專(zhuān)利名稱(chēng)：復(fù)合型相變化記錄薄膜以及用以制造該薄膜的靶材與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于一種相變化記錄薄膜，尤指一種具有穩(wěn)定結(jié)晶速率的 奈米復(fù)合型相變化記錄薄膜，其結(jié)晶速率不隨薄膜厚度改變而有顯著變 化。
背景技術(shù)：
一般的相變化光盤(pán)或記錄媒體是將介電材料膜、相變化記錄膜、介電材料膜以及金屬膜等多層薄膜，依序鍍制于具有溝槽軌道的PC基板上，并于金屬膜上再覆蓋一樹(shù)脂層。相變化光盤(pán)的原理是以雷射光照射盤(pán)片，使相變化記錄膜材料于結(jié) 晶相及非結(jié)晶相結(jié)構(gòu)間轉(zhuǎn)換，并借著結(jié)晶相及非結(jié)晶相反射率差以辨識(shí) 數(shù)字訊號(hào)。相變化光盤(pán)寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)是使用高功率激光脈沖照射，使相變 化記錄膜局部熔化，并且快速冷卻而形成非結(jié)晶相結(jié)構(gòu)，而相變化光盤(pán) 消除數(shù)據(jù)則是以低功率激光脈沖照射，造成相變化記錄膜局部再結(jié)晶。為了使相變化光盤(pán)能做到低功率、短脈沖的數(shù)據(jù)寫(xiě)入及消除動(dòng)作， 且具備一定數(shù)量的反復(fù)寫(xiě)擦次數(shù)，相變化記錄膜的結(jié)晶相及非結(jié)晶相結(jié) 構(gòu)的折射率差值須高到能有明顯的反射率對(duì)比值。然而，若欲避免熱擴(kuò) 散問(wèn)題，其記錄層須被夾掣于上下介電層間，故目前相變化光盤(pán)須為多 層薄膜結(jié)構(gòu)，制造時(shí)需要進(jìn)行多次的薄膜鍍制程序，因此制造過(guò)程較為 繁瑣，所需的工時(shí)也隨之提高。再者，目前相變化記錄材料的結(jié)晶速度與紀(jì)錄層薄膜的厚度有絕對(duì)的關(guān)系，請(qǐng)參照?qǐng)D7所示，為Yung-Sung Hsu等學(xué)者在Proceedings of SPIE Vol. 5380期刊所發(fā)表的對(duì)于Sb7,Te29在不同薄膜厚度下反射率隨溫度變 化的分析結(jié)果，由圖7可發(fā)現(xiàn)，隨著薄膜厚度不同，各曲線轉(zhuǎn)折處的斜 率也隨之改變，即代表結(jié)晶速率是隨薄膜厚度的變化而改變。由于相變 化光盤(pán)的記錄層需要精確控制其結(jié)晶速度，因此以現(xiàn)有相變化記錄材料 制造記錄層的過(guò)程中，須精確控制所欲成型的記錄層厚度，才可完全掌 控結(jié)晶的速度，以獲得所需的成品，故導(dǎo)致現(xiàn)有制程須精控，要求度也 較高，從而增加了制造成本。發(fā)明內(nèi)容有鑒于現(xiàn)有相變化光盤(pán)的多層薄膜結(jié)構(gòu)具有制程較為繁瑣以及制造 成本較高的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種奈米復(fù)合型相變化記錄薄 膜，其采用單層結(jié)構(gòu)而可降低制造成本，且具有穩(wěn)定的結(jié)晶速率。本發(fā)明的次一 目的在于提供用以制造該薄膜的靶材與方法，其可供 鍍制出該具有穩(wěn)定結(jié)晶速率的奈米復(fù)合型相變化記錄薄膜。為達(dá)成以上的目的，本發(fā)明的復(fù)合型相變化記錄薄膜包括一原子百 分比10。/。至50y。的含Te或含Sb相變化材料以及一原子百分比50Q/。至90。/。 的介電材料，上述材料構(gòu)成100%的奈米復(fù)合型相變化記錄薄膜。本發(fā)明用以制造該奈米復(fù)合型相變化記錄薄膜的復(fù)合靶材包括一原 子百分比10%至50%的含Te或含Sb相變化材料以及一原子百分比50% 至90%的介電材料，上述材料構(gòu)成100%的復(fù)合靶材。本發(fā)明用以制造該奈米復(fù)合型相變化記錄薄膜的貼靶靶材包括一介 電材料基材以及一貼合于介電材料基材表面的含Te或含Sb相變化材料。本發(fā)明用以制造該奈米復(fù)合型相變化記錄薄膜的雙靶共濺鍍方法是以含Te或含Sb相變化材料靶材與介電材料靶材共同進(jìn)行濺鍍。較佳的是，含Te或含Sb相變化材料選自GeSbTe、 AglnSbTe、 SbTe、GalnSbTe以及GeTe。較佳的是，介電材料選自丁3205、 Si3N4、 ZnS、 Si02以及ZnS-Si02混合物。本發(fā)明的具有穩(wěn)定結(jié)晶速率的奈米復(fù)合型相變化記錄薄膜，其結(jié)晶 速率不隨薄膜厚度變化而有顯著改變，因此鍍制本發(fā)明的奈米復(fù)合型相 變化記錄薄膜時(shí)，無(wú)須對(duì)于制程進(jìn)行過(guò)度精控，即可鍍制出所需結(jié)晶速 率的記錄層薄膜，顯著降低制造成本。此外，本發(fā)明的復(fù)合型相變化記 錄薄膜為單層結(jié)構(gòu)，僅需一次鍍制程序即可完成，因此可以大幅簡(jiǎn)化相 變化記錄媒體的制造過(guò)程，縮短制造所需要的工時(shí)及成本。


圖1為利用貼靶濺鍍方法制作本發(fā)明薄膜的流程圖。 圖2為利用雙靶共濺鍍方法制作本發(fā)明薄膜的流程圖。 圖3為利用復(fù)合靶材濺鍍方法制作本發(fā)明薄膜的流程圖。 圖4為本發(fā)明薄膜的顯微組織圖。圖5為本發(fā)明薄膜在不同升溫條件下反射率隨溫度的變化。 圖6為本發(fā)明薄膜在不同薄膜厚度下反射率隨溫度的變化。 圖7為現(xiàn)有相變化材料薄膜在不同薄膜厚度下反射率隨溫度的變化。主要組件符號(hào)說(shuō)明 10薄膜11含Te或含Sb相變化材料 12介電材料20貼靶耙材 21薄片22基材31含Te或含Sb相變化材料耙材32介電材料靶材41含Te或含Sb相變化材料基材42介電材料基材43復(fù)合耙材具體實(shí)施方式
請(qǐng)參照?qǐng)D1所示，本發(fā)明的具有穩(wěn)定結(jié)晶速率的奈米復(fù)合型相變化 記錄薄膜10包括一原子百分比10%至50%的含Te或含Sb相變化材料 11以及與一原子百分比50%至90%的介電材料12，以上材料構(gòu)成100% 的奈米復(fù)合型相變化記錄薄膜10;其中，含Te或含Sb相變化材料11可 為GeSbTe、 AglnSbTe、 SbTe、 GalnSbTe以及GeTe等相變化材料；介電 材料12可為T(mén)a20s、 Si3N4、 ZnS、 Si02等以及其混合物材料。本發(fā)明的具有穩(wěn)定結(jié)晶速率的奈米復(fù)合型相變化記錄薄膜10可以采 貼耙耙材濺鍍、雙靶共濺鍍以及復(fù)合靶材濺鍍等方法制作。請(qǐng)參照?qǐng)D1所示，貼靶靶材濺鍍是先以含Te或含Sb相變化材料11 與介電材料12制作貼靶靶材20，其中介電材料為基材22，含Te或含Sb 相變化材料薄片21貼合于介電材料表面，之后以此貼靶靶材進(jìn)行濺鍍于 一基板上，如相變化光盤(pán)使用的PC基板，則可制作該具有穩(wěn)定結(jié)晶速率 的奈米復(fù)合型相變化記錄薄膜10。含Te或含Sb相變化材料可為GeSbTe、AglnSbTe、SbTe、GalnSbTe以及GeTe等相變化材料；介電材料可為T(mén)a205、 Si3N4、 ZnS、 Si02等以及其混合物介電材料。請(qǐng)參照?qǐng)D2所示，雙耙共濺鍍是以含Te或含Sb相變化材料靶材31 與介電材料靶材32共同進(jìn)行濺鍍于一基板上，如相變化光盤(pán)使用的PC 基板，藉由分別調(diào)控雙靶的濺鍍輸出功率，即可制作該具有穩(wěn)定結(jié)晶速 率的奈米復(fù)合型相變化記錄薄膜10。其中，含Te或含Sb相變化材料11 可為GeSbTe、 AglnSbTe、 SbTe、 GalnSbTe以及GeTe等材料；介電材料 12可為丁3205、 Si3N4、 ZnS、 Si02等以及其混合物材料。請(qǐng)參照?qǐng)D3所示，復(fù)合靶材濺鍍是先以含Te或含Sb相變化材料基 材41與介電材料基材42制作復(fù)合靶材43，此靶材43含有原子百分比 10%至50%的含Te或含Sb相變化材料11以及原子百分比50%至90%的 介電材料12，以上構(gòu)成100%的復(fù)合靶材43，之后以此復(fù)合靶材43進(jìn)行 濺鍍于一基板上，如相變化光盤(pán)使用的PC基板，即可制作該具有穩(wěn)定結(jié) 晶速率的奈米復(fù)合型相變化記錄薄膜。其中，含Te或含Sb相變化材料 11可為GeSbTe、 AglnSbTe、 SbTe、 GalnSbTe以及GeTe等材料；介電材 料12可為T(mén)a205、 Si3N4、 ZnS、 Si02等以及其混合物材料。下列實(shí)施例 用于示范說(shuō)明本發(fā)明，而不意欲以任何方式限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例一貼靶濺鍍本實(shí)施例是以Si02作為貼靶靶材的基材，AglnSbTe薄片貼合于基材 表面，貼革E面積比例為AglnSbTe占基材表面積的面積百分比為30%;之 后進(jìn)行射頻濺鍍，濺鍍功率為100W，濺鍍氣體為Ar，氣體流率為10sccm， 工作壓力為3mtorr，最后可制作20、 30、 40、 50、 60、 90以及100 nm等多組厚度的具有穩(wěn)定結(jié)晶速率的奈米復(fù)合型相變化記錄薄膜。請(qǐng)參照 圖4所示，為本實(shí)施所鍍制出的薄膜的顯微組織圖，由圖4可發(fā)現(xiàn)，AglnSbTe相變化材料形成奈米尺度的微粒均勻分布于Si02介電材料基材中。實(shí)施例二雙靶共濺鍍本實(shí)施例是以AglnSbTe或GeSbTe靶材與Si02或ZnS-Si02靶材進(jìn)行 射頻雙靶共濺鍍，AglnSbTe或GeSbTe靶材的濺鍍功率為25W至50W， Si02或ZnS-Si02耙材的濺鍍功率為100W至150W，濺鍍氣體為Ar，氣 體流率為10sccm，工作壓力為3mtorr，最后可制作20、 30、 40、 50、 60、90以及100 nm等多組厚度的具有穩(wěn)定結(jié)晶速率的奈米復(fù)合型相變化記 錄薄膜。實(shí)施例三復(fù)合靶材濺鍍本實(shí)施例是將Ta20s、 Si3N4、 ZnS、 Si02以及其混合物等介電材料與 GeSbTe、 AglnSbTe、 SbTe、 GalnSbTe以及GeTe等相變化材料以粉末冶 金的方式制作復(fù)合靶材，粉末冶金溫度40(TC至1000°C，壓力4500psi 至15000psi，之后以此復(fù)合靶材進(jìn)行濺鍍。實(shí)施例四不同升溫條件下的反射率變化請(qǐng)參照?qǐng)D5所示，其顯示AglnSbTe與Si02的奈米復(fù)合型相變化記 錄薄膜在不同升溫條件下的反射率隨溫度的變化，溫度升高的速率分別 為40°C/min與60°C/min。由圖5可發(fā)現(xiàn)該AglnSbTe與Si02的復(fù)合型相 變化記錄薄膜在溫度20(TC附近時(shí)具有相當(dāng)顯著的反射率變化，因此本發(fā) 明的奈米復(fù)合型相變化記錄薄膜的單層結(jié)構(gòu)也可提供相當(dāng)顯著的反射率 差值，具有改善現(xiàn)有相變化光盤(pán)多層薄膜結(jié)構(gòu)的潛力，可大幅簡(jiǎn)化現(xiàn)有 制程需多層鍍制的繁瑣過(guò)程，縮短制造的工時(shí)。實(shí)施例五不同薄膜厚度的反射率變化請(qǐng)參照?qǐng)D6所示，其顯示AglnSbTe與Si02的復(fù)合型相變化記錄薄膜在不同薄膜厚度下的反射率隨溫度的變化，薄膜厚度分別為20nm與 60nm。由圖6可發(fā)現(xiàn)，兩不同薄膜厚度的薄膜在溫度200°C附近產(chǎn)生明 顯的反射率變化，且兩薄膜在該處的斜率也相當(dāng)接近，代表本發(fā)明的奈 米復(fù)合型相變化記錄薄膜在不同薄膜厚度下均具有穩(wěn)定的結(jié)晶速率，因 此在鍍制本發(fā)明的薄膜時(shí)，無(wú)須對(duì)制程進(jìn)行過(guò)度的精控，故可顯著降低 制造成本。
權(quán)利要求
1. 一種相變化記錄薄膜，其特征在于包括一原子百分比10％至50％的含Te或含Sb相變化材料以及一原子百分比50％至90％的介電材料，上述材料構(gòu)成100％的相變化記錄薄膜。
2、 如權(quán)利要求1所述的相變化記錄薄膜，其特征在于其中的含Te 或含Sb相變化材料選自GeSbTe、 AglnSbTe、 SbTe、 GalnSbTe以及GeTe。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的相變化記錄薄膜，其特征在于其中的介電材料選自Ta20s、 Si3N4、 ZnS、 Si02以及其混合物。
4、 一種用以制造如權(quán)利要求1所述的薄膜的貼靶靶材，其特征在于 包括一介電材料基材以及一貼合于介電材料基材表面的含Te或含Sb相 變化材料。
5、 如權(quán)利要求4所述的貼靶靶材，其特征在于其中的含Te或含 Sb相變化材料選自GeSbTe、 AglnSbTe、 SbTe、 GalnSbTe以及GeTe所構(gòu)成的群組。
6、 如權(quán)利要求4或5所述的貼靶靶材，其特征在于其中的介電材 料選自丁3205、 Si3N4、 ZnS、 Si02以及其混合物。
7、 一種用以制造如權(quán)利要求1所述的薄膜的復(fù)合靶材，其特征在于 包括一原子百分比10%至50%的含Te或含Sb相變化材料以及一原子百 分比50%至90%的介電材料，上述材料構(gòu)成100%的復(fù)合靶材。
8、 如權(quán)利要求7所述的復(fù)合靶材，其特征在于其中的含Te或含 Sb相變化材料選自GeSbTe、 AglnSbTe、 SbTe、 GalnSbTe以及GeTe。
9、 如權(quán)利要求7或8所述的復(fù)合靶材，其特征在于其中的介電材 料選自Ta20s、 Si3N4、 ZnS、 Si02以及其混合物。
10、 一種用以制造如權(quán)利要求1所述薄膜的雙靶共濺鍍方法，其特征在于以含Te或含Sb相變化材料靶材與介電材料靶材共同進(jìn)行濺鍍。
11、 如權(quán)利要求10所述的雙靶共濺鍍方法，其特征在于其中的含Te或含Sb相變化材料選自GeSbTe、 AglnSbTe、 SbTe、 GalnSbTe以及 GeTe。
12、 如權(quán)利要求10或11所述的雙靶共濺鍍方法，其特征在于其中的介電材料選自Ta205、 Si3N4、 ZnS、 Si02以及其混合物。
全文摘要
一種復(fù)合型相變化記錄薄膜與用以制造該薄膜的靶材，其包括一原子百分比10％至50％的含Te或含Sb相變化材料以及一原子百分比50％至90％的介電材料，上述材料構(gòu)成100％的復(fù)合型相變化記錄薄膜或復(fù)合靶材；本發(fā)明另包含一種用以制造該薄膜的貼靶靶材，其包括一介電材料基材以及一貼合于該介電材料基材表面的含Te或含Sb相變化材料；本發(fā)明另包含一種用以制造該薄膜的雙靶共濺鍍方法，其是以含Te或含Sb相變化材料靶材與介電材料靶材共同進(jìn)行濺鍍。
文檔編號(hào)G11B7/24GK101276617SQ20071009008
公開(kāi)日2008年10月1日 申請(qǐng)日期2007年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月26日
發(fā)明者李仲仁, 謝宗雍, 賴(lài)元章, 麥宏全 申請(qǐng)人:光洋應(yīng)用材料科技股份有限公司