[发明专利]光学信息介质及其使用

说明书

本发明涉及一种用于利用有激光波长的激光束进行可擦除记录的光学信息介质，所述介质包括基板和在其上提供的层的层叠，该层的层叠包括第一介电层和第二介电层，位于第一介电层和第二介电层之间的能够在非晶态和晶态之间改变的记录层，及反射层。

本发明还涉及这种光学信息介质在高速记录中的使用。

一种在开始段落中所描述类型的光学信息介质可以从发表在《应用物理》读者投稿栏49(1986)502上的M.Chen，K.A.Rubin和R.W.Barton的一篇文章中得以了解。

基于相变原理的光学数据存储介质是有吸引力的，因为它在与只读光学数据存储系统很容易兼容的情况下，结合了直接重写(DOW)和高存储密度的可能性。相变光学记录包括利用聚焦的相对高功率激光束的亚微米尺寸的非晶态记录标记在晶态记录层中的形成。在信息的记录过程中，介质相对于聚焦的激光束移动，根据要记录的信息该激光束被调制。标记在高功率激光束熔化晶态记录层的时候形成。当激光束被切断并/或随后相对于记录层移动时，已熔化标记的冷却在记录层发生，在记录层的暴露区域留下非晶态的信息标记，而在未暴露区域仍保持晶态。对已写入的非晶态标记的擦除是在不熔化记录层的情况下，通过用同样的激光在低功率电平下加热的再结晶实现的。该非晶态标记表示可以被相对低功率的聚焦激光束读取的数据位，例如，通过基板。非晶态标记与晶态记录层的反射差值导致被调制的激光束，该激光束随后被探测器根据所记录的信息转换成调制的光电流。

相变光学记录中最重要的一个要求是高数据速率，这意味着数据可以至少30M比特/s的速率被写入或重写入介质。这样的高数据速率要求记录层有高结晶速度，即短结晶时间。为了确保先前记录的非晶态标记能够在直接重写时被再结晶，记录层必须有适当的结晶速度来匹配介质与激光束的相对速度。如果结晶速度不够高，则先前记录的表示旧数据的非晶态标记就不能够在DOW时被完全擦除，称为再结晶。这引起高噪声电平。高结晶速度在高密度记录和高数据速率光学记录介质中尤其需要，如在光盘状的DVD+RW、DVR-红和蓝中，DVD+RW是新一代高密度Digital Versatile Disc+RW的缩写，其中RW指的是这种光盘的可重写性，DVR是Digital Video Recording光学存储盘的缩写，其中红和蓝指的是所使用的激光波长。对于这些光盘，完全擦除时间(CET)最多只能是60ns。CET定义为在晶态环境下用于将已写入的非晶态标记完全结晶的一个擦除脉冲的最短持续时间，这是静态测量的。对于在每120mm光盘上有4.7GB记录密度的DVD-RW，33M比特/s的数据位速率是必须的，而对于DVR-红，所述速率为35M比特/s。对于可重写相变光学记录系统，如DVR-蓝，高于50M比特/s的用户数据速率是需要的。

已知的相变类型介质包括支撑层的层叠的基板，该层的层叠依次包括第一介电层、有完整的相变GeTe化合物的记录层、第二介电层和反射层。这样一种层的层叠可以称为IPIM-结构，其中M表示反射或镜面层，I表示第一或第二介电层，而P表示相变记录层。在激光波长为350-700nm时，Ge和Te化合物的记录层在非晶态和晶态之间有相对高的相对反射差值。此外由于大约180℃的相对高的结晶温度，Ge和Te化合物的记录层有良好的热稳定性。高热稳定性导致高存档寿命，这对于存储介质来说通常是必须的。

已知介质的一种缺点在于Ge和Te化合物记录层的CET对成分的比率非常敏感。只有精确的50∶50比率才能给出一个可以接受的短CET。敏感性导致差的制造可重复性，这是一个缺点。

本发明的一个目的是提供一种在开始段落中所描述类型的光学信息介质，其适用于高数据速率光学记录，如DVR-蓝，有50ns或更短的CET值且易于制造。

这个目的通过记录层包含通式为Ge_xTe_100-x的化合物来实现，其中：x为Ge所占的以at.％的百分率且30＜x＜70，第一介电层包括选自Ta和Si的氧化物、Si和Al的氮化物及Si的碳化物的化合物，而且其与记录层接触。