可重写的光信息媒体和使用这样的媒体的光记录方法技术

可重写光学信息媒体有ＩＰＩＡＩＭ结构的堆叠（２），包括夹在两个介质层（３，５）之间的相变记录层（４），如Ｓｉ，Ｇｅ，Ｍｏ，或Ｗ材料的光吸收层（６），第三介质层（７）和金属镜面层（８）。光吸收层（６）可将晶态与非晶态之间的光吸收差值减到最小，因此减小记录标记的畸变。在该位置出现光吸收层可确保晶态与非晶态之间光学相位差几乎为０，使媒体适合台面－凹槽记录。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种利用激光束可重写的光信息媒体，所述媒体包括带有堆叠层的基底，该堆叠包括第一、第二和第三介质层，两个介质层之间配置的相变材料记录层，该相变材料在晶态时可记录非晶标记，光吸收层，和金属镜面层(metal mirror layer)。本专利技术还涉及这种用于台面-凹槽(land-groove)记录的光学记录媒体的使用。基于相变原理的光信息或数据存储是吸引人的，因为它结合了直接重写(DOW)和高存储密度的可能性，与只读系统易兼容。相变光学记录牵涉到用聚焦激光束在细微晶体膜中形成亚微米尺寸的非晶记录标记。在记录信息时，媒体相对于聚焦激光束移动，聚焦激光束是根据要记录的信息调制的。因此淬火(quenching)发生在相变记录层并引起记录层曝光区非晶信息位的形成，非曝光区保持为晶体。所写非晶标记的擦除可通过用同样的激光加热使之发生再结晶实现。非晶标记代表数据位，其可用低能聚焦激光束通过基底再现。相对于晶体记录层的非晶标记的反射差值产生了调制激光束，该调制激光束可被探测器根据被编码被记录的数字信息转换成调制光电流。相变光记录的课题之一是在诸如DVD-RAM，可重写DVD和DVR(数字视频记录器)的应用中获得高存储容量，使得这些媒体适合高密度记录，如盘直径为120mm的存储容量将超过3G。为了这个目的，可能的选择是减少激光波长，和/或增加数值孔径(NA)，因为激光斑点的大小与(λ/NA)2成正比。一个可以选择的方法是多记录层的应用。另一个可能是在媒体的凹槽中和跟踪引导凹槽之间的台面上记录信息轨道(台面-凹槽记录)。这些凹槽用于沿着轨道引导激光束。相变光学信息媒体的储存密度由标记的径向密度与切向密度共同决定。径向密度由轨道节距即在径向方向凹槽轨的相邻轨道中心线之间的距离决定。热串扰限制轨道节距。这就意味着在轨道中记录的数据质量会受在邻近轨道上记录的影响。被记录标记的形状可能被畸变，其导致大的抖动(jitter)。切向密度由信道位长度决定，它被这样一个事实限制，即当使用标准IPIM堆叠时，非晶态的光吸收(Aa)比晶态(Ac)的高。该堆叠中，I代表介质层，P代表相变记录层，M代表反射或金属镜面层。因此，当用激光辐射记录膜时，非晶部分加热后的温度比晶体部分高。结果，在晶体区域重写的记录标记比非晶区的小。这种现象引起抖动的增加，其与信道位长度成反比。为了克服这个问题，Ac与Aa的差值应当达到最小化，或者Ac≥Aa比较好。在上段提及的光学信息媒体从美国专利US-A-5,652,036得知。已知的相变型媒体有带有堆叠层的基底，堆叠层包括三个介质层，一个相变记录层，一个光吸收层和一个反射层。其公开了可能堆叠的许多变化，如IAIPIM堆叠，其中I，P和M有上述的含义，A代表光吸收层。光吸收层由介质材料和金属或半导体材料混合组成。加了光吸收层A的结果是记录层的非晶态(Aa)与晶态(Ac)之间的光吸收差值最小，因此减小了记录标记畸变。已知的记录媒体的一个缺点是不适合高密度台面-凹槽记录。这是由在公知堆叠的晶态与非晶态之间光学相位差(φc-φa)不约为零引起的，其必要性将在后面解释。本专利技术的目的特别是提供一种可重写的光学信息媒体，其适合高密度台面-凹槽记录，这意味着φc-φa(弧度)应基本上为零。Ac与Aa之间的差应大约为零，或优选为Ac/Aa＞0.95，或者更好为Ac≥Aa，同时光对比度保持为高。光对比度C定义为100(Rc-Ra)/Rc，其中Rc与Ra分别为晶态与非晶态的反射率。这些目的是通过在上段所述光学信息媒体根据本专利技术实现的，光学信息媒体的堆叠有下列层序第一介质层，在晶态时可记录非晶位的相变材料记录层，第二介质层，具有n/k比率为0.5到20之材料的光吸收层，在这里n是折射率，k是消光系数，第三介质层，和金属镜面层。该堆叠层可称为IPIAM结构，在这里I，P，I，A和M有上述的意义。具有上述n/k比率之材料的光吸收层的出现确保记录层在晶态(Ac)吸收的激光量几乎等于或大于在非晶态(Aa)吸收的激光量。结果，重写在晶体区域的记录标记与重写在非晶区域的记录标记大小一样。这个结果会减少抖动，这种记录媒体存储密度会显著提高。对于台面-凹槽记录，光吸收层最好配置在相变层与金属镜面层之间并夹在两个介质层之间，因为这种配置会使光学相位差φc-φa(弧度)基本为零。其原因是反射激光束的调制不仅由非晶标记和晶体记录层之间的反射率差值产生，而且由非晶标记和晶体记录层之间的光学相位差产生。在台面-凹槽记录中，即在凹槽中和在凹槽之间的台面上的记录，凹槽里和台面上的标记的调制应当相等即应当仅由反射率差值引起。凹槽中的记录模式或台面上的记录模式，即不是这两种记录模式的组合，是与光学相位差φc-φa无关的。光吸收层材料有n/k比率的范围在0.5到20之间，最好为0.6到16。这些值平衡了光吸收与传输。满足这些条件的材料例子是从Mo，W，Pd，Pt，Co，Ni，Mn，Ta，Cr，Ti和Hf选出的金属和从PbS，Ge，InP和Si中选取的半导体材料。Si与Ge是优选的，因为它们便宜并且易应用。如Au，Cu，Al和Rh的金属不满足这些条件，因为它们的n/k值在这些范围外。光吸收层的厚度优选在2和200nm之间，最好在10和100nm之间，目的在于在光吸收与传输之间有一个适当的平衡，并且其依赖于被选材料的n/k的比率。例如Si的厚度是大约75nm，Mo的厚度是大约35nm，Ge的厚度是大约55nm记录层包括表现出晶相与非晶相转变的相变材料。公知材料是如In-Se，In-Se-Sb，In-Sb-Te，Te-Ge，Te-Se-Sb，Te-Ge-Se，或Ag-In-Sb-Te的合金。更好的是记录层包括GeSbTe化合物。特别有用的是由申请人申请的国际专利申请WO97/50084(PHN 15881)中说明的化合物。这些化合物有由化学式Ge50xSb40-40xTe60-10x以原子百分比定义的组分，其中，0.166＜X＜0.444。这些组分适合化合物GeTe与Sb2Te3在Ge-Sb-Te三元组分图的线性连接，并且包括化学计量化合物Ge2Sb2Te5(x＝0.445)，GeSb2Te4(x＝0.286)和GeSb4Te7(x＝0.166)。这些化合物表现出短的完全擦除时间(CET)。其它优选化合物在由申请人申请的非提前公开的欧洲专利申请97203459.9(PHN 16586)中进行了说明。这些化合物具有原子百分比由Ge-Sb-Te三元组分图中的面积确定的成分，所述面积是下列顶点的五边形Ge14.2Sb25.8Te60.0(P)Ge12.7Sb27.3Te60.0(Q)Ge13.4Sb29.2Te57.4(R)Ge15.1Sb27.8Te57.1(S)Ge13.2Sb26.4Te60.4(T)；这些化合物CET的值在50ns以下。其它化合物的组分为(GeSb2Te4)1-xTex在这里摩尔分数x满足0.01＜x＜0.37。这些组分适合三元组分图中GeSb2Te4和Te结线连接，但是在五边形面积PQRST中。借助这些化合物，可得到CET值低于45ns。当最多将3.5at.％的氧加到上述化合物GeSbTe时，可获得更低的CET值。上述化合物GeS本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用激光束作可重写记录的光学信息媒体，所述媒体包括带有堆叠层的基底，该堆叠按顺序包括：第一介质层，在晶态时可记录非晶位的相变材料记录层，第二介质层，具有ｎ／ｋ比率为０．５到２０之材料的光吸收层，在这里ｎ是 折射率，ｋ是消光系数，第三介质层，和金属镜面层。

【技术特征摘要】
EP 1998-6-18 98202036.41.一种利用激光束作可重写记录的光学信息媒体，所述媒体包括带有堆叠层的基底，该堆叠按顺序包括第一介质层，在晶态时可记录非晶位的相变材料记录层，第二介质层，具有n/k比率为0.5到20之材料的光吸收层，在这里n是折射率，k是消光系数，第三介质层，和金属镜面层。2.根据权利要求1的光学信息媒体，特征在于光吸收层包括选自由Mo，W，Pd，Pt，Co，Ni，Mn，Ta，Cr，Ti，和Hf构成组的金属或选自由PbS，Ge，InP和Si构成组的半导体材料。3.根据权利要求1的光学信息媒体，特征在于光吸收层有2和200nm之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：周国富，
申请(专利权)人：皇家菲利浦电子有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]