ES2201474T3

ES2201474T3 - Procedimiento para la produccion de un medio de registro de informacion optica y medio de registro de informacion optica producido por el proceso.

Info

Publication number: ES2201474T3
Application number: ES98914024T
Authority: ES
Inventors: Shuichiro Ogawa; Keigo Takeguchi; Atsushi Fujii
Original assignee: Asahi Kasei Corp; Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Kasei Corp; Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1997-04-16
Filing date: 1998-04-15
Publication date: 2004-03-16
Anticipated expiration: 2018-04-15
Also published as: KR100350202B1; EP0980068A1; AU6851698A; KR20010006496A; US6699637B2; JP3185890B2; US20030152866A1; EP0980068B1; EP0980068A4; WO1998047142A1; AU724629B2; CN1252885A; DE69816073D1; DE69816073T2

Abstract

Un medio de registro de información óptico que puede eliminar la necesidad del procedimiento de inicialización. Se forma una capa asistida de cristalización (3) comprendiendo un material dado sobre un sustrato (1) sobre un lateral del mismo, y se forma una capa de registro (4) comprendiendo la aleación de Ge-Sb-Te directamente sobre la capa (3). Ya que la capa de registro (4) cristaliza inmediatamente después de la formación de la película, no es necesario el procedimiento de inicialización para el medio de registro de información óptica obtenido. Ejemplos del material de la capa asistida de cristalización incluyen primeramente materiales que tienen una estructura cristalina en el sistema de cristalización cúbico de cara centrada. Ejemplos del mismo incluye en segundo lugar materiales libres de telurio que tienen una estructura cristalina en el sistema de cristalización romboédrico. Una capa asistida de cristalización especialmente preferida es una película discontinua a modo de isla hechade un material que comprende bismuto y/o compuesto de bismuto. La incorporación de nitrógeno dentro de la capa asistida de cristalización proporciona un medio de registro de información óptica que no necesita ser inicializado y que tiene un ciclo de sobrescritura excelente.

Description

Procedimiento para la producción de un medio de registro de información óptica y medio de registro de información óptica producido por el proceso.

Sector técnico al que se refiere la invención

La presente invención se refiere a medios para el registro de información óptica con cambio de fase, que tienen una capa de grabación de cambio de fase entre estado cristalino y estado amorfo, de acuerdo con la intensidad de un haz de radiación y, en particular, se refiere a un método para la producción de un medio de registro de información óptica capaz de hacer innecesario el proceso de inicialización.

Antecedentes técnicos

Recientemente, los medios de registro de información óptica han sido estudiados y desarrollados extensamente como medios para registrar, leer y borrar una inmensa cantidad de información. Especialmente, el llamado disco óptico de cambio de fase que registra/borra información, utilizando el hecho de que la fase de la capa de registro cambia de manera reversible entre un estado cristalino y un estado amorfo, tiene la ventaja de que solamente cambiando la potencia del haz de rayos láser, la información anterior es borrada, mientras que nueva información es registrada simultáneamente (se hará referencia a continuación como "sobreescritura"). Por esta razón, dicho disco óptico se considera con amplias posibilidades de futuro.

En cuanto a materiales de registro de dicho disco óptico de cambio de fase que se puede sobreescribir, se utilizan, principalmente, aleaciones calcógenas que incluyen aleaciones In-Se (ver "Appl. Phys. Lett. Vol. 50, p. 667, 1987"), aleaciones In-Sb-Te (ver "Appl. Phys. Lett. Vol. 50, p. 16, 1987") y aleaciones Ge-Te-Sb (ver solicitud de Patente Japonesa a Inspección Pública Sho Nº 62-53886), que tienen un bajo punto de fusión y alto rendimiento de absorción de un haz de rayos láser.

Cuando la información es realmente registrada/borrada sobre o desde un disco óptico de este tipo de una aleación de un calcógeno, como mínimo, un tipo de capa dieléctrica de un material seleccionado del grupo que consiste en óxidos de un metal o semi-metal, carburos, fluoruros, sulfuros, y nitruros, se forma, en general, de manera directa encima y/o debajo de la capa de registro, a efectos de impedir que el sustrato se deforme debido al calor producido en la operación de registro/borrado, para impedir que la capa de registro se oxide y/o para impedir que las sustancias se desplacen a lo largo de las ranuras de guía o que se deformen.

Los discos ópticos que tienen una estructura de tres o cuatro capas, incluyendo una capa de registro de una aleación de calcógeno, una capa dieléctrica dispuesta directamente por debajo y/o por encima de la capa de grabación, una capa de reflexión que actúa también como capa de refrigeración (por ejemplo, una aleación Al) dispuesta en una cara opuesta de un sustrato transparente desde la capa de registro, dispuesta sobre el sustrato, son la base de los discos ópticos de cambio de fase porque son preferibles en términos de características de registro/borrado.

En general, los discos ópticos de cambio de fase, cuando la capa de registro es irradiada con un haz de rayos láser que tiene potencia de registro para calentarlo a su punto de fusión y que luego se enfría con rapidez, el material de la capa de registro es producido amorfo para formar de esta manera una marca de registro. A continuación, cuando la capa de registro es irradiada con un haz de rayos láser que tiene potencia de borrado, siendo calentada a más de la temperatura de cristalización y enfriada gradualmente, el material de la capa de registro cristaliza borrando de esta manera la marca de registro.

Estos discos ópticos de cambio de fase se producen por formación secuencial de capas delgadas como capas correspondientes sobre el sustrato por bombardeo iónico/evaporación. Dado que la capa de registro presente inmediatamente después de su formación de capa es amorfa, es radiada con un haz de rayos láser para su cristalización completa, a lo cual se hace referencia en general como "proceso de inicialización", y los discos ópticos obtenidos de este modo son expedidos a continuación.

No obstante, este proceso de inicialización requiere un tiempo de algo menos de un minuto para inicializar el disco óptico completo con un diámetro de 120 mm, incluso con la utilización de las irradiaciones por rayos láser más eficaces, lo cual lleva a un incremento de los costes de fabricación de los discos ópticos. Para el tiempo requerido para procesar un disco en cada sub-etapa de fabricación (tiempo de ciclo), el tiempo requerido para el proceso de inicialización es largo en comparación con la etapa de moldeo del sustrato o la etapa de formación de la capa. Así pues, a efectos de eliminar pérdidas de tiempo para pasar al proceso de inicialización cuando el tiempo de ciclo para la etapa de formación de capa es de 8 segundos, se requieren seis o siete dispositivos de inicialización de elevado precio. Como resultado, al tener que realizar el proceso de inicialización, los costes de fabricación de los discos ópticos aumenta.

En el proceso de inicialización, la capa de registro es cristalizada por radiación de un haz de rayos láser en la capa de registro y calentando dicha capa de registro. Se dispone de varios métodos para reducir el tiempo requerido para la recristalización de la capa de registro cuando se irradia con el haz de rayos láser. Por ejemplo, la patente EP-A-0499273, que se refleja en el preámbulo de la reivindicación 1, da a conocer que la cristalización de la capa de impresión durante la irradiación del haz de rayos láser se puede llevar a cabo a elevada velocidad por formación de una capa de Sb sobre la cara superior (cara opuesta a la incidencia del haz de rayos láser) de la capa de registro en contacto con la capa de registro.

Según otra propuesta para reducir el tiempo requerido para el proceso de inicialización, la Solicitud de Patente Japonesa a Inspección Pública Hei Nº 5-342629 da a conocer la disposición de una capa auxiliar de una película continua fácilmente cristalizable o discontinua de tipo isla, adyacente a la capa de registro. Como componentes de la capa auxiliar, se indicarán compuestos que incluyen telurio (Te), Selenio (Se) o compuestos Te-Se.

No obstante, de acuerdo en este método, el tiempo requerido para inicializar la capa de registro es reducido pero el proceso de inicialización no puede ser normalmente eliminado, excluyendo el caso en el que tanto la capa auxiliar como la capa de registro estén formadas por sustancias con crecimiento cristalino extraordinariamente fácil.

Por lo tanto, es un objetivo de la presente invención, dar a conocer un medio de registro de información de tipo óptico que elimina la necesidad del proceso de inicialización.

Características de la invención

De acuerdo con la presente invención, se da a conocer un método para la producción de un método de registro de información óptico que tiene, en una cara del sustrato, una capa de registro cristalina de materiales cuyos componentes principales comprenden germanio (Ge), antimonio (Sb) y telurio (Te),

caracterizado por

: formar una capa de ayuda de cristalización de materiales que tiene estructura cristalina de:

: un sistema de retícula cúbica centrada en una cara, o bien

: un material libre de telurio (Te) que tiene una estructura cristalina de un sistema de retícula romboédrica

: a un lado del sustrato;

: formando la capa de registro por depósito de los materiales directamente sobre la capa auxiliar de cristalización, de manera que la capa de registro cristaliza in situ.

Así pues, según un aspecto, la presente invención da a conocer un método para la producción de un medio de registro de información de tipo óptico que tiene en una cara del sustrato una capa de registro que tiene como componentes principales germanio (Ge), antimonio (Sb) y telurio (Te) (a lo que se hará referencia a continuación como "aleación Ge-Te-Sb"), comprendiendo las etapas de formar una capa de materiales de cristalización asistida que tienen una estructura cristalina de sistema de retícula cúbica centrada en una cara en un lado del sustrato, y formando una capa de registro directamente por encima de la capa de cristalización asistida. De acuerdo con este método, la capa de registro cristaliza inmediatamente después de su formación.

Las aleaciones Ge-Te-Sb adoptan dos tipos de fases cristalinas: a saber, una estructura cristalina de sistema de retícula cúbica centrada en una cara y una estructura cristalina de sistema hexagonal. Es sabido que al aumentar la temperatura de esta aleación desde su estado amorfo, su fase cambia desde una estructura cristalina de retícula cúbica centrada en una cara a una estructura hexagonal. En la presente invención, la capa de registro es cristalizada fácilmente, cuando se forma su capa debido a la presencia de la capa de cristalización asistida que tiene la misma estructura cristalina de sistema de retícula cúbica centrada en una cara como la capa de registro.

Las estructuras cristalinas del sistema de retícula cúbica centrada en una cara incluyen retículas cúbicas centradas en una cara y retículas tetragonales centradas en una cara; estructuras de tipo diamante: CuAu-, CuPt-, Ni_{2}Cr-, Cu_{3}Au-, Ni_{4}Mo, Ag_{3}Mg-, Ni_{3}V-, Cu_{3}Pd-, y super-retículas del tipo Au_{3}Mn-; NaCl-, NaTI-, ZnS-, CaF_{2}-, FeS_{2}-, cristobalita de alta temperatura, MgCu_{2}- de fase Laves, Cu_{3}Au-, Al_{3}Ti-, Cu_{2}AlMn-, Al_{2}MgO_{4}-, y estructuras de tipo Bi_{2}Te_{3}; y sus soluciones de sólidos intersticiales y de sustitución.

Según otro aspecto, la presente invención da a conocer un método para la producción de un medio de registro de información de tipo óptico que tiene en una cara de un sustrato una capa de registro cuyos componentes principales comprenden germanio (Ge), antimonio (Sb) y telurio (Te), comprendiendo las etapas de formación de una cara de un sustrato, una capa de cristalización asistida de un material libre de telurio (Te) que tiene una estructura cristalina, según un sistema de retícula romboédrica, y formando una capa de registro directamente sobre la capa de cristalización asistida. De acuerdo con este método, la capa de registro pasa a ser cristalizada inmediatamente después de su formación.

En la presente invención, el valor absoluto de disconformidad de una retícula entre la estructura cristalina de la capa de cristalización asistida y la de la capa de registro es, preferentemente, no superior a 8%. La disconformidad de la retícula está representada por:

: Disconformidad de la retícula (%) = ((B - A)/A) X 100 ... (a)

: A: Cuando la capa de registro es de sistema cristalino de retícula cúbica centrada en una cara, un intervalo atómico en dirección <110> del cristal;

: B: Un intervalo atómico específico de los intervalos atómicos de una capa cristalizada mediante cristalización asistida de manera que la diferencia entre A y el intervalo atómico específico B es mínima entre las diferencias entre A y el respectivo intervalo atómico de la capa cristalizada por cristalización asistida. En el caso del sistema de retícula cúbica centrada en una cara, es generalmente el intervalo atómico en la dirección <100> o <110>.

Cuando el cristal comprende dos o más tipos de elementos, la distancia entre dos átomos adyacentes de diferentes tipos se puede utilizar como intervalo atómico en la expresión (a). Cuando A es muy distinta de B en la expresión (a), el intervalo atómico B de la capa de cristalización asistida se puede suponer que es un entero o una fracción del intervalo atómico.

El rango de inconformidad de la retícula es, preferentemente, de -4,5 a + 8%, y más preferentemente -3 a + 7%.

Se incluyen entre los ejemplos de materiales que tienen estructura cristalina de un sistema de retícula cúbica centrada en una cara, en los que el valor absoluto de inconformidad de la retícula entre la estructura cristalina de dicho material y de la capa de registro no es superior a 8%, incluyen PbTe y Bi_{2}Te_{3}.

Ejemplos de materiales libres de telurio que tienen estructura cristalina de sistema romboédrico, en los que el valor absoluto de la inconformidad de retícula entre la estructura cristalina de dicho material y la de la capa de registro no es superior a 8%, incluyen antimonio (Sb), bismuto (Bi), compuestos de antimonio (Sb), y compuestos de bismuto (Bi). Los compuestos de Sb incluyen aleaciones de Sb, y compuestos intermetálicos de Sb y otros metales o semimetales. Los compuestos de Bi incluyen aleaciones de Bi, y compuestos intermetálicos de Bi y otros metales o semimetales.

En la presente invención, el grosor de la capa de cristalización asistida es, preferentemente, no superior a 200 \ring{A}. Si el grosor es superior a 200 \ring{A}, las características de borrado del registro se deteriorarían. El grosor de la capa de cristalización asistida es más preferentemente no superior a 100 \ring{A}. Si esta capa es excesivamente delgada, la capa de registro se puede cristalizar de manera insuficiente. Por lo tanto es preferible no inferior a 1 \ring{A}.

En la presente invención, la capa de cristalización asistida puede adoptar forma de película continua o discontinua de tipo isla, que establece contacto con la capa de impresión. Más preferentemente, es una película discontinua tipo isla de materiales que contienen bismuto (Bi) y/o un compuesto de bismuto (Bi).

El medio de registro de información óptica cuya capa de registro está cristalizada por cristalización asistida dispuesta para establecer contacto con una superficie del lado del sustrato de la capa de registro, elimina la necesidad del proceso de inicialización. Si se utiliza una película continua de materiales que comprenden bismuto (Bi) y/o compuestos de bismuto (Bi) como capa de cristalización asistida , el CNR (Proporción Portador a Ruido) en la segunda o subsiguiente operación de registro por sobreescritura es ligeramente más baja que en el primer registro.

En ejemplos comparativos, si se utiliza una película de tipo isla discontinua de materiales que contienen bismuto (Bi) y/o un compuesto de bismuto (Bi) como capa de cristalización asistida, el CNR del segundo registro o registros subsiguientes por sobreescritura es sustancialmente igual que el del primer registro.

Se forma, por ejemplo, la película tipo isla discontinua por bombardeo iónico, de manera tal que su grosor no es superior a un valor predeterminado.

Cuando la cristalinidad de la capa de registro formada sobre la capa de cristalización asistida es insuficiente, la capa de registro es formada, preferentemente, por ajuste de la temperatura del sustrato en una gama de 45ºC hasta una temperatura por encima de la cual el sustrato se deformaría (a 110ºC cuando el sustrato es producido de policarbonato). Por lo tanto, la capa de registro es colocada en estado cristalino estabilizado.

Los métodos para mantener el sustrato a elevadas temperaturas con formación de la capa de registro, incluyen (1) calentamiento del sustrato o la capa de cristalización asistida situada por debajo de la capa de registro, inmediatamente antes de la formación de la capa de cristalización asistida para mantener de esta manera el sustrato a elevada temperatura; (2) comenzar el calentamiento del sustrato o de la capa de cristalización asistida después de haber iniciado la formación de la capa de registro y continuar el calentamiento del sustrato o de la capa de cristalización asistida durante la formación de la capa de registro; (3) empezar a calentar el sustrato o la superficie de la capa de registro inmediatemente después de que se ha formado la capa de registro; y (4) iniciar la formación de la capa de registro inmediatamente después de que se ha formado la capa precedente, utilizando el calor producido por la formación de la capa precedente y almacenado dentro del sustrato.

Los métodos de calentamiento incluyen la irradiación de la superficie de la capa formada sobre el sustrato (superficie de la capa de cristalización asistida) con luz incluyendo rayos caloríficos; y calentando un soporte del sustrato en sí mismo con un calentador o similar, o utilizando inducción por alta frecuencia, exposición flash; o proceso de plasma.

En el método de producción de la presente invención, la formación de la capa de cristalización asistida es llevada a cabo, preferentemente, dentro de una atmósfera formadora de capa a la que se añade gas nitrógeno.

Cuando el método de producción de la presente invención comprende la etapa de formación de una primera capa dieléctrica entre el sustrato y la capa de cristalización asistida y/o la etapa de formar una segunda capa dieléctrica sobre la cara opuesta de la capa de registro desde la capa de cristalización asistida, la formación de la primer y/o segunda capa dieléctrica se lleva a cabo, preferentemente, dentro de una atmósfera formadora de capa a la que se ha añadido gas nitrógeno y/o oxígeno.

La presente invención proporciona también un medio de registro de información de tipo óptico con una capa de registro formada sobre un lado del sustrato, comprendiendo la capa de registro materiales cuyos componentes principales son germanio (Ge), antimonio (Sb) y telurio (Te), de manera que la capa de registro está formada en estado cristalino y en la que la capa de cristalización asistida está formada en contacto con la superficie del lado o cara del sustrato de la capa de registro, siendo producidas la capa de registro y la capa de cristalización asistida por los respectivos métodos de producción antes mencionados.

En el medio de registro de información óptica objeto de la invención, una proporción x, y, y z de los respectivos elementos (Ge, Sb, Te) de los componentes principales de la capa de registro (Ge: Sb: Te = x: y: z: siendo x + y + z = 1) se encuentran, preferentemente, en una gama que se ha mostrado por rayado en el gráfico triangular de la figura 2, que satisface las siguientes expresiones (1)-(3) simultáneamente:

(1)0,1 \leq x \leq 0,4

(2)0,08 \leq y

(3)0,45 \leq z \leq 0,65

Cuando x < 0,1, el medio de registro de información óptica no es preferente en términos de estabilidad. Cuando se cumple x > 0,4, y < 0,08, z < 0,45 y z > 0,65, estas condiciones son poco preferentes porque la capa de registro es difícil de cristalizar.

Una gama preferente de la proporción x, y y z de los respectivos elementos de los componentes principales de la capa de registro (Ge: Sb: Te :x:y:z siendo x + y + z = 1) debería satisfacer las siguientes expresiones (4)-(6) simultáneamente:

(4)0,15 \leq x \leq 0,3

(5)0,12 \leq y

(6)0,5 \leq z \leq 0,6

Los materiales de la capa de registro son, preferentemente, aleaciones Ge-Te-Sb-Bi que contienen Bi además de Ge, Te y Sb. Los materiales pueden ser aleaciones de Ge-Te-Sb o Ge-Te-Sb-Bi, por ejemplo, conteniendo hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, carbono, Al, Ti, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Se, Sn, In, Ag, Pd, Rh, Ru, Mo, Nb, Hf, Zr, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Tl y/o Pb. Estos elementos se pueden añadir desde el objetivo durante la formación de la capa de registro, o pueden ser añadidos en estado gaseoso al gas que constituye la atmósfera a efectos de quedar contenidos dentro de la capa de registro.

En el medio de registro de información óptica objeto de la invención, el grosor de la capa de registro es preferentemente de 50-1000 \ring{A}. Si es menor de 50 \ring{A}, la capa de registro no podría obtener una sensibilidad de registro satisfactoria. Cuando supera 1000 \ring{A}, se presentan, de manera poco deseable, problemas con respecto a la sensibilidad de registro y resolución.

El medio de registro de información de tipo óptico objeto de la invención tiene preferentemente una estructura de 4 capas en la que una capa de cristalización asistida, una capa de registro, una capa dieléctrica y una capa de reflexión quedan constituidas sobre el sustrato por este orden. Más preferentemente, el soporte de registro de información óptica objeto de la invención tiene una estructura de 5 capas, en la que una primera capa dieléctrica, una capa de cristalización asistida, una capa de registro, una segunda capa dieléctrica y una capa de reflexión quedan constituidas sobre el sustrato por este orden. El medio de registro de información óptico objeto de la invención puede incluir además otras capas necesarias de modo adicional.

Como primera y segunda capas dieléctricas, son preferibles materiales que tienen elevada resistencia térmica y un punto de fusión no inferior a 1000ºC por ejemplo, SiO_{2}; una mezcla de ZnS y SiO_{2}; Al_{2}O_{3}; AIN; y Si_{3}N_{4}. Si bien el grosor de la primera capa dieléctrica no se ha especificado especialmente, el grosor de la segunda capa dieléctrica es, preferentemente, de 50-500 \ring{A}. Si es menor de 50 \ring{A}, no podrá proporcionar una sensibilidad de registro satisfactoria. Si supera 500 \ring{A}, no proporcionará carácter cíclico de sobreescritura de modo satisfactorio. El grosor de la capa de reflexión no es inferior a 300 \ring{A} preferentemente.

Los métodos de formación de las respectivas capas comprenden evaporación, bombardeo iónico y recubrimiento iónico.

Un método para la confirmación de la presencia de la capa de cristalización asistida en el medio de registro de información de tipo óptico se describirá a continuación.

El primer método consiste en observar una sección transversal del medio de registro de información óptico con un microscopio electrónico de transmisión. Los elementos de la capa de cristalización asistida se pueden especificar con ayuda de un aparato de difracción de haz de electrones y un aparato de análisis de rayos X de dispersión de energía. Cuando la capa de cristalización asistida es del tipo isla o muy delgada, es difícil confirmar su presencia utilizando este método.

El segundo método comprende capas de ataque químico lento formadas sobre un sustrato del medio de registro de información óptico por bombardeo iónico, en una dirección perpendicular a la superficie del sustrato, analizando elementos presentes en respectivas posiciones en las capas formadas sobre el sustrato, utilizando espectrometría secundaria de masa iónica (SIMS) o espectroscopia electrónica Auger (AES). Este método es eficaz cuando la capa de cristalización asistida es de tipo isla o muy delgada.

De acuerdo con este método, al ser la capa de registro atacada lentamente hacia un interfaz entre la capa de registro y la capa de cristalización asistida, mientras los elementos están siendo analizados, la cantidad de elementos que componen la capa de cristalización asistida aumenta hacia el interfaz entre la capa de cristalización asistida y su capa inferior (en general, la capa dieléctrica), y después de alcanzar el interfaz, disminuir rápidamente. Al hallar este fenómeno, se conocerá la presencia de la capa de cristalización asistida.

Como ejemplo, en el caso de un disco óptico que tiene una estructura de capas de un sustrato/una primera capa dieléctrica/una capa de cristalización asistida/una capa de registro/una segunda capa dieléctrica/una capa de reflexión/una capa de resina curada UV, se explicará un método para la confirmación de la presencia de la capa de cristalización asistida, utilizando el segundo método, tal como se indica a continuación. En primer lugar, se adhiere una cinta adhesiva a la capa de resina curada UV para separar de esta manera la capa de varias capas con respecto al sustrato. En este momento, dado que la segunda capa dieléctrica se separa, de modo general, con respecto a la capa de registro, el sustrato sobre el que permanecen la capa de registro y la capa de cristalización asistida es sometido a la espectrometría secundaria de masa iónica o espectroscopia electrónica Auger para analizar los elementos usados al atacar lentamente desde la cara de la capa de registro.

En el caso de un disco óptico en el que la capa de registro comprende Ge, Te y Sb y en el que la capa de cristalización asistida adopta la forma de una película de Bi de tipo islas discontinuas, la presencia de Ge, Te y Sb es confirmada, en primer lugar, por análisis de los elementos. Al atacar adicionalmente las capas del sustrato, se reconoce la presencia de Bi. Al seguir atacando, aumenta la cantidad de Bi, mientras que las cantidades de Ge, Te y Sb disminuyen gradualmente. Cuando la capa dieléctrica es alcanzada no se observa presencia de Ge, Te, Sb y Bi. Por lo tanto, cuando se encuentra dicho fenómeno en el segundo método, se puede determinar que el disco óptico comprende una capa de cristalización asistida formada por una película de Bi de tipo de islas discontinuas.

Un disco óptico cuya capa de registro se cristaliza inmediatamente después de su formación, se distingue fácilmente con respecto a un disco óptico cuya capa de registro se cristaliza en el proceso de inicialización, con el método siguiente.

En el disco óptico cuya capa de registro es cristalizada por el dispositivo de inicialización utilizando radiación general por rayos láser, las periferias más interna y más externa de la capa de registro no se inicializan, permaneciendo en estado amorfas debido a la composición del dispositivo de inicialización. Así pues, las periferias más interna y más externa del disco y su parte intermedia son de distinta capacidad de reflexión, que se reconocerá visualmente por los técnicos en la materia. En los ejemplos comparativos, en el disco óptico cuya capa de registro cristaliza inmediatamente después de su formación y no está sometida al proceso de inicialización, no existe dicha diferencia de reflectividad, a causa de que la superficie de la capa de registro está cristalizada en su conjunto.

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Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es una vista en sección de una estructura de capa de un medio de registro de información óptico correspondiente a una realización de la presente invención;

la figura 2 es un gráfico triangular indicativo de una gama preferente de una proporción de los elementos correspondientes de Ge-Sb-Te como componentes principales de la capa de registro;

la figura 3 es un gráfico de difracción de espectro de rayos X obtenido por difracción de rayos X a partir de muestras de difracción de rayos X A-C de la segunda realización;

la figura 4 es una fotografía de capa delgada correspondiente a una capa de cristalización asistida del ejemplo 3-1;

la figura 5 es una fotografía de una capa delgada correspondiente a una capa de cristalización asistida de un ejemplo 3-2; y

la figura 6 es un gráfico del espectro de difracción de rayos X obtenido por difracción de rayos X a partir de muestras de difracción por rayos X A-G de una tercera realización.

Mejor forma de llevar a cabo la invención

Primera realización:

Discos ópticos de cambio de fase, cada uno de los cuales tiene una estructura de capas, según la figura 1, se fabricaron del modo siguiente:

En primer lugar, como sustrato (1), se preparó un sustrato de policarbonato con un orificio central, poseyendo un diámetro de 120 mm, un grosor de 0,6 mm, y una ranura de guía helicoidal de 0,74 \mum de anchura y 1,4 \mum de paso de la pista.

A continuación, se formaron sobre este sustrato (1) una primera capa dieléctrica (2) de una mezcla de ZnS y SiO_{2} (el contenido de SiO_{2} es de 30% molar) y poseyendo un grosor de 2500 \ring{A}, una capa de cristalización asistida (3) producida de cada uno de los materiales mostrados en la tabla 1, y poseyendo un grosor correspondiente mostrado también en la tabla 1, una capa de registro (4) de una aleación Ge-Te-Sb con un grosor de 200 \ring{A}, una segunda capa dieléctrica (5) de una mezcla de ZnS y SiO_{2} (en contenido de SiO_{2} es 30% molar) poseyendo un grosor de 150 \ring{A}, y una capa reflectante (6) de una aleación Al - Ti (el contenido de Ti es 1,1% atómico) poseyendo un grosor de 800 \ring{A} por el orden mencionado. En el ejemplo comparativo 1-1, no se formó capa de cristalización asistida (3). Se formó una capa de resina curada por UV (7) sobre la capa reflectante (6).

La formación de la primera y segunda capas dieléctricas (2) y (5) fue llevada a cabo por bombardeo iónico RF, utilizando la mezcla de ZnS y SiO_{2} (el contenido de SiO_{2} era de 30% molar) como objetivo. Se utilizó gas argón como atmósfera gaseosa para el bombardeo iónico.

La formación de la capa de cristalización asistida (3) fue llevada a cabo por bombardeo iónico en corriente continua, utilizando cada uno de los materiales cuya pureza era de 99,9% atómico como objetivo. Se utilizó gas argón como atmósfera gaseosa.

La formación de la capa de registro (4) fue llevada a cabo por bombardeo iónico por corriente continua, utilizando una aleación de Ge - Te - Sb como objetivo. Se utilizó un gas argón como gas de la atmósfera. El análisis de la capa de registro (4) por rayos X fluorescentes aclaró que la composición de la capa de registro formada era Ge = 21% atómico, Te = 24% atómico, y Sb = 55% atómico.

La formación de la capa reflectante (6) fue llevada a cabo por bombardeo iónico en corriente continua, utilizando una aleación de Al - Ti (el contenido de Ti era de 1,1% atómico) como objetivo. Se utilizó un gas argón como atmósfera gaseosa.

La formación de la capa de resina (7) curada por UV fue llevada a cabo por recubrimiento por centrifugación de la capa reflectante (6) con una resina curable por UV y, a continuación, por irradiación de la resina con rayos UV.

La tabla 1, que se ha adjuntado, muestra los materiales y grosores, estructuras cristalinas, valores de B de la expresión (a) (intervalos atómicos de los cristales), y valores de la inconformidad de la retícula calculados a partir de la expresión (a) de las capas de cristalización asistida los respectivos ejemplos y ejemplos comparativos.

El valor de A de la expresión (a) es de 4,325 \ring{A}. Cuando la estructura cristalina tiene un sistema hexagonal, el valor de B es uno de los intervalos atómicos en la dirección axial a y el intervalo atómico en la dirección axial c, que tiene la menor de las diferencias entre A y estos intervalos atómicos. Cuando la estructura cristalina tiene un sistema de retícula cúbica centrada en el cuerpo, el valor de B es uno de los intervalos atómicos en la dirección <100> y el intervalo atómico en la dirección <111>, que tiene la menor de las diferencias entre A y estos intervalos atómicos. Cuando la estructura cristalina tiene un sistema monoclínico, el valor de B es el intervalo atómico entre los átomos más próximos.

En primer lugar, la reflectividad y características de registro (CNR (Proporción Portador a Ruido) y proporción o relación de borrado) de cada uno de los ejemplos 1-1 a 1-4 y ejemplos comparativos 1-1 a 1-7 de discos ópticos no inicializados, obtenidos de este modo, fueron medidas. A continuación, se midieron la reflectividad y características de registro (CNR y proporción de borrado) de cada ejemplo después de su iniciación.

La medición del CNR y proporción de borrado del disco de cada ejemplo se llevó a cabo después de registro una vez y por sobreescritura, 100 veces. La medición de la reflectividad y las características de registro se realizaron con ayuda de un láser de longitud de onda 640 nm con lentes objetivo con NA de 0,6.

La inicialización fue llevada a cabo haciendo girar el disco con una velocidad lineal de 5 m/s y haciendo que el haz de rayos láser con una longitud de onda de 820 nm escaneara el mismo lugar del disco diez o más veces. El perfil en sección transversal del haz de rayos láser era una elipse con un eje mayor de 96 \mum y un eje menor de 1,5 \mum. De esta manera, el área plana entre dos ranuras de guía adyacentes fue inicializada a efectos de tener la misma situación que en las ranuras de guía.

La medición de la reflectividad del disco fue llevada a cabo sobre zonas planas libres de ranuras de cada disco, antes y después de su inicialización. La medición de la reflectividad del disco después de su inicialización fue llevada a cabo después de haber confirmado que el disco estaba suficientemente cristalizado en el proceso de inicialización, de manera tal que la reflectividad estaba saturada.

La medición de la proporción C/N de cada disco se llevó a cabo después del registro de una señal única, cuyas longitudes de marcado y de separación eran de 0,61 \mum, y después la sobreescritura de la misma señal 100 veces durante la rotación del disco con una velocidad lineal de 6 m/s.

La medición de la proporción de borrado se llevó a cabo midiendo la magnitud de la disminución en la onda portadora de una señal, cuyas longitudes de marcado y de separación eran de 0,61 \mum después de haber grabado una señal con una longitud de marcado y de separación de 0,61 \mum o después de la sobreescritura en 100 veces, y después de ello, se efectúa la sobreescritura una vez de una señal cuyas longitudes de marcado y de separación eran de 2,85 \mum. Los resultados de estas mediciones se muestran conjuntamente en la adjunta tabla 2.

Tal como se apreciará de la tabla 2, las estructuras cristalinas de los materiales que componen las capas de cristalización asistida de los ejemplos 1-1 a 1-4 son de un sistema de retícula cúbica centrada en una cara, y el valor absoluto de la inconformidad de la retícula no es superior a 8%. Por lo tanto, se obtuvieron resultados satisfactorios antes de la inicialización; es decir, la proporción C/N era de 45 dB o superior, la proporción de borrado era de 20 dB o superior, y la reflectividad era de 15% o superior. La diferencia entre antes y después de la inicialización, con respecto a la reflectividad, proporción C/N y proporción de borrado, era pequeña. No había una diferencia grande entre la proporción C/N y proporción de borrado después de registro una vez y 100 veces. Por lo tanto, la necesidad del proceso de inicialización puede ser eliminada.

En ejemplos comparativos, los ejemplos comparativos 1-1 a 1-7 no mostraron resultados satisfactorios de todas las condiciones, es decir; 45 dB o más en la proporción C/N, 20 dB o más de proporción de borrado y 15% o más de la reflectividad, como características antes de la inicialización, pero mostraron resultados satisfactorios después de la inicialización. Por lo tanto, la etapa de inicialización no puede se eliminada. Las estructuras cristalinas de los materiales que componen las capas de cristalización asistida de los ejemplos comparativos 1-4 y 1-5 son de un sistema de retícula romboédrica, pero contienen Te. Por lo tanto, se obtuvieron dichos resultados.

El ejemplo comparativo 1-4 utilizó materiales de la capa de cristalización asistida que contiene Te y Se. Preferentemente, el Se no debe ser utilizado porque presenta toxicidad y se tiene que manipular con cuidado cuando se produce el objetivo o diana, o la capa. Por esta razón, la composición de los ejemplos comparativos 1-4 no es preferente porque no se puede eliminar la necesidad del proceso de inicialización y, asimismo, la etapa de producción se complica.

Segunda realización:

Ejemplo 2-1

Se produjo, del modo siguiente, un disco óptico de cambio de fase con la misma estructura de capas de la figura 1.

En primer lugar, una primera capa dieléctrica (2) con un grosor aproximado de 1400 \ring{A} fue formada sobre un sustrato de policarbonato (1) con un diámetro de 90 mm y un grosor de 0,6 mm con una ranura de guía para un haz de rayos láser por bombardeo iónico RF con ayuda de un objetivo de ZnS - SiO_{2}. A continuación, se formó una capa de Sb con un grosor de 50 \ring{A} como capa de cristalización asistida (3) sobre la primera capa dieléctrica (2) por bombardeo iónico con ayuda de un objetivo o diana de Sb.

Una capa de registro (4) con un grosor de 200 \ring{A} de Ge_{2}Te_{5}Sb_{2} fue formada sobre la capa de cristalización asistida (3) por bombardeo iónico con ayuda de un objetivo o diana de aleación de Ge - Te - Sb. Una segunda capa dieléctrica (5) con un grosor de 200 \ring{A} fue formada a continuación sobre la capa de registro (4) por bombardeo iónico con ayuda de un objetivo o diana de ZnS - SiO_{2}. Una capa reflectante (6) con un grosor de 1500 \ring{A} fue formada a continuación sobre la segunda capa dieléctrica (5) por bombardeo iónico con ayuda de un objetivo de aleación de Al. A continuación, una resina curable por UV fue aplicada como recubrimiento por centrifugación sobre la capa reflectante (6) que se desea curar, para formar de este modo una capa de resina (7) curada por UV.

En la capa de registro (4) del disco óptico de cambio de fase, la proporción x, y, y z de las respectivas cantidades de los elementos componentes Ge, Sb y Te (Ge : Sb : Te = x : y : z siendo x + y + z = 1) eran 0,22 : 0,22 : 0,56, lo que satisfacía las expresiones (1)-(3) simultáneamente.

Ejemplo comparativo 2-1

Se fabricó un disco óptico de cambio de fase de manera similar a la del ejemplo 2-1, a excepción de que no se formó capa (3) por cristalización asistida.

Ejemplo 2-2

Se fabricó un disco óptico de cambio de fase con la misma estructura de capas de la figura 1 del modo siguiente:

Se formó una primera capa dieléctrica (2) con un grosor aproximado de 1400 \ring{A} sobre un sustrato (1) similar al del ejemplo 2-1, de manera similar a la del ejemplo 2-1. Una capa de Sb con un grosor de 65 \ring{A} fue constituida a continuación como capa de cristalización asistida (3) sobre la primera capa dieléctrica (2) de manera similar a la que se utilizó en ejemplo 2-1. A continuación, la capa de cristalización asistida (3) fue irradiada con luz (durante cinco minutos con una potencia de 500 W) mediante una lámpara halógena para cristalizar adicionalmente la capa de cristalización asistida (3).

Una capa de registro (4) de Ge_{31}Te_{57}Sb_{12} con un grosor de 225 \ring{A} fue formada a continuación sobre la capa de cristalización asistida (3) por bombardeo iónico con ayuda de un objetivo de aleación de Ge - Te - Sb. Una segunda capa dieléctrica (5) de ZnS-SiO_{2} con un grosor de 200 \ring{A}, y una capa reflectante (6) de una aleación de Al con un grosor de 1500 \ring{A} fueron formadas secuencialmente por bombardeo iónico sobre la capa de registro (4) de manera similar a la del ejemplo 2-1. A continuación, se formó una capa (7) de resina curada por UV y se dispuso sobre la capa reflectante (6) igual que en ejemplo 2-1.

En la capa de registro (4) del disco óptico de cambio de fase, la proporción de x, y, y z de las magnitudes respectivas de los elementos componentes Ge, Sb y Te era Ge : Sb : Te = x : y : z = 0,31 : 0,21 : 0,57 siendo x + y + z = 1, y satisfacía simultáneamente las expresiones (1)-(3).

Ejemplo 2-3

Se produjo, de la manera siguiente, un disco óptico de cambio de fase con la misma estructura de capas de la figura 1:

Una primera capa dieléctrica (2) con un grosor aproximado de 1400 \ring{A} fue formada sobre el sustrato (1) similar al del ejemplo 2-1, de manera similar al del ejemplo 2-1. Una capa de Bi con un grosor de 50 \ring{A} fue formada a continuación como capa de cristalización asistida (3) sobre la primera capa dieléctrica (2) por bombardeo iónico con ayuda de un objetivo o diana de Bi. A continuación, la capa de cristalización asistida (3) fue irradiada con luz (durante cinco minutos con una potencia de 500 W) mediante una lámpara de halógeno para cristalizar adicionalmente la capa (3) de cristalización asistida.

Una capa de registro (4) de Ge_{23}Te_{54}Sb_{23} con un grosor de 225 \ring{A} fue formada a continuación sobre la capa de cristalización asistida (3) por bombardeo iónico con ayuda de un objetivo de una aleación de Ge - Te - Sb. Una segunda capa dieléctrica (5) de ZnS - SiO_{2} con un grosor de 200 \ring{A}, y la capa reflectante (6) de una aleación de Al con un grosor de 1500 \ring{A} se formaron secuencialmente por bombardeo iónico sobre la capa de registro (4), de manera similar al ejemplo 2-1. A continuación, se formó una capa (7) de resina curada por UV y se dispuso sobre la capa reflectante (6) igual que en el ejemplo 2-1.

En la capa de registro (4) del disco óptico de cambio de fase, la proporción x, y, y z de las cantidades respectivas de los elementos componentes de Ge, Sb, y Te era Ge : Sb : Te = x : y : z = 0,23 : 0,23 : 0,54 : siendo x + y + z = 1, y satisfacía simultáneamente las expresiones (1)-(3).

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Ejemplo 2-4

Se produjo, del modo siguiente, un disco óptico de cambio de fase con igual estructura de fases que en la figura 1:

Una primera capa dieléctrica (2) con un grosor aproximado de 1400 \ring{A} fue formada sobre un sustrato (1) semejante al del ejemplo 2-1, de manera similar a la del ejemplo 2-1. Una capa de Bi con un espesor de 50 \ring{A} fue formada a continuación como capa de cristalización asistida (3) sobre la primera capa dieléctrica (2) por bombardeo iónico con ayuda de un objetivo de Bi.

Una capa de registro (4) de Ge17Te55Sb28 con un grosor de 225 \ring{A} fue formada a continuación sobre la capa de cristalización asistida (3) por bombardeo iónico con ayuda de un objetivo de aleación de Ge - Te - Sb. Una segunda capa dieléctrica (5) de ZnS-SiO_{2} con un grosor de 200 \ring{A} y una capa reflectante (6) de una aleación de Al con un grosor de 1500 \ring{A} fueron formadas a continuación secuencialmente por bombardeo iónico sobre la capa de registro (4) de manera similar a la del ejemplo 2-1. A continuación, se formó una capa de resina (7) curada por UV y se dispuso sobre la capa reflectante (6) igual que en el ejemplo 2-1.

En la capa de registro (4) del disco óptico de cambio de fase, la proporción de x, y, y z de las respectivas cantidades de los elementos componentes Ge, Sb, y Te era Ge : Sb : Te = x : y : z = 0,17 : 0,28 : 0,55 siendo x + y + z = 1, y satisfacía las expresiones (1)-(3) simultáneamente.

Ejemplo 2-5

Un disco óptico de cambio de fase con la misma estructura de capas que en la figura 1 fue fabricado de manera similar al del ejemplo 2-4, excluyendo la formación de una capa de Ge_{37}Te_{54}Sb_{9} con un grosor de 225 \ring{A} como la capa de registro (4).

En la capa de registro (4) del disco óptico de cambio de fase, la proporción x, y, y z de las respectivas cantidades de los elementos componentes Ge, Sb, y Te era Ge : Sb : Te = x : y : z = 0,37 : 0,09 : 0,54 siendo x + y + z = 1, y satisfacía las expresiones (1)-(3) simultáneamente.

Ejemplo 2-6

Un disco óptico de cambio de fase con la misma estructura de capas de la figura 1 fue producido de manera similar a la del ejemplo 2-1, excepto que el grosor de la primera capa dieléctrica (2) de ZnS-SiO_{2} era de 1200 \ring{A}; que el grosor de la capa de cristalización asistida (3) era de 100 \ring{A}; y el grosor de la capa de registro (4) de aleación de Ge_{2}Te_{5}Sb_{2} era de 250 \ring{A}; que el grosor de la segunda capa dieléctrica (5) de ZnS-SiO_{2} era de 150 \ring{A}; y que el grosor de la capa reflectante (6) de aleación de Al era de 500 \ring{A}.

Se produjo una muestra A de difracción por rayos X que comprendía respectivas capas formadas sobre el sustrato liso de cristal, siendo cada una de las capas correspondientes exactamente iguales en estructura que una capa correspondiente de las capas del último disco mencionado.

Se produjo también una muestra B de difracción por rayos X de manera similar a la de la muestra A, excluyendo que el grosor de la capa de Sb como capa de cristalización asistida (3) con un grosor de 180 \ring{A} fue formada sobre el sustrato de vidrio liso, y que no se formaron capas correspondientes a la capa de grabación (4), capa reflectante (6) y capa (7) de resina curada por UV.

Ejemplo comparativo 2-2

Se produjo un disco óptico de cambio de fase de manera similar al del ejemplo 2-6, excluyendo la formación de capas correspondientes a la capa (3) de cristalización asistida.

Se produjo una muestra C de difracción por rayos X que comprendía respectivas capas formadas sobre un sustrato de vidrio liso, siendo cada una de las capas exactamente iguales en su estructura que la correspondiente de las capas del disco mencionado en último lugar.

Ejemplo 2-7

Se produjo un disco óptico de cambio de fase con la misma estructura de fases de la figura 1, de manera similar a la del ejemplo 2-4, excluyendo la formación de una capa de Ge_{43}Te_{52}Sb_{4} con un grosor de 225 \ring{A} como capa de registro (4).

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En la capa de registro (4) del disco óptico de cambio de fase, la proporción x, y, y z de las respectivas cantidades de los elementos componentes Ge, Sb, y Te era Ge : Sb : Te = x: y : z = 0,43 (=43/99) : 0,04 (= 4/99) : 0,53 (=52/99) siendo x + y + z = 1. El valor de x era superior al límite superior de la gama de la expresión (1) y el valor de y era menor que el límite inferior de la gama de la expresión (2).

Ejemplo 2-8

Se produjo un disco óptico de cambio de fase con una estructura igual a la de la figura 1, de manera similar a la del ejemplo 2-4, excluyendo la formación de la capa de Ge_{25}Te_{40}Sb_{35} con un grosor de 225 \ring{A} como capa de registro (4).

En la capa de registro (4) del disco óptico de cambio de fase, la proporción x, y, y z de las respectivas cantidades de los elementos componentes Ge, Sb, y Te era Ge : Sb : Te = x : y : z = 0,25 : 0,35 : 0,40 siendo x + y + z = 1. El valor de z era menor que el límite inferior de la gama de la expresión (3).

Ejemplo 2-9

Se produjo un disco óptico de cambio de fase con la misma estructura de capas de la figura 1, de manera similar a la del ejemplo 2-4, excluyendo la formación de una capa de Ge_{25}Te_{32}Sb_{43} con un grosor de 225 \ring{A} como capa de registro (4).

En la capa de registro (4) del disco óptico de cambio de fase, la proporción x, y, y z de las respectivas cantidades de los elementos componentes Ge, Sb, y Te era Ge : Sb : Te = x : y : z = 0,25 : 0,43 : 0,32 siendo x + y + z = 1. El valor de z era menor al del límite inferior de la gama de la expresión (3).

Ejemplo 2-10

Se produjo un disco óptico de cambio de fase con la misma estructura de capas que el de la figura 1, de manera similar al del ejemplo 2-4, excluyendo la formación de la capa de Ge_{20}Te_{67}Sb_{13} con un grosor de 225 \ring{A} como capa de registro (4).

En la capa de registro (4) del disco óptico de cambio de fase, la proporción x, y, y z de las respectivas cantidades de los elementos componentes Ge, Sb, y Te era Ge : Sb : Te = x : y : z = 0,20 : 0,13 : 0,67 siendo x + y + z = 1. El valor de z es mayor que el límite superior de la gama de la expresión (3).

Efectos ventajosos producidos por la capa de cristalización asistida

Las características de reflectividad y de registro (CNR ("Carrier to Noise Ratio") y proporción de borrado) de cada uno de los discos ópticos de los ejemplos 2-1 a 2-10 y ejemplos comparativos 2-1 y 2-2, obtenidos de este modo, fueron medidos antes de la inicialización. También fueron medidos después de la inicialización.

La inicialización fue llevada a cabo por irradiación de los discos correspondientes con un haz de rayos láser con una longitud de onda de 680 nm, utilizando el "MO Disk Bulk Eraser LK101A" fabricado por K.K. Shibasoku. La medición de las características de registro fue llevada a cabo del modo siguiente. En primer lugar, se moduló un haz de rayos láser con una longitud de onda de 680 nm para cada muestra entre una potencia pico óptima y una potencia de polarización óptima. Cada muestra de disco óptico que giraba a 1800 rpm fue irradiada con el haz de rayos láser modulado para llevar a cabo registro inicial con una primera señal de registro y el CNR fue medido a continuación. A continuación, la siguiente señal inicial de la muestra fue sobreescrita por una señal de registro distinta de la primera señal de registro, y a continuación se midió una proporción de borrado de la señal de registro inicial.

En las muestras de los ejemplos 2-1 a 2-3, 2-8, 2-9 y el ejemplo comparativo 2-1, las primera y segunda frecuencias de señal de registro fueron de 1,08 y 3,89 Mhz, respectivamente. En las muestras de los ejemplos 2-4 a 2-7,
2-10 y ejemplo comparativo 2-2, las secuencias de la primera y segunda señales de registro fueron 3,89 y 1,08 Mhz, respectivamente.

Los resultados de medición de estas características se muestran en la tabla 3 adjunta. En las muestras de los ejemplos 2-8 a 2-10, la reflectividad de los registros iniciales de cada disco antes de la inicialización era excesivamente baja, y el CNR y proporción de borrado no se pudieron medir.

Tal como se apreciará de la tabla 3, la diferencia entre antes y después de la inicialización con respecto a la reflectividad, CNR y proporción de borrado de cada una de las muestras de los ejemplos 2-1 a 2-6 es pequeña en comparación con las muestras de los ejemplos comparativos 2-1 y 2-2, que no incluyen capa de cristalización asistida. Se observará en cada una de las muestras de los ejemplos 2-1 y 2-6 que su capa de registro ha sido cristalizada por la capa de cristalización asistida relacionada, y que sus características de registro han sido mejoradas. Se apreciará que especialmente en los ejemplos 2-2 y 2-3 en los que la capa de cristalización asistida fue cristalizada antes de formación de la capa de registro, existe poca diferencia entre antes y después de la inicialización con respecto a la reflectividad, CNR y proporción de borrado. Por lo tanto, se observará que la necesidad del proceso de inicialización se eliminará. En las muestras de los ejemplos 2-1 a 2-3, se obtuvieron los resultados especialmente preferentes de que el CNR y la proporción de borrado eran de 53 y 25 dB o más, respectivamente.

Por comparación de los ejemplos 2-3 a 2-5 y 2-7 a 2-10, cada uno de los cuales comprende la capa Bi con el mismo grosor de 50 \ring{A} como capa de cristalización asistida pero que son distintos en la composición de la capa de registro, se observará que dado que la proporción x : y : z indicativa de la composición de la capa de registro de cada una de las muestras de los ejemplos 2-7 a 2-10 no satisface las expresiones (1)-(3) simultáneamente, la capa de registro es difícil de cristalizar y que la reflectividad antes de la inicialización es muy baja en comparación con los ejemplos 2-3 a 2-5.

Resultados de la difracción de rayos X

Las orientaciones de los cristales de las capas de cristalización asistida y las capas de registro de las muestras de difracción por rayos X A-C, producidas tal como se han descrito anteriormente, fueron examinadas en el aparato de difracción por rayos X fabricado por K.K. Rigaku con un CuK\alpha1 como fuente de luz.

Dado que la estructura cristalina de la fase cristalina de la capa de registro del disco óptimo de cambio de fase (tipo Ge - Sb - Te) tenía estructura NaCl, la estructura cristalina de la capa de registro recibió un indicio representativo de la estructura NaCl. Dado que se utilizó Sb o Bi como material de la capa de cristalización asistida, la estructura cristalina de la capa de cristalización asistida recibió un índice representativo de una estructura rhomboédrica. La asignación de un índice representativo de la estructura rhomboédrica se realizó convirtiendo la estructura rhomboédrica en un sistema de retícula hexagonal, tal como se realiza generalmente.

La figura 3 es un gráfico de espectro de difracción de rayos X en el que el eje vertical representa la intensidad de difracción (l) y el eje horizontal un valor doble del ángulo de difracción \theta obtenido a partir de las respectivas muestras A-C.

Se observó que cuando la muestra C fue sometida directamente a difracción por rayos X, no se observaron picos de difracción y que su capa de registro era amorfa. De este modo, esta muestra fue calentada en una estufa a la temperatura de 275ºC durante 10 minutos. A continuación, la muestra resultante (nueva muestra C) fue sometida nuevamente a difracción por rayos X obteniendo el espectro mostrado en la figura 3.

Se apreciará de este gráfico que la muestra A (que posee su capa de cristalización asistida inmediatamente por debajo de la capa de registro) muestra picos en (111), (222) y (003) según ángulos de 2\theta = 25,7, 52,9 y 23,7 grados, respectivamente. También se observará que la muestra B (incluyendo solamente la primera capa dieléctrica y capa de cristalización asistida) muestra picos en (003) y (006) en ángulos de 2\theta = 23,7 y 48,5 grados, respectivamente. Se observará además que la muestra C (que tiene exactamente la misma estructura que la muestra A, excluyendo que no se dispone capa de cristalización asistida) muestra picos en (200), (220) y (222) con ángulos de 2\theta = 29,7, 42,7 y 52,9 grados, respectivamente.

Dado que los picos (111) (222) del cristal de GeSbTe aparecieron en el modelo de difracción por rayos X de la muestra A, se apreciará que la capa de registro de la muestra A fue cristalizada después de su formación.

La orientación de los átomos de Sb que componen la capa de cristalización asistida se puede conocer del gráfico de la muestra B. Más particularmente, se observará que el polvo de Sb tiene elevadas intensidades pico en (012) y (104) mientras que los átomos de Sb de la película de Sb formada en la primera capa dieléctrica están orientados en los planos (003) y (006).

Al comparar las muestras A y C, se observará que las orientaciones de sus cristales difieren dependiendo de si incluyen una capa de cristalización asistida, incluso en el caso de que tengan capas de registro de la misma composición y grosor. En este ejemplo específico, la presencia de capas de cristalización asistida provoca que desaparezcan los picos en (200) y (220).

Tercera realización:

Ejemplo 3-1

Se preparó del modo siguiente un disco óptico de cambio de fase con la misma estructura de capas de la figura 1.

En primer lugar, se formó una primera capa dieléctrica (2) con un espesor aproximado de 100 nm sobre el sustratode policarbonato (1) con un diámetro de 90 mm y un grosor de 0,6 milímetros con una ranura de guía para un haz de rayos láser por bombardeo iónico RF con ayuda de un objetivo de ZnS - SiO_{2}. A continuación se formó una película de Bi con un grosor de 3 nm como capa de cristalización asistida sobre la primera capa dieléctrica (2) por bombardeo iónico con ayuda de un objetivo de Bi.

Se formó una capa de registro (4) de Ge_{20,3}Te_{56,7}Sb_{23,0} con un grosor de 20 nm sobre la capa (3) de cristalización asistida por bombardeo iónico con ayuda de un objetivo de una aleación de Ge – Te - Sb. Una segunda capa dieléctrica (5) con un grosor de 12 nm fue formada a continuación sobre la capa de registro (4) por bombardeo iónico con ayuda del objetivo de ZnS - SiO_{2}. Una capa reflectante (6) con un grosor de 70 nm fue formada a continuación sobre la segunda capa dieléctrica (5) por bombardeo iónico con ayuda de un objetivo de aleación de Al. Una resina curable por UV fue aplicada a continuación por centrifugación sobre la capa reflectante (6) que debía ser curada para formar de esta manera una capa (7) de resina curada por UV.

Las características de registro del disco óptico, obtenido de este modo, se midieron sin inicialización del modo siguiente: En primer lugar, se moduló un haz de rayos láser con una longitud de ondas de 680 nm entre una potencia pico de 12 mW y una potencia de polarización de 5 mW. La muestra del disco óptico se hizo girar a una velocidad lineal de 6 m/s, siendo irradiada con el haz de rayos láser modulado para llevar a cabo su registro inicial y se midió su CNR. La frecuencia de registro era de 5 MHz y la potencia leída era de 1 mW. Los CNR de los registros de los discos ópticos se midieron después de dos, tres y cuatro sobreescrituras u operaciones de registro.

Los CNR medidos después de una, dos, tres y cuatro operaciones de sobreescritura o registro fueron de 49,7, 48,8, 48,7 y 48,3 dB, respectivamente. Se apreciará que el CNR disminuyó en 0,9 dB después de las dos operaciones de registro.

El estado de la muestra presente después de la formación de su capa de cristalización asistida (3) y antes de la formación de la capa de registro (4) se observó con ayuda de un microscopio de alta resolución SEM (UHRSEM que era el HITACHI S-5000 fabricado por Hitachi Seisakusho) con un voltaje de 15 kV. Se muestra en la figura 4 una fotografía de esta imagen electrónica por reflexión.

Se apreciará por esta fotografía que la capa (3) de cristalización asistida adopta forma de una película tipo isla discontinua, en la que la mayor parte de la isla tiene una longitud de 8-40 nm, siendo la longitud mayor de 70 nm. El intervalo entre las islas eran 20 nm como máximo. La medición por un microscopio de fuerza atómica (AFM: Topo Metrix TMX-2000) en modalidad de contacto aclaró que el grosor promedio de las islas era de 2,04 nm.

Ejemplo 3-2

Se produjo un disco óptico de cambio de fase con la misma estructura de capas que en la figura 1, de manera similar a la del ejemplo 3-1, excluyendo que la capa Bi con un grosor aproximado de 1,5 nm fue formada como capa de cristalización asistida (3).

Las características de registro del disco óptico, obtenido de este modo, se midieron sin inicialización tal como en el ejemplo 3-1. Los CNR medidos después de una, dos, tres y cuatro operaciones de sobreescritura o registro fueron de 51,7, 52,1, 51,8 y 52,0 dB, respectivamente. Se observará que no se produjo disminución en el CNR después de dos o más operaciones de registro.

El estado de la muestra presente después de la formación de su capa (3) de cristalización asistida y antes de la formación de su capa (4) de registro se observó con ayuda de un SEM de alta resolución de manera similar al que se llevó a cabo en el ejemplo 3-1. Se muestra una fotografía de esta imagen electrónica reflectante en la figura 5.

Se observará de esta fotografía que la capa (3) de cristalización asistida adopta forma de una película discontinua de tipo isla, en la que la mayor parte de las islas tienen una longitud de 4-20 nm, siendo la longitud mayor de 25 nm y el intervalo entre islas de 13 nm como máximo. Una medición similar a la del Ejemplo 3-1 en modalidad de contacto aclaró que el grosor promedio de una isla era de 1,73 nm.

Ejemplo 3-3

Un disco óptico de cambio de fase con la misma estructura de capas que la figura 1 fue producida de manera similar al del ejemplo 3-1, excluyendo que la capa Bi con un grosor aproximado de 0,65 nm fue formada como capa de cristalización asistida (3).

La medición de las características de registro del disco óptico no inicializado, obtenido de este modo, clarificó que su CNR era de 50,8 dB después de registro por primera vez, 51,1 dB después de dos operaciones de registro, 51,3 dB después de tres operaciones de registro, y 51,3 dB después de cuatro operaciones de registro. Es decir, no hubo disminución de CNR después de registro de dos veces o más.

Ejemplo 3-4

Se produjo un disco óptico de cambio de fase con la misma estructura de fases que la figura 1, de manera similar a la del ejemplo 3-1, excluyendo que la capa Bi con un grosor aproximado de 0,3 nm fue formada como capa de cristalización asistida (3).

La medición de las características de registro del disco óptico no inicializado, obtenido de este modo, clarificó que su CNR era de 54,0 dB después de la primera operación de registro, 54,1 dB después de dos operaciones de registro, 53,9 dB después de tres operaciones de registro, y 54,2 dB después de cuatro operaciones de registro. Es decir, no tubo lugar disminución de CNR después de registro de dos veces o más.

Si bien la situación de esta muestra después de la formación de su capa de cristalización asistida (3) y antes de la formación de la capa de registro (4) se observó con SEM de alta resolución igual que en el ejemplo 3-1, no se pudieron reconocer objetos tipo isla. Dado que la resolución de este dispositivo era de 0,7 nm, se consideró que las dimensiones de los objetos de tipo isla como la capa de cristalización asistida (3) era menor de 0,7 nm. El grosor promedio de los objetos tipo isla se midió en 1,01 nm de manera similar a la utilizada en el ejemplo 3-1.

Ejemplo 3-5

Se produjo un disco óptico de cambio de fase con estructura de capa similar a la figura 1, de manera similar a la del ejemplo 3-1, excluyendo que la primera capa dieléctrica (2) tenía un grosor de 115 nm, que la capa de cristalización asistida (3) de Bi tenía un grosor de 1,5 nm, que la capa de registro (4) comprendía una capa de Ge_{22,1}Te_{56,4}Sb_{21,5} con un grosor de 22 nm, y que la capa reflectante (6) de aleación de Al tenía un grosor de 50 nm.

La medición de las características de registro del disco óptico no inicializado, obtenido de este modo, realizado de manera similar a la del ejemplo 3-1, clarificó que su CNR era de 53,2 dB después de registro en la primera vez, de 53,3 dB después de dos operaciones de registro, de 53,2 dB después de tres operaciones de registro, y de 53,2 dB después de cuatro operaciones de registro. Es decir, no se observó disminución en el CNR después de dos o más operaciones de registro.

Ejemplo 3-6

Se produjo un disco óptico de cambio de fase con la misma estructura de capas que en la figura 1, de manera similar a la del ejemplo 3-1, excluyendo que una capa de Bi con un grosor de 5,0 nm fue formada como capa de cristalización asistida (3).

La medición de las características de registro del disco óptico no inicializado, obtenido de esta manera, clarificó que su CNR era de 50,7 dB después de la primera operación de registro, de 47,5 dB después de dos operaciones de registro, de 47,9 dB después de tres veces de registro y 47,2 dB después de cuatro veces de registro. Es decir, se observó una disminución de 3,2 dB en el CNR después de dos veces de registro.

Cuando la situación de esta muestra después de la formación de su capa de cristalización asistida (3) y antes de la formación de la capa de registro (4) fue observada con ayuda del SEM de alta resolución igual que en los ejemplos
3-1, se observó que la capa de cristalización asistida (3) fue constituida en forma de película continua.

Efectos ventajosos producidos por la capa de cristalización asistida

Se apreciará de los resultados de los ejemplos 3-1 a 3-6 que cuando se formó la capa de cristalización asistida (3) de Bi en forma de película de tipo islas discontinuas, la necesidad de proceso de inicialización para cristalización de la capa de registro formada sobre la capa (3) de cristalización asistida quedó eliminada, y que los CNR medidos después de dos o más operaciones de registro por sobreescritura no daban resultados menores que los que se midieron en la operación inicial de registro.

Se observará asimismo que la capa (3) de cristalización asistida de Bi fue formada de manera que tenía un grosor de menos de 3 nm, proporcionando de esta manera una película discontinua tipo islas por bombardeo iónico general (cuando las condiciones de bombardeo iónico eran: por ejemplo, gas de bombardeo iónico Ar, presión de bombardeo iónico 0,5 Pa, y potencia consumida en corriente continua 10 W).

Cuando la longitud de la capa de cristalización asistida de tipo islas es menor de 100 nm, su película de tipo de islas discontinuas se obtiene fácilmente por bombardeo iónico general sin dibujo, por ejemplo. Para la capa (3) de cristalización asistida de tipo islas, preferentemente, su longitud es menor de 80 nm, y el intersticio máximo entre dos islas adyacentes es menos de 50 nm.

Estructuras cristalinas de la capa de registro y capa de cristalización asistida

Se produjo una muestra A de difracción por rayos X con la misma estructura de capas que en el ejemplo 3-5, excluyendo que no se formó sobre su cristal de cubrición la capa de resina curada por UV (7).

Se produjo una muestra B de difracción por rayos X con la misma estructura de capas que en la muestra A, excluyendo que no se formó capa (3) de cristalización asistida.

Se produjo una muestra C de difracción por rayos X con la misma estructura de capas que la muestra A, excluyendo que la capa de registro (4) tenía una composición de Ge_{18,7}Sb_{26,9}Te_{54,4}.

Se produjo una muestra D de difracción por rayos X con la misma estructura de capas que la muestra A, excluyendo que la capa de registro (4) tenía una composición de Ge_{26,4}Sb_{17,6}Te_{56,0}.

Se produjo una muestra E de difracción por rayos X con la misma estructura de capas que la muestra A, excluyendo que la capa de registro (4) tenía una composición de Ge_{30,8}Sb_{12,9}Te_{56,3}.

Se produjo una muestra F de difracción por rayos X con la misma estructura de capas que la muestra A, excluyendo que la capa de registro (4) tenía una composición de Ge_{36,5}Sb_{9,3}Te_{54,2}.

Se preparó una muestra G por difracción derayos X con la misma estructura de capas que la muestra A, excluyendo que la capa de registro (4) tenía una composición de Ge_{49,7}Te_{51,3}.

Dado que cada una de las muestras A, C-F tenían una película de tipo isla discontinua de Bi como capa de cristalización asistida (3), su capa de registro (4) fue cristalizada por la capa de cristalización asistida (3). Dado que la muestra B carecía de capa de cristalización asistida (3), su capa de registro (4) no había sido cristalizada. Por esta razón, la muestra B fue calentada a 275ºC durante 10 minutos en una estufa para cristalizar la capa de registro. La muestra B, obtenida de este modo, fue sometida a difracción de rayos X. La muestra G tenía la capa (3) de cristalización asistida, pero su capa de registro (4) no cristalizó inmediatamente después de su formación.

Las muestras de difracción por rayos X A-G fueron colocadas cada una de ellas en el aparato de difracción por rayos X para examinar la orientación de los cristales de la capa de cristalización asistida y de la capa de registro. En este caso, el aparato de difracción por rayos X fabricado por K.K. Rigaku, y CuK\alpha1 como fuente de luz fueron utilizados para el proceso. Dado que la estructura cristalina de la capa de registro (Ge - Sb - Te) del disco óptico de cambio de fase en su fase cristalina era una estructura NaCl, la estructura cristalina de la capa de registro se consideró que tenía estructura NaCl y recibió el índice correspondiente.

La figura 6 es un gráfico del espectro de difracción de rayos X de las respectivas muestras A-G en el que el eje vertical representa una intensidad de difracción (l) y el eje horizontal un valor doble del ángulo de difracción \theta.

Se apreciará de este gráfico que las muestras A-F muestran picos en (200) con 2\theta = 29,7 grados mientras que la muestra G no tiene picos. La intensidad del pico tiende a disminuir al aumentar el contenido de Ge de la capa de registro y al disminuir el contenido de Sb.

La muestra B tiene picos en (220) y (222) con 2\theta = 42,7 y 52,9 grados, respectivamente, además del pico en (200) y 2\theta = 29,7. Esto se considera debido a que la muestra B carece de capa de cristalización asistida (3). Se apreciará que, al formar una película tipo isla discontinua de Bi como capa de cristalización asistida (3) y formar además una capa de registro (4) de Ge - Sb -Te sobre la capa de cristalización asistida (3), los cristales de la capa de registro (4) se orientan fácilmente y de modo intenso en una superficie de (200) solamente.

Cuarta realización:

Ejemplo 4-1

Se preparó del modo siguiente un disco óptico de cambio de fase con la misma estructura de capas que en la figura 1.

En primer lugar, una primera capa dieléctrica (2) con un grosor aproximado de 100 nm fue formada sobre el sustrato de policarbonato (1) con un diámetro de 90 mm y un grosor de 0,6 mm con una ranura guía para un haz de rayos láser e irregularidades para las señales de dirección por bombardeo iónico RF con ayuda de un objetivo de ZnS - SiO_{2}. A continuación, se formó una capa de Bi con un grosor de 1,5 nm como capa de cristalización asistida (3) sobre la primera capa dieléctrica (2).

Se formó sobre la capa de cristalización asistida (3) una capa de registro (4) de Ge_{23}Te_{54}Sb_{23} con un grosor de 23 nm. La temperatura del sustrato (1) era de 35ºC antes de la formación de la capa de registro (4) durante la cual la temperatura del sustrato (1) no aumentó. Una segunda capa dieléctrica (5) ZnS - SiO_{2} con un grosor de 20 nm y una capa reflectante (6) de aleación de Al con un grosor de 150 nm fueron constituidas a continuación secuencialmente sobre la capa de registro (4) por bombardeo iónico. Una resina curable por UV fue aplicada como recubrimiento por centrifugación sobre la capa reflectante (6) y se sometió a curado formando una capa de resina curada por UV (7).

Ejemplo 4-2

Se preparó, de manera similar al ejemplo 4-1, un disco tipo de cambio de fase con la misma estructura de capas de la figura 1, excluyendo que, después de formar la capa de cristalización asistida (3), el sustrato (1) fue irradiado con luz procedente de una lámpara halógena para calentar el sustrato hasta 75ºC, y que la capa de registro (4) fue constituida inmediatamente después. La temperatura del sustrato fue mantenida en una gama de valores de 45 a 75ºC inclusive durante la formación de la capa de registro (4).

Ejemplo 4-3

Se preparó, de manera similar a la del ejemplo 4-1, un disco óptico de cambio de fase con la misma estructura de capas de la figura 1, excluyendo que, después de que se formó la capa de cristalización asistida (3), el sustrato (1) fue calentado hasta 55ºC con un calentador. La temperatura del sustrato fue mantenida en una gama de valores de 45 a 55ºC inclusive durante la formación de la capa de registro (4).

Ejemplo 4-4

Se produjo un disco óptico de cambio de fase con la misma estructura de capas de la figura 1, excluyendo que inmediatamente después de la formación del disco hasta la producción de la capa de cristalización asistida (3) de manera similar a la del ejemplo 4-1, se formó una capa de registro (4) de una aleación de Ge_{21}Te_{54}Sb_{25} con un grosor de 23 nm, que la temperatura del sustrato era de 45ºC inmediatamente después de la formación de la capa de cristalización asistida (3) y que la temperatura del sustrato se mantuvo en 45ºC durante la formación de la capa de registro (4). Las otras condiciones fueron todas idénticas a las del ejemplo 4-1.

Ejemplo 4-5

Se produjo un disco óptico de cambio de fase con la misma estructura de capas de la figura 1 de manera similar a la del ejemplo 4-1, excluyendo que, después de la formación de la capa de cristalización asistida (3), el sustrato (1) fue irradiado con luz de una lámpara de halógeno para calentar el sustrato a 115ºC, y que se formó inmediatamente una capa de registro (4) de una aleación de Ge_{23}Te_{53}Sb_{24} con un grosor de 23 nm.

Efectos producidos por el calentamiento del sustrato cuando se formó la capa de registro

La reflectividad y características de registro (CNR y proporción de borrado) de cada uno de los discos ópticos de los ejemplos 4-1 a 4-5, obtenidos de este modo, fueron medidos antes de la inicialización.

La reflectividad de cada disco óptico fue medido, utilizando un láser con una longitud de onda de 680 nm inmediatamente después de que el disco fue obtenido como tal y después de llevar a cabo su prueba de aceleración (en la que el disco fue mantenido dentro de un depósito con una humedad de 90% a una temperatura de 80ºC durante 300 horas).

Las características de registro de cada disco fueron medidas del modo siguiente. En primer lugar, el haz de rayos láser con una longitud de onda de 680 nm fue modulado entre una potencia pico óptima y una potencia de polarización óptima para cada muestra. Por irradiación de la muestra de disco óptico que giraba a 1800 rpm con el haz de rayos láser modulado, fue sometido a registro inicial (su frecuencia de registro era de 1,08 MHz), y a continuación se midió su CNR.

A continuación, se sobrescribió la señal de registro inicial registrada en el disco mediante una señal de registro (con una frecuencia de 3,89 MHz), distinta de la señal de registro inicial (con una frecuencia de 1,08 MHz), y a continuación la proporción de borrado de la señal de registro inicial fue medida.

Los resultados se muestran conjuntamente en la Tabla 4 que se adjunta, sobre la cual los valores numéricos que aparecen a la derecha de las flechas respectivas de la columna de reflectividad, se obtienen inmediatamente después de la prueba de aceleración. El disco óptico del ejemplo 4-5 fue medido por el dispositivo de medición, pero las señales de dirección no pudieron ser leídas satisfactoriamente en muchos lugares, y no se pueden utilizar.

Tal como se apreciará de la Tabla 4, las reflectividades de los discos ópticos de los ejemplos 4-2 a 4-4, cuyas capas de registro fueron formadas a una temperatura del sustrato comprendida entre 45 y 110ºC inclusive, no cambiaron substancialmente por la prueba de aceleración. En ejemplos comparativos, los discos ópticos del ejemplo 4-1, cuya capa de registro fue formada a una temperatura del sustrato de 35ºC, cristalizó de modo insuficiente. De este modo, se encontraron cambios en su reflectividad debido a la prueba de aceleración. La proporción de borrado de los discos ópticos de los ejemplos 4-2 a 4-4 fueron comparados satisfactoriamente al disco óptico del ejemplo 4-1.

Tal como se observará a partir de lo anterior, en esta realización, cuando los discos ópticos cuya capa de registro fue constituida a una temperatura del sustrato comprendida entre 45ºC y una temperatura de deformación del sustrato inclusive sin el proceso de inicialización, dichos discos ópticos mostraron características estabilizadas en comparación con los discos cuyas capas de registro fueron formadas a una temperatura del sustrato de 35ºC. No obstante, en muchos casos, incluso en el caso de que las capas de registro fueron formadas a una temperatura del sustrato menor de 45ºC, las capas de registro fueron suficientemente cristalizadas consiguiendo de esta manera características estables.

Quinta realización:

Ejemplo 5-1

Se produjo un disco óptico de cambio de fase con la misma estructura de capas que en la figura 1 del modo siguiente.

En primer lugar, una primera capa dieléctrica (2) con un grosor aproximado de 80 nm fue formada en un sustrato de policarbonato (1) con un diámetro de 120 mm y un grosor de 0,6 mm con una ranura de guía para un haz de rayos láser por bombardeo iónico RF con la ayuda de un objetivo o diana de ZnS - SiO_{2}. Una capa de Bi con un grosor de 1,5 nm fue formada a continuación como capa de cristalización asistida (3) sobre la primera capa dieléctrica (2) por bombardeo iónico con ayuda de un objetivo o diana de Bi.

Una capa de registro (4) de Ge_{23}Te_{54}Sb_{23} con un grosor de 22 nm fue formada sobre la capa de cristalización asistida (3) por bombardeo iónico con ayuda de un objetivo de aleación de Ge - Te - Sb. Una segunda capa dieléctrica (5) con un grosor de 12 nm fue formada a continuación sobre la capa de registro (4) por bombardeo iónico con ayuda de un objetivo de ZnS - SiO_{2}. Una capa reflectante (6) con un grosor de 100 nm fue formada a continuación sobre la segunda capa dieléctrica (5) por bombardeo iónico con ayuda de un objetivo de aleación de Al. Una resina curable por UV fue aplicada a continuación como recubrimiento por centrifugación sobre la capa reflectante (6) y sometida a curado para formar una capa de resina (7) curada por UV.

Durante la formación de la capa de registro (4), la temperatura del sustrato fue mantenida a 85ºC. La primera capa dieléctrica (2), la capa de cristalización asistida (3), la capa de registro (4), la segunda capa dieléctrica (5) y la capa reflectante (6) fueron conformadas dentro de una atmósfera de gas argón.

Ejemplo 5-2

Se produjo un disco óptico de cambio de fase con la misma estructura de capas que en la figura 1, de manera similar a la del ejemplo 5-1, excluyendo que se formó la capa de cristalización asistida (3) dentro de una atmósfera de argón y nitrógeno en un 4% de volumen.

Ejemplo 5-3

Un disco óptico de cambio de fase con la misma estructura de capa de la figura 1 fue producido de igual manera que en el ejemplo 5-1, excluyendo que se formó la capa de cristalización asistida (3) dentro de una atmósfera de gas argón, además de gas nitrógeno a 8% de volumen.

Ejemplo 5-4

Se produjo un disco óptico de cambio de fase con la misma estructura de capas que en la figura 1 de manera similar a la del ejemplo 5-1, excluyendo que la capa de cristalización asistida (3) fue formada dentro de una atmósfera de argón más gas nitrógeno al 16% de volumen.

Ejemplo 5-5

Se produjo un disco óptico de cambio de fase con la misma estructura de capas de la figura 1 de manera similar a la del ejemplo 5-1, excluyendo que se formó la capa de cristalización asistida (3) dentro de una atmósfera de gas argón además de gas nitrógeno al 24% de volumen.

Ejemplo 5-6

Se produjo un disco óptico de cambio de fase con la misma estructura de capas de la figura 1 de manera similar a la del ejemplo 5-1, excluyendo que se formó la capa de cristalización asistida (3) dentro de una atmósfera de gas argón además de gas nitrógeno al 32% en volumen.

Efectos producidos por la adición de nitrógeno en la capa de cristalización asistida

Las características de reflectividad y de registro de cada uno de los discos ópticos de los ejemplos 5-1 a 5-6 se midieron antes de su inicialización. En primer lugar, el haz de rayos láser con una longitud de onda de 680 nm fue modulado entre una potencia pico de 11 mW y una potencia de polarización de 5 mW, dependiendo de la señal de registro. Por irradiación de la muestra de disco óptico girando a una velocidad lineal de 6 m/s con el haz de rayos láser modulado, se llevó a cabo el registro inicial. Los registros resultantes sobre la muestra de disco fueron leídos y se midió su reflectividad y oscilación.

A continuación, se sobrescribió el disco por medio de una señal de registro, que produjo registros idénticos a los iniciales, 10, 1000, 20000, 30000, 50000, y 100000 veces, se leyeron los registros respectivos, y a continuación se midieron las oscilaciones respectivas. Los resultados de las mediciones se muestran conjuntamente en la siguiente Tabla 5.

Tal como se apreciará de la Tabla 5, los discos ópticos de los ejemplos 5-2 a 5-6, cuyas capas de cristalización asistida fueron formadas dentro de la atmósfera que contenía un gas nitrógeno, eran bajos en su valor de oscilación en comparación con el disco óptico del ejemplo 5-1, cuya capa de cristalización asistida fue formada dentro de una atmósfera libre de gas nitrógeno, cuando se llevó a cabo la sobreescritura repetidamente 20.000 o más veces. Los discos ópticos de los ejemplos 5-2 a 5-6 son excelentes en la ciclabilidad de sobreescritura en comparación con el disco óptico de los ejemplos 5-1.

La capa de cristalización asistida formada dentro de la atmósfera conteniendo el gas nitrógeno contiene gas nitrógeno, que se considera que mejora la ciclabilidad de sobreescritura.

La razón por la que se mejora la ciclabilidad de sobreescritura de los discos debido al nitrógeno contenido en la capa de cristalización asistida, se puede suponer del modo siguiente. el nitrógeno contenido en la capa de cristalización asistida exuda gradualmente hacia afuera pasando a la capa de registro al ser repetidas las operaciones de registro/borrado para cambiar la capa de registro presente en estado cristalino a capa de cristal más fino, para incrementar la viscosidad de la capa de registro presente en estado cristalino, y para aumentar la temperatura de cristalización de la capa de registro. En especial, se considera que los nitrudos que se formarán sobre el interfaz debido al cambio de la capa de registro a capa de cristales más finos reducen la capa de registro de su dilución parcial debido al movimiento de materiales de la capa de registro (flujo de materiales de la capa de registro en su dirección de rotación durante la fusión).

Al aumentar la cantidad de nitrógeno contenido en la capa de cristalización asistida, la ciclabilidad de sobreescritura mejora. Si la cantidad de nitrógeno aumenta excesivamente, la cristalización resulta insuficiente para disminuir la reflectividad. Se debe observar que dado que 15,5 y 15,2% de las reflectividades de los ejemplos 5-5 y 5-6 se encuentran dentro de la gama utilizable, no se presentan problemas. Los discos ópticos de los ejemplos 5-5 y 5-6 en los que el contenido de nitrógeno gaseoso en la capa formando atmósfera era elevado tienen valores de oscilación comparados a otros discos ópticos después de llevar a cabo el registro 1.000 veces, pero son menores de 15%, lo que se considera que no presenta cuestiones de carácter práctico.

En la reunión Joint MORIS (Magneto-Optical Recording International Symposium/ISOM (International Symposium on Optical Memory) '97 Technical Digest p.292 se indicó que la adición de nitrógeno a la capa de registro mejora notablemente la ciclabilidad de la sobreescritura.

La presente invención está destinada a eliminar la necesidad del proceso de inicialización a proporcionar una capa de cristalización asistida sobre un medio de registro de información de tipo óptico para cristalizar la capa de registro cuando se forma la misma. Cuando la capa de registro del soporte de registro de información de tipo óptico, que tiene dicha capa de cristalización asistida, contiene nitrógeno, la capa de registro no puede ser cristalizada cuando se forma.

En realidad, se produjo un disco óptico de cambio de fase con la misma estructura de capas que en la figura 1, de manera similar a la del ejemplo 5-1, excluyendo que la capa de registro (4) fue formada dentro de la atmósfera que contenía gas argón además de gas nitrógeno en 4% en volumen. La reflectividad del disco medida antes de la inicialización era de 4,3%, y la capa de registro no estaba cristalizada.

Tal como se ha descrito anteriormente, en un medio de registro de información óptica que tiene una capa de cristalización asistida, la necesidad del proceso de inicialización se elimina y la ciclabilidad de la sobreescritura se mejora al añadir nitrógeno a la capa de cristalización asistida sin añadir nitrógeno a la capa de registro.

Sexta realización:

Ejemplo 6-1

Se produjo un disco óptico de cambio de fase con la misma estructura de fases de la figura 1, de manera similar a la del ejemplo 5-4 de la quinta realización, excluyendo que la primera capa dieléctrica (2) fue formada dentro de una atmósfera que contenía gas argón y oxígeno gaseosos en 0,1% en volumen.

Ejemplo 6-2

Se produjo un disco óptico de cambio de fase con la misma estructura de fases de la figura 1, de manera similar a la del ejemplo 5-4 de la quinta realización, excluyendo que la primera capa dieléctrica (2) fue formada dentro de una atmósfera que contenía gas argón y gas nitrógeno en 0,5% en volumen.

Ejemplo 6-3

Se produjo un disco óptico de cambio de fase con la misma estructura de fases de la figura 1, de manera similar a la del ejemplo 5-4 de la quinta realización, excluyendo que la primera capa dieléctrica (5) fue formada dentro de una atmósfera que contenía gas argón y gas oxígeno en 0,1% en volumen.

Ejemplo 6-4

Se produjo un disco óptico de cambio de fase con la misma estructura de fases de la figura 1, de manera similar a la del ejemplo 5-4 de la quinta realización, excluyendo que la primera capa dieléctrica (5) fue formada dentro de una atmósfera que contenía gas argón y gas nitrógeno en 0,5% en volumen.

Efectos producidos por la adición de oxígeno o nitrógeno en la capa de dieléctrico

Se midieron antes de su inicialización las reflectividades y características de registro de los respectivos discos ópticos de los ejemplos 6-1 a 6-4, de manera similar a la utilizada para la quinta realización. Los resultados de estas mediciones se muestran conjuntamente en la tabla 6, que se adjunta, que contiene también los resultados de la medición de los ejemplos 5-4 de la quinta realización a efectos de comparación.

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Tal como se apreciará en la tabla 6 que se adjunta, los valores de oscilación de los discos ópticos de los ejemplos
6-1 a 6-4, que contienen nitrógeno en su capa de cristalización asistida (3), así como oxígeno o nitrógeno en su primera o segunda capa dieléctrica se restringen a valores pequeños en comparación con el disco óptico de los ejemplos 5-4 que contienen solamente nitrógeno en su capa de cristalización asistida (3).

Se observará que, especialmente cuando el número de la sobreescritura es grande (por ejemplo, después de haber registrado 100.000 veces), la diferencia de oscilación entre cada uno de los discos de los ejemplos 6-1 a 6-4 y uno correspondiente del disco óptico del ejemplo 5-4 es grande, y que la ciclabilidad de sobreescritura de los discos mejora adicionalmente por incorporación de oxígeno o nitrógeno en la primera o segunda capa dieléctrica.

Aplicabilidad industrial

Tal como se ha descrito anteriormente, en un medio de registro de información óptica obtenido por el método de la invención, la capa de registro resulta cristalizada inmediatamente después de su formación, debido a la existencia de la capa de cristalización asistida de materiales predeterminados. Así pues, la necesidad para el proceso de inicialización requerido anteriormente queda eliminada. Como resultado, se simplifica el proceso para fabricar el medio de registro de información óptica y se reducen los costes.

En especial, formando la capa de cristalización asistida en forma de película tipo isla discontinua de materiales que comprenden bismuto (Bi) y/o compuestos de bismuto (Bi), se obtiene un medio de registro de información óptica con características de registro estabilizadas.

Se obtiene un medio de registro de información de tipo óptico excelente en su ciclabilidad de sobreescritura, que elimina la necesidad del proceso de inicialización por incorporación de nitrógeno en la capa de cristalización asistida.

TABLA 1

				inconformidad
	material y grosor	estructura cristalina	valor B	de la
				retícula
Ejemplo	PbTe 10\ring{A}	sistema de retícula cúbica centrada	4,5637 \ring{A}	5,519%
1-1		en una cara tipo NaCl	<110> dirección
Ejemplo	PbTe 50 \ring{A}	igual anterior	igual anterior	igual anterior
1-2
Ejemplo	Bi_{2}Te_{3} 10\ring{A}	sistema de retícula cúbica centrada	4,2931 \ring{A}	-0,738%
1-3		en una cara tipo Bi_{2}Te_{3}	<110> dirección
Ejemplo	Bi_{2}Te_{3} 50\ring{A}	igual anterior	igual anterior	igual anterior
1-4
Ej. Comp.	sin capa de crista-	- - - -	- - - -	- - - -
1-1	lización asistida
Ej. Comp.	W 10\ring{A}	sistema de retícula cúbica centrada	3,1653 \ring{A}	-26,8%
1-2		en el cuerpo, retícula cúbica centrada	<100> dirección
		en el cuerpo
Ej. Comp.	Te 30\ring{A}	sistema hexagonal tipo selenio	4,4579 \ring{A} a-	3,07%
1-3			dirección axial
Ej. Comp.	Sb_{2}TeSe_{2} 30\ring{A}	sistema de retícula romboédrica	4,121 \ring{A}	-4,717%
1-4

TABLA 1 (continuación)

				inconformidad
	material y grosor	estructura cristalina	valor B	de la
				retícula
Ej. Comp.	Sb_{2}Te_{3} 30\ring{A}	sistema de retícula romboédrica	4,2463 \ring{A}	-1,809%
1-5
Ej. Comp.	Ag_{2}Te 30\ring{A}	sistema monoclínico	4,48 \ring{A}	3,58%
1-6
Ej. Comp.	CrTe 30\ring{A}	sistema hexagonal	3,98 \ring{A}	-9,13%
1-7

TABLA 2

	inicialización	reflectividad (%)	CNR (dB)	proporción de borrado (dB)
			una vez/100veces	una vez/100 veces
Ejemplo 1-1	antes	18	50/51	22/24
	después	20	52/52	23/24
Ejemplo 1-2	antes	21	53/53	27/30
	después	22	53/53	31/31
Ejemplo 1-3	antes	18	49/50	28/30
	después	21	52/52	30/30
Ejemplo 1-4	antes	21	50/50	29/29
	después	22	53/53	30/30
Ej. Comp.1-1	antes	5	36/49	7/29
	después	20	53/53	30/30
Ej. Comp. 1-2	antes	6	33/49	7/28
	después	22	50/50	29/29
Ej. Comp. 1-3	antes	9	33/50	8/30
	después	21	51/52	30/30
Ej. Comp.1-4	antes	12	39/42	6/23
	después	21	50/43	22/23
Ej. Comp. 1-5	antes	9	50/51	20/20
	después	18	50/51	21/20
Ej. Comp. 1-6	antes	8	38/46	6/22
	después	19	50/51	20/21
Ej. Comp. 1-7	antes	7	32/42	9/18
	después	18	48/47	18/17

TABLA 3

	inicialización	reflectividad	CNR(dB)	Proporción borrado (dB)
Ejemplo 2-1	antes	19	53	32
	después	22	54	34
Ej. Comp. 2-1	antes	6	35	5
	después	21	53	35
Ejemplo 2-2	antes	20	53	27
	después	21	54	27
Ejemplo 2-3	antes	20	54	32
	después	22	54	33
Ejemplo 2-4	antes	22	49	25
	después	23	53	27
Ejemplo 2-5	antes	12	46	20
	después	18	50	23
Ejemplo 2-6	antes	17	52	25
	después	18	56	27
Ej. Comp. 2-2	antes	5	45	17
	después	17	53	25
Ejemplo 2-7	antes	6	40	12
	después	17	47	17
Ejemplo 2-8	antes	4	no medible	no medible
	después	15	no medido	no medido
Ejemplo 2-9	antes	4	no medible	no medible
	después	13	no medido	no medido
Ejemplo 2-10	antes	4	no medible	no medible
	después	12	no medido	no medido

TABLA 4

	reflectividad(%)	CNR (dB)	proporción borrado (dB)
ejemplo 4-1	12 \rightarrow 18	52	29
ejemplo 4-2	19 \rightarrow 20	53	32
ejemplo 4-3	20 \rightarrow 21	53	33
ejemplo 4-4	20 \rightarrow 21	54	32

TABLA 5

	adición de N_{2}	reflectividad	oscilación (%)
	en la formación	(%)
	de película
			después de registro
			una	10	1.000	20.000	30.000	50.000	100.000
			vez	veces	veces	veces	veces	veces	veces
ejemplo		18,3	5,6	6,9	7,8	12,2	18,5	28,8	28,6
5-1	ninguna
ejemplo	4 vol %	18,7	5,7	7,2	7,8	11,1	14,5	23,2	28,1
5-2
ejemplo	8 vol %	19,2	5,8	7,4	7,8	9,2	12,1	18,7	22,7
5-3
ejemplo	16 vol %	18,6	6,3	7,5	8,3	8,8	11,1	11,9	16,9
5-4
ejemplo	24 vol %	15,5	7,5	7,5	10,0	8,5	9,1	10,1	14,5
5-5
ejemplo	32 vol %	15,2	7,5	7,7	10,6	8,9	9,3	10,2	13,2
5-6

TABLA 6

	adición de N_{2} o	reflectividad	oscilación (%)
	formación de capa	(%)
	dieléctrica de O_{2}
			después de registro
			una	10	1.000	20,000	30.000	50.000	100.000
			vez	veces	veces	veces	veces	veces	veces
ejemplo	1ª capa dieléctrica	16,6	6,1	6,8	8,0	9,6	10,0	10,2	12,4
6-1	O_{2} 0,1%en
	volumen
ejemplo	1ª capa dieléctrica	17,2	6,0	7,1	7,8	9,0	10,3	11,3	12,9
6-2	N_{2} 0,5% en
	volumen
ejemplo	2ª capa dieléctrica	17,6	6,2	7,6	7,9	8,8	11,2	11,3	13,2
6-3	O_{2} 0,1% en
	volumen
ejemplo	1º capa dieléctrica	16,9	6,4	7,7	7,9	9,0	10,2	11,9	12,3
6-4	N_{2} 0,5% en
	volumen
ejemplo	sin adición en	18,6	6,3	7,5	8,3	8,8	11,1	11,9	16,9
5-4	la capa dieléctrica

Claims

1. Método para la producción de un medio de registro de información de tipo óptico, que tiene en una cara de un sustrato una capa de registro de tipo cristalino de materiales cuyos componentes principales comprenden germanio (Ge), antimonio (Sb) y telurio (Te), caracterizado por

: formar una capa de ayuda a la cristalización de materiales que tienen una estructura cristalina de:

: un sistema de retícula cúbica centrado en una cara, o bien

: en una cara del sustrato;

: formando la capa de registro por depósito de los materiales directamente sobre la capa de ayuda a la cristalización de manera que la capa de registro cristaliza in situ.

2. Método, según la reivindicación 1, en el que el valor absoluto de inconformidad de la retícula entre la estructura del cristal de la capa de ayuda a la cristalización y la de la capa de registro no es superior a 8%.

3. Método, según la reivindicación 1 ó 2, en el que los materiales de la capa de ayuda a la cristalización contienen, como mínimo, antimonio (Sb), bismuto (Bi), compuesto de antimonio (Sb) y compuesto de bismuto (Bi).

4. Método, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la capa de ayuda a la cristalización adopta forma de película tipo isla discontinua de materiales que contienen bismuto (Bi) y/o compuesto de bismuto (Bi).

5. Método, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la capa de registro está formada a una temperatura del sustrato en una gama de 45ºC a una temperatura por encima de la cual el sustrato se deforma.

6. Método, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el sustrato es fabricado en policarbonato; y en el que la capa de registro está formada a una temperatura del sustrato comprendida en un rango de 45ºC a 110ºC inclusive.

7. Método, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que la formación de la capa de ayuda a la cristalización se lleva a cabo dentro la atmósfera de formación de la película a la que se añade gas nitrógeno.

8. Método, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, que comprende, además, las siguientes etapas: formar una primera capa dieléctrica entre el sustrato y la capa de ayuda a la cristalización; y/o formar una segunda capa dieléctrica sobre la cara opuesta de la capa de registro desde la capa de ayuda a la cristalización,

en el que la formación de la primera y/o segunda capa dieléctrica se lleva a cabo dentro de la atmósfera para la formación de la película a la que se ha añadido nitrógeno gaseoso y/o oxígeno gaseoso.

9. Método, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que una proporción x, y , y z de los elementos (Ge, Sb, Te) de los componentes principales de la capa de registro (Ge : Sb : Te = x: y: z siendo x + y + z = 1) satisface las siguientes expresiones (1)-(3) simultáneamente:

(1)0,1 \leq x \leq 0,4

(2)0,08 \leq y

(3) 0,45 \leq z \leq 0,65

10. Medio de registro de información óptica con una capa de registro formada en una cara del sustrato, comprendiendo la capa de registro materiales cuyos componentes principales son germanio (Ge), antimonio (Sb) y telurio (Te), siendo producido el medio por cualquiera de los métodos, según las reivindicaciones 1-9, en el que la capa de registro es formada en estado cristalino sin cristalización inicial y comprendiendo:

\newpage

: una capa de ayuda a la cristalización formada en contacto con la superficie de la cara del sustrato de la capa de registro.