DE69920458T2

DE69920458T2 - Metalllegierungen für die reflektions- oder halbreflektierende schicht eines optischen speichermediums

Info

Publication number: DE69920458T2
Application number: DE1999620458
Authority: DE
Inventors: Han H NEE
Original assignee: Target Technology LLC
Current assignee: Target Technology LLC
Priority date: 1998-06-22
Filing date: 1999-06-14
Publication date: 2005-01-20
Anticipated expiration: 2019-06-15
Also published as: AU742907C; DE69920458D1; JP2002518596A; CN1106930C; US6280811B1; DE04006876T1; WO1999067084A1; CA2335578C; EP1441335A2; EP1094934A1; EP1742211A3; CN1302253A; TW432369B; AU4682499A; BR9909880A; US6007889A; CA2335578A1; ATE277406T1; EP1094934A4; EP1742211A2

Description

Diese Erfindung betrifft reflektierende Schichten oder halbreflektierende Schichten, die in optischen Speichermedien verwendet werden, welche aus Legierungen auf Silberbasis gefertigt sind.
I. Hintergrund der Erfindung
Der Aufbau einer herkömmlichen, voraufgezeichneten optischen Scheibe weist im Allgemeinen vier Schichten auf. Eine erste Schicht ist gewöhnlich aus optisch klarem Polycarbonatharz gefertigt. Diese Schicht wird mittels wohlbekannter Techniken hergestellt, die mit dem Spritz- oder Druckformen des Harzes zu einer Scheibe beginnen. Die Oberfläche der Scheibe wird mit äußerst kleinen und präzise angeordneten Pits und Lands geformt oder geprägt. Diese Pits und Lands haben eine vorbestimmte Größe und sind, wie unten erläutert, letztendlich die Vehikel zur Speicherung von Informationen auf der Scheibe.
Nach dem Prägen wird eine optisch reflektierende Schicht über die Informationspits und -lands gelegt. Die reflektierende Schicht ist üblicherweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gebildet und typischerweise zwischen etwa 40 bis etwa 100 Nanometer (nm) dick. Die reflektierende Schicht wird gewöhnlich mittels einer von vielen wohlbekannten Dampfabscheidungstechniken aufgebracht, wie etwa Sputtern oder thermische Verdampfung. Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, dritte Edition, Band 10, Seiten 247–283 bietet eine detaillierte Erläuterung dieser und anderer Abscheidungstechniken wie beispielsweise Glimmentladung, Ionenplattierung sowie chemische Dampfabscheidung, und diese Spezifikation bezieht diese Offenbarung hiermit durch Verweis ein.
Als nächstes wird ein lösungsmittelbasiertes oder ein UV- (Ultraviolett) härtendes Harz über der reflektierenden Schicht aufgebracht, auf das üblicherweise ein Etikett folgt. Die dritte Schicht schützt die reflektierende Schicht vor der Handhabung und der Umgebung. Das Etikett gibt die bestimmte Information an, die auf der Scheibe gespeichert ist, und kann gelegentlich eine künstlerische Darstellung umfassen.
Die zwischen dem Polycarbonatharz und der reflektierenden Schicht liegenden Informationspits nehmen üblicherweise die Form einer kontinuierlichen Spirale an. Die Spirale beginnt typischerweise an einem Innenradius und endet an einem Außenradius. Der Abstand zwischen zwei Spiralen wird „Spurabstand" genannt und beträgt üblicherweise 1,6 Mikrometer. Die Länge eines Pits oder Lands in Richtung der Spur beträgt zwischen etwa 0,9 und etwa 3,3 Mikrometer. All diese Details sind bei Audio-Compaktdisks gemeinhin bekannt und sind in einer Reihe von Spezifikationen niedergelegt, die zunächst von Philips NV aus Holland und Sony aus Japan als Standards für die Industrie vorgeschlagen wurden.
Die Scheibe wird gelesen, indem ein Laserstrahl durch das optisch klare Polycarbonat auf die reflektierende Schicht gerichtet wird, und zwar mit hinreichend kleiner Auflösung, um auf die Informationspits zu fokussieren. Die Pits haben eine Tiefe von etwa ¼ der Wellenlänge des Laserlichts, wobei das Licht allgemein eine Wellenlänge im Bereich von 780 bis 820 Nanometer hat. Es entsteht dann destruktive (dunkle) oder konstruktive (helle) Interferenz des Laserlichts, wenn sich der Laser entlang der Spiralspur bewegt und längs seines Wegs auf einen abwechselnden Strom von Pits und Lands fokussiert.
Dieser Ein- und Aus-Wechsel der Lichtintensität von Dunkel auf Hell oder von Hell auf Dunkel bildet die Basis eines digitalen Datenstroms von Einsen und Nullen. Wenn in einem festen Zeitintervall kein Wechsel der Lichtintensität auftritt, ist das digitale Signal „0", und wenn die Lichtintensität entweder von Dunkel nach Hell wechselt oder von Hell nach Dunkel, ist das digitale Signal „1". Der kontinuierliche Strom von Einsen und Nullen, der resultiert, wird dann elektronisch dekodiert und in einem Format präsentiert, das einen Nutzen für den Anwender hat, etwa als Musik- oder Computerprogrammdaten.
Als Resultat ist es wichtig, eine stark reflektierende Beschichtung auf der Scheibe zu haben, um das Laserlicht von der Scheibe auf einen Detektor zu reflektieren, damit das Vorhandensein des Intensitätswechsels gelesen werden kann. Im Allgemeinen ist die reflektierende Schicht gewöhnlich aus Aluminium, Kupfer, Silber oder Gold, die alle ein hohes optisches Reflektionsvermögen von mehr als 80 Prozent aufweisen. Aluminium und Aluminiumlegierungen werden gewöhnlich verwendet, weil sie vergleichsweise günstiger sind, eine hinreichende Korrosionsbeständigkeit haben und leicht auf die Polycarbonatscheibe aufgebracht werden können.
Gelegentlich und üblicherweise aus kosmetischen Gründen wird eine gold- oder kupferbasierte Legierung verwendet, um dem Verbraucher eine „Gold"-gefärbte Scheibe anzubieten. Wenngleich Gold naturgemäß eine reiche Farbe bietet und sämtliche funktionalen Anforderungen an eine hochreflektierende Schicht erfüllt, ist es vergleichsweise viel teurer als Aluminium. Häufig wird daher eine kupferbasierte Legierung, die Zink oder Zinn enthält, manchmal verwendet, um die goldgefärbte Schicht zu erzeugen. Unglücklicherweise ist dieser Ersatz jedoch nicht voll zufriedenstellend, weil die Korrosionsbeständigkeit der Kupferlegierung im Allgemeinen als schlechter als die von Aluminium angesehen wird, was zu einer Scheibe führt, die eine geringere Lebensdauer als eine mit einer reflektierenden Aluminiumschicht hat.
Der Leser kann zusätzliche Details der Herstellung und Funktionsweise eines optisch lesbaren Speichersystems in den US-Patenten mit den Nummern 4,998,239 auf Strandjord et al. und 4,709,363 auf Dirks et al. finden, deren Offenbarungen hierdurch Verweis einbezogen werden.
Ein weiterer Scheibentyp ist die Compaktdiskfamilie, die als aufzeichnungsfähige Compaktdisk oder „CD-R" populär wurde. Diese Scheibe ist der vorher beschriebenen CD ähnlich, hat jedoch einige Änderungen. Die aufzeichnungsfähige Compaktdisk beginnt mit einer durchgehenden Spiralnut statt mit einer fortlaufenden Spirale von Pits und weist eine organische Farbstoffschicht zwischen den Polycarbonatsubstrat und der reflektierenden Schicht auf. Diese Scheibe wird durch periodisches Fokussieren eines Laserstrahls auf die Nuten beschrieben, während der Laser längs der Spiralspur wandert. Der Laser hitzt den Farbstoff auf eine hohe Temperatur auf, was durch periodisches Verformen und Zersetzen des Farbstoffs Pits in der Nut entstehen lässt, die mit einem Eingangsdatenstrom von Einsen und Nullen übereinstimmen.
Zusätzliche Einzelheiten im Hinblick auf die Funktionsweise und den Aufbau dieser aufzeichnungsfähigen Scheiben kann der Leser in den US-Patenten mit den Nummern 5,325,351 auf Uchiyama et al. und 5,391,462, 5,415,914 sowie 5,419,939 auf Arioka et al. und auch 5,620,767 auf Harigaya et al. finden, deren Offenbarungen hiermit durch Verweis in diese Beschreibung aufgenommen werden.
Die Schlüsselkomponente einer CD-R-Scheibe ist der organische Farbstoff, der aus Lösungsmittel und einer oder mehreren organischen Verbindungen der Cyanin-Phthalocyanin- oder Azo-Familie gebildet ist. Die Scheibe wird normalerweise hergestellt, indem der Farbstoff in einem Schleuderverfahren auf die Scheibe aufgebracht wird und die reflektierende Schicht durch Sputtern über dem Farbstoff aufgebracht wird, nachdem der Farbstoff hinreichend trocken ist. Weil aber der Farbstoff Halogenionen oder ander Chemikalien enthalten kann, die die reflektierende Schicht korrodieren können, können viele gewöhnlich verwendete Materialien für die reflektierende Schicht, wie etwa Aluminium, nicht geeignet sein, um der CD-R-Scheibe eine vernünftige Lebensdauer zu verleihen. Deshalb muss häufig Gold verwendet werden, um eine aufzeichnungsfähige CD herzustellen. Wenngleich Gold frei lich alle funktionalen Anforderungen an CD-R-Scheiben erfüllt, ist es eine sehr teure Lösung.
Noch ein weiterer populär gewordener Scheibentyp aus der Familie optimaler Scheiben ist eine im Voraus aufgezeichnete optische Scheibe, die digitale Videodisk oder „DVD" genannt wird. Diese Scheibe besitzt zwei Hälften. Jede Hälfte wird aus Polycarbonatharz gefertigt, das mit Pit-Informationen spritz- oder druckgeformt wird, und dann durch Sputtern mit einer reflektierenden Schicht überzogen, wie zuvor beschrieben. Diese beiden Hälften werden dann mittels eines UV-härtenden Harzes oder eines Heißschmelzklebers verbunden oder miteinander verklebt, um die Gesamtscheibe zu bilden. Die Scheibe kann dann von beiden Seiten abgespielt werden, im Unterschied zu der Compaktdisk oder CD, bei der Informationen üblicherweise nur von einer Seite erhalten werden. Die Größe einer DVD ist etwa die gleiche wie die einer CD, die Informationsdichte ist jedoch beträchtlich höher. Der Spurabstand beträgt etwa 0,7 Mikrometer und die Länge der Pits und Lands ist annähernd 0,3 bis 1,4 Mikrometer.
Eine Abwandlung der DVD-Familie von Scheiben ist die DVD-Doppellagenscheibe. Diese Scheibe weist ebenfalls zwei Informationsebenen auf; allerdings werden beide von einer Seite her abgespielt. Bei dieser Ausgestaltung ist die hochreflektierende Schicht üblicherweise die gleiche wie die zuvor erläuterte. Die zweite Schicht ist jedoch nur eine halbreflektierende mit einem Reflektionsvermögen im Bereich von ungefähr 18 bis 30 Prozent. Zusätzlich zur Reflektion von Licht muss diese zweite Schicht auch einen beträchtlichen Anteil von Licht durchlassen, sodass der Laserstrahl die darunterliegende hochreflektierende Schicht erreichen kann und dann durch die halbreflektierende Schicht hindurch zu dem Signaldetektor zurückgeworfen werden kann.
Gegenwärtig ist die mögliche Wahl für die halbreflektierende Schicht entweder Gold oder Silizium in einem Dickenbereich von 5 bis 70 Nanometer, wie im US-Patent 5,171,392 auf Iida et al. diskutiert, dessen Offenbarung hiermit durch Verweis einbezogen wird. Wenn es hinreichend dünn ist, ist Gold sowohl reflektierend als auch durchlässig für Licht, weist eine herausragende Korrosionsbeständigkeit auf und kann auch relativ leicht zu einem Überzug gleichmäßiger Dicke gesputtert werden. Wiederum jedoch ist es vergleichsweise auch teurer als andere Metalle. Silizium ist eine vernünftige Alternative zu Gold, weil es aber ein Halbleiter ist, sind sein Sputterertrag und seine Sputterrate erheblich niedriger als die von Gold bei Anwendung der gleichen Leistung. Silizium hat darüber hinaus die Neigung, beim Sputtern mit Sauerstoff und Stickstoff zu reagieren, was zu einer ganzen zusätzlichen Menge von Problemen führt. Beispielsweise erfordert die Anwendung von Silizium üblicherweise eine kompliziertere Sputtervorrichtung als eine, die normalerweise zur Aufbringung anderer reflektierender Metalle benötigt wird. Als Folge bietet weder Gold noch Silizium eine ideale halbreflektierende Schicht zur Verwendung bei diesem Scheibentyp.
Zusätzliche Details der Herstellung und des Aufbaus von DVD-Scheiben kann der Leser im US-Patent Nr. 5,640,382 auf Florczak et al. finden, dessen Offenbarung hiermit durch Verweis einbezogen wird.
Was daher benötigt wird, sind einige neue Legierungen, die die Vorteile von Gold haben, wenn sie als hochreflektierende Schicht oder als halbreflektierende Schicht in einem optischen Speichermedium verwendet werden, aber nicht so teuer wie Gold sind. Diese Erfindung wendet sich diesem Bedarf zu.
JP-A-3156753 offenbart eine metallische Reflektionsschicht, die auf einer Ag-Legierung mit 0,5 Atomprozent Gold oder mehr basiert. Die reflektierende Schicht wird in einem optischen Aufzeichnungsmedium verwendet.
II. Abriss der Erfindung
Um den zuvor angesprochenen Bedarf zu decken, sieht die vorliegende Erfindung ein optisches Speichermedium nach Anspruch 1 vor. Das optische Speichermedium umfasst ein erstes Substrat mit einem ersten Datenpitmuster in wenigstens einer Hauptfläche. Ferner umfasst das optische Speichermedium eine dem ersten Datenpitmuster benachbarte erste reflektierende Schicht. Die erste reflektierende Schicht umfasst eine Metalllegierung mit Silber, Gold und Kupfer. Die Beziehung zwischen den Mengen von Silber, Gold und Kupfer ist durch Ag_xAu_yCu_z festgelegt, wobei 0,9 < x < 0,999 ist, 0,001 < y < 0,10 ist und 0,0001 < z < 0,10 ist.
Eine Metalllegierung wie vorstehend spezifiziert kann für reflektierende Dünnfilmschichten verwendet werden, die ein hohes Reflektionsvermögen besitzen und ähnliche Streueigenschaften wie Gold aufweisen und korrosionsbeständig und dennoch preiswert sind. Wird eine reflektierende Schicht, die aus einer wie vorstehend spezifizierten Metalllegierung gefertigt ist, dünn genug gemacht, kann sie halbreflektierend und durchlässig für Laserlicht zur Anwendung einer DVD-Doppelschicht sein. Die vorliegende Erfindung stellt eine preiswertere Alternative zu der reflektierenden Goldschicht in einer aufzeichnungsfähigen Compaktdisk bereit und genügt dennoch anderen funktionalen Anforderungen der Scheibe, wie etwa hohem Reflektionsvermögen und Korrosionsbeständigkeit. Darüber hinaus ist die vorliegende Erfindung geeignet für die halbreflektierende Version der im Voraus aufgezeichneten Minidisk (MD) und anderer gegenwärtiger oder zukünftiger Generationen von optischen Scheiben, bei denen Reflektionsvermögen, Korrosionsbeständigkeit und leichte Anwendbarkeit sämtlich wichtige Anforderungen für ein preiswertes und hochleistungsfähiges Produkt sind.
III. Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist ein optisches Speichersystem nach einer Ausführungsform.
2 ist ein optisches Speichersystem nach einer weiteren Ausführungsform, wobei ein organischer Farbstoff als Aufzeichnungsschicht verwendet wird.
3 ist ein optisches Speichersystem gemäß einer weiteren Ausführungsform mit zwei Lagen von Informationspits, wobei beide Lagen von einer Seite abspielbar sind.
IV. Beschreibung verschiedener Ausführungsformen
In der folgenden Beschreibung und den Beispielen wird eine bestimmte Wortwahl verwendet, um die Erfindung publik zu machen und ihre Prinzipien Dritten mitzuteilen. Es sind keinerlei Beschränkungen der Breite der Patentrechte allein auf Grundlage der Verwendung dieser bestimmten Wortwahl beabsichtigt. Eingeschlossen sind auch jegliche Abwandlungen und Modifikationen der Beschreibungen, die einem Durchschnittsfachmann in dieser Technologie normalerweise einfallen sollten.
So, wie er in dieser Beschreibung verwendet wird, bezieht sich der Begriff „Atomprozent" oder „a/o-Prozent" auf die Menge eines bestimmten Metalls oder die Menge einer Gruppe von bestimmten Metallen, die in einer bestimmten Legierung vorhanden ist, basierend auf der vorhandenen Anzahl der Atome dieses Metalls oder der vorhandenen Anzahl der Atome dieser Gruppe, was auch immer der Fall sein mag. Eine Legierung beispielsweise, die 15 Atomprozent Metall „A" und 85 Atomprozent Metall „B" ist, könnte auch durch eine Formel für diese bestimmte Legierung angegeben werden: A_0,15B_0,85.
Die Erfindung umfasst mehrschichtige Metall/Substrat-Zusammensetzungen, die als optisches Datenspeichermedium verwendet werden. Eine Ausführungsform dieser Erfindung ist in 1 als optisches Datenspeichersystem 10 gezeigt. Ein optisches Datenspeichermedium 12 umfasst ein transparentes Substrat 14 sowie eine hochreflektierende Dünnfilmschicht 20 auf einem ersten Datenpitmuster 19. Ein optischer Laser 30 sendet einen optischen Strahl in Richtung auf das Medium 12 aus, wie in 1 gezeigt. Licht von dem optischen Strahl, das von der Dünnfilmschicht 20 reflektiert wird, wird von einem Detektor 32 erfasst, der Modulationen der Lichtintensität erfasst, die auf dem Vorhandensein oder Fehlen eines Pits oder Lands an einer bestimmten Stelle der Dünnfilmschichten beruhen. Die Scheibe ist einzigartig darin, dass eine der untenstehend vorgestellten Legierungen auf die Informationspits und -lands aufgebracht ist und als der hochreflektierende Dünnfilm 20 verwendet wird. Bei einer Alternative (nicht gezeigt) kann die Scheibe abgewandelt werden, indem zwei optische Speichermedien 12 aneinander angebracht werden, wobei jedes transparente Substrat 14 nach außen weist.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in 2 als optisches Datenspeichersystem 110 gezeigt. Ein optisches Speichermedium 112 umfasst ein transparentes Substrat 114 sowie eine hochreflektierende Dünnfilmschicht 120 über einer Farbstoffschicht 122, welche über ein erstes Muster 119 gelegt ist. Ein optischer Laser 130 sendet einen optischen Strahl in Richtung zu dem Medium 112 aus, wie in 2 gezeigt. Wie zuvor erörtert, werden Daten in die Scheibe eingebracht, indem Teile der Farbstoffschicht mit einem Laser deformiert werden. Anschließend wird die Scheibe mit Licht von dem optischen Strahl abgespielt, welches von der Dünnfilmschicht 120 reflektiert und von einem Detektor 132 erfasst wird. Der Detektor 132 erfasst Modulationen der Lichtintensität, die auf dem Vorhandensein oder Fehlen einer Verformung in der Farbstoffschicht beruhen. Die Schicht ist einzigartig darin, dass eine der nachstehend vorgestellten Legierungen über der Farbstoffschicht 122 aufgebracht ist und als der hochreflektierende Dünnfilm 120 verwendet wird. Bei einer Alternative (nicht gezeigt) kann die Scheibe dadurch abgewandelt werden, dass zwei optische Speichermedien 112 aneinander angebracht werden, wobei jedes transparente Substrat 114 nach außen weist.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in 3 als optisches Datenspeichersystem 210 gezeigt. Ein optisches Speichermedium 212 umfasst ein transparentes Substrat 214, eine teilreflektierende Dünnfilmschicht 216 auf einem ersten Datenpitmuster 215, eine transparente Abstandsschicht 218 sowie eine hochreflektierende Dünnfilmschicht 220 auf einem zweiten Datenpitmuster 219. Ein optischer La ser 230 sendet einen optischen Strahl in Richtung zu dem Medium 212 aus, wie in 3 gezeigt. Licht von dem optischen Strahl, oder von der Dünnfilmschicht 216 oder 220 reflektiert wird, wird von einem Detektor 232 erfasst, welcher Modulationen der Lichtintensität erfasst, die auf dem Vorhandensein oder Fehlen eines Pits an einer bestimmten Stelle der Dünnfilmschichten beruhen. Die Scheibe ist darin einzigartig, dass eine der nachstehend vorgestellten Legierungen auf den Informationspits und -lands aufgebracht ist und als der hochreflektierende Dünnfilm 220 oder die semireflektierende Schicht 216 verwendet wird.
So, wie er hier verwendet wird, bezieht sich der Begriff „Reflektionsvermögen" auf den Bruchteil der auf das transparente Substrat 14, 114 oder 214 einfallenden optischen Energie, der – wenn auf eine Stelle in einem flachen Bereich der Schicht 20, 120, 216 oder 220 fokussiert – prinzipiell mittels eines Fotodetektors in einer optischen Lesevorrichtung erfasst werden könnte. Angenommen wird, dass die Lesevorrichtung einen Laser, einen geeignet ausgestalteten optischen Weg sowie einen Fotodetektor umfasst.
Silberbasierte Legierungen können hinreichendes Reflektionsvermögen und Korrosionsbeständigkeit bieten, um in einem optischen Speichermedium als reflektierende oder halbreflektierende Schicht ohne die inhärenten Kosten einer goldbasierten Legierung verwendet zu werden. Bei einer Ausführungsform wird Silber mit einer vergleichsweise geringen Menge Gold legiert. Bei dieser Ausführungsform reicht der Zusammenhang zwischen den Mengen an Gold und Silber von etwa 0,1 a/o-Prozent (Atomprozent) bis etwa 10 a/o-Prozent Gold und von etwa 90 a/o-Prozent bis etwa 99,9 a/o-Prozent Silber. Für jedes Metall bevorzugt hat die Legierung jedoch etwa 5 a/o-Prozent bis etwa 9,5 a/o-Prozent Gold und etwa 91,5 a/o-Prozent bis etwa 95 a/o-Prozent Silber.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist das Silber mit einer vergleichsweise kleinen Menge Palladium legiert. Bei dieser Ausführungsform reicht der Zusammenhang zwischen den Mengen Palladium und Silber von etwa 0,1 a/o-Prozent (Atomprozent) bis etwa 15 a/o-Prozent Palladium und von etwa 85 a/o-Prozent bis etwa 99,9 a/o-Prozent Silber. Für jedes Metall bevorzugt hat die Legierung jedoch etwa 4 a/o-Prozent bis etwa 11 a/o-Prozent Palladium und etwa 89 a/o-Prozent bis etwa 96 a/o-Prozent Silber.
Bei noch einer weiteren Ausführungsform ist das Silber mit einer vergleichsweise kleinen Menge sowohl von Gold als auch Palladium legiert. Bei dieser Ausführungs form reicht der Zusammenhang zwischen den Mengen an Gold, Palladium und Silber von etwa 0,1 a/o-Prozent bis etwa 10 a/o-Prozent Gold, von etwa 0,1 a/o-Prozent bis etwa 15 a/o-Prozent Palladium und von etwa 75 a/o-Prozent bis etwa 99,8 a/o-Prozent Silber. Für jedes Metall bevorzugt hat die Legierung jedoch etwa 5 a/o-Prozent bis etwa 9,5 a/o-Prozent Gold, etwa 5 a/o-Prozent bis etwa 10 a/o-Prozent Palladium und etwa 80,5 a/o-Prozent bis etwa 90 a/o-Prozent Silber.
Das Reflektionsvermögen der vorstehend beschriebenen binären oder ternären Legierungssysteme kann durch Ändern der Konzentration jedes Elements justiert werden. Weil dieses ternäre Legierungssystem isomorph ist, gibt es keine metallurgischen Schwierigkeiten beim Mischen der Metalle in jeglicher Kombination von Konzentrationen, um alle Lösungsprodukte in einer einphasigen festen Lösung zu halten. Eine einphasige Legierung beseitigt nicht nur die Möglichkeit, dass während des SputterVorgangs Partikel einer zweiten Phase ausgestoßen werden, sondern minimiert auch potenzielle bevorzugte Korrosionsstellen in dem auf die optische Scheibe aufgebrachten Dünnfilm.
Die zuvor beschriebenen binären oder ternären Legierungssysteme können ferner dadurch modifiziert werden, dass ein weiteres Element wie Kupfer, das ein Eigenreflektionsvermögen von mehr als 90 Prozent besitzt, oder Rhodium hinzugegeben wird, das ein Eigenreflektionsvermögen von etwa 80 Prozent besitzt. Kupfer ist isomorph mit Gold und Palladium, seine Löslichkeit in Silber ist jedoch etwas begrenzt. Rhodium ist isomorph mit Palladium, hat freilich eine sehr beschränkte Löslichkeit in Silber und Gold. Wenn daher eine einphasige feste Lösungsmikrostruktur im Sputtertarget erwünscht ist, ist die Zugabe von Kupfer oder Rhodium zu den obigen silberbasierten binären oder ternären Legierungssystemen auf die Grenzen von deren jeweiliger Löslichkeit beschränkt, was etwa 5 a/o-Prozent oder weniger ist. Diese Grenze von 5 a/o-Prozent kann jedoch überschritten werden, wenn eine schnelle Kühlrate sowohl für die Herstellung des Sputtertargets als auch die Aufbringung des Targets als reflektierender Film angewendet wird. Insgesamt kann so die bevorzugte Konzentration von Kupfer oder Rhodium als Zusatz zu den oben beschriebenen silberbasierten binären oder ternären Legierungssystemen 5 a/o-Prozent übersteigen und beträgt etwa 0,01 a/o-Prozent bis etwa 10,0 a/o-Prozent.
Bei einer weiteren Ausführungsform sind die silberbasierten binären und ternären Legierungssysteme zudem mit Ruthenium, Osmium, Iridium, Platin, Beryllium oder Mischungen dieser Edelmetalle legiert. Wenn eines oder eine Mischung dieser Edelmetalle einen Teil des Silbers in der Legierung ersetzt, erhöht sich die Korrosionsbe ständigkeit des resultierenden Dünnfilms; freilich sinkt auch das Reflektionsvermögen. Im Vergleich zur Menge an Silber, die in den obigen binären oder ternären Legierungssystemen vorhanden ist, reicht die Menge des Edelmetalls, das vorzugsweise zugegeben werden kann, von etwa 0,01 a/o-Prozent bis etwa 5,0 a/o-Prozent des Silbergehalts.
Auch eine kupferbasierte Legierung kann hinreichendes Reflektionsvermögen und Korrosionsbeständigkeit bieten, um als reflektierende Schicht oder halbreflektierende Schicht in einem optischen Speichermedium ohne die inhärenten Kosten einer goldbasierten Legierung verwendet zu werden.
Bei einer Ausführungsform ist das Kupfer mit einer vergleichsweise kleinen Menge Silber legiert. Bei dieser Ausführungsform reicht der Zusammenhang zwischen den Mengen von Silber und Kupfer von etwa 0,01 a/o-Prozent (Atomprozent) bis etwa 5 a/o-Prozent Silber und von etwa 95 a/o-Prozent bis etwa 99,99 a/o-Prozent Kupfer.
Beim Herstellungsprozess des Sputtertargets ist eine schnelle Kühlrate notwendig, um die flüssige Schmelze zu Festkörpern abzuschrecken und zu verhindern, dass das Silber in der Kupfermatrix ausfällt. In dieser Hinsicht ist es dann bevorzugt, dass die Silberkonzentration in Bezug auf das Kupfer bei etwa 1,0 a/o-Prozent bis etwa 4,0 a/o-Prozent gehalten wird. Dies umfasst alle handelsüblichen Legierungen sauerstofffreien silberhaltigen Kupfers mit der Bezeichnung C10400, C10500, C10600 und C10700 im vereinigten Nummernsystem mit einem minimalen Silbergehalt von 0,027, 0,034, 0,054 und 0,085 Gewichtsprozent, alle handelsüblichen silberhaltigen Zähkupfer mit der UNS-Nr. C113000, C11400, C11500 und C11600 sowie alle handelsüblichen Legierungen feuerraffinierten silberhaltigen Zähkupfers mit der UNS-Nr. 12700, C12800, C12900 und C13000.
Bei der zweiten Ausführungsform ist das Kupfer mit einer vergleichsweise kleinen Menge Cadmium legiert, das ein Oxidbildner und Sauerstoffaufnehmer ist und die Oxidationsbeständigkeit des Kupfers verbessert, während es geringen Einfluss auf das Reflektionsvermögen hat. Bei dieser Ausführungsform reicht der Zusammenhang zwischen der Menge von Cadmium und Kupfer von etwa 0,01 a/o-Prozent (Atomprozent) bis etwa 15 a/o-Prozent Cadmium und von etwa 85 a/o-Prozent bis etwa 99,99 a/o-Prozent Kupfer.
Die Grenzen der Löslichkeit von Cadmium in Kupfer bei 500°C und 300°C liegen bei etwa 1,40 bzw. 0,50 a/o-Prozent. Bei der eutektischen Temperatur von Kupfer und Cadmium liegt die maximale Löslichkeit von Cadmium in Kupfer zudem bei ungefähr 2,14 a/o-Prozent. Aus den gleichen Gründen wie bei den Kupfer-Silber-Legierungen ist es somit wiederum wünschenswert, das Cadmium in einer festen Kupferlösung zur Verwendung als Sputtertarget zu halten. Als Resultat ist es eine weitere Ausführungsform, dass Cadmium vorzugsweise im Bereich von 0,1 a/o-Prozent bis 5,0 a/o-Prozent dem Kupfer zugesetzt wird. Dieser Bereich umfasst die handelsüblichen Legierungen des sogenannten glühbeständigen elektrolytischen Kupfers UNS C11100 mit etwa 0,01 Gewichtsprozent Cadmium und etwa 0,04 Gewichtsprozent Sauerstoff. Außerdem umfasst es die handelsüblichen Legierungen von Cadmium und Kupfer mit den UNS-Nr. C14300 und C14310 mit Cadmiumkonzentrationen im Bereich von 0,05 Gewichtsprozent bis 0,15 Gewichtsprozent bei C14300 und 0,10 bis 0,31 Gewichtsprozent Cadmium bei C14310. Diese umfassen des Weiteren die handelsüblichen Cadmium- und Kupferlegierungen C16200 mit 0,7 Gewichtsprozent bis 1,20 Gewichtsprozent Cadmium.
Bei einer dritten Ausführungsform ist das Kupfer mit einer vergleichsweise geringen Menge Gold legiert. Gold ist ein Edelmetall und erhöht die Korrosionsbeständigkeit des Kupfers. Gold ist isomorph mit Kupfer und kann dem Kupfer in einem beliebigen Anteil zugegeben werden und dennoch die Kupfer-Gold-Legierung einphasig halten. Der Goldzusatz zu Kupfer als Legierungselement ist somit theoretisch unbegrenzt und in der Praxis lediglich durch die letztendlichen Kosten der Legierung beschränkt. Der Zusammenhang zwischen der Menge von Gold und Kupfer reicht bei dieser Ausführungsform von etwa 0,01 a/o-Prozent (Atomprozent) zu bis etwa 30 a/o-Prozent Gold und von etwa 70 a/o-Prozent bis etwa 99,99 a/o-Prozent Kupfer. Bevorzugt für jedes Metall hat diese Legierung jedoch etwa 0,1 a/o-Prozent bis etwa 5,0 a/o-Prozent Gold und 95 a/o-Prozent bis etwa 99,9 a/o-Prozent Kupfer.
Bei einer vierten Ausführungsform ist das Kupfer mit einer vergleichsweise kleinen Menge Magnesium legiert. Bei dieser Ausführungsform reicht der Zusammenhang zwischen der Menge von Magnesium und Kupfer von etwa 0,01 a/o-Prozent (Atomprozent) bis etwa 10 a/o-Prozent Magnesium und von etwa 90 a/o-Prozent bis etwa 99,99 a/o-Prozent Kupfer. Bevorzugt für jedes Metall hat diese Legierung jedoch etwa 0,10 a/o-Prozent bis etwa 5,0 a/o-Prozent Magnesium und etwa 95 a/o-Prozent bis etwa 99,1 a/o-Prozent Kupfer. Ähnlich wie Cadmium ist auch Magnesium ein starker Oxidbildner und Sauerstoffaufnehmbar und ist daher in der Lage, mit Restsauerstoff im Kupfer zu reagieren, um Magnesiumoxid zu bilden.
Bei einer fünften Ausführungsform ist das Kupfer mit einer vergleichsweise geringen Menge Aluminium legiert. Aluminium verbessert die Korrosionsbeständigkeit von Kupfer und verzögert die Rate der Oxidbildung. Der Zusammenhang zwischen der Menge von Aluminium und Kupfer reicht bei dieser Ausführungsform von etwa 0,01 a/o-Prozent (Atomprozent) bis etwa 20 a/o-Prozent Aluminium und von etwa 80 a/o-Prozent bis etwa 99,99 a/o-Prozent Kupfer. Bevorzugt für jedes Metall hat diese Legierung aber etwa 0,1 a/o-Prozent bis etwa 10 a/o-Prozent Aluminium und 90 a/o-Prozent bis 99,1 a/o-Prozent Kupfer. Dieser Bereicht umfasst die handelsüblichen Legierungen C60800 und C61000, die gemeinhin als fünfprozentige und achtprozentige Aluminiumbronze mit einer Aluminiumkonzentration von etwa 5 Gewichtsprozent und 8 Gewichtsprozent bekannt sind.
Bei einer sechsten Ausführungsform ist das Kupfer mit einer vergleichsweise geringen Menge Nickel legiert, das die Korrosionsbeständigkeit des Kupfers verbessert. Der Zusammenhang zwischen den Mengen an Nickel und Kupfer reicht bei dieser Ausführungsform von etwa 0,01 a/o-Prozent (Atomprozent) bis etwa 13 a/o-Prozent Nickel und von etwa 87 a/o-Prozent bis etwa 99,99 a/o-Prozent Kupfer. Dies umfasst die handelsübliche Legierung C70600, die gemeinhin als 90–10 Cupronickel bekannt ist.
Zusätzlich zu all den vorstehend beschriebenen binären Legierungen kann Kupfer auch mit zwei oder mehr der vorstehenden Metalle legiert werden. Beispielsweise kann auch Nickel in Kombination mit der zuvor beschriebenen Kupfer-Aluminium-Legierung enthalten sein, wie etwa die handelsübliche Legierung C61500, bei nominalen Grenzen der Zusammensetzung für Aluminium von ungefähr 7,7 Gewichtsprozent bis ungefähr 8,3 Gewichtsprozent und Nickel von ungefähr 1,8 Gewichtsprozent bis ungefähr 2,2 Gewichtsprozent.
Zur Vereinfachung für den Leser sind das Folgende einige Kombinationen von Metallen, die vorzugsweise mit Kupfer legiert werden können, wobei die Metalle mit ihren Symbolen in der periodischen Tabelle angegeben sind:
Ag + Cd oder Ag + Mg oder Cd + Mg; oder Ag + Cd + Mg oder Ag + Cd + Ni oder Ag + Cd + Al oder Ag + Mg + Ni oder Ag + Mg + Al oder Ag + Ni + Al oder Cd + Mg + Ni oder Cd + Mg + Al oder Cd + Ni + Al oder Mg + Ni + Al; oder Ag + Cd + Mg + Ni oder Ag + Cd + Mg + Al oder Ag + Cd + Ni + Al oder Ag + Mg + Ni + Al; oder Ag + Mg + Ni + Al.
Im Allgemeinen können Silber, Cadmium, Gold, Magnesium, Aluminium, Beryllium und/oder Nickel mit Kupfer als Kombination von zwei, drei, vier oder fünf Metallen von etwa 0,01 a/o-Prozent bis etwa 15 a/o (Atomprozent) bezogen auf die vorhandene Kupfermenge legiert werden. Mit anderen Worten kann die Gesamtmenge dieser Metalle von 0,01 a/o-Prozent bis etwa 15 a/o reichen und Kupfer kann von etwa 85 a/o-Prozent bis etwa 99,99 a/o-Prozent reichen. Vorzugsweise reichen diese Metalle aber von etwa 0,1 a/o-Prozent bis etwa 6 a/o-Prozent und Kupfer reicht von etwa 94 a/o-Prozent bis etwa 99,9 a/o-Prozent.
Ein Beispiel eines Kupferlegierungssystems, das die meisten der vorstehend erwähnten Elementzugaben bei wesentlich verbesserter Korrosionsbeständigkeit gegenüber reinem Kupfer und hohem Reflektionsvermögen und vernünftig niedrigen Kosten umfasst, hat die folgende Zusammensetzung in Atomprozent: Silber 0,2 Prozent, Cadmium 0,3 Prozent, Magnesium 1,0 Prozent, Aluminium 1,2 Prozent und Nickel 0,8 Prozent, wobei alle anderen Verunreinigungen weniger als 0,1 Prozent betragen und der Rest Kupfer ist. Diese Legierung besitzt ein Reflektionsvermögen von ungefähr 72 Prozent bis 82 Prozent abhängig von dem Herstellungsverfahren der Legierung und den Umständen ihrer Anwendung auf der optischen Scheibe oder anderen Dünnfilmvorrichtungen.
Nachdem die vorstehenden Zusammensetzungen für die Ausgangsmaterialien vorgestellt wurden, ist es wichtig zu verstehen, dass sowohl der Herstellungsprozess für das Sputtertarget als auch der Prozess zur Aufbringung des Targets in einem Dünnfilm wichtige Rollen bei der Bestimmung der endgültigen Eigenschaften des Films spielen.
Hierzu wird nun ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung des Sputtertargets beschrieben. Im Allgemeinen wird das Vakuumschmelzen und -gießen der Legierungen oder das Schmelzen und Gießen unter einer Schutzatmosphäre bevorzugt, um die Einbringung anderer unerwünschter Verunreinigungen zu minimieren.
Der gegossene Rohling sollte anschließend einen Kaltbearbeitungsvorgang durchlaufen, um die Segregation und die ungleichmäßige Gieß-Mikrostruktur aufzubrechen. Eine bevorzugte Methode ist das Kaltschmieden oder eine kalte uniaxiale Kompression mit einer Größenverringerung von mehr als 50 Prozent, gefolgt von einer Vergütung, um das verformte Material zu einer feinen gleichachsigen Kornstruktur mit einer bevorzugten Textur mit <1, 1, 0>-Orientierung zu rekristallisieren. Diese Textur fordert das gerichtete Sputtern in einer Sputtervorrichtung, sodass für eine effi zientere Nutzung des Target-Materials mehr der Atome des Sputter-Targets auf den Scheibensubstraten abgeschieden werden.
Alternativ kann ein kalter multidirektionaler Walzvorgang mit einer mehr als 50-prozentigen Größenverringerung eingesetzt werden, gefolgt von einer Vergütung, um eine zufällig orientierte Mikrostruktur im Target zu fördern, und schließlich einer mechanischen Bearbeitung in die endgültige Form und Größe, die für eine gegebene Sputtervorrichtung geeignet sind. Dieses Target mit zufälliger Kristallorientierung führt zu einem zufälligerem Ausstoß von Atomen vom Target beim Sputtern und einer gleichmäßigeren Verteilung der Dicke im Scheibensubstrat.
Abhängig von den optischen und anderen Systemanforderungen verschiedener Scheiben kann entweder ein Kaltschmiede- oder ein kalter multidirektionaler Walzvorgang im Prozess der Targetherstellung angewendet werden, um die optischen und anderen Leistungsanforderungen an den Dünnfilm für eine gegebene Anwendung zu optimieren.
Die Legierungen können auf die zuvor beschriebenen, wohlbekannten Arten aufgebracht werden. Diese sind Sputtern, thermisches Verdampfen oder physikalisches Aufdampfen und möglicherweise elektrolytische oder stromlose Plattierungsverfahren. Abhängig von der Aufbringungsmethode kann das Reflektionsvermögen des Legierungsdünnfilms variieren. Eine Aufbringungsmethode, die der Dünnfilmschicht auf der Scheibe Verunreinigungen beifügt oder deren Oberflächenmorphologie verändert, könnte das Reflektionsvermögen der Schicht vermutlich herabsetzen. In einer Näherung erster Ordnung bestimmt sich das Reflektionsvermögen der Dünnfilmschicht auf der optischen Scheibe jedoch primär durch das Ausgangsmaterial des Sputtertargets, das Verdampfungsquellmaterial oder die Reinheit und Zusammensetzung der elektrolytischen und stromlosen Plattierungschemikalien.
Es ist zu verstehen, dass die reflektierende Schicht dieser Erfindung für zukünftige Generationen optischer Scheiben verwendet werden kann, die einen Leselaser kürzerer Wellenlänge benutzen, beispielsweise wenn die Wellenlänge des Leselasers kürzer als 650 Nanometer ist.
Außerdem ist zu verstehen, dass bei Verringerung der Dicke des reflektierenden Films auf ungefähr 50 bis 20 Nanometer aus den Legierungen dieser Erfindung eine semireflektierende Filmschicht gebildet werden kann, die ausreichende Lichtdurchlässigkeit zur Verwendung in DVD-Doppelschichtanwendungen hat.
V. Beispiele
BEISPIEL 1
Eine Legierungszusammensetzung von Silber mit ungefähr 8 bis 10 Atomprozent Palladium besitzt ein Reflektionsvermögen von ungefähr 89 bis 91 Prozent bei einer Wellenlänge von 800 Nanometern und ein Reflektionsvermögen von ungefähr 83 bis 85 Prozent bei einer Wellenlänge von 650 Nanometern sowie ein Reflektionsvermögen von ungefähr 78 bis 80 Prozent bei einer Wellenlänge von 500 Nanometern bei einer Filmdicke von etwa 50 bis 100 Nanometern.
BEISPIEL 2
Eine silberreiche Legierung mit 9,0 bis 9,5 a/o-Prozent Gold besitzt ein Reflektionsvermögen von ungefähr 94 bis 95 Prozent bei einer Wellenlänge von 650 Nanometern. Wenn ein Reflektionsvermögen erwünscht ist, das besser als Gold ist, kann die Goldkonzentration im Silber kontinuierlich zur reinen Silberseite des binären Phasendiagramms hin verringert werden, ohne Herstellungsschwierigkeiten für das Quellmaterial zum Sputtern oder zur thermischen Verdampfung zu begegnen.
Wenn die Dicke des Dünnfilms in den Bereich von 10 bis 20 Nanometern verringert wird, verringert sich das Reflektionsvermögen auf den für eine semireflektierende DVD-9-Schicht anwendbaren Bereich von 18 bis 30 Prozent. Die Zugabe einer geringen Konzentration eines Oxidbildners wie etwa Cadmium kann die Korrosionsbeständigkeit der Legierung weiter verbessern. Da Silber die Neigung hat, geringe Sauerstoffmengen im festen Zustand zu lösen, was dazu neigt, das Reflektionsvermögen der Legierung zu senken. Das zugegebene Cadmium reagiert mit dem Sauerstoff unter Bildung von Cadmiumoxid und setzt den Grad des Einflusses des Sauerstoffs auf das Reflektionsvermögen herab. Der wünschenswerte Bereich von Cadmium liegt im ungefähren Bereich von 0,01 Prozent bis 5,0 Atomprozent, wobei der bevorzugte Bereich etwa 0,1 bis 1,0 a/o-Prozent beträgt.
BEISPIEL 3
Eine silberbasierte Legierung mit etwa 5 a/o-Prozent Gold und etwa 5 a/o-Prozent Palladium besitzt ein Reflektionsvermögen von ungefähr 76 bis 80 Prozent bei einer Wellenlänge von etwa 650 Nanometern.
BEISPIEL 4
Ein Sputtertarget aus einer silberbasierten Legierung mit der Zusammensetzung von etwa 8,9 a/o-Prozent Gold, 3,8 a/o-Prozent Palladium und dem Rest Silber wurde zur Herstellung von CD-R-Scheiben mit der folgenden Prozedur verwendet: Ein flüssiger phothalozyaninbasierter Aufzeichnungsfarbstoff wurde in einem Schleuderverfahren auf ein transparentes Polycarbonatsubstrat von 1,2 mm Dicke und einem Durchmesser von 12 cm mit mittels eines Stempels spritzgeformten Vorrillen aufgetragen und getrocknet. Anschließend wurde ein hochreflektierender Dünnfilm aus einer silberbasierten Legierung in einer Dicke von ungefähr 60 Nanometern mit Hilfe eines Sputtertargets der zuvor erwähnten Zusammensetzung in einer Magnetron-Sputtermaschine auf den Aufzeichnungsfarbstoff aufgebracht. Danach wurde ein flüssiges organisches Harz in einem Schleuderverfahren auf den Dünnfilm aus silberbasierter Legierung aufgetragen und mittels ultravioletten Lichts gehärtet. Das Reflektionsvermögen der CD-R-Scheibe bei einer Wellenlänge von 780 Nanometern wurde gemessen und als sehr ähnlich zu Scheiben gefunden, die reines Gold als hochreflektierende Schicht bei ähnlicher Dicke verwenden. Die elektronischen Signale und die Blockfehlerrate der Scheibe wurden gemessen und als akzeptabel und in der CD-R-Spezifikation liegend gefunden. Indem die Scheiben 21 durchgehende Tage lang 80°C und einer relativen Feuchte von 85 Prozent ausgesetzt wurden, wurde ein beschleunigter Alterungstest durchgeführt. Nach dem Alterungstest wurden die elektronischen Signale und die Blockfehlerrate der Scheiben nochmals gemessen, und es wurde keine signifikante Verschlechterung bedingt durch den Alterungstest beobachtet.
BEISPIEL 5
Ein anderes Sputtertarget aus einer silberbasierten Legierung mit der Zusammensetzung von etwa 8,7 a/o-Prozent Gold, 8,5 a/o-Prozent Palladium und dem Rest Silber wurde verwendet, um die semireflektierende Schicht der DVD-9-Doppelschichtscheibe mit der folgenden Prozedur herzustellen: Auf eine transparente Polycarbonat-Halbscheibe einer Dicke von ungefähr 0,6 mm und einem Durchmesser von 12 cm mit mittels eines geeigneten Stempels spritzgeformten Informationspits wurde ein Schicht „Null" genannter semireflektierender Dünnfilm aus einer silberbasierten Legierung in einer Dicke von ungefähr 10 Nanometern mit Hilfe des Sputtertargets der vorstehend erläuterten Zusammensetzung in einer Magnetron-Sputtermaschine aufgebracht. Auf eine weitere transparente Polycarbonat- Halbscheibe einer Dicke von ungefähr 0,6 mm mit mittels eines weiteren geeigneten Stempels spritzgeformten Informationspits wurde ein Schicht „Eins" genannter hochreflektierender Dünnfilm aus einer aluminiumbasierten Legierung in einer Dicke von ungefähr 60 Nanometern mit Hilfe eines Sputtertargets aus einer geeigneten Aluminiumlegierung in einer weiteren Sputtermaschine aufgebracht. Diese beiden Halbscheiben wurden dann getrennt mit flüssigen organischen Harzen in einem Schleuderverfahren beschichtet, mit einander zugewandter Schicht „Null" und Schicht „Eins" miteinander verbunden und mit ultraviolettem Licht gehärtet. Der Abstand zwischen der Schicht „Null" und der Schicht „Eins" wurde bei ungefähr 55 +/– 5 Mikrometern in der Scheibe gehalten. Das Reflektionsvermögen der beiden Informationsschichten wurde von derselben Seite der Scheibe gemessen und als etwa gleich bei 19 Prozent für Laserlicht der Wellenlänge 650 Nanometer gefunden. Elektronische Signale wie Jitter und PI-Fehler wurden gemessen und als ebenfalls innerhalb der veröffentlichten DVD-Spezifikation liegend gefunden. Daraufhin wurde an diesen Scheiben ein beschleunigter Alterungstest bei 80°C und 85 Prozent relativer Luftfeuchte für 10 Tage vorgenommen. Danach wurden das Reflektionsvermögen und die elektronischen Signale erneut gemessen, und es wurden im Vergleich zu den gleichen Messungen vor dem Alterungstest keine signifikanten Änderungen beobachtet.
BEISPIEL 6
Zur Herstellung der semireflektierenden Schicht der DVD-9-Doppelschichtscheibe wurde ein Sputtertarget aus einer silberbasierten Legierung mit der Zusammensetzung in a/o von ungefähr 2,4 Prozent Gold, 1,3 Prozent Palladium, 0,2 Prozent Platin, 0,7 Prozent Kupfer und dem Rest Silber verwendet. Die zur Herstellung der Scheiben angewendete Prozedur ist die gleiche wie im obigen Beispiel 5. Das Reflektionsvermögen der beiden Informationsschichten in der fertigen Scheibe wurde von derselben Seite der Scheibe gemessen und als etwa gleich bei 25,5 Prozent für Laserlicht der Wellenlänge 650 Nanometer gefunden. Elektronische Signale wie Jitter und PI-Fehler wurden ebenfalls gemessen und als innerhalb der veröffentlichten DVD-Spezifikation liegend gefunden. Anschließend wurde ein beschleunigter Alterungstest an diesen Scheiben bei 80°C und 85 Prozent relativer Luftfeuchte für 96 Stunden vorgenommen. Danach wurden das Reflektionsvermögen und die elektronischen Signale erneut gemessen, und es wurden im Vergleich zu den gleichen Messungen vor dem Alterungstest keine signifikanten Änderungen beobachtet.
BEISPIEL 7
Ein Sputtertarget aus einer kupferbasierten Legierung mit der Zusammensetzung in a/o von ungefähr 0,8 Prozent Beryllium, 0,1 Prozent Silber, 0,6 Prozent Magnesium, 1,4 Prozent Zink und dem Rest Kupfer wurde verwendet, um die hochreflektierende Schicht der Superaudio-Compaktdisk (SACD), einem weiteren Typ einer voraufgezeichneten optischen Doppelschichtscheibe, mit der folgenden Prozedur herzustellen: Auf eine transparente Polycarbonat-Halbscheibe einer Dicke von etwa 0,6 mm und einem Durchmesser von 12 cm mit mittels eines geeigneten Stempels spritzgeformten Informationspits vom CD-Typ wurde eine hochreflektierende Schicht aus einem ungefähr 85 Nanometer dicken Dünnfilm aus einer kupferbasierten Legierung mit Hilfe des Sputtertargets der vorstehend erwähnten Zusammensetzung in einer Magnetron-Sputtermaschine aufgebracht. Auf eine weitere transparente Polycarbonathalbscheibe einer Dicke von etwa 0,6 mm und einem Durchmesser von 12 cm mit mittels eines weiteren geeigneten Stempels spritzgeformten Informationspits vom Typ Superaudio wurde ein semitransparenter und semireflektierender Dünnfilm mittels reaktiven Magnetron-Sputterns aufgebracht. Die beiden Halbscheiben wurden dann mittels UV-härtenden Harzes zusammengefügt, sodass der Abstand der herkömmlichen CD-Schicht und der hochdichten SACD-Schicht ungefähr 0,6 mm betrug. Danach wurde ein weiteres geeignetes organisches Harz in einem Schleuderverfahren auf den Dünnfilm aus der Kupferlegierung aufgetragen und mit ultraviolettem Licht gehärtet. In der fertigen Scheibe spielt ein 650 nm Laserstrahl die hochdichte SACD-Schicht durch etwa 0,6 mm dickes klares Substrat hindurch ab und ein 780 nm Laserstrahl spielt die herkömmliche CD-Schicht durch etwa 1,2 mm klares Substrat hindurch ab. Das Reflektionsvermögen der CD-Schicht mit dem Dünnfilm aus der Kupferlegierung wurde zu ungefähr 79 Prozent gemessen. Andere elektronische Signale wie Jitter und C1-Fehler wurden ebenfalls gemessen und als akzeptabel gefunden. Daraufhin wurde 7 Tage lang ein beschleunigter Alterungstest an diesen Scheiben bei 80°C und 85% RF durchgeführt. Das Reflektionsvermögen und die elektronischen Signale wurden danach erneut gemessen, und es wurden im Vergleich zu den gleichen Messungen vor dem Alterungstest keine signifikanten Änderungen beobachtet.

Claims

Optisches Speichermedium, umfassend: – ein erstes Substrat (14; 114; 214; 218) mit einem ersten Datenpitmuster (19; 119; 215; 219) in mindestens einer Hauptfläche; und – eine dem ersten Datenpitmuster (19; 119; 215; 219) benachbarte erste reflektierende Schicht (20; 120; 216; 220), wobei die erste reflektierende Schicht (20; 120; 216; 220) eine Metalllegierung umfasst, wobei die Metalllegierung Silber, Gold und Kupfer umfasst, wobei die Beziehung zwischen den Mengen von Silber, Gold und Kupfer durch Ag_xAu_yCu_z festgelegt ist, wobei 0,9 < x < 0,999 ist, 0,001 < y < 0,10 ist und 0,0001 < z < 0,10 ist.
Medium nach Anspruch 1, wobei die erste reflektierende Schicht (216) semireflektierend ist.
Medium nach Anspruch 2, wobei die erste reflektierende Schicht (216) 5 bis 20 Nanometer dick ist.
Medium nach Anspruch 1, wobei die erste reflektierende Schicht (20; 120; 220) hochreflektierend ist.
Medium nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner umfassend: – ein zweites Substrat (218) mit einem zweiten Datenpitmuster (219) in wenigstens einer Hauptfläche; und – eine dem zweiten Datenpitmuster des zweiten Substrats (218; 214) benachbarte zweite reflektierende Schicht (220; 216), wobei die zweite reflektierende Schicht (20; 120; 216; 220) eine Metalllegierung umfasst, wobei die Metalllegierung Silber, Gold und Kupfer umfasst, wobei die Beziehung zwischen den Mengen von Silber, Gold und Kupfer durch Ag_xAu_yCu_z festgelegt ist, wobei 0,9 < x < 0,999 ist, 0,001 < y < 0,10 ist und 0,0001 < z < 0,10 ist.
Medium nach Anspruch 5, wobei die erste reflektierende Schicht oder die zweite reflektierende Schicht semireflektierend ist und die andere der ersten reflektierenden Schicht und der zweiten reflektierenden Schicht hochreflektierend ist.
Medium nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei für die Metalllegierung der ersten reflektierenden Schicht oder/und der zweiten reflektierenden Schicht 0,05 ≤ y ≤ 0,095 und 0,0001 < z < 0,05 gilt.