一次写入多次读取型光盘和制造这种光盘的方法

摘要

一种一次写入多次读取型光盘和用来制造这种光盘的方法。一次写入多次读取型光盘包括一在衬底上形成的薄的Fe－Zr－H记录层和在该记录层上形成的一粘接层。

说明书

本发明涉及一种记录介质，更具体地说，涉及一种一次写入多次读取型光盘。

一般来说，记录介质可以分类为半导体记录介质、磁记录介质和光记录介质。作为光记录介质，有能够读出数据但不能写入数据的只读类型，如CD-ROM(高容量只读存储器)，有能够写入、擦除和读出数据的可重写类型，并有只能一次写入数据的一次写入多次读取类型。

如图1所示，传统的一次写入多次读取型光盘包括一个衬底2、一个其上可记录数据的薄的非晶体TeO₂-Te-Pd层构成的记录层、一个粘接层6和一个在粘接层6上形成的衬底8。这种一次写入多次读取型光盘已在松下电子工业有限公司(Matsushita Electric Industrial Co.，Ltd)的Shunji Ohara等人的SPIE、第1499卷、光学数据存储器(Optical Data Storage)、187-194页、1991年中公开。

在操作中，由于记录层4在数据被记录之前是处于非晶态，因此它具有低的反射率。如果一束激光照射在光盘上进行记录，则非晶态的记录层4被加热。其后，记录层4逐渐冷却下来和被晶化。在被晶化的状态下，记录层4的反射率增加7-9％。这意味着数据已被记录，也就是说，由于存在反射率的较大差异，数据能够被准确地读出。

然而，由薄非晶体TeO₂-Te-Pd层构成的记录层4存在如下所述的缺点。首先，在记录过程中，激光记录功率较高(12-13mW(毫瓦))。因此，为了提高记录密度，应该使用短波长激光，然而，短波长激光的功率在工业上往往非常低。其二，原始非数据记录状态和数据记录后的状态之间的反射率差异较小。第三，由于薄的非晶体TeO₂-Te-Pd层的溶点较低(大约600℃)，非晶体TeO₂-Te-Pd层显示出随着使用时间的流逝而增大晶化程度的趋势，因此，被记录数据的存储寿命往往较短。第四，使用在记录层4上的元素Te和Pd比较昂贵。第五，元素Te对人体有害。

由此，本发明的一个目的是提供一种改进的一次写入多次读取型光盘和制造这种光盘的方法。

本发明的另一个目的是提供一种能够准确地读出记录数据和在记录期间激光功率较小的一次写入多次读取型光盘和制造这种光盘的方法。

本发明的又一个目的是提供一种延长记录数据的存储寿命和节约光盘制造费用的一次写入多次读取型光盘和制造这种光盘的方法。

本发明的再一个目的是提供一种对人体无害的一次写入多次读取型光盘和制造这种光盘的方法。

体现本发明的一次写入多次读取型光盘包括一个在衬底上形成的薄的Fe-Zr-H记录层和一个在该记录层上形成的粘接层。

体现本发明的用来制造一次写入多次读取型光盘的方法包括下列步骤：通过喷镀(sputtering)的方法在光盘衬底上真空沉积一薄的Fe-Zr层；把氢注入到该薄的Fe-Zr层中形成低反射率的无数据状态的Fe-Zr层；和通过使用激光束从其上要记录数据的衬底的规定区域扩散(effusing)氢，以形成高反射率的数据记录状态的Fe-Zr层。

从下面的结合附图的详细描述中，本发明的上述和其它目的、特征和优点将变得更加明显，在各附图中用相同的标号表示类似的部分。在附图中：

图1显示传统的一次写入多次读取型光盘的结构；

图2显示根据本发明的一次写入多次读取型光盘的结构；

图3显示根据本发明的一次写入多次读取型光盘的制造方法；

图4是用来描述由脉冲激光瞬间加热光盘的多层的过程的示意图；和

图5是显示当脉冲激光照射时反射率对应Fe-Zr-H光盘的记录功率的图形。

在下面的叙述中，对这些可能使本发明的重点变得不突出的众所周知的功能和结构不再作详细的描述。

参考图2，根据本发明的一次写入多次读取型光盘包括一个衬底10、一个其上记录数据的记录层12和在记录层12上形成的粘接层14。Fe-Zr-H层的记录层12有大约300(埃)的厚度和通过喷镀的方法被真空沉积。

现在结合图2和3描述一次写入多次读取型光盘的制造方法。

一个Fe-Zr层通过喷镀的方法真空沉积在衬底10上，形成大约300的厚度。Zr所占的原子百分比值为50-93％，而Fe占据其余的原子百分比。因此，非晶态合金层的薄的Fe-Zr层形成在衬底10上面。氢(H)被注入到薄的Fe-Zr层(最初状态)中。更详细地说，如果对应于负电极的Fe-Zr薄层被放置在0.5-mol(摩尔)的H₂S溶液中和500-900mA(毫安培)/cm²(平方厘米)的电流流进对应于正电极的石墨中，则10-15原子百分比的氢在大约1-10分钟内被注入。这是因为Zr具有吸收氢的特性。由于Fe-Zr是非晶体，因此，与被晶化的状态相比可以注入更多的氢原子。如果氢被注入，则金属的光泽，即记录层12的反射率比氢未被注入的状态有所减小。如果氢被注入，则低反射率的记录层12成为无数据记录状态的原始状态。

数据被记录在其中已经被注入氢的Fe-Zr层中，也就是说，数据被记录在非晶体Fe-Zr-H记录层12中。图4显示了通过脉冲激光源瞬间加热光盘的多层的过程。标号20表示激光源，22表示由激光源20产生的脉冲激光束。箭头24表示当光盘由初始化设备的主轴电机驱动旋转时的光盘旋转方向。标号26表示当激光束22照射在Fe-Zr-H记录层12上时的激光束斑点(spot)。箭头28表示光束斑点26的旋转方向。尽管光束斑点26处于不动的状态，但由于光盘在旋转，故光束斑点26的旋转方向28与光盘的旋转方向24相反。标号10表示衬底。

现在结合图3和4描述在Fe-Zr-H记录层12中记录数据的过程。如果脉冲激光束22照射在记录层12上和因此在记录层12上形成光束斑点28，则记录层12上的温度就会升高。如果记录层12的温度升至大约200℃，则在氢原子和Zr之间的原子键就会断开。此外，由于氢在元素周期表中具有最小的原子序数，它很容易地从构成Fe-Zr基体的原子中扩散开。如果H扩散开，则记录层12就变成具有高反射率的非晶体Fe-Zr层，因此，数据被记录在记录层12中。

图5显示了当脉冲激光照射时对应Fe-Zr-H光盘的记录功率的反射率。参考图5，在数据被记录之前和之后反射率的差异几乎达20％。即在记录之前反射率为70％，而在记录之后反射率为90％。与传统的一次写入多次读取型光盘的12-13mV(毫伏)记录功率相比，所要求的记录功率仅为大约6mV。

如上如述，根据本发明的光盘记录层具有如下优点。首先，由于在数据被记录之前和之后反射率的差异为大约20％，因此，所记录的数据能够被准确地读出。其二，在记录过程中，激光功率比较低(大约为6mV)。第三，由于溶点在1500℃以上，因此材料被稳定地记录并延长了数据的存储寿命。第四，由于Fe和Zr的低价格，因此节约了制造成本。第五，Fe和Zr对人体无害。

虽然本发明通过特定优选实施例作了显示和描述，但应该理解，在没有偏离由所附权利要求书中所限定的本发明的精神和范围下，本领域内的技术人员可在形式和细节上进行各种修改。