KR100258938B1 - 상변화형 광디스크 - Google Patents
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Abstract
결정화 속도 향상 및 결정화 온도를 낮출 수 있도록 기록막의 조성을 변경한 상변화형 광디스크가 개시되어 있다.
이 광디스크는 기판과; 기판 상에 형성된 제1유전체막과; 제1유전체막 상에 형성되고, Ge-Sb-Te-Ti 혼합물을 구비하여 입사빔에 의해 실질상 비정질 상태와 실질상 결정질 상태로 전환될 수 있는 기록막과; 기록막 상에 형성된 제2유전체막과; 제2유전체막 상에 형성된 반사막;을 포함하여 된 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 기록/재생 가능한 상변화형 광디스크에 관한 것으로서, 상세하게는 결정화 속도 향상 및 결정화 온도를 낮출 수 있도록 기록막의 조성을 변경한 상변화형 광디스크에 관한 것이다.
일반적으로 광디스크는 비접촉식으로 정보를 기록/재생하는 광픽업장치의 정보 기록매체로 채용된다. 이 광디스크는 정보는 기록 형식에 따라, 상변화형 광디스크와, 피트형 광디스크 및 광자기 디스크로 구분할 수 있다.
상변화형 광디스크는 입사되는 레이저 빔의 파우어 및 냉각속도에 따라서 레이저 빔이 조사된 기록막이 결정질 상태가 되거나 비정질 상태가 되는 성질을 가진다. 여기서, 기록막은 기록용 레이저 빔 조사시 녹아야하며, 비정질 상태가 될수록 충분히 냉각속도가 커야하고, 상온에서 안정되어야 한다. 또한, 결정질 상태와 비정질 상태에서의 반사율 차이가 커야하며, 결정화 속도가 빨라야 한다.
이 상변화형 광디스크는 입사되는 레이저 빔의 파우어를 조절함으로써 그 기록면에 정보의 기록, 소거 및 기록된 정보를 재생할 수 있으므로, DVD-RAM등으로 널리 이용된다.
제1도를 참조하면, 종래의 상변화형 광디스크는 광(L)이 조사되는 쪽으로부터 기판(11), 제1유전체막(12), 기록막(13), 제2유전체막(14), 반사막(15) 및 보호판(17)으로 구성된다.
상기 기판(11)은 투명한 재질인 폴리카보네이트(PC; Ploy-carbonate)로 형성되며, 상기 보호판(17)과 더불어 상기 제1 및 제2유전체막(12)(14)과 기록막(13)을 보호한다.
상기 제1유전체막(12)은 혼합된 ZnS과 SiO2로 구성되며, 상기 기판(11) 상에 형성된다. 상기 기록막(13)은 Ge-Sb-Te 혼합물로 구성되며, 입사되는 레이저 빔의 파우어 및 냉각속도에 따라 비정질 상태와, 결정질 상태를 가진다. 상기 제2유전체막(14)은 상기 제1유전체막(12)과 마찬가지로 ZnS과 SiO2로 구성되며, 상기 기록막(13)상에 형성된다. 상기 반사막(15)은 Al-Ti 합금등의 반사율의 좋은 재질로 구성되며, 상기 제2유전체막(14)상에 위치되어 입사광을 반사시킨다. 상기한 바와 같은, 상기 제1 및 제2유전체막(12)(14), 기록막(13) 및 반사막(15)은 상기 기판(11)상에 증착등의 공정에 의해 제작되는 반면, 상기 보호판(17)은 별도의 디스크로 제작되어 접합층(16)에 의해 상기 반사막(15)에 결합된다. 이 보호판(17)은 상기 반사막(15)의 산화 및 긁힘 방지와, 상변화형 광디스크 전체의 강도를 유지시킨다.
상기 기록막(13)의 상,하부에 각각 배치되며 우수한 열저항 특성을 갖는 상기 제1 및 제2유전체막(12)(14)은 입사된 레이저 빔에 의해 상기 기록막의 온도가 급격히 변화하는 경우 상기 기판(11)과 상기 반사막(15) 및 보호판(17)이 견딜 수 있도록 보호하는 막이다.
상기한 바와 같이, 구성된 종래의 상변화형 광디스크는 기록/재생시 결정화 속도가 100ns에서 50ns 정도이고, C/N(carrier to noise)비가 약 50dB 주변의 값을 갖는 등 특성이 우수하다.
하지만, 레이저 파장이 단파장화 될수록 지터(jitter)값이 증가하는 문제점이 있다. 또한, 기록/재생을 중복 수행시, Ge-Sb-Te 혼합물로 구성된 기록막의 결정립이 조금씩 성장하여 기록막이 불균일해지는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 기록막에 조성물을 첨가하여 단파장 광에서 지터값 증가를 방지하고, 기록막의 결정립의 성장을 억제할 수 있도록 된 상변화형 광디스크를 제공하는데 그 목적이 있다.
제1도는 종래의 상변화형 광디스크를 보인 개략적인 단면도.
제2도는 본 발명의 실시예에 따른 상변화형 광디스크를 보인 단면도.
제3도는 제1도와 제2도에 각각 도시된 상변화형 광디스크의 C/N비 대 기록파워를 비교하여 보인 그래프.
제4도는 제1도와 제2도에 각각 도시된상변화형 광디스크의 지터 대 중복기록수를 비교하여 보인 그래프.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
21 : 기판 22 : 제1유전체막
23 : 기록막 24 : 제2유전체막
25 : 반사막 26 : 접합층
27 : 보호판
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 상변화형 광디스크는, 기판과; 상기 기판 상에 형성된 제1유전체막과; 상기 제1유전체막 상에 형성되고, Ge-Sb-Te-Ti 혼합물을 구비하여 입사빔에 의해 실질상 비정질 상태와 실질상 결정질 상태로 전환될 수 있는 기록막과; 상기 기록막 상에 형성된 제2유전체막과; 상기 제2유전체막 상에 형성된 반사막;을 포함하여 된 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.
제2도는 본 발명의 실시예에 따른 광 디스크를 보인 개략적인 단면도이다. 도시된 바와 같이, 광디스크는 광(L)이 조사되는 쪽으로부터 순차로, 기판(21), 제1유전체막(22), 기록막(23), 제2유전체막(24), 반사막(25) 및 보호판(27)을 포함하여 구성된다.
상기 기판(21)은 0.6mm 두께의 투명한 폴리카보네이트(PC ; Ploy-carbonate)재질이며, 상기 보호판(27)과 더불어 상기 제1 및 제2유전체막(22)(24)과 기록막(23)을 보호한다.
상기 제1유전체막(22)은 혼합된 ZnS과 SiO2로, 상기 기판(21) 상에 증착에 의해 형성된다.
상기 기록막(23)은 Ge-Sb-Te-Ti 혼합물로 구성되며, 입사되는 레이저 빔의 파우어 및 냉각속도에 따라 비정질 상태와, 결정질 상태를 가진다. 본 발명은 기록막(23)에 상기한 Ti를 첨가함으로써 결정립을 미세화하여 균일한 기록막을 유지시킬 수 있도록 된 것에 특징이 있다. 여기서, 대략 650cm 이하의 단파장광에서 정보의 기록 재생이 가능하도록 함과 아울러, 냉각속도를 고력하여 상기 기록막(23)의 두께 Tr은 수학식 1을 만족하는 것이 바람직하다.
또한, 결정화 온도가 낮고, 4.7GByte 이상의 기록용량을 가질 수 있도록 상기 기록막(23)이 열적으로 안정되고, 낮은 결정화온도와 빠른 결정화속도를 구현하기 위하여 상기 기록막(23)의 조성 범위는 (GeSbTe)100-χTiχ이고, 상기 χ는 아래의 수학식 2를 만족하는 것이 바람직하다.
상기 제2유전체막(24)은 상기 기록막(23)상에 증착 형성되며, 상기 제1유전체막(22)과 마찬가지로 혼합된 ZnS과 SiO2로 구성된다.
상기 반사막(25)은 Al 합금(Al-Ti 1.5wt%)등의 반사율의 좋은 재질로 구성되며, 상기 제2유전체막(24)상에 증착된다. 이 반사막(25)은 상기 기판(21) 및 기록막(23)을 투과하여 입사된 광을 상기 기판(21)쪽으로 반사시킨다.
여기서, 상기 기판(21) 상에 상기 제1유전체막(22), 기록막(23), 제2유전체막(24) 및 반사막(25)의 증착은 스퍼터링에 의해 수행되며, 증착 조건으로 40W의 증착파워와, 진공도 6.8×10-3Torr인 것이 바람직하다.
상기 보호판(27)은 별도의 디스크로 제작되어 접합층(26)에 의해 상기 반사막(25)에 결합된다. 이 보호판(27)은 상기 반사막(25)의 산화 및 긁힘 방지와, 상변화형 광디스크 전체의 강도를 유지시킨다.
이하, 표 1 및 표 2와, 제3도 및 제4도를 참조하여, 제1도에 도시된 종래의 상변화형 광디스크와 제2도에 도시된 상변화형 광디스크의 C/N비 대 기록파워 그리고, 지터 대 중복기록 수를 비교 분석하면 다음과 같다.
기록파워에 따른 C/N비를 살펴 보기 위하여, 상변화형 광디스크에 400mW의 광을 선속도 7m/sec의 속도로 조사하여 균일한 결정질 상태로 초기화하고, 635nm 파장의 레이저 빔의 기록파워를 변화시키면서, 펄스텍(Pulstec)사의 DDU-100 장비를 이용하여 측정하였다. 그 측정 결과는 표 1 및 제3도에 도시된 바와 같다.
[표 1]
실험 결과를 분석하여 보면, C/N비의 변하는 비교예(제3도의 10a)인 경우 기록파워 9.0mW에서 53dB가 측정된 반면, 실시예(제3도의 10b)의 경우 약 60dB이 측정되었다. 이로부터 본 발명의 광디스크는 사용되는 레이저 빔으로 파장이 635mm인 레이저 빔 뿐만 아니라 그 이하의 단파장 레이저 빔을 이용할 수 있음을 알 수 있다.
반복 기록 수에 따른 지터(jitter)(σ/Tw(%))를 살펴 보기 위하여, 635nm 파장의 레이저 빔을 사용하고, 기록파워 7-11mW, 소거 파워 4mW로 실험을 행하였다.
그 측정 결과는 표 2 및 제4도에 도시된 바와 같다.
[표 2]
실험 결과를 분석하여 보면, 광디스크의 지터는 중복 기록 수가 105회에서 비교예(제4도의 10b)의 기록막 사용할 때에는 6.0%인 반면, 실시예(제4도의 20b)에서는 5.0%였다. 이는 기록막 성분으로 고융점 재료인 Ti를 첨가함에 의해 기록마크의 열적 변형이 감소되어 낮은 지터값을 갖도록 함에 기인한 것이다. 따라서, 중복 기록 수가 105회인 경우에도 지터가 5% 정도인 우수한 동특성을 갖는다.
상기한 바와 같이, 구성된 본 발명에 따른 상변화형 광디스크는 그 기록막에 고융점 재료인 Ti를 첨가함에 의해 결정립을 미세화시킴으로서, 중복 재생시에도 기록막이 균일하도록 한다. 또한, C/N비 향상 및 지터 특성이 향상되므로, 결정화 온도가 150℃이하로 내려가고 결정화 속도가 빨라져 낮은 파워의 레이저 빔으로 기록 재생이 가능하도록 한다.
Claims (5)
- 기판과;상기 기판 상에 형성된 제1유전체막과; 상기 제1유전체막 상에 형성되고, Ge-Sb-Te-Ti 혼합물을 구비하여 입사빔에 의해 실질상 비정질 상태와 실질상 결정질 상태로 전환될 수 있는 기록막과; 상기 기록막 상에 형성된 제2유전체막과; 상기 제2유전체막 상에 형성된 반사막;을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 상변화형 광디스크.
- 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2유전체막 각각은 ZnS-SiO2혼합물을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 상변화형 광디스크.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 반사막은 Al 또는 Al 합금으로 된 것을 특징으로 하는 상변화형 광디스크.
- 제1항에 있어서, 상기 기록막의 두께 Tr은 아래의 식을 만족하는 것을 특징으로 하는 상변화형 광디스크.100Tr
500[Å]
- 제1항에 있어서, 상기 기록막의 조성 범위는 (GeSbTe)100-χTiχ이고, 상기 χ는 아래의 조건식을 만족하는 것을 특징으로 하는 상변화형 광디스크.0〈χ〈5[at%]
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| KR1019970037540A KR100258938B1 (ko) | 1997-08-06 | 1997-08-06 | 상변화형 광디스크 |
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| KR1019970037540A KR100258938B1 (ko) | 1997-08-06 | 1997-08-06 | 상변화형 광디스크 |
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| KR19990015419A KR19990015419A (ko) | 1999-03-05 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100708102B1 (ko) * | 2000-09-21 | 2007-04-16 | 삼성전자주식회사 | 청색 레이저용 상변화 디스크 |
-
1997
- 1997-08-06 KR KR1019970037540A patent/KR100258938B1/ko not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100708102B1 (ko) * | 2000-09-21 | 2007-04-16 | 삼성전자주식회사 | 청색 레이저용 상변화 디스크 |
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| Publication number | Publication date |
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| KR19990015419A (ko) | 1999-03-05 |
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