KR100284693B1 - 상변화형 디스크의 초기화 방법 - Google Patents

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Abstract

개시된 상변화형 광디스크의 초기화 방법은, 기판상에 제1절연체막과, 비정질 및 결정질 상태가 혼재하는 기록막과, 제2절연체막 및, 반사막이 순착적으로 증착된 상변화형 광디스크를 준비하는 제1단계와; 광디스크에 기록막을 융점 이상 가열할 수 있는 제1레이저빔을 조사하여, 기록막 내에 혼재하고 있는 결정질을 비정질 상태로 상변화시키는 제2단계와; 광디스크에 기록막을 재결정 온도 이상에서 융점 이하의 범위로 가열할 수 있는 제2레이저빔을 조사하여, 기록막을 결정질 상태로 상변화시키는 제3단계;를 포함한다. 이와 같은 초기화 방법은, 기록막내에 혼재된 결정질을 일단 비정질화시키고, 그 비정질화된 기록막을 다시 결정질화시키기 때문에, 결정립의 크기가 상대적으로 균일하게 분포되어, 지터에러가 개선되는 효과가 있다.

Description

상변화형 디스크의 초기화 방법
본 발명은 반복 기록이 가능한 상변화형 광디스크의 초기화 방법에 관한 것으로, 특히 지터 특성을 향상시킬 수 있도록 개선된 상변화형 광디스크의 초기화 방법에 관한 것이다.
일반적으로 광디스크에는, CD-ROM과 같은 재생전용 광디스크와, 정보를 반복하여 기록할 수 있는 반복 기록형 광디스크와, 일회에 한하여 정보를 기록할 수 있도록 된 일회 기록형 광디스크가 있다.
여기서 상기한 반복 기록이 가능한 광디스크 중에는, 특히 그 기록막의 상변화를 이용하여 정보를 기록하는 상변화형 광디스크가 많이 채용되고 있다. 이 상변화형 광디스크(10)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 기판(1)상에 제1절연체막(2)을 증착시키고, 그 위에 레이저빔의 조사에 따라 상변화 특성을 나타내는 박막 즉, 기록막(3)을 증착시킨 후, 그 위에 다시 제2절연체막(4)과 반사막(5)을 증착시켜서 이루어진다. 여기서 상기 기록막(3)은 이와 같은 증착공정이 완료된 후에 전체적으로 비정질 상태를 형성하게 되지만, 소량의 결정질 상태도 혼재하게 된다. 그런데 상기 기록막(3)에 정보를 기록하기 위해서는 그 기록막(3)의 초기상태를 비정질 상태에서 결정질 상태로 바꿔줘야 한다. 따라서 레이저빔을 상변화 기록막에 조사하여 가열함으로써 비정질 상태를 결정질 상태로 상변화시키게 되며, 이때부터가 비로서 정보를 반복적으로 기록하면서 사용할 수 있는 상변화형 광디스크가 되는 것이다. 이와 같이 초기에 기록막(3)을 비정질 상태에서 결정질 상태로 바꾸는 처리공정을 광디스크 초기화라고 부른다. 즉, 이 초기화 작업으로 반사율이 상대적으로 낮은 비정질 상태를, 반사율이 상대적으로 높은 결정질 상태로 바꿔주는 것이다.
종래에는 이러한 광디스크 초기화의 한 방법으로서, 상기와 같이 증착이 완료된 광디스크에 3∼6mW의 저출력 레이저빔을 조사하여 비정질 상태의 기록막(3)을 결정화시키는 방법이 사용되었다. 이렇게 형성된 결정질 상태는 기록된 정보가 없는 상태 즉, 초기화된 상태가 되며, 여기에 8∼13mW 파워의 고출력 레이저빔 즉, 상기 기록막(3)을 융점이상 가열할 수 있는 레이저빔을 조사하면 결정질 상태가 다시 반사율이 낮은 비정질 상태로 상변화되면서 정보가 기록되는 것이다. 따라서, 결정질과 비정질 상태의 반사율 차이를 이용하여 정보를 소거 및 기록하게 되는 것이다. 그런데, 초기화를 거치기 전 증착에 의해 형성된 기록막(3)은, 도 2a에 도시한 바와 같이 비정질(A)과 결정질 상태(C)가 혼재하고 있기 때문에, 이를 상기와 같은 종래의 초기화 방법에 의해 결정화하게 되면, 도 2b와 같이, 비정질 상태(A)는 작은 결정립(A')으로 상변화되고, 기존의 결정질 상태(C)는 결정립 성장을 통해 조대한 결정립(C')으로 성장하게 된다. 실제 실험결과에서도, 증착후에 직경 9∼10Å크기의 결정립이 비정질 내에 소량 혼재되어 있다가, 상기와 같은 방법의 초기화 작업이 완료된 후에 약 13Å 크기의 결정립으로 성장되어 있는 것이 관측되었다. 따라서 초기화 이후에 작은 결정립과 조대한 결정립이 혼재되어 조직이 불균일해지고, 그에 따라 지터에러가 증가되는 문제점이 있다. 여기서 상기 지터에러란, 상기 기록막(3)에 기록하고자 하는 정보 신호의 길이와, 실제로 기록된 정보 신호의 길이 간의 편차를 나타내는 것으로, 이 편차가 증가할수록 재생 특성이 악화된다. 이와 같은 지터에러는, 도 5에 점선으로 도시된 바와 같이, 기록막의 동일 위치에 정보의 소거 및 기록을 1회∼5회 정도 수행할 때까지 크게 나타나고 그 이후에는 점차 안정되는데, 이는 초기에 불균일했던 조직이 반복적인 레이저빔의 가열에 의해 점차 균일해지기 때문이다. 그러나 통상적으로 한 디스크에 대해 1∼5회 정도의 반복 기록이 가장 많이 수행되는 범위이기 때문에, 이 범위에서 상기와 같이 지터에러가 증가되는 것은 상변화형 광디스크의 신뢰도를 저하시키는 요인이 되고 있다. 이중 특히 2회 반복 기록시에 지터 에러가 크게 증가하는 것을 볼 수 있다.
한편, 종래에 상변화형 광디스크를 초기화하는 다른 방법으로서, 증착이 완료된 상변화형 광디스크에 250∼700mW의 고출력 파워 레이저빔을 조사하여 기록막을 결정질화시키는 방법이 채용된 바 있으나, 이때에도 도 5에 일점쇄선으로 도시된 바와 같이, 1∼10회 반복 기록시에 지터 에러가 증가되는 현상이 나타났으며, 특히 2회 반복 기록시에 지터 에러가 크게 증가하였다. 이 경우에도, 증착 완료시 비정질 내에 혼재하던 결정질이, 상기와 같은 초기화를 거치면서 성장하여, 결국 조직을 불균일하게 만드는 원인이 되기 때문으로 판단된다. 따라서 이와 같은 조직입자의 불균일화를 억제함으로써, 최초 몇차례 반복 기록시의 지터에러 증가를 억제할 수 있는 상변화 광디스크의 초기화 방법이 요구되고 있다.
본 발명은 상기의 점을 감안하여 창출된 것으로서, 기록막의 조직입자를 균일하게 형성시킴으로써 지터특성의 악화를 억제할 수 있도록 된 상변화형 광디스크의 초기화 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 상변화형 광디스크의 단면 구조를 개략적으로 보인 도면,
도 2a 및 도 2b는 종래의 초기화 방법에 의해 상변화형 광디스크의 기록막 조직이 변화하는 과정을 개념적으로 도시한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 상변화형 광디스크의 초기화 방법을 나타낸 플로우 챠트,
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 초기화 방법에 의해 상변화형 광디스크의 기록막 조직이 변화하는 과정을 개념적으로 도시한 도면,
도 5는 종래의 초기화 방법과 본 발명의 초기화 방법에 의해 각각 초기화된 상변화형 광디스크간의 지터에러 발생 차이를 보인 그래프,
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1...기판 2...제1절연체막
3...기록막 4...제2절연체막
5...반사막 10...상변화형 광디스크
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 상변화형 광디스크의 초기화 방법은, 기판상에 제1절연체막과, 비정질 및 결정질 상태가 혼재하는 기록막과, 제2절연체 및, 반사막이 순착적으로 증착된 상변화형 광디스크를 준비하는 제1단계와; 상기 광디스크에 상기 기록막을 융점 이상 가열할 수 있는 제1레이저빔을 조사하여, 상기 기록막 내에 혼재하고 있는 결정질을 비정질 상태로 상변화시키는 제2단계와; 상기 광디스크에 상기 기록막을 재결정 온도 이상에서 융점 이하의 범위로 가열할 수 있는 제2레이저빔을 조사하여, 상기 기록막을 결정질 상태로 상변화시키는 제3단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 상변화형 광디스크의 초기화 방법을 나타낸 플로우 챠트이며, 도 4a 내지 도 4c는 도 3의 단계를 따라 상변화형 광디스크의 조직이 변화하는 것을 개념적으로 도시한 것이다.
먼저 전술한 도 1에서 설명한 바와 같이 기판(1)상에 제1절연체막(2), 기록막(3), 제2절연체막(4) 및, 반사막(5)이 순차적으로 증착된 상변화형 광디스크(10)를 준비한다(S1). 여기서 상기 기록막(3)은, 도 4a에 도시된 바와 같이, 대부분 비정질 상태(A)를 형성하고 있으며, 그 중 소량의 결정질 상태(C)가 혼재되어 있다. 이 상태에서 정보 기록용 레이저빔인 8∼13mW의 레이저빔(이하 제1레이저빔이라 칭함)을 상기 광디스크(10)에 조사한다(S2). 이 제1레이저빔은 상기 기록막(3)을 융점 이상까지 순간 가열할 수 있는 파워를 지닌 것으로, 이 제1레이저빔의 조사에 의해 상기 기록막(3) 내에 혼재하던 결정질(C)이, 도 4b에 도시된 바와 같이 비정질 상태(A)로 상변화하게 된다. 이와 같이 혼재된 결정질의 비정질화는 상기 제1레이저빔을 20∼100회 반복 조사하였을 때 가장 효과적이다. 다음으로 기록 소거용 레이저빔인 3∼7mW의 레이저빔(이하 제2레이저빔이라 칭함)을 상기 광디스크(10)에 1∼30회 반복 조사하면, 기록막(3)을 형성하고 있던 비정질 상태(A)가 이 제2레이저빔에 의해 재결정온도 이상∼융점이하의 온도범위로 가열되어, 도 4c와 같이 결정질 상태(A')로 상변화되면서 정보를 기록할 수 있는 상태로 초기화된다(S3). 이와 같은 방법에 의하면, 상기 S2단계에서 기록막(3)내에 혼재된 결정질을 일단 비정질화시키고, 상기 S3단계에서 그 비정질화된 기록막(3)을 다시 결정질화시키기 때문에, 결정립의 크기가 종래에 비해 상대적으로 균일하게 분포된다. 그리고 상기 제1레이저빔 및 제2레이저빔은 각각 그 파장이 450∼830nm인 것을 사용하는 것이 바람직한데, 이는 이 파장범위의 레이저빔이 가열후의 냉각속도를 빠르게 하는데 유리하기 때문이다.
이와 같은 본 발명의 초기화 방법에 따라 초기화된 상변화형 광디스크의 지터 특성 측정 결과를 도 5의 실선으로 도시하였다. 이 측정에 사용된 상변화형 광디스크는 다음의 조건으로 초기화되었다. 먼저, 0.6mm 두께의 기판위에 ZnS-SiO2계의 제1절연체막과, GeSbTe계의 기록막과, ZnS-SiO2계의 제2절연체막 및, Al-Ti계의 반사막을 순차적으로 증착시켰으며, 상기 기록막은 6.8×10-3mbar의 진공도에서 40W의 증착파워로 증착시켰다. 여기서 상기 기록막을 GeSbTe계 대신에 AgInSbTe계로, 상기 반사막을 Al-Ti계 대신에 Cu계로 대체할 수도 있다. 그리고 증착된 기록막 중에 혼재된 결정질을 비정질화시키기 위해, 680nm 파장을 지닌 9.2mW출력의 제1레이저빔을 50회 반복조사하였다. 이후, 680nm 파장을 지닌 5.2mW의 제2레이저빔을 1회 조사하여 기록막을 결정질화시킴으로써 초기화를 완료하였다. 그 결과, 도 3의 실선으로 도시된 바와 같이, 최초 1회∼10회 반복 기록시에도 지터 에러가 10% 이내로 유지되는 것을 확인할 수 있었다. 이는 종래에 방법으로 초기화된 상변화형 광디스크가, 도 5의 점선 및 일선쇄선으로 각각 도시된 바와 같이, 특히 2회 반복 기록시에 각각 26%와 16% 정도의 지터에러를 나타낸 데에 비해 상당히 향상된 수준임을 알 수 있다. 이는, 상기한 본 발명의 초기화 방법을 거치면서 기록막의 결정립 크기가 균일하게 분포되기 때문에 나타나는 결과이며, 따라서 초기 1회∼10회 반복기록시에도 상변화형 광디스크의 지터에러가 억제되는 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 상변화형 광디스크의 초기화 방법에 따르면, 기록막의 결정립 분포를 균일하게 유지할 수 있기 때문에, 특히 최초 1회∼10회 정도 반복 기록이 수행될 때의 지터에러가 개선되는 이점이 있다.
본 발명은 상기에 설명되고 도면에 예시된 것에 의해 한정되는 것은 아니며, 다음에 기재되는 청구의 범위 내에서 더 많은 변형 및 변용예가 가능한 것임은 물론이다.

Claims (5)

  1. 기판상에 제1절연체막과, 비정질 및 결정질 상태가 혼재하는 기록막과, 제2절연체막 및, 반사막이 순착적으로 증착된 상변화형 광디스크를 준비하는 제1단계와;
    상기 광디스크에 상기 기록막을 융점 이상 가열할 수 있는 제1레이저빔을 조사하여, 상기 기록막 내에 혼재하고 있는 결정질을 비정질 상태로 상변화시키는 제2단계와;
    상기 광디스크에 상기 기록막을 재결정 온도 이상에서 융점 이하의 범위로 가열할 수 있는 제2레이저빔을 조사하여, 상기 기록막을 결정질 상태로 상변화시키는 제3단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 상변화형 광디스크의 초기화 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2단계의 제1레이저빔은 8∼13mW의 출력으로 상기 기록막에 20∼100회 반복 조사되는 것을 특징으로 하는 상변화형 광디스크의 초기화 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1레이저빔은 그 파장이 450∼830nm인 것을 특징으로 하는 상변화형 광디스크의 초기화 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제3단계의 제2레이저빔은 3∼7mW의 출력으로 상기 기록막에 1∼30회 조사되는 것을 특징으로 하는 상변화형 광디스크의 초기화 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2레이저빔은 그 파장이 450∼830nm인 것을 특징으로 하는 상변화형 광디스크의 초기화 방법.
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