KR100244213B1 - 광자기 기록 매체의 제조방법 - Google Patents

Abstract

하나의 타겟(Target)을 이용하고, 스퍼터링시 가스 주입량을 조정하여 다층 구조의 기록층을 형성할 수 있도록 한 광자가 기록매체의 제조방법은 기판상에 제1유전체층을 형성하는 단계; 일정조성을 갖는 하나의 타겟에 아르곤가스를 주입하면서 스퍼터링을 하여 상기 제1 유전체층상에 제1 기록층을 형성하는단계; 상기 타겟에 주입되는 아르곤가스에 산소(O₂), 질소(N₂) 또는 수증기(H₂O)를 일정비율로 혼합하여 주입하면서 스퍼터링하여 상기 제1 기록층상에 제2 기록층을 형성하는 단계; 상기 제2 기록층상에 제2 유전체층을 형성하고, 이 제2 유전체층상에 반 사막을 형성하는 단계로 이루어져 조성이 다른 타겟을 별도로 제작하거나 공정마다의 타겟이 교환을 할 필요가 없으며 설비의 절감화를 기할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Description

광자가 기록매체의 제조방법

본 발명은 광 자기 기록배체에 관한 것으로서, 특히 광자가 기록매체의 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 광자가 기록매체는 CD(Compact Disk), VD(Video Disk)등으로서, 사용자가 디스크를 재생하여 기록된 정보를 재생시키기만 하는 ROM(Read Only Memory)형과, 정보를 한 번만 기록한 후 그것을 여러번 재생시키는 WORM(Write once read memory)형과, 기록과 재생을 마음대로 할 수 있는 이레이져블(erasable)형이 있다.

여기서, 상기 이레이져블형에는 일정한 파워(power)의 레이저(laser)를 조사함과 아울러 자기헤드(미도시) 또는 코일(미도시)에 의해 외부자장을 변조하는 자계변조 방식이 있다.

이때, 상기 자계변조 방식은 정보의 소거 및 기록을 동시에 수행하는 오버라이트용(overwrite) 광자가 디스크를 의미한다.

이러한, 종래 기술에 따른 자계변조방식의 오버라이트용 광 자기 디스크의 구조 제1도에 도시되었다.

제1도을 참조하여 구조를 보면, 자성기판(1)상에 제1유전체층(2), 제1기록층 (3), 제2기록층(4), 제2유전체층(5), 반사층(6)의 적층순으로 이루어져 있다.

여기서, 상기 제1기록층(3)은 보다력이 크고 보상온도가 낮은 조성으로 이루어져 있고, 제2기록층(4)은 보자력이 크고 큐리(curie)온도가 큰 조성으로 이루어져 있는 것이다.

이러한 1,2 기록층(3,4)을 제조하는 종래의 방법을 살펴보면, 먼저 제 1유전체층(2)이 형성되 자성기판(10과 타겟을 스퍼터챔버(미도시)내에 넣고, 타이겟에 전압을 인가하면서 이르곤가스를 상기 챔버내로 주입시킨다.

이때, 상기 아르곤가스 이온은 상기 카겟에 충돌하면서 플라즈마 방전이 발생한다.

플라즈마 방전이 발생하게 되면, 상기 타겟의 조성물질이 피착되면서 상기 제1유전체층(2)상에 타겟의 조성물질에 의해 1기록층(3)이 형성된다.

이렇게 제1 기록층(3)이을 형성한 후 상기 타겟과 조성물질이 다른 조성물질의 타겟을 이용하여 상기와 같은 방법으로 제2 기록층(4)을 형성하게 되는 것이다.

또한 상기와 같은 조건을 갖는 스퍼터 챔버내에 조성이 서로 다른 두개의 타겟을 구성하여 먼저, 하나의 타겟을 사용하여 제1 기록층(3)을 스퍼터링(sputtering)한 후, 또 다른 타겟을 이용하여 제2 기록층(4)을 형성한다.

이때, 상기 조성이 서로다른 두개의 타겟 사이에는 스퍼터링에 따른 상호 오염 내지는 피막방지를 위해 칸막이를 설치한다.

종래 기술에 따른 광 자기 기록매체의 제조방법은 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 조성이 상이한 타겟의 제조와, 공정에 따른 타겟의 교환 및 타겟의 다수 배열에 따른 스퍼터챔버의 크기가 증대되는 다른 문제점이 있다.

둘째, 복잡한 공정을 수행하기 위하여 복잡한 스퍼터링의 설계(고용적에 따른 진공장치의 고가화, 기타부대장치의 필요등)가 이루어져야 하는 문제점이 있다.

세째, 설비 및 공정의 복잡화에 따른 제조원가가 상승되는 또 다른 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상이한 종래 기술에 따른 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 본 발명의 목적은 하나의 티겟을 이용하여 스퍼터링시 가스 주입량을 조정하여 다층구조의 기록층을 형성할 수 있도록 한 광자기 기록매체의 제조방법을 제공함에 있다.

제1도는 2층 기록막을 갖는 일반적인 자계변조방식의 광 디스크 적층구조를 나타낸 도면.

제2도는 본 발명에 따른 광자가 기록매체의 제조방법에 있어서 다층 기록막을 형성하기 위한 스퍼터링 시스템을 나타낸 도면.

제3도는 본 발명의 광 자기 기록매체의 제조방법에 있어서, 산소주입량에 따른 보자력의 변화특성을 나타낸 도면.

제4도는 본 발명의 광 자가 기록매체의 제조방법에 있어서, 산소주입량에 따른 포화자화 변화특성을 나타낸 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 기판 2 : 제1 유전체층

3 : 제1기록층 4 : 제2기록층

5 : 제2유전체층 6 : 반사층

7 : 진공챔버 8 : 타겟

9 : 아르곤 가스주입구 10 : 산소주입구

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광 자기 기록매체의 제조방법의 특징은 기판상에 제2 유전체층을 형성하는 단계; 일정조성을 갖는 하나의 타겟에 아르곤가스를 주입하면서 스퍼터링을 하여 상기 제1 유전체층상에 제1 기록층을 형성하는 단계; 상기 타겟이 주입되는 아르곤가스에 산소(O₂), 질소(N₂) 또는 수증기(H₂O)를 일정비율로 혼합하여 주입하면서 스퍼터링하여 상기 제 기록층사에 제2 기록층을 형성하는 단계; 상기 제2 기록층상에 제2 유전체층을 형성하고, 이 제2 유전체층상에 반사막을 형성하는 단게로 이루어짐에 있다.

이하, 본 발명에 따른 광 자기 기록매체의 제조방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 살펴보기로 한다.

먼저, 제1도에 도시된 바와 같이 폴리카보나이트(polycarbonate), PMMA, 글라스(glass)등과 같은 기판(1)사에 마그네트론 스퍼터링(magnetron-sputtering)방법으로 Sin, AIN SiO₂등과 같은 물질로 제1 유전체층(2)을 일정 두께 (약 600-1100Å)증착한다.

이어, 상기 제1 유전체층(2)상에 Tb-Fe-Co(또는 Gd-Fe-Co, Gd-Tb-Fe-Co)로 조성된 하나의 합금 타겟을 사용하여 스퍼터링하면서, 이르곤(Ar)가스를 주입한 상태에서 제1 기록층(3)을 형성한 후 이어서 산소를 주입하면서 제2 기록층(4)을 형성한게 된다.

이후, 상기 제2 기록층(4)상에 제2 유전체층(5)을 형성하고, 상기 제2 유전체층 (5)상에 반사막을 형성하므로서 오버라이트용 광자가 디스크를 제조하는 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 광자가 기록매체의 제조방법에 있어서 다층 기록막을 형성하기 위한 스퍼터링 시스템을 나타낸 도면으로서, 도 2를 참조하여 상술한 광자가 기록매체의 제조방법중 제 1,2 기록층(3,4)제조방법에 대하여 상세하게 살펴보기로 한다.

진공챔버(7)내에 제2 유전체층(2)이 형성된 기판(A)과, 하나의 타겟(8), 아르곤 주입구(9) 및 산소주입구(10)를 설치한다.

먼저, 아르곤가스 주입구(9)를 통해 아르곤가스를 진공챔버(7)내로 주입시킴과 동시에 Tb-Fe-Co합금 타겟(8)에 전압을 인가한다.

그러면, 상기 아르곤가스와 상기 타겟(8)의 충돌로 인해 플라즈마 방번이 이루어진다.

상기 플라즈마 방전으로 인해 상기 타겟 조성합금을 갖는 제1 기록층(3)이 형성된다.

이어, 아르곤가스를 계속 주입하면서 산소 주입구(10)를 통해 산소를 주입하여 수퍼터링하면, Tb-Fe-Co(또는 Gd-Fe-Co, Tb-Fe-Co)로 된 타겟에서 스퍼터되어 발생되는 Tb, Fe, Co중에서 산소와 가장 친화력이 강한 희토류원소(Tb 또는 Gd)가 안정된 산화물 Tb₂O₃로 되어 이와 같은 산화물을 갖는 조성의 제2 기록층(4)이 상기 제1 기록층(3)상에 형성되는 것이다.

이때, 산화물은 -10Å단위로 골고루 퍼져있어 자기 도메인(Domain)영역에 영향을 미치지 않는다.

따라서, 상기 제 1, 2 기록층(3,4)은 순수한 아르곤가스로 제작한 자성박막에 비해 산화물로 형성된 Tb 만큼 감소된 유효조성을 갖게 된다.

상기 아르곤 가스에 대한 산소의 주입량은 자기적특성 보자력 및 포화자화를 변화시키는데, 산소주입량은 0.5%-3.0%사용가낭하나 아르곤가스 대비 약 2% 이내에서 가장 효율적이다.

여기서, 산소를 2%이상을 주입하게 되면 자기장 특성값의 변화는 더욱 커지나 광자가 디스크가 갖추어야 할 기본조건인 큰 Kerr회전막과 수직자기 이방상수가 매우 감소하게 되기 때문에 디스크의 CNR(Carrier To Noise)를 저하시킨다.

따라서, 산소 주입량을 조절 주입하여 원하는 유효조성과 자기적 특성을 얻을 수 있는 것이다.

이와 같이 산소주입량에 따른 자기적특성은 도 2 및 도 4에 도시되어 있다.

도3 은 본 발명의 광 자기 기록매체의 제조방법에 있어서, 산소주입량에 따른 보자력의 변화특성을 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 광 자기 기록매체의 제조방법에 있어서, 산소주입량에 따른 포화자화 변화특성을 나타낸 도면이다.

본 발명에서는 스퍼터용 주입가스로서 Ar + O₂가스만을 실시예로 나타냈으나, Ar + N₂가스 또는 Ar + H₂O가스를 사용해도 동일한 효과를 발생하기 때문에 이것 역시 사용가능한 것이다.

다만, N₂가스는 Fe와 결합하여 연자성층을 형성할 수 있으며, H₂O 는 자기적 특성 및 유효조성의 변화폭이 급격하여 자성조절이 용이하지 않으므로 주의를 요한다.

본 발명에 따른 광 자기 기록매체의 제조방법은 하나의 타겟을 사용하면서 스퍼터가스를 Ar가스 뿐만 아니라 Ar +O₂, Ar +N₂, Ar + H₂O가스의 혼합사용을 조절하여 원하는 자기적특성을 갖는 다층 기록막을 형성할 수 있는 이점이 있다.

따라서, 조성이 다른 타겟을 별도로 제작하거나 공정마다의 타겟의 교환을 할 필요가 없으며 설비의 절감화를 가할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (5)

1. 기판상에 제1 유전체층을 형성하는 단계; 일정조성을 갖는 하나의 타겟에 아르곤가스를 주입하면서 스퍼터링을 하여 상기 제1 유전체층상에 제1 기록층을 형성하는단계; 상기 타겟에 주입되는 아르곤가스에 산소(O₂), 질소(N₂) 또는 수증기(H₂O)를 일정비율로 혼합하여 주입하면서 스퍼터링하여 상기 제 기록층상에 제2 기록층을 형성하는 단계; 상기 제2 기록층상에 제2 유전체층을 형성하고, 이 제2 유전체층상에 반사층을 형성하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 광 자기 기록매체의 제조방법.
2. 상기 아르곤가스에 대한 산소, 질소 또는 수증기의 혼한비율은 0.5%-3.0%로 함을 특징으로 하는 광자기 기록매채의 제조방법
3. 제1항에 있어서, 상기 아르곤가스에 대한 산소, 질소 또는 수증기의 혼한비율은 1.0%-2.0%로 함을 특징으로 하는 광자기 기록매채의 제조방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 타겟은 Tb-Fe-Co 또는 Gd-FE-Co, Gd-Tb-Fe-Co로 조성된 합금 타겟임을 특징으로 하는 광자기 기록매채의 제조방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 제2 기록층은 Tb₂O₃의 산화물을 갖는 조성의 기록막임을 특징으로 하는 광자기 기록매채의 제조방법.