專利名稱：使用雙層光刻抗蝕劑作為用于光學存儲的新材料的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于一次寫入/多次讀取的光信息存儲介質。該介質包括至少一個信息層，并且本發明涉及一種包括該信息存儲介質的裝置。本發明進一步涉及一種用于制造這種信息存儲介質的方法以及一種記錄和/或讀取這種光信息存儲介質的方法。
背景技術：
在本領域中多種光信息存儲介質是大家熟知的，特別是致密盤CD和數字通用盤DVD形式的的介質。入射在記錄介質上的調制激光束引起信息層的光學特性改變。此種改變可以在后來的讀取期間由另一具有較低強度的激光束光學地檢測到。例如，CD一般包括具有薄的AL層從而導致在初沉積狀態和曝光狀態分別具有65％和5％的反射率的有機材料，該有機材料引起被反射的激光束的大約60％的調制。該調制反映存儲單元，該存儲單元可以是例如處于一種對應于低反射率的狀態和另一種對應于高反射率的狀態。為了使用電磁束來讀取或者產生存儲單元的一個特定狀態，存儲單元的尺寸在電磁束和存儲單元的相互作用期間不能小于光點的尺寸。激光束的最小光點尺寸由激光的波長和光學器件的數值孔徑限制，激光束是優選的電磁束源。因此，為了在CD型光信息存儲介質上增加存儲單元的密度，必須降低目前的用于CD的785nm的標準波長和用于DVD的650nm的標準波長。在下一代的藍光光盤格式(BD)中將利用大約405nm的波長，而且預期在將來一代中將利用深紫外(DUV)范圍的230-300nm的波長。當暴露于BD波長的電磁輻射時，一般的用于光信息存儲介質的有機材料隨時間而退化，致使例如在已經執行了幾百次讀取之后信噪比嚴重地下降，并且退化隨著波長的進一步減少而增加。因此，必須發展替代性材料，以便提供比現今可得到的介質存儲容量大的CD型介質。
在EP0474311A1中披露了一種通過利用加入合金和散射而支持使用已減少的讀取/寫入波長(諸如680nm)的光學存儲器件。該器件利用合金材料作為記錄層。該合金包括高反射材料，諸如Au、Ag、Al或者Cu，并且通過按反映被記錄數據的圖案將該器件暴露于高強度激光從而在記錄層上熱強加幾何形狀改變來實現對從該器件反射的光進行調制。由于這個幾何改變而實現了調制。在曝光期間產生了或者擁有較高反射率或者擁有較低反射率的各個存儲單元的幾何構造。因此需要精確定義各個層的幾何形狀，其會限制光信息存儲介質的存儲密度。
這種材料的另一個例子可在EP0068801中找到，其基于照射下的硅化物構造的效應。通常，光信息介質利用該材料中的結構改變，諸如晶相的改變或者晶態或非晶態中的差異。關于初沉積結構的相，即介質的原始狀態，該材料轉換成了一種頻繁地顯示不同光學特性的新材料，并且因此獲得了調制。
隨著波長的減少而增加材料退化的問題在用于集成電路和半導體制造的小型化光刻處理過程中也會遇到。在光刻處理過程中借助于電磁照射首先在一材料中寫入圖案，該材料在暴露于電磁照射時會改變特性。一般為在顯影后，去除已曝光的區域(或者未曝光的區域)，并且在蝕刻未受保護的下層期間，剩余的抗蝕劑保護下層的多個部分，所以在一系列的步驟中蝕刻出該圖案(或者與此相反)。
在WO02/06897中披露了雙層構造中的各種無機材料。該專利披露了對于一大組無機材料，雙層結構可以借助于激光束而被熱熔化以形成低共熔合金材料，該低共熔合金材料具有與初沉積材料不同的光學特性。為了獲得最適合光刻處理的抗蝕劑，需要以非常小的曝光進行抗蝕劑轉換，因為目前的光刻曝光系統沒有設計成提供大的曝光，此外因為不期望明顯的溫度增加，即高于200℃，并且溫度增加將最終破壞任意的下層電路。
然而，當開發用于光信息存儲的介質時，最重要的是用于讀取已存儲的信息的電磁輻射源不改變光信息存儲介質的材料成分。
發明內容
本發明的一個目的是提供一種高密度光信息存儲介質。
本發明的另一個目的是提供一種能夠支持藍光光盤格式的光信息存儲介質。
本發明的另一個目的是提供一種與標準CD和DVD介質兼容的光信息存儲介質。
本發明的另一個目的是提供一種能夠通過(深)紫外范圍的輻射來記錄和讀取的光信息存儲介質。
本發明的另一個目的是提供一種用于制造光信息存儲介質的方法，該方法是簡單的，且另外能夠提供高密度存儲介質。
根據本發明的第一方面，可通過一種光信息存儲介質來實現上面提到的和其它目的，該光信息存儲介質包括-載體基片，-反射信息層，該反射信息層布置在載體基片上，并且包括處于第一結構相態的第一無機材料的至少第一層和處于至少第二結構相態的至少第二無機材料的至少第二層，以及-合金夾雜物，其基于暴露于第一電磁輻射而形成在信息層中，且具有一個微結構，該微結構包括處于第一結構相態的第一材料和處于至少第二結構相態的至少第二材料的混合物，其中合金夾雜物的光學特性不同于初沉積信息層的光學特性，致使響應于朝向光信息存儲介質發射的第二電磁輻射，分別提供從合金夾雜物和從包括初沉積信息層的區域反射回來的電磁輻射中的調制，以提供讀出信號。
光信息存儲介質可以進一步由保護性覆蓋層保護。
根據本發明的第二方面，由一種制造光信息存儲介質的方法實現上面提到的以及其它目的，該方法包括以下步驟-提供載體基片，-提供反射信息層，其通過將處于第一結構相態的第一無機材料的至少第一層沉積在載體基片上，并將處于第二結構相態的至少第二無機材料的至少第二層沉積在第一層上而實現，-選取該至少第一和第二無機材料，使得通過熔化和凝固至少一部分信息層而形成的微結構提供合金夾雜物，合金夾雜物具有包括處于第一結構相態的第一材料和處于第二結構相態的第二材料的混合物。
光信息存儲介質可以進一步由保護性覆蓋層保護。
該方法可以進一步包括按預定圖案將信息層暴露至第一電磁輻射的步驟，以便在已曝光的信息層中形成合金夾雜物。該曝光例如可以由記錄裝置中的已聚焦激光器來執行，其中用于讀取的同一個激光器可以通過較高的能量執行寫入，或者能以特定的配置通過使用特定掩模的存儲介質的大量曝光來執行該曝光過程，從而提供以預定圖案的曝光。
根據本發明的第三方面，由一種光學地讀取無機光信息存儲介質的方法來實現上面提到的和其它目的，該方法包括下面的步驟-朝向光信息存儲介質發射電磁輻射，-響應于入射的電磁輻射，檢測從光信息存儲介質反射回來的電磁輻射中的相位調制或者強度調制，因此由檢測到的相位調制或者強度調制提供初沉積信息層中的合金夾雜物的圖案。
因此，該光信息存儲介質包括支持至少兩種不同無機材料的至少兩層的基片，其中通過借助于第一電磁輻射(諸如激光束)來熱熔化或者液化該至少兩種無機材料的有限體積而存儲信息。基于熔化該至少兩種無機材料形成合金，優選地是低共熔合金，其擁有與初沉積材料不同的光學特性，因此形成信息圖案。然后可以被讀取已存儲的信息，其作為從介質反射回來的電磁輻射的強度調制或者相位調制。
第一和第二電磁輻射可以由相同的輻射源發射，并且進一步具有基本上相同的波長。優選地，輻射的強度是可變的，以便提供用于寫入的高強度第一電磁輻射(寫脈沖)和用于讀取已存儲的信息的較低強度第二電磁輻射(讀脈沖)。
光信息存儲介質的形狀是任意的。特別地，該存儲介質可以是盤、帶、盒、卡形等。術語“層”并不意味著將信息層的形狀限制為一般用于磁帶和盤的薄片狀的形狀，而通常指的是任何塊狀或者有利于承載信息的形狀。
例如當使用諸如CD和DVD的盤時，載體基片優選地由塑料材料制造并且具有介于0.5到2mm之間的厚度。該塑料材料可包括任何塑料材料，諸如聚甲基(polymethyl)、聚甲基戊烯、甲基丙烯酸酯、聚烯烴、環氧樹脂等，優選地如聚碳酸酯。
保護性覆蓋層可以是對于應用的電磁輻射透明的任何材料。在優選實施例中使用聚碳酸酯作為保護性覆蓋層，但是也可以使用其它的透明材料，諸如樹脂、漆等。該覆蓋層既表示為防止劃傷等的機械性保護層，又表示為化學性保護層，以便保護無機層免受包括來自空氣影響的環境影響。覆蓋層的厚度主要取決于讀取/寫入電磁源與光信息存儲介質之間的工作距離。因此對于每一代光存儲技術來說覆蓋層的厚度不同。對于致密盤CD，一般使用1.2mm厚的覆蓋層，對于數字通用盤DVD，一般使用600微米厚的覆蓋層，而對于藍光光盤BD，該覆蓋層具有當前優選的大約100微米的厚度。可以設想的是，可以根據具體的實施來選定保護性覆蓋層，以便例如對于BD可以是介于50到200微米之間。
該信息層是實際包含信息的層，并且包括無機材料的至少第一和第二層。可以通過由第一電磁輻射照射信息層而形成信息圖案來寫入信息。第一電磁輻射具有高寫入功率，并且適于加熱信息層以便至少部分地熱液化無機材料。接下來，使已熔化的材料凝固以形成信息層的合金夾雜物。選取所述材料和所述材料的比率，致使合金的微結構包括處于第一結構相態的第一無機材料和處于至少第二結構相態的至少第二無機材料的混合物。
該合金的成分可以通過選取層厚、層厚比、溫度、冷卻溫度等來控制。通過根據各種無機材料的相圖選取這些參數，例如通過選取第一無機材料的量與至少第二無機材料的量之間的適當比率，可形成低共熔合金。這可通過相應地調整各個層的厚度而獲得。
形成低共熔合金的優點為所述材料在納米量級上形成均質合金，即處于第一相態的第一無機材料和處于第二相態的第二無機材料的緊密混合物，因此沒有留下初沉積材料的殘留部分。偏離優選的低共熔材料成分將在合金中留下初沉積材料的殘留部分，其可以影響合金的光學特性，由此不能較好地定義包括合金夾雜物的信息層的光學特性。在合金化的材料中留下的殘留部分因此會導致較低的調制效率。
此外，選取至少第一和第二層的厚度以便獲得最大可能的初沉積層的反射，并且目前優選地是至少兩層的每一層的厚度為大約20nm。可以設想的是，也可以應用3到70nm之間的每一層的厚度，諸如介于10到60nm之間、諸如介于15到40nm之間。為了獲得足夠的信息密度，目前優選地是至少兩層的全部厚度應該不超過200nm。通過增加層的總厚度，將難于限制到達已曝光區域的熱量，并且由此通過例如擴散進沒有暴露于第一電磁輻射的區域而避免了加熱相鄰部分。然而，所述層的總厚度可以限制為1000nm，諸如限制到800nm，諸如限制到400nm，其取決于對于信息密度的要求。由于沉積過程，所以對于每一層大約3nm的最小層厚是目前優選的。
可以選取所述無機材料，以便具有低熔點并且能夠形成低共熔合金。該無機材料可以從包括以下各對的組中選取As-Pb、Bi-Cd、Bi-Co、Bi-In、Bi-Pb、Bi-Sn、Bi-Zn、Cd-In、Cd-Pb、Cd-Sb、Cd-Sn、Cd-Ti、Cd-Zn、Ga-In、Ga-Mg、Ga-Sn、Ga-Zn、In-Sn、In-Zn、Mg-Pb、Mg-Sn、Mg-Ti、Pb-Pd、Pn-Pt、Pb-Sb、Sb-Sn、Sb-Ti、Se-Ti、Sn-Ti和Sn-Zn等。目前，Bi-Co、Bi-In、Bi-Pb、Bi-Sn、Bi-Zn、Ga-In、Ga-Sn、In-Sn、In-Zn、Mg-Sn、Sb-Sn、Sn-Ti和Sn-Zn的組合是優選的，并且更優選的是Bi-In、Bi-Sn、In-Sn的組合。
具有初沉積信息層的最高可能初始反射率是優選的。例如具有兩層材料，已經發現為了獲得最大反射率，應該選取第一和第二無機材料的復折射率n1，2±ik1，2，以使得第二無機材料的折射率n2的實部盡可能的低，并且低于第一層的折射率n1的實部，此外，使得第二無機材料的折射率的虛部k2高于第一材料的折射率的虛部k1。
初沉積信息層的高反射率提供了以下優點，即在使用從標準電磁輻射源發射的輻射可以讀取光信息存儲裝置而不需要將信息層加熱到高于熔化臨界值。
此外，已經發現制備高反射的初沉積材料，即反射率高于60％的材料，諸如反射率高于70％，諸如反射率高于80％，提供了出乎意料的高調制比，諸如調制比高于50％，諸如高于60％，諸如高于70％。由此為高的信噪比提供強調制比，從而提高了存儲裝置的總性能。
該光信息存儲介質的重要方面是初沉積層的光學特性不同于合金的光學特性。優選地，初沉積層或者合金對于第二電磁輻射基本上是透明的，而其它組成部分是基本不透明的并且優選地具有高反射性。在下面的實施例中將只描述包括初沉積層的區域基本上是不透明的情況，更具體是說明其中初沉積層基本上是反射性的，和其中包括合金的區域基本上是透明的情況。然而，下面描述的所有方面和實施例也應用于相反的情形。
為了讀取已存儲的信息，朝向光信息存儲介質發射第二電磁輻射，并且響應于入射的第二電磁輻射檢測從光信息存儲介質反射回來的電磁輻射束中的調制。由于初沉積層和合金材料具有不同的光學特性，所以發生該調制。因此該調制提供了讀出信號，該讀出信號提供了有關已存儲信息的信息。
該第二電磁輻射源可以是激光器，諸如二極管激光器，例如諸如是發射波長范圍為500到900nm的光的激光器，所述發射的光包括分別用在CD和DVD技術中的785nm和650nm的標準波長。該輻射源可以另外是發射被認為是藍光波長范圍的光的激光器，即波長范圍在300nm到500nm之間，優選地是諸如用在BD技術中的大約405nm，或者輻射源可以是紫外激光源，其發射230到300nm范圍的輻射。
在優選實施例中，第一和第二電磁輻射源是同一輻射源，對于讀取輻射所發射的輻射的能量比對于寫入輻射所發射的輻射的能量要小。
通過檢測當朝向至少一部分光信息存儲介質發射第二電磁輻射時從光信息存儲介質反射回來的電磁輻射，可以提供讀取信號，并且由此可以將以信息圖案存儲的信息讀取作為檢測到的電磁輻射中的強度調制。可以將以信息圖案存儲的信息讀取作為從初沉積信息層反射回來的或者從處于至少部分透明的合金夾雜物下面的任何層反射回來的輻射中的強度調制。
可選地，通過檢測當朝向至少一部分光信息存儲介質發射第二電磁輻射時從光信息存儲介質反射的電磁輻射中的干擾調制或者干擾帶，可以提供讀取信號，因此檢測到了相位調制。入射的電磁輻射因此從初沉積層或從任何處于合金夾雜物以下的層(例如從載體基片、附加層等)反射。可以選取載體基片材料以進行充足的反射，以便提供可檢測的從處于合金下面的層反射的信號。在這個實施例中，重要的是調整初沉積層的表面與處于合金下面的任何反射層的表面之間的距離，致使在從初沉積層的表面反射的輻射和從合金下面的反射層的表面反射的輻射之間獲得相消或者相長干擾。為了獲得兩個反射層之間的正確距離，第一和第二層的厚度應該被選取為第二電磁輻射的四分之一波長的任意整數倍。由于關于反射率和合金成分認真地選取了第一和第二層的厚度，所以可期望提供間隔層以調整上述距離。上面已經假定朝向光信息存儲介質發射第二電磁輻射，以使輻射的方向平行于光信息存儲介質的表面法線的方向。在第二電磁輻射的方向傾斜θ角度的情況下，輻射偏離光信息存儲介質的表面法線，應該選取無機雙層的厚度或者無機雙層和間隔層的厚度，使得實現總厚度滿足n×l×sin(θ)＝1/4×m×λ，其中n×l是總光學厚度，θ是傾斜角，λ是第二電磁輻射的波長，而m是任何整數數字。然而，在實踐中也必須考慮跟蹤和聚焦信號。為了利用與用于讀取該介質的光學裝置相同的光學裝置讀出這些信號，最經常的是選取不完全的干擾，以便僅選擇接近于最佳位置的參數。
為了改進調制和為了增強存儲介質的光學以及熱學特性，信息層可以另外包括附加層。可以將該附加層提供在信息層的一側上或者信息層的兩側上，即在載體基片和第一層之間，或者將其提供在信息層之上。該附加層可用于反射、吸收或者散射例如穿過合金朝向附加層發射的第二電磁輻射。附加層的光學特性對于類型及已獲得的調制強度可以是決定性的。
為了改善處于合金下面的層的反射率，可將反射附加層提供在載體基片和該至少第一層之間。因此，可以增加來自合金下面的反射的輻射的強度，以便進一步增加相位調制的靈敏度。
該反射附加層可以是任何反射材料，諸如金屬或者金屬合金。該金屬層優選地包括Al，但它也可以包括Ag、Au、Pd、Pt、Ir、Cu或者任何其它高反射金屬或者金屬合金。
使用附加層的另外優點是附加層可以包括熱傳導材料，諸如金屬，由此由于入射的電磁輻射而產生的加熱非常快地散開，從而避免了相鄰層的熔化。使用Al附加層具有優勢，因為Al和Bi之間的界面或者Al和Sn之間的界面是非常穩定的。在預期的(局部)溫度范圍內Al和Bi或者Sn之間，不希望發生擴散和不想要的合金化。
可選地，該附加層可以包括反射入射輻射的介電層。該介電層可以是ZnS和SiO2的混合物，例如(ZnS)80(SiO2)20，或者該介電層可以包括SiO2、Ta2O5、TiO2、Si3N4、AlN、Al2O3、ZnO、SiC等，包括它們的非化學計量成分。該介電層可以另外或者可選地包括介電堆疊，諸如包括多個子層的堆疊。該介電堆疊優選地是所謂的干涉堆疊，其中可以通過設計子層的數量以及各個的子層的厚度而設計反射率。此外，可以提供更多的介電堆疊以進一步提高存儲密度。
典型地，介電材料是弱的熱傳導材料。介電附加層因此可以限制從第一電磁輻射到光束的聚焦區域的熱學加熱，該附加層可以增強初沉積區域和暴露區域之間的對比度，能形成高密度圖案。
該附加層也可以包括上述的間隔層，即用于調整初沉積層的表面與附加層的表面之間距離的層。間隔層可以是設置的透明層，以使輻射能夠穿過該層，或者間隔層可以是不透明的，其中需要布置間隔層的位置使得輻射不需要穿過它。因此可以將間隔層設置在便于優化光信息存儲介質的性能的任何位置。
在另一個可選方法中，可以選取該附加層以吸收或者散射入射輻射，使得輻射從包括初沉積的第一和第二層的區域反射，并且不從或者僅僅很小程度地從包括合金的區域反射。這種附加層就像反射材料可以由介電材料制成或者由多個堆疊介電材料制成，以使入射輻射被吸收或者散射。吸收入射輻射的材料可以是任何吸收材料，諸如任何吸收性介電材料，諸如碳黑、金剛石類碳(DLC)，Fe3O4，Pb，非晶硅、尖晶石等。散射入射輻射的材料可以是多孔硅，Al2O3，SiO3等。優選地，用于散射入射輻射的材料全部是粒狀結構。在這兩種情況下，基本上沒有輻射從該層即從包括合金的區域反射，因此可以進一步改善強度調制。
為了進一步增加光信息存儲介質的容量，可以重復上述分層的結構以便獲得兩個或者更多的記錄堆疊。與參考并入本申請的WO99/59143相比較，可以通過改變第二電磁輻射的聚焦而選取將要讀取或者寫入的記錄堆疊，以使輻射源發射的第一或者第二電磁輻射聚焦在將要讀取/寫入的記錄堆疊上。
在另一個優選實施例中，提出了雙信息層或者多信息層構造，其中根據本發明構造成每一個信息層。
為了進一步減少兩層之間的串擾和自吸收，現在提出僅將包括第一和第二無機材料的信息層沉積在預定軌道中，然而軌道之間的間隔通常是透明的。這就改善了位于下面的任何軌道的可見度，并且為了增加存儲密度，可以在第一信息層的下面提供并布置第二信息層，使得頂層中的軌道之間的間隔定位在較低層的軌道頂上。這種結構可以由垂直發射(lift-off)技術提供。
除了上述通過在彼此之上使用兩個記錄堆疊來增加數據容量的選擇之外，另一個可能是在盤的兩側上提供相同的堆疊，或者甚至在盤的兩側上涂覆雙堆疊以進一步提高數據容量。在這種情況下寫入和讀取需要將兩個寫入/讀取單元，或者必須手動地將該介質翻轉至它的相反側，例如對于密紋唱片(LP)。
現在將結合附圖詳細的描述本發明的優選實施例，其中圖1表示光信息存儲介質的側視圖；圖2表示以405nm用于In和Bi的不同層厚時初沉積的反射率、透射率和吸收率；圖3表示以405nm用于Sn和Bi的不同層厚時初沉積的反射率、透射率和吸收率；圖4表示以405nm用于In和Sn的不同層厚時初沉積的反射率、透射率和吸收率；圖5表示Bi和In的二進制相表；圖6表示Bi和Sn的二進制相表；圖7表示In和Sn的二進制相表；圖8表示加熱期間不同層的已測量的光學特性。
具體實施例方式
在圖1中示出了光信息存儲介質的優選實施例。該光信息存儲介質1包括載體基片，該載體基片為具有大約1毫米的厚度的聚碳酸酯基片5；一起形成信息層10的第一層11和第二層12。出于保護目的添加透明聚碳酸酯覆蓋層3。激光由透鏡2示意性地顯示。該激光可以是寫入激光，其通過熱學加熱雙層、液化雙層并且隨后形成合金夾雜物而形成合金夾雜物6。該激光也可以是讀取激光，其檢測先前產生的合金夾雜物的存在。此外，還示出了附加層4的位置。
層堆疊設計的初始初沉積反射率對于光存儲是重要的參數。對于三代的光存儲技術(CD、DVD和BD)，針對下面的配置來計算初沉積的反射率
為了達到最大反射率可選取特定的層厚，但是可以稍微降低以滿足任何技術要求。計算結果在表1中給出，表1表示對于全部配置的高反射率。通過比較示出了配置A、C和E具有最高初始反射率。
表1 已計算的具有初沉積雙層的堆疊的反射率
例如，配置A顯示了比配置B高的反射率，它們包括相同的材料但是具有相反的順序。假定初始反射率對于光存儲是主要的要求，則配置A將是優選的。然而總反射率關于全部方面來說不是必要的主要問題。
在圖2、3和4中分別對于配置A、C和E計算了初始反射率，假定以等厚的兩層形成雙層。容易地看到大約以每一層20nm的層厚可達到最大反射率。
在圖5、6和7中示出了二進制相表。直到現在，僅僅考慮具有相等厚度的雙層，然而為了在熔化兩個層時形成低共熔合金，兩個層的厚度比率是重要的。基本上形成低共熔合金對于光學性能是重要的。二進制相表給出了比率(重量比)信息，而且也給出了低共熔合金形成的冷卻溫度。表2給出了各個初沉積層的比率以便達到共晶體的概觀表。
表2 低共熔成分
例如，通過具有15nm/15nm的Bi/In薄膜成分和50nm/50nm的Bi/In薄膜成分的雙層，強烈地改變了光學特性。一般地，該改變由光學密度(OD)比讀出波長表示，光學密度(OD)表示薄膜的透射率T＝10-OD。對于405nm的波長，初沉積的薄膜根據層厚可以具有1或者4的OD。通過合金化薄膜中的區域，已轉換的區域的OD、該合金夾雜物達到最小值，其中薄膜中的所有材料被轉換。以405nm可達到大約0.4的OD的最小值。在從0.6直到3.6的范圍的OD方面的變化(為層厚的函數)意味著根據透射的光功率(調制的顯著部分)多于10倍。與高初始反射率相結合，它給出了已提出的材料的優點高對比度+高初始反射率，其也意味著較低的信號噪聲。此外，大范圍波長上的平滑的和平坦的吸收光譜是顯著的，此外，其潛在的對于所有代的光存儲技術來說都是有益的。
圖8表示加熱期間對于許多不同配置作為溫度函數的光性能。根據計算，可觀測到高的初始反射率(大約70％)。在大約130℃，可觀測到急劇的轉變，其導致反射率的顯著下降(低于15％)并且透射率相應地增加大約40％。
權利要求
1.一種光信息存儲介質(1)，其包括載體基片(5)，反射信息層(10)，該反射信息層(10)布置在載體基片(5)上，并且包括處于第一結構相態的第一無機材料的至少第一層(11)和處于至少第二結構相態的至少第二無機材料的至少第二層(12)，合金夾雜物(6)，該合金夾雜物(6)基于暴露于第一電磁輻射而形成在信息層(10)中，并且具有微結構，該微結構包括處于第一結構相態的第一材料和處于至少第二結構相態的至少第二材料的混合物，其中合金夾雜物的光學特性不同于初沉積信息層的光學特性，使得響應于朝向光信息存儲介質(1)發射的第二電磁輻射，分別提供從合金夾雜物和從包括初沉積信息層的區域反射回來的電磁輻射中的調制，以提供讀出信號。
2.根據權利要求1所述的介質，其中無機材料至少包括從由下面對組成的組中選取的材料As-Pb、Bi-Cd、Bi-Co、Bi-In、Bi-Pb、Bi-Sn、Bi-Zn、Cd-In、Cd-Pb、Cd-Sb、Cd-Sn、Cd-Ti、Cd-Zn、Ga-In、Ga-Mg、Ga-Sn、Ga-Zn、In-Sn、In-Zn、Mg-Pb、Mg-Sn、Mg-Ti、Pb-Pd、Pb-Pt、Pb-Sb、Sb-Sn、Sb-Ti、Se-Ti、Sn-Ti和Sn-Zn。
3.根據權利要求1或者2所述的介質，其中該無機材料至少包括從由以下對組成的組中選取的材料Bi-Co、Bi-In、Bi-Pb、Bi-Sn、Bi-Zn、Ga-In、Ga-Sn、In-Sn、In-Zn、Mg-Sn、Sb-Sn、Sn-Ti和Sn-Zn。
4.根據前述權利要求的任何一項所述的介質，其中該無機材料至少包括Bi-In、Bi-Sn、In-Sn的組合。
5.根據前述權利要求的任何一項所述的介質，其中每一種無機材料具有復折射率n±ik，并且其中選取第二無機材料以使其折射率的實部低于第一材料的折射率的實部，并且使其折射率的虛部高于第一材料的折射率的虛部。
6.根據前述權利要求的任何一項所述的介質，其中形成第一層(11)的第一無機材料是Bi，而形成第二層(12)的第二無機材料是In或Sn，或者其中第一無機材料是Sn而第二無機材料是In。
7.根據前述權利要求的任何一項所述的介質，其中選取第一和第二層(11、12)的厚度，使得通過熔化和凝固第一和第二層的至少一部分而形成的合金具有基本的低共熔成分。
8.根據前述權利要求的任何一項所述的介質，還包括布置在載體基片和至少第一層(11)之間的至少一個附加層(4)。
9.根據權利要求8所述的介質，其中該合金(6)或者該初沉積信息層(10)對于朝向介質發射的第二電磁輻射是基本上透明的。
10.根據權利要求9所述的介質，其中該至少一個附加層(4)用于反射、吸收或者散射朝向附加層發射的第二電磁輻射。
11.根據權利要求8-10的任何一項所述的介質，其中該至少一個附加層(4)包括至少一個包括一種介電材料的子層。
12.根據權利要求8-11的任何一項所述的介質，其中該至少一個附加層(4)包括至少一個包括一種金屬的子層。
13.根據權利要求8-12的任何一項所述的介質，其中該至少一個附加層(4)包括至少一個透明的間隔層。
14.根據權利要求1所述的介質，其中該介質還包括保護性覆蓋層(3)。
15.根據前述權利要求的任何一項所述的介質，其中在包括合金的區域與包括初沉積層的區域之間反射回來的電磁輻射中的調制大于70％。
16.根據前述權利要求的任何一項所述的介質，其中該調制是強度調制或者相位調制。
17.根據前述權利要求的任何一項所述的介質，其中該介質與CD和DVD標準相兼容。
18.在光信息讀取和/或記錄裝置中使用根據權利要求1-17中的任一項所述的介質。
19.一種光信息存儲介質，包括載體基片(5)，第一記錄堆疊，包括反射信息層(10)，該反射信息層(10)包括處于第一結構相態的第一無機材料的至少第一層(11)，和處于至少第二結構相態的至少第二無機材料的至少第二層(12)，合金夾雜物(6)，該合金夾雜物(6)形成在信息層(10)中，并且具有微結構，該微結構包括處于第一結構相態的第一材料和處于至少第二結構相態的至少第二材料的混合物，分離層，基本上與第一記錄堆疊相同的第二記錄堆疊。
20.一種用于制造光信息存儲介質(1)的方法，該方法包括以下步驟提供載體基片(5)，提供反射信息層(10)，其通過在載體基片上沉積處于第一結構相態的第一無機材料的至少第一層(11)，和在第一層上沉積處于第二結構相態的至少第二無機材料的至少第二層(12)來實現，選取該至少第一和第二無機材料，使得通過熔化和凝固至少一部分信息層而形成的微結構提供合金夾雜物(6)，該合金夾雜物具有包括處于第一結構相態的第一材料和處于第二結構相態的第二材料的混合物的微結構。
21.根據權利要求20所述的方法，還包括步驟按預定圖案將信息層暴露于第一電磁輻射，以便在已曝光信息層中形成合金夾雜物。
22.一種由權利要求20-21的方法提供的光信息存儲介質。
23.一種用于光學讀取根據權利要求1-17中的任一項所述的光信息存儲介質的方法，該方法包括以下步驟朝向光信息存儲介質發射電磁輻射，響應于入射的電磁輻射檢測從光信息存儲介質反射回來的電磁輻射中的相位或者強度調制，使得由檢測到的相位或者強度調制提供初沉積信息層中的合金夾雜物的圖案。
全文摘要
一種光信息存儲介質(1)，包括載體基片(5)、反射信息層(10)和合金夾雜物(6)，該反射信息層(10)布置在載體基片(5)上且包括處于第一結構相態的第一無機材料的至少第一層(11)和處于至少第二結構相態的至少第二無機材料的至少第二層(12)。該合金夾雜物(6)基于暴露于第一電磁輻射而形成在信息層(10)中，并且具有微結構，該微結構包括處于第一結構相態的第一材料和處于至少第二結構相態的至少第二材料的混合物。該合金夾雜物的光學特性不同于初沉積信息層的光學特性，以便響應于朝向光信息存儲介質(1)發射的第二電磁輻射，分別提供從合金夾雜物和從包括初沉積信息層的區域反射回來的電磁輻射中的調制，以提供讀出信號。還提供了制造和讀取這樣的介質的方法。實現了以不同輻射波長(包括紫外光)進行高密度記錄/讀取，并且與標準CD和DVD介質兼容。
文檔編號G11B7/258GK1726545SQ200380106413
公開日2006年1月25日 申請日期2003年11月20日 優先權日2002年12月19日
發明者R·庫特, A·米吉里特斯基 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司