高密度增強型可錄式多用數字光碟的製作方法

2023-10-24 04:16:57

專利名稱：高密度增強型可錄式多用數字光碟的製作方法
技術領域：
本發明屬於信息技術光存儲領域，是一種高密度增強型可錄式多用數字光碟。
背景技術：
信息技術的迅猛發展要求用於信息存儲的器件必須具備超高存儲密度和超快存取速率，這就要求用於信息存儲的光碟的記錄點的尺寸越小越好。在傳統的CD光碟中，採用雷射波長為780nm、光學頭的數值孔徑為0.45的驅動器得到的記錄點尺寸為800nm左右。而現在流行的DVD光碟採用雷射波長為650nm、光學頭的數值孔徑為0.60驅動器得到的記錄點尺寸在400nm。在以上的CD和DVD光碟中，採用的光碟結構均為「盤基/反射層/介電層/記錄層/介電層」。採用這種光碟結構所能得到記錄點尺寸為記錄光斑尺寸一半左右。為了在不改變光碟驅動器的前提下(使用波長為650nm的雷射器和數值孔徑為0.60的光學頭)得到尺寸在200nm及其以上的記錄點，使普通5英寸的光碟的單面單層容量達到11.5GB，雙面單層的容量達到23GB，就必須發明一種新的光碟結構。

發明內容
為了進一步提高可錄式多用數字光碟的存儲密度，在此提出一種「高密度增強型可錄式多用數字光碟」，在雷射波長為650nm、數值孔徑為0.60的動態裝置上實現信息點尺寸在200nm及以上的記錄和讀出，該記錄點的尺寸遠小於該測試系統的記錄和讀出光斑直徑。
本發明的技術解決方案是
一種高密度增強型可錄式多用數字光碟，包括第一介電層、金屬氧化物信息記錄層、第三介電層和盤基，其特徵是在所述的第一介電層和金屬氧化物信息記錄層之間還有第一非線性光學掩膜層和第二介電層，在第三介電層和盤基之間還有第二非線性光學掩膜層和第四介電層，所述的第一介電層、第二介電層、第三介電層和第四介電層均用氮化矽或ZnS-SiO2構成；所述的第一非線性光學掩膜層和第二非線性光學掩膜層由AgInSbTe或Ge2Sb2Te5組成，金屬氧化物信息記錄層由PtOx或AgOx組成，其中參數x的取值範圍為0.1和2之間的任意值；所述的盤基為聚碳酸酯或K9玻璃。
所述的第一介電層、第二介電層、第三介電層和第四介電層的厚度為10-500nm。
所述的非線性光學掩膜層和非線性光學掩膜層所用的材料的厚度為5～30nm的AgInSbTe或Ge2Sb2Te5的薄膜。
所述的金屬氧化物信息記錄層所用的材料的厚度為5-30nm的PtOx或AgOx薄膜。
所述的盤基的厚度為0.6mm。
所述的盤基所用的材料為聚碳酸酯或K9玻璃，盤基的道間距為550nm，槽深為150nm，槽底寬度為100nm，槽的上面的寬度為300nm。
本發明的技術效果與先前的技術相比，本發明「高密度增強型可錄式多用數字光碟」中第一非線性光學掩膜層和第二非線性光學掩膜層用於光斑尺寸的減小，金屬氧化物信息記錄層用於信息的記錄和增強，第一介電層、第二介電層、第三介電層和第四介電層用於防止第一非線性光學掩膜層、第二非線性光學掩膜層和金屬氧化物信息記錄層被氧化和變形。通過使用該光碟結構，在雷射波長為650nm、光學頭的數值孔徑為0.60的動態測試系統下能實現信息點尺寸在200nm及200nm以上的記錄和讀出。


圖1本發明的高密度增強型可錄式多用數字光碟結構。
圖2普通DVD光碟上的記錄點。
圖3高密度增強型可錄式多用數字光碟上的記錄點。
圖4以SiN作為介電層、AgInSbTe作非線性光學掩膜層、PtO0.8作金屬氧化物信息記錄層得到的動態信號的頻譜圖。
圖5為不同厚度的SiN薄膜與讀出信號的關係。
圖6為不同厚度的AgInSbTe薄膜與讀出信噪比的關係。
圖7是PtO0.8薄膜厚度與讀出信噪比的關係。
圖8是PtOx中x值與讀出信噪比的關係。
圖9以ZnS-SiO2作為介電層、Ge2Sb2Te5作非線性光學掩膜層、AgO0.8作金屬氧化物信息記錄層的動態信號的頻譜圖。
圖10為ZnS-SiO2薄膜厚度與讀出信噪比的關係。
圖11為Ge2Sb2Te5薄膜厚度與讀出信噪比的關係。
圖12為AgO0.8薄膜厚度與讀出信噪比的關係.
圖13為AgOx中參數x值與讀出信噪比的關係。
具體實施例方式
本發明″高密度增強型可錄式多用數字光碟」的結構如圖1所示，依次包括第一介電層1、第一非線性光學掩膜層2、第二介電層3、金屬氧化物信息記錄層4、第三介電層5、第二非線性光學掩膜層6、第四介電層7和盤基8。所述的第一介電層1、第二介電層3、第三介電層5和第四介電層7用於防止第一非線性光學掩膜層2、第二非線性光學掩膜層6和金屬氧化物信息記錄層4受到破壞或氧化，第一非線性光學掩膜層2和第二非線性光學掩膜層6用於減小光斑的尺寸，金屬氧化物信息記錄層4用於信息的記錄和增強，盤基8的道間距為550nm，槽深為150nm左右，槽底寬度為100nm左右，槽的上面的寬度為300nm左右。
本發明中的第一介電層1、第二介電層3、第三介電層5和第四介電層7均由厚度10-500nm的SiN或ZnS-SiO2構成.根據實施的具體情況取值；第一非線性光學掩膜層2和第二非線性光學掩膜層6所用的材料的厚度為5～30nm的AgInSbTe或Ge2Sb2Te5薄膜，根據實施的具體情況取值。金屬氧化物信息記錄層4所用的材料的厚度為5-30nm的PtOx或AgOx薄膜，參數x可以取0.1和2之間的任意值，根據實施的具體情況取值。第一介電層1、非線性光學掩膜層2、第二介電層3、金屬氧化物信息記錄層4、第三介電層5、第二非線性光學掩膜層6、第四介電層7和盤基8聯合構成「高密度增強型可錄式多用數字光碟，見圖1。
下面結合實例對本發明及其作用作進一步說明在厚度為0.6mm的聚碳酸酯基片上預製道間距為550nm，槽深為150nm左右，槽底寬度為100nm左右，槽的上面的寬度為300nm左右。高密度增強型可錄式多用數字光碟的製備過程如下採用磁控濺射方法(濺射氣壓1.0×10-4Pa)，在光碟基片上依次鍍第一介電層1、第一非線性光學掩膜層2、第二介電層3、金屬氧化物信息記錄層4、第三介電層5、第二非線性光學掩膜層6和第四介電層7，其中介電層1、介電層3、介電層5和介電層7均為厚度為80nm的SiN薄膜，非線性掩膜層2和非線性掩膜層6為20nm厚的AgInSbTe薄膜，金屬氧化物信息記錄層4為厚度20nm的PtO0.8。光碟的動態測試裝置採用的雷射器是波長為650nm的半導體雷射器，所用光學頭的數值孔徑為0.60，根據光的衍射極限公式計算得到光斑強度的半高寬直徑為600nm，因此使用DVD光碟結構只能得到尺寸在400nm的信息點，這正如圖2所示的DVD光碟中的記錄點。然而測試本實驗中的高密度增強型可錄式多用數字光碟，則得到了圖3所示的記錄點，其尺寸在200nm左右和圖4所示的記錄點的讀出信號，其信噪比達到38dB，這說明本發明「高密度增強型可錄式多用數字光碟能在雷射波長為650nm、光學頭的數值孔徑為0.60的動態裝置上實現尺寸在200nm的信息的記錄和讀出，且效果很好。不同厚度的SiN薄膜與讀出信號的關係、不同厚度的AgInSbTe薄膜與讀出信噪比的關係、PtO0.8薄膜厚度與讀出信噪比的關係和PtOx中x值與讀出信噪比的關係分別見圖5、圖6、圖7和圖8.
以厚度為80nm的ZnS-SiO2作為介電層、厚度為20nm的Ge2Sb2Te作非線性光學掩膜層、厚度為20nm的AgO0.8作金屬氧化物信息記錄層製備的高密度增強型可錄式多用數字光碟，檢測的動態頻譜信號見圖5。改變SiN薄膜、Ge2Sb2Te5薄膜、AgO0.8薄膜厚度得到圖9、圖10、圖11所示的信噪比與薄膜厚度的關係，改變AgOx中x的範圍從0.1到2.0得到x值與讀出信噪比的關係。
綜上所述，採用本發明「高密度增強型可錄式多用數字光碟」，在雷射波長為650nm、光學頭的數值孔徑為0.60的動態裝置上能實現信息點尺寸在200nm及其以上的記錄和讀出，且效果很好。
權利要求
1.一種高密度增強型可錄式多用數字光碟，包括第一介電層(1)、金屬氧化物信息記錄層(4)、第三介電層(5)和盤基(8)，其特徵是在所述的第一介電層(1)和金屬氧化物信息記錄層(4)之間還有第一非線性光學掩膜層(2)和第二介電層(3)，在第三介電層(5)和盤基(8)之間還有第二非線性光學掩膜層(6)和第四介電層(7)，所述的第一介電層(1)、第二介電層(3)、第三介電層(5)和第四介電層(7)均用氮化矽或ZnS-SiO2構成；所述的第一非線性光學掩膜層(2)和第二非線性光學掩膜層(6)由AgInSbTe或Ge2Sb2Te5組成，所述的金屬氧化物信息記錄層(4)由PtOx或AgOx組成，其中參數x的取值範圍為0.1和2之間的任意值；所述的盤基(8)為聚碳酸酯或K9玻璃。
2.根據權利要求1所述的高密度增強型可錄式多用數字光碟，其特徵在於所述的第一介電層(1)、第二介電層(3)、第三介電層(5)和第四介電層(7)的厚度為10-500nm。
3.根據權利要求1所述的高密度增強型可錄式多用數字光碟，其特徵在於所述的非線性光學掩膜層(2)和非線性光學掩膜層(6)所用的材料的厚度為5～30nm。
4.根據權利要求1所述的高密度增強型可錄式多用數字光碟，其特徵在於所述的金屬氧化物信息記錄層(4)所用的材料的厚度為5-30nm。
5.根據權利要求1所述的高密度增強型可錄式多用數字光碟，其特徵在於所述的盤基的厚度為0.6mm。
6.根據權利要求5所述的高密度增強型可錄式多用數字光碟，其特徵在於所述的盤基(8)的道間距為550nm，槽深為150nm，槽底寬度為100nm，槽的上面的寬度為300nm。
全文摘要
一種高密度增強型可錄式多用數字光碟，包括第一介電層、金屬氧化物信息記錄層、第三介電層和盤基，其特徵是在所述的第一介電層和金屬氧化物信息記錄層之間還有第一非線性光學掩膜層和第二介電層，在第三介電層和盤基之間還有第二非線性光學掩膜層和第四介電層，所述的介電層均用氮化矽或ZnS－SiO
文檔編號G11B7/24GK1632869SQ20041009331
公開日2005年6月29日 申請日期2004年12月21日 優先權日2004年12月21日
發明者魏勁松, 幹福熹, 王陽, 吳誼群 申請人:中國科學院上海光學精密機械研究所