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DE69738285T2 - Optisches Speichermedium - Google Patents

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DE69738285T2
DE69738285T2 DE1997638285 DE69738285T DE69738285T2 DE 69738285 T2 DE69738285 T2 DE 69738285T2 DE 1997638285 DE1997638285 DE 1997638285 DE 69738285 T DE69738285 T DE 69738285T DE 69738285 T2 DE69738285 T2 DE 69738285T2
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Germany
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recording layer
layer
recording
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nitrogen
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Mikio Yokohama-Shi Kinoshita
Makoto Hiratsuka-shi Harigaya
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf optische Aufzeichnungsmedien und insbesondere auf ein optisches Aufzeichnungsmedium vom Phasenänderungstyp wie z. B. eine optische Platte vom Phasenänderungstyp, in der eine optische Änderung in einer Substanz einer Aufzeichnungsschicht durch Projizieren eines Lichtstrahls auf diese verursacht wird, um dadurch Informationen auf der Aufzeichnungsschicht aufzuzeichnen und Informationen von dieser wiederzugeben und Informationen zu löschen und neu zu schreiben.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • Ein optisches Aufzeichnungsmedium vom Phasenänderungstyp, das einen Übergang zwischen einer kristallinen Phase und einer amorphen Phase oder einen Übergang zwischen einer kristallinen Phase und einer anderen kristallinen Phase verwendet, ist wohl bekannt. Ein solches optisches Aufzeichnungsmedium vom Phasenänderungstyp ist ein für Informationen aufzeichnungsfähiges, wiedergabefähiges und wiederbeschreibbares Medium. Insbesondere können Informationen auf das optische Aufzeichnungsmedium vom Phasenänderungstyp durch einen einzelnen Lichtstrahl überschrieben werden und das Medium kann durch ein einfaches optisches Antriebssystem angetrieben werden. Da das optische Aufzeichnungsmedium vom Phasenänderungstyp die obigen Merkmale aufweist, wird es als Aufzeichnungsmedium auf den auf Computer bezogenen Gebieten und Video/Audio-Gebieten angewendet. Folgende Substanzen sind als Aufzeichnungssubstanz bekannt: GeTe, GeTeSe, GeTeS, GeSeS, GeSeSb, GeAsSe, InTe, SeTe, SeAs, Ge-Te-(Sn, Au, Pd), GeTeSeSb, GeTeSb, Ag-In-Sb-Te.
  • Die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 57-208648 offenbart eine Aufzeichnungsschicht, die in einer Muttersubstanz von SiO2 oder dergleichen vergraben ist, um eine nicht reversible Änderung der Aufzeichnungssubstanz zu unterdrücken. Insbesondere hat die Aufzeichnungssubstanz aus Ag-In-Sb-Te ein Merkmal, wobei sie sehr empfindlich ist und die Kontur eines amorphen Abschnitts bestimmt ist, und wird folglich auf eine Markierungsflankenaufzeichnung ange wendet (siehe japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nrn.2-37466 , 2-171325 , 2-415581 und 4-141485 ).
  • Eine Mehrschichtstruktur mit der Aufzeichnungsschicht, die aus der obigen Aufzeichnungssubstanz besteht, ist bekannt. Eine solche Mehrschichtstruktur umfasst zusätzlich zu der Aufzeichnungsschicht eine Reflexionsschicht, eine erste Schutzschicht und eine zweite Schutzschicht. Heutzutage ist es für das Mehrschicht-Aufzeichnungsmedium erforderlich, dass die Leistung bei wiederholter Aufzeichnung verbessert ist und die Aufzeichnungsleistung mit anderen Leistungen wie z. B. dem Grad der Modulation und einer gegebenen Reflexionsrate kompatibel ist.
  • Hinsichtlich der obigen Anforderung zeigen die folgenden Dokumente, dass ein Fluss der Aufzeichnungsschicht unterdrückt wird und die Leistung bei wiederholter Aufzeichnung durch Zugeben von Stickstoff (N) oder dergleichen zur Aufzeichnungsschicht verbessert werden kann: japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nrn. 4-11336 , 4-10980 , 4-10979 , 4-52188 und 4-52189 .
  • Ein optisches Aufzeichnungsmedium, das speziell auf ein weniger teures optisches Aufzeichnungssystem mit einer relativ niedrigen linearen Aufzeichnungsgeschwindigkeit angewendet wird oder als optisches Aufzeichnungsmedium (CD-RW: wiederbeschreibbare Kompaktdisk) verwendet wird, das mit der CD (Kompaktdisk) Wiedergabe-kompatibel ist, besitzt eine begrenzte Anzahl von Malen, die Informationen wiederholt aufgezeichnet werden können, normalerweise Hunderte bis Millionen von Malen. Dies liegt daran, dass die Aufzeichnungsschicht auf Grund eines Wärmeschocks, der zum Zeitpunkt der Projektion des Laserstrahls auf diese verursacht wird, oder, da ein für die Reflexionsschicht verwendetes Metall verschlechtert wird, fließt oder ein Film der Mehrschichtstruktur abplatzt. Eine solche begrenzte Anzahl von Malen, die Informationen wiederholt aufgezeichnet werden können, ist für eine Anwendung, in der das Wiederbeschreiben häufig ausgeführt wird, beispielsweise Peripheriegeräte des Computersystems, nicht geeignet. Ferner ist es erwünscht, dass die Aufzeichnungsempfindlichkeit verbessert wird, um die Produktionskosten zu verringern.
  • JP 020009031 (Patent Abstracts of Japan) offenbart ein optisches Aufzeichnungsmedium. Die Inhalte des Bleis, Stickstoffs und Sauerstoffs sind an der Grenze der Aufzeichnungsschicht erhöht, um die Erzeugung von körnigen Vorsprüngen zu unterdrücken. Insbesondere ist die Oxidationsbeständigkeit verbessert.
  • JP 01290135 (Patent Abstracts of Japan und Derwent) offenbart ein optisches Aufzeichnungsmedium. Ein Stickstoffgehalt der Aufzeichnungsschicht, eine GeTe-Dünnschicht, ist 5 Atom-%. Der Stickstoffgehalt auf der Schutzschichtseite ist 7 Atom-%. Die Aufgabe besteht darin, Oxidation zu verhindern.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Aufzeichnungsempfindlichkeit zu verbessern. Die Aufgabe wird durch den Gegenstand von Anspruch 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche richten sich auf vorteilhafte Ausführungsbeispiele.
  • Eine speziellere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein optisches Aufzeichnungsmedium zu schaffen, das bei einer linearen Aufzeichnungsgeschwindigkeit von nicht höher als 10 m/s oder weniger hochempfindlich ist.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein optisches Aufzeichnungsmedium zu schaffen, das hochempfindlich ist und eine verbesserte Leistung bei wiederholter Aufzeichnung bei einer relativ niedrigen linearen Aufzeichnungsgeschwindigkeit aufweist.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein optisches Aufzeichnungsmedium zu schaffen, das eine verbesserte optische Leistung, insbesondere eine Verbesserung des Grades der Modulation und Zuverlässigkeit der wiederholten Wiedergabe aufweist, wobei die optische Leistung wenig verschlechtert ist, während das Medium für eine lange Dauer bewahrt wird.
  • Die obigen Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden durch ein optisches Aufzeichnungsmedium erreicht, das umfasst: ein Substrat; eine erste Schutzschicht, die auf dem Substrat ausgebildet ist; eine Aufzeichnungsschicht, die auf der ersten Schutzschicht ausgebildet ist; eine zweite Schutzschicht, die auf der Aufzeichnungsschicht ausgebildet ist; und eine Reflexionswärmestrahlungsschicht, die auf der zweiten Schutzschicht ausgebildet ist, wobei die Aufzeichnungsschicht von einem Phasenänderungstyp ist, wobei die Aufzeichnungsschicht von einem amorphen Zustand in einen kristallinen Zustand durch einen Tempera turerhöhungs- und -abkühlprozess durch Projizieren eines Laserstrahls auf die Aufzeichnungsschicht geändert wird, wobei die Aufzeichnungsschicht einen Grenzflächenabschnitt aufweist, der mit einer der ersten und der zweiten Schutzschicht eine Grenzfläche bildet, wobei der Grenzflächenabschnitt eine Wärmeleitfähigkeit aufweist, die niedriger ist als jene eines restlichen Abschnitts der Aufzeichnungsschicht.
  • Das optische Aufzeichnungsmedium kann so konfiguriert sein, dass die Aufzeichnungsschicht einen weiteren Grenzflächenabschnitt umfasst, der mit der anderen der ersten und der zweiten Schutzschicht eine Grenzfläche bildet, wobei der obige weitere Grenzflächenabschnitt eine Wärmeleitfähigkeit aufweist, die niedriger ist als jene des restlichen Abschnitts der Aufzeichnungsschicht.
  • Ein optisches Aufzeichnungsmedium mit: einem Substrat; einer ersten Schutzschicht, die auf dem Substrat ausgebildet ist; einer Aufzeichnungsschicht, die auf der ersten Schutzschicht ausgebildet ist; einer zweiten Schutzschicht, die auf der Aufzeichnungsschicht ausgebildet ist; einer Reflexionswärmestrahlungsschicht, die auf der zweiten Schutzschicht ausgebildet ist, wobei die Aufzeichnungsschicht von einem Phasenänderungstyp ist, wobei die Aufzeichnungsschicht von einem amorphen Zustand in einen kristallinen Zustand durch einen Temperaturerhöhungs- und -abkühlprozess durch Projizieren eines Laserstrahls auf die Aufzeichnungsschicht geändert wird, wobei die Aufzeichnungsschicht Ag, In, Sb und Te und mindestens ein additives Element enthält, das zum Ändern einer Wärmeleitfähigkeit der Aufzeichnungsschicht funktioniert, wobei eine Dichte des mindestens einen additiven Elements in einer Dickenrichtung der Aufzeichnungsschicht verändert ist.
  • Das optische Aufzeichnungsmedium kann so konfiguriert sein, dass das mindestens eine additive Element Stickstoff ist.
  • Das optische Aufzeichnungsmedium kann so konfiguriert sein, dass: die Aufzeichnungsschicht einen anderen inneren Abschnitt als Grenzflächenabschnitte aufweist, die mit der ersten und der zweiten Schutzschicht eine Grenzfläche bilden; und die Dichte von im inneren Abschnitt enthaltenem Stickstoff gleich oder geringer als 2 bis 10 Atom-% ist.
  • Das optische Aufzeichnungsmedium kann so konfiguriert sein, dass das mindestens eine additive Element Sauerstoff ist.
  • Das optische Aufzeichnungsmedium kann so konfiguriert sein, dass die Aufzeichnungsschicht mindestens ein zusätzliches additives Element umfasst, das eines von Si, Al, Ca und Mg ist.
  • Die obigen Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden auch durch ein optisches Aufzeichnungsmedium erreicht, das umfasst: ein Substrat; eine erste Schutzschicht, die auf dem Substrat ausgebildet ist; eine Aufzeichnungsschicht, die auf der ersten Schutzschicht ausgebildet ist; eine zweite Schutzschicht, die auf der Aufzeichnungsschicht ausgebildet ist; und eine Reflexionswärmestrahlungsschicht, die auf der zweiten Schutzschicht ausgebildet ist, wobei die Aufzeichnungsschicht von einem Phasenänderungstyp ist, wobei die Aufzeichnungsschicht von einem amorphen Zustand in einen kristallinen Zustand durch einen Temperaturerhöhungs- und -abkühlprozess durch Projizieren eines Laserstrahls auf die Aufzeichnungsschicht geändert wird, wobei die Aufzeichnungsschicht eine Änderung der Kristallisationstemperatur in einer Dickenrichtung derselben aufweist.
  • Das optische Aufzeichnungsmedium kann so konfiguriert sein, dass: die Aufzeichnungsschicht mindestens einen Grenzflächenabschnitt aufweist, der mit einer der ersten und der zweiten Schutzschicht eine Grenzfläche bildet; und der mindestens eine Grenzflächenabschnitt eine Kristallisationstemperatur aufweist, die höher ist als jene eines restlichen Abschnitts der Aufzeichnungsschicht.
  • Das optische Aufzeichnungsmedium kann so konfiguriert sein, dass: die Aufzeichnungsschicht eine Phasenänderungssubstanz umfasst, die Ag, In, Sb und Te und Stickstoff enthält, die zum Bewirken einer Veränderung der Kristallisationstemperatur funktioniert; und eine Dichte von Stickstoff in der Aufzeichnungsschicht in einer Dickenrichtung derselben verändert ist, so dass die Kristallisationstemperatur in der Dickenrichtung verändert ist.
  • Die obigen Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden auch durch ein optisches Aufzeichnungsmedium erreicht, das umfasst: ein Substrat; eine erste Schutzschicht, die auf dem Substrat ausgebildet ist; eine Aufzeichnungsschicht, die auf der ersten Schutzschicht ausgebildet ist; eine zweite Schutzschicht, die auf der Aufzeichnungsschicht ausgebildet ist; und eine Reflexionswärmestrahlungs schicht, die auf der zweiten Schutzschicht ausgebildet ist, wobei die Aufzeichnungsschicht von einem Phasenänderungstyp ist, wobei die Aufzeichnungsschicht von einem amorphen Zustand in einen kristallinen Zustand durch einen Temperaturerhöhungs- und -abkühlprozess durch Projizieren eines Laserstrahls auf die Aufzeichnungsschicht geändert wird, wobei ein kristallisierter Zustand der Aufzeichnungsschicht in einer Dickenrichtung der Aufzeichnungsschicht nach einer Initialisierung verändert ist.
  • Das optische Aufzeichnungsmedium kann so konfiguriert sein, dass die Aufzeichnungsschicht einen Grenzflächenabschnitt aufweist, der nicht so gut kristallisiert ist wie ein restlicher Abschnitt der Aufzeichnungsschicht.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung ersichtlich, wenn sie in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gelesen wird, in denen:
  • 1 eine Querschnittsansicht eines optischen Aufzeichnungsmediums gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
  • 2 eine Querschnittsansicht eines weiteren optischen Aufzeichnungsmediums gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
  • 2A eine Querschnittsansicht einer Variation der in 2 gezeigten Struktur ist;
  • 3A, 3B, 3C jeweils Querschnittsansichten von anderen optischen Aufzeichnungsmedien gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind;
  • 4A und 4B Graphen sind, die Vorteile des in 3C gezeigten optischen Aufzeichnungsmediums zeigen;
  • 5 eine Querschnittsansicht noch eines weiteren optischen Aufzeichnungsmediums gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
  • 6 eine Querschnittsansicht eines weiteren optischen Aufzeichnungsmediums gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
  • 7 eine Querschnittsansicht eines optischen Aufzeichnungsmediums gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
  • 8 eine Querschnittsansicht eines weiteren optischen Aufzeichnungsmediums gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
  • 9 eine Querschnittsansicht noch eines weiteren optischen Aufzeichnungsmediums gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist; und
  • 10 ein Graph ist, der Vorteile der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Eine Beschreibung eines optischen Aufzeichnungsmediums gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird zuerst gegeben.
  • Ein erstes Gebilde der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besitzt eine Mehrschichtstruktur, in der eine erste Schutzschicht, eine Aufzeichnungsschicht, eine zweite Schutzschicht und eine Reflexionswärmestrahlungsschicht auf einem Substrat mit Führungsrillen in dieser Reihenfolge gestapelt sind. Das Substrat besteht aus einem optisch durchlässigen Element, das aus einem Harz aus Polycarbonat oder dergleichen oder Glas ausgebildet ist und Rillen für Spurverfolgungsservo aufweist. Die erste und die zweite Schutzschicht bestehen aus einem bekannten dielektrischen Element wie z. B. ZnS, SiO2, AlN mit einem gegebenen Brechungsindex. Die Reflexionswärmestrahlungsschicht besteht aus einem Metall oder einem Halbleiter, wie z. B. Al, Au, Ag, Cu, Pd, Pt, Fe, Cr, Ni, Si oder Ge. Eine Legierung wie z. B. eine Al-Legierung kann verwendet werden, um die Reflexionswärmestrahlungsschicht auszubilden. Eine feine Menge eines additiven Elements kann in der Legierung enthalten sein. Ti oder N kann beispielsweise zur Al-Legierung zugegeben werden. Die Aufzeichnungsschicht ist aus einem Phasenänderungs-Aufzeichnungsmaterial, wie z. B. GeTe, GeTeSe, GeTeS, GeSeS, GeSeSb, GeAsSe, InTe, SeTe, SeAs, Ge-Te-(Sn, Au, Pd), GeTeSeSb, GeTeSb, Ag-In-Sb-Te, ausgebildet.
  • Die Aufzeichnungsschicht weist einen ersten Abschnitt, der mit der ersten Schutzschicht eine Grenzfläche bildet, und einen zweiten Abschnitt, der mit der zweiten Schutzschicht eine Grenzfläche bildet, auf. Entweder der erste oder der zweite Abschnitt der Aufzeichnungsschicht oder beide davon weisen eine Wärmeleitfähigkeit auf, die niedriger ist als jene des restlichen Abschnitts der Aufzeichnungsschicht. Mit anderen Worten, die Wärmeleitfähigkeit ist in der Dickenrichtung der Aufzeichnungsschicht geändert. Dies wird durch 1) Ändern des Phasenänderungs-Aufzeichnungsmaterials oder seiner Zusammensetzung in der Dickenrichtung, 2) Ausbilden von verschiedenen Gebilden (Masse und Dünnschicht beispielsweise) in der Dickenrichtung durch Ändern des Aufzeichnungsschicht-Ausbildungszustandes, 3) Verwenden von verschiedenen dielektrischen Materialien in der Dickenrichtung, wenn die Aufzeichnungsschicht im dielektrischen Körper verteilt wird (körnige Aufzeichnungsschicht) oder 4) Ändern des Volumenverhältnisses der Aufzeichnungsschicht in der Dickenrichtung verwirklicht.
  • In einem zweiten Gebilde der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht die Aufzeichnungsschicht aus Ag-In-Sb-Te und ein einzelnes oder mehrere additive Elemente, die zum Ändern der Wärmeleitfähigkeit der Aufzeichnungsschicht funktionieren, sind zu dieser zugegeben. Mehrere additive Elemente können in Verbund- oder Mischkristallformation zugegeben werden. Die Dichte des additiven Elements oder der additiven Elemente wird in der Dickenrichtung der Aufzeichnungsschicht geändert. Insbesondere ist die Dichte der Grenzflächenabschnitte der Aufzeichnungsschicht höher als jene des restlichen Abschnitts davon. Eine beliebige Art des additiven Elements oder der additiven Elemente und deren Dichte kann ausgewählt werden, solange die optische oder Phasenänderungsleistung der Aufzeichnungsschicht tolerierbar ist. Die Dicke der Aufzeichnungsschicht ist 8 bis 200 nm. Die Grenzflächenabschnitte der Aufzeichnungs schicht sind mindestens 1 nm lang, obwohl die Längen der Grenzflächenabschnitte von der Länge der Aufzeichnungsschicht abhängen.
  • Ein drittes Gebilde der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass Stickstoff als additives Element im zweiten Gebilde verwendet wird.
  • Ein viertes Gebilde der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Dichte des anderen Abschnitts der Aufzeichnungsschicht als des Abschnitts, der mit der ersten Schutzschicht eine Grenzfläche bildet, und des Abschnitts, der mit der zweiten Schutzschicht eine Grenzfläche bildet, in einen Bereich von 2 bis 10 Atom-% fällt.
  • Ein fünftes Gebilde der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass Sauerstoff zum additiven Element zugegeben ist.
  • Ein sechstes Gebilde der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass Si, Al, Ca oder Mg oder eine Kombination davon zusätzlich zum additiven Element von Sauerstoff zugegeben ist.
  • Gemäß dem ersten Gebilde der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weisen die Grenzflächenabschnitte der Aufzeichnungsschicht eine niedrige Wärmeleiffähigkeit auf und können durch eine niedrige Laserleistung geschmolzen werden. Daher kann die Aufzeichnungsempfindlichkeit verbessert werden. Da die Laserleistung relativ niedrig ist, sind die Temperaturen der ersten und der zweiten Schutzschicht niedrig und die Temperaturabstufung der Dickenrichtung der Aufzeichnungsschicht kann unterdrückt werden. Daher kann der Wärmeschock, der auf die Schutzschichten aufgebracht wird, gelockert werden und die Leistung bei wiederholter Aufzeichnung kann verbessert werden. Ferner kann die zweite Schutzschicht dünner gemacht werden und folglich kann das Abplatzen an der Grenzfläche mit der zweiten Schutzschicht unterdrückt werden.
  • Gemäß dem zweiten Gebilde der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das additive Element oder werden die additiven Elemente verwendet, um die Wärmeleiffähigkeit entlang der Dicke der Ag-In-Sb-Te-Aufzeichnungsschicht zu ändern. Daher ist es möglich, die Wärmeleitfähigkeit ohne einen großen Einfluss auf die optische Leistung zu ändern. Obwohl der Mechanismus, in dem die Wärmeleitfähigkeit geändert wird, nicht vollständig analysiert wurde, wird in Erwägung gezogen, dass das additive Element oder die additiven Elemente als Masseelement dienen, um die Wärmeleitfähigkeit zu ändern, und funktionieren, um die Kontaktfläche mit der Schutzschicht oder den Schutzschichten auf Grund einer Änderung der Wärmeleitfähigkeit, die im Grenzflächenabschnitt oder in den Grenzflächenabschnitten verursacht wird (beispielsweise die Wärmeleitfähigkeit im Feld von Teilchen), oder einer Änderung der Benetzungsleistung zu ändern. Es kann eine Schwierigkeit bestehen, dass die Wärmeleitfähigkeit der Grenzflächenabschnitte nicht direkt gemessen werden kann. Wenn jedoch die Leistung der optischen Platte, die sich aus der Änderung der Wärmeleitfähigkeit der Grenzflächenabschnitte ergibt, wie z. B. eine Verbesserung der Aufzeichnungsempfindlichkeit, durch Zugeben des additiven Elements oder der additiven Elemente erkannt werden kann, entspricht die obige optische Platte der vorliegenden Erfindung. Es sollte beachtet werden, dass die Benetzungsleistung von den Materialien der ersten und der zweiten Schutzschicht abhängt.
  • Gemäß dem dritten Gebilde der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird Stickstoff zur Ag-In-Sb-Te-Aufzeichnungsschicht zugegeben. Die Dichte von Stickstoff in den Abschnitten, die mit den Schutzschichten eine Grenzfläche bilden, ist höher als jene des restlichen inneren Abschnitts der Aufzeichnungsschicht. In dem Ag-In-Sb-Te-N-System ist die Streuung von Stickstoff in der Dickenrichtung der Aufzeichnungsschicht auf Grund der anfänglichen Kristallisation und wiederholten Aufzeichnung nicht auffällig und der Effekt fährt fort, der die Wärmeleitfähigkeit in den Grenzflächenabschnitten der Aufzeichnungsschicht nach einer riesigen Anzahl von Malen, die Informationen wiederholt aufgezeichnet werden, auf einem niedrigen Niveau hält. Ferner kann ein zusätzlicher Vorteil erhalten werden, in dem das additive Element oder die additiven Elemente dazu funktionieren, die Kristallteilchen der Aufzeichnungsschicht fein zu machen. Daher ist es möglich, das Wachstum der Kristallteilchen auf Grund der wiederholten Aufzeichnung und eines Flusses der Aufzeichnungsschicht zu unterdrücken, wie in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nrn. 4-11336 , 4-10980 , 4-10979 , 4-52188 und 4-52188 beschrieben.
  • Gemäß dem vierten Gebilde der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegt die Dichte von Stickstoff im anderen Abschnitt der Aufzeichnungsschicht als dem Grenzflächenabschnitt oder den Grenzflächenabschnitten, die mit der ersten und/oder der zweiten Schutzschicht eine Grenzfläche bilden, im Be reich von 2 bis 10 Atom-%. Dieser Zusammensetzungsbereich funktioniert zum Unterdrücken der durch das Wiedergabelicht verursachten Kristallisation. Die Grenzflächenabschnitte der Aufzeichnungsschicht weisen eine Dichte von Stickstoff auf, die höher ist als der obige Bereich.
  • Gemäß dem fünften Gebilde der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird Sauerstoff als additives Element verwendet. Dieselben Vorteile wie diejenigen, die erhalten werden, wenn Stickstoff verwendet wird, können erhalten werden. Insbesondere ist es möglich, das Aufzeichnungsmedium für eine lange Dauer stabil zu bewahren.
  • Gemäß dem sechsten Gebilde der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird Si, Al, Ca oder Mg oder eine Kombination davon zusätzlich zu Sauerstoff zugegeben. Daher ist es möglich, die Struktur der Aufzeichnungsschicht in Bezug auf die wiederholte Aufzeichnung zu stabilisieren.
  • Eine detaillierte Beschreibung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun gegeben.
  • 1 ist eine Querschnittsansicht eines optischen Aufzeichnungsmediums gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein Substrat 1 besteht aus Polycarbonat und weist Rillen (nicht dargestellt) zum Spurverfolgungsservo auf. Eine erste Schutzschicht 2 ist auf dem Substrat 1 ausgebildet und besteht aus ZnS (80 Mol-%)·SiO2 (20 Mol-%). Eine untere Aufzeichnungsschicht 11 ist auf der ersten Schutzschicht 2 ausgebildet und besteht aus AgInSbTe (10 : 5 : 55 : 30 Atom-%). Eine Hauptaufzeichnungsschicht 12 ist auf der unteren Aufzeichnungsschicht 11 ausgebildet und besteht aus AgInSbTe (10 : 15 : 45 : 30 Atom-%). Die untere Aufzeichnungsschicht 11 und die Hauptaufzeichnungsschicht 12 bilden eine Aufzeichnungsschicht 10 mit einer reversiblen Änderung zwischen der kristallinen Phase und der amorphen Phase. Eine zweite Schutzschicht 3, die beispielsweise aus AlN besteht, ist auf der Hauptaufzeichnungsschicht 12 ausgebildet und eine Reflexionswärmestrahlungsschicht 4, die aus Al-Si besteht, ist auf der zweiten Schutzschicht 3 ausgebildet. Eine Umgebungsschutzschicht kann zur Schicht 4 hinzugefügt werden, wie erforderlich. Die untere Aufzeichnungsschicht 11 bildet mit der ersten Schutzschicht 2 eine Grenzfläche und weist eine Wärmeleitfähigkeit auf, die niedriger ist als jene der Hauptaufzeichnungsschicht 12.
  • Die Dicken der Schichten sind folgendermaßen. Die erste Schutzschicht 2 ist 30 – 300 nm dick und ist unter Berücksichtigung einer optischen Interferenz optimiert. Die Dicken der Reflexionswärmestrahlungsschicht 4, der zweiten Schutzschicht 3 und der unteren Aufzeichnungsschicht 11 sind so ausgewählt, dass sie einer gegebenen linearen Aufzeichnungsgeschwindigkeit entsprechen und eine geeignete Abkühlrate der Hauptaufzeichnungsschicht 12 erhalten wird. Die Dicke der Hauptaufzeichnungsschicht 12 ist so ausgewählt, dass ein geeigneter Grad an Modulation erhalten wird. Wenn beispielsweise die lineare Aufzeichnungsgeschwindigkeit 2,8 m/s ist und die Aufzeichnungswellenlänge 780 nm ist, sind die Schichten 4, 3, 11 und 12 100 nm, 40 nm, 14 nm bzw. 20 nm dick.
  • 2 ist eine Querschnittsansicht eines optischen Aufzeichnungsmediums mit dem zweiten Gebilde der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In 2 sind Teilen, denen dieselben Namen wie den in 1 gezeigten gegeben sind, dieselben Bezugszeichen gegeben. Die erste Schutzschicht 2, die auf dem Substrat 1 ausgebildet ist, ist aus ZnS (80 Mol-%)·SiO2 (20 Mol-%) ausgebildet. Die untere Aufzeichnungsschicht 11 ist auf der ersten Schutzschicht 2 ausgebildet und besteht aus AgInSbTe (15 : 10 : 45 : 30 Atom-%). Die Hauptaufzeichnungsschicht 12 ist auf der unteren Aufzeichnungsschicht 11 ausgebildet und besteht aus AgInSbTe (15 : 10 : 45 : 30 Atom-%). Eine obere Aufzeichnungsschicht 13 ist auf der Hauptaufzeichnungsschicht 12 ausgebildet und besteht aus AgInSbTe (15 : 10 : 45 : 30 Atom-%). Die Aufzeichnungsschichten 11, 12 und 13 bilden insgesamt eine Aufzeichnungsschicht. Wenn Au zur Aufzeichnungsschicht 10 mit einigen bis 30 Atom-% zugegeben wird, kann deren Wärmeleitfähigkeit verringert werden. Ferner ist die zweite Schutzschicht 3 auf der oberen Aufzeichnungsschicht 13 ausgebildet, auf der die Al-Si-Reflexionswärmestrahlungsschicht 4 ausgebildet ist. Eine Umgebungsschutzschicht 5 kann auf der Schicht 4 ausgebildet sein, wie erforderlich, wie in 2A gezeigt.
  • Die Dicken der in 2 gezeigten Schichten sind folgendermaßen. Die erste Schutzschicht 2 ist 30 – 300 nm dick und ist unter Berücksichtigung einer optischen Interferenz optimiert. Die Dicken der Reflexionswärmestrahlungsschicht 4, der zweiten Schutzschicht 3, der unteren Aufzeichnungsschicht 11 und der oberen Aufzeichnungsschicht 13 sind so ausgewählt, dass sie einer gegebenen linearen Aufzeichnungsgeschwindigkeit entsprechen und eine geeignete Abkühlrate der Hauptaufzeichnungsschicht 12 erhalten wird. Die Dicke der Hauptaufzeichnungsschicht 12 ist so ausgewählt, dass ein geeigneter Grad an Modulation erhalten wird. Wenn beispielsweise die lineare Aufzeichnungsgeschwindigkeit 2,8 m/s ist und die Aufzeichnungswellenlänge 780 nm ist, sind die Schichten 4, 3, 11, 12 und 13 100 nm, 40 nm, 5 nm, 20 nm bzw. 5 nm dick. Gemäß dem zweiten Gebilde des optischen Aufzeichnungsmediums, das in 2 gezeigt ist, ist die Wärmeleitfähigkeit der Hauptaufzeichnungsschicht 12 geeignet erhöht, so dass sie geeignet mit den Grenzflächenabschnitten (Schichten 11 und 13) ausgeglichen ist. Daher kann die Hauptaufzeichnungsschicht 12 optisch so gut wie ungefähr 20 nm sein, so dass eine geeignete Abkühlrate erhalten werden kann.
  • 3A ist eine Querschnittsansicht eines optischen Aufzeichnungsmediums mit dem dritten Gebilde der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In 3A sind Teilen, denen dieselben Namen wie den in den vorher beschriebenen Fig. gezeigten gegeben sind, dieselben Bezugszeichen gegeben. Die erste Schutzschicht 2, die auf dem Substrat 1 entsprechend der CD-RW ausgebildet ist, ist aus ZnS (80 Mol-%) SiO2 (20 Mol-%) ausgebildet. Die untere Aufzeichnungsschicht 11, die Hauptaufzeichnungsschicht 12 und die dritte Aufzeichnungsschicht 13 bilden die Aufzeichnungsschicht 10. Stickstoff (N) ist zur unteren Aufzeichnungsschicht 11 und zur oberen Aufzeichnungsschicht 13 zugegeben. Auf der oberen Aufzeichnungsschicht 13 sind die zweite Schutzschicht 3, die Al-Si-Reflexionswärmestrahlungsschicht 4 und eine Umgebungsschutzschicht 5 ausgebildet, die in dieser Reihenfolge gestapelt sind. Die Schichten 2, 4, 3, 11, 12 und 13 sind 200 nm, 100 nm, 30 nm, 2 nm, 15 nm bzw. 2 nm dick.
  • Die obigen Schichten können durch einen Sputterprozess in einer Ar-Gas-Atmosphäre ausgebildet werden. Wenn die untere Aufzeichnungsschicht 11 und die obere Aufzeichnungsschicht 13 gezüchtet werden, wird Stickstoffgas eingeleitet, so dass Stickstoff zu den Schichten 11 und 13 zugegeben wird. Das Stickstoffgas wird mit 4 sccm eingeleitet, wenn die Schichten 11 und 13 gezüchtet werden, und die Dichte von Stickstoff in jeder der Schichten 11 und 13 ist ungefähr 10 Atom-%.
  • 3B und 3C sind jeweils Querschnittsansichten von Variationen der in 3A gezeigten Struktur. Die in 3B gezeigte Struktur weist nicht die untere Aufzeichnungsschicht 11 auf und die Dicke der Hauptaufzeichnungsschicht 12 ist auf eine Dicke von 17 nm geändert. Folglich weist die Aufzeichnungsschicht 10 nur den Grenzflächenabschnitt (die obere Aufzeichnungsschicht 13) auf, die mit der zweiten Schutzschicht 3 eine Grenzfläche bildet und eine Dichte aufweist, die höher ist als jene der Hauptaufzeichnungsschicht 12. Die in 3C gezeigte Struktur weist nicht die obere Aufzeichnungsschicht 13 auf und die Dicke der Hauptaufzeichnungsschicht ist auf eine Dicke von 17 nm geändert. Folglich besitzt die Aufzeichnungsschicht 10 nur den Grenzflächenabschnitt (die untere Aufzeichnungsschicht 11), die mit der ersten Schutzschicht 3 eine Grenzfläche bildet und eine Dichte aufweist, die höher ist als jene der Hauptaufzeichnungsschicht 12. Es sollte beachtet werden, dass Aussparungsabschnitte in jeder Schicht Rillen zum Spurverfolgungsservo bilden.
  • 4A ist ein Graph der 3T-Jitter-Leistung der optischen CD-RW-Aufzeichnungsmedien mit den in 3A, 3B und 3C gezeigten Strukturen, nachdem sie einer wiederholten Aufzeichnung unterzogen wurden (das Überschreiben wird 1000 Mal ausgeführt). 4B ist ein Graph des Modulationsgrades (11T-Modulation), der für die optischen CD-RW Aufzeichnungsmedien mit den in 3A, 3B und 3C gezeigten Strukturen charakteristisch ist. Das verwendete Aufzeichnungssignal ist ein EFM-Zufallsmuster (8,64 MHz) und die lineare Aufzeichnungs-/Wiedergabegeschwindigkeit ist 2,8 m/s. In 4A und 4B ist ein Vergleichsmuster, das keine untere und obere Aufzeichnungsschicht 11 und 13 aufweist, gezeigt. Abgesehen vom Obigen wird das Vergleichsmuster unter derselben Bedingung wie die in 3A, 3B und 3C gezeigten Strukturen hergestellt. Aus dem Graphen von 4B ist zu sehen, dass der Modulationsgrad von jeder der in 3A, 3B und 3C gezeigten Strukturen, der mit der linearen Aufzeichnungsgeschwindigkeit von 2,8 m/s erhalten wird, im Vergleich zum Vergleichsmuster, das nicht die Schichten 11 und 13 aufweist, erheblich verbessert ist. Das heißt, eine verringerte Aufzeichnungsleistung kann verwendet werden, um denselben Modulationsgrad wie den durch das Vergleichsmuster (Stand der Technik) erhaltenen zu erhalten. Mit anderen Worten, die in 3A, 3B und 3C gezeigten Strukturen weisen eine Empfindlichkeit auf, die höher ist als jene des Vergleichsmusters. Aus 4A ist zu sehen, dass die Jitter-Leistungen der in 3A, 3B und 3C gezeigten Strukturen im Vergleich zur Jitter-Leistung des Vergleichsmusters erheblich verbessert sind. Das heißt, die Leistung bei wiederholter Aufzeichnung ist verbessert.
  • Wenn die Dichte von Stickstoff, der zur unteren und/oder oberen Aufzeichnungsschicht 11 und/oder 13 zugegeben wird, gleich oder höher als 15 Atom-% ist, kann eine auffällige Änderung der Wärmeleiffähigkeit des Grenzflächenabschnitts (der Grenzflächenabschnitte) der Aufzeichnungsschicht 10 erhalten werden. Daher wird das Abkühlprofil der Aufzeichnungsschicht 10 verbessert und der Modulationsgrad wird verbessert. Ferner kann als zusätzlicher Effekt auf Grund des additiven Elements (der additiven Elemente) die Kristallisation des Grenzflächenabschnitts im normalen Aufzeichnungs- und Löschprozess unterdrückt werden. Folglich kann eine Beschädigung der Grenzflächenabschnitte auf Grund des Kristallisations-/amorphen Zyklus und die Bildung der Grenzflächenabschnitte stabilisiert werden. Daher kann ein Fließen und Abplatzen der Aufzeichnungsschicht entlang der Grenzflächen unterdrückt werden und die Leistung bei wiederholter Aufzeichnung ist stark verbessert.
  • Im dritten Gebilde der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Dichte von Stickstoff in der Dickenrichtung der Aufzeichnungsschicht 10 allmählich verändert werden.
  • 5 ist eine Querschnittsansicht eines optischen Aufzeichnungsmediums mit dem vierten Gebilde der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In 5 sind Teilen, denen dieselben Namen wie den in den vorher beschriebenen Fig. gezeigten gegeben sind, dieselben Bezugszeichen gegeben. Die erste Schutzschicht 2, die aus ZnS (60 Mol-%) ZnO (30 Mol-%)·SiO2 (10 Mol-%) besteht, ist auf dem Polycarbonatsubstrat 1 ausgebildet. Die Hauptaufzeichnungsschicht 12 und die obere Aufzeichnungsschicht 13 sind auf der ersten Schutzschicht 2 in dieser Reihenfolge gestapelt. Die Dichte von Stickstoff in der Hauptaufzeichnungsschicht 12 ist niedriger als jene in der oberen Aufzeichnungsschicht 13, ist jedoch gleich oder größer als 2 Atom-%. Ferner sind die zweite Schutzschicht 3, die aus AlN besteht, die Reflexionswärmestrahlungsschicht 4, die aus Al-Ti besteht, und die Umgebungsschutzschicht 5 in dieser Reihenfolge gestapelt. Die Kristallisation von Ag-In-Sb-Te in dem Abschnitt der Hauptaufzeichnungsschicht 12 mit einer höheren Stickstoffdichte als 2 Atom-% ist unterdrückt und eine Verschlechterung des Aufzeichnungszustandes, die durch Projizieren des Strahls zum Zeitpunkt der Aufzeichnung verursacht wird, kann wirksam unterdrückt werden. Wenn die Dichte von Stickstoff übermäßig ist, ist es schwierig, Informationen zum Zeitpunkt der Aufzeichnung zu löschen (kristallisieren). Angesichts der anfänglichen Kristallisation ist es bevorzugt, dass die Hauptaufzeichnungsschicht 12 leicht kristallisiert werden kann. Es ist auch bevorzugt, dass die Dichte von Stickstoff niedrig ist, um die Produktivität der Medieninitialisierung zu verbessern. Im Gedanken an das Obige fällt die geeignete Dichte von Stickstoff in den Bereich von 2 Atom-% bis 10 Atom-%. Die Zugabe von Stickstoff zur Hauptaufzeichnungsschicht 12 erzeugt eine geeignete Änderung von deren Wärmeleitfähigkeit.
  • 6 ist eine Querschnittsansicht eines optischen Aufzeichnungsmediums mit dem fünften Gebilde der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In 6 sind Teilen, denen dieselben Namen wie den in den vorher beschriebenen Fig. gezeigten gegeben sind, dieselben Bezugszeichen gegeben. Die erste Schutzschicht 2, die aus ZnS (80 Mol-%)·SiO2 (20 Mol-%) besteht, ist auf dem Polycarbonatsubstrat 1 mit den Führungsrillen (nicht dargestellt) ausgebildet. Die Hauptaufzeichnungsschicht 12 und die obere Aufzeichnungsschicht 13, die die Aufzeichnungsschicht 10 bilden, sind auf die erste Schutzschicht 2 in dieser Reihenfolge gestapelt. Sauerstoff ist zur Hauptaufzeichnungsschicht 12 und zur oberen Aufzeichnungsschicht 13 zugegeben. Die zweite Schutzschicht 3, die aus AlN besteht, die Reflexionswärmestrahlungsschicht 4, die aus Al-Ti besteht, und die Umgebungsschutzschicht 5 sind auf die obere Aufzeichnungsschicht 13 in dieser Reihenfolge gestapelt. Auf Grund des Effekts von Sauerstoff in der oberen Aufzeichnungsschicht 11 kann die Wärmeleiffähigkeit verringert werden. Obwohl der Mechanismus der Funktion von Sauerstoff nicht vollständig verstanden ist, kann der aufgezeichnete Zustand für eine lange Dauer auf Grund der Funktion von Sauerstoff stabilisiert werden. Die Zugabe von Si, Al, Ca oder Mg oder einer Kombination davon funktioniert zum Stabilisieren des Gebildes der Aufzeichnungsschicht 10 in deren Dickenrichtung, wenn die Aufzeichnung wiederholt ausgeführt wird.
  • Nun wird eine Beschreibung eines optischen Aufzeichnungsmediums gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gegeben. Die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kristallisationstemperatur der Aufzeichnungsschicht in der Dickenrichtung der Aufzeichnungsschicht geändert ist. Der Begriff "Kristallisationstemperatur" der Aufzeichnungsschicht umfasst eine Kristallisationstemperatur, bei der die anfängliche Kristallisation stattfindet, und eine Kristallisationstemperatur, bei der eine amorphe Phase, die durch schnelle Abkühlung der Aufzeichnungsschicht gebildet wird, nachdem die anfängliche Kristallisation vollendet ist, in die kristalline Phase geändert wird. Die Kristallisationstemperatur der Aufzeichnungsschicht kann durch die Zusammensetzung der Phasenänderungssubstanz davon, eine Veränderung des additiven Elements (der additiven Elemente) in der Dickenrichtung oder eine Veränderung der Formation der Aufzeichnungsschicht wie z. B. der Größe von Teilchen in der Dickenrichtung geändert werden. Eine Änderung der Kristallisationstemperatur der Aufzeichnungsschicht kann durch Stapeln von Aufzeichnungsschichten mit verschiedenen Kristallisationstemperaturen oder Verwenden einer Struktur, in der die Kristallisationstemperatur in der Dickenrichtung allmählich geändert ist, verwirklicht werden.
  • Gemäß einem ersten Gebilde der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Veränderung der Kristallisationstemperatur in der Dickenrichtung so hergestellt, dass sie einer Temperaturverteilung entspricht, die verursacht wird, wenn der Laserstrahl auf die Aufzeichnungsschicht projiziert wird. Daher kann die Aufzeichnungsschicht wirksam und effizient kristallisiert werden, wenn sie überschrieben wird. Ferner wird die Aufzeichnungsschicht zu verschiedenen Zeitpunkten in der Dickenrichtung kristallisiert und es kann verhindert werden, dass große Kristallteilchen gezüchtet werden. Folglich kann eine Markierung, in der die Kontur bestimmt ist, gebildet werden und die Überschreibleistung kann verbessert werden. Wenn das Temperaturprofil in der Dickenrichtung der Aufzeichnungsschicht berücksichtigt wird, wird ein Abschnitt der Aufzeichnungsschicht, der die höchste Temperatur erreicht, so beschaffen, dass er eine hohe Kristallisationstemperatur aufweist. Daher ist es möglich zu verhindern, dass die amorphe Phase in die kristalline Phase geändert wird, wenn das Wiedergabelicht darauf projiziert wird. Wenn das durch das Löschlicht verursachte Temperaturprofil und die Abkühlrate berücksichtigt werden, kann das Profil der Kristallisationstemperatur der Aufzeichnungsschicht so beschaffen werden, dass eine gute Löschleistung in der zur Oberfläche der Aufzeichnungsschicht parallelen Richtung erhalten wird.
  • Gemäß einem zweiten Gebilde der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Kristallisationstemperatur des Grenzflächenabschnitts oder der Grenzflächenabschnitte der Aufzeichnungsschicht, der/die mit der Schutzschicht oder den Schutzschichten eine Grenzfläche bildet/bilden, höher als der restliche Abschnitt der Aufzeichnungsschicht gemacht. In diesem Fall schreitet die Kristallisation des Grenzflächenabschnitts oder der Grenzflächenabschnitte der Aufzeichnungsschicht im Vergleich zum anderen Abschnitt der Aufzeichnungsschicht nach der Initialisierung nicht fort. Wenn die Aufzeichnungs-/Löschoperation wiederholt mit einer relativ niedrigen linearen Aufzeichnungsgeschwindigkeit ausgeführt wird, wird daher der Grenzflächenabschnitt oder werden die Grenzflächenabschnitte der Aufzeichnungsschicht im Vergleich zum restlichen inneren Abschnitt davon nicht vollständig kristallisiert. Das heißt, es ist schwierig, dass der Übergang zwischen der kristallinen Phase und der amorphen Phase am Grenzflächenabschnitt oder an den Grenzflächenabschnitten der Aufzeichnungsschicht auftritt, so dass nur eine relativ kleine Änderung des Zustandes des Grenzflächenabschnitts oder der Grenzflächenabschnitte der Aufzeichnungsschicht auf Grund der wiederholten Aufzeichnung verursacht wird. Daher kann die Bildung des Grenzflächenabschnitts oder der Grenzflächenabschnitte der Aufzeichnungsschicht stabilisiert werden und das Wachstum von großen Kristallteilchen kann unterdrückt werden. Folglich kann die Überschreibleistung verbessert werden.
  • Gemäß einem dritten Gebilde der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird Stickstoff zugegeben, um die Kristallisationstemperatur der Aufzeichnungsschicht in der Dickenrichtung zu ändern. In der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird Stickstoff verwendet, um die Wärmeleitfähigkeit der Aufzeichnungsschicht zu ändern. Das heißt, Stickstoff funktioniert zum Ändern nicht nur der Wärmeleiffähigkeit der Aufzeichnungsschicht in der Dickenrichtung, sondern auch der Kristallisationstemperatur davon in der Dickenrichtung. Stickstoff kann durch Einschluss eines Stickstoffgases in die Gasatmosphäre von Ar oder dergleichen, wenn die Aufzeichnungsschicht durch Sputtern oder dergleichen ausgebildet wird, zur Aufzeichnungsschicht zugegeben werden. In diesem Prozess kann die Dichte von Stickstoff in der Dickenrichtung der Aufzeichnungsschicht durch Steuern der Durchflussrate des Stickstoffgases oder der Wachstumsrate geändert werden. In diesem Fall kann ein einzelnes Target im Wachstumsprozess verwendet werden. Die Ag-In-Sb-Te-Aufzeichnungsschicht weist bei zugegebenem Stickstoff eine erhöhte Kristallisationstemperatur auf. Daher ist es leicht, die Aufzeichnungsschicht so auszubilden, dass der Grenzflächenabschnitt oder die Grenzflächenabschnitte davon eine Dichte von Stickstoff aufweist/aufweisen, die höher ist als jene des restlichen inneren Abschnitts davon. Daher kann die Leistung bei wiederholter Aufzeichnung bei einer relativ niedrigen linearen Aufzeichnungsgeschwindigkeit verbessert werden.
  • 7 ist eine Querschnittsansicht eines optischen Aufzeichnungsmediums gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In 7 sind Teilen, die dieselben wie die in den vorher beschriebenen Fig. gezeigten sind, dieselben Bezugszeichen gegeben. Eine Aufzeichnungsschicht 100 mit einer Mehrschichtstruktur ist auf der ersten Schutzschicht 2 ausgebildet. Die Aufzeichnungsschicht 100 ist aus AgInSbTe ausgebildet. Die Aufzeichnungsschicht 100 besteht aus ersten Schichten 110 und zweiten Schichten 120, die abwechselnd gestapelt sind. In der in 7 gezeigten Struktur sind zwei erste Schichten 110 und zwei zweite Schichten 120 abwechselnd gestapelt. Die ersten Schichten 110 weisen eine Kristallisationstemperatur auf, die höher ist als jene der zweiten Schichten 120. Daher können die verschiedenen Kristallisationszeitpunkte in der Dickenrichtung der Aufzeichnungsschicht 100 erhalten werden. Daher kann das Wachstum von Kristallteilchen unterdrückt werden und die Überschreibleistung kann verbessert werden. Die bevorzugte Länge der Aufzeichnungsschicht 100 ist 15 bis 40 nm, wenn die Aufzeichnungswellenlänge gleich 780 nm ist. Die Dicken der Schichten 2, 3 und 4 sind unter Berücksichtigung der optischen Leistung, der Form der Führungsrillen, der Wärmecharakteristik und/oder der mechanischen Charakteristik davon optimiert.
  • Es ist möglich, die Aufzeichnungsschicht 100 so anzuordnen, dass die Differenz der Kristallisationstemperatur zwischen den ersten Schichten 110 und den zweiten Schichten 120 auftritt, nachdem die Aufzeichnungsschicht 110 initialisiert ist. In diesem Fall wird die Aufzeichnungsschicht 100 während des Initialisierungsprozesses nicht vollständig kristallisiert, sondern verschiedene kristallisierte Zustände werden in der Dickenrichtung nach dem Initialisierungsprozess verfügbar gemacht. Dies richtet sich auf die Vermeidung der Differenz zwischen der Leistung, die erhalten wird, wenn Informationen zum ersten Mal aufgezeichnet werden, und der Überschreibleistung (Modulationsgrad und Jitter), die danach erhalten wird. Die obige Initialisierung kann durch schnelles Abkühlen eines Abschnitts der Aufzeichnungsschicht 100 mit einer gegebenen hohen Abkühlrate verwirklicht werden, um den Abschnitt nach der Kristallisation in den amorphen Zustand zu ändern. Alternativ wird die Aufzeichnungsschicht 100 teilweise mit einer relativ niedrigen Initialisierungstemperatur mit einer Abkühlrate, die niedriger ist als jene, mit der die Aufzeichnungsschicht 100 in den amorphen Zustand geändert wird, kristallisiert. Im letzteren Verfahren wird die anfängliche Kristallisation so durchgeführt, dass der unvollständig kristallisierte Abschnitt verbleibt. In beiden Verfahren werden die verschiedenen kristallisierten Zustände, die der Differenz der Kristallisationstemperatur entsprechen, in der Dickenrichtung der Aufzeichnungsschicht 100 ausgebildet und die Differenz zwischen der Leistung, die nach dem anfänglichen Schreiben erhalten wird, und der Überschreibleistung, die bei und nach dem zweiten Schreiben erhalten wird, kann vermieden werden.
  • In der Praxis kann die Umgebungsschutzschicht auf der Reflexionswärmestrahlungsschicht 4 bereitgestellt werden.
  • 8 ist eine Querschnittsansicht eines weiteren optischen Aufzeichnungsmediums gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In 8 sind Teilen, die dieselben wie die in 7 gezeigten sind, dieselben Bezugszeichen gegeben. Die Schutzschichten 2 und 3 bestehen aus ZnS (80 Mol-%)·SiO2 (20 Mol-%) und die Reflexionswärmestrahlungsschicht 4 besteht aus Al-Si.
  • Die in 8 gezeigte Aufzeichnungsschicht 100 besteht aus den zwei ersten Schichten 110, die jeweils aus AgInSbTe (5 : 10 : 55 : 30 Atom-%) bestehen, und der zweiten Schicht 120, die aus AgInSbTe (5 : 5 : 62 : 28 Atom-%) besteht. Die ersten Schichten 110, zwischen die die zweite Schicht 120 sandwichartig eingefügt ist, weisen eine Kristallisationstemperatur auf, die höher ist als jene der zweiten Schicht 120. Die obige Struktur der Aufzeichnungsschicht 100 ist für die Aufzeichnung mit der niedrigen linearen Aufzeichnungsgeschwindigkeit geeignet.
  • Die Dicke der ersten Schutzschicht 2 wird unter Berücksichtigung einer optischen Interferenz ausgewählt und ist gleich 30 bis 300 nm. Die Dicken der Schichten 4, 3, 110 und 120 werden jeweils unter Berücksichtigung einer gegebenen linearen Aufzeichnungsgeschwindigkeit bestimmt. Daher kann eine geeignete Abkühlrate der zweiten Aufzeichnungsschicht 120 erhalten werden und ein geeigneter Modulationsgrad kann erhalten werden. Wenn die lineare Aufzeichnungsgeschwindigkeit beispielsweise 20,8 m/s ist und die Aufzeichnungswellenlänge gleich 780 nm ist, sind die Schichten 4, 3, die Schicht 110 benachbart zur Schicht 2, die Schicht 120 und die Schicht 110 benachbart zur Schicht 3 100 nm, 20 nm, 5 nm, 20 nm bzw. 5 nm.
  • Die Aufzeichnungsschicht 100 besteht aus den ersten Schichten 110 mit einer relativ hohen Kristallisationstemperatur und der zweiten Schicht 120 mit einer relativ niedrigen Kristallisationsschicht, so dass die Schichten 110 und 120 abwechselnd gestapelt sind. Daher können die verschiedenen Kristallisationszeitpunkte in der Dickenrichtung der Aufzeichnungsschicht 100 erhalten werden. Daher kann das Wachstum von Kristallteilchen unterdrückt werden und die Überschreibleistung kann verbessert werden.
  • Wenn die Aufzeichnungs-/Löschoperation wiederholt mit einer relativ niedrigen linearen Aufzeichnungsgeschwindigkeit ausgeführt wird, werden daher die ersten Aufzeichnungsschichten 110 im Vergleich zur zweiten Schicht 120 nicht vollständig kristallisiert. Das heißt, es ist schwierig, dass der Übergang zwischen der kristallinen Phase und der amorphen Phase in den ersten Aufzeichnungsschichten 110 auftritt, so dass nur eine relativ kleine Änderung des Zustandes der ersten Schichten 110 auf Grund der wiederholten Aufzeichnung verursacht wird. Daher kann die Bildung der ersten Schichten 110 stabilisiert werden und das Wachstum von großen Kristallteilchen kann unterdrückt werden. Folglich kann die Überschreibleistung verbessert werden.
  • In der Praxis können die ersten Schichten 110 aus einer von jener der zweiten Schicht 120 verschiedenen Substanz hergestellt werden.
  • Eine Beschreibung noch eines weiteren optischen Aufzeichnungsmediums gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf 9 gegeben. In 9 sind Teilen, die dieselben wie die in 8 gezeigten sind, dieselben Bezugszeichen gegeben. Die in 9 gezeigte Aufzeichnungsschicht umfasst die zwei ersten Schichten 110 und die zweite Schicht 120, die zwischen die ersten Schichten 110 sandwichartig eingefügt ist. Stickstoff ist zu den ersten Schichten 110 und zur zweiten Schicht 120 zugegeben. Die Dichte von Stickstoff in den ersten Schichten 110 ist höher als jene in der zweiten Schicht 120 und ist optimiert, um eine gegebene Kristallisationstemperatur zu erhalten. Die Dichte von Stickstoff in den ersten Schichten 110 ist ungefähr 2 – 20 Atom-% und die Dichte von Stickstoff in der zweiten Schicht 120 ist ungefähr 0 bis 10 Atom-%.
  • Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse einer DSC-Wärmeanalyse (eine Temperaturerhöhungsrate von 10 °C/min) der anfänglichen Kristallisation für die Ag-In-Sb-Te-Aufzeichnungsschicht mit zugegebenem Stickstoff. Die Dichte von Stickstoff in der Aufzeichnungsschicht wird erhöht, wenn die Durchflussrate von Stickstoff zur Zeit des Wachstums der Schicht erhöht wird. Tabelle 1
    Durchflussrate von Stickstoff 0 0,5 1
    Kristallisationstemperatur 156 187 197
  • Die ersten Schichten 110 mit einer relativ hohen Kristallisationstemperatur und die zweite Schicht 120 mit einer relativ niedrigen Kristallisationstemperatur sind abwechselnd gestapelt. Daher können die verschiedenen Kristallisationszeitpunkte in der Dickenrichtung der Aufzeichnungsschicht 100 erhalten werden.
  • Daher kann das Wachstum von Kristallteilchen unterdrückt werden und die Überschreibleistung kann verbessert werden.
  • Wenn die Aufzeichnungs-/Löschoperation mit einer relativ niedrigen linearen Aufzeichnungsgeschwindigkeit wiederholt ausgeführt wird, werden daher die ersten Aufzeichnungsschichten 110 im Vergleich zur zweiten Schicht 120 nicht vollständig kristallisiert. Das heißt, es ist schwierig, dass der Übergang zwischen der kristallinen Phase und der amorphen Phase in den ersten Aufzeichnungsschichten 110 auftritt, so dass nur relativ kleine Änderungen des Zustandes der ersten Schichten 110 auf Grund der wiederholte Aufzeichnung verursacht werden. Daher kann die Bildung der ersten Schichten 110 stabilisiert werden und das Wachstum von großen Kristallteilchen kann unterdrückt werden. Folglich kann die Überschreibleistung verbessert werden.
  • Die obigen Effekte können durch geeignete Auswahl der Dichten von Stickstoff in den ersten und zweiten Schichten 110 und 120 leicht erhalten werden.
  • 10 ist ein Graph der Aufzeichnungsleistungsabhängigkeit des 3T-Jitters des in 9 gezeigten optischen Aufzeichnungsmediums, das in dem CD-RW-Gebilde ausgebildet ist, nachdem die Aufzeichnung wiederholt 1000 Mal ausgeführt wurde. Ein Vergleichsmuster ist in 10 gezeigt, das nur die Aufzeichnungsschicht 110 aufweist. Das verwendete Aufzeichnungssignal ist ein EFM-Zufallsmuster (8,64 MHz) und die lineare Aufzeichnungs-/Wiedergabegeschwindigkeit ist 2,4 m/s. Die Schichten 2, 4, 3, die Schicht 110 benachbart zur Schicht 3, die Schicht 120 und die Schicht 110 benachbart zur Schicht 2 sind 100 nm, 140 nm, 20 nm, 2 nm, 17 nm bzw. 10 nm. Aus 10 ist zu sehen, dass die in 9 gezeigte Struktur nur eine geringe Aufzeichnungsleistungsabhängigkeit des 3T-Jitters im Vergleich zu jener des Vergleichsmusters aufweist.
  • Tabelle 2 zeigt die Beziehung zwischen der Leistung zur Initialisierung des optischen Aufzeichnungsmediums gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und der Leistung davon (das Reflexionsverhältnis und der Jitter-Wert/Modulationsgrad nach der Initialisierung, nachdem das Überschreiben 1300 Mal ausgeführt wurde). Die Aufzeichnungsleistung ist 12 mW und die lineare Aufzeichnungs-/Wiedergabegeschwindigkeit ist 2,4 m/s. Tabelle 2
    Leistung für Initialisierung 850 900 950
    Reflexionsverhältnis (%) 18,0 18,6 19,6
    Jitter (ns) 12,0 13,5 25,1
  • Die Quelle für die Initialisierung ist ein Halbleiterlaser. Wenn die Quelle für die Initialisierung erhöht wird, wird die Aufzeichnungsschicht ausreichend erhitzt und die anfängliche Kristallisation wird erleichtert. Wenn die anfängliche Kristallisation vor sich geht, wird das Reflexionsverhältnis erhöht. Wenn das Reflexionsverhältnis übermäßig erhöht wird, so dass die ganze Aufzeichnungsschicht vollständig kristallisiert wird, wird die Überschreibleistung verschlechtert. Andererseits weist das Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung eine Veränderung der Kristallisationstemperatur in der Dickenrichtung auf und folglich werden die Abschnitte der Aufzeichnungsschicht mit einer relativ hohen Kristallisationstemperatur nicht vollständig kristallisiert.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die speziell offenbarten Ausführungsformen begrenzt und Veränderungen und Modifikationen können vorgenommen werden, ohne vom Schutzbereich der Erfindung abzuweichen.

Claims (3)

  1. Optisches Aufzeichnungsmedium, das umfasst: ein Substrat (1); eine erste Schutzschicht (2), die auf dem Substrat ausgebildet ist; eine Aufzeichnungsschicht (10), die auf der ersten Schutzschicht ausgebildet ist; eine zweite Schutzschicht (3), die auf der Aufzeichnungsschicht ausgebildet ist; und eine Reflexionsschicht (4), die auf der zweiten Schutzschicht ausgebildet ist, wobei die Aufzeichnungsschicht von einem Phasenänderungstyp ist, bei dem die Aufzeichnungsschicht durch einen Temperaturerhöhungs- und Abkühlungs-Prozess durch Projizieren eines Laserstrahls auf die Aufzeichnungsschicht von einem amorphen Zustand in einen kristallinen Zustand geändert wird, wobei die Aufzeichnungsschicht einen Grenzflächenabschnitt (11; 12, 13) besitzt, der eine Grenzfläche mit der ersten oder der zweiten Schutzschicht (2, 3) bildet, wobei der Grenzflächenabschnitt eine spezifische Wärmeleitfähigkeit hat, die niedriger als jene eines restlichen Abschnitts der Aufzeichnungsschicht (10) ist, eine Dichte von wenigstens einem additiven Element in Dickenrichtung der Aufzeichnungsschicht (10) unterschiedlich ist, wobei die Dichte in dem Grenzflächenabschnitt höher als in dem inneren Abschnitt der Aufzeichnungsschicht (10) ist, wobei das wenigstens eine additive Element Stickstoff ist, die Aufzeichnungsschicht einen inneren Abschnitt (12) besitzt, der von dem Grenzflächenabschnitt (11, 13) verschieden ist, der eine Grenzfläche mit der ersten oder mit der zweiten Schutzschicht (2, 3) bildet, die Dichte von Stickstoff, der in dem inneren Abschnitt enthalten ist, gleich oder kleiner als 2 bis 10 At-% ist und die Dichte von Stickstoff in dem Grenzflächenabschnitt 15 At-% oder höher ist.
  2. Optisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, bei dem die Aufzeichnungsschicht einen weiteren Grenzflächenabschnitt umfasst, der eine Grenzfläche mit der anderen der ersten und der zweiten Schutzschicht bildet, wobei der weitere Grenzflächenabschnitt eine Wärmeleitfähigkeit hat, die niedriger als jene des übrigen Abschnitts der Aufzeichnungsschicht (10) ist.
  3. Optisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Aufzeichnungsschicht wenigstens ein weiteres additives Element enthält, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus Si, Al, Ca und Mg besteht.
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