KR100200581B1 - 상변화형 광디스크 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 상변화형 광디스크이다. 기판, 제1유전체막, 기록막, 제 2유전체막, 반사막을 포함하는 상변화형 광디스크에 있어서, 상기 기록막은 (AgGe)2-Sb2Te3이고 반사막은 Al-SiN인 것을 특징으로 하는 상변화형 광디스크는 열적으로 안정되어 고밀도 기록을 위한 마크-엣지 기록시 기록감도가 뛰어나고 CD-E와도 호환이 가능하며 내산화성이 개선되었다.
Description
제1도는 종래 기술에 의한 상변화형 광디스크의 개략적인 구조를 나타내는 단면도이다.
제2도는 소거파워에 따른 CNR의 변화를 나타내는 그래프이다.
제3도는 소거파워에 따른 소거율의 변화를 나타내는 그래프이다.
제4도는 기록파워에 따른 CNR의 변화를 나타내는 그래프이다.
제5도는 반사막의 두께에 따른 지터의 변화를 나타내는 그래프이다.
제6도는 반사막의 두께에 따른 CNR의 변화를 나타내는 그래프이다.
제7도는 반사막의 두께에 따른 반사율의 변화를 나타내는 그래프이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 기판 2 : 제1유전체막
3 : 기록막 4 : 제2유전체막
5 : 반사막
본 발명은 DVD-RAm(Digital Video Disk-RAM)용 상변화형 광디스크에 관한 것으로서, 보다 상세하기로는 고밀도 기록을 위한 마크-엣지 기록시 마크가 열적으로 안정하여 기록감도가 뛰어나고, CD-E(Compect Disk-E)와도 호환이 가능한 상변화형 광디스크에 관한 것이다
정보의 기록 및 소거가 가능한 가역형 광기록 매체로서는 현재 잘알려져 있는 광자기 디스크 외에도 상변화형 광디스크가 있다.
상변화형 광디스크의 기본 원리는 원자배열의 변화를 이용한 것이다. 원자배열의 변화로는 비정질상태(Amorphous state)와 결정상태(Crystalline state) 사이의 변화가 있으며, 이러한 두 상태 사이의 가역적 변화를 반복해 기록, 소거, 재기록을 행하는 것이 상변화형 광디스크의 원리이다.
즉, 결정상의 상태를 1(혹은 0)로 하고, 비정질상의 상태는 0 (혹은 1)으로 함으로써 정보의 기록 및 재생이 이루어지고, 단순히 기록막의 상(相)을 변화시킴으로써 기록된 정보의 소거 및 재기록이 직접적으로 이루어지는 것이다.
상변화형 광디스크는 광자기 디스크와 비교하여 볼때 다음과 같은 여러가지 장점을 가진다.
첫째, 광자기 디스크는 기록된 정보를 제기록하기 위하여 정보를 소거한 후 기록하는 두단계 과정을 거치는 반면, 상변화형 광디스크는 단지 레이저 광의 세기를 조절함으로써 정보를 재기록하는 직접 재기록(direct over-write) 방식이다.
둘째, 상변화형 광디스크는 외부자계가 필요없으므로 장치의 구성이 간단하다.
셋째, 상변화형 광디스크의 정보의 재새은 결정상과 비정질상의 반사율 차이에 의해 이루어지는데, 일반적으로 반사율 차이가 약 15~30%로서 광자기 디스크 방식에서의 반사율 차이인 약 2~3%에 비해 거의 10배 정도 커서 광효율이 광자기 디스크에 비래 우수하다.
제1도에는 상기 상변화형 광디스크의 일반적인 구조가 개략적으로 도시되어 있다. 이는 투면기판(1), 제1유전체막(2), 기록막(3), 제2유전체막(4) 및 반사막(5)으로 구성되어 있다.
상기 상변화형 광디스크에 요구되는 특성은 전체적으로는 급냉구조로 되어 기록마크가 열적으로 안정해야 한다는 것이다.
구체적으로 각층에 요구되는 특성은 다음과 같다.
첫째, 기록막의 경우 레이저광의 조사후 기록재료가 냉각되는 속도와 결정화되는 속도가 빠르고 상온에서 안정해야 하며, 결정상과 비정질상의 반사율 차이가 커야 한다.
둘째, 유전체막은 반복되는 열충격으로부터 안정해야 하고, 특히 제 1유전체막의 경우 조사된 레이저광으로 인한 열적 손상이 적어야 하는데, 이때 유전체막이 너무 얇으면 열확산이 너무 잘되어 기록감도의 열화를 가져오며 반대로 너무 두꺼우면 열이 빠져 나가지 못해 열로 인한 기록 마크의 왜곡 및 변형이 일어나므로 적절한 두께를 가져야 한다.
셋째, 반사막은 레이저광 조사에 따른 기록막의 열을 잘 방출하여야 한다. 즉, 열전도도가 커야 하고 반사율이 높아야 한다.
멀티미디어에서는 고밀도 기록 및 고속 전송속도가 과제이므로, 최근 많은 연구가 이에 대해 이루어지고 있으며, 예를 들면 마크-엣지기록(mark-edge recording), 단파장의 레이저광을이용하는 방법. 또는 랜드/그루브(land-groove) 기록 등이 있다.
이중 마크-엣지 기록에서 최대과제는 마크들간의 거리 축소로 인한 마크 사이의 열적 간섭을 막는 것이다.
종래의 상변화형 광디스크의 기록막의 재질로는 주기율표의 Ⅵ족원소중 S, SE, Te의 유황족을 중심으로 한 화합물인 칼코제나이드계 조성 화합물이 1970년대에 오브쉰스키(Obshinsky) 등에 의해 사용되었다. 칼코제나이드계 조성 화합물은 유리전이 온도(Tg)이상, 융점(Tm)이하의 온도 영역(결정화 온도 영역)에서 결정화가 일어나고, 이 결정 상태는 Tm이상으로 가열하여 급냉하면, 원래의 비정질 상태로 돌아가므로, 비정질 상태와 결정 상태의 가역적 변화가 가능하다. 그러나, 이는 안정성에 문제가 있어, 실용화 단계에는 이르지 못하였다.
최근에 이르러서, 매우 안정하여 실용적으로 충분한 기록재료를 얻었는데, 이것은 TeO2와 Te의 동시증착법 등에 의해 형성된 TeOX(x=1~1.5)의 비정질막이다. 이막에 레이저광을 조사하여 결정화 온도까지 올려서 서서히 냉각하면 결정상태로 변화한다. 그러나, 이것은 결정상태에서 비정질 상태로는 돌아가지 않는 비가역적 변화만이 가능하다는 점에서 문제가 있다.
따라서, 이 TeOx계에 Ge이나 Te와 강한 공유결합을 하는 첨가물을 첨가한 Ge-Sb-Te계, Sn-Se-Te계, 또는 In-Se계를 기록막의 재료로 사용함으로써 비정질상의구조를 안정화시켜 비정질상태와 결정질 상태의 가역적 변화를 가능하게 하였다.
한편, 반사막의 종래의 재질로는 A1 합금, 특히 A1-Ti를 사용하여 왔다.
그러나, 상기 기록막과 반사막은 다음과 같은 문제점을 갖는다.
첫째, 기록막의 경우 기존에는 GeSbTe, InSbTe 등을 사용하였으나, 이는 반사율이 높지 못하고 결정상과 비정질상간의 반사율 차이도 크지 못하여 기록감도가 떨어지는 문제점이 있었다. 뿐만 아니라 기록막의 재료로 Ag 혹는 In을 사용하는 기존의 Cd-E와도 호환이 불가능하여 DVD-RAM용 미디어로 사용되는에는 불충분하였다.
둘째, 반사막의 경우 기존에는 A1 합금, 특히 A1-Ti를 사용하여왔는데, 이는 열전도도 및 반사율은 우수하나 외부환경에 의해 산화되기 쉽다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명에서는 상기 문제점을 해결하여 DVD-RAM용 미디어로서 고밀도 기록을 위한 마크-엣지 기록시 마크가 열적으로 안정하여 기록감도가 뛰어나고, CD-E와도 호환이 가능한 상변화형 광디스크를 제공하는 것을 그 목적으로 하고 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, 기판, 제1유전체막, 기로막, 제2유전체막 및 반사막을 포함하는 상변화형 광디스크에 있어서, 상기기록막이 (AgGe)2-Sb2Te3로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 상변화형 광디스크가 제공된다.
특히, 상기 반사막은 Al-Si-N로 형성되어 있는 것이 바람직하다
본 발명에서는 기록막의 재료를 개선함으로써, 성능이 뛰어난 상변화형 광디스크를 제공하는 것이다.
즉, 기록막의 재료로서 기존의 GeSbTe 계에 Ag을 첨가한 (AgGe)2-Sb2Te3을 사용함으로써 반사율이 향상되고 결정상과 비정질상간의 반사율 차이도 커져서 CNR이 향상되는 효과를 가진다. 뿐만 아니라 Ag을 첨가함으로써 기록막의 재질로 Ag을 사용하는 기존의 CD-E와도 호환이 가능하게 되었다.
한편, 반사막의 경우 반사막의 재료를 Al-Si-N으로 하였다. SiN의 성분으로 인하여 원래는 유전체막의 가능인 다중간섭효과를 가지게 되어 지처가 감소하게 되고 Al-Si-N의 치밀한 구조로 말미암아 내산화성이 증가되어 기종의 Al 합금에 있었던 산화문제를 해결하게 된 것이다.
이하, 실시예 및 비교예에 의거하여 본발명의 특징을 보다 상세히 설명한다.
실시예
폴리카보네이트(polycacbonate)기판위에 스퍼터링 방식으로 ZnS-SiO2제1유전체막, (AgGe)2Sb2Te3기록막, ZnS-SiO2제2유전체막 및 Al-Si-N 반사막을 순차적으로 형성하여 본 발명에 의한 광디스크를 제조한 후, 각종 물성을 측정하여 표 1~6 및 제 2~7도에 나타내었다()
비교예
폴리카보네이트 기판 위에 스퍼터링 방식으로 ZnS-SiO2제1유전체말, (GeT e)2Sb2Te3기록막,Zns-SiO2제 2유전체막, Al-Ti 반사막의 순서로 형성하여, 광디스크를 제조한 후, 각종 물성을 측정하여 표 1~6 및 제 2~7도에 나타내었다.
상기의 실시예 및 비교예의 광디스크에 대한 성능 평가는 소거파워에 따른 CNR의 변화, 소거율의 변화, 기록 파워에 따른 CNR의 변화, 반사막의 두께에 따른 지터의 변화, CNR의 변화 및 반사율의 변화에 대해 조사함으로써 이루어졌다. 그 결과를 표 1~6 및 제 2~7도에 나타내었다.()
표1~3 및 제3~5도에서 알 수 있는 바와 같이, 실시예의 상변화형 광디스크는 적은 기록 파워 및 소거 파워에서도 높은 CNR 및 소거율을 가지는 반면, 비교예에서는 이들 특성이 좋지 못하였다.
또한, 표4~6 및 제6~8도에서 알 수 있는 바와 같이, 실시예의 경우 반사막의 두께가 200~1000Å의 범위에서는 지터값, CNR 및 반사율이 비교예에 비하여 양호하였다.
이상에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 상변화형 광디스크에서는 적은 기록 파워 및 소거 파워에서도 높은 CNR을 보이고 열적으로 안정되어 고밀도 기록을 위한 마크-엣지 기록시 기록감도가 뛰어나며, CD-E와도 호환이 가능한 우수한 성능을 가지고 있다.
Claims (5)
- 기판상에 제1유전체막 , 기록막, 제 2유전체막, 및 반사막을 구비하고 있는 상변화형 광디스크에 있어서, 상기 기록막은 (AgGe)2-Sb2Te3로 형성되어 있고, 상기 반사막은 Al-Si-N로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 상변화형 광디스크.
- 제1항에 있어서, 상기 기록막의 두께가 50 내지 500Å인 것을 특징으로 하는 상변화형 광디스크.
- 제1항에 있어서, 상기 반사막의 두께가 200 내지 1000Å인 것을 특징으로 하는 상변화형 광디스크.
- 제1항에 있어서, 상기 제1유전체막의 두께가 200 내지 2500Å인 것을 특징으로 하는 상변화형 광디스크.
- 제1항에 있어서, 상기 제2유전체막의 두께가 200 내지 2500Å인 것을 특징으로 하는 상변화형 광디스크.
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1996
- 1996-03-22 KR KR1019960007890A patent/KR100200581B1/ko not_active IP Right Cessation
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