記錄層用的合金靶材、記錄層、光記錄媒體及藍光光碟的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種記錄層用的合金靶材、記錄層、光記錄媒體及藍光光碟。尤其是提供一種包含(CuaSib)xM1-x合金的合金靶材、記錄層、光記錄媒體與包含其的藍光光碟，以解決傳統(tǒng)雙記錄層的相轉變溫度過高而限制光記錄媒體的燒錄速度或劣化其記錄品質等問題。所述的抗腐蝕性元素(M)可避免銅金屬發(fā)生氧化作用，并使(CuaSib)xM1-x合金的相轉變溫度介于150℃至425℃，而發(fā)展成一種適合用于光記錄媒體的記錄層的合金材料。據(jù)此，本發(fā)明包括(CuaSib)xM1-x合金的藍光光碟可同時兼具高穩(wěn)定性與可供高倍速燒錄的優(yōu)點。
【專利說明】記錄層用的合金靶材、記錄層、光記錄媒體及藍光光碟
【技術領域】
[0001]本發(fā)明關于一種記錄層用的合金靶材、記錄層及光記錄媒體，尤指一種含有抗腐蝕性元素的合金靶材、記錄層及光記錄媒體。此外，本發(fā)明亦關于一種包括前述記錄層的單次寫入型藍光光碟。
【背景技術】
[0002]藍光光碟(Blu-ray Disc)因為使用波長為405nm的藍色激光進行數(shù)據(jù)讀寫工作而命名，其為數(shù)據(jù)儲存媒體下一代光碟規(guī)格，目前已被廣泛地應用于儲存高容量的數(shù)據(jù)或高畫質的影音文件。
[0003]藍光光碟中，Cu/Si系統(tǒng)的單次寫入型藍光光碟利用金屬誘發(fā)晶格化相轉變機制(metal induced crystallization phase change mechanism),使非晶質娃可在較低的相轉變溫度下，通過銅金屬誘發(fā)非晶質硅形成結晶，而提升記錄層對藍色激光的即時反射率(in-situ reflectivity),完成數(shù)據(jù)記錄的工作。
[0004]于現(xiàn)有技術的Cu/Si系統(tǒng)單次寫入型光記錄媒體中，常見層狀結構依序包括有基板、反射層、第一介電層、雙記錄層、第二介電層及保護層。其中，該雙記錄層是由一銅層及一非晶質硅層所組成。由于現(xiàn)有技術的雙記錄層的相轉變溫度過高(約500°C)，必須提高藍光光碟的寫入功率(至少8mW)，使其于雙記錄層表面產生較高的溫度，才能順利進行相轉變，進而完成數(shù)據(jù)記錄的工作，且提高藍光光碟的寫入功率會提高光記錄媒體的燒錄成本。
[0005]為克服前述問題，目前已有許多人試圖改良現(xiàn)有技術的光記錄媒體中雙記錄層的材料，利用銅硅合金取代原有的銅層，由于銅硅合金濺射于非晶質硅層上會與非晶質硅層反應而產生Cu3Si的結晶相，因而能夠于較低的溫度下形成結晶。然而，銅硅合金的相轉變溫度太低導致銅金屬很容易發(fā)生自發(fā)反應與氧化作用，反而會劣化光記錄媒體的記錄品質。

【發(fā)明內容】

[0006]為克服現(xiàn)有技術所面臨的問題，本發(fā)明的主要目的在于設計一種適合作為光記錄媒體的記錄層的合金材料，其可具有適當?shù)南噢D變溫度，藉此提升光記錄媒體的燒錄速度與記錄品質。
[0007]為達成前述目的，本發(fā)明提供一種記錄層用的合金靶材，其是由(CuaSib)具，合金所組成，其中M是鎳、鉻、鑰或鈦，a是介于0.65至0.75之間，b是介于0.25至0.35之間，且X是介于0.9至0.99之間。
[0008]較佳的，該合金祀材的基底相(base phase)是銅娃合金,且該合金祀材的化合物相(compound phase)是娃鎳合金、娃鉻合金、娃鑰合金或娃鈦合金。
[0009]較佳的，該合金靶材是使用粉末冶金法或熔煉法所制得。
[0010]為達成前述目的，本發(fā)明另提供一種光記錄媒體用的記錄層，其是由(CuaSib)xMh合金所組成，其中M是鎳、鉻、鑰或鈦，a是介于0.65至0.75之間，b是介于0.25至0.35之間，且X是介于0.9至0.99之間。
[0011]于本發(fā)明光記錄媒體用的記錄層中，利用銅硅共晶點的成分(Cu3Si)可提升記錄層受激光照射而發(fā)生相轉變的速率，并且同時降低記錄層由非結晶態(tài)轉變?yōu)榻Y晶態(tài)的相轉變溫度。
[0012]于此，所述的M是一種抗腐蝕性元素，其可用以防止銅金屬發(fā)生氧化作用，并使(CuaSib)xM1-X合金的相轉變溫度介于150°C至425°C，以適合作為高倍速光記錄媒體的記錄層的合金材料。
[0013]較佳的，所述的記錄層可由前述合金靶材所濺射而成。
[0014]為達成前述目的，本發(fā)明又提供一種光記錄媒體，包括:一基板；一反射層，其是設置于該基板上；一第一介電層，其是設置于該反射層上；一雙記錄層，其是設置于該第一介電層上，其中該雙記錄層包括一非晶質娃層及一合金材料層，且該合金材料層是由(CuaSib)xMh合金所組成，其中M是鎳、鉻、鑰或鈦，a是介于0.65至0.75之間、b是介于
0.25至0.35之間，且X是介于0.9至0.99之間；一第二介電層，其是設置于該雙記錄層上；以及一保護層，其是設置于該第二介電層上。
[0015]于此，所述的雙紀錄層中的非晶質硅層與合金材料層可上下置換。
[0016]于本發(fā)明光記錄媒體的一實施態(tài)樣中，該非晶質娃層可設置于該第一介電層上，且該合金材料層可設置于該非晶質硅層與該第二介電層之間?；蛘撸诒景l(fā)明光記錄媒體的另一實施態(tài)樣中，該合金材料層可設置于該第一介電層上，且該非晶質娃層可設置于該合金材料層與該第二介電層之間。
[0017]較佳的，所述的基板可為PC基板。
[0018]較佳的，所述的反射層可為純銀金屬、銀合金、純金金屬、金合金、鋁合金或銅合金。
[0019]較佳的，所述的第一介電層及第二介電層可為硫化鋅(ZnS)、硫化鋅-二氧化硅(ZnS-SiO2)、五氧化二鉭(Ta2O5)、氧化銦錫(Indium Tin Oxide, ITO)、氮化娃(Si3N4)、氧化硅(SiO2)、三氧化二鋁(Al2O3)、氮化鋁(AlN)、碳化硅(SiC)、氮化鍺(Ge3N4)、氮化鈦(Ti3N4)或氧化釔(Y2O3)。
[0020]較佳的，該保護層可為二氧化鈰-三氧化二鋁(CeO2-Al2O3)、鍺鉻合金(GeCr)、二氧化鈦(TiO2)、氧化銦錫(Indium Tin Oxide, ITO)。
[0021]較佳的,所述的雙記錄層的厚度可介于5nm至30nm。
[0022]較佳的,該合金材料層的厚度可介于2nm至30nm之間。
[0023]較佳的，該反射層的厚度是80nm至120nm之間。
[0024]較佳的，該反射層、第一介電層、雙記錄層、第二介電層及保護層的厚度總合是介于IOmm至200mm之間。
[0025]為達成前述目的，本發(fā)明再提供一種藍光光碟，其是包括如前述的光記錄媒體用的記錄層。
[0026]較佳的，所述的藍光光碟可具有如同前述光記錄媒體的層狀結構。
[0027]較佳的，所述的藍光光碟是一種單次寫入型藍光光碟。
[0028]較佳的，所述的藍光光碟的燒錄速度可達6X(216Mbit/s)以上。[0029]綜上所述，本發(fā)明設計一種相轉變溫度介于150°C至425°C的(CuaSib)xMh合金材料，以此(CuaSib)xMh合金材料作為光記錄媒體的記錄層的材料可使光記錄媒體不會在低溫下發(fā)生發(fā)生自發(fā)反應與氧化作用，又可于高倍燒錄速度(短接觸時間)下經由藍色激光快速發(fā)生相轉變，成為一種具高穩(wěn)定性又可供高倍速燒錄的光記錄媒體的記錄層材料。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1是本發(fā)明實施例2的(Cua7Sia3)a95Niatl5合金靶材的金相圖。
[0031]圖2是本發(fā)明實施例6的(Cua7Sia3)a98Cratl2合金靶材的金相圖。
[0032]圖3是本發(fā)明一實施態(tài)樣的光記錄媒體的層狀結構示意圖。
[0033]圖4是本發(fā)明另一實施態(tài)樣的光記錄媒體的層狀結構示意圖。
[0034]圖5是實施例2、4、6及比較例2的光記錄媒體于不同溫度下的即時反射率結果圖。
[0035]附圖標號:
[0036]I 基板
[0037]2反射層
[0038]3第一介電層
[0039]4雙記錄層
[0040]41合金材料層
[0041]42非晶質硅層
[0042]5第二介電層
[0043]6保護層
【具體實施方式】
[0044]以下，將通過具體實施例說明本發(fā)明的實施方式，本領域技術人員可經由本說明書的內容輕易地了解本發(fā)明所能達成的優(yōu)點與功效，并且于不悖離本發(fā)明的精神下進行各種修飾與變更，以施行或應用本發(fā)明的內容。
[0045]首先，說明本發(fā)明的制作步驟:
[0046]1.制作記錄層用的合金靶材
[0047]a.實施例1: (Cua65Sia35)a95Niatl5 合金靶材
[0048]將848.5g的銅粉、201.9g的硅粉與63.5g的鎳粉均勻混合，于溫度介于600-800°C且壓力約500bar的條件下，持續(xù)熱壓3小時，制得(Cua65Sia35)a95Niatl5合金靶材。
[0049]其中，銅含量是占整體(Cua65Sia35)a95Niatl5合金的61.75at%，硅含量是占整體整體(Cua65Sia35)a95Niatl5 合金的 33.25at%，且鎳含量是占整體(Cua65Sia35)a95Niatl5 合金的5at%。
[0050]b.實施例 2: (Cua7Sia3)a95Niatl5 合金革巴材
[0051 ] 將939.2g的銅粉、177.9g的硅粉與65.2g的鎳粉均勻混合，于溫度介于600-800°C且壓力約500bar的條件下，持續(xù)熱壓3小時，制得(Cua7Sia3)a95Niatl5合金靶材。
[0052]其中，銅含量是占整體(Cua7Sia3)a95Niatl5合金的66.5at%，硅含量是占整體整體(Cua7Sia3)a95Niatl5 合金的 28.5at%，且鎳含量是占整體(Cua7Sia3)a95Niatl5 合金的 5at%。
[0053]如圖1所示，該灰色相是合金靶材的基底相，其是主要由銅硅合金所組成；且該黑色相是合金靶材的化合物相，其是主要由硅鎳合金所組成。
[0054]c.實施例 3: (Cu0.75Si0.25) 0.95Ni0.05 合金靶材
[0055]將1035g的銅粉、152.5g的硅粉與67.1g的鎳粉均勻混合，于溫度介于600_800°C且壓力約500bar的條件下，持續(xù)熱壓3小時，制得(Cua75Sia25)a95Niatl5合金靶材。
[0056]其中，銅含量是占整體(Cu。.75Si0.25)ο.95Ni0.Q5合金的71.25at%，硅含量是占整體(Cu。.75Si0.25) ο.95Ni0.Q5 合金的 23.75at%，且鎳含量是占整體(Cu0.75Si0.25) 0.95Ni0.Q5 合金的5at%。
[0057]d.實施例 4: (Cu0 7Si0.3) 0.98Ni0.02 合金革巴材
[0058]將962.1g的銅粉、182.2g的硅粉與25.9g的鎳粉均勻混合，于溫度介于600-800°C且壓力約500bar的條件下，持續(xù)熱壓3小時，制得(Cua7Sia3)a98Niatl2合金靶材。
[0059]其中，銅含量是占整體(Cu。.7Si0.3) ο.98Ni0.02合金的68.6at%，硅含量是占整體整體(Cu0.7Si0.3)0.98Ni0.02 合金的 29.4at%，且鎳含量是占整體(Cu0.7Si0.3)0.98Ni0.02 合金的 2at%。
[0060]e.實施例 5: (Cu0.65Si0.35) 0.95Cr0.05 合金靶材
[0061]將845.4g的銅粉、201.2g的硅粉與56g的鉻粉均勻混合，于溫度介于600_800°C且壓力約500bar的條件下,持續(xù)熱壓3小時,制得(Cua65Sia35)a95Cratl5合金祀材。
[0062]其中，銅含量是占整體(Cua65Sia35)a95Cratl5合金的61.75at%，硅含量是占整體整體(Cua65Sia35)a95Cratl5 合金的 33.25at%，且鉻含量是占整體(Cua65Sia35)a95Cratl5 合金的5at%。
[0063]f.實施例 6: (Cua7Sia3)a98Craci2 合金革巴材
[0064]將960.6g的銅粉、182g的硅粉與22.9g的鉻粉均勻混合，于溫度介于600-800°C且壓力約500bar的條件下,持續(xù)熱壓3小時,制得(Cua7Sia3)a98Cratl2合金祀材。
[0065]其中，銅含量是占整體(Cu0.7Si0.3)ο.98Cr0.Q2合金的68.6at%，硅含量是占整體(Cua7Sia3)a98Cratl2 合金的 29.4at%，且鉻含量是占整體(Cua7Sia3)a98Cratl2 合金的 2at%。
[0066]如圖2所示，該淺灰色相是合金靶材的基底相，其是主要由銅硅合金所組成；且該深灰色相是合金靶材的化合物相，其是主要由硅鉻合金所組成。
[0067]g.實施例 7: (Cu0.75Si0.25) ο.95Cr0.05 合金靶材
[0068]將1031g的銅粉、151.9g的硅粉與59.2g的鉻粉均勻混合，于溫度介于600_800°C且壓力約500bar的條件下,持續(xù)熱壓3小時,制得(Cua75Sia25)a95Cratl5合金祀材。
[0069]其中，銅含量是占整體(Cua75Sia25)a95Cratl5合金的71.25at%，硅含量是占整體整體(Cua75Sia25)a95Cratl5 合金的 23.75at%，且鎳含量是占整體(Cua75Sia25)a95Cratl5 合金的5at%。
[0070]h.實施例 8: (Cu0.7Si0.3)0.98Mo0.02 合金革巴材
[0071]將955.8g的銅粉、181g的硅粉與42.1g的鑰粉均勻混合，于溫度介于600_800°C且壓力約500bar的條件下，持續(xù)熱壓3小時，制得(Cua7Sia3)a98Moatl2合金靶材。
[0072]其中，銅含量是占整體(Cua7Sia3)a98Moatl2合金的68.6at%，硅含量是占整體整體(Cua7Sia3)a98Moa02 合金的 29.4at%，且鑰含量是占整體(Cua7Sia3)a98Moatl2 合金的 2at%。
[0073]1.實施例 9: (Cua7Sia3)a98Tiaci2 合金革巴材[0074]將953.1g的銅粉、180.5g的硅粉與20.9g的鈦粉均勻混合，于溫度介于600-800°C且壓力約500bar的條件下，持續(xù)熱壓3小時，制得(Cua7Sia3)a98Tiatl2合金靶材。
[0075]其中，銅含量是占整體(Cua7Sia3)a98Tiatl2合金的68.6at%，硅含量是占整體(Cu0.7Si0.3)0.98Ti0.02 合金的 29.4at%，且鈦含量是占整體(Cu0.7Si0.3)0.98Ti0.02 合金的 2at%。
[0076]j.比較例 1: (Cua7Sia3)a89Nian 合金革巴材 [0077]將892.4g的銅粉、169.0g的硅粉與145.6g的鎳粉均勻混合，于溫度介于600-800°C且壓力約500bar的條件下，持續(xù)熱壓3小時，制得(Cua7Sia3)a98Tiatl2合金靶材。
[0078]其中，銅含量是占整體(Cu0.7Si0.3)ο.89Ni0.n合金的62.3at%，硅含量是占整體(Cu0.7Si0.3)0.89Ni0.n 合金的 26.7at%，且鈦含量是占整體(Cua7Sia3)tl89Niail 合金的 llat%。
[0079]2.制作光記錄媒體
[0080]請參閱圖3所示，首先，提供一 PC基板I。接著，于該PC基板I上依序形成純銀的反射層2與ZnS-SiO2的第一介電層3。于此，PC基板I的厚度約為1.1mm，該反射層2的厚度是lOOnm，且該第一介電層3的厚度是15_50nm。
[0081]接著,使用如前述制作方法所獲得的(CuaSib)xMh合金祀材，于壓力為3m torr的真空腔體中，于該第一介電層3上濺射形成厚度約為2-30nm的(CuaSib)xMh的合金材料層41。之后，再于(CuaSib)xM^的合金材料層41上沉積一非晶質硅層42，使雙記錄層4的厚度約為5_50nm。
[0082]然后，于雙記錄層4上依序形成ZnS-SiO2的第二介電層5、Ce02_Al203的保護層6，即完成光記錄媒體的制作。其中，第二介電層5的厚度約為15-50nm，保護層6的厚度約為2_10nmo
[0083]此外，于本發(fā)明另一實施態(tài)樣的光記錄媒體中，該非晶質硅層42亦可設置于第一介電層3上，再于該非晶質硅層42上形成(CuaSib)xMh合金材料層41。詳細的光記錄媒體的層狀結構是如圖4所示。
[0084]其次，各個實施例及比較例中光記錄媒體用的記錄層的相轉變溫度是如下表所示:
[0085]
雙記錄層的材料

相轉變溫度相轉變溫度 實施例1 (CUd65Sia35)O5NiaO5與非晶質硅層的組合 235°C420°C
實施例2 (CuG.7Sia3)0.95Ni_與非晶質硅層的組合 205°C399°C
實施例3 (Cu0.75Si0.25)0.95Ni0.05與非晶質硅層的組合 225°C4100C
實施例4 (Cu0.7Si0.3)0.98Ni0.02與非晶質硅層的組合 195°C385°C
[0086]
【權利要求】
1.一種記錄層用的合金靶材，其特征在于，其是由(CuaSib)xMh合金所組成，其中M是鎳、鉻、鑰或鈦，X是介于0.9至0.99之間，a是介于0.65至0.75之間，b是介于0.25至0.35之間。
2.一種光記錄媒體用的記錄層，其特征在于，其是由(CuaSib)xMh合金所組成，其中M是鎳、鉻、鑰或鈦，X是介于0.9至0.99之間，a是介于0.65至0.75之間，b是介于0.25至0.35之間。
3.如權利要求2所述的光記錄媒體用的記錄層，其特征在于，所述記錄層是由如權利要求I所述的合金靶材所濺射而成。
4.一種光記錄媒體，其特征在于，所述光記錄媒體包括: 一基板； 一反射層，其是設置于所述基板上； 一第一介電層，其是設置于所述反射層上； 一雙記錄層，其是設置于所述第一介電層上，其中所述雙記錄層包括一非晶質硅層及一合金材料層，且所述合金材料層是由(CuaSib)xMh合金所組成，其中M是鎳、鉻、鑰或鈦，X是介于0.9至0.99之間，a是介于0.65至0.75之間、b是介于0.25至0.35之間； 一第二介電層，其是設置于所述雙記錄層上； 一保護層，其是設置于所述第二介電層上。
5.如權利要求4所述的光記錄媒體，其特征在于，所述非晶質硅層是設置于所述反射層上，且所述合金材料層是設置于所述非晶質硅層與所述第二介電層之間。
6.如權利要求4所述的光記錄媒體，其特征在于，所述合金材料層是設置于所述反射層上，且所述非晶質硅層是設置于所述合金材料層與所述第二介電層之間。
7.如權利要求4所述的光記錄媒體，其特征在于，所述雙記錄層的厚度是介于5nm至30nmo
8.—種藍光光碟，其特征在于，其是包括如權利要求2或3所述的光記錄媒體用的記錄層。
9.如權利要求8所述的藍光光碟，其特征在于，其是單次寫入型藍光光碟。
【文檔編號】G11B7/242GK103578502SQ201210268827
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年7月31日 優(yōu)先權日:2012年7月31日
【發(fā)明者】麥宏全, 羅尚賢, 廖浩嘉, 薛永浚, 林守賢 申請人:光洋應用材料科技股份有限公司