光信息记录介质和制造该介质的方法
技术领域：
本发明涉及一种光信息记录介质，在其上可以通过包括利用激光束照射的光学方法以高密度和高速度来记录、再现、擦除和重写信息。本发明还涉及一种制造这样的介质的方法。
背景技术：
相变光信息记录介质利用了引起晶相和非晶相之间的可逆相变以便记录、擦除和重写信息的记录层。当以高功率激光束照射该记录层并快速冷却时，受照射部分变为非晶态。另外，当以低功率激光束照射记录层的非晶态部分并较慢地冷却时，受照射部分变为晶态。因此，当以具有在高功率电平和低功率电平之间调制的功率的激光束来照射记录层时，相变光信息记录介质可以在非晶相和晶相之间任意地改变记录层。该光信息记录介质利用了非晶相和晶相之间的反射系数的差值，来记录信息。
为了增加能够存储在光信息记录介质上的信息量，存在的基本方法在于通过缩短激光束的波长，或通过增大用于会聚激光束的物镜的数值孔径NA以减小激光光斑的直径，增加光信息记录介质上的记录表面的密度。最近，具有大约400nm波长的蓝色激光开始进入实际使用。已经提出了通过将蓝色激光用于记录和再现光信息记录介质的光学系统，并且通过将光学系统的物镜的数值孔径NA设置为较大的值(大约0.60-0.85，例如，DVD-RAM)，来减小激光光斑的直径并提高记录表面的密度。作为增加记录密度即减小每一比特的记录面积的结果，膜的表面粗糙度对盘的特性具有较大的影响。
例如，如图1所示的多层膜是相变光信息记录介质的典型结构(注意，尽管图1示出了本发明的实施例，但是在这里对其进行参考以便理解现有技术)。即，该光信息记录介质包括如聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等树脂或玻璃的衬底1，在其上，通过溅射、气相沉积等顺序地形成多层金属膜5、上介电层6、上分界层7、记录层8、下分界层9和下介电层10。
典型地，将ZnS-SiO2用作上介电层6和下介电层10的材料。这些介电层具有以下功能通过光的干涉效应来调节盘的反射系数、吸收率等，并且防止记录层的蒸发或对衬底的热损坏。
上分界层7和下分界层9具有以下功能通过促进记录层8的结晶来改善擦除特性，并且通过防止记录层8和上介电层6之间、以及记录层8和下介电层10之间的原子相互扩散来改善重复耐久性。
多层金属膜5是具有高导热率的材料，通过反射激光束来改善使用光的效率，并且作为热扩散层工作以便快速地耗散在记录层8中产生的热量。多层金属膜5是如铝或银等具有高导热率的单金属材料，或者包含它们中的一种或多种元素以及一种或多种附加元素的材料，所述附加元素用于改善抗湿性或调节导热率或调节光反射系数、光吸收率或光透射率。更具体地，使用合金材料，如Al-Cr、Al-Ti、Ag-Pd、Ag-Pd-Cu或Ag-Pd-Ti等。按照该方式，多层金属膜5是在各层中具有最大结晶度的材料，因此，以上所提到的膜的表面粗糙度取决于多层金属膜5的表面粗糙度。
如果将包含Ag作为主要成分的材料用于多层金属膜5，则其具有更好的冷却能力的优点，这是由于其比包含Al作为主要成分的材料具有更高的导热率。然而，典型地，将ZnS-SiO2用于上述上介电层6。因此，存在当包含Ag作为主要成分的多层金属膜5的材料与上介电层6的ZnS-SiO2进行接触时，由于Ag和S之间的反应而可能会引起的腐蚀问题。即，包含Ag作为主要成分的材料具有较低的抗蚀性的问题。
为了解决膜的抗蚀性和表面粗糙度问题，已经提出了将阻挡层设置在上介电层6和金属层2之间的新结构(例如，见日本待审专利公开No.2003-338083)。另外，已经提出了另一结构，将Ag的金属膜(30nm)、Be的高导热率膜(5nm)和Al的金属膜(30nm)按照该次序沉积为多层金属膜5(见日本待审专利公开No.2002-237098，第5-7页和图3)。这里，将Be的高导热率膜和Al的金属膜作为抗腐蚀的阻挡层，插入在Ag的金属膜和ZnS-SiO2的上介电层之间。因此，Ag的金属膜并不与ZnS-SiO2层相接触，并且这样，能够防止腐蚀。另外，在该结构中形成Al的金属膜之前，形成比包含Al作为主要成分的材料具有更小的晶粒尺寸的金属材料，这样，Al的晶粒尺寸可以变得更小。
作为进一步减小Al的晶粒尺寸的方法，可以添加第二元素。所添加的第二元素防止了Al的晶粒的生长，从而其变得更小。然而，如果将第二元素添加到传统的Al金属膜上，降低了导热率，尽管通常会改善表面粗糙度。因此，在表面粗糙度上的改善与较高的冷却能力并不相容。
发明内容
本发明的目的是提出一种具有多层金属膜或单层金属膜的光信息记录介质，其中改善了表面粗糙度并获得了较高的冷却能力。
在本发明的第一方面中，公开了一种可以利用激光束来记录和再现信息的光信息记录介质和制造该光信息记录介质的方法。所述光信息记录介质包括具有引导槽的衬底，至少将第一金属层、阻挡层、第二金属层和记录层按照该次序形成于所述衬底上。所述第二金属层主要由主要成分为Al和金属元素(添加剂)的材料构成。
所述Al合金具有根据元素类型和添加剂量而变化的晶粒直径和导热率。如果添加剂量太大，则导热率降低，并且C/N比发生恶化。相反，如果添加剂量太小，则噪声增加，从而C/N比也发生恶化。根据以上考虑，优选地，要添加到Al中的金属元素是从以下的组中选择的至少一个元素，所述组由处于0.1-15.0原子百分比范围内的Cu、Ag、Au、B、Bi、Cd、Ga、Ge、Pb、Sn和Zn、处于0.1-10.0原子百分比范围内的Ni、Si和Pt、以及处于0.1-7.5原子百分比范围内的Ta、Cr和Ti构成。更优选地，要添加的金属元素从以下的组中选择的至少一个元素，所述组由处于0.1-10.0原子百分比范围内的Cu、Ag、Au、B、Bi、Cd、Ga、Ge、Pb、Sn和Zn、处于0.1-7.5原子百分比范围内的Ni、Si和Pt、以及处于0.1-5.0原子百分比范围内的Ta、Cr和Ti构成。
优选地，第二金属层的膜厚度处于10-100nm的范围内。如果第二金属层的膜厚度小于10nm，则导热率会发生减小并且C/N比会降低。相反，如果其大于100nm，则晶粒直径变得较大，从而由于金属层的表面粗糙度而使噪声增加。噪声的增加引起了C/N比的恶化，并且严重地影响了盘特性。此外，更为优选地，所述膜厚度处于10-30nm的范围内。
优选地，所述阻挡层是包含从以下的组中选择的至少一个元素作为主要成分的材料，所述组由C、Si、Cr、Ni、Mo、W和Ta构成。此外，优选地，所述阻挡层是包含作为从以下的组中选择的至少一个元素的氧化物和氮化物的主要成分的材料，所述组由Al、Ti、Zr、Hf、Ta、Cr和Si构成。
优选地，所述阻挡层的膜厚度处于1-20nm的范围内。如果膜厚度未处于该范围内，则由于较低的冷却能力而使C/N比降低，从而严重地影响盘特性。
优选地，所述第一金属层是包含Ag作为主要成分的材料。当第二金属层是包含Al作为主要成分的材料时，所述第二金属层具有小于包含Ag作为主要成分的材料的导热率。然而，通过将包含具有高导热率的Ag作为主要成分的材料的第一金属层插入在衬底和第二金属层之间，可以提高多层金属膜的冷却能力。此外，甚至在室温时，第一金属层的Ag也会扩散到Al的第二金属层中，并且这样，第二金属层的反射系数可能会减小。然而，通过在其间插入阻挡层，可以防止反射系数的减小。
优选地，第一金属层的膜厚度处于20-300nm的范围内。如果第一金属层的膜厚度小于20nm，则由于导热率的减小而使C/N比发生降低。相反，如果其大于300nm，则降低了生产率。
此外，优选地，根据本发明的光信息记录介质包括位于第二金属层和记录层之间的上介电层、以及位于记录层离上介电层较远一侧的下介电层。
优选地，所述上介电层是包含S的材料。例如，上介电层可以是ZnS材料。特别地，ZnS-SiO2是具有较大的反射系数、较高的膜形成速度、较好的机械特性和较好的抗湿性的非晶材料。
优选地，所述第一金属层的主要成分是Ag，所述阻挡层的主要成分是Ni，所述第二金属层的主要成分是Al，所述上介电层的主要成分是ZnS或氧化物，所述记录层的主要成分是Ge、Sb和Te，以及所述下介电层的主要成分是ZnS或氧化物。
另外，优选地，所述第一金属层的膜厚度处于20-300nm的范围内，所述阻挡层的膜厚度处于1-20nm的范围内，所述第二金属层的膜厚度处于10-100nm的范围内，所述上介电层的膜厚度处于15-40nm的范围内，所述记录层的膜厚度处于5-15nm的范围内，以及所述下介电层的膜厚度处于30-100nm的范围内。
在本发明的第二方面中，公开了一种可以利用激光束来记录和再现信息的光信息记录介质、以及一种制造所述光信息记录介质的方法。所述光信息记录介质包括具有引导槽的衬底，至少将金属层和记录层按照该次序形成于所述衬底上。所述金属层是包含主要成分为Al和金属元素(添加剂)的材料。
如上所述，如果添加剂材料的量太大，则导热率会减小，从而C/N比会发生恶化。相反，如果该量太小，则噪声会增加，从而C/N比也会恶化。作为该考虑的结果，优选地，要添加到Al中的金属元素是从以下的组中选择的至少一个元素，所述组由处于1.0-15.0原子百分比范围内的Cu、Ag、Au、B、Bi、Cd、Ga、Ge、Pb、Sn和Zn、以及处于1.0-10.0原子百分比范围内的Si和Pt构成。特别优选地，要添加到Al中的金属元素是从以下的组中选择的至少一个元素，所述组由处于1.0-10.0原子百分比范围内的Cu、Ag、Au、B、Bi、Cd、Ga、Ge、Pb、Sn和Zn、以及处于1.0-5.0原子百分比范围内的Si和Pt构成。
优选地，所述金属层的膜厚度处于20-300nm的范围内。如果膜厚度太小，则导热率会减小，从而C/N比会恶化。相反，如果其太大，则生产率会降低。
另外，根据本发明的光信息记录介质具有还包括设置在金属层和记录层之间的上介电层、以及设置在记录层离上介电层较远一侧上的下介电层的结构。
优选地，所述上介电层是包含S的材料。例如，上介电层可以是ZnS。特别地，ZnS-SiO2是具有较大的反射系数、较高的膜形成速度、较好的机械特性和较好的抗湿性的非晶材料。
优选地，所述上介电层的主要成分是ZnS或氧化物，所述记录层的主要成分是Ge、Sb和Te、或者Ge、Bi和Te，以及所述下介电层的主要成分是ZnS或氧化物。
此外，优选地，所述金属层的膜厚度处于20-300nm的范围内，所述上介电层的膜厚度处于15-40nm的范围内，所述记录层的膜厚度处于5-15nm的范围内，以及所述下介电层的膜厚度处于30-100nm的范围内。
以上描述了一种其中可以利用激光束来记录和再现信息的光信息记录介质。所述光信息记录介质包括多层金属膜，所述多层金属膜至少包括第一金属层、阻挡层和第二金属层(按照该次序形成在衬底上)，或者单层金属膜，所述单层金属膜至少包括金属层和记录层(按照该次序位于具有引导槽的衬底上)。所述第二金属层和单层金属膜的金属层是主要成分为Al和金属元素(添加剂)的材料。因此，可以改善多层金属膜或单层金属膜的表面粗糙度，并且可以获得较高的冷却能力。
图1示出了在根据本发明的光信息记录介质中，包括多层金属膜的示例结构的横截面。
图2示出了在根据本发明的光信息记录介质中，包括多层信息层的示例结构的横截面。
图3示出了用于在根据本发明的光信息记录介质上记录和再现信息的记录和再现设备的结构的一部分的示意图示。
图4示出了在根据本发明的光信息记录介质中，包括单层金属膜的示例结构的横截面。
具体实施例方式
此后，将参考附图来描述本发明的优选实施例。注意，以下实施例仅作为示例，并且本发明并不局限于这些实施例。此外，在这些实施例中，可以由相同的参考数字或符号来表示相同的结构部分，从而避免重复描述。
(第一实施例)图1是示出了沿根据本发明第一实施例的光信息记录介质的径向得到的多个层的一般结构的横截面。如图1所示，光信息记录介质13包括衬底1，在衬底1上顺序地沉积第一金属层2、阻挡层3、第二金属层4、上介电层6、上分界层7、记录层8、下分界层9、下介电层10和覆盖层11。使用电子束气相沉积法、溅射法、CVD法、激光溅射法等来沉积以下各层，包括第一金属层2、阻挡层3、第二金属层4、上介电层6、上分界层7、记录层8、下分界层9、下介电层10。
此外，如图2所示，本发明的光信息记录介质17包括第二信息层14、分离层15、第一信息层16和覆盖层11，按照该次序将这些层沉积在衬底上。图2示出了两个信息层，但是还可以通过分离层，沉积另外的信息层。这里，至少离衬底最近的信息层至少包括第一金属层、阻挡层、第二金属层、上介电层、上分界层、记录层、下分界层和下介电层，按照与图1所示的层结构相同的方式从离衬底最近的一侧开始按照该次序沉积。另外，除了离衬底最近的信息层之外的其他信息层中的每一个可以至少包括第二金属层、上介电层、记录层和下介电层，按照与图1所示的层结构相同的方式从离衬底最近的一侧开始按照该次序沉积。然而，需要通过减小第二金属层的厚度以使其膜厚度变为20nm或更小，或者通过去除第二金属层，或者通过在第二金属层的一侧设置具有如2.2或更大的高折射率的光干涉层以改善透射率，来确保足够的透射率。为了记录或再现信息，将激光束照射到从覆盖层侧开始的光信息记录介质的每一个信息层上。通过已经通过了第一信息层16的激光束12来进行第二信息层14上的信息的记录和再现。
注意，或者第一信息层16或者第二信息层14可以是只读存储器(ROM)型信息层或一次性写(WO)型信息层。
会聚激光束12的光斑直径取决于激光束12的波长λ(波长λ越小，会聚激光束的光斑直径可以越小)。因此，在高密度记录中，优选地，激光束12的波长λ为450nm或更小。此外，实质上，可以由用于分离层15的树脂或由覆盖层11来吸收具有小于350nm的波长λ的激光束。因此，优选地，激光束12的波长λ处于350-450nm的范围内。
此后，将描述构成了光信息记录介质的每一个部分。
衬底1可以为类似透明盘的聚碳酸酯树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚烯烃树脂、降冰片烯树脂、紫外线固化树脂、玻璃或其组合材料。在衬底1的表面上，如果需要，可以形成引导槽来引导激光束。优选地，衬底1离第一金属层2的较远侧是平整且光滑的。注意，并未限制衬底1的厚度，但是在大约0.01-1.5mm范围内的厚度可能是适当的。此外，如果覆盖层的厚度大约为0.1mm(能够在NA＝0.85处进行更好的记录和再现)，优选地，衬底1的厚度处于1.05-1.15mm的范围内。
优选地，覆盖层11的材料针对要使用的激光束12的波长具有较小的吸收率，而在短波长区域中具有较小的光学双折射率。覆盖层11可以是类似透明盘的聚碳酸酯树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚烯烃树脂、降冰片烯树脂、紫外线固化树脂、玻璃或其组合材料。此外，尽管并未限制覆盖层11的厚度，但是优选地，该厚度位于0.01-1.5mm的范围内。如果物镜的数值孔径为0.85，则优选地，覆盖层11的厚度为0.02mm或更小，从而减小容许的倾斜范围。
分离层15也可以为类似透明盘的聚碳酸酯树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚烯烃树脂、降冰片烯树脂、紫外线固化树脂、玻璃或其组合材料，类似于覆盖层。需要的是，分离层15的厚度至少大于由物镜18的数值孔径NA和激光束12的波长λ确定的聚焦深度，从而当再现任一个时，减小第一信息层16和第二信息层14之间的串扰。另外，需要所有信息层的厚度等于使激光束能够会聚的值。例如，当λ＝405nm且NA＝0.85时，需要分离层15的厚度至少在5-50μm的范围内。如果需要，在激光束12的入射侧的光分离层15的表面可以设置有引导槽，用于引导激光束。
上介电层6具有保护记录层8以免于氧化、腐蚀和变形的功能、调节光学距离以增加记录层8的光吸收率的功能、以及增加记录前后之间的反射光量的差以增强信号幅度的功能。上介电层6可以是氧化物，例如SiOx(x处于0.5-2.5范围内)、Al2O3、TiO2、Ta2O5、ZrO2或Te-O等。另外，还可以使用如C-N、Si-N、Al-N、Ti-N、Ta-N、Zr-N、Ge-N、Cr-N、Ge-Si-N或Ge-Cr-N等氮化物。此外，还可以使用如ZnS等硫化物、如SiC或C等碳化物。同时，可以使用上述材料的混合物。例如，作为ZnS和SiO2的混合物的ZnS-SiO2作为上介电层6的材料特别优良。ZnS-SiO2是具有高折射率、高膜形成速度、较好机械特性和较好的抗湿性的非晶材料。
可以通过根据矩阵方法(例如，见“Wave motion optics”，HiroshiKubota、Iwanami Shoten出版社，1971，第三章)进行计算，来精确地确定上介电层6的膜厚度，从而满足在记录层8的晶相和非晶相之间，反射光量的差充分大的条件。上介电层6的优选膜厚度处于15-40nm的范围内。上介电层6的膜厚度越小，则记录层的光吸收率减小得越多。出于该原因，如果膜厚度小于15nm，则记录灵敏度的恶化变得显著。另一方面，上介电层6的膜厚度越大，则在记录层的结晶状态下，光信息记录介质的光反射系数减小得越多。因此，如果膜厚度为40nm或更大，则反射系数的不足变得显著。
下介电层10具有调节光学距离以增加记录层8的光吸收率的功能、以及增加记录前后之间的反射光量的差以增加信号幅度的功能。下介电层10可以为氧化物，例如，SiO2、Al2O3、Bi2O3、Nb2O5、TiO2、Ta2O5、ZrO2或ZnO。另外，可以使用如C-N、Si-N、Al-N、Ti-N、Ta-N、Zr-N、Ge-N、Cr-N、Ge-Si-N、Ge-Cr-N、Nb-N等氮化物。此外，还可以使用如ZnS等硫化物、如SiC等碳化物。同时，可以使用上述材料的混合物。另外，作为ZnS和SiO2的混合物的ZnS-SiO2是具有高折射率、高膜形成速度、较好机械特性和较好的抗湿性的非晶材料，这样，其是用于下介电层10的优良材料。
可以通过根据类似于上介电层6的矩阵方法进行计算，来精确地确定下介电层10的膜厚度，从而满足在记录层8的晶相和非晶相之间，反射光量的差充分大的条件。下介电层10的优选膜厚度处于30-100nm的范围内。当下介电层10的膜厚度减小，并且在记录层和衬底1之间的间隔变小时，衬底1受到由于用于记录的正在照射的激光而造成的记录层的上升温度的影响，从而衬底上的引导槽可能会发生变形。结果，与重复记录和擦除有关的特性实质上可能会发生恶化。因此，如果膜厚度小于30nm，则与重复记录和擦除有关的特性恶化变得显著。另一方面，下介电层10的厚度越厚，则在记录层的结晶状态下，光信息记录介质的光反射系数减小得越多。因此，如果膜厚度为100nm或更多，则反射系数的不足变得显著。
上分界层7具有防止由于重复记录而造成的上介电层6和记录层8之间的物质转移的功能。上分界层7可以是Ti、Zr、Hf、V、Hb、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Si等的氧化物或其合成氧化物、或者如C-N、Ti-N、、Zr-N、Nb-N、Ta-N、Si-N、Ge-N、Cr-N、Al-N、Ge-Si-N或Ge-Cr-N或包含这些系统的氮氧化物、或者碳或Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Si等的碳化物。优选地，上分界层7的膜厚度处于1-10nm的范围内，更优选地，处于2-5nm的范围内，从而由于较高的再现光学耐久性和反射系数的较大变化而获得较好质量的信号。
下分界层9可以设置在记录层8和下介电层10之间。这里，下分界层9可以是上述作为上介电层7的材料的材料之一。如果下分界层9的厚度较大，则实质上可以改变反射系数或吸收率，这可能会影响记录和擦除性能。因此，优选地，下分界层9的膜厚度处于1-10nm的范围内，更优选地，处于2-5nm的范围内。
在根据本发明的光信息记录介质13中，记录层8可以是引起晶态和非晶态之间的结构改变的材料，例如，包含Te、In或Se作为主要成分的相变材料。相变材料的公知主要成分包括Te-Sb-Ge、Te-Ge、Te-Ge-Sn、Te-Ge-Sn-Au、Sb-Se、Sb-Te、Sb-Se-Te、In-Te、In-Se、In-Se-Tl、In-Sb、In-Sb-Se、In-Sb-Te、In-Se-Te、Te-TeO2、Te-TeO2-Au和Te-TeO2-Pd。在这些材料中，在试验中已研究了具有与重复记录和擦除有关的良好特性的材料及其材料成分。于是，发现了包含Ge、Sb和Te的三元素系统作为主要成分的较好结构。当这些元素的原子量比示出为GexSbyTez时，满足0.1≤x≤0.6、y≤0.5和0.4≤z≤0.65(这里，x+y+z＝1)尤其好。
当记录层8的膜厚度处于5-15nm的范围内时，可以获得充分的C/N比。如果记录层8的膜厚度小于5nm时，不能够获得充分的反射系数和充分的反射系数变化，这样，C/N比较小。此外，如果膜厚度是15nm或更大，在记录层8的薄膜表面内的热扩散足够大，从而在高密度记录时，C/N比下降。
此外，出于调节导热率、光学常数等、或如果需要则改善耐热性或环境可靠性的目的，可以以整个记录层8的10原子百分比或更小的成分比，将从由O、N、F、C、S、B构成的组中所选择的一个或多个元素添加到记录层8的材料中。
根据本发明的多层金属膜5具有增加由记录层8吸收的光量的光学功能。另外，多层金属膜5还具有快速扩散在记录层8中产生的热量以便于将记录层8改变到非晶态的热学功能。另外，多层金属膜5还具有保护多层膜不受要在其中使用该膜的环境的影响的功能。
多层金属膜5具有由三层形成的层压结构，即，第一金属层2、阻挡层3和第二金属层4，从衬底侧开始按照该次序排列。
第二金属层4具有增加由记录层8吸收的光量的光学作用。包含Al作为主要成分的材料的特征如下(1)与包含Ag作为主要成分的材料相比，导热率较小。
(2)如果紧挨着包含Ag作为主要成分的层设置，则即使在室温下，Ag也会逐渐扩散到Al层中，导致了反射系数的减小。
(3)Al是拥有趋向于具有柱状结构的趋势的材料，这样，表面粗糙度可能会成为问题。
考虑到上述特性(1)，将包含Ag(具有较大的导热率)作为主要成分的第一金属层2设置在衬底1和第二金属层4之间，从而可以改善多层金属膜5的冷却能力。
考虑到上述特性(2)，将阻挡层3设置在第二金属层4和包含Ag作为主要成分的第一金属层2之间，从而可以防止反射系数的减小。
考虑到上述特性(3)，针对第二金属层4使用合金，包含Al和以下添加剂，所述添加剂为处于0.1-15.0原子百分比范围内的Cu、Ag、Au、B、Bi、Cd、Ga、Ge、Pb、Sn或Zn、处于0.1-10.0原子百分比范围内的Ni、Si或Pt、或处于0.1-7.5原子百分比范围内的Ta、Cr或Ti，更优选地，处于0.1-10.0原子百分比范围内的Cu、Ag、Au、B、Bi、Cd、Ga、Ge、Pb、Sn或Zn、处于0.1-7.5原子百分比范围内的Ni、Si或Pt、或者处于0.1-5.0原子百分比范围内的Ta、Cr或Ti。因此，可以减小晶粒直径，而不会使C/N比由于导热率的减小或噪声的增加而恶化。另外，还有效的是，将比包含Al和金属元素作为主要成分的材料具有更小晶粒直径的材料用于阻挡层，或者使用在膜沉积之后变为非晶态的材料。尤其优选地，从导热率和表面平整度的观点来看，第二金属层4是包含Al和4原子百分比的Cu和4原子百分比的Ni的添加剂的合金。
优选地，第二金属层4的膜厚度处于10-100nm的范围内，更优选地，处于10-30nm的范围内。如果第二金属层4的膜厚度小于10nm，则导热率减小，这并非优选。另外，如果第二金属层4的膜厚度为100nm和更大，则晶粒直径发生增加，并且噪声增加，导致了C/N比的恶化，这对盘特性造成了不利的影响，而并非优选。
如上所述，阻挡层3具有以下功能(1)其充当了Ag(第一金属层2的主要成分)和Al(第二金属层4的主要成分)之间的反应的阻碍。
(2)其成为了第二金属层4的地。因此，使用比包含Al和金属元素作为主要成分的材料或具有非晶结构的材料具有更小晶粒直径的材料，从而可以减小包含Al和金属元素作为主要成分的材料的晶粒直径。
为了实现这些功能，阻挡层3可以是包含从由C、Si、Cr、Ni、Mo、W和Ta构成的组中所选择的至少一个元素作为主要成分的材料。此外，还可以使用包含从由Al、Ti、Zr、Hf、Ta、Cr和Si构成的组中选择的至少一个元素的氧化物或氮化物作为主要成分的材料。尤其优选地，阻挡层3是包含Ni或Cr的材料，从其能力的观点来看，作为Ag和Al之间的反应以及热传导的阻碍。
优选地，阻挡层3的膜厚度处于1-20nm的范围内，优选地，处于3-10nm的范围内。如果阻挡层3的膜厚度小于1nm，则其不能够执行阻挡层抑制Ag和Al之间的反应的作用，这并非优选的。另外，如果阻挡层3的膜厚度是20nm或更大，则降低了多层金属膜5的冷却能力，这并非优选的。
第一金属层2可以是作为具有高导热率的纯Ag材料。另外，可以使用包含Ag作为主要成分和一种或多种元素作为添加剂的合金，以便改善抗湿性或调节导热率。更具体地，可以使用如Ag-Pd、Ag-Pd-Cu、Ag-Pd-Ti、Ag-Ru-Au、Ag-Nd-Au或Ag-Nd-Cu等合金，并且从抗蚀性的观点来看，Ag-Nd-Au尤为优选。特别地，Ag合金具有较大的导热率并且在抗湿性上较为优良，这样，优选地，作为第一金属层2的材料。
优选地，第一金属层2的膜厚度处于20-300nm的范围内，更优选地，处于50-100nm的范围内。如果第一金属层2的膜厚度小于20nm，则冷却能力不够，这并非优选的。另外，如果第一金属层2的膜厚度大于200nm，则反射系数可能会饱和。因此，如果第一金属层2的膜厚度大于该值，则不会改善反射系数。因此，从生产率和材料成本的观点来看，将第一金属层2沉积为200nm或以上并非优选的。
第二金属层4可以是包含Al作为主要成分和添加剂的合金，所述添加剂为从以下各组中选择的至少一个元素，所述组为由处于1.0-15.0原子百分比范围内的Cu、Ag、Au、B、Bi、Cd、Ga、Ge、Pb、Sn或Zn、或者处于1.0-10.0原子百分比范围内的Si或Pt构成的组，更优选地，由处于1.0-10.0原子百分比范围内的Cu、Ag、Au、B、Bi、Cd、Ga、Ge、Pb、Sn或Zn、或者处于1.0-5.0原子百分比范围内的Si或Pt构成的组。
(第二实施例)图4是沿根据本发明的第二实施例的光信息记录介质的径向得到的层压层结构的横截面。如图4所示，光信息记录介质24包括衬底1，在衬底1上顺序地沉积金属层4、上介电层6、上分界层7、记录层8、下分界层9、下介电层10和覆盖层11。按照与第一实施例相同的方式，使用电子束气相沉积法、溅射法、CVD法、激光溅射法等来沉积以下各层，包括金属层4、上介电层6、上分界层7、记录层8、下分界层9、下介电层10。
此外，按照与介质13和图2所示相同的方式，还通过将第二信息层14、分离层15、第一信息层16和覆盖层11按照该次序沉积在衬底上，构造本发明的光信息记录介质24。尽管图2示出了两个信息层，但是还可以通过分离层，沉积另外的信息层。这里，至少离衬底最近的信息层至少包括金属层、上介电层、上分界层、记录层、下分界层和下介电层，按照与图4所示的层结构相同的方式从离衬底最近的一侧开始按照该次序设置。另外，除了离衬底最近的信息层之外的其他信息层中的每一个可以至少包括金属层、上介电层、记录层和下介电层，按照与图4所示的层结构相同的方式从离衬底最近的一侧开始按照该次序沉积。然而，这里，需要将金属层的膜厚度减小为如20nm或更小，从而获得充分的透射率。否则，需要去除金属层，或者在金属层的衬底侧设置具有如2.2或更大的高折射率的光干涉层以改善透射率。将激光束照射到从覆盖层侧开始的光信息记录介质的信息层上，以便记录或再现信息。通过已经通过了第一信息层16的激光束12来进行在第二信息层14上的信息的记录和再现。
注意，或者第一信息层16或者第二信息层14可以是只读存储器(ROM)信息层或一次性写(WO)信息层。
按照与第一实施例相同的方式来确定激光束12的波长λ。
接下来，将描述光信息记录介质的每一个结构部分。注意，衬底1、覆盖层11、分离层15、上介电层6、下介电层10和上分界层7的结构与第一实施例相同。
在本发明中，优选地，记录层8的膜厚度处于5-15nm的范围内，以便获得充分的C/N比。如果该膜厚度小于5nm时，不能够获得充分的反射系数和充分的反射系数变化，这样，C/N比较低。此外，如果膜厚度是15nm或更大，在记录层8的薄膜表面内的热扩散足够大，从而在高密度记录时C/N比变低。
此外，出于调节导热率、光学常数等、或如果需要则改善耐热性或环境可靠性的目的，可以以整个记录层5的10原子百分比或更小的比率，将从由O、N、F、C、S、B构成的组中所选择的一个或多个元素添加到记录层8的材料中。
根据本发明的金属层4具有增加由记录层8吸收的光量的光学功能(充当反射层)，并且还具有快速扩散在记录层8中产生的热量从而可以容易地将记录层8改变到非晶态的热学功能(充当辐射层)。另外，金属层4还具有保护多层膜不受要在其中使用该膜的环境的影响的功能。按照与第一实施例相同的方式，该金属层4是Al合金。与Ag不同，Al合金的优点在于其能够抵抗腐蚀，即使上介电层3是ZnS或ZnS-SiO2。结果，不需要设置阻挡层，并且可以减少层的数量，从而可以将成本控制为较低。然而，将Al合金用于反射层可能会引起以下的两个问题(1)Al是拥有趋向于具有柱状结构的趋势的材料，这样，其表面很可能不平坦。
(2)其导热率小于Ag合金的导热率，这样，在记录期间，标记之间的干扰较大。
如果将附加元素添加到Al中以解决这些问题，则可以抑制柱状结构，并且可以降低表面的不平坦。然而，如果将第二成分添加到传统Al合金中，则出现了以下问题导热率实质上下降从而在记录期间标记间的干扰较大。因此，已经研究了第二成分，即使将其添加到Al合金中，其也不会减小导热率。
在本发明中，金属层4是包含Al作为主要成分和作为从以下的组中选择的至少一个元素的添加剂的合金，所述组为由处于1.0-15.0原子百分比范围内的Cu、Ag、Au、B、Bi、Cd、Ga、Ge、Pb、Sn或Zn、或者处于1.0-10.0原子百分比范围内的Si或Pt构成的组，更优选地，由处于1.0-10.0原子百分比范围内的Cu、Ag、Au、B、Bi、Cd、Ga、Ge、Pb、Sn或Zn、或者处于1.0-5.0原子百分比范围内的Si或Pt构成的组，从而可以减小表面不平坦，并且可以保持较高的导热率，以便实现上述两个任务。注意，Au、Pt和Ga具有成本的问题，而Cd和Pb具有环境问题，因此，它们相对于其他元素并非优良的。
优选地，如以下所述，金属层4的膜厚度处于20-300nm的范围内。如果该膜厚度小于20nm，则结晶部分的导热率减小，这并非优选的。另外，如果该膜厚度大于300nm，也不会改善冷却能力，即使该膜变得厚于该值。因此，从生产率和材料成本的观点来看，将金属层4沉积为300nm或以上并非优选的。尤为优选地，从导热率和表面平整度的观点来看，金属层4具有包含作为主要成分的Al和第二成分的合金，所述第二成分为从4原子百分比的Cu或小于2原子百分比的Si或Pt所构成的组中选择的至少一个元素。
注意，可以通过如俄歇电子谱法、X射线光电谱法或二次离子质谱测定法等方法来研究上面的第一和第二实施例中所述的多层薄膜的各层的材料和成分(例如，见“Thin film formation handbook”，日本应用物理学会，薄膜和表面物理支会，Kyoritsu出版公司，1991年)。
(第三实施例)可以通过以下方法来制造第一实施例中的光信息记录介质13和第二实施例功的光信息记录介质24。
将利用具有多层金属膜的介质13的示例来描述根据本发明制造介质的方法。除了第一金属层和阻挡层部分之外，用于制造具有单层金属膜的介质24的方法类似于用于制造介质13的方法。将其上设置了用于引导激光束12的引导槽的衬底1(例如，具有1.1mm的厚度)放置在膜沉积设备上。膜沉积设备按照以下步骤的顺序来形成各层，所述步骤为第一步骤，用于沉积本发明的第一金属层2；第二步骤，用于沉积阻挡层3；第三步骤，用于沉积第二金属层4；第四步骤，用于沉积上介电层6；第五步骤，用于沉积上分界层7；第六步骤，用于沉积记录层8；第七步骤，用于沉积下分界层8；以及第八步骤，用于沉积下介电层10。
首先，在本发明的第一步骤中，将第一金属层2沉积在衬底1上(在其上形成了引导槽的一侧)。在第一步骤中使用DC电源或高频电源，以便在引入Ar气体的同时，溅射包含Ag作为主要成分的材料的靶。
接下来，在第二步骤中，在第一金属层2上沉积阻挡层3。在第二步骤中使用DC电源或高频电源，以便在引入Ar气体的同时，溅射包含C、Si、Cr、Ni、Mo、W或Ta的单一材料或者这些材料的混合物或介电材料的靶。
接下来，在第三步骤中，将第二金属层4沉积在阻挡层3上。在第三步骤中使用DC电源或高频电源，以便在引入Ar气体的同时，溅射Al-M(M＝Cu、Ni或Si)的靶。
接下来，在第四步骤中，将上介电层6沉积在第二金属层4上。在第四步骤中使用高频电源，以便在引入Ar气、或Ar气和氮气的混合气体、或Ar气和氧气的混合气体的同时，溅射ZnS-SiO2的靶。
接下来，在第五步骤中，将上分界层7沉积在上介电层6上。在第第五步骤中使用DC电源或高频电源，以便在引入Ar气、或Ar气和氧气的混合气体的同时，溅射如C的靶。
接下来，在第六步骤中，将记录层8沉积在上分界层7上。在第六步骤中使用DC电源，以便在引入Ar气、或Ar气和氮气的混合气体的同时，溅射Ge-Sb-Te、Ge-Sn-Sb-Te、Ag-In-Sb-Te和Sb-Te中的任一个的靶。沉积之后的记录层5处于非晶态。
接下来，在第七步骤中，将下分界层9沉积在记录层8上。在第七步骤中使用高频电源，以便在引入Ar气体的同时，溅射包含从由Ti、Zr、Hf、Nb、Ta、Cr和Si构成的组中选择的至少一个元素的氧化物的材料的靶。此外，可以使用包含Si的氧化物的材料的溅射靶。另外，可以使用包含ZrO2-SiO2-Cr2O3作为主要成分的材料的溅射靶。
最后，在第八步骤中，将下介电层10沉积在下分界层9上。在第八步骤中使用高频电源，以便在引入Ar气、或Ar气或氮气的混合气体、或Ar气或氧气的混合气体的同时，溅射ZnS-SiO2的靶。
在沉积下介电层10之后，从膜沉积设备中取出在其上一直沉积到下介电层10的衬底1。在粘结步骤中，放置在其上一直沉积到下介电层10的衬底1，并且通过如旋涂法等，将紫外线固化树脂涂覆到下介电层10上。然后，使如聚碳酸酯片与树脂涂覆表面紧密接触，并且从聚碳酸酯片一侧照射紫外线，从而对树脂进行固化。
在完成粘结步骤之后，如果需要，进行初始化步骤。在初始化中，例如，由半导体激光对处于非晶态的记录层8进行加热，直到结晶温度或更高，以使其结晶。可以在粘结步骤之前进行初始化。按照该方式，可以制造光信息记录介质13。
(第四实施例)将描述用于在第一实施例所述的本发明的光信息记录介质13、17或24上记录和再现信息的方法。还将描述用于根据本发明记录和再现信息的方法的记录和再现设备。图3示意地示出了用于根据本发明记录和再现信息的方法的记录和再现设备23的一部分的结构。如图3所示，记录和再现设备23包括主轴电动机21，用于旋转光信息记录介质22；光头20，具有半导体激光器19；以及物镜18，用于会聚由半导体激光器19发出的激光束12。
通过在作为峰值功率(Pp(mW))的高功率和作为偏置功率(Pb(mW))的低功率之间调制激光束12的功率，来进行光信息记录介质13、17或24上的信息记录、擦除和重写。当以高功率照射激光束12时，在记录层8的一部分处局部形成非晶相，并且该非晶相变为记录标记。在记录标记之间，以偏置功率照射激光束12，从而形成晶相(擦除部分)。注意，当以峰值功率照射激光束12时，通常使用作为脉冲串的所谓多脉冲信号。注意，可以仅通过峰值功率的功率电平来调制该多脉冲信号，或者由处于从0mW到峰值功率的范围内的功率电平来调制该多脉冲信号。
此外，通过将处于再现功率的激光束12照射到光信息记录介质13、17或24上，以及通过利用检测器从光信息记录介质13、17或24上读取信号，来进行信息信号的再现。将再现功率(Pr(mW))设置为低于峰值功率或偏置功率的值，从而记录标记的光学状态并不会受到处于该功率电平的激光束12的照射的影响，并且由光信息记录介质13、17或24反射的光量足以再现记录标记。
优选地，物镜18的数值孔径NA处于0.5-1.1的范围内(更优选地，处于0.6-1.0的范围内)，从而在0.4-0.7μm的范围内调节激光束的光斑直径。优选地，激光束12的波长为450nm或更小(更优选地，在350-450nm的范围内)。优选地，在记录信息期间的光信息记录介质13、17或24的线速度处于3-20米每秒的范围内(更优选地，处于4-15米每秒的范围内)从而将通过再现光而导致的结晶产生保持为最小，并且获得了充分的擦除率。
对于光信息记录介质17，当在第一信息层16上记录信息时，将激光束12的焦点调节到第一信息层的记录层上，并且已经通过覆盖层11的激光束12用于记录信息。再现使用已经由第一信息层的记录层所反射的、并且已经通过覆盖层11的激光束12。当在第二信息层14上记录信息时，将激光束12的焦点调节到第二信息层的记录层上，并且已经通过覆盖层11、第一信息层16和分离层15的激光束12用于记录信息。再现使用已经由第二信息层的记录层所反射的、并且已经通过分离层15、第一信息层16和覆盖层11的激光束12。
注意，如果衬底1或分离层15设置有用于引导激光束12的引导槽，则可以将信息记录在离激光束12的入射侧较近一侧的槽表面上，或者记录在离激光束12的入射侧较远的一侧的槽脊表面上。能够将信息同时记录在槽和槽脊上。
为了评估记录性能，通过(8-15)调制方法来记录长度为2T的标记，并且由谱分析器来测量C/N比(载波噪声比CNR)。为了评估擦除性能，通过(8-15)调制方法来记录长度为2T的标记，并且由谱分析器来测量幅度。然后，覆写长度为9T的标记，并且再次测量2T信号的幅度，从而计算2T信号的衰减因子。之后，该2T信号的衰减因子被称为擦除比。
(示例1)
下面，进一步参考示例来详细描述本发明。
该示例示出了本发明的光信息记录介质13和24的记录和再现特性，尤其是包含Al的金属层材料、金属层的膜厚度和C/N比之间的相关性。
(示例1-1)首先，将描述具有多层金属膜的光信息记录介质13。
制造具有不同材料的第二金属层4的多个介质13，并且制造具有覆盖层11的样本。针对每一个制造的样本来测量C/N比。
按照如下方式来制造样本。首先，准备聚碳酸酯衬底(具有120mm的直径、1100μm的厚度和1.62的折射率)。然后，在聚碳酸酯衬底上，通过溅射法顺序地沉积以下各层。第一金属层2是AgPdCu(厚度为80nm)。阻挡层3是Ni(厚度为5nm)。第二金属层4和上介电层6是ZnS-SiO2(厚度为30nm)。上分界层7是C(厚度为2nm)。记录层8是GeSbTe(厚度为9nm)。下分界层9是Zr-Si-Cr-O层(厚度为5nm)。下介电层10为ZnS-SiO2(厚度为60nm)。第二金属层4为Al-Cu、Al-Ni和Al-Cr。最后，将紫外线固化树脂涂覆到下介电层10上，并且使聚碳酸酯衬底(直径为120nm，而厚度为90μm)与下介电层10紧密接触，以便旋涂。此后，照射紫外线，从而对树脂进行固化以形成光信息记录介质13。按照该方式，制造了具有不同材料和不同厚度的第二金属层4的多个样本。首先，通过初始化步骤对按照该方式获得的盘进行处理，从而使记录层8结晶。表1中示出了所制造的盘的第二金属层的材料组合和膜厚度。
(表1)反射层的膜厚盘号 反射层的材料C/N比 判决度(nm)1 Al-0.1原子百分比的Cu 20优良 优良2 Al-1.0原子百分比的Cu 20优良 优良3 Al-5.0原子百分比的Cu 20优良 优良4 Al-5.0原子百分比的Cu 5 不充分不充分5 Al-5.0原子百分比的Cu 10好好6 Al-5.0原子百分比的Cu 100 好好7 Al-5.0原子百分比的Cu 120 不充分不充分8 Al-10.0原子百分比的Cu 20优良 优良9 Al-15.0原子百分比的Cu 20好好10 Al-20.0原子百分比的Cu 20不充分不充分11 Al-0.1原子百分比的Ni 20优良 优良12 Al-1.0原子百分比的Ni 20优良 优良13 Al-5.0原子百分比的Ni 20优良 优良14 Al-7.5原子百分比的Ni 20优良 优良15 Al-10.0原子百分比的Ni 20好好16 Al-15.0原子百分比的Ni 20不充分不充分17 Al-0.1原子百分比的Cr 20优良 优良18 Al-1.0原子百分比的Cr 20优良 优良19 Al-2.5原子百分比的Cr 20优良 优良20 Al-5.0原子百分比的Cr 20优良 优良21 Al-7.5原子百分比的Cr 20好好22 Al-10.0原子百分比的Cr 20不充分不充分通过利用波长为405nm和透镜数值孔径为0.85的光学系统，将单个的12.2MHz信号和单个的3.3MHz信号交替记录在上述盘的槽上，即，从激光束的入射侧看到的突起部分，同时以4.5米每秒的线速度对盘进行旋转。用于记录的脉冲波形是在峰值功率P1和偏置功率P2之间调制的矩形脉冲波形。
在这些情况下，将12.2MHz和3.3MHz信号总共10次交替地记录在新轨道上，然后，对12.2MHz的信号进行覆写。之后，使用谱分析器来测量C/N比。表1中还示出了按照该方式获得的盘的C/N比。注意，如果其为55dB或更大，则判别C/N比为优良的，如果其为54dB或更大，则判别C/N比为好，如果其小于54dB，判别C/N比为不充分的。
根据表1，已经发现如果第二金属层4是Al-Cu的材料(膜厚度为20nm)，则对于具有小于15.0原子百分比的Cu的盘1、2、3、8和9，C/N比是54.0dB或更大。特别地，如果其小于10.0原子百分比，则C/N比是55dB或更大。此外，已经发现对于具有5.0原子百分比的Cu的盘4和7，C/N比小于54.0dB，因此对于盘特性而言不充分。注意，比较具有5原子百分比的Cu的盘3-7，对于具有其厚度为5nm的反射层膜的盘4和具有其厚度为120nm的反射层膜的盘7而言，C/N比不充分。因此，应该理解，优选地，反射层膜的厚度处于10-100nm的范围内。此外，10-30nm的范围是尤其优选的。
另外，已经发现当第二金属层4是Al-Ni的材料(膜厚度为20nm)，则对于具有小于10.0原子百分比的Ni的盘11-15，C/N比为54.0dB或更大。特别地，对于具有小于7.5原子百分比的Ni的盘11-14，C/N比为55.0dB或更大。已经发现对于具有15.0原子百分比的Ni的盘16，C/N比小于54.0dB，这作为盘特性而言是不充分的。
此外，已经发现当第二金属层4是Al-Cr的材料(膜厚度为20nm)，则对于具有小于7.5原子百分比的Cr的盘17-21，C/N比为54.0dB或更大。特别地，对于具有小于5.0原子百分比的Cr的盘17-20，C/N比为55.0dB或更大。已经发现对于具有10.0原子百分比的Cr的盘22，C/N比小于54.0dB，这作为盘特性而言是不充分的。
考虑到上述结果，为了使C/N比至少大于54.0dB，第二金属层为Al和从以下组中选择的至少一个金属元素，根据该示例，所述组为由处于0.1-15.0原子百分比之间的Cu、处于0.1-10.0原子百分比之间的Ni、以及处于0.1-7.5原子百分比之间的Cr构成的组。
(示例1-2)接下来将描述具有单层金属膜的光信息记录介质24。
制造具有不同材料的金属层4的多个介质24，并且制造具有覆盖层11的样本。按照与示例1-1相同的方式，针对制造样本测量C/N比。除了第一金属层2和阻挡层3之外，用于制造该样本的方法与示例1-1中的情况相同。表2中示出了制造的盘的材料组合和C/N比。
(表2)盘号 反射层的材料反射层的膜厚 C/N比 判决度(nm)1 Al-0.1原子百分比的Cu20优良 优良2 Al-5.0原子百分比的Cu20优良 优良7 Al-10.0原子百分比的Cu 20优良 优良8 Al-15.0原子百分比的Cu 20好好9 Al-20.0原子百分比的Cu 20不充分不充分10 Al-1.0原子百分比的Si20优良 优良11 Al-5.0原子百分比的Si20优良 优良12 Al-7.5原子百分比的Si20好好13 Al-10.0原子百分比的Si 20好好14 Al-15.0原子百分比的Si 20不充分不充分如表2所示，已经发现如果金属层4是Al-Cu材料(膜厚度为20nm)，则对于具有小于15.0原子百分比的Cu的盘1、2、7和8，C/N比为54.0dB或更大。特别地，如果Cu小于10.0原子百分比，则C/N比为55dB或更大。另外，对于具有20.0原子百分比的Cu的盘9，C/N比小于54.0dB，这作为盘特性而言是不充分的。
此外，如果金属层4是Al-Si材料(膜厚度为20nm)，则对于具有小于10.0原子百分比的Si的盘10-13，C/N比为54.0dB或更大。特别地，对于具有小于5.0原子百分比的Si的盘10和11，C/N比为55.0dB或更大。已经发现对于具有15.0原子百分比的Si的盘14，C/N比小于54.0dB，这作为盘特性而言是不充分的。
考虑到上述结果，优选地，为了使C/N比至少大于54.0dB，该金属层为Al和从以下组中选择的至少一个金属元素，根据该示例，所述组为由处于1.0-15.0原子百分比之间的Cu、处于1.0-10.0原子百分比之间的Si构成的组。
(示例2)该示例示出了根据本发明的光信息记录介质13的记录和再现特性，尤其是C/N比与在对阻挡层3的膜厚度的加速测试之后的反射系数的减小的相关性。更具体地，按照与示例1相同的方式来制造具有材料为Ni的阻挡层3和不同膜厚度的光信息记录介质13的多个样本。
表3示出了制造的盘的阻挡层的材料组合和膜厚度。
(表3)盘号 反射层 阻挡层的 C/N比 在对阻挡层3的 判决的材料 膜厚度 膜厚度的加速(nm) 测试之后的反射系数的减小20 Ni 0.5 好 不充分不充分21 Ni 1 好 好好22 Ni 10好 好好23 Ni 20好 好好24 Ni 25不充分 好不充分按照与示例1相同的方式来测量上述示例的C/N比。表3中示出了所获得的盘的C/N比。注意，如果其为54dB或更大，则将该C/N比判别为好，而如果其小于54dB，则将其判别为不充分。此外，如上所述，如果未设置阻挡层3，则即使在室温下，Ag也会扩散到Al层中，从而减小反射系数。因此，通过在加速测试之后测量反射系数，评估阻挡层3对膜厚度的依赖性，以发现扩散特性。如果在加速测试之后反射系数减小，则表示阻挡层3不能够防止Ag扩散，这并非优选的。
此后，将描述用于评估反射系数的减小的条件。
使完成初始化步骤之后、具有不同膜厚度的阻挡层材料的光信息记录介质13在温度为90摄氏度、相对湿度为20％的恒温室中停留50个小时。之后，通过利用记录和再现设备23来测量反射系数，评估反射系数是否减小。在表3中还示出了在加速测试之后，盘的反射系数是否显示为减小的所获得的结果。注意，如果其小于2％，则将加速测试之后的反射系数的减小判别为好，如果其为2％或更大，则将其判别为不充分。
如表3所示，对于其中阻挡层3的膜厚度为0.5nm的盘20，在加速测试之后的反射系数的减小为2％或更大，并且对于其中膜厚度小于20nm的盘21-23，C/N比为54.0dB或更大。此外，已经发现对于具有膜厚度为20nm的盘24，C/N比小于54.0dB，这作为盘特性而言是不充分的。考虑到上述结果，优选地，为了使C/N比至少大于54.0dB，阻挡层应该为具有处于1-20nm的范围内的厚度的Ni。
(示例3)该示例示出了根据本发明的光信息记录介质13的记录和再现特性，尤其是C/N比与第一金属层2的膜厚度的相关性。更具体地，通过与示例1相同的方法，制造其中第一金属层2是APC材料并具有不同膜厚度的光信息记录介质13的多个样本。表4示出了所制造的盘的第一金属层的组合和膜厚度。
(表4)盘号 热扩散层的膜厚度(nm) C/N比 判决2510 不充分不充分2620 好好2750 好好28100 好好29200 好好30300 好好按照与示例1相同的方式来测量上述示例的C/N比。在表4中还示出了所获得的盘的C/N比。注意，如果其为54dB或更大，则将该C/N比判别为好，而如果其小于54dB，则将其判别为不充分。
如表4所示，对于其中第一金属层2(APC)的膜厚度处于20-200nm的范围内的盘26-29，C/N比为54.0dB或更大。此外，对于具有膜厚度300nm的盘，C/N比为54.0dB或更大。然而，与厚度为200nm时不同，C/N比是饱和的，这从生产率和材料成本的观点来看并非优选的。此外，对于具有膜厚度10nm的盘25，C/N比小于54.0dB，这作为盘特性而言是不充分的。
考虑到上述结果，优选地，为了54.0dB或更大的C/N比，第一金属层应该由具有处于20-200nm的范围内的厚度的APC制成。
(示例4)该示例示出了结晶部分和非晶部分(记录层8中)的反射系数与光信息记录介质24的金属层4的膜厚度的相关性。更具体地，按照与示例1相同的方法来制造具有由Al-Cu材料制成的金属层4并具有不同膜厚度的介质24的样本。然后，针对所获得的样本进行初始化步骤，从而使记录层8结晶，并且测量在结晶部分和非晶部分处的反射系数。利用图3所示的记录和再现设备23来进行反射系数的测量。更具体地，由主轴电动机21旋转样本，并将波长为405nm的激光束12照射并会聚在样本上以测量反射系数。
表5中示出了测量到的结果。注意，如果在结晶部分处的反射系数为18.0％或更大而在非晶部分处的反射系数小于2.0％，则将该结果判别为好，而如果在任一部分处其超出这些范围，则将该结果判别为不充分。
(表5)金属层的膜结晶部分处的反 非晶部分处的样本号 判决厚度[nm] 射系数[％] 反射系数[％]2-a 1015.4 4.5 不充分2-b 2018.4 1.9 好2-c 100 19.5 1.4 好2-d 200 19.6 1.3 好2-e 300 19.7 1.2 好2-f 400 19.7 1.2 好从上述结果中已经发现对于具有处于20-400nm内的膜厚度的反射层的样本2-b、2-c、2-d、2-e和2-f而言，在结晶部分处的反射系数为18.0％或更大，而在非晶部分处的反射系数为2.0％或更小，这实现了充分的对比度。
此外，已经发现对于具有膜厚度10nm的样本2-a，在结晶部分处的反射系数小于18.0％，而在非晶部分处的反射系数为2.0％或更大，这表示不充分的对比度。此外，已经发现对于具有膜厚度400nm的样本2-f，在结晶部分处的反射系数是饱和的。因此，从生产率和材料成本的观点来看，该示例并非优选的。
考虑到上述结果，清楚地，金属层4的优选膜厚度处于20-300nm的范围内，从而可以获得充分的对比度和生产率。
根据本发明的光信息记录介质是在其上可以利用激光束来记录和再现信息的光信息记录介质，有利于改善与盘的特性相关的膜的可靠性和记录特性。
尽管只是选择了这些所选实施例来示出了本发明，但是根据本公开，本领域的技术人员将会显而易见在不脱离所附权利要求中所限定的本发明的范围的情况下，可以进行各种改变和修改。此外，根据本发明的实施例的前面的描述仅是说明性的，而并非出于如所附权利要求及其等价物所限定的那样来限制本发明的目的。
权利要求
1.一种利用激光束来记录和再现信息的光信息记录介质，所述记录介质包括具有引导槽的衬底，至少将第一金属层、阻挡层、第二金属层和记录层按照该次序形成于所述衬底上；其中第二金属层主要由主要成分为Al和作为添加剂的金属元素的材料构成；以及所述金属元素是包含从以下的组中选择的至少一个元素的材料，所述组由处于0.1-15.0原子百分比范围内的Cu、Ag、Au、B、Bi、Cd、Ga、Ge、Pb、Sn和Zn、处于0.1-10.0原子百分比范围内的Ni、Si和Pt、以及处于0.1-7.5原子百分比范围内的Ta、Cr和Ti构成。
2.根据权利要求1所述的光信息记录介质，其特征在于所述金属元素是包含从以下的组中选择的至少一个元素的材料，所述组由处于0.1-10.0原子百分比范围内的Cu、Ag、Au、B、Bi、Cd、Ga、Ge、Pb、Sn和Zn、处于0.1-7.5原子百分比范围内的Ni、Si和Pt、以及处于0.1-5.0原子百分比范围内的Ta、Cr和Ti构成。
3.根据权利要求1或2所述的光信息记录介质，其特征在于第二金属层的膜厚度处于10-100nm的范围内。
4.根据权利要求1或2所述的光信息记录介质，其特征在于第二金属层的膜厚度处于10-30nm的范围内。
5.根据权利要求1到4任一个所述的光信息记录介质，其特征在于所述阻挡层是包含从以下的组中选择的至少一个元素作为主要成分的材料，所述组由C、Si、Cr、Ni、Mo、W和Ta构成。
6.根据权利要求1到5任一个所述的光信息记录介质，其特征在于所述阻挡层是包含作为从以下的组中选择的至少一个元素的氧化物和氮化物的主要成分的材料，所述组由Al、Ti、Zr、Hf、Ta、Cr和Si构成。
7.根据权利要求1到6任一个所述的光信息记录介质，其特征在于所述阻挡层的膜厚度处于1-20nm的范围内。
8.根据权利要求1到7任一个所述的光信息记录介质，其特征在于所述第一金属层是包含Ag作为主要成分的材料。
9.根据权利要求1到8任一个所述的光信息记录介质，其特征在于第一金属层的膜厚度处于20-300nm的范围内。
10.根据权利要求1到9任一个所述的光信息记录介质，其特征在于还包括位于第二金属层和记录层之间的上介电层、以及位于记录层离上介电层较远一侧的下介电层。
11.根据权利要求10所述的光信息记录介质，其特征在于所述上介电层是包含S的材料。
12.根据权利要求10所述的光信息记录介质，其特征在于所述第一金属层的主要成分是Ag，所述阻挡层的主要成分是Ni，所述第二金属层的主要成分是Al，所述上介电层的主要成分是ZnS或氧化物，所述记录层的主要成分是Ge、Sb和Te，以及所述下介电层的主要成分是ZnS或氧化物。
13.根据权利要求10所述的光信息记录介质，其特征在于所述第一金属层的膜厚度处于20-300nm的范围内，所述阻挡层的膜厚度处于1-20nm的范围内，所述第二金属层的膜厚度处于10-100nm的范围内，所述上介电层的膜厚度处于15-40nm的范围内，所述记录层的膜厚度处于5-15nm的范围内，以及所述下介电层的膜厚度处于30-100nm的范围内。
14.一种制造利用激光束来记录和再现信息的光信息记录介质的方法，所述方法包括准备具有引导槽的衬底，至少将第一金属层、阻挡层、第二金属层、上介电层、记录层和下介电层按照该次序形成于所述衬底上；形成包含主要成分为Al和作为添加剂的金属元素的材料的第二金属层；其中所述金属元素是包含从以下的组中选择的至少一个元素的材料，所述组由处于0.1-15.0原子百分比范围内的Cu、Ag、Au、B、Bi、Cd、Ga、Ge、Pb、Sn和Zn、处于0.1-10.0原子百分比范围内的Ni、Si和Pt、以及处于0.1-7.5原子百分比范围内的Ta、Cr和Ti构成。
15.一种利用激光束来记录和再现信息的光信息记录介质，所述记录介质包括具有引导槽的衬底，至少将金属层和记录层按照该次序形成于所述衬底上；其中金属层是包含主要成分为Al和作为添加剂的金属元素的材料；以及所述金属元素是包含从以下的组中选择的至少一个元素的材料，所述组由处于1.0-15.0原子百分比范围内的Cu、Ag、Au、B、Bi、Cd、Ga、Ge、Pb、Sn和Zn、以及处于1.0-10.0原子百分比范围内的Si和Pt构成。
16.根据权利要求15所述的光信息记录介质，其特征在于所述金属元素是包含从以下的组中选择的至少一个元素的材料，所述组由处于1.0-10.0原子百分比范围内的Cu、Ag、Au、B、Bi、Cd、Ga、Ge、Pb、Sn和Zn、以及处于1.0-5.0原子百分比范围内的Si和Pt构成。
17.根据权利要求15或16所述的光信息记录介质，其特征在于所述金属层的膜厚度处于20-300nm的范围内。
18.根据权利要求15到17任一个所述的光信息记录介质，其特征在于还包括设置在金属层和记录层之间的上介电层、以及设置在记录层离上介电层较远一侧的下介电层。
19.根据权利要求18所述的光信息记录介质，其特征在于所述上介电层是包含S的材料。
20.根据权利要求18所述的光信息记录介质，其特征在于所述上介电层的主要成分是ZnS或氧化物，所述记录层的主要成分是Ge、Sb和Te、或者Ge、Bi和Te，以及所述下介电层的主要成分是ZnS或氧化物。
21.根据权利要求15所述的光信息记录介质，其特征在于所述金属层的膜厚度处于20-300nm的范围内，所述上介电层的膜厚度处于15-40nm的范围内，所述记录层的膜厚度处于5-15nm的范围内，以及所述下介电层的膜厚度处于30-100nm的范围内。
22.一种制造利用激光束来记录和再现信息的光信息记录介质的方法，所述方法包括准备具有引导槽的衬底，至少将金属层、上介电层、记录层和下介电层按照该次序形成于所述衬底上；形成包含主要成分为Al和作为添加剂的金属元素的材料的金属层；其中所述金属元素是包含从以下的组中选择的至少一个元素的材料，所述组由处于1.0-15.0原子百分比范围内的Cu、Ag、Au、B、Bi、Cd、Ga、Ge、Pb、Sn和Zn、以及处于1.0-10.0原子百分比范围内的Si和Pt构成。
全文摘要
提供了一种其中可以利用激光束来记录和再现信息的光信息记录介质。所述介质包括具有引导槽的衬底、以及至少包括第一金属层、阻挡层和第二金属层(按照该次序沉积在衬底上)的多层膜、或者至少包括金属层和记录层(按照该次序沉积在衬底上)的单层金属膜。所述第二金属层和单层金属膜的金属层是包含Al和金属元素(添加剂)作为主要成分的材料。
文档编号G11B7/2403GK1606081SQ20041008572
公开日2005年4月13日 申请日期2004年9月30日 优先权日2003年10月10日
发明者土生田晴比古, 山田升, 长田宪一, 西原孝史 申请人:松下电器产业株式会社
文档序号 :
【 6753821 】
技术研发人员：土生田晴比古,山田升,长田宪一,西原孝史
技术所有人：松下电器产业株式会社
备 注：该技术已申请专利，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
声 明 ：此信息收集于网络，如果你是此专利的发明人不想本网站收录此信息请联系我们，我们会在第一时间删除
技术研发人员：土生田晴比古,山田升,长田宪一,西原孝史
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