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標題: 藍光可寫一次光碟雙層a-Si/Al無機記錄薄膜之研究
A Study of a-Si/Al Bilayer Inorganic Recording Film for Write-once Blue-ray Disk
作者: 陳志偉
關鍵字: wtite-once
可寫一次
blue-ray disc
metal-induced crystallization
amorphous silicon
藍光光碟
金屬誘發結晶
非晶矽
出版社: 材料工程學研究所
摘要: 本研究利用離子束輔助濺鍍系統在基板上沉積不同厚度之a-Si/Al雙層薄膜做為藍光可寫一次光碟的記錄膜。初濺鍍a-Si/Al雙層記錄薄膜經傳統退火處理及雷射脈衝照射的結晶化特性將被探討以了解a-Si/Al雙層記錄薄膜的記錄機制。一系列的碟片靜態和動態測試也將被執行,以評估a-Si/Al雙層記錄薄膜應用於藍光可寫一次光碟的可能性。 實驗結果顯示,利用離子束輔助濺鍍系統可獲得厚度均勻、緻密且表面平整的a-Si/Al雙層記錄薄膜,各膜層結構的表面粗糙度介於0.34nm∼0.54nm之間。a-Si/Al雙層薄膜在初濺鍍狀態下,Si是屬於非晶質態而Al為多晶相。當雙層記錄薄膜進行非恆溫退火時,在300~350℃之間Al金屬層即可誘發a-Si結晶化,而結晶化所需克服的活化能約在2.6∼3.3 eV之間,顯示Al可以有效降低a-Si的結晶化溫度與活化能。在退火過程,a-Si/Al雙層薄膜中的Al和Si會發生層間交互擴散,並且在Si/Al界面形成Al的Si化物AlxSi,Si原子持續受到溫度的活化,便透過擴散進入AlxSi形成結晶態,造成Si晶粒的成核與成長。不同厚度之初濺鍍a-Si/Al雙層薄膜對藍光波長均有50%以上的光吸收率;在Si薄膜較薄、Al較厚的條件下,也可達到超過25%以上的光學對比。從光學性質觀點,a-Si/Al雙層記錄薄膜非常適合應用於藍光可寫一次光碟。不過,經過藍光雷射脈衝照射之後,並沒有發現結晶Si出現,反而造成Al晶粒自身快速的聚集且呈現輻射狀的排列,因此,記錄區與非記錄區並無法產生足夠的光學對比。由靜態測試的結果發現,大部分a-Si/Al雙層記錄薄膜均無法達到藍光光碟要求的36Mbps資料傳輸速率,只有a-Si(5nm) /Al(10nm)雙層記錄膜在12 mW的寫入功率下可以達到。動態測試的結果也發現,a-Si/Al雙層記錄薄膜雖然比a-Si單層記錄薄膜有較佳的CNR值,但最高值只有將近40 dB,仍未達到一般光記錄媒體要求的45 dB。
URI: http://hdl.handle.net/11455/9691
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