专利名称：在记录载体上记录信息的方法、记录载体和记录装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于在包括由第一材料构成的第一层和由第二材料构成的第二层的光盘上记录信息的方法，该方法包括用一剂激光能量照射光盘的一个区域，其中在用该剂量的激光能量照射的区域中第一层的第一材料与第二层的第二材料反应，本发明还涉及一种包括由第一材料构成的第一层和由第二材料构成的第二层的记录载体，和用于在光盘上记录信息的记录装置，其包括用于控制由激光器发射的照射的剂量的控制电路和用于检测光盘类型的检测电路。
可在包括由Cu构成的第一层和由Si构成的第二层的记录载体上记录信息。
各层彼此紧接着和直接物理接触的放置。当在一个区域中用一剂激光能量照射各层时，在该区域中的第一层和第二层被加热。当温度足够高时，通过温度诱发的或光子诱发的反应两层都融化或以另一种方式被破坏(break down)，并且在高温的区域中，各层的材料彼此反应以形成CuSi。CuSi的反射率不同于发生融化的区域外的周围区域。因此通过记录材料的反射率差来记录信息。
该方法具有这样的缺点即使没用一剂激光能量进行照射，Cu和Si层也彼此发生反应，从而导致对比度降低，这接下来会导致较不稳健的可读性和长期稳定性。
本发明的目的是提供一种除非用一剂激光能量进行照射否则各层彼此将不会发生反应的方法。
为了实现该目的，本发明的特征在于当用一剂激光能量进行照射时，位于第一层和第二层之间的第三层只在用所述激光剂量进行照射的区域中允许在第一材料和第二材料之间发生反应。
通过用第三层分开各记录层，就不可能存在反应，除非通过用一剂激光能量进行照射使第三层被破坏。在第三层被破坏的区域中，第一层和第二层之间的反应能够发生。在其它区域中，所述第一层和第二层保持由第三层分开，并且导致对比度降低的任何反应被防止。由此就可实现稳健的可读性和长期的稳定性。
当本说明提及第三层的“破坏”时，“破坏”必须被理解为其意思是“劣化”、“融化”、“蒸发”、“化学破坏”或“机械破坏”。重要的因素是在第一状态下第三层防止第一层的材料和第二层的材料之间发生反应，而在第二，即破坏状态下，第三层不再防止在第三层被破坏的区域中的反应。
本发明的一个实施例的特征在于所述反应是化学反应。
对比度的变化可通过选择第一层的第一材料和第二层的第二材料使得在混合时它们将产生对比度的变化来实现。其可以是有机和无机材料。因为第三层分隔开两种材料，所以本发明允许选择材料的组合，这些材料在接触时甚至在常规的室温下而非由照射所产生的升高的温度下彼此通常都可发生反应。
另外可选择更多的材料组合，在用比使第三层破坏所需的激光能量剂量低的一剂激光能量进行照射时，所述材料组合会发生反应。
当选择在用比使第三层破坏所需激光能量剂量高的一剂激光能量进行照射时会发生反应的一种材料组合时，第三层将在比第一和第二层的材料发生反应大的区域中破坏。然而这仍旧能提供定义第一和第二层的材料将会发生反应的最大区域的优点，从而改进长期稳定性和给对比度的降低赋予一个上限。
广泛地选择材料是可行的。
本发明的另一个实施例的特征在于所述反应是用于形成第一材料和第二材料的合金的熔融。
通过升高第三层两侧的材料的温度，而与此同时使第三层破坏，第一层中的融化材料可与第二层中的融化材料形成合金。此外，增加的温度可引起层间扩散。施加给各层的激光能量的剂量具有钟形曲线的形状。因为温度在区域中心最高，并从区域中心呈放射状向外逐渐减少，所以熔融和由此形成的合金可能不一致。适当选择材料，第三层在定义发生熔化反应的区域的各层之间形成一个孔。由第三层中的孔定义的区域外侧的其他层中的材料的升高的温度将不会在第一层和第二层之间引起任何反应，因为完整的第三层阻止了该反应。这产生一个较好定义的形成合金的区域，并因此改进了记录载体上信息的可读性。使用形成合金的材料允许将信息存储在稳定的合金中，从而能够阻止记录载体老化。
本发明的另一实施例的特征在于所述反应是通过永久改变第三层中的区域得以实现的。永久改变可以是机械变形、热诱发降解、或光诱发降解，等等。通过永久改变第三层中的区域，可获得一次写入记录载体，从而会产生永久存储的信息。
另一个实施例的特征在于永久改变是通过照射第三层中的有机材料实现的。
通过选择用于第三层的有机材料，例如当前在光记录中所通常使用的有机染料，而能够形成第三层，使得当被照射时，所述材料被损坏。可将染料调至激光的颜色以便吸收适当数量的照射。吸收率连同照射剂量都会影响温度。第一层的材料和第二层的材料对于那种材料来说每个都具有一个特定的吸收率。通过为第一和第二层选择材料来确定第一和第二层的吸收率。激光束辐射会通过三个层。辐射首先通过第一层，然后通过第三层，最后通过第二层。每层都吸收一部分辐射。因此，随着辐射进一步通过各层，照射会减少。为了控制由各层的照射引起的温升，可调整吸收率使得各层吸收正确数量的能量并达到发生期望反应的正确温度。
本发明的另一个实施例的特征在于第三层需要比第一材料与第二材料的反应所需剂量高的激光能量剂量才能使反应发生。
施加给各层的激光能量的剂量具有钟形曲线的形状。因此激光照射的区域中的温度是不均匀的，而是具有较高温度的相对小中心和围绕该区域中心的温度较低的区域。当为第三层选择需要较高剂量的激光能量被破坏的材料时，第三层被破坏的区域将被限制于激光照射的区域的中心。第三层被破坏的区域因此将小于照射的总区域。第一层的材料和第二层的材料之间的反应将被限制在第三层被破坏的区域，使得第一层的材料和第二层的材料之间的反应区域也将小于激光照射的总区域。这样第一层的材料和第二层的材料之间的反应由第三层中的孔的大小而非第一和第二层的材料的熔融/反应特性限制。
由此通过反应产生的标记也将小于照射的总区域。
换句话说可在记录载体上写入小于用于写入标记的激光光点大小的标记。较小的标记允许将更多的标记记录在记录载体上，这导致记录载体具有较高的存储容量，因为在切向以及径向上的密度都可增加。较小的标记还能够允许写入二维数据图案。
必须注意吸收率在从照射吸收能量方面扮演着重要角色。因此，即使当从上面照射时，第三层接收比第三层上面的层少的照射，较高的吸收率仍将导致第三层的区域中的温度分布的偏移，所述第三层的区域被照射至比那个区域中的第一层和第二层高的温度。在第三(界面)层中引起温升的第二效应是热扩散。该热扩散从第一或第二层发生。
当与作为参考点的第三层的特殊材料进行比较时，该效应与第三层被破坏的温度相结合可获得多个优点构思是通过适当选择记录叠层中的材料而使在第三层中产生的孔小于光斑。两种效应在第三层中获得温度分布(并因此产生孔)方面扮演着重要角色记录叠层的热性质(热扩散)和激光吸收率(直接加热)。破坏温度在此处被定义为层1和2反应形成稳定标记的温度。
可区别两种不同的情形第三层是吸收性的(热扩散加直接加热)-当对于同样的照射，选择较低的吸收率时，可为第三层选择具有较高破坏温度的材料。
-当对于同样的照射，选择较高的吸收率时，并且如果第三层的目的仅仅是用于在室温下获得化学稳定性(阻挡层)，则可为第三层选择具有较高破坏温度的材料。
-当对于同样的照射，选择较高的吸收率时，可为第三层选择具有较低破坏温度的材料。
-当对于同样的照射，选择较低的吸收率时，并且如果第三层仅仅是用于在较低的温度下获得化学稳定性，则可为第三层选择具有较低破坏温度的材料。
-当选择较低的吸收率时，可为第三层选择具有相同破坏温度的材料，并且该材料对于相同的照射将在第三层中产生较小的开口。
-当选择较高的吸收率时，可为第三层选择具有相同破坏温度的材料，并且该材料对于相同的照射将在第三层中产生较大的开口。
第三层是半透明的(只有热扩散)-可为第三层选择具有较高破坏温度的材料。热扩散促使第三层热破坏。
-倘若在室温下只想要稳定的反应阻挡层，则可为第三层选择具有较低破坏温度的材料。
-可例如关于来自激光器的照射的颜色控制有机染料的吸收率。
第三层需要比第一材料与第二材料的反应所需剂量高的激光能量剂量才能进行反应的情形的另一个优点是交叉写入(cross write)效应被最小化。由于温度分布是钟形的和对第三层破坏的照射区域的中心区域的限制，邻接区域，例如相邻轨迹并不会通过照射接收足够的能量到达第三层被破坏的温度点。因此，即使相邻区域中的第一和第二层的材料接收足够的照射而达到可发生反应的温度，第三层仍将防止相邻区域中发生任何变化，因为第三层在相邻的区域中将不会达到第三层局部破坏所需的温度。这样不但能写入较小的标记，而且能防止由于在相邻区域中进行写入所引起的交叉写入效应。
另一个实施例的特征在于第一材料是Si，而所述第二材料是Cu。已经发现Si和Cu是合适的无机记录材料。第三层增加了使用Si和Cu作为记录材料的记录载体的稳定性，这导致更加耐用的记录载体。
另一个实施例的特征在于所述第一材料是Bi，而所述第二材料是Sn。已经发现Bi和Sn是合适的无机记录材料。第三层增加了使用Bi和Sn作为记录材料的记录载体的稳定性，这导致更加耐用的记录载体。
另一个实施例的特征在于所述第一材料是In，而所述第二材料是Sn。已经发现In和Sn是合适的无机记录材料。第三层增加了使用Bi和Sn作为记录材料的记录载体的稳定性，这导致更加耐用的记录载体。
另一个实施例的特征在于所述第三层包括从ZnS-SiO2、SiC、Al2O3、Si3N4、SiO2、C、KCl、LiF、NaCl、Pt、Au、Ag的组中选择的第三材料，所述应用取决于所需的光学性质(系统波长)。
发现ZnS-SiO2、SiC、Al2O3和Si3N4等的组中的每一项都是合适的将记录载体上的第一层从第二层分离开的第三层的材料。只要第三层在一个区域中不发生局部破坏，它就形成防止第一层和第二层之间发生反应的阻挡层。一旦第三层在一个区域中被破坏，第三层的材料就不再在那个区域中防止第一层和第二层之间发生反应。发现用一剂激光能量照射材料ZnS-SiO2、SiC、Al2O3、Si3N4等时可使它们破坏。第三层的材料是根据第一和第二层的材料的反应温度从ZnS-SiO2、SiC、Al2O3、Si3N4的组中选出的，使得在适当的温度下会被破坏。如前所述，第三层的材料被破坏的温度优选的高于第一和第二层的材料之间发生反应的温度以便获得比在没有第三层时获得的标记小的标记，但也可有利的使用第三层被破坏的较低温度，例如用于获得更加耐用的记录载体。
另一个实施例的特征在于第三层包括选自组Pt、Au、Ag的第三材料。(吸收第三层)这些成分是合适的用于界面层的材料。
另一个实施例的特征在于使用多级记录来记录信息。
当使用根据本发明的方法时，使用该方法对标记大小进行的精确控制允许使用多级记录。另外，因为可获得较小的标记，所以在与常规大小的标记相同的区域中可使用一系列直接连续相邻的标记获得多级记录。
另一个实施例的特征在于通过写入多个重叠的标记来执行多级记录。
一旦第三层在一个区域中被破坏，它就保持破坏状态并且不会受施加给该区域的另外剂量的激光能量的显著影响。
因此通过写入第一标记和在记录载体具有圆形或螺旋轨迹的情况下连续的、或立即在写入第一标记之后或在记录载体一转或多转之后写入与第一标记重叠的另一个标记至期望的数量而能够调整标记的大小。
通过使第二标记与第一标记基本重叠可略微增加标记的大小，例如，如果重叠为90％，则最终标记的大小将是第一标记大小的110％。通过在100％和0％之间改变重叠量，可在第一标记的100％和200％之间调整最后标记的大小。当然可将第三或另一标记加至最终标记的大小直到达到标记的期望大小。
根据本发明的记录载体的特征在于由第三材料构成的第三层位于第一层和第二层之间，其在一个区域中进行照射时，允许在那个区域中的第一材料和第二材料之间发生反应。
通过用第三层分开各记录层，就不可能发生反应，除非第三层在用一剂激光能量进行照射时被破坏。在第三层被破坏的区域中，在第一层和第二层之间可发生反应。在另外的区域中，第一层和第二层保持由第三层分隔开，并且任何导致对比度降低的反应都被禁止。由此可实现稳健的可读性和长期的稳定性。
记录载体的另一实施例的特征在于所述反应是化学反应。
对比度的变化可通过选择第一层的第一材料和第二层的第二材料使得在混合时它们将产生对比度的变化来实现。其可以是有机和无机材料。因为第三层分隔开两种材料，所以本发明允许选择材料的组合，这些材料在接触时甚至在常规的室温下而非由照射所产生的升高的温度下彼此通常都可发生反应。
另外可选择更多的材料组合，在用比使第三层破坏所需的激光能量剂量低的一剂激光能量进行照射时，所述材料组合会发生反应。
当选择在用比使第三层破坏所需激光能量剂量高的一剂激光能量进行照射时会发生反应的一种材料组合时，第三层将在比第一和第二层的材料发生反应大的区域中被破坏。然而这仍旧能提供定义第一和第二层的材料将会发生反应的最大区域的优点，从而改进长期稳定性和给对比度的降低赋予一个上限。
广泛地选择材料是可行的。
记录载体的另一个实施例的特征在于所述第三层需要比第一材料与第二材料的反应所需剂量高的激光能量剂量才能使反应得以进行。
施加给各层的激光能量的剂量具有钟形曲线的形状。因此激光照射的区域中的温度是不均匀的，而是具有较高温度的相对小中心和围绕该区域中心的温度较低的区域。当为第三层选择需要较高剂量的激光能量被破坏的材料时，第三层被破坏的区域将被限制于激光照射的区域的中心。第三层被破坏的区域因此将小于照射的总区域。第一层的材料和第二层的材料之间的反应将被限制在第三层被破坏的区域，使得第一层的材料和第二层的材料之间的反应区域也将小于激光照射的总区域。这样第一层的材料和第二层的材料之间的反应由第三层中的孔的大小而非第一和第二层的材料的熔融/反应特性限制。
由此通过反应产生的标记也将小于照射的总区域。
换句话说可在记录载体上写入小于用于写入标记的激光光点大小的标记。较小的标记允许将更多的标记记录在记录载体上，这导致记录载体具有较高的存储容量，因为在切向以及径向上的密度都可增加。
必须注意吸收率在从照射吸收能量方面扮演着重要角色。因此，即使当从上面照射时，第三层接收比第三层上面的层少的照射，较高的吸收率仍将导致第三层的区域中的温度分布的偏移，所述第三层的区域被照射至比那个区域中的第一层和第二层高的温度。当与作为参考点的第三层的特殊材料进行比较时，该效应与第三层被破坏的温度相结合可获得多个优点(参见上面评论)-当对于同样的照射，选择较高的吸收率时，可为第三层选择具有较高破坏温度的材料。
-当对于同样的照射，选择较低的吸收率时，可为第三层选择具有较低破坏温度的材料。
-当选择较低的吸收率时，可为第三层选择具有相同破坏温度的材料，并且该材料对于相同的照射将在第三层中产生较小的开口。
-当选择较高的吸收率时，可为第三层选择具有相同破坏温度的材料，并且该材料对于相同的照射将在第三层中产生较大的开口。
可例如关于来自激光器的辐射的颜色控制有机染料的吸收率。
第三层需要比第一材料与第二材料的反应所需剂量高的激光能量剂量才能进行反应的情形的另一个优点是交叉写入效应被最小化。由于温度分布是钟形的和对第三层破坏的辐射区域的中心区域的限制，邻接区域，例如相邻轨迹并不会通过照射接收足够的能量到达第三层被破坏的温度点。因此，即使相邻区域中的第一和第二层的材料接收足够的照射而达到可发生反应的温度，第三层仍将防止相邻区域中发生任何变化，因为第三层在相邻的区域中将不会达到第三层局部破坏所需的温度。这样不但能写入较小的标记，而且能防止由于在相邻区域中进行写入所引起的交叉写入效应。
记录载体的另一个实施例的特征在于第一材料是Si，而所述第二材料是Cu。已经发现Si和Cu是合适的无机记录材料。第三层增加了使用Si和Cu作为记录材料的记录载体的稳定性，这导致更加耐用的记录载体。
记录载体的另一个实施例的特征在于所述第一材料是Bi，而所述第二材料是Sn。已经发现Bi和Sn是合适的无机记录材料。第三层增加了使用Bi和Sn作为记录材料的记录载体的稳定性，这导致更加耐用的记录载体。
记录载体的另一个实施例的特征在于所述第一材料是In，而所述第二材料是Sn。已经发现In和Sn是合适的无机记录材料。第三层增加了使用Bi和Sn作为记录材料的记录载体的稳定性，这导致更加耐用的记录载体。
记录载体的另一个实施例的特征在于所述第三层包括从ZnS、SiO2、SiC、Al2O3、SiN的组中选择的第三材料。发现ZnS、SiO2、SiC、Al2O3和SiN的组中的每一项都是合适的将记录载体上的第一层从第二层分离开的第三层的材料。只要第三层在一个区域中不发生局部破坏，它就形成防止第一层和第二层之间发生反应的阻挡层。一旦第三层在一个区域中被破坏，第三层的材料就不再在那个区域中防止第一层和第二层之间发生反应。发现用一剂激光能量照射材料ZnS、SiO2、SiC、AlxO3、SiN时可使它们破坏。第三层的材料是根据第一和第二层的材料的反应温度从ZnS、SiO2、SiC、Al2O3、SiN的组中选出的，使得在适当的温度下会被破坏。如前所述，第三层的材料被破坏的温度优选的高于第一和第二层的材料之间发生反应的温度以便获得比在没有第三层时获得的标记小的标记，但也可有利的使用第三层被破坏的较低温度，例如用于获得更加耐用的记录载体。
记录装置的一个实施例的特征在于当检测电路检测到包括由第一材料构成的第一层和由第二材料构成的第二层的记录载体时，其中第三材料的第三层位于所述第一层和第二层之间，并且当在一个区域中用一剂照射来照射所述第三层时，所述第三层允许所述区域中的第一材料和第二材料发生反应，所述控制电路调节照射剂量使得所述第三层允许发生反应。
记录装置必须调节与写入策略相关的参数以使其适应将在其上记录数据的记录载体的要求。
为此，记录装置必须能够检测记录载体的类型。可选择的，可将记录装置制成仅适用于单一类型的记录载体，使得并不需要检测，或者可应用其它已知的方法来确定用于记录处理的适当参数。
然后将所述参数提供给用于控制发射所述剂量的激光能量的激光装置的控制电路以调节记录处理使其适用于将要进行记录的记录载体。
现在将根据
本发明。
图1表示现有的记录载体的截面图2表示照射现有的记录载体以在其上写入标记的情况；图3表示根据本发明的记录载体的截面图；图4表示照射根据本发明的记录载体的情况；图4a表示对于变化的第一I层厚度执行的对比度测量；图5表示基于Si-Cu的记录载体上的标记形式，其示出了剂量对标记形式的影响；图6表示对于第一和第二记录层使用各种材料的记录载体的调制测量；图7表示作为基于Bi-Sn和Sn-Bi的记录载体的温度函数的反射率和透射率测量；图8表示使用根据本发明的记录载体进行的一次记录多级写入的实施情况；图8a表示用于单个标记的写入策略；图8b表示用于双标记的写入策略。
图1表示现有技术的记录载体的截面图。记录载体1具有第一层2和与第一层2邻接的第二层3。所述第一和第二层2、3被施加于载体4上。应用保护层5以防止第一和第二层2、3损坏。保护层5还可以是以第二载体的形式形成使得第一和第二层2、3被夹在两个载体之间，其中每个载体都提供机械稳定性和保护。
图2表示照射记录载体以在现有技术的记录载体上写入标记的情况。
在图2中，只示出了第一层2和第二层3。为了清楚起见省略了载体4和保护层5。
当通过光束9用一剂激光能量照射第一和第二层的区域6、10时，该区域6、10的温度被升高到记录载体的平均温度以上。
记录载体1的较小区域6、10中的温度被提高至第一层2的材料和第二层3的材料开始反应并形成一种新材料的点。区域6、10中的这种新材料具有不同于未接收一剂激光能量的原始材料的反射率。这样就将标记写在记录载体上。
激光能量的剂量7并不是跨越激光束9平均分布，而是具有高斯曲线的形状。用高于激光剂量7的某一等级8的激光剂量照射的区域6、10中的材料将反应并形成一个标记。
因为第一层2的材料和第二层3的材料在整个记录载体上彼此接触，所以在例如室温下在未用一剂激光能量进行照射的区域中进行的慢反应将导致记录载体1的对比度缓慢降低，并且因此在记录载体的可读性和耐用性方面可靠性都将降低。
图3表示根据本发明的记录载体的截面图。第一层2和第二层3现在由第三层11分隔开。第三层防止第一层2的材料和第二层3的材料彼此接触。因为没有接触，所以在两个层2、3之间将不会发生反应。
图4表示照射根据本发明的记录载体的情况。为了在图3的盘上写入标记，通过激光束9将一剂激光能量7施加于区域6、6A、10、10A、12、14、15。第一层2中的区域10、10A、12从所述激光束吸收能量，并且第一层的区域10、10A、12的温度升高。第一层2未吸收的能量传递给第三层11。第三层11的区域15、15A、15B也从所述激光束吸收能量并且区域15、15A、15B的温度升高。第三层11未吸收的能量传递给第二层3。
第二层的区域6、6A、12也从所述激光束吸收能量并且区域6、6A、12的温度升高。
激光能量的剂量7跨越激光束9并不是均匀的。只有当激光能量7的剂量超过一确定值8时，第一层2的区域10、10A、12的温度才升高至足以允许第一层2的材料和第二层3的材料发生反应。另外，只有当激光能量的剂量7超过一确定值8时，第二层3的区域6、6A、14的温度才升高至足以允许第二层3的材料与第一层2的材料反应。
对于第三层11，激光能量的剂量必须达到比第一和第二层2、3所需要的值高的值13，以便将第三层11的区域15、15A、15B的温度提高至区域15中的第三层11的材料被破坏的点。这可通过选择第三层的材料或通过控制第三层11的材料的吸收情况进行控制。
因为只有在第三层11的较小区域15中才会达到较高值的能量剂量，而第三层11的周围区域15A、15B不会达到，所以第三层只有一较小区域15会被破坏。该区域小于第一和第二层2、3的材料达到反应温度的区域10、10A、12、6、6A、14。因此，只有第一层2的较小区域12中的材料与第三层的较小区域14的材料反应。
已经提议Cu-Si系统作为一次写入记录系统。系统Bi-Sn和In-Sn已经被提议作为一次写入记录系统。尤其是如果用于二维数据存储，这些系统的一个重要缺陷是热交叉写入和热轨迹间干扰。所提议的阻挡层关于这些热效应提供了好得多的稳定性。一个额外的优点是提高了在升高温度下的稳定性。
已知有多种体积比来提供稳定的反应产物SinCum。以50-50％的体积比进行的实验至少显示出这种无机记录系统的可行性。其他体积比也是可行的。对于I-Si-Cu-IAg样本(I代表ZnS-SiO2介电层)，对初始状态和记录状态进行的对比度测量是用反射-透射测量系统(RTM)执行的。在叠层热退火之后获得记录状态以初始化化学反应(热退火是在热RTM结构上执行的)。Si和Cu层厚度等于且被取作5、7和9nm。对于三Si-Cu层厚度来说(所有都具有50-50％的体积比)，图4a中示出了对于可变的第一I层厚度(在20和100nm之间变化)执行的对比度测量。9nm的Si和Cu在约50nm的II层厚度下几乎导致80％的对比度。
图5表示基于Si-Cu的记录载体上的标记形式，其显示出剂量对标记形式的影响。
对于M-I2-P-I1记录叠层已经执行了标记形式的数字模拟以便解释所提出的记录叠层的超分辨率性质(I1和I2代表ZnS-SiO2介电层，P代表混合记录层(P＝Si-I-Cu)，且M代表金属散热层(在Ag的情况下)。各层的层厚度是Ag-I2-(Cu-I-Si)-11＝60-44-(5-2-5)-20nm。标记形式被定义为记录叠层中超过Si和Cu层之间的界面阻挡层的融化温度的平面区域。图5中给出了对于六个写入脉冲的序列作为阻挡层融化温度函数的半平面标记尺寸。注意这种写入策略用于在游程长度调制码中写入较长的标记。与计算的标记的前沿相应的所述序列中的第一写入脉冲的结果或多或少的表示单写入脉冲策略的结果，所述单写入脉冲策略例如用在使用固定单元长度的多级记录方案中。标记分布图50是相对较低的融化温度的结果，而标记分布图51是相对较高的融化温度的结果。标记大小的差别表示实际上融化温度与记录标记的写入功率和光学性质结合可用于控制标记大小。蓝圈52(半径为R0)代表蓝色激光点的1/e大小。应该清楚对于相对较高的融化温度，在阻挡层中只产生非常小的孔径以允许两个反应记录层Si和Cu之间的物理接触。
可能用于薄的阻挡层的材料是例如ZnS-SiO2、SiC、Al2O3、Si3N4、SiO2、C、KCl、LiF、NaCl、Pt、Au、Ag等。对于阻挡层的要求是1.阻挡层的融化温度应该高于Cu-Si或Bi-Sn或In-Sn系统的混合温度。能够预见等于或略微小于Cu-Si、Bi-Sn或In-Sn系统的反应温度的融化温度还导致较小的位，但不同层之间的可能不完全的反应/混合可导致较低的调制。
2.在室温下的化学稳定性。
3.强烈的阈值性能在没有层间扩散的中等温升情况下融化可能促使孔径形成。
图6表示对于第一和第二层具有各种不同材料的记录载体的调制测量。
在图6中，关于Cu-Si盘和关于(ZnS-SiO2)-Cu-Si-(ZnS-SiO2)和SiN-Bi-Sn-SiN盘的静态测试仪测量的结果与对于标准相变蓝光盘获得的结果进行比较。所示出的是作为写脉冲长度函数的信号调制(最长游程长度(在本情况中为I8)的峰峰信号与信号幅度的比)。标准蓝光盘是基于能够在非晶态和晶态之间可逆变换的GeInSbTe相变材料制成的。蓝光Cu-Si是测试盘，CuSi是层厚度为7nm的自制盘，并且BiSn系统具有15nm的层厚度。从图中能够看出使用所提出的一次写入系统能够获得等于或甚至大于标准蓝光盘的调制的调制。
图7表示作为基于Bi-Si和Sn-Bi的记录载体的温度函数的反射率和透射率测量。已知多种体积比来提供稳定的反应产物SinCum，以50-50％的体积进行试验。使用I-Si-Cu-I-Ag样本的反射率和透射率测量来执行对初始状态和记录状态的对比度测量，I代表ZnS-SiO2介电层。对比度被定义为下述比对比度＝(Rinit-R-written)/Rinit。在图9中给出了在三层厚度为5、7和9nm的情况下作为介电层I1函数的对比度测量。可以看出在三个所示层厚度的情况下对于50％的体积比可获得良好的对比度。
在对叠层进行热退火以初始化化学反应之后就获得了记录状态。在图7中示出了这些关于Bi-Sn系统的热反射率和透射率测量(RTM测量)的结果。所示出的是对于两层厚度为15/15和30/30nm的实验结果，所有试验结果对于50％体积比和两种取向都具有SiBi和BiSn。在约140℃下发生一种临界反应。反射率初始在70％左右，用70表示，但它会降至大约10-15％的值，用72表示。相反，透射率初始低于5％，用71表示，但它可增加到30％以上，用73表示。
初始和写入状态的低透射率都表示这些记录叠层也可在透明的模式中使用，例如双层盘中的第一记录叠层。
图8表示使用根据本发明的记录载体进行多级写入一次记录的实施例。
在图8中示意的示出了2D多级记录。我们考虑了矩形栅格，但六角形结构(蜂巢式结构)也是可能的(这样一种方法被用在2DOS方案中)。在初始阶段，由轨迹N-1、N和N+1及随后的单元M-1、M和M+1表示的9单元的矩阵是未写入的(轨迹N-2也是未写入的)。在步骤1，数据被写入到轨迹N1中。标记尺寸仅受写入功率的控制。在步骤2，数据被写入到轨迹N中。在步骤3，数据被写入到轨迹N+1中。
所提出的记录叠层和方法的一个极大优点是能够以超分辨率写入标记，即比光点小。这允许极大的减小轨迹间距。那么一种可能性就是使用所述方法和记录载体写入二维数据图案。
如果轨迹间距被极大的减小，则从轨迹N测量的反射率也包括来自轨迹N-1和N+1的作用(光学串扰)。光点强度典型的为高斯(Gauss)分布(介于高斯分布和埃里(Airy)分布之间的分布)。因此读出信号应被看作为强度分布和目前数据的卷积。典型的，中央轨迹中的标记将比邻近轨迹中的标记对总的反射信号具有更大的影响。在大多数光记录应用中，来自边轨迹的影响是不想要的，但我们设计所述系统使得它最佳的使用光学串扰。
可通过适当选择的写策略(脉冲次数和脉冲功率)来控制凹坑形式。需要至少对于三个随后的单元(M-1、M和M+1)最佳化写入策略。如果对先前的单元M-1进行写入，则该位置中散失的热量也会影响单元M的写入(预热效应)。此外，单元M+1的写入也会影响先前写入的单元M，(所谓的后热效应)。需要对后热和预热效应进行控制以便控制单元M的写入。
播放用的可能参数是写入脉冲的功率和长度，和一种用于下一个将要写入的标记的预热脉冲和可能的冷却间隙。在图8a中给出了这种写入策略的一个例子。脉冲高度Pmelt用于确定融化区域的大小。Pdiffuse的持续时间和功率可用于控制层1和层2的扩散程度。需要冷却间隙来将记录叠层冷却下来，并且可使用冷却间隙来控制记录叠层中的热干扰(预热效应)。(偏置电平)。轨迹间距、功率电平和脉冲持续时间被紧密相关并且因此需要以一种组合最佳算法对其进行最佳化。
凹坑同步是非常重要的，因为需要关于中心轨迹中的凹坑以非常高的精度放置邻近轨迹中的凹坑。我们(至少)考虑两点1.对于同步预先控制的脊或尖峰信号。2.能够重构同步图案的写入长(例如120)凹坑/标记。通过光学串扰测量邻近轨迹中的长同步(syncs)来执行同步。因为轨迹间距远小于光点尺寸(衍射极限)，所以期望当聚焦在中心轨迹上时将检测邻近轨迹。
通过写入重叠标记而能够产生多级图案，例如80是单标记，而81是双标记(2个重叠标记)，两种标记在图8中都示出了。在下一个写周期中，写入图案83和82。在第三写入周期中，在轨迹N+1中写入图案85和84。在图8b中示出了一种用于写入双标记的典型写入策略。
权利要求
1.一种用于在包括由第一材料构成的第一层和由第二材料构成的第二层的光盘上记录信息的方法，该方法包括用一剂激光能量照射光盘的一个区域，其中在用该剂激光能量照射的区域中第一层的第一材料与第二层的第二材料反应，其特征在于当用一剂激光能量进行照射时，位于第一层和第二层之间的第三层只允许在用该激光剂量照射的区域中的第一材料和第二材料之间发生反应。
2.如权利要求1所述的用于在光盘上记录信息的方法，其特征在于所述反应是化学反应。
3.如权利要求1所述的用于在光盘上记录信息的方法，其特征在于所述反应是用于形成第一材料和第二材料的合金的熔融。
4.如权利要求1所述的用于在光盘上记录信息的方法，其特征在于所述反应是有机反应。
5.如权利要求1所述的用于在光盘上记录信息的方法，其特征在于所述反应是通过永久改变第三层中的所述区域得以实现的。
6.如权利要求1所述的用于在光盘上记录信息的方法，其特征在于所述永久改变是通过照射第三层中的有机材料实现的。
7.如权利要求1所述的用于在光盘上记录信息的方法，其特征在于第三层需要比第一材料与第二材料的反应所需剂量高的激光能量剂量才能使反应得以进行。
8.如权利要求1所述的用于在光盘上记录信息的方法，其特征在于所述第一材料是Si，而所述第二材料是Cu。
9.如权利要求1所述的用于在光盘上记录信息的方法，其特征在于所述第一材料是Bi，而所述第二材料是Sn。
10.如权利要求1所述的用于在光盘上记录信息的方法，其特征在于所述第一材料是In，而所述第二材料是Sn。
11.如权利要求1所述的用于在光盘上记录信息的方法，其特征在于所述第三层包括从ZnS、SiO2、SiC、Al2O3、SiN的组中选择的第三材料。
12.如权利要求1所述的用于在光盘上记录信息的方法，其特征在于使用多级记录来记录信息。
13.如权利要求1所述的用于在光盘上记录信息的方法，其特征在于通过写入多个重叠的标记来执行多级记录。
14.一种包括由第一材料构成的第一层和由第二材料构成的第二层的记录载体，其特征在于由第三材料构成的第三层位于第一层和第二层之间，其在一个区域中进行照射时，允许在那个区域中的第一材料和第二材料之间发生反应。
15.如权利要求14所述的记录载体，其特征在于所述反应是化学反应。
16.如权利要求14所述的记录载体，其特征在于所述反应是用于形成第一材料和第二材料的合金的熔融。
17.如权利要求14所述的记录载体，其特征在于所述反应是通过永久改变第三层实现的。
18.如权利要求14所述的记录载体，其特征在于所述第三层需要比第一材料与第二材料的反应所需剂量高的激光能量剂量才能使反应得以进行。
19.如权利要求14所述的记录载体，其特征在于所述第一材料是Si，而所述第二材料是Cu。
20.如权利要求14所述的记录载体，其特征在于所述第一材料是Bi，而所述第二材料是Sn。
21.如权利要求14所述的记录载体，其特征在于所述第一材料是In，而所述第二材料是Sn。
22.如权利要求14所述的记录载体，其特征在于所述第三层包括从ZnS-SiO2、SiC、Al2O3、Si3N4、SiO2、C、KCl、LiF、NaCl、Pt、Au、Ag的组中选择的第三材料。
23.如权利要求14到20中所述的记录载体，其特征在于所述记录载体包括另一记录层。
24.一种用于在光盘上记录信息的记录装置，其包括用于控制由激光器发射的照射的剂量的控制电路和用于检测光盘类型的检测电路，其特征在于当所述检测电路检测到包括由第一材料构成的第一层和由第二材料构成的第二层的记录载体时，其中第三层位于所述第一层和第二层之间，并且当在一个区域中以照射剂量照射所述第三层时，所述第三层允许所述区域中的第一材料和第二材料发生反应，所述控制电路调节照射剂量使得所述第三层允许发生反应。
25.如权利要求24所述的用于在光盘上记录信息的记录装置，其特征在于所述记录是多级记录。
26.如权利要求25所述的用于在光盘上记录信息的记录器，其特征在于所述记录器的控制电路控制由激光器发射的辐射，使得一个区域被照射或多个重叠区域被照射。
全文摘要
一种记录载体包括两层，当进行照射时所述两层彼此发生反应以在记录载体上形成标记。所述两层由第三层分隔开，所述第三层防止所述两层直接接触，由此对记录载体提供稳定性。通过照射第三层，第三层的一个区域被损坏或改变，由此产生一个开口，在那个区域中不再防止所述两层的反应并且能够形成标记。最终开口的大小确定了标记的大小，并且因此能够产生允许高密度记录的非常小的标记。
文档编号G11B7/125GK1809876SQ200480017032
公开日2006年7月26日 申请日期2004年6月10日 优先权日2003年6月17日
发明者E·R·梅德斯, A·米吉利特斯基 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司