[发明专利]超分辨光盘的掩膜层及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及光存储，是一种超分辨光盘的掩膜层及其制备方法。

背景技术

近年来远场光存储由于光学衍射极限的限制，使光盘的容量和密度的提高遇到了瓶颈，由于近场光存储能够突破衍射极限，使得光盘信息记录点尺寸减小，从而提高了光盘的信息存储量。在近场光存储技术中，自从Yasuda等首次在只读式光盘中采用掩膜的方法来实现超分辨记录点的读出后(参见Yasuda K，Ono M，Aratani K et al..Premastered optical disk by super resolution.Jpn.J.Appl.Phys.1993，32(11B)：5210-5213)，超分辨掩膜技术就逐渐为人所知并成为一种非常有前景的技术，在这种技术中，掩膜材料又起着至关重要的作用，诸如SbBi，AgInSbTe等材料均为科研工作者作为掩膜材料所研究(参见Zhai Fengxiao，Li Simian，Huang Huan et al..Transient optical response of Bi₂₀Sb₈₀ films induced by picosecond laser pulse[J].Chinese J.Lasers，2010，37(10)：2620-2624.和F.Zhang，Y.Wang，W.D.Xu et al.High-density read-only memory disk with Ag₁₁In₁₂Sb₅₁Te₂₆super-resolution mask layer[J].Chin.Phys.Lett.，2004，21(10)：1973-1975.)。这些掩膜层材料由于稳定性差，在超分辨光盘结构中，需要保护在两层介电层之间，光盘读出信号质量因此受到介电层厚度和镀膜质量的影响。寻找单层同时具有较高稳定性和读出性能的超分辨薄膜会大大提高超分辨光盘实用化的水平。银Ag和硅Si在光盘生产中通常用作全反射层和半反射层材料，具有一定的环境稳定性，进一步用光固化胶保护后，其稳定性大大提高，可以保存几十年而不发生任何变化。我们实验发现单层硅薄膜具有一定的超分辨读出性能，但读出信号稳定性差，读出信号载噪比小于20dB，不能满足超分辨光盘实用化要求；单层银虽然最高的载噪比能达到25dB，但是其稳定性不是很好，放在空气中容易被氧化而大幅降低其载噪比。

发明内容

本发明的目的在于改进上述现有技术的不足，提出一种超分辨光盘的掩膜层及其制备方法，该掩膜层用于超分辨光盘的制备，读出信号的载噪比和环境稳定性大大提高，而且超分辨光盘结构简单，与只读式蓝光光盘兼容，可以满足未来超分辨光盘实用化的要求。

本发明的技术解决方案如下：

一种超分辨光盘的掩膜层，其特点在于该掩膜层是Ag掺杂Si的复合薄膜，该复合薄膜中Si的含量为13.8mol％～15.3mol％，该掩膜层厚度为30～50nm。

所述的超分辨光盘的掩膜层的制备方法，该方法包括下列步骤：

①光盘盘片和靶材的安装：

将所述的光盘盘片刻有信息面的一面装在盘片托上对着靶材，然后将盘片托夹持在磁控溅射镀膜机的真空腔里的盘片座上；选定好溅射所用的Ag靶和Si靶并固定在磁控溅射镀膜机的真空腔里的靶基座上，调节好盘片座和靶材的位置和距离，关闭真空腔盖，开始抽真空，直至真空腔内压力小于4χ10^-4Pa；

②溅射Ag掺杂Si复合薄膜：

采用Ar气作为工作气体，通过气体流量计控制Ar气的流量为80毫升/分钟，(以下简称为sccm)，同时调节磁控溅射仪闸板阀至工作气压为0.85Pa，分别调节磁控溅射仪的直流和射频电源，控制Ag靶和Si靶上的溅射功率，利用计算机控制程序控制溅射时间进行溅射，使复合薄膜中Si的含量为13.8mol％～15.3mol％，该掩膜层厚度为30～50nm；溅射完成后，依次关闭射频电源、气体流量计，打开闸板阀抽气10分钟后关闭闸板阀，放气，打开磁控溅射仪的真空腔，取出制备的具有单层Ag掺杂Si复合薄膜的盘片。

本发明的技术效果

与以往的超分辨掩膜材料和超分辨光盘制备技术相比，本发明超分辨光盘的掩膜层制备的超分辨光盘，读出信号的载噪比和环境稳定性大大提高，超分辨光盘结构简单，与只读式蓝光光盘兼容，可以满足未来超分辨光盘实用化的要求。