專利名稱：光學記錄中作為相變媒質(zhì)的Ⅲ族金屬氮化物薄膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及用于存儲應(yīng)用的光學記錄媒質(zhì)，具體地涉及光學記錄中作為相變媒質(zhì)材料的Ⅲ族金屬氮化物，特別是寫一次，讀多次的光學記錄。
在用于存儲應(yīng)用的光學記錄中，例如，半導體激光器射出的聚焦入射光束，在適當?shù)牟牧?媒質(zhì))薄膜上讀或?qū)憯?shù)據(jù)。寫(編碼)通常通過改變媒質(zhì)的磁光特性或媒質(zhì)的反射率而形成數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)是隨著其強度以脈沖開關(guān)方式變化的波束在媒質(zhì)表面掃描而受到照射和加熱的區(qū)域。在讀操作中，激光束入射到數(shù)據(jù)上，由于媒質(zhì)極性的改變(對磁光學記錄)或反射率的改變(對相變合金，有機染料/聚合物，或剝離媒質(zhì))，反射光束受到調(diào)制。本發(fā)明是關(guān)于相變媒質(zhì)。
相變媒質(zhì)可應(yīng)用于“寫一次讀多次”(WORM)和可擦寫光學存儲中。本發(fā)明主要是關(guān)于WORM系統(tǒng)。目前使用的典型WORM材料是碲(Te)或硒(Se)基薄膜，它們可利用材料的剝離形成反射率的改變。還在使用的其它材料是InSbSn或其它金屬合金，它們利用從非晶態(tài)到晶態(tài)的相變來得到反射率對比。這些材料有若干缺點。首先，由于相存在再結(jié)晶化的可能，存儲的穩(wěn)定性是一個問題。第二，Te和Se在空氣中不穩(wěn)定，而且有毒。第三，這些材料的反射率差異或信號對比(通常定義為｜(Rw-Rs)/(Rw+Rs)｜，其中Rs和Rw分別是起始相反射率和寫入相反射率)在20-30％的范圍內(nèi)。因此，需要給相變媒質(zhì)提供相對于上述三點的改進特性。此外，期望在今后五年中采用短波長(600nm及更短)半導體注入型激光器，以得到更高的存儲密度，因此有必要使相變媒質(zhì)與這些激光器相匹配。
本發(fā)明提供了基于Ⅲ族金屬氮化物半導體的、用于光學存儲的相變媒質(zhì)。這些寬禁帶半導體薄膜的表面通過用能量等于、或大于材料禁帶寬度，且能量密度超過臨界閾值的光子照射而金屬化(通過脫氮作用)。作為這一可寫金屬化的結(jié)果，這些材料成為寫一次、讀多次存儲媒質(zhì)的極好的選擇物，因為金屬和相應(yīng)的寬禁帶氮化物之間的反射率差異非常之大。此外，一旦完成脫氮，寫操作之后的金屬相就不再能夠恢復(fù)到氮化物相，因此媒質(zhì)是穩(wěn)定的、并且是真正的寫一次系統(tǒng)。這些材料所提供的、超過目前相變媒質(zhì)的其它優(yōu)點包括高的反射率對比差和適用于使用短波長激光二極管(460nm及更短)，在今后5年中，這種二極管將應(yīng)用在光學記錄技術(shù)中。Ⅲ族金屬氮化物合金的禁帶寬度可通過改變Ⅲ族金屬的組份進行調(diào)節(jié)，以便連續(xù)地改變禁帶寬度，這樣使之與具有該范圍內(nèi)光子能量的激光相匹配。對于適當?shù)挠涗洸ㄩL，初始相的低吸收率和因此帶來的高透射率為這些材料在多記錄層格式方面帶來了潛在的應(yīng)用前景。
根據(jù)下面結(jié)合附圖的描述，本發(fā)明的上述及其它優(yōu)點將變得更加明確，其中

圖1是相變光學存儲媒質(zhì)結(jié)構(gòu)的截面簡圖。
圖2是顯示了以垂直入射模式拍攝的、Al在AlN上的金屬化圖樣的光反射顯微照片。
圖3是刻蝕掉圖2中的金屬化Al之后的、橫跨金屬化圖樣表面的表面輪廓軌跡。
圖4是顯示了以垂直入射模式拍攝的、In在InN上的金屬化圖樣的光反射顯微照片。
圖5顯示了在248nm波長處，計算得到的作為厚度函數(shù)的、AlN薄膜的反射率，傳輸率，和對比度。
圖6A,B和C顯示了應(yīng)用本發(fā)明相變媒質(zhì)的多層記錄光盤的三種結(jié)構(gòu)。
圖7A顯示了當記錄激光具有單一波長時，圖6A,B和C所示多層記錄光盤的理想吸收特性。
圖7B顯示了當記錄激光具有多種波長時，圖6A,B和C所示多層記錄光盤的理想吸收特性。
本發(fā)明提供了以周期表中Ⅲ族金屬元素和氮構(gòu)成的氮化物半導體，例如，AlN,InN和GaN，為基礎(chǔ)的并用于光學存儲的相變媒質(zhì)?？梢岳芒笞褰饘倥c氮構(gòu)成的合金，例如，InGaAlN，并能提供獨有的特性，因為它們的禁帶寬度可以通過調(diào)節(jié)合金組份而改變或調(diào)節(jié)，因此可與寫光束的波長匹配。
圖1顯示了AlN相變媒質(zhì)結(jié)構(gòu)的截面簡圖。為了形成這一結(jié)構(gòu)，通過在高真空下將蒸發(fā)的Al和由射頻(rf)放電產(chǎn)生的反應(yīng)氮氣導向襯底，AlN被淀積在蘭寶石襯底表面。襯底的選擇可以是不同的，蘭寶石只是一個例子。同樣，這里的射頻淀積技術(shù)也只是一個例子，也可使用其它淀積技術(shù)。這里的AlN薄膜厚度大約300 nm。淀積之后，從真空室中取出樣品，使AlN表面用從受激準分子激光器輻射出的248nm的紫外(uv)光照射。以納秒脈沖的形式提供能量密度為100-200mJ/cm2的輻射。這一照射優(yōu)選地使鋁金屬化后剩余的氮解吸出來，假定這是由于激光束的快速熱效應(yīng)。輻射通過一光學顯微鏡系統(tǒng)聚焦且248nm波長的聚焦光斑以合適的方式掃過表面以寫入數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)由圖1所示的無反射AlN點陣中的高反射率Al的分離區(qū)域構(gòu)成。當在其中散布著無反射(或弱反射)AlN點陣區(qū)域時，這樣的反射區(qū)域構(gòu)成以“1”或“0”表示的編碼(或存儲)信息(或數(shù)據(jù))。
讀操作可以用相同的激光束以低于媒質(zhì)寫閾值的較低功率水平掃描并檢測Al數(shù)據(jù)和AlN點陣之間的反射率變化的方式執(zhí)行。圖2顯示了利用80倍的冶金學顯微鏡，在反射模式拍攝的、利用上述的制作AlN薄膜的工藝制作的Al圖形的光學顯微照片。如圖2所示，金屬化區(qū)域的橫向尺寸與來自激光器的聚焦光束的橫向尺寸可比。
為了確定金屬化深度z，利用王水刻蝕掉Al，然后利用剖面儀測量刻蝕槽的深度。結(jié)果示于圖3,z值大約150-200nm。金屬化深度受光子吸收深度的限制。
對于直接帶隙半導體，當光子能量小于半導體禁帶寬度時，吸收系數(shù)接近零，光子可以透射。當光子能量接近并超過禁帶寬度時，吸收系數(shù)不再接近零，發(fā)生光吸收。對AlN薄膜，248nm光子的吸收優(yōu)選地使氮化物解吸，并形成Al。一旦形成Al層，其高反射率將反射入射光，金屬化過程受到自我約束。AlN的禁帶寬度在室溫下是6.2eV，對應(yīng)的光子波長是200nm。另一方面，吸收出現(xiàn)于248nm或，等價地，5eV。這種低值吸收被認為是因為存在禁帶中間態(tài)以及反應(yīng)的高度非平衡態(tài)特性。強輻射短脈沖的入射會產(chǎn)生瞬時局域溫度峰值，使得禁帶寬度降低。同時，在光吸收過程中局域組合排列的無序性也能改變禁帶邊緣。AlN禁帶寬度的溫度依賴性尚不知。利用已知的GaN值，為6×10-4eV/K，發(fā)現(xiàn)溫度升高1000°K，禁帶寬度將減少大約0.65eV。因此認為溫度效應(yīng)對較短波長處發(fā)生的吸收作出部分貢獻似乎是合理的。此外，為將這一材料系統(tǒng)應(yīng)用于多記錄層媒質(zhì)，選擇禁帶能量略高于記錄光子能量的材料，使透射最大。
上述金屬化過程還由化合物InN和GaN證實。作為一個例子，圖4顯示了InN薄膜上的金屬化特征的、80倍的光學顯微照片。得到了與GaN薄膜相似的結(jié)果。因此認為由InGaAlN形成的連續(xù)系列合金都會顯示出相似的金屬化特性。
雖然單一的Ⅲ族金屬氮化物的禁帶寬度具有單一的值，如InN為1.9eV,GaN為3.4eV和AlN為6.2eV，但是發(fā)現(xiàn)這些金屬與氮構(gòu)成的合金的禁帶寬度可通過改變金屬在合金中的比例進行調(diào)整(調(diào)節(jié))。因此，根據(jù)本發(fā)明，光學相變媒質(zhì)可用這些合金制成，它們可以通過組份變化調(diào)節(jié)到期望的禁帶寬度，以便與在禁帶范圍內(nèi)選擇的任意光子能量共同工作。在InGaAlN情形，這一范圍可以從1.9變化到6.2eV。這是非常吸引人的，因為預(yù)期短波長半導體注入型激光器即將應(yīng)用于光學記錄，而這些激光器具有的光子能量對應(yīng)于2.9eV(420nm)或更高；因此InGaAlN相變媒質(zhì)可以與這些激光器相匹配。例如，如果激光波長是380nm(或3.25eV光子能量)，可使用In0.7Al0.3N作為相變媒質(zhì)，因為它對應(yīng)于禁帶能量3.25eV。脫氮后的金屬可以是Al、In合金。通常，這些合金的組份為AxByC1-x-y，其中A,B，和C是不同的Ⅲ族金屬，x和y是0到1之間的數(shù)。
上面的討論假定金屬化要求光子能量接近或超過氮化物半導體的禁帶寬度以便發(fā)生吸收，形成金屬化。為了說明上述假定的正確性，利用三倍頻Nd:YAG激光器發(fā)出的355nm光，以相同的入射功率，即，200mJ/cm2，照射GaN薄膜和AlN薄膜。GaN的禁帶寬度為3.4nm，對應(yīng)的光子波長為360nm。因此，入射輻射的能量接近GaN的禁帶寬度。另一方面，AlN的禁帶寬度為6.2eV，對應(yīng)的光子波長為200nm。因此入射光的能量遠小于AlN的禁帶寬度，AlN中不會有吸收發(fā)生。經(jīng)照射，發(fā)現(xiàn)GaN表面輕易地金屬化為Ga，但AlN表面沒有觀察到任何改變，這與預(yù)期完全吻合。因此氮化物媒質(zhì)的禁帶寬度必須接近或低于光子能量以便發(fā)生金屬化。
本發(fā)明的氮基媒質(zhì)較目前的相變媒質(zhì)具有若干優(yōu)點。首先，反射率的改變依賴于從金屬-氮到金屬的化學性質(zhì)改變。這一改變更強更穩(wěn)定且真正地不可逆轉(zhuǎn)，這一點與目前采用的相變媒質(zhì)完全不同，目前的相變媒質(zhì)從晶態(tài)變化到非晶態(tài)相(或反之)，其間總是存在重結(jié)晶的可能性。因此本發(fā)明的材料體系對WORM應(yīng)用是更優(yōu)越的。在AlN情形，金屬化的Al具有在環(huán)境中可保持兩個月的穩(wěn)定性和可見的光澤，并將保持這一狀態(tài)，因為Al受到非常薄(自約束(self-limiting))的氧化鋁薄膜的保護，氧化鋁對低至180nm的波長都是透明的。
第二，20nm厚的Al薄膜對于在波長200nm到700nm之間的、垂直入射輻射的反射率大約是80％。對AlN,20nm厚薄膜的反射率大約是28％，這樣就得到大約為48％的Al/AlN系統(tǒng)對比度的計算值，如圖5所示。高信號對比度值會為這一材料系統(tǒng)帶來較好的信噪比，該對比度值遠高于目前相變媒質(zhì)可能得到的、范圍在20-30％之間的典型信號對比度值。
第三，上述氮化物半導體是硬的，化學惰性的，和無毒的。因此，比之目前的在空氣中會退化且有毒的Se和Te基相變媒質(zhì)，它們具有更強的物理特性。
如前所述，寫或金屬化操作要求功率密度大約為100mJ/cm2。脈沖寬度大約10-9秒。因此，要求功率大約為1×108W/cm2。對于400nm波長的光學記錄，例如，聚焦光斑直徑(使用數(shù)值孔徑0.5的聚焦透鏡)被衍射限定在約400nm，即，1.2×10-9cm2的聚焦光斑區(qū)域。這要求激光功率大約為125mW，以脈沖模式而不是連續(xù)(cω)模式提供功率。此外，如前所述，這一功率水平可以從大約150nm厚的AlN薄膜中解吸出氮。對于光存儲媒質(zhì)中的實際應(yīng)用，15nm厚就足夠了。在15nm，解吸氮所需的能量非常小。因此低的入射功率水平將是大約25到30mW的光子脈沖。
上述(InGaAl)N系統(tǒng)還可用于多層WORM應(yīng)用。在多層應(yīng)用中，光盤具有激光入射到其上的高度透射襯底。襯底支撐至少兩個空間分離的有效記錄媒質(zhì)。具有中心孔80以便安置在驅(qū)動器轉(zhuǎn)柄上的光盤，可以是空氣隙結(jié)構(gòu)，其中每一個記錄媒質(zhì)被獨立的襯底支撐(圖6A)，或者是實心結(jié)構(gòu)，其中實心光透射間隔層將記錄媒質(zhì)隔離開(圖6B和6C)。圖6A中，讀/寫激光束透過透射襯底56入射到盤12上。激光束的焦點可調(diào)整定位在有效媒質(zhì)中的一個上，這里是94和96。當聚焦到94時，媒質(zhì)96未被聚焦，因此如果兩個記錄媒質(zhì)間的距離(在本情形指空氣隙78)大于約10微米，來自這一層的干擾很小。相反，如果光束聚焦到媒質(zhì)96上，穿過媒質(zhì)94的光充分地散焦，所以不會對從媒質(zhì)96上檢測到的動態(tài)信號產(chǎn)生串擾。
通過分別將有效媒質(zhì)94和96淀積到兩個分離的襯底56和62上，制備出層/襯底對，可制得盤12。然后分別使用外部和內(nèi)部間隔膠環(huán)58和60，將兩個襯底安裝(組裝)到一起，形成空氣隙78，有效媒質(zhì)彼此相對。另一種情形，實心結(jié)構(gòu)可如圖6B和6C所示制得。在圖6B中，有效媒質(zhì)194和196分別淀積在兩個分離的襯底156和162上。然后使用可透射讀/寫光束的膠層122將兩個襯底以有效媒質(zhì)彼此相對的方式安裝到一起。為了實現(xiàn)均勻性，透射膠層旋轉(zhuǎn)涂敷在媒質(zhì)194上，并與媒質(zhì)196面對面地貼合或相反地組裝。另一方法示于圖6C中。在這一情形，有效記錄媒質(zhì)294淀積到透射襯底256上。然后將透射隔離層222淀積到媒質(zhì)294上。第二記錄媒質(zhì)296就可淀積到隔離層222上。接著在媒質(zhì)296的最頂層淀積保護涂層262。
有兩種定位上述多層光盤的方法。一種方法使用單波長激光源，另一種方法使用多波長激光源(例如兩個獨立的、具有不同波長的激光二極管)。在使用單記錄波長激光器的第一種方法中，最接近光源的記錄層(例如，媒質(zhì)94)應(yīng)該是半透明的以便使足量的光子通過并達到第二層(媒質(zhì)96)，以足夠高的信噪比完成寫和讀操作。然而，媒質(zhì)94不能是完全透明的，因為媒質(zhì)需要足夠的吸收以便在合理的入射激光功率值下能夠相變。因此，媒質(zhì)94和96的吸收率和傳輸率需要彼此參照著設(shè)計。層94的理想透射率應(yīng)該大約為40％到80％。為了成為高靈敏度的記錄媒質(zhì)，層96的吸收率應(yīng)該盡可能地高，因為只有部分入射光能穿過層94到達該層。層96的透射率是不重要的因為它是光盤12的最后記錄層。媒質(zhì)94和96的理想吸收特性簡略地示于圖7A。在記錄波長λ1，媒質(zhì)94的吸收很小(虛線)，然而媒質(zhì)96(實線)的吸收則很大。AxByC1-x-yN材料系統(tǒng)對這一應(yīng)用尤其理想，特別是當期望的層數(shù)超過二層時，這是因為通過改變組分，可以調(diào)節(jié)和控制各個獨立記錄媒質(zhì)的禁帶寬度，進而調(diào)節(jié)媒質(zhì)的吸收。
在第二中方式中，使用多記錄波長，媒質(zhì)94的禁帶寬度將大于媒質(zhì)96的禁帶寬度。波長λ1的記錄激光用來在媒質(zhì)94上進行讀和寫操作。然而波長λ2(λ2＞λ1)的第二記錄激光用來在媒質(zhì)96上進行讀和寫操作。這簡略地示于圖7B。由于λ2＞λ1，來自第二激光束的光子可不受干擾地透過媒質(zhì)94并能自由地在媒質(zhì)96上定位。λ1的第一激光僅限于在媒質(zhì)94上進行定位。這可通過限制聚焦鏡對第一激光的移動以便禁止該光束聚焦到媒質(zhì)96上來實現(xiàn)。然而，因為媒質(zhì)94在λ1是強吸收的，透射將會很小，因此透過媒質(zhì)94的λ1光子的數(shù)量很小。
雖然根據(jù)優(yōu)選的和替代的實施方案對本發(fā)明進行了描述，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當知道，在不背離本發(fā)明的宗旨和范圍的調(diào)節(jié)下，可進行各種適當?shù)恼{(diào)整。例如，其它束裝置，如聚焦電子束，也適用于寫操作。同樣，用于寫操作的激光器或束裝置并非必須用于讀操作，因為利用一束激光寫而用另一束激光讀或采用一個束裝置讀而用另一個不同類型的束裝置寫是有利的。此外，雖然根據(jù)WORM應(yīng)用進行描述，但是本發(fā)明還可用于一次性寫入、并隨后用于制作只讀盤的母盤。因此，所有類似的調(diào)整都包括在權(quán)利要求所述的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1．一種光學記錄媒質(zhì)，由組份為MN、位于襯底上的金屬氮化物薄膜構(gòu)成，其中M是Ⅲ族金屬中的金屬，N是氮。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的光學記錄媒質(zhì)，其中M是從鋁、鎵和銦中選擇出的金屬。
3．根據(jù)權(quán)利要求1的光學記錄媒質(zhì)，其中襯底是蘭寶石。
4．一種光學記錄媒質(zhì)，由組份為AxByC1-x-yN、位于襯底上的金屬合金薄膜構(gòu)成，其中A,B和C是不同的Ⅲ族金屬，x和y是0和1之間的數(shù)，N是氮。
5．根據(jù)權(quán)利要求4的光學記錄媒質(zhì)，其中A是銦，B是鎵，C是鋁。
6．根據(jù)權(quán)利要求4的光學記錄媒質(zhì)，其中該襯底是蘭寶石。
7．一種信息處理系統(tǒng)，包括a)光學記錄媒質(zhì)，由組份為MN、位于襯底上的金屬氮化物薄膜構(gòu)成，其中M是從Ⅲ族金屬中選擇出的金屬，N是氮；b)束裝置，用來選擇性地照射媒質(zhì)區(qū)域以便選擇性地將媒質(zhì)的離散區(qū)域轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘俚铮瑥亩纬汕对诮饘俚稂c陣中的、具有高反射率的金屬化區(qū)域，其中金屬化區(qū)域和點陣區(qū)域組成編碼信息；和c)用來使束裝置在媒質(zhì)表面掃描的裝置。
8．根據(jù)權(quán)利要求7的系統(tǒng)，其中照射引起局域熱效應(yīng)。
9．根據(jù)權(quán)利要求7的系統(tǒng)，其中金屬化區(qū)域的橫向尺寸與波束的橫向尺寸可比。
10．根據(jù)權(quán)利要求7的系統(tǒng)，其中束裝置是一個激光器。
11．根據(jù)權(quán)利要求7的系統(tǒng)，其中用來編碼的光束能量密度是約每平方厘米100毫焦耳的數(shù)量級，且光束以脈沖模式發(fā)射，脈沖時間為幾個納秒。
12．根據(jù)權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其中聚焦光束的直徑近似等于光束的波長。
13．根據(jù)權(quán)利要求10的系統(tǒng)，其中光束的波長在200nm到650nm的范圍。
14．根據(jù)權(quán)利要求10的系統(tǒng)，其中用于信息編碼的激光器發(fā)射出的激光波長所對應(yīng)的能量近似等于或大于MN媒質(zhì)的禁帶寬度。
15．根據(jù)權(quán)利要求7的系統(tǒng)，其中金屬氮化物層的厚度在10nm到300nm的范圍。
16．根據(jù)權(quán)利要求7的系統(tǒng)，其中金屬化區(qū)域的厚度小于或等于約200nm。
17．根據(jù)權(quán)利要求7的系統(tǒng)，其中光束裝置還用于讀取信息。
18．根據(jù)權(quán)利要求17的系統(tǒng)，其中束裝置是一個激光器，通過使激光器射出的光束在媒質(zhì)上掃描，并檢測高反射率金屬化區(qū)域和低反射率金屬氮化物點陣之間的反射率變化，讀取編碼信息。
19．根據(jù)權(quán)利要求7中的系統(tǒng)，其中還包括附加的讀取信息的束裝置。
20．一種信息處理系統(tǒng)，包括a)光記錄媒質(zhì)，由組份為AxByC1-x-yN、位于襯底上的金屬合金薄膜構(gòu)成，其中A,B和C是不同的Ⅲ族金屬，x和y是0和1之間的數(shù)，N是氮。b)束裝置，用來選擇性地照射媒質(zhì)區(qū)域以便選擇性地將媒質(zhì)的離散區(qū)域轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘俚?，從而形成嵌在金屬氮化物點陣中的高反射率金屬化區(qū)域，其中金屬化區(qū)域和點陣區(qū)域組成編碼信息；和c)用來使束裝置在媒質(zhì)表面掃描的裝置。
21．根據(jù)權(quán)利要求20的系統(tǒng)，其中照射引起局域熱效應(yīng)。
22．根據(jù)權(quán)利要求20的系統(tǒng)，其中金屬化區(qū)域的橫向尺寸與光束的橫向尺寸可比。
23．根據(jù)權(quán)利要求20的系統(tǒng)，其中束裝置是一個激光器。
24．根據(jù)權(quán)利要求20的系統(tǒng)，其中編碼所需的光束能量密度是約每平方厘米100毫焦耳的數(shù)量級，且光束以脈沖模式發(fā)射，脈沖時間為幾個納秒。
25．根據(jù)權(quán)利要求24的系統(tǒng)，其中聚焦光束的直徑與光束的波長可比。
26．根據(jù)權(quán)利要求23的系統(tǒng)，其中光的波長在200nm到650nm的范圍。
27．根據(jù)權(quán)利要求23的系統(tǒng)，其中用于信息編碼的激光器發(fā)射波長從200nm到650nm的激光，且調(diào)節(jié)記錄媒質(zhì)鎵、鋁和銦的組份，使得AxByC1-x-yN媒質(zhì)的禁帶寬度近似等于激光的光子能量。
28．根據(jù)權(quán)利要求20的系統(tǒng)，其中金屬氮化物層的厚度在10nm到300nm的范圍。
29．根據(jù)權(quán)利要求20的系統(tǒng)，其中金屬化區(qū)域的厚度小于或等于約200nm。
30．根據(jù)權(quán)利要求20的系統(tǒng)，其中束裝置還可用于讀取信息。
31．根據(jù)權(quán)利要求30的系統(tǒng)，其中束裝置是一個激光器，通過使激光器射出的光束在媒質(zhì)上掃描，并檢測高反射率金屬化點和低反射率金屬氮化物之間的反射率變化，讀取編碼信息。
32．根據(jù)權(quán)利要求20的系統(tǒng)，其中還包括附加的、讀取信息的束裝置。
33．一種多層記錄光盤，包括多層組份為MN的金屬氮化物薄膜光學記錄媒質(zhì)，其中M是從Ⅲ族金屬中選擇的金屬，N是氮。
34．根據(jù)權(quán)利要求33的盤，其中每一層位于襯底上，且層/襯底對堆疊在一起，中間帶有空氣隙。
35．根據(jù)權(quán)利要求33的盤，其中每一層位于襯底上，且層/襯底對堆疊在一起，中間帶有透射膠層。
36．根據(jù)權(quán)利要求33中的盤，其中第一層位于襯底上，且后續(xù)各層堆疊在其上，中間帶有透射材料層。
37．根據(jù)權(quán)利要求36的盤，其中還包括最頂層上的最終保護材料層。
38．根據(jù)權(quán)利要求33的盤，其中光學記錄媒質(zhì)的每一層具有不同的組份。
39．一種多層記錄光盤，包括多層組份為AxByC1-x-yN的金屬合金薄膜光學記錄媒質(zhì)，其中A,B和C是不同的Ⅲ族金屬，x和y是0和1之間的數(shù)，N是氮。
40．根據(jù)權(quán)利要求39的盤，其中每一層位于襯底上，層/襯底對堆疊在一起，中間帶有空氣隙。
41．根據(jù)權(quán)利要求39的盤，其中每一層位于襯底上，層/襯底對堆疊在一起，中間帶有透射膠層。
42．根據(jù)權(quán)利要求39的盤，其中第一層位于襯底上，后續(xù)各層堆疊在其上，中間帶有透射材料層。
43．根據(jù)權(quán)利要求42的盤，其中還包括最頂層上的最終保護材料層。
44．根據(jù)權(quán)利要求39的盤，其中光學記錄媒質(zhì)的每一層具有不同的組份。
全文摘要
本發(fā)明提供了基于Ⅲ族金屬氮化物半導體的用于光學存儲的相變媒質(zhì)。這些寬禁帶半導體薄膜的表面通過用光子照射而金屬化(通過脫氮)。結(jié)果,這些材料成為寫一次讀多次的存儲媒質(zhì),因為金屬與相應(yīng)的寬禁帶氮化物之間的反射率差異非常大。此外,一旦完成脫氮,寫操作之后的金屬相就不能夠恢復(fù)到氮化物相,因此媒質(zhì)是穩(wěn)定的并真正是寫一次系統(tǒng)。其它優(yōu)點包括高反射率對比度和適于使用短波長激光二極管(460nm及更短)。
文檔編號G11B7/24GK1211032SQ98114708
公開日1999年3月17日 申請日期1998年6月12日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月15日
發(fā)明者小N·A·博亞株克, S·古哈, 鄧偉松, A·古普塔 申請人:國際商業(yè)機器公司