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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:丁冠辰
研究生(外文):Ting,Kuanchen
論文名稱:以氧化鉍為基底的混合型氧化物記錄材料之開發及其在藍光記錄媒體的應用
論文名稱(外文):The Study Of Recording Materials Based On BiOx Oxide Compound And Its Application On Blu-Ray Recording Medium
指導教授:龔吉和
指導教授(外文):Kung,Jiho
口試委員:吳國梅林奇鋒
口試日期:2012-07-23
學位類別:碩士
校院名稱:國立聯合大學
系所名稱:光電工程學系碩士班
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:46
中文關鍵詞:藍光光碟記錄層抖動率
外文關鍵詞:Blu-ray discRecording layerJitter
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在本實驗中,我們以九種氧化鉍為基底但組成比例不同之混合型氧化物材料應用於藍光記錄媒體之記錄層,並試著找出單層藍光光碟最佳膜層參數。此類型以氧化鉍為基底的材料目前是三層藍光光碟適用的記錄層材料,具有高度光穿透特性,目前還尚未有相關文獻曾應用在單層藍光光碟的記錄層。
本研究使用DC/RF磁控濺鍍機在塑膠基板上濺鍍反射層、下介電層、記錄層、上介電層,並經由後段旋轉塗佈上膠製程來做出完整單層藍光光碟。透過本研究發現BGO系列的記錄層材料光碟,最佳抖動率(Jitter)為6.3%、調變率(Modulation)為0.67;BFO系列光碟最佳抖動率為6.7%、調變率為0.67;BTiO系列光碟最佳抖動率為6.3%、調變率為0.75,並探討了記錄層靶材成份對雷射寫入功率、光碟反射率、濺鍍鍍率的影響,在光碟片讀取穩定性測試中發現以摻雜鐵的氧化鉍記錄層靶材有最小的抖動率變動量為-0.94%。

關鍵字:藍光光碟、記錄層、抖動率

In this study, we fabricated the recording medium for single layer blu-ray disc with nine kinds of recording materials based on BiOx oxide compound with various ratios and discussed the thin film properties. The recording materials based on BiOx oxide compound with high transmittance were applied to triple layer blu-ray disc’s recording layer in recent year.
The reflection layer, lower dielectric layer, recording layer, and upper dielectric layer of the disc were deposited by DC/RF magnetron sputter The optimum jitter value of BGO series disc was found to be 6.3% and modulation was 0.67; the optimum jitter value of BFO series disc was found to be 6.7% and modulation was 0.67; the optimum jitter value of BTiO series disc was found to be 6.3% and modulation was 0.75. Furthermore, we also discussed the dependence of composition of the target to laser write power, disc’s reflectance, and sputter rate. In the disc’s read stability test, we found that the minimum variation value of -0.94% was reached with iron doping, bismuth oxide recording layer target.

Keywords: Blu-ray disc, Recording layer, Jitter

中文摘要..........................................................................i
英文摘要.........................................................................ii
致謝...........................................................................iii
目錄............................................................................iv
圖目錄..........................................................................vi
表目錄........................................................................viii
第一章 緒論.....................................................................1
1.1光碟片規格發展..................................................................1
1.2藍光記錄媒體文獻回顧.............................................................6
第二章 理論基礎..................................................................8
2.1藍光記錄媒體之結構及特性..................................................8
2.2藍光記錄媒體各層之作用...................................................9
2.2.1介電層材料的主要要求和作用說明...................................9
2.2.2記錄層材料的主要要求和作用說明..................................10
2.2.3反射層材料的主要要求和作用說明..................................10
第三章 實驗方法.................................................................12
3.1實驗構想與材料選用.....................................................12
3.2實驗流程.............................................................14
3.3碟片製作及相關儀器簡介..................................................15
3.3.1基板與原料選取...............................................15
3.3.2濺鍍系統....................................................15
3.3.3薄膜特性量測................................................26
3.3.4光碟量測系統................................................27
第四章 結果與討論...............................................................30
4.1不同記錄層材料與上、下介電層厚度之影響.....................................30
4.2記錄層靶材成份比例與光碟寫入功率之影響.....................................35
4.3記錄層靶材成份比例與反射率之影響..........................................36
4.4光碟片讀取穩定性之測試..................................................37
4.5記錄層靶材成份比例與濺鍍鍍率之影響........................................38
4.6光碟片寫入前後記錄點之SEM形貌............................................40
4.7光碟片之耐候測試.......................................................41
第五章 結論....................................................................43
第六章 未來展望.................................................................45
第七章 參考文獻.................................................................46



圖目錄
圖2-1 藍光記錄媒體各層結構........................................................8
圖3-1 本實驗藍光記錄媒體結構圖....................................................13
圖3-2 實驗流程圖...............................................................14
圖3-3 接近電漿表面的鞘層電位[7]..................................................16
圖3-4 濺鍍過程圖,靶材材料的原子會藉著離子的動量轉移而物理性的從表面被彈出,最後沉積在基板上[8]
.......................................................................18
圖3-5 九靶式DC/RF磁控濺鍍機外觀圖................................................22
圖3-6 九靶式DC/RF磁控濺鍍機操作外觀圖.............................................22
圖3-7 ETA橢圓儀膜厚分析儀.......................................................26
圖3-8 Pulstec ODU1000動態測試儀................................................27
圖3-9 光碟調變波形變化圖........................................................29
圖4-1 各靶材之抖動率jitter比較曲線...............................................34
圖4-2 光碟寫入功率與靶材成份比例之曲線圖...........................................35
圖4-3 BGO系列靶材之碟片反射率....................................................36
圖4-4 BTiO及BFO系列靶材之碟片反射率..............................................36
圖4-5 各記錄層靶材濺鍍鍍率之比較曲線圖.............................................38
圖4-6 元素原子量對應表面鍵結能之曲線圖[Format Graph Credit Figure by MIT
OpenCourseWare]........................................................39
圖4-7 光碟片寫入前之記錄區SEM圖..................................................40
圖4-8 光碟片寫入後之記錄區SEM圖..................................................40
圖4-9 未加保護層之光碟片耐候測試..................................................42
圖4-10 已加保護層之光碟片耐候測試..................................................42


表目錄
表1-1 CD、DVD及BD之規格比較表....................................................5
表4-1 各種以氧化鉍為基底之混合型氧化物靶材..........................................30
表4-2 BGO-46靶材實驗表格.......................................................31
表4-3 BGO-46靶材實驗數據.......................................................31
表4-4 第二組BGO-46靶材實驗表格..................................................32
表4-5 第二組BGO-46靶材實驗數據..................................................32
表4-6 九種記錄層靶材之最佳膜層結構及數據...........................................33
表4-7 四種元素之熔點整理表.......................................................35
表4-8 讀取穩定性數據整理表.......................................................37
表4-9 四種元素的原子量、表面鍵結能整理.............................................39


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2.陳雲嬌, 將東堯, 光學工程, 第67 期,p39-45 ,1999.
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5.H. Y. Chiun, and W. C. Lin, Jpn. J. Appl. Phys. vol 43, p1013, 2004.
6.C. B. Mau, C. H. Fa, Y. R. Lin and C. J. ming, Jpn. J. Appl. Phys. vol. 43,p5018, 2004.
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