專利名稱：雙面復(fù)合光盤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光存儲(chǔ)盤，尤其是涉及形成有多層光涂層的小尺寸光存儲(chǔ)盤。
背景技術(shù)：
光數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)通常以在以聚碳酸酯基片定型的光盤上形成的數(shù)據(jù)載體層的形式成形。這些設(shè)備典型的屬于基片入射類型的介質(zhì)，因?yàn)橥ㄟ^基片照射數(shù)據(jù)載體層，記錄在數(shù)據(jù)載體層上的數(shù)據(jù)是可恢復(fù)的。尤其是，照射光在由數(shù)據(jù)載體層表面接收之前首先通過基片。
光數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)或盤具有不同的特性，并且可由它們的屬性表征，例如只讀光數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)或一次寫入型光數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)。在只讀光數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)中，數(shù)據(jù)以一系列的物理標(biāo)記或凸緣的形式記錄在數(shù)據(jù)載體層中。這些物理標(biāo)記或凸緣典型的使用注入成型工藝形成。該物理標(biāo)記或凸緣一旦形成，就不能擦除或重寫。當(dāng)與沒有物理標(biāo)記或凸緣的只讀數(shù)據(jù)載體層的區(qū)域進(jìn)行比較時(shí)，該物理標(biāo)記或凸緣具有不同的衍射特性。通過衍射特性方面的差異，使得只讀光數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)中的數(shù)據(jù)恢復(fù)變得容易。
一次寫入型光數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)通常以在聚碳酸酯基片上旋轉(zhuǎn)涂敷一層有機(jī)染料的形式形成。利用光束透過基片照射有機(jī)染料層使得數(shù)據(jù)得以記錄，其中光束的強(qiáng)度根據(jù)待記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整。選擇有機(jī)染料區(qū)域受高強(qiáng)度光的照射以進(jìn)行化學(xué)變化并產(chǎn)生“黑色”區(qū)域，也就是當(dāng)與未受高強(qiáng)度光照射的有機(jī)燃料區(qū)進(jìn)行比較時(shí)具有低反射率的區(qū)域。為了獲得與只讀光數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)的兼容性，數(shù)據(jù)以一連串的低反射率黑色區(qū)域進(jìn)行記錄，其中的每個(gè)區(qū)域位于高反射率區(qū)之間。該反射率的差異使得數(shù)據(jù)恢復(fù)變得容易。有機(jī)染料中的化學(xué)變化為不可逆的。因此，寫入到有機(jī)染料層中的數(shù)據(jù)不能被重寫。
通過在盤的一側(cè)或兩側(cè)包括只讀部分和一次寫入部分可以增加盤的實(shí)用性。然而，為了制造這樣的盤，有機(jī)旋轉(zhuǎn)涂敷的染料在光盤上以用于只讀部分和一次寫入部分的分開的區(qū)域進(jìn)行摹制。這在制造光盤的過程中，增加了復(fù)雜性，從而增加了成本。尤其是在涂敷表面過程中的問題為屏蔽掉有效的表面。表面的有效屏蔽要求覆蓋一內(nèi)部或外部的環(huán)形區(qū)域而不會(huì)引起陰影(例如，濺射涂膜光盤)或者在基于染料的盤的情況下，在旋轉(zhuǎn)涂敷的過程中，沒有染料拖尾。進(jìn)一步，根據(jù)盤到盤內(nèi)容的不同必須實(shí)現(xiàn)不同程度的覆蓋。實(shí)際上，在不影響工藝收益和相關(guān)的廢料成本的情況下這是很難獲得的。
因此，希望提出一種克服上面討論的傳統(tǒng)光盤所具有的缺陷的光盤。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種光盤，具有覆蓋小凸緣和槽脊的多層經(jīng)調(diào)諧的光涂層，其中凸緣用于存儲(chǔ)預(yù)記錄信息，槽脊用于向其寫入信息和讀取信息。光涂層包括在盤的基片上形成的相變金屬/合金層和在相變層上形成的介電層。根據(jù)本發(fā)明的光盤具有特殊的拓?fù)涮匦院统叽纭?br> 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，一基片具有相互面對(duì)的第一和第二表面。至少第一表面具有代表只讀部分的凸緣和環(huán)形平面區(qū)域的圖案，和代表可寫入部分的槽脊和凹槽的螺旋圖案。第一金屬/合金層通過覆蓋基片的第一表面而形成。第一金屬/合金層由錫、銻和從由銦、鍺、鋁和鋅構(gòu)成的組中選出的元素形成。在形成第一金屬/合金層之后，通過覆蓋第一金屬/合金層而形成第一介電層。該介電層由氧氮化硅形成，但其它的電介質(zhì)也是合適的。第一金屬/合金層位于基片和第一介電層之間。這兩層形成覆蓋只讀和可寫入部分的連續(xù)的光涂層。涂層的厚度和光學(xué)常數(shù)可被調(diào)節(jié)用于特定的波長。
在該實(shí)施例中，在使用氧氮化硅層時(shí)具有顯著的優(yōu)點(diǎn)，該氧氮化硅是，例如，在氧和氮的氣體混合物中進(jìn)行硅的濺射而形成。通過改變氧和氮的比例可以調(diào)節(jié)和控制氧氮化硅層的光學(xué)指標(biāo)。光學(xué)指標(biāo)的這個(gè)良好調(diào)整允許實(shí)現(xiàn)高度的調(diào)整能力來獲得精確的光學(xué)調(diào)整。能被控制和改變的參數(shù)是對(duì)氧和氮混合物控制和厚度控制的固有指標(biāo)控制。對(duì)介電層的光學(xué)調(diào)整可以使用于跟蹤和聚焦的表面反射達(dá)到一個(gè)合適的程度，且對(duì)于寫能力獲得足夠程度的激光吸收。
進(jìn)一步，根據(jù)本發(fā)明，涂層為單一連續(xù)的層結(jié)構(gòu)，它在盤上不要求任何屏蔽而能同時(shí)涂敷到整個(gè)表面。涂層為連續(xù)的且不會(huì)根據(jù)預(yù)記錄或可寫入的光盤的等級(jí)變化。
在一個(gè)實(shí)施例中，光盤具有螺旋型式的凸緣和/或螺旋槽脊，其中盤的外徑不大于50mm，典型的為32mm或更少，并且厚度典型的為0.6mm。槽脊被這樣形成，其側(cè)壁與盤的底部不垂直。為了使推挽信號(hào)效率(push-pullsignal efficiency)最大化且能獲得合適的制造工藝收益，該角度在約40°和50°之間，典型的為45°，且具有±15°的變化量。超過該范圍，就很難從模子中取出盤，從而影響工藝收益。低于該范圍，有損信號(hào)長度。槽脊的高度為85nm±5nm，而軌跡節(jié)距，也就是鄰近槽脊的中心線之間的徑向距離為0.74μm±0.03μm。在模制盤上在全寬半最大值時(shí)測得的槽脊的寬度為400nm±50nm或者約為軌跡節(jié)距的55％。形成的槽脊具有正弦擺動(dòng)，且在一個(gè)實(shí)施例中，擺動(dòng)頻率和幅度分別為128.2051kHz和55±15nm(或者為軌跡節(jié)距的7.5％±2％)。高頻擺動(dòng)標(biāo)記(HFWM)在擺動(dòng)中形成，其中HFWM的振幅約等于擺動(dòng)振幅，其偏差在±25％范圍內(nèi)，HFWM的頻率在384.6153和641.0256kHz之間，相應(yīng)于擺動(dòng)頻率的3到5倍。
在制造過程中形成的且用于存儲(chǔ)主控信息的凸緣具有225±20nm或軌跡節(jié)距的30％±3％的寬度(在模制盤上在全寬半最大值時(shí)測得的)。在一個(gè)實(shí)施例中，鄰近凸緣的中心線之間的軌跡節(jié)距為0.74μm±0.03μm。類似于槽脊，凸緣形成為具有傾斜的側(cè)壁，傾斜角在40°和50°之間，典型的為45°。凸緣的高度為85±5nm，且凸緣的長度以179nm的整數(shù)倍長度變化。
參照下列結(jié)合附圖的詳細(xì)說明，將能充分理解本發(fā)明。
附圖的簡略說明

圖1為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的第一表面光盤的頂視圖；圖2為圖1的光盤沿剖面線2-2的側(cè)視圖；圖3為表示槽脊側(cè)壁的角度與推挽信號(hào)效率和過程收益的關(guān)系的坐標(biāo)圖；圖4示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的擺動(dòng)和HFWM的一部分；圖5表示關(guān)于交叉跟蹤和推挽信號(hào)的Iland和Igroove；圖6為沿剖面線6-6的圖1的光盤的側(cè)視圖；圖7為沿圖1的光盤的ROM部分的頂視圖；圖8表示關(guān)于交叉跟蹤和推挽信號(hào)的Ispace和Ibump；和圖9表示根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的從隨機(jī)ROM數(shù)據(jù)和各種相關(guān)的參數(shù)獲得的模擬回讀信號(hào)。
在不同附圖中使用相同或相似的參考標(biāo)記表示相同或同樣的元件。
優(yōu)選實(shí)施例的說明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，光存儲(chǔ)盤由基片形成，該基片具有用于存儲(chǔ)預(yù)記錄信息或控制信息(mastered information)的小的模制凸緣和用于向其寫入信息和從其讀取信息的螺旋槽脊。一相變型金屬/合金層在凸緣和槽脊的頂面上沉積，接著，在相變層上進(jìn)行介電層的沉積。這將導(dǎo)致光涂層充分地覆蓋盤的整個(gè)表面并且能被“調(diào)整”到特定的光波長范圍。該“調(diào)整”通過改變相變層和介電層的厚度和光學(xué)指數(shù)獲得。具有這些小的模制凸緣的盤具有與之關(guān)聯(lián)的特定的屬性，例如外徑的尺寸不大于約50mm。根據(jù)本發(fā)明的光盤具有清楚的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(topology)，其在與這些特征相關(guān)聯(lián)的特定范圍內(nèi)還包括不同密度的可寫入和預(yù)記錄(ROM)部分和高低頻擺動(dòng)。
圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的第一表面光盤100的頂視圖。盤100具有包含預(yù)記錄的或主控的信息的第一或主控(ROM)部分102，該部分由凸緣104、沿相同螺旋的凸緣104之間的平面區(qū)域106、和跨越螺旋軌跡的凸緣104之間的平面部分107組成；盤100還包括具有可由用戶向其寫入的槽脊110的第二或可寫入部分108。注意槽脊和凸緣為在光讀寫頭一側(cè)的光盤上的凸出物。槽脊110具有擺動(dòng)和微小的起伏，其允許光頭跟蹤擺動(dòng)槽脊以進(jìn)行精確讀取。主控或ROM部分102與可寫入部分108相比具有較低的密度或存儲(chǔ)容量，下面將詳細(xì)描述。應(yīng)該注意雖然圖1表示根據(jù)凸緣(ROM部分)和槽脊(可寫入部分)的特定部分，根據(jù)本發(fā)明的光盤在一側(cè)可具有整體的主控部分，或在一側(cè)具有整體的可寫入部分，或者是二者的結(jié)合，即ROM部分102和可寫入部分108可位于光盤表面的任何地方和多個(gè)區(qū)域。這樣的光盤在下列文獻(xiàn)中有敘述美國專利申請(qǐng)?zhí)?9/764042，名稱是“First-Side Dual-Layer Optical Data Storage Disk and Method ofManufacturing the same”，提出日為2001年1月16日；09/560781，名稱為“Miniature Optical Disk for Data Storage”，提出日2000年4月28日；和申請(qǐng)?zhí)枮槲粗?，名稱為“A Dual Density Disc With Associated Properties”(M-12013US)；所有這些通過整體參考而被結(jié)合起來。
ROM部分102包含一系列的凸緣104，其被讀取以再現(xiàn)存儲(chǔ)的信息。凸緣104在盤的制造過程中形成。可寫入部分108包含螺旋槽脊110，其中槽脊為光盤的最接近光讀取器或光頭的部分。槽脊110分別被寫入和從其讀取以便存儲(chǔ)和再現(xiàn)信息，以及擺動(dòng)槽脊用于跟蹤。用于跟蹤的裝置(例如擺動(dòng)槽脊)必須與通過原始主控光束切割的裝置相同。因此，這要求光盤通過下述的母模制成。使用母模來制造光盤的細(xì)節(jié)在下列文獻(xiàn)中予以公開未知的美國專利申請(qǐng)?zhí)?，名稱為“Use of Mother Stamper for Optical DiskMolding”，bearing Attorney Docket第M-11628US號(hào)，提出日2002年1月24日，其作為整體參考而被結(jié)合。
母模具有與原始激光切割相應(yīng)的凹口和凹槽。樹脂或聚碳酸酯流入這些凹口和凹槽，例如通過注入模制，以形成光盤的凸緣和槽脊。當(dāng)使用父模形成光盤時(shí)，對(duì)于樹脂要想完全流入小的凹口(以形成小的凸緣)比流過小的凸起(以形成小的凹坑)更加困難。從而，凸緣(下面將更加詳細(xì)說明)的小尺寸限制使用母模形成的光盤的尺寸至約50mm或更少，優(yōu)選的為32mm或更少。
該尺寸限制可歸因于不同的因素，其中一個(gè)就是對(duì)于熱樹脂完全充滿母模的小凹口的能力。這要求樹脂完全替代凹口中的空氣，也就是要求樹脂的粘度盡可能的低。因?yàn)樵谧⑷氤尚偷倪^程中，樹脂從中心向盤的外邊緣流動(dòng)，沿外周界充滿凹口的能力通常為所述的限制條件。因此，光盤的直徑越小，也就越容易獲得產(chǎn)生成型的凸緣的凹口的最佳填充度。
有三種可能的方式來使樹脂的粘度最小化。一個(gè)方法為使用低分子量物質(zhì)；然而低分子量能損害光盤的物理完整性并且還能降低所產(chǎn)生的光盤的最高使用溫度。另外一個(gè)方法為把樹脂加熱到一個(gè)非常高的溫度；然而，為了縮短成型周期，注入成型典型的已經(jīng)使用了最高溫度，所以任何進(jìn)一步的增加都將導(dǎo)致炭化和樹脂退化。第三種方法為當(dāng)樹脂流過凹口時(shí)使其冷卻過程最小化。這種方法在成型處理過程中可通過限制樹脂必須向外流經(jīng)的距離來實(shí)現(xiàn)。已經(jīng)確定通過當(dāng)前的注入成型處理，最大距離為光盤所具有的大約50mm的外徑。根據(jù)過程收益(process yield)和凹口填充的較好的結(jié)果為更低的，例如32mm的直徑。小于32mm的直徑導(dǎo)致光盤具有太小的存儲(chǔ)容量而不適于實(shí)際使用。
最小化注入的樹脂的量(該“注料量(shot)”大小意指在成型中每次注料所使用的樹脂的量)使得注入的速度最大化，這也有利于最小化樹脂粘度。這是因?yàn)檩^大樹脂噴射量的前沿由于更大的冷卻和較低的粘度而變得難于流入到模型區(qū)中。注入樹脂的時(shí)間越少，駐留在注入口的時(shí)間越少且在該過程中發(fā)生的冷卻越少。已知聚碳酸酯的噴射量大小在0.5至0.8g之間為合適的，這導(dǎo)致約0.6mm或更少的盤的厚度，典型的厚度為0.6±0.3mm。較少的量將導(dǎo)致盤太薄而不穩(wěn)定，較多的量將導(dǎo)致在期望的溫度而很難獲得噴射量的大小。較多的樹脂量還將導(dǎo)致一較厚的盤(從生產(chǎn)的觀點(diǎn)是不期望的)或者要求盤的外經(jīng)增大，這惡化了上面提到的流動(dòng)問題。
圖2為沿包含可寫入部分108的圖1的剖面線2-2的光盤100的側(cè)視圖。可寫入部分108包括形成在基片200，例如通過注入成型制成的聚碳酸酯基片上的槽脊110和凹槽112?；?00的數(shù)據(jù)表面包含槽脊和凹槽，因?yàn)檫@是一個(gè)第一表面盤，因而來自用于讀取和寫入數(shù)據(jù)的激光250的光首先到達(dá)基片200的數(shù)據(jù)表面。光涂敷層212形成在基片200上面。光涂敷層212包括相變型金屬/合金層和覆在其上的介電層。注意光涂層212為覆蓋ROM部分102和可寫入部分108的充分連續(xù)的涂層，例如，層212以相同的方式并在同一時(shí)間沉積在ROM部分102和可寫入部分108上。相變層和介電層的厚度可根據(jù)期望的讀寫激光的波長而不同。用于沉積相變層和介電層以及用于沉積的合適的材料及其各種特性的細(xì)節(jié)在美國專利申請(qǐng)?zhí)?9/764042和09/854333中公開了。
根據(jù)本發(fā)明，數(shù)據(jù)被寫入到槽脊110上而不是第一表面盤的凹槽112中。第一表面盤是這樣一種盤讀或?qū)懠す獾竭_(dá)第一表面(例如光涂層212)并通過其反射，而不是在激光到達(dá)信息或數(shù)據(jù)層之前首先穿過基片。當(dāng)在槽脊上進(jìn)行寫操作時(shí)，與在凹槽上進(jìn)行寫操作進(jìn)行對(duì)比，光的相移將產(chǎn)生一有效的較淺的凹槽。該收益在寫入和未寫入部分存在著較鮮明的對(duì)照。因此，光學(xué)系統(tǒng)接收較高的反射信號(hào)振幅，從而改善了系統(tǒng)的執(zhí)行效率。關(guān)于光柵結(jié)構(gòu)和相變材料的作用的其它細(xì)節(jié)在下列文獻(xiàn)中披露了未知的美國專利申請(qǐng)?zhí)?，名稱為“Use of Mother Stamper for Optical Disc Molding”，bearing Atty.Docket第M-11628US號(hào)，提出日2002年1月24日，以及未知的申請(qǐng)?zhí)?，名稱為“A Dual Density Disc With Associated Properties”，bearingAtty.Docket第M-12013US號(hào)，提出日2002年2月26日，它們作為整體參考而被結(jié)合。應(yīng)該注意雖然說明參照的是在光盤的一側(cè)上形成的單一數(shù)據(jù)層，但在一側(cè)上形成的兩個(gè)數(shù)據(jù)層也是合適的，例如在美國專利申請(qǐng)?zhí)?9/764042中所公開的。
在一些實(shí)施例中，使用SbInSn合金作為相變材料，用氧氮化硅做為介電層，它們的厚度范圍分別從約80nm至約90nm，典型的厚度為85±3％，和從約54至約58nm，典型的厚度為56nm±3％。
可寫入部分108包括多個(gè)交替的槽脊110a-c和凹槽112a-b，它們表示為具有相同的寬度，然而它們的寬度可以不同。凹槽112a-b為細(xì)長槽的形式，其具有傾斜的左和右側(cè)壁202和平坦的底部204并且能被安排為螺旋模式或任何其它期望的模式。左和右側(cè)壁202典型的以從約30°至約50°的范圍內(nèi)變動(dòng)的角度α(alpha)傾斜，其典型角度為約45°角。該角度是相應(yīng)于未涂敷盤的凹槽112的底面并沿在0.1Th和0.9Th之間的凹槽壁測得的，其中Th為凹槽高度。該角度范圍應(yīng)該從額定值45°偏差±15°。
圖3為表示角度α與推挽信號(hào)效率和工藝收益的關(guān)系的坐標(biāo)圖。這里定義推挽信號(hào)為通過光頭中的分割檢測器元件檢測得到的電信號(hào)，該信號(hào)用于產(chǎn)生跟蹤誤差信號(hào)。當(dāng)表示為百分比時(shí)，推挽信號(hào)是作為檢測器強(qiáng)度的和的百分比給出的差分強(qiáng)度。而相對(duì)光衍射效率來說，推挽效率為作為總共返回強(qiáng)度百分比的返回的衍射信號(hào)的相關(guān)效率。具體的數(shù)學(xué)推導(dǎo)可在G.Bouwhuis等人提出的“Principles of Optical Disc Systems”AdamHilger，Bristol 1985，第2章中找到。
正如從圖3看到的，在工藝收益和推挽信號(hào)效率之間有一個(gè)折衷方案。推挽信號(hào)效率由線300和相關(guān)的縱坐標(biāo)303表示，而工藝收益由線302和相關(guān)的縱坐標(biāo)304表示。對(duì)于本發(fā)明，近似45°的壁角α提供了過程收益和推挽信號(hào)效率的一個(gè)期望的復(fù)合點(diǎn)。應(yīng)該注意如果設(shè)計(jì)要求一個(gè)較高的過程收益或者要求一個(gè)較高的推挽信號(hào)效率，可以選擇不同的角度，同時(shí)伴隨著另外特性的執(zhí)行效率的相應(yīng)降低。
再參考圖2，在沒有涂敷的情況下，側(cè)壁202(即從槽脊的頂端到凹槽的底部的距離)的高度Th在約80nm至約90nm的范圍內(nèi)變動(dòng)，典型的高度為85nm。鄰近槽脊110a和110b的中心線的物理節(jié)距或距離Tp典型的為約0.74μm±0.03μm并且可在范圍約0.70至約0.78μm內(nèi)變動(dòng)，其中物理軌跡節(jié)距為在徑向側(cè)量的鄰近物理槽脊中心線之間的平均距離。
槽脊110的寬度Lw和凹槽112的底部的寬度Tw典型的約是相同的，且傾斜的左和右側(cè)壁202也具有近似相同的長度。對(duì)于未涂敷的盤，在一個(gè)實(shí)施例中，Lw為400nm±50nm或近似為軌跡節(jié)距Tp的55％，其是在全寬半最大值(full-width half-max)的情況下測得的。然而，將能夠理解，根據(jù)本發(fā)明，Lw(槽脊110的寬度)和Tw(凹槽112的底部寬度)可以是不同的。然而，部分因?yàn)樵谥圃爝^程中可寫入部分108不需要填充小的型腔，所以數(shù)據(jù)密度比ROM部分102的高。當(dāng)根據(jù)本發(fā)明制造光盤時(shí)，該雙重密度允許過程收益獲得最大值。
盤的可寫入部分108包含將用于連續(xù)伺服跟蹤方法的軌跡。物理軌跡包括凹槽-槽脊-凹槽的結(jié)合，其中每個(gè)凹槽與鄰近的物理軌跡共享。槽脊為光盤的整個(gè)可寫入部分上的連續(xù)擺動(dòng)螺旋。擺動(dòng)是公知的，例如在美國專利號(hào)4791627中所公開的，其作為整體參考而被結(jié)合。地址信息作為高頻擺動(dòng)標(biāo)記(HFWM)嵌入到擺動(dòng)槽脊中，所述標(biāo)記為比原始擺動(dòng)頻率高(典型的高3至5倍)的單周期擺動(dòng)。圖4表示帶有HFWM402的擺動(dòng)400的一部分。光盤上槽脊的擺動(dòng)中的HFWM用于存儲(chǔ)物理地址信息。在擺動(dòng)的負(fù)零交叉(negetive zero crossing)(即波形的負(fù)斜面區(qū)域)上出現(xiàn)的HFWM表示有效比特，而在擺動(dòng)的負(fù)零交叉上缺少HFWM表示無效比特。可選擇的，在擺動(dòng)的正零交叉(positive zero crossing)上出現(xiàn)的HFWM表示有效比特，而在擺動(dòng)的正零交叉上缺少HFWM表示無效比特。HFWM的零交叉位于擺動(dòng)標(biāo)記零交叉本是缺少HFWM的位置的±10度范圍內(nèi)。存儲(chǔ)的比特包括類似用于計(jì)時(shí)的同步標(biāo)記信息，包括物理扇區(qū)地址的物理扇區(qū)信息和用于糾正物理扇區(qū)信息誤讀取的糾錯(cuò)碼。
在一個(gè)實(shí)施例中，如圖4所示，HFWM具有正弦曲線的形狀，且其具有與擺動(dòng)的振幅近似相等的振幅，例如相互之間的偏差在±25％之內(nèi)。在盤的平面內(nèi)從波峰到波峰的幅度為，例如55nm±15(或者為軌跡節(jié)距的7.5％±2％)，其中該幅度是在進(jìn)行跟蹤時(shí)對(duì)推挽跟蹤信號(hào)進(jìn)行測量得到的。同時(shí)，如所示出的，HFWM被插入或定位在擺動(dòng)的斜面上，其向盤的靠近里面的部分移動(dòng)。光盤的每個(gè)扇區(qū)包括，例如，248個(gè)擺動(dòng)周期。從而，對(duì)于一個(gè)扇區(qū)，最多可向擺動(dòng)周期中插入248HFWM比特。可寫入部分中的擺動(dòng)頻率為128.2051kHz(20MHz編碼時(shí)鐘/156)，掃描速度為2.9m/sec，其中所述的頻率對(duì)應(yīng)于384.6153kHz至641.0256kHz的HFWM頻率。156為將擺動(dòng)頻率置于適于控制臺(tái)式(bench)激光調(diào)制器的范圍中而且為RLL編碼時(shí)鐘頻率和ECC塊大小的整數(shù)倍的合適的除數(shù)。
對(duì)于跨越包括擺動(dòng)和HFWM且包括光盤的寫入和非寫入?yún)^(qū)域的5個(gè)連續(xù)的軌跡測得的峰峰信號(hào)振幅的平均值滿足下列關(guān)系0.05＜Amppeak-to-peak/Iland＜0.10Iland在圖5中示出，并且定義為從凹槽盤的槽脊區(qū)域獲得的完整和信號(hào)(對(duì)所有檢測器信號(hào)區(qū)進(jìn)行求和)。如上面要注意的，該擺動(dòng)和HFWM的峰峰振幅相互之間的偏差在25％之內(nèi)。
擺動(dòng)CNR定義為與在頻譜分析儀上測得的噪聲最低值振幅相關(guān)的擺動(dòng)信號(hào)載體振幅。當(dāng)測量擺動(dòng)CNR時(shí)，頻譜分析儀的分辨率帶寬設(shè)為1kHz，且頻譜分析儀的中心頻率設(shè)為128.2051kHz。擺動(dòng)CNR典型的大于23dB。
圖6為沿包含ROM部分102的圖1的剖面線6-6的光盤的側(cè)視圖。主控或預(yù)記錄信息由一系列的凸緣104和在徑向鄰近的凸緣104之間的平面部分107表示。圖5示出三個(gè)鄰近的凸緣104a、104b、104c，和三個(gè)徑向鄰近的平面部分107a、107b和107c。這些凸緣104和平面部分107典型的在光盤表面上以螺旋圖案的方式設(shè)定。未涂敷凸緣104的寬度Wb在200至250nm的范圍內(nèi)變動(dòng)，典型的寬度為在全寬半最大值時(shí)測得的225nm±5nm。從相關(guān)的角度來說，凸緣104的寬度Wb典型的為軌跡節(jié)距的30％±3％。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)凸緣出現(xiàn)在鄰近的軌跡中時(shí)，未涂敷平面區(qū)域107的寬度Wp在485至545nm的范圍內(nèi)變動(dòng)，在全寬半最大值時(shí)測得的典型寬度為515nm。軌跡節(jié)距TPB為鄰近凸緣的中心線之間的平均距離，且在一個(gè)實(shí)施例中，為0.74±0.03μm。每個(gè)未涂敷的凸緣104的高度H在約80nm至約90nm的范圍內(nèi)變動(dòng)，典型的高度為85nm。凸緣104以從光盤的平面區(qū)域成壁角β而被形成。類似于槽脊的壁角，在0.1H和0.9H之間沿凸緣的壁測得的壁角β在40°和50°之間，且具有與額定值±15°的偏差。涂敷(用相變材料和保護(hù)涂層)之后，凸緣的寬度范圍在約340和360nm之間。注意模制盤在ROM部分也涂敷光涂層212，這部分中的涂層只用作反射層并不向其寫入。
圖7為沿ROM部分102的一個(gè)區(qū)域的光盤的頂視圖。示出了一系列的凸緣104a-g和平面區(qū)域107a-d，其中光讀取器沿徑向掃描或讀取凸緣和平面區(qū)域。凸緣104的長度具有各不相同的涂敷和未涂敷長度，其在下面的表1中示出。平面區(qū)域107通常具有與凸緣104相同的長度。標(biāo)記T表示最小的計(jì)時(shí)標(biāo)記，且具有與在3T至14T之間變動(dòng)的脈沖間隔相應(yīng)的標(biāo)記長度。

表1通常，每個(gè)凸緣和每個(gè)平面區(qū)域代表多個(gè)二進(jìn)制比特。凸緣104和平面區(qū)域107可以在使用母模形成光盤的時(shí)候形成，如在上面參考的美國專利申請(qǐng)?zhí)朚-11628US中所披露的。
概括而言，盤100包含兩個(gè)基本的區(qū)域，ROM部分102和可寫入部分108。ROM部分包含在制造過程中模壓到盤上的螺旋軌跡型式的凸緣，凹坑或凸緣在空間上是分離的；隨后進(jìn)行下列制造，可寫入部分只包含也模壓到盤上的螺旋形的凹槽和槽脊。ROM部分不需要包含凹槽，因?yàn)榻?jīng)模壓得到的凸緣的軌跡能被光頭用于跟蹤目的。在可寫入部分中，在凹槽之間的螺旋槽脊在信息的讀或?qū)懙倪^程中提供一跟蹤信號(hào)。在所述的實(shí)施例中，在可寫入部分中的數(shù)字信息包括存在于不同的無定形有效層中的晶態(tài)(crystalline)“比特”。對(duì)于ROM部分中的凸緣來說，為無定形的晶態(tài)比特成型在槽脊上。
光盤的特定拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特征在可寫入部分產(chǎn)生許多優(yōu)點(diǎn)。數(shù)據(jù)時(shí)鐘抖動(dòng)在小于9％的范圍內(nèi)。在盤的表面使用小于250微瓦的讀取功率級(jí)和小于2mW的寫入功率級(jí)，載波噪音比高于50dB。鄰近軌跡串?dāng)_等級(jí)小于-25dB。
交叉跟蹤信號(hào)為在聚焦光束橫跨軌跡時(shí)測得的和信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，橫跨盤的未寫入?yún)^(qū)域和寫入?yún)^(qū)域的交叉跟蹤信號(hào)滿足下列關(guān)系0.05＜(Iland-Igroove)/Iland＜0.20再參考圖5，Iland為從槽脊部分獲得的和信號(hào)，而Igroove為從盤的凹槽部分獲得的整體和信號(hào)。
通過盤的寫入?yún)^(qū)域獲得的推挽跟蹤信號(hào)滿足下列關(guān)系0.29＜Push-Pull Signalpeak-to-peak/Iland＜0.39，而通過光盤的未寫入?yún)^(qū)域獲得的推挽跟蹤信號(hào)滿足下列關(guān)系0.24＜Push-Pull Signalpeak-to-peak/Iland＜0.34在寫入?yún)^(qū)域PPW和未寫入?yún)^(qū)域PPU獲得的峰峰推挽信號(hào)的比值滿足下列關(guān)系0.65＜PPW/PPU＜0.90分開的推挽信號(hào)定義為通過盤表面的整體寫入部分測得的最小峰峰推挽信號(hào)振幅除以最大峰峰信號(hào)振幅。該分開的推挽信號(hào)典型的大于0.60。
另外，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)允許在盤的ROM部分或預(yù)記錄部分獲得下列性能。交叉跟蹤信號(hào)以100kHz的截止頻率被第二級(jí)(2ndorder)低通濾波器濾波以便通過ROM數(shù)據(jù)進(jìn)行測量。該經(jīng)濾波的交叉跟蹤信號(hào)滿足下列關(guān)系0.05＜(Ispace-Ibump)/Ispace＜0.20Ispace和Ibump在圖8中示出，并被定義為從檢測器信號(hào)區(qū)獲得的整體和信號(hào)，而檢測器信號(hào)區(qū)上的信號(hào)是從為凸緣和凸緣之間的空隙的盤表面區(qū)域獲得的。
推挽跟蹤信號(hào)也以100kHz的截止頻率被第二級(jí)(2ndorder)低通濾波器濾波以便通過ROM數(shù)據(jù)進(jìn)行測量。經(jīng)濾波的推挽跟蹤信號(hào)滿足下列關(guān)系0.11＜push-pull signalpeak-to-peak/Iland＜0.20抖動(dòng)為二進(jìn)制讀取信號(hào)的時(shí)間變化的標(biāo)準(zhǔn)偏差，其為從數(shù)據(jù)獲得的正信號(hào)或負(fù)信號(hào)。前沿和尾沿的抖動(dòng)相應(yīng)于PLL時(shí)鐘被測量并且通過信道比特時(shí)鐘周期(對(duì)于20MHz RLL時(shí)鐘為50nsec)標(biāo)準(zhǔn)化。該測得的抖動(dòng)典型的小于9％。
圖9表示從隨機(jī)ROM數(shù)據(jù)獲得的模擬回讀信號(hào)和用于進(jìn)一步定義根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的光盤的識(shí)別參數(shù)。3T信號(hào)I3的峰峰振幅與14T信號(hào)I14的峰峰振幅的比值大于30％，即I3/I14＞0.30。調(diào)制深度定義為14T信號(hào)I14的峰峰振幅除以14T信號(hào)I14H的最大振幅。調(diào)制深度滿足下列關(guān)系0.33＜I14/I14H＜0.48ROM數(shù)據(jù)信號(hào)包絡(luò)調(diào)制(envelope modulation)定義為14T峰峰信號(hào)振幅(I14TMIN/I14TMAX)在軌跡周圍和整個(gè)盤表面上的變化量，并且滿足下列關(guān)系在任何單個(gè)軌跡周圍I14TMIN/I14TMAX＞0.85在整個(gè)盤表面上I14TMIN/I14TMAX＞0.70ROM數(shù)據(jù)串?dāng)_在橫跨軌跡時(shí)通過測量ROM數(shù)據(jù)包絡(luò)獲得。ROM數(shù)據(jù)串?dāng)_定義為最小峰峰ROM數(shù)據(jù)包絡(luò)振幅除以最大峰峰ROM數(shù)據(jù)包絡(luò)振幅。ROM數(shù)據(jù)串?dāng)_滿足下列關(guān)系ROMdata envelope MIN/ROMdata envelope MAX＜0.85不對(duì)稱性定義為14T信號(hào)的平均值減去3T信號(hào)的平均值再除以14T信號(hào)的振幅，其中下標(biāo)H和L分別表示最大和最小振幅。不對(duì)稱性滿足下列關(guān)系-0.05＜[(I14H+I14L)/2-(I3H+I3L)/2]/I14＜0.15本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是說明性的，但并不受局限。從而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明的情況下可以在較寬范圍內(nèi)產(chǎn)生不同的變化和修改。因此，后附權(quán)利要求包括落入本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的所有這樣的變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種光盤，包括基片，該基片具有圓形第一表面和對(duì)立的圓形第二表面，其中第一和第二表面的外徑約小于50mm；在圓形第一表面的第一部分上的螺旋型的凸緣，其中信息存儲(chǔ)在凸緣上并從凸緣讀取信息；在圓形第一表面的第二部分上的螺旋槽脊，其中信息被寫入槽脊并從槽脊讀取信息；和在圓形第一表面上覆蓋凸緣和槽脊的連續(xù)的多層光涂層，其中光涂層包括金屬/合金層，所述金屬/合金層包括錫、銻和從由銦、鍺、鋁和鋅構(gòu)成的組中選出的元素；和覆蓋金屬/合金層的介電層。
2.權(quán)利要求1的盤，其中第一和第二表面的外徑約為32mm或更少。
3.權(quán)利要求1的盤，其中基片的厚度約為0.6mm±0.03mm。
4.權(quán)利要求1的盤，其中凸緣的寬度在近似200nm和250nm之間，該寬度是在半寬全最大值下測得的。
5.權(quán)利要求1的盤，其中凸緣的寬度為凸緣的軌跡節(jié)距的30％±3％，軌跡節(jié)距為沿徑向鄰近凸緣的中心線之間的距離。
6.權(quán)利要求1的盤，其中沿徑向的鄰近凸緣的中心線之間的平均距離為0.74μm±0.03μm。
7.權(quán)利要求1的盤，其中凸緣的高度在約80nm和90nm之間。
8.權(quán)利要求1的盤，其中凸緣包括以30°和50°之間的一個(gè)角度傾斜的測壁，所述角度是沿第一圓形表面測得的。
9.權(quán)利要求8的盤，其中所述角度約為45°。
10.權(quán)利要求1的盤，其中在徑向鄰近的兩個(gè)凸緣之間的距離在約485nm和545nm之間，該距離是在全寬半最大值的情形下測得的。
11.權(quán)利要求1的盤，其中由光涂層覆蓋的凸緣的長度為179nm的倍數(shù)，最短的長度為3倍，而最大長度為14倍。
12.權(quán)利要求1的盤，其中槽脊的高度在約80nm和90nm之間。
13.權(quán)利要求1的盤，其中槽脊的寬度約為400nm±50nm，該寬度是在半寬全最大值時(shí)測得的。
14.權(quán)利要求1的盤，其中槽脊的寬度約為槽脊的軌跡節(jié)距的55％，軌跡節(jié)距為槽脊的徑向鄰近的部分的中心線之間的距離。
15.權(quán)利要求1的盤，其中槽脊的徑向鄰近的部分的中心線之間的平均距離在約0.70μm至0.78μm之間。
16.權(quán)利要求16的盤，其中槽脊包括以30°和50°之間的一個(gè)角度傾斜的測壁，所述角度是沿第一圓形表面測得的。
17.權(quán)利要求16的盤，其中所述角度約為45°。
18.權(quán)利要求1的盤，其中槽脊具有正弦擺動(dòng)。
19.權(quán)利要求18的盤，其中沿徑向的擺動(dòng)幅度為55±15nm。
20.權(quán)利要求18的盤，其中沿徑向的擺動(dòng)幅度為槽脊的軌跡節(jié)距的7.5％±2％，軌跡節(jié)距為槽脊的徑向鄰近的部分的中心線之間的距離。
21.權(quán)利要求18的盤，其中擺動(dòng)頻率約為128kHz。
22.權(quán)利要求18的盤，進(jìn)一步包括沿?cái)[動(dòng)的高頻擺動(dòng)標(biāo)記(HFWM)。
23.權(quán)利要求22的盤，其中HFWM的頻率約為擺動(dòng)頻率的3到5倍。
24.權(quán)利要求22的盤，其中HFWM的頻率在約384kHz到641kHz之間。
25.權(quán)利要求18的盤，其中擺動(dòng)和HFWM的振幅之間的偏差在±25％范圍內(nèi)。
26.權(quán)利要求1的盤，其中介電層包括氧氮化硅。
全文摘要
一種光盤，具有覆蓋小凸緣和槽脊的多層經(jīng)調(diào)諧的光涂層，其中凸緣用于存儲(chǔ)預(yù)記錄信息，槽脊用于向其寫入信息和讀取信息。光涂層包括在盤的基片上形成的相變金屬/合金層和在相變層上形成的介電層。根據(jù)本發(fā)明的光盤具有特殊的拓?fù)涮匦院统叽纭?br> 文檔編號(hào)G11B7/257GK1465053SQ02802332
公開日2003年12月31日 申請(qǐng)日期2002年5月2日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月11日
發(fā)明者戴維·L·布蘭肯貝克勒, 布賴恩·S·梅多沃, 伊恩·R·雷德蒙, 戴維·H·戴維斯 申請(qǐng)人:數(shù)據(jù)播放公司