專利名稱：氧化鉑作掩膜的只讀超分辨光盤的制作方法
技術領域：
本發明屬于光存儲技術領域，是一種只讀式超分辨光盤。和相變材料作為掩膜材料相比，采用氧化鉑作為掩膜材料，具有穩定性好，讀出循環性高，信噪比高的優點，在超分辨光盤中具有重要的應用前景。
背景技術：
在光存儲領域里，只讀式光盤是除了一次記錄、一次可擦，可重復擦寫光盤外的另一個重要分支，在市場中占有很大的份額；而為了提高光存儲密度，超分辨技術最近幾年也越來越受到人們的關注。所以研究只讀式超分辨光盤有它重要的應用和科學研究價值。由于不考慮記錄過程，所以研究的過程可以大大簡化，這更利于從科學的角度進行分析研究。在先進技術中，人們采用體銻(Sb)，鍺銻碲(GeSbTe)和銀銦銻碲(AgInSbTe)等相變材料作為掩膜材料。參見Wei JingSong et al.，Study on read-only optical disk with Sb mask super-resolution，Chinese Science Bulletin，2002，47(19)1604-1606，ZHANG Feng etal.High density read-only memory disk with AgInSbTesuper-resolution mask layer，Chin.Phys.Let t.2004，21(10)1973-1975。采用以上材料作為掩膜材料，是利用了材料的非線性開孔效應，所開小孔小于衍射極限，但是這種開孔效應在長時間的讀出會出現疲勞現象，即使采用保護層進行保護，它的讀出循環性質還是會受到一定的限制的。
發明內容
本發明要解決的問題在于有效地克服上述現有技術的缺陷和困難，提供一種氧化鉑作掩膜的只讀式超分辨光盤，該光盤應具有穩定性好、信噪比更高和更好的讀出循環性。
本發明的技術解決方案如下一種氧化鉑作掩膜的只讀超分辨光盤，其特征在于它的構成是在盤基礎上依次鍍有第二保護層、氧化鉑掩膜層和第一保護層，所述的第一保護層和第二保護層均是由硫化鋅∶二氧化硅＝80∶20的復合材料構成的薄膜層；所述的氧化鉑(PtOx)中的含O2量由濺射過程中O2/(O2+Ar)的分壓比例決定，分壓比的取值范圍為0.1～0.4。
所述的氧化鉑掩膜層是由厚度為15-80nm的納米氧化鉑薄膜層。所述的納米氧化鉑粒子的粒度為幾至十幾納米。
所述的第一保護層和第二保護層的厚度均為30nm。
本發明的技術效果本發明采用納米氧化鉑代替傳統相變材料作為掩膜材料。它和相變材料的只讀式超分辨光盤相比，在讀出過程中，掩膜層不容易受到熱破壞，不易出現疲勞現象，所以具有更好的穩定性質，讀出循環性高，而且由于金屬納米粒子的近場增強效應，所獲得的信噪比也更高。這是因為納米氧化鉑在聚焦光束作用下不是形成一個動態開關小孔(尺寸小于衍射極限)，而是形成一個散射中心，這個散射中心由很多小的幾納米到十幾納米的鉑金粒子構成，統稱為鉑金納米粒子。該鉑金納米粒子在激光的照射下不會發生形變、熔化等物理化學變化，具有很好的穩定性。而且該鉑金納米粒子在光的照射下會產生表面或局域等離子體增強效應(形成近場光)，近場光和記錄點相互作用后引起折射率或者消光系數的改變，反映到遠場從而使小于衍射極限的記錄點信息可以分辨，可獲得的信噪比沒有金屬粒子的相變材料要高。所以氧化鉑作為掩膜材料可以獲得更高的信噪比和讀出循環性，使本發明只讀式超分辨光盤具有很高的實用性。
圖1是本發明的氧化鉑作掩膜的只讀超分辨光盤的結構圖。
圖2本發明只讀超分辨光盤所用的盤基。
圖3已有的采用銻(Sb)、銀銦銻碲(AgInSbTe)相變材料與采用本發明的PtOx作掩膜的讀出信噪比和讀出循環性的比較。
圖4本發明實施例氧化鉑作掩膜的只讀超分辨光盤讀出信噪比(CNR)和薄膜厚度的關系。
具體實施例方式
本發明的氧化鉑作掩膜的只讀超分辨光盤的結構如圖1所示，包括鍍在盤基礎11上的第一保護層1、氧化鉑掩膜層2和第二保護層3。第一保護層1和第三保護層3用于提高氧化鉑掩膜層2的穩定性質和防止其氧化，氧化鉑掩膜層2用于小于衍射極限的信息記錄點的讀出。
本發明掩膜中的第一保護層1和第二保護層3均由厚度30nm的硫化鋅∶二氧化硅＝80∶20的復合材料組成；氧化鉑掩膜層2由厚度為15-80nm的PtOx薄膜組成。
下面結合實例對本發明及其作用作進一步說明在傳統的Compact disk基片上預制(刻錄)直徑為380納米的凹坑作為信息記錄點(見圖2所示)。氧化鉑作掩膜的只讀超分辨光盤制備過程如下采用磁控濺射方法(濺射氣壓1.0×10-4Pa)，在圖3所示的光盤基片上依次鍍第二保護層3、氧化鉑作掩膜2和第一保護層1，其中保護層1和保護層3的厚度均為30nm，氧化鉑作掩膜層2的厚度為15-80nm，通過實施設計不同的薄膜厚度來優化其讀出信噪比，我們實驗測試了本發明7個實施例，即測試了7種氧化鉑薄膜厚度的讀出信噪比，其測試結果列于圖4中。動態讀出裝置所用的激光器是He-Ne激光，其波長為632.8nm。所用透鏡的數值孔徑為0.40，根據光的衍射極限公式計算得到光斑的直徑為965nm，遠遠超過圖2所示的記錄點直徑，因此使用傳統的鋁或銀等作反射層是不能被讀出的。而本發明的PtOx作掩膜的只讀式光盤確可以讀出，而且信號噪比很高，讀出循環性質要好。圖3是采用相變材料(Sb和AgInSbTe)和PtOx作掩膜的讀出信噪比和讀出循環性的對照圖，可以看出，采用PtOx作掩膜，信噪比要高5dB左右，它的讀出循環性也是相變材料的幾倍。圖4列出了本發明7個實施例的測試結果，即信噪比和PtOx薄膜厚度的關系，可以看出PtOx薄膜厚度在30-70nm，信噪比在40dB以上，厚度在15-80nm時候，信噪比也在30dB以上。
綜上所述，采用氧化鉑作掩膜的只讀超分辨光盤，在讀出過程掩膜不容易受到熱破壞，具有穩定性好，讀出循環性高，信噪比高的優點，在光存儲中具有重要的應用前景。
權利要求
1.一種氧化鉑作掩膜的只讀超分辨光盤，其特征在于它的構成是在盤基礎(11)上依次鍍有第二保護層(3)、氧化鉑掩膜層(2)和第一保護層(1)，所述的第一保護層(1)和第二保護層(3)均是硫化鋅∶二氧化硅＝80∶20的復合材料構成的薄膜層；所述的氧化鉑(PtOx)中氧的含量由濺射過程中O2/(O2+Ar)的分壓比例決定，分壓比的取值范圍為0.1～0.4。
2.根據權利要求1所述的氧化鉑作掩膜的只讀超分辨光盤，其特征在于所述的氧化鉑掩膜層(2)是由厚度為15-80nm的納米氧化鉑薄膜層。
3.根據權利要求1所述的氧化鉑作掩膜的只讀超分辨光盤，其特征在于所述的第一保護層(1)和第二保護層(3)的厚度均為30nm。
全文摘要
一種氧化鉑作掩膜的只讀超分辨光盤，其構成是在盤基礎上依次鍍有第二保護層、氧化鉑掩膜層和第一保護層，所述的第一保護層和第二保護層均是由硫化鋅∶二氧化硅＝80∶20的復合材料構成的薄膜層；所述的氧化鉑中的含O
文檔編號G11B7/24GK1588544SQ20041006686
公開日2005年3月2日 申請日期2004年9月29日 優先權日2004年9月29日
發明者張鋒, 徐文東, 王陽, 周飛, 高秀敏, 楊金濤, 朱青 申請人:中國科學院上海光學精密機械研究所