專利名稱：相變型光記錄媒體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過光束的照射可逆地改變狀態(tài)來記錄信息的相變型光記錄媒體，尤其涉及記錄膜的原子排列在非晶態(tài)和晶態(tài)之間轉(zhuǎn)移的相變型光記錄媒體。
背景技術(shù)：
相變型光記錄媒體的記錄、擦除、再生的原理如下。由于相變型記錄膜因光照射而一部分被加熱到熔點(diǎn)以上，該部分熔化并急劇冷卻時(shí)成為非晶態(tài)的原子排列，所以該部分被記錄。另外，如果相變型記錄膜在熔點(diǎn)以下結(jié)晶化溫度以上的溫度區(qū)域內(nèi)保持一定時(shí)間以上，初期狀態(tài)是晶體時(shí)則保持晶體的原狀不變，如果是非晶態(tài)則結(jié)晶化，被擦除。在這樣的相變型記錄膜中，由于來自非晶態(tài)部位的反射光強(qiáng)度和來自晶態(tài)部位的反射光強(qiáng)度不同，可以把反射光的強(qiáng)弱轉(zhuǎn)化成電信號(hào)的強(qiáng)弱，并進(jìn)一步進(jìn)行A/D變換，讀出信息。
為了增加相變型光記錄媒體的記錄密度可考慮以下的兩種方法。其一是使道方向的記錄標(biāo)記的間距微細(xì)化的方法。但是，如果微細(xì)化的程度增大，記錄標(biāo)記比再生光束的大小更小，有時(shí)會(huì)在再生光斑內(nèi)暫時(shí)有兩個(gè)記錄標(biāo)記。因此，在記錄標(biāo)記相互之間離得太遠(yuǎn)時(shí)得到振幅大的信號(hào)，在記錄標(biāo)記相互之間離得太近時(shí)得到振幅小的信號(hào)，向數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)容易產(chǎn)生錯(cuò)誤。
另一種提高記錄密度的方法是使道間距狹窄化。該方法不會(huì)受上述標(biāo)記間距微細(xì)化導(dǎo)致的信號(hào)強(qiáng)度降低的影響，可以提高記錄密度。但是，在該方法中，存在在道間距與光束大小同程度地減小的區(qū)域，某道的信息在向相鄰道寫入或擦除時(shí)會(huì)發(fā)生劣化即所謂的串?dāng)_的問題。
因此，解決這些問題對(duì)于相變型光記錄媒體的高密度化是必要的。
在下一代DVD等的光盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，通過把用于相變型光記錄媒體的激光的光束直徑限制在衍射極限附近來解決上述問題是一個(gè)目標(biāo)，為此提出各種方法案。但是，限于使用可見光，光學(xué)的光束直徑的進(jìn)一步縮小沒有指望。雖然為了進(jìn)一步減小光束直徑也研究了使用近場(chǎng)光(near-field light)，但使用近場(chǎng)光的相變型光記錄媒體具有很多問題，尚未進(jìn)入實(shí)用階段。因此，為了提高記錄密度，考慮無須縮小光束直徑就能降低串?dāng)_是事實(shí)上最好的方法。
考慮上述串?dāng)_的原因有二。其一是向相鄰的道照射光束時(shí)，該道處的光束的邊緣的光強(qiáng)度都增大，僅由于光照射的效果該道的記錄標(biāo)記劣化。另一個(gè)原因是用光束加熱相鄰的道時(shí)，產(chǎn)生的熱由于膜面內(nèi)方向的傳熱而也傳導(dǎo)到該道，該影響導(dǎo)致記錄標(biāo)記的形狀劣化。
通過降低膜同內(nèi)方向的傳熱，通過采用與記錄膜相接地配置熱傳導(dǎo)率和/或熱容量大的膜的結(jié)構(gòu)(所謂急冷結(jié)構(gòu))，促進(jìn)與膜面垂直方向而不是膜面內(nèi)的熱傳導(dǎo)，可以降低由于后一原因?qū)е碌拇當(dāng)_的影響。
例如在現(xiàn)有的相變型光記錄媒體中，通過在記錄膜和金屬反射膜之間配置具有適當(dāng)?shù)臒醾鲗?dǎo)率的介電體膜(熱控制膜)，使其膜厚比較薄，獲得使由記錄膜產(chǎn)生的熱易于向反射膜散逸，抑制向膜面內(nèi)方向的傳熱的效果。
此時(shí)，如果減薄熱控制膜的膜厚可以促進(jìn)向與膜面垂直方向的傳熱，所以在改善串?dāng)_上有效果。但是，如果熱控制膜的膜厚太薄，存在記錄時(shí)在用激光束加熱的同時(shí)開始向反射膜傳熱，記錄膜的溫度上升不充分，到達(dá)熔點(diǎn)的區(qū)域小，不能形成必要面積的記錄標(biāo)記的問題。而且，在擦除時(shí)，由于記錄膜在被加熱的同時(shí)也被冷卻，所以在可結(jié)晶化的溫度區(qū)域內(nèi)保持的時(shí)間不充分，記錄標(biāo)記的結(jié)晶化困難，有擦除率顯著降低的問題。
相反，在熱控制膜的膜厚太厚時(shí)，在與記錄時(shí)的激光束有關(guān)的功率邊緣和擦除率上沒有問題，但如前所述助長了膜面內(nèi)的傳熱，增加了串?dāng)_，由于記錄膜的冷卻速度慢，在記錄時(shí)熔化的區(qū)域不再非晶態(tài)化，而是再次結(jié)晶化，結(jié)果存在形成的標(biāo)記過小的問題。
過去，已知有通過從光入射側(cè)依次設(shè)置記錄層、上側(cè)保護(hù)層、中間層、反射層，規(guī)定中間層或反射層的材料特性，抑制串?dāng)_的相變型光記錄媒體(日本特開2000-215516號(hào)公報(bào))。但是，在該文獻(xiàn)中由于中間層選用熱傳導(dǎo)率低的材料，記錄層難以急冷，得不到充分降低串?dāng)_的效果。
如上所述，雖然過去已知有調(diào)整在記錄膜和金屬反射膜之間設(shè)置的介電體膜的厚度和熱傳導(dǎo)特性的技術(shù)，但還不能同時(shí)滿足記錄的功率敏感度、串?dāng)_和再結(jié)晶化、擦除率之類的問題。
另外，已知有在從光入射側(cè)依次層疊第一介電體膜、記錄層、第二介電體膜、反射層的結(jié)構(gòu)中，通過在第二介電體膜中使用熱傳導(dǎo)性優(yōu)良的SiC，降低記錄膜和基板的熱損傷的技術(shù)(日本特開平11-003538號(hào)公報(bào))。但是，在該文獻(xiàn)中沒有研究串?dāng)_的問題。事實(shí)上，只冷卻記錄膜時(shí)不能同時(shí)實(shí)現(xiàn)良好的記錄特性和串?dāng)_的降低。
同樣，已知有在從光入射側(cè)依次層疊第一介電體膜、記錄層、第二介電體膜、反射層的結(jié)構(gòu)中，通過使第一和第二介電體膜中的至少一個(gè)的一部分是SiC，來降低對(duì)記錄膜的熱損傷的技術(shù)(日本特開平2002-269823號(hào)公報(bào))。但是，在該文獻(xiàn)中也沒有研究串?dāng)_。由于該文獻(xiàn)也是著眼于通過僅冷卻記錄層降低損害來提高改寫特性，也不能降低串?dāng)_。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供即使減小道間距也能降低串?dāng)_的記錄密度高的相變型光記錄媒體。
根據(jù)本發(fā)明提供一種相變型光記錄媒體，具有能利用光照射可逆地記錄和擦除的相變型記錄膜、和至少一層介電體膜，其特征在于上述介電體膜的至少一層為含有Si、O和C的SiOC膜，其C濃度為0.1-30原子％。


圖1是本發(fā)明的實(shí)施例1的相變型光記錄媒體(單層盤)的剖面圖；圖2是本發(fā)明的實(shí)施例2的相變型光記錄媒體(單層盤)的剖面圖；圖3是本發(fā)明的實(shí)施例5的相變型光記錄媒體(單面雙層盤)的剖面圖；圖4是本發(fā)明的實(shí)施例6的相變型光記錄媒體(單面雙層盤)的剖面圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的相變型光記錄媒體中使用的SiOC膜中的元素的濃度分布的測(cè)定測(cè)的示圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的相變型光記錄媒體中使用的SiOC膜的Si2p的XPS譜線。
具體實(shí)施例方式
下面，說明本發(fā)明的實(shí)施方式。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的相變型光記錄媒體，可以是單層盤，也可以是由光入射側(cè)的L0盤和里側(cè)的L1盤相貼合而成的單面雙層盤。在任一種場(chǎng)合下，媒體的基本結(jié)構(gòu)都是從光入射側(cè)依次層疊第一介電體膜、相變型記錄膜、第二介電體膜、金屬反射膜而成的疊層結(jié)構(gòu)，第一介電體膜和第二介電體膜中的至少一個(gè)包含SiOC膜。
作為相變型記錄膜，可舉出GeSbTeBi、GeSbTe、BiGeTe、GeSbTeSn、AgInSbTe、InSbTe、AgInGeSbTe、GeInSbTe、AgInSbTeV等。也可以在相變型光記錄媒體的上下或單側(cè)設(shè)置GeN、CrO、SiC、SiN等的界面層。
如上所述，考慮為了提高相變型光記錄媒體的記錄密度而降低串?dāng)_的最好的方法?？紤]因激光照射產(chǎn)生的熱向與膜面垂直的方向傳導(dǎo)，基于與過去同樣的方法已提出許多降低串?dāng)_的最有效方法的提議。但是，過去在相變型光記錄媒體中使用的薄膜的膜厚是納米級(jí)，估計(jì)膜的熱傳導(dǎo)率等的熱物理性質(zhì)值與大塊材料差不多的情形多。例如，在層疊納米級(jí)的薄膜時(shí)，各膜間的界面熱電阻或接觸熱電阻Rth與由熱傳導(dǎo)導(dǎo)致的熱電阻大體相等時(shí)發(fā)生逆轉(zhuǎn)。過去幾乎沒有認(rèn)識(shí)到產(chǎn)生這樣的效果，幾乎沒有結(jié)合這些問題研究過。因此，不能說能夠理解在記錄和擦除現(xiàn)實(shí)中的相變型光記錄媒體的過程中，在媒體中發(fā)生的結(jié)晶化或非晶態(tài)化之類的顯著動(dòng)態(tài)組織變動(dòng)和熱移動(dòng)的現(xiàn)象。因此，必須考慮這些點(diǎn)，理解記錄和擦除時(shí)的記錄膜中的熱行為。
本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過用含有Si(硅)、O(氧)和C(碳)，C濃度為0.1～30原子％的SiOC膜作構(gòu)成相變型光記錄媒體的介電體膜的至少一層，可以使因激光的照射產(chǎn)生的熱有效地向與膜面垂直的方向傳導(dǎo)，有效地降低串?dāng)_，從而完成了本發(fā)明。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，SiOC膜指以Si、O、C為主成分的膜，典型地指Si、O、C的原子％共計(jì)99原子％以上的膜。該膜也可以含有不可避免的雜質(zhì)。
具有上述組成的SiOC膜常溫常壓下的熱傳導(dǎo)率λth(W/m·K)為0.6＜λth＜4.0，顯示出良好的熱傳導(dǎo)性。
例如，設(shè)置包含高折射率介電體膜，低折射率介電體膜和高折射率介電體膜的層疊介電體膜作為相變型光記錄媒體的光入射側(cè)的第一介電體膜，如果用SiOC膜作為低折射率介電體膜，可以產(chǎn)生從相變型記錄膜到SiOC膜側(cè)(即從相變型記錄膜到與反射膜的方向相反的一側(cè))的良好的熱傳導(dǎo)，再生信號(hào)強(qiáng)度高，無串?dāng)_，記錄標(biāo)記形狀良好，可以高密度化。另外，作為高折射率介電體膜使用ZnS-SiO2等。
另外，如果作為相變型記錄膜的光入射側(cè)的相反側(cè)的第二介電體膜使用SiOC膜，則可以生成從相變型記錄膜到SiOC膜側(cè)(即從相變型記錄膜到反射膜側(cè))的良好的熱傳導(dǎo)，再生信號(hào)強(qiáng)度高，無串?dāng)_，記錄標(biāo)記形狀良好，可以高密度化。
上述結(jié)構(gòu)對(duì)單層盤、對(duì)單面雙層盤的光入射側(cè)的L0盤和內(nèi)側(cè)的L1盤中的任一個(gè)都可適用。而且，相變型記錄膜的光入射側(cè)和光入射側(cè)的相反側(cè)的第一和第二介電體膜這兩者都可用SiOC膜。
下面，詳細(xì)說明通過在介電體膜的至少一層中使用SiOC膜，獲得過去在相變型光記錄媒體中不能實(shí)現(xiàn)的良好的串?dāng)_耐性的理由。
首先，SiOC膜與ZnS-SiO2等的其它膜的密合性非常高，結(jié)果SiOC膜變得平滑。因此，可以大大降低膜間界面的熱電阻(接觸熱電阻Rth)，可以實(shí)現(xiàn)從相變型記錄膜到SiOC膜的良好的熱傳導(dǎo)。而且，如果用SiOC膜，可以比SiOx(x＝1～2)更提高熱傳導(dǎo)率。由于在SiOC膜上形成的其它膜也保持平滑性，可以降低與其它膜之間的接觸熱電阻，減小相變型光記錄媒體整體的接觸熱電阻。如上所述，在相變型光記錄媒體的記錄和擦除過程中，由于在媒體中發(fā)生結(jié)晶化或非晶態(tài)化之類的顯著動(dòng)態(tài)組織變化，膜間的密合性是非常重要的方面。SiOC膜中的C濃度≥0.1原子％時(shí)得到這樣的效果，C濃度≥1原子％時(shí)更有效果。
其次，已知SiC膜在藍(lán)紫波段即λ＝400nm附近，透射率低(100nm的膜厚為20％左右)。如果簡單考慮，則可以預(yù)測(cè)SiOC膜表現(xiàn)出在SiOx(x＝1～2)和SiC中間的、比SiOx低的透射率。但本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)C濃度為0.1～30原子％的SiOC膜的透射率的降低比預(yù)測(cè)的小得多?？紤]這是因?yàn)?，在SiOC膜中由于碳(C)的存在，Si-O的結(jié)合形態(tài)變化，碳(C)不是光學(xué)散射或吸收的主要原因。即，發(fā)現(xiàn)在紅外線(IR)吸收譜中，SiOC中的Si-O結(jié)合導(dǎo)致的吸收峰比SiO2中的Si-O結(jié)合導(dǎo)致的吸收峰向小的一方偏移0.1～50cm-1，即使碳量是比較高的濃度，透射率也是≥95％。另外，在利用IR的吸收峰的測(cè)定中雖然可以用Si-O的任一個(gè)峰，但觀察峰強(qiáng)度比較大的1050cm-1附近的峰是優(yōu)選的。
而且，如后所述，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)如果用X射線光電子分光法(XPS)分析SiOC膜可觀測(cè)到O-Si-C結(jié)合。
本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，C濃度為0.1～30原子％的SiOC膜的復(fù)數(shù)折射率用n-ik表示時(shí)，表現(xiàn)出1.45＜n＜1.55、k＜0.01的良好的光學(xué)特性。這些值比把SiOC膜當(dāng)作SiOx(x＝1～2)和SiC的混合膜，且從SiOx的折射率n(約1.47)、SiC的折射率n(2.8～3.4左右)、SiC的比較大的衰減系數(shù)k預(yù)測(cè)的值小。發(fā)揮上述的光學(xué)特性的SiOC膜中的C濃度的上限為30原子％。
為了得到合適的SiOC膜，最好適當(dāng)?shù)卦O(shè)定濺射中的成膜條件。作為濺射靶可以用主成分由Si、C、SiC、或SiOx(x＝1～2)或它們的混合物構(gòu)成的物質(zhì)。靶中還可以含有不能作為膜中主成分取入的微量的粘合劑。作為放電用氣體，可以使用Ar等的稀有氣體和O2的混合氣體。而且，作為放電用的氣體，此外還可以使用CO2、甲烷氣等。作為濺射法，根據(jù)所用的濺射靶的電阻，可以用RF濺射、RF疊加DC濺射、含脈沖模式的DC濺射、DC濺射等。
具體地，在使用SiC靶或Si和SiC的混合靶，在含Ar和O2的氣體中進(jìn)行RF濺射時(shí)，濺射氣體的總壓強(qiáng)設(shè)為≤1Pa，氧分壓設(shè)為0.01～0.5Pa，更優(yōu)選設(shè)為0.01～0.1Pa。
只要適當(dāng)?shù)卦O(shè)定SiOC膜的濺射條件，成膜速度可以比SiOx更快。
另外，SiOC膜也可以是在膜中形成了碳(C)的濃度梯度的所謂功能梯度材料。SiOC膜中的碳的濃度梯度可根據(jù)濺射條件改變。定性地說，C濃度越高，熱傳導(dǎo)率越高，折射率越大，吸收也越大。例如，如果構(gòu)成為SiOC膜的與記錄膜接近的部分C濃度高，離記錄膜遠(yuǎn)的部分C濃度低，則由記錄膜產(chǎn)生的熱快速地逸散，同時(shí)在離記錄膜略遠(yuǎn)的部分蓄熱，具有控制急冷和緩冷的速度的功能。另一方面，由于可以設(shè)計(jì)成均勻地加熱，此時(shí)最好在均勻地保持C濃度的條件下濺射。另外，如果分段濺射，可以增減C濃度，設(shè)計(jì)的自由度很大。而且，通過調(diào)整SiOC膜的C濃度分布，也可以發(fā)揮作為應(yīng)力緩和膜的功能。
下面，詳細(xì)本發(fā)明的實(shí)施例。
以與各實(shí)施例和比較例相同的條件在基板上只形成SiOC膜，如下所述地分析SiOC的各種物理性質(zhì)。用ICP(感應(yīng)耦合等離子體)、RBS(盧瑟福背散射譜)、SIMS(二次離子質(zhì)譜)等的分析方法分析SiOC的組成。用熱反射率法或3ω法測(cè)定SiOC的熱傳導(dǎo)率、界面熱電阻等的熱物理性質(zhì)。用分光光度計(jì)和分光橢圓計(jì)測(cè)定SiOC的復(fù)數(shù)折射率n、衰減系數(shù)k、透射率T等的光學(xué)物理性質(zhì)。用IR(紅外分光法)研究SiOC膜的Si-O結(jié)合形態(tài)(峰偏移)，用XPS(X射線電子分光法)研究Si、O、C間的結(jié)合狀態(tài)。用原子間力顯微鏡(AFM)評(píng)價(jià)薄膜的表面的平滑性。
(單層盤、無界面層)圖1是本實(shí)施例的相變型光記錄媒體的剖面圖。
基板101由0.6mm厚的聚碳酸酯基板構(gòu)成。在該基板101上設(shè)置0.68μm間距、深40nm的凹槽，進(jìn)行凸臺(tái)凹槽記錄時(shí)道間距為0.34μm。以下，凹槽道指指離光入射面近的道，凸臺(tái)道指離光入射面遠(yuǎn)的道。
在該基板101上從光入射側(cè)依次形成下述膜。
高折射率介電體膜102aZnS-SiO230nm低折射率介電體膜103 SiOC60nm高折射率介電體膜102bZnS-SiO225nm相變型記錄膜104 GeSbTeBi13nm第2介電體膜105 ZnS-SiO220nm反射膜106 Ag合金 100nm。
如上所述，本實(shí)施例的相變型光記錄媒體中，在相變型記錄膜104的光入射側(cè)設(shè)置的第一介電體膜是高折射率介電體膜102a/低折射率介電體膜103/高折射率介電體膜102b的疊層結(jié)構(gòu)。另外，作為高折射率介電體膜使用的ZnS-SiO2是ZnS和SiO2的混合物。
在本實(shí)施例中，作為低折射率介電體膜103使用的SiOC，是用Si+SiC靶，通過脈沖模式DC濺射法，在濺射氣體(Ar+O2)的總壓強(qiáng)為1.0Pa、氧分壓為0.1Pa的條件下形成的膜。SiOC中的C濃度為28.2原子％。
然后，用旋涂法涂敷紫外線硬化樹脂后，貼合0.6mm厚的聚碳酸酯基板，光硬化。
表1中示出形成SiOC膜時(shí)的放電形式、總壓強(qiáng)(Pa)和氧分壓(Pa)、和SiOC中的C濃度(原子％)、Si濃度(原子％)、O濃度(原子％)。
表2中示出SiOC中波長405nm時(shí)的光學(xué)特性(折射率n、衰減系數(shù)k、透射率T)、常溫常壓下測(cè)定的熱傳導(dǎo)率、IR峰的偏移量。
把制成的相變型光記錄媒體設(shè)置在初始化裝置上，照射寬50μm、長1μm的長圓形光束，使整個(gè)面的記錄膜初始化(結(jié)晶化)。
在相變型光記錄媒體的盤特性的評(píng)價(jià)之前，進(jìn)行反射率的測(cè)定。結(jié)果，可以制作晶態(tài)和非晶態(tài)間的反射率差為約15％以上的對(duì)比度大的盤。
進(jìn)行該相變型光記錄媒體的記錄和擦除實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)中，使用具有包含NA＝0.65的物鏡和波長405nm的半導(dǎo)體激光器的拾波器的光盤評(píng)價(jià)裝置。記錄線速度為5.6m/sec，記錄1-7調(diào)制的信號(hào)。位間距為0.13μm，最長標(biāo)記長度為0.78μm，用9T(T是表示信號(hào)長度的指標(biāo))的信號(hào)進(jìn)行記錄實(shí)驗(yàn)。
以下說明實(shí)驗(yàn)方法，在評(píng)價(jià)凸臺(tái)或凹槽道的特性的場(chǎng)合，以分別對(duì)其它道寫入的信號(hào)無影響的方式考慮而進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
通過以下的實(shí)驗(yàn)測(cè)定初期的CNR(載波對(duì)噪音的比)和串?dāng)_特性。首先，測(cè)定CNR的寫入功率，擦除功率依賴性，求出了最佳功率。然后，用最佳功率在凸臺(tái)或凹槽道上改寫10次隨機(jī)圖案，再寫入9T的信號(hào)。此時(shí)，測(cè)定該道上的9T信號(hào)的CNR。然后，向兩側(cè)的相鄰道上寫入隨機(jī)信號(hào)。然后，先返回到記錄9T信號(hào)的原道，測(cè)定CNR的變化。先前的CNR和后面的CNR的差為串?dāng)_量(X-E)。
另外，為了評(píng)價(jià)相變型光記錄媒體的可靠性，把制成的相變型光記錄媒體在85℃，相對(duì)濕度85％的環(huán)境下曝露300個(gè)小時(shí)后，進(jìn)行與上述同樣的實(shí)驗(yàn)，測(cè)定環(huán)境試驗(yàn)后的CNR和串?dāng)_特性。
通過在同一道改寫2000次隨機(jī)信號(hào)后，記錄9T信號(hào)，測(cè)定CNR來評(píng)價(jià)改寫特性。
如表3所示，本實(shí)施例的相變型光記錄媒體表現(xiàn)出初期特性為CNR55.2dB和X-E 0.2dB、環(huán)境試驗(yàn)后的特性為CNR 53.8dB和X-E 0.3dB、改寫特性為CNR 54.7dB的良好的值。
制作了各種相變型光記錄媒體。表1示出SiOC膜的形成條件，表2示出SiOC的物理性質(zhì)。表3示出相變型光記錄媒體的初期的CNR和串?dāng)_特性、環(huán)境試驗(yàn)后的CNR和串?dāng)_特性、以及改寫特性。
(單層盤、有界面層)圖2是本實(shí)施例的相變型光記錄媒體的剖面圖。在0.6mm厚的聚碳酸酯基板101上從光入射側(cè)依次形成下述的膜。
高折射率介電體膜102a ZnS-SiO230nm低折射率介電體膜103SiOC 60nm高折射率介電體膜102b ZnS-SiO220nm
下部界面膜107aGeN 5nm相變型記錄膜104 GeSbTe 13nm上部界面膜107bGeN 5nm第2介電體膜105ZnS-SiO215nm反射膜106 Ag合金 100nm在本實(shí)施例中，在相變型記錄膜104的上下設(shè)置GeN界面膜107a、107b。
在本實(shí)施例中，作為低折射率介電體膜103使用的SiOC膜，是通過RF濺射，在濺射氣體總壓強(qiáng)為1.0Pa、氧分壓為0.02Pa的條件下形成的。SiOC中的C濃度為30.0原子％。該SiOC膜的熱傳導(dǎo)率λth為2.00W/m·K。除此之外與實(shí)施例1同樣地制作相變型光記錄媒體。
另外，已確認(rèn)，在變更成膜方法制作C濃度30.0原子％的SiOC膜時(shí)，可實(shí)現(xiàn)約4W/m·K的熱傳導(dǎo)率λth。
如表3所示，本實(shí)施例的相變型光記錄媒體的初期特性、環(huán)境試驗(yàn)后的特性、改寫特性也表現(xiàn)出良好的值。
(單層盤、有界面層)在0.6mm厚的聚碳酸酯基板上從光入射側(cè)依次形成下述的膜。
高折射率介電體膜ZnS-SiO230nm低折射率介電體膜SiOC 60nm高折射率介電體膜ZnS-SiO225nm相變型記錄膜GeSbTe 13nm界面膜 GeN15nm第2介電體膜 ZnS-SiO215nm反射膜 Ag合金 100nm在本實(shí)施例中僅在相變型記錄膜的上部設(shè)置GeN界面膜。
在本實(shí)施例中，作為低折射率介電體膜使用的SiOC膜，是通過RF濺射，在濺射氣體總壓強(qiáng)為1.0Pa、氧分壓為0.2Pa的條件下形成的。SiOC中的C濃度為19.7原子％。除此之外與實(shí)施例1同樣地制作相變型光記錄媒體。
如表3所示，本實(shí)施例的相變型光記錄媒體的初期特性、環(huán)境試驗(yàn)后的特性、改寫特性也表現(xiàn)出良好的值。
(單層盤、有界面層)在0.6mm厚的聚碳酸酯基板上從光入射側(cè)依次形成下述的膜。
高折射率介電體膜ZnS-SiO230nm低折射率介電體膜SiOC 60nm高折射率介電體膜ZnS-SiO225nm相變型記錄膜GeSbTeBi 13nm界面膜 GeN2nm第2介電體膜 ZnS-SiO218nm反射膜 Ag合金 100nm在本實(shí)施例中僅在相變型記錄膜的上部設(shè)置GeN界面膜。
在本實(shí)施例中，作為低折射率介電體膜使用的SiOC膜，是通過DC濺射，在濺射氣體總壓強(qiáng)為1.0Pa、氧分壓為0.08Pa的條件下形成的。SiOC中的C濃度為10.3原子％。除此之外與實(shí)施例1同樣地制作相變型光記錄媒體。
如表3所示，本實(shí)施例的相變型光記錄媒體的初期特性、環(huán)境試驗(yàn)后的特性、改寫特性也表現(xiàn)出良好的值。
(雙層盤)圖3是本實(shí)施例的相變型光記錄媒體的剖面圖。該相變型光記錄媒體是所謂的單面雙層盤，是把從光入射側(cè)看位于手前側(cè)的L0盤100和從光入射側(cè)看位于里側(cè)的L1盤110貼合而成的。
L0盤100是在厚度0.59mm的聚碳酸酯基板上依次層疊Zn-SiO2、GeSbTeBi、ZnS-SiO2、Ag合金、ZnS-SiO2而成的，透射率為約50％。
L1盤110是在厚度0.59mm的聚碳酸酯基板111上依次層疊反射膜116、第二介電體膜117、相變型記錄膜114、第一介電體膜112而成的。L1盤110的表面的第一介電體膜112夾著在L0盤110上涂敷的紫外線硬化樹脂109與L0盤100貼合在一起。因此，如果從光入射側(cè)看L1盤110是依次層疊下述膜而成的。
第1介電體膜112 ZnS-SiO265nm相變型記錄膜114 GeSbTe 13nm第2介電體膜117 SiOC40nm反射膜116 Ag合金 100nm。
本實(shí)施例中，作為L1盤110的第二介電體膜117使用的SiOC膜，是通過RF疊加DC濺射，在濺射氣體總壓強(qiáng)為0.8Pa、氧分壓為0.5Pa的條件下形成的。SiOC中的C濃度為6.3原子％。
從表3可看出，本實(shí)施例的相變型光記錄媒體的初期特性、環(huán)境試驗(yàn)后的特性、改寫特性也得到了良好的值。
(雙層盤)圖4是本實(shí)施例的相變型光記錄媒體的剖面圖。該相變型光記錄媒體是所謂的單面雙層盤，是把從光入射側(cè)看位于手前側(cè)的L0盤100和從光入射側(cè)看位于里側(cè)的L1盤110貼合而成的。
L0盤100是在聚碳酸酯基板上依次層疊Zn-SiO2、SiOC、GeSbTeBi、SiOC、ZnS-SiO2、Ag合金、ZnS-SiO2而成的，透射率為約50％。
L1盤110是在聚碳酸酯基板111上依次層疊反射膜116、熱控制膜118、第二介電體膜115、相變型記錄膜114、高折射率介電體膜112b、低折射率介電體膜113、高折射率介電體膜112a而成的。L1盤110的表面的高折射率介電體膜112a夾著在L0盤110上涂敷的紫外線硬化樹脂與L0盤100貼合在一起。因此，如果從光入射側(cè)看L1盤110是依次層疊下述膜而成的。
高折射率介電體膜112aZnS-SiO220nm低折射率介電體膜113 SiOC25nm高折射率介電體膜112bZnS-SiO240nm相變型記錄膜114 GeSbTeBi13nm第2介電體膜115 ZnS-SiO215nm熱控制膜118 A1N 25nm反射膜116 Ag合金 100nm。
本實(shí)施例中，作為L1盤110的低折射率介電體膜113使用的SiOC膜，是通過DC濺射，在濺射氣體總壓強(qiáng)為0.5Pa、氧分壓為0.01Pa的條件下形成的。SiOC中的C濃度為5.0原子％。
從表3可看出，本實(shí)施例的相變型光記錄媒體的初期特性、環(huán)境試驗(yàn)后的特性、改寫特性也得到了良好的值。
制作了具有與實(shí)施例1同樣的疊層結(jié)構(gòu)的相變型光記錄媒體，但改變了作為低折射率介電體膜103使用的SiOC膜的形成條件，即，是通過RF濺射，在濺射氣體總壓強(qiáng)為1.0Pa、氧分壓為0.1Pa的條件下形成的。SiOC中的C濃度為0.1原子％。
從表3可看出，本實(shí)施例的相變型光記錄媒體的初期特性、環(huán)境試驗(yàn)后的特性、改寫特性也得到了良好的值。
制作了具有與實(shí)施例1同樣的疊層結(jié)構(gòu)的相變型光記錄媒體，但改變了作為低折射率介電體膜103使用的SiOC膜的形成條件，即，是通過RF濺射，在濺射氣體總壓強(qiáng)為1.0Pa、氧分壓為0.07Pa的條件下形成的。SiOC中的C濃度為1.0原子％。
從表3可看出，本實(shí)施例的相變型光記錄媒體的初期特性、環(huán)境試驗(yàn)后的特性、改寫特性也得到了良好的值。
制作了具有與實(shí)施例1同樣的疊層結(jié)構(gòu)的相變型光記錄媒體，但改變了作為低折射率介電體膜103使用的SiOC膜的形成條件，即，是通過脈沖模式DC濺射，在濺射氣體總壓強(qiáng)為1.0Pa、氧分壓為0.03Pa的條件下形成的。SiOC中的C濃度為2.0原子％。
從表3可看出，本實(shí)施例的相變型光記錄媒體的初期特性，環(huán)境試驗(yàn)后的特性、改寫特性也得到了良好的值。
制作了具有與實(shí)施例1同樣的疊層結(jié)構(gòu)的相變型光記錄媒體，但改變了作為低折射率介電體膜103使用的SiOC膜的形成條件，即，是通過RF疊加DC濺射，在濺射氣體總壓強(qiáng)為1.0Pa、氧分壓為0.3Pa的條件下形成的。SiOC中的C濃度為0.5原子％。
從表3可看出，本實(shí)施例的相變型光記錄媒體的初期特性、環(huán)境試驗(yàn)后的特性、改寫特性也得到了良好的值。
圖5展示了本發(fā)明的實(shí)施例的相變型光記錄媒體中使用的SiOC膜中的元素的濃度分布的測(cè)定例。在硅基板上形成SiOC膜進(jìn)行了測(cè)定。該圖的左端是SiOC膜的表面，從深度60nm附近的各元素形成峰的部分向右是基板(Si晶片)。從該圖3看出，不僅SiOC膜表面，膜中的碳濃度也可升高。
圖6展示了本發(fā)明的實(shí)施例的相變型光記錄媒體中使用的SiOC膜的Si2p的XPS譜。在硅基板上形成厚約100nm的SiOC膜，調(diào)制了三種樣品(#1-#3)，進(jìn)行了分析。
用RBS測(cè)定的各樣品的C組成如下所示。
#1 14.6原子％#2 17.8原子％#3 9.1原子％從圖6可以看出，在樣品#1-#3間可辨認(rèn)出Si的結(jié)合狀態(tài)的差異，C濃度越高，Si2p的低能側(cè)的成分越顯著。因此，考慮低能側(cè)的成分來自與C結(jié)合的Si。
關(guān)于SiO2膜和Si膜中的Si2p的XPS譜的峰值，已報(bào)告有下述文獻(xiàn)值SiO2103.2-104eVSiC100.4eV。
圖6所示的Si2p的XPS譜的峰值出現(xiàn)在SiC膜中的Si2p的峰值(文獻(xiàn)值)的高能量側(cè)。從C1s、O1s等顯示的Si與其它元素的結(jié)合狀態(tài)推定，SiOC膜中不存在游離的SiC，圖6所示的XPS譜是由O-Si-C結(jié)合造成的。
在聚碳酸酯基板上從光入射側(cè)依次形成膜ZnS-SiO2(30nm)、SiOC(60nm)、ZnS-SiO2(25nm)、GeSbTe(13nm)、ZnS-SiO2(20nm)、Ag合金(100nm)，制作了相變型光記錄媒體。
在該比較例中，作為低折射率介電體膜使用的SiOC膜，是通過RF濺射，在濺射氣體總壓強(qiáng)為0.5Pa、氧分壓為0.08Pa的條件下形成的。SiOC中的C濃度為0.09原子％。
如表3所示，該相變型光記錄媒體表現(xiàn)出初期特性為CNR 47.6dB和X-E 1.7dB、環(huán)境試驗(yàn)后的特性為CNR 46.8dB和X-E 1.8dB、改寫特性為CNR 46.9dB的良好的值。
用SiO2取代SiOC(用SiO2作靶)，在聚碳酸酯基板上從光入射側(cè)依次形成膜ZnS-SiO2(30nm)、SiO2(60nm)、ZnS-SiO2(25nm)、GeSbTe(13nm)、ZnS-SiO2(20nm)、Ag合金(100nm)，制作了相變型光記錄媒體。
如表3所示，該相變型光記錄媒體表現(xiàn)出初期特性為CNR 47.3dB和X-E 1.8dB、環(huán)境試驗(yàn)后的特性為CNR 46.4dB和X-E 2.1dB、改寫特性為CNR 46.5dB的良好的值。
制作了具有與比較例1同樣的疊層結(jié)構(gòu)的相變型光記錄媒體，但改變了作為低折射率介電體膜使用的SiOC膜的形成條件，即，是通過RF疊加DC濺射，在濺射氣體總壓強(qiáng)為0.5Pa、氧分壓為0.007Pa的條件下形成的。SiOC中的C濃度為0.005原子％。
從表3可看出，該相變型光記錄媒體的初期特性、環(huán)境試驗(yàn)后的特性、改寫特性也得到了良好的值。
制作了具有與比較例1同樣的疊層結(jié)構(gòu)的相變型光記錄媒體，但改變了作為低折射率介電體膜使用的SiOC膜的形成條件，即，是通過DC濺射，在濺射氣體總壓強(qiáng)為1.1Pa、氧分壓為0.003Pa的條件下形成的。SiOC中的C濃度為0.003原子％。
從表3可看出，該相變型光記錄媒體的初期特性、環(huán)境試驗(yàn)后的特性、改寫特性也得到了良好的值。
制作了具有與比較例1同樣的疊層結(jié)構(gòu)的相變型光記錄媒體，但改變了作為低折射率介電體膜使用的SiOC膜的形成條件，即，是通過脈沖模式DC濺射，在濺射氣體總壓強(qiáng)為1.1Pa、氧分壓為0.001Pa的條件下形成的。SiOC中的C濃度為35原子％。
從表3可看出，該相變型光記錄媒體的初期特性、環(huán)境試驗(yàn)后的特性、改寫特性也得到了良好的值。
制作了具有與比較例1同樣的疊層結(jié)構(gòu)的相變型光記錄媒體，但改變了作為低折射率介電體膜使用的SiOC膜的形成條件，即，是通過RF疊加DC濺射，在濺射氣體總壓強(qiáng)為1.1Pa、氧分壓為0.006Pa的條件下形成的。SiOC中的C濃度為40原子％。
從表3可看出，該相變型光記錄媒體的初期特性、環(huán)境試驗(yàn)后的特性、改寫特性也得到了良好的值。
制作了具有與比較例1同樣的疊層結(jié)構(gòu)的相變型光記錄媒體，但改變了作為低折射率介電體膜使用的SiOC膜的形成條件，即，是通過脈沖模式DC濺射，在濺射氣體總壓強(qiáng)為1.0Pa、氧分壓為0.004Pa的條件下形成的。SiOC中的C濃度為34原子％。
從表3可看出，該相變型光記錄媒體的初期特性、環(huán)境試驗(yàn)后的特性、改寫特性也得到了良好的值。
制作了具有與比較例1同樣的疊層結(jié)構(gòu)的相變型光記錄媒體，但改變了作為低折射率介電體膜使用的SiOC膜的形成條件，即，是通過RF濺射，在濺射氣體總壓強(qiáng)為1.0Pa、氧分壓為0.004Pa的條件下形成的。SiOC中的C濃度為32原子％。
從表3可看出，該相變型光記錄媒體的初期特性，環(huán)境試驗(yàn)后的特性、改寫特性也得到了良好的值。
從以上結(jié)果看出，只要如各實(shí)施例所示，SiOC膜中的碳濃度為0.1-30原子％，相變型光記錄媒體的再生信號(hào)強(qiáng)度高，且串?dāng)_少。
從表1看出，SiOC膜的組成與成膜條件也有微妙的依賴關(guān)系，其中，只要濺射時(shí)濺射氣體總壓強(qiáng)≤1Pa，氧分壓為0.01-0.5Pa，有利于得到上述那樣的最合適的SiOC膜。
表1

表2

表3

權(quán)利要求
1.一種相變型光記錄媒體，具有能利用光照射可逆地記錄和擦除的相變型記錄膜、和至少一層介電體膜，其特征在于上述介電體膜的至少一層為含有Si、O和C的SiOC膜，其C濃度為0.1-30原子％。
2.如權(quán)利要求1所述的相變型光記錄媒體，其特征在于上述SiOC膜的復(fù)數(shù)折射率為n-ik時(shí)，1.45＜n＜1.55，k＜0.01。
3.如權(quán)利要求1所述的相變型光記錄媒體，其特征在于上述SiOC膜的透射率≥95％。
4.如權(quán)利要求1所述的相變型光記錄媒體，其特征在于上述SiOC膜在常溫常壓下的熱傳導(dǎo)率λth為0.6W/m·K＜λth＜4.0W/m·K。
5.如權(quán)利要求1所述的相變型光記錄媒體，其特征在于上述SiOC膜的Si-O結(jié)合導(dǎo)致的紅外線吸收峰從SiO2中的Si-O結(jié)合導(dǎo)致的紅外線吸收峰偏移0.1-50cm-1。
6.如權(quán)利要求1所述的相變型光記錄媒體，其特征在于上述SiOC膜含有用X射線光電子分光法檢測(cè)出的O-Si-C結(jié)合。
7.如權(quán)利要求1所述的相變型光記錄媒體，其特征在于上述相變型記錄膜用從由GeSbTeBi、GeSbTe、BiGeTe、GeSbTeSn、AgInSbTe、InSbTe、AgInGeSbTe、GeInSbTe和AgInSbTeV構(gòu)成的組中選擇的材料構(gòu)成。
8.如權(quán)利要求1所述的相變型光記錄媒體，其特征在于上述相變型光記錄媒體具有從光入射側(cè)依次層疊第一介電體膜、相變型記錄膜、第二介電體膜、反射膜而成的疊層結(jié)構(gòu)，所述第一介電體膜和第二介電體膜中的至少一個(gè)包含SiOC膜。
9.如權(quán)利要求8所述的相變型光記錄媒體，其特征在于設(shè)置在上述相變型記錄膜的光入射側(cè)的上述第一介電體膜是包含高折射率介電體膜、低折射率介電體膜和高折射率介電體膜的層疊介電體膜，上述低折射率介電體膜是上述SiOC膜。
10.如權(quán)利要求9所述的相變型光記錄媒體，其特征在于上述高折射率介電體膜由ZnS-SiO2構(gòu)成。
11.如權(quán)利要求8所述的相變型光記錄媒體，其特征在于設(shè)置在上述相變型記錄膜的與光入射側(cè)相反的一側(cè)的上述第二介電體膜是上述SiOC膜。
12.如權(quán)利要求8所述的相變型光記錄媒體，其特征在于還具有與上述相變型記錄膜的至少一個(gè)面相接的界面層。
13.如權(quán)利要求12所述的相變型光記錄媒體，其特征在于上述界面層用從由GeN、CrO、SiC、SiN和SiOC構(gòu)成的組中選擇的材料構(gòu)成。
14.如權(quán)利要求8所述的相變型光記錄媒體，其特征在于還具有在上述第二介電體膜和上述反射膜之間的熱控制膜。
15.如權(quán)利要求1所述的相變型光記錄媒體，其特征在于上述相變型光記錄媒體是由具有從光入射側(cè)依次層疊第一介電體膜、相變型記錄膜、第二介電體膜、反射膜而成的疊層結(jié)構(gòu)的兩個(gè)盤相接合而成的單面雙層盤。
全文摘要
一種相變型光記錄媒體，具有能利用光照射可逆地記錄和擦除的相變型記錄膜、和至少一層介電體膜，其特征在于上述介電體膜的至少一層為含有Si、O和C的SiOC膜，其C濃度為0.1－30原子％。
文檔編號(hào)G11B7/242GK1953073SQ20061014256
公開日2007年4月25日 申請(qǐng)日期2004年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月1日
發(fā)明者中居司, 蘆田純生, 柚須圭一郎, 塚本隆之, 大間知范威, 中村直正, 市原勝太郎 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝