KR100364506B1 - 광기록매체및그제조법 - Google Patents

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Abstract

기판상에 형성된 기록층에 빛을 조사함으로써, 정보의 기록, 소거, 재생이 가능하며, 정보의 기록 및 소거가 비결정질상과 결정질상 사이의 상변화에 의하여 실시되는 광기록매체에 있어서, 상기한 광기록매체가 투명기판상에 적어도 제1유전체층, 기록층, 제2유전체층 및 반사층을 순서대로 적충한 구조를 보유하며, 상기 제2유전체층이 투명하지 않는 광기록매체이다.
낮은 파워에서 기록을 소거할 수 있다. 다수회의 기록소거를 반복하여도 동작이 안정되고, 특성의 열화가 거의 없다. 내습열성, 내산화성이 우수하며 수명이 길다.

Description

광기록매체 및 그 제조법
종래의 재기록가능한 상변화형 광기록매체의 기술은, 아래와 같은 것이다.
이들의 광기록매체는, 텔루리움(Te) 등을 주성분으로 하는 기록층을 보유하며 기록시는, 결정상태의 기록층에 집속된 레이저광 펄스를 단시간 조사하고, 기록층을 부분적으로 용융한다. 용융된 부분은 열확산에 의하여 급냉되어 고화되며, 비결정질상태의 기록마크가 형성된다. 이 기록마크의 광선반사율은, 결정상태보다 낮아, 광학적으로 기록신호로서 재생가능하다.
또, 소거시에는 기록마크부분에 레이저광을 조사하며 기록층의 융점이하, 결정화온도 이상의 온도로 가열함으로써, 비결정질상태의 기록마크를 결정화하고, 본래의 미기록상태로 복귀시킨다.
이들의 재기록가능한 상변화형 광기록매체의 기록층 재료로서는, Ge2Sb2Te5등의 합금(N.Yamada et al, Proc. Int. Symp. on Optical Memory 1987 p61∼66)이 알려져 있다.
이들 Te합금을 기록층으로 한 광기록매체에서는, 결정화속도가 빠르며 조사파워를 변조하는 것만으로, 원형의 1빔에 의한 고속의 오우버라이트 (overwrite) 가 가능하다. 이들의 기록층을 사용한 광기록매체에서는, 보통 기록층의 양면에 내열성과 투광성을 보유하는 유전체층을 설치하여 기록시에 기록층으로 변형, 개구가 발생하는 것을 방지하고 있다. 더우기, 광빔입사방향과 반대측의 유전체층에 광반사성의 Al 등의 금속반사층을 설치하며, 광학적인 간섭효과에 의하여 재생시의 신호콘트라스트를 개선함과 아울러, 냉각효과에 의하여 비결정질상태의 기록마크의 형성을 쉽게 하고, 또한 소거특성, 반복특성을 개선하는 기술이 알려져 있다. 특히, 기록층 및 기록층과 반사층 사이의 유전체층을 각각 20nm정도로 얇게 구성한 「급냉구조」에서는, 유전체충을 200nm정도로 두껍게 한 「서냉구조」에 비하여, 재기록의 반복에 의한 기록특성의 열화가 적고, 또 소거파워의 파워·마진이 넓은 점에서 뛰어나다(T.Ohota et al., SPIE Proc. Vol. 1316 (1990) pp367∼373).
발명의 개시
상술한 종래의 급냉구조의 재기록가능한 상변화형 광기록매체에 있어서의 과제는, 아래와 같은 것이다.
종래의 디스크구조에서는, 기록마크의 형성에 큰 레이저파워를 필요로 한다. 이 때문에, 기록재생용의 드라이브에 큰 파워를 발진할 수 있는 레이저를 탑재할 필요가 있고, 단가가 높게 된다.
본 발명의 목적은, 상술한 종래의 광기록매체의 과제를 해결하며 고감도의 광기록매체를 제공하는데 있다.
또, 본 발명의 별도의 목적은 보존 안전성이 우수하며, 긴 수명의 광기록매체를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 오우버라이트의 반복내구성이 뛰어난 광기록매체를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 보다 간편하게 상기한 광기록매체를 제조하는 방법을 제공하는데 있다.
이들의 목적은, 아래의 본 발명에 의하여 달성된다. 즉, 본 발명은 기판상에 형성된 기록층에 빛을 조사함으로써, 정보의 기록, 소거, 재생이 가능하며 정보의 기록 및 소거가 비결정질상과 결정질상 사이의 상변화에 의하여 실시되는 광기록매체에 있어서, 상기한 광기록매체가 투명기판상에 적어도 제1유전체층, 기록층, 제2유전체층 및 반사층을 순서대로 적층한 구조를 보유하며, 그 제2유전체층이 투명하지 않은 광기록매체이고, 또, 기판상에 형성된 기록층에 빛을 조사함으로써, 정보의 기록, 소거, 재생이 가능하며, 정보의 기록 및 소거가 비결정질상과 결정질상 사이의 상변화에 의하여 실시되는 광기록매체에 있어서, 상기한 광기록매체가 투명기판상에, 적어도 제1유전체층, 기록층, 제2유전체층 및 반사층을 순서대로 적층한 구조를 보유하고, 그 제2유전체층이 굴절율의 허수부를 k로 할 때 k가 0.1이상인 물질을 필수성분으로서 함유하는 광기록매체이고, 더우기 기판상에 형성된 기록층에 빛을 조사함으로써, 정보의 기록 및 소거가 비결정질상과 결정질상사이의 상변화에 의하여 실시되는 광기록매체에 있어서, 상기한 광기록매체가 적어도 투명기판, 제1유전체층, 기록층, 제2유전체층 및 반사층을 순서대로 적층된 구조를 보유하며, 제2유전체층의 두께가 30nm이상 60nm이하인 것을 특징으로 하는 광기록매체이다. 게다가, 본 발명은 기판상에 형성된 기록층에 빛을 조사함으로써 정보의 기록, 소거, 재생이 가능하며 정보의 기록 및 소거가 비결정질상과 결정질상 사이의 상변화에 의하여 실시되는 광기록매체의 제조시에, ZnS와 SiO2및 C로 구성되는 일체의 스퍼터링타아겟을 사용하여 ZnS와 SiO2및 C의 혼합막을 형성하는 것을 특징으로 하는 광기록매체의 제조법이다.
투명성 등의 기본적인 요구특성을 충족시킬 뿐만 아니라, 유전체층의 내부응력을 저하시키는 것을 목적으로, 칼코겐 및 C로 구성되는 유전체층을 사용하는 것은 알려져 있다(유럽특허공개 제541376호 명세서). 그런데, 유전체층을 투명하지 않게 하는 것에 대해서는 기재되어 있지 않다.
발명을 실시하는 경우의 최량의 형태
본 발명의 제1 및 제2유전체층은 기록시에 기판, 기록층 등이 열에 의하여 변형되며 기록특성이 열화되는 것을 방지하는 등 기판, 기록층을 열로부터 보호하는 효과와, 광학적인 간섭효과에 의하여 재생시의 신호 콘트라스트를 개선하는 효과가 있다.
제1유전체층의 두께(d1)는 기판이나 기록층에서 박리되기 어렵고, 균열 등의 결함이 발생하기 어려운 점에서 보통 50nm이상 400nm이하이다. 기록재생신호의 높은 콘트라스트화에 의한 높은 캐리어 대 노이즈 비(C/N)화를 도모하기 위해서는, 더욱 바람직하게는 d1은 기록, 재생에 사용하는 빛의 파장(λ)에 대하여 0.25λ/nd10.7λ/n이다.
본 발명에 있어서, 제2유전체층은 투명하지 않거나 또는 그 두께가 30nm이상 60nm이하인 것이 낮은 파워에서의 기록, 소거를 가능하게 하기 위하여 중요하다.
여기에서, 투명하지 않다라는 것은 불투명뿐만 아니라 반투명도 포함한다. 그리고, 본 발명에 있어서, 제2유전체층의 굴절률의 허수부를 k로 하면 k가 0을 초과하는 값인 것이 바람직하다. k가 0일 때는 기록 및 소거시의 낮은 파워화가 도모되지 않는 경우가 있다. 낮은 파워기록과 기록재생신호의 높은 콘트라스트화에 의한 높은 C/N의 양립에서, 보다 바람직하게는 k가 0.01k1.0이고, 더욱 바람직하게는 k가 0.01k0.3이다.
상술한 종래의 급냉구조의 재기록가능한 상변화형 광기록매체에서는, 20nm의 두께의 제2유전체층을 보유하고 있고, 양호한 기록을 실시하기 위해서는 16mW이상의 레이저파워를 필요로 한다. 이것에 대하여, 본 발명에서는 제2유전체층을 투명하지 않게 함으로써, 이 층에 광흡수성을 부여하여 감도를 향상시킬 수 있어 동일한 구성으로 15mW이하의 보다 작은 레이저파워에서 양호한 기록이 가능하다.
또, 본 발명에 있어서는 낮은 파워에서의 기록, 소거를 가능하게 하기 위하여 제2유전체층의 두께를 30nm이상 60nm이하로 하는 것이 중요하다. 낮은 파워기록과 기록재생신호의 높은 콘트라스트화에 의한 높은 C/N의 양립에서 더욱 바람직하게는 35nm이상 50nm이하로 한다. 본 발명에서는, 제2유전체층의 두께를 30nm이상으로 함으로써, 14mW이하의 보다 작은 레이저파워에서 양호한 기록이 가능하다. 제2유전체층의 두께가 60nm를 초과하면 다수회의 기록소거에 의하여 특성이 열화되기 쉽게 됨과 아울러, 기록재생신호의 콘트라스트가 저하되고 C/N비가 악화한다.
제1유전체층으로서는, ZnS, SiO2, 질화실리콘, 산화알루미늄 등의 무기박막이 있다. 특히, ZnS의 박막, Si, Ge, Al, Ti, Zr, Ta 등의 금속산화물의 박막, Si, Al 등의 질화물의 박막, Ti, Zr, Hf 등의 탄화물의 박막 및 이들 화합물의 혼합물의 막이 내열성이 높다는 점에서 바람직하다. 또, 이들에 탄소나 MgF2등의 불화물을 혼합한 것도 막의 잔류응력이 작다는 점에서 바람직하다. 특히, ZnS와 SiO2의 혼합막 혹은 ZnS와 SiO2및 탄소의 혼합막은 기록, 소거의 반복에 의해서도 기록감도, C/N, 소거율 등의 열화가 발생하기 어렵다는 점에서 바람직하며, 특히 ZnS와 SiO2및 탄소의 혼합막이 바람직하다.
제2유전체층은 예컨대, k가 0.01미만인 ZnS, SiO2, 질화실리콘, 산화알루미늄등의 무기박막, 특히 ZnS의 박막, Si, Ge, Al, Ti, Zr, Ta 등의 금속산화물의 박막, Si, Al 등의 질화물의 박막, Ti, Zr, Hf 등의 탄화물의 박막 및 이들 화합물의 혼합물의 막과, k가 0.1이상인 화합물과의 혼합이 바람직하다. k가 0.1이상인 화합물로서는, 탄소나 Ge, Al, Ti, Zr, Ta, Si, Zn, Hf, Au, Ag, Pt, Cu, Cr, W, Pd, Mo, Nb, Fe, Co, Ni, Ga, Cd, Rh, Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Ho, Er, Tm, Yb, Lu 등의 단체물질이나 k가 0,5이상의 산화물이나 황화물 등의 화합물을 들수 있다. 이들 중에서도 유전체층이 적어도 ZnS와 SiO2및 탄소를 구성재료로서 함유하는 혼합막인 것이 바람직하며, 더우기 제2유전체층 중에서 ZnS와 SiO2의 몰비가 ZnS/SiO2= 85/15 ∼ 65/35이고, (ZnS+SiO2)와 C의 몰비가 (ZnS+SiO2)/C = 95/5 ∼ 80/20인 것이 바람직하다.
특히, 기록감도가 높고 고속으로 원빔·오우버라이트가 가능하며 또한 소거율이 크고 소거특성이 양호하다는 점에서, 다음과 같이 광기록매체의 주요부를 구성하는 것이 바람직하다.
반사충의 재질로서는, 광반사성을 보유하는 Al, Au등의 금속 및 이들을 주성분으로 하고, Ti, Cr, Hf 등의 첨가원소를 함유하는 합금 및 Al, Au 등의 금속에 Al, Si 등의 금속질화물, 금속산화물, 금속칼코겐화물 등의 금속화합물을 혼합한 것 등을 들 수 있다. Al, Au 등의 금속 및 이들을 주성분으로 하는 합금은, 광반사성이 높고 또한 열전도율을 높일 수 있다는 점에서 바람직하다. 상술한 합금의 예로서, Al에 Si, Mg, Cu, Pd, Ti, Cr, Hf, Ta, Nb, Mn 등의 적어도 1종의 원소를 합계하여 5원자%이하, 1원자%이상 첨가한 것, 혹은 Au에 Cr, Ag, Cu, Pd, Pt, Ni 등의 적어도 1종의 원소를 합계하여 20%이하 1원자%이상 첨가한 것 등이 있다. 특히, 재료의 가격을 싸게 할 수 있다는 점에서, Al을 주성분으로 하는 합금이 바람직하며, 특히 내부식성이 양호하다는 점에서 Al에 Ti, Cr, Ta, Hf, Zr, Mn, Pd로부터 선택되는 적어도 1종이상의 금속을 합계하여 5원자%이하 0.5원자%이상 첨가한 합금이 바람직하다. 특히, 내부식성이 양호하며 또한 록 등의 발생이 일어나기 어렵다는 점에서 반사층을 첨가원소를 합계하여 0.5원자%이상 3원자%미만을 함유하는 Al-Hf-Pd합금, AL-Hf합금, Al-Ti합금, Al-Ti-Hf합금, Al-Cr합금, Al-Ta합금, Al-Ti-Cr합금, Al-Si-Mn합금과 같이 Al을 주성분으로 하는 합금으로 구성하는 것이 바람직하다.
기록층으로서는 구성원소로서 적어도 Ge, Sb, Te의 3원소를 적어도 함유하는 합금을 사용하는 것이 바람직하며, 그 조성은 다음 식에서 나타내는 범위에 있는 것이 바람직하다.
Mz(Sbx Tel-x) 1-y-z (Ge0.5 Te0.5) y
0.35x0.5
0.2yO.5
0.0005z0.01
여기서, M은 팔라디움(Pd), 니오비움(Nb), 백금, 은, 금, 코발트로부터 선택되는 적어도 1종의 금속, Sb는 안티몬, Te는 텔르리움, Ge는 게르마늄을 나타낸다. 또, x, y, z 및 숫자는 각 원소의 원자의 수(각 원소의 몰수)를 나타낸다. 특히, 팔라디움, 니오비움의 적어도 1종의 상술한 효과에 우수한 점에서 바람직하다.
또, 본 발명에 있어서는 기록, 재생에 사용하는 빛의 파장을 λ, 제1유전체층의 두께를 d1, 굴절률(실부)을 n1, 기록층의 두께를 dr, 제2유전체층의 두께를 d2, 굴절률(실부)을 n2, 반사층의 두께를 df로 할 때에, 다음식
0.25λ/nd10.70λ/n
10dr40 (단위 nm)
10d260 (단위 nm)
40df200
2n12.5
2n22.5
을 만족하도록 층두께가 설정되는 것이 바람직하다.
본 발명의 기판의 재료로서는, 투명한 각종의 합성수지, 투명글라스 등을 사용할 수 있다. 먼지, 기판의 흠 등의 영향을 피하기 위하여 투명기판을 사용하여, 집속된 광빔으로 기판측에서 기록을 실시하는 것이 바람직하며, 이와 같은 투명기판재료로서는, 글라스, 폴리카아보네이트, 폴리메틸·메타크릴레이트, 폴리올레핀수지, 에폭시수지, 폴리이미드수지 등을 들 수 있다. 특히, 광학적 복굴절이 작으며 흡습성이 작고, 성형이 쉽다는 점에서 폴리카아보네이트수지, 비결정질·폴리올레핀수지가 바람직하다.
기판의 두께는 특히 한정된 것은 아니지만, 0.01mm∼5mm가 실용적이다. 0.01mm미만에서는 기판측에서 집속된 광빔으로 기록하는 경우라도 먼지의 영향을 받기 쉽게 되며, 5mm이상에서는 대물렌즈의 개구수를 크게 하는 것이 곤란하게 되고, 조사광빔 스펏사이즈가 크게 되므로, 기록밀도를 올리는 것이 곤란하게 된다. 기판은 유연한 것이라도 좋고, 딱딱한 것이라도 좋다. 유연한 기판은 테이프형상, 시이트형상, 카드형상으로 사용한다. 딱딱한 기판은 카드형상, 혹은 디스크형상으로 사용한다. 또, 이들의 기판은 기록층 등을 형성한 후, 2장의 기판을 사용하여 에어샌드위치구조, 에어인시던트구조, 밀착대립구조로 하여도 좋다.
본 발명의 광기록매체의 기록에 사용하는 광원으로서는, 레이저광, 스트로보광과 같은 고강도의 광원이고, 특히 반도체레이저광은 광원을 소형화할 수 있고, 소비전력이 작으며, 변조가 쉽다는 점에서 바람직하다.
기록은 결정질상태의 기록층에 레이저광 펄스 등을 조사하여 비결정질의 기록마크를 형성하여 실시한다. 또, 반대로 비결정질상태의 기록층에 결정질상태의 기록마크를 형성하여도 좋다. 소거는 레이저광조사에 의하여 비결정질의 기록마크를 결정화하든지 혹은 결정질상태의 기록마크를 비결정질화하여 실시할 수 있다. 기록속도를 고속화할 수 있고, 또한 기록층의 변형이 발생하기 어려운 점에서 기록시에는 비결정질의 기록마크를 형성하며, 소거시에는 결정화를 실시하는 방법이 바람직하다.
또, 기록마크형성시에는 빛의 강도를 높게, 소거시는 약간 약하게 하여 1회의 광빔의 조사에 의하여 재기록을 실시하는 1빔·오우버라이트는 재기록의 소요시간이 짧게 되는 점에서 바람직하다.
다음에, 본 발명의 광기록매체의 제조방법에 대하여 서술한다.
반사층, 기록층 등을 기판상에 형성하는 방법으로서는 공지의 진공중에서의 박막형성법, 예컨대 진공증착법, 이온플레이팅법, 스퍼터링법 등이 열거된다. 특히, 조성, 막두께의 제어가 쉬운점에서 스퍼터링법이 바람직하다. ZnS와 SiO2및 C의 혼합막을 형성하는 경우에는, ZnS와 SiO2및 C로 구성되는 일체의 스퍼터링타아겟을 사용하는 것이 ZnS와 SiO2및 C의 개별타아겟을 사용하는 것보다 간편하고 바람직하다.
형성하는 기록층 등의 두께의 제어는, 수정진동자식막두께 측정계 등으로 퇴적상태를 모니터링함으로써 쉽게 실시된다.
기록층 등의 형성은 기판을 고정한대로 혹은 이동, 회전된 상태의 어느 쪽이라도 좋다. 막두께의 면내의 균일성이 뛰어나다는 점에서 기판을 자전시키는 것이 바람직하고, 또한 공전을 조합시키는 것이 보다 바람직하다.
또, 본 발명의 효과를 현저하게 손상시키지 않는 범위에 있어서, 반사층 등을 형성한 후, 흠, 변형의 방지 등을 위해, ZnS, SiO2등의 유전체층 혹은 자외선 경화수지 등의 수지보호층 등을 필요에 따라서 설치해도 좋다. 또, 반사층 등을 형성한 후 혹은 다시 상술한 수지보호층을 형성한 후, 2장의 기판을 대향하여 접착재로 맞붙여도 좋다.
기록층은 실제로 기록을 실시하기 전에, 미리 레이저광, 크세논플래시램프 등의 빛을 조사하여 미리 결정화시켜서 두는 것이 바람직하다.
아래에서 본 발명을 실시예에 의거하여 설명한다.
(분석, 측정방법)
반사층, 기록층의 조성은 ICP발광분석(세이코전자공업(주)제)에 의하여 확인하였다. 또, 캐리어 대 노이즈 비 및 소거율(기록후와 소거후의 재생캐리어 신호강도의 차)은, 스펙트럼분석기에 의하여 측정하였다.
기록층, 유전체층, 반사충의 형성중의 막두께는, 수정진동자식막후계에 의하여 모니터하였다. 또 각층의 두께는, 주사형 혹은 투과형 전자현미경으로 단면을 관찰함으로써 측정되었다.
실시예1
두께 1.2mm, 직경 13cm, 1.2㎛피치의 스파이럴그루우브가 달린 폴리카아보네이트제 기판을 매분 30회전으로 회전시키면서, 고주파 마그네트론 스퍼터법에 의하여 기록층, 유전체층, 반사층을 형성하였다.
분위기속에서 SiO2를 20mol% 첨가한 ZnS를 스퍼터하고, 기판상에 막두께 160nm의 굴절율 2.2의 제1유전체층을 형성하였다. 더우기, Pd, Nb, Ge, Sb, Te로 구성되는 합금의 타아겟을 스퍼터하여, Nb: 0.004, Pd: 0.001, Ge: 0.175, Sb: 0.26, Te: 0.56 의 막두께 19nm의 기록층을 형성하였다. 또한 다음에, SiO2를 20mol% 첨가한 ZnS와 C(C의 k값은 0.9)의 동시 스퍼터에서, ZnS와 C의 몰혼합비가 8 : 1로 되도록 (ZnS /SiO2몰비 = 8/2, (ZnS+SiO2)/C 몰비 = 8/1) 막두께 38nm의 제2 유전체층을 형성하고, 다음에 Pd: 0.001, Hf. 0.02, Al: 0.979 합금의 막두께 80nm의 반사층을 형성하였다.
이 디스크를 진공용기에서 꺼낸 후, 이 반사층상에 아크릴계 자외선 경화수지(대일본잉크(주)제 SD-101)를 스핀코우트하고, 자외선조사에 의하여 경화시켜서 막두께 10㎛의 수지층을 형성하여 본 발명의 광기록매체를 얻었다.
이 광기록매체에 파장 820㎛의 반도체레이저의 빔을 조사하여, 디스크 전면의 기록층을 결정화해서 초기화하였다.
그 후, 선속도 12m/초의 조건에서 대물렌즈의 개구수 0.5, 반도체레이저의 파장 780nm의 광학헤드를 사용하여, 주파수 8.65MHz(듀티37%), 피이크파워 8∼17mW, 보텀파워 4∼9mW의 각 조건에 변조한 반도체 레이저광으로 100회 오버라이트기록한 후, 재생 파워 1.0mW의 반도체레이저광을 조사해서 밴드폭 30kHz의 조건에서 C/N을 측정했다. 그리고 이 부분을 3.24MHz(듀티 19%)로, 이전과 마찬가지로 변조된 반도체 레이저광을 조사하고, 원빔·오우버라이트하고, 이 때의 8.65MHz의 상기한 기록신호의 소거율과 기록마크의 재생신호의 종단부의 에지의 지터(jitter)를 측정하였다. 피이크파워 10mW에서 실용상 충분한 50dB의 C/N이 얻어지며, 또한 보텀파워 4∼7mW에서 실용상 충분한 20dB의 소거율이 얻어졌다.
또한, 피이크파워 12mW, 보텀파워 6mW, 주파수 8.65MHz의 조건에서 원빔·오우버라이트의 반복을 1만회 실시한 후, 마찬가지의 측정을 실시했지만, C/N, 소거율의 변화는 모두 2dB이내에서 거의 열화가 인지되지 않고, 지터의 증가도 거의 볼 수 없었다. 또, 이 광기록매체를 80℃, 상대습도 80%의 환경에 1000시간을 둔 후 기록부분을 재생했지만, C/N의 변화는 2dB미만에서 거의 변화가 없었다. 또 다시, 기록, 소거를 실시하여 C/N, 소거율을 측정한 바 마찬가지로 거의 변화를 볼 수 없었다.
이 광기록매체의 일부를 기록층과 제2유전체층의 경계면에서 박리하고, 분광엘립소메트리(ellipsometry)로 제2유도체층의 k의 값을 측정한 바 0.05였다.
또 다시, 이 광기록매체의 단면의 일부를 투과형 전자현미경에 의하여 관찰한바, 제1유전체층, 기록층, 제2유전체층, 반사층의 두께는 상기한 설정대로 되어있었다.
실시예2
실시예1의 제1유전체층을 SiO2를 20mol% 첨가한 ZnS와 C의 동시 스퍼터에서 ZnS와 SiO2및 C의 몰혼합비가 8:2:1.2로 되도록 제작한 것 외는 실시예1과 마찬가지로 디스크를 제작하였다. 실시예1과 마찬가지로 기록특성을 측정한 결과, 피이크파워 10mW이상에서 실용상 충분한 50dB이상의 C/N이 얻어지며, 또한 보텀파워 4∼7mW에서 실용상 충분한 20dB이상의 소거율이 얻어졌다.
또, 피이크파워 12mW, 보텀파워 6mW, 주파수 8.65MHz의 조건에서 원빔·오우버라이트의 반복을 1만회 실시한 후, 마찬가지의 측정을 실시했지만, C/N, 소거율의 변화는 모두 2dB이내에서 거의 열화가 인정되지 않고, 지터의 증가도 거의 볼 수 없었다.
또, 이 광기록매체를 80℃, 상대습도 80%의 환경에 1000시간을 둔 후, 기록부분을 재생했지만, C/N의 변화는 2dB미만에서 거의 변화가 없었다. 또 다시, 기록, 소거를 실시하여 C/N, 소거율을 측정한 바 마찬가지로 거의 변화를 볼 수 없었다. 거의 동일하고 양호한 기록, 소거특성이 얻어졌다.
실시예1과 마찬가지로 하여 k의 값을 측정한 바 0.06이였다.
실시예3
실시예1의 제1유전체층을 SiO2를 20몰% 첨가한 ZnS와 C의 동시 스퍼터에서, ZnS와 SiO2및 C의 몰혼합비가 8:2:2.5로 되도록 제작한 것 외는, 실시예1과 마찬가지로 디스크를 제작하였다. 실시예1과 마찬가지로 기록특성을 측정한 결과, 피이크파워 9.2mW에서 실용상 충분한 50dB이상의 C/N이 얻어지며, 또한 보텀파워 4∼7mW에서 실용상 충분한 20dB의 소거율이 얻어졌다. 또한 피이크파워 11mW, 보텀파워 5.6mW, 주파수 8.65MHz의 조건에서 원빔·오우버라이트의 반복을 1만회 실시한후, 마찬가지의 측정을 실시했지만, C/N, 소거율의 변화는 모두 2dB이내에서 거의 열화가 인지되지 않으며, 지터의 증가도 거의 볼 수 없었다.
또, 이 광기록매체를 80℃, 상대습도 80%의 환경에 1000시간을 둔 후, 그후 기록부분을 재생했지만, C/N의 변화는 2dB미만에서 거의 변화가 없었다. 또 다시, 기록, 소거를 실시하여 C/N, 소거율을 측정한 바, 마찬가지로 거의 변화를 볼 수 없었다. 거의 동일하고 양호한 기록, 소거특성이 얻어졌다.
실시예1과 마찬가지로 하여 k의 값을 측정한 결과, k의 값은 0.25였다.
실시예4
실시예1의 제2유전체층의 두께를 20nm로 것 한 외는 실시예1과 마찬가지로 디스크를 제작하였다. 실시예1과 마찬가지로 기록특성을 측정한 결과, 피이크파워 14mW이상에서 실용상 충분한 50dB이상의 C/N이 얻어지며, 또한 보텀파워 6∼9mW에서 실용상 충분한 20dB이상의 소거율이 얻어졌다.
또한 피이크파워 16mW, 보텀파워 8mW, 주파수 8.65MHz의 조건에서, 원빔·오우버라이트의 반복을 1만회 실시한 후, 마찬가지의 측정을 실시했지만, C/N, 소거율의 변화는 모두 2dB이내에서 거의 열화가 인지되지 않으며, 지터의 증가도 거의 볼수 없었다.
또, 이 광기록매체를 80℃, 상대습도 80%의 환경에 1000시간을 둔 후, 그후 기록부분을 재생했지만, C/N의 변화는 2dB미만에서 거의 변화가 없었다. 또 다시, 기록, 소거를 실시하여 C/N, 소거율을 측정한 바, 마찬가지로 거의 변화를 볼 수 없었다. 거의 동일하고 양호한 기록, 소거특성이 얻어졌다.
실시예5
실시예1의 제2유전체층을 SiO2를 20몰% 첨가한 ZnS와 C의 동시 스퍼터에서, 실시하는 대신에 ZnS와 SiO2및 C의 몰혼합비가 72:18:10의 일체타아겟을 사용하여 실시한 것 이외는, 실시예1과 마찬가지로 디스크를 제작하였다. 실시예1과 마찬가지로 기록특성을 측정한 결과, 피이크파워 10mW이상에서 실용상 충분한 50dB이상의 C/N이 얻어지며, 또한 보텀파워 4∼7mW에서 실용상 충분한 20dB이상의 소거율이 얻어졌다.
더우기 피이크파워 12mW, 보텀파워 6mW, 주파수 8.65MHz의 조건에서, 원빔·오우버라이트의 반복을 1만회 실시한 후, 마찬가지의 측정을 실시했지만, C/N, 소거율의 변화는 모두 2dB이내에서 거의 열화가 인정되지 않으며, 지터의 증가도 거의 볼 수 없었다.
또, 광기록매체를 80℃, 상대습도 80%의 환경으로 1000시간을 둔 후, 그후 기록부분을 재생했지만, C/N의 변화는 2dB미만에서 거의 변화가 없었다. 또 다시, 기록, 소거를 실시하여 C/N, 소거율을 측정한 바, 마찬가지로 거의 변화를 볼 수 없었다. 거의 동일하고 양호한 기록, 소거특성이 얻어졌다.
실시예1과 마찬가지로 하여 k의 값을 측정한 결과, k의 값은 0.06였다.
비교예1
실시예1의 광기록매체의 제2유전체층을 SiO2를 20mol% 첨가한 ZnS를 스퍼터하여 제작하여, 두께를 20nm로 하고 반사충의 두께를 150nm로 한 것 외는 실시예1과 마찬가지로 구성하여 종래의 급냉구조의 디스크를 제작하였다.
실시예1과 마찬가지로 측정한 바, 피이크파워 15mW미만에서는 C/N이 50dB에 도달되지 않고, 16mW이상에서 50dB이상의 C/N이 얻어졌다. 소거율이 20dB이상으로 되는 보텀파워는 7∼10mW이고, 실시예보다 감도가 낮은 광기록매체로 되어 있었다.
실시예1과 마찬가지로 하여 k의 값을 측정한 결과, k의 값은 0이였다.
산업상의 이용가능성
본 발명의 광기록매체는 낮은 파워에서 기록을 소거할 수 있고, 다수회의 기록소거를 반복하여도 동작이 안정되어 있고, 특성의 열화, 결함의 발생이 거의 없다. 게다가, 내습열성, 내산화성이 우수하며 수명이 길다. 또, 본 발명의 제조법에 의하면, 상기한 광기록매체를 간편하게 제조할 수 있다.
본 발명은 빛의 조사에 의하여 정보의 기록, 소거, 재생이 가능한 광정보기록매체 및 그 제조법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 기록정보의 소거, 재기록 기능을 보유하며, 정보신호를 고속으로 또한 높은 정밀도로 기록 가능한 광디스크 등의 재기록가능한 상변화형 광기록매체 및 그 제조법에 관한 것이다.

Claims (21)

  1. 기판상에 형성된 기록층에 빛을 조사함으로써, 정보의 기록, 소거, 재생이 가능하고, 정보의 기록 및 소거가 비결정질상과 결정질상 사이의 상변화에 의하여 실시되는 광기록매체에 있어서,
    상기 광기록매체가 투명기판상에 적어도 제1유전체층, 기록층, 제2유전체층 및 반사층을 순서대로 적충한 구조를 보유하며,
    상기 제2유전체층이 투명하지 않고, 상기 제2유전체층의 굴절률의 허수부를 k로 할 때 k가 0을 초과하는 값이고, 상기 제2유전체층이 적어도 ZnS와 SiO2 및 C를 구성재료로서 함유하는 혼합막으로서, 상기 제2유전체층 내의 ZnS와 SiO2의 몰비가 ZnS/SiO2= 85/15∼65/35이고, (ZnS + SiO2)와 C의 몰비가 (ZnS + SiO2)/C =95/5 ∼ 80/20 인 것을 특징으로 하는 광기록매체.
  2. 제1항에 있어서, k가 0.01k1.0인 것을 특징으로 하는 광기록매체.
  3. 제2항에 있어서, k가 0.01k0.3인 것을 특징으로 하는 광기록매체.
  4. 제1항에 있어서, 제1유전체층의 두께 d1이 50nmd1400nm인 것을 특징으로 하는 광기록매체.
  5. 제1항에 있어서, 제1유전체층의 두께 d1이 기록, 재생에 사용하는 빛의 파장(λ)에 대하여
    0.25λ/nd10.70λ/n (여기서, n은 자연수를 표시한다)
    인 것을 특징으로 하는 광기록매체.
  6. 제1항에 있어서, 제2유전체층의 두께 d2가 30nmd260nm인 것을 특징으로 하는 광기록매체.
  7. 제1항에 있어서, 제1유전체층이 적어도 ZnS와 SiO2를 함유하는 혼합막인 것을 특징으로 하는 광기록매체.
  8. 제1항에 있어서, 기록층이 구성원소로서 적어도 Ge, Sb, Te의 3원소를 적어도 함유하는 합금으로 구성되는 것을 특징으로 하는 광기록매체.
  9. 기판상에 형성된 기록층에 빛을 조사함으로써, 정보의 기록, 소거, 재생이 가능하며 정보의 기록 및 소거가 비결정질상과 결정질상 사이의 상변화에 의하여 실시되는 광기록매체에 있어서,
    상기 광기록매체가 투명기판상에, 적어도 제1유전체충, 기록충, 제2유전체층및 반사층을 순서대로 적충한 구조를 보유하며,
    상기 제2유전체층이 굴절률의 허수부를 k로 할 때 k가 0.1이상인 물질을 필수성분으로서 함유하고, 상기 제2유전체층이 적어도 ZnS와 SiO2및 C를 구성재료로서 함유하는 혼합막으로서, 상기 제2유전체층 내의 ZnS와 SiO2의 몰비가 ZnS/SiO2= 85/15∼65/35이고, (ZnS + SiO2)와 C의 몰비가 (ZnS + SiO2)/C = 95/5∼80/20인 것을 특징으로 하는 광기록매체.
  10. 기판상에 형성된 기록층에 빛을 조사함으로써, 정보의 기록 및 소거가 비결경질상과 결정질상 사이의 상변화에 의하여 실시되는 광기록매체에 있어서,
    상기 광기록매체가 적어도 투명기판, 제1유전체층, 기록층, 제2유전체층 및 반사층을 순서대로 적충한 구조를 보유하고,
    상기 제2유전체층의 두께가 30nm이상 60nm이하이고, 상기 제2유전체층이 적어도 ZnS와 SiO2및 C를 구성재료로서 함유하는 혼합막으로서, 상기 제2유전체층내의 ZnS와 SiO2의 몰비가 ZnS/SiO2= 85/15∼65/35이고, (ZnS + SiO2)와 C의 몰비가 (ZnS + SiO2)/C = 95/5∼80/20인 것을 특징으로 하는 광기록매체.
  11. 제10항에 있어서, 반사층의 두께가 50nm이상 100nm이하인 것을 특징으로 하는 광기록매체.
  12. 제10항에 있어서, 기록층의 두께가 10nm이상 40nm이하인 것을 특징으로 하는 광기록매체.
  13. 제10항에 있어서, 기록, 재생에 사용하는 빛의 파장을 λ, 제1유전체층의 두께를 d1, 굴절률(실부)을 n1, 기록층의 두께를 dr, 제2유전체층의 두께를 d2, 굴절률(실부)을 n2, 반사층의 두께를 df로 할 때, 다음 식
    0.25λ/nd10.70λ/n
    10dr40 (단위 nm)
    30d260 (단위 nm)
    50 ≤ df ≤ 100
    2n12.5
    2n22.5
    를 만족하도록 층두께가 설정되고, 또한 반사층의 재질의 주성분이 알루미늄합금인 것을 특징으로 하는 광기록매체.
  14. 제10항에 있어서, 제1유전체층의 두께 d1이 50nmd1400nm인 것을 특징으로 하는 광기록매체.
  15. 제10항에 있어서, 제1유전체층의 두께d1이 기록, 재생에 사용하는 광파장λ에 대하여 0.25λ/nd10.70λ/n (여기서는 n은 자연수를 표시한다)인 것을 특징으로 하는 광기록매체.
  16. 제10항에 있어서, 제1유전체층이 적어도 ZnS와 SiO2를 함유하는 혼합막인 것을 특징으로 하는 광기록매체.
  17. 제10항에 있어서, 기록층이 구성원소로서 적어도 Ge, Sb,Te의 3원소를 적어도 함유하는 합금으로 구성되는 것을 특징으로 하는 광기록매체.
  18. 제10에 있어서, 제2유전체층이 적어도 ZnS와 SiO2의 혼합막 및 SiO2막의 적충으로 구성되는 것을 특징으로 하는 광기록매체.
  19. 제18항에 있어서, ZnS와 SiO2의 혼합막의 두께가 2nm이상 10nm이하이고, SiO2막의 두께가 30nm이상인 것을 특징으로 하는 광기록매체.
  20. 제10항에 있어서, 기록층이 구성원소로서 적어도 Ge, Sb, Te의 3원소를 적어도 함유하는 합금으로 구성되는 것을 특징으로 하는 광기록매체.
  21. 기판상에 형성된 기록층에 빛을 조사함으로써, 정보의 기록, 소거, 재생이가능하며 정보의 기록 및 소거가 비결정질상과 결정질상 사이의 상변화에 의하여 실시되는 광기록매체의 제조시에, ZnS와 SiO2및 C로 구성되는 일체의 스퍼터링타아겟을 사용하여, ZnS와 SiO2및 C의 혼합막을 형성하고, 상기 혼합막 내의 ZnS와 SiO2의 몰비가 ZnS/SiO2= 85/15∼65/35이고, (ZnS + SiO2)와 C의 몰비가 (ZnS + SiO2)/C = 95/5∼80/20인 것을 특징으로 하는 광기록매체의 제조법.
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