[发明专利]含有镁金属层的数据存储介质

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2008年11月3日提交的美国临时专利申请系列号61/198,103的优先权，其内容通过引用并入本文。

发明领域

本发明涉及长期数字数据存储介质，更具体地涉及制造非常稳定的数字数据存储介质的材料与制造方法。特别地，公开了含有镁层和反应性层的光盘。

相关技术的描述

数据归档的主要问题之一是介质寿命。现在使用的数据存储方法不足以实现超过50年、100年或更长期的数据存储。该寿命难题，从档案管理者的角度来看，有许多方面并且同样有许多看似可行但不幸存在缺陷的可能的解决方案。例如，发现的长期数据存储的一种方法是光学数字数据存储盘。光学数字数据存储具有多种容量和格式，包括但不限于在每种盘容量中具有许多种格式变化的压缩盘(CD)、小型盘、数字视频盘(DVD)、高清晰度(HD)和BLU-RAY DISC(BD)的盘容量，最常见的包括例如(仅举几例)R、+R、-RW、+RW和RAM。鉴于这些介质的结构性质，它们看上去不受老化的影响并且常常携带长寿命预期的要求物。遗憾的是，关于这些介质类型的预期寿命的实验数据与由某些制造商提供的宽松的寿命估算相矛盾。(参见例如Stability Comparison of Recordable Optical Discs-A Study of Error Rates in Harsh Conditions，J.Res.Natl.Inst.Stand.Technol.109，517-524(2004))。

另一种经常尝试的用于解决长期(通常大于5-7年)保留和存储数字数据的寿命问题的解决方案是：将数据保存在磁性介质如磁带或硬盘上，然后通过定期将数据重新复制到新的磁带、硬盘或存储光盘上以更新所存储的数据。采用不同数据密度和格式的光学数据存储技术可以对该方法进行改变。虽然通过将数据转换为光学格式可以减轻某些搜索性问题，但是不断重新写入以前存档的数据并非可行的解决方案。将存档数据从一种不稳定格式转换为具有类似或甚至更高磁化率的另一种格式易于出错，并且本来就存在风险。(参见例如“Storage expert warns of short life span for burned CDs”，John Blau，Computerworld Magazine，January 10，2006)。成本是问题的另一方面。最初，将由公司或其它实体在任何特定年份产生的数据量存档并不困难或昂贵，但是因为除了整合任何新的数据之外，还将来自前些年的数据反复重新写入到新的介质中，所以存档成本呈指数级增加。

对寿命问题解决方案的探索已经导致产生了集中于提高系统数据存储记录速率和数据密度的新数据存储技术。实例包括：取向纳米结构(参见美国专利申请2007/0195672(2007年8月23日公开))、全息技术(参见美国专利申请2007/0216981(2007年9月20日公开))和多层技术(参见美国专利申请2007/0242592(2007年10月18日公开))。在每种情况下，焦点集中于明显更高的数据存储密度：对于取向纳米结构每张盘为约150千兆字节，对于全息技术每张盘高于250千兆字节，对于多层介质技术每张盘约一兆兆字节。此外，如本文中将讨论的，扩大的数据容量与提高的记录速度均无法对该问题产生积极影响。

上述技术路线的一个问题在于：新介质容量和格式也会遭受与老介质容量和格式相同的老化劣化影响。上述技术中所包含的写入方法以类似手段写入数据，并使用与之前的技术时代几乎相同的材料。随后的每一代的一个显著变化为更小的形体尺寸，这允许更高的数据密度，但是也加剧了老化劣化效果。

在1964年推出时，可写入的光学数据存储设备使用激光在可烧蚀的写入层中记录模拟波信号，该可烧蚀的写入层在MYLAR基底胶片上，通常由薄的铝或铑层制成(参见例如美国专利3,314,073)。未写入部分对读取激光是反射性的，而写入部分对读取激光是吸收性的或透过性的。相同发明人的在后专利提出了在可烧蚀层中编码数字孔(参见例如美国专利3,474,457)，将介质安装在转鼓上(参见例如美国专利3,654,624)并通过增加表面缺陷和错误检查来提高读写可靠性(参见例如美国专利3,657,707)。这些高能量数据存储设计品质降低，部分是由于“在用调制激光能量选择性烧蚀厚金属层存储介质时，倾向于烧蚀或毁坏其上覆盖有膜或金属层的基底”(参见美国专利3,665,483，第3栏)。这些早期专利所提出的写入方法的另一个缺点是：在写入光学装置上沉积易烧蚀金属材料，由此严重污染写入系统。