專利名稱：一次性寫入光記錄介質的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總體上涉及一次性寫入光記錄介質，具體地說，涉及包括無機記錄薄膜的一次性寫入光記錄介質。
背景技術：
一次性寫入光記錄介質的主流是包括旋涂有有機染料(organicdye)的記錄薄膜的一次性寫入光記錄介質，如眾所周知的、稱為CD-R(可記錄緊致盤)和DVD-R(可記錄數(shù)字多用盤)的一次性寫入CD(緊致盤)和一次性寫入DVD(數(shù)字多用盤)。
此外，提出了例如包括無機記錄介質的、能夠滿足對CD-R的要求的存儲元件(例如，見引用的專利參考文獻1)另一方面，作為下一代光記錄介質而倍受關注的藍光光盤(Blu-ray Disc，BD)能夠實現(xiàn)更高密度信息記錄和高清視頻記錄(高清晰度視頻記錄)。
已經可以在市場上買到最早的BD記錄設備，并且，這種BD記錄設備可以滿足將相變材料(phase-change material)用作記錄層的可重寫介質的要求。
但希望的是，應該按照市場的需要對BD一次性寫入介質(BD-R)提出要求，并且，與可重寫介質相比，這種BD一次性寫入介質應該變得廉價。
按照最早的BD的標準，由于最早的BD將相變材料用作其基材，如果根據(jù)如推挽信號記錄靈敏度等介質特性的觀點，將BD-R設計為使用無機材料，則容易使BD-R的特性匹配。
或者，BD-R可以將相變材料用作其基材，并且，對這種BD-R進行設計，使得它不能被重新記錄，隨后它可以滿足BD-R標準。但是，按照這個方案，應該對BD-R進行初始化。此外，由于這樣的BD-R的薄膜布置、薄膜數(shù)量以及材料變得與可重寫介質的薄膜布置、薄膜數(shù)量以及材料相當，因此難以降低成本并且難以實現(xiàn)廉價的介質。
最重要的是，對BD-R的成本影響相當大的因素是薄膜的數(shù)量。因此，如果減少薄膜數(shù)量，則可以顯著減少通過濺射法沉積薄膜的真空蒸發(fā)系統(tǒng)的設備投資，這可以反映出介質成本減少。
因此，最好盡可能減少薄膜數(shù)量，并且，理想的情況應該是實現(xiàn)包括三或四層的光記錄介質，層數(shù)比相變介質的層數(shù)少。
在BD介質中，從中讀出信息的表面為與基板相對的側面，例如，厚度為100μm、用作覆蓋記錄薄膜的薄膜的薄透光層的側面。當BD為雙層介質時，這個透光層的厚度約為70(m。此外，如果完成了多層介質的標準，則透光層的上述厚度可能會根據(jù)上述標準變化。從扭曲特性以及記錄和再現(xiàn)特性的觀點出發(fā)，將透光層的上述厚度的范圍選擇為10(m到177(m可以被認為是令人滿意的范圍。
作為用于形成這個透光層的方法，已經提出了各種方法，例如利用PSA(壓敏粘合劑)粘合PC(聚碳酸酯)樹脂薄片的方法；利用紫外線固化樹脂，即所謂的UV樹脂，粘合PC樹脂薄片的方法；或者，利用UV樹脂形成厚度約為100(m的全部透光層的方法。
在這些方法中，與UV樹脂相比，PSA的硬度較小，因此，取決于記錄材料，PSA可能對扭曲特性以及記錄和再現(xiàn)特性產生很大的影響。因此，需要穩(wěn)定的記錄材料和布置方案，即使使用PSA也可以利用其進行令人滿意的記錄。
日本公開的專利申請No.11-144316。

發(fā)明內容
考慮到上述方面，本發(fā)明提供一種能夠滿足上述要求的一次性寫入光記錄介質。
此外，本發(fā)明提供一種能夠減少薄膜數(shù)量，從而能夠廉價生產的一次性寫入光記錄介質。
此外，本發(fā)明提供一種一次性寫入光記錄介質，在這種一次性光記錄介質中能夠形成具有很大強度的透光層。
按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種包括無機記錄薄膜的一次性寫入光記錄介質，該無機記錄薄膜包括主要成分是氧化鍺GeO的氧化物薄膜以及與氧化物薄膜相鄰的、主要成分為鈦/硅TiSi的金屬薄膜。
此外，按照本發(fā)明，鈦/硅合金TiSi具有范圍在8原子百分比到32原子百分比以內的Si成分。
此外，按照本發(fā)明，一次性寫入光記錄介質還包括與主要成分為GeO的氧化物薄膜與金屬薄膜相鄰的一側相對一側的表面相鄰設置的電介質薄膜。
此外，按照本發(fā)明，電介質薄膜由ZnS-SiO2制成。
此外，按照本發(fā)明，由ZnS-SiO2制成的電介質薄膜被用作第一電介質薄膜，并且，形成與第一電介質薄膜與氧化物薄膜相鄰的一側相對一側的表面相鄰的由SiN制成的第二電介質薄膜。
此外，按照本發(fā)明，對氧化物薄膜的GeO的氧濃度進行選擇，以滿足在Ge1Ox的原子組成中，滿足等式1.3≤x≤2.2。
根據(jù)后面進行的描述可以明白，按照本發(fā)明的一次性寫入光記錄介質能夠提高記錄靈敏度并且還能夠提高記錄性能(即，能夠減小抖動)。
此外，由于用ZnS-SiO2制成電介質層，因此能夠提高記錄信號的S/N(信躁比)并且能夠得到滿意的性能。


圖1為示出了按照本發(fā)明實施例的一次性寫入光記錄介質的主要部分的示意性截面圖；圖2示出了按照本發(fā)明實施例的一次性寫入光記錄介質的薄膜布置；圖3示出了對抖動以及在記錄功率方面金屬薄膜TiSi的Si成分相關性(記錄靈敏度)的測量結果；圖4為示出了當對按照本發(fā)明實施例的一次性寫入光記錄介質的電介質薄膜厚度以及抖動值進行測量時得到的關系的表格；圖5示出了按照本發(fā)明另一個實施例的一次性寫入光記錄介質的薄膜布置；圖6示出了按照本發(fā)明另一個實施例的一次性寫入光記錄介質的薄膜布置；圖7示出了當僅將SiN用作例子3中的電介質薄膜時得到的、C/N(載波噪聲比)和調制程度的記錄功率相關性的測量結果；圖8示出了當僅將SiN用作例子4中的電介質薄膜時得到的、C/N(載波噪聲比)和調制程度的記錄功率相關性的測量結果；圖9A為示出了當改變按照本發(fā)明的一次性寫入光記錄介質的氧化物薄膜的氧濃度時得到的抖動的測量結果的表格；圖9B示出了在圖9A中得到的抖動的特性曲線；并且圖10為示出了在例子5中，當改變金屬薄膜和氧化物薄膜的薄膜厚度時得到的抖動值的測量結果的表格。
具體實施例方式
盡管以下將對按照本發(fā)明實施例的一次性寫入光記錄介質進行描述，但不必說，本發(fā)明不限于以下的實施例。
附圖中的圖1為示出了例如與按照本發(fā)明的藍光光盤對應的BD(Blu-ray Disc)一次性寫入光記錄介質的基本布置的示意性截面圖。
如圖1所示，在這種情況下，在基板1例如包括不平整表面11的聚碳酸酯(PC)基板和玻璃基板上，沉積構成無機記錄薄膜的金屬薄膜2和氧化物薄膜3，其中，在不平整表面11上形成了凹槽11G和凸起11L。在氧化物薄膜3上沉積第一和第二電介質薄膜4和5，并且，在第二電介質薄膜5上形成透光層6。
氧化物薄膜3是主要成分為氧化鍺(Ge)GeO的氧化物薄膜。與這個氧化物薄膜3相鄰的金屬薄膜2由主要成分為鈦硅合金TiSi的金屬薄膜構成。
對氧化物薄膜3的氧化鍺GeO的氧濃度進行選擇，以便滿足
1.3≤x≤2.2式中，原子組成為Ge1Ox。
在金屬薄膜2的鈦硅合金TiSi中，Si成分被選擇為大于8原子百分比并小于32原子百分比。
此外，設置在氧化物薄膜3的表面上的第一電介質層4由ZnS-SiO2制成，該表面與氧化物薄膜3的、與金屬薄膜2相鄰的一側的表面相對。
第二電介質層5由SiN制成，第二電介質層5與第一電介質層4的表面相鄰，該表面與第一電介質層4的、與氧化物薄膜3相鄰的一側的表面相對。
透光層6的薄膜厚度的范圍在10μm到177μm以內。
通過用光從透光層6一側照射，進行用于對這個一次性寫入光記錄介質10進行一次性記錄的光記錄和再現(xiàn)。
照射光的波長的范圍在405nm±5nm以內，光學系統(tǒng)的物鏡的數(shù)值孔徑(N.A.)的范圍被選擇在0.85±0.01以內。
下面對按照本發(fā)明的一次性寫入光記錄介質的獨創(chuàng)性例子進行描述。
在獨創(chuàng)性例子中的任何一個中，一次性寫入光記錄盤是BD(Blu-ray Disc)型一次性寫入光記錄介質，并且，用于這種一次性寫入光記錄介質的光系統(tǒng)是使用數(shù)值孔徑為0.85的兩組物鏡和波長為405nm的藍色半導體激光源的光盤記錄和再現(xiàn)設備。
測試設備是商品名為“ODU-1000”，由Pulstec Industrial Co.，Ltd.制造的BD盤測試機，光源的波長為405.2nm。
此外，通過由Pulstech Industrial Co.，Ltd.制造的均衡器板(equalizer board)，利用商品名為“TA720”，由Yokogawa ElectricCorporation制造的時間間隔分析器(time interval analyzer)對抖動進行了測量。
此外，利用商品名為“TDS7104”，由Tektronix制造的數(shù)字示波器對調制幅值和調制程度進行測量。
用于記錄的線速度為9.83米/秒(兩倍正常速度記錄)，用于再現(xiàn)的線速度為4.92米/秒(一倍正常速度)，并且通道位長度(channel bitlength)為74.50nm(12厘米光盤上，記錄密度為25GB)。
調制系統(tǒng)為17pp，作為最短標記(mark)的2T標記的標記長度為0.149μm，8T標記的標記長度為0.596μm，軌道間距為0.32μm。
圖2示出了在獨創(chuàng)性例子1中的一次性寫入光記錄介質10的薄膜布置。
在按照這個獨創(chuàng)性例子1的一次性寫入光記錄介質10中，如已經參照圖1說明的，在厚度為1.1mm的PC基板1上形成由凹槽11G和凸起11L構成的不平整面11。這個凹槽的深度為21nm，軌道間距為0.32μm。
在BD中，光照表面是與基板的反面相對的表面，并且，在基板1上順序沉積了由TiSi薄膜構成的、厚度為25nm的金屬薄膜2；厚度為22nm的GeO氧化物薄膜3；由ZnS-SiO2制成的、厚度為45nm的第一電介質薄膜4；以及由SiN制成的、厚度為10nm的第二電介質薄膜5。然后，在這個第二電介質薄膜5上沉積了透光層6。通過用壓敏粘合劑(PSA)粘合聚碳酸脂薄片形成這個透光層6。包括PSA和聚碳酸脂的這個透光層6的厚度被選為100μm。
在金屬薄膜2的TiSi成分中，Si成分被選為20at.％(原子百分比)。
氧化物薄膜3的GeO成分被選為Ge1Ox，式中，x＝1.8。
第一電介質薄膜4的ZnS-SiO2成分被選為，ZnS∶SiO2等于80∶20(原子比)。
第二電介質薄膜5由Si3N4制成。
圖3示出了記錄和再現(xiàn)特性，即，當按照這個獨創(chuàng)性例子1的一次性寫入光記錄介質10的方案中的金屬薄膜2的TiSi成分變化時得到的、對記錄功率的功率Pw(記錄靈敏度)和抖動的測量結果。
在BD一次性寫入光記錄介質(Bd-R)的標準化值中，由于在以兩倍正常速度記錄并且記錄密度為25GB的情況下，抖動值小于6.5％，記錄靈敏度為7.0mW，因此獨創(chuàng)性例子1的方案可以滿足標準化值。
此外，根據(jù)這些結果可以看出，通過將TiSi的Si成分選擇為大于8原子百分比，可以滿足抖動標準，通過將TiSi的Si成分選擇為小于32原子百分比，可以滿足記錄靈敏度，并且，通過在8原子百分比到32原子百分比的范圍內選擇TiSi的Si成分，可以制造性能令人滿意的BD-R。
在上述方案中，通過提供Si3N4的第二電介質薄膜5，得到了防止第一電介質層4的ZnS-SiO2與透光層6的PSA(壓敏粘合劑)相互反應而導致退化的隔離層功能。為此，最好使SiN第二電介質薄膜5的薄膜厚度盡可能減小，只要可以保持隔離層的功能即可。在第二電介質薄膜5的厚度減小到8nm之前，保證完全不會改變記錄靈敏度和抖動。
當沒有第二電介質薄膜5與上述的PSA反應的風險時，例如，不將PSA用作透光層6，將UV樹脂用作透光層6或在短時間內使用透光層6，可以省略第二電介質薄膜5。
在與獨創(chuàng)性例子1的方案相同的方案中，第一電介質薄膜的薄膜厚度在10nm到43nm的范圍內變化，第二電介質薄膜5的薄膜厚度在0nm到35nm的范圍內變化。
那么，圖4中的表格1示出了在獨創(chuàng)性例子2中，當?shù)谝浑娊橘|薄膜4的薄膜厚度在10nm到43nm的范圍內變化并且第二電介質薄膜5的薄膜厚度在0nm到35nm的范圍內變化時，以及當為了進行比較，不提供第一電介質層4并且在方案中將第二電介質薄膜5的薄膜厚度選擇為60nm而不是這個獨創(chuàng)性例子2的范圍內時得到的記錄標記的前端側抖動(頭部抖動)和后端側抖動。
對表格1中的測量結果的研究揭示出，在與獨創(chuàng)性例子1的方案相同的獨創(chuàng)性例子2的方案中，當?shù)谝浑娊橘|薄膜4的薄膜厚度在10nm到43nm的范圍內變化并且第二電介質薄膜5的薄膜厚度在0nm到35nm的范圍內變化時，頭部抖動和尾部抖動可以被減小到小于6.5％。
詳細地說，對于ZnS-SiO2第一電介質薄膜4的薄膜厚度，在極寬的范圍內，抖動值小于6.5％能夠進行令人滿意的記錄，具體地說，當?shù)谝浑娊橘|薄膜4的薄膜厚度大于23nm時，性能是穩(wěn)定的。因此，在上述的、從10nm到43nm的范圍內選擇ZnS-SiO2第一電介質薄膜4的薄膜厚度，或者，最好將其選在23nm到43nm的范圍內。
如上所述，由于可以在很寬的范圍內選擇第一電介質薄膜4的薄膜厚度，因此，能夠從反射的角度出發(fā)，在光學上對最佳薄膜厚度進行選擇。
另一方面，當不形成第一電介質薄膜4并且只由SiN制成第二電介質薄膜5時，抖動值減小0.5％，因而可以滿足6.5％的抖動值標準的范圍變窄。
另一方面，如果薄膜厚度處在正常薄膜厚度范圍內，則當ZnS-SiO2被用作電介質薄膜時，這樣的ZnS-SiO2電介質薄膜可以在不考慮薄膜厚度的情況下改進記錄和再現(xiàn)特性。
在獨創(chuàng)性例子3中，如圖5所示其薄膜布置，在獨創(chuàng)性例子1的布置方案中，TiSi金屬薄膜2的Si成分被選為10原子百分比，薄膜厚度被選為30nm，并且，氧化物薄膜3的厚度被選為10nm。
那么，由ZnS-SiO2制成的第一電介質薄膜4的薄膜厚度被選為30nm，并且由SiN制成的第二電介質薄膜5的薄膜厚度被選為10nm。
在這個獨創(chuàng)性例子4中，圖6示出了其薄膜布置，沒有形成第一電介質薄膜，僅形成了由SiN制成的、薄膜厚度為60nm的第二電介質薄膜5。
在獨創(chuàng)性例子3和4中，對一次性寫入光記錄介質進行設計，使得它們的反射率都被選擇為約15％，因而在氧化物薄膜3和金屬薄膜2中吸收的光的量大致彼此相等。
圖7和8示出了對獨創(chuàng)性例子3和4中的相應的BD-R的C/N(載波噪聲比)和調制程度的記錄靈敏度[記錄功率Pw]相關性的測量結果。
根據(jù)圖7和8的測量結果，與僅將SiN形成為電介質薄膜的情況相比，在形成了由ZnS-SiO2制成的第一電介質薄膜4的BD-R中，可以增加調制程度并且可以增加C/N。
作為為了提高耐用性和記錄性能而添加到TiSi金屬薄膜2的添加劑，可以列舉出的有Cu、Pd、Ni、C、Cr、Fe、Mg、V、Ca、B、Nb、Zr、S、Se、Mn、Ga、Mo、Tb、Dy和Nd。
在這個獨創(chuàng)性例子5中，盡管薄膜布置與獨創(chuàng)性例子1相似，但是TiSi金屬薄膜2的Si成分被選擇為20原子百分比。
于是，在這個方案中，測量了對性能的影響，即，測量了當改變氧化物薄膜3的Ge1Ox的氧成分x時對抖動的影響。圖9A中的表格2示出了測量結果，圖9B示出了將上述測量結果繪出時得到的特性曲線。
在對抖動進行的測量中，記錄線速度被選為2倍(9.83米/秒)。
根據(jù)圖9A和9B的測量結果可以明白，Ge1Ox的氧濃度存在最佳范圍。
根據(jù)表格2中的測量結果的氧濃度保持數(shù)據(jù)，很明顯，能夠滿足作為抖動的標準化值的6.5％的氧濃度最佳范圍被選擇在以下范圍中1.3≤x≤2.2即，在本發(fā)明的薄膜布置中，當Ge1Ox的氧濃度被選擇在1.3≤x≤2.2的范圍內時，可以得到具有令人滿意的性能的一次性寫入光記錄介質。
接著，在這個一次性寫入光記錄介質中，對其特性，具體地說是抖動值關于金屬薄膜2的薄膜厚度以及氧化物薄膜3的薄膜厚度的薄膜厚度相關性進行了考慮。
圖10示出了關于測量結果的表格3。
在這個測量數(shù)據(jù)的一次性寫入光記錄介質中，總體薄膜布置基本上被選擇為與獨創(chuàng)性例子1的薄膜布置相同。
在這種情況下，由于記錄薄膜的熱特性隨薄膜厚度變化，因此改變了最佳記錄脈沖的形狀(寬度、定時以及功率)。因此，響應于相應的介質使抖動值最優(yōu)化，僅有最佳抖動值引起注意，并對它們進行了測量。在圖10的表格3中示出了測量結果。
根據(jù)表格3中的測量結果，只有在示出的獨創(chuàng)性例子中，由于當金屬薄膜2的薄膜厚度在20nm到27nm的范圍內并且氧化物薄膜3的薄膜厚度在16nm到22.5nm的范圍內時，抖動值明顯低于標準值6.5％。因此，認為關于薄膜厚度的余量很大。
因此，可以根據(jù)適當?shù)囊蛩?，如反射率、靈敏度以及光學系統(tǒng)等，實現(xiàn)具有本發(fā)明的薄膜布置的出色的一次性光記錄介質。
根據(jù)上述可以明白，按照本發(fā)明，可以將具有出色性能的一次性光記錄介質構成為具有能夠滿足藍光光盤(Blu-ray Disc)要求的短波長和高數(shù)值孔徑的、高密度記錄BD-R。
因此，在無機記錄薄膜布置方案中，可以將層數(shù)減小到三或四層，由此可以降低制造成本。
此外，如果透光層6具有與獨創(chuàng)性例子相同的PSA/樹脂薄片布置方案，則這樣的透光層6會具有出色的性能。因此，可以構成具有穩(wěn)定的保存性能并具有出色的耐用性的一次性光記錄介質，例如BD-R。
本領域的技術人員應該理解，可以根據(jù)設計需要和其它因素進行各種修改、組合、次組合以及替換，只要它們在所附權利要求及其等價物的范圍內即可。
權利要求
1.一種包括無機記錄薄膜的一次性寫入光記錄介質，所述無機記錄薄膜包括氧化物薄膜，其主要成分是氧化鍺GeO；以及金屬薄膜，其主要成分為鈦/硅TiSi，該金屬薄膜與所述氧化物薄膜相鄰。
2.如權利要求1所述的一次性寫入光記錄介質，其中所述鈦/硅合金TiSi的Si成分在8原子百分比到32原子百分比的范圍以內。
3.如權利要求1或2所述的一次性寫入光記錄介質，其中所述氧化物薄膜的GeO的氧濃度被選擇成，在Ge1Ox的原子組成中，滿足等式1.3≤x≤2.2。
4.如權利要求3所述的一次性寫入光記錄介質，還包括設置成與主要成分為所述GeO的所述氧化物薄膜與所述金屬薄膜相鄰的一側的相對側的表面相鄰的電介質薄膜。
5.如權利要求4所述的一次性寫入光記錄介質，其中，所述電介質薄膜由ZnS-SiO2制成。
6.如權利要求4所述的一次性寫入光記錄介質，其中，所述由ZnS-SiO2制成的電介質薄膜被用作第一電介質薄膜，并且形成與所述第一電介質薄膜與所述氧化物薄膜相鄰的一側的相對側的表面相鄰的由SiN制成的第二電介質薄膜。
全文摘要
一次性寫入光記錄介質具有無機記錄薄膜，該無機記錄薄膜包括主要成分是氧化物GeO的氧化物薄膜(3)以及與這個氧化物薄膜(3)相鄰的金屬薄膜(2)，金屬薄膜(2)的主要成分為鈦/硅合金TiSi。按照這個布置方案，能夠構成可以通過使用短波長光源和具有出色性能的高數(shù)值孔徑的光系統(tǒng)進行高密度記錄的、具有很大強度而且廉價的一次性光記錄介質。
文檔編號G11B7/24GK1831982SQ20061005477
公開日2006年9月13日 申請日期2006年3月10日 優(yōu)先權日2005年3月10日
發(fā)明者佐飛裕一, 池田悅郎, 小山田光明 申請人:索尼株式會社