KR100411658B1 - 정보기록매체및정보메모리장치 - Google Patents
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Abstract
정보기록용 박막 및 그 정보기록매체와 정보기록 재생장치에 관한 것으로서, 다수회의 리라이트 혹은 초해상 리드를 실행해도 양호한 기록/재생특성을 유지하여 종래보다 반사율레벨의 변동이 적도록 하기 위해서, 기판; 기판상에 형성되고 기판을 거쳐서 조사된 에너지빔의 조사에 의해 발생하는 상변화에 의해 변화된 반사율을 갖는 박막 및, 박막상에 형성된 제1 반사층 및 제2 반사층을 포함하고 박막은 적어도 Ge, Te 및 Sb를 포함하고, 제1 반사층과 제2 반사층은 박막측부터 순차 적층되고, 제1 반사층은 감쇠계수k가 2이하인 재료로 이루어지고, Si, Si-Ge, Si-Au, Si-Ag, Si-Cu, Si-Al, Si-Ni, Si-Fe, Si-Co, Si-Cr, Si-Ti, Si-Pd, Si-Pt, Si-W, Si-Ta, Si-Mo, Si-Sb, Si-Bi, Si-Dy, Si-Cd, Si-Mn, Si-Mg, Si-V, Si-Zn, Si-Ga, Si-Tl, Si-Pb, Si-C, Si-B, Si-S, Si-N, Si-Sn, Si-In 또는 Si-N, Si-S와 Si-In중의 적어도 2개의 혼합물로 이루어지는 군에서 선택되고, 제2 반사층은 감쇠계수k가 적어도 3인 재료로 이루어지고, 제2 반사층의 전체 원자수의 적어도 90%를 차지하는 성분은 Si, Ge, Si-Ge, Si-N, Si-Sn, Si-In과 Si-Au혼합재료중의 적어도 하나를 포함하는 구조로 하였다.
이렇게 하는 것에 의해, 양호한 기록/재생 특성 또는 양호한 초해상 리드특성을 유지하면서 종래보다 다수회의 리라이트가 가능하게 된다는 효과가 얻어진다.
Description
본 발명은 정보기록용 박막 및 그 정보기록매체와 정보기록 재생장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 말하면, 예를 들면 영상이나 음성 등의 아날로그신호를 FM 변조해서 얻은 정보나 전자계산기의 데이타나 팩시밀리 신호나 디지탈 오디오 신호 등의 디지탈정보를 레이저광, 전자선 등의 에너지빔에 의해서 실시간으로 기록/재생할 수 있는 정보기록매체 및 정보 메모리장치에 관한 것이다.
레이저광을 조사해서 박막(기록막)에 정보를 기록하는 원리는 여러 가지 알려져 있지만, 그중에서 막재료의 상전이(상변화라고도 불린다)나 포토다크닝 등과 같이 레이저광의 조사에 의한 원자배열변화를 이용하는 것은 박막의 변형을 거의 수반하지 않기 때문에 2개의 디스크부재를 직접 점착해서 양면 디스크구조의 정보기록매체가 얻어진다는 장점을 갖는다. 또, GeSbTe계 등의 기록막에서는 정보의 리라이트를 실행할 수 있다는 이점이 있다.
그러나, 이러한 종류의 기록막에서는 고밀도화를 실행하기 위한 샘플서보방식, 마크에지기록 등으로 104회를 초과하는 다수회의 리라이트를 실행하면, 기록막의 유동에 의해 기록막 막두께가 변화하여 재생신호 파형에 왜곡이 생긴다. 기록막의 유동은 기록시의 레이저조사에 의해 기록막이 유동하고, 보호층이나 중간층의 열팽창에 의한 변형에 의해 기록막이 조금씩 눌려 생긴다.
예를 들면, 문헌1「T. Ohta 등의 "OPtical Data Storage" 89 Proc. SPIE, 1078, 27(1989)」에는 기록막을 얇게 해서 열용량을 내리며, 또한 인접하는 층과의 부착력의 영향이 크게 되는 것을 이용해서 기록막의 유동을 방지하는 방법이 개시되어 있다. 또, 문헌2「히로츠네, 데라오, 미야우치, 미네무라, 후시미 ; 제41응용물리학관계 연합강연회 예고집 p.996」에는 기록막에 고융점의 성분을 첨가해서 기록막의 유동을 방지하는 방법이 개시되어 있다. 이것에 의해 기록막의 큰 유동은 억제할 수 있었다. 그러나, 더욱 다수회의 리라이트를 반복하면 반사율 레벨의 변동이 생긴다. 또, 마크에지기록에 있어서의 오버라이트 지터 특성을 양호하게 하기 위해 문헌 3「오쿠보, 무라하타, 이데, 오카다, 이와나가 : 제5회 상변화 기록연구회 강연예고집 p.98」에는 투과광을 증가한 디스크가 제안되어 있다. 이 디스크구조는 PC기판/ZnS-SiO2(250nm )/Ge2Sb2Te5(15nm)/ZnS-SiO2(18nm)/Si(65nm)이다.
한편, 영상신호나 음성신호 등을 FM변조한 아날로그정보 신호나 전자계산기의 데이타, 팩시밀리신호, 디지탈 오디오신호 등의 디지탈정보 신호를 기판표면에 오목볼록하게 해서 전사한 광디스크나 레이저광, 전자선 등의 기록용 빔에 의해서신호나 데이타를 실시간으로 기록하는 것이 가능한 정보의 기록용 박막 등을 갖는 광디스크에 있어서는 신호재생분해능은 거의 재생광학계의 광원의 파장λ와 대물렌즈의 개구수NA로 결정되고, 기록마크주기 2NA/λ가 리드한계이다.
고기록밀도화를 위한 방법으로서는 상변화에 의해 반사율이 변화하는 매체를 사용해서 오목볼록으로 기록된 데이타를 재생하는 방법이나 매체가 문헌 4「K. Yasuda, M.Ono, K.Aritani, A. Fukumoto, M. Kaneko ; Jpn. J. Appl. Phys. vol. 32(1993) p. 5210」에 기재되어 있다. 이 방법에 있어서도 초해상 리드용의 막은 104회를 초과하는 다수회의 리드를 실행하면 막의 유동이 생기고 반사율레벨의 변동이 생기기 때문에 리드가능 회수가 제한된다.
또, 본 명세서에서는 결정-비정질간의 상변화 뿐만 아니라 융해(액상으로의 변화)와 재결정화, 결정상태-결정상태간의 상변화도 포함하는 것으로서 「상변화」라는 용어를 사용한다.
종래의 기록막을 갖는 정보기록용 매체는 모두 리라이트 가능한 상전이형의 정보기록용 매체로서 사용하는 경우, 리라이트 가능 회수를 많게 하면 반사율레벨의 변동이 생긴다는 문제를 갖고 있다.
마찬가지로, 종래의 초해상 리드막을 갖는 정보기록용 매체는 모두 초해상 리드 가능한 상전이형의 정보기록용 매체로서 사용하는 경우, 초해상 리드 가능회수를 많게 하면 반사율레벨의 변동이 생긴다는 문제를 갖고 있다.
본 발명의 목적은 다수회의 리라이트 혹은 초해상 리드를 실행해도 양호한기록/재생특성을 유지하여 종래보다 반사율레벨의 변동이 적은 정보기록용 매체를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예1의 정보기록매체의 단면도,
도 2는 Si를 제1 반사층으로, Aℓ-Ti를 제2 반사층으로 갖는 실시예1의 정보기록매체의 기록막 막두께와 반사율의 관계를 도시한 선도,
도 3은 Si를 제1 반사층으로, Aℓ-Ti를 제2 반사층으로 갖는 실시예1의 정보기록매체의 기록막 막두께와 기록막의 흡수율의 관계를 도시한 선도,
도 4는 Si를 제1 반사층으로, Aℓ-Ti를 제2 반사층으로 갖는 실시예1의 정보기록매체의 제1 반사층(Si) 막두께와 반사율의 관계를 도시한 선도,
도 5는 Si를 제1 반사층으로, Aℓ-Ti를 제2 반사층으로 갖는 실시예1의 정보기록매체의 제1 반사층(Si) 막두께와 기록막의 흡수의 관계를 도시한 선도,
도 6은 Si를 제1 반사층으로 갖는 실시예1의 정보기록매체에 있어서의 제2 반사층의 굴절율n과 감쇠계수k와 반사율의 변동의 상태를 도시한 도면,
도 7은 Si를 제1 반사층으로, Aℓ-Ti를 제2 반사층으로 갖는 실시예1의 정보기록매체의 반사율의 파장의존성을 도시한 선도,
도 8은 Si를 제1 반사층으로, Sb-Bi를 제2 반사층으로 갖는 실시예2의 정보기록매체의 기록막 막두께와 반사율의 관계를 도시한 선도,
도 9는 본 발명의 실시예4의 정보기록매체의 단면도,
도 10은 Si를 반사층으로 갖는 실시예4의 정보기록매체의 기록막 막두께와 반사율의 관계를 도시한 선도,
도 11은 Si를 반사층으로 갖는 실시예4의 정보기록매체에 있어서의 반사층의 굴절율n과 감쇠계수k와 반사율의 변동의 상태를 도시한 도면,
도 12는 광입사측 반사층을 갖는 실시예5의 정보기록매체의 단면도,
도 13은 광입사측 반사층을 갖는 실시예6의 정보기록매체의 기록막 막두께와 반사율의 관계를 도시한 선도,
도 14는 광입사측 반사층을 갖는 실시예6의 정보기록매체의 보호층 막두께와 반사율의 관계를 도시한 선도,
도 15는 광입사측 반사층과 Si를 제1 반사층으로, Aℓ-Ti를 제2 반사층으로 갖는 실시예7의 정보기록매체의 단면도,
도 16은 광입사측 반사층과 Si를 제1 반사층으로, Aℓ-Ti를 제2 반사층으로 갖는 실시예7의 정보기록매체의 기록막 막두께와 반사율의 관계를 도시한 선도,
도 17은 Si를 제1 반사층으로, Aℓ-Ti를 제2 반사층으로 갖는 실시예9의 정보기록매체의 단면도,
도 18은 비교로서 종래 디스크인 실시예10의 정보기록매체의 구조도,
도 19는 실시예10의 종래 디스크의 기록막 막두께와 반사율의 관계를 도시한 선도,
도 20은 본 발명의 실시예11의 정보기록매체의 단면도,
도 21은 Co를 제1 반사층으로, Si를 제2 반사층으로 갖는 실시예11의 정보기록매체의 기록막 막두께와 반사율의 관계를 도시한 선도,
도 22는 Co를 제1 반사층으로, Si를 제2 반사층으로 갖는 실시예11의 정보기록매체의 기록막 막두께와 기록막의 흡수율의 관계를 도시한 선도,
도 23은 본 발명의 실시예13의 정보 메모리장치의 블럭도.
본 발명의 제1의 발명의 특징은 [1] 기판상에 직접 또는 하지층을 거쳐서 형성된 에너지빔의 조사를 받아서 발생하는 원자배열변화에 의해서 정보를 기록 또는 재생하는 정보기록용 박막을 기록층 또는 초해상리드용의 마스크층으로서 구비하고, 또한 보호층을 구비하며, 또한 적어도 2층 이상의 반사층을 구비한 정보기록매체에 있다.
[2] 기판상에 직접 또는 하지층을 거쳐서 형성된 에너지빔의 조사를 받아서 발생하는 원자배열변화에 의해서 정보를 기록 또는 재생하는 정보기록용 박막을 기록층 또는 초해상리드용의 마스크층으로서 구비하고, 또한 반사층을 구비하며, 또한 반사층이 리드레이저파장에 있어서의 굴절율 또는 감쇠계수중 적어도 한쪽이 다른 재료인 제1 반사층 및 제2 반사층으로 이루어지고, 또한 광입사측에서부터 보호층, 기록층 또는 초해상리드용의 마스크층순으로 적층되고, 그 다음에 직접 또는 중간층을 거쳐서 제1 반사층, 제2 반사층의 순으로 적층된 구조를 갖는 정보기록매체인 것이 바람직하다.
[3] 상기 제1 반사층의 굴절율 및 상기 제2 반사층의 리드레이저파장에 있어서의 굴절율차가 1이상 또는 상기 제1 반사층의 감쇠계수보다 상기 제2 반사층의 감쇠계수가 2이상 큰 재료로 이루어지는 것이 바람직하다.
[4] 상기 [1] 또는 [3]중의 어느 하나에 기재된 정보기록매체에 있어서, 상기 제1 반사층은 리드레이저파장에 있어서의 감쇠계수k가 2이하인 재료로 이루어지며, 또한 상기 제2 반사층은 감쇠계수k가 3이상인 재료로 이루어지는 것이 바람직하다.
[5] 상기 기록막상에 상기 제1 반사층이 직접 적층되는 것이 바람직하다.
[6] 상기 제2 반사층이 상기 제1 반사층보다 리드레이저파장에 있어서의 감쇠계수가 작은 재료로 이루어지는 것이 바람직하다.
[7] 상기 제2 반사층이 Si, Ge, Si-Ge, Si-N, Si-O, Si-Sn, Si-In, Si-Au 혼합재료 중의 적어도 1개 또는 이것에 가까운 조성이거나 혹은 상기 제1 반사층이 Co, Co합금, Ni, Ni합금, Mn, Mn합금, Aℓ, Aℓ합금, Au, Au합금, Ag, Ag합금, Cu, Cu합금, Pt, Pt합금, Pd, Pd합금, Sb-Bi고용체(固溶體), Fe, Cr, Ti, W, Ta, Mo, Sb, Bi, Dy, Cd, Mg, V, Ga, In, Sn, Pb, Te 중의 적어도 1개 또는 이것을 주성분으로 하는 합금 또는 이것에 가까운 조성인 것을 특징으로 한다. 상기 제1 반사층이 Mo, Mo합금, W, W합금, Ta, Ta합금 중의 적어도 1개 또는 이것을 주성분으로 하는 합금 또는 이것에 가까운 조성이면 보다 바람직하다.
[8] 기판상에 직접 또는 하지층을 거쳐서 형성된 에너지빔의 조사를 받아서 발생하는 원자배열변화에 의해서 정보를 기록 또는 재생하는 정보기록용 박막을 기록층 또는 초해상리드용의 마스크층으로서 구비하고, 또한 반사층을 구비하며 또한 리드파장이 600nm이상, 850nm이하의 범위에 있어서 상기 기록막 또는 초해상리드용의 마스크층의 비정질상태의 반사율변동 또는 결정상태의 반사율변동이 10%이하인 구조를 갖는 정보기록매체인 것이 바람직하다.
[9] 상기 [1]∼[3] 또는 후술하는 [22]∼[23] 또는 [31]∼[40]중의 어느 하나에 기재된 정보기록매체에 있어서, 상기 기록층 또는 초해상리드용의 마스크층과 반사층 사이에 중간층을 구비하는 것이 바람직하다.
[10] 상기 [1]∼[3] 또는 후술하는 [22]∼[23] 또는 [31]∼[40]중의 어느 하나에 기재된 정보기록매체에 있어서, 기록층 또는 초해상리드용의 마스크층이 상변화성분과 고융점성분으로 이루어지고, 상변화성분의 전체 원자수의 95% 이상이 GeTe와 Sb2Te3의 조합으로 이루어지고, 그 중의 고융점성분의 함유량y(원자%), 상변화성분중의 GeTe량의 비율x(%)와 보호층 막두께t(nm)가
ax+by=c-t
를 만족시키고, 또한 5≤a≤11, 또한 25≤b≤35, 또한 2500≤c≤3500을 만족시키는 범위에 있는 것이 바람직하다.
[11] 상기 보호층의 막두께가 110nm이상, 140nm이하의 범위에 있는 것이 바람직하다.
[12] 상기 기록층 또는 초해상리드용의 마스크층의 전체 원자수의 95%이상의 조성이 L을 상변화성분, H를 고융점성분으로 했을 때,
(L)1-s(H)s
로 나타내지고, 또한 0.05≤s≤0.20을 만족시키는 것이 바람직하다.
[13] 리드레이저파장에 있어서, 상기 제1 반사층은 감쇠계수k가 4이하인 재료로 이루어지고, 또한 상기 제2 반사층은 감쇠계수k가 제1 반사층보다 크고 열전도율이 100W/mㆍk이상인 재료로 이루어지는 것이 바람직하다.
[14] 기판상에 직접 또는 하지층을 거쳐서 형성된 에너지빔의 조사를 받아서 발생하는 원자배열변화에 의해서 정보를 기록 또는 재생하는 정보기록용 박막을 기록층 또는 초해상리드용의 마스크층으로서 구비하고, 또한 반사층을 구비하며, 기록층에 대해 광입사측에 보호층과 광입사측 반사층을 구비한 것이 바람직하다.
[15] 상기 기록층 또는 초해상리드용의 마스크층에 오버라이트를 실행할 때, 보다 고파워의 레이저광을 조사한 영역 쪽이 보다 저파워의 레이저광을 조사한 영역에 비해 반사율이 높게 된다.
[16] 상기 광입사측 반사층은 리드레이저파장에 있어서의 글절율n이 1이하인 재료로 이루어지는 것이 바람직하다.
[17] 상기 광입사측 반사층은 리드레이저파장에 있어서의 글절율n이 2이상이고, 또한 감쇠계수k가 2이하인 재료로 이루어지는 것이 바람직하다.
[18] 상기 기록층 또는 초해상리드용의 마스크층과 반사층 사이에 중간층을 구비해도 좋다.
[19] 상기 정보기록매체에 있어서, 기록층 또는 초해상리드용의 마스크층이 상변화성분과 고융점성분으로 이루어지고, 상변화성분의 전체원자수의 95%이상이 GeTe와 Sb2Te3의 조합으로 이루어지고, 그 중의 고융점성분의 함유량y(원자%), 상변화성분중의 GeTe량의 비율x(%)와 보호층막두께t(nm)가
ax+by=c-t
를 만족시키고, 또한 5≤a≤11, 또한 25≤b≤35, 또한 2500≤c≤3500을 만족시키는 범위에 있는 것이 바람직하다.
[20] 상기 기록층 또는 초해상리드용의 마스크층의 전체 원자수의 95%이상의 조성이 L을 상변화성분, H를 고융점성분으로 했을 때,
(L)1-s(H)s
로 나타내지고, 또한 0.05≤s≤0.20을 만족시키는 것이 바람직하다.
[21] 상기 정보기록매체에 있어서, 상기 보호층 막두께가 90nm이상, 110nm이하의 범위에 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 제2의 발명의 특징은 [22] 기판상에 직접 또는 하지층을 거쳐서 형성된 에너지빔의 조사를 받아서 발생하는 원자배열변화에 의해서 정보를 기록 또는 재생하는 정보기록용 박막을 기록층 또는 초해상리드용의 마스크층으로서 구비하고, 또한 반사층을 구비한 정보기록매체에 대해서 그 매체의 기록층 또는 마스크층이 결정상태에 있을 때의 광흡수율이 비정질상태에 있을때의 광흡수율 이상인 파장의 적어도 기록에 사용하는 레이저광을 구비하고, 또한 광헤드 제어회로, 트랙킹오차 검출수단, 광헤드 이동 드라이버, 기록데이타 변조수단, 레이저 드라이버, 재생신호 처리수단, 재생데이타 송출수단을 구비한 정보 메모리장치에 있다.
기판상에 직접 또는 하지층을 거쳐서 형성된 에너지빔의 조사를 받아서 발생하는 원자배열변화에 의해서 정보를 기록 또는 재생하는 정보기록용 박막을 기록층 또는 초해상리드용의 마스크층으로서 구비하고, 또한 반사층 및 광입사측 반사층을구비하며, 또한 반사층이 리드레이저파장에 있어서의 글절율 또는 감쇠계수중의 적어도 한쪽이 다른 재료인 제1 반사층 및 제2 반사층으로 이루어지고, 또한 광입사측에서부터 광입사측 반사층, 보호층, 기록층 또는 초해상리드용의 마스크층의 순으로 적층되고, 그 다음에 직접 또는 중간층을 거쳐서 제1 반사층, 제2 반사층의 순으로 적층된 구조를 갖는 정보기록용 매체가 바람직하다.
상기 제1 반사층이 Si, Ge, Si-Ge, Si-N, Si-Sn, Si-In, Si-O화합물 중의 적어도 1개 또는 이것에 가까운 조성이거나 혹은 상기 제2 반사층이 Aℓ, Aℓ합금, Au, Au합금, Ag, Ag합금, Cu, Cu합금, Pt, Pt합금, Pd, Pd합금, Sb-Bi고용체중의 적어도 1개 또는 이것에 가까운 조성인 것이 바람직하다.
상기 제1 반사층의 막두께를 df(nm), 상기 제1 반사층의 리드레이저파장에 있어서의 굴절율을 nf, 0 또는 정의 정수를 m으로 했을 때 이들의 관계가
df=zm/nf+e
또한, 70≤e≤100
또한, 380≤z≤400
의 식으로 나타내는 범위에 있는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 반사층의 막두께를 df(nm), 0 또는 정의 정수를 m으로 했을 때, 이들의 관계가
df=105m+e
또한,70≤e≤100
의 식으로 나타내는 범위에 있는 것이 바람직하다.
상기 제1 반사층의 막두께가 70nm이상, 100nm이하의 범위에 있는 것이 바람직하다.
상기 기록막이 결정상태일때와 비정질상태일 때의 기록막에 있어서의 흡수율차가 20%이하로 되는 범위에 있는 것이 바람직하다.
상기 제2 반사층의 막두께가 5nm이상, 200nm이하의 범위에 있는 것이 바람직하다.
상기 기록막과 상기 제1 반사층 사이에 중간층을 구비하고, 또한 상기 중간층의 막두께가 3nm이상, 60nm이하의 범위 또는 180nm이상, 240nm이하의 범위에 있는 것이 바람직하다.
상기 광입사측 반사층이 Au, Au-Co, Au-Ag, Au-Cu, Au-Si, Au-Ni, Au-Cr, Au-Ge, Au-Sb 중의 적어도 1개 또는 이것에 가까운 조성인 것이 바람직하다.
상기 보호막의 막두께dp와 결정상태의 반사율Rc와 비정질상태의 반사율Ra가
Rc-Ra≥0
또한, dRa/ddP≤0
또한, dRc/ddP≤0
으로 나타내지는 범위에 있는 것이 바람직하다.
상기 광입사측 반사층이 Si, Ge, Si-Ge, Si-N, Si-Sn, Si-In, Si-Au 화합물중의 적어도 1개 또는 이것에 가까운 조성인 것이 바람직하다.
상기 보호층의 막두께dp(nm), 상기 광입사측 반사층da(nm), j, u를 0 또는 정의정수로 했을 때 이들의 관계가
dp=f-0.66(da-150u)-180j
또한, 140≤f≤200
의 식으로 나타내는 범위에 있는 것이 바람직하다.
상기 보호층의 막두께dp(nm), g를 정수로 했을 때 이들의 관계가
dp=1440×10＾(-6.26e-3da)+g
또한, -30≤g≤30
의 식으로 나타내는 범위에 있는 것이 바람직하다. 단, 10＾(-6.26e-3da)는 10의 (-6.26e-3da)승을 의미한다.
기판상에 직접 또는 하지층을 거쳐서 형성된 에너지빔의 조사를 받아서 발생하는 원자배열변화에 의해서 정보를 기록 또는 재생하는 정보기록용 박막을 기록층 또는 초해상리드용의 마스크층으로서 구비하고, 또한 Si, Ge, Si-Ge, Si-N, Si-Sn, Si-In 화합물중의 적어도 1개 또는 이것에 가까운 조성인 반사층을 구비하고 이들 2층 사이에 중간층을 구비한 정보기록매체인 것이 바람직하다.
기판상에 직접 또는 하지층을 거쳐서 형성된 에너지빔의 조사를 받아서 발생하는 원자배열변화에 의해서 정보를 기록 또는 재생하는 정보기록용 박막을 기록층또는 초해상리드용의 마스크층으로서 구비하고, 또한 중간층 및 굴절율n이 2이상이며, 또한 감쇠계수k가 1이하인 재료의 반사층을 구비하고, 이들 2층 사이에 중간층을 구비한 정보기록매체인 것이 바람직하다.
상기 반사층의 막두께를 dr(nm), 상기 반사층의 리드레이저파장에 있어서의 굴절율을 nr, 0 또는 정의 정수를 m으로 했을 때 이들의 관계가
dr=(zm-v)/nr+h
또한, -65≤h≤-5
또한, 380≤z≤400
또한, 240≤v≤250
의 식으로 나타내는 범위에 있는 것이 바람직하다.
상기 반사층의 막두께가 120nm이상, 180nm이하의 범위에 있는 것이 바람직하다.
상기 제1 반사층은 리드레이저파장에 있어서의 감쇠계수k가 2.5이상인 재료로 이루어지고, 또한 상기 제2 반사층은 감쇠계수k가 2이하인 재료로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 제1 반사층의 막두께를 df(nm), 상기 제1 반사층의 리드레이저파장에 있어서의 굴절율을 nf, 감쇠계수를 kf로 했을 때 이들의 관계가
의 식으로 나타내는 범위에 있는 것이 바람직하다.
상기 제1 반사층의 막두께와 상기 제2 반사층의 막두께의 합이 50nm이상의 범위에 있는 것이 바람직하다.
기판상에 직접 또는 하지층을 거쳐서 형성된 에너지빔의 조사를 받아서 발생하는 원자배열변화에 의해서 정보를 기록 또는 재생하는 정보기록용 박막을 기록층 또는 초해상리드용의 마스크층으로서 구비하고, 또한 반사층을 구비하며, 또한 상기 기록막 또는 초해상리드용의 마스크층의 막두께±10nm의 범위에 있어서 비정질상태의 반사율변동 또는 결정상태의 반사율변동이 10%이하인 구조를 갖는 정보기록매체인 것이 바람직하다.
기판상에 직접 또는 하지층을 거쳐서 형성된 에너지빔의 조사를 받아서 발생하는 원자배열변화에 의해서 정보를 기록 또는 재생하는 정보기록용 박막을 기록층 또는 초해상리드용의 마스크층으로서 구비하고, 또한 반사층을 구비하며, 또한 상기 기록막 또는 초해상리드용의 마스크층의 막두께±10nm의 범위에 있어서 결정상태의 기록막 또는 초해상리드용의 마스크층의 흡수율변동이 10%이하인 구조를 갖는 정보기록매체인 것이 바람직하다.
기판상에 직접 또는 하지층을 거쳐서 형성된 에너지빔의 조사를 받아서 발생하는 원자배열변화에 의해서 정보를 기록 또는 재생하는 정보기록용 박막을 기록층 또는 초해상리드용의 마스크층으로서 구비하고, 또한 반사층을 구비하며, 또한 기록막 또는 초해상리드용의 마스크층의 막두께±10nm의 범위에 있어서 비정질상태의 기록막 또는 초해상리드용의 마스크층의 흡수율변동이 10%이하인 구조를 갖는 정보기록매체인 것이 바람직하다.
기판상에 직접 또는 하지층을 거쳐서 형성된 에너지빔의 조사를 받아서 발생하는 원자배열변화에 의해서 정보를 기록 또는 재생하는 정보기록용 박막을 기록층 또는 초해상리드용의 마스크층으로서 구비하고, 또한 적어도 제1 또는 제2 반사층을 구비하며, 결정상태 및 비정질상태의 기록막 또는 초해상리드용의 마스크층의 흡수율차가 20%이하인 구조를 갖는 정보기록매체인 것이 바람직하다.
기판상에 직접 또는 하지층을 거쳐서 형성된 에너지빔의 조사를 받아서 발생하는 원자배열변화에 의해서 정보를 기록 또는 재생하는 정보기록용 박막을 기록층 또는 초해상리드용의 마스크층으로서 구비하고, 또한 반사층을 구비하며, 또한 상기 기록막 또는 초해상리드용의 마스크층의 막두께가 10nm 증가했을 때, 결정상태 또는 비정질상태의 반사율이 7%이상 저하하는 구조를 갖는 정보기록매체인 것이 바람직하다.
기판상에 직접 또는 하지층을 거쳐서 형성된 에너지빔의 조사를 받아서 발생하는 원자배열변화에 의해서 정보를 기록 또는 재생하는 정보기록용 박막을 기록층 또는 초해상리드용의 마스크층으로서 구비하고, 또한 반사층을 구비하며, 또한 상기 기록막 또는 초해상리드용의 마스크층의 막두께가 10nm 증가했을 때 결정상태 또는 비정질상태의 흡수율이 5%이상 증가하는 구조를 갖는 정보기록매체인 것이 바람직하다.
기판상에 직접 또는 하지층을 거쳐서 형성된 에너지빔의 조사를 받아서 발생하는 원자배열변화에 의해서 정보를 기록 또는 재생하는 정보기록용 박막을 기록층또는 초해상리드용의 마스크층으로서 구비하고, 또한 반사층을 구비하며, 또한 리드파장이 600nm이상, 850nm이하의 범위에 있어서 상기 기록막 또는 초해상리드용의 마스크층의 결정상태의 흡수율변동이 10%이하인 구조를 갖는 정보기록매체인 것이 바람직하다.
기판상에 직접 또는 하지층을 거쳐서 형성된 에너지빔의 조사를 받아서 발생하는 원자배열변화에 의해서 정보를 기록 또는 재생하는 정보기록용 박막을 기록층 또는 초해상리드용의 마스크층으로서 구비하고, 또한 반사층을 구비하며, 또한 리드 파장이 600nm이상, 850nm이하의 범위에 있어서 비정질상태의 기록막 또는 초해상리드용의 마스크층의 흡수율변동이 10%이하인 구조를 갖는 정보기록매체인 것이 바람직하다.
기판상에 직접 또는 하지층을 거쳐서 형성된 에너지빔의 조사를 받아서 발생하는 원자배열변화에 의해서 정보를 기록 또는 재생하는 정보기록용 박막을 기록층 또는 초해상리드용의 마스크층으로서 구비하고, 또한 적어도 제1 또는 제2 반사층을 구비하고, 리드파장이 600nm이상, 850nm이하의 범위에 있어서 결정상태 및 비정질상태의 기록막 또는 초해상리드용의 마스크층의 흡수율차가 20%이하인 구조를 갖는 정보기록매체인 것이 바람직하다.
기판상에 직접 또는 하지층을 거쳐서 형성된 에너지빔의 조사를 받아서 발생하는 원자배열변화에 의해서 정보를 기록 또는 재생하는 정보기록용 박막을 기록층 또는 초해상리드용의 마스크층으로서 구비하고, 또한 반사층을 구비하며, 또한 결정상태 또는 비정질상태의 반사율중의 어느 한쪽이 60%이상인 것이 바람직하다.
기판상에 직접 또는 하지층을 거쳐서 형성된 에너지빔의 조사를 받아서 발생하는 원자배열변화에 의해서 정보를 기록 또는 재생하는 정보기록용 박막을 기록층 또는 초해상리드용의 마스크층으로서 구비하고, 또한 반사층을 구비하며, 또한 결정상태 및 비정질상태의 반사율의 변조도가 60%이상인 것이 바람직하다.
기판상에 직접 또는 하지층을 거쳐서 형성된 에너지빔의 조사를 받아서 발생하는 원자배열변화에 의해서 정보를 기록 또는 재생하는 정보기록용 박막을 기록층 또는 초해상리드용의 마스크층으로서 구비하고, 또한 반사층을 구비하며, 또한 결정상태의 광흡수율이 비정질상태의 광흡수율 이상의 값인 것이 바람직하다.
기록막 또는 초해상리드용의 마스크층과 상기 반사층 사이에 중간층을 구비하며, 또한 중간층의 막두께가 30nm이하의 범위에 있는 것이 바람직하다.
상기 기록막의 막두께가 15nm이상, 40nm이하의 범위에 있는 것이 바람직하다.
상기 반사층이 Si, Ge, Si-Ge, Si-N, Si-Sn, Si-In, Si-Au, Aℓ, Aℓ합금, Au, Au합금, Ag, Ag합금, Cu, Cu합금, Pt, Pt합금, Sb-Bi고용체중의 적어도 1개 또는 이것에 가까운 조성이거나 또는 Si, Ge, Si-Ge, Si-N중의 적어도 1개에, Au, Ag, Cu, Aℓ, Ni, Fe, Co, Cr, Ti, Pd, Pt, W, Ta, Mo, Sb, Bi, Dy, Cd, Mn, Mg, V, Ga, In, Sn, Pb, Te로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1개를 1원자%이상, 30원자%이하 첨가한 조성 또는 이것에 가까운 조성인 것이 바람직하다.
상기 고융점성분의 전체원자수의 95%이상의 조성이 Cr-Te, Cr-Sb, Cr-Ge, Co-Sb, Co-Te, Co-Ge, Cu-Te, Cu-Sb, Mn-Te, Mn-Sb, V-Ge, Ni-Ge, Mo-Ge, W-Te의조합으로 이루어지는 화합물, 혼합물로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1개 또는 이것에 가까운 조성인 것이 바람직하다.
상기 보호층의 막두께를 dp'(nm), 상기 기록막의 막두께를 dr'(nm), 상기 중간층의 막두께를 dm'(nm), 상기 제1 반사층의 막두께를 dr1'(nm), 상기 제2 반사층의 막두께를 dr2'(nm), 재생파장λ'(nm), 정수를 δ, 파장780(nm)에 있어서의 최적 막두께를 각각 상기 보호층dp(nm), 상기 기록막dr(nm), 상기 중간층dm(nm), 상기 제1 반사층dr1(nm), 상기 제2 반사층dr2(nm)의 최적 막두께로 했을 때 이들의 관계가
dp' =(λ' ×dp)/780+ δ
또한, dr' =(λ' ×dr)/780+ δ
또한, dm' =(λ' ×dm)/780+ δ
또한, dr1' =(λ' ×dr1)/780+ δ
또한, dr2' =(λ' ×dr2)/780+ δ
또한 -5≤δ≤5
의 식으로 나타내는 범위에 있는 것이 바람직하다.
상기 기록층 또는 초해상리드용의 마스크층의 전체 원자수의 95%이상의 조성이
((GeαSbβTer)1-s(H)s
를 만족시키고 또한 0.05≤s≤0.15 또한 H가 Cr-Te, Cr-Sb, Cr-Ge, Co-Sb, Co-Te, Co-Ge, Cu-Te, Cu-Sb, Mn-Te, Mn-Sb, V-Ge, Ni-Ge, Mo-Ge, W-Te의 조합으로 이루어지는 화합물, 혼합물로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1개 또는 이것에 가까운 조성이며, 또한 0.08≤α≤0.23 또한 0.15≤β≤0.33 또한 0.44≤r≤0.77 또한 α+β+r=1을 만족시키는 것이 바람직하다.
상기 하지층을 상기 보호층이 겸해도 좋다.
본 발명의 제3의 특징은 기판상에 직접 또는 하지층을 거쳐서 형성된 에너지빔의 조사를 받아서 발생하는 원자배열변화에 의해서 정보를 기록 또는 재생하는 정보기록용 매체의 제조방법으로서, 기판상에 보호층, 기록막 또는 초해상리드막, 중간층, 굴절율 또는 감쇠계수중의 적어도 한쪽이 다른 재료인 제1 반사층 및 제2 반사층을 형성하는 공정 및 이것에 다른 기판 또는 마찬가지로 해서 상기 각 층을 형성한 다른 기판을 점착하는 공정을 구비해서 이루어지는 정보기록용 매체의 제조방법에 있다.
본 발명의 제4의 특징은 기판상에 직접 또는 하지층을 거쳐서 형성된 에너지빔의 조사를 받아서 발생하는 원자배열변화에 의해서 정보를 기록 또는 재생하는 정보기록용 박막을 기록층 또는 초해상리드용의 마스크층으로서 구비하고, 반사층을 구비한 정보기록매체의 상기 기록막 또는 마스크층의 막두께가 10nm 증가했을 때 결정상태의 반사율이 7%이상 저하하는 파장의 적어도 기록에 사용하는 레이저를 구비하며, 또한 광헤드 제어회로, 트랙킹 오차 검출수단, 광헤드 이동 드라이버, 기록데이타 변조수단, 레이저 드라이버, 재생신호 처리수단, 재생데이타 송출수단을 구비한 정보 메모리장치에 있다.
정보 메모리장치에 있어서 기판상에 직접 또는 하지층을 거쳐서 형성된 에너지빔의 조사를 받아서 발생하는 원자배열변화에 의해서 정보를 기록 또는 재생하는 정보기록용 박막을 기록층 또는 초해상리드용의 마스크층으로서 구비하고, 반사층을 구비한 정보기록매체의 상기 기록막 또는 마스크층의 막두께가 10nm 증가했을 때 비결정상태의 반사율이 7%이상 저하하는 파장의 적어도 기록에 사용하는 레이저를 구비하며, 또한 광헤드 제어회로, 트랙킹 오차 검출수단, 광헤드 이동 드라이버, 기록데이타 변조수단, 레이저 드라이버, 재생신호 처리수단, 재생데이타 송출수단을 구비한 것이 바람직하다.
정보 메모리장치에 있어서 기판상에 직접 또는 하지층을 거쳐서 형성된 에너지빔의 조사를 받아서 발생하는 원자배열변화에 의해서 정보를 기록 또는 재생하는 정보기록용 박막을 기록층 또는 초해상리드용의 마스크층으로서 구비하며, 또한 반사층을 구비한 정보기록매체의 상기 기록막 또는 마스크층의 막두께±10nm의 범위에 있어서 결정상태의 흡수율변동이 10%이하로 되는 파장의 적어도 기록에 이용하는 레이저를 구비하고, 또한 광헤드 제어회로, 트랙킹 오차 검출수단, 광헤드 이동 드라이버, 기록데이타 변조수단, 레이저 드라이버, 재생신호 처리수단, 재생데이타 송출수단을 구비한 것이 바람직하다.
정보 메모리장치에 있어서 기판상에 직접 또는 하지층을 거쳐서 형성된 에너지빔의 조사를 받아서 발생하는 원자배열변화에 의해서 정보를 기록 또는 재생하는 정보기록용 박막을 기록층 또는 초해상리드용의 마스크층으로서 구비하며, 반사층을 구비한 정보기록매체의 상기 기록막 또는 마스크층의 막두께가 10nm 증가했을때 결정상태의 흡수율이 5%이상 증가하는 파장의 적어도 기록에 사용하는 레이저를 구비하고, 또한 광헤드 제어회로, 트랙킹 오차 검출수단, 광헤드 이동 드라이버, 기록 데이타 변조수단, 레이저 드라이버, 재생신호 처리수단, 재생데이타 송출수단을 구비한 것이 바람직하다.
정보 메모리장치에 있어서 기판상에 직접 또는 하지층을 거쳐서 형성된 에너지빔의 조사를 받아서 발생하는 원자배열변화에 의해서 정보를 기록 또는 재생하는 정보기록용 박막을 기록층 또는 초해상리드용의 마스크층으로서 구비하며, 또한 반사층을 구비한 정보기록매체의 상기 기록막 또는 마스크층의 막두께±10nm의 범위에 있어서 비정질상태의 흡수율변동이 10%이하로 되는 파장의 적어도 기록에 이용하는 레이저를 구비하며, 또한 광헤드 제어회로, 트랙킹 오차 검출수단, 광헤드 이동 드라이버, 기록데이타 변조수단, 레이저 드라이버, 재생신호 처리수단, 재생데이타 송출수단을 구비한 것이 바람직하다.
정보 메모리장치에 있어서 기판상에 직접 또는 하지층을 거쳐서 형성된 에너지빔의 조사를 받아서 발생하는 원자배열변화에 의해서 정보를 기록 또는 재생하는 정보기록용 박막을 기록층 또는 초해상리드용의 마스크층으로서 구비하며, 반사층을 구비한 정보기록매체의 상기 기록막 또는 마스크층의 막두께가 10nm 증가했을때 비결정상태의 흡수율이 5%이상 증가하는 파장의 적어도 기록에 이용하는 레이저를 구비하며, 또한 광헤드 제어회로, 트랙킹 오차 검출수단, 광헤드 이동 드라이버, 기록데이타 변조수단, 레이저 드라이버, 재생신호 처리수단, 재생데이타 송출수단을 구비한 것이 바람직하다.
상기 반사층 또는 제2 반사층의 막두께가 30nm이상, 80nm이하의 범위에 있는 것이 바람직하다.
상기 기록층 또는 초해상리드용의 마스크층의 전체원자수의 95%이상의 조성이 L을 상변화성분, H를 고융점성분으로 했을 때
(L)1-s(H)s
로 나타내지며 또한 0.05≤s≤0.15를 만족시키는 것을 특징으로 한다.
상기 기록층 또는 초해상리드용의 마스크층의 전체원자수의 95%이상의 조성이
{(GeTe)x(Sb2Te3)1-x}1-s(H)s
를 만족시키며 또한 0.05≤s≤0.15 또한 0.3≥x≤0.66을 만족시키는 것이 바람직하다.상기 제1 반사층의 재료로서는 Si, Si-Ge 혼합재료가 기록마크 부분의 광입사측 반사율을 기록마크 이외의 부분의 광입사측 반사율보다 작게 할 수 있으므로 광입사측 반사율차에 의한 소거나머지(erasing residue)를 방지할 수 있고, 또 리라이트 가능 회수가 저하하지 않는다. Ge의 함유량은 10원자%이상, 80원자%이하가 리라이트 가능회수의 저하가 잘 발생하지 않는다.
계속해서, Si-N, Si-Sn 또는 Si-In 혼합재료 혹은 이들 혼합재료의 2종류 이상의 혼합재료라도 마찬가지의 결과가 얻어졌다. 이들 반사층 재료는 본 발명의 상변화막 뿐만 아니라 다른 상변화막을 사용하는 경우의 반사층재료로서 사용해도 종래의 반사층 재료에 비해 리라이트 가능 회수가 저하하지 않는다. Si에 첨가하는 원소의 함유량은 3원자%이상, 50원자%이하가 리라이트 가능 회수의 저하가 잘 발생하지 않는다.
또, 상기 이외의 Si, Ge합유 혼합재료, 굴절율이 크고 감쇠계수가 작은 재료로 이루어지는 층을 사용해도 좋고, 그들의 층으로 이루어지는 다중층을 사용해도 좋고, 이들의 산화물 등의 다른 물질과의 복합층 등을 사용해도 좋다. Ge도 사용가능하다. 그 외에 각종 질화물, 황화물, 셀렌화물도 사용가능하다.
반사층 재료의 굴절율n과 감쇠계수k가
n≥2가 보다 바람직하고,
n≥2 또한 2≥k가 특히 바람직하다.
또, 그들의 층으로 이루어지는 다중층을 사용해도 좋고, 이들과 SiO2등 산화물 등의 다른 물질과의 복합층 등을 사용해도 좋다.
상기 보호층 및 상기 중간층은 (ZnS)80(SiO2)20에 의해 형성하고 있는 것이 바람직하고, 이것 대신에 ZnS와 SiO2의 혼합비를 바꾼 것, Si-N계 재료, Si-O-N계 재료, SiO2, SiO, TiO2, Aℓ2O3, Y2O3, CeO, La2O3, In2O3, GeO, GeO2, PbO, SnO, SnO2, Bi2O3, TeO2, WO2, WO3, SC2O3, ZPO2등의 산화물, TaN, AℓN, Si3N4, Aℓ-Si-N계 재료(예를 들면, AℓSiN2) 등의 질화물, ZnS, Sb2S3, CdS, In2S3, Ga2S3, GeS, SnS2, PbS, Bi2S3등의 황화물, SnSe2, Sb2Se3, CdSe, ZnSe, In2Se3, Ga2Se3, GeSe, GeSe2,SnSe, PbSe, Bi2Se3등의 셀렌화물, CeF3, MgF2, CaF2등의 불화물, 혹은 Si, Ge, TiB2, B4C, B, C 또는 상기의 재료에 가까운 조성의 것을 사용해도 좋다. 또, 이들 혼합재료의 층이나 이들의 다중층이라도 좋다.
상기 기판은 표면에 직접 트랙킹 가이드 등의 오목볼록을 형성한 폴리카보네이트기판, 폴리올레핀, 에폭시, 아크릴수지, 자외선 경화수지층을 표면에 형성한 화학강화유리 등을 사용해도 좋다.
상기 정보기록매체는 중간층을 생략하고 기록막상에 제1 반사층을 직접 형성해도 좋다. 이 경우는 1층 적어지므로 디스크제작이 용이하게 되어 제작시간을 단축할 수 있다.
상기 정보기록매체는 완전히 동일한 방법에 의해 2개의 디스크부재를 제작하고, 접작제층을 거쳐서 상기 제1 및 제2 디스크부재의 반사층(5), (5')끼리를 점착하고 있지만, 제2 디스크부재 대신에 다른 구성의 디스크부재 또는 보호용의 기판등을 사용해도 좋다.
제2 반사층의 재료로서는 Aℓ-Ti, Aℓ-Ag, Aℓ-Cu 등 Aℓ합금을 주성분으로하는 것이 바람직하다. Aℓ도 사용가능하다. Aℓ합금 이외의 재료로사용 가능하다.
Aℓ합금의 경우, Aℓ의 함유량은 50원자%이상, 99.9원자%이하가 열전도율을 크게 할 수 있어 리라이트 가능 회수의 저하가 잘 발생하지 않는다.
또, Sb-Bi, Au, Ag, Cu, Aℓ, Ni, Fe, Co, Cr, Ti, Pd, Pt, W, Ta, Mo, Sb, Bi, Dy, Cd, Mn, Mg, V의 원소단일체 또는 이들을 주성분으로 하는 합금 혹은 이들끼리의 합금으로 이루어지는 층을 사용해도 좋고, 그들의 층으로 이루어지는 다중층을 사용해도 좋고, 이들과 산화물 등의 다른 물질과의 복합층 등을 사용해도 좋다. 제1 반사층과 굴절율 및 감쇠계수가 다른 재료이면 Si, Ge, Sn, In을 주성분으로 하는 합금 혹은 이들과 상기 원소끼리의 합금으로 이루어지는 층을 사용해도 좋고, 그들의 층으로 이루어지는 다중층을 사용해도 좋고, 이들과 산화물 등의 다른 물질과의 복합층 등을 사용해도 좋다.
이중에서 Cu합금, Aℓ합금 등과 같이 열전도율이 큰 것은 디스크구조가 급랭구조로 되어 다수회의 리라이트에 의한 반사율변동이 잘 생기지 않는다. 또, Sb-Bi, Dy 등과 같이 열전도율이 작은 것은 보온되기 쉬우므로 기록감도가 좋아지는 이점이 있다.
제2 반사층의 막두께는 0nm이상이라도 좋지만, 10nm이상이 바람직하다. 강도를 크게 하는 점에서 30nm이상, 제작시간을 적게 하는 점에서 200nm이하가 보다 바람직하다.
기록막의 재료로서는 ((Cr4Te5)(Ge2Sb2Te5)90), ((Cr4Te5)20(GeSb4Te)7)80) 등 Cr-Ge-Sb-Te계에서 조성비가 다른 재료가 리라이트 가능회수의 저하가 잘 생기지 않는다.
계속해서, Ag-Ge-Sb-Te, Co-Ge-Sb-Te, V-Ge-Sb-Te 등에서도 마찬가지의 결과가 얻어졌다. Ge-Sb-Te계에 고융점성분을 첨가한 기록막이 리라이트 가능회수의 저하가 잘 생기지 않는다.
또, 상기 이외의 Ge2Sb2TeS, GeSb2Te4, GeSb4Te7, In3SbTe2, In3SSb32Te33, In31Sb26Te43, GeTe, Ag-In-Sb-Te, Ni-Ge-Sb-Te, Pt-Ge-Sb-Te, Si-Ge-Sb-Te, Au-Ge-Sb-Te, Cu-Ge-Sb-Te, Mo-Ge-Sb-Te, Mn-Ge-Sb-Te, Fe-Ge-Sb-Te, Ti-Ge-Sb-Te, Bi-Ge-Sb-Te 및 이들에 가까운 조성 중의 적어도 1개로 치환해도 Ge의 일부를 In으로 치환해도 이것에 가까운 특성이 얻어진다.
반사층의 재료로서는 Si, Si-Ge혼합재료가 기록마크 부분의 광입사측 반사율을 기록마크 이외의 부분의 광입사측 반사율보다 작게 할 수 있으므로 광입사측 반사율차에 위한 소거나머지를 방지할 수 있고, 또 리라이트 가능회수가 저하하지 않는다. Ge의 함유량은 10원자%이상, 80원자%이하가 리라이트 가능회수의 저하가 잘 생기지 않는다.
또, Si에 Au, Ag, Cu, Aℓ, Ni, Fe, Co, Cr, Ti, Pd, Pt, W, Ta, Mo, Sb, Bi, Dy, Cd, Mn, Mg, V, Zn, Ga, Tℓ, Pb, C, B, S를 첨가하면 반사층의 투과율이 저하하고, 흡수율이 증가하기 때문에 감도저하를 방지할 수 있다. 이 경우의 첨가원소의 함유량은 1원자%이상, 25원자%이하가 다수회 리라이트시의 반사율레벨의 변동이 잘 생기지 않는다.
계속해서, Si-N, Si-Sn 또는 Si-In혼합재료 혹은 이들 혼합재료의 2종류 이상의 혼합재료라도 동일한 결과가 얻어졌다.
이들 반사층재료는 본 발명의 상변화막 뿐만 아니라 다른 상변화막을 사용하는 경우의 반사층재료로서 사용해도 종래의 반사층재료에 비해 리라이트 가능회수가 저하하지 않는다. Si에 첨가하는 원소의 함유량은 3원자%이상, 50원자%이하가 리라이트 가능회수의 저하가 잘 생기지 않는다.
또, 상기 이외의 Si, Ge함유 혼합재료, 굴절율이 크고 감쇠계수가 작은 재료로 이루어지는 층을 사용해도 좋고, 그들의 층으로 이루어지는 다중층을 사용해도 좋고, 이들의 산화물 등의 다른 물질과의 복합층 등을 사용해도 좋다. Ge도 사용가능하다. 그 외에 각종 질화물, 황화물, 셀렌화물도 사용가능하다.
반사층재료의 리드레이저파장에 있어서의 굴절율n과 감쇠계수k가
n≥2가 바람직하고,
n≥2, 4≥k가 보다 바람직하고,
n≥2, 1≥k가 특히 바람직한 재료이다.
또, 그들의 층으로 이루어지는 다중층을 사용해도 좋고, 이들과 산화물 등의 다른 물질과의 복합층 등을 사용해도 좋다.
광입사측 반사층의 재료로서는 Si, Si-Ge 혼합재료가 기록마크 부분의 광흡수율을 기록마크 이외의 부분의 광흡수율보다 작게 할 수 있으므로 광흡수율차에 의한 소거나머지를 방지할 수 있고, 또 리라이트 가능회수가 저하하지 않는다. Ge의 함유량은 10원자%이상, 80원자%이하가 리라이트 가능회수의 저하가 잘 생기지 않는다.
계속해서 Si-N, Si-Sn 또는 Si-In혼합재료 혹은 이들 혼합재료의 2종류 이상의 혼합재료라도 마찬가지의 결과가 얻어졌다.
이들 반사층재료는 본 발명의 상변화막 뿐만 아니라 다른 상변화막을 사용하는 경우의 반사층재료로서 사용해도 종래의 반사층재료에 비해 리라이트 가능회수가 저하하지 않는다. Si에 첨가하는 원소의 함유량은 3원자%이상, 50원자%이하가 리라이트 가능회수의 저하가 잘 생기지 않는다.
또, 상기 이외의 Si, Ge함유 혼합재료, 굴절율이 크고 감쇠계수가 작은 재료로 이루어지는 층을 사용해도 좋고, 그들의 층으로 이루어지는 다중층을 사용해도 좋고, 이들의 산화물 등의 다른 물질과의 복합층 등을 사용해도 좋다. Ge도 사용가능하다. 그 외의 각종 질화물, 황화물, 셀렌화물도 사용가능하다.
광입사측 반사층재료의 리드레이저파장에 있어서의 굴절율n과 감쇠계수k는 흡수율을 제어하기 쉬우므로
n≥2가 보다 바람직하고,
n≥2 또한 2≥k가 특히 바람직한 재료이다.
또, 그들의 층으로 이루어지는 다중층을 사용해도 좋고, 이들과 SiO2등 산화물 등의 다른 물질과의 복합층 등을 사용해도 좋다.
또, 광입사측 반사층의 재료로서는 Au-Ag, Au-Co혼합재료가 기판과 막의 접착력을 크게 할 수 있다. Co의 함유량은 1원자%이상, 10원자%이하로 하면 광을 투과시킬 수 있어 디스크의 반사율을 적당하게 할 수 있다.
계속해서, Au-Aℓ혼합재료, Au-Cu, Si-N, Si-Sn 또는 Si-In혼합재료, 혹은 이들 혼합재료의 2종류 이상의 혼합재료라도 마찬가지의 결과가 얻어졌다. 이들 광입사측 반사층재료는 본 발명의 정보기록용 매체 뿐만 아니라 다른 상변화막을 사용하는 정보기록용 매체의 광입사측 반사층으로서 사용해도 흡수율을 제어할 수 있어 소거나머지를 작게 할 수 있다.
또, 상기 외외의 Cu, Ag, Nd함유 혼합재료, 굴절율이 작은 재료로 이루어지는 층을 사용해도 좋다. 그 때의 리드레이저파장에 있어서의 굴절율은
n≤1이 바람직하고,
n≤0.5가 보다 바랍직하고,
n≤0.2가 특히 바람직한 재료이다.
또, 그들의 층으로 이루어지는 다중층을 사용해도 좋고, 이들과 산화물 등의 다른 물질과의 복합층 등을 사용해도 좋다.
리드레이저파장에 있어서 상기 제1 반사층은 감쇠계수k가 4이하인 재료로 이루어지며, 또한 상기 제2 반사층은 감쇠계수k가 제1 반사층보다 크고 열전도율이 100W/mㆍk이상인 재료로 이루어지는 특징을 갖는다.
제1 반사층재료로서는 Mo, Ni, Fe, Cr, Ti, Pd, Pt, W, Ta, Co, Sb, Bi, Dy, Cd, Mn, Mg, V의 원소단일체 또는 이들을 주성분으로 하는 합금 혹은 이들끼리의 합금으로 이루어지는 층을 사용해도 좋고, 그들의 층으로 이루어지는 다중층을 사용해도 좋고, 그들과 산화물 등의 다른 물질과의 복합층 등을 사용해도 좋다. 감쇠계수가 4이하인 재료를 사용하는 것에 의해 결정상태의 흡수율보다 비정질상태의 흡수율이 큰 경우에 흡수율차를 작게 할 수 있어 리라이트시의 소거나머지를 작게 할 수 있었다.
이중에서 Mo, W, Ta, Mo합금, W합금, Ta합금 등은 반응성이 낮아 다수회의레이저조사에 의해서 제2 반사층재료와 반응해서 특성이 변화할 염려가 없기 때문에 리라이트특성이 좋다는 이점이 있다.
또, Cr4Te5, Cr-Te, Cr-Sb, Cr-Ge, Co-Sb, Co-Te, Co-Ge, Cu-Te, Cu-Sb, Mn-Te, Mn-Sb, V-Ge, Ni-Ge, Mo-Ge, W-Te의 조합으로 이루어지는 화합물, 혼합물로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1개 또는 이것에 가까운 조성의 재료를 사용해도 좋다. 이들 재료는 고융점으로서, 제2 반사층재료와 반응해서 특성이 변화할 염려가 없기 때문에 리라이트특성이 좋다는 이점이 있다.
제1 반사층의 막두께df를 약 30nm이하의 범위로 선택하면 흡수율제어를 할 수 있어 바람직하다. 더욱 얇게 약 15nm이하의 범위로 막두께를 선택하면 보다 바람직하다.
제2 반사층으로서는 Aℓ, Cu, Au, Cu합금, Aℓ합금, Au합금 등과 같이 열전도율이 큰 것이 디스크구조가 급랭구조로 되어 다수회의 리라이트에 의한 반사율변동이 잘 생기지 않으므로 바람직하다. 이 경우의 열전도율은 100W/mㆍk이상이면 리라이트회수가 커지므로 바람직하고, 230W/mㆍk이상으로 하는 것이 리라이트회수가 2배로 되기 때문에 바람직하다. 또, Au단일체에 비해 Au-Ag, Au-Co, Au-Aℓ 등의 Au합금은 접착력이 커진다는 이점이 있어 바람직하다.
그 이외에 제2 반사층보다 감쇠계수가 큰 재료이면, Ag, Ni, Fe, Cr, Ti, Pd, Pt, W, Ta, Mo, Sb, Bi, Dy, Cd, Mn, Mg, V의 원소단일체 또는 Ag합금, Cu합금, Aℓ합금, Pd합금, Pt합금, Ni합금, Mn합금, Sb-Bi화합물 등 이들을 주성분으로하는 합금, 혹은 이들끼리의 합금으로 이루어지는 층을 사용해도 좋고, 그들의 층으로 이루어지는 다중층을 사용해도 좋고, 그들과 산화물 등의 다른 물질과의 복합층 등을 사용해도 좋다. Si, Ge, Sn, In을 주성분으로 하는 합금, 혹은 이들과 상기 원소끼리의 합금으로 이루어지는 층을 사용해도 좋고, 그들의 층으로 이루어지는 다중층을 사용해도 좋고, 이들과 산화물 등의 다른 물질과의 복합층 등을 사용해도 좋다.
제1 반사층재료, 제2 반사층재료에 대해서는 본 실시예에 기재한 재료를 사용할 수 있지만, 이들의 조합을 선택하는 것에 의해서 리라이트특성이 향상하는 것을 알 수 있었다. 바람직한 조합은 제2 반사층이 W, Mo, Ta, W합금, Mo합금, Ta합금 중의 적어도 1개 또는 이것에 가까운 조성이며, 제1 반사층이 Aℓ, Aℓ합금, Au, Au합금, Ag, Ag합금 중의 적어도 1개 또는 이것에 가까운 조성인 경우이다.
이 구조에 있어서의 기록막 구성성분 중의 상변화성분의 조성은 (Cr4Te5)10(Ge2Sb2Te5)90이라도 좋지만, 본 실시예와 같이 Ge2Sb2Te5조성에서 3원자%Sb를 또 첨가한 (Cr4Te5)(Ge21Sb25Te54)90조성이 보다 바람직하다.
또, 제1 반사층, 제2 반사층에 관계없이 Aℓ, Au, Co, Cu 등과 같이 열전도율이 큰 재료를 사용하고 있는 경우는 마찬가지로 상변화성분의 조성을 Ge2Sb2Te5조성에서 적절히 Sb양을 많게 해서 결정화속도를 느리게 하면 기록특성이 향상하도록 조절할 수 있었다. Ge2Sb2Te5조성으로의 Sb의 첨가량은 그 밖의 구조에 의해서 다소의 폭이 있지만 Au 및 Aℓ의 경우는 5∼10원자%, Cu의 경우는 3∼8원자%, Mo, W의경우는 2∼5원자% 정도이다.
양호한 기록/재생특성 또는 초해상 리드특성을 유지하면서 종래보다 다수회의 리라이트 또는 초해상리드를 가능하게 하기 위해 반사율레벨의 변동을 억제하는 것을 고려하고, 반사층을 2층의 구조로 하는 것에 의해 다수회의 리라이트 또는 초해상리드를 실행했을 때의 반사율레벨의 변동이 억제되는 것을 발견하여 다수회의 리라이트 또는 초해상리드를 가능하게 하는 본 발명에 이르렀다.
따라서, 본 발명의 정보기록매체에 의하면, 양호한 기록/재생특성 또는 양호한 초해상 리드 특성을 유지하면서 종래보다 다수회의 리라이트가 가능하게 되고, 이것을 사용한 정보기록재생장치에 의하면, 본 발명의 정보기록용 매체에서 종래보다 다수회의 리라이트를 실행한 후에도 양호한 기록/재생특성 또는 양호한 초해상 리드특성이 얻어진다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해서 상세하게 설명한다.
[실시예1]
(구성/제조방법)
도 1은 본 발명의 제1 실시예의 정보기록용 박막을 사용한 디스크형상 정보기록매체의 단면구조를 도시한 것이다. 이 매체는 다음과 같이 해서 제작되었다.
우선, 직경13cm, 두께1.2mm이고 표면에 5.25인치의 광디스크의 샘플서보방식대응 ISO-B포맷의 오목볼록을 갖는 폴리카보네이트 기판(1)을 형성하였다. 다음에, 이 기판(1)상에 박막을 순차 형성하기 위해 기판(1)을 마그네트론 스퍼터링 장치내에 배치하였다. 이 장치는 여러개의 타겟을 갖고, 적층막을 순차 형성할 수 있는것이다. 또, 형성되는 막은 두께의 균일성 및 재현성이 우수하다.
마그네트론 스퍼터링장치에 의해 기판(1)상에 우선 (ZnS)80(SiO2)20막으로 이루어지는 보호층(2)를 막두께 약 125nm으로 되도록 형성하였다. 계속해서 보호층(2)상에 (Cr4Te5)10(Ge2Sb2Te5)90기록막(3)을 막두께 약 35nm까지 형성하였다. 다음에, 기록막(3)상에 (ZnS)80(SiO2)20막으로 이루어지는 중간층(4)를 약 20nm의 막두께까지 형성한 후, 그 위에 동일한 스퍼터링장치내에서 Si막으로 이루어지는 제1 반사층(5)를 막두께 80nm, 계속해서 Aℓ97Ti3막인 제2 반사층(6)을 막두께100nm까지 형성하였다. 이렇게 해서 제1 디스크부재를 얻었다.
한편, 완전히 마찬가지의 방법에 의해, 제1 디스크부재와 동일한 구성을 갖는 제2 디스크부재를 얻었다. 제2 디스크부재는 직경 13cm, 두께1.2mm의 기판(1' )상에 순차로 적층된 막두께 약 125nm의 (ZnS)80(SiO2)20막으로 이루어지는 보호층(2' ), 막두께 약 35nm의 (Cr4Te5)10(Ge2Sb2Te5)90막으로 이루어지는 기록막(3' ), 막두께 약 20nm의 (ZnS)80(SiO2)20막으로 이루어지는 중간층(4' ) 및 막두께 80nm의 Si막으로 이루어지는 반사층(5' ), 계속해서 막두께100nm의 Aℓ97Ti3막으로 이루어지는 제2 반사층(6' )를 구비하고 있다.
그 후, 염화비닐-초산비닐계 핫멜트 접착제층(7)을 사용해서 상기 제1 및 제2 디스크부재의 제2 반사층(6), (6' )끼리를 점착하여 도 1에 도시한 디스크형상 정보기록매체를 얻었다.
(초기결정화)
상기와 같이 해서 제작한 매체의 기록막(3), (3' )에 다음과 같이 해서 초기 결정화를 실행하였다. 또, 기록막(3' )에 대해서도 완전히 마찬가지이므로 이하의 설명에서는 기록막(3)에 대해서만 설명하기로 한다.
매체를 1800rpm으로 회전시키고 반도체레이저(파장 780nm)의 레이저광파워를 기록이 실행되지 않는 레벨(약 1mW)로 유지하고 그 레이저광을 기록헤드 중의 개구수(NA)가 0.55의 렌즈로 집광하고, 기판(1)을 통해서 기록막(3)에 조사하였다. 기록막(3)으로부터의 반사광을 검출해서 기판(1)의 피트간의 중심을 레이저광 스폿의 중심과 항상 일치하고 좌우의 피트의 신호레벨과 동일하게 되도록 트랙킹을 실행함과 동시에 기록막(3)상에 레이저광의 초점이 오도록 자동초점맞춤을 실행하면서 기록헤드를 구동하였다.
우선, 초기결정화를 위해 기록막(3)의 동일 기록트랙상에 파워 14mW의 연속 레이저광을 각각 10회 조사하였다. 마지막에, 파워 7mW의 연속(DC) 레이저광을 10회 조사하였다. 각 회의 조사시간(광스폿 통과시간)은 약 0.1μsec이다.
이와 같이, 파워가 다른 레이저광을 조사하면 초기결정화를 충분히 실행할 수 있다.
이들의 레이저광 조사는 반도체 레이저 어레이를 사용해서 실행하거나 또는 가스레이저로부터의 광빔을 여러개로 분할한 것 혹은 고출력가스 레이저나 반도체 레이저로부터의 광빔의 스폿형상을 매체의 반경방향으로 긴 타원형으로 한 것을 사용해서 실행하면 더욱 바람직하다. 이렇게 하면, 매체를 소수 회전시키는 것만으로초기결정화를 완료하는 것도 가능하게 된다.
여러개의 레이저광스폿을 사용하는 경우, 그들 레이저광스폿을 동일한 기록트랙상에 배치하지 않고 매체의 반경방향으로 위치를 조금씩 어긋나게 해서 배치하면 1회의 조사로 넓은 범위를 초기화할 수 있고 소거나머지가 적어지는 등의 효과가 얻어진다.
(기록/소거)
다음에 이상과 같이 해서 초기결정화가 완료한 기록막(3)의 기록영역에 상기와 마찬가지로 해서 트랙킹과 자동초점맞춤을 실행하면서 기록용 레이저광의 파워를 중간파워레벨(7mW)과 고파워레벨(14mW) 사이에서 변화시켜서 정보의 기록을 실행하였다. 기록할 부분을 너무 지나치면 레이저광파워를 재생(리드)용 레이저광의 저파워레벨(1mW)로 내리도록 하였다. 기록용 레이저광에 의해 기록영역에 형성되는 비정질 또는 그것에 가까운 부분이 기록점으로 된다.
기록용 레이저광의 고레벨과 중간레벨의 파워비는 1 : 0.3∼1 : 0.8의 범위가 특히 바람직하다. 또, 그 밖에 단시간씩 다른 파워레벨로 해도 좋다.
이와 같은 기록방법에서는 이미 정보가 기록되어 있는 부분에 대해서 직접 새로운 정보를 기록하면 새로운 정보로 리라이트된다. 즉, 단일의 원형 광스폿에 의한 오버라이트가 가능하다.
그러나, 리라이트시의 최초의 1회전 또는 복수 회전으로 상기의 파워변조한 기록용 레이저광의 중간파워레벨(7mW)에 가까운 파워(예를 들면 8mW)의 연속광을 조사해서 기록되어 있는 정보를 일단 소거하고, 그 후 다음의 1회전에 의해 재생(리드)용 레이저광의 저파워레벨(1mW)과 기록용 레이저광의 고파워레벨(14mW) 사이에서 또는 기록용 레이저광의 중간파워레벨(7mW)와 고파워레벨(14mW) 사이에서 정보신호에 따라 파워변조한 레이저광을 조사해서 기록하도록 해도 좋다. 이와 같이 정보를 소거하고 나서 기록하도록 하면 이전에 기록되어 있던 정보의 소거나머지가 적어 높은 반송파 대 잡음비(C/N)가 얻어진다.
이 방법은 본 발명의 기록막 뿐만 아니라 다른 기록막에도 유효하다.
이 실시예의 정보기록매체에서는 레이저광의 파워를 최적값보다 15% 높게한 엄격한 조건에서 기록/소거를 105회 이상 반복했을 때에도 종래구조의 디스크에 비해 반사율변동을 적게 하는 것이 가능하였다.
또, 이 디스크에 있어서 중간층(4)를 생략한 경우, 상기보다 1자리수 적은 회수의 리라이트로 반사율변동의 증가가 발생하였다. 그러나, 종래구조의 디스크에 있어서 중간층(4)를 생략한 경우에 비해 반사율변동은 적었다.
(기록막 막두께와 반사율의 관계)
도 2에 Si와 Aℓ-Ti 반사층을 갖는 본 발명의 디스크의 기록막 막두께와 반사율의 관계를 도시하였다. 도 17, 도 18에는 비교를 위해 종래의 디스크구조 및 기록막 막두께와 반사율의 관계를 도시하였다. 상기 Si/Aℓ-Ti 반사층 디스크에 있어서는 기록막 막두께가 20∼50nm의 넓은 범위에 있어서 결정화상태의 반사율레벨의 변동이 5%이하로 매우 작게 되어 있다. 이 범위로 기록막 막두께를 결정하는 것에 의해 레이저광의 파워를 최적값보다 15%높게 한 엄격한 조건에서 기록/소거를105회 이상 반복했을 때에도 종래구조의 디스크에 비해 반사율변동이 적었다. 이것은 다수회의 리라이트에 의해 다소의 막두께변화가 생겨도 반사율레벨의 변동이 작아졌기 때문이라 고려된다.
또, 도 3에 Si/Aℓ-Ti 반사층을 갖는 본 발명의 디스크의 기록막 막두께와 기록막의 흡수율의 관계를 도시하였다. 본 발명의 디스크에 있어서는 기록막 막두께에 대한 흡수율레벨의 변동도 작게 되어 있고, 이 때문에 흡수율레벨의 변동에 기인하는 소거나머지가 저감하였다.
(제1 반사층 막두께와 반사율의 관계)
제1 반사층(Si) 막두께와 반사율이 관계를 도 4에, 제1 반사층(Si) 막두께와 기록막의 흡수율의 관계를 도 5에 도시하였다.
제1 반사층(Si) 막두께를 변경했을 때, 기록막 막두께에 대한 결정상태의 반사율레벨의 변동이 10%이하의 범위 및 결정상태와 비정질상태의 반사율차가 10%이상의 범위는 다음과 같이 변화하였다.
이것에 의해 제1 반사층(Si) 막두께가 70nm이상, 120nm이하가 기록막 막두께에 대한 반사율레벨의 변동이 작아 반사율차가 큰 것을 알 수 있었다. 결정상태와비정질상태의 반사율차가 10%이상 있는 범위에 있어서 결정상태와 비정질상태의 기록막의 흡수율차가 0%에 가까워지는 Si막두께는 80nm부근이고, 이 막두께 부근인 70nm이상, 100nm이하의 범위가 특히 다수회의 리라이트를 실행했을 때의 반사율레벨의 변동이 작았다.
(Si 이외의 제1 반사층)
이 실시예에서 제1 반사층(5)에 사용한 Si 대신에 제1 반사층의 재료로서 Si-Ge 혼합재료가 기록마크 부분의 광흡수율을 기록마크 이외의 부분의 광흡수율보다 작게 할 수 있으므로, 광흡수율차에 의한 소거나머지를 방지할 수 있고, 또 리라이트 가능회수가 저하하지 않는다. Ge의 함유량은 10원자%이상, 80원자%이하가 리라이트 가능회수의 저하가 잘 생기지 않는다.
계속해서, Si-N, Si-Sn 또는 Si-In 혼합재료 혹은 이들 혼합재료의 2종류 이상의 혼합재료라도 마찬가지의 결과가 얻어졌다. 이들 반사층재료는 본 발명의 상변화막 뿐만 아니라 다른 상변화막을 사용하는 경우의 반사층재료로서 사용해도 종래의 반사층재료에 비해 리라이트 가능회수가 저하하지 않는다. Si에 첨가하는 원소의 함유량은 3원자%이상, 50원자%이하가 리라이트 가능회수의 저하가 잘 생기지 않는다.
또, 상기 이외의 Si, Ge함유 혼합재료, 굴절율이 크고 감쇠계수가 작은 재료로 이루어지는 층을 사용해도 좋고, 그들의 층으로 이루어지는 다중층을 사용해도 좋고, 이들의 산화물 등의 다른 물질과의 복합층 등을 사용해도 좋다. Ge도 사용가능하다. 그 이외에 각종 질화물, 황화물, 셀렌화물도 사용가능하다.
도 6에 제1 반사층재료를 변화시킨 경우의 각 재료의 굴절율과 감쇠계수와 반사율레벨의 변동의 상태를 도시하였다.표는 반사율레벨의 변동이 특히 작고, △는 작고,는 조금 작게 되는 것을 나타내고 있다. 도 1의 제1 반사층(5)에서 사용한 Si막의 굴절율n은 3.7∼4.1, 감쇠계수k는 0∼0.3이었다.
이것에서 반사층재료의 굴절율n과 감쇠계수k가
n≥2가 보다 바람직하고,
n≥2 또한 2≥k가 특히 바람직한 재료인 것을 알 수 있었다.
또, 그들의 층으로 이루어지는 다중층을 사용해도 좋고, 이들과 SiO2등 산화물 등의 다른 물질과의 복합층 등을 사용해도 좋다. 이 때의 제1 반사층과 제2 반사층의 굴절율n의 차는 2이상이 바람직하다. 각 층의 재료의 굴절율n과 감쇠계수 k는 특별히 기재되어 있지 않은 경우는 각각 리드레이저파장에 있어서 측정한 값이다.
(최적한 제1 반사층 막두께와 제1 반사층의 굴절율의 관계)
도 5에 도시한 제1 반사층(Si) 막두께와 반사율의 관계에서도 알 수 있는 바와 같이, k가 작은 재료를 제1 반사층으로 사용한 경우, 최적한 제1 반사층 막두께는 주기적으로 존재하였다. 이것에서 최적한 제1 반사층(Si) 막두께df를 식으로 나타내면,
[수학식 1]
df=105m+e (nm)
로 되는 것을 알 수 있었다. 단, e의 범위는 70≤e≤100, m은 0 또는 정의 정수이다. 또, 굴절율이 다른 재료인 경우로 바꾼 경우, 제1 반사층의 굴절율nf와 제1 반사층 막두께의 주기tf에는 다음과 같은 관계가 있는 것을 알 수 있었다.
[수학식 2]
tf=z/nf
단, z의 범위는 380≤z≤400이다. 이것에서 제1 반사층은
[수학식 3]
df=zm/nf+e (nm)
으로 나타내지는 막두께가 적합하다는 것을 알 수 있었다.
(보호층, 중간층, 기판재료 등)
본 실시예에서는 보호층(2) 및 중간층(4)를 (ZnS)80(SiO2)20에 의해 형성하고 있지만, 이것 대신에 ZnS와 SiO2의 혼합비를 바꾼 것, Si-N계 재료, Si-O-N계 재료, SiO2, SiO, TiO2, Al2O3, Y2O3, CeO, La2O3, In2O3, GeO, GeO2, PbO, SnO, SnO2, Bi2O3, TeO2, WO2, WO3, Sc2O3, ZrO2등의 산화물, TaN, AℓN, Si3N4, Aℓ-Si-N계 재료(예를 들면 AℓSiN2) 등의 질화물, ZnS, Sb2S3, CdS, In2S3, Ga2S3, GeS, SnS2, PbS, Bi2S3등의 황화물, SnSe2, Sb2Se3, CdSe, ZnSe, In2Se3, Ga2Se3, GeSe, GeSe2, SnSe, PbSe, Bi2Se3등의 셀렌화물, CeF3, MgF2, CaF2등의 불화물 혹은 Si, Ge, TiB2, B4C, B, C또는 상기의 재료에 가까운 조성의 것을 사용해도 좋다. 또, 이들의 혼합재료의 층이나 이들의 다중층이라도 좋다.
중간층의 막두께는 60nm이하 또는 180nm이상, 240nm이하가 바람직하다. 0nm인 경우, 즉 중간층을 생략할 수도 있고, 이 경우는 1층 적어지므로 정보기록매체의 제작이 용이하게 된다. 180nm이상, 240nm이하의 범위에서는 기록감도가 좋아지는 이점은 있지만, 기록막 유동은 얇은 경우에 비해 발생하기 쉽게 된다. 기록막의 유동을 억제하기 위해서는 60nm이하로 하는 것이 바람직하다. 또, 20nm이하에서는 결정상태의 흡수율을 비정질상태의 흡수율 이상으로 한 경우에 변조도가 커지는 이점이 있어 바람직하다.
본 실시예에서는 표면에 직접 샘플서보포맷의 오목볼록을 형성한 폴리카보네이트 기판(1)을 사용하고 있지만, 그것 대신에 폴리올레핀, 에폭시, 아크릴수지, 자외선 경화수지층을 표면에 형성한 화학강화유리 등을 사용해도 좋다. 또, 샘플서보포맷의 기판 뿐만 아니라 연속홈에 의한 트랙킹가이드의 오목볼록을 갖는 연속홈 서보포맷의 기판 등 다른 포맷에 의한 기판이라도 좋다.
본 실시예에서는 중간층(4), (4' )를 생략하고 기록막(3), (3' )상에 제1 반사층(5), (5' )를 직접 형성해도 마찬가지의 특성이 얻어진다. 이 경우는 1층 적어지므로 디스크제작이 용이하게 되어 제작시간을 단축할 수 있다.
본 실시예에서는 완전히 마찬가지의 방법에 의해 2개의 디스크부재를 제작하고, 접작제층을 거쳐서 상기 제1 및 제2 디스크부재의 반사층(5), (5' )끼리를 점착하고 있지만 제2 디스크부재 대신에 다른 구성의 디스크부재 또는 보호용의 기판등을 사용해도 좋다.
(반사율의 파장 의존성)
도 7에 Si/Aℓ-Ti 반사층을 갖는 본 발명의 디스크의 반사율의 파장의존성을 도시하였다. 780nm에서는 비정질상태의 반사율이 극소를 취하고, 양 상태의 반사율차가 최대로 되고 재생신호를 크게 취할 수 있는 것을 알 수 있었다. 기록막의 막두께가 ±10nm 변화했을 때의 각 파장에 있어서의 결정상태의 반사율변동을 조사하면 다음과 같이 되었다.
또, 기록막의 막두께가 ±10nm 변화했을 때의 각 파장에 있어서의 결정상태의 기록막의 흡수율변동을 조사하면 다음과 같이 되었다.
이것에 의해 600nm이상, 830nm이하가 반사율레벨 및 흡수율레벨의 기록막 두께에 대한 변동이 작은 것을 알 수 있었다. 이것에서 최적파장은 780nm부근이다.
또, 이 디스크의 정보 메모리장치는 기록막 막두께 ±10nm의 범위에 있어서 반사율 또는 흡수율이 10% 이하로 되는 파장의 광원을 갖기 때문에 반사율레벨, 흡수율레벨의 변동이 작다.
또, 제1 반사층(Si)의 막두께를 변화시켜서 반사율의 파장의존성을 조사해 보았다. 그러면, 반사율이 극소를 취하는 파장은 Si의 막두께를 10nm얇게 한 경우 100nm단파장측으로 시프트하였다. 이와 같이 디스크구조를 레이저파장에 맞춰서 변화시켜 반사율레벨의 변동이 적은 디스크로 할 수도 있다.
광원의 파장이 다른 레이저로 기록재생을 실행하는 경우에는 그 파장에 적합한 구조로 하는 것이 바람직하다. 그 결정방법은 보호층 막두께를 고정시켜 기록막 또는 제1 반사층 막두께를 반사율차가 크게 되도록 결정하는 방법, 제1 반사층 막두께를 고정시켜 기록막 또는 보호층 막두께를 반사율차가 크게 되도록 결정하는 방법 또는 굴절율과 파장에서 다음 식과 같이 각 층막두께를 계산하는 방법이 바람직하다.
d' =(n×λ' ×d)/(n' ×λ)
단, d' 는 변경한 파장에 있어서의 최적막두께, n은 파장780nm에 있어서의 굴절율, λ' 는 변경한 파장, d는 파장780nm에 있어서의 막두께, n' 는 변경한 파장에 있어서의 굴절율, λ는 780(nm)이다. λ' 가 λ에 가까운 경우 굴절율의 변화는 작기 때문에 n' =n으로서 계산을 간략화할 수 있다. 후자의 방법에서 도 1에 도시한 디스크와 동일한 특성을 갖는 디스크를 막두께만큼 변경해서 파장680nm으로최적한 구조로 하면, 보호층은 109nm, 기록막은 30nm, 중간층은 17nm, 제1 반사층은 70nm, 제2 반사층은 87nm으로 되었다. 또, 파장500nm으로 최적한 구조로 하면, 보호층은 75nm, 기록막은 30nm, 중간층은 12nm, 제1 반사층은 45nm, 제2 반사층은 155nm으로 되었다. 이와 같이, 파장에 맞춰서 최적한 구조로 하면 변조도가 크게 되어 재생신호의 C/N도 크게 되었다.
(Aℓ-Ti 이외의 제2 반사층)
본 실시예에서 제2 반사층(6)으로 사용한 Aℓ-Ti 대신의 제2 반사층의 재료로서는 Aℓ-Ti, Aℓ-Ag, Aℓ-Cu, Aℓ-Cr 등 Aℓ합금을 주성분으로 하는 것이 바람직하다. Aℓ도 사용가능하다. Aℓ합금 이외의 재료도 사용가능하고 실시예 2에도 설명하였다.
Aℓ합금의 경우, Aℓ의 함유량은 50원자%이상, 99.9원자%이하가 열전도율을 크게 할 수 있어 리라이트 가능 회수의 저하가 잘 생기지 않는다.
제2 반사층의 막두께는 0nm이라도 좋지만, 5nm이상이 바람직하다. 강도를 크게 하는 점에서 30nm이상, 제작시간을 적게 하는 점에서 200nm이하가 보다 바람직하다.
[실시예2]
(구성/제조방법)
실시예1의 제2 반사층(6), (6' )에 있어서 Aℓ-Ti를 Sb-Bi로 치환한 점 이외는 실시예1과 마찬가지로 해서 정보기록매체를 제작하였다. 또, 기록막의 초기화, 그 후의 정보의 기록/재생방법도 실시예1과 마찬가지로 하였다.
(기록막 막두께와 반사율의 관계)
도 8에 Si와 Sb-Bi 반사층을 갖는 본 발명의 디스크의 기록막 막두께와 반사율의 관계를 도시하였다. Si/Sb-Bi 반사층 디스크에 있어서는 기록막 막두께가 10nm이상의 넓은 범위에 있어서 결정상태의 반사율레벨의 변동이 작아지고 있다. 또, 비정질상태의 반사율레벨도 25∼50nm의 범위에서 변동이 작아지고 있다.
제1 반사층(Si) 막두께와 반사율레벨의 변동의 관계를 조사한 결과, 기록막의 결정상태와 비정질상태의 반사율차가 10%이상의 범위, 결정상태의 반사율레벨의 기록막두께에 대한 변동이 10%이하의 범위는 다음과 같이 변화하였다.
이것에 의해, 65nm이상, 120nm이하가 반사율레벨의 변동이 작은 기록막 막두께의 폭이 넓어 반사율차가 컸었다. 또, 이 범위에 있어서 결정상태와 비정질상태의 기록막의 흡수율차가 0%에 가까워지는 Si막두께는 85nm부근이고, 이 막두께부근의 70nm이상, 100nm이하가 특히 다수회 리라이트를 실행했을 때의 반사율레벨의 변동이 작았다.
(Aℓ합금, Sb-Bi 이외의 제2 반사층재료)
본 실시예에서 제2 반사층(6), (6' )로 사용한 Sb-Bi 대신에 Au, Ag, Cu, Aℓ, Ni, Fe, Co, Cr, Ti, Pd, Pt, W, Ta, Mo, Sb, Bi, Dy, Cd, Mn, Mg, V의 원소단일체 또는 Au합금, Ag합금, Cu합금, Aℓ합금, Pd합금, Pt합금 등 이들을 주성분으로 하는 합금, 혹은 이들끼리의 합금으로 이루어지는 층을 사용해도 좋고, 그들의 층으로 이루어지는 다중층을 사용해도 좋고, 그들과 산화물 등의 다른 물질과의 복합층 등을 사용해도 좋다. 제1 반사층과 굴절율 및 감쇠계수가 다른 재료이면, Si, Ge, Sn, In을 주성분으로 하는 합금, 혹은 이들과 상기 원소끼리의 합금으로 이루어지는 층을 사용해도 좋고, 그들의 층으로 이루어지는 다중층을 사용해도 좋고, 이들과 산화물 등의 다른 물질과의 복합층 등을 사용해도 좋다. 또, 재료의 감쇠계수 k가 3이상인 것이 바람직하다.
이중에서 Cu, Aℓ, Au, Cu합금, Aℓ합금, Au합금 등과 같이 열전도율이 큰것은 디스크구조가 급랭구조로 되어 다수회의 리라이트에 의한 반사율변동이 잘 생기지 않는다. 또, Sb-Bi, Dy 등과 같이 열전도율이 작은 것은 보온되기 쉬우므로 기록감도가 좋아진다는 이점이 있다.
또, Au단일체에 비해 Au-Ag, Au-Co, Au-Aℓ 등의 Au합금은 접착력이 커진다는 이점이 있어 바람직하다.
제2 반사층의 막두께는 0nm이상이라도 좋지만, 5nm이상이 바람직하다. 강도를 크게 하는 점에서 30nm이상, 제작시간을 적게 하는 점에서 200nm이하가 보다 바람직하다.
(제1 반사층재료와 제2 반사층재료의 조합)
제1 반사층재료에 대해서는 실시예1에, 제2 반사층재료에 대해서는 실시예1과 본 실시예에 기술한 재료를 사용할 수 있지만, 이들의 조합을 선택하는 것에 의해서 리라이트특성이 향상하는 것을 알 수 있었다. 바람직한 조합은 제1 반사층이 Si, Ge, Si-Ge, Si-N 화합물 중의 적어도 1개 또는 이것에 가까운 조성이고, 제2 반사층이 Aℓ, Aℓ합금, Au, Au합금, Ag, Ag합금, Cu, Cu합금, Pt, Pt합금, Pd, Pd합금, Sb-Bi고용체 중의 적어도 1개 또는 이것에 가까운 조성인 경우이다.
본 실시예에 기재하고 있지 않은 사항은 실시예1과 마찬가지이다.
[실시예 3]
(구성/제조방법)
실시예1의 기록막(3), (3' )에 있어서, (Cr4Te5)10(Ge2Sb2Te5)90즉 {(Cr4Te5)0.1{(GeTe)0.33(Sb2Te3)6.67}0.9의 조성비를 치환한 점 이외는 실시예1과 마찬가지로 해서 이하의 정보기록매체를 제작하였다. 또, 기록막의 초기화, 그 후의 정보의 기록/재생방법도 실시예1과 마찬가지로 하였다.
(기록막 구성성분과 보호층 막두께의 관계)
상기 기록막 구성성분을 (Cr4Te5)x{(GeTe)y(Sb2Te3)100-y}100-x로 나타냈을 때 고융점 성분 함유량x(원자%), 상변화성분중의 GeTe량의 비율y(%), 최적한 (광입사측)보호층 막두께t(단위nm)의 관계를 조사하였다.
이상에서 이들 사이에
[수학식 4]
ax+by=c-t
단, 고융점성분이 Cr4Te5인 경우,5≤a≤11, 25≤b≤35, 2500≤c≤3500이었다. 고융점성분을 다른 재료로 한 경우, 상기 식 4는 성립하지만, a의 값의 범위는 다소 변화한다. 단, a의 값은 3≤a≤15의 범위에 들어가는 것이 대부분이다. 또, 상기의 값에서 ±5원자%정도의 범위에서 기록막을 구성하는 각 원소의 함유량이 변동한 것에서도 양호한 결과가 얻어졌다. Cr-Te를 첨가한 조성에서는 보호층을 얇게 할 수 있어 기록막에 Sb를 넣을 수 있으므로 기록감도나 내산화성의 면에서 바람직하다. 단, 원소수가 증대하므로 막제조가 약간 어렵게 된다. 상기 식 4에 포함되어 있지 않은 각 층의 재료 및 막두께의 바람직한 범위는 실시예1과 마찬가지이다.
이와 같이, 보호층, 기록막, 제1 반사층, 제2 반사층, 중간층의 막두께 및 구성성분의 선택은 단독으로 효과를 상승시킬 뿐만 아니라, 전체적으로 디스크의 특성에 의존해 간다. 따라서, 각각의 바람직한 범위, 가능하면 보다 바람직한 범위를 전부 만족시키는 것이 가장 바람직하다. 그러나, 전부를 만족시키고 있지 않아도 그중의 1∼2개를 빼고 전부를 만족시키면 디스크의 기록재생특성은 매우 양호하게 유지되고, 절반이상을 만족시키면 양호하게 유지된다.
(기록막재료)
본 실시예에서 기록막(3), (3' )로 사용한 ((Cr4Te5)10(Ge2Sb2Te5)90) 대신의 기록막의 재료로서는 ((Cr4Te5)20(GeSb4Te7)80) 등 Cr-Ge-Sb-Te계에서 조성비가 다른 재료가 리라이트 가능 회수의 저하가 잘 생기지 않는다.
계속해서, Ag-Ge, Sb-Te, Co-Ge-Sb-Te, V-Ge-Sb-Te 등에서도 마찬가지의 결과가 얻어졌다.
또, 상기 이외의 Ge2Sb2Te5, GeSb2Te4, GeSb4Te7, In3SbTe2, In35Sb32Te33, In31Sb26Te43, GeTe, Ag-In-Sb-Te, Ni-Ge-Sb-Te, Pt-Ge-Sb-Te, Si-Ge-Sb-Te, Au-Ge-Sb-Te, Cu-Ge-Sb-Te, Mo-Ge-Sb-Te, Mn-Ge-Sb-Te, Fe-Ge-Sb-Te, Ti-Ge-Sb-Te, Bi-Ge-Sb-Te 및 이들에 가까운 조성중의 적어도 1개로 치환해도, Ge의 일부를 In으로 치환해도 이것에 가까운 특성이 얻어진다.
또, Ge-Sb-Te를 주성분으로 하는 상변화성분과 보다 융점이 높은 고융점성분을 첨가한 기록막이 리라이트 가능 회수의 저하가 잘 생기지 않는다. 상변화성분의 전체 원자수의 95%이상이 GeTe와 Sb2Te3의 조합으로 이루어지고, 고융점성분은 전체 원자수의 95%이상이 Cr-Te, Cr-Sb, Cr-Ge, Co-Sb, Co-Te, Co-Ge, Cu-Te, Cu-Sb, Mn-Te, Mn-Sb, V-Ge, Ni-Ge, Mo-Ge, W-Te 중의 적어도 1개 또는 이것에 가까운 조성이면 보다 리라이트 가능 회수의 저하가 잘 생기지 않고, Cr4Te5, Cr2Te3, Cr3Te4, Cr5Te8등 Cr-Te가 특히 좋은 것을 알 수 있다.
상변화성분의 전체 원자수의 95%이상의 조성이 Ge2Sb2Te5인 경우 기록막 전체원자수중의 고융점성분원자가 차지하는 비율은 5원자%이상, 15원자%이하가 리라이트특성이 좋다.
기록막 막두께는 15nm이상, 50nm이하가 변조도가 크고 유동이 잘 일어나지 않아 바람직하다. 15nm이상, 40nm이하이면 결정상태의 흡수율이 비정질상태의 흡수율이상으로 되기 쉽다는 이점을 갖는다. 또, 25nm이상, 50nm 이하의 범위이면 기록막 막두께의 변동에 대해서 반사율변화가 적고 또는 기록막 막두께가 두꺼워졌을 때 흡수율이 증가하는 등의 이점을 갖는다.
본 실시예에 기재하고 있지 않은 사항은 실시예1 또는 실시예2와 마찬가지이다.
[실시예4]
(구성/제조방법)
도 9는 본 발명의 실시예4의 정보기록용 박막을 사용한 디스크형상 정보기록매체의 단면구조를 도시한 것이다. 이 매체는 다음과 같이 해서 제작되었다.
우선, 직경 13cm, 두께1.2mm이고, 표면에 ISO-B포맷을 갖는 폴리카보네이트 기판(1)을 형성하고, (ZnS)80(SiO2)20막으로 이루어지는 보호층(2)을 막두께 약125nm, (Cr4Te5)10(Ge2Sb2Te5)90의 조성의 기록막(3)을 막두께 약 35nm, (ZnS)80(SiO2)20막으로 이루어지는 중간층(4)를 약 35nm의 막두께, Si막으로 이루어지는 반사층(8)을 막두께 160nm 순차 형성하였다. 이렇게 해서 제1 디스크부재를 얻었다. 이들 막의 형성은 실시예1에 기재한 마그네트론 스퍼터링장치로 실행하였다.
한편, 완전히 마찬가지의 방법에 의해 제1 디스크부재와 동일한 구성을 갖는 제2 디스크부재를 얻었다. 제2 디스크부재는 직경 13cm, 두께 1.2mm의 기판(1' )상에 순차로 적층된 막두께 약 125nm의 (ZnS)80(SiO2)20막으로 이루어지는 보호층(2' ), 막두께 약 35nm의 (Cr4Te5)10(Ge2Sb2Te5)90의 기록막(3'), 막두께 약 20nm의 (ZnS)80(SiO2)20막으로 이루어지는 중간층(4' ) 및 막두께 160nm의 Si막으로 이루어지는 반사층(8' )를 구비하고 있다.
그 후, 염화비닐-초산비닐계 핫멜트 접착제층(7)을 사용해서 상기 제1 및 제2 디스크부재의 반사층(8), (8' )끼리를 점착해서 도 1에 도시한 디스크형상 정보기록매체를 얻었다.
또, 기록막의 초기화, 그 후의 정보의 기록/재생방법도 실시예1과 마찬가지로 하였다.
(기록막 막두께와 반사율레벨의 관계)
도 10에 Si반사층을 갖는 실시예4의 디스크의 기록막 막두께와 반사율레벨의 관계를 도시하였다. Si 반사층 디스크에 있어서는 기록막 막두께가 15∼50nm의 넓은 범위에 있어서 반사율레벨의 변동이 작아지고 있다.
(반사층 막두께와 반사율레벨의 변동의 상태의 관계)
반사층(Si) 막두께를 변화시키면 반사율레벨의 기록막 막두께에 대한 변동의 상태는 다음과 같이 변화하였다.
여기에서, 100nm이상, 200nm이하의 범위가 바람직하고, 120nm이상, 180nm이하의 범위가 보다 바람직한 것을 알 수 있다.
또, 이 범위에 있어서 결정상태와 비정질상태의 흡수율차가 0%에 가까워지는 반사층 막두께는 160nm부근이고, 이 막두께±10nm 이하가 특히 다수회의 리라이트를 실행했을 때의 반사율레벨의 변동이 작아 최적하였다.
보호층, 중간층, 기록막의 재료 또는 막두께를 변화시키면 최적한 Si반사층 막두께는 변화한다. 실시예4의 디스크의 각 층을 막두께 약 150nm의 (ZnS)80(SiO2)20막으로 이루어지는 보호층(2), (2' ), 막두께 약 25nm의 (Cr4Te5)10(Ge2Sb2Te5)90의 기록막(3), (3' ), 막두께 약 30nm의 (ZnS)80(SiO2)20막으로 이루어지는 중간층(4), (4' )로 대신할 때 최적한 Si반사층 막두께는 150nm이었다. 이와 같이 흡수율차가 0%에 가까워지는 반사층 막두께를 ±10nm으로 설정하면 좋다.
(Si 이외의 반사층재료)
이 실시예에서 반사층(8), (8' )로 사용한 Si 대신에 반사층의 재료로서는 Ge, Si-Ge 혼합재료가 기록마크 부분의 광흡수율을 기록마크 이외의 부분의 광흡수율보다 작게 할 수 있으므로, 광흡수율차에 의한 소거나머지를 방지할 수 있어 더욱 리라이트 가능 회수가 저하하지 않는다. Ge의 함유량은 10원자%이상, 80원자% 이하가 리라이트 가능 회수의 저하가 잘 생기지 않는다.
또, Si에 Au, Ag, Cu, Aℓ, Ni, Fe, Co, Cr, Ti, Pd, Pt, W, Ta, Mo, Sb, Bi, Dy, Cd, Mn, Mg, V, Zn, Ga, Tℓ, Pb, C, B, S를 첨가하면 반사층의 투과율이 저하하고, 흡수율이 증가하기 때문에 감도저하를 방지할 수 있다. 이 경우의 첨가원소의 함유량은 1원자%이상, 25원자%이하가 다수회의 리라이트시의 반사율레벨의 변동이 잘 생기지 않는다.
계속해서, Si-N, Si-Sn 또는 Si-In 혼합재료 혹은 이들 혼합재료의 2종류 이상의 혼합재료라도 마찬가지의 결과가 얻어졌다.
이들 반사층재료는 본 발명의 상변화막 뿐만 아니라 다른 상변화막을 사용하는 경우의 반사층재료로서 사용해도 종래의 반사층재료에 비해 리라이트 가능회수가 저하하지 않는다. Si에 첨가하는 원소의 함유량은 3원자%이상, 50원자%이하가 리라이트 가능 회수의 저하가 잘 생기지 않는다.
또, 상기 이외의 Si, Ge함유 혼합재료, 굴절율이 크고 감쇠계수가 작은 재료로 이루어지는 층을 사용해도 좋고, 그들의 상으로 이루어지는 다중층을 사용해도 좋고, 이들 산화물 등의 다른 물질과의 복합층 등을 사용해도 좋다. Ge도 사용가능하다. 그 이외에 각종 질화물, 황화물, 셀렌화물도 사용가능하다.
도 11에 반사층재료를 변화시킨 경우의 반사율레벨의 변동의 상태를 도시하였다.표시는 반사율레벨의 변동이 특히 작고, △는 작고,는 조금 작으며, ×는 큰 것을 나타내고 있다. 이것에서 반사층재료의 굴절율n과 감쇠계수k가
n≥2가 바람직하고,
n≥2, 4≥k가 보다 바람직하고,
n≥2, 1≥k가 특히 바람직한 재료인 것을 알 수 있었다. 또, 그들의 층으로 이루어지는 다중층을 사용해도 좋고, 이들과 산화물 등의 다른 물질과의 복합층 등을 사용해도 좋다.
(반사층재료와 반사층 막두께의 관계)
Si반사층, Si-Ge반사층 등 굴절율이나 감쇠계수가 다른 반사층재료에 대해서 반사층재료의 굴절율nr과 반사층 막두께dr의 관계를 조사하였다. 여기에서 m은 0 또는 정의 정수이다.
[수학식 5]
dr=(zm-v)/nr+h(nm)
단, h, z, v의 범위는 각각 -65≤h≤-5, 380≤z≤400, 240≤v≤250, m은 0 또는 정의 정수이다. 반사층 막두께dr이 식 5를 만족시킬 때 반사율레벨의 변동이 작아진다. 식 5에 있어서 h의 범위가 -45≤h≤-25를 만족시킬 때에는 반사율레벨의 변동이 보다 작아지는 것을 알 수 있었다. 단, 막두께가 50nm이상인 쪽이 리라이트특성이 좋았다. 이것은 50nm보다 얇을 때에는 강도가 작게 되기 때문이라 고려된다.
본 실시예에 기재하고 있지 않은 사항은 실시예1∼3과 마찬가지이다. 예를 들면 초기화, 기록재생방법, 보호층, 중간층, 기판재료 등에 대해서는 실시예1 및 2와 마찬가지이고, 기록막재료 등에 대해서는 실시예3과 마찬가지이다.
[실시예5]
(구성/제조방법)
도 12는 본 발명의 제5 실시예의 정보기록용 박막을 사용한 디스크형상 정보기록매체의 단면구조를 도시한 것이다. 이 매체는 다음과 같이 해서 제작하였다.
우선, 직경 13cm, 두께1.2mm이고, 표면에 ISO-B(샘플서보)포맷의 오목볼록을 갖는 폴리카보네이트기판(1)상에 Si로 이루어지는 광입사측 반사층(9)를 막두께 약 50nm, (ZnS)80(SiO2)20막으로 이루어지는 보호층(2)를 막두께 약 235nm, (Ge2Sb2Te5)85(Cr4Te5)15의 조성의 기록막(3)을 막두께 약 25nm, (ZnS)80(SiO2)20막으로 이루어지는 중간층(4)를 약 20nm, 그 위에 Aℓ97Ti3막으로 이루어지는 반사층(8)을 막두께 100nm 순차 형성하였다. 막의 형성은 실시예1과 마찬가지의 스퍼터링장치를 사용하였다. 이렇게 해서 제1 디스크부재를 얻었다.
한편, 완전히 마찬가지와 방법에 의해 제1 디스크부재와 동일한 구성을 갖는 제2 디스크부재를 얻었다. 제2 디스크부재는 직경13cm, 두께1.2mm의 기판(1' )상에 순차 적층된 Si로 이루어지는 광입사측 반사층(9' ), 막두께 약 50nm, 막두께 약235nm의 (ZnS)80(SiO2)20막으로 이루어지는 보호층(2' ), 막두께 약 25nm의 (Ge2Sb2Te5)85(Cr4Te5)15의 기록막(3' ), 막두께 약 20nm의 (ZnS)80(SiO2)20막으로 이루어지는 중간층(4' ) 및 막두께 100nm의 Aℓ97Ti3막으로 이루어지는 반사층(8' )를 구비하고 있다.
그 후, 염화비닐-초산비닐계 핫멜트 접착제층(7)을 사용해서 상기 제1 및 제2 디스크부재의 반사층(8), (8' )끼리를 점착해서 도 13에 도시한 디스크형상 정보기록매체를 얻었다.
또, 기록막의 초기화, 그 후의 정보의 기록/재생방법도 실시예1과 마찬가지로 하였다.
(결정상태와 비정질상태의 반사율)
Si광입사측 반사층을 갖는 본 발명의 디스크의 결정상태의 반사율Rc 및 비정질상태의 반사율Ra를 조사하면 이하에 나타난 바와 같이 되었다.
Rc=60(%)
Ra=24(%)
이것에서 변조도M=(Rc-Ra)/Rc(단, Rc>Ra)는 60%인 것을 알 수 있다. 이와 같이 반사율 및 변조도가 높은 디스크가 얻어졌다.
(보호층 막두께, Si광입사측 반사층 막두께와 흡수율의 관계-1)
본 발명의 디스크에 있어서 보호층 막두께를 125nm∼305nm의 범위에서 변화시켰을 때 결정상태의 흡수율Ac가 비정질상태의 흡수율Aa와 동일하거나 또는 그것보다 크게 되는(Ac≥Aa) Si광입사측 반사층의 막두께를 200nm이하의 범위에서 조사하였다.
이하의 범위에서는 종래 디스크에 비해 오버라이트시의 소거나머지가 적어지는 것을 알 수 있었다. 이것은 흡수율의 관계가 종래의 디스크와 반대, 즉 Ac≥Aa로 되어 있으므로 기록마크의 한 장소에 기록했을 때 마크폭이 너무 크게 되는 것을 방지할 수 있기 때문이다.
이것에서 Ac≥Aa로 되는 바람직한 보호층 막두께dp와 Si광입사측 반사층 막두께da의 범위의 관계는 다음식으로 나타내어진다.
[수학식 6]
dp=f-0.66da(nm)
단, f의 범위는 140≤f≤200이다. 이 때, Si광입사측 반사층 막두께를 10nm이상, 50nm이하로 하면 변조도가 크게 되어 바람직하다.
또, 감쇠계수k가 작은 재료에서는 막두께가 일정한 주기에서 동일한 값의 흡수율A를 나타냈다. 이 경우, 보호층 막두께dp는 약 180nm와 Si광입사측 반사층 막두께da는 약 105nm주기이므로, 실제는 j, u를 정수로 하면,
[수학식 7]
dp=f-0.66(da-105u)-180j(nm)
로 나타내어진다. 단, 성립하는 것은 10≤dp, 0
d=z/n
으로 나타내지는 관계가 있으므로 식 7은 다음식으로도 바꾸어 말할 수 있다.
[수학식 8]
dp=f-0.66(da-zu/na)-zj/np(nm)
단, np는 보호층의 굴절율, na는 광입사측 반사층의 굴절율, z의 범위는 380≤z≤400이다.
(보호층 막두께, Si광입사측 반사층 막두께와 흡수율의 관계-2)
본 발명의 디스크에 있어서 보호층 막두께를 150nm∼330nm의 범위에서 변화시켰을 때 결정상태의 반사율Rc가 60%이상, 변조도M=(Rc-Ra)/Rc(단, Rc>Ra)도 60%이상으로 되는 Si광입사측 반사층의 막두께를 200nm이하의 범위에서 조사하였다. 이하의 범위에서는 종래의 디스크에 비해 반사율, 변조도가 크게 되고 있다.
여기에서 Rc≥60%, M≥60%로 되는 보호층 막두께dp와 Si광입사측 반사층 막두께da의 관계는 다음식으로 나타내진다.
[수학식 9]
dp=1440×10＾(-6.26e-3da)+g
단, g의 범위는 -30≤g≤30이다. 또, 감쇠계수k가 작은 재료에서는 막두께가 일정주기에서 동일값의 반사율R을 나타낸다. 이 경우, 보호층 막두께 dp는 약 180nm이고, Si 광입사측 반사층 막두께da는 약 105nm주기이기 때문에 실제로는 j, u를 정의 정수로 하면,
[수학식 10]
dp=1440×10＾{-6.26e-3(da-105u)}+g+180j
로 나타내어진다. 또, 막두께의 주기d와 굴절율n에는
d=z/n
으로 나타내지는 관계가 있으므로 식 10은 다음식으로도 바꿔 말할 수 있다.
[수학식 11]
dp=1440×10＾{(-6.26e-3(da-zu/na)}+g+zj/np
단, 10＾{{-6.26e-3(da-zu/na)}는 10의 {-6.26e-3(da-zu/na)}승을 나타낸다. np는 보호층의 굴절율, na는 광입사측 반사층의 굴절율, z의 범위는 380≤z≤400이다.
(Si 이외의 광입사측 반사층재료)
이 실시예에서 광입사측 반사층(9), (9' )로 사용한 Si 대신에 광입사측 반사층의 재료로서 Si-Ge 혼합재료가 기록마크 부분의 광입사측 반사율을 기록마크 이외의 부분의 광입사측 반사율보다 작게 할 수 있으므로 광입사측 반사율차에 의한 소거나머지를 방지할 수 있고, 또 리라이트 가능 회수가 저하하지 않는다. Ge의 함유량은 10원자%이상, 80원자%이하가 리라이트 가능 회수의 저하가 잘 생기지 않는다.
계속해서, Si-N, Si-Sn, Si-In 또는 Si-Au 혼합재료 혹은 이들 혼합재료의 2종류 이상의 혼합재료라도 마찬가지의 결과가 얻어졌다. 이들 반사층재료는 본 발명의 상변화막 뿐만 아니라 다른 상변화막을 사용하는 경우의 반사층재료로서 사용해도 종래의 반사층재료에 비해 리라이트 가능 회수가 저하하지 않는다. Si에 첨가하는 원소의 함유량은 3원자%이상, 50원자%이하가 리라이트 가능 회수의 저하가 잘 생기지 않는다.
또, 상기 이외의 Si, Ge함유 혼합재료, 굴절율이 크고 감쇠계수가 작은 재료로 이루어지는 층을 사용해도 좋고, 그들의 층으로 이루어지는 다중층을 사용해도 좋고, 이들의 산화물 등의 다른 물질과의 복합층 등을 사용해도 좋다. Ge도 사용가능하다. 그 외에 각종 질화물, 황화물, 셀렌화물도 사용가능하다.
광입사측 반사층 재료의 굴절율n과 감쇠계수k는 흡수율을 제어하기 쉬우므로 n≥2가 보다 바람직하고,
n≥2 또한 2≥k가 특히 바람직한 재료인 것을 알 수 있었다.
또, 그들의 층으로 이루어지는 다중층을 사용해도 좋고, 이들과 SiO2등 산화물 등의 다른 물질과의 복합층 등을 사용해도 좋다.
(광입사측 반사층을 갖는 디스크에 있어서의 Aℓ-Ti 이외의 반사층재료)
본 실시예에서 반사층(8), (8' )로 사용한 Aℓ-Ti 대신에 Au, Ag, Cu, Aℓ, Ni, Fe, Co, Cr, Ti, Pd, Pt, W, Ta, Mo, Sb, Bi, Dy, Cd, Mn, Mg, V의 원소단일체 또는 Au합금, Ag합금, Cu합금, Aℓ합금, Pd합금, Pt합금 등 이들을 주성분으로 하는 합금 혹은 이들끼리의 합금으로 이루어지는 층을 사용해도 좋고, 그들의 층으로 이루어지는 다중층을 사용해도 좋고, 이들과 산화물 등의 다른 물질과의 복합층 등을 사용해도 좋다.
이중에서 Cu, Aℓ, Au, Ag, Cu합금, Aℓ합금, Au합금, Ag합금 등과 같이 열전도율이 큰 것은 디스크구조가 금랭구조로 되어 다수회의 리라이트에 의한 반사율변동이 잘 생기지 않는다. 또, Sb-Bi, Dy 등과 같이 열전도율이 작은 것은 보온되기 쉬우므로 기록감도가 좋아진다는 이점이 있다. 또, Au단일체에 비해 Au-Ag, Au-Co, Au-Aℓ 등의 Au합금은 접착력이 커진다는 이점이 있어 바람직하다.
또, Si, Ge, Si-Ge, Si-N, Si-Sn, Si-In, Si-Au 중의 적어도 1개, Si, Ge, Sn, In을 주성분으로 하는 합금 혹은 이들과 상기 원소끼리와 합금으로 이루어지는 층을 사용해도 좋고, 그들의 층으로 이루어지는 다중층을 사용해도 좋고, 이들과 산화물 등의 다른 물질과의 복합층 등을 사용해도 좋다. Si, Ge, Si-Ge, Si-N중의 적어도 1개에, Au, Ag, Cu, Aℓ, Ni, Fe, Co, Cr, Ti, Pd, Pt, W, Ta, Mo, Sb, Bi, Dy, Cd, Mn, Mg, V, Ga, In, Sn, Pb, Te로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1개를 1원자%이상, 30원자%이하로 첨가한 조성 또는 이것에 가까운 조성이면 흡수율제어를 실행하기 쉽다는 이점이 있다.
반사층의 막두께는 5nm이상이 바람직하다. 강도를 크게 하는 점에서 30nm이상, 제작시간을 작게 하는 점에서 200nm이하가 보다 바람직하다. 특히, Aℓ, Au, Aℓ합금, Au합금, Sb-Bi 등 감쇠계수가 1이상인 재료는 반사층의 막두께를 30nm이하로 하면 흡수율제어를 실행하기 쉽다. 결정상태의 흡수율을 비정질상태의 흡수율이상으로 하는 것에는 5nm이상, 30nm이하가 바람직하다.
또, 반사층의 막두께를 5nm이상, 10nm이하로 하면 결정상태의 흡수율과 비정질상태의 흡수율의 차를 10%이하의 적당한 값으로 유지할 수 있어 바람직하다.
이와 같은 보호층, 기록막, 광입사측 반사층, 반사층, 중간층의 막두께 및 구성성분의 선택은 단독으로 효과를 상승시킬 뿐만 아니라, 전체적으로 디스크의 특성에 의존해 간다. 따라서, 각각의 바람직한 범위, 가능하면 보다 바람직한 범위를 전부 만족시키는 것이 가장 바람직하다. 그러나, 전부를 만족시키지 않아도 그중의 1∼2개를 제외한 전부를 만족시키면 디스크의 기록재생특성은 매우 양호하게 유지되고 절반이상을 만족시키면 양호하게 유지된다.
또, 여기에서 기재하고 있지 않은 사항은 실시예1∼3과 마찬가지이다.
[실시예 6]
(구성/제조방법)
실시예5의 광입사측 반사층(9), (9')에 있어서 Si를 Au-Ag로 치환한 것 이외는 실시예5와 마찬가지로 해서 정보기록매체를 제작하였다. 이 디스크부재에 있어서의 각 층은 직경13cm, 두께 1.2mm의 기판(1), (1' )상에 순차로 적층된 막두께 약 10nm의 Au50Ag50으로 이루어지는 광입사측 반사층(9), (9' ), 막두께 약 185nm의 (ZnS)80(SiO2)20막으로 이루어지는 보호층(2), (2' ), 막두께 약 30nm의 (Ge2Sb2Te5)90(Cr4Te5)10의 조성의 기록막(3), (3' ), 막두께 약 20nm의 (ZnS)80(SiO2)20막으로 이루어지는 중간층(4), (4') 및 막두께 100nm의 Aℓ97Ti3막으로 이루어지는 반사층(8), (8' ), 염화비닐-초산비닐계 핫멜트 접착제층(20)을 구비하고 있다.
또, 기록막의 초기화, 그 후의 정보의 기록/재생방법도 실시예1과 마찬가지로 하였다.
(결정상태와 비정질상태의 반사율)
Au-Ag 광입사측 반사층을 갖는 본 발명의 디스크의 결정상태의 반사율Rc 및비정질상태의 반사율Ra을 조사하면 다음에 나타낸 바와 같이 되었다.
Rc=60(%)
Ra=24(%)
이것에서, 변조도M=(Rc-Ra)/Rc(단, Rc>Ra)는 60%인 것을 알 수 있다. 이와 같이 반사율 및 변조도가 높은 디스크가 얻어졌다.
(보호층 막두께와 흡수율의 관계-1)
본 발명의 디스크에 있어서 보호층 막두께를 50nm∼230nm의 범위에서 변화시켰을 때, 결정상태의 흡수율Ac가 비정질상태의 흡수율Aa와 동일하거나 또는 그것보다 크게 되는(Ac≥Aa)범위를 조사한 결과 100nm∼170nm인 것을 알 수 있었다. 이 범위에서는 종래의 디스크에 비해 오버라이트시의 소거나머지가 적어지는 것을 알 수 있었다. 이것은 흡수율의 관계가 종래의 디스크와 반대, Ac≥Aa로 되어 있으므로 기록마크의 한 장소에 기록했을 때 마크폭이 너무 크게 되는 것을 방지할 수 있기 때문이다.
또, 반사층(8), (8' )을 Si층 100nm으로 치환한 경우, 결정상태의 흡수율Ac가 비정질상태의 흡수율Aa보다 크게 되는 (Ac≥Aa) 범위는 60nm∼170nm로 되었다. 이것에서, 보호층 막두께는 60nm∼170nm이 바람직하고, 100nm∼170nm이 보다 바람직한 것을 알 수 있었다.
또, ZnS-SiO2와 같이 감쇠계수k가 작은 재료에서는 막두께가 일정한 주기에서 동일한 흡수율의 값A를 나타낸다. 이 경우, (ZnS)80(SiO2)20막의 굴절율n은 1.9∼2.2, 감쇠계수k는 0이므로 보호층 막두께dp는 약 180nm의 주기를 갖고, 바람직한 범위는 다음식과 같이 된다.
[수학식 12]
dp=i+180j (nm)
단, j는 0 또는 정의 정수, i의 범위는 60≤i≤170이다. 바람직한 범위는 i의 범위가 100≤i≤170일 때이다.
다른 재료의 경우에는 막두께의 주기d와 굴절율n은
d=z/n
으로 나타내지는 관계가 있으므로, 보호층의 굴절율을 np로 하면 상기 식은 다음과 같이 나타내진다.
[수학식 13]
dp=i+zj/np (nm)
단, z의 범위는 380≤z≤400이다.
(기록막 막두께와 반사율레벨, 흡수율레벨의 관계)
재료는 바꾸지 않고 보호층(2), (2' ), 기록막(3), (3' ), 중간층(4), (4' )의 막두께를 변화시킨 경우, 도 13에 도시한 바와 같은 기록막 막두께와 반사율레벨의 관계를 볼 수 있었다. 이 디스크부재에 있어서의 각 층은 직경 13cm,두께1.2mm의 기판(1), (1' )상에 순차 적층된 막두께 약 10nm의 Au50Ag50으로 이루어지는 광입사측 반사층(9), (9' ), 막두께 약 115nm의 (ZnS)80(SiO2)20막으로 이루어지는 보호층(2), (2' ), 막두께 약 20nm의 (Ge2Sb2Te5)90(Cr4Te5)10의 기록막(3), (3' ), 막두께 약 30nm의 (ZnS)80(SiO2)20막으로 이루어지는 중간층(4), (4' ) 및 막두께 약 100nm의 Aℓ97Ti3막으로 이루어지는 반사층(8), (8' )로 이루어진다. 이 디스크에 있어서는 도 18에 도시한 종래의 디스크와는 달리 비정질상태의 반사율이 결정상태의 반사율레벨보다 높게 되어 있다. 또, 기록막 막두께가 10∼40nm의 범위에 있어서 반사율레벨의 변동이 작게 되어 있다. 반사율레벨의 변동의 상태는 보호층의 막두께에 의존하고 있고, 기록막이 20nm일 때 디스크의 반사율을 조사하면 도 14에 도시한 바와 같이 되었다. 보호층의 막두께dp를 변화시켰을 때 반사율레벨의 변동을 조사한 결과, 식 14∼식 16의 반사율조건을 만족시키는 범위의 막두께를 선택하면 기록막 두께가 변화했을 때의 반사율변동이 작게 되었다. 여기에서, 결정상태의 반사율은 Rc, 비정질상태의 반사율은 Ra로 한다.
[수학식 14]
Rc-Ra≥0
[수학식 15]
dRa/ddp≤0
[수학식 16]
dRc/ddp≤0
식 14' ∼식 16' 의 반사율조건을 만족시키는 범위에서는 기록막두께가 변화했을 때의 반사율변동이 작아지고 또 변조도가 크게 되었다.
[수학식 14']
Rc-Ra≥10
[수학식 15']
dRa/ddp≤0.01
[수학식 16']
dRc/ddp≤0.01
특히, 상기 식 12, 식 13에서 110≤i≤130일 때 반사율변동이 작았다.
또, 재료는 바꾸지 않고 또 보호층(2), (2' ), 기록막(3), (3' ), 중간층(4), (4' ), 반사층(8), (8' )의 막두께를 증가시킨 디스크를 제작하였다. 이 디스크부재에 있어서의 각 층은 직경13cm, 두께1.2mm의 기판(1), (1')상에 순차 적층된 막두께 약 10nm의 Au50Ag50으로 이루어지는 광입사측 반사층(9), (9' ), 막두께 약 110nm의 (ZnS)80(SiO2)20막으로 이루어지는 보호층(2), (2' ), 막두께 약 25nm의 (Ge2Sb2Te5)90(Cr4Te5)10의 기록막(3), (3' ), 막두께 약 50nm의 (ZnS)80(SiO2)20막으로 이루어지는 중간층(4), (4' ) 및 막두께 50nm의 Aℓ97Ti3막으로 이루어지는 반사층(8), (8' )로 이루어진다. 이 디스크에 있어서는 고파워로 레이저광을 조사하여 기록막을 비정질화한 경우에 반사율이 높고, 저파워로 레이저광을 조사하여 기록막을 결정화시킨 경우에 반사율이 낮아진다는 특성을 갖는다. 또, 기록막 막두께가 두꺼워짐에 따라 흡수율이 조금 크게 되고 있다. 도 18, 도 19에 도시되는 종래의 디스크에서는 기록막 막두께가 두꺼워짐에 따라 흡수율이 작아지므로 기록막의 유동이 생긴 경우, 기록막 막두께가 두꺼워진 부분은 리라이트를 반복하면 더욱 두꺼워지거나 또는 그대로이다. 그러나, 이 디스크에서는 기록막 막두께가 두꺼워짐에 따라 흡수율이 크게 되므로 리라이트를 반복했을 때 막두께가 반대로 얇아지거나 그 이상 두꺼워지지 않는 효과가 있다.
또, 리라이트시의 특성은 각 층의 막두께, 재료의 조합에 따라 크게 다른 것을 알 수 있었다. 여기에서, 특성향상에 크게 효과가 있던 것에서는 광입사측 반사층재료로 Au-Ag를 사용한 것, 기록막중의 고융점성분 함유량이 5원자%이상, 15원자%이하인 것, 반사층 막두께가 30nm이상, 80nm이하의 범위에 있는 것, 보호층 막두께가 70nm이상, 110nm이하의 범위에 있는 것이다. 이들은 전부를 만족시키는 것이 가장 바람직하지만 일부라도 충분히 효과가 있다. 특히, 보호층 막두께에 대해서는 너무 얇게 되면 반사율차가 작아지는 경향이 있지만, 얇게 하는 것에 의해 리라이트시의 유동이 잘 생기지 않게 된다. 따라서, 70nm이상, 100nm이하의 범위가 보다 바람직하고, 70nm이상, 90nm이하의 범위이면 특히 바람직하다. 광입사측 반사층재료중의 Au로의 첨가원소의 양은 Ag의 경우 범위가 넓고 1원자%이상, 80원자%이하가 바람직하다.
또, Au-Ag 등 감쇠계수가 큰 광입사측 반사층은 너무 두꺼우면 광을 투과하지 않게 되므로 20nm이하가 바람직하다.
(Au-Ag 이외의 광입사측 반사층 재료)
이 실시예에서 광입사측 반사층(9)로 사용한 Au-Ag 대신에 광입사측 반사층의 재료로서는 Au-Co 혼합재료가 기판과 막의 접착력을 크게 할 수 있다. Co의 함유량은 1원자%이상, 30원자%이하로 하면 광을 투과시킬 수 있어 디스크의 반사율을 적당하게 할 수 있다.
계속해서, Au-Aℓ, Au-Cu, Au-Cr, Au-Ni, Au-Ti, Au-Si 혼합재료 혹은 이들 혼합재료의 2종류 이상의 혼합재료라도 마찬가지의 결과가 얻어졌다. 이들 광입사측 반사층재료는 본 발명의 정보기록용 매체 뿐만 아니라 다른 상변화막을 사용하는 정보기록용 매체의 광입사측 반사층으로서 사용해도 흡수율을 제어할 수 있어 소거나머지를 작게 할 수 있다. Au는 n이 작고 가능하게 되는 막두께범위도 크므로 단독으로 사용해도 광학적으로는 좋지만, Au-Ag, Au-Co 등의 혼합재료에 비하면 접착력이 작은 점에서 뒤떨어진다.
또, 상기 이외의 Cu, Ag, Nd함유 혼합재료, Ag-Ge, Au-Sb혼합재료, 굴절율이 작은 재료로 이루어지는 층을 사용해도 좋다. 그 때의 굴절율은
n≤1이 바람직하고,
n≤0.5가 보다 바람직하고,
n≤0.2가 특히 바람직한 재료인 것을 알 수 있었다.
또, 이들의 층으로 이루어지는 다중층을 사용해도 좋고, 이들과 산화물 등의다른 물질과의 복합층 등을 사용해도 좋다.
이와 같은 보호층, 기록막, 광입사측 반사층, 반사층, 중간층의 막두께 및 구성성분의 선택은 단독으로 효과를 향상시킬 뿐만 아니라, 전체적으로 디스크의 특성에 의존해 간다. 따라서, 각각의 바람직한 범위, 가능하면 보다 바람직한 범위를 전부 만족시키는 것이 가장 바람직하다. 그러나, 전부를 만족시키지 않아도 그중의 1∼2개를 제외한 전부를 만족시키면 디스크의 기록재생특성은 매우 양호하게 유지되고, 절반이상을 만족시키면 양호하게 유지된다.
또, 여기에서 기재하고 있지 않은 사항은 실시예1∼3 및 실시예4와 마찬가지이다.
[실시예7]
(구성/제조방법)
도 15는 본 발명의 제7 실시예의 정보기록용 박막을 사용한 디스크형상 정보기록매체의 단면구조를 도시한 것이다. 이 매체는 다음과 같이 해서 제작되었다.
우선, 직경 13cm, 두께1.2mm이고, 표면에 ISO-B포맷을 갖는 폴리카보네이트기판(1)상에 Au50Ag50으로 이루어지는 광입사측 반사층(9)를 막두께 약 10nm, (ZnS)8O(SiO2)20막으로 이루어지는 보호층(2)을 막두께 약 180nm, (Cr4Te5)10(Ge2Sb2Te5)90의 조성의 기록막(3)을 막두께 약 40nm, (ZnS)80(SiO2)20막으로 이루어지는 중간층(4)를 약 20nm의 막두께, Si막으로 이루어지는 제1 반사층(5)를 막두께 80nm, Aℓ97Ti3막으로 이루어지는 제2 반사층(6)을 막두께 100nm 순차 형성하였다. 이렇게 해서 제1 디스크부재를 얻었다. 막의 형성에는 실시예1과 마찬가지의 마그네트론 스퍼터링 장치를 사용하였다.
한편, 완전히 마찬가지의 방법에 의해 제1 디스크부재와 동일한 구성을 갖는 제2 디스크부재를 얻었다. 제2 디스크부재는 직경 13cm, 두께 1.2mm의 기판(1' )상에 순차 적층된 Au50Ag50으로 이루어지는 광입사측 반사층(9'), 막두께 약 180nm의 (ZnS)80(SiO2)20막으로 이루어지는 보호층(2' ), 막두께 약 40nm의 (Cr4Te5)10(Ge2Sb2Te5)90의 기록막(3' ), 막두께 약 20nm의 (ZnS)80(SiO2)20막으로 이루어지는 중간층(4' ), Si막으로 이루어지는 제1 반사층(5' )를 막두께 80nm 및 막두께 100nm의 Aℓ97Ti3막으로 이루어지는 제2 반사층(6' )를 구비하고 있다.
그 후, 염화비닐-초산비닐계 핫멜트 접착제층(7)을 사용해서 상기 제1 및 제2 디스크부재의 반사층(6), (6' )끼리를 점착해서 도 16에 도시한 디스크형상 정보기록매체를 얻었다.
또, 기록막의 초기화, 그 후의 정보의 기록/재생방법도 실시예1과 마찬가지로 하였다.
(기록막 막두께와 반사율의 관계)
도 16에 Au-Ag의 광입사측 반사층, Si와 Aℓ-Ti 반사층을 갖는 본 발명의 디스크의 기록막 막두께와 반사율의 관계를 도시하였다. 도 18, 도 19에는 비교를 위해 종래의 디스크구조 및 기록막 막두께와 반사율의 관계를 도시하였다. 상기 Si/Aℓ-Ti 반사층 디스크에 있어서는 기록막 막두께가 20∼50nm의 넓은 범위에 있어서결정화상태의 반사율레벨의 변동이 5%이하로 매우 작게 되고 있다. 이 범위로 기록막 막두께를 결정하는 것에 의해 레이저광의 파워를 최적값보다 15%높게 한 엄격한 조건에서 기록/소거를 105회 이상 반복했을 때에도 종래 구조의 디스크에 비해 반사율변동이 적어졌다. 이것은 다수회의 리라이트에 의해 다소의 막두께변화가 생겨도 반사율레벨의 변동이 작아졌기 때문이라 고려된다.
(제1 반사층 막두께와 반사율의 관계)
제1 반사층(Si) 막두께를 바꿨을 때, 기록막 막두께에 대한 결정상태의 반사율레벨의 변동이 10%이하의 범위 및 결정상태와 비정질상태의 반사율차가 10%이상의 범위는 다음과 같이 변화하였다.
이것에 의해, 제1 반사층(Si) 막두께 70nm이상, 120nm이하가 기록막 막두께에 대한 반사율레벨의 변동이 작고, 반사율차가 큰 것을 알 수 있었다. 결정상태와 비정질상태의 반사율차가 10% 이상인 범위에 있어서 결정상태와 비정질상태의 기록막의 흡수율차가 0%에 가까워지는 Si 막두께는 80nm부근이고, 이 막두께의 ±10nm이하가 특히 다수회 리라이트를 실행했을 때의 반사율레벨의 변동이 작았다.
이와 같은 광입사측 반사층, 보호층, 기록막, 제1 반사층, 제2 반사층, 중간층의 막두께 및 구성성분의 선택은 단독으로 효과를 향상시킬 뿐만 아니라, 전체적으로 디스크의 특성에 의존해 간다. 따라서, 각각의 바람직한 범위, 가능하면 보다 바람직한 범위를 전부 만족시키는 것이 가장 바람직하다. 그러나, 전부를 만족시키지 않아도 그 중의 1∼2개를 제외한 전부를 만족시키면 디스크의 기록재생특성은 매우 양호하게 유지되고, 절반이상을 만족시키면 양호하게 유지된다.
본 실시예에 기재하고 있지 않은 사항은 실시예1∼3 및 6과 마찬가지이다. 예를 들면, 초기화, 기록재생방법, 보호층, 중간층, 기판재료, 제1 반사층 등에 대해서는 실시예1, 제2 반사층재료 등에 대해서는 실시예2, 기록막재료에 대해서는 실시예3, 광입사측 반사층재료 등에 대해서는 실시예6에 기재하였다.
[실시예8]
(구성/제조방법)
도 15의 제7 실시예의 정보기록용 박막에 있어서, 광입사측 반사층(9), (9' )를 Si로 바꾼 것 이외는 마찬가지로 해서 매체를 제작하였다.
본 매체에 있어서의 각 층은 직경13cm, 두께1.2mm이고, 표면에 ISO-B포맷을 갖는 폴리카보네이트 기판(1), (1' ), Si로 이루어지는 광입사측 반사층(9), (9' )를 약 50nm, (ZnS)80(SiO2)20막으로 이루어지는 보호층(2), (2' )를 약 235nm, (Cr4Te5)15(Ge2Sb2Te5)85의 조성의 기록막(3), (3' )를 약 35nm, (ZnS)80(SiO2)20막으로 이루어지는 중간층(4), (4' )를 약 50nm의 막두께, Si막으로 이루어지는 제1 반사층(5), (5' )를 약 80nm, Aℓ97Ti3막으로 이루어지는 제2 반사층(6), (6' )를 100nm 순차 형성하였다. 이렇게 해서 제1 디스크부재를 얻었다. 막의 형성에는 실시예1과 마찬가지의 마그네트론 스퍼터링장치를 사용하였다.
한편, 완전히 마찬가지의 방법에 의해 제1 디스크부재와 동일한 구성을 갖는 제2 디스크부재를 얻었다. 그 후, 염화비닐-초산비닐계 핫멜트 접착제층(7)을 사용해서 상기 제1 및 제2 디스크부재의 반사층(6), (6' )끼리를 점착해서 도 16에 도시한 디스크형상 정보기록매체를 얻었다.
또, 기록막의 초기화, 그 후의 정보의 기록/재생방법도 실시예1과 마찬가지로 하였다.
(제1 반사층(Si) 막두께와 보호층 막두께의 관계-1)
제1 반사층(Si) 막두께를 변화시키면 흡수율역전으로 되는 보호층의 막두께 범위를 50nm∼230nm사이에서 조사하면 다음과 같이 되었다.
여기에서 제1 반사층 막두께는 120nm이상, 180nm이하의 범위가 보다 바람직한 것을 알 수 있다. 또, 보호층 막두께는 80nm이상, 210nm이하의 범위가 바람직하고, 140nm이상, 180nm이하의 범위가 보다 바람직한 것을 알 수 있다.
k가 작은 재료에서는 막두께가 일정한 주기에서 동일한 값의 흡수율A를 나타내므로 이 경우 보호층 막두께dp는 약 180nm이고, 제1 반사층(Si) 막두께 df는 약 105nm주기이므로, j, u를 0 또는 정의 정수로 하면 상기의 범위는 다음식으로 각각 나타내진다.
[수학식 17]
dt=1+105u
[수학식 18]
dp=o+180j
로 나타내진다. 단, 1, o의 범위는 120≤1≤180, 80≤o≤210이다. 식 18의 보다 바람직한 범위는 또 140≤o≤180일 때이다. 또, 막두께의 주기d와 굴절율n에는
d=z/n
으로 나타내지는 관계가 있으므로 식 17∼식 18은 다음식으로도 바꾸어 말할 수 있다. 단, np는 보호층의 굴절율, nf는 제1 반사층의 굴절율, z의 범위는 380≤z≤400이다.
[수학식 19]
dt=1+zu/nt
[수학식 18]
dp=o+zj/np
(제1 반사층(Si) 막두께와 보호층 막두께의 관계-2)
제1 반사층(Si) 막두께를 변화시켰을 때, 반사율차가 10%이상으로 되는 보호층의 막두께범위를 50nm∼230nm 사이에서 조사하면 다음과 같이 되었다.
여기에서, 제1 반사층 막두께는 20nm이상, 60nm이하의 범위가 바람직하고, 40nm이상, 50nm이하의 범위가 보다 바람직한 것을 알 수 있다. 또, 보호층 막두께는 130nm이하 및 170nm이상의 범위가 바람직한 것을 알 수 있다,
k가 작은 재료에서는 막두께가 일정한 주기에서 동일한 값의 흡수율A를 나타내므로 이 경우, 보호층 막두께dp는 약 180nm이고, 제1 반사층(Si) 막두께 df는 약 105nm주기이므로 j, u를 0 또는 정의 정수로 하면 상기의 바람직한 범위 및 보다 바람직한 범위는 각각 이하와 같이 나타내진다.
[수학식 21]
df=p+105u
[수학식 22]
dp=q+180j
로 나타내진다. 단, p, q의 범위는 20≤p≤60, -10≤q≤130이다. 식 22의 보다 바람직한 범위는 또 40≤p≤50일 때이다. 또, 막두께의 주기d와 굴절율n에는
d=z/n
으로 나타내지는 관계가 있으므로 식 21∼식 22는 다음식으로도 바꾸어 말할 수 있다. 단, np는 보호층의 굴절율, nf는 제1 반사층의 굴절율, z의 범위는 380≤z≤400이다.
[수학식 23]
df=p+zu/nf
[수학식 24]
dp=q+zj/np
(결정상태와 비정질상태의 반사율)
제8실시예의 정보기록용 박막에 있어서, 기록막(3), (3' )를 약 22nm, 제1 반사층(5), (5' )를 100nm으로 변화시킨 디스크를 제작하여 결정상태의 반사율Rc및 비정질상태의 반사율Ra를 조사하면 다음과 같이 되었다.
Rc=60(%)
Ra=23(%)
이것에서 변조도M=(Rc-Ra)/Rc(단, Rc>Ra일 때)는 61%인 것을 알 수 있다. 이와 같이 본 발명에서는 반사율 및 변조도가 각각 60%이상으로 높은 디스크가 얻어졌다.
(제1 반사층(Si) 막두께와 광입사측 반사층 막두께의 관계-1)
광입사측 반사층 막두께를 변화시켰을 때 흡수율역전으로 되는 제1 반사층(Si)의 막두께범위를 10nm∼160nm 사이에서 조사하면 다음과 같이 되었다.
여기에서 제1 반사층 막두께는 15nm이상, 80nm이하의 범위가 바람직하고, 55nm이상, 70nm이하의 범위가 보다 바람직한 것을 알 수 있다. 또, 광입사측 반사층 막두께는 40nm이상, 120nm이하의 범위가 바람직하고, 40nm이상, 60nm이하의 범위가 보다 바람직한 것을 알 수 있다.
k가 작은 재료에서는 막두께가 일정한 주기에서 동일한 값의 흡수율A를 나타내므로 이 경우, 광입사측 반사층 막두께da와 제1 반사층(Si) 막두께df는 약 105nm주기이므로, j, u를 0 또는 정의 정수로 하면 상기의 바람직한 범위는 각각 다음과 같이 나타내진다.
[수학식 25]
df=r+105u
[수학식 26]
da=s+105j
단, r, s의 범위는 15≤r≤80, 40≤s≤120이다. 식 25∼식 26의 보다 바람직한 범위는 r, s의 범위가 55≤r≤70, 40≤s≤60일 때이다.
또, 막두께의 주기d와 굴절율n에는
d=z/n
으로 나타내지는 관계가 있으므로 식 25∼식 26은 다음식으로도 바꿔 말할 수 있다.
[수학식 27]
dr=r+zu/nf
[수학식 28]
da=s+zj/na
단, z의 범위는 380≤z≤400, na는 광입사측 반사층의 굴절율, nf는 제1 반사층의 굴절율이다.
이와 같은 광입사측 반사층, 보호층, 기록막, 제1 반사층, 제2 반사층, 중간층의 막두께 및 구성성분의 선택은 단독으로 효과를 향상시킬 뿐만 아니라, 전체적으로 디스크의 특성에 의존해 간다. 따라서, 각각의 바람직한 범위, 가능하면 보다 바람직한 범위를 전부 만족시키는 것이 가장 바람직하다. 그러나, 전부를 만족시키지 않아도 그 중의 1∼2개를 제외한 전부를 만족시키면 디스크의 기록재생 특성은 매우 양호하게 유지되고, 절반이상을 만족시키고 있으면 양호하게 유지된다.
본 실시예에 기재하고 있지 않은 사항은 실시예1∼3 및 5와 마찬가지이다. 예를 들면, 초기화, 기록재생방법, 보호층, 중간층, 기판재료, 제1 반사층 등에 대해서는 실시예1, 제2 반사층 재료 등에 대해서는 실시예2, 기록막 재료에 대해서는 실시예3, 광입사측 반사층 재료 등에 대해서는 실시예5에 기재하였다.
[실시예9]
(구성/제조방법)
도 17은 본 실시예의 초해상 리드용 마스크층을 사용한 정보기록용 박막을 사용한 디스크형상 정보기록매체의 단면구조를 도시한 것이다. 이 매체는 다음과 같이 제작하였다.
우선, 직경 13cm, 두께 1.2mm이고 표면에 오목볼록으로 정보가 기록된 폴리카보네이트 기판(11)을 형성하였다. 실시예1과 마찬가지의 마그네트론 스퍼터링장치에 의해 기판(11)상에 우선 (ZnS)80(SiO2)20막으로 이루어지는 보호층(2)를 막두께 125nm, (Cr4Te5)10(Ge2Sb2Te5)90으로 이루어지는 초해상 리드용의 마스크층(10)을 막두께 약 35nm, (ZnS)80(SiO2)20막으로 이루어지는 중간층(4)를 약 20nm, Si막으로 이루어지는 제1 반사층(5)를 막두께 80nm, Aℓ97Ti3막으로 이루어지는 제2 반사층(6)을 막두께 100nm 순차 형성하였다. 이렇게 해서, 제1 디스크부재를 얻었다.
한편, 완전히 마찬가지의 방법에 의해 제1 디스크부재와 동일한 구성을 갖는 제2 디스크부재를 얻었다. 제2 디스크부재는 직경 13cm, 두께 1.2mm의 기판(11' )상에 순차 적층된 약 125nm의 (ZnS)80(SiO2)20막으로 이루어지는 보호층(2' ), 약 35nm의 (Cr4Te5)10(Ge2Sb2Te5)90으로 이루어지는 초해상 리드용의 마스크층(10' ), 약 20nm의 (ZnS)80(SiO2)20막으로 이루어지는 중간층(4' ), 80nm의 Si막으로 이루어지는 제1 반사층(5' ), 100nm의 Aℓ97Ti3막으로 이루어지는 제2 반사층(6' )를 구비하고 있다.
그 후, 염화비닐-초산비닐계 핫멜트 접착제층(7)을 거쳐서 상기 제1 및 제2 디스크부재의 제2 반사층(6), (6' )끼리를 점착하여 도 17에 도시한 디스크형상 정보기록매체를 얻었다.
(초기결정화)
상기와 같이 해서 제작한 매체의 초해상 리드용의 마스크층(10)에 다음과 같이 해서 초기결정화를 실행하였다. 또한, 초해상 리드용의 마스크층(10' )에 대해서도 완전히 마찬가지이므로, 이하의 설명에서는 초해상 리드용의 마스크층(10)에 대해서만 설명하기로 한다.
매체를 1800rpm으로 회전시키고, 반도체레이저(파장 780nm)의 레이저광 파워를 기록이 실행되지 않는 레벨(약 1mW)로 유지하고, 그 레이저광을 기록헤드중의 개구수(NA)가 0.55인 렌즈로 집광하고, 기판(1)을 통해서 초해상 리드용의 마스크층(10)에 조사하였다. 초해상 리드용의 마스크층(10)으로부터의 반사광을 검출해서 트랙킹용의 홈의 중심에 레이저광 스폿의 중심이 항상 일치하도록 트랙킹을 실행함과 동시에, 초해상 리드용의 마스크층(10)상에 레이저광의 초점이 오도록 자동초점맞춤을 실행하면서 기록헤드를 구동하였다.
우선, 초기결정화를 위해 초해상 리드용의 마스크층(10)의 동일 기록트랙상에 파워 14mW의 연속 레이저광을 각각 10회 조사하였다. 마지막에, 파워 7mW의 연속(DC) 레이저광을 10회 조사하였다. 각 회의 조사시간(광스폿 통과시간)은 약 0.1μsec이다. 이와 같이, 파워가 다른 레이저광을 조사하면 초기결정화를 충분히 실행할 수 있다.
이들 레이저광 조사는 반도체레이저 어레이를 사용해서 실행하거나 가스레이저로부터의 광빔을 여러개로 분할한 것 혹은 고출력 가스레이저나 반도체레이저로부터의 광빔의 스폿형상을 매체의 반경방향으로 긴 타원형으로 한 것을 사용해서 실행하면 더욱 바람직하다. 이렇게 하면 매체를 적은 회수 회전시키는 것만으로 초기결정화를 완료하는 것도 가능하게 된다.
여러개의 레이저광 스폿을 사용하는 경우, 그들 레이저광 스폿을 동일한 기록트랙상에 배치하지 않고 매체의 반경방향으로 위치를 조금씩 어긋나게 해서 배치하면, 1회의 조사로 넓은 범위를 초기화할 수 있고 소거나머지가 적어지는 등의 효과가 얻어진다.
(초해상 리드)
다음에, 이상과 같이 해서 초기결정화가 완료한 초해상 리드용의 마스크층(10)의 기록영역에 상기와 동일하게 해서 트랙킹과 자동 초점맞춤을 실행하면서 리드용 레이저광의 파워를 14mW로 조사하고, 정보의 초해상 리드를 실행하였다. 리드할 부분을 너무 지나치면 레이저광 파워를 트랙킹용 레이저광의 저파워레벨(1mW)로 저하시키도록 하였다. 레이저광 파워를 저하시키는 것은 초해상 리드용의 마스크층의 열화를 방지하는데 효과가 있었다.
초해상 리드를 실행한 후에 막이 비정질화한 채로 되는 디스크에서는 결정화 레벨의 파워(7mW)로 1회 조사하여 결정화를 실행하였다. 초해상 리드를 실행한 후에 막이 결정화한 채로 되는 디스크에서는 이 결정화는 불필요하였다.
이 방법은 본 발명의 기록막 뿐만 아니라, 다른 기록막에도 유효하다.
이 실시예의 정보기록매체에서는 레이저광의 파워를 최적값보다 15% 높게한 엄격한 조건에서 초해상 리드를 103회 이상 반복했을 때에도 종래 구조의 디스크에 비해 반사율 변동을 적게 할 수 있고, 초해상 리드가능회수를 104로 증가할 수 있었다.
(초해상 리드용 마스크층 막두께와 반사율의 관계)
Si와 Aℓ-Ti반사층을 갖는 본 발명의 디스크의 초해상 리드용 마스크층 막두께와 반사율의 관계는 도 2와 마찬가지이었다. 상기 Si/Aℓ-Ti반사층 디스크에 있어서는 초해상 리드용 마스크층 막두께가 20∼50nm의 넓은 범위에 있어서 결정화 상태의 반사율 레벨의 변동이 5%이하로 매우 작아지고 있다. 이 범위로 초해상 리드용 마스크층 막두께를 결정하는 것에 의해, 레이저광의 파워를 최적값보다 15% 높게 한 엄격한 조건에서 기록/소거를 104회 이상 반복했을 때에도 종래 구조의 초해상 리드 디스크에 비해 반사율 변동이 적어 리드 특성이 향상하였다. 이것은 다수회의 리드에 의해 다소의 막두께 변화가 생겼더라도, 반사율 레벨의 변동이 작아졌기 때문이라 고려된다.
(초해상 리드용 마스크층 재료)
본 실시예에서 초해상 리드용 마스크층(10), (10' )로 사용한 ((Cr4Te5)10(Ge2Sb2Te5)90) 대신의 기록막의 재료로서 ((Cr4Te5)20(GeSb4Te7)80) 등 Cr-Ge-Sb-Te계에서 조성비가 다른 재료가 리드가능회수의 저하가 잘 생기지 않는다.
계속해서, Ag-Ge-Sb-Te, Co-Ge-Sb-Te, V-Ge-Sb-Te 등에서도 마찬가지의 결과가 얻어졌다. Ge-Sb-Te계에 고융점 성분을 첨가한 막이 리드가능회수의 저하가 잘 생기지 않는다.
또, 상기 이외의 Ge2Sb2Te5, GeSb2Te4, GeSb4Te7, In3SbTe2, In35Sb32Te33, In31Sb26Te43, GeTe, Ag-In-Sb-Te, Ni-Ge-Sb-Te, Pt-Ge-Sb-Te, Si-Ge-Sb-Te, Au-Ge-Sb-Te, Cu-Ge-Sb-Te, Mo-Ge-Sb-Te, Mn-Ge-Sb-Te, Fe-Ge-Sb-Te, Ti-Ge-Sb-Te, Bi-Ge-Sb-Te 및 이들에 가까운 조성중의 적어도 1개로 치환해도, Ge의 일부를 In으로 치환해도 이것에 가까운 특성이 얻어진다.
(다른 구조의 초해상 리드 디스크)
본 실시예에서는 실시예1의 도 1에 도시한 기판(1)을 기판(11)로, 기록막(3)을 초해상 리드막(10)으로 바꾼 것과 동일한 구조의 디스크이지만, 마찬가지로 실시예4의 도 9의 디스크에 있어서 기판(1)을 기판(11)로, 기록막(3)을 초해상 리드막(10)으로 바꿔도 다수회 리드시의 반사율 레벨의 변동이 적은 디스크가 생긴다. 또, 실시예5 및 6의 도 12에 있어서 기판(1)을 기판(11)로, 기록막(3)을 초해상 리드막(10)으로 바꿔도, 실시예7 및 8의 도 15에 있어서의 디스크의 기판(1)을 각각 기판(11)로, 기록막(3)을 초해상 리드막(10)으로 바꿔도 종래보다 리드특성이 양호한 초해상 리드 디스크가 얻어졌다.
본 실시예에서는 완전히 마찬가지의 방법에 의해 2개의 디스크부재를 제작하고, 접착제층을 거쳐서 상기 제1 및 제2 디스크부재의 반사층(6), (6' )끼리를 점착하고 있지만, 제2 디스크부재 대신에 다른 구성의 디스크부재 또는 보호용의 기판, 초해상 디스크 이외의 기록재생 디스크 등을 사용해도 좋다. 또, 도 17에 있어서 기판(11)을 실시예1의 기판(1)로 바꾸고, 또한 초해상 리드용 마스크층을 초해상 리드용 마스크층, 중간층, 기록막 또는 기록막, 중간층, 초해상 리드용 마스크층의 3층으로 바꾸면, 초해상 리드 또한 기록가능한 정보기록용 매체로 된다.
또, 보호층, 기록막, 제1 반사층, 제2 반사층, 중간층의 막두께 및 구성성분의 선택은 단독으로 효과를 향상시킬 뿐만 아니라, 전체적으로 디스크의 특성에 의존해간다. 따라서, 각각의 바람직한 범위, 가능하면 보다 바람직한 범위를 전부 만족시키는 것이 가장 바람직하다. 그러나, 전부를 만족시키지 않아도 그중의 1∼2개를 제외한 전부를 만족시키면, 디스크의 기록재생 특성은 매우 양호하게 유지되고, 절반이상을 만족시키면 양호하게 유지된다.
본 실시예에 기재하고 있지 않은 사항은 실시예1∼8과 마찬가지이다.
[실시예10]
(구성/제조방법)
도 18은 비교예로서 종래 구조의 디스크형상 정보기록매체의 단면 구조를 도시한 것이다. 이 매체는 다음과 같이 해서 제작되었다.
우선, 직경 13cm, 두께 1.2mm이고 표면에 5.25인치 광디스크의 샘플서보방식대응 ISO-B포맷을 갖는 폴리카보네이트 기판(1)을 형성하였다. 이 기판(1)상으로의 박막형성은 실시예1과 마찬가지의 마그네트론 스퍼터링장치를 사용하였다. 이 장치에 의해, 기판(1)상에 (ZnS)80(SiO2)20막으로 이루어지는 보호층(2)를 막두께 약 125nm, (Cr4Te5)10(Ge2Sb2Te5)90기록막(3)을 막두께 약 30nm, (ZnS)80(SiO2)20막으로 이루어지는 중간층(4)를 약 20nm, Aℓ97Ti3막으로 이루어지는 반사층(8)을 막두께 100nm 순차 형성하였다. 이렇게 해서 제1 디스크부재를 얻었다.
한편, 완전히 마찬가지의 방법에 의해 제1 디스크부재와 동일한 구성을 갖는 제2 디스크부재를 얻었다. 제2 디스크부재는 직경 13cm, 두께 1.2mm의 기판(1' )상에 순차 적층된 막두께 약 125nm의 (ZnS)80(SiO2)20막으로 이루어지는 보호층(2' ), 막두께 약 30nm의 (Cr4Te5)10(Ge2Sb2Te5)90기록막(3' ), 막두께 약 20nm의 (ZnS)80(SiO2)20막으로 이루어지는 중간층(4' ) 및 계속해서 막두께 100nm의 Aℓ97Ti3막으로 이루어지는 반사층(8' )를 구비하고 있다.
그 후, 염화비닐-초산비닐계 핫멜트 접착제층(7)을 거쳐서 상기 제1 및 제2 디스크부재의 반사층(8), (8' )끼리를 점착하여 도 18에 도시한 디스크형상 정보기록매체를 얻었다.
(반사율, 흡수율)
비교용 디스크의 결정상태와 비정질 상태의 반사율 및 흡수율을 조사한 결과는 다음과 같이 되었다.
결정상태의 반사율 Rc=31(%)
비정질상태의 반사율 Ra= 4(%)
결정상태의 흡수율 Ac=66(%)
비정질상태의 흡수율 Aa=87(%)
본 실시예에 기재하고 있지 않은 사항 예를 들면 초기화, 기록재생방법 등에 대해서는 실시예1∼8과 마찬가지이다.
[실시예11]
(구성/제조방법)
도 20은 본 발명의 제11 실시예의 정보기록용 박막을 사용한 디스크형상 정보기록매체의 단면구조를 도시한 것이다. 이 매체는 다음과 같이 해서 제작되었다.
우선, 직경 13cm, 두께 1.2mm이고 표면에 ISO-B포맷을 갖는 폴리카보네이트 기판(1)상에 (ZnS)80(SiO2)20막으로 이루어지는 보호층(2)를 막두께 약 125nm, (Cr4Te5)10(Ge21Sb25Te54)90의 조성의 기록막(3)을 막두께 약25nm, (ZnS)80(SiO2)20막으로 이루어지는 중간층(4)를 약 20nm의 막두께, Co막으로 이루어지는 제1 반사층(5)를 막두께 15mm, Si막으로 이루어지는 제2 반사층(6)을 막두께 120nm 순차 형성하였다. 이렇게 해서, 제1 디스크부재를 얻었다. 막의 형성에는 실시예1과 마찬가지의마그네트론 스퍼터링장치를 사용하였다.
한편, 완전히 마찬가지의 방법에 의해 제1 디스크부재와 동일한 구성을 갖는 제2 디스크부재를 얻었다. 제2 디스크부재는 직경 13cm, 두께 1.2mm의 기판(1' )상에 순차 적층된 막두께 약 125nm의 (ZnS)80(SiO2)20막으로 이루어지는 보호층(2' ), 약 25nm의 (Cr4Te5)10(Ge21Sb25Te54)90의 기록막(3' ), 막두께 약 20nm의 (ZnS)80(SiO2)20막으로 이루어지는 중간층(4' ), Co막으로 이루어지는 제1 반사층(5' )를 막두께 15nm 및 막두께 120nm의 Si막으로 이루어지는 제2 반사층(6' )를 구비하고 있다.
그 후, 염화비닐-초산비닐계 핫멜트 접착제층(7)을 사용해서 상기 제1 및 제2 디스크부재의 제2 반사층(6), (6' )끼리를 점착하여 도 20에 도시한 디스크형상 정보기록매체를 얻었다.
또, 기록막의 초기화, 그 후의 정보의 기록/재생 방법도 실시예1과 마찬가지로 하였다.
(기록막 막두께와 반사율의 관계)
도 21에 Co와 Si 반사층을 갖는 본 발명의 디스크의 기록막 막두께와 반사율의 관계를 도시하였다. Co/Si 반사층 디스크에 있어서는 기록막 막두께가 20nm이상의 넓은 범위에 있어서 결정상태의 반사율 레벨의 변동이 작게 되어 있다. 또, 비정질상태의 반사율 레벨도 10nm이상의 범위에서 변동이 작아지고 있다.
(Co 이외의 제1 반사층 재료)
본 실시예에서 제1 반사층(5), (5' )로 사용한 Co 대신에 Au, Ag, Cu, Aℓ,Ni, Fe, Cr, Ti, Pd, Pt, W, Ta, Mo, Sb, Bi, Dy, Cd, Mn, Mg, V의 원소단일체 또는 Au합금, Ag합금, Cu합금, Aℓ합금, Pd합금, Pt합금, Ni합금, Mn합금, Sb-Bi화합물등 이들을 주성분으로 하는 합금, 혹은 이들끼리의 합금으로 이루어지는 층을 사용해도 좋고, 그들의 층으로 이루어지는 다중층을 사용해도 좋고, 이들과 산화물 등의 다른 물질과의 복합층 등을 사용해도 좋다. 제2 반사층과 굴절율 또는 감쇠계수가 다른 재료이면 Si, Ge, Sn, In을 주성분으로 하는 합금, 혹은 이들과 상기 원소끼리의 합금으로 이루어지는 층을 사용해도 좋고, 그들의 층으로 이루어지는 다중층을 사용해도 좋고, 이들과 산화물 등의 다른 물질과의 복합층 등을 사용해도 좋다.
이중에서, Cu, Aℓ, Au, Cu합금, Aℓ합금, Au합금 등과 같이 열전도율이 큰것은 디스크구조가 급랭구조로 되어 다수회 리라이트에 의한 반사율 변동이 잘 생기지 않는다. 또, Sb∼Bi, Dy 등과 같이 열전도율이 작은 것은 보온되기 쉬우므로, 기록감도가 좋다는 이점이 있다.
또, Au단일체에 비해서 Au-Ag, Au-Co, Au-Aℓ 등의 Au합금은 접착력이 커진다는 이점이 있어 바람직하다.
제1 반사층의 막두께와 굴절율 및 감쇠계수의 관계를 조사하면 감쇠계수가 2.5이상인 경우에 다음의 범위에서 결정상태의 기록막의 흡수율이 비정질상태의 기록막의 흡수율에 비해서 크게 되었다.
여기서, 굴절율 nf, 흡수계수kf, 제1 반사층의 막두께df의 관계가
로 나타내지는 범위로 막두께를 선택하면, 흡수율 제어를 할 수 있어 보다 바람직하다는 것을 알 수 있었다. Mo, W, Ti, Fe 등은 조사하는 막두께의 범위가 넓고, 다음에 Co, Sb, Ni, Ta 등이 막두께의 범위가 넓다.
(Si 이외의 제2 반사층 재료)
이 실시예에서 제2 반사층(6)으로 사용한 Si 대신에 제2 반사층의 재료로서 Si-Ge 혼합재료가 기록마크 부분의 광흡수율을 기록마크 이외의 부분의 광흡수율보다 작게 할 수 있으므로, 광흡수율차에 의한 소거나머지를 방지할 수 있고, 또 리라이트가능회수가 저하하지 않는다. Ge의 함유량은 10원자%이상, 80원자%이하가 리라이트가능회수의 저하가 잘 생기지 않는다.
계속해서, Si-N, Si-Sn 또는 Si-In 혼합재료 혹은 이들의 혼합재료의 2종류 이상의 혼합재료라도 마찬가지의 결과가 얻어졌다. 이들의 반사층 재료는 본 발명의 상변화막 뿐만 아니라, 다른 상변화막을 사용하는 경우의 반사층 재료로서 사용해도 종래의 반사층 재료에 비해 리라이트가능회수가 저하하지 않는다. Si에 첨가하는 원소의 함유량은 3원자%이상, 50원자% 이하가 리라이트가능회수의 저하가 잘생기지 않는다.
또, 상기 이외의 Si, Ge함유 혼합재료, 굴절율이 크고 감쇠계수가 작은 재료로 이루어지는 층을 사용해도 좋고, 그들의 상으로 이루어지는 다중층을 사용해도 좋고, 이들의 산화물 등의 다른 물질과의 복합층 등을 사용해도 좋다. Ge도 사용가능하다. 그 외에 각종 질화물, 황화물, 셀렌화물도 사용가능하다.
흡수율을 제어하기 위해서는 반사층 재료의 굴절율n과 감쇠계수k는
n≥2가 보다 바람직하고,
n≥2 또한 2≥k의 범위에 있는 재료가 특히 바람직하다는 것을 알 수 있었다.
또, 그들 층으로 이루어지는 다중층을 사용해도 좋고, 이들과 SiO2등 산화물 등의 다른 물질과의 복합층 등을 사용해도 좋다.
이 경우, 상기 제1 반사층은 감쇠계수k가 2.5이상인 재료로 이루어지고, 또한 상기 제2 반사층이 감쇠계수k가 2이하인 재료로 이루어지면 더욱 바람직하다.
한편, 제1 반사층이 50nm이하인 경우는 상기 이외의 재료 예를 들면 Au, Ag, Cu, Aℓ, Ni, Fe, Cr, Ti, Pd, Pt, W, Ta, Mo, Sb, Bi, Dy, Cd, Mn, Mg, V의 원소 단일체 또는 Au합금, Ag합금, Cu합금, Aℓ합금, Pd합금, Pt합금 등 이들을 주성분으로 하는 합금, 혹은 이들끼리의 합금으로 이루어지는 층을 사용해도 좋다. 제1 반사층과 제2 반사층의 막두께의 합계를 50nm이상으로 하면 강도가 크게 되므로,리라이트시의 기록특성의 열화가 잘 생기지 않게 된다. 100nm이상이 보다 바람직하다.
(제1 반사층 재료와 제2 반사층 재료의 조합)
제1 반사층 재료, 제2 반사층 재료에 대해서는 본 실시예에 기술한 재료를 사용할 수 있지만, 이들의 조합을 선택하는 것에 의해서 리라이트특성이 향상하는 것을 알 수 있었다. 바람직한 조합은 제2 반사층이 Si, Ge, Si-Ge, Si-N, Si-O, Si-Au 혼합재료중의 적어도 1개 또는 이것에 가까운 조성이고, 제1 반사층이 Co, Co합금, Aℓ, Aℓ합금, Au, Au합금, Ag, Ag합금, Cu, Cu합금, Pt, Pt합금중의 적어도 1개 또는 이것에 가까운 조성인 경우이다.
본 실시예의 제1 반사층과 제2 반사층의 구성재료의 경우와 실시예1의 제1 반사층과 제2 반사층의 구성재료의 경우를 비교하면, 본 실시예의 경우는 기록막과 열전도율이 높은 반사층이 가깝고, 레이저광 조사후 급랭되므로 정확한 형상의 기록 마크가 형성되는 점에서 바람직하다. 그러나, 한편 제1 반사층에서 광이 흡수되어 발생한 열이 열전도에 의해서 기록막으로 되돌아가므로, 제1 반사층을 얇게 해서 광을 투과시키고 반사율이 낮은 비정질상태의 기록마크부분의 광흡수율 쪽을 그 주위의 결정상태 부분의 광흡수율보다 작게 해서 온도가 너무 올라가는 것을 방지하는 효과가 약해진다. 이 때문에, 오버라이트에 의해서 정보의 리라이트를 실행하는 경우에 이전의 기록상태의 영향을 받아서 기록마크형상이 부정확하게 되는 현상은 잘 발생하지 않게 된다.
(기록막 구성성분과 반사층 재료의 관계)
제2 반사층 재료로 Co를 사용한 경우, 상기 기록막 구성성분 중의 상변화성분의 조성은 실시예1과 마찬가지로 한 조성, 즉 (Cr4Te5)10(Ge2Sb2Te5)90이라도 좋지만, 본 실시예와 같이 Ge2Sb2Te5조성에서 3원자% Sb를 또 첨가한(Cr4Te5)10(Ge21Sb25Te54)90조성으로 하면 결정화속도를 적당한 값으로 할 수 있어 기록특성이 더욱 향상하였다.
또, 제1 반사층, 제2 반사층에 관계없이 Aℓ, Au, Co, Cu 등과 같이 열전도율이 큰 재료를 사용하고 있는 경우는 마찬가지로 상변화성분의 조성을 Ge2Sb2Te5조성에서 적절히 Sb량을 많게 해서 결정화속도를 느리게 하면 기록특성이 향상하도록 조절할 수 있었다. Ge2Sb2Tes 조성으로의 Sb의 첨가량은 그 밖의 구조에 따라서 다소의 폭이 있지만, Au 및 Aℓ의 경우는 5∼10원자%, Cu의 경우는 3∼8원자%, Co의 경우는 2∼5원자% 정도이다.
본 실시예에 기재하고 있지 않은 사항은 실시예1과 마찬가지이다.
[실시예12]
(구성/제조방법)
제11 실시예의 정보기록용 매체에 있어서 반사층만을 변화시킨 매체가 제작되었다. 구조는 직경 13cm, 두께 1.2mm이고 표면에 ISO-B포맷을 갖는 폴리카보네이트 기판(1) 상에 (ZnS)80(SiO2)20막으로 이루어지는 보호층(2)를 막두께 약 125nm, (Cr4Te5)10(Ge21Sb25Te54)90의 조성의 기록막(3)을 막두께 약 25nm, (ZnS)80(SiO2)20막으로 이루어지는 중간층(4)를 약 20nm의 막두께, Mo막으로 이루어지는 제1 반사층(5)를 막두께 15nm, Aℓ막으로 이루어지는 제2 반사층(6)을 막두께 10nm 순차 형성하였다. 이렇게 해서 제1디스크부재를 얻었다. 막의 형성에는 실시예1과 마찬가지의 마그네트론 스퍼터링장치를 사용하였다.
한편, 완전히 마찬가지의 방법에 의해 제1 디스크부재와 동일한 구성을 갖는 제2 디스크부재를 얻고, 염화비닐-초산비닐계 핫멜트 접착제층(7)을 사용해서 상기 제1 및 제2 디스크부재의 제2 반사층(6), (6' )끼리를 점착하여 디스크형상 정보기록매체를 얻었다.
또, 기록막의 초기화, 그 후의 정보의 기록/재생방법도 실시예1과 마찬가지로 하였다.
(Mo 이외의 제1 반사층 재료)
본 실시예에서 제1 반사층(5), (5' )로 사용한 Mo 대신에 Ni, Fe, Cr, Ti, Pd, Pt, W, Ta, Co, Sb, Bi, Dy, Cd, Mn, Mg, V의 원소 단일체 또는 이들을 주성분으로 하는 합금, 혹은 이들 끼리의 합금으로 이루어지는 층을 사용해도 좋고, 그들 층으로 이루어지는 다중층을 사용해도 좋고, 이들과 산화물 등의 다른 물질과의 복합층 등을 사용해도 좋다. 감쇠계수가 4이하인 재료를 사용하는 것에 의해 결정상태의 흡수율보다 비정질상태의 흡수율이 큰 경우에 흡수율차를 작게 할 수 있어 리라이트시의 소거나머지를 작게 할 수 있었다.
이중에서 Mo, W, Ta, Mo합금, W합금, Ta합금 등은 반응성이 낮아 다수호의 레이저조사에 의해서 제2 반사층 재료와 반응해서 특성이 변화할 염려가 없기 때문에 리라이트특성이 좋다는 이점이 있다.
제1 반사층의 막두께와 굴절율 및 감쇠계수의 관계를 조사하면, 감쇠계수가 4이하인 경우 다음의 범위에서 결정상태의 기록막의 흡수율이 비정질상태의 기록막의 흡수율에 비해 크게 되거나 또는 반대인 경우에도 차가 작아졌다.
여기서, 제1 반사층의 막두께df를 약 30nm이하의 범위로 선택하면, 흡수율 제어를 할 수 있어 바람직하다는 것을 알 수 있었다. 더욱 얇게 약 15nm이하의 범위로 막두께를 선택하면, 리라이트시의 소거나머지를 더욱 저감할 수 있다는 것을 알 수 있었다.
또, Cr4Te5, Cr-Te, Cr-Sb, Cr-Ge, CO-Sb, CO-Te, CO-Ge, CU-Te, CU-Sb, Mn-Te, Mn-Sb, V-Ge, Ni-Ge, Mo-Ge, W-Te의 조합으로 이루어지는 화합물, 혼합물로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1개 또는 이것에 가까운 조성의 재료를 사용해도 좋다. 이들 재료는 고융점으로서 제2 반사층 재료와 반응해서 특성이 변화할 염려가 없으므로, 리라이트특성이 좋다는 이점이 있다.
(Aℓ 이외의 제2 반사층 재료)
이 실시예에서 제2 반사층(6)으로 사용한 Aℓ 대신의 제2 반사층의 재료로서는 Cu, Au, Cu합금, Aℓ합금, Au합금 등과 같이 열전도율이 큰 것이 디스크구조가 급랭구조로 되어 다수회 리라이트에 의한 반사율 변동이 잘 생기지 않으므로 바람직하다. 이 경우의 열전도율은 100W/mㆍk이상이면 리라이트회수가 커지므로 바람직하고, 230W/mㆍk이상으로 하는 것이 리라이트회수가 2배로 되므로 바람직하다. 또, Au 단일체에 비해 Au-Ag, Au-Co, Au-Aℓ 등의 Au합금은 접착력이 커진다는 이점이 있어 바람직하다.
그 밖에, 제2 반사층보다 감쇠계수가 큰 재료이면, Ag, Ni, Fe, Cr, Ti, Pd, Pt, W, Ta, Mo, Sb, Bi, Dy, Cd, Mn, Mg, V의 원소단일체 또는 Ag합금, Cu합금, Aℓ합금, Pd합금, Pt합금, Ni합금, Mn합금, Sb-Bi화합물 등 이들을 주성분으로 하는 합금, 혹은 이들끼리의 합금으로 이루어지는 층을 사용해도 좋고, 그들 층으로 이루어지는 다중층을 사용해도 좋고, 이들과 산화물 등의 다른 물질과의 복합층 등을 사용해도 좋다. Si, Ge, Sn, In을 주성분으로 하는 합금, 혹은 이들과 상기 원소끼리의 합금으로 이루어지는 층을 사용해도 좋고, 그들 층으로 이루어지는 다중층을 사용해도 좋고, 이들과 산화물 등의 다른 물질과의 복합층 등을 사용해도 좋다.
(제1 반사층재료와 제2 반사층재료의 조합)
제1 반사층 재료, 제2 반사층 재료에 대해서는 본 실시예에 기재한 재료를 사용할 수 있지만, 이들의 조합을 선택하는 것에 의해서 리라이트특성이 향상하는 것을 알 수 있었다. 바람직한 조합은 제2 반사층이 W, Mo, Ta, W합금, Mo합금, Ta합금 중의 적어도 1개 또는 이것에 가까운 조성이고, 제1 반사층이 Aℓ, Aℓ합금, Au, Au합금, Ag, Ag합금 중의 적어도 1개 또는 이것에 가까운 조성인 경우이다.
(기록막 구성성분과 반사층 재료의 관계)
제1 반사층 재료로 Mo를 사용한 경우, 상기 기록막 구성성분중의 상변화성분의 조성은 실시예1과 마찬가지로 한 조성, 즉 (Cr4Te5)10(Ge2Sb2Te5)이라도 좋지만, 본 실시예와 같이 Ge2Sb2Te5조성에서 3원자% Sb를 또 첨가한 (Cr4Te5)10(Ge21Sb25Te54)90조성으로 하면 결정화 속도를 적당한 값으로 할 수 있어 기록특성이 보다 향상하였다.
또, 제1 반사층, 제2 반사층에 관계없이 Aℓ, Au, Co, Cu 등과 같이 열전도율이 큰 재료를 사용하고 있는 경우는 마찬가지로 상변화성분의 조성을 Ge2Sb2Te5조성에서 적절히 Sb량을 많게 해서 결정화속도를 느리게 하면 기록특성이 향상하도록 조절할 수 있었다. Ge2Sb2Te5조성으로의 Sb의 첨가량은 그 밖의 구조에 따라서 다소의 폭이 있지만, Au 및 Aℓ의 경우는 5∼10원자%, Cu의 경우는 3∼8원자%, Mo, W의 경우는 2∼5원자% 정도이다.
본 실시예에 기재하고 있지 않은 사항은 실시예1과 마찬가지이다.
[실시예13]
도 23에 광메모리장치의 블럭도를 도시한다. 기록/재생에는 도면중 M으로 나타내어진 모터를 모터회전 제어수단으로 제어하면서 디스크의 회전을 실행한다.
디스크는 기판상에 직접 또는 하지층을 거쳐서 형성된 에너지빔의 조사를 받아서 발생하는 원자배열 변화에 의해서 정보를 기록 또는 재생하는 정보기록용 박막을 기록층 또는 초해상 리드용의 마스크층으로서 구비하고, 또한 반사층을 구비한다. 그 매체의 기록층 또는 마스크층이 결정상태에 있을 때의 광흡수율이 비정질상태에 있을 때의 광흡수율 이상인 파장의 기록용 광원을 갖는다.
디스크상의 기록/재생 위치로의 이동 등은 다음과 같이 실행한다. 컨트롤러에서 발행된 명령을 받고, 우선 픽업이동 드라이버로 목표트랙의 근방까지 이동한다. 도면중 O.H.으로 도시된 광헤드에는 그 매체의 기록층 또는 마스크층이 결정상태에 있을 때의 광흡수율이 비정질상태에 있을 때의 광흡수율 이상인 파장의 레이저와 광학계가 포함되어 있다. 광헤드는 고정부분과 이동부분으로 분리되어 있고, 고정부분에 상기 레이저가 부착되어 있어도 좋다. 다음에, 광헤드 제어회로에 의해 트랙킹 및 오토포커스를 실행해서 디스크면 상에 레이저광이 집광된다. 디스크에서 반사된 귀환광의 신호를 프리앰프로 증폭하고, 재생신호 처리수단으로 재생신호를 처리한다. 목표의 트랙으로부터 어긋나 있던 경우는 트랙점프해서 목표트랙으로 이동한다.
기록(오버라이트)/재생시의 레이저파워의 제어는 레이저파워제어 정보해석수단 및 피크파워 결정수단, 파워비 결정수단, 리드파워 결정수단에 의해서 각각 실행된다. 이들에 의해 결정된 레이저파워가 각각의 DC앰프, 레이저 드라이버를 거쳐서 디스크에 조사된다. 기록타이밍의 제어는 컨트롤러를 거쳐서 기록타이밍 보정수단에 의해서 이루어진다.
각 데이타는 기록데이타 받아들임수단을 거쳐서 기록데이타 변조수단에 의해 결정된 변조방식으로 변조된 신호로 되어 기록된다. 리드시에는 리드신호 처리수단을 거쳐서 얻어진 신호를 재생신호 복조수단에 의해 복조하고 재생데이타 송출수단에 의해 송출한다.
상기의 디스크는 실시예1∼12에 기재된 어느 1개의 정보기록매체로 했을 때 양호한 결과가 얻어졌다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 정보기록매체에 의하면, 양호한 기록/재생특성 또는 양호한 초해상 리드특성을 유지하면서 종래보다 다수회의 리라이트가 가능하게 된다.
본 발명의 정보기록 재생장치에 의하면, 본 발명의 정보기록용 매체에서 종래보다 다수회의 리라이트를 실행한 후에도 양호한 기록/재생 특성 또는 양호한 초해상 리드특성이 얻어진다.
Claims (41)
- 기판;상기 기판상에 형성되고 상기 기판을 거쳐서 조사된 에너지빔의 조사에 의해 발생하는 상변화에 의해 변화된 반사율을 갖는 박막 및;상기 박막상에 형성된 제1 반사층 및 제2 반사층을 포함하고,상기 박막은 적어도 Ge, Te 및 Sb를 포함하고,상기 제1 반사층과 상기 제2 반사층은 박막측부터 순차 적층되고,상기 제1 반사층은 감쇠계수k가 2이하인 재료로 이루어지고, Si, Si-Ge, Si-Au, Si-Ag, Si-Cu, Si-Al, Si-Ni, Si-Fe, Si-Co, Si-Cr, Si-Ti, Si-Pd, Si-Pt, Si-W, Si-Ta, Si-Mo, Si-Sb, Si-Bi, Si-Dy, Si-Cd, Si-Mn, Si-Mg, Si-V, Si-Zn, Si-Ga, Si-Tl, Si-Pb, Si-C, Si-B, Si-S, Si-N, Si-Sn, Si-In 또는 Si-N, Si-S와 Si-In중의 적어도 2개의 혼합물로 이루어지는 군에서 선택되고,상기 제2 반사층은 감쇠계수k가 적어도 3인 재료로 이루어지고, 상기 제2 반사층의 전체 원자수의 적어도 90%를 차지하는 성분은 Si, Ge, Si-Ge, Si-N, Si-Sn, Si-In과 Si-Au혼합재료중의 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보기록매체.
- 제1항에 있어서,상기 제1 반사층과 상기 제2 반사층은 리드레이저파장에 있어서 굴절율차가적어도 1인 재료를 포함하고,상기 제2 반사층의 재료는 상기 제1 반사층의 재료보다 상기 리드레이저파장에 있어서의 감쇠계수가 적어도 2이상 큰 것을 특징으로 하는 정보기록매체.
- 제1항에 있어서,상기 제1 반사층은 상기 박막상에 직접 배치되는 것을 특징으로 하는 정보기록매체.
- 제1항에 있어서,상기 제1 반사층의 전체 원자수의 적어도 80%를 차지하는 성분은 Mo, Mo합금, Ta, Ta합금, W와 W합금중의 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보기록매체.
- 제1항에 있어서,상기 박막은 에너지빔의 조사에 의해 발생하는 원자배열변화의 형태로 저장된 정보를 기록/재생하기 위해 기판상에 기록층 또는 초해상 리드용 마스크층으로서 형성되고,리드파장이 600nm∼850nm의 범위에 있어서 상기 기록막 또는 초해상 리드용 마스크층의 비정질상태의 반사율변동 또는 상기 기록막 또는 초해상 리드용 마스크층의 결정상태의 반사율변동이 10%이하인 것을 특징으로 하는 정보기록매체.
- 제1항에 있어서,상기 박막은 기록층 또는 초해상 리드용 마스크층으로서 형성되고,상기 기록층 또는 초해상 리드용 마스크층과 상기 제1 반사층 사이에 중간층이 마련되는 것을 특징으로 하는 정보기록매체.
- 제1항에 있어서,상기 기판과 상기 박막 사이의 보호층을 포함하고,상기 보호층의 두께는 110nm∼140nm인 것을 특징으로 하는 정보기록매체.
- 제1항에 있어서,상기 박막은 상변화성분과 고융점성분을 갖는 기록층 또는 초해상 리드용 마스크층으로서 형성되고,상기 기록층 또는 상기 초해상 리드용 마스크층의 전체 원자수의 적어도 95%의 조성은 상변화성분을 L로 하고 고융점성분을 H로 했을 때,(L)1-s(H)s로 나타내어지고, 또한 0.05≤s≤0.20을 만족시키는 것을 특징으로 하는 정보기록매체.
- 제1항에 있어서,상기 박막은 기록층 또는 초해상 리드용 마스크층으로 기능하는 정보기록박막이고,상기 정보기록박막은 에너지빔의 조사에 의해 발생하는 원자배열변화의 형태로 저장된 정보를 기록/재생하기 위해 기판상에 형성되고,상기 기록층 또는 상기 초해상 리드용 마스크층의 전체 원자수의 적어도 95%는 상변화성분을 L로 하고 고융점성분을 H로 했을 때,(L)1-s(H)s로 나타내어지고, 또한 0.05≤s≤0.20을 만족시키는 것을 특징으로 하는 정보기록매체.
- 제9항에 있어서,상기 L의 전체 원자수의 적어도 95%를 차지하는 성분은 Ge-Sb-Te를 포함하고, 상기 H의 전체 원자수의 적어도 95%를 차지하는 성분은 Cr-Te, Cr-Sb, Cr-Ge, Cr-Sb-Te, Cr-Sb-Ge, Cr-Ge-Te, Co-Te, Co-Sb, Co-Ge, Co-Sb-Te, Co-Sb-Ge, Co-Ge-Te, Cu-Te, Cu-Sb, Cu-Ge, Cu-Sb-Te, Cu-Sb-Ge, Cu-Ge-Te, Mn-Te, Mn-Sb, Mn-Ge, Mn-Sb-Te, Mn-Sb-Ge, Mn-Ge-Te, V-Te, V-Sb, V-Ge, V-Sb-Te, V-Sb-Ge, V-Ge-Te, Ni-Te, Ni-Sb, Ni-Ge, Ni-Sb-Te, Ni-Sb-Ge, Ni-Ge-Te, Mo-Te, Mo-Sb, Mo-Ge, Mo-Sb-Te, Mo-Sb-Ge, Mo-Ge-Te, W-Te, W-Sb, W-Ge, W-Sb-Te, W-Sb-Ge, W-Ge-Te, Ag-Te, Ag-Sb, Ag-Ge, Ag-Sb-Te, Ag-Sb-Ge와 Ag-Ge-Te중의 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보기록매체.
- 제1항에 있어서,상기 기판과 상기 박막 사이에 보호층이 배치되고,상기 보호층의 두께는 50nm∼100nm이고,상기 제1 반사층은 Si 또는 전체 원자수의 적어도 75%가 Si를 포함하는 혼합재료중의 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보기록매체.
- 제1항에 있어서,상기 박막과 상기 제1 반사층 사이에 중간층이 마련되고,상기 중간층의 굴절율과 상기 제1 반사층의 굴절율은 2와 4의 평균값을 갖는 것을 특징으로 하는 정보기록매체.
- 제1항에 있어서,상기 제1 반사층의 전체 원자수의 적어도 90%를 차지하는 성분은 Si 및 Si 혼합재료의 적어도 하나를 포함하고,상기 제2 반사층의 전체 원자수의 적어도 80%를 차지하는 성분은 Sb-Bi, Au, Ag, Cu, Al, Ni, Fe, Co, Cr, Ti, Pd, Pt, W, Ta, Mo, Sb, Bi, Dy, Cd, Mn, Mg, V의 원소단일체와 Au합금, Ag합금, Cu합금, Al합금, Pd합금, Pt합금중의 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보기록매체.
- 제1항에 있어서,상기 제1 반사층의 전체 원자수의 적어도 90%를 차지하는 성분은 Si, Si-Au, Si-Ag, Si-Cu, Si-Al, Si-Ni, Si-Fe, Si-Co, Si-Cr, Si-Ti, Si-Pd, Si-Pt, Si-W, Si-Ta, Si-Mo, Si-Sb, Si-Bi, Si-Dy, Si-Cd, Si-Mn, Si-Mg, Si-V, Si-Zn, Si-Ga, Si-Tl, Si-Pb, Si-C, Si-B와 Si-S혼합재료중의 적어도 하나를 포함하고,상기 제2 반사층의 전체원자수의 적어도 80%를 차지하는 성분은 Al-Ti, Al-Ag, Al-Cu 또는 Al-Cr를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보기록매체.
- 제1항에 있어서,상기 기판과 상기 박막 사이에 보호층이 형성되고,상기 보호층의 두께는 50nm∼100nm이고,상기 제1 반사층의 두께는 45nm∼90nm인 것을 특징으로 하는 정보기록매체.
- 제1항에 있어서,상기 박막은 기록층 또는 초해상 리드용 마스크층으로서 기능하는 정보기록박막이고,상기 정보기록박막은 에너지빔의 조사에 의해 발생하는 원자배열변화의 형태로 저장된 정보를 기록/재생하기 위해 기판상에 형성되고,상기 정보기록매체의 반사율은 아지데포상태 또는 결정상태의 550nm∼800nm의 파장범위에 있어서의 최소값 또는 최소값의 파장에서 150nm∼350nm의 범위의 파장에 위치되는 최대값을 갖는 것을 특징으로 하는 정보기록매체.
- 제1항에 있어서,상기 박막은 기록층 또는 초해상 리드용 마스크층으로서 기능하는 정보기록박막이고,상기 정보기록박막은 에너지빔의 조사에 의해 발생하는 원자배열변화의 형태로 저장된 정보를 기록/재생하기 위해 기판상에 형성되고,최대값과 최소값 사이의 차에 의해 400nm∼850nm의 범위에서 상기 정보기록매체의 반사율변화를 나타내는 경우, 아지데포상태의 반사율차는 적어도 20%이고, 결정상태에서의 반사율차는 적어도 6.7%인 것을 특징으로 하는 정보기록매체.
- 제1항에 있어서,상기 박막은 기록층 또는 초해상 리드용 마스크층으로서 기능하는 정보기록박막이고,상기 정보기록박막은 에너지빔의 조사에 의해 발생하는 원자배열변화의 형태로 저장된 정보를 기록/재생하기 위해 기판상에 형성되고,중간층 또는 제1 반사층에서 기판 반대측으로 인가된 광에 대한 상기 정보기록매체의 반사율은 400nm∼850nm의 파장범위에서 상대 최대값 또는 상대 최소값 또는 적어도 13. 3%의 반사율차를 갖는 것을 특징으로 하는 정보기록매체.
- 제1항에 있어서,상기 박막은 기록층 또는 초해상 리드용 마스크층으로서 형성되고,상기 기록층 또는 초해상 리드용 마스크층에 오버라이트동작을 실행할 때, 고파워의 레이저광에 노출된 영역이 저파워의 레이저광에 노출된 영역에 비해 반사율이 낮게 되는 것을 특징으로 하는 정보기록매체.
- 기판;10nm∼40nm두께의 범위내에서 기판상에 형성되고 상기 기판을 거쳐서 조사된 에너지빔의 조사에 의해 발생하는 상변화에 의해 변화된 반사율을 갖는 박막;상기 박막상에 형성된 제1 반사층 및;10nm∼50nm두께의 범위에서 상기 기판과 상기 박막 사이에 배치된 제2 반사층을 포함하고,상기 박막은 적어도 Ge, Te, Sb를 포함하고,상기 제2 반사층은 Si로 이루어지거나 또는 75∼99원자%Si와 Ge, Au, Ag, Cu, Al, Ni, Fe, Co, Cr, Ti, Pd, Pt, W, Ta, Mo, Sb, Bi, Dy, Cd, Mn, Mg, V, Zn, Ga, Tl, Pb, C, B, S, N, Sn과 In중의 적어도 하나의 1∼25원자%원소를 포함하고,상기 제2 반사층의 전체 원자수의 적어도 90%를 차지하는 성분은 Si, Ge, Si-Ge, Si-N, Si-Sn, Si-In과 Si-Au혼합재료중의 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보기록매체.
- 제20항에 있어서,상기 박막은 기록층 또는 초해상 리드용 마스크층으로서 형성되고,상기 기록층 또는 초해상 리드용 마스크층에 오버라이트동작을 실행할 때, 고파워의 레이저광에 노출된 영역이 저파워의 레이저광에 노출된 영역에 비해 반사율이 높게 되는 것을 특징으로 하는 정보기록매체.
- 제20항에 있어서,리드파장에 있어서 굴절율n이 1이하인 재료를 포함하는 광입사측 반사층을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 정보기록매체.
- 기판;상기 기판상에 형성되고 상기 기판을 거쳐서 조사된 에너지빔의 조사에 의해 발생하는 상변화에 의해 변화된 반사율을 갖는 박막 및;상기 박막상에 형성된 제1 반사층과 제2 반사층을 포함하고,상기 박막은 적어도 Ge, Te와 Sb를 포함하고,상기 제1 반사층과 상기 제2 반사층은 박막측부터 순차 적층되고,상기 제1 반사층은 감쇠계수k가 2이하인 재료를 포함하고, Si, Si-Ge, Si-Au, Si-Ag, Si-Cu, Si-Al, Si-Ni, Si-Fe, Si-Co, Si-Cr, Si-Ti, Si-Pd, Si-Pt, Si-W, Si-Ta, Si-Mo, Si-Sb, Si-Bi, Si-Dy, Si-Cd, Si-Mn, Si-Mg, Si-V, Si-Ga, Si-Tl, Si-Pb, Si-C, Si-B, Si-N, Si-Sn, Si-In 또는 Si-N, Si-In의 혼합물로 이루어지는 군에서 선택되고,상기 제2 반사층은 감쇠계수k가 적어도 3인 재료를 포함하고,상기 제2 반사층의 전체 원자수의 적어도 90%를 차지하는 성분은 Si, Ge, Si-Ge, Si-N, Si-Sn, Si-In과 Si-Au혼합재료중의 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보기록매체.
- 기판;상기 기판상에 형성되고 상기 기판을 거쳐서 조사된 에너지빔의 조사에 의해 발생하는 상변화에 의해 변화된 반사율을 갖는 박막 및;상기 박막상에 형성된 제1 반사층과 제2 반사층을 포함하고,상기 박막은 In3SbTe2, In35Sb32Te33, In31Sb26Te43, Ag-In-Sb-Te중의 하나를 포함하고,상기 제1 반사층과 상기 제2 반사층은 박막측부터 순차 적층되고,상기 제1 반사층은 감쇠계수k가 2이하인 재료를 포함하고, Si-Ge, Si-Au, Si-Ag, Si-Cu, Si-Al, Si-Ni, Si-Fe, Si-Co, Si-Cr, Si-Ti, Si-Pd, Si-Pt, Si-W, Si-Ta, Si-Mo, Si-Sb, Si-Bi, Si-Dy, Si-Cd, Si-Mn, Si-Mg, Si-V, Si-Zn, Si-Ga, Si-Tl, Si-Pb, Si-B, Si-S, Si-Sn, Si-In 또는 Si-S, Si-In의 혼합물로 이루어지는군에서 선택되고,상기 제2 반사층은 감쇠계수k가 적어도 3인 재료를 포함하고,상기 제2 반사층의 전체 원자수의 적어도 90%를 차지하는 성분은 Si, Ge, Si-Ge, Si-N, Si-Sn, Si-In과 Si-Au혼합재료중의 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보기록매체.
- 제24항에 있어서,상기 제1 반사층은 상기 박막상에 직접 배치되는 것을 특징으로 하는 정보기록매체.
- 제24항에 있어서,상기 제2 반사층의 전체 원자수의 적어도 90%를 차지하는 성분은 Si-Ge, Si-Sn, Si-In과 Si-Au혼합재료중의 적어도 하나로 이루어지거나 또는 상기 제1 반사층의 전체 원자수의 적어도 80%를 차지하는 성분은 Mo, Mo합금, Ta, Ta합금, W, W합금중의 적어도 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 정보기록매체.
- 제24항에 있어서,상기 박막은 에너지빔의 조사에 의해 발생하는 원자배열변화의 형태로 저장된 정보를 기록/재생하기 위해 상기 기판상에 기록층 또는 초해상 리드용 마스크층으로서 형성되고,상기 기록막 또는 상기 초해상 리드용 마스크층의 비정질상태의 반사율변동 또는 상기 기록층 또는 초해상 리드용 마스크충의 결정상태의 반사율변동은 600nm∼850nm의 리드파장의 범위에 있어서 10%이하인 것을 특징으로 하는 정보기록매체.
- 제24항에 있어서,상기 박막은 기록층 또는 초해상 리드용 마스크층으로서 형성되고,상기 기록층 또는 초해상 리드용 마스크층과 상기 제1 반사층 사이에 중간층이 마련되는 것을 특징으로 하는 정보기록매체.
- 제24항에 있어서,상기 기판과 상기 박막 사이의 보호층을 포함하고,상기 보호층의 두께는 110nm∼140nm인 것을 특징으로 하는 정보기록매체.
- 제24항에 있어서,상기 박막은 상변화성분과 고융점성분을 갖는 기록층 또는 초해상 리드용 마스크층으로서 형성 되고,상기 기록층 또는 상기 초해상 리드용 마스크층의 전체 원자수의 적어도 95%는 상변화성분을 L로 하고 고융점성분을 H로 했을 때,(L)1-s(H)s로 나타내어지고, 또한 0.05≤s≤0.20을 만족시키고, 상기 L은 In, Te와 Sb를 함유하는 것을 특징으로 하는 정보기록매체.
- 제24항에 있어서,상기 박막은 기록층 또는 초해상 리드용 마스크층으로서 기능하는 정보기록박막이고,상기 정보기록박막은 에너지빔의 조사에 의해 발생하는 원자배열변화의 형태로 저장된 정보를 기록/재생하기 위해 기판상에 형성되고,상기 기록층 또는 상기 초해상 리드용 마스크층의 전체 원자수의 적어도 95%는 상변화성분을 L로 하고 고융점성분을 H로 했을 때,(L)1-s(H)s로 나타내어지고, 또한 0.05≤s≤0.20을 만족시키고, 상기 L은 In, Te와 Sb를 함유하는 것을 특징으로 하는 정보기록매체.
- 제24항에 있어서,상기 기판과 상기 박막 사이에 보호층이 배치되고,상기 보호층의 두께는 50nm∼100nm이고,상기 제1 반사층은 전체원자수의 적어도 75%가 Si를 포함하는 혼합재료중의 적어도 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 정보기록매체.
- 제24항에 있어서,상기 박막과 상기 제1 반사층 사이에 중간층이 마련되고,상기 중간층의 굴절율과 상기 제1 반사충의 굴절율은 2와 4의 평균값을 갖는 것을 특징으로 하는 정보기록매체.
- 제24항에 있어서,상기 제1 반사층의 전체 원자수의 적어도 90%를 차지하는 성분은 Si혼합재료로 이루어지고,상기 제2 반사층의 전체 원자수의 적어도 80%를 차지하는 성분은 Sb-Bi, Au, Ag, Cu, Al, Ni, Fe, Co, Cr, Ti, Pd, Pt, W, Ta, Mo, Sb, Bi, Dy, Cd, Mn, Mg, V의 원소단일체와 Au합금, Ag합금, Cu합금, Al합금, Pd합금, Pt합금중의 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보기록매체.
- 제24항에 있어서,상기 제1 반사층의 전체 원자수의 적어도 90%를 차지하는 성분은 Si-Au, Si-Ag, Si-Cu, Si-Al, Si-Ni, Si-Fe, Si-Co, Si-Cr, Si-Ti, Si-Pd, Si-Pt, Si-W, Si-Ta, Si-Mo, Si-Sb, Si-Bi, Si-Dy, Si-Cd, Si-Mn, Si-Mg, Si-V, Si-Zn, Si-Ga, Si-Tl, Si-Pb, Si-B 및 Si-S혼합재료 중의 적어도 하나로 이루어지고,상기 제2 반사층의 전체원자수의 적어도 80%를 차지하는 성분은 Al-Ti, Al-Ag, Al-Cu 또는 Al-Cr를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보기록매체.
- 제24항에 있어서,상기 기판과 상기 박막 사이에 보호층이 형성되고,상기 보호층의 두께는 50nm∼100nm이고,상기 제1 반사층의 두께는 45nm∼90nm인 것을 특징으로 하는 정보기록매체.
- 제24항에 있어서,상기 기판과 상기 박막 사이에 보호층이 형성되고,상기 보호층의 두께는 50nm∼100nm이고,상기 제1 반사층의 두께는 45nm∼90nm이고,상기 제2 반사층의 두께는 200nm이하인 것을 특징으로 하는 정보기록매체.
- 제24항에 있어서,상기 박막은 기록층 또는 초해상 리드용 마스크층으로서 기능하는 정보기록박막이고,상기 정보기록박막은 에너지빔의 조사에 의해 발생하는 원자배열변화의 형태로 저장된 정보를 기록/재생하기 위해 기판상에 형성되고,상기 정보기록매체의 반사율은 아지데포상태 또는 결정상태의 550nm∼800nm의 파장범위에서의 최소값 또는 최소값의 파장에서 150nm∼350nm의 범위의 파장에위치되는 최대값을 갖는 것을 특징으로 하는 정보기록매체.
- 제24항에 있어서,상기 박막은 기록층 또는 초해상 리드용 마스크층으로서 기능하는 정보기록박막이고,상기 정보기록박막은 에너지빔의 조사에 의해 발생하는 원자배열변화의 형태로 저장된 정보를 기록/재생하기 위해 기판상에 형성되고,최대값과 최소값 사이의 차에 의해 400nm∼850nm의 범위에서 상기 정보기록매체의 반사율변화를 나타내는 경우, 아지데포상태의 반사율차는 적어도 20%이고, 결정상태에서의 반사율차는 적어도 6.7%인 것을 특징으로 하는 정보기록매체.
- 제24항에 있어서,상기 박막은 기록층 또는 초해상 리드용 마스크층으로서 기능하는 정보기록박막이고,상기 정보기록박막은 에너지빔의 조사에 의해 발생하는 원자배열변화의 형태로 저장된 정보를 기록/재생하기 위해 기판상에 형성되고,중간층 또는 제1 반사층에서 기판 반대측으로 인가된 광에 대한 상기 정보기록매체의 반사율은 400nm∼850nm의 파장범위에서 상대 최대값 또는 상대 최소값 또는 적어도 13.3%의 반사율차를 갖는 것을 특징으로 하는 정보기록매체.
- 제24항에 있어서,상기 박막은 기록층 또는 초해상 리드용 마스크층으로서 기능하고,상기 기록층 또는 초해상 리드용 마스크층에 오버라이트동작을 실행할 때, 고파워의 레이저광에 노출된 영역이 저파워의 레이저광에 노출된 영역에 비해 반사율이 낮게 되는 것을 특징으로 하는 정보기록매체.
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