(1/32)λ/n≤l≤(3/16)λ/n或(17/32)λ/n≤l≤(11/16)λ/n，更優(yōu)選滿足關(guān)系式(1/16)λ/n≤l≤(5/32)λ/n或(9/16)λ/n≤l≤(21/32)λ/n。注意上述關(guān)系式優(yōu)選是3nm≤l≤40nm或60nm≤l≤130nm，更優(yōu)選7nm≤l≤30nm或65nm≤l≤120nm，例如采用的方法是將激光束11的波長λ和透射率調(diào)節(jié)層209的折射率n選擇為350nm≤λ≤450nm和2.0≤n≤3.0。在該范圍內(nèi)選擇l值時，第一信息層23的透射率Tc和Ta都可以設(shè)為很高的值。
透射率調(diào)節(jié)層209可以用氧化物如TiO2、ZrO2、HfO2、ZnO、Nb2O5、Ta2O5、SiO2、Al2O3、Bi2O3、Cr2O3、Ga2O3、Sr-O等制成。另外還可以用氮化物如Ti-N、Zr-N、Nb-N、Ta-N、Si-N、Ge-N、Cr-N、Al-N、Ge-Si-N、Ge-Cr-N等制成。另外還可以用硫化物如ZnS制成。還可以用上述材料的混合物制成。其中，特別優(yōu)選將TiO2和含TiO2的材料用于透射率調(diào)節(jié)層209。這些材料具有很大的折射率(n＝2.6-2.8)、很小的消光系數(shù)(k＝0.0-0.05)，因此能夠提高第一信息層23的透射率增加效應(yīng)。
第一信息層23的透射率Tc和Ta優(yōu)選滿足40＜Tc和40＜Ta，更優(yōu)選滿足46＜Tc和46＜Ta，使得記錄和復(fù)制所必需的足量的激光能夠到達比從激光束11入射側(cè)的第一信息層23更遠的信息層。
第一信息層23的透射率Tc和Ta優(yōu)選滿足-5≤(Tc-Ta)≤5，更優(yōu)選滿足-3≤(Tc-Ta)≤3。當(dāng)Tc和Ta值滿足這些條件時，在從激光束11的入射側(cè)看比第一信息層23更遠的信息層上記錄和復(fù)制時，由于第一信息層23的第一記錄層204的狀態(tài)對透射率變化的影響很小，從而可以得到良好的記錄和復(fù)制性能。
優(yōu)選地是，在第一信息層23中，第一記錄層204是晶相時的反射系數(shù)Rc1(％)與第一記錄層204是非晶相時的反射系數(shù)Ra1(％)滿足關(guān)系式Ra1＜Rc1。因此，在沒有信息記錄時的初始狀態(tài)下反射系數(shù)很高，所以能夠穩(wěn)定地進行記錄和復(fù)制。另外，為了增加反射系數(shù)差(Rc1-Ra1)以得到良好的記錄和復(fù)制性能，Rc1和Ra1優(yōu)選滿足0.1≤Ra1≤5和4≤Rc1≤15，更優(yōu)選滿足0.1≤Ra1≤3和4≤Rc1≤10。
可以用下述方法生產(chǎn)信息記錄介質(zhì)22。
首先在基板14(例如，其厚度是1.1mm)上依次形成或疊加(N-1)層信息層，其中用一個光學(xué)分離層將相鄰的一對信息層分開。信息層由單層膜或多層膜組成，每一層都可以在沉積裝置中通過依次濺射將要成為所用材料的濺射目標(biāo)的方式形成。另外，可以用下述方法形成光學(xué)分離層在信息層上涂布光固化樹脂(特別是紫外線固化樹脂)或延遲作用樹脂，旋轉(zhuǎn)基板14使樹脂均勻伸展(旋涂)，然后將樹脂固化。注意如果光學(xué)分離層具有用于引導(dǎo)激光束11的導(dǎo)向槽，可以用下述方法形成導(dǎo)向槽使帶有溝槽的基板(模具)與硬化前的樹脂密切接觸，將基板14和用于旋涂的上模具旋轉(zhuǎn)，將樹脂固化，然后除去基板(模具)。
用這種方法，在基板14上形成(N-1)層信息層，光學(xué)分離層將相鄰的一對信息層分開。然后，在這些信息層上形成光學(xué)分離層17。
然后在光學(xué)分離層17上形成第一信息層23。更具體地說，將其上形成有(N-1)層信息層和光學(xué)分離層的基板14置于成膜設(shè)備或沉積設(shè)備中，然后在光學(xué)分離層17上沉積透射率調(diào)節(jié)層209。可以用與第一個實施方案中第二介電層106相同的方法形成透射率調(diào)節(jié)層209。
然后在透射率調(diào)節(jié)層209上沉積第一反射層208。可以用與第一個實施方案中反射層108相同的方法形成第一反射層208。
然后，如果需要，在第一反射層208上沉積第四介電層206。可以用與第一個實施方案中第二介電層106相同的方法形成第四介電層206。
然后在第一反射層208或第四介電層206上沉積第四界面層205?？梢杂门c第一個實施方案中第二介電層106相同的方法形成第四界面層205。
然后在第四界面層205上沉積第一記錄層204?？梢杂门c第一個實施方案中記錄層104相同的方法用對應(yīng)于其組成的濺射目標(biāo)形成第一記錄層204。
然后在第一記錄層204上沉積第三界面層203?？梢杂门c第一個實施方案中第二介電層106相同的方法形成第三界面層203。
然后在第三界面層203上沉積第三介電層202?？梢杂门c第一個實施方案中第二介電層106相同的方法形成第三介電層202。
最后在第三介電層202上形成透明層13?？梢杂玫谝粋€實施方案中所述的方法形成透明層13。
注意形成第三介電層202后或形成透明層13后，如果需要，可以進行用于將第一記錄層204的整個表面結(jié)晶的初始化步驟。第一記錄層204的結(jié)晶可以通過使用激光束來進行。
用這種方法可以生產(chǎn)信息記錄介質(zhì)22。注意盡管在該實施方案中形成每一層膜都使用濺射法，但是可以使用真空蒸發(fā)法、離子電鍍法、CVD法、MBE法或其他方法，不限于濺射法。
實施方案3作為第三個實施方案，下面參照圖3說明光學(xué)信息記錄介質(zhì)24的一個例子。光學(xué)信息記錄介質(zhì)24是具有包括多個信息層的多層結(jié)構(gòu)并且利用從一側(cè)入射的激光束11可以記錄和/或復(fù)制信息的光學(xué)信息記錄介質(zhì)。鑒于該實施方案和前面實施方案的類似性，該實施方案中與前面實施方案中部件相同的部件用與前面實施方案中相同的符號表示。另外，為了簡化起見，與前面實施方案部分相同的該實施方案部分將不再描述。因此，除非特別指出，對前面實施方案部分的描述適用于對該實施方案部分的描述。光學(xué)信息記錄介質(zhì)24包括兩組(即，N＝2)本發(fā)明第二個實施方案的多層信息層。圖3示出第三個實施方案的信息記錄介質(zhì)24的部分橫截面。信息記錄介質(zhì)24是通過從其一側(cè)照射激光束11能夠記錄和復(fù)制信息的雙層光學(xué)信息記錄介質(zhì)。
信息記錄介質(zhì)24包括透明層13和基板14，在透明層13和基板14之間設(shè)置多個信息層。具體來說，光學(xué)信息層包括用在第二個實施方案中的第一信息層23和第二信息層25，在第一信息層23和第二信息層25之間設(shè)置光學(xué)分離層17。可以用與第一和第二個實施方案中所述的相同的材料制成基板14、光學(xué)分離層17、第一信息層23和透明層13。此外，其形狀和功能也與第一和第二個實施方案中所述的形狀和功能相同。
下面詳述第二信息層25的結(jié)構(gòu)。
第二信息層25包括第一介電層302、第一界面層303、第二記錄層304、第二界面層305、第二介電層306和第二反射層308，這些層從激光束11的入射側(cè)開始依次排列。第二信息層25利用穿過透明層13、第一信息層23和光學(xué)分離層17的激光束11記錄和復(fù)制信息。
可以用與第一個實施方案中的第一介電層102相同的材料制備第一介電層302。另外，第一介電層302的功能也與第一個實施方案中的第一介電層102的功能相同。
可以根據(jù)矩陣法經(jīng)過計算精確確定第一介電層302的膜厚，以滿足下述條件第二記錄層304在晶相時和非晶相時反射光量之間的差值增大。
可以用與第一個實施方案中的第一界面層103相同的材料制備第一界面層303。另外，第一界面層303的其功能和形狀也與第一個實施方案中的第一界面層103的相同。
可以用與第一個實施方案中的第二界面層105相同的材料制備第二界面層305。另外，第二界面層305的其功能和形狀也與第一個實施方案中的第二界面層105的相同。
可以用與第一個實施方案中的第二介電層106相同的材料制備第二介電層306。另外，第二介電層306的其功能和形狀也與第一個實施方案中的第二介電層106的相同。
可以用與第一個實施方案中的記錄層104相同的材料制備第二記錄層304。如果其材料是能夠產(chǎn)生可逆相變的材料(如GeaM2bTe3+a)，第二記錄層304的膜厚優(yōu)選是6-15nm，以提高第二信息層25的記錄靈敏性。在該范圍內(nèi)時，如果第二記錄層304很厚，則由于熱量直接沿表面擴散，所以對鄰近區(qū)域的熱影響增加。另外，如果第二記錄層304很薄，則第二信息層25的反射系數(shù)減小。因此，第二記錄層304的膜厚更優(yōu)選是8-13nm。另外，如果將產(chǎn)生不可逆相變的材料(如Te-Pd-O)用于第二記錄層304，則與第一個實施方案相同，第二記錄層304的膜厚優(yōu)選是10-40nm。
可以用與第一個實施方案中的反射層108相同的材料制備第二反射層308。另外，第二反射層308的其功能和形狀也與第一個實施方案中的反射層108的相同。
可以在第二反射層308和第二介電層306之間設(shè)置界面層307。可以用與第一個實施方案中的界面層107相同的材料制備界面層307。另外，界面層307的其功能和形狀也與第一個實施方案中的界面層107的相同。
可以用下述方法生產(chǎn)信息記錄介質(zhì)24。
首先形成第二信息層25。更具體地說，首先制備基板14(其厚度例如是1.1mm)，然后放置在沉積裝置中。
然后在基板14上沉積第二反射層308。在這種情況下，如果在基板14上形成用于引導(dǎo)激光束11的導(dǎo)向槽，則在形成有導(dǎo)向槽的一側(cè)上沉積第二反射層308?？梢杂门c第一個實施方案中反射層108相同的方法形成第二反射層308。
然后，如果需要，在第二反射層308上沉積界面層307?？梢杂门c第一個實施方案中第二介電層106相同的方法形成界面層307。
然后在第二反射層308或界面層307上沉積第二介電層306?？梢杂门c第一個實施方案中第二介電層106相同的方法形成第二介電層306。
然后，在界面層307或根據(jù)需要在第二介電層306上沉積形成第二界面層305?？梢杂门c第一個實施方案中第二介電層106相同的方法形成第二界面層305。
然后，在第二介電層306或第二界面層305上沉積第二記錄層304?？梢杂门c第一個實施方案中記錄層104相同的方法用對應(yīng)于其組成的濺射目標(biāo)形成第二記錄層304。
然后，如果需要，在第二記錄層304上沉積第一界面層303?？梢杂门c第一個實施方案中第二介電層106相同的方法形成第一界面層303。
然后，在第二記錄層304或第一界面層303上形成第一介電層302?？梢杂门c第一個實施方案中第二介電層106相同的方法形成第一介電層302。
用這種方法形成第二信息層25。
然后在第二信息層25的第一介電層302上形成光學(xué)分離層17。在第一介電層302上旋涂光固化樹脂(特別是紫外線固化樹脂)或延遲作用樹脂，然后使樹脂硬化，以此可以形成光學(xué)分離層17。注意如果光學(xué)分離層17具有用于引導(dǎo)激光束11的導(dǎo)向槽，則其上形成有導(dǎo)向槽的基板(模具)與硬化前的樹脂密切接觸，然后將樹脂固化。樹脂固化后，除去基板(模具)，以此形成導(dǎo)向槽。
注意形成第一介電層302后或形成光學(xué)分離層17后，如果需要，可以進行用于將第二記錄層304的整個表面結(jié)晶的初始化步驟。可以通過應(yīng)用激光束將第二記錄層304結(jié)晶。
然后在光學(xué)分離層17上形成第一信息層23。更具體地說，首先在光學(xué)分離層17上依次沉積透射率調(diào)節(jié)層209、第一反射層208、第四界面層205、第一記錄層204、第三界面層203和第三介電層202。在這種情況下，如果需要，可以在第一反射層208和第四界面層205之間形成第四介電層206。這些層都可以用第二個實施方案中所述的方法形成。
最后，在第三介電層202上形成透明層13?？梢杂玫谝粋€實施方案中所述的方法形成透明層13。
注意形成第三介電層202后或形成透明層13后，如果需要，可以進行用于將第一記錄層204的整個表面結(jié)晶的初始化步驟?？梢酝ㄟ^應(yīng)用激光束將第一記錄層204結(jié)晶。
另外，形成第三介電層202后或形成透明層13后，如果需要，可以進行用于將第二記錄層304和第一記錄層204的整個表面結(jié)晶的初始化步驟。在這種情況下，如果首先將第一記錄層204結(jié)晶，則將第二記錄層304結(jié)晶所需要的激光能有增加的趨勢。因此，優(yōu)選首先將第二記錄層304結(jié)晶。
用這種方法可以生產(chǎn)信息記錄介質(zhì)24。注意盡管在該實施方案中形成每一層膜都使用濺射法，但是可以使用真空蒸發(fā)法、離子電鍍法、CVD法、MBE法或其他方法，不限于濺射法。
實施方案4下面參照圖4描述本發(fā)明的光學(xué)信息記錄介質(zhì)29的一個例子。圖4示出第四個實施方案的信息記錄介質(zhì)29的部分橫截面圖。信息記錄介質(zhì)29是用與第一個實施方案中信息記錄介質(zhì)15相同的方式應(yīng)用激光束11可以記錄和復(fù)制信息的光學(xué)信息記錄介質(zhì)。
在信息記錄介質(zhì)29具有的結(jié)構(gòu)中，在基板26上形成信息層16，利用粘結(jié)層27將假基板28粘結(jié)在信息層16上。
基板26和假基板28是透明的，具有圓盤形狀。可以用樹脂如聚碳酸酯、無定形聚烯烴、PMMA等、或玻璃通過如與第一個實施方案中基板14相同的方法制成基板26和假基板28。
如果需要，基板26面對第一介電層102一側(cè)的表面上可以設(shè)置用于引導(dǎo)激光束的導(dǎo)向槽。與第一介電層102反向的基板26的表面和與粘結(jié)層27反向的假基板28的表面優(yōu)選是光滑的。作為基板26和假基板28的材料，特別優(yōu)選使用聚碳酸酯，因為其具有優(yōu)異的遷移性和規(guī)模生產(chǎn)能力，并且便宜。注意基板26和假基板28的厚度優(yōu)選是0.3-0.9mm，以保證其具有足夠高的強度，信息記錄介質(zhì)29的厚度約為1.2mm。
粘結(jié)層27優(yōu)選用樹脂如光固化樹脂(特別是紫外線固化樹脂)或延遲作用樹脂制成，并且對于使用的激光束11吸光性小。并且優(yōu)選在短波長范圍內(nèi)粘結(jié)層27具有很小的光學(xué)雙折射。注意粘結(jié)層27的厚度優(yōu)選是0.6-50μm，其原因與光學(xué)分離層19、17及其他光學(xué)分離層相同。
對用與第一個實施方案中相同的符號表示的其他部分不再描述。
可以用下述方法生產(chǎn)信息記錄介質(zhì)29。
首先在基板26(其厚度例如是0.6mm)上形成第一信息層16。在這種情況下，如果在基板26上形成用于引導(dǎo)激光束11的導(dǎo)向槽，則在形成有導(dǎo)向槽的一側(cè)上形成信息層16。更具體地說，將基板26置于沉積裝置中，然后依次沉積第一介電層102、第一界面層103、記錄層104、第二界面層105、第二介電層106和反射層108。注意，如果需要，可以在第二介電層106和反射層108之間沉積界面層107。這些層的形成方法都與第一個實施方案中的相同。
然后用粘結(jié)層27將其上形成有信息層16的基板26和假基板28(其厚度例如是0.6mm)粘結(jié)在一起。更具體地說，將樹脂如光固化樹脂(特別是紫外線固化樹脂)或延遲作用樹脂涂布在假基板28上，其上形成有信息層16的基板26與用于旋涂的假基板28密切接觸，然后使樹脂固化。另外還可以事先將粘結(jié)劑樹脂均勻涂布在假基板28上，然后使其與其上形成有信息層16的基板26密切接觸。
注意基板26與假基板28相互密切接觸后，如果需要，可以進行用于將記錄層104的整個表面結(jié)晶的初始化步驟。可以通過應(yīng)用激光束將記錄層104結(jié)晶。
用這種方法可以生產(chǎn)信息記錄介質(zhì)29。注意盡管在該實施方案中形成每一層膜都使用濺射法，但是可以使用真空蒸發(fā)法、離子電鍍法、CVD法、MBE法或其他方法，不限于濺射法。
實施方案5作為第五個實施方案，下面參照圖5描述本發(fā)明的光學(xué)信息記錄介質(zhì)31的一個例子。圖5示出第五個實施方案的信息記錄介質(zhì)31的部分橫截面圖。信息記錄介質(zhì)31是應(yīng)用從類似于第二個實施方案中信息記錄介質(zhì)22的一側(cè)入射的激光束11可以記錄和復(fù)制信息的多層光學(xué)信息記錄介質(zhì)。
在信息記錄介質(zhì)31具有的結(jié)構(gòu)中，利用光學(xué)分離層17、19和其他光學(xué)分離層在基板26上依次形成N組第一信息層23和信息層18，并利用粘結(jié)層27使其與形成在基板30上的信息層21密切接觸。
基板30是透明的，具有圓盤形狀。可以用樹脂如聚碳酸酯、無定形聚烯烴、PMMA等、或玻璃通過如與基板14相同的方法制成基板30。
如果需要，信息層21一側(cè)上的基板30表面上可以設(shè)置用于引導(dǎo)激光束的導(dǎo)向槽。與信息層21反向的基板30的表面優(yōu)選是光滑的。作為基板30的材料，特別優(yōu)選使用聚碳酸酯，因為其具有優(yōu)異的遷移性和規(guī)模生產(chǎn)能力，并且便宜。注意基板30的厚度優(yōu)選是0.3-0.9mm，以保證其具有足夠高的強度，信息記錄介質(zhì)31的厚度約為1.2mm。
對用與第二和第四個實施方案中相同的符號表示的其他部分不再描述。
可以用下述方法生產(chǎn)信息記錄介質(zhì)31。
首先在基板26(其厚度例如是0.6mm)上形成第一信息層23。在這種情況下，如果在基板26上形成用于引導(dǎo)激光束11的導(dǎo)向槽，則在形成有導(dǎo)向槽的一側(cè)上形成第一信息層23。更具體地說，將基板26置于沉積裝置中，然后依次沉積第三介電層202、第三界面層203、第一記錄層204、第四界面層205、第一反射層208、透射率調(diào)節(jié)層209。注意，如果需要，可以在第四界面層205和第一反射層208之間沉積第四介電層206。這些層的形成方法都與第二個實施方案中的相同。然后利用光學(xué)分離層一個接一個地沉積(N-2)層信息層。
另外，在基板30(其厚度例如是0.6mm)上形成信息層21。信息層由單層膜或多層膜組成?？梢杂门c第二個實施方案中相同的方法在沉積裝置中通過將要成為該材料的濺射目標(biāo)濺射的方式依次形成這些層。
最后用粘結(jié)層27將其上形成有信息層的基板26和基板30粘結(jié)在一起。更具體地說，將樹脂如光固化樹脂(特別是紫外線固化樹脂)或延遲作用樹脂涂布在信息層21上，其上形成有第一信息層23的基板26與用于旋涂的信息層21密切接觸。然后使樹脂固化。另外還可以事先將粘結(jié)劑樹脂均勻涂布在信息層21上，然后使其與基板26密切接觸。
注意基板26與基板30相互密切接觸后，如果需要，可以進行用于將第一記錄層204的整個表面結(jié)晶的初始化步驟。可以通過應(yīng)用激光束將第一記錄層204結(jié)晶。
用這種方法可以生產(chǎn)信息記錄介質(zhì)31。注意盡管在該實施方案中形成每一層膜都使用濺射法，但是可以使用真空蒸發(fā)法、離子電鍍法、CVD法、MBE法或其他方法，不限于濺射法。
實施方案6作為第六個實施方案，下面描述信息記錄介質(zhì)的一個例子，其包括在本發(fā)明第五個實施方案的多層光學(xué)信息記錄介質(zhì)中的兩組(N＝2)信息層。圖6示出第六個實施方案的信息記錄介質(zhì)32的部分橫截面圖。信息記錄介質(zhì)32是用從類似于第三個實施方案中信息記錄介質(zhì)24的一側(cè)入射的激光束11可以記錄和復(fù)制信息的雙信息記錄層介質(zhì)的信息記錄介質(zhì)。
在信息記錄介質(zhì)32具有的結(jié)構(gòu)中，在基板26上形成第一信息層23，在基板30上形成第二信息層25，二者通過粘結(jié)層27密切接觸。
如果需要，可以在靠近第二反射層308的基板30表面上形成用于引導(dǎo)激光束的導(dǎo)向槽。與第二反射層308反向的基板30的表面優(yōu)選是光滑的。
另外，對用與第三、第四和第五個實施方案中相同的符號表示的其他部分不再描述。
可以用下述方法生產(chǎn)信息記錄介質(zhì)32。
首先在基板26(其厚度例如是0.6mm)上用與第一個實施方案中相同的方法形成第一信息層23。
注意在形成透射率調(diào)節(jié)層209后，如果需要，可以進行用于將第一記錄層204的整個表面結(jié)晶的初始化步驟?？梢酝ㄟ^應(yīng)用激光束將第一記錄層204結(jié)晶。
另外，在基板30(其厚度例如是0.6mm)上形成第二信息層25。在這種情況下，如果在基板30上形成用于引導(dǎo)激光束11的導(dǎo)向槽，則在形成有導(dǎo)向槽的一側(cè)上形成第二信息層25。更具體地說，將基板30置于沉積裝置中，然后依次沉積第二反射層308、第二介電層306、第二界面層305、第二記錄層304、第一界面層303、第一介電層302。注意，如果需要，可以在第二反射層308和第二介電層306之間沉積界面層307。這些層的形成方法都與第三個實施方案中的相同。
注意在形成第一介電層302后，如果需要，可以進行用于將第二記錄層304的整個表面結(jié)晶的初始化步驟。可以通過應(yīng)用激光束將第二記錄層304結(jié)晶。
最后用粘結(jié)層27將其上形成有第一信息層23的基板26和其上形成有第二信息層25的基板30粘結(jié)在一起。更具體地說，將樹脂如光固化樹脂(特別是紫外線固化樹脂)或延遲作用樹脂涂布在第一信息層23或第二信息層25上，基板26與基板30密切接觸應(yīng)用旋涂，然后使樹脂固化。另外還可以事先將粘結(jié)劑樹脂均勻涂布在第一信息層23或第二信息層25上，然后使基板26與基板30密切接觸。
然后，如果需要，可以進行用于將第二記錄層304和第一記錄層204的整個表面結(jié)晶的初始化步驟。在這種情況下，由于和第三個實施方案相同的原因，優(yōu)選首先將第二記錄層304結(jié)晶。
用這種方法可以生產(chǎn)信息記錄介質(zhì)32。注意盡管在該實施方案中形成每一層膜都使用濺射法，但是可以使用真空蒸發(fā)法、離子電鍍法、CVD法、MBE法或其他方法，不限于濺射法。
實施方案7作為第七個實施方案，下面描述在本發(fā)明第一至第六個實施方案中所述的信息記錄介質(zhì)上記錄和復(fù)制信息的方法。
圖7示意性地示出本發(fā)明的記錄和復(fù)制信息方法中使用的記錄和復(fù)制裝置38的部分結(jié)構(gòu)。如圖7所示，記錄和復(fù)制裝置38包括用于轉(zhuǎn)動信息記錄介質(zhì)37的主軸馬達33、半導(dǎo)體激光器35和具有用于將半導(dǎo)體激光器35發(fā)射的激光束11聚焦的物鏡34的光學(xué)頭36。第一至第六個實施方案中所述的信息記錄介質(zhì)37包括單個信息層(如信息層16)或多個信息層(如第一信息層23和第二信息層25)。物鏡31將激光束11聚集在信息層上。
將激光束11在高能即最大功率(Pp(mW))和低能即偏移功率(biaspower)(Pb(mW))之間調(diào)制，以此在信息記錄介質(zhì)上進行記錄、刪除和重寫信息。當(dāng)使用最大功率的激光束11時，在一部分記錄層上形成非晶相，非晶相變成記錄印記。在記錄印記之間的部分上應(yīng)用偏移功率的激光束11，以形成晶相(刪除部分)。注意當(dāng)使用最大功率的激光束11時，通常使用稱為多脈沖的脈沖串。注意多脈沖可以只在最大功率和偏移功率之間調(diào)制，也可以在0至最大功率范圍內(nèi)調(diào)制。
另外，復(fù)制功率(Pr(mW))可以具有低于最大功率或偏移功率的功率電平，在該功率電平下使用激光束11時，復(fù)制功率不影響記錄印記的光學(xué)狀態(tài)，使得用信息記錄介質(zhì)可以得到用于復(fù)制記錄印記所需的足量的反射光。然后使用復(fù)制功率的激光束11，以由信息記錄介質(zhì)得到信號，信號被探測器讀取，從而可以復(fù)制信息信號。
物鏡34的數(shù)值孔徑NA優(yōu)選是0.5-1.1(更優(yōu)選0.6-0.9)，以將激光束的光點直徑調(diào)節(jié)為0.4-0.7μm。激光束11的波長優(yōu)選小于或等于450nm(更優(yōu)選350-450nm)。記錄信息時信息記錄介質(zhì)的線速度優(yōu)選是1-20m/s(更優(yōu)選2-15m/s)，使得復(fù)制光難以導(dǎo)致結(jié)晶，還能夠得到充分的刪除性能。
當(dāng)在信息記錄介質(zhì)24或具有兩個信息層的信息記錄介質(zhì)32的第一信息層23上記錄信息時，在第一記錄層204上聚焦激光束11，使通過透明層13的激光束11能夠用于在第一記錄層204上記錄信息。復(fù)制時使用的激光束11是被第一記錄層204反射后通過透明層13的激光束。當(dāng)在第二信息層25上記錄信息時，在第二記錄層304上聚焦激光束11，使通過透明層13、第一信息層23和光學(xué)分離層17的激光束11能夠用于記錄信息。復(fù)制時使用的激光束11是被第二記錄層304反射后通過光學(xué)分離層17、第一信息層23和透明層13的激光束。
注意如果在基板14、光學(xué)分離層20、19和17上形成引導(dǎo)激光束11的導(dǎo)向槽，則信息可以記錄在靠近激光束11入射側(cè)的導(dǎo)向槽中或更遠的陸地中。另外還可以在導(dǎo)向槽和陸地上都記錄信息。
用下述方法評價記錄性能用(1-7)調(diào)制法在0-Pp(mW)之間調(diào)制激光束11的功率，記錄印記長度為0.149μm(2T)-0.596μm(8T)的隨機信號，用時間間隔分析儀測量記錄印記前端和后端之間的波動信號(印記位置誤差)。注意波動信號值越小，記錄性能越好。注意確定Pp和Pb值，使前端和后端的波動信號平均值(平均波動信號)最小。將這種情況下的最佳Pp定義為記錄靈敏性。
另外，用下述方法評價信號強度在0-Pp(mW)范圍內(nèi)調(diào)制激光束11的功率，在相同的導(dǎo)向槽上連續(xù)和交替10次記錄印記長度為0.149μm(2T)-0.671μm(9T)的信號，最后重寫2T信號，用光譜分析儀測量在2T信號頻率下的信號振幅(載波電平)與噪聲振幅(噪聲電平)的比(CNR∶載波與噪聲的比)。注意CNR越大，信號強度越大。
另外，用下述方法評價重復(fù)重寫次數(shù)在0-Pp(mW)之間調(diào)制激光束11的功率，在相同的導(dǎo)向槽上連續(xù)記錄印記長度為0.149μm(2T)-0.596μm(8T)的隨機信號，用時間間隔分析儀測量前端和后端之間每一次記錄時的波動信號。將前端和后端的平均波動信號值比第一次測量值增加3％時的重寫次數(shù)定義為最大值。注意，確定Pp和Pb值，使平均波動信號值最小。
實施方案8作為第八個實施方案，下面描述本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)的一個例子。圖8示出第八個實施方案的電信息記錄介質(zhì)44及記錄和復(fù)制裝置50的結(jié)構(gòu)的一個例子。電信息記錄介質(zhì)44通過施加電能(特別是電流)可以記錄和復(fù)制信息。
作為基板39的材料，可以使用樹脂基板如聚碳酸酯、玻璃基板、陶瓷基板如Al2O3、各種半導(dǎo)體基板如Si、各種金屬基板如Cu。此處以使用Si基板為例子進行描述。在電信息記錄介質(zhì)44具有的結(jié)構(gòu)中，在基板39上依次沉積下部電極40、第一介電層401、第一記錄層41、第二記錄層42、第二介電層402和上部電極43。形成下部電極40和上部電極43的目的是在第一記錄層41和第二記錄層42上施加電流。注意第一介電層401調(diào)節(jié)施加在第一記錄層41上的電能量，而設(shè)置第二介電層402的目的是調(diào)節(jié)施加在第二記錄層42上的電能量。
第一介電層401和第二介電層402可以用與第一個實施方案中的第二介電層106相同的材料制成。
可以用施加電流時產(chǎn)生的焦耳熱能夠在晶相和非晶相之間產(chǎn)生可逆相變的材料制成第一記錄層41和第二記錄層42，利用晶相和非晶相之間比電阻變化的現(xiàn)象記錄信息?？梢杂门c第二個實施方案的第一記錄層204相同的材料制成第一記錄層41，可以用與第三個實施方案的第二記錄層304相同的材料制成第二記錄層42。
可以分別用與第二個實施方案的第一記錄層204和第三個實施方案的第二記錄層304相同的方法形成第一記錄層41和第二記錄層42。
另外，下部電極40和上部電極43可以用含有單一金屬材料如Al、Au、Ag、Cu或Pt等或上述元素中的一種或多種作為主要組分的合金材料制成，加入一種或多種其他元素是為了改善抗?jié)裥曰蛘{(diào)節(jié)導(dǎo)熱性?？梢酝ㄟ^在Ar氣氛中濺射金屬母體材料或合金母體材料形成下部電極40和上部電極43。注意可以用真空蒸發(fā)法、離子電鍍法、CVD法、MBE法或其他方法形成這些膜層。
如圖8所示，利用應(yīng)用部分45將電信息記錄和復(fù)制裝置50與電信息記錄介質(zhì)44電連接。使用這種電信息記錄和復(fù)制裝置50，脈沖電源48利用開關(guān)47連接在下部電極40和上部電極43之間，從而在第一記錄層41和第二記錄層42上施加電流脈沖。另外，為了探測由于第一記錄層41和第二記錄層42的相變造成的電阻值的變化，電阻測量儀46利用開關(guān)49連接在下部電極40和上部電極43之間。為了將第一記錄層41或第二記錄層42的非晶相(高電阻狀態(tài))變化到晶相(低電阻狀態(tài))，合上開關(guān)47(打開開關(guān)49)，在電極之間施加電流脈沖。因此，施加電流脈沖部分的溫度高于材料的結(jié)晶溫度，低于其熔點，并且在結(jié)晶期內(nèi)保持該較低溫度。為了使晶相再次返回非晶相，在更短的時間內(nèi)施加比結(jié)晶電流脈沖更高的電流脈沖，使記錄層溫度高于其熔點以熔融，然后快速冷卻。注意電信息記錄和復(fù)制裝置50的脈沖電源48是能夠釋放如圖11所示的記錄和刪除脈沖波形的電源。
在本申請中，用ra1表示第一記錄層41處于非晶相時的電阻值，用rc1表示第一記錄層41處于晶相時的電阻值，用ra2表示第二記錄層42處于非晶相時的電阻值，用rc2表示第二記錄層42處于晶相時的電阻值。此時，如果滿足關(guān)系式rc1≤rc2＜ra1＜ra2或rc1≤rc2＜ra2＜ra1或rc2≤rc1＜ra1＜ra2或rc2≤rc1＜ra2＜ra1，則第一記錄層41和第二記錄層42的總電阻值可以設(shè)定四個不同的值ra1+ra2、ra1+ra2、ra2+rc1和rc1+rc2。因此，通過用電阻測量儀46測量電極之間的電阻值可以同時測定四種不同的狀態(tài)，即，二進制信息。
當(dāng)多個電信息記錄介質(zhì)44矩陣排列時，可以組構(gòu)如圖9所示的大容量電信息記錄介質(zhì)51。每一個存儲單元54都有一個微區(qū)，其中形成有作為電信息記錄介質(zhì)44的相同結(jié)構(gòu)。通過指定其中一個字線52和其中一個位線53可以將信息記錄和復(fù)制在每一個存儲單元54上。
圖10示出使用電信息記錄介質(zhì)51的信息記錄系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的一個例子。存儲設(shè)備56包括電信息記錄介質(zhì)51和尋址標(biāo)記電路55。尋址標(biāo)記電路55標(biāo)記電信息記錄介質(zhì)51的字線52和位線53，從而可以使信息記錄和/或復(fù)制在存儲單元54中。另外，存儲設(shè)備56可以與外電路57電連接，外電路57至少包括脈沖電源58和電阻測量儀59，使信息可以記錄和/或復(fù)制在電信息記錄介質(zhì)51上。
實施方案9在本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)中，鄰近記錄層形成的材料層含有選自由Sn和Ga組成的GM組中的至少一種元素，選自由Si、Ta和Ti組成的GL組中的至少一種元素，氧和碳。另外，材料層可以含有至少一種選自Zr和Hf的元素。當(dāng)用這樣的材料制成材料層時，可以使沉積速度等于或高于用于傳統(tǒng)信息記錄介質(zhì)的介電層的ZnS-20mol％SiO2。另外，因為構(gòu)成材料層的元素不含S，所以當(dāng)材料層用于介電層時不需要提供其他的界面層。另外可以形成對用于記錄和復(fù)制的光波長有一定透明度的介電層。再者，當(dāng)這種材料層用于介電層時，即使在沒有界面層的情況下直接將介電層設(shè)置在記錄層的上下側(cè)上，也能夠保證充分的記錄靈敏性和重寫性能。注意本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)是應(yīng)用光或電能記錄和復(fù)制信息的介質(zhì)。一般來說，光的應(yīng)用是通過應(yīng)用激光束進行的，電能的應(yīng)用是通過在記錄層上施加電壓進行的。下面將更詳細地描述構(gòu)成本發(fā)明信息記錄介質(zhì)的材料層的材料。
在本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)中，材料層可以含有用組成式(1)表示的材料。
MHOILJCK(atom％)(1)在式(1)中，元素M表示選自GM組中的至少一種元素，元素L表示選自GL組中的至少一種元素，H、I、J和K滿足關(guān)系式10≤H≤40，35≤I≤70，0＜J≤30，0＜K≤30，并且H+I+J+K＝100。在本申請中，“atom％”表示組成式(1)是以“M”原子、氧原子、“L”原子和碳原子總數(shù)(100％)為基準(zhǔn)表示的。在下面的描述中，“atom％”具有相同的含義。另外，組成式(1)只是用材料層中含有的“M”原子、氧原子、“L”原子和碳原子數(shù)表示的。因此，含有用組成式(1)表示的材料的材料層可以含有除上述原子外的組分。另外，每一種原子在組成式(1)中以何種化合物的形式存在并不重要。用這種組成式表示材料的原因是當(dāng)研究作為薄膜形成的層的組成時，難以確定復(fù)合物的組成，通常只能實際測定元素組成(即原子比)。在式(1)表示的材料中，可以認為大多數(shù)元素M和氧原子一起作為氧化物存在，而大多數(shù)元素L和碳原子一起作為碳化物存在。但是，元素M和元素L都可以和氧原子或碳原子有效連接形成復(fù)合物。
如果本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)是光學(xué)信息記錄介質(zhì)，使用的材料層優(yōu)選含有選自GM組的元素，選自GL組的元素，氧和碳(下面稱之為“氧化物-碳化物體系材料層”)，以鄰近記錄層形成一個或兩個介電層。例如，在使用相變的記錄介質(zhì)中，構(gòu)成記錄層的主材料體系的熔點約為500-700℃，構(gòu)成GM組的Sn和Ga的氧化物熔點都高于或等于1000℃，它們都有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性。含熱穩(wěn)定性良好的材料的介電層不容易受損，即使在包括這種介電層的信息記錄介質(zhì)上重復(fù)重寫信息，也具有優(yōu)異的耐久性。另外，構(gòu)成GL組的Si、Ta和Ti碳化物具有良好的抗?jié)裥?，?dāng)其與氧化物混合時能夠大幅改善記錄靈敏性。另外，上述氧化物和碳化物都與用硫?qū)僭鼗镄纬傻挠涗泴佑辛己玫恼辰Y(jié)性。因此，在包括用這種氧化物-碳化物體系材料層作為介電層的信息記錄介質(zhì)中，可以得到下述效果。
(1)因為可以形成不含S的介電層，并能夠使其與記錄層在良好條件下密切接觸，所以不需要界面層。
(2)可以將耐久性、耐濕性賦予信息記錄介質(zhì)以提供同等或高于圖5所示的傳統(tǒng)信息記錄介質(zhì)的重復(fù)重寫性能。
(3)因為結(jié)構(gòu)由于多種氧化物或碳化物混合而變得復(fù)雜，介電層的導(dǎo)熱性下降，從而使記錄層可以快速冷卻，提高了記錄靈敏性。
當(dāng)本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)是光學(xué)信息記錄介質(zhì)時，材料層可以含有用下述組成式表示的材料。
MHAPOILJCK(atom％) (2)
在式(2)中，元素M表示選自GM組中的至少一種元素，元素A表示選自Zr和Hf中的至少一種元素，元素L表示選自GL組中的至少一種元素，H、P、I、J和K滿足關(guān)系式10≤H≤40，0＜P≤15，35≤I≤70，0＜J≤30，0＜K≤30，并且H+P+I+J+K＝100。
在含式(2)表示的材料的材料層中，可以認為大多數(shù)元素A作為氧化物存在。與元素M或元素L類似，元素A可以和氧原子或碳原子有效連接形成復(fù)合物。元素A的作用是提高材料層的熱阻，優(yōu)選加入元素A，以賦予材料層以良好的熱阻性，以得到快速記錄性能和高密度性能。當(dāng)將含式(2)表示的材料的材料層用于鄰近信息記錄介質(zhì)的記錄層的一個或兩個介電層時，可以低成本地生產(chǎn)具有更好記錄靈敏性、優(yōu)異重復(fù)重寫性能和產(chǎn)率的信息記錄介質(zhì)。另外還支持高密度和快速記錄的信息記錄介質(zhì)。
在上述氧化物-碳化物體系的材料層中，更優(yōu)選地是，式(1)和式(2)中的元素M是Sn，特別是在含有Sn和Ga的情況下。另外更優(yōu)選地是，式(2)中的元素A是Zr，因為材料層的熱阻能夠得以改善，而記錄靈敏性也能夠得到保證。
如上所述，可以認為在上述氧化物-碳化物體系的材料層中，選自由Sn和Ga組成的GM組中的至少一種元素和氧一起存在形成氧化物，選自由Si、Ta和Ti組成的GL組中的至少一種元素和碳一起存在形成碳化物，因此可以將其定義為含有這些元素的層。另外，選自由Zr和Hf組成的組中的至少一種元素可以和氧一起存在形成氧化物，并且可以自由地含有這些元素。在用這種方法定義的材料層中，當(dāng)以選自GM組中的至少一種元素的氧化物和選自GL組中的至少一種元素的碳化物總量為基準(zhǔn)(100mol％)時，選自GM組中的至少一種元素的氧化物的含量優(yōu)選大于或等于50mol％，更優(yōu)選為50-95mol％。
本申請中使用的術(shù)語“氧化物”是在層中有兩種選自GM組的元素并且存在兩種氧化物時所有氧化物的總稱。另外，術(shù)語“氧化物”用于指稱在層中只有一種選自GM組元素之一的元素并且在層中存在一種氧化物時的一種氧化物。術(shù)語“碳化物”與此相同。換句話說，在氧化物-碳化物體系的材料層中，除上述組分外的其他化合物(這種化合物也稱為“第三組分”)的含量至多為10mol％。其原因是如果第三組分的比例超過10mol％，則材料層的熱穩(wěn)定性下降，記錄靈敏性和重寫性能可能受損，而抗?jié)裥砸惨子谠獾狡茐?，從而難以達到上述效果。
注意在由上述材料層制成的介電層中，雜質(zhì)或構(gòu)成鄰近層的材料組成的幾種元素的含量小于或等于百分之幾摩爾。
當(dāng)選自GM組中的至少一種元素的氧化物的比例低于50mol％時，沉積速率有下降的趨勢。盡管選自GL組中的元素的碳化物的沉積速率不快，但是如果其與氧化物混合使用，則可以在沉積速率下降不大的條件下形成材料層。
另外，在本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)中，材料層可以含有選自優(yōu)選由SnO2和Ga2O3組成的GM組中的至少一種元素的氧化物，選自優(yōu)選由SiC、TaC和TiC組成的GL組中的至少一種元素的碳化物。更具體地說，它可以含有用下述組成式表示的材料。
Dx(B)100-x(mol％)(3)在式(3)中，D表示選自SnO2和Ga2O3中的至少一種氧化物，B表示選自SiC、TaC和TiC中的至少一種碳化物，x滿足關(guān)系式50≤x≤95。
SnO2和Ga2O3的熔點都高于1000℃，都具有良好的熱穩(wěn)定性和很高的沉積速率。SiC、TaC和TiC都具有良好的抗?jié)裥?，特別是當(dāng)其與上述氧化物混合時，具有很高的降低導(dǎo)熱性的效果，因此，它們具有改善記錄靈敏性的良好效果。另外，它們成本低廉，所以它們最適于實際應(yīng)用。這些化合物的優(yōu)選比例由上述x定義。將這種氧化物-碳化物體系的材料層用于鄰近記錄層的介電層時，可以在介電層和記錄層之間取消界面層。因此，包括用這種材料層作為介電層的信息記錄介質(zhì)具有良好的記錄性能、良好的抗?jié)裥?、良好的記錄靈敏性、良好的記錄和重寫儲存性能。
另外，在本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)中，材料層可以含有用下述組成式表示的材料。
Dx(E)Y(B)100-(x+Y)(mol％)(4)在式(4)中，元素D表示選自SnO2和Ga2O3中的至少一種氧化物，E表示選自ZrO2和HfO2中的至少一種氧化物，B表示選自SiC、TaC和TiC中的至少一種碳化物，X和Y滿足關(guān)系式50≤x≤95和0＜Y≤40。
其優(yōu)選比例由上述X和Y定義。自由加入的選自ZrO2和HfO2中的至少一種氧化物的更優(yōu)選比例是小于或等于40mol％。其加入量范圍應(yīng)當(dāng)保證生產(chǎn)所需的沉積速率以能夠賦予材料層更好的熱穩(wěn)定性，從而得到所需的快速記錄性能。
例如，用X射線顯微分析儀可以對存在于本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)中的氧化物-碳化物體系的材料層進行組成分析。在這種情況下，得到的組成是元素的原子密度。
在本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)中，上述氧化物-碳化物體系的材料層優(yōu)選鄰近記錄層設(shè)置，也可以鄰近記錄層的兩個表面設(shè)置。在本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)中，材料層可以作為設(shè)置在記錄層和介電層之間的界面層存在。
本發(fā)明提供的信息記錄介質(zhì)優(yōu)選作為在記錄層中可以導(dǎo)致可逆相變的介質(zhì)，即，作為可重寫的信息記錄介質(zhì)。更具體地說，可以導(dǎo)致可逆相變的記錄層優(yōu)選含有至少一種下述材料Ge-Sb-Te、Ge-Sn-Sb-Te、Ge-Bi-Te、Ge-Sn-Bi-Te、Ge-Sb-Bi-Te、Ge-Sn-Sb-Bi-Te、Ag-In-Sb-Te和Sb-Te。這些材料都是快速結(jié)晶材料。因此，當(dāng)用這些材料制成記錄層時，可以得到能夠高密度高傳遞速率地記錄信息且具有良好可靠性(具體來說，具有良好的記錄儲存性能或良好的重寫儲存性能)的信息記錄介質(zhì)。
另外，為了使本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)中的記錄層能夠可逆相變，記錄層的膜厚需要小于或等于15nm。如果膜厚超過15nm，則添加到記錄層的熱量沿表面擴散，很難在厚度方向上擴散，這將對重寫信息造成障礙。
在本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)可以具有的結(jié)構(gòu)中，在基板的一個表面上依次形成第一介電層、記錄層、第二介電層和反射層。具有這種結(jié)構(gòu)的信息記錄介質(zhì)是利用光線記錄信息的介質(zhì)。使用的光線穿過第一介電層和記錄層，到達第二介電層。具有這種結(jié)構(gòu)的信息記錄介質(zhì)使用在例如用波長約為660nm的激光束記錄和復(fù)制信息的情形中。如果本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)具有這種結(jié)構(gòu)，則第一介電層和第二介電層中的至少一個介電層優(yōu)選用上述氧化物-碳化物體系的材料層制成。另外，兩個介電層都可以用任意一種上述材料層制成，它們可以用具有相同組成的材料層或具有不同組成的材料層制成。
作為具有這種結(jié)構(gòu)的信息記錄介質(zhì)的一個實施方案，信息記錄介質(zhì)可以包括在基板的一個表面上依次形成第一介電層、界面層、記錄層、第二介電層、吸光調(diào)節(jié)層和反射層，第二介電層是用鄰近記錄層的氧化物-碳化物體系的材料層制成。
在本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)可以具有的結(jié)構(gòu)中，在基板的一個表面上依次形成反射層、第二介電層、記錄層和第一介電層。這種結(jié)構(gòu)特別適用于需要實現(xiàn)光線進入薄基板的情況。例如，如果用波長約為405nm的短波激光束記錄和復(fù)制信息，則物鏡的數(shù)值孔徑NA設(shè)為一個大值如0.85，使焦點位置變淺。在該情況下使用這種結(jié)構(gòu)的信息記錄介質(zhì)。當(dāng)使用這種波長和數(shù)值孔徑NA時，例如必須將光線進入的基板厚度設(shè)為約60-120μm的值。在如此薄的基板表面上難以形成多個層。因此，將這種結(jié)構(gòu)的信息記錄介質(zhì)定義為通過在光線不進入的作為支撐體的基板的一個表面上形成反射層和其他層的結(jié)構(gòu)。
如果本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)具有這種結(jié)構(gòu)，則第一介電層和第二介電層中的至少一個介電層用上述氧化物-碳化物體系的材料層制成。如果兩個介電層都用上述氧化物-碳化物體系的材料層制成，則這兩個介電層可以是用具有相同組成的材料層或具有不同組成的材料層制成。
作為具有這種結(jié)構(gòu)的信息記錄介質(zhì)的一個實施方案，信息記錄介質(zhì)可以包括在基板的一個表面上依次形成的反射層、吸光調(diào)節(jié)層、第二介電層、記錄層、界面層和第一介電層，第二介電層是用氧化物-碳化物體系的材料層制成。
本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)可以具有兩個或多個記錄層。這種信息記錄介質(zhì)具有單側(cè)雙層結(jié)構(gòu)，例如，利用介電層和中間層等在基板的一個表面上形成兩個記錄層。它也可以具有在基板兩側(cè)上形成多個記錄層的結(jié)構(gòu)。根據(jù)這些結(jié)構(gòu)，可以提高記錄容量。
另外，在本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)可以具有的結(jié)構(gòu)中，記錄層本身可以包括多個疊加層。這種結(jié)構(gòu)適用于為保證一些性能以實現(xiàn)高密度或快速記錄性能而需要將記錄層自身疊加的情況。可以使形成的氧化物-碳化物體系的材料層鄰近疊加記錄層的至少一個界面。
下面說明本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)的生產(chǎn)方法。
本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)的生產(chǎn)方法包括用濺射法形成包括在本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)中的材料層的步驟。根據(jù)濺射法，可以形成其組成基本與濺射目標(biāo)相同的材料層。因此，根據(jù)這種生產(chǎn)方法，通過適當(dāng)選擇濺射目標(biāo)易于形成具有所需組成的氧化物-碳化物體系的材料層。更具體地說，可以使用的濺射目標(biāo)含有用下述組成式表示的材料。
MHOILJCK(atom％)(5)在式(5)中，元素M表示選自GM組中的至少一種元素，元素L表示選自GL組中的至少一種元素，H、I、J和K滿足關(guān)系式10≤H≤40，35≤I≤70，0＜J≤30，0＜K≤30，并且H+I+J+K＝100。
在式(5)表示的材料中，大多數(shù)元素M以氧化物形式存在，大多數(shù)元素L和碳原子一起形成作為元素組成的碳化物形式存在。根據(jù)這種濺射目標(biāo)，可以形成含有用式(1)所示材料的介電層。
可以使用的另一種濺射目標(biāo)含有用下述組成式表示的材料。
MHAPOILJCK(atom％)(6)在式(6)中，M表示選自GM組中的至少一種元素，A表示選自Zr和Hf中的至少一種元素，元素L表示選自GL組中的至少一種元素，H、P、I、J和K滿足關(guān)系式10≤H≤40，0＜P≤15，35≤I≤70，0＜J≤30，0＜K≤30，并且H+P+I+J+K＝100。
在組成式(6)中，大多數(shù)元素A作為氧化物存在。根據(jù)這種濺射目標(biāo)，可以形成含有用式(2)所示材料的介電層。
在上述氧化物-碳化物體系的材料層中，更優(yōu)選地是，式(5)和式(6)中的元素M是Sn，更優(yōu)選含有Sn和Ga。另外更優(yōu)選地是，式(6)中的元素A是Zr，因為這樣可以提高材料層的熱阻。
另外，本申請的發(fā)明人已經(jīng)證實通過用X射線顯微分析儀分析元素組成由這種方法表示的濺射目標(biāo)得到的元素組成基本上與對所示組合物計算得到的元素組成相同(即，組成表示式(公稱組成)是正確的)。因此，在本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)的生產(chǎn)方法中優(yōu)選使用用氧化物和碳化物的混合物形式提供的濺射目標(biāo)。
關(guān)于用氧化物和碳化物的混合物形式提供的濺射目標(biāo)，為了提高生產(chǎn)率，當(dāng)以選自GM組中的元素的氧化物和選自GL組中的至少一種元素的碳化物總量為基準(zhǔn)(100mol％)時，選自GM組中的元素的氧化物的含量優(yōu)選大于或等于50mol％，更優(yōu)選為50-95mol％。如果使用的濺射目標(biāo)中GM組的氧化物含量低于50mol％，則在得到的氧化物-碳化物體系的材料層中，GM組的氧化物含量也低于50mol％，從而難以得到具有上述效果的信息記錄介質(zhì)。這同樣適用于還混合有選自Zr和Hf的至少一種氧化物的濺射目標(biāo)。
更具體地說，優(yōu)選使用的濺射目標(biāo)中含有用選自SnO2和Ga2O3的至少一種氧化物作為選自GM組中的元素的氧化物，用SiC作為選自GL組中的至少一種元素的碳化物。濺射目標(biāo)優(yōu)選含有用下述組成式表示的材料。
Dx(B)100-x(mol％)(7)在式(7)中，元素D表示選自SnO2和Ga2O3中的至少一種氧化物，B表示選自SiC、TaC和TiC中的至少一種碳化物，x滿足關(guān)系式50≤x≤95。
使用這種濺射目標(biāo)，可以形成式(3)表示的材料層。
式(7)表示的濺射目標(biāo)可以含有含選自ZrO2和HfO2的至少一種氧化物的材料，可以用下述組成式表示。
Dx(E)Y(B)100-(x+Y)(mol％)(8)在式(8)中，元素D表示選自SnO2和Ga2O3中的至少一種氧化物，元素E表示選自ZrO2和HfO2中的至少一種氧化物，元素B表示選自SiC、TaC和TiC中的至少一種碳化物，X和Y滿足關(guān)系式50≤x≤95和0＜Y≤40。
使用這種濺射目標(biāo)，可以形成式(4)表示的材料層。
實施方案10作為第十個實施方案，下面描述用激光束記錄和復(fù)制信息的信息記錄介質(zhì)的一個例子。圖13示出該信息記錄介質(zhì)的部分橫截面圖。
如圖13所示，在該實施方案的信息記錄介質(zhì)具有的結(jié)構(gòu)中，在基板1的一個表面上依次形成第一介電層2、記錄層4、第二介電層6、吸光調(diào)節(jié)層7和反射層8，利用粘結(jié)層9將假基板10再粘結(jié)在反射層8上。具有這種結(jié)構(gòu)的信息記錄介質(zhì)可以用作通過波長約為660nm的紅色激光束記錄和復(fù)制信息的4.7GB/DVD-RAM。當(dāng)使用具有這種結(jié)構(gòu)的信息記錄介質(zhì)時，激光束進入基板1的一側(cè)，用進入的激光束記錄和/或復(fù)制信息。該實施方案中的信息記錄介質(zhì)與圖17所示的傳統(tǒng)信息記錄介質(zhì)的不同之處是在記錄層4與第一和第二介電層2和6中之一之間沒有界面層。
基板1通常是透明的圓盤。如圖13所示，基板1可以具有用于引導(dǎo)激光束的導(dǎo)向槽，導(dǎo)向槽形成在形成有第一介電層2和記錄層4等的一側(cè)的表面上。如果在基板1上形成導(dǎo)向槽，則從其橫截面的方向看，在基板1上形成槽部分和陸地部分(land portion)。在兩個相鄰的陸地部分之間設(shè)置槽部分。因此，形成有導(dǎo)向槽的基板1表面上具有通過側(cè)壁連接的頂面和底面。在本說明書中，為方便起見，在激光束方向上，靠近激光束的表面稱為“槽面”，而離激光束遠的表面稱為“陸地面(land face)”。在圖13中，基板1的導(dǎo)向槽的底面120對應(yīng)于槽面，而頂面121對應(yīng)于陸地面。注意這同樣適用于圖14所示的信息記錄介質(zhì)，這將在第二個實施方案中描述。
基板1的槽面120和陸地面121之間的高度差優(yōu)選是40-60nm。注意將在后面所述的構(gòu)成圖14所示的信息記錄介質(zhì)的基板1的槽面120和陸地面121之間的高度差也優(yōu)選在該范圍內(nèi)。另外，在基板1中，不形成其他層的那一側(cè)的表面需要是光滑的。作為基板1的材料，例如可以使用光學(xué)透明樹脂如聚碳酸酯、無定形聚烯烴或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或玻璃?？紤]到成型性、成本和機械強度，優(yōu)選使用聚碳酸酯。注意在該實施方案的信息記錄介質(zhì)中，基板1的厚度約為0.5-0.7mm。
記錄層4是應(yīng)用光線或電能時能夠在晶相和非晶相之間產(chǎn)生相變從而形成記錄印記的層。因為相變是可逆的，所以能夠進行刪除和重寫操作。優(yōu)選用快速結(jié)晶材料Ge-Sb-Te或Ge-Sn-Sb-Te作為可逆相變材料。更具體地說，在使用Ge-Sb-Te的情況下，優(yōu)選GeTe-Sb2Te3假二元線組合物。在這種情況下，優(yōu)選滿足關(guān)系式4Sb2Te3≤GeTe≤50Sb2Te3。如果滿足關(guān)系式GeTe＜4Sb2Te3，則記錄前后反射光量的變化小，讀取信號的質(zhì)量受到破壞。如果滿足關(guān)系式50Sb2Te3＜GeTe，則晶相和非晶相之間的體積變化大，使重復(fù)重寫性能遭到破壞。材料Ge-Sn-Sb-Te比材料Ge-Sb-Te的結(jié)晶速度快。Ge-Sn-Sb-Te例如可以用Sn取代GeTe-Sb2Te3假二元線組合物中的一部分Ge制成。在記錄層4中，Sn含量優(yōu)選小于或等于20atom％。如果Sn含量超過20atom％，則結(jié)晶速度太高，使非晶相的穩(wěn)定性遭到破壞，記錄印記的可靠性也下降。注意Sn含量可以根據(jù)記錄條件進行調(diào)節(jié)。
記錄層4還可以用含Bi的材料制成，如Ge-Bi-Te、Ge-Sn-Bi-Te、Ge-Sb-Bi-Te或Ge-Sn-Sb-Bi-Te。Bi比Sb更易結(jié)晶。因此，通過用Bi取代Ge-Sb-Te或Ge-Sn-Sb-Te中的至少一部分Sb也可以改善記錄層的結(jié)晶速度。
Ge-Bi-Te是GeTe和Bi2Te3的混合物。在該混合物中，優(yōu)選滿足關(guān)系式8Bi2Te3≤GeTe≤25Bi2Te3。如果滿足關(guān)系式GeTe＜8Bi2Te3，則結(jié)晶溫度下降，記錄儲存性能易于受損。如果滿足關(guān)系式25Bi2Te3＜GeTe，則晶相和非晶相之間的體積變化大，使重復(fù)重寫性能遭到破壞。
材料Ge-Sn-Bi-Te可以用Sn取代Ge-Bi-Te中的一部分Ge制成。為了根據(jù)記錄條件控制結(jié)晶速度，可以調(diào)節(jié)Sn的取代密度。為了精細調(diào)節(jié)記錄層4的結(jié)晶速度，用Sn取代比用Bi取代更合適。在記錄層4中，Sn含量優(yōu)選小于或等于10atom％。如果Sn含量超過10atom％，則結(jié)晶速度太高，使非晶相的穩(wěn)定性遭到破壞，記錄印記的儲存性能也遭到破壞。
材料Ge-Sn-Sb-Bi-Te可以用Sn取代Ge-Sb-Te中的一部分Ge并用Bi取代一部分Sb制成。其對應(yīng)于GeTe、SnTe、Sb2Te3和Bi2Te3的混合物。在該混合物中，為了根據(jù)記錄條件控制結(jié)晶速度，可以調(diào)節(jié)Sn和Bi的取代密度。在材料Ge-Sn-Sb-Bi-Te中，優(yōu)選滿足關(guān)系式4(Sb-Bi)2Te3≤(Ge-Sn)Te≤25(Sb-Bi)2Te3。如果滿足關(guān)系式(Ge-Sn)Te＜4(Sb-Bi)2Te3，則記錄前后反射光量的變化小，讀取信號的質(zhì)量受到破壞。如果滿足關(guān)系式25(Sb-Bi)2Te3＜(Ge-Sn)Te，則晶相和非晶相之間的體積變化大，使重復(fù)重寫性能遭到破壞。另外，在記錄層4中，Bi含量優(yōu)選小于或等于10atom％。Sn含量優(yōu)選小于或等于20atom％。如果Bi和Sn含量都在該范圍內(nèi)，則可以得到具有良好儲存性能的記錄印記。
能夠?qū)е驴赡嫦嘧兊钠渌牧侠缈梢园⊿b含量大于或等于70atom％的Ag-In-Sb-Te、Ag-In-Sb-Te-Ge和Sb-Te。作為可逆相變材料，例如優(yōu)選使用TeOx+α，其中，α是Pd、Ge等。具有由可逆相變材料制成的記錄層4的信息記錄介質(zhì)可以只一次性記錄信息，稱為一次寫入型。這種信息記錄介質(zhì)還具有下述問題因為介電層中的原子擴散到記錄層中，所以在記錄信息過程中熱量會破壞信號質(zhì)量。因此，本發(fā)明不僅適用于可重寫的信息記錄介質(zhì)，而且優(yōu)選適用于一次寫入型信息記錄介質(zhì)。
如果記錄層4是用能夠?qū)е驴赡嫦嘧兊牟牧现瞥?，則如上所述，記錄層4的厚度優(yōu)選小于或等于15nm，更優(yōu)選小于或等于12nm。
在該實施方案中，第一介電層2和第二介電層6都是氧化物-碳化物體系的材料層，其中含有由Sn和Ga組成的GM組中的至少一種元素的氧化物和由Si、Ta和Ti組成的GL組中的至少一種元素的碳化物。另外，第一介電層2和第二介電層6都可以是在上述氧化物-碳化物體系的材料中還含有選自Zr和Hf的至少一種氧化物的氧化物-碳化物體系的材料層。
對構(gòu)成信息記錄介質(zhì)的介電層材料一般都要求(1)具有透明度，(2)與在介電層和記錄層之間設(shè)置界面層的結(jié)構(gòu)相比，具有相同或更高的記錄靈敏性，(3)具有高熔點，在記錄時難以熔化，(4)具有大的沉積速率，和(5)與用硫?qū)僭鼗锊牧现瞥傻挠涗泴?有良好的粘結(jié)性。良好的透明度是激光束從基板1一側(cè)進入后穿過并到達記錄層4所必需的特征。這一特征對于入射側(cè)的第一介電層2特別需要。另外，對第一介電層2和第二介電層6材料的選擇要使得到的信息記錄介質(zhì)與傳統(tǒng)的在由ZnS-20mol％SiO2制成的介電層和記錄層之間設(shè)置界面層的信息記錄介質(zhì)相比具有相同或更高的記錄靈敏性。另外，高熔點是防止第一介電層2和第二介電層6材料在應(yīng)用最大功率的激光束時混入記錄層4所必需的特征。這一特征對于第一介電層2和第二介電層6都是必需的。如果第一介電層2和第二介電層6材料混入記錄層4，則重復(fù)重寫性能會受到很大破壞。與用硫?qū)僭鼗锊牧现瞥傻挠涗泴?有良好的粘結(jié)性是保證信息記錄介質(zhì)的可靠性所必需的特征，并且對于第一介電層2和第二介電層6都是必需的。為了得到良好的生產(chǎn)率，要求有大的沉積速率。
在上述氧化物-碳化物體系的材料層中含有的組分中，選自GM組的每一種元素的氧化物都具有透明度、高熔點、良好的熱穩(wěn)定性和與記錄層良好的粘結(jié)性。因此，這些化合物可以保證信息記錄介質(zhì)良好的重復(fù)重寫性能。另外，選自GL組的每一種元素的碳化物都具有與記錄層良好的粘結(jié)性和良好的抗?jié)裥?。?dāng)與選自GM組的元素的氧化物混合時，導(dǎo)熱性下降，從而使記錄靈敏性得以改善，并且能夠抑制由于重復(fù)重寫和記錄導(dǎo)致的膜裂開和膜斷裂。因此，通過混合選自GL組的元素的碳化物，可以保證信息記錄介質(zhì)的記錄靈敏性和可靠性。選自GM組的元素的氧化物例如包括SnO2和Ga2O3。另外，選自GL組的元素的碳化物例如包括SiC、TaC和TiC。
使用不含S的氧化物和碳化物的混合物材料時，形成的第一介電層2和第二介電層6鄰近記錄層4，從而可以使信息記錄介質(zhì)具有良好的重復(fù)重寫性能和與記錄層4以及在第一介電層2和第二介電層6之間具有良好的粘結(jié)性。另外，向選自GM組的元素的氧化物中加入選自GL組的元素的碳化物以使該層結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，可以抑制第一介電層2和第二介電層6中的導(dǎo)熱性。因此，如果將上述氧化物-碳化物體系的材料層用于第一介電層2和第二介電層6，則可以提高記錄層的快速冷卻作用，從而可以提高信息記錄介質(zhì)的記錄靈敏性。
另外，可以在上述氧化物-碳化物體系的材料中加入選自Zr和Hf的至少一種氧化物，如ZrO2或HfO2。Zr或Hf的氧化物比選自GM組的元素的氧化物的熔點和熱阻高，因此，將其與選自GM組的元素的氧化物混合時，可以將氧化物的結(jié)構(gòu)熱穩(wěn)定化。還可以將選自GL組的元素的碳化物與該氧化物混合，使其結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。從而可以降低導(dǎo)熱性，改善記錄靈敏性，保證記錄和復(fù)制性能的平衡性。
這種氧化物-碳化物體系的材料的具體例子例如是式(3)Dx(B)100-x(mol％)表示的材料。在式(3)中，D表示選自SnO2和Ga2O3的至少一種氧化物，B表示選自SiC、TaC和TiC的至少一種碳化物，X表示每一種化合物的混合比，其滿足關(guān)系式50≤x≤95。如果D的混合比低于50mol％，則吸光率大，記錄層的熱量傳遞到材料層和其他層，使記錄靈敏性受損，使記錄功率不充分，不能得到良好的記錄和復(fù)制性能。另外，沉積速率下降，難以改善生產(chǎn)率。如果D的混合比大于95mol％，則B的混合效果很小，特別是記錄靈敏性不充分。
還可以用含有至少一種選自Zr和Hf的氧化物的氧化物-碳化物體系的材料形成介電層，該材料用式(4)Dx(E)Y(B)100-x-Y(mol％)表示，在式(4)中，元素E表示選自ZrO2和HfO2中的至少一種氧化物，X和Y滿足關(guān)系式50≤x≤95和0＜Y≤40。
X值設(shè)在上述范圍內(nèi)的原因與式(3)的情況相同。另外，Y值設(shè)在上述范圍內(nèi)的原因是如果Y超過上限值40，則即使B以10mol％混合，也不能得到提高記錄靈敏性的效果，而沉積速率下降使生產(chǎn)率不能得以改善。
當(dāng)用上述氧化物-碳化物體系的材料層形成介電層時，即使形成的介電層鄰近記錄層，也能夠保證良好的記錄靈敏性、重寫性能和可靠性。
上述氧化物-碳化物體系的材料層可以含有除上述化合物外的第三組分，特別是可以含有百分之幾或更少的雜質(zhì)。另外，即使將鄰近層的一些組成元素混合，其熱穩(wěn)定性和抗?jié)裥砸膊粫淖?，因此?yōu)選將其用作第一介電層2和第二介電層6。當(dāng)用氧化物-碳化物體系的材料層制成介電層時，不可避免地會含有或形成第三組分。第三組分包括如電介質(zhì)、金屬、半金屬、半導(dǎo)體和/或非金屬。
作為第三組分含有的電介質(zhì)例如是Al2O3、Bi2O3、CeO2、CoO、Cr2O3、CuO、Cu2O、Er2O3、FeO、Fe2O3、Fe3O4、Ho2O3、In2O3、La2O3、MnO、MgSiO3、Nb2O5、Nd2O3、NiO、Sc2O3、SiO2、Sm2O3、SnO、Ta2O5、Tb4O7、TeO2、TiO2、VO、WO3、Y2O3、Yb2O3、ZnO、ZrSiO4、AlN、BN、CrB2、LaB6、ZrB2、CrN、Cr2N、HfN、NbN、Si3N4、TaN、TiN、VN、ZrN、B4C、Cr3C2、HfC、Mo2C、NbC、VC、W2C、WC、ZrC、CaF2、CeF3、MgF2、LaF3等。
作為第三組分含有的金屬例如是Sc、Y、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Fe、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、La、Ce、Nd、Sm、Gd、Tb、Dy、Yb等。
作為第三組分含有的半金屬或半導(dǎo)體例如是C、Ge等，而非金屬例如是Sb、Bi、Te、Se等。
第一介電層2和第二介電層6可以分別用組成不同的氧化物-碳化物體系的材料層制成。第一介電層2優(yōu)選用例如其組成能夠使其具有更好抗?jié)裥缘牟牧现瞥?。?3)和式(4)中的D優(yōu)選是SnO2，更優(yōu)選是SnO2和Ga2O3。為了改善式(4)所示材料層的耐熱性，還優(yōu)選自由加入ZrO2。另外更優(yōu)選地是，式(3)和式(4)中的B是SiC。
如上所述，根據(jù)所需功能優(yōu)化氧化物和碳化物的類型和/或其混合比，可以形成氧化物-碳化物體系的材料層。
第一介電層2和第二介電層6可以調(diào)節(jié)記錄層4是晶相時的吸光率Ac(％)、記錄層4是非晶相時的吸光率Aa(％)、記錄層4是晶相時信息記錄介質(zhì)的光學(xué)反射系數(shù)Rc(％)、記錄層4是非晶相時信息記錄介質(zhì)的光學(xué)反射系數(shù)Ra(％)、通過改變每一個光程長度(即，介電層折射率n和介電層膜厚d的乘積nd)而在記錄層4的晶相部分和非晶相部分之間產(chǎn)生的信息記錄介質(zhì)的光的相差Δ。為了增加記錄印記復(fù)制信號的幅度以改善信號質(zhì)量，反射系數(shù)差(|Rc-Ra|)或反射系數(shù)比(Rc/Ra)要求很大。另外還要求Ac和Aa很大，使記錄層4能夠吸收激光束。確定第一介電層2和第二介電層6的光程長度，以同時滿足這些條件。例如根據(jù)矩陣法通過計算可以精確確定滿足這些條件的光程長度。
上述氧化物-碳化物體系的材料層根據(jù)其組成具有不同的折射率值。當(dāng)用n表示介電層折射率，用d表示膜厚(nm)，用λ表示激光束波長(nm)時，用nd＝aλ表示光程長度nd。此處的“a”是正數(shù)。為了增加信息記錄介質(zhì)的記錄印記的復(fù)制信號幅度以改善信號質(zhì)量，例如需要關(guān)系式15％≤Rc和Ra≤2％。另外，為了消除或減少由于重寫造成的印記畸變，優(yōu)選1.1≤Ac/Aa。用矩陣法確定第一介電層2和第二介電層6的光程長度(aλ)，以同時滿足這些優(yōu)選條件。由得到的光程長度(aλ)、λ和n，確定介電層的厚度d。結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)谝唤殡妼?由組成式(3)和(4)表示的材料制成且其折射率n例如為1.8-2.4范圍內(nèi)時，其厚度優(yōu)選為110-160nm。另外，當(dāng)?shù)诙殡妼?由這種材料制成時，其厚度優(yōu)選為35-60nm。
吸光調(diào)節(jié)層7具有調(diào)節(jié)Ac/Aa的功能，Ac是記錄層4處于晶態(tài)時的吸光率，Aa是記錄層4處于非晶態(tài)時的吸光率，從而不發(fā)生如上所述的重寫時印記形狀的畸變。吸光調(diào)節(jié)層7優(yōu)選用高折射率且適當(dāng)吸光的材料制成。例如，可以用折射率n大于或等于3且小于或等于5、消光系數(shù)k大于或等于1且小于或等于4的材料形成吸光調(diào)節(jié)層7。更具體地說，優(yōu)選使用的材料選自非晶相Ge合金如Ge-Cr、Ge-Mo等，非晶相Si合金如Si-Cr、Si-Mo、Si-W等，碲化合物，晶體金屬如Ti、Zr、Nb、Ta、Cr、Mo、W、SnTe、PbTe等，半金屬或半導(dǎo)體材料。吸光調(diào)節(jié)層7的膜厚優(yōu)選是20-60nm。
反射層8具有增加記錄層4吸收光量的光學(xué)功能和將記錄層4產(chǎn)生的熱量快速散去以快速冷卻使記錄層4易于成為非晶態(tài)的熱功能。另外，反射層8還具有保護包括記錄層4和介電層2和6的多層膜免受周圍環(huán)境影響的功能。作為反射層8的材料，例如可以使用導(dǎo)熱性高的單金屬材料如Al、Au、Ag、Cu等。反射層8可以用向選自上述金屬材料的一種或多種元素中加入一種或多種元素的材料制成，其目的是改善其抗?jié)裥院?或調(diào)節(jié)導(dǎo)熱性或光學(xué)特征(如光學(xué)反射系數(shù)、吸光率或光學(xué)透射率)。更具體地說，可以使用合金材料如Al-Cr、Al-Ti、Ag-Pd、Ag-Pd-Cu、Ag-Pd-Ti、Au-Cr等。這些材料都具有良好的耐蝕性和良好的快速冷卻功能。用兩層或多層形成反射層8時，也能夠達到相同的目的。反射層8的膜厚優(yōu)選是50-180nm，更優(yōu)選60-100nm。
粘結(jié)層9可以用高熱阻和高粘結(jié)性能的材料形成，如紫外線固化樹脂等。更具體地說，可以使用含丙烯酸酯樹脂或甲基丙烯酸酯樹脂作為主組分的光固化材料、含環(huán)氧樹脂作為主組分的材料、熱熔材料等。另外，如果需要，可以在形成粘結(jié)層9之前的反射層8表面上設(shè)置由紫外線固化樹脂制成的厚度為2-20μm的保護涂層。粘結(jié)層9的厚度優(yōu)選是15-40μm，更優(yōu)選20-35μm。
假基板10的作用是提高信息記錄介質(zhì)的機械強度，保護從第一介電層2至反射層8的多個疊層。假基板10的優(yōu)選材料與基板1的優(yōu)選材料相同。
盡管該實施方案的信息記錄介質(zhì)是具有單個記錄層的單側(cè)結(jié)構(gòu)圓盤，但是它可以具有兩個或多個記錄層，而不限于此結(jié)構(gòu)。
下面說明生產(chǎn)該實施方案的信息記錄介質(zhì)的方法。
該實施方案的信息記錄介質(zhì)的生產(chǎn)方法是將其上形成有導(dǎo)向槽(槽面120和陸地面121)的基板1放置在沉積裝置內(nèi)，在其上形成有導(dǎo)向槽的基板1表面上依次沉積第一介電層2(步驟“a”)，沉積記錄層4(步驟“b”)，沉積第二介電層6(步驟“c”)，沉積吸光調(diào)節(jié)層7(步驟“d”)，沉積反射層8(步驟“e”)，再在反射層8表面上形成粘結(jié)層9，然后粘結(jié)假基板10。注意除非特別指出，每一層的“表面”都表示沉積該層時暴露的表面(該表面垂直于厚度方向)。
首先進行步驟“a”在其上形成有導(dǎo)向槽的基板1表面上依次沉積第一介電層2。在Ar氣氛中用高頻電源通過濺射法進行步驟“a”。作為濺射氣體，可以根據(jù)待沉積的材料層使用Ar氣、或Ar氣與氧氣、氮氣、CH4氣等的混合氣體。
步驟“a”中使用的濺射目標(biāo)可以是含有下述物質(zhì)的濺射目標(biāo)由Sn和Ga組成的GM組中的至少一種元素的氧化物、由Si、Ta和Ti組成的GL組中的至少一種元素的碳化物，或者是還含有選自Zr和Hf的至少一種氧化物的濺射目標(biāo)。
如上所述，含有選自GM組中的一種或多種元素、選自GL組中的一種或多種元素、氧原子和碳原子的濺射目標(biāo)更具體地用式(5)MHOILJCK(atom％)表示。在該式中，元素M表示選自GM組中的至少一種元素，元素L表示選自GL組中的至少一種元素，H、I、J和K滿足關(guān)系式10≤H≤40，35≤I≤70，0＜J≤30，0＜K≤30，并且H+I+J+K＝100。還含有自由選自Zr和Hf的至少一種氧化物的濺射目標(biāo)可以提供的形式是下述物質(zhì)的混合物選自GM組的一種元素的氧化物、選自GL組的一種元素的碳化物，和自由的選自Zr或Hf的一種氧化物。更具體地說，用式(6)MHAPOILJCK(atom％)表示該材料，在該式中，元素M表示選自GM組的至少一種元素，元素A表示選自Zr和Hf的至少一種元素，元素L表示選自GL組的至少一種元素，H、P、I、J和K滿足關(guān)系式10≤H≤40，0＜P≤15，35≤I≤70，0＜J≤30，0＜K≤30，并且H+P+I+J+K＝100。
更優(yōu)選地是，在本發(fā)明的生產(chǎn)方法中使用的濺射目標(biāo)中，選自GM組的元素的氧化物含量是該混合物的50mol％或更多，更優(yōu)選50-95mol％。
上述含特定氧化物和碳化物的濺射目標(biāo)可以包括含下述物質(zhì)的材料選自SnO2和Ga2O3的至少一種氧化物和選自SiC、TaC和TiO的至少一種碳化物。更具體地說，用式(7)Dx(B)100-x(mol％)表示該材料。在該式中，元素D表示選自SnO2和Ga2O3的至少一種氧化物，元素B表示選自SiC、TaC和TiC的至少一種碳化物，x表示每一種化合物的混合比，滿足關(guān)系式50≤x≤95。用這種濺射目標(biāo)可以形成含式(3)表示材料的層。
式(7)表示的濺射目標(biāo)還可以含有選自ZrO2和HfO2中的至少一種氧化物，優(yōu)選含有用式(8)Dx(E)Y(B)100-x-Y(mol％)表示的材料。在該式中，元素D表示選自SnO2和Ga2O3中的至少一種氧化物，E表示選自ZrO2和HfO2中的至少一種氧化物，B表示選自SiC、TaC和TiC中的至少一種碳化物，X和Y滿足關(guān)系式50≤x≤95和0＜Y≤40。用這種濺射目標(biāo)可以形成含式(4)表示材料的層。
含上述材料的層除上述化合物外還可以含有其他第三組分，特別是可以含有百分之幾或更少的雜質(zhì)。還可以混合鄰近層的組成元素?？梢宰鳛榈谌M分含有的組分如上面的例子所述。
接下來進行步驟“b”，在第一介電層2表面上沉積記錄層4。步驟“b”也用濺射法進行。在Ar氣氛或Ar氣與N2氣的混合氣氛中用直流電源進行濺射法。與步驟“a”類似，可以根據(jù)目的使用其他氣體。濺射目標(biāo)可以含有選自Ge-Sb-Te、Ge-Sn-Sb-Te、Ge-Bi-Te、Ge-Sn-Bi-Te、Ge-Sb-Bi-Te、Ge-Sn-Sb-Bi-Te、Ag-In-Sb-Te和Sb-Te的任何一種材料。沉積后的記錄層4為非晶態(tài)。
接下來進行步驟“c”，在記錄層4表面上沉積第二介電層6。用與步驟“a”相同的方式進行步驟“c”。可以用含與第一介電層2相同的化合物但混合比不同的濺射目標(biāo)或者用含不同于第一介電層2的氧化物和/或碳化物的濺射目標(biāo)形成第二介電層6。例如，可以用SnO2-ZrO2-SiC的混合材料形成第一介電層2，用SnO2-Ga2O3-TaC的混合材料形成第二介電層6。用這種方法，根據(jù)所需功能優(yōu)化其含有的氧化物和碳化物的類型和/或其混合比，可以形成第一介電層2和第二介電層6。
接下來進行步驟“d”，在第二介電層6表面上沉積吸光調(diào)節(jié)層7。在步驟“d”中，用直流電源或高頻電源濺射。使用的濺射目標(biāo)可以選自非晶相Ge合金如Ge-Cr、Ge-Mo等，非晶相Si合金如Si-Cr、Si-Mo、Si-W等，碲化合物，晶體金屬如Ti、Zr、Nb、Ta、Cr、Mo、W、SnTe、PbTe等，晶體金屬、半金屬和半導(dǎo)體材料。濺射法通常在Ar氣氛中進行。
接下來進行步驟“e”，在吸光調(diào)節(jié)層7表面上沉積反射層8。步驟“e”用濺射法進行。在Ar氣氛中用直流電源或高頻電源進行濺射法。使用的濺射目標(biāo)可以含有合金材料如Al-Cr、Al-Ti、Ag-Pd、Ag-Pd-Cu、Ag-Pd-Ti、Au-Cr等。
如上所述，步驟“a”-“e”都是濺射法。因此，可以在一個濺射裝置中通過依次改變?yōu)R射目標(biāo)而連續(xù)進行步驟“a”-“e”。另外，可以用不同的濺射裝置進行步驟“a”-“e”。
沉積反射層8后，將其上依次沉積有第一介電層2至反射層8的基板1從濺射裝置中取出。然后，例如用旋涂法將紫外線固化樹脂涂布在反射層8的表面上。使假基板10與涂布的紫外線固化樹脂緊密接觸，從假基板10的一側(cè)應(yīng)用紫外線，將樹脂固化，從而完成粘結(jié)步驟。
完成粘結(jié)步驟后，如果需要，進行初始化步驟。初始化步驟是例如用半導(dǎo)體激光器發(fā)射的激光束照射非晶態(tài)記錄層4以將記錄層4的溫度升高到結(jié)晶溫度或更高溫度將其結(jié)晶的步驟。初始化步驟可以在粘結(jié)步驟前進行。用這種方法依次進行步驟“a”-“e”、形成粘結(jié)層的步驟和粘結(jié)假基板10的步驟，以生產(chǎn)第一個實施方案的信息記錄介質(zhì)。
實施方案11作為本發(fā)明的第十一個實施方案，圖14示出該信息記錄介質(zhì)的部分橫截面圖。
如圖14所示，在該實施方案的信息記錄介質(zhì)具有的結(jié)構(gòu)中，在基板1表面上依次形成第一介電層102、第一界面層103、記錄層4、第二介電層6、吸光調(diào)節(jié)層7和反射層8，利用粘結(jié)層9將假基板10再粘結(jié)在反射層8上。該實施方案中的信息記錄介質(zhì)與圖12所示的傳統(tǒng)信息記錄介質(zhì)的不同之處是在記錄層4和第二介電層6之間沒有界面層。另外，其與圖13所示的信息記錄介質(zhì)的不同之處是在基板1和記錄層4之間依次設(shè)置第一介電層102和第一界面層103。在該實施方案中，第二介電層6是用與第十個實施方案中的信息記錄介質(zhì)的第一和第二介電層相同的氧化物-碳化物體系材料層制成的。另外，圖14中與圖13中相同的數(shù)字表示具有相同功能的結(jié)構(gòu)件，它們是用與參考圖14所述的相同材料通過相同方法形成的。因此，對已經(jīng)參考圖14描述的結(jié)構(gòu)件不再詳述。
在該實施方案的信息記錄介質(zhì)中，第一介電層102是用構(gòu)成傳統(tǒng)信息記錄介質(zhì)的介電層所用的材料(ZnS-20mol％SiO2)制成的。因此，設(shè)置界面層103是為了防止由于重復(fù)記錄而可能發(fā)生在第一介電層102和記錄層4之間的物質(zhì)傳遞。至于界面層103的優(yōu)選材料和厚度，例如優(yōu)選使用混合材料如ZrO2-SiO2-Cr2O3或Ge-Cr，厚度為1-10nm，更優(yōu)選2-7nm。如果界面層很厚，則在基板1表面上形成的從第一介電層102至反射層8的疊層的光學(xué)反射系數(shù)和吸收系數(shù)可能變化，從而影響記錄刪除性能。
下面描述生產(chǎn)該實施方案的信息記錄介質(zhì)的方法。在該實施方案中，在其上形成有導(dǎo)向槽的基板1表面上依次沉積第一介電層102(步驟“h”)，沉積第一界面層103(步驟“i”)，沉積記錄層4(步驟“b”)，沉積第二介電層6(步驟“c”)，沉積吸光調(diào)節(jié)層7(步驟“d”)，沉積反射層8(步驟“e”)，再在反射層8表面上形成粘結(jié)層9，然后粘結(jié)假基板10。步驟“b”、“c”、“d”和“e”都與第十個實施方案中所述的相同，這里不再詳述。在粘結(jié)假基板10的步驟完成后，如果需要，可以如第十個實施方案所述進行初始化步驟以獲得信息記錄介質(zhì)。
盡管前面已參照圖13和14在第十和第十一個實施方案中對本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)的實施方案進行了描述，這些實施方案是用激光束記錄和復(fù)制信息的信息記錄介質(zhì)，但是本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)不限于這些實施方案。本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)可以采用任何形式，用氧化物-碳化物體系材料層形成鄰近記錄層的介電層。即，不管在基板上形成各層的順序、記錄層的層數(shù)、記錄條件、記錄容量等，都可以使用本發(fā)明。另外，本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)適用于通過各種波長記錄信息。因此，本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)的結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)方法例如可以應(yīng)用于用波長為630-680nm的激光束記錄和復(fù)制信息的DVD-RAM或DVD-RW，或者用波長為400-450nm的激光束記錄和復(fù)制信息的大容量光盤。
實施方案12作為第十二個實施方案，下面描述用電能記錄和復(fù)制信息的信息記錄介質(zhì)的一個例子。圖15示出該實施方案的信息記錄介質(zhì)的透視圖。
如圖15所示，該實施方案的信息記錄介質(zhì)是一種存儲器，在其具有的結(jié)構(gòu)中，在基板211表面上依次形成下部電極212、記錄部分213和上部電極214。存儲器的記錄部分213具有的結(jié)構(gòu)包括圓柱狀記錄層215和環(huán)繞記錄層215的介電層216。與第十和第十一個實施方案中參考圖13和14描述的信息記錄介質(zhì)相反，在這種形式的存儲器中，記錄層215和介電層216形成在同一表面上，而不是層疊關(guān)系。但是，在存儲器中，記錄層215和介電層216都構(gòu)成了包括基板211、下部電極212和上部電極214的疊層的一部分，因此，它們都可以稱為“層”。因此，本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)包括具有排列在同一表面上的記錄層和介電層的實施方案。
作為基板211的更具體的例子有半導(dǎo)體基板如Si基板，由聚碳酸酯、丙烯酸樹脂等制成的基板，絕緣基板如SiO2基板或Al2O3基板。下部電極212和上部電極214用合適的導(dǎo)電材料制成。例如，通過濺射金屬如Au、Ag、Pt、Al、Ti、W、Cr等或其混合物可以形成下部電極212和上部電極214。
構(gòu)成記錄部分213的記錄層215用施加電能時能夠產(chǎn)生相變的材料制成，記錄層215可以稱為記錄部分213中的相變部分。用施加電能時產(chǎn)生的焦耳熱能夠在晶相和非晶相之間變化的材料制成記錄層215。記錄層215的材料例如可以是Ge-Sb-Te、Ge-Sn-Sb-Te、Ge-Bi-Te、Ge-Sn-Bi-Te、Ge-Sb-Bi-Te和Ge-Sn-Sb-Bi-Te體系的材料。更具體地說，例如可以使用GeTe-Sb2Te3體系的材料或GeTe-Bi2Te3體系的材料。
構(gòu)成記錄部分213的介電層216的作用是防止由于在上部電極214和下部電極212之間施加電壓而使記錄層215中的電流泄漏到周邊部分，使記錄層215電絕緣和絕熱。因此，介電層216也稱為絕熱部分。介電層216是用氧化物-碳化物體系材料層形成的。更具體地說，它是含有式(1)-(4)表示的材料的層。優(yōu)選將這些材料應(yīng)用于介電層216，因為它們具有高熔點、即使加熱這些材料層中的原子也難以擴散并且導(dǎo)熱性低。
用下面實施例中的操作方法詳述該實施方案。
實施例A用下面實施例中的操作方法詳述本發(fā)明的實施方案。
實施例A-1作為第一個實施例，生產(chǎn)圖1所示的信息記錄介質(zhì)15，然后研究第二介電層106的材料和信息層16的記錄靈敏性及重復(fù)重寫性能之間的關(guān)系。更具體地說，制造的信息記錄介質(zhì)15的樣品具有不同材料的信息層16的第二介電層106。然后測定信息層16的記錄靈敏性和重復(fù)重寫性能。
用下述方法制造樣品。首先制備聚碳酸酯基板作為基板14(直徑為120mm，厚度為1.1mm)，其上形成用于引導(dǎo)激光束11的導(dǎo)向槽(深度為20nm，磁道間距為0.32μm)。然后用濺射法在聚碳酸酯基板上依次形成沉積作為反射層108的Ag-Pd-Cu層(厚度為80nm)、第二介電層106(厚度為10-20nm)、作為記錄層104的Ge28Sn3Bi2Te34層(厚度為10nm)、作為第一界面層103的(ZrO2)50(Cr2O3)50層(厚度為5nm)、作為第一介電層102的(ZnS)80(SiO2)20層(厚度為60nm)。
最后將紫外線固化樹脂涂布在第一介電層102上，使聚碳酸酯薄片(直徑為120mm，厚度為90μm)與第一介電層102密切接觸，然后使其旋轉(zhuǎn)，形成均勻的樹脂層。然后用紫外線將樹脂固化，以形成厚度為100μm的透明層13。然后進行初始化步驟，以用激光束結(jié)晶記錄層104。用這種方法生產(chǎn)具有不同材料的第二介電層106的多個樣品。
至于用上述方法得到的這些樣品，用圖7所示的記錄和復(fù)制裝置38測定信息記錄介質(zhì)15的信息層16的記錄靈敏性和重復(fù)重寫性能。在這種情況下，將激光束11的波長設(shè)定為405nm，物鏡34的數(shù)值孔徑NA設(shè)定為0.85，測定過程中樣品的線速度設(shè)定為4.9m/s和9.8m/s，最短印記長度(2T)設(shè)定為0.149μm。另外，信息記錄在溝槽中。
表1示出當(dāng)線速度為4.9m/s(1X)時對信息記錄介質(zhì)15的信息層16的第二介電層106的材料的評價結(jié)果和信息層16的記錄靈敏性和重復(fù)重寫性能，表2示出當(dāng)線速度為9.8m/s(2X)時的情況。注意1X的記錄靈敏性小于5.2mW時用○表示，大于或等于5.2mW且小于6mW時用△表示，大于或等于6mW時用×表示。另外，2X的記錄靈敏性小于6mW時用○表示，大于或等于6mW且小于7mW時用△表示，大于或等于7mW時用×表示。再者，當(dāng)重復(fù)重寫次數(shù)大于或等于1000時，重復(fù)重寫性能用○表示，大于或等于500且小于1000時用△表示，小于500時用×表示。
表1

表2

從評價結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)對于將(ZnS)80(SiO2)20用于第二介電層106的樣品1-1，1X和2X的重復(fù)重寫性能不好，因為ZnS中含有的S擴散到記錄層中。另外還發(fā)現(xiàn)當(dāng)將用組成式(SnO2)1-x(SiC)x(mol％)表示的材料用于第二介電層106時，對于x＝0的樣品1-2，1X和2X的記錄靈敏性和1X的重復(fù)重寫性能稍差。另外還發(fā)現(xiàn)對于x＝70的樣品1-8，1X和2X的記錄靈敏性和2X的重復(fù)重寫性能稍差。另外還發(fā)現(xiàn)對于x＝100的樣品1-9，1X和2X的記錄靈敏性低。另外還發(fā)現(xiàn)對于0＜x≤50的樣品1-3至1-7，1X和2X的記錄靈敏性和重復(fù)重寫性能均好。另外還發(fā)現(xiàn)對于在SnO2-SiC中加入其他化合物的樣品1-10至1-26，1X和2X的記錄靈敏性和重復(fù)重寫性能均好。
實施例A-2作為第二個實施例A，生產(chǎn)圖3所示的信息記錄介質(zhì)24，然后研究第二介電層306的材料和第二信息層25的記錄靈敏性及重復(fù)重寫性能之間的關(guān)系。更具體地說，制造的信息記錄介質(zhì)24的樣品具有不同材料的第二介電層306的第二信息層25。然后測定第二信息層25的記錄靈敏性和重復(fù)重寫性能。
用下述方法制造樣品。首先制備聚碳酸酯基板作為基板14(直徑為120mm，厚度為1.1mm)，其上形成用于引導(dǎo)激光束11的導(dǎo)向槽(深度為20nm，磁道間距為0.32μm)。然后用濺射法在聚碳酸酯基板上依次沉積作為第二反射層208的Ag-Pd-Cu層(厚度為80nm)、第二介電層306(厚度為10-20nm)、作為第二記錄層304的Ge28Sn3Bi2Te34層(厚度為10nm)、作為第一界面層303的(ZrO2)50(Cr2O3)50層(厚度為5nm)、作為第一介電層302的(ZnS)80(SiO2)20層(厚度為60nm)。
然后將紫外線固化樹脂涂布在第一介電層302上，將其上形成有導(dǎo)向槽(深度為20nm，磁道間距為0.32μm)的基板置于其上，使其相互緊密接觸并旋轉(zhuǎn)，形成均勻的樹脂層。然后將樹脂固化，然后除去基板。用該方法形成厚度為25μm的光學(xué)分離層17，并且在靠近第一信息層23的一側(cè)上形成用于引導(dǎo)激光束11的導(dǎo)向槽。
然后用濺射法在光學(xué)分離層17上依次沉積作為透射率調(diào)節(jié)層209的TiO2層(厚度為20nm)、作為第一反射層208的Ag-Pd-Cu層(厚度為10nm)、作為第四界面層205的(ZrO2)25(SiO2)25(Ga2O3)50層(厚度為10nm)、作為第一記錄層204的Ge28Sn3Bi2Te34層(厚度為6nm)、作為第三界面層203的(ZrO2)25(SiO2)25(Cr2O3)50層(厚度為5nm)和作為第三介電層202的(ZnS)80(SiO2)20層(厚度為40nm)。
最后將紫外線固化樹脂涂布在第三介電層202上，使聚碳酸酯薄片(直徑為120mm，厚度為65μm)與第三介電層202密切接觸，然后使其旋轉(zhuǎn)，形成均勻的樹脂層。然后用紫外線將樹脂固化，以形成厚度為75μm的透明層13。然后進行初始化步驟，以用激光束結(jié)晶第二記錄層304和第一記錄層204。用這種方法生產(chǎn)具有不同材料的第二介電層306的多個樣品。
至于用上述方法得到的這些樣品，用圖7所示的記錄和復(fù)制裝置38測定信息記錄介質(zhì)24的第二信息層25的記錄靈敏性和重復(fù)重寫性能。在這種情況下，將激光束11的波長設(shè)定為405nm，物鏡34的數(shù)值孔徑NA設(shè)定為0.85，測定過程中樣品的線速度設(shè)定為4.9m/s和9.8m/s，最短印記長度(2T)設(shè)定為0.149μm。另外，信息記錄在溝槽中。
表3示出當(dāng)線速度為4.9m/s(1X)時對信息記錄介質(zhì)24的第二信息層25的第二介電層306的材料的評價結(jié)果和第二信息層25的記錄靈敏性和重復(fù)重寫性能，表4示出當(dāng)線速度為9.8m/s(2X)時的情況。注意1X的記錄靈敏性小于10.4mW時用○表示，大于或等于10.4mW且小于12mW時用△表示，大于或等于12mW時用×表示。另外，2X的記錄靈敏性小于12mW時用○表示，大于或等于12mW且小于14mW時用△表示，大于或等于14mW時用×表示。再者，當(dāng)重復(fù)重寫次數(shù)大于或等于1000時，重復(fù)重寫性能用○表示，大于或等于500且小于1000時用△表示，小于500時用×表示。
表3

表4

從評價結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)對于將(ZnS)80(SiO2)20用于第二介電層306的樣品2-1，1X和2X的重復(fù)重寫性能不好，因為ZnS中含有的硫擴散到記錄層中。另外還發(fā)現(xiàn)當(dāng)將用組成式(SnO2)1-x(SiC)x(mol％)表示的材料用于第二介電層306時，對于x＝0的樣品2-2，1X和2X的記錄靈敏性和1X的重復(fù)重寫性能稍差。另外還發(fā)現(xiàn)對于x＝70的樣品2-8，1X和2X的記錄靈敏性和2X的重復(fù)重寫性能稍差。另外還發(fā)現(xiàn)對于x＝100的樣品2-9，1X和2X的記錄靈敏性低。另外還發(fā)現(xiàn)對于0＜x≤50的樣品2-3至2-7，1X和2X的記錄靈敏性和重復(fù)重寫性能均好。另外還發(fā)現(xiàn)對于在SnO2-SiC中加入其他化合物的樣品2-10至2-26，1X和2X的記錄靈敏性和重復(fù)重寫性能均好。
實施例A-3當(dāng)在第一個實施例A中排列第二界面層105時，信息記錄介質(zhì)15的信息層16的重復(fù)重寫次數(shù)得到改善。同樣，當(dāng)在實施例A-2中排列第二界面層305時，信息記錄介質(zhì)24的第二信息層25的重復(fù)重寫次數(shù)得到改善。注意我們發(fā)現(xiàn)，第二界面層105和第二界面層305優(yōu)選用含選自Zr、Hf、Y和Si的至少一種元素和選自Ga和Cr的至少一種元素和O的材料制成。在這種情況下還發(fā)現(xiàn)，它們優(yōu)選用含選自ZrO2、HfO2、Y2O3和SiO2的至少一種氧化物和選自Ga2O3和Cr2O3的至少一種氧化物的材料制成。
實施例A-4作為第四個實施例A，生產(chǎn)圖3所示的信息記錄介質(zhì)24，然后研究第四介電層206的材料和第一信息層23的記錄靈敏性及重復(fù)重寫性能之間的關(guān)系。更具體地說，制造的信息記錄介質(zhì)24的樣品具有不同材料的第四介電層206的第一信息層23。然后測定第一信息層23的記錄靈敏性和重復(fù)重寫性能。
用下述方法制造樣品。首先制備聚碳酸酯基板作為基板14(直徑為120mm，厚度為1.1mm)，其上形成用于引導(dǎo)激光束11的導(dǎo)向槽(深度為20nm，磁道間距為0.32μm)。然后用濺射法在聚碳酸酯基板上依次沉積作為第二反射層308的Ag-Pd-Cu層(厚度為80nm)、作為第二介電層306的(SnO2)80(SiC)20層(厚度為15nm)、作為第二界面層305的(ZrO2)25(SiO2)25(Ga2O3)50層(厚度為5nm)、作為第二記錄層304的Ge28Sn3Bi2Te34層(厚度為10nm)、作為第一界面層303的(ZrO2)25(SiO2)25(Cr2O3)50層(厚度為5nm)、作為第一介電層302的(ZnS)80(SiO2)20層(厚度為60nm)。
然后將紫外線固化樹脂涂布在第一介電層302上，將其上形成有導(dǎo)向槽(深度為20nm，磁道間距為0.32μm)的基板置于其上，使其相互緊密接觸并旋轉(zhuǎn)，形成均勻的樹脂層。然后將樹脂固化，然后除去基板。用該方法形成厚度為25μm的光學(xué)分離層17，并且在靠近第一信息層23的一側(cè)上形成用于引導(dǎo)激光束11的導(dǎo)向槽。
然后用濺射法在光學(xué)分離層17上依次沉積作為透射率調(diào)節(jié)層209的TiO2層(厚度為20nm)、作為第一反射層208的Ag-Pd-Cu層(厚度為10nm)、作為第四界面層205的(ZrO2)25(SiO2)25(Ga2O3)50層(厚度為10nm)、作為第一記錄層204的Ge28Sn3Bi2Te34層(厚度為6nm)、作為第三界面層203的(ZrO2)25(SiO2)25(Cr2O3)50層(厚度為5nm)和作為第三介電層202的(ZnS)80(SiO2)20層(厚度為40nm)。
最后將紫外線固化樹脂涂布在第三介電層202上，使聚碳酸酯薄片(直徑為120mm，厚度為65μm)與第三介電層202密切接觸，然后使其旋轉(zhuǎn)，形成均勻的樹脂層。然后用紫外線將樹脂固化，以形成厚度為75μm的透明層13。然后進行初始化步驟，以用激光束結(jié)晶第二記錄層304和第一記錄層204。用這種方法生產(chǎn)具有不同材料的第四介電層206的多個樣品。
至于用上述方法得到的這些樣品，用圖7所示的記錄和復(fù)制裝置38測定信息記錄介質(zhì)24的第一信息層23的記錄靈敏性和重復(fù)重寫性能。在這種情況下，將激光束11的波長設(shè)定為405nm，物鏡34的數(shù)值孔徑NA設(shè)定為0.85，測定過程中樣品的線速度設(shè)定為4.9m/s和9.8m/s，最短印記長度(2T)設(shè)定為0.149μm。另外，信息記錄在溝槽中。
表5示出當(dāng)線速度為4.9m/s(1X)時對信息記錄介質(zhì)24的第一信息層23的第四介電層206的材料的評價結(jié)果和第一信息層23的記錄靈敏性和重復(fù)重寫性能，表6示出當(dāng)線速度為9.8m/s(2X)時的情況。注意1X的記錄靈敏性小于10.4mW時用○表示，大于或等于10.4mW且小于12mW時用△表示，大于或等于12mW時用×表示。另外，2X的記錄靈敏性小于12mW時用○表示，大于或等于12mW且小于14mW時用△表示，大于或等于14mW時用×表示。再者，當(dāng)重復(fù)重寫次數(shù)大于或等于1000時，重復(fù)重寫性能用○表示，大于或等于500且小于1000時用△表示，小于500時用×表示。
表5

表6

從評價結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)對于將(ZnS)80(SiO2)20用于第四介電層206的樣品3-1，1X和2X的重復(fù)重寫性能不好，因為ZnS中含有的硫擴散到記錄層中。另外還發(fā)現(xiàn)當(dāng)將用組成式(SnO2)1-x(SiC)x(mol％)表示的材料用于第四介電層206時，對于x＝0的樣品3-2，1X和2X的記錄靈敏性和1X的重復(fù)重寫性能稍差。另外還發(fā)現(xiàn)對于x＝70的樣品3-8，1X和2X的記錄靈敏性和2X的重復(fù)重寫性能稍差。另外還發(fā)現(xiàn)對于x＝100的樣品3-9，1X和2X的記錄靈敏性低。另外還發(fā)現(xiàn)對于0＜x≤50的樣品3-3至3-7，1X和2X的記錄靈敏性和重復(fù)重寫性能均好。另外還發(fā)現(xiàn)對于在SnO2-SiC中加入其他化合物的樣品3-10至3-26，1X和2X的記錄靈敏性和重復(fù)重寫性能均好。
實施例A-5作為第五個實施例A，生產(chǎn)圖4所示的信息記錄介質(zhì)29，然后進行與第一個實施例A相同的試驗。
用下述方法制造樣品。首先制備聚碳酸酯基板作為基板26(直徑為120mm，厚度為0.6mm)，其上形成用于引導(dǎo)激光束11的導(dǎo)向槽(深度為40nm，磁道間距為0.344μm)。然后用濺射法在聚碳酸酯基板上依次沉積作為第一介電層102的(ZnS)80(SiO2)20層(厚度為60nm)、作為第一界面層103的(ZrO2)50(Cr2O3)50層(厚度為5nm)、作為記錄層104的Ge28Sn3Bi2Te34層(厚度為10nm)、第二介電層106(厚度為10-20nm)、作為反射層108的Ag-Pd-Cu層(厚度為80nm)。
然后將紫外線固化樹脂涂布在假基板28上，使基板26的反射層108與假基板28緊密接觸并旋轉(zhuǎn)，形成均勻的樹脂層(厚度為20μm)。然后用紫外線將樹脂固化，以利用粘結(jié)層27使基板26和假基板28相互粘結(jié)。最后進行初始化步驟，以用激光束結(jié)晶記錄層104的整個表面。
至于用上述方法得到的這些樣品，用與第一個實施例A相同的方法測定信息記錄介質(zhì)29的信息層16的記錄靈敏性和重復(fù)重寫性能。在這種情況下，將激光束11的波長設(shè)定為405nm，物鏡34的數(shù)值孔徑NA設(shè)定為0.65，測定過程中樣品的線速度設(shè)定為8.6m/s和17.2m/s，最短印記長度設(shè)定為0.294μm。另外，信息記錄在溝槽中。
結(jié)果發(fā)現(xiàn)與第一個實施例A類似，當(dāng)將(ZnS)80(SiO2)20用于第二介電層106時，1X和2X的重復(fù)重寫性能不好，因為ZnS中含有的硫擴散到記錄層中。另外還發(fā)現(xiàn)當(dāng)將用組成式(SnO2)1-x(SiC)x(mol％)表示的材料用于第二介電層106時，使用0＜x≤50的材料時，1X和2X的記錄靈敏性和重復(fù)重寫性能均好。另外還發(fā)現(xiàn)當(dāng)在SnO2-SiC中加入其他化合物時，1X和2X的記錄靈敏性和重復(fù)重寫性能也均好。
實施例A-6作為第六個實施例A，生產(chǎn)圖6所示的信息記錄介質(zhì)32，然后進行與第二個實施例A相同的試驗。
用下述方法制造樣品。首先制備聚碳酸酯基板作為基板26(直徑為120mm，厚度為0.6mm)，其上形成用于引導(dǎo)激光束11的導(dǎo)向槽(深度為40nm，磁道間距為0.344μm)。然后用濺射法在聚碳酸酯基板上依次沉積作為第三介電層202的(ZnS)80(SiO2)20層(厚度為40nm)、作為第三界面層203的(ZrO2)25(SnO2)25(Cr2O3)50層(厚度為5nm)、作為第一記錄層204的Ge28Sn3Bi2Te34層(厚度為6nm)、作為第四界面層205的(ZrO2)25(SiO2)25(Ga2O3)50層(厚度為10nm)、作為第一反射層208的Ag-Pd-Cu層(厚度為10nm)和作為透射率調(diào)節(jié)層209的TiO2層(厚度為20nm)。
另外制備聚碳酸酯基板作為基板30(直徑為120mm，厚度為0.58mm)，其上形成用于引導(dǎo)激光束11的導(dǎo)向槽(深度為40nm，磁道間距為0.344μm)。然后用濺射法在聚碳酸酯基板上依次沉積作為第二反射層208的Ag-Pd-Cu層(厚度為80nm)、第二介電層306(厚度為10-20nm)、作為第二記錄層304的Ge28Sn3Bi2Te34層(厚度為10nm)、作為第一界面層303的(ZrO2)50(Cr2O3)50層(厚度為5nm)和作為第一介電層302的(ZnS)80(SiO2)20層(厚度為60nm)。
然后將紫外線固化樹脂涂布在基板30的第一介電層302上，使基板26的透射率調(diào)節(jié)層209與基板30緊密接觸并旋轉(zhuǎn)，形成均勻的樹脂層(厚度為20μm)。然后用紫外線將樹脂固化，以利用粘結(jié)層27使基板26和基板30相互粘結(jié)。最后進行初始化步驟，以用激光束結(jié)晶第二記錄層304和第一記錄層204的整個表面。
至于用上述方法得到的這些樣品，用與第二個實施例A相同的方法測定信息記錄介質(zhì)32的第二信息層25的記錄靈敏性和重復(fù)重寫性能。在這種情況下，將激光束11的波長設(shè)定為405nm，物鏡34的數(shù)值孔徑NA設(shè)定為0.65，測定過程中樣品的線速度設(shè)定為8.6m/s和17.2m/s，最短印記長度設(shè)定為0.294μm。另外，信息記錄在溝槽中。
結(jié)果發(fā)現(xiàn)與第二個實施例A類似，當(dāng)將(ZnS)80(SiO2)20用于第二介電層306時，1X和2X的重復(fù)重寫性能不好，因為ZnS中含有的硫擴散到記錄層中。另外還發(fā)現(xiàn)當(dāng)將用組成式(SnO2)1-x(SiC)x(mol％)表示的材料用于第二介電層306時，使用0＜x≤50的材料時，1X和2X的記錄靈敏性和重復(fù)重寫性能均好。另外還發(fā)現(xiàn)當(dāng)在SnO2-SiC中加入其他化合物時，1X和2X的記錄靈敏性和重復(fù)重寫性能也均好。
實施例A-7當(dāng)在第五個實施例A中排列第二界面層105時，信息記錄介質(zhì)29的信息層16的重復(fù)重寫次數(shù)得到改善。同樣，當(dāng)在實施例A-6中排列第二界面層305時，信息記錄介質(zhì)32的第二信息層25的重復(fù)重寫次數(shù)得到改善。注意我們發(fā)現(xiàn)，第二界面層105和第二界面層305優(yōu)選用含選自Zr、Hf、Y和Si的至少一種元素和選自Ga和Cr的至少一種元素和O的材料制成。在這種情況下還發(fā)現(xiàn)，它們優(yōu)選用含選自ZrO2、HfO2、Y2O3和SiO2的至少一種氧化物和選自Ga2O3和Cr2O3的至少一種氧化物的材料制成。
實施例A-8作為第八個實施例A，生產(chǎn)圖6所示的信息記錄介質(zhì)32，然后進行與第四個實施例A相同的試驗。
用下述方法制造樣品。首先制備聚碳酸酯基板作為基板26(直徑為120mm，厚度為0.6mm)，其上形成用于引導(dǎo)激光束11的導(dǎo)向槽(深度為40nm，磁道間距為0.344μm)。然后用濺射法在聚碳酸酯基板上依次沉積作為第三介電層202的(ZnS)80(SiO2)20層(厚度為40nm)、作為第三界面層203的(ZrO2)25(SnO2)25(Cr2O3)50層(厚度為5nm)、作為第一記錄層204的Ge28Sn3Bi2Te34層(厚度為6nm)、作為第四界面層205的(ZrO2)25(SiO2)25(Ga2O3)50層(厚度為5nm)、第四介電層206(厚度為5nm)、作為第一反射層208的Ag-Pd-Cu層(厚度為10nm)和作為透射率調(diào)節(jié)層209的TiO2層(厚度為20nm)。
另外制備聚碳酸酯基板作為基板30(直徑為120mm，厚度為0.58mm)，其上形成用于引導(dǎo)激光束11的導(dǎo)向槽(深度為40nm，磁道間距為0.344μm)。然后用濺射法在聚碳酸酯基板上依次沉積作為第二反射層308的Ag-Pd-Cu層(厚度為80nm)、作為第二介電層306的(SnO2)80(SiC)20層(厚度為15nm)、作為第二界面層305的(ZrO2)25(SiO2)25(Ga2O3)50層(厚度為5nm)、作為第二記錄層304的Ge28Sn3Bi2Te34層(厚度為10nm)、作為第一界面層303的(ZrO2)25(SiO2)25(Cr2O3)50層(厚度為5nm)和作為第一介電層302的(ZnS)80(SiO2)20層(厚度為60nm)。
然后將紫外線固化樹脂涂布在基板30的第一介電層302上，使基板26的透射率調(diào)節(jié)層209與基板30緊密接觸并旋轉(zhuǎn)，形成均勻的樹脂層(厚度為20μm)。然后用紫外線將樹脂固化，以利用粘結(jié)層27使基板26和基板30相互粘結(jié)。最后進行初始化步驟，以用激光束結(jié)晶第二記錄層304和第一記錄層204的整個表面。
至于用上述方法得到的這些樣品，用與第四個實施例A相同的方法測定信息記錄介質(zhì)32的第一信息層23的記錄靈敏性和重復(fù)重寫性能。在這種情況下，將激光束11的波長設(shè)定為405nm，物鏡34的數(shù)值孔徑NA設(shè)定為0.65，測定過程中樣品的線速度設(shè)定為8.6m/s和17.2m/s，最短印記長度設(shè)定為0.294μm。另外，信息記錄在溝槽中。
結(jié)果發(fā)現(xiàn)與第四個實施例A類似，當(dāng)將(ZnS)80(SiO2)20用于第四介電層206時，1X和2X的重復(fù)重寫性能不好，因為ZnS中含有的硫擴散到記錄層中。另外還發(fā)現(xiàn)當(dāng)將用組成式(SnO2)1-x(SiC)x(mol％)表示的材料用于第四介電層206時，使用0＜x≤50的材料時，1X和2X的記錄靈敏性和重復(fù)重寫性能均好。另外還發(fā)現(xiàn)當(dāng)在SnO2-SiC中加入其他化合物時，1X和2X的記錄靈敏性和重復(fù)重寫性能也均好。
實施例A-9在第一個實施例A至第八個實施例A中，將用(Ge-Sn)Te、GeTe-Sb2Te3、(Ge-Sn)Te-Sb2Te3、GeTe-Bi2Te3、(Ge-Sn)Te-Bi2Te3、GeTe-(Sb-Bi)2Te3和(Ge-Sn)Te-(Sb-Bi)2Te3中的一個組成式表示的材料用于記錄層104或第二記錄層304。結(jié)果得到相同的結(jié)論。
實施例A-10作為第十個實施例A，生產(chǎn)圖8所示的電信息記錄介質(zhì)44。然后檢測由于施加電流造成的相變。
制備在其上進行氮化處理的Si基板作為基板39。然后用濺射法在基板上依次沉積面積為6μm×6μm、厚度為0.1μm的作為下部電極40的Pt層，面積為4.5μm×5μm、厚度為0.01μm的作為第一介電層401的(SnO2)80(SiC)20層，面積為5μm×5μm、厚度為0.1μm的作為第一記錄層41的Ge22Bi2Te25層，面積為5μm×5μm、厚度為0.01μm的作為第二記錄層42的Sb70Te25Ge5層，面積為4.5μm×5μm、厚度為0.01μm的作為第二介電層402的(SnO2)80(SiC)20層，面積為5μm×5μm、厚度為0.1μm的作為上部電極43的Pt層。第一介電層401和第二介電層402都是絕緣體。因此，為了給第一記錄層41和第二記錄層42供應(yīng)電流，第一介電層401和第二介電層402的形成面積小于第一記錄層41和第二記錄層42，以保證有能夠使下部電極40、第一記錄層41、第二記錄層42和上部電極43接觸的部分。
然后將Au導(dǎo)線粘結(jié)在下部電極40和上部電極43上，利用應(yīng)用部分45使電信息記錄和復(fù)制裝置50與電信息記錄介質(zhì)44連接。這種電信息記錄和復(fù)制裝置50能夠使脈沖電源48利用開關(guān)47連接在下部電極40和上部電極43之間，另外，用利用開關(guān)49連接在下部電極40和上部電極43之間的電阻測量儀46探測由于相變造成的第一記錄層41和第二記錄層42的電阻值的變化。
在本申請中，第一記錄層41的熔點Tm1是630℃，結(jié)晶溫度Tx1是170℃，結(jié)晶時間tx1是100ns。另外，第二記錄層42的熔點Tm2是550℃，結(jié)晶溫度Tx2是200℃，結(jié)晶時間tx2是50ns。另外，第一記錄層41非晶相時的電阻值ra1是500Ω，第一記錄層41晶相時的電阻值rc1是10Ω。第二記錄層42非晶相時的電阻值ra2是800Ω，第二記錄層42晶相時的電阻值rc2是20Ω。
當(dāng)?shù)谝挥涗泴?1和第二記錄層42均處于作為第一狀態(tài)的非晶相時，在下部電極40和上部電極43之間施加圖11所示的在記錄波形501中Ic1＝5mA且tc1＝150ns的電流脈沖。然后只有第一記錄層41從非晶相變成晶相(下面稱為第二狀態(tài))。另外，在第一狀態(tài)下，在下部電極40和上部電極43之間施加圖11所示的在記錄波形502中Ic2＝10mA且tc2＝100ns的電流脈沖。然后只有第二記錄層42從非晶相變成晶相(下面稱為第三狀態(tài))。另外，在第一狀態(tài)下，在下部電極40和上部電極43之間施加圖11所示的在記錄波形503中Ic2＝10mA且tc1＝150ns的電流脈沖。然后第一記錄層41和第二記錄層42均從非晶相變成晶相(下面稱為第四狀態(tài))。
接下來，當(dāng)?shù)谝挥涗泴?1和第二記錄層42均處于晶相和低電阻狀態(tài)的第四狀態(tài)時，在下部電極40和上部電極43之間施加圖11所示的在記錄波形504中Ia1＝20mA、Ic2＝10mA且tc2＝100ns的電流脈沖。結(jié)果，只有第一記錄層41從晶相變成非晶相(第三狀態(tài))。另外，在第四狀態(tài)下，在下部電極40和上部電極43之間施加圖11所示的在記錄波形505中Ia2＝15mA且ta2＝50ns的電流脈沖。結(jié)果，只有第二記錄層42從晶相變成非晶相(第二狀態(tài))。另外，在第四狀態(tài)下，在下部電極40和上部電極43之間施加圖11所示的在刪除波形506中Ia1＝20mA且ta1＝50ns的電流脈沖。結(jié)果，第一記錄層41和第二記錄層42均從晶相變成非晶相(第一狀態(tài))。
另外，在第二狀態(tài)或第三狀態(tài)下，施加圖11所示的在記錄波形503中Ic2＝10mA且tc1＝150ns的電流脈沖。結(jié)果，第一記錄層41和第二記錄層42均從非晶相變成晶相(第四狀態(tài))。另外，在第二狀態(tài)或第三狀態(tài)下，施加圖11所示的在刪除波形507中Ia1＝20mA、Ic2＝10mA、tc1＝150ns和ta1＝50ns的電流脈沖。結(jié)果，第一記錄層41和第二記錄層42均從晶相變成非晶相(第一狀態(tài))。另外，在第二狀態(tài)下，施加圖11所示的在記錄波形508中Ia1＝20mA、Ic2＝10mA、tc2＝100ns和ta1＝50ns的電流脈沖。結(jié)果，第一記錄層41從晶相變成非晶相，而第二記錄層42從非晶相變成晶相(第三狀態(tài))。另外，在第三狀態(tài)下，施加圖11所示的在記錄波形509中Ia2＝15mA、Ic1＝5mA、tc1＝150ns和ta2＝50ns的電流脈沖。結(jié)果，第一記錄層41從非晶相變成晶相，而第二記錄層42從晶相變成非晶相(第二狀態(tài))。
從上述結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)在圖8所示的電相變型信息記錄介質(zhì)44中，第一記錄層41和第二記錄層42中都可以在晶相和非晶相之間進行電可逆變化，從而得到四種狀態(tài)。第一狀態(tài)是第一記錄層41和第二記錄層42都是非晶相的狀態(tài)，第二狀態(tài)是第一記錄層41是晶相而第二記錄層42是非晶相的狀態(tài)，第三狀態(tài)是第一記錄層41是非晶相而第二記錄層42是晶相的狀態(tài)，第四狀態(tài)是第一記錄層41和第二記錄層42都是晶相的狀態(tài)。
另外還測定了電相變型信息記錄介質(zhì)44的重復(fù)重寫次數(shù)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)與不設(shè)置第一介電層401和第二介電層402的情況相比，其重復(fù)重寫次數(shù)改善十倍或更多。這是因為第一介電層401和第二介電層402分別抑制下部電極40和上部電極43向第一記錄層41和第二記錄層42的物質(zhì)傳遞。
實施例B下面詳述本發(fā)明。
首先是關(guān)于沉積本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)的介電層用的由氧化物-碳化物體系材料層制成的目標(biāo)，事先通過試驗檢驗公稱組成(即，目標(biāo)供應(yīng)商公開的組成)和分析組成之間的關(guān)系。
在該試驗中，用對應(yīng)于組成式(11)的公開公稱組成為(SnO2)40(Ga2O3)40(SiC)20(mol％)的濺射目標(biāo)作為例子。將濺射目標(biāo)磨成粉末，用X射線顯微分析儀法進行組成分析。結(jié)果得到的濺射目標(biāo)的分析組成是用元素比表示的組成式(原子％)。分析結(jié)果示于表7。表7還示出轉(zhuǎn)化組成，它是用公稱組成計算出的元素組成。
表7

如表7所示，分析組成基本與轉(zhuǎn)化組成相同。由該結(jié)果可以證實組成式(3)和(4)表示的濺射目標(biāo)的實際組成(即分析組成)基本上與通過計算確定的元素組成(即，轉(zhuǎn)化組成)相同，這意味著公稱組成是正確的。因此，在下面的實施例中用公稱組成(mol％)表示濺射目標(biāo)的組成。另外，如果將濺射目標(biāo)的公稱組成當(dāng)作用濺射目標(biāo)通過濺射法形成的氧化物-碳化物體系材料層的組成(mol％)，則應(yīng)當(dāng)認為沒有問題。因此，在下面的實施例中將用濺射目標(biāo)形成層的組成認為是濺射目標(biāo)的公開組成。
實施例B-1在第一個實施例中，在參考圖13所述的第十一個實施方案的信息記錄介質(zhì)中，用公稱組成表示為(SnO2)95(SiC)5(mol％)的濺射目標(biāo)形成第一介電層2和第二介電層6。第一介電層2和第二介電層6是用相同的材料制成的。下面說明生產(chǎn)該實施例的信息記錄介質(zhì)的方法。在下面的敘述中，使用與圖13中所述的結(jié)構(gòu)件相同的數(shù)字。
首先制備直徑為120mm、厚度為0.6mm的圓盤狀聚碳酸酯基板作為基板1，事先在基板1的一個表面上形成導(dǎo)向槽，導(dǎo)向槽的深度為56nm，磁道間距為0.615μm，磁道間距是槽表面中心與平行于基板1主表面的平面上陸地表面的距離。
在基板1上用濺射法依次沉積厚度為145nm的第一介電層2、厚度為8nm的記錄層4、厚度為45nm的第二介電層6、厚度為40nm的吸光調(diào)節(jié)層7和厚度為80nm的反射層8，濺射法將在后面說明。
用(SnO2)95(SiC)5(mol％)作為構(gòu)成第一介電層2和第二介電層6的材料。
在形成第一介電層2和第二介電層6的步驟中，將含上述材料的濺射目標(biāo)(直徑為100mm、厚度為6mm)附著在沉積裝置上，在0.13Pa壓力下進行高頻濺射沉積。
用下述方法進行形成記錄層4的步驟將由Ge-Sn-Sb-Te體系材料制成的濺射目標(biāo)(直徑為100mm、厚度為6mm)設(shè)置在沉積裝置上，在0.13Pa壓力下進行直流電濺射，Ge-Sn-Sb-Te體系材料是用Sn取代GeTe-Sb2Te3假二元體系組成中的一部分Ge得到的材料。記錄層的組成是Ge27Sn8Sb12Te53(原子％)。
用下述方法進行形成吸光調(diào)節(jié)層7的步驟將由組成為Ge80Cr20的材料制成的濺射目標(biāo)(直徑為100mm、厚度為6mm)設(shè)置在沉積裝置上，在約0.4Pa壓力下進行直流電濺射。
用下述方法進行形成反射層8的步驟將由Ag-Pd-Cu合金制成的濺射目標(biāo)(直徑為100mm、厚度為6mm)設(shè)置在沉積裝置上，在約0.4Pa壓力下進行直流電濺射。
形成反射層8后，將紫外線固化樹脂涂布在反射層8上。使直徑為120mm、厚度為0.6mm、由聚碳酸酯制成的假基板10與涂布的紫外線固化樹脂緊密接觸。然后用從假基板10一側(cè)入射的紫外線將樹脂固化，以使它們粘結(jié)。
上述粘結(jié)步驟完成后，用波長為810nm的半導(dǎo)體激光進行初始化步驟，使記錄層4結(jié)晶。當(dāng)初始化步驟完成后，就產(chǎn)生了信息記錄介質(zhì)。
實施例B-2用類似于第一個實施例B中信息記錄介質(zhì)的方法生產(chǎn)第二個實施例B的信息記錄介質(zhì)，只是用公稱組成為(SnO2)80(SiC)20(mol％)表示的濺射目標(biāo)沉積第一介電層2和第二介電層6。
實施例B-3用類似于第一個實施例B中信息記錄介質(zhì)的方法生產(chǎn)第三個實施例B的信息記錄介質(zhì)，只是用公稱組成為(SnO2)60(SiC)40(mol％)表示的濺射目標(biāo)沉積第一介電層2和第二介電層6。
實施例B-4用類似于第一個實施例B中信息記錄介質(zhì)的方法生產(chǎn)第四個實施例B的信息記錄介質(zhì)，只是用公稱組成為(SnO2)75(ZrO2)10(SiC)15(mol％)表示的濺射目標(biāo)沉積第一介電層2和第二介電層6。
實施例B-5用類似于第一個實施例B中信息記錄介質(zhì)的方法生產(chǎn)第五個實施例B的信息記錄介質(zhì)，只是用公稱組成為(SnO2)60(HfO2)20(SiC)20(mol％)表示的濺射目標(biāo)沉積第一介電層2和第二介電層6。
實施例B-6用類似于第一個實施例B中信息記錄介質(zhì)的方法生產(chǎn)第六個實施例B的信息記錄介質(zhì)，只是用公稱組成為(SnO2)50(ZrO2)40(SiC)10(mol％)表示的濺射目標(biāo)沉積第一介電層2和第二介電層6。
實施例B-7用類似于第一個實施例B中信息記錄介質(zhì)的方法生產(chǎn)第七個實施例B的信息記錄介質(zhì)，只是用公稱組成為(Ga2O3)80(SiC)20(mol％)表示的濺射目標(biāo)沉積第一介電層2和第二介電層6。
實施例B-8用類似于第一個實施例B中信息記錄介質(zhì)的方法生產(chǎn)第八個實施例B的信息記錄介質(zhì)，只是用公稱組成為(Ga2O3)70(ZrO2)15(TaC)15(mol％)表示的濺射目標(biāo)沉積第一介電層2和第二介電層6。
實施例B-9用類似于第一個實施例B中信息記錄介質(zhì)的方法生產(chǎn)第九個實施例B的信息記錄介質(zhì)，只是用公稱組成為(SnO2)60(Ga2O3)20(SiC)20(mol％)表示的濺射目標(biāo)沉積第一介電層2和第二介電層6。
實施例B-10用類似于第一個實施例B中信息記錄介質(zhì)的方法生產(chǎn)第十個實施例B的信息記錄介質(zhì)，只是用公稱組成為(SnO2)40(Ga2O3)40(SiC)20(mol％)表示的濺射目標(biāo)沉積第一介電層2和第二介電層6。
實施例B-11用類似于第一個實施例B中信息記錄介質(zhì)的方法生產(chǎn)第十一個實施例B的信息記錄介質(zhì)，只是用公稱組成為(SnO2)20(Ga2O3)60(SiC)20(mol％)表示的濺射目標(biāo)沉積第一介電層2和第二介電層6。
實施例B-12用類似于第一個實施例B中信息記錄介質(zhì)的方法生產(chǎn)第十二個實施例B的信息記錄介質(zhì)，只是用公稱組成為(SnO2)40(Ga2O3)40(ZrO2)10(TiC)10(mol％)表示的濺射目標(biāo)沉積第一介電層2和第二介電層6。
實施例B-13用類似于第一個實施例B中信息記錄介質(zhì)的方法生產(chǎn)第十三個實施例B的信息記錄介質(zhì)，只是用公稱組成為(SnO2)60(Ga2O3)20(ZrO2)5(SiC)15(mol％)表示的濺射目標(biāo)沉積第一介電層2和第二介電層6。
對比實施例1作為第一個對比實施例的信息記錄介質(zhì)，生產(chǎn)具有圖17所示結(jié)構(gòu)的信息記錄介質(zhì)。這里的第一介電層102和第二介電層106是用(ZnS)80(SiO2)20(mol％)表示的濺射目標(biāo)沉積的。另外，第一界面層103和第二界面層105是用ZrO2-SiO2-Cr2O3制成的，是厚度為5nm的層。
第一介電層102和第二介電層106是用(ZnS)80(SiO2)20(mol％)在0.13Pa的壓力下制成的濺射目標(biāo)(直徑為100mm、厚度為6mm)通過高頻濺射形成的。
第一界面層103和第二界面層105是將用組成為(ZnO2)25(SiO2)25(CrO2)50(mol％)的材料制成的濺射目標(biāo)(直徑為100mm、厚度為6mm)設(shè)置在沉積裝置上然后通過高頻濺射形成的。其他的吸光調(diào)節(jié)層7、反射層8以及與假基板10的粘結(jié)都與第一個實施例中的信息記錄介質(zhì)的情況相同。
對比實施例2用類似于第一個實施例B中信息記錄介質(zhì)的方法生產(chǎn)第二個對比實施例的信息記錄介質(zhì)，只是僅用公稱組成為SnO2表示的濺射目標(biāo)沉積第一介電層2和第二介電層6。
對比實施例3用類似于第一個實施例B中信息記錄介質(zhì)的方法生產(chǎn)第三個對比實施例的信息記錄介質(zhì)，只是僅用公稱組成為Ga2O3表示的濺射目標(biāo)沉積第一介電層2和第二介電層6。
對比實施例4用類似于第一個實施例B中信息記錄介質(zhì)的方法生產(chǎn)第四個對比實施例的信息記錄介質(zhì)，只是僅用公稱組成為SiC表示的濺射目標(biāo)沉積第一介電層2和第二介電層6。
對比實施例5用類似于第一個實施例B中信息記錄介質(zhì)的方法生產(chǎn)第五個對比實施例的信息記錄介質(zhì)，只是用公稱組成為(SnO2)50(Ga2O3)50(mol％)表示的濺射目標(biāo)沉積第一介電層2和第二介電層6。
對比實施例6用類似于第一個實施例B中信息記錄介質(zhì)的方法生產(chǎn)第六個對比實施例的信息記錄介質(zhì)，只是用公稱組成為(SnO2)80(ZrO2)20(mol％)表示的濺射目標(biāo)沉積第一介電層2和第二介電層6。
下面對上述第一至第十三個實施例和第一至第五個對比實施例的信息記錄介質(zhì)進行評價。下面說明評價方法。三項評價指標(biāo)為(1)介電層和記錄層之間的粘結(jié)性，(2)記錄靈敏性和(3)重寫性能。
首先對指標(biāo)(1)粘結(jié)性的評價方法是檢查在高溫高濕度條件下是否存在脫落現(xiàn)象。更具體地說，將初始化步驟后的信息記錄介質(zhì)在溫度為90℃、相對濕度為80％的室內(nèi)放置100小時，然后用光學(xué)顯微鏡檢查在記錄層4和介電層2和6之間的一個或多個界面處是否產(chǎn)生了脫落。
用記錄和復(fù)制評價裝置檢測最佳功率和在記錄功率下的重復(fù)重寫次數(shù)，以此評價指標(biāo)(2)記錄靈敏性和指標(biāo)(3)重寫性能。
用信息記錄系統(tǒng)對信息記錄介質(zhì)進行信號評價，信息記錄系統(tǒng)具有下述部件的普通結(jié)構(gòu)用于轉(zhuǎn)動信息記錄介質(zhì)的主軸馬達、具有用于發(fā)射激光束的半導(dǎo)體激光器和用于將激光束聚焦在信息記錄介質(zhì)記錄層4上的物鏡的光學(xué)頭。更具體地說，用波長為660nm的半導(dǎo)體激光器和數(shù)值孔徑為0.6的物鏡進行對應(yīng)于約4.7GB的記錄。在這種情況下，信息記錄介質(zhì)轉(zhuǎn)動的線速度設(shè)定為8.2m/s。另外，用時間間隔分析儀測定跳動值，以計算平均跳動值，這將在下面說明。
首先按下述程序設(shè)定最大功率(Pp)和偏移功率(Pb)，以確定測定重復(fù)次數(shù)的測試條件。利用上述系統(tǒng)，將激光束的功率在高能即最大功率(mW)和低功率即偏移功率(mW)之間調(diào)制，在信息記錄介質(zhì)上應(yīng)用激光束，在記錄層4相同的溝槽表面中對印記長度為0.42μm(3T)-1.96μm(14T)的隨機信號記錄十次(作為溝槽記錄)。然后測定前端的跳動值(記錄印記前端部分的跳動)和后端的跳動值(記錄印記后端部分的跳動)，計算其平均值作為平均跳動值。在最大功率變化而偏移功率保持恒定值的記錄條件下測定平均跳動值。逐漸升高最大功率，當(dāng)隨機信號的平均跳動值達到13％的數(shù)值時，將其值為最大功率1.3倍的功率確定為臨時Pp1。然后在偏移功率變化而最大功率固定為Pp1的記錄條件下測定平均跳動值。然后，當(dāng)隨機信號的平均跳動值變?yōu)?3％或更小的數(shù)值時，將偏移功率的上限值和下限值的平均值設(shè)為Pb。在最大功率變化而偏移功率固定為Pb的記錄條件下測定平均跳動值。逐漸升高最大功率，當(dāng)隨機信號的平均跳動值達到13％的數(shù)值時，將其值為最大功率1.3倍的功率設(shè)為Pp。當(dāng)在如上所述設(shè)置Pp和Pb的條件下進行記錄時，例如在十次重復(fù)記錄后得到8-9％的平均跳動值?？紤]到該系統(tǒng)中激光器功率的上限值，需要滿足關(guān)系式Pp≤14mW和Pb≤8mW。
在該實施例中根據(jù)平均跳動值確定重復(fù)次數(shù)。在信息記錄介質(zhì)上應(yīng)用在如上所述設(shè)定的Pp和Pb之間調(diào)制其功率的激光束，在相同的溝槽表面上對印記長度為0.42μm(3T)-1.96μm(14T)的隨機信號重復(fù)記錄預(yù)定次數(shù)(作為溝槽記錄)，然后測定平均跳動值。當(dāng)重復(fù)次數(shù)為1、2、3、5、10、100、200和500時，測定平均跳動值，從1000次數(shù)開始直至10000次數(shù)，每1000次測定一次平均跳動值。用平均跳動值達到13％時的重復(fù)次數(shù)評價重復(fù)重寫性能。重復(fù)次數(shù)越多，重復(fù)重寫性能越高。當(dāng)信息記錄介質(zhì)應(yīng)用圖像和聲音記錄時，重復(fù)次數(shù)優(yōu)選大于或等于10000次，更優(yōu)選大于或等于10000次。
表8

表8示出了第一至第十三個實施例和第一至第六個對比實施例的信息記錄介質(zhì)的(1)粘結(jié)性(2)記錄靈敏性和(3)重寫性能的評價結(jié)果。注意用于介電層材料的atom％同樣也用于第一至第十三個實施例和第二至第六個對比實施例的信息記錄介質(zhì)。這里用在上述高溫高濕度試驗后是否存在脫落現(xiàn)象作為粘結(jié)性的評價結(jié)果。記錄靈敏性示為最大功率，如果小于或等于14mW，則評價為好。另外，如果重復(fù)次數(shù)小于1000，則評價為×(差)，大于或等于1000且小于10000評價為△，大于或等于10000評價為○(好)。
從表8首先可以理解的是，如果介電層2和6的材料是SnO2、Ga2O3或SiC，則雖然記錄層4和介電層2和6之間的粘結(jié)性良好，但是記錄靈敏性不夠(見第二至第四個對比實施例)。另外，因為SiC本身導(dǎo)熱性良好，記錄熱能夠擴散，所以必須使功率大于評價光學(xué)拾波器的設(shè)定值。因此，不能精確評價記錄功率，也不能評價重寫性能。相反，像第一至第十三個實施例那樣，當(dāng)向由SnO2和Ga2O3組成的氧化物中自由加入本發(fā)明定義范圍內(nèi)的由SiC、TaC和TiC組成的碳化物或ZrO2或HfO2時，可以得到良好的記錄靈敏性和良好的重寫性能。
另外還可以證明考慮到記錄靈敏性和重寫性能之間的平衡，由SnO2和Ga2O組成的氧化物的比例優(yōu)選大于或等于50mol％。還可以證明考慮到記錄靈敏性，由SiC、TaC和TiC組成的碳化物的比例至少是5mol％或更大。
下面描述具有第二個實施方案所示結(jié)構(gòu)的信息記錄介質(zhì)。
實施例B-14該實施例的信息記錄介質(zhì)是參考圖14所述的第十一個實施方案的信息記錄介質(zhì)，用(ZnS)80(SiO2)20(mol％)形成第一介電層102，用ZrO2-SiO2-Cr2O3形成第一界面層103，其厚度為2-5nm。其他結(jié)構(gòu)與第一個實施例中的信息記錄介質(zhì)的情況相同。在第十四個實施例中，鄰近記錄層4排列的第二介電層6是用第一個實施例B中所用材料的濺射目標(biāo)形成的。
實施例B-15用與第二個實施例B中信息記錄介質(zhì)情況下相同的方法生產(chǎn)第十五個實施例B的信息記錄介質(zhì)，不同只是用第二個實施例B中所用材料的濺射目標(biāo)形成第二介電層6。
實施例B-16用與第三個實施例B中信息記錄介質(zhì)情況下相同的方法生產(chǎn)第十六個實施例B的信息記錄介質(zhì)，不同只是用第三個實施例中所用材料的濺射目標(biāo)形成第二介電層6。
實施例B-17用與第十四個實施例B中信息記錄介質(zhì)情況下相同的方法生產(chǎn)第十七個實施例B的信息記錄介質(zhì)，只是用第四個實施例中所用材料的濺射目標(biāo)形成第二介電層6。
實施例B-18用與第十四個實施例B中信息記錄介質(zhì)情況下相同的方法生產(chǎn)第十八個實施例B的信息記錄介質(zhì)，只是用第五個實施例中所用材料的濺射目標(biāo)形成第二介電層6。
實施例B-19用與第十四個實施例B中信息記錄介質(zhì)情況下相同的方法生產(chǎn)第十九個實施例B的信息記錄介質(zhì)，只是用第七個實施例中所用材料的濺射目標(biāo)形成第二介電層6。
實施例B-20用與第十四個實施例B中信息記錄介質(zhì)情況下相同的方法生產(chǎn)第二十個實施例B的信息記錄介質(zhì)，只是用第九個實施例中所用材料的濺射目標(biāo)形成第二介電層6。
實施例B-21用與第十四個實施例B中信息記錄介質(zhì)情況下相同的方法生產(chǎn)第二十一個實施例B的信息記錄介質(zhì)，只是用第十個實施例中所用材料的濺射目標(biāo)形成第二介電層6。
實施例B-22用與第十四個實施例B中信息記錄介質(zhì)情況下相同的方法生產(chǎn)第二十二個實施例B的信息記錄介質(zhì)，只是用公稱組成為(SnO2)40(Ga2O3)40(TaC)20(mol％)表示的濺射目標(biāo)形成第二介電層6。
實施例B-23用與第十四個實施例B中信息記錄介質(zhì)情況下相同的方法生產(chǎn)第二十三個實施例B的信息記錄介質(zhì)，只是用第十二個實施例中所用材料的濺射目標(biāo)形成第二介電層6。
實施例B-24用與第十四個實施例B中信息記錄介質(zhì)情況下相同的方法生產(chǎn)第二十四個實施例B的信息記錄介質(zhì)，只是用第十三個實施例中所用材料的濺射目標(biāo)形成第二介電層6。
對比實施例7用與第十四個實施例B中信息記錄介質(zhì)情況下相同的方法生產(chǎn)第七個對比實施例的信息記錄介質(zhì)，只是用第二個對比實施例中所用材料的濺射目標(biāo)形成第二介電層6。
對比實施例8用與第十四個實施例B中信息記錄介質(zhì)情況下相同的方法生產(chǎn)第八個對比實施例的信息記錄介質(zhì)，只是用第三個對比實施例中所用材料的濺射目標(biāo)形成第二介電層6。
對比實施例9用與第十四個實施例B中信息記錄介質(zhì)情況下相同的方法生產(chǎn)第九個對比實施例的信息記錄介質(zhì)，只是用第四個對比實施例中所用材料的濺射目標(biāo)形成第二介電層6。
對比實施例10用與第十四個實施例B中信息記錄介質(zhì)情況下相同的方法生產(chǎn)第十個對比實施例的信息記錄介質(zhì)，只是用第五個對比實施例中所用材料的濺射目標(biāo)形成第二介電層6。
對比實施例11用與第十四個實施例B中信息記錄介質(zhì)情況下相同的方法生產(chǎn)第十一個對比實施例的信息記錄介質(zhì)，只是用第六個對比實施例中所用材料的濺射目標(biāo)形成第二介電層6。
表9

表9示出了第十四至第二十四個實施例和第七至第十一個對比實施例的信息記錄介質(zhì)的(1)粘結(jié)性(2)記錄靈敏性和(3)重寫性能的評價結(jié)果。此處的表示標(biāo)準(zhǔn)與表8相同。
從表9可以理解，在基板1和記錄層4之間設(shè)置第一介電層102和界面層103的情況和只將本發(fā)明的材料用于第二介電層6的情況與表8具有基本相同的趨勢。即，在只使用SnO2、Ga2O3及其混合物或SnO2、ZrO2及其混合物及單獨使用SiC的情況下，雖然記錄層4和介電層102和6之間的粘結(jié)性良好，但是不能得到足夠好的記錄靈敏性和重寫性能(見第七至第十一個對比實施例)。相反，像第十四至第二十三個實施例那樣，當(dāng)向由SnO2和Ga2O3組成的氧化物中加入由SiC、TaC和TiC組成的碳化物，再加入本發(fā)明定義范圍內(nèi)的選自ZrO2和HfO2的至少一種氧化物時，可以得到良好的記錄靈敏性。
另外還可以證明考慮到記錄靈敏性和重寫性能之間的平衡，由SnO2和Ga2O3組成的氧化物的比例優(yōu)選大于或等于50mol％。還可以證明考慮到記錄靈敏性，SiC的比例優(yōu)選大于或等于5mol％。
如第一至第二十三個實施例的信息記錄介質(zhì)所示，當(dāng)將上述氧化物-碳化物體系材料層用于鄰近記錄層形成的介電層時，可以實現(xiàn)減少層數(shù)的目的，可以得到良好的重寫性能。注意本發(fā)明不限于這些實施例。在本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)中，用上述氧化物-碳化物體系材料層制作鄰近記錄層形成的至少一個層就足夠了。
實施例B-25在第一至第二十四個實施例中，制備的都是用光學(xué)裝置記錄信息的信息記錄介質(zhì)。在第二十五個實施例中，制備圖15所示的用電學(xué)裝置記錄信息的信息記錄介質(zhì)。將其稱為存儲器。
用下述方法制備該實施例的信息記錄介質(zhì)。首先制備長度為5mm、寬度為5mm、厚度為1mm的Si基板211。在該基板211上形成面積為1.0mm×1.0mm、厚度為0.1μm的由Au制成的下部電極212。在下部電極212上用材料Ge38Sb10Te52(用Ge8Sb2Te11表示的化合物)形成圓形面積的直徑為0.2mm、厚度為0.1μm的具有相變部分功能的記錄層215(下面稱為相變部分215)。然后用材料(SnO)40(Ga2O3)40(SiC)20(mol％)形成面積為0.6mm×0.6mm(除去相變部分215)、厚度與相變部分215相同的具有絕熱部分功能的介電層216(下面稱為絕熱部分216)。然后形成面積為0.6mm×0.6mm、厚度為0.1μm的由Au制成的上部電極214。下部電極212、相變部分215、絕熱部分216和上部電極214都是用濺射法形成的。
在沉積相變部分215的步驟中，將由Ge-Sb-Te體系材料組成的濺射目標(biāo)(直徑為100mm、厚度為6mm)設(shè)置在沉積裝置上，在Ar氣體中用100W的功率進行直流濺射。將濺射過程中的壓力設(shè)置為大約0.13Pa。另外，在沉積絕熱部分216的步驟中，將由組成為(SnO)40(Ga2O3)40(SiC)20(mol％)的材料組成的濺射目標(biāo)(直徑為100mm、厚度為6mm)設(shè)置在沉積裝置上，在約0.13Pa的壓力下進行高頻濺射。功率設(shè)置為400W。在濺射過程中，使用Ar氣。在這些步驟中進行濺射工藝時，用掩膜工具覆蓋在除其上進行沉積的表面以外的區(qū)域上，使相變部分215和絕熱部分216不會相互重疊。注意相變部分215和絕熱部分216的沉積順序并不重要，誰都可以現(xiàn)沉積。另外，相變部分215和絕熱部分216構(gòu)成記錄部分213。相變部分215對應(yīng)于本發(fā)明的記錄層，而絕熱部分216對應(yīng)于本發(fā)明的材料層。
注意下部電極212和上部電極214可以用形成電極的技術(shù)領(lǐng)域中廣泛使用的濺射法形成，因此不再對其成膜方法進行詳述。
當(dāng)在用上述方法生產(chǎn)的信息記錄介質(zhì)上施加電能時，用圖16所示的系統(tǒng)可以證明在相變部分215中產(chǎn)生了相變。圖16所示的信息記錄介質(zhì)的橫斷面是沿圖15所示的信息記錄介質(zhì)厚度方向上I-I線的剖面。
在圖16所示的細節(jié)中，用Au導(dǎo)線將兩個應(yīng)用部分222粘結(jié)在下部電極212和上部電極214上，利用應(yīng)用部分222將電寫入/讀取裝置224連接在信息記錄介質(zhì)(存儲器)上。在這種電寫入/讀取裝置224中，利用開關(guān)220將產(chǎn)生脈沖部分218連接在兩個應(yīng)用部分222之間，兩個應(yīng)用部分222分別與下部電極212和上部電極214連接。另外，用開關(guān)221連接電阻測量儀219。將電阻測量儀219連接在判定部分223上，用電阻測量儀219確定高低電阻值。使用產(chǎn)生脈沖部分218，通過應(yīng)用部分222在上部電極214和下部電極212之間施加電流脈沖，用電阻測量儀219測量下部電極212和上部電極214之間的電阻值，判定部分223確定高低電阻值。一般來說，因為相變部分215中的相變可造成電阻值的變化，所以可以用這種判定結(jié)果知道相變部分215的相態(tài)。
在實施例B-25中，相變部分215的熔點是630℃，結(jié)晶溫度是170℃，結(jié)晶時間是130nsec。相變部分215為非晶相時下部電極212和上部電極214之間的電阻值是1000Ω，晶相時的電阻值是20Ω。相變部分215為非晶相時(即，高電阻狀態(tài))在下部電極212和上部電極214之間施加20mA和150ns的電流脈沖。然后下部電極212和上部電極214之間的電阻值減小，相變部分215由非晶相態(tài)變?yōu)榫鄳B(tài)。接下來，相變部分215晶相時(即，低電阻狀態(tài))在下部電極212和上部電極214之間施加200mA和100ns的電流脈沖。然后下部電極212和上部電極214之間的電阻值增加，相變部分215由晶相變?yōu)榉蔷唷?br> 由上述結(jié)果可以證明當(dāng)含組成為(SnO)40(Ga2O3)40(SiC)20(mol％)的材料的層形成為環(huán)繞相變部分215的絕熱部分216時，施加電能可以在相變部分215中產(chǎn)生相變，從而能夠?qū)崿F(xiàn)記錄信息的功能?？梢哉J為這種現(xiàn)象意味著考慮到第一至第二十四個實施例的記錄靈敏性，我們得到了與第一至第二十四個實施例B中使用的氧化物-碳化物體系材料層相同的效果。
與實施例B-25類似，當(dāng)作為由(SnO)40(Ga2O3)40(SiC)20(mol％)制成的電介質(zhì)的絕熱部分216設(shè)置在圓柱狀相變部分215周圍時，能夠有效防止在上部電極214和下部電極212之間施加電壓時在相變部分215中流動的電流泄漏到周邊部分。結(jié)果，電流產(chǎn)生的焦耳熱能夠有效提高相變部分215的溫度。特別是當(dāng)相變部分215轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷鄳B(tài)時，必須一次性熔化相變部分215的Ge38Sb10Te52，然后將其快速冷卻。當(dāng)在相變部分215周圍設(shè)置絕熱部分216時，用很小的電流值就可以熔化相變部分215。
用于絕熱部分216的(SnO)40(Ga2O3)40(SiC)20(mol％)熔點高，很難因為熱量而導(dǎo)致原子擴散，因此它可以用于上述電存儲器。例如，如果在相變部分215周圍存在絕熱部分216，則絕熱部分216成為一個屏障，使得在電熱方式下相變部分215在記錄部分213表面上實際上是分離的。利用這種現(xiàn)象可以增加信息記錄介質(zhì)的存儲容量，在信息記錄介質(zhì)中，在絕熱部分216將其相互分離的條件下，當(dāng)設(shè)置多個相變部分215時，可以改善尋址功能和轉(zhuǎn)換功能。還可以連接多個信息記錄介質(zhì)。
如上關(guān)于用各種實施例描述的本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)，在用光學(xué)裝置記錄信息的信息記錄介質(zhì)和用電學(xué)裝置記錄信息的信息記錄介質(zhì)中，通過提供本發(fā)明定義的氧化物-碳化物體系材料層作為鄰近記錄層的介電層，可以實現(xiàn)一種新型結(jié)構(gòu)。因此可以使其性能超過傳統(tǒng)的信息記錄介質(zhì)。
本發(fā)明的信息記錄介質(zhì)及其生產(chǎn)方法適用于高密度可重寫光盤和一次寫入型光盤，因為該介質(zhì)具有能長時間保持記錄信息的性能(非易失性)。另外它還適用于非易失性電存儲器等。
雖然只是用選擇的實施方案描述了本發(fā)明，但是對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說顯而易見的是，在不背離附加的權(quán)利要求書所定義的本發(fā)明保護范圍的情況下，由說明書出發(fā)可以作出各種變化和改動。另外，前面對本發(fā)明實施方案的說明只是例示性的，沒有限制附加的權(quán)利要求書及其等同物所定義的本發(fā)明保護范圍的用意。因此，本發(fā)明的保護范圍不限于這些公開的實施方案。
權(quán)利要求
1.一種信息記錄介質(zhì)，其包括信息層和介電層，信息層至少包括在應(yīng)用激光束或電流中的至少一種時能夠在晶相和非晶相之間變化的記錄層，介電層至少含有C、Si、Sn和O。
2.一種信息記錄介質(zhì)，其包括多個信息層和一個介電層，至少一個信息層至少具有在應(yīng)用激光束和電流中的至少一種時能夠在晶相和非晶相之間變化的記錄層，介電層至少含有C、Si、Sn和O。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的信息記錄介質(zhì)，其中，記錄層比介電層更靠近信息記錄介質(zhì)的激光入射側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的信息記錄介質(zhì)，其中還包括設(shè)置在記錄層和介電層之間的界面層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4的信息記錄介質(zhì)，其中，介電層用組成式CdSieSnfO100-d-e-f表示，其中，0＜d＜25，0＜e＜25，15＜f＜40(atom％)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4的信息記錄介質(zhì)，其中，介電層含有SnO2和SiC的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的信息記錄介質(zhì)，其中，介電層用組成式(SnO2)100-x(SiC)x表示，其中，0＜x＜50(mol％)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-4的信息記錄介質(zhì)，其中，介電層還含有至少一種下述元素Ti、Zr、Hf、Y、Zn、Nb、Ta、Al、Bi、Cr、Ga、Ge和La。
9.根據(jù)權(quán)利要求6的信息記錄介質(zhì)，其中，介電層還含有至少一種下述化合物TiO2、ZrO2、HfO2、ZnO、Nb2O5、Ta2O5、SiO2、Al2O3、Bi2O3、Cr2O3、Ga2O3、Si-N、Ge-N、Cr-N和LaF3。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項的信息記錄介質(zhì)，其中，介電層的膜厚是2-75nm。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項的信息記錄介質(zhì)，其中，介電層的膜厚是2-40nm。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項的信息記錄介質(zhì)，其中，記錄層含有至少一種下述元素Sb、Bi和Sn，還含有Ge和Te。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項的信息記錄介質(zhì)，其中，記錄層用下面的一種組合物表示(Ge-Sn)Te、GeTe-Sb2Te3、(Ge-Sn)Te-Sb2Te3、GeTe-Bi2Te3、(Ge-Sn)Te-Bi2Te3、GeTe-(Sb-Bi)2Te3和(Ge-Sn)Te-(Sb-Bi)2Te3。
14.根據(jù)權(quán)利要求4-13中任一項的信息記錄介質(zhì)，其中，界面層含有至少一種下述元素Zr、Hf、Y和Si，還含有Ga和Cr中的至少一種元素，還含有O。
15.根據(jù)權(quán)利要求4-13中任一項的信息記錄介質(zhì)，其中，界面層含有至少一種下述氧化物ZrO2、HfO2、Y2O3和SiO2，還含有Ga2O3和Cr2O3中的至少一種氧化物。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15的信息記錄介質(zhì)，其中，界面層的膜厚是0.5-15nm。
17.根據(jù)權(quán)利要求14或15的信息記錄介質(zhì)，其中，界面層的膜厚是1-7nm。
18.一種信息記錄介質(zhì)的生產(chǎn)方法，其包括形成信息層和形成介電層，形成信息層至少包括形成相變型記錄層；和在形成介電層時使用至少含C、Si、Sn和O的濺射目標(biāo)。
19.一種信息記錄介質(zhì)的生產(chǎn)方法，其包括形成多個信息層和形成一個介電層，至少一個信息層的形成至少包括形成相變型記錄層；和在形成介電層時使用至少含C、Si、Sn和O的濺射目標(biāo)。
20.根據(jù)權(quán)利要求18或19的方法，其中還包括在形成記錄層和形成介電層之間形成界面層。
21.根據(jù)權(quán)利要求18-20中任一項的方法，其中，用于形成介電層的濺射目標(biāo)用組成式CgSihSniO100-g-h-i表示，其中，0＜g＜30，0＜h＜30，15＜i＜40(atom％)。
22.根據(jù)權(quán)利要求18-20中任一項的方法，其中，用于形成介電層的濺射目標(biāo)含有SnO2和SiC的混合物。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其中，用于形成介電層的濺射目標(biāo)用組成式(SnO2)100-y(SiC)y表示，其中，0＜y≤55(mol％)。
24.根據(jù)權(quán)利要求18-20中任一項的方法，其中，用于形成介電層的濺射目標(biāo)還含有至少一種下述元素Ti、Zr、Hf、Y、Zn、Nb、Ta、Al、Bi、Cr、Ga、Ge和La。
25.根據(jù)權(quán)利要求18-20中任一項的方法，其中，用于形成介電層的濺射目標(biāo)還含有至少一種下述化合物TiO2、ZrO2、HfO2、ZnO、Nb2O5、Ta2O5、SiO2、Al2O3、Bi2O3、Cr2O3、Ga2O3、Si-N、Ge-N、Cr-N和LaF3。
26.根據(jù)權(quán)利要求18-25中任一項的方法，其中，用Ar氣或Ar氣與O2氣的混合氣體形成介電層。
27.用于通過應(yīng)用光能和電能中的至少一種進行記錄信息和復(fù)制信息中的至少一種用途的信息記錄介質(zhì)，其包括包括介電層的信息層，介電層含有由Sn和Ga組成的GM組中的至少一種元素，還含有由Si、Ta和Ti組成的GL組中的至少一種元素，還含有氧和碳。
28.根據(jù)權(quán)利要求27的信息記錄介質(zhì)，其中，介電層用組成式MHOILJCK(atom％)表示，其中，元素M是GM組中的至少一種元素，元素L是GL組中的至少一種元素，H、I、J、K還滿足關(guān)系式10≤H≤40，35≤I≤70，0＜J≤30，0＜K≤30，且H+I+J+K＝100。
29.根據(jù)權(quán)利要求27的信息記錄介質(zhì)，其中，介電層含有Zr和Hf中的至少一種，用MHAPOILJCK(atom％)表示，其中，元素M是GM組中的至少一種元素，元素A是Zr和Hf中的至少一種元素，元素L是GL組中的至少一種元素，H、P、I、J、K還滿足關(guān)系式10≤H≤40，0＜P≤15，35≤I≤70，0＜J≤30，0＜K≤30，且H+P+I+J+K＝100。
30.根據(jù)權(quán)利要求28或29的信息記錄介質(zhì)，其中，介電層中的元素M是Sn。
31.根據(jù)權(quán)利要求28或29的信息記錄介質(zhì)，其中，介電層中的元素M含有Sn和Ga。
32.根據(jù)權(quán)利要求28-31中任一項的信息記錄介質(zhì)，其中，介電層中的元素A含有Zr。
33.根據(jù)權(quán)利要求27-32中任一項的信息記錄介質(zhì)，其中，信息層包括相變型記錄層。
34.根據(jù)權(quán)利要求33的信息記錄介質(zhì)，其中，記錄層含有至少一種下述材料Ge-Sb-Te、Ge-Sn-Sb-Te、Ge-Bi-Te、Ge-Sn-Bi-Te、Ge-Sb-Bi-Te、Ge-Sn-Sb-Bi-Te、Ag-In-Sb-Te和Sb-Te。
35.根據(jù)權(quán)利要求34的信息記錄介質(zhì)，其中，記錄層的膜厚小于或等于15nm。
36.根據(jù)權(quán)利要求33-35中任一項的信息記錄介質(zhì)，其中，排列介電層，使其與記錄層的至少一個界面接觸。
37.用于通過應(yīng)用光能和電能中的至少一種進行記錄信息和復(fù)制信息中的至少一種用途的信息記錄介質(zhì)的生產(chǎn)方法，其包括提供具有介電層的信息記錄介質(zhì)；和用濺射法形成介電層，使用的濺射目標(biāo)含有由Sn和Ga組成的GM組中的至少一種元素，還含有由Si、Ta和Ti組成的GL組中的至少一種元素，還含有氧和碳。
38.根據(jù)權(quán)利要求37的方法，其中，濺射目標(biāo)含有用組成式MhOiLjCk(atom％)表示的材料，其中，元素M是GM組中的至少一種元素，元素L是GL組中的至少一種元素，h、i、j、k還滿足關(guān)系式10≤h≤40，35≤i≤70，0＜j≤30，0＜k≤30，且h+i+j+k＝100。
39.根據(jù)權(quán)利要求37的方法，其中，濺射目標(biāo)含有Zr和Hf中的至少一種，含有用組成式MhApOiLjCk(atom％)表示的材料，其中，元素M是GM組中的至少一種元素，元素A是Zr和Hf中的至少一種元素，元素L是GL組中的至少一種元素，h、p、i、j、k還滿足關(guān)系式10≤h≤40，0＜p≤15，35≤i≤70，0＜j≤30，0＜k≤30，且h+p+i+j+k＝100。
40.根據(jù)權(quán)利要求38或39的方法，其中，濺射目標(biāo)中的元素M是Sn。
41.根據(jù)權(quán)利要求38或39的方法，其中，濺射目標(biāo)中的元素M含有Sn和Ga。
42.根據(jù)權(quán)利要求39-41的方法，其中，濺射目標(biāo)中的元素A含有Zr。
43.根據(jù)權(quán)利要求37的方法，其中，濺射目標(biāo)含有(a)由Sn和Ga組成的GM組中的至少一種元素的氧化物；和(b)由Si、Ta和Ti組成的GL組中的至少一種元素的碳化物。
44.根據(jù)權(quán)利要求43的方法，其中，濺射目標(biāo)含有Zr和Hf中的至少一種氧化物。
45.根據(jù)權(quán)利要求43或44的方法，其中，濺射目標(biāo)中GM組元素氧化物的含量是50mol％或更高。
46.根據(jù)權(quán)利要求45的方法，其中，濺射目標(biāo)中Sn氧化物的含量是50mol％或更高。
47.根據(jù)權(quán)利要求45的方法，其中，濺射目標(biāo)中Sn氧化物和Ga氧化物的總含量是50mol％或更高。
48.根據(jù)權(quán)利要求44-47中任一項的方法，其中，濺射目標(biāo)含有Zr的氧化物。
49.根據(jù)權(quán)利要求43的方法，其中，濺射目標(biāo)含有用組成式Dx(B)100-x(mol％)表示的材料，其中，元素D是SnO2和Ga2O3中的至少一種化合物，元素B是SiC、TaC和TiC中的至少一種化合物，x的范圍是50≤x≤95。
50.根據(jù)權(quán)利要求44的方法，其中，濺射目標(biāo)含有用組成式Dx(E)y(B)100-(x+y)(mol％)表示的材料，其中，元素D是SnO2和Ga2O3中的至少一種化合物，元素E是ZrO2和HfO2中的至少一種化合物，元素B是SiC、TaC和TiC中的至少一種，50≤x≤95和0＜y≤40。
51.根據(jù)權(quán)利要求49或50的方法，其中，濺射目標(biāo)含有其中的元素D用組成式SnO2表示的材料。
52.根據(jù)權(quán)利要求49或50的方法，其中，濺射目標(biāo)含有其中的元素D用組成式SnO2和Ga2O3表示的材料。
53.根據(jù)權(quán)利要求50-52中任一項的方法，其中，濺射目標(biāo)含有其中的元素A用組成式ZrO2表示的材料。
54.根據(jù)權(quán)利要求49-53中任一項的方法，其中，濺射目標(biāo)含有其中的元素B用組成式SiC表示的材料。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有很高的用于記錄信息的記錄靈敏性和優(yōu)異的重復(fù)重寫性能的信息記錄介質(zhì)。該信息記錄介質(zhì)至少具有記錄層和介電層，記錄層在應(yīng)用激光束或電流時能夠在晶相和非晶相之間變化，介電層至少含有C、Si、Sn和O。一種替代方案是，該信息記錄介質(zhì)中包括至少兩個信息層和一個介電層，至少一個信息層包括在應(yīng)用激光束或電流時能夠在晶相和非晶相之間變化的至少一個記錄層，介電層至少含有C、Si、Sn和O。
文檔編號G11B7/24038GK1677525SQ20051005437
公開日2005年10月5日 申請日期2005年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月10日
發(fā)明者西原孝史, 土居由佳子, 兒島理惠, 山田升 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社