專利名稱：使用高熔點金屬氧化物或氧化硅掩蔽層制造的具有超分辨率近場結(jié)構(gòu)的高密度記錄介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高密度記錄介質(zhì)，更具體地講，涉及一種使用高熔點金屬氧化物或氧化硅掩蔽層來制造的具有超分辨率近場結(jié)構(gòu)的高密度記錄介質(zhì)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的記錄介質(zhì)能夠被分類成磁光記錄介質(zhì)或相變記錄介質(zhì)。在磁光記錄介質(zhì)，如微型盤(MD)中，通過根據(jù)磁力和磁膜的磁化方向來檢測從磁膜反射的直偏振光的旋轉(zhuǎn)而讀出信息。反射光的旋轉(zhuǎn)被稱作為“克爾效應(yīng)”。在相變記錄介質(zhì)，如數(shù)字多功能盤(DVD)中，根據(jù)由于記錄介質(zhì)的非晶態(tài)記錄域和晶態(tài)非記錄域之間光學(xué)常數(shù)的不同吸收系數(shù)而引起的反射率的不同來讀出信息。
最近，如在相變方法中，使用微型標(biāo)記(凹坑)來記錄信息和從記錄介質(zhì)中再現(xiàn)信息而不考慮衍射極限的多種方法已經(jīng)被建議。在這些方法中最感興趣的一種是使用超分辨率近場結(jié)構(gòu)的記錄方法，其公開在Applied PhysicsLetter，Vol.73，No.15，Oct.1998和日本期刊Applied Physics，Vol.39，Part 1，No.2B，2000，PP.980-981。超分辨率近場結(jié)構(gòu)使用在其特定掩蔽層產(chǎn)生的局部表面等離子體振子以再現(xiàn)信息。超分辨率近場結(jié)構(gòu)被分類成銻(Sb)傳輸型，其具有當(dāng)從記錄介質(zhì)中再現(xiàn)信息時由于激光照射而變得透明的銻掩蔽層；或氧化銀分解型，其具有分解成氧和銀的氧化銀(AgOx)掩蔽層，該氧化銀(AgOx)掩蔽層起誘導(dǎo)局部等離子體振子的散射源的作用。
圖1示出使用傳統(tǒng)超分辨率近場結(jié)構(gòu)的記錄介質(zhì)的結(jié)構(gòu)。
如圖1中所示，記錄介質(zhì)包括例如由ZnS-SiO2制成的第二電介質(zhì)層112-2、例如由GeSbTe制成的記錄層115、由電介質(zhì)材料如ZnS-SiO2或SiN制成的保護層114、例如由Sb或AgOx制成的掩蔽層113、例如由ZnS-SiO2或SiN制成的第一電介質(zhì)層112-1、和透明聚碳酸酯層111，這些層被順序地相互堆疊。
當(dāng)掩蔽層113由Sb制成時，SiN被用于保護層114和第一電介質(zhì)層112-1。當(dāng)掩蔽層113由AgOx制成時，ZnS-SiO2被用于保護層114和第一電介質(zhì)層112-1。當(dāng)再現(xiàn)信息時，保護層114防止記錄層115和掩蔽層113之間的反應(yīng)并且作為近場在其上作用的場所。當(dāng)再現(xiàn)信息時，掩蔽層113的Sb變得透明，并且掩蔽層113的AgOx分解成氧和銀，該氧化銀(AgOx)掩蔽層起誘導(dǎo)局部等離子體振子的散射源的作用。
記錄介質(zhì)被通過聚焦透鏡(未示出)的從激光源118發(fā)射的大約10-15mW的激光束照射以將記錄層115加熱到600℃以上，從而記錄層115的激光照射的域變成非晶態(tài)，并且不管光學(xué)常數(shù)(n、k)的折射率n的改變而具有較小的光學(xué)常數(shù)(n、k)的吸收系數(shù)k。在Sb或AgOx掩蔽層113的照射域中，Sb的結(jié)晶結(jié)構(gòu)改變或者AgOx不可逆的分解，從而起產(chǎn)生等離子體振子的散射源的作用，結(jié)果是產(chǎn)生比發(fā)射的激光束短的波長的光。保護層114用作朝向記錄層115的超分辨率近場。其結(jié)果是，可將作為在尺寸上比所使用的激光的衍射極限小的微型標(biāo)記被記錄在記錄介質(zhì)上的信息再現(xiàn)。因此，可使用這種超分辨率近場結(jié)構(gòu)，而不考慮所使用的激光的衍射極限來將記錄在高密度記錄介質(zhì)中的信息再現(xiàn)。
然而，在具有這種超分辨率近場結(jié)構(gòu)的記錄介質(zhì)中，它們的掩蔽層和記錄層具有相似的轉(zhuǎn)變溫度，因而在信息再現(xiàn)期間確保熱穩(wěn)定性被認(rèn)為是重要的。此外，這種超分辨率近場結(jié)構(gòu)導(dǎo)致差的噪聲特性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種通過采用包括高熔點金屬氧化物或氧化硅的掩蔽層而在信息從其中再現(xiàn)期間確保改善的熱穩(wěn)定性和噪聲特性的具有超分辨率近場結(jié)構(gòu)的高密度記錄介質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種具有超分辨率近場結(jié)構(gòu)的高密度記錄介質(zhì)，其包括依次堆疊的第二電介質(zhì)層、記錄層、保護層、掩蔽層、第一電介質(zhì)層和聚碳酸酯層，其中掩蔽層包括高熔點金屬氧化物或氧化硅以通過光或熱誘導(dǎo)高熔點金屬氧化物或氧化硅的結(jié)晶結(jié)構(gòu)和光學(xué)特性中的物理變化來產(chǎn)生近場。
一種在再現(xiàn)期間提供有效的熱穩(wěn)定性和改善的噪聲特性的根據(jù)本發(fā)明的超分辨率近場高密度記錄介質(zhì)可以由包括高熔點金屬氧化物或氧化硅的掩蔽層來實現(xiàn)。
一種在再現(xiàn)期間提供有效的熱穩(wěn)定性和改善的噪聲特性的根據(jù)本發(fā)明的超分辨率近場高密度記錄介質(zhì)可以由包括作為顯示可逆的物理變化的高熔點金屬氧化物的WOx的掩蔽層來實現(xiàn)。
一種在再現(xiàn)期間提供有效的熱穩(wěn)定性和改善的噪聲特性的根據(jù)本發(fā)明的超分辨率近場高密度記錄介質(zhì)可以由包括作為顯示不可逆的物理變化的高熔點金屬氧化物的TaOx或AuOx的掩蔽層來實現(xiàn)。
一種在再現(xiàn)期間提供有效的熱穩(wěn)定性的根據(jù)本發(fā)明的超分辨率近場高密度記錄介質(zhì)可以由包括作為顯示不可逆的物理變化的氧化硅的SiOx的掩蔽層來實現(xiàn)。
一種在再現(xiàn)期間提供有效的熱穩(wěn)定性和改善的噪聲特性的超分辨率近場高密度記錄介質(zhì)還可以包括在第二電介質(zhì)層下方的包含銀(Ag)或鋁(Al)的反射層。


圖1示出具有傳統(tǒng)的超分辨率近場結(jié)構(gòu)的高密度記錄介質(zhì)；圖2示出根據(jù)本發(fā)明實施例的具有超分辨率近場結(jié)構(gòu)的高密度記錄介質(zhì)；圖3是對于根據(jù)本發(fā)明的記錄介質(zhì)和傳統(tǒng)的記錄介質(zhì)的載波與噪聲的比(CNR)與標(biāo)記長度的關(guān)系的曲線圖；和圖4是對于根據(jù)本發(fā)明的記錄介質(zhì)和傳統(tǒng)的記錄介質(zhì)的噪聲級別與標(biāo)記長度的關(guān)系的曲線圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在將通過不斷地參照附圖來詳細地描述用于解決傳統(tǒng)問題的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和操作。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明實施例的具有超分辨率近場結(jié)構(gòu)的高密度記錄介質(zhì)。圖2的高密度記錄介質(zhì)包括反射層，由銀(Ag)或鋁(Al)制成；第二電介質(zhì)層122-2，例如由ZnS-SiO2制成；記錄層125，例如由GeSbTe制成；保護層124，由電介質(zhì)材料例如ZnS-SiO2/SiN制成；掩蔽層123；第一電介質(zhì)層122-1，例如由ZnS-SiO2/SiN制成；和透明聚碳酸酯層121，這些層被順序地相互堆疊。
掩蔽層123由高熔點金屬氧化物和氧化硅之一制成。高熔點金屬氧化物的例子包括WOx，其在從記錄介質(zhì)中再現(xiàn)期間顯示幾乎可逆的物理變化以用于提改善熱穩(wěn)定性和噪聲特性；和TaOx或AuOx，其顯示不可逆的物理變化并有效地改善噪聲特性。氧化硅的一例子為SiOx，其導(dǎo)致不可逆的物理變化并有效地改善噪聲特性。
保護層124在再現(xiàn)信息期間防止記錄層125和掩蔽層123之間的反應(yīng)，并且用作超分辨率近場在其上起作用的場所。另外，掩蔽層123用作散射源以通過其在結(jié)晶結(jié)構(gòu)和光學(xué)特性中的物理變化來產(chǎn)生局部等離子體振子。
由Ag或Al制成的反射層128用于誘導(dǎo)在背離入射激光束側(cè)的記錄層125和第二電介質(zhì)層122-2的結(jié)晶結(jié)構(gòu)和光學(xué)特性中的物理變化，以產(chǎn)生幾乎等于在面向入射激光束側(cè)的記錄層125的上部和第一電介質(zhì)層122-1的結(jié)晶結(jié)構(gòu)和光學(xué)特性中的物理變化。
以下描述由顯示接近可逆的物理變化的WOx制成的掩蔽層124。
當(dāng)記錄介質(zhì)通過聚焦透鏡(未示出)被具有從大約11mW的功率的激光源(未示出)發(fā)射出的大約405nm的波長的激光束照射以將記錄介質(zhì)125加熱到600℃以上時，記錄介質(zhì)的激光照射的域變成非晶態(tài)并且在不管折射率n改變而具有降低的光學(xué)常數(shù)(n、k)的吸收系數(shù)k。在WOx掩蔽層的激光照射的域中，由于在其結(jié)晶結(jié)構(gòu)和光學(xué)特性中的物理變化而產(chǎn)生等離子體振子，該物理變化作為在WOx掩蔽層中由表示的可逆反應(yīng)的結(jié)果而發(fā)生，從而發(fā)射具有比起始照射的激光束短的波長的光。另外，保護層124用作朝著記錄層125的超分辨率近場。其結(jié)果是，可將作為比所使用的激光的衍射極限的尺寸小的微型標(biāo)記而記錄在記錄介質(zhì)上的信息再現(xiàn)。因此，使用這種超分辨率近場結(jié)構(gòu)而不考慮所使用的激光的衍射極限可將記錄在高密度記錄介質(zhì)中的信息再現(xiàn)。
圖3是對于根據(jù)本發(fā)明的具有超分辨率近場結(jié)構(gòu)的高密度介質(zhì)和傳統(tǒng)的具有超分辨率近場結(jié)構(gòu)的高密度記錄介質(zhì)的載波與噪聲的比(CNR)與標(biāo)記長度的關(guān)系的曲線圖。對于這兩種高密度記錄介質(zhì)，405nm的激光束以11mW的功率通過具有0.65的數(shù)值孔徑(NA)的透鏡以3m/sec的速率射出以記錄數(shù)據(jù)，并且相同的激光束但是以4mW的功率在與用于記錄的相同的條件下射出以再現(xiàn)數(shù)據(jù)。參照圖3中的結(jié)果，在40dB的CNR下，分辨率極限的標(biāo)記長度對于具有AgOx掩蔽層的傳統(tǒng)的超分辨率近場高密度記錄介質(zhì)是155.8nm，和對于根據(jù)本發(fā)明的具有WOx掩蔽層的超分辨率近場高密度記錄介質(zhì)是130nm。這個結(jié)果表明在相同條件下根據(jù)本發(fā)明的超分辨率近場高密度記錄介質(zhì)比傳統(tǒng)的超分辨率近場高密度記錄介質(zhì)能夠?qū)崿F(xiàn)更高的高密度記錄。
圖4是對于根據(jù)本發(fā)明的超分辨率近場高密度記錄介質(zhì)和傳統(tǒng)的具有超分辨率近場結(jié)構(gòu)的高密度記錄介質(zhì)的噪聲級別與標(biāo)記長度的關(guān)系的曲線圖。圖4的結(jié)果是作為在與對于圖3的結(jié)果的相同的條件下的實驗結(jié)果而獲得。從圖4中清楚可知，具有AgOx掩蔽層的傳統(tǒng)的超分辨率近場高密度記錄介質(zhì)的噪聲級別是-65dBm，并且根據(jù)本發(fā)明的具有WOx掩蔽層的超分辨率近場高密度記錄介質(zhì)的噪聲級別是-76dBm。這個結(jié)果表明根據(jù)本發(fā)明的超分辨率近場高密度記錄介質(zhì)提供比傳統(tǒng)的超分辨率近場高密度記錄介質(zhì)更有效的噪聲特性。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性通過根據(jù)本發(fā)明的具有高熔點的金屬氧化物或氧化硅的掩蔽層的超分辨率近場高密度記錄介質(zhì)的情況下，改善了在再現(xiàn)期間的熱穩(wěn)定性和噪聲特性。
權(quán)利要求
1.一種具有超分辨率近場結(jié)構(gòu)的高密度記錄介質(zhì)包括依次堆疊的第二電介質(zhì)層、記錄層、保護層、掩蔽層、第一電介質(zhì)層和聚碳酸酯層，其中掩蔽層包括高熔點金屬氧化物或氧化硅以通過光或熱誘導(dǎo)高熔點金屬氧化物或氧化硅的結(jié)晶結(jié)構(gòu)和光學(xué)特性中的物理變化來產(chǎn)生近場。
2.如權(quán)利要求1所述的高密度記錄介質(zhì)，其中，用于掩蔽層的高熔點金屬氧化物是顯示接近可逆的物理變化的WOx。
3.如權(quán)利要求1所述的高密度記錄介質(zhì)，其中，用于掩蔽層的高熔點金屬氧化物是顯示不可逆的物理變化的TaOx或AuOx。
4.如權(quán)利要求1所述的高密度記錄介質(zhì)，其中，用于掩蔽層的氧化硅是顯示不可逆的物理變化的SiOx。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4的任何一項的高密度記錄介質(zhì)還包括在第二電介質(zhì)層下方的包含銀或鋁的反射層。
全文摘要
提供一種包括包含高熔點金屬氧化物或氧化硅的掩蔽層的具有超分辨率近場結(jié)構(gòu)的高密度記錄介質(zhì)。更具體地講，提供一種具有超分辨率近場結(jié)構(gòu)的高密度記錄介質(zhì)，其包括依次堆疊的第二電介質(zhì)層、記錄層、保護層、掩蔽層、第一電介質(zhì)層和聚碳酸酯層，其中掩蔽層包括高熔點金屬氧化物或氧化硅以通過光或熱誘導(dǎo)高熔點金屬氧化物或氧化硅的結(jié)晶結(jié)構(gòu)和光學(xué)特性中的物理變化來產(chǎn)生近場。
文檔編號G11B7/258GK1685401SQ03822852
公開日2005年10月19日 申請日期2003年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月26日
發(fā)明者金朱鎬, 富永淳二 申請人:三星電子株式會社, 獨立行政法人產(chǎn)業(yè)技術(shù)總合研究所