濺鍍靶材及可寫錄光記錄媒體的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用于制備可寫錄光記錄媒體的濺鍍靶材以及使用該濺鍍靶材的可寫錄光記錄媒體，其利用磁控濺鍍方式制備無機(jī)薄膜材料作為記錄層。所述記錄層材料選自銅(Cu)、硅(Si)以及鉻(Cr)元素作為主成分的混合膜層。所述可寫錄光記錄媒體可透過予以照射激光束后，由該記錄層所形成的微結(jié)構(gòu)變化，以達(dá)到光信息記錄的目的。
【專利說明】濺鍍靶材及可寫錄光記錄媒體
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明為一種用于制備光記錄媒體的濺鍍靶材以及使用濺鍍靶材的光記錄媒體，特別是指一種可寫錄光記錄媒體。
【背景技術(shù)】
[0002]光記錄儲存技術(shù)是利用雷射光技術(shù)將數(shù)據(jù)記錄在光記錄媒體中。在目前市面上的可寫錄光盤，大多以有機(jī)染料做為記錄層材料，透過一定刻錄功率的雷射進(jìn)行刻錄，致使記錄層的有機(jī)染料產(chǎn)生裂解或變形，造成刻錄區(qū)域與未刻錄區(qū)域的間的反射率差異，利用此反射率的差異，便可以運(yùn)用適當(dāng)功率的雷射將儲存于光盤片的數(shù)據(jù)讀取出來。
[0003]由于有機(jī)染料吸收光波長的范圍較窄，造成特定染料僅適用于特定的波長范圍，對于目前藍(lán)光光記錄媒體所使用的短波長(405納米)雷射光源，可應(yīng)用的有機(jī)染料種類較少，且制程上因為藍(lán)光光盤片的基板軌距較小，故使用有機(jī)染料較難涂布均勻。所以近年來已有人提出利用金屬或半金屬等無機(jī)材料來取代有機(jī)染料，作為可寫錄光盤的記錄層材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述技術(shù)的不足之處，本發(fā)明為了克服使用有機(jī)染料僅能應(yīng)用在狹窄的雷射光波長范圍，造成特定染料僅適用于特定的波長范圍的問題，提供了一種具有高穩(wěn)定性、在可見光波長范圍具有高光吸收率，且可通過各種波長的激光脈沖加熱使薄膜界面型態(tài)或微結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變化，進(jìn)而導(dǎo)致反射率產(chǎn)生改變的無機(jī)可寫錄光記錄媒體記錄層材料的濺鍍靶材以及其對應(yīng)的可寫錄光記錄媒體。
[0005]本發(fā)明目的之一是利用無機(jī)材料作為可寫錄光記錄媒體記錄層材料的濺鍍靶材，至少包含有銅(Cu)、硅(Si)以及鉻(Cr)，且所述靶材為結(jié)晶質(zhì)型態(tài)。所述記錄層主要是通過濺鍍沉積而成的金屬或半金屬薄膜經(jīng)由雷射光照射后，在記錄點(diǎn)區(qū)域產(chǎn)生接口反應(yīng)而造成微結(jié)構(gòu)的變化，使得反射率發(fā)生改變，進(jìn)而達(dá)到數(shù)位訊號記錄的目的。
[0006] 本發(fā)明的另一目的是提供一種可寫錄光記錄媒體，可利用基板相反側(cè)入射的激光束進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫，若配合膜層結(jié)構(gòu)的調(diào)整，也可利用在基板側(cè)入射的激光束進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫，其沉積于所述基板上的膜層結(jié)構(gòu)為一種可寫錄光記錄媒體的結(jié)構(gòu)，其包含反射層、第一緩沖層、記錄層、第二緩沖層、補(bǔ)償層以及光穿透層。所述結(jié)構(gòu)包括所述基板、在所述基板上的所述反射層、在所述反射層上的所述第一緩沖層、在所述第一緩沖層上的所述記錄層、在所述記錄層上的所述第二緩沖層、在所述第二緩沖層上的所述補(bǔ)償層以及最上層的所述光穿透層，所述結(jié)構(gòu)的光記錄媒體可透過予以照射激光束于所述光穿透層側(cè)，以進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫。所述單一膜層的記錄層在受到激光束照射后，會吸收激光束并產(chǎn)生局部顯微結(jié)構(gòu)的變化，并通過界面元素相互擴(kuò)散進(jìn)而形成混合區(qū)域。由于薄膜的結(jié)構(gòu)不同，因此受激光束加熱所形成的混合區(qū)域與未受激光束加熱的未混合區(qū)域有明顯的反射率差異，因此能夠通過所述反射率差異來達(dá)到記錄數(shù)據(jù)的目的?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0007]圖1為可寫錄光記錄媒體的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008]圖2為可寫錄光記錄媒體寫入功率與調(diào)變值(modulation)的動態(tài)測試結(jié)果。
[0009]圖3為可寫錄光記錄媒體寫入功率與抖動值(jitter)的動態(tài)測試結(jié)果。
[0010]圖4為不同元素以及不同組成比例的記錄層材料的電氣特性比較表。
[0011]主要組件符號說明
[0012]10 基板
[0013]20反射層 [0014]30第一緩沖層
[0015]40記錄層
[0016]50第二緩沖層
[0017]60補(bǔ)償層
[0018]70光穿透層
[0019]80激光束
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0021]為充分了解本發(fā)明的目的、特征及功效，由下述具體的實施例，并配合附圖，對本發(fā)明做一詳細(xì)說明，說明如下:
[0022]本發(fā)明提供一種利用無機(jī)材料作為可寫錄光記錄媒體記錄層材料的濺鍍靶材，至少包含有銅(Cu)、硅(Si)以及鉻(Cr)，且所述靶材為結(jié)晶質(zhì)型態(tài)。其中所述濺鍍靶材可以分別為銅(Cu)、硅(Si)及鉻(Cr)各別元素壓制成單一靶材；另可以分別為銅(Cu)及硅
(Si)合金與鉻(Cr)元素壓制成單一靶材；又可以分別為銅(Cu)元素與硅(Si)及鉻(Cr)合金壓制成單一靶材；更可以分別為硅(Si)元素與銅(Cu)及鉻(Cr)合金壓制成單一靶材。
[0023]本發(fā)明更提供一使用單一膜層的記錄層結(jié)構(gòu)的可寫錄光記錄媒體，即可用以達(dá)到記錄數(shù)據(jù)的目的。參考圖1，為本發(fā)明的可寫錄光記錄媒體的結(jié)構(gòu)示意圖，包含基板10、反射層20、第一緩沖層30、記錄層40、第二緩沖層50、補(bǔ)償層60與光穿透層70。所述結(jié)構(gòu)包括一基板10、在所述基板10上的所述反射層20、在所述反射層20上的所述第一緩沖層30、在所述第一緩沖層30上的所述記錄層40、在所述記錄層40上的所述第二緩沖層50、在所述第二緩沖層50上的所述補(bǔ)償層60以及最上層的所述光穿透層70，所述結(jié)構(gòu)的光記錄媒體可透過予以照射激光束80在所述光穿透層70側(cè)，以進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫。
[0024]其中，所述基板10選用具光學(xué)透明的材料，并能提供記錄媒體適當(dāng)?shù)臋C(jī)械強(qiáng)度，材質(zhì)包括聚碳酸脂樹脂(polycarbonate resin)、聚甲基丙烯酸甲脂(polymethylmethacrylate)、聚苯乙烯樹脂(polystyrene resin)、聚乙烯樹脂(polyethylene resin)、聚丙烯樹脂(polypropylene resin)等,所述基板10上預(yù)先刻有凹槽(groove)以及平地(land),當(dāng)數(shù)據(jù)被記錄或讀取時,所述凹槽(groove)以及所述平地(land)可作為激光束80導(dǎo)軌與數(shù)據(jù)記錄位置被使用。[0025]所述反射層20的材料選自包含金(Au)、銀(Ag)、鑰(Mo)、鋁(Al)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、釹(Nd)、鉍(Bi)的元素。與上述元素為主成分的合金者，其厚度較佳為5納米(nm)到300納米(nm)之間。
[0026]所述第一緩沖層30以及所述第二緩沖層50的材料選自硫化鋅-二氧化硅(ZnS-SiO2)、氮化硅(SiN)、氮化鍺(GeN)、碳化硅(SiC)等介電材料，個別的厚度較佳為I納米(nm)到300納米(nm)之間，并可為上述材料中單一層或一層以上所組成。
[0027]所述記錄層40至少包含有銅(Cu)、硅(Si)以及鉻(Cr)作為主要組份，且其厚度較佳為3納米(nm)到50納米(nm)之間。
[0028]參考圖4，是不同元素以及不同組成比例的記錄層材料的電氣特性比較表，由所述優(yōu)化電性測試結(jié)果可以確認(rèn)當(dāng)所述銅(Cu)的重量百分比范圍為55%~80%、所述硅(Si)的重量百分比范圍為15%~40%以及所述鉻(Cr)的重量百分比范圍為1%~?0%時，可以獲得正常寫錄與正?；夭サ男Ч?。
[0029]所述補(bǔ)償層60的材料選自氮氧化娃(SiON)、硫化鋅-二氧化娃(ZnS-SiO2)、氮化硅(SiN)、氮化鍺(GeN)以及碳化硅(SiC)的其中一種或兩種以上材料疊加而成的補(bǔ)償層，其厚度較佳為3納米(nm)到50納米(nm)之間。
[0030]所述光穿透層70為光硬化樹脂，用來保護(hù)所述光記錄媒體的膜層穩(wěn)定性，避免膜層材料遭受磨損、受潮變質(zhì)或暴露于空氣中氧化。
[0031]本發(fā)明之一實施例是準(zhǔn)備一刻有凹槽(groove)以及平地(land)的藍(lán)光可寫錄光盤(Blue-ray Disc)基板10,其軌距為74微米(μ m)、厚度為1.1厘米(mm)。利用磁控派鍍的方式在所述基板10上鍍制一層厚120納米(nm)的銀(Ag)反射層20 ;接著在所述反射層20上鍍制厚20納米(nm)的硫化鋅-二氧化硅(ZnS-SiO2)的第一緩沖層30 ;之后再于所述第一緩沖層30上形成厚14納米(nm)的記錄層40銅(Cu)、硅(Si)及鉻(Cr)混合層；在所述記錄層40上鍍制厚 20納米(nm)的硫化鋅-二氧化硅(ZnS-SiO2)的第二緩沖層50 ;之后在于所述第二緩沖層50上形成一 15納米(nm)的光補(bǔ)償層60氮氧化娃(SiON);最后，在所述光補(bǔ)償層60上貼上一層厚0.1厘米(cm)的光穿透膜，作為所述光透射層70，完成實驗范例的盤片，其完整膜層結(jié)構(gòu)如圖1所示。濺鍍的薄膜厚度是用原子力顯微鏡(AFM)與E-taOptik觀察；盤片的動態(tài)分析則是使用Pulstec 0DU-1000動態(tài)測試儀來測量盤片的動態(tài)性質(zhì)。測量的寫入功率為3mW到14mW之間，雷射波長λ =405納米(nm)、數(shù)值孔鏡NA=0.85，寫入線速度分別有4.92m/s、9.84m/s、19.68m/s與29.52m/s，符合藍(lán)光可寫錄光盤I倍速、2倍速、4倍速與6倍速記錄速度的規(guī)格。
[0032]參考圖2以及圖3，為本發(fā)明的一實施例測試可寫錄光記錄媒體寫入功率與調(diào)變值(modulation)的動態(tài)測試結(jié)果以及本發(fā)明的一實施例測試可寫錄光記錄媒體寫入功率與抖動值(jitter)的動態(tài)測試結(jié)果。由圖2的結(jié)果可看出，藍(lán)光可寫錄光盤在I倍速、2倍速、4倍速與6倍速的記錄速度下，調(diào)變值(modulation)隨著寫入功率的增加而增加，且在不同的寫入速度與寫入功率，調(diào)變值(modulation)大都可以在0.6以上，符合藍(lán)光可寫錄光盤的規(guī)格(規(guī)格要求需0.4以上)。由圖3的結(jié)果可看出，藍(lán)光可寫錄光盤的記錄速度為I倍速時，寫入功率需大于3.1mW才能測量到抖動值(jitter)，抖動值(jitter)隨著寫入功率增加而降低，當(dāng)寫入功率為5.0mff時，可得較低的抖動值(jitter)約5.1%。隨著寫入功率持續(xù)提高，抖動值(jitter)也隨寫入功率增加而上升。若使用2倍速的寫入速度進(jìn)行測試，也有著相同的趨勢，寫入功率需大于3.45mW才能測量到抖動值(jitter)，抖動值(jitter)隨著寫入功率增加而降低，當(dāng)寫入功率為5.55mff時，可得較低的抖動值(jitter)約5.4%，隨著寫入功率持續(xù)提高，抖動值(jitter)也隨寫入功率增加而上升。若使用4倍速的寫入速度進(jìn)行測試，也有著相同的趨勢，寫入功率需大于5.7mW才能測量到抖動值(jitter),抖動值(jitter)隨著寫入功率增加而降低，當(dāng)寫入功率為8.9mW時,可得較低的抖動值(jitter)約6.1%，隨著寫入功率持續(xù)提高，抖動值也隨寫入功率增加而上升。若使用6倍速的寫入速度進(jìn)行測試，也有著相同的趨勢，寫入功率需大于7.8mW才能測量到抖動值(jitter),抖動值(jitter)隨著寫入功率增加而降低，當(dāng)寫入功率為11.2mW時，可得較低的抖動值(jitter)約6.5%，隨著寫入功率持續(xù)提高，抖動值也隨寫入功率增加而上升。當(dāng)激光束80寫入訊號時，所述記錄層40受到激光束80脈沖加熱而溫度上升，當(dāng)寫入功率過小時，此時所述記錄層40的溫度太低，無法使薄膜產(chǎn)生反射率變化，故無法測量出抖動值(jitter)與調(diào)變值(modulation);反之，當(dāng)寫入功率太大時,抖動值(jitter)反而隨著寫入功率增加而上升，可能是因為過高的雷射功率，使得記錄層溫度太高，造成盤片膜層結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變形，使得抖動值(jitter)上升，因此一般光盤片的寫入功率有一適當(dāng)范圍。在本實驗例中，藍(lán)光可寫錄光盤的記錄速度為I倍速到4倍速下寫入資料，寫入功率為3mff^ll.5mW，且以適當(dāng)?shù)膶懭牍β蕦懭氲臄?shù)據(jù)則抖動值(jitter)均可以維持在6.5%以下，甚至記錄速度高達(dá)6倍速時,抖動值(jitter)也可達(dá)到6.5%以下,符合可寫錄藍(lán)光光盤的記錄要求，證實此光記錄媒體具有實用性。
[0033]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于制備可寫錄光記錄媒體記錄層的濺鍍靶材，其特征在于，包含有銅Cu、硅Si以及鉻Cr，且所述靶材是結(jié)晶質(zhì)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種用于制備可寫錄光記錄媒體記錄層的濺鍍靶材，其特征在于，分別為銅Cu及硅Si及鉻Cr各元素壓制成單一靶材。
3.如權(quán)利要求1所述的一種用于制備可錄式光記錄媒體記錄層的濺鍍靶材，其特征在于，分別為銅Cu及硅Si合金與鉻Cr元素壓制成單一靶材。
4.如權(quán)利要求1所述的一種用于制備可錄式光記錄媒體記錄層的濺鍍靶材，其特征在于，分別為銅Cu與硅Si及鉻Cr合金壓制成單一靶材。
5.如權(quán)利要求1所述的一種用于制備可錄式光記錄媒體記錄層的濺鍍靶材，其特征在于，分別為硅Si與銅Cu及鉻Cr合金壓制成單一靶材。
6.一種可寫錄光記錄媒體，其特征在于，包含一基板，基板上的膜層包含反射層、第一緩沖層、記錄層、第二緩沖層、補(bǔ)償層及光穿透層；所述反射層在所述基板上；所述第一緩沖層以及所述第二緩沖層在所述反射層及所述記錄層上；所述記錄層在所述第一緩沖層及所述第二緩沖層之間；所述補(bǔ)償層在所述第二緩沖層之上；所述光穿透層為所述光記錄媒體制程上最后制作的膜層。
7.如權(quán)利要求6所述的一種可寫錄光記錄媒體，其特征在于，所述紀(jì)錄層至少包含有銅Cu、硅Si以及鉻Cr作為主要組份。
8.如權(quán)利要求7所述的一種可寫錄光記錄媒體，其特征在于，所述銅Cu元素的重量百分比為55%~80%、所述硅Si元素的重量百分比為15%~40%，以及所述鉻Cr元素的重量百分比為1%~10%。
9.如權(quán)利要求7所述的 一種可寫錄光記錄媒體，其特征在于，所述紀(jì)錄層的厚度為3納米到50納米之間。
10.如權(quán)利要求6所述的一種可寫錄光記錄媒體，其特征在于，所述基板選用具光學(xué)透明的材料，并能提供該記錄媒體適當(dāng)?shù)臋C(jī)械強(qiáng)度，材質(zhì)包括聚碳酸脂樹脂polycarbonateresin、聚甲基丙烯酸甲脂 polymethyl methacrylate、聚苯乙烯樹脂 polystyrene resin、聚乙烯樹脂polyethylene resin、聚丙烯樹脂polypropylene resin,所述基板上預(yù)先刻有凹槽groove以及平地land,當(dāng)數(shù)據(jù)被記錄或讀取時,所述凹槽以及所述平地作為激光束導(dǎo)軌與數(shù)據(jù)記錄的位置。
11.如權(quán)利要求6所述的一種可寫錄光記錄媒體，其特征在于，所述反射層包含金Au、銀Ag、鑰Mo、鋁Al、鈦T1、鉭Ta、釹Nd以及鉍Bi的元素與上述元素為主成分的合金。
12.如權(quán)利要求6所述的一種可寫錄光記錄媒體，其特征在于，所述第一緩沖層以及所述第二緩沖層的材料為硫化鋅-二氧化硅ZnS-SiO2、氮化硅SiN、氮化鍺GeN以及碳化硅SiC中的一個或兩種以上材料層疊加而成，厚度為I納米到300納米之間。
13.如權(quán)利要求6所述的一種可寫錄光記錄媒體，其特征在于，所述補(bǔ)償層包含氮氧化硅SiON、硫化鋅-二氧化硅ZnS-SiO2、氮化硅SiN、氮化鍺GeN以及碳化硅SiC中的其中一種或兩種以上材料層疊加而成的補(bǔ)償層。
14.如權(quán)利要求6所述的一種可寫錄光記錄媒體，其特征在于，所述光穿透層為光硬化樹脂。
【文檔編號】C22C9/10GK103774100SQ201210404411
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月22日
【發(fā)明者】張漢豐, 郭玉如, 洪永輝, 張夙萱 申請人:中環(huán)股份有限公司