專利名稱：：免初始化超解析光碟的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明是有關于光學存儲媒體(opticalstoragemedium)，特別是有關于一種超解析光碟。為了更進一步地提升光學存儲記錄媒體的記錄密度，有一種近場光學記錄(near-fieldopticalrecording)的技術被提出，例如近場固態(tài)浸入透鏡(solidimmersionlens，SLL)的方法以及掃描式近場顯微鏡(scanningnear-fieldopticalmicroscope，SNOM)的方法。然而上述近場光碟機制作相當困難，且數(shù)據(jù)讀取速度慢以及不便攜帶，所以并不實用。有鑒于上述困難點，富永淳二(JunjiTominaga)等人在1998年發(fā)表“利用光學近場的光學數(shù)據(jù)存儲用超解析結構”(J.Tominaga，T.Nakano，andN.Atoda，“super-resolutionstructureforopticaldatastoragebynear-fieldoptics”proc.SPIE3467，282(1998))，并且在2000年發(fā)表“超解析近場結構的特性以及潛力”(J.Tominaga，H.FujiA，Sato，T.Takanno，T.Fukaya，N.Atoda，“Thecharacteristicsandthepotentialofsuperresolutionnear-fieldstructure”Jpn.J.Appl.Phys.39，957(2000))，這些研究有助于突破上述近場光學記錄技術。以下舉例以說明富永淳二的研究結果。請參照圖1，其是根據(jù)已知技術采用氧化銀的超解析光碟片(也可簡稱為“super-RENS”)的多層結構剖面示意圖。此超解析光碟片依序包括預先形成溝槽(pre-grooved)的聚碳酸酯(polycarbonate)構成的基板10；厚度大約130納米(nanometer；nm)的硫化鋅-二氧化硅(ZnS-SiO2)構成的介電層12；厚度大約15納米的氧化銀(AgO)構成的主動層(activelayer)14，此層能夠在讀取時吸收鐳射光，形成近場光學效應，產(chǎn)生表面電漿(surface-plasmon)，也即形成一超解析光學結構；例如一厚度大約40納米的ZnS-SiO2構成的介電層16；一厚度大約20納米的Ge2Sb2Te5合金構成的記錄層18，此記錄層18為非晶態(tài)(amorphous)合金；以及一厚度大約20納米的ZnS-SiO2構成的介電層20。超解析的原理，是利用主動層吸收鐳射光，當鐳射光透過此主動層時，借著主動層的表面電漿(surfaceplasmon)作用，使所謂的光學近場強度加強，并能獲得甚小的照射光點大小，因而可解析比光學繞涉極限還小的記號。另外亦可使用光學性質的非線性變化的作用，當鐳射光聚焦于主動層上時，其能量分布為高斯分布，且轉動的基板會造成主動層上不均勻的溫度分布。且由于主動層的穿透對溫度有非線性變化，因而在不同溫度下對入射的鐳射光會具有不同的穿透率。所以，在主動層上的光強度分布與感光層上光強度分布不同，利用這種穿透率會隨著光強度分布而改變的特性，可縮小感光層的曝光面積，進而達到超解析的光學效果。一般碟片在制作完成之初，為了提升載波噪聲比CNR(carriertonoiseratio)，須進行所謂的初始化過程(initializationprocess)，利用熱能使得記錄層18從非結晶態(tài)(amorphousstate)轉變?yōu)榻Y晶態(tài)(crystallinestate)。但是，已知超解析光碟在初始化過程中會產(chǎn)生一些問題，例如200℃的高溫有可能破壞超解析近場光碟的主動層14的特性，并且，初始化設備不僅昂貴，進行初始化過程相當耗時。
發(fā)明內容有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術問題在于，提供一種免初始化超解析可重復讀寫(rewritable)的光碟，利用免初始化記錄層取代傳統(tǒng)的記錄層，能夠有效地提升信號噪聲比，并延長碟片的壽命。本發(fā)明要解決的另一技術問題在于，提供一種免初始化超解析可重復讀寫的光碟，能夠降低碟片制作成本。根據(jù)上述目的，本發(fā)明提供一種免初始化超解析光碟，依序包括一基板；一第一介電層，鄰接于上述基底的表面；一主動層，鄰接于上述第一介電層，用來吸收鐳射光，形成近場光學效應；一第二介電層，鄰接于上述主動層；一免初始化記錄層，鄰接于上述第二介電層；以及一第三介電層，鄰接于上述免始初始化記錄層。根據(jù)本發(fā)明的免初始化超解析光碟，在讀取信號時，利用一個納米級主動層，以吸收鐳射光，形成表面電漿、近場光學效應、或是光學的非線性變化，能夠達成超高記錄密度的可重復讀寫光碟。再者，使用免初始化記錄層可避免已知超解析光碟在初始化過程中所產(chǎn)生的問題，例如高溫會破壞超解析近場光碟的主動層的特性，再者也能提升超解析光碟的信號噪聲比。再者，上述免初始化超解析光碟，還可包括一反射層，形成于上述第三介電層的表面，還可包括一紫外線(UV)樹脂保護層，形成于上述反射層的表面。再者，上述免初始化超解析光碟之中，第一介電層是由厚度介于10-200納米(nm)的SiNx、ZnS-SiO2、AlNx、SiC、GeNx、TiNx、TaOx、AlOx或是YOx相等成。再者，上述免初始化超解析光碟之中，主動層是由厚度介于1-100納米(nm)的銀(Ag)氧化物、釩(V)氧化物、鋅(Zn)氧化物、鎵(Ga)氧化物、鍺(Ge)氧化物、砷(As)氧化物、硒(Se)氧化物、銦(In)氧化物、碲(Te)氧化物、銻(Sb)氧化物、或鍺(Ge)、碲(Te)、銻(Sb)所組成的族群、或是鍺(Ge)、銦(In)、銀(Ag)、碲(Te)、銻(Sb)所組成的族群中的材料構成。再者，上述免初始化超解析光碟之中，第二介電層是由厚度介于1-100納米(nm)的SiNx、ZnS-SiO2、AlNx、SiC、GeNx、TiNx、TaOx、AlOx或是YOx構成。再者，上述的免初始化超解析光碟之中，免初始化記錄層是由厚度介于1-60納米的鍺(Ge)、碲(Te)、銻(Sb)所組成的族群、或是鍺(Ge)、銦(In)、銀(Ag)、碲(Te)、銻(Sb)所組成的族群中的材料，并且也可以摻入硒(Se)、鋅(Zn)、鉬(Mo)、錫(Sn)、釩(V)或是鉍(Bi)。再者，上述免初始化超解析光碟之中，免初始化記錄層的上表面與下表面分別還包括一第一結晶輔助層與一第二結晶輔助層。例如由厚度介于1-60納米(nm)的鍺(Ge)、碲(Te)、銻(Sb)、鉍(Bi)所組成的族群、或是銦(In)、銀(Ag)、碲(Te)、銻(Sb)、鉍(Bi)所組成的族群中的材料。上述第一、第二結晶輔助層必須具有以下特性高結晶速度、低結晶溫度、與免初始化記錄層具有相似的結晶結構、與免初始化記錄層具有相似的晶格常數(shù)(latticeconstant)以及對于免初始化記錄層具有高黏合力。再者，上述免初始化超解析光碟之中，第三介電層是由厚度2-80納米(nm)的SiNx、ZnS-SiO2、AlNx、SiC、GeNx、TiNx、TaOx、AlOx或是YOx構成。再者，上述免初始化超解析光碟之中，第三介電層還包括內嵌一快速熱導層，例如由金、銀、或碳化硅(SiC)或硅(Si)、氧化鋁(AlOx)等所構成。再者，上述免初始化超解析光碟之中，免初始化記錄層是利用濺鍍法形成的結晶態(tài)合金層。本發(fā)明要解決的又一技術問題是提供一種具有超解析讀寫光學信息能力的光學信息存儲媒體。根據(jù)上述目的，本發(fā)明提供一種光學信息存儲媒體，包括一免初始化記錄層，及一超解析光學結構；該超解析光學結構是位于免初始化記錄層上靠近鐳射光源的一側，以使該光學信息存儲媒體具有超解析讀寫信息的能力，同時使該光學信息存儲媒體的該記錄層為一免初始化的結晶態(tài)記錄層。其中，上述的超解析光學結構包括一第一介電層；一主動層，位于上述第一介電層上，一第二介電層，位于上述主動層上；并借由此一超解析光學結構，以形成該光學信息存儲媒體的超解析光學效應。其中，上述的第一介電層是由厚度介于10-200納米(nm)的SiNx、ZnS-SiO2、AlNx、SiC、GeNx、TiNx、TaOx、AlOx或是YOx構成。其中，上述的主動層是由厚度介于1-100納米(nm)的銀(Ag)氧化物、釩(V)氧化物、鋅(Zn)氧化物、鎵(Ga)氧化物、鍺(Ge)氧化物、砷(As)氧化物、硒(Se)氧化物、銦(In)氧化物、碲(Te)氧化物、銻(Sb)氧化物、或鍺(Ge)、碲(Te)、銻(Sb)所組成的族群、或是鍺(Ge)、銦(In)、銀(Ag)、碲(Te)、銻(Sb)所組成的族群中的材料構成。其中，上述的第二介電層是由厚度介于1-100納米(nm)的SiNx、ZnS-SiO2、AlNx、SiC、GeNx、TiNx、TaOx、AlOx或是YOx構成。其中，上述的免初始化記錄層還包括一結晶輔助層，借由該結晶輔助層，以形成一具結晶態(tài)的該免初始化記錄層。其中，上述的免初始化記錄層是由厚度介于1-60納米的鍺(Ge)、碲(Te)、銻(Sb)所組成的族群、或是鍺(Ge)、銦(In)、銀(Ag)、碲(Te)、銻(Sb)所組成的族群中的材料。其中，上述的合金還可以摻入硒(Se)、鋅(Zn)、鉬(Mo)、錫(Sn)、鉍(Bi)、或是釩(V)。其中，上述的結晶輔助層是由厚度介于1-60納米(nm)的鍺(Ge)、碲(Te)、銻(Sb)、鉍(Bi)所組成的族群、或是銦(In)、銀(Ag)、碲(Te)、銻(Sb)、鉍(Bi)所組成的族群中的材料。其中，上述的免初始化記錄層是利用濺鍍法形成。為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，并配合所附圖示，作詳細說明如下。首先，請參照圖2與圖3，本實施例的超解析光碟片依序包括基板100、厚度介于10-200納米的第一介電層(dielectriclayer)102、厚度介于1-100納米(nm)的主動層104、厚度介于1-100納米(nm)的第二介電層106、厚度介于1-60納米的免初始化記錄層108、厚度介于2-80納米的第三介電層110、金或鋁鈦等構成的反射層112、以及樹脂保護層114。圖3的符號120表示透鏡(lens)，而符號130表示波長為200-850納米的鐳射光束(laserbeam)。上述基板100是由預先形成溝槽(pre-grooved)的透明(transparent)聚碳酸酯(polycarbonate)材料所構成。第一介電層102被形成于上述基板100的表面，其例如由SiNx、ZnS-giO2、AlNx、SiC、GeNx、TiNx、TaOx、AlOx或是YOx構成。上述主動層104被形成于上述第一介電層102表面，其可由銀(Ag)氧化物、釩(V)氧化物、鋅(Zn)氧化物、鎵(Ga)氧化物、鍺(Ge)氧化物、砷(As)氧化物、硒(Se)氧化物、銦(In)氧化物、碲(Te)氧化物、銻(Sb)氧化物、或鍺(Ge)、碲(Te)、銻(Sb)所組成的族群、或是鍺(Ge)、銦(In)、銀(Ag)、碲(Te)、銻(Sb)所組成的族群中的材料所構成。而能夠在寫入(讀取)時吸收鐳射光，近場光學效應及/或是光學性質的非線性變化，產(chǎn)生表面電漿(surface-plasmons)，也即產(chǎn)生超解析近場光學效應。再者，第二介電層106被形成于上述主動層104的下方表面，其可以采用與第一介電層102相同的材料。再者，免初始化記錄層108可由結晶態(tài)的鍺(Ge)、碲(Te)、銻(Sb)所組成的族群、或是鍺(Ge)、銦(In)、銀(Ag)、碲(Te)、銻(Sb)所組成的族群中的材料，其是利用濺鍍方式，在上述第二介電層106的表面形成結晶態(tài)合金，亦即，此免初始化記錄層108不需要額外施以熱能進行初始化。請參照圖4，其是根據(jù)本發(fā)明實施例的免初始化記錄層的結構剖面圖。為了提升免初始化效果，也可以在上述初始化記錄層108的上表面與下表面分別形成結晶輔助層(crystallineassistedlayer)107、109，其可由厚度介于1-60納米(nm)的鍺(Ge)、碲(Te)、銻(Sb)、鉍(Bi)所組成的族群、或是銦(In)、銀(Ag)、碲(Te)、銻(Sb)、鉍(Bi)所組成的族群中的材料。具體的例子為Sb2Te3，其結晶速度非?？?，并且結晶溫度低，在濺鍍過程的高能量離子表面轟擊步驟，能夠成功地得到結晶化的免初始化記錄層。接下來，第三介電層110被形成于上述免初始化記錄108的表面，可采用與第一介電層102同樣的材料構成。另外，為了提升碟片熱穩(wěn)定性的效果，也可以利用濺鍍的方式在各介電層110的中央或上、下表面內嵌一層快速熱導層，例如由金或銀金屬或導熱效果良好的碳化硅或硅氧化鋁(AlOx)等所構成。再者，反射層122是用來吸熱及熱擴散(heatsink)及提供較佳的碟片反射率，而紫外線樹脂保護層114，是用來保護免初始化超解析光碟多層結構，以避免外來的損害。請參照圖3，本發(fā)明實施例的免初始化超解析光碟片的工作機制，例如為當鐳射光束130經(jīng)過透鏡集中，然后穿透第一介電層102及主動層104后，聚焦于記錄層108上時，記錄層108被鐳射光130照射的區(qū)域的溫度會升高，主動層104吸收鐳射光產(chǎn)生表面電漿近場效應或是光學非線性效應，并且免初始化記錄層108寫入(或讀取)小于繞射極限的記錄點。本發(fā)明借由結合超解析與免初始化多層結構，可應用于可重復讀寫的光碟，也即利用免初始化記錄層取代傳統(tǒng)的記錄層，能夠有效地提升載噪比。再者，能夠降低碟片制作成本。雖然本發(fā)明已以較佳實施例公開如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習此項技術者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，當可作些等同更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當視后附的權利要求書為準。權利要求1.一種免初始化超解析光碟，其特征在于，它依序包括一基板；一第一介電層，接于上述基板；一主動層，接于上述第一介電層；一第二介電層，接于上述主動層；一免初始化記錄層，接于上述第二介電層；以及一第三介電層，接于上述免初始化記錄層。2.如權利要求1所述的免初始化超解析光碟，其特征在于，還包括一反射層，形成于上述第三介電層的表面。3.如權利要求2所述的免初始化超解析光碟，其特征在于所述的反射層是由銀(Ag)、金(Au)或是鋁鈦(AlTi)合金構成。4.如權利要求2所述的免初始化超解析光碟，其特征在于，還包括一樹脂保護層，形成于上述反射層的表面。5.如權利要求1所述的免初始化超解析光碟，其特征在于所述的第一介電層是由厚度介于10-200納米的SiNx、ZnS-SiO2、AlNx、SiC、GeNx、TiNx、TaOx、AlOx或是YOx構成。6.如權利要求1所述的免初始化超解析光碟，其特征在于所述的主動層是由厚度介于1-100納米的銀(Ag)氧化物、釩(V)氧化物、鋅(Zn)氧化物、鎵(Ga)氧化物、鍺(Ge)氧化物、砷(As)氧化物、硒(Se)氧化物、銦(In)氧化物、碲(Te)氧化物、銻(Sb)氧化物、或鍺(Ge)、碲(Te)、銻(Sb)所組成的族群、或是鍺(Ge)、銦(In)、銀(Ag)、碲(Te)、銻(Sb)所組成的族群中的材料構成。7.如權利要求1所述的免初始化超解析光碟，其特征在于所述的第二介電層是由厚度介于1-100納米的SiNx、ZnS-SiO2、AlNx、SiC、GeNx、TiNx、TaOx、AlOx或是YOx構成。8.如權利要求1所述的免初始化超解析光碟，其特征在于所述的免初始化記錄層是由厚度介于1-60納米的鍺(Ge)、碲(Te)、銻(Sb)所組成的族群，或是鍺(Ge)、銦(In)、銀(Ag)、碲(Te)、銻(Sb)所組成的族群中的材料構成。9.如權利要求8所述的免初始化超解析光碟，其特征在于所述的合金還包以摻入硒(Se)、鋅(Zn)、鉬(Mo)、錫(Sn)、鉍(Bi)、或是釩(V)。10.如權利要求1所述的免初始化超解析光碟，其特征在于所述的免初始化記錄層的上表面與下表面分別還包括一第一結晶輔助層與一第二結晶輔助層。11.如權利要求10所述的免初始化超解析光碟，其特征在于所述的第一與第二結晶輔助層是由厚度介于1-60納米的鍺(Ge)、碲(Te)、銻(Sb)、鉍(Bi)所組成的族群、或是銦(In)、銀(Ag)、碲(Te)、銻(Sb)、鉍(Bi)所組成的族群中的材料。12.如權利要求1所述的免初始化超解析光碟，其特征在于所述的第三介電層是由厚度2-80納米的SiNx、ZnS-SiO2、AlNx、SiC、GeNx、TiNx、TaOx、AlOx或是YOx構成。13.如權利要求1所述的免初始化超解析光碟，其特征在于所述的第二介電層或第三介電層還內嵌一快速熱導層。14.如權利要求13所述的免初始化超解析光碟，其特征在于所述的快速熱導層是金或銀或碳化硅或硅或氧化鋁(AlOx)所構成。15.如權利要求1所述的免初始化超解析光碟，其特征在于所述的免初始化記錄層是利用濺鍍法形成。16.如權利要求1所述的免初始化超解析光碟，其特征在于所述的免初始化記錄層是結晶態(tài)記錄層。17.一種光學信息存儲媒體，其特征在于包括一免初始化記錄層及一超解析光學結構；該超解析光學結構位于免初始化記錄層上靠近鐳射光源的一側，以使該光學信息存儲媒體具有超解析讀寫光碟信息的能力，同時使該光學信息存儲媒體的該記錄層為一免初始化的結晶態(tài)記錄層。18.如權利要求17所述的光學信息存儲媒體，其特征在于所述的超解析光學結構包括一第一介電層；一主動層，位于上述第一介電層上；一第二介電層，位于上述主動層上；并借由此一超解析光學結構，以形成該光學信息存儲媒體的超解析光學效應。19.如權利要求18所述的光學信息存儲媒體，其特征在于所述的第一介電層是由厚度介于10-200納米的SiNx、ZnS-SiO2、AlNx、SiC、GeNx、TiNx、TaOx、AlOx或是YOx構成。20.如權利要求18所述的光學信息存儲媒體，其特征在于所述的主動層是由厚度介于1-100納米的銀(Ag)氧化物、釩(V)氧化物、鋅(Zn)氧化物、鎵(Ga)氧化物、鍺(Ge)氧化物、砷(As)氧化物、硒(Se)氧化物、銦(In)氧化物、碲(Te)氧化物、銻(Sb)氧化物、或鍺(Ge)、碲(Te)、銻(Sb)所組成的族群、或是鍺(Ge)、銦(In)、銀(Ag)、碲(Te)、銻(Sb)所組成的族群中的材料構成。21.如權利要求18所述的光學信息存儲媒體，其特征在于所述的第二介電層是由厚度介于1-100納米(nm)的SiNx、ZnS-SiO2、AlNx、SiC、GeNx、TiNx、TaOx、AlOx或是YOx構成。22.如權利要求17所述的光學信息存儲媒體，其特征在于所述的免初始化記錄層還包括一結晶輔助層；借由該結晶輔助層，以形成一具結晶態(tài)的該免初始化記錄層。23.如權利要求17所述的光學信息存儲媒體，其特征在于所述的免初始化記錄層是由厚度介于1-60納米的鍺(Ge)、碲(Te)、銻(Sb)所組成的族群、或是鍺(Ge)、銦(In)、銀(Ag)、碲(Te)、銻(Sb)所組成的族群中的材料。24.如權利要求23所述的光學信息存儲媒體，其特征在于所述的合金還可以摻入硒(Se)、鋅(Zn)、鉬(Mo)、錫(Sn)、鉍(Bi)、或是釩(V)。25.如權利要求22所述的光學信息存儲媒體，其特征在于所述的結晶輔助層是由厚度介于1-60納米(nm)的鍺(Ge)、碲(Te)、銻(Sb)、鉍(Bi)所組成的族群、或是銦(In)、銀(Ag)、碲(Te)、銻(Sb)、鉍(Bi)所組成的族群中的材料。26.如權利要求17所述的光學信息存儲媒體，其特征在于所述的免初始化記錄層是利用濺鍍法形成。全文摘要本發(fā)明提供一種免初始化超解析光碟，依序包括一基板；一第一介電層，鄰接于上述基底的表面；一主動層，鄰接于上述第一介電層，用來吸收鐳射光，形成近場光學效應；一第二介電層，鄰接于上述主動層；一免初始化記錄層，鄰接于上述第二介電層；以及一第三介電層鄰接于上述免始初始化記錄層，本發(fā)明免初始化超解析光碟利用免初始化層(initializationfreelayer)的取代傳統(tǒng)的記錄層，可應用于重復讀寫的光碟，能夠有效地提升載噪比，還能夠降低碟片制作成本。文檔編號G11B7/24GK1479290SQ0214194公開日2004年3月3日申請日期2002年8月28日優(yōu)先權日2002年8月28日發(fā)明者陳炳茂申請人:錸德科技股份有限公司