CN101101773B - 光记录介质及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种光记录介质(1)，包括顺序形成在基板(2)的主侧上的反射层(3)、下介电层(4)、记录层(5)、上介电层(6)和透光层(7)。下介电层(4)由第一下介电层和防止第一下介电层的材料与反射层(3)的材料之间的反应的第二下介电层构成。上介电层(6)由第一上介电层和防止第一上介电层的材料与透光层(7)的材料之间的反应的第二上介电层构成。

Description

光记录介质及其制造方法
本申请是申请日为2004年1月22日、题为“光记录介质及其制造方法”的第200480000265.6号发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种光记录介质及其制造方法，更加特别地涉及一种可以优选应用于其中激光由其上设置有用于保护信息信号部分的保护层的一侧照射并由此记录及复制信息信号的光记录介质。
背景技术
在信息记录领域中，对光信息记录系统的研究与开发已经在各个方面取得了进展。光信息记录系统具有以下多个优点：(1)可以实现非接触式记录和/或复制；(2)可以获得比磁记录系统高出超过一位的记录密度；以及(3)可以实现更便宜和更大容量的文件存储等等。因此，已经考虑由工业用途至消费用途的广泛应用。
使用光信息记录系统的光记录介质可分为只读型、反复可写型和一次可写型。只读型光记录介质是目前最流行的光记录介质，并且作为光记录介质，例如可以列举CD-DA(CD-数字式音频)、CD-ROM(只读型存储光盘)、DVD-ROM(只读型存储数字化多用途光盘)等。
反复可写型光记录介质为其中可以擦除和重写信息的记录介质，并且可分为磁光记录介质和相变记录介质。磁光记录介质为使用热磁记录和磁光复制的记录介质，并且作为光记录介质，例如可以列举MO(磁光盘)和MD(小型光盘)。另一方面，相变记录介质为使用结晶和非晶相之间的结构相变的光记录介质，并且作为光记录介质，例如可以列举CD-RW(反复可写型光盘)和DVD-R(可写型数字化多用途光盘)。
一次可写型光记录介质为不允许擦除或重写信息但允许在另外的位置写入的光记录介质，并且作为光记录介质，例如可以列举CD-R(可写光盘)和DVD-R(可写型数字化多用途光盘)。
另外，光记录介质可粗略分为单片型(例如CD、CD-R和CD-RW)和叠层型(例如，DVD-ROM、DVD-R和DVD-RW)。
首先，作为单片型光记录介质构造的示例，将示出CD和CD-RW的构造。CD具有这样一种构造，其中在其上根据信息信号形成有凹陷图形的透明基板上顺序形成了由铝制成的反射层和保护反射层免受空气中的潮气和氧气影响的保护层。
CD-RW具有这样一种构造，其中在其上形成有诸如平台和凹槽的凹陷图形的透明基板的一个主面上顺序叠置了由氮化硅制成的透明介电膜、由硫族化合物制成的相变记录层、由氮化硅制成的透明介电层和由铝制成的反射层。信息信号的记录/复制通过在相变记录层上由透明基板一侧照射光来执行。
其次，作为叠层型光记录介质构造的示例，将示出DVD-RW的构造。图14中，示出了DVD-RW的构造。如图14所示，DVD-RW具有这样一种结构，其中在一个主面上顺序叠置了介电层102、记录层103、介电层104和反射层105的基板101和一个主面上叠置了反射层112的基板111通过粘结层120叠置在一起。
在具有这种构造的DVD中，通过使用输出波长650nm激光的半导体激光器和设置有0.6NA物镜的光学系统，可以实现基本相应于CD八倍的4.7GB的记录容量。因此，DVD用作记录诸如视频、音乐和计算机数据的多种数据。
然而，近年来，提出了下一代光记录介质，其具有比上述现有光记录介质更大的容量，并且可以在一个表面上记录与根据NTSC(全国电视系统委员会)系统的4小时相对应的数据(例如，日本专利申请No.09-109660，第2至3页)。
在该下一代光记录介质中，试图通过使其能够作为家用视频光盘记录器记录和复制4小时来提供作为可以取代目前最常用的视频磁带记录器(磁带录像机)的新型记录介质的功能。
另外，在该下一代光记录介质中，考虑通过形成为与其上记录音乐数据的数字音频光盘相同的形状和尺寸来提供可以方便地由使用者使用且如数字音频光盘一般方便和便捷的产品。
再次，对于该下一代光记录介质，不仅可以通过形成碟片的形状使得可以利用作为碟片形状最大优点的快速存取和成为体积小且使用方便的记录介质，另外还考虑进一步包括诸如即时记录和复制、特技播放和编辑的各种功能。
为了提供上述下一代光记录介质，必须实现8GB或更大的记录容量。为此，正在研究在保持诸如ECC(Error Correcting Code：错误更正码)系统或调制系统(modulation system)的信号格式如在DVD系统中一般不变的情况下确保8GB或更大的存储容量。
根据该研究，实现8GB或更大的记录容量，数值孔径NA和用于记录/复制信息信号的激光的波长λ必须满足以下方程式。
4.7×(0.65/0.6×NA/λ)2≥8
将其改写时，得到，
NA/λ≥1.20。
根据关联方程，为了实现8GB或更大的记录容量，必须使用于记录/复制信息信号的激光的波长更短，使物镜的NA(数值孔径)更大。
然而，当使物镜的NA更高时，由碟片倾斜产生的光学象差变得更大，由此产生了允许碟片表面相对于光拾取器光轴的倾斜变得更小的问题。
为此，提出了一种其中在形成于基板一个主面上的信息信号部分上形成允许激光通过的透光层的下一代光记录介质。在该光记录介质中，不是由基板一侧，而是由形成于信息信号部分上的透光层一侧照射光来记录和/或复制信息信号。
以下，将示出该下一代光记录介质构造的示例。下一代只读型光记录介质具有这样一种构造，其中，例如，在基板的凹陷侧上的一个主面上，顺序层叠由金属制成的反射层和作为透光薄层的透光层。
下一代可重写型光记录介质具有这样一种构造，其中，例如，在基板的凹陷侧上的一个主面上，顺序形成由金属制成的反射层、记录层(例如，磁光记录层或相变型记录层)和透光层。
下一代相变记录介质具体包括下述构造。在其上形成有凹陷部分的基板的一个主面上顺序层叠反射层、介电层、相变型记录层和介电层以形成记录层，并进一步在其上形成透光层，其中该凹陷部分在记录和复制信息信号时变为用于引导光学系统点光的导向槽。
然而，当本发明人重复制造上述下一代光记录介质、进行下一代光记录介质的各种实验、以及以不同方式研究实验结果时，发明人发现了在该上述下一代光记录介质中，无法获得出色的信号特性和高可靠性的问题。
另外，近年来，需要功能上的进一步改进，诸如一次读取(记录并同时复制)，其中随着程序记录的持续，可以复制所记录的部分。为满足该需要，以由4.554m/s或更大和5.28m/s或更小的范围中选取的一个线速度为参考，即使在以高于两倍参考速度的线速度记录信息信号时，仍必须获得出色的信号特性和高可靠率。
然而，在上述现存的下一代光记录介质中，存在当以上述高速记录信息信号时无法获得出色的信号特性和高可考虑的问题。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种可获得出色信号特性和高可靠性的光记录介质及其制造方法，在光记录介质中，其中通过利用具有范围在大于等于0.84且小于等于0.86的数值孔径的光学系统会聚波长在大于等于400nm且小于等于410nm范围中的光，接着通过透光层照射在信息信号部分上，由此记录和复制信息信号。
本发明的另一目的在于提供一种即使在以由大于等于4.554m/s且小于等于5.28m/s范围选取的线速度为参考，以高于参考两倍的线速度记录信息信号时，仍可获得出色信号特性和高可靠性的光记录介质及其制造方法，在光记录介质中，其中通过利用具有范围在大于等于0.84且小于等于0.86的数值孔径的光学系统会聚波长在大于等于400nm且小于等于410nm范围中的光，接着通过透光层照射在信息信号部分上，由此记录和复制信息信号。
为克服上述问题，根据本发明的第一发明涉及一种光记录介质，至少包括顺序层叠在基板一主面上的反射层、下介电层、记录层、上介电层和透光层，
其中波长在大于等于400nm且小于等于410nm范围中的光通过具有范围在大于等于0.84且小于等于0.86的数值孔径的光学系统会聚，接着由透光层一侧向记录层上照射，并由此记录和复制信息信号，
其中，下介电层包括第一下介电层和抑制构成第一下介电层的材料与构成反射层的材料反应的第二下介电层；以及
上介电层包括第一上介电层和抑制构成第一上介电层的材料与构成透光层的材料反应的第二上介电层，其中第二上介电层的厚度为大于等于36nm且小于等于46nm，或者第一上介电层的厚度为大于等于4nm且小于等于12nm。
根据本发明的第二发明涉及一种制造光记录介质的方法，该光记录介质至少包括顺序层叠在基板一主面上的反射层、下介电层、记录层、上介电层和透光层，
其中波长在大于等于400nm且小于等于410nm范围中的光通过具有范围在大于等于0.84且小于等于0.86的数值孔径的光学系统会聚，接着由透光层一侧向记录层上照射，并由此记录和复制信息信号，该方法包括：
在基板的一主面上形成反射层；
通过在该反射层上层叠第一下介电层和抑制构成第一下介电层的材料与构成反射层的材料反应的第二下介电层，形成下介电层；
在下介电层上形成记录层；
通过在该记录层上层叠第一上介电层和抑制构成第一上介电层的材料与构成透光层的材料反应的第二上介电层，形成上介电层；以及
在上介电层上形成透光层，其中第二上介电层的厚度为大于等于36nm且小于等于46nm，或者第一上介电层的厚度为大于等于4nm且小于等于12nm。
根据本发明，下介电层包括第一下介电层和抑制构成第一下介电层的材料与构成反射层的材料反应的第二下介电层，而上介电层包括第一上介电层和抑制构成第一上介电层的材料与构成透光层的材料反应的第二上介电层。因此，可以抑制构成第一下介电层的材料和构成反射层的材料反应，并可以抑制构成第一上介电层的材料与构成透光层的材料反应。
附图说明
图1为示出根据本发明一实施例的光盘的构造示例的截面图；
图2为示出根据本发明一实施例的光盘的上介电层和下介电层的构造示例的截面图；
图3为示出用于制造根据本发明一实施例的光盘的DC溅镀装置的示例的示意图；
图4A至4C为平面图，其每一幅示出了根据本发明一实施例的基板、靶、以及其间的平面位置关系；
图5为示出示例1至24的条件的表格；
图6为示出示例25至44的条件的表格；
图7为示出示例1至24的评价结果的表格；
图8为示出示例25至34的条件及其评价结果的表格；
图9为示出示例35至44的条件及其评价结果的表格；
图10为示出在示例中记录的信息信号的波形的线性单线图；
图11为示出示例23及对比例的重写记录特性的图表；
图12为示出示例23包括交叉写入(cross-write)在内的记录特性的图表；
图13A至13C为示出用于制造根据本发明一实施例的光盘的DC溅镀装置的另一示例的示意图；以及
图14为示出现有DVD-RW的构造的截面图。
具体实施方式
下面，将参照附图说明本发明的实施例。在以下实施例的所有附图中，以相同的附图标记表示相同或相应的部分。
图1为示出根据本发明一实施例的光盘的构造示例的截面图。如图1所示，根据此一实施例的光盘1具有这样的构造，其中在基板2的一个主面上顺序层叠反射层3、下介电层4、记录层5、上介电层6和透光层7。
在根据一实施例的该光盘中，当导向槽的轨道间距P、基板2的偏斜度Θ、用于复制和/或记录信息信号的光拾取器的数值孔径NA、用于复制和/或记录信息信号的激光的波长λ、以及透光层7的厚度t满足以下相关方程式(1)至(4)时，可以实现8GB或更大的记录容量。
P≤0.64(μm)               (1)
Θ≤±84.115(λ/NA3/t)     (2)
λ≤0.64(μm)              (3)和
NA/λ≥1.20                (4)
此处，波长λ由大于等于400nm且小于等于410nm的范围中选取，数值孔径NA由大于等于0.84且小于等于0.86的范围中选取，数据位长度由大于等于0.1035μm且小于等于0.12μm的范围中选取。例如，波长λ选在405nm，数值孔径NA选在0.85，数据位长度选在0.12μm，而轨道间距选在0.32μm。
在数值孔径NA为0.84或更小且波长λ为410nm或更大的情况下，由于光斑直径d(d∝λ/NA)变得大于期望直径，因此无法实现获得8GB或更大的记录容量的高记录密度。另一方面，在数值孔径NA为0.86或更大且波长λ为400nm或更小的情况下，为确保光轴与记录表面倾角允许范围(倾斜裕度)，透光层7不得不制得更薄；因此，透光层7的厚度误差可限制于难于实现的可允许范围内。即，信号质量的保持变得相当困难。
基板2具有其中在中心处形成有中心孔(图中未示出)的环形形状。在基板2的形成有反射层3的一侧的一个主面上，形成用于信息复制的坑排或在记录或复制信息时变为用于引导光斑的导向槽的凹陷部分(图中未示出)。基板2的厚度由0.3至1.2mm中选取，例如为1.1mm。
例如，可使用诸如聚碳酸酯基树脂、聚烯烃基树脂或丙烯酸树脂的塑料材料、或玻璃作为基板2的材料。从成本的角度考虑，塑料材料可优选用作基板2的材料。
例如，从反射率和反射层3的热导率的角度出发选择反射层3的材料。即，由对用于记录和复制的激光的波长具有反射率且热导率在例如4.0×10-2至4.5×102J/m·K·s(4.0×10-4至4.5J/cm·K·s)范围中的金属元素、半金属元素、及其化合物或混合物中选取反射层3的材料。具体而言，作为反射层3的材料，可以列举诸如Al、Ag、Au、Ni、Cr、Ti、Pd、Co、Si、Ta、W、Mo和Ge的单体，或者以这些单体中的一种作为主要成分的合金。从实用性考虑，在这些材料之中，优选Al基、Ag基、Au基、Si基或Ge基材料。在将合金用作反射层3的材料的情况下，例如，优选AlCu、AlTi、AlCr、AlCo、AlMgSi、AgPdCu、AgPdTi、AgCuTi、AgPdCa、AgPdMg、AgPdFe、Ag和SiB。
在反射层3由例如Ag、Nd和Cu制成的Ag基合金构成的情况下，优选选择使得Nd在大于等于0.4原子百分比且小于等于0.7原子百分比的范围中，Cu在大于等于0.6原子百分比且小于等于0.9原子百分比的范围中。
另外，反射层3的厚度优选选择在大于等于80nm且小于等于140nm的范围内，例如100nm。当反射层3的厚度设置为小于80nm时，由于记录层5中产生的热量无法充分扩散，热冷却变得不充分，导致抖动特性由于复制时的复制功率而劣化。另一方面，当反射层3的厚度设定在大于140nm时，尽管热学特性和光学特性未受不利影响，但由于反射层3中产生的应力，诸如偏斜度的机械特性会受到不利影响，导致无法获得期望的性能。
下介电层4和上介电层6通过层叠多个介电层形成。层叠的介电层由对于用于记录和复制的激光具有较低吸收性的材料构成，优选材料的消光系数k满足0＜k≤3的关系。
图2中，示出了下介电层4和上介电层6的构造示例。下介电层4由第一下介电层12和抑制构成第一下介电层的材料与构成反射层3的材料反应的第二下介电层11构成。上介电层6由第一上介电层13和抑制构成第一上介电层13的材料与构成透光层7的材料反应的第二上介电层14构成。第二下介电层11和第二上介电层14由Si3N4制成。第一下介电层12和第一上介电层由ZnS-SiO2混合物制成，优选为分子比大致为4∶1的ZnS-SiO2混合物。
第二下介电层11的厚度优选由大于等于8nm且小于等于14nm的范围选取，例如为10nm。当第二下介电层11的厚度设置在小于8nm时，由于构成第一下介电层12的硫(S)的扩散，反射层3受到侵蚀。另一方面，当第二下介电层11的厚度设置在大于14nm时，反射系数降低，且无法获得期望的信号特性。
第一下介电层12的厚度优选由大于等于4nm且小于等于10nm的范围中选取，例如为6nm。当第一下介电层12的厚度设置得小于4nm时，难以形成具有均匀厚度的第一下介电层12。另一方面，当所述厚度设置得大于10nm时，反射系数降低，且无法获得期望的信号特性。
第一上介电层13的厚度优选由大于等于4nm且小于等于12nm的范围中选取，例如为6nm。当第一上介电层13的厚度设置得小于4nm时，难以形成具有均匀厚度的第一上介电层13。另一方面，当第一上介电层13的厚度设置得大于12nm时，由于热量易于积累在记录层5中，导致了复制稳定性的劣化。
第二上介电层14的厚度优选由大于等于36nm且小于等于46nm的范围选取，例如为42nm。当第二上介电层14的厚度设置得小于36nm时，反射系数提高；而当其设置得大于46nm时，反射系数降低。
记录层5为相变记录层，其中通过使用结晶-非晶结构相变，记录信息信号。优选选择硫族化合物，且更加优选SbTe基合金作为记录层5的材料。作为SbTe基合金材料，优选选择Ge、Sb和Te。在此情况下，优选，Ge的含量选择在大于等于2原子百分比且小于等于8原子百分比的范围中，而Sb与Te的比例选择在大于等于3.4倍且小于等于4.0倍的范围中。更加优选地，Ge的含量选择在大于等于2原子百分比且小于等于8原子百分比的范围中，而Sb与Te的比例选择在大于等于4.2倍且小于等于4.8倍的范围中。
记录层5的厚度优选由大于等于6nm且小于等于16nm的范围中选取，例如为10nm。当记录层5的厚度选择得小于6nm时，难以获得充分的复制持久性。另一方面，当厚度大于16nm时，由于记录敏感性变差，难以记录信息信号。
透光层7由具有平面圆环形状的透光片(膜)和用于将透光片粘结于上介电层6的粘结层构成(两者均未在图中示出)。粘结层例如由UV固化树脂或压力敏感胶(PSA：压敏胶)制成。
透光层优选由对于用于记录/复制的激光具有较低吸收性的材料，具体而言是具有90％或更大透射率的材料制成。具体而言，例如，透光片由聚碳酸酯树脂材料或聚烯烃基树脂制成。
例如，在将聚碳酸(PC)用作透光片的材料的情况下，使用热膨胀系数基本为7.0×10-5(1/℃)而弯曲弹性系数基本为2.4×104(MPa)的材料。另外，在将聚烯烃基树脂(例如，商标为：Zeonex)用作透光片的材料的情况下，使用热膨胀系数基本为6.0×10-5(1/℃)而弯曲弹性系数基本为2.3×104(MPa)的材料。
另外，透光片的厚度选择在3μm至177μm的范围内，例如为连同粘结层的总厚度为100μm。当组合这样薄的透光层7和数值孔径NA高达基本为0.85±0.05的物镜时，可以实现高密度的记录。
根据一个实施例的透光片可这样形成：通过例如在挤压机中加入诸如聚碳酸酯树脂的材料，接着利用加热器(图中未示出)在250至300℃的范围内熔化形成，接着通过使用多个冷却辊形成为片，再根据基板2切割成形。
另外，为了抑制灰尘粘到透光层7的表面或防止表面划伤，还可进一步形成由有机或无机材料形成的保护层。在此情况下，同样地，对用于记录和复制的激光的波长几乎不具有吸收性的材料是优选的。
例如，当透光层7的厚度t设置在10至177μm的范围内且透光层的厚度偏差为Δt时，当向光记录介质执行信息复制和/或记录的光学系统的NA与波长λ之间保持诸如下述的方程所示的关系时，则可以获得8GB的记录容量，且通过利用与现有记录和复制设备类似的记录复制设备，可以获得更高的记录密度。
Δt＝±5.26(λ/NA4)
下面，将说明根据本发明一实施例的光盘的制造方法。
此处，将说明用于制造根据一实施例的光盘1的溅镀装置。溅镀装置为叶片型静止对面溅镀装置，其中一基板可以在其轴线上旋转。
图3中示出了用于制造光盘1的溅镀装置。如图3所示，该溅镀装置包括：作为沉积室的真空室21、控制真空室21中的真空状态的真空控制器22、用于等离子体放电的DC高压电源23、通过电源线24与DC高压电源23连接用于等离子体放电的溅镀阴极25、设置为以预定间隔面对溅镀阴极25的爪盘26、以及用于向真空室21内提供诸如惰性气体的溅镀气体或反应气体的溅镀气体源27，该惰性气体诸如为Ar。
溅镀阴极25包括：起负电极作用的靶28、构造用于固定靶28的衬板29和设置在与衬板29的固定靶28的表面相对的表面上的磁体系统30。
另外，由起正电极作用的爪盘26和起负电极作用的靶28构成一对电极。在爪盘26上，通过插在其中的碟片基座33附装其上进行沉积的基板2，使其面对溅射阴极25。此时，利用内周掩模31和外周掩模32，覆盖基板2的内圆周部分和外圆周部分。
在与爪盘26其上附装有碟片基座33的表面相对一侧的表面上，互锁地设置用于沿基板2的平面内方向旋转爪盘26由此旋转基板2的基板旋转驱动部分34。
另外，在溅镀装置20中，具有图4A所示平面圆环形状并在其上进行沉积的基板2、以及具有图4C所示的碟片形状并由沉积材料制成的靶28，其平面位置关系设置为使得基板2的中心O和靶28的中心O’基本一致。另外，基板2构造为使得由于图3所示的基板旋转驱动部分34而在其轴上围绕中心O旋转。
由此构成用于制造一实施例中的光盘的溅镀装置20。
在下述制造工艺中，由于用于形成各个层的溅镀装置具有相同的构造，因此使用与上述DC溅镀装置20中类似的附图标记。
首先，在其中设置有由例如AgM(M：添加剂)制成的靶28的第一溅镀装置20中载入基板2，接着扣紧于爪盘26。接着，抽空真空室21的内部直到获得预定的压强。接着，例如将Ar气引入真空室21中，接着进行溅镀，从而在基板2的一个主面上形成由例如Ag基合金制成的反射层3。
该溅镀工艺中的沉积条件的一个示例如下所示。
获得的真空度：1.0×10-5Pa
气压：1.0至3.0×100Pa
输入电功率：1至3kWh
接着，向设置有例如Si靶的第二溅镀装置20中载入基板2，接着扣紧于爪盘26。然后，抽空真空室21的内部直到获得预定的压强。接着，例如将Ar气和氮气引入真空室21中，接着进行溅镀，并由此在反射层3上形成由例如Si3N4制成的第二下介电层11。
该溅镀工艺中的沉积条件的一个示例如下所示。
获得的真空度：1.0×10-5Pa
气压：1.0至3.0×100Pa
输入电功率：1至3kWh
氮气量：30sccm
然后，向设置有由例如ZnS-SiO2混合物制成的靶28的第三溅镀装置20中载入基板2，接着扣紧于爪盘26。然后，抽空真空室21的内部直到获得预定的压强。其后，例如将诸如Ar气的惰性气体引入真空室21中，接着进行溅镀，并由此在第二下介电层11上形成由例如ZnS-SiO2混合物制成的第一下介电层12。
该溅镀工艺中的沉积条件的一个示例如下所示。
获得的真空度：1.0×10-5Pa
气压：1.0至3.0×100Pa
输入电功率：1至3kWh
接着，向设置有由例如GeSbTe合金制成的靶28的第四溅镀装置20中载入基板2，接着扣紧于爪盘26。然后，抽空真空室21的内部直到获得预定的压强。其后，将诸如Ar气的惰性气体引入真空室21中，接着进行溅镀，并由此在第一下介电层12上形成由例如GeSbTe合金制成的记录层5。
该溅镀工艺中的沉积条件的一个示例如下所示。
获得的真空度：1.0×10-5Pa
气压：1.0至3.0×100Pa
输入电功率：1至3kWh
然后，向设置有由例如ZnS-SiO2混合物制成的靶28的第五溅镀装置20中载入基板2，接着扣紧于爪盘26。然后，抽空真空室21的内部直到获得预定的压强。其后，将诸如Ar气的惰性气体引入真空室21中，接着进行溅镀，并由此在记录层5上形成由例如ZnS-SiO2混合物制成的第一上介电层13。
该溅镀工艺中的沉积条件的一个示例如下所示。
获得的真空度：1.0×10-5Pa
气压：1.0至3.0×100Pa
输入电功率：1至3kWh
接着，向设置有由例如Si制成的靶的第六溅镀装置中载入其上形成有第一上介电层13的基板2，接着扣紧于爪盘26。然后，抽空真空室21的内部直到获得预定的压强。接着，例如将Ar气和氮气引入真空室21中，接着进行溅镀，并由此在基板2的一个主面3上，在第一上介电层13上形成由例如Si3N4制成的第二上介电层14。
该溅镀工艺中的沉积条件的一个示例如下所示。
获得的真空度：1.0×10-5Pa
气压：1.0至3.0×100Pa
输入电功率：1至3kWh
氮气量：30sccm
其后，将基板2载入层压机(图中略去)的预定位置。接着，利用预先均匀涂覆在透光片一主面上的压敏胶(PSA)，在基板2上的形成有各个层的一侧上贴附平面圆环形透光片。由此，形成透光层7从而覆盖形成在基板2上的各个层。
根据上述，制成图1所示的光盘1。如此制成光盘1后，优选使用初始化装置使记录层5的状态结晶化。
根据本发明一实施例，可以获得以下优点。
可以抑制构成第一下介电层12的材料和构成反射层3的材料发生反应，并可以抑制构成第一上介电层13的材料和构成透光层7的材料发生反应。因此，可以防止光盘受到侵蚀，并可获得出色的信号特性。
另外，在记录层5由Ge、Sb和Te制成的SbTe基合金材料形成的情况下，当Ge的含量选择在大于等于2原子百分比且小于等于8原子百分比的范围中，且Sb与Te的比例选择在大于等于3.4倍且小于等于4.0倍的范围中时，在以由大于等于4.554m/s且小于等于5.28m/s的范围选取的一个线速度记录信息信号的情况下，可以改善抖动值和记录敏感性，并可获得出色的信号特性。
另外，在记录层5由Ge、Sb和Te制成的SbTe基合金材料形成的情况下，当Ge的含量选择在大于等于2原子百分比且小于等于8原子百分比的范围中，且Sb与Te的比例选择在大于等于4.2倍且小于等于4.8倍的范围中时，即使在以由大于等于4.554m/s且小于等于5.28m/s的范围选取的一个线速度为参考，在两倍于其的线速度下记录信息信号的情况下，可以改善抖动值和记录敏感性，并可获得出色的信号特性。
下面，将说明光盘的一些示例。图5至9中示出了该些示例的条件和评价结果。首先参照图5、6、8和9，说明根据各示例的光盘。
<示例1至4>
示例1至4涉及通过在基板2上层叠AgNdCu制成的反射层3、Si3N4制成的第二下介电层11、ZnS-SiO2混合物制成的第一下介电层12、GeSbTe制成的记录层5、ZnS-SiO2混合物制成的第一上介电层13、Si3N4制成的第二上介电层14、以及透光层7而形成的光盘。基板2具有120mm的直径和1.1mm的厚度。在其上形成有反射层3的一侧的一主面上，形成称作凹槽或平台的不规则形状，不规则形状重复的宽度(轨道间距)为0.32μm。反射层3中Nd的含量为0.4原子百分比，而Cu的含量为0.6原子百分比。另外，透光层7通过经由预先均匀涂覆在透光片一主面上的压敏胶(PSA)制成的粘结层向上介电层6上层叠具有平面圆环形状的透光片而形成。
示例1至4涉及的光盘彼此不同在于反射层3的厚度，按照示例1至4的顺序，其厚度依次为60nm、80nm、120nm和140nm。另一方面，反射层3以外的各个层的厚度相同，且第二下介电层11、第一下介电层12、记录层5、第一上介电层13和第二上介电层14的厚度分别为8nm、6nm、10nm、8nm和40nm。
反射层3、第一下介电层12、记录层5和第一上介电层13的沉积条件如下。
获得的真空度：1.0×10-5Pa
气压：3.0×100Pa
输入电功率：3kWh
气体种类：Ar气
第二下介电层11和第二上介电层14的沉积条件如下。
获得的真空度：1.0×10-5Pa
气压：3.0×100Pa
输入电功率：3kWh
气体种类：Ar气和氮气
氮气量：30sccm
反射层3的厚度通过基于由沉积时间和膜厚之间的关系获得的定标曲线适当调整时间来确定。
<示例5至8>
示例5至8涉及第二下介电层11的厚度彼此不同的光盘，且按照示例5至8的顺序，其厚度依次为4nm、8nm、14nm和18nm。另一方面，第二下介电层11以外的各个层的厚度相同，反射层3、第一下介电层12、记录层5、第一上介电层13和第二上介电层14的厚度分别为100nm、6nm、10nm、8nm和40nm。第二下介电层11的厚度通过基于由沉积时间和膜厚之间的关系获得的定标曲线适当调整时间来确定。除此以外均与示例1至4类似。
<示例9至11>
示例9至11涉及第一下介电层12的厚度彼此不同的光盘，且按照示例9至11的顺序，其厚度依次为4nm、10nm和12nm。另一方面，第一下介电层12以外的各个层的厚度相同，反射层3、第二下介电层11、记录层5、第一上介电层13和第二上介电层14的厚度分别为100nm、8nm、10nm、8nm和40nm。第一下介电层12的厚度通过基于由沉积时间和膜厚之间的关系获得的定标曲线适当调整时间来确定。除此以外均与示例1至4类似。
<示例12至15>
示例12至15涉及记录层5的厚度彼此不同的光盘，且按照示例12至15的顺序，其厚度依次为6nm、8nm、16nm和18nm。另一方面，记录层5以外的各个层的厚度相同，反射层3、第二下介电层11、第一下介电层12、第一上介电层13和第二上介电层14厚度分别为100nm、8nm、6nm、8nm和40nm。记录层5的厚度通过基于由沉积时间和膜厚之间的关系获得的定标曲线适当调整时间来确定。除此以外均与示例1至4类似。
<示例16至18>
示例16至18涉及第一上介电层13的厚度彼此不同的光盘，且按照示例16至18的顺序，其厚度依次为4nm、10nm和12nm。另一方面，第一上介电层13以外的各个层的厚度相同，反射层3、第二下介电层11、第一下介电层12、记录层5和第二上介电层14的厚度分别为100nm、8nm、6nm、10nm和40nm。第一上介电层13的厚度通过基于由沉积时间和膜厚之间的关系获得的定标曲线适当调整时间来确定。除此以外均与示例1至4类似。
<示例19至22>
示例19至22涉及第二上介电层14的厚度彼此不同的光盘，且按照示例19至22的顺序，其厚度依次为30nm、36nm、46nm和50nm。另一方面，第二上介电层14以外的各个层的厚度相同，反射层3、第二下介电层11、第一下介电层12、记录层5和第一上介电层13的厚度分别为100nm、8nm、6nm、10nm和8nm。第二上介电层14的厚度通过基于由沉积时间和膜厚之间的关系获得的定标曲线适当调整时间来确定。除此以外均与示例1至4类似。
<对比例>
对比例涉及一种具有以下构造的光盘，其中略去了第一下介电层12和第一上介电层13。反射层3、第二下介电层11、记录层5和第二上介电层14分别为100nm、18nm、10nm和50nm厚。其它与示例1类似。
<示例23和24>
在根据示例23的光盘中，反射层3中Nd的含量为0.4原子百分比而Cu为0.6原子百分比。另一方面，在根据示例24的光盘中，反射层3中Nd的含量为0.7原子百分比而Cu为0.9原子百分比。
另外，在示例23和24的光盘中，反射层3、第二下介电层11、第一下介电层12、记录层5、第一上介电层13和第二上介电层14的厚度分别为100nm、8nm、6nm、10nm、8nm和40nm。其它与示例1至4类似。
<示例25至30>
根据示例25至30的光盘的记录层5中所含的Sb对Te的比例按照示例25至30的顺序分别为3.2、3.4、3.7、4、4.4和4.7。根据示例25至30的光盘的记录层5中所含的Ge的含量为4原子百分比。
另外，在示例25至30中，反射层3、第二下介电层11、第一下介电层12、记录层5、第一上介电层13和第二上介电层14的膜厚分别为100nm、10nm、5nm、12nm、6nm和42nm。其它与示例1至4类似。
<示例31至34>
根据示例31至34的光盘的记录层5中所含的Ge的含量按照示例31至34的顺序分别为0、2、8和10原子百分比。根据示例31至34的光盘的记录层5中所含的Sb对Te的比例为3.6。
另外，在示例31至34中，反射层3、第二下介电层11、第一下介电层12、记录层5、第一上介电层13和第二上介电层14的膜厚分别为100nm、10nm、5nm、12nm、6nm和42nm。其它与示例1至4类似。
<示例35至40>
根据示例35至40的光盘的记录层5中所含的Sb对Te的比例按照示例35至40的顺序分别为3.7、4、4.2、4.4、4.8和5。根据示例35至40的光盘的记录层5中所含的Ge的含量为4原子百分比。
另外，在示例35至40中，反射层3、第二下介电层11、第一下介电层12、记录层5、第一上介电层13和第二上介电层14的膜厚分别为100nm、8nm、6nm、10nm、8nm和40nm。其它与示例1至4类似。
<示例41至44>
根据示例41至44的光盘的记录层5中所含的Ge的含量按照示例41至44的顺序分别为0、2、8和10原子百分比。根据示例41至44的光盘的记录层5中所含的Sb对Te的比例为4.2。
另外，在示例41至44中，反射层3、第二下介电层11、第一下介电层12、记录层5、第一上介电层13和第二上介电层14的膜厚分别为100nm、8nm、6nm、10nm、8nm和40nm。其它与示例1至4类似。
如图7所示，本发明人以5.28m/s(1×)的线速度向上述根据示例1至24和对比例的光盘上记录信息信号，由此评价凹槽的反射系数、调制因数、记录敏感度、复制耐久度和耐腐蚀性。另外，对根据示例1至24和对比例的光盘，以10.56m/s(2×)记录信息信号，并评价调制因数和记录敏感度。在信息信号记录处，通过使用初始化装置使根据示例1至24和对比例的光盘的记录层5的状态结晶化。
图10中示出了用于评价根据示例1至24和对比例的光盘的记录发光图案(recording emission pattern)。记录信息信号时，除线速度以外的各个条件在下面示出。
激光波长：405nm
数值孔径NA：0.85
数据位长度：0.12μm
(评价凹槽反射系数的方法)
在反射系数大于等于12％且小于等于24％的情况下，反射系数判定为优，在反射系数小于等于12％或大于等于24％的情况下，反射系数判定为差。图7中，反射系数优的示例以[○]表示，而反射系数差的示例以[×]表示。
(评价调制因数的方法)
当调制因数大于40％时，判定为优，而当调制因数小于等于40％时，判定为差。图7中，调制因数优的示例以[○]表示，而调制因数差的示例以[×]表示。
(评价记录敏感度的方法)
使用图10所示的策略，优化Pp和Pe。接着，使Pp/Pe的比保持固定，通过摆动Pw，获得了抖动最小的功率(Pp)。在1×记录(线速度：5.28m/s)的情况下，小于等于5.2mW的示例以[○]表示，而大于它的以[×]表示。另外，在2×记录(线速度：10.56m/s)的情况下，小于等于6mW的示例以[○]表示，而大于它的以[×]表示。
(评价复制耐久度的方法)
以0.3mW复制108次后，可以完全复制所记录的信息信号，耐久度判定为优；而在无法完全复制所记录的信息信号的情况下，耐久度判定为差。图7中，复制耐久度优的示例以[○]表示，而复制耐久度差的示例以[×]表示。
(评价耐腐蚀性的方法)
在温度为80℃且湿度为85％的环境下保持根据示例1至24和对比例的光盘400小时。其后，判定根据示例1至24和对比例的光盘是否产生腐蚀。图7中，未产生腐蚀的光盘以[○]表示，而产生腐蚀的光盘以[×]表示。
由图7可见，当反射层3的厚度大于等于80nm且小于等于140nm，第二下介电层11的厚度为大于等于8nm且小于等于14nm，第一下介电层12的厚度为大于等于4nm且小于等于10nm，记录层5的厚度大于等于8nm且小于等于16nm，第一上介电层13的厚度为大于等于4nm且小于等于12nm，而第二上介电层14的厚度为大于等于36nm且小于等于46nm时，可以获得出色的信号特性，且可以改善耐腐蚀性。
另外，本发明人测量并评价了根据示例1至24和对比例的光盘的重写(DOW：直接重写)记录特性。以下，为方便起见，将示出根据示例23和对比例的光盘的重写特性的测量结果。
图11中示出了示例23和对比例中的重写记录特性。由图11可确认，在示例23中，与对比例相比，重写特性和底部抖动特性极大改善。
另外，本发明人测量了根据示例1至24和对比例的光盘包括交叉写入(crosswrite)在内的记录特性。下面，为方便起见，将示出示例23和对比例的光盘包括交叉写入在内的记录特性。
图12中示出了示例23包括交叉写入在内的记录特性。。由图12可见，在5.28m/s(1×)和10.56m/s(2×)两种线速度下，都可以获得出色的抖动特性和记录敏感度。
另外，如图8所示，本发明人以5.28m/s(1×)的线速度向根据示例25至34的光盘上记录信息信号，并评价了抖动值、记录敏感度和存储特性。用于评价的记录发光图形和记录信息信号时的各个条件与评价示例1至24时所用的类似。
(评价抖动值的方法)
在抖动值小于9％的情况下，抖动值判定为优，而在在抖动值大于等于9％的情况下，抖动值判定为差。图8中，抖动值为优的示例以[○]表示，而抖动值为差的示例以[×]表示。
(评价记录敏感度的方法)
使用图10所示的策略，优化Pp和Pe。接着，使Pp/Pe的比保持固定，通过摆动Pw，获得了抖动最小的功率(Pp)。在仅以1×记录的情况下，小于等于5.2mW的示例以[○]表示，而大于它的示例以[×]表示。
(评价存储特性的方法)
在温度为80℃且湿度为85％的环境下保持根据示例25至34的光盘200小时后，测量抖动值。在抖动值小于9％的情况下，抖动值判定为优，而在在抖动值大于等于9％的情况下，抖动值判定为差。图8中，抖动值为优的示例以[○]表示，而抖动值为差的示例以[×]表示。
由图8可见，在记录层由Ge、Sb和Te制成的情况下，通过将Ge的含量选择在大于等于2原子百分比且小于等于8原子百分比，且Sb对Te的比选择在大于等于3.4倍且小于等于4.0倍，当在5.28m/s(1×)的线速度、405nm的激光波长、0.85的NA和0.12μm的数据位长度的条件下记录信息信号时，可以获得出色的抖动值、记录敏感度和存储特性。
另外，如图9所示，本发明人以5.28m/s(1×)和10.56m/s(2×)的线速度向根据示例35至44的光盘上记录信息信号，并评价了抖动值、记录敏感度和存储特性。用于评价的记录发光图形和记录信息信号时的各个条件与评价示例1至24时所用的类似。
(评价抖动值的方法)
在抖动值小于12.5％的情况下，抖动值判定为优，而在在抖动值大于等于12.5％的情况下，抖动值判定为差。图9中，抖动值为优的示例以[○]表示，而抖动值为差的示例以[×]表示。
(评价记录敏感度的方法)
使用图10所示的策略，优化Pp和Pe。接着，使Pp/Pe的比保持固定，通过摆动Pw，获得了抖动最小的功率(Pp)。在以1×记录和2×记录的情况下，小于等于6mW的示例以[○]表示，而大于它的示例以[×]表示。
(评价存储特性的方法)
在温度为80℃且湿度为85％的环境下保持根据示例35至44的光盘200小时后，测量抖动值。在抖动值小于12.5％的情况下，抖动值判定为优，而在抖动值大于等于12.5％的情况下，抖动值判定为差。图9中，抖动值为优的示例以[○]表示，而抖动值为差的示例以[×]表示。
由图9可见，在记录层由Ge、Sb和Te制成的情况下，通过将Ge的含量选择在大于等于2原子百分比且小于等于8原子百分比，且Sb对Te的比选择在大于等于4.2倍且小于等于4.8倍，当在10.56m/s(2×)的线速度、405nm的激光波长、0.85的NA和0.12μm的数据位长度的条件下记录信息信号时，可以获得出色的抖动值、记录敏感度和存储特性。
上面具体介绍了本发明的实施例。然而，本发明不限于上述实施例，且允许基于本发明的技术思想应用各种改动。
例如，实施例中列举的数值仅为示例，随着需要的提高，可以使用与其不同的数值。
在制造根据上述实施例中之一的光盘的方法中，示出了其中在基板2上顺序层叠各个层由此形成光盘1的示例。然而，制造光盘的方法不限于此。
例如，可以在其上形成有导向槽的透光层上层叠多层膜，并最终可形成光滑的支撑基板。作为在透光层上形成凹陷凹槽轨道的方法，例如，可使用喷射塑膜法、光敏聚合物法(2P法：光聚合法)、通过压接和加压而转录凹陷图案的方法。然而，由于在透光层上形成凹陷或沉积多层膜不必轻易进行，因此从批量生产等角度出发，优选使用根据上述实施例之一的制造光盘的方法。
另外，根据上述实施例之一，示出了透光片通过预先均匀涂覆在透光片一主面上的压敏胶层叠在基板2上并由此形成透光层7的情况。然而，制造透光层7的方法不限于此。
例如，在透光片一主面与第二上介电层6之间涂覆UV固化树脂并随后照射UV而固化，由此可以形成透光层7。
另外，例如，在上述实施例之一中，如图4所示，设置其中一靶与一碟片基板相对并且其间为平面位置关系的叶片型静止对面溅镀装置作为DC溅镀装置。然而，本发明不限于叶片型静止对面溅镀装置。可以应用这种溅镀装置，其中如图13A所示的多个基板2(图13A中为8片)固定于爪盘26，如图13B所示的多个靶28固定于真空室21、以及图13C所示的爪盘26沿箭头标记b的方向旋转的位置关系，可以对多个基板2进行沉积。
如上所述，根据本发明包括的权利要求1至14，可以抑制构成第一下介电层的材料和构成反射层的材料发生反应，并可以抑制构成第一上介电层的材料和构成透光层的材料发生反应，因此，可以获得出色的信号特性和高可靠性。
根据本发明包括的权利要求9至22，即使在以高速驱动光记录介质来记录信息信号的情况下，也可获得出色的信号特性。
附图标记说明
1    光盘
2    基板
3    反射层
4    下介电层
5    记录层
6    上介电层
7    透光层
11   第二下介电层
12   第一下介电层
13   第一上介电层
14   第二上介电层

Claims (26)

1.一种光记录介质，至少包括顺序层叠在基板一主面上的反射层、下介电层、记录层、上介电层和透光层，
其中波长在大于等于400nm且小于等于410nm范围中的光通过具有范围在大于等于0.84且小于等于0.86的数值孔径的光学系统会聚，接着由透光层一侧向记录层上照射，并由此记录和复制信息信号，
其中，下介电层包括第一下介电层和抑制构成第一下介电层的材料与构成反射层的材料反应的第二下介电层；以及
上介电层包括第一上介电层和抑制构成第一上介电层的材料与构成透光层的材料反应的第二上介电层，
其中第一上介电层的厚度为大于等于4nm且小于等于12nm。
2.根据权利要求1所述的光记录介质，其中构成上介电层和下介电层的材料的消光系数k满足关系0＜k≤3。
3.根据权利要求1所述的光记录介质，其中第一下介电层由硫化锌和氧化硅的混合物制成，而第二下介电层由氮化硅制成。
4.根据权利要求1所述的光记录介质，其中第一上介电层由硫化锌和氧化硅的混合物制成，而第二上介电层由氮化硅制成。
5.根据权利要求1所述的光记录介质，其中记录层为相变记录层。
6.根据权利要求5所述的光记录介质，其中该相变记录层由SbTe基合金制成，而反射层由Ag基合金制成。
7.根据权利要求6所述的光记录介质，其中SbTe基合金包括Ge、Sb和Te，而Ag基合金包括Ag、Nd和Cu。
8.根据权利要求7所述的光记录介质，其中在该相变记录层中，Ge的含量为大于等于2原子百分比且小于等于8原子百分比，而Sb对Te的原子比例为大于等于3.4倍且小于等于4.0倍；以及
在反射层中，Nd的含量为大于等于0.4原子百分比且小于等于0.7原子百分比，Cu的含量为大于等于0.6原子百分比且小于等于0.9原子百分比。
9.根据权利要求7所述的光记录介质，其中在该相变记录层中，Ge的含量为大于等于2原子百分比且小于等于8原子百分比，而Sb对Te的原子比例为大于等于4.2倍且小于等于4.8倍；以及
在反射层中，Nd的含量为大于等于0.4原子百分比且小于等于0.7原子百分比，Cu的含量为大于等于0.6原子百分比且小于等于0.9原子百分比。
10.根据权利要求1所述的光记录介质，其中反射层的厚度为大于等于80nm且小于等于140nm；
第二下介电层的厚度为大于等于8nm且小于等于14nm；
第一下介电层的厚度为大于等于4nm且小于等于10nm；
记录层的厚度为大于等于8nm且小于等于16nm。
11.根据权利要求1所述的光记录介质，其中透光层包括透光片和用于将透光片粘结于基板的胶层。
12.根据权利要求11所述的光记录介质，其中该胶层由压敏胶制成。
13.根据权利要求11所述的光记录介质，其中该胶层由UV固化树脂制成。
14.一种制造光记录介质的方法，该光记录介质至少包括顺序层叠在基板一主面上的反射层、下介电层、记录层、上介电层和透光层，
其中波长在大于等于400nm且小于等于410nm范围中的光通过具有范围在大于等于0.84且小于等于0.86的数值孔径的光学系统会聚，接着由透光层一侧向记录层上照射，并由此记录和复制信息信号，该方法包括：
在基板的一主面上形成反射层；
第一下介电层和抑制构成第一下介电层的材料与构成反射层的材料反应的第二下介电层，由此形成下介电层；
在该下介电层上形成记录层；
第一上介电层和抑制构成第一上介电层的材料与构成透光层的材料反应的第二上介电层，由此形成上介电层；以及
在该上介电层上形成透光层，
其中，第一上介电层的厚度为大于等于4nm且小于等于12nm。
15.根据权利要求14所述的制造光记录介质的方法，其中构成上介电层和下介电层的材料的消光系数k满足关系0＜k≤3。
16.根据权利要求14所述的制造光记录介质的方法，其中第一下介电层由硫化锌和氧化硅的混合物制成，而第二下介电层由氮化硅制成。
17.根据权利要求14所述的制造光记录介质的方法，其中第一上介电层由硫化锌和氧化硅的混合物制成，而第二上介电层由氮化硅制成。
18.根据权利要求14所述的制造光记录介质的方法，其中记录层为相变记录层。
19.根据权利要求18所述的制造光记录介质的方法，其中该相变记录层由SbTe基合金制成，而反射层由Ag基合金制成。
20.根据权利要求19所述的制造光记录介质的方法，其中SbTe基合金包括Ge、Sb和Te，而Ag基合金包括Ag、Nd和Cu。
21.根据权利要求20所述的制造光记录介质的方法，其中在该相变记录层中，Ge的含量为大于等于2原子百分比且小于等于8原子百分比，而Sb对Te的原子比例为大于等于3.4倍且小于等于4.0倍；以及
在反射层中，Nd的含量为大于等于0.4原子百分比且小于等于0.7原子百分比，Cu的含量为大于等于0.6原子百分比且小于等于0.9原子百分比。
22.根据权利要求20所述的制造光记录介质的方法，其中在该相变记录层中，Ge的含量为大于等于2原子百分比且小于等于8原子百分比，而Sb对Te的原子比例为大于等于4.2倍且小于等于4.8倍；以及
在反射层中，Nd的含量为大于等于0.4原子百分比且小于等于0.7原子百分比，Cu的含量为大于等于0.6原子百分比且小于等于0.9原子百分比。
23.根据权利要求14所述的制造光记录介质的方法，其中反射层的厚度为大于等于80nm且小于等于140nm；
第二下介电层的厚度为大于等于8nm且小于等于14nm；
第一下介电层的厚度为大于等于4nm且小于等于10nm；
记录层的厚度为大于等于8nm且小于等于16nm。
24.根据权利要求14所述的制造光记录介质的方法，其中透光层是通过将透光片粘结到带有胶层的上介电层而形成的。
25.根据权利要求24所述的制造光记录介质的方法，其中该胶层由压敏胶制成。
26.根据权利要求24所述的制造光记录介质的方法，其中该胶层由UV固化树脂制成。
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