KR0146152B1 - 광기록매체 및 그 제조방법 - Google Patents

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Description

광기록매체 및 그 제조방법

제1도는 종래 기술에 의한 광기록매체의 확대사시도.

제2도는 동상의 광기록매체에 광반사층이 피착된 상태를 보인 확대 종단면도.

제3도는 본 발명의 광기록매체의 구성도.

제4도는 동상의 작용을 보인 확대도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

3 : 광기록매체 31 : 기판

32 : 광반사층 33 : 광반응층

본 발명은 콤팩트 디스크(Compact Disc) 플레이어 등의 콤팩트 디스크와 같은 정보저장매체에 관한 것으로, 특히 정보저장매체가 기판에서 평탄면으로 피착 유지된 광반사층과 광반사층의 표층에 광반응에 의해 광반사층과 상호 합금이 이루어지는 광반응층을 피착시켜 기록데이타의 광조사를 행한 후 이들 반사율차가 국부적인 형태로 구축되어짐으로써 각종 정보를 기억하는 것이 가능한 광기록매체 및 그 제조방법에 관한 것이다.

이러한 기술분야와 비교적 관련이 있는 정보저장매체로는 제1도 및 제2도와 같은 콤팩트 디스크 플레이어 등의 콤팩트 디스크 구조체를 들 수 있다.

여기서는 기판(1)에 형성된 돌출부(1a)가 신호기록방향(x)과 나란한 신호 종류에 대응하여 소정 길이의 비트를 이루고 있으며, 그 폭(w)은 보통 1μm, 높이(h)는 약 0.1μm 정도이다.

또한 제2도의 확대종단면도에서 보는 바와 같이 기판(1) 위에 형성된 돌출부(1a)와 평탄부(1b)에는 광반사층(2)이 피착되어 있고, 레이저 등에 의해 조사된 빛은 상기 돌출부(1a)에서 빛의 산란작용으로 광반사율이 적고, 평탄부(1b)에서 빛의 광반사율이 크게 (약70% 이상) 되므로 이러한 광변화에 의해 기록된 데이타를 독취하게 되는 것이다.

그리고 상기 기판(1)에 돌출부(1a)를 형성함에 있어서는 통상의 LP레코드판의 제조방법과 유사하게 금형에 음각된 요부와 대응하여 성형함으로써 이루어진다.

그러나 이러한 종래의 광기록매체는 상기와 같이 요철면이 형성된 금형등을 사용하여야 하므로 이에 따른 정밀한 기술적 처리를 요하게 되고, 그 단위기록 용량의 제약성이 있으며, 특히 광조사 수단에 의해 직접 정보가 기록 저장되어질 수 없게 되어 이로 인한 데이타 정보의 저장수단이 피동적으로 되어 광정보기록의 사용범위 제한과 단위기록용량의 기술적 제약성으로 인하여 이러한 정보기억매체의 가격이 고가로 되는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 정보기록매체가 정보기억을 위한 광조사출력장치에 즉응하여 소정 정보를 기록할 수 있어 정보기록매체로서의 사용범위를 넓힘과 아울러 단위기록용량당 비교적 싼값의 광기록매체 및 그 제조방법을 제공하려는 것이다.

이러한 본 발명의 목적은 기판상에 증착된 광반사층과, 진공조내에서 가스분위기를 조성하여 단일 소재간의 공정온도로 조절하여 상기 광반사층상에 적층되어 상기 광반사층과의 경계면에서 레이저광에 의해 용융됨으로써 상기 광반사층을 이루는 단일소재와의 합금층을 이루는 광반응층으로 구성됨을 특징으로 하는 광기록매체 및, 기판상에 광반사층을 진공증착하는 단계와, 상기 광반사층상에 적층되어 상기 광반사층과의 경계면에서 레이저광에 의해 용융됨으로써 상기 광반사층을 이루는 단일소재와의 합금층을 이루는 광반응층을 증착하는 단계와, 상기 광반사층과 상기 광반응층을 증착하는 단계는 진공조내에서 가스분위기를 조성하여 상기 두 층을 이루는 단일 소재간의 공정(共晶)온도로 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광기록 매체의 제조방법을 제공하는 것에 의하여 달성된다.

상기한 광반사층과 광반응층의 합금은 광반사층이 알루미늄이고 광반응층이 인듐이며, 알루미늄 0.05%-인듐 99.95%에서 428°K인 것은 공지된 사실이며, 알루미늄의 양이 많아질수록 용융온도는 증가하게 된다.

따라서 알루미늄 및 인듐층을 700∼4000Å로 박막화하여 합금화 온도(용융합금화온도)를 측정한 결과 층사이의 계면상태에 따라 110∼230℃의 범위를 갖는다는 것과, 합금화도면서 광반사율이 현저하게 변화됨을 알 수 있었다.

상기한 공정(共晶)온도의 변화는 박막상태 금속의 큰 표면 에너지에 기인하며, 특히 계면에서의 산소, 질소 등의 개재물에 의한 표면 에너지의 변화에 기인하는 것으로 판단된다.

이하, 본 발명에 의한 광기록매체 및 그 제조방법을 첨부도면에 도시한 실시례에 따라서 상세히 설명한다.

제3도는 본 발명에 의한 광기록매체를 보인 것으로, 이에 도시한 바와 같이 광기록매체(3)가 기판(31)으로부터 평탄면으로 피착처리된 광반사층(32)과, 이 광반사층(32)의 표층으로부터 적층되어지는 광반응층(33)이 피착되어진 것이다.

또 상기 광반사층(32)은 알루미늄이면 좋고, 그 두께는 700∼2500Å범위로 하며, 광반응층(33)은 광반사층(32)이 알루미늄일 때 인듐으로 되며 두께는 700∼4000Å범위로 한다.

본 발명에 의한 광기록매체의 제조방법은 다음과 같다.

상기 기판(31)에 평탄면의 광반사층(32)을 피착처리할 때는 알루미늄일 경우 종래의 콘팩트 디스크 제조시의 광반사층 형성기술인 스퍼터링, 진공증착 등과 같은 기법으로 처리한다. 또한 상기 광반사층(32)에 광반응층(33)을 피착처리함에 있어서는 상기 광반응층(33)을 인듐으로 하였을 경우 공정합금(共晶合金; Eutectic Alloy)으로 그 공정점(共晶点) 용융온도가 110℃∼230℃를 유지하도록 하고 일반적인 스퍼터링 또는 진공증착 또는 반도체의 진공증착법으로 피착한다.

그리고 상기 광반사층(32)과 광반응층(33)의 두께는 각각 700∼2500Å, 700∼4000Å 범위로 유지시키는 것이 바람직하며, 상기 광기록매체(3)에 레이저광(레이저광 파장 830nm)을 조사하였을 때 그 광반사율이 알루미늄 단독으로 70% 정도의 반사율이 합금조성에 의해 약 20% 이하로 떨어지는 것을 발견하였다.

이러한 본 발명의 작용효과를 살펴보면 다음과 같다.

상기 광기록매체(3)는 이것이 제조 완성된 이후, 그 광기록매체(3)의 광반응층(33)으로 발사되는 광의 평균적 반사율은 70% 이상의 광반사율이 유지되고, 이에 기록할 정보를 레이저광으로 온(on), 오프(off) 변조하여 광반응층(33)의 표층에 입사시켰을 때 그 조사된 부위에 국부적인 온도상승이 발생하여 제4도와 같이 광반응층(33)과 광반사층(32)과의 각층 경계면부(y)로부터 광반사층(32:Al)-광반응층(33:In) 합금이 생성되어지는 것이다.

이때, 레이저광의 총전력(광전력×시간)과 각층의 두께에 따라 경계면부(y)에 형성되는 합금형성부는 소합금형성부(a), 레이저광의 직경만큼의 종합금형성부(b), 두 개의 층이 완전합금되는 완합금형성부(c)로 구분되며, 이러한 합금형성부(a,b,c)의 종류에 따라 광반사율이 변화되어짐을 발견할 수 있다.

또한, 알루미늄 및 인듐층의 형성시 진공조내의 잔류가스의 종류 및 양을 조절함으로써 공정(共晶)온도를 변화시킬 수 있으며, 이때 공정(共晶)온도가 낮을수록 레이저 출력(laser power)을 낮추거나 시간을 짧게 할 수 있다.

따라서 박막의 형성시 진공조내부의 압력을 1×10^-6Torr 이하로 하고, Ar, Ne 등의 불활성기체의 잔류가스만 있는 경우에 생성된 본 발명의 광기록매체는 110℃의 공정(共晶)온도를 유지하게 된다. 이때, O₂, N₂, CH₄등의 가스를 투입함으로써 공정(共晶) 온도를 증가시켰으며, 각 가스의 경우 가스분압에 따른 공정(共晶)온도변화는 다음과 같다.

* 상기한 공정(共晶)온도는 Hot Bath를 이용한 측정값임.

상기한 바와 같이 박막형성 분위기를 조절하여 합금의 공정(共晶)온도를 변화시킬 수 있으며, 이는 미리 설정된 사용환경 및 레이저 출력에 적합하도록 합금화정도(합금형성부의 종류)를 조절하는 수단을 제공할 수 있는 것이다.

또한 측정결과에 의하면, 레이저 광을 100mw 출력으로 사용하여 공정(共晶)온도를 150℃로 조절한 경우 광기록매체의 펄스타임을 1nsec로 할 수 있으며(합금부위의 반사율 30%), 이는 1GHz의 신호기록이 가능하다는 것을 의미하는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 레이저광의 정보기록출력에 즉응하여 각종 정보를 용이하게 저장기록할 수 있게 되어 그 사용범위를 융통적으로 확장가능하게 되며, 특히 단위기록 용량당 데이타 저장기술의 집적도를 높일 수 있어 비교적 저렴한 메모리로서 활용가능하게 되는 잇점이 있는 것이다.

Claims (6)

1. 기판상에 증착된 광반사층과, 진공조내에서 가스분위기를 조성하여 단일 소재간의 공정온도로 조절하여 상기 광반사층상에 적층되어 상기 광반사층과의 경계면에서 레이저광에 의해 용융됨으로써 상기 광반사층을 이루는 단일소재와의 합금층을 이루는 광반응층으로 구성됨을 특징으로 하는 광기록매체.
2. 기판상에 광반사층을 진공증착하는 단계와, 상기 광반사층상에 적층되어 상기 광반사층과의 경계면에서 레이저광에 의해 용융됨으로써 상기 광반사층을 이루는 단일소재와의 합금층을 이루는 광반응층을 증착하는 단계와, 상기 광반사층과 상기 광반응층을 증착하는 단계는 진공조내에서 가스분위기를 조성하여 상기 두 층을 이루는 단일 소재간의 공정(共晶)온도로 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광기록매체의 제조방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 광반사층을 알루미늄으로 하고, 광반응층을 인듐으로 하며, 공정합금의 공정(共晶)온도를 110∼230℃로 함을 특징으로 하는 광기록매체의 제조방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 광반사층과 광반응층의 공정합금시 O₂, N₂, CH₄가스를 주입함과 아울러 각 가스의 분압을 조절하는 것에 의하여 공정(共晶)온도를 변화시킴을 특징으로 하는 광기록매체의 제조방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 광반사층은 알루미늄이고, 광반응층은 인듐으로 이루어진 것을 특징으로 하는 광기록매체.
6. 제1항 또는 제5항에 있어서, 상기 광반사층의 두께를 700∼2500Å로 하고, 상기 광반응층의 두께를 700∼4000Å으로 한 것을 특징으로 하는 광기록매체.

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