KR100486324B1 - 다가 기록재생 방법 및 상 변화 다가 기록 매체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 상 변화 매체를 이용한 새로운 원리에 기초한 다가 기록 방법에 있어서,
a) 결정 상태 및 에너지 빔으로 조사된 비정질 상태 사이에 상 변화를 일으키도록 하는 기록층을 국부적으로 용융시키기 위해, 기록층을 구비한 정보 기록 매체에 기록용 에너지 빔을 조사하는 단계; 및
b) 매체에 정보를 기록하기 위해 응고 프로세스동안 냉각시켜 비정질 마크를 형성하는 단계를 포함하며,
비정질 마크의 크기는 상기 응고 프로세스 동안 재결정 프로세스와 비정질 프로세스간의 경쟁에 의해 주로 제어되고,
재생광 빔 조사 영역에서의 반사광의 강도는, 결정 영역 및 비정질 영역간의 광특성 차이 및 이들의 에어리어에 따라서 3 개 이상의 다중 기록 레벨로 제어되는 것을 특징으로 하는 다가 기록/재생 방법을 제공한다.

Description

다가 기록재생 방법 및 상 변화 다가 기록 매체{MULTIVALUE RECORDING AND REPRODUCING METHOD AND PHASE CHANGE MULTIVALUE RECORDING MEDIUM}
본 발명은 다가 기록재생 방법 및 상 변화 다가 기록 매체에 관한 것이다.
최근, 정보량이 증가함에 따라, 고밀도와 고속으로 많은 양의 데이타를 판독 (재생) 및 기록할 수 있는 기록 매체에 대한 요구가 증가하고 있다. 광 기록 매체, 특히 광 디스크는 그러한 요구에 부응할 것이 기대된다. 광 디스크는 두가지 다른 타입으로 이용할 수 있다. 추기형 (write-once type) 은 사용자가 데이타를 한번만 기록할 수 있으며, 갱신가능형 (rewritable type) 은 사용자가 원하는 만큼 여러번 데이타를 기록 및 소거할 수 있다. 갱신가능형 광디스크의 예로는 광자기 효과를 이용하는 광자기 매체 및 가역 결정 상태 변화에 수반하는 반사광 강도에서의 변화를 이용하는 상 변화 매체를 포함한다.
상 변화 매체는, 외부 자계를 요구함이 없이 레이저 빔의 전력을 간단히 변조함으로써 기록 및 소거될 수 있으며, 따라서 기록 및 재생 장치의 크기를 줄일수 있는 이점을 가진다. 또한, 현재 통상 사용되는 약 800 ㎚ 의 파장을 가진 광원으로 기록 및 소거된 매체의 기록 층의 물질을 특별히 교체하지 않고, 더 짧은 파장의 광원을 사용하여 기록 밀도를 향상시킬 수 있다.
현재 사용되는 갱신가능 상 변화 기록 매체에서, 결정 상태는 비기록/소거 상태로 취해지고, 비정질 마크가 형성된다. 비정질 마크는, 용융점보다 높은 온도로 기록 층을 가열하고 재빨리 냉각함으로써, 보통 형성된다. 소거 (결정화) 는, 기록 층의 결정화 온도보다 높은 온도, 그러나 용융점이나 용융점 바로 위 온도보다는 낮은 온도로 기록 층을 가열함으로써 행해진다. 소위 1-빔 중복기재가능 (one-beam overwritable) 상 변화 매체에서, 소거 및 재기록 프로세스는 1-초점광 빔 (one focused light beam) 의 강도를 변조함에 의해서만 수행될 수 있다. 1-빔 중복기재가능 상 변화 매체에서는, 기록 매체의 층 구성 및 드라이브의 회로 구성이 간단해진다. 따라서, 이러한 매체는 경제적인, 고밀도, 대용량의 기록 시스템에서 사용가능한 매체로서 관심을 끌고 있다.
위에서 설명한 바와 같이, 상 변화 매체는, 그 지름 및 기록된 마크의 크기를 줄이기 위하여, 초점광 빔의 파장을 줄임으로써, 기록 밀도를 증가시킬 수 있다. 현재, 780 ㎚ 의 파장 및 50 mW 의 출력을 가진 레이저 다이오드는 낮은 가격으로 인해 광범위하게 사용되고, 예를 들면 재기록가능 콤팩트 디스크를 위한 상 변화 기록 기술에 응용된다. 최근 630 에서 660 ㎚ 의 레이저 다이오드도 역시 유용하고, 재기록가능 DVD 는 약 30 mW 의 출력을 가진 고출력 레드 레이저 다이오드가 발전함에 따라 거의 실용적으로 사용되고 있다. 더 큰 밀도의 요구가 계속됨에 따라, 블루 레이저 다이오드 (약 400 ㎚) 를 사용하여, DVD 의 밀도의 약 두배 내지 세배의 밀도를 실현하려는 시도가 개발의 바로 전 단계에서 통해서 실제 실행되고 있다.
그러나, 상 변화 매체의 밀도의 증가가 단지 광원의 파장을 짧게 하는데에 의존하는 경우, 기록 밀도는 본질적으로 제한이 있다. 단파장 및 고출력을 가진 레이저 다이오드의 수명을 위해 해결해야 할 많은 문제가 있으며, 그러한 고출력 레이저 다이오드가, 실험적으로 성공에 불구하고, 실용적으로 사용될 수 있을 때까지는 시간이 걸릴 것이다. 게다가, 스폿 (spot) 의 크기가 더 작아짐에 따라, 예를 들어 초점의 표면의 틸트 (tilt) 의 영향의 증가 및 얕은 초점 깊이로 인한 초점 오프셋 마진 (focus offset margin) 의 감소 등의 문제가 발생한다. 다른 문제, 즉 비정질 마크가 0.01 ㎛ 보다 더 작아지는 경우, 안정한 상태로 남을 수 있는지도 아직 해결되지 않았다.
판독/기록 빔의 소형화에만 의존하는 광자기 기록 매체의 기록 밀도를 증가시키려는 시도는 광 분해능 (제한) 으로 인한 한계에 자연스럽게 직면한다. 특히, 상 변화 매체에서는, 소위 자기 초분해 현상 (magnetic super-resolution phenomenon) 이 기대될 수 없다. 비록 온도 변화로 인한 굴절율의 변화를 이용하는 초분해 현상의 몇몇 제안이 있기는 하지만, 이러한 방법은 반복된 기록 작업으로 기록된 마크의 질이 떨어지는 본질적인 문제를 가진다.
광 분해능 (제한) 의 제한을 뛰어넘고, 광 분해의 제한을 초월하는 증가된 밀도를 허용하는 방법들 중의 하나로 집중조명되는 것이 다가 기록이다. 이것은 마크 길이를 변조하기보다, 변조를 다중치로 표현하는 다중 레벨의 기질에서 피트의 깊이를 제어하는 판독 전용 콤팩트 디스크를 위한 기술이다. (15 GB AND NO BLUE LASER, DATA STORAGE APRIL 1994 ISSUE COVER STORY AND PP27-32)
제한된 수의 불연속 레벨에서의 반사광 강도 (변조) 의 연속적인 변화를 제어함으로써 다중치에서 변조를 표현하는 그러한 다가 기록은 이론으로부터 깨달아진다. 반사광 강도에서의 변화를 이용함으로써, 정보 판독 및 기록 작업을 수행하는 상 변화 매체를 다가 기록에 적용하기 위한 이벤트의 자연스런 과정이다.
그러나, 다가 레벨에서의 그러한 기록을 실제적으로 형성하거나 반복적으로 바람직하게 중복기록하는 용량을 실현하는 상변화 기록의 이점을 갖는, 기록 매체는 현재 이용할 수 없다. 이는 상 변화 매체 및 양호한 재생성을 가진 대다수의 변조 레벨에서 데이터를 기록하는 기록 방법은 모두 개발 단계에 있기 때문이다. 전형적으로, 기록 레벨은 2 개의 상태, 결정 및 비정질 상태이거나 또는 대부분 3 개의 상태이다. (JP-A 61-3324, 62-259229 및 10-124925)
또한, 다른 결정 상태 또는 결정 및 비정질 상태의 혼합율을 변화시킴으로써, 다중 레벨에서 평균 광특성 (average optical characteristic) 을 제어하는 시도가 있다.
그러나, 다른 결정 상태간의 광특성의 차이는 매우 작아서 식별할 수 없으며, 양호한 재생성을 가진 다중 레벨에서의 결정 및 비정질 상태의 혼합율을 제어하는 것은 어렵다. 양호한 재생성을 갖는 4 개 이상의 레벨을 얻는 것은 쉽지 않다. 그러한 혼합 상태는 불안정하고, 비정질 부분은 쉽게 결정으로 변형되어, 반복되어 기록된 정보의 안정성이 부족한 문제를 일으킨다.
도 1 은 비정질 마크 및 반사광의 결과 강도의 형성 프로세스중에 재결정화의 예를 개략적으로 설명한다.
도 2 는 비정질 마크 및 반사광의 결과 강도의 형성 프로세스중에 다른 재결정화의 예를 개략적으로 설명한다.
도 3 은 재생을 위한 매체 및 광학 시스템간의 위치 관계를 나타내는 개략 단면도이다.
도 4 는 각각의 기록 레벨 단면에 대한 반사광 강도 레벨의 배열의 일예를 개략적으로 도시한다.
도 5 는 각각의 기록 레벨 단면에 대한 반사광 강도 레벨의 배열의 다른 예를 개략적으로 도시한다.
도 6 는 각각의 기록 레벨 단면에 대한 반사광 강도 레벨의 배열의 또다른 예를 개략적으로 도시한다.
도 7 은 본 발명에서 사용되는 에너지 빔의 조사 패턴의 일예를 나타내는 설명도이다.
도 8 은 본 발명에서 사용되는 에너지 빔의 조사 패턴의 다른 예를 나타내는 설명도이다.
도 9 은 본 발명에서 사용되는 에너지 빔의 조사 패턴의 또다른 예를 나타내는 설명도이다.
도 10 은 본 발명의 매체에서의 층 구조의 일예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 11 은 실제 재생된 신호 파형의 일예 및 개념적인 직사각형 파형 간의 비교를 나타내는 개략도이다.
도 12 는 실시예 1 에서 얻어진 재생된 파형을 나타내는 도면이다.
도 13 은 실시예 1 (Pw = 11 mW)에서 얻어진 재생된 파형을 나타내는 도면이다.
도 14 은 실시예 1 (Pw = 12 mW)에서 얻어진 재생된 파형을 나타내는 도면이다.
도 15 은 실시예 1 (Pw = 13 mW)에서 얻어진 재생된 파형을 나타내는 도면이다.
도 16 은 실시예 1 (Pw = 14 mW)에서 얻어진 재생된 파형을 나타내는 도면이다.
도 17 은 실시예 1 의 다른 예 (Pw = 11/10.1/5.5 mW)에서 얻어진 재생된 파형을 나타내는 도면이다.
도 18 은 실시예 1 의 다른 예 (Pw = 12/11/6 mW)에서 얻어진 재생된 파형을 나타내는 도면이다.
도 19 은 실시예 1 의 다른 예 (Pw = 13/11.9/6.5 mW)에서 얻어진 재생된 파형을 나타내는 도면이다.
도 20 은 실시예 1 의 다른 예 (Pw = 14/12.8/7 mW)에서 얻어진 재생된 파형을 나타내는 도면이다.
도 21 은 실시예 1 의 다른 예 (Pw = 15/13.8/7.5 mW)에서 얻어진 재생된 신호 파형을 나타내는 도면이다.
도 22 는 실시예 2 에서 얻어진 재생된 파형을 나타내는 도면이다.
도 23 은 본 발명에서 에너지 빔의 조사 패턴의 바람직한 실시예를 나타내는 설명도이다.
도 24 는 본 발명에서 에너지 빔의 조사 패턴의 다른 바람직한 실시예를 나타내는 설명도이다.
도 25 은 본 발명에서 에너지 빔의 조사 패턴의 또다른 바람직한 실시예를 나타내는 설명도이다.
도 26 은 비정질 마크의 형태 및 그 형성 프로세스을 나타내는 개략도이다.
도 27 은 실시예 3 에서 조사 패턴 및 반사광 강도를 나타내는 도면이다.
도 28 은 실시예 3 에서 조사 패턴 및 반사광 강도를 나타내는 도면이다.
도 29 는 실시예 3 에서 조사 패턴 및 반사광 강도를 나타내는 도면이다.
도 30 은 실시예 3 에서 조사 패턴 및 반사광 강도를 나타내는 도면이다.
도 31 은 실시예 3 에서 조사 패턴 및 반사광 강도를 나타내는 도면이다.
도 32 는 실시예 3 에서 조사 패턴 및 반사광 강도를 나타내는 도면이다.
도 33 은 실시예 3 의 다른 예에서 조사 패턴 및 반사광 강도를 나타내는 도면이다.
도 34 은 실시예 3 의 다른 예에서 조사 패턴 및 반사광 강도를 나타내는 도면이다.
도 35 은 실시예 3 의 다른 예에서 조사 패턴 및 반사광 강도를 나타내는 도면이다.
도 36 은 실시예 3 의 다른 예에서 조사 패턴 및 반사광 강도를 나타내는 도면이다.
도 37 은 실시예 3 의 다른 예에서 조사 패턴 및 반사광 강도를 나타내는 도면이다.
도 38 은 실시예 3 의 다른 예에서 조사 패턴 및 반사광 강도를 나타내는 도면이다.
도 39 는 재결정화 프로세스를 나타내는 개략도이다.
도 40 은 재결정화 프로세스를 나타내는 개략도이다.
도 41 은 실시예 3 의 다른 예에서 조사 패턴 및 반사광 강도를 나타내는 도면이다.
도 42 은 실시예 3 의 다른 예에서 조사 패턴 및 반사광 강도를 나타내는 도면이다.
도 43 은 실시예 3 의 다른 예에서 조사 패턴 및 반사광 강도를 나타내는 도면이다.
도 44 은 실시예 3 의 다른 예에서 조사 패턴 및 반사광 강도를 나타내는 도면이다.
도 45 은 실시예 3 의 다른 예에서 조사 패턴 및 반사광 강도를 나타내는 도면이다.
도 46 은 실시예 3 의 다른 예에서 조사 패턴 및 반사광 강도를 나타내는 도면이다.
도 47 은 실시예 3 의 다가 기록에서 기록 빔의 조사 패턴 및 반사광 강도를 나타내는 도면이다.
도 48 은 실시예 3 의 다가 기록의 일예에서 재생 파형을 나타내는 도면이다.
도 49 는 실시예 3 의 다가 기록의 다른 예에서 재생 파형을 나타내는 도면이다.
도 50 은 실시예 4 에서 조사 패턴 및 반사광 강도를 나타내는 도면이다.
도 51 은 실시예 4 의 다가 기록의 일예에서 재생 파형을 나타내는 도면이다.
도 52 는 실시예 4 의 다가 기록의 다른 예에서 재생 파형을 나타내는 도면이다.
상기한 문제점은, 기록 빔에 의해 용융된 기록 층을 응고하는 동안 기록층에서 재결정화가 일어나도록 함으로써, 그리고 다중 레벨에서 비정질 마크의 크기를 제어함에 재결정화를 이용함으로써, 해결될 수 있다.
요약하면, 본 발명은 다음의 발명들을 포함한다.
(1) a) 결정 상태 및 에너지 빔으로 조사된 비정질 상태 사이에 상 변화를 일으키도록 하는 기록층을 국부적으로 용융시키기 위해, 기록층을 구비한 정보 기록 매체에 기록용 에너지 빔을 조사하는 단계; 및 b) 매체에 정보를 기록하기 위해 응고 프로세스 동안 냉각시켜 비정질 마크를 구성하는 단계를 포함하며, 비정질 마크의 크기는 응고 프로세스 동안 재결정 프로세스와 비정질 프로세스 간의 경쟁에 의해 주로 제어되고, 재생광 빔 조사 영역에서의 반사광의 강도는, 결정 영역 및 비정질 영역간의 광특성 차이 및 이들의 에어리어에 따라서 3 개 이상의 다중 기록 레벨로 제어되는 것을 특징으로 하는 다가 기록/재생 방법.
(2) 아이템 (1) 에 있어서, 기록용 에너지 빔이 비정질 마크로 구성된 영역에 조사되어 기록층을 용융시켜 비정질 마크를 소거하고, 응고 프로세스 동안 비정질 영역 및 재결정 영역이 비정질 마크를 중복기재하기 위해 새로 구성되는 것을 특징으로 하는 다가 기록/재생 방법.
(3) 아이템 (1) 또는 (2) 에 있어서, 기록용 에너지 빔 및 재생용 에너지 빔은 기록층 표면에 2 ㎛ 이하의 스폿 지름을 가지는 것을 특징으로 하는 다가 기록/재생 방법.
(4) 아이템 (3) 에 있어서, 기록 및 재생 광 빔은, 기록층 표면에 장축이 빔 스캔 의 방향에 거의 수직방향으로 배향된 타원형 스폿을 가지는 것을 특징으로 하는 다가 기록/재생 방법.
(5) 아이템 (1) 내지 (4) 중의 어느 하나에 있어서,
기록용 에너지 빔이 기록 매체에 대하여 스캔 되어 스캐닝 방향으로 비정질 마크를 구성하기 위해 용융 영역을 구성할 때, 비정질 마크의 크기는 스캐닝 방향에 대하여 비정질 마크의 폭을 변화시켜 제어되고, 비정질 마크의 폭은 스캐닝 방향에 대하여 임의의 다중 기록 레벨에서 재생용 에너지 빔의 폭보다 작게 만들어지는 것을 특징으로 하는 다가 기록/재생 방법.
(6) 아이템 (1) 내지 (5) 중의 어느 하나에 있어서, 기록용 에너지 빔이 기록 매체에 대하여 스캔 되어 스캐닝 방향으로 비정질 마크를 구성하기 위해 용융 영역을 구성할 때, 비정질 마크의 크기는 스캐닝 방향에 대하여 비정질 마크의 길이를 변화시켜 제어되고, 비정질 마크의 길이는 스캐닝 방향에 대하여 임의의 다중 기록 레벨에서 재생용 에너지 빔의 길이보다 작게 만들어지는 것을 특징으로 하는 다가 기록/재생 방법.
(7) 아이템 (1) 내지 (6) 중의 어느 하나에 있어서,
전이는 하나의 기록 레벨 구간에서 다른 기록 레벨 구간으로 이루어지고, 전이는 결정 상태에 해당하는 기록 레벨 구간을 통해 확실히 통과하는 것을 특징으로 하는 다가 기록/재생 방법.
(8) 아이템 (7) 에 있어서,
비정질 마크는 결정 영역에 의해 둘러싸여 고립되고, 고립된 비정질 마크에 대응하는 반사광 강도 피크간 간격은 레퍼런스 길이 T 로 일정하게 되는것을 특징으로 하는 다가 기록/재생 방법.
(9) 아이템 (8) 에 있어서, 고립된 반사광 강도 피크간 간격은 레퍼런스 길이 T 의 정수배이고, 피크에서 피크 간격 LT (L은 n 개의 정수) 및 m 단계 기록 레벨로 구성된 두 변수를 사용하여 다가 기록을 수행하는 것을 특징으로 하는 다가 기록/재생 방법.
(10) 아이템 (7) 에 있어서, 기록 레벨 구간은 n 개의 길이를 가진 사다리꼴 파형을 가지고, 적어도 사다리꼴 구간의 길이나 사다리꼴 구간들간의 간격이 변조되는 것을 특징으로 하는 다가 기록/재생 방법.
(11) 아이템 (1) 내지 (6) 중의 어느 하나에 있어서, 전이는 하나의 기록 레벨 구간에서 다른 기록 레벨 구간으로 행해지고, 전이는 레퍼런스 기록 레벨을 통과하지 않고 연속해서 행해지는 것을 특징으로 하는 다가 기록/재생 방법.
(12) 아이템 (1) 내지 (11) 중의 어느 하나에 있어서, 하나의 기록 레벨 구간에서 기록용 에너지 빔 조사 시간의 일부나 전부는 하나 이상의 기록 펄스 구간 및 하나 이상의 간섭 구간으로 분할되고, 기록 레벨 구간에서의 기록용 에너지 빔의 전력은 기록 펄스 구간동안 기록층을 용융시키기에 충분한 강도의 전력 PW , 간섭 구간 동안 0을 포함하여 PW 보다 작은 전력 Pb 로 설정되고, 비정질 마크의 크기는 조사 시간에서 기록용 에너지 빔의 조사 패턴을 변화시킴으로서 제어되는 것을 특징으로 하는 다가 기록/재생 방법.
(13) 아이템 (12) 에 있어서, 간섭 구간동안 조사된 기록용 에너지 빔의 전력 Pb 은 0 ≤ Pb ≤ 0.2Pw 조건을 충족하는 것을 특징으로 하는 다가 기록/재생 방법.
(14) 아이템 (12) 또는 (13) 에 있어서, 조사 시간에서 기록용 에너지 빔의 조사 패턴은 Pb 및 Pw 의 크기를 변화시킴으로서 변화되는 것을 특징으로 하는 다가 기록/재생 방법.
(15) 아이템 (12) 내지 (14) 중의 어느 하나에 있어서, 조사 시간에서 기록용 에너지 빔의 조사 패턴은, 기록 펄스 구간 및/또는 간섭 구간의 길이를 변화시킴으로서 변화되는 것을 특징으로 하는 다가 기록/재생 방법.
(16) 아이템 (1) 내지 (15) 중의 어느 하나에 있어서, 재생광 빔의 지름 rb 는 기록 구간의 공간 길이와 동일하거나 그 이상인 것을 특징으로 하는 다가 기록/재생 방법.
(17) 아이템 (16) 에 있어서, 하나의 기록 레벨 구간을 구성하는 기록용 에너지 빔 조사 시간의 일부나 전부가 하나의 기록 펄스 구간 및 이의 전후에서 기록 펄스 구간을 수반하는 하나의 간섭 구간으로 분할되고, 기록 레벨 구간에서 기록용 에너지 빔의 전력는 기록 펄스 구간동안 기록층을 용융시키기에 충분한 강도의 전력 PW , 간섭 구간동안 0을 포함하여 PW 보다 작은 Pb 로 설정되고, 비정질 마크의 크기는 Pw, Pb, 기록 펄스 구간 길이, 및/또는 간섭 구간 길이를 변화시킴으로서 제어되는 것을 특징으로 하는 다가 기록/재생 방법.
(18) 아이템 (17) 에 있어서, 기록 레벨 구간의 길이는 레퍼런스 길이 T 로 일정하고 비정질 마크의 크기는 기록 레벨 구간에 대한 기록 펄스 구간의 듀티 비를 변화시킴으로서 제어되는 것을 특징으로 하는 다가 기록/재생 방법.
(19) 아이템 (1) 내지 (18) 중의 어느 하나에 있어서, 기록 레벨의 수는 4 개 이상인 것을 특징으로 하는 다가 기록/재생 방법.
(20) 아이템 (1) 내지 (19) 중의 어느 하나에 있어서, 최대 반사광 강도 Rc 와 최소 반사광 강도 Ra 를 포함하는 반사광 강도 범위는 m 서브-범위 (m > 1) 로 분할되고, m 서브-범위는 최대 반사광 강도를 가지는 서브-범위가 최대 반사광 강도 Rc 를 포함하고 최소 반사광 강도를 가지는 서브-범위가 최소 반사광 강도 Ra 를 포함하도록 설정되고, 이 레벨에 해당하는 얻은 반사광 강도는 반사광 강도가 m 서브범위의 어디에 속하는가를 체크함으로서 결정되는 것을 특징으로 하는 다가 기록/재생 방법.
(21) 아이템 (20) 에 있어서, m 서브-범위는 반사광 강도에서 서로 동일한 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 다가 기록/재생 방법.
(22) 아이템 (20) 에 있어서, 각 m 서브-범위의 각각의 크기는 서브-범위가 Rc 에 가까워짐에 따라 증가하는 것을 특징으로 하는 다가 기록/재생 방법.
(23) 기록층을 구비한 다가 기록 매체로서, 기록층은 결정 상태 및 에너지 빔에 조사된 비정질 상태 사이에서 상 변화를 일으키고, 기록층에서 용융 상태로부터의 재결정은 실질적으로 결정 영역으로부터의 결정 성장에 의해 진행하는 것을 특징으로 하는 다가 기록 매체.
(24) 아이템 (23) 에 있어서, 기록층은 Sb 를 포함하는 합금 화합물을 가지는 것을 특징으로 하는 다가 기록 매체.
(25) 아이템 (24) 에 있어서, 공정점을 초과하는 Sb 를 포함하는 SbTe 합금 화합물을 가지는 것을 특징으로 하는 다가 기록 매체.
(26) 아이템 (24)에 있어서, 기록층은, 0 < x ≤ 0.2 및 0.6 ≤y 이고, M은 In, Ga, Zn, Ge, Sn, Si, Cu, Au, Ag, Pd, Pt, Pb, Bi, Cr, Co, O, S, N, Se, Ta, Nb, V, Zr, Hf 및 희토류 금속을 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나의 원소일 때, MX(SbyTe1-y)1-x 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 다가 기록 매체.
(27) 아이템 (26)에 있어서, 기록층은, M'이 In 및/또는 Ga 이고, 0.001 ≤ α ≤ 0.1, 0.001 ≤ β ≤ 0.15, 및 0.65 ≤ γ ≤ 0.85 일 때, M'αGeβ(SbγTe1-γ)1-α-β 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 다가 기록 매체.
(28) 아이템 (23) 내지 (27) 중의 어느 하나에 있어서, 보호층이 기록층의 상하에 제공되고, 반사층은 기록층의 반대쪽에 있는 보호층의 한 표면위에 제공되는 것을 특징으로 하는 다가 기록 매체.
(29) 아이템 (28)에 있어서, 기록층은 두께가 1nm 에서 30nm 이고, 기록층과 반사층 사이에 제공된 유전체 보호층은 두께가 60nm 이하이고, 반사층은 주로 Al, Ag 또는 Au 를 포함하는 합금인 것을 특징으로 하는 다가 기록 매체.
(30) 아이템 (28) 또는 (29)에 있어서, 반사층은 0.1 - 0.6 Ω/ 의 시트 비저항을 가지는 것을 특징으로 하는 다가 기록 매체.
(31) 아이템 (23) 내지 (30) 중의 어느 하나에 있어서, 제 18 항의 다가 기록/재생 방법에서 사용되고, 반사광 강도는 듀티 비에서 사용되는 변화에 반응하여 거의 선형적인 변화를 보이는 것을 특징으로 하는 다가 기록 매체.
(32) 아이템 (23) 내지 (31)중의 어느 하나에 있어서, 아이템 (18)의 다가 기록/재생 방법에서 사용되고, 듀티 비가 95 % 이상이고, 비정질 마크는 구성되지 않는 것을 특징으로 하는 다가 기록 매체.
(33) 아이템 (31) 또는 (32) 에 있어서, 최소 반사광 강도 Ra 를 얻는 듀티 비가 Da (%) 이고 최대 반사광 강도 Rc 를 얻는 듀티 비가 Dc (%) 일 때, Dc - Da ≥ 50 % 인 것을 특징으로 하는 다가 기록 매체.
우선, 본 발명에 따른 다가 기록 및 재생 방법을 설명할 것이다.
본 발명에 따른 기록 및 재생은 매체에 대한 에너지 빔을 스캔하기 위하여 보통 디스크 형태의 정보 기록 매체를 회전시키는 동안 에너지 빔을 조사함으로써, 실행된다. 본 발명에 따른 다가 기록은 정보 기록 매체에 대한 기록용 에너지 빔을 조사하는 것을 포함하고, 기록 층을 부분적으로 용융하고 비정질 마크를 형성하기 위한 결정화 프로세스 동안 냉각하기 위해, 에너지 빔으로 조사되자마자 결정 상태 및 비정질 상태 간의 상을 변화시키는 기록 층을 갖는다. 이러한 프로세스 중에, 비기록 상태 또는 소거 상태는 결정 상태에 대응한다. 본 발명은, 상기 냉각에 의해 비정질 마크를 형성하는 프로세스 중에 결정 영역에서 결정 성장에 의해 개시된 재결정화 현상이 최종적으로 결정화를 완료할 때, 비정질 마크 영역을 활발히 제어하는, 기초 원리를 채택한다. 이러한 점에서, 본 발명의 다가 기록/재생 방법은 위에 언급한 종래의 레퍼런스 문헌에 설명된 종래 다가 기록 방법과는 전적으로 다르다.
본 발명에 따라 비정질 마크를 형성하는 프로세스를 상세히 설명할 것이다. 여기서, 결정 상태는 비기록 상태를 취한다. 우선, 기록 층을 부분적으로 용융하기 위해서, 기록용 에너지 빔이 조사된다. 그리고, 기록 층 내의 주변부로의 열 전도, 그 기록 층과 접촉한 보호 층 및 반사 층과 같은 다른 층으로의 열 전도 및 기질과 같은 기록 층의 다른 부분으로의 열전도의 결과로서, 에너지 빔의 강도를 충분히 낮춤으로써 열원을 실질적으로 제거하는 것은 위 용융된 영역을 냉각할 수 있다. 매체에 대한 기록용 에너지 빔을 제거함으로써 기록이 통상 형성되기 때문에, 용융된 영역의 냉각은 용용된 영역으로부터 에너지 빔을 이동시킴으로써 개시된다.
비정질 상태를 형성하기 위한 일반적인 조건 중의 하나는, 단위시간당 용융 영역의 온도의 냉각 속도가 소정의 값 (임계 냉각 속도) 을 초과할 때, 액체 상태인 용융 영역이 원자의 랜덤 배열을 유지하는 동안 재결정화된다. 본 발명에서 사용된 상 변화 기록 매체의 이러한 임계 냉각 속도는 1 내지 100 Kelvin/nanosecond 로 추정된다. 전체 용융 영역의 냉각 속도가 임계 냉각 속도보다 낮은 경우, 급속 냉각이 전체 영역을 재결정화한다.
본 발명은 용융 영역을 결정화하는 동안 재결정화를 일으키고, 그것을 활발히 이용한다. 즉, 본 발명은 용융/결정화 프로세스 중에 기록 층의 재결정능 (recrystaliization capability) 을 적극적으로 이용하고, 그럼으로써 마크의 크기를 제어해서, 이미 결정화되고 형성된 비정질 마크의 부분을 분리하여 재결정화할 필요를 제거한다. 단지 용융 영역의 에어리어만을 제어함으로써, 비정질 마크의 에어리어를 제어하지는 않는다. 그러나, 본 발명은 분리된 에너지 빔을 사용함에 의해 또는 용융 영역의 에어리어를 제어하는 작업에 의해, 이미 형성된 비정질 마크를 부분적으로 결정화하는 작업을 수반할 수 있다.
본 발명에서, 결정 상태는 비기록 상태를 취하며, 따라서 용융 영역의 주변부는 통상 결정 상태에 있고, 재응고프로세스에서 재결정은 주변 결정 영역으로부터 통상 진행한다. 본 발명에서, 주변 결정 영역에서 결정 성장 속도 및 용융 영역의 냉각 속도 간의 경쟁의 밸런스가 주변부의 재결정된 영역의 크기를 결정한다. 본 발명에서, 재응고 프로세스 중에 용융 영역이 재결정화하는 현상을 자체-재결정이라 한다.
도 1 은, 고립된 비정질 마크 및 반사광의 강도를 형성하는 프로세스 중에 재결정이 일어나는 방법을 개략적으로 나타낸다. 도 2 는, 변화된 재결정 영역의 폭을 가진 연속된 비정질 마크 및 반사광의 강도를 형성하는 프로세스 중에 재결정이 시작되는 방법을 개략적으로 나타낸다. 도 1 및 도 2 에서, 비기록 결정 상태의 영역 1 (초기 결정 영역) 및 자체-재결정에 의해 형성된 결정 상태의 영역 2는 편의상 다른 패턴 또는 음영으로 나타낸다. 엄격히 말해서, 위의 두 결정 상태는 종종 결정 성장 크기 및 배향에 있어서 동일하지 않을 수 있다. 본 발명에서, 결정상태의 차이에 기인한 반사광 강도의 미세한 차이조차도 재생 신호에 노이즈를 일으킬 수 있기 때문에, 이러한 두 결정 상태는 바람직하게는 광학적으로 구별될 수 없다. 따라서, 두 결정 상태의 반사광 강도는 ±30％, 바람직하게는 ±10％ 의 범위내에서 매치되어야 한다.
앞서 설명된 바와 같이, 재결정 영역 (2) 의 크기 및 비정질 마크 (3) 의 크기는 에너지 빔의 조사에 의해 용융된 영역에서의 결정 성장 속도 및 용융 영역의 냉각 속도간의 밸런스에 의해 결정된다. 따라서, 본 발명에서, 이러한 밸런스를 제어함으로써, 다양한 폭 및 길이를 가진 비정질 마크가 도 1 (a) (I) 내지 (VI) 에서 도시된 것처럼 형성되고, 빔 스캐닝 방향에 대해서 변화하는 폭을 가진 연속한 비정질 마크가 도 2 (a) 에 도시된 것처럼 형성된다.
도 1 (a) 및 도 2 (a) 에 도시된 바와 같이, 기록용 에너지 빔이 매체에 스캔 되기 때문에, 비정질 마크의 크기를 제어하는 방법은 스캐닝 방향 (도 1 (a), 도 2 (a)) 에 대해서 비정질 마크의 폭을 변화시키는 것 및 스캐닝 방향 (도 1(a)) 에 대해서 비정질 마크의 길이를 변화시키는 것을 포함한다. 전자의 경우, 바람직하게는 비정질 마크의 폭은 임의의 다가 기록 레벨에서 스캐닝 방향에 대한 기록 층 표면 상의 재생광 빔의 폭보다 작게 설정되어야 한다. 후자의 경우, 바람직하게는 비정질 마크의 길이는 임의의 다가 기록 레벨에서 스캐닝 방향에 대한 기록 층 표면상의 재생광 빔의 길이보다 작게 설정되어야 한다. 그 결과, 정확한 다가 재생이 이루어질 수 있다. 그러나, 전자의 경우, 너무 작은 비정질 마크는 크로스토크를 증가시키고, 따라서 비정질 마크의 폭은 통상 스캐닝 방향에 대한 기록 층 표면 상의 재생광 빔의 폭의 1/2 이상으로 설정된다.
어떤 경우이든, 본 발명에서 재생광 빔의 조사 영역 (도 1 및 도 2 에서 재생광 빔의 아우트라인 4 의 안쪽 영역)으로부터 반사된 빛의 강도는, 비정질 마크 3 을 포함하는 빔 조사 영역 내부의 비정질 영역 및 초기 결정 영역과 재결정 영역을 포함하는 빔 조사 영역 내부의 결정 영역 2 간의 광특성 차이에 따라, 다양한 값을 가진다.
기록 층 표면에서 재생광 빔의 조사 영역 (스폿) 내의 비정질 마크의 수는 단지 한정된 수, 즉 하나 또는 그 이상일 것을 요한다. 스폿에 둘 이상의 비정질 마크가 존재하는 경우, 전체적으로 그들은 하나의 기록 레벨 구간으로 취해질 수 있으며, 단일 반사광 강도 레벨이 하나의 조사 영역으로부터 생성된다. 다른 방법으로, 각각의 비정질 마크는 기록 레벨 구간을 나타내도록 각각 취해질 수 있으며, 반사광 강도 레벨은 구간의 각각으로부터 생성된다. 후자는 하나의 기록 레벨 구간의 공간 길이가 스폿의 크기보다 작은 경우에 대응한다. 이는 증가된 밀도를 실현하는 점에서 바람직하다.
비정질 마크의 크기는 통상 0.01 ㎚ 이상이다. 너무 작은 비정질 마크는 안정성의 손실을 일으킬 수 있다. 반면, 비정질 마크의 크기는 통상 10 ㎛ 이하이다. 마크가 너무 큰 경우, 고밀도를 얻기가 어려워진다. 용융 영역 또는 기록 레벨 구간에서의 비정질 마크는, 마크가 기록 광 빔에 의해 두 별개의 (discrete) 마크로 광학적으로 구별될 수 있는 크기가 불연속적이어서, 만족스런 재생이 이루어지지 않을 수 있다. 그러나, 평균 반사광 강도를 조정하는데 있어, 광분해능의 한계 이하에서만 검출가능한, 이러한 불연속성을 적극적으로 이용하는 것이 가능하다. 기록 레벨 구간에서의 비정질 마크의 크기는 일정할 필요는 없으나, 그러한 변화가 광분해능 (제한) 이하인 한도에서만 변화할 수 있다. 유일한 조건은, 비정질 마크가 광학적으로 구별가능한 범위에서 균일한 반사광 강도를 형성하는 것이다. 이는, 마크가 재생광 빔의 광분해능 (제한) 보다 충분히 작은 정도로 불연속 또는 불규칙한 경우에, 반사광의 강도는 재생 빔 내에서 균일하게 된다. 비정질 마크가 재생광빔의 지름 rb 보다 작은 경우, 비정질 마크는 크기가 불연속 또는 불규칙하게 결정된다. 좀 더 구체적으로 말하자면, 재생광 빔의 파장을 λ라 하고 초점 대물 렌즈의 조리개수를 NA 라 할 때, 비정질 마크는 불연속 또는 불규칙하게 결정되기 때문에, 크기는 약 0.5 λ/NA, 특히 0.1 λ/NA 보다 작아야 한다.
기록을 위해, 초점 에너지 빔이 통상 사용되고, 즉 광 빔 또는 전자 빔이 사용된다. 광 빔이 더 바람직하게 사용된다. 빔의 크기는 기록 층의 표면에서 통상 2 ㎛ 이하, 바람직하게는 1 ㎛ 이하이다. 너무 큰 빔의 지름은 밀도의 증가를 어렵게 할 것이다. 판독은 반사광 강도 차이의 검출에 기초한 방법에 의해 좀 더 쉽고 바람직하게 행해진다. 재생 빔 스폿은 약 비정질 마크의 크기 또는 좀 더 큰 크기인 것이 바람직하며, 마크의 폭도 그러함이 바람직하다. 반사광은 광분해능 (제한) 으로 인해 비정질 마크 자체 및 주변 결정 영역 모두에 의해 영향을 받기 때문에, 반사광 강도는 재생광 빔 스폿에서 비정질 마크의 비가 증가함에 따라, 전체 표면이 비정질 상태에 있을 때 얻어진 값에 근접한다.
즉, 매체 및 판독 광 시스템 사이의 위치관계를 도시하는 도 3의 개략단면도에서, 광 검출기 (light detector, 30) 에 의해 검출된 판독 광 빔의 반사광 강도는, 스폿 내의 비정질 영역 (비정질 마크 3) 및 초점광 빔 내의 결정 영역 (영역 1과 영역 2의 합) 사이의 영역 비율에 의해 결정된다. 기본적으로, 반사광 강도는 오브젝트에 의해 초점이 맞춰진 빔 스폿의 각 포인트로부터 반사광 광선을 모아서 얻어진다. 결정 상태로부터의 반사광 및 비정질 상태로부터의 반사광 사이의 상 차이로 인한 간섭은 오브젝트 20 으로 돌아가는 반사광의 합을 결정하는데 고려된다. 이러한 합에 기초하여, 재생 신호 (40) 가 얻어진다. 본 발명의 다가 기록의 문제는, 소정 반사광 강도를 얻기 위하여, 기록 빔 스폿 내의 비정질 영역 및 결정 영역 사이의 영역 비율을 정확히 제어하는 것이다. 여기서, 판독 기록 빔이 레이저 빔과 같은 가우스 빔 (Gaussian beam) 인 경우, 지름 r0 는 빔 중앙에서의 강도의 1/e2 로 강도가 줄어드는 위치로 정의된다.
기록용 에너지 빔 및 재생용 에너지 빔이 모두 광 빔, 특히 2 ㎛ 이하인 기록 층의 표면 상의 스폿 지름을 가진 광 빔인 장치를 단순화하는 것이 바람직하다. 이러한 에너지 빔은 종래 결정/비정질 2-가 레벨사이의 변조를 이용한 상 변화 기록 기술의 응용을 허용한다.
보통 광 빔에 사용되는 광원은 레이저 빔, 특히 반도체 레이저 빔이다. 이 경우, 0.4 NA 이상의 오브젝트에 의해 초점이 맞춰진 가우스 빔이 선호되어 사용된다. 판독 및 기록을 위한 광 빔은 동일한 파장을 가지고, 반도체 레이저는 보통 600 내지 800 ㎚ 의 파장을 사용한다. 더 큰 밀도에서, 더 짧은 파장 및 더큰 NA 를 사용하는 것이 유리하며, 약 400 ㎚ 정도의 파장의 블루 레이저 및 1.0 이상의 NA 를 가진 니어-필드 (near-field) 광학 시스템이 사용될 수 있다. 레이저 빔이 사용될 때, 노이즈를 제어하기 위하여 고 주파수가 사용될 수 있다.
가우스 초점 광 빔의 스폿의 형태는 보통 타원형이다. 본 발명에서, 타원형 빔이 기록 및/또는 판독을 위해 사용될 때, 타원의 주축은 빔 스캐닝 방향에 실질적으로 수직하게 설정됨이 바람직하다. 이는 마크 길이를 감소시킬 수 있으며, 따라서 증가된 밀도를 실현하고, 또한 비정질 마크의 폭의 범위의 제어를 증가시킬 수 있다.
상기한 타원형 광빔은 빔 스캐닝 방향에서의 광 분해능 (제한) 을 증가시키고, 차례로 각각의 기록 레벨사이의 분리를 용이하게 하고 기록 레벨 구간의 길이를 감소시킨다.
다음의 설명에서, 특별히 달리 언급되지 않는한, 동일한 초점 광 빔이 기록 및 판독 작업 모두에 대해 사용되는 것으로 가정된다.
다층 구조에서 기록 매체를 형성하는 보호 층과 기록 층이 결합할 때, 비정질 상태 및 결정 상태로부터의 표면 반사광의 강도가 어느 정도의 범위에서 임의로 변할 수 있기는 하지만, 비정질 상태로부터 다층구조로 진행하는 반사광의 강도는 결정 상태의 강도보다 낮다. 따라서, 반사광 강도는 도 1(b) 및 도 2(b) 에 도시된 바와 같이, 도 1(a) 및 도 2(a)에 도시된 비정질 마크의 폭 또는 길이가 크거나 작은 것에 의존한다. 2 이상의 한정된 수의 강도 레벨에서의 반사광 강도를 제어함으로써, 3 이상의 기록 레벨을 갖는 다가 기록이 형성된다. 바람직한 기록 레벨의 수는 4 이상이다. 너무 많은 수의 레벨의 채택은 비현실적이고, 통상의 범위는 100 이하, 바람직하게는 50 이하이다. 레퍼런스처럼 결정 상태의 반사광 강도를 취함으로써 정규화된 신호 진폭 (반사광 강도의 변화의 폭) 은 변조 (modulation) 로 정의된다. 여기서, 가장 강한 반사광 강도를 Rc 이라 하고 가장 약한 것을 Ra 이라 가정하자. 소거 상태를 나타내는 Rc 값은, 기록 중에 빔 스폿 내의 전체영역이 결정 상태에 있을 때 얻어진 반사광 강도 레벨 Rc0 (이후, 이 레벨을 결정 레벨이라 함) 을 사용하는 것이 바람직하고, 이는 이것이 반사광을 위한 레퍼런스에서 가장 안정된 강도이기 때문이다. 이 경우, 반사광 강도 레벨을 더 명확히 구별하기 위하여, 변조를 0.5 이상으로 설정함이 바람직하다.
본 발명에서, 실제 재생된 신호 파형은 도 1(b) 및 도 2(b) 에 도시된 바와같이 반드시, 완전한 직사각형 파이어야 하는 것은 아니다. 예를 들어, 실제 신호 파형 (111) 및 개념상의 직사각형 파형 (112) 을 비교하여 도시하는 도 11의 개념도에서, 재생 광 빔의 광 분해 제한으로 인해, 실제로 재생된 신호 파형은 신호 파형 (111) 에 의해 나타낸 것처럼 통상 단조롭다. 다음으로, 파형의 단조로움을 고려하지 않는 직사각형 파형에 기초한 다가 레벨 검출 이론 (multilevel level detection principle) 에 대해 설명할 것이다.
본 발명에서, 기록 레벨 구간이 정의되는 방법에 따라 다음의 두개의 가능한 기록 방법이 존재한다.
제 1 방법은 대응하는 반사광 강도 레벨을 나타내는 기록 레벨 구간 사이에 배열된 레퍼런스 기록 레벨 구간을 항상 가지는 방법으로, 각 비정질 마크에 대응하는 반사광 강도가 다가 레벨을 갖는다. 레퍼런스 기록 레벨 구간은 통상 반사광 강도 레벨로 결정 레벨을 사용한다.
도 4 및 도 5는 제 1 방법에 따른 각각의 기록 레벨 구간을 위한 반사광 강도 레벨의 예시적인 배열을 도시하는 개략도이다. 각 도면에서는, 절대값이 감소하는 순서에 따라 레벨 0, 레벨 1,...,레벨 7 의 8 개의 반사광 강도 레벨이 존재한다. 인접한 기록 레벨 구간 T1 -T8 사이에, 레퍼런스 기록 레벨 구간으로서 결정 레벨이 항상 존재한다. 즉, 한 기록 레벨에서 다른 기록 레벨로의 전이 공간에서, 결정 상태에 대응하는 기록 레벨 구간이 반드시 제공된다. 이런 경우, 비정질 마크는, 결정질 상태의 영역에 의해 둘러싸여, 고립된다.
도 4의 경우에서, 각 기록 레벨 구간의 길이는, 검출을 용이하게 할 수 있는 이점을 제공하는 레퍼런스 길이 T 로 일정하게 설정된다.
도 4 에서 도시된 방법의 사용은 광 분해능 (제한) 에 기인한 단조로운 파형의 영향을 감소시킬 수 있으며, 다음 다가 레벨로 가기 전에 레퍼런스 레벨로 한 때 복귀함으로써, 정확한 재결정화 프로세스가 전/후 형성된 비정질 마크의 열 전도에 의해 교란되는 문제를 감소시킨다. 그러나, 기록 밀도는 개선되기 어렵다. 기록 밀도를 높이기 위하여, 레퍼런스 길이 T 의 정수배의 범위 내의 파형의 고립된 피크 사이의 인터벌 (interval) 을 변화시킴으로써, 그리고 피크에서 피크간의 인터벌 LT (L은 정수 n 중 하나) 및 m 스텝으로 변화될 수 있는 기록 레벨인 두 변수를 사용함으로써, 다가 기록은 형성될 수 있다.
본 방법은 고립된 피크 파형을 길이 LT 를 갖는 사다리꼴 파형으로 변화시키고, 도 5에 도시된 바와 같이 일반적인 마크 길이 기록 중에 다가 레벨에서 비정질 마크의 변조를 나타내는 마크 및/또는 공간의 길이를 변조하는, 보다 일반적인 방법으로 확장될 수 있다. 즉 본 발명에서, 레퍼런스 기록 레벨은 항상 기록 레벨 구간들 사이에 배치되고, 기록 레벨 구간은 n 다른 길이들을 갖는 사다리꼴 파형들에 의해 표현되고, 사다리꼴 구간의 길이 및 레퍼런스 기록 레벨 구간의 길이 중의 하나 이상은 변조된 사다리꼴 구간 사이에 배치된다. 도 5 에서, 기록 레벨 구간 T1-T3 는 레퍼런스 구간 T 의 정수배의 길이 (그 순서에 따라 3T, 5T 및 3T) 및 이러한 직사각형 기록 구간의 길이를 가지고, 기록 구간 사이에 나타난 결정 레벨 구간의 길이는 변조된다.
위 제 1 방법은, 한 기록 레벨에서 다른 기록 레벨로 이동할때, 항상 레퍼런스 기록 레벨을 통과한다. 그 결과, 정확한 마크가 형성될 수 있다.
기록 밀도를 더 증가시키기 위하여, 도 6 에 도시된 바와 같이, 레퍼런스 기록 레벨 구간을 거치지 않고 한 반사광 강도 레벨에 대응하는 한 기록 레벨 구간에서 다른 구간으로 연속적인 전이가 이루어지는 ,제 2 방법이 사용되는 것이 바람직하다.
도 6은 제 2 방법에 따르는 각각의 기록 레벨 구간을 위한 반사광 강도 레벨의 예시적인 배열을 도시하는 개략도이다. 절대값이 작아지는 순서에 따라, 레벨 0, 레벨 1,..,레벨 7 의 8 개의 반사광 강도 레벨이 존재한다. 레벨 0 은 결정 레벨을 나타낸다. 기록 레벨 구간 T1-T23 에서, 레퍼런스 기록 레벨 구간을 거치지 않고 한 기록 레벨 구간에서 다음의 인접하는 기록 레벨 구간으로 연속적인 전이가 이루어진다. 도 4 및 도 5에서, 결정 레벨은 레퍼런스 기록 레벨 구간으로 사용되고, 또한 도 6 에서도 결정 레벨을 가진 기록 레벨 구간이 존재한다. 그러나, 결정 레벨이 다른 기록 레벨과 동일한 방식으로 한 기록 레벨처럼 취급되고, 레벨 전이가 반드시 결정 레벨을 통하는 것은 아니라는 점에서, 도 6의 방법은 도 4의 방법과는 다르다.
제 2 방법은 더 고밀도의 기록을 형성할 수 있다는 이점을 갖는다. 그러나, 비정질 마크의 크기는 제 1 방법에서보다 더 정확히 제어되어야 한다는 점이 주목되어야 한다.
반사광 강도 레벨을 결정하는 방법은 통상 m 서브 범위 (sub-range) (m > 1) 로 반사광 강도의 소정 범위를 나누는 것 및 어떤 서브 범위에 얻어진 반사광 강도가 속하는 지 체크하는 것을 포함한다. 이 경우, m 서브 범위를 설정하기 위해 다이나믹 범위를 증가시켜, 소정 범위에서 가장 강한 반사광 강도를 갖는 서브 범위가 매체 내에서 가장 강한 반사광 강도를 포함하고, 소정 범위에서 가장 약한 반사광 강도를 갖는 서브 범위가 매체 내에서 가장 약한 반사광 강도를 포함하는 것이 바람직하다. 재생 장치를 간단히 할수 있기 때문에, 각 서브 범위의 반사광 강도 폭 △i (i는 1 내지 m의 정수) 는 임의의 i 의 크기에 있어서 동일하게 설정되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 4 내지 6 에 도시된 바와 같이, 바람직한 레벨 결정 방법은 (Rc - k△) ±1/2△) (k는 0 내지 m-1의 정수)의 경계에서 분리된 △=(Rc-Ra)/(m-1) 의 동일한 반사광 강도 폭△ 을 가진 m 서브 범위를 제공하고, 얻어진 반사광 강도가 속할 이러한 서브 범위를 체크할 수 있다. 게다가, 재결정화 영역이 커질수록, 즉 기록 레벨 구간이 갖는 반사광 강도가 커질수록, 재결정화 프로세스를 제어하는 것이 더 어려워진다.
따라서, 재결정화 변동에 기인한 반사광 강도의 변화를 증가시킴에 있어서, 영역이 Rc 에 가까질수록 더 큰 △i 를 설정하는 것이 효과적이다.
판독 과정에서, 기록 레벨 구간과의 싱크로니즘 (synchronism) 에서, 반사광 강도 R 이 어떤 반사광 강도 레벨에 속할지를 결정하는 것이 바람직하다. 이러한 목표로, 타이밍 검출 마크는 모든 소정 수의 기록 레벨 구간에 기록되는 것이 바람직하다. 이러한 타이밍 검출 마크의 반사광 강도는 Ra 및 Rc 의 사이의 임의의 값일 수 있다. 또는, Rc 에서 Ra 까지의 범위를 벗어나 설정되는 것이 바람직하다. 또, 인접한 비정질 마크의 파형의 단조로움에 의해 영향받는 것을 피하기 위해, 형성된 비정질 마크의 길이는 소정 값보다 다소 크게 설정됨이 바람직하다.
상기한 다가 기록을 실현하기 위한 비정질 마크 크기의 정확한 제어를 가능하게 하는 기록용 에너지 빔의 조사 패턴은 다음과 같이 설명된다.
기록용 에너지 빔 크기가 일정하고 그 강도가 변조되는 경우, 비정질 마크의 크기는 주로 다음의 두 요소에 의해 좌우된다.
(1) 비정질 상태를 형성하는 용융 영역의 에어리어: 기록용 에너지 빔이 강한 경우, 기록 층의 온도가 상승하고, 용융 영역의 에어리어를 증가시킨다.
(2) 용융 영역의 냉각 속도: 용융 영역이 재응고될 때 재결정화된 영역의 에어리어는 재응고 프로세스 중의 냉각 속도에 의해 결정된다. 냉각 속도가 커질수록, 재결정화 영역은 더 좁아진다.
본 발명에서, 한 비정질 마크를 형성하는 데 있어서, 단일전력 기록용 에너지 빔을 조사하는 것보다는 다른 전력 (큰 전력 및 작은 전력)를 가진 2 이상의 빔이 사용되는 것이 바람직하고, 이러한 빔들의 크기 및 조사 시간은 기록층에 형성된 용융 영역의 냉각 속도, 즉 하나 이상의 재결정화 영역의 크기를 조정하도록 제어된다.
보다 구체적으로 말하자면, 기록 레벨 구간에서 기록용 에너지 빔의 조사시간의 일부 또는 전부는, 기록 층을 용융하기에 충분히 강한 전력 Pw 를 가진 빔이 조사되는 동안 하나 이상의 기록 펄스 구간으로 나눠지거나, 약한 전력을 가진 빔이 조사되는 동안 하나 이상의 인터럽트 (interrupt) 구간으로 나눠진다.
이러한 경우, 기록 펄스 구간에서의 전력 Pw 및 조사 시간 길이 Tw 는 용융 영역의 크기를 제어하는데 고려되며, 인터럽트 구간의 전력 Pb 및 시간길이 Tb 는 냉각속도를 제어하는데 고려된다. Pw, Pb, Tw, Tb 를 포함한 조사 패턴을 변화시킴으로써, 기록 펄스 구간의 수 및 인터럽트 구간의 수, 비정질 마크의 크기가 제어된다. 도 7은 한 기록 레벨 구간 T 에서 에너지 빔의 반사 패턴을 도시한다. 도 7(a), 7(b) 및 7(c) 중 어느 한 경우에 있어서, 한 기록 레벨 구간 T 는 비정질 마크의 폭을 좀더 정확히 제어할 수 있는 복수개의 기록 펄스 구간 및 인터럽트 구간을 갖는다.
도 7(a) 는 3 개의 전력 Pw, Pb, Pe 가 비정질 마크를 형성하기 위해 사용된 경우를 나타낸다. Pw 는 기록 층을 용융시킬만큼 강한 전력이고, Pb 는 용융 점 이상으로 기록 층을 가열하지 않는 전력이다. (Pw > Pb) Pb 는 특히 냉각 속도에 관련된다. 냉각 속도는 Pb 가 낮아질수록 증가할 수 있다. 양호한 냉각 효과를 낼 수 있는 조건은 통상 Pb ≤0.5Pe, 바람직하게는 Pb ≤0.2Pe 이다. Pb 는 통상 2 mW 이하이나, 포커싱 및 트래킹 서보 (focusing and tracking servo) 에 어떤 문제를 일으키지 않는한 제로 (0) 로 설정될 수도 있다. 더 바람직하게는, Pb 는 기록 광 빔의 전력 Pr 에 동일하게 설정된다. Pe 는 비정질 마크를 완전히 재결정화하는데 필요한 전력이고, 통상 0.3 ≤Pe/Pw ≤1.0 의 범위에서 설정된다. 너무 높은 Pe 는, 너무 커서 재결정화될 수 없는 기록 층의 용융 부분을 만들고, 결국 비정질 마크를 형성한다. Pe 는 실제적으로, 용융점에 가까운 고상 (solid phase) 에서 결정화 온도 이상으로 기록 층을 가열하는 전력이다. 여기서 Pe 는 결정 상태의 반사광 강도 레벨을 얻기 위해 사용되고, 이미 형성된 선행하는 비정질 마크의 일부를 재결정화하는데 사용되는 것은 아니다. 재결정화 자체는 엄밀히 말하자면 Pb 에 의해 제어되는 자체-재결정화에 의해 실현된다. 도 7은, 기록용 에너지 빔의 조사 패턴에서 단지 Pb 를 변화시킴으로써, 비정질 마크의 크기가 제어되는 경우를 나타낸다. 도면에서, 왼쪽 기록 레벨 구간에서 오른쪽 기록 레벨 구간으로 빔이 이동함에따라, Pw 는 Pw' 및 Pw" 로 증가한다. 이 경우, Pw 가 증가함에 따라, 용융 영역의 냉각 속도는 감소하고, 도면에서 오른쪽 기록 레벨 구간을 향해 더 작게 만들어질 수 있다.
제 1 및 제 2 펄스는, 단지 제 1 펄스가 증가된 값을 갖도록 설정된 Pw 에 의해 구별될 수 있다. 또는, Pb 는 중간의 인터럽트 구간 및 마크의 후단 (도 7(a)) 에 있는 인터럽트 구간을 구별하기 위해 오직 마크의 후방 끝에서만 감소될 수 있다. 이러한 방법은 마크의 후단 형태를 조정함에 있어서 효과적이다. 한 기록 레벨 마크의 전후의 마크로부터의 열적 간섭의 영향이 상쇄되어야 할 때, 마크의 전단에 있는 제 1 펄스의 Pw 및 마크의 후단에 있는 마지막 인터럽트 구간의 Pb 의 조정은, 밀도를 증가시키기 위하여, 마크의 길이, 즉 한 기록 레벨 구간의 길이 T 를 짧게 하는 것이 효과적이다.
결정 레벨을 발생시키기 위하여, 소거 전력 Pe 를 가진 빔이 오직 조사되어야 한다. 좀 더 정확한 제어는, 전체 구간 T 에 오직 Pe 를 조사하는 것 뿐만 아니라, 마크의 전단 및 후단에서 다른 전력 구간을 제공하는 것에 의해, 얻어질 수 있다.
비정질 마크의 크기를 변화시키기 위해, Pb 및 Pw 의 값은 변화될 수 있으며, 또는 Tb 및 Tw 의 값도 또한 변화될 수 있다. 시간을 변화시키는 것이 좀 더 간단하기 때문에 후자가 바람직하다.
비록 도 7의 실시예가 Pb 및 Pw 의 두 전력 뿐만 아니라 소거 전력 Pe 를 사용하기는 하지만, 본 발명은 전력 Pe 를 사용함에 의해서가 아니라 "자체-재결정화" 를 사용함에 의해서, 그리고 기록 층을 용융하는 전력 Pw 및 기록 층에서 발생한 온도를 고상의 재결정화 온도 이하로 제한하는 바이어스 전력 Pb 사이에 변조를 형성함에 의하여, 다가 기록을 실현할 수 있다. 그 결과, 기록 전력 제어 회로는 좀 더 간단해진다. 이것은 도 7(a), (b) 및 (c) 에서 Pe = Pw 로 설정하는 것과 동일하다. 이 경우, 역시 Pw 및 Tw 는 용융 영역의 에어리어를 제어하는 것으로 간주되고, Pb 및 Tb 는 응고 프로세스에서 용융 영역이 냉각 속도를 제어하는 것으로 간주된다. 예를 들어, 한 기록 구간에 균일하게 Pw 전력만을 조사하는 것은 전체 용융 영역이 자체-재결정화에 의해 결정화되게 하고, 따라서 결정 레벨을 생성한다.
위 경우, Pb 는 기록 층에 임의의 변화를 실질적으로 일으키지 않는 레벨에서 낮은 것이 바람직하다. 그것은 0≤Pb ≤0.2Pw 의 범위에서 통상 설정된다. 바람직하게는 판독 전력 Pr 과 실질적으로 동일하게 설정된다. 특히, 0 ≤Pb ≤2 mW 로 설정되는 것이 바람직하다. 중복기재 형성에 있어서, Pw 의 ON/OFF 에 무관하게 모든 영역을 용융하는 것이 필요하고, 따라서 요구되는 것보다 더 긴 오프-펄스 Pb 구간을 설정하는 것은 그다지 바람직하지 않다. 인터럽트 구간 Tb 의 길이는 근사적으로는 에너지 빔 지름과 동일하거나 그 이하인 것이 바람직하다.
도 8 은 본 발명에 따른 에너지 빔의조사 패턴의 다른 실시예를 도시한다. 도 8 에서, 기록 레벨 구간 T 내의 기록 펄스 구간은 n 개의 서브구간 (이러한 서브구간의 시간 지속은 Tw1, Tw2,...,Twn) 으로 나누어지고, 각 서브구간은 인터럽트 서브구간 (이러한 인터럽트 서브구간은 시간 지속은 Tb1, Tb2,...,Tbn) 에 앞선다. 도 8(a) 에서, 기록 펄스 서브구간 및 인터럽트 서브 구간의 반복된 사이클은 동일하게 설정된다. 도 8 (b)에서, 기록 펄스 서브구간 및 인터럽트 서브구간사이의 비는 도 8(a) 의 것에 따라변한다. 도 8(c) 는 반복 사이클이 또한 변하는 실시예를 나타낸다. 도 8 의 경우에서, 앞서 설명된 바와 같이 Pe 를 Pw 로 교체함으로써 빔은 조사될 수 있다.
본 발명에서 기록 펄스 서브 구간 길이 Tw 및 인터럽트 서브구간 Tb 는 각 펄스 및 인터럽트 구간에 대해 변화할 수 있으며, 도 8(d) 에 도시된 바와 같이, 마크의 전단 및 후단만을 다른 것과 다르게 만드는 것이 효과적이다. 즉, Tw1 > Tw2 = Tw3 = Tw4=...=Twn 으로 설정함에 의해, 단지 제 1 기록 펄스 서브 구간만이 다른 것보다 약간 길게 설정되고, Tbn > Tb1 = Tb2 = Tb3=...=Tb n-1 으로 설정함에 의해, 단지 마지막 인터럽트 서브 구간만이 다른 것보다 약간 길게 설정된다. 이는 마크의 전단 및 후단을 좀 더 정확히 제어할 수 있도록 하기 때문에 유리하다. 전/후의 마크로부터의 열적 간섭의 영향을 상쇄하기 위하여 마크의 전단 및 후단에서 기록 펄스 서브 구간 길이 및 인터럽트 서브 구간 길이를 조정하는 것은 마크의 길이, 즉 한 기록 레벨 구간 T 를 짧게 하는 것, 따라서 밀도를 증가시키는 것이 효과적이다.
도 9 는, 본 발명에 따른 에너지 빔의 조사 패턴의 다른 실시예를 도시한다. 도 9의 조사 패턴은, 도 7 의 기록 전력 제어 및 도 8의 기록 펄스 구간 길이/ 인터럽트 구간 길이 제어의 결합에 의해 생성된다. 그러한 복합 제어는, 마크의 길이가 짧은 경우, 전/후의 기록 레벨을 따라 보정하는 것이 효과적이다. 각 기록 레벨로부터의 연속적인 전이를 형성하는 제 2 방법의 경우에서, 특히, 전 레벨에서 후 레벨까지의 열적 간섭의 상당한 영향이 존재하며, 따라서 일련의 조사 패턴은 두 연속적인 레벨이 결합에 따라서 제어될 필요가 있다. 예를 들어, 8-레벨 다가 기록을 형성하는 경우, 8 ×8 = 64 의 기록 펄스 패턴이 소정의 조사 패턴을 생성하기 위하여 ROM 메모리에 저장됨이 바람직하다.
종래에는 본 발명과 유사한 조사 패턴이 상 변화 광 기록, 특히 마크 길이 변조 기록에서 비정질 마크 길이를 제어하는데 사용되는 경우가 있었다. 그러나, 그들은 비정질 마크 부분에서의 반사광 강도를 실질적으로 가능한한 일정하게 유지시키고, 이러한 목적에서 주로 재결정화 영역을 가능한한 작게 만들기 위해 이러한 제어가 행해졌다. 반면, 본 발명의 조사 패턴은 각 비정질 마크의 재결정화 프로세스를 실질적으로 활용하고 제어하기 위하여 사용된다.
본 발명에서, 더 고밀도의 기록을 위해, 기록 레벨 구간의 공간 길이 Ts 는 기록 광빔 스폿의 길이 rb 보다 작은 것이 바람직하다. 이 경우, 의도적으로 그렇게 짧은 기록 레벨 구간의 길이의 변화를 검출하는 것이 어렵기 때문에, 한 기록 레벨 구간의 길이 T 는 시간 및 공간에 관해 일정하게 되는 것이 바람직하다. 또, 기록용 에너지 빔의 지름은 판독 빔의 지름과 실질적으로 동일하게 설정되는 것이 바람직하다. 그러나, 한 기록 레벨 구간의 길이 Ts 가 너무 작은 경우, 기록 레벨은 광학적으로 확인되지 않을 수 있다는 것을 주목해야 한다. 그래서, Ts 는 (1/4)rb 보다 큰 것이 바람직하다.
그러한 매우 짧은 기록 레벨 구간에서 기록용 에너지 빔을 조사하는 방법으로서, 상기한 조사 방법이 사용될 수 있다. 제어의 용이함에 있어서, 한 기록 레벨 구간을 형성하는 기록용 에너지 빔 조사 시간의 전부 또는 일부는 한 기록 펄스 구간 및 그 기록 펄스 구간의 전/후에 제공되는 인터럽트 구간으로 나눠지고, 기록 레벨 구간에서 기록용 에너지 빔의 전력은 기록 펄스 구간중에 기록 층을 용융하기에 충분히 강한 전력 Pw 및 인터럽트 구간 중에 0 을 포함하고 Pw보다 작은 전력 Pb 로 설정되고, Pw,Pb, 기록 펄스 구간 길이 및/또는 인터럽트 구간 길이가 변하는것이 바람직하다. 조사 패턴에 관해서는, 위에서 설명된 것이 적용된다. 쉽게 재결정화를 통제하기 위해서, 전력 Pb 는 가능한 0 에 가깝게 설정되어야 함이 바람직하다.
더 바람직하게는, 도 23의 조사 패턴에서 도시된 바와 같이, 기록 레벨 구간의 길이는 To 에서 일정하게 설정되고, 듀티 비 (duty ratio), 기록 레벨 구간에 대한 기록 펄스 구간의 비, 는 비정질 마크의 크기를 제어하기 위하여 변화시킨다. 이것은 에너지 빔 제어를 쉽게 하고, 따라서 바람직하다. 이 경우, 기록 펄스 구간의 듀티 비가 100 % 인 경우, 실질적으로 초기 결정화 상태에 대해 반사광 강도를 회복하기 위하여 자체-재결정화가 형성되는 것이 더욱 바람직하다. 즉, Pw 및 Pb 의 두 전력만이 에너지 빔 전력로서 사용된다.
도 23 에서, 기록 펄스 구간의 듀티 비 τ가 증가함에 따라, 증가된 용융 영역은 비정질 마크의 에어리어를 증가시키고, 처음에 반사광 강도를 감소시킨다. 그러나, 듀티 비가 더 증가함에 따라서, 반사광 강도는 최소점을 통과하고 그후 단조롭게 증가한다. 이것은, 인터럽트 구간이 짧아짐에 따라, 용융 영역의 냉각 속도가 감소하고, 차례로 재결정화 영역을 증가시키기 때문이다. 도 23의 기록 방법이 사용될 때, 듀티 비에 따라 반사광 강도가 단조롭게 증가하는 구간은 단지 듀티 비에 의해 다중 레벨에서의 반사광 강도를 제어하는데 사용됨이 특히 바람직하다. 이 경우, 반사광 강도가 실질적으로 듀티 비에 비례하여 변하는 매체를 사용하는 것이 바람직하다.
각각 최소 반사광 강도 Ra 및 최대 반사광 강도 Rc 가 생성되는 듀티 비를 Da (%) 및 Dc(%) 로 표시하는 경우, 사용된 매체는 바람직하게는 Dc-Da ≥50% 인 특성을 가짐이 바람직하다. Dc-Da 값이 너무 작은 경우, 듀티 비의 변화에 대응하는 반사광 강도의 변화가 너무 샤프(sharp)해져서, 제어를 어렵게 만든다. 실제로, 사용된 매체는 바람직하게는, 95 % 이상의 기록 펄스 듀티 비에서 실질적으로 거의 완전히 재결정화되는 것이 바람직하다. 또, m+1 레벨을 가진 다가 기록을 형성하기 위하여, Rc 및 Ra 의 사이의 범위가 m 서브 범위로 나눠지는 경우, (Dc-Da)/(m+1) ≥5 (%) 로 설정되는 것이 바람직하다. 이 경우, 한 레벨 쉬프트 (shift) 는 평균 5% 의 듀티 비 변화로 매칭된다. 이것은, 작은 듀티 비 변화의 결과로서 다른 반사광 강도레벨에서, 데이터가 기록되는 것을 방해한다.
3% 이상의 듀티 비 변화가 다른 레벨 사이의 각 전이에 대해 지정되는 것이 특히 바람직하다.
재결정화 영역의 비가 매우 높은 경우, 비정질 마크의 에어리어는 정확히 제어되는 것이 어렵고, 동일한 듀티 비에서 얻어진 반사광 강도가 더욱 변하도록 한다. 이 경우, 기록 펄스 전력 Pw 는 용융 영역의 에어리어를 제어하는 기록 레벨에 따라 부가적으로 변화될 수 있다. 즉, 소정 듀티 비보다 더 크기 때문에, 용융 영역 자체의 에어리어를 감소시키는데 필요한 것보다, Pw 는 약간 작게 설정됨이 바람직하다. 기록 광 빔보다 약간 크게 비정질 마크를 형성하는 경우, 이러한 방법은 여러 개의 기록 펄스 구간을 제공함에 있어서 효과적이다.
그 대신, 도 24 의 조사 패턴에 도시된 바와 같이, τ1 이 전력 Pw1 가 전 (preceding) 구간에서 조사되는 기간 (duration) 이고, τ2 이 전력 Pw2 가 후 (subsequent) 구간에서 조사되는 기간일 때, τ1 /τ2 비를 일정하게 유지하면서, 기록 펄스 구간을 두개의 연속하는 구간으로 더 나눌 수 있으며, (τ1 +τ2 )의 듀티 비는 To 기간에 변화될 수 있다. 이 경우, Pw1 은 주로 용융 영역의 형태 및 에어리어를 제어하는 역할을 하고, Pw2 은 주로 용융 영역의 냉각 속도를 제어하는 역할을 한다. 비록 τ1 및 τ2 중 하나를 고정하고 다른 하나만을 변화시키는 것이 가능하기는 하지만, 제어의 용이성의 견지에서 볼 때 Pw1 및 Pw2 비를 일정하게 유지하는 것이 바람직하다. 더 낮은 전력 Pw2 의 기여가 듀티 비가 커짐에 따라 증가하도록 세팅 (setting) 이 되는 경우, 용융 영역의 에어리어에서 증가를 억제하는 것이 가능하다. 또, 도 25의 조사 패턴에서 도시된 바와 같이, Pb 의 값은 재결정 영역을 제어하기 위해서 변화될 수 있다.
그렇게 매우 짧은 기록 레벨 구간을 사용하는 다가 기록 방법에서, 반사광 강도가 결정 레벨로 리턴하는 곳을 제외하고는 스캐닝 방향에서 비정질 마크는 연속적이다. 본 방법은 주로 비정질 마크의 폭이 변화하거나 또는 고립 비정질 마크가 한 기록 레벨 구간에 존재하도록 한다. 특히 후자의 경우에서, 비정질 마크는 타원형일 필요는 없으나, 소정 화살 깃털 (arrow feather) 형태를 취할 수 있다. 응고 프로세스 중의 재결정화가 주변의 결정 영역에서 결정 성장 프로세스에 의해 지배되는 경우, 응고는 마크의 후단으로부터 진행하고, 도 26에 도시된 바와 같이 비정질 마크가 화살 깃털 형태로 형성되기 쉽게 한다. 비정질 마크의 형태 및 그 형성 프로세스를 도시하는 도 26의 개념도에서, 기록용 에너지 빔이 스캐닝 방향으로 이동하는 경우를 고려하는 경우, 초기 결정화된 영역의 일부는 용융 상태로부터 응고된 것처럼 재결정화되고, 따라서 빔의 스캐닝 방향을 따라 재결정화 영역 (2) 를 형성한다. 여기서, 비정질 마크 (3) 가 형성된 프로세스를 검토해 보기로 한다. 용융 영역 자체는 실질적으로 타원형으로 고려될 수 있다. 연속되는 기록 펄스의 열 (heat) 에 의해 영향을 받아, 결정 성장은 마크의 후단에서 고상 결정 영역 (262) 경계에서부터 상대적으로 쉽게 진행된다. 반면, 용융 영역의 전단부에서, 냉각 속도는 앞쪽 (front side) 을 향한 열의 방출에 의해 보장되고, 따라서 용융 영역의 형태가 실질적으로 유지되는 동안 용융 영역은 비정질 상태로 변한다. 그 결과, 비정질 마크는 화살 깃털같은 형태로 된다.
화살 깃털 형태의 비정질 마크의 길이는 0.01 ㎛ 의 오더 (order) 에서 잘 제어될 수 있기 때문에, 위 방법은 고밀도 비정질 마크의 에어리어를 제어하는데 효과적이다. 한 기록 레벨 구간이 빔 지름보다 작은 경우, 전/후 기록 레벨 구간에서 기록 전력의 열에 의해 영향을 받기 쉽고, 따라서 전/후 기록 레벨 구간을 고려함에 의해, 앞서 언급한 듀티 비 및 또한 Pw, Pw1, Pw2 및 Pb 를 보정할 필요가 있을 수 있다. 또한 전/후 레벨에 따라 To 를 정밀하게 조정하는 것은, 그것을 일정하게 유지하는 것보다, 효과적인 보정 수단이다.
비록 본 발명의 다가 기록/재생 방법이 기록 층이 전체표면에 걸쳐 결정 상태에 있는 매체에 적용될 수 있기는 하지만, 중복기재에 사용됨이 바람직하다. 반복 기록에 있어서, 본 방법은 기록 작업외에, 형성된 비정질 마크의 소거 작업을 형성할 필요를 없앤다. 특히, 비정질 마크의 중복기재는, 기록층을 용융하고 그럼으로써 비정질 마크를 소거하기 위해, 비정질 마크가 이미 형성된 영역에 기록용 에너지 빔을 조사함에 의해, 그리고 응고되는 동안 비정질 영역 및 재결정화 영역을 새롭게 형성함에 의해 행해진다.
본 발명의 다가 기록 매체는 이미 설립된 다가 기록/재생 기술에 의해 판독될 수 있다. 반사광 강도는, 일반적으로는 도 11 의 레퍼런스 번호 112 에 도시된 바와 같은 완전한 직사각형 파형으로 나타나지는 않지만, 기록 광 빔의 광 분해능의 한계로 인해, 111 에 나타난 바와 같은 단조로운 파형으로 나타난다. 그러한 단조로운 파형으로부터도, 그 파형을 보정을 위한 적절한 재생 회로 (문헌 SPIE, Vol. 3109 (1997), pp98-104 등에 설명) 를 통과시킴으로써, 오리지널 반사광 강도 레벨이 검출될 수 있다.
광학적인 단조로움 (optical dullness) 이 보정된 후, 반사광 강도 레벨이 검출된다. 그러한 검출 방법은 기본적으로 아날로그-디지털 컨버전 방법과 동일하다. 그 검출 방법의 상세한 내용은 JP-A 8-236693 에서 보여진다. 판독 광 빔 지름 rb 보다 한 기록 레벨 구간의 길이가 작은, 재생방법은 U.S. 특허번호 5,818,805 에 설명되어 있다.
본 발명에 따른 다가 기록을 위한 상 변화 매체는, 결정 상태 및 비정질 상태의 사이에서 그 상이 변하는 기록 층을 갖는다. 기록층을 위해 선택된 물질은, 용융 상태로부터 재응고하는 동안 상당한 재결정화 능력을 갖는 것이 바람직하다. 특히, 그 적합한 물질은, 용융점 부근에서 결정 성장 속도가 크고, 비교적 낮은 온도에서 결정 핵 (nucleus) 생성 및 결정 성장 속도가 낮은 물질이어야 한다. 바람직한 물질은 상당한 재결정화 능력을 가지며, 기록층의 용융 영역이 기록 빔과 거의 같은 크기인 경우, 용융 영역의 대부분이 재결정화에 의해 결정 레벨로 복귀한다. 이러한 물질에서, 특히 기록층을 용융하기에 충분히 강한 기록 전력 Pw 가 지속적으로 (DC 전류 방식으로) 조사되는 경우, 용융 영역은 실질적으로 완전히 재결정화된다. 오직 고상에서 재결정화 온도이하의 온도로 기록층을 가열하는, 오프-전력 Pb 가 기록 전력 Pw 이후 방출되는 때만, 용융 영역이 비정질 상태로 된다. 따라서, 오직 전력 Pw 가 DC 방식으로 방출될 때, 반사광 강도는 비기록 결정 상태와 실질적으로 동일한 레벨로 복귀하는 것이 증명될 수 있다.
그러한 기록층에서, 용융 상태로부터의 재결정화는, 실질적으로, 결정 성장에 의하여 결정 영역으로부터 진행한다.
기록층 물질의 예로는, Sb 함유 합금, 특히 Sb 함유 공정 합금 (eutectic alloy containing Sb) 을 포함한다. 특히 바람직한 물질은, 공정점 조성 (eutectic point composition) 을 초과하는 Sb 를 포함하는 공정 합금이다. 좀 더 자세히 말하자면, 이 물질은 Sb0.6Te0.4 조성을 초과하는 Sb 를 포함하는 이원소 합금에 기초하며, 첨가되는 금속 M 으로서 In, Ga, Zn, Ge, Sn, Si, Cu, Au, Ag, Pd, Pt, Pb, Bi, Cr, Co, O, S, N, Se, Ta, Nb, V, Zr, Hf 및 희토류 금속 중 하나 이상을 포함한다. 그러한 조성은 통상 Mx(SbyTe1-y)1-x (0< x ≤0.2, 0.6 ≤y) 로 표현된다. 이러한 표현에서, y 는 0.65 ≤ y ≤0.85 의 범위내이고, x 는 0.01에서 0.1 의 범위내인 것이 바람직하다. x 가 너무 크면, 상 분리 (phase separation)를 일으킬 수 있다. 위에 열거된 첨가 금속 M 중에서, Ag, In, Ga 및 Ge 가 바람직하다. 이들 중에서는, Ge 이 가장 바람직하다. Ge 이 첨가물 Ge, Sb, 및 Te 의 총량의 0.1 에서 15 원자 퍼센트를 차지하는, Ge, Sb, 및 Te 를 포함하는 금속 화합물은 이것이 고 속력 재결정 특성을 손상시키지 않고 비정질 상태의 시간을 통해 안정성을 개선시키므로 특히 바람직하다. 또한, M'αGeβ(SbyTe1-γ)1-α-β (M'은 In 및/또는 Ga, α= 0.001 - 0.1, β = 0.001 - 0.15, γ = 0.65 - 0.85) 과 같은 Ge, Sb, Te, In 및/또는 Ga 를 포함하는 화합물은 이것이 결정 입자 경계의 잡음 (noise) 을 억제할 수 있으므로 바람직하다.
Ag, In, Sb 및 Te 를 포함하는 금속 화합물은 낮은 잡음 레벨 때문에 역시 바람직하다. In 원소는 결정화 온도를 상승시킴으로서 시간-경과 (time-elapse) 안정성을 향상시킬 수 있다. 상온에서 저장 안정성을 제공하기 위해, Ag, In, Sb, 및 Te 의 총량에 대해, In 의 3 이상의 원자 퍼센트를 통상적으로 더한다. 그러나, In 은 반복적 중복 기재의 결과로 격리 (segregation) 를 유발하며, 상 분리 (phase separation) 를 쉽게 자주 유발할 것이다. 따라서, In 의 통상적인 함유량은 8 이하의 원자 퍼센트이다. Ag 는 필름이 구성된 직후 비정질 필름의 초기화를 용이하게 할 수 있다. 통상적으로, 상기 총 첨가물에 대하여 함유량이 10 이하의 원자 퍼센트이고 너무 많은 Ag 는 시간-경과 안정성을 나쁘게 할 수 있다. Ag 및 In 의 함유량이 전술한 총량의 13 이하의 원자 퍼센트로 결합되도록 반복적 중복 기재 동안에 고립을 억제하는 것이 바람직하다.
기록층의 중복 기재 가능 상 변화 재료로 공지된 GeTe-Sb2Te3 의사 (pseudo) 2-원소 재료는 150 내지 200 ℃ 의 결정화 온도 Tc 를 가지고 비정질 영역의 재결정을 Tc 보다 높지만 용융점 (약 600℃) 보다는 낮은 온도에서 고상에서만 초기화한다. 이 재료에서, 용융점 근방에서나 용융/재결정 프로세스 동안에 재결정 속도는 매우 느리다. 따라서 이러한 기록층 재료를 사용하는 매체에서, 비정질 마크의 재결정은 많은 경우 거의 진행하지 않을 것이고, 그러지 않다면 비정질 마크가 구성된 후 에너지 빔은 비정질 마크를 고상에서 결정 온도보다 높지만 용융점보다는 낮은 온도로 가열하기 위해 추가로 조사될 것이다. 도 26 에서 도식적으로 나타낸 바와 같이, 화살 깃털 (arrow feather) 모양의 비정질 마크를 생성하는 것은 역시 어렵다.
본 발명에서, 생성된 후의 기록층은 통상적으로 비정질 상태이다. 따라서, 기록층의 총 표면은 통상적으로 초기화 상태 (기록되지 않은 상태) 를 제공하기 위해 결정화된다. 전술한 바람직한 기록층은 층이 형성된 직후 결정 성장을 위한 핵을 거의 가지고 있지 않아 고상에서 층을 결정화시키는 것이 종종 어렵다. 그러나, 용융/재결정 프로세스를 통해 초기화될 수 있다. 이 때에, 기록층을 국부적으로 용융시키는 시간은 바람직하게 1 밀리세컨드 이하로 설정된다. 용융된 영역이 넓거나 용융 시간 또는 냉각 시간이 너무 길면, 매체 자체의 일부가 손상될 수 있다.
기록층에 전술한 열적 히스토리 (history) 를 제공하기 위해서는 파장이 약 600 내지 1000 nm 이고, 장축이 100 내지 300 μm 이고 단축이 1 내지 3 μm 인 형태로 포커스되는 고전력 반도체 레이저 빔이 조사되고 1 내지 10 m/s 의 선속도로 스캐닝 방향의 단축으로 스캔 되는 것이 바람직하다. 상기 포커스된 광 빔이 원에 가까우면, 용융 영역은 너무 넓게 되어 매체에 보다 많은 손상을 입히며 재결정이 쉽게 일어날 것이다.
기록층은 두께가 통상 100 nm 이하이고, 바람직하게는 30 nm 이하이다. 너무 얇은 기록층은 만족스러운 콘트라스트를 얻기가 어렵고 재결정 속도를 지연시키고, 즉 이것은 빠른 기록/소거를 어렵게 한다. 한편, 기록층은 두께가 통상 1 nm 이상이고, 바람직하게는 5 nm 이상이다. 너무 두꺼운 기록층은 광학적 콘트라스트를 얻기가 어렵고 파손이 발생하기 쉽다.
또한, (Rc - Ra) / Rc ≥ 0.5 의 큰 콘트라스트를 얻기 위해서는 실질적인 두께가 특히 바람직하게는 10 - 30 nm 의 범위이다. 마크 엔드에서 지터 (jitter) 에 대한 저항 및 반복적 중복 기재의 내구력을 개선시키기 위해서는, 기록층은 가장 바람직하게는 20 nm 이하로 설정된다. 또한, 기록층은 바람직하게는 벌크 밀도 ρ 가 80 % 이상이고, 더 바람직하게는 90 % 이상이다. 여기에서 언급되는 벌크 밀도는 당연히 실질적으로 금속 럼프 (lump) 를 준비함으로서 측정될 것이지만 다음의 방정식 (1) 으로부터 결정될 수도 있다.
ρ = Σmiρi (1)
(여기에서 mi 는 구성요소 i 의 원자 퍼센트이고, ρi 는 구성요소 i 의 원자 무게이다)
기록층의 밀도를 증가시키기 위해 스퍼터링 (sputtering) 의 경우에 증착 프로세스동안에 스퍼터 기체 (Ar 같은 희귀 기체) 의 압력을 낮추거나 타겟 앞에 근접하여 기판을 정렬하여 기록층에 대해 조사된 고에너지 아르곤의 양을 증가시키는 것이 바람직하다. 기판에 이르는 고에너지 Ar 는 스퍼터링 타겟에 대해 조사되고 기판으로 바운스된 (bounced) Ar 이온의 일부이거나, 기판 총 표면의 외피 (sheath) 전압에 의해 기판으로 가속된 플라즈마 상태의 Ar 이온이다. 이러한 고에너지 희귀 기체의 조사 효과는 원자 피닝 (peening) 효과로 불린다. 일반적으로 사용되는 Ar 기체의 스퍼터링에서, 원자 피닝 효과는 Ar 이 스퍼터된 필름으로 관통하도록 한다. 원자 피닝 효과는 필름에서의 Ar 의 양을 검사함으로서 평가될 수 있다.
즉, 소량의 Ar 은 고에너지 Ar 의 조사 효과가 작고, 거친 밀도의 필름을 구성할 것이라는 것을 의미한다. 한편, Ar 의 양이 많을 때에는 고에너지 Ar 의 강한 조사가 밀도를 증가시키더라도, 필름에 잡힌 Ar 은 반복적 중복 기재 동안에 보이드 (voids) 의 형태로 침전하여, 반복적 중복 기재에서 내구성을 저하시킨다(J. Appl. phd., Vol.78 (1995), pp6980-6988).
기록층에서의 적절한 Ar 의 양은 0.1 -1.5 원자 퍼센트이다. 무선 주파수 스퍼터링의 사용은, 이것이 결합된 Ar 양을 줄이고 고에너지 필름을 생성하기 때문에 DC 스퍼터링에 바람직하다. 동시에 0.1 - 5 원자 퍼센트의 O, N, S, 및 Se 의 첨가로 기록층의 광학 상수의 미세한 조정을 할 수 있게 한다. 그러나, 5 원자 퍼센트를 초가하는 첨가량은 결정 속도를 감소시키고 소거 수행을 나쁘게 할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 상 변화 매체에서의 층 구조의 예가 아래에서 기술된다. 기록층은 통상적으로 기판상에 제공된다. 기판은 폴리 탄산 에스테르 (polycarbonate), 아크릴, 폴리오레핀 (polyolefin) 과 같은 투명한 수지, 및 투명한 유리를 사용할 수 있다. 폴리 탄산 에스테르 수지는 CD 에 가장 보편적으로 사용되고 값이 싸기 때문에 가장 바람직하다. 특히, 도 10 의 도식적 단면도에서 알 수 있는 것과 같이, 층 구조는 기판 (100), 하보호층 (유전체) (200), 기록층 (300), 상보호층 (유전체) (400), 반사층 (500) 을 포함한다. 자외선 경화 (ultraviolet curing), 열경화성 수지, 수지 시트는 층구조에 대해 바람직하게 코팅된다.
전술한 구조는 판독/기록 광 빔이 기판을 통해 조사되는 시스템에서 채택된다. 또한, 기판이 반사층, 하보호층, 기록층 및 상보호층의 순서로 구성되고 최종적으로 상보호층 위에 보호 코팅을 통상적으로 0.1μm 에서 0.1 mm 두께로 구성되는 층구조를 사용하는 것이 가능하다. 이 구조는 통상적으로 판독/기록 광 빔이 상보호층 옆에서 조사되는 시스템에서 사용된다.
기록층 보호층 및 조사층은 통상적으로 스퍼터링으로 형성된다. 층의 산화와 오염을 막기 위해, 바람직하게 기록 필름 타겟, 보호 필름 타겟, 그리고 필요하다면 반사층 타겟이 동일한 진공실에 설치되는 인라인 장치를 사용하여 필름을 만들 수 있다.
기록동안에 높은 온도로 인한 손상을 방지하기 위해, 기록층의 적어도 하나의 표면, 바람직하게는 두 표면 모두에 보호층을 제공한다. 통상적인 반사층은 기록층에서 발생된 열을 효과적으로 발산하기 위해 제공된다. 즉, 바람직한 층 구조에서 보호층은 기록층의 상하에 제공되고 반사층은 기록층의 반대면에 있는 하나의 보호층 표면에 정렬된다. 기록층과 반사층 사이의 보호층은 기록층의 상호 확산을 막는 기능을 하고 기록층의 손상을 억제하면서 반사층에 효과적으로 열을 방출하는 기능을 한다.
본 발명에서, 빠른 냉각 구조로 불리는 층 구조가 특히 바람직하다. 기록층의 재응고동안에 냉각 속도를 개선하기 위해 열 발산을 가속할 수 있는 빠른 냉각 구조로서 제어하는 것은 너무 과도한 재결정의 문제를 피하면서 빠른 결정의 세기로 소거 비율을 실현하는 것이 가능하다. 본 목적을 위해, 기록층과 반사층 사이의 필름 두께는 통상 60 nm 이하로 설정된다. 너무 두꺼운 보호층은 보호층 자체의 열 팽창으로 인한 손상을 증가시킬 것이고 반복적 기록의 결과로서 신호의 저하는 현저하게 될 것이다. 보호층이 너무 얇을 때에는 기록층의 용융동안에 과도한 열 발산 효과로 인한 손상을 쉽게 입을 것이고 불필요하게 큰 전력이 기록시에 필요할 것이다. 따라서 보호층의 두께는 5 nm 이상이다.
보호층의 재료는 일반적으로 높은 투명도와 높은 용융점을 가진 금속이나 반도체의 산화물, 황화물, 질화물, 탄화물, 및 Ca, Mg, Li, 등의 불화물과 이들의 혼합물로 만들어진다. 바람직하게는 보호층은 황화물의 형태로 S 원자를 포함한다. 특히 용융점이나 분해점이 100 ℃ 이상이고, 50 - 90 mol% 의 ZnS, ZnO, TaS2 또는 희토 원소의 황화물을 순수물이나 혼합물의 형태로 포함하는 내열성 화합물로 만들어진 복합 유전체이다. 특히 보호층은 60 - 90 mol% 의 La, Ce, Nd 및 Y 같은 희토 원소의 황화물을 포함하는 복합 유전체로 바람직하게 구성된다. ZnS, ZnO 또는 희토 황화물의 함유량은 바람직하게 70 - 90 mol% 의 범위이다.
상기 화합물과 혼합된 용융열 또는 분해열이 1000 ℃ 이상인 열저항 화합물의 예제로는 Mg, Ca, Sr, Y, La, Ce, Ho, Er, Yb, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Zn, Al, Si, Ge, Pb 의 산화물, 질화물, 및 탄화물이거나 Ca, Mg, Li 의 불화물이다. ZnO 에 혼합되는 재료는 바람직하게 황화물이나 Y, La, Ce, Nd 같은 희토 원소의 황화물과 산화물의 혼합물이다. 이러한 산화물, 황화물, 질화물, 탄화물, 불화물은 화학량론의 결합을 가질 필요가 없고 굴절 인덱스의 제어를 위해 화합물을 제어하거나 혼합할 수 있다.
반복적 기록 특성을 고려하여, 보호층의 밀도는 바람직하게 기계적 강도의 정점으로부터의 벌크 상태의 밀도의 80 % 이상이다. 혼합 유전체 박막이 사용될 때 다음 방정식 1에 의해 정의된 이론적 밀도는 벌크 밀도로 사용된다.
ρ = Σmiρi (1)
(mi 는 분자 집중도, ρi 는 단일 벌크 밀도)
반사층의 재료는 바람직하게 주로 Al, Ag, Au 를 포함하는 합금이다. 특히 바람직한 재료는 Al 합금이거나 Ag 합금이다. 이들 재료는 높은 열 전도성을 가지고 보호층을 통해 기록층에서 열을 효과적으로 제거할 수 있고 기록층의 재응고동안에 비정질 마크로 형성하기에 충분히 높은 레벨로 냉각 속도를 증가시킨다. 또한, 상하 보호층과 기록층을 가진 층 구조에서 이들 금속은 반사광 강도가 높기 때문에 광학적 다중 간섭 효과로 변조를 효과적으로 증가시킬 수 있다. 열 발산 효과는 필름 두께와 열 전도성에 의해 정의된다. 얇은 반사층의 열 전도성은 벌크 상태의 전도성보다 1 이나 2 차수의 크기가 작고 측정 또한 어렵다. 따라서 측정이 쉬운 시트 저항이 열 발산 효과의 표준으로 사용된다. 시트 저항은 필름의 두께에 의해 분할되는 재료의 부피 저항 특징이다.
부피 저항이 열 전도성에 거의 반비례하는 것으로 간주되기 때문에 필름의 두께에 의해 부피 저항을 분할하여 얻은 수치는 필름의 두께를 곱한 열 전도성에 비례하는 것으로 간주되고 반사층의 열 발산 효과를 직접적으로 평가하는 데 사용될 수 있다. 본 발명에서 반사층의 열 발산 효과를 향상시키는 것이 바람직하고 따라서 반사층의 시트 저항은 바람직하게 감소된다. 시트 저항은 통상적으로 0.1 내지 0.6 Ω/ 의 범위이다.
반사층으로 사용될 수 있는 바람직한 알루미늄 합금의 예는 Ta, Ti, Co, Cr, Si, Sc, Hf, Pd, Pt, Mg, Zr, Mo, Mn 에서 선택된 적어도 하나의 첨가 원소의 0.2 - 2 원자 퍼센트를 포함하는 알루미늄 합금이다. 이러한 합금은 첨가된 원소의 집중도에 비례하여 증가하는 부피 저항을 가지고 힐록 저항을 개선시키도록 공지되어 있다 (Nihon Kinzoku Gakkai journal, Vol. 59 (1995), p673-678 및 J. Vac. Sci. Tech.,A14 (1996) pp. 2728-2735).
첨가원소의 양이 0.2 원자 퍼센트 이하일 때 힐록 저항은 종종 충분하지 않다. 2 원자 퍼센트 이상일 때에는 비정질 마크의 형성을 위해 필요한, 고 열전도성을 얻지 못할 수 있다.
시간 경과 안정성을 개선하기 위해 첨가 원소로는 바람직하게 Ta 이다. 반사층이 특히 ZnS 을 포함하는 보호층과 접촉할 때에는 Ta 의 0.5 - 0.8 원자 퍼센트를 포함하는 AlTa 합금이 내식성, 인접 접촉 및 고 열전도성의 모든 요구 조건을 균형있게 충족시키기 때문에 바람직하다. Ta 가 사용될 때, 단지 0.5 원자 퍼센트의 첨가는 증착율을 순수 Al 및 Al-Mg-Si 합금과 비교하여 30-40% 로 상승시킴으로서 바람직한 효과를 발생시킬 수 있다.
상기 합금이 반사층으로 사용될 때 바람직한 두께는 50-300 nm 이다. 필름 두께가 너무 얇으면 순수한 Al 조차도 충분한 열 발산 효과를 생성할 수 없다. 너무 두꺼울 때에는 열이 수평방향으로보다는 수직방향으로 빠져나가고 이것은 수평방향으로의 열 분포의 개선에 기여하지 않는다. 두께가 너무 두꺼운 것의 다른 문제점은 반사층 자체의 열 용량이 너무 크고, 기록층의 냉각 속도를 지연시키고 비정질 마크의 형성을 막을 수 있다
반사층에 사용될 수 있는 바람직한 Al 합금의 예는 Ti, V, Ta, Nb, W, Co, Cr, Si, Ge, Sn, Sc, Hf, Pd, Rh, Au, Pt, Mg, Zr, Mo, Mn 에서 선택된 적어도 하나의 첨가 원소의 0.2 내지 5 원자 퍼센트를 포함하는 합금이다. 시간-경과 안정화를 개선시키는 바람직한 첨가 원소는 Ti, Mg, Pd 이다.
상기 Ag 합금이 반사층으로 사용될 때 바람직한 두께는 20-150 nm 이다. 필름 두께가 너무 작으면 순수한 Al 조차도 충분한 열 발산 효과를 생성하지 못한다. 너무 두꺼울 때에는 열이 수평방향으로보다는 수직방향으로 빠져나가서 수평방향에서의 열 분포의 개선에 기여하지 않는다. 또한 불필요하게 두꺼운 필름은 생산성을 낮춘다.
Al 에 첨가 원소 및 Ag 에 첨가 원소는 첨가 원소의 집중도에 비례하여 부피 저항을 증가시킨다. 불순물의 첨가는 결정 성장 크기를 감소시키고 결정 입자 경계에서 전자 산란을 증가시켜 열 전도성을 감소시키는 것으로 간주된다. 첨가 불순물의 조절은 결정 성장 크기를 증가시켜 재료 자체에 고유한 열전도성을 보장하는 데 효과적이다
반사층은 통상적으로 스퍼터링과 진공 증발로 형성된다. 증착 프로세스동안에 혼합되는 물이나 산소조차도 타겟 불순물과 증착 재료자체에 더하여 총 불순물양에 포함되고 총 불순물양은 2 원자 퍼센트 이하로 설정되는 것이 바람직하다. 본 목적으로, 공정실에서의 최종 압력은 바람직하게 1 × 10-3 Pa 이하로 설정된다.
불순물양이 전술한 바와 같이 고 열전도성을 얻기 위해 바람직하게 작게 설정되더라도 Al 및 Ag 같은 순수 금속이 불충분한 내식성과 힐록 저항을 제공하는 경향이 있기 때문에 이들 요소들의 균형은 최적의 조합을 결정함에 있어 고려되어야 한다.
보다 높은 열 전도성과 신뢰성을 얻기 위해서는 다중층에서 반사층을 형성하는 것이 효과적이다. 이 경우, 적어도 하나의 층이 바람직하게 거의 열 발산층으로 작용하는 Al 합금, Ag 합금, 또는 Au 합금으로 구성되고, 다른 층은 보호층과 힐록 저항과의 근접 접촉인 내구성을 개선하기 위해 사용된다. 이 경우에, 적어도 한 층의 두께는 바람직하게는 반사층의 총 두께의 50% 이상이다.
금속중에서 최고의 열 전도성과 최저의 부피 저항을 가진 Ag 은 S 을 포함하는 보호층과 잘 인터페이스하지 않고 반복적 중복기재로 인한 반사층의 약화가 다소 빠르고 반사층은 높은 온도와 높은 습도에서의 가속된 테스트 환경하에서 쉽게 부식하는 경향이 있다. 따라서, 바람직한 다중층 반사층은 유리하게 Ag 을 사용할 수 있고 주로 Al 로 구성된 층을 Ag 층과 보호층간의 인터페이스층으로 제공한다. Al 합금은 전술한 것과 유사할 수 있다.
인터페이스층이 너무 두꺼울 때에는, 보호 효과가 불충분하게 될 수 있다. 인터페이스층이 너무 얇을 때에는, 열 발산 효과가 불충분할 수 있다. 따라서, 인터페이스 층의 두께는 바람직하게는 5 내지 100 nm 의 범위이다. 또한, 다중층 반사층이 Ag 합금과 Al 합금으로 구성될 때, Ag 과 Al 은 비교적 쉽게 서로에게 확산하기 때문에, Al 표면은 바람직하게 산화되어 산화된 층의 인터페이스를 제공한다. 산화층 인터페이스가 너무 두꺼우면, 내열성을 발생하고 열 발산 능력을 손상시킨다. 따라서, 산화층 인터페이스의 두께는 통상적으로 10 nm 이하이고, 바람직하게는 5 nm 이하이다.
다층 구조에서 반사층을 형성하는 것은 바람직한 층 두께를 위한 바람직한 시트 저항을 생성하기 위하여 고부피 저항의 재료와 저부피 저항의 재료를 결합함에 있어서 효율적이다. 부피 저항이 합금을 사용하여 조절될 때, 타겟 제조 비용 및 매체의 재료 비용 비율을 증가시킬 것이다. 예를 들어, 다층 구조에서 순수 Al 이나 Ag 층과 전술한 첨가 원소층을 결합하는 것은 역시 바람직한 부피 저항을 얻기 위한 효과적인 방법이다. 이것은 매체 비용을 제한할 수 있다.
본 발명의 매체는 형태면에서는 제한되지 않지만 직각 카드나 원형 디스크로 구성될 수 있다. 판독 또는 기록을 위해, 기록용 에너지 빔과 판독 에너지 빔은 매체에 대하여 이동하는 것이 요구된다. 매체가 디스크 형상이면, 이것의 상대적 움직임은 매체를 회전시킴으로서 쉽게 달성될 수 있다. 이런 방법으로, 광 강도는 변조되어 일련의 비정질 마크를 구성하기 위해 기록 빔을 이동한다.
본 발명은 예제를 참조하여 다음에서 상세히 기술하겠다. 본 발명은 본발명의 정신을 벗어나지 않는 한 다음의 실시예로부터 제한되지 않는다는 것을 인식해야 한다.
실시예 1
트랙 피치가 1.6 μm, 그루브 폭이 0.5 μm, 그루브 깊이가 37 nm 인 두께가 1.2 mm 주입-주형 폴리탄산 에스테르 수지 기판은 (ZnS)85(SiO2)15 으로 만들어진 두께가 110 nm 인 하보호층, Ag5In5Sb61Te29 으로 만들어진 두께가 17 nm 인 상 변화 기록층, (ZnS)80(SiO2)20 으로 만들어진 두께가 46 nm 인 상보호층, 및 Al99.5Ta0.5 으로 만들어진 두께가 220 nm 인 반사층을 스퍼터링을 통해 연속적으로 스퍼터된다. 자외선 경화 수지는 보호층을 형성하기 위해 두께가 4 μm 로 반사층을 통해 스핀 코팅 방법으로 가해진다. 그 후, 장축이 약 70 μm 이고 단축이 약 1 μm 인 스폿에 포커스되고 파장이 약 830 nm 인 반도체 레이저 빔이 조사되고 기록층을 결정(초기화)하기 위해 단축 방향으로 선속도가 2.5 m/s 로 스캔 된다.
판독/기록 평가에서, DDU1000 tester of Pulstec Industrial Co.,Ltd.(레이저 파장이 780 nm, NA = 0.55) 는 선형 속도 2.4 m/s 로 그루브에 기록하거나 판독하기 위해 사용된다. 기록층 표면에서의 레이저 빔의 스폿은 일립스 (ellipse) 길이가 스캔 닝 방향으로 1.27 μm 이고 폭이 스캔 닝 방향에 수직으로 1.23 μm 이다. 최대 반사광 강도로 대표되는 레벨 0 은 소거 레벨 (결정 레벨) 로 취해진다. 기록 레벨은 레벨 0 에서 연속해서 변화하여 저 레벨로 반사광 강도를 시프트하여 레벨 0 에서 레벨 7 까지 8 단계의 다가 변조를 수행한다.
레벨 0 은 소거 전력 Pe = 6.5 mW 인 레이저 빔을 조사하여 결정 레벨로 생성된다. 다른 레벨은 도 7(a) 에 도시된 바와 같이 조사 패턴을 기록 전력 Pw =13 mW 및 바이어스 전력 Pb = 0.8 mW 을 사용하여 변화시킴으로서 생성된다. 레이저를 13 mW의 기록 전력으로 조사하는 펄스 폭 Tb 및 바이어스 전력 Pb 의 레이저를 조사하는 펄스 폭은 표 1 에 도시된 것과 같은 레벨에 따라서 변화한다. 기록 레벨 구간 T의 길이는 1 μs (마크 길이 2.4μm) 로 거의 일정하게 설정된다. 기록 펄스 구간과 간섭 펄스 구간의 수에 대하여, Tw 및 Tb 는 결합되어 하나의 집합으로 카운트되고 집합 N 의 수는 N (Tw + Tb ) 이 거의 1 μs 이 되도록 약 14-50 의 범위에서 조절된다.
도 12 는 전술한 것으로부터 얻은 재생 파형을 나타낸다.
도 12 에서 도시한 바와 같이, Rc 에 해당하는 레벨 0 에서 Ra 에 해당하는 레벨 7까지의 8가의 기록 레벨은 순서대로 관찰된다. 이 파형은 10 중복기재 후에 얻는다.
이런 방법으로 기록된 기록층은 껍질을 벗겨 투과 전자 현미경으로 관찰된다. 비정질 마크가 스캐닝 방향으로 간섭없이, 비정질 마크의 폭을 매회 하나의 기록층 구간 T 에 해당하는 2.4 μm 로 변경시키면서 진행하는 것이 관찰된다. 또한 비정질 마크 및 다결정 영역은 선명하게 분리되고 비정질과 다결정 상태의 혼합이 아니라는 것이 관찰된다.
표 1 의 펄스 분할 방법을 유지하면서, 기록 펄스 전력 Pw 이 변하고 유사하게 재생된 파형이 관찰된다. 결과는 도 13 내지 도 16 에 나타나 있다. Pw = 13 mW 일 때 (도 15), 8 레벨은 분명히 관찰된다. Pw = 11(도 13), Pw = 12 (도 14), Pw = 14(도 16) 일 때에는 파형이 Rc 이나 Ra 근처에서 왜곡되어 인접 레벨간의 구별이 불분명하게 된다. 레벨 0 에 가까울 수록, 재결정 영역의 비율은 더 커지고 변화도 더 크다. 다음으로, 레벨 1 과 레벨 2 의 기록 전력은 Pw 으로 취해지고, 레벨 3 내지 레벨 7의 기록 전력은 Pw2 으로 취해지고, 레벨 0 의 기록 (소거) 전력은 Pe 이다. Pw2/Pw1 = 12/11 및 Pe/Pw2 = 0.5 로 일정하게 설정되고 표 1 의 펄스 분할 방법은 기록 전력을 변화시키는 데 사용된다. 따라서, 얻은 재생 파형은 도 17 내지 도 21 에 도시된다. 각 도면의 캡션에서 지시되듯이 각 예제에서 사용되는 기록 빔의 전력 Pw1, Pw2, Pe 은 11/10.1/5.5, 12/11/6, 13/11.9/6.5, 14/12.8/7, 및 15/13.8/7.5 (mW 에서 Pw2/Pw1/Pe) 이다. 도 13 내지 도 16 의 파형과 비교할 때, 명확히 8 개의 레벨로 정의되는 이 도면들은 Pw의 변화에 더 넓은 범위 (Pw2 = 12 내지 14 mW) 로 유지된다.
실시예 1 에서 사용되는 임의의 값이 매체에 대해 DC 방식으로 조사된다면, 얻은 반사광 강도는 용융 후 재결정 때문에 초기의 비기록 결정 상태의 강도와 거의 동일하게 된다. 즉, "거의 동일" 의 표현은 반사광 강도가 ±30% 의 범위내에 있다는 것을 의미한다
실시예 2
0.74 μm 의 트랙 피치와 0.3 μm 의 그루브 폭, 35 nm 의 그루브 깊이의 트랙킹 그루브를 가진 두께가 0.6 mm 인 주입-주형 폴리 탄산 에스테르 수지 기판은 (ZnS)80(SiO2)20 으로 만들어진 두께가 64 nm 인 하보호층, Ge5Sb69Te26으로 만들어진 두께가 18 nm 인 상 변화 기록층, (ZnS)85(SiO2)15 으로 만들어진 두께가 20 nm 인 상보호층, 및 Al99.5Ta0.5 으로 만들어진 두께가 200 nm 인 반사층을 스퍼터링을 통해 연속적으로 스퍼터된다. 자외선 경화 수지는 보호층을 형성하기 위하여 기록층에 4 μm 의 두께로 스핀 코트 방법으로 가해진다. 유사한 층 구조를 가진 두께가 0.6 mm 인 다른 기판이 준비되고 이 두개의 기판은 기록층 표면을 안쪽에 배치하여, 지연된 자외선 경화 접착제 (소니 케미컬 SK7000)를 사용하여 서로 접착된다. 그 후, 장축이 약 70 μm 이고 단축이 약 1 μm 인 스폿에 포커스되고 파장이 약 830 nm 인 반도체 레이저 빔이 조사되고 기록층을 결정(초기화)하기 위해 단축 방향으로 선속도가 2.5 m/s 로 스캔 된다.
판독/기록 평가에서, DDU1000 tester of Pulstec Industrial Co.,Ltd.(레이저 파장이 637 nm, NA = 0.63) 는 선형 속도 2.4 m/s 로 그루브에 기록하거나 판독하기 위해 사용된다. 기록층 표면에서의 레이저 빔의 스폿은 스캔 닝 방향 및 스캔 닝 방향에 수직으로 모두 0.87 μm 이다. 레벨 0 은 소거 레벨(결정 레벨)로 취해진다. 기록 레벨은 레벨 0 에서 연속해서 변화하여 저 레벨로 반사광 강도를 시프트하여 레벨 0 에서 레벨 7 까지 8 단계의 다가 변조를 수행한다.
레벨 0 은 소거 전력 Pe = 6.0 mW 인 레이저 빔을 조사하여 결정 레벨로 생성된다. 다른 레벨은 도 7(a) 에 도시된 바와 같이 표 2 의 펄스 분할 방법에 따라서 조사 패턴을 변화시킴으로서 생성된다. 즉, 기록 전력은 레벨 1, 2, 3, 4 에 대해 Pw = 9.7 mW, 레벨 6, 7 에 있어 Pw = 13 mW 로 설정되고 바이어스 전력은 모든 레벨에 대해 Pb = 0.5 mW 로 설정된다. 기록 레벨 구간의 길이 T 는 400 ns (마크 길이 0.96 μm)로 거의 일정하게 설정된다. 기록 펄스 구간과 간섭 펄스 구간의 수에 대하여, Tw 및 Tb 는 결합되어 하나의 집합으로 카운트되고 집합 N 의 수는 N (Tw + Tb) 이 거의 400ns 이 되도록 약 7 - 14 의 범위에서 조절된다.
도 22 는 전술한 것으로부터 얻은 재생 파형을 나타낸다.
도 22 에서 도시한 바와 같이, Ra 에 해당하는 레벨 0 에서 Rb 에 해당하는 레벨 7까지의 8 개의 기록 레벨은 순서대로 관찰된다. 이 파형은 10 중복 기재 후에 얻는다.
실시예 2 에 사용된 임의의 Pw 값이 매체에 대해 DC 방식으로 조사될 때, 얻은 반사광 강도는 용융 후 재결정 때문에 초기의 비기록 결정 상태의 값과 거의 동일하다.
여기에서, "거의 동일" 의 표현은 반사광 강도가 ± 30 % 의 범위내에 있는 것을 의미한다.
실시예 3
본 실시예는 기록매체 및 기록 방법이 기록층의 용융/재응고 프로세스 동안에 적극적으로 재결정을 이용하고 비정질 마크의 에어리어는 비정질 마크를 형성할 때에 재결정 프로세스 및 비정질 프로세스간의 경합에 의해 제어되는 것을 나타낸다.
1.6 μm 의 트랙 피치와 0.5 μm 의 그루브 폭, 37 nm 의 그루브 깊이의 트랙킹 그루브를 가진 두께가 1.2 mm 인 주입-주형 폴리 탄산 에스테르 수지 기판은 (ZnS)80(SiO2)20 으로 만들어진 두께가 92 nm 인 하보호층, In8Ge5Sb64Te23 으로 만들어진 두께가 19 nm 인 상 변화 기록층, (ZnS)80(SiO2)20 으로 만들어진 두께가 35 nm 인 상보호층, 및 Al99.5Ta0.5 으로 만들어진 두께가 250 nm 인 반사층을 스퍼터링을 통해 연속적으로 스퍼터된다. 자외선 경화 수지는 보호층을 형성하기 위하여 기록층에 4 μm 의 두께로 스핀 코트 방법으로 가해진다. 그 후, 장축이 약 70 μm 이고 단축이 약 1 μm 인 스폿에 포커스되고 파장이 약 830 nm 이고 전력이 약 700 mW 인 반도체 레이저 빔이 기록층을 결정(초기화)하기 위해 단축 방향으로 선속도가 3 nm/s 로 빔을 이동시키며 기판을 통해 조사된다. 초기 결정 상태의 반사광 강도는 기록층이 다음의 테스터에 의해 용융되고 재결정될 때 얻어지는 강도와 거의 동일하다. 실제적으로, 용융된 후 기록층은 재응고 프로세스 동안에 재결정되고 초기화된다. 반사층의 시트 저항은 0.5 Ω/이다. Dia Instrument Co.,Ltd 에서 생산된 Loresta MP 를 사용하여 저항 측정을 한다. 측정 방법은 와 JIS K7194 와 동일하다.
판독/기록 평가에서, Pulstec Industrial Co.,Ltd. 의 DDU1000 tester (레이저 파장이 780 nm, NA = 0.55) 는 선형 속도 4.8 m/s 로 그루브에 기록하거나 판독하기 위해 사용된다. 파장이 약 780 nm 인 광원으로서의 레이저는 NA = 0.55 인 렌즈를 통해 포커스되고 기판을 통해 기록층 표면에 조사된다. 포커스된 광 빔의 스폿은 그루브 방향으로 길이가 1.27 μm 이고 그루브의 수직 방향 (라디알(radial) 방향) 으로 폭이 1.23 μm 이다.
기록 전력 Pw은 매체에 DC 방식으로 조사된다. 트랙킹 서보는 활성화되어 중앙에서 레디컬 위치 30-50 mm 에의 디스크에 연속적으로 형성된 그루브에 포커스된 광 빔을 조사한다. 전력이 일정하게 설정됨과 동시에 디스크는 한번의 회전을 완료하고 포커된 광 빔은 선속도 4.8 m/s 로 디스크에 대하여 이동된다. 빔 지름으로부터 보이는 전력 Pw 은 연속해서 거의 무한 길이로 조사된다. 단지 하나의 포인트에서 기록 전력은 간섭되고 Tb 의 지속시간에 Pb = 0.8 mW 로 강하된다. 전력은 충분히 작아서 기록층은 단지 고상에서 결정 온도 아래의 온도 우물 (temperature well) 에 조사된다. 기록광 전력은 Pb 와 동일한 0.8 mW 로 설정된다.
도 27 내지 도 32, 도 33 내지 도 38, 및 도 41 내지 도 46 은 조사 패턴과 반사광 강도의 변화를 나타낸다. 가로축은 시간축을 나타낸다. 세로축의 하반은 조사 레이저 전력을 Pw 에서 Pb 로 스위칭하는 타이밍 신호를 나타내고, 세로축의 상반은 재생된 반사광의 강도에 비례하는 출력 전압을 나타낸다. 타이밍 신호 레벨이 낮을 때에는, Pb 는 조사되고; 높을 때에는, Pw 이 조사된다. 기록 전력/바이어스 전력의 조사 및 재생광에 기반한 기록이 동시에 수행되지 않는다 하더라도, 재생 파형은 조사된 위치의 바이어스 전력 Pb 로 동기화된다. 따라서, 지속 시간 Tb 이고 전력 Pb 인 광빔을 조사함로서 유발된 기록층의 변화는 재생, 반사광 강도에서의 변화로서 동기적으로 검출된다.
도 27 내지 도 32 는 전력이 한위치에서, Pw 로부터 이후 조사된 바이어스 전력인 Pb 로 동시에 감소될 때 조사 패턴과 반사광 강도를 나타낸다. 도 33 내지 도 38 은 전력 Pw 이 Tb 가 Tb = 200 nsec 로 일정하게 유지되며 변화할 때 조사 패턴 및 반사광 강도를 나타낸다. Pw 에서 Pb 로 전력을 스위치하는 시간 즉 레이저 빔 전력의 상승 시간은 약 2 ns 보다 짧아서 스위칭이 거의 동시에 수행되는 것으로 평가될 수 있다. 도 27 내지 도 32, 및 도 33 내지 도 38 은 각각 Pw = 7, 8, 10, 12, 14, 및 16 mW 순서에 해당한다. 각 경우에, 단지 Pw 이 8 mW 이상일때에는, 관찰되는 비정질 상태의 형성에 인한 반사광 강도의 감소이다. 기록층은 적어도 8 mW 이상에서 용융되는 것으로 간주된다.
도 27 내지 도 32 에서, Pw 가 8 mW 이상일 때에만 반사광 강도의 감소가 전력이 Pw 에서 Pb 로 스위치되는 근방에서 일어난다. 반사광 강도의 전후에 반사광 강도는 도 27 내지 도 32 및 도 33 내지 도 38의 경우에 거의 일정한 레벨로 유지된다. 특히 전력 Pb 인 빔이 DC 방식으로 조사되는 도 27 내지 32 의 경우에, 전력만이 조사되는 기록층에서의 부분이 변화가 없고 초기 결정 상태를 유지하는 것으로 간주된다.
전력의 DC 형 조사 및 Pb 의 DC 형 조사 모두는 동일한 반사광 강도를 발생하는 사실은 Pw 의 DC 형 조사의 경우에 용융 기록층은 재응고동안에 모두 재결정되고 적어도 시각적으로 식별될 수 없는 차이로 초기 결정 상태와 동일한 결정 상태로 복귀되는 것을 의미한다. 이러한 재결정의 프로세스는 도 39 및 도 40 에서 도식적으로 나타낸다. 도 39 는 전력이 Pw 에서 Pb 로 감소되고 이후에는 Pb로 되는 경우를 나타낸다. Pw 전력 빔이 DC 방식으로 조사될 때, 일정한 상수로 용융된 영역은 약 조사된 빔의 지름의 크기이고 형태 유지 상수의 용융 영역은 도면에서 빔을 따르는 스캔 닝 방향으로 왼쪽에서 오른쪽으로 이동하는 것으로 간주된다. Pw 가 DC 방식으로 조사되는 영역에서 용융 영역은 용융된 후 재결정하는 초기화 결정 영역 (1) 의 부분으로서 모두 재결정 영역 (2) 으로 재결정된다. 전력이 Pw 에서 Pb 로 동시에 스위치되는 지점 근방에서, 기록층의 냉각 속도는 일시적으로 비정질 상태의 형성을 위한 임계 냉각 속도를 초과하여 커질 수 있어 비정질 마크 (3) 를 형성하며 이 부분에서의 기록층은 비정질 상태로 변환된다. Pw 전력 빔이 DC 방식으로 조사되는 영역 (5) 에서, 용융 자체가 기록층에서 일어나지는 않고 따라서 영역 (5) 은 초기화 결정 영역 (1) 으로 유지된다. 도 39 에서 재결정 영역 및 초기 재결정 영역이 다른 패턴으로 구별되게 도시되어 있지만, 이 두 결정 상태는 반사광 강도가 거의 동일하다면 실제적으로 구별되지 않는다.
한편, 도 40 은 단지 지속 시간 Tb 동안 Pw 에서 Pb 로 변화하고 이후에는 Pb 로 복귀하는 경우를 도식적으로 나타내고 있다. 본 경우에서, 비정질 마크의 후단은 도 39 의 경우보다 다소 짧은 경향이 있다. 이것은 Tb 이후에 다시 조사되는 전력 Pw 의 열 효과가 Tb 에 의해 발생되는 냉각속도에서 증가한다는 사실로 기인하는 것으로 간주된다. 비정질 마크를 따르는 영역은 재결정 영역 (2) 으로 형성되는 도 39 에서 도시된 것과 다르다. 즉, 도 40 에서 "현재 용융 영역 (6)" 은 도면에서 빔 스캔 이 진행함에 따라 오른쪽으로 이동하지만, 도 39 에서처럼, 응고 동안 자체 재결정에 의해 재결정 영역 (2) 으로 모두 재결정된다.
도 41 내지 도 46 은 Pw 및 Pb 를 Pw = 12 mW 로 Pb = 0.8 mW 로 유지하며 변화되는 조사 패턴 및 반사광 강도를 도시한다. 도 41 내지 도 46 은 각각 Tb = 10, 30, 50, 100, 200, 및 400 ns 의 순서로 대응한다. Tb 가 대략 5 ns 보다 길때에 용융 영역 후단에서의 기록층의 냉각 속도는 임계 냉각 속도이며, 따라서 비정질 마크가 형성된다. Tb 가 증가함에 따라, 비정질 마크의 에어리어를 증가시키면서 용융 영역 자체의 에어리어는 증가한다 (결과적으로 반사광 강도에서 현저한 감소가된다). Tb 가 200 ns 보다 길 경우에는 비정질 마크는 일정하게 유지된다. 이것으로부터 Tb 가 약 200 ns 이하의 영역에서 전력이 Pw 에서 Pb 로 변하기 직전에 존재하는 용융 영역의 일부분만이 비정질 상태로 변하고 비정질 상태의 에어리어는 오프 전력 및 지속 시간에 의해 결정되는 냉각 속도에 의해 지배된다. Tb 가 200 ns 이상인 경우 오프 펄스를 사용하는 온도 변화 제어에 의해 영향받는 에어리어는 제한되는 것으로 간주되고, 따라서 냉각 속도가 증가하더라도 비정질 마크의 후단에서의 재결정 영역의 크기는 일정하게 유지된다.
비정질 마크의 영역은, 오프-펄스 구간(Tb) 중에 냉각 속도를 사용함으로써 기록층 그 자체에 본성적으로 "자체 재결정화" 를 부분적으로 한정하여서 재결정화 영역을 제어하는 메카니즘에 의하여 결정되며, 그와 같이 형성되어 응고된 비정질 마크는 이어지는 기록 펄스에 의하여 개별적으로 제거되지 않는 것을 명확하게 보여준다.
투과 전자 현미경 (transmission electron microscope) 에 의한 관찰에 의하면, 도 27 내지 도 32, 도 33 내지 도 38 및 도 41 내지 도 46 에서 반사광 강도가 떨어지는 영역은 판독/기록 빔의 스캔 방향으로 0.01-1㎛ 길이의 비정질 마크인 것을 발견했다. 또 다른 경우에서, 마크의 후단부는 화살의 깃털에 가까운 형태를 갖는다. TEM 현미경 관찰은, 하나의 오프-펄스 (Pb) 의 공급이, 연속적인 영역을 차지하는 하나의 비정질 마크를 생성하는 것을 또한 보여주고 있다. 이것은 핵으로서 용융된 영역의 주변 영역내의 결정화된 영역을 사용하는 결정 성장에 의하여, 재응고화 과정 중에 재결정화가 진행되는 것을 의미한다. 이것은 응고화된 비결정 마크 내부로부터 혹은 용융된 영역 내에서의 핵발생 및 핵성장에 의하여 결정화 정도를 제어하는 다가 기록 시스템과는 기본적으로 상이하다.
또한, 다가 기록은 상술된 것과 동일한 매체를 사용하고 Pw/Pb 2-가 변조에 기초를 둔 "자체 재결정화" 를 사용함으로써 실행된다. 이 때, 반사광 강도 레벨은 Pb 조사 시간 (Tb) 을 변화함으로써 다중값에서 제어되었으며, 동시에 Pb 전력빔조사 구간들 사이의 간격은 또한 변화시켜서 격리된 피크 사이의 간격을 변조했다.
판독/기록 빔은 4.8m/s 의 속도로 스캔 되었으며, 기록 레벨 구간 (T) 의 시간 길이와 공간길이는 각각 1000 ns 와 4.8 ㎛ 로 각각 설정되었다. 쌍으로 된 Pw/Pb 기록 빔의 조사 패턴은, 도 47 의 하부에서 볼 수 있는 바와 같이, 기록 펄스 구간과 인터럽트 구간이 제공되는데, Pw 은 12 mW 에서 일정하게 설정되고 Pb 는 0.8 mW 에서 일정하게 설정된다.
수반하는 인터럽트 구간을 포함하는 하나의 기록 펄스 구간으로서 총 시간 (Tt0) 는 Tt0 = 125 ns 일 때 상수로 설정되었으며, 8Tt0 은 하나의 기록 레벨 구간을 형성한다. 반사광 강도 레벨은 Pw 조사 시간에 대한 Tt0 의 비, 즉 듀티 비만을 변화함으로써 변화되었다. 반사광 강도에서의 결과적인 변화는 도 47 의 상부 내에 도시되어 있다.
도 48 은 8 가의 다중가 기록이 상술된 듀티 비 제어에 의하여 실행되는 실시 경우를 보여준다. 하나의 기록 레벨 구간은 Pw 및 Pb 의 8 개 세트에 의하여 형성된 격리 비결정 마크를 포함한다. 하나의 기록 레벨 구간에서 반사광 강도는 (재생성 광빔의 광공간 분해능의 뽀족하지 않음을 사용하는 평균에 의하여) 이들 8 개의 반사광 강도의 평균값에서 실질적으로 일정한 값을 유지할 수 있다.
각각의 기록 레벨을 형성하기 위하여 사용되는 듀티비는 Pw 조사 구간에 대한 시간 (Tt0) 에 대한 비로서 도 48 에 도시되어 있다. 이것은 듀티비를 제어하기 위하여, 두 단계의 Pw/Pb 기록 전력 레벨을 단순히 번갈아 교대함으로써, 정렬된 방법으로 8-가 다가 기록을 실현할 수 있다는 것을 보여준다. 또한 95% 이상의 듀티비는 반사광 강도가 초기 결정 레벨로 실질적으로 완전하게 회복될 수 있게 한다는 것을 발견했다. 이것은 최소 반사광 강도를 생성하는 듀티비가 44% 이고, 최대 반사광 강도를 생성하는 듀티비가 96% 이며, 반사광 광도는 50% 이상의 듀티 비 영역 내에서 변화된다는 것을 보여준다.
도 49 는 하나의 기록 레벨 구간의 길이가 상술된 8-가 레벨을 기초로 하여 Tto 의 수를 변화함으로써 변화된다는 것을 보여준다. 이 도면에서는, 관련된 레벨과 (% 다음의 곱으로 표현되는) Tt0 의 수를 생성하기 위하여 사용된 듀티 비(%) 을 보여준다. 예를 들면, 64% x 16 은, Pw 가 64% 의 듀티 비로 조사되는 구간 Tt0 가 연속적으로 16 번 형성되는 것을 의미한다. 이 예에서, 반복적인 중복기재가 100 번 실행되었고 각각의 반사광 강도는 초기 상태를 유지했다.
실시예 4
0.74 ㎛ 의 트랙 피치를 갖는 트래킹 그루브와, 30 nm 의 그루브 깊이와, 0.3 ㎛ 의 그루브 폭을 가지며, 0.6 mm 의 두께를 갖는 주입-몰드 폴리카보나이트 수지 기판이, (ZnS)80(SiO2)20 로 형성된 68 nm 두께의 하부 보호층, In3Ge5Sb69Te23 으로 형성된 18 nm 두께의 상 변화 기록층, (ZnS)85(SiO2)15 로 형성된 20 nm 두께의 상부보호층 및 Al99.5Ta0.5 로 형성된 250 nm 두께의 반사층으로 연속적으로 스퍼터 되었다. 자외선 경화 수지가 반사층 상부에 스핀 코팅법에 의하여 4㎛ 의 두께로 도포되어서 보호층을 형성했다. 유사한 층 구조를 갖는 0.6 mm 의 또다른 기판이 제조되었으며 두 기판은 열-용융 접작체를 사용하여, 내부에 배치된 기록층 표면을 서로 접착시켰다. 그런 후, 약 70㎛ 의 장축과 약 1㎛ 의 단축을 갖는 스폿에 포커스되어 있으며, 약 830 nm 의 파장을 갖는 반도체 레이저 빔을 조사시켜서, 3-4 m/s 의 선속도로 두 기록층 상을 스캔 하여서 기록층을 결정화(초기화) 한다.
판독/기록 평가에 대하여는, 풀스텍 인더스트리얼 (Pulstec Industrial Co., Ltd) 에 의하여 생성된 DDU1000 테스터(660 nm 의 파장, NA=0.6) 가 3.5 m/s 의 선속도로 그루브로 기록하고 그루브로부터 판독하기 위하여 사용되었다. 이 기록빔 전력 Pr 은 0.7 mW 로 설정되었다. 판독/기록 빔은 스캔 방향으로 0.97 ㎛ 의 길이와 스캔 방향에 수직인 방향으로 0.94㎛ 폭을 갖는 스폿을 가진다.
도 50 은, Pw 가 기록 전력을 갖는 DC 방식으로 조사되며, Pw 를 12 mW 로 설정하고, 바이어스 전력 Pb 는 0.7 mW 로 설정되며, 그 전력은 어떤 순간에 Pb 로 스위칭될 때, 반사광 강도(상부에서) 및 조사 패턴(하부에서) 을 보여준다. 이것은 그 전력이 변화된 후에만 즉시 반사광 강도가 떨어지며 비결정 마크가 형성되는 것을 보여준다. Pw 전력이 계속 조사될 때, 반사광 강도는, 용융 후에, 초기 결정화 상태의 레벨로 회복되며, 이것은 이 매체가 "자체 재결정화" 능력이 높음을 의미한다.
이 매체는 다음의 조사 패턴으로 기록되었다. 즉, 반사광 강도는 Pw=13 mW 와 Pb=0.7 mW 의 두 전력을 사용하여, Pw 전력을 조사하기 위한 기록 펄스 구간과 Pb 전력을 조사하기 위한 인터럽트 구간 사이의 비를 변화시킴으로써 제어되었다. 이 기록 펄스 구간과 인터럽트 구간은 T0=110 ns(길이 : 0.385㎛) 인 하나의 기록 레벨을 형성하기 위하여 결합되었다. 도 52 는 얻어진 반사율을 나타낸다. 반사광 강도의 13 레벨이 얻어졌다. 각각의 레벨은 To 기록을 8 번 반복으로써 생성되고 기록 레벨 구간은 8T0=880 ns 의 길이를 갖는 것으로 간주될 수 있다. 즉, 기록 레벨 구간은 3.08 ㎛ 의 길이로 간주될 수 있으며 기록 펄스와 오프-펄스의 8 개의 쌍의 결합을 사용하여 형성된다.
대응하는 레벨을 발생하기 위하여 사용된 각 기록 펄스 구간에 대한 듀티 비는 도 52 내에 도시된다. 특히, 최저의 기록 레벨 (L1) 에서 최고의 기록레벨 (L13) 까지의, 각각의 기록 레벨을 생성하기 위한 듀티비는, L1 는 27.3%, L2 는 36.4%, L3 는 45.5%, L4 는 50.0%, L5 는 54.5%, L6 는 59.1%, L7 는 63.6%, L8 는 68.2%, L9 는 72.7%, L10 는 77.3%, L11 는 81.9%, L12 는 86.4%, L13 은 90.9% 이다. 이러한 경우에, TEM 현미경 관찰은, 각각의 비정질 마크가 도 39 에서 도시된 바와 같이 화살표 깃털과 같은 형태이며, 대다수의 비정질 마크가, 결정화 영역에 의하여 둘러 싸여서, 격리되어 있다는 것을 증명하고 있다. 가장 큰 비정질 마크의 경우에, 이들 후단부의 일부분은 결합 기록 레벨 구간 내의 또다른 비정질 마크와 접속되어 있는 것이 발견되었다.
도 51 은 상기의 예에서 듀티 비가 기록 레벨을 시프트하기 위하여 T0=110ns 마다 변화될 때 반사율에서의 변화를 보여준다.
좌에서부터 우로 L1-L5, L5-L8, L9-L11 으로 각각 표시된 부분은, 기록 레벨이 매 To 동안, 두 개의 레벨 L1 과 L5 의 사이, L5 와 L8 사이, 및 L9 와 L11 사이에서 교대로 시프트되는 영역에 대응한다. 도면의 오른쪽에서, 영역 L4, L5, L6, ...,L10 으로 표시된 부분은, 기록 레벨이, L4 에서 시작하여 L10 까지 시프트될 때까지, 8To 마다 시프트 되는 부분이다. 매 8To 동안 형성된 이 기록 레벨은, 진행하고 이어지는 레벨과의 광 간섭의 결과로서 평균레벨로서 재생성된다. 기록 레벨이 110 ns 마다 변화될 때, 즉 이것은 각각의 레벨이 변화되지만, 그들 반사광 강도는 기록 레벨이 8To 마다 변화되는 경우와 반드시 일치하는 것은 아니다. 상술된 바와 같이, 재생 빔의 지름보다 작은, 기록 레벨 구간으로부터 재생된 광 파형은 날카롭지가 않다. 그러므로, 이것은, 미국 특허 번호 5,818,806 호에서 개시된 바와 같이, 광 변조 전달 함수의 역함수 혹은 소프트웨어-기초 필터를 고려하는 전자 회로를 제공하고, 적절한 반사광 강도 (L1-L13) 로 할당된 그것을 갖기 위하여 재생용 이 필터를 통하여 미처리 파형을 통과시켜서 원 신호를 회복하는 것을 가능하게 한다.
이 실시예에서, 이 변조((Rc-Ra)/Rcx100 의 경우)는 50% 이상이었다.
상술된 본 발명에 따르면, 다가 기록 시스템 내의 상 변화 매체를 사용하는 새로운 원리를 기초로 하여 상 변화 다가 기록 매체와 다가 기록/재생 방법을 제공한다. 이 다가 기록/재생 방법은 비정질 마크를 안정화시키고 다중 기록 레벨 중에서 광특성차를 증가시킬 수 있으며 비정질 마크의 경계를 분류할 수 있어서 비정질 마크를 유사한 크기로 형성할 수 있게 한다.

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  34. 에너지빔의 조사에 의해 결정상태와 비정질상태와의 사이로 상변화를 일으키는 기록층을 갖는 정보기록용 매체에 대하여 기록용 에너지빔을 조사하여 상기 기록층을 국소적으로 용융시키는 단계; 및
    응고 시의 냉각에 의해 비정질 마크를 형성하여 상기 매체에 정보를 기록하는 단계를 구비하며,
    단일 기록층 내의 상기 비정질 마크의 크기는, 주로 응고 과정 동안의 재결정화 과정과 비정질화 과정 사이의 경합에 의해, 3 개 이상 100 개 이하의 다단계 기록 레벨로 제어되는 것을 특징으로 하는 다가 기록 방법.
  35. 제 34 항에 기재된 다가 기록 방법에 따라 기록된 상기 비정질 마크에 재생용 광빔이 조사될 때, 재생용 광빔의 조사영역으로부터의 반사광의 강도가, 결정영역과 비정질 영역 사이의 광학특성의 차이 및 그들의 면적에 따라 3 개 이상 100 개 이하의 다단계 기록레벨로 제어되는 것을 특징으로 하는 다가 재생 방법.
  36. 제 34 항에 있어서,
    상기 비정질 마크가 형성되어 있는 영역에 상기 기록용 에너지빔이 조사되어 상기 기록층을 용융시킴으로써 상기 비정질 마크를 소거하고, 상기 응고시에, 비정질 영역과 재결정 영역이 새롭게 형성되어 상기 비정질 마크를 중복기재하는 것을 특징으로 하는 다가 기록 방법.
  37. 제 35 항에 있어서,
    상기 기록용 에너지빔 및 상기 재생용 광빔은, 기록층 표면에, 2 ㎛ 이하의 스폿 지름을 갖는 것을 특징으로 하는 다가 재생 방법.
  38. 제 37 항에 있어서,
    상기 기록용 에너지빔 및 상기 재생용 광빔은, 기록층 표면에, 그의 장축이 빔 스캔 방향에 수직한 방향으로 배향된 타원형 스폿을 갖는 것을 특징으로 하는 다가 재생 방법.
  39. 제 35 항에 있어서,
    상기 기록용 에너지빔이 상기 기록용 매체에 대해 스캔 되어 상기 스캔 방향을 따라 용융 영역을 형성하여 비정질 마크를 형성할 때, 상기 비정질 마크의 크기는, 상기 스캔 방향에 대하여, 상기 비정질 마크의 폭을 변화시킴으로써 제어되고, 상기 비정질 마크의 폭은, 상기 스캔 방향에 대하여, 상기 다단계 기록 레벨 중 어느 레벨에서도 상기 재생용 광빔의 폭보다 작게 만들어지는 것을 특징으로 하는 다가 재생 방법.
  40. 제 35 항에 있어서,
    상기 기록용 에너지빔이 상기 기록용 매체에 대해 스캔 되어 상기 스캔 방향을 따라 용융 영역을 형성하여 비정질 마크를 형성할 때, 상기 비정질 마크의 크기는, 상기 스캔 방향에 대하여, 상기 비정질 마크의 길이를 변화시킴으로써 제어되고, 상기 비정질 마크의 길이는, 상기 스캔 방향에 대하여, 상기 다단계 기록 레벨 중 어느 레벨에서도 상기 재생용 광빔의 길이보다 작게 만들어지는 것을 특징으로 하는 다가 재생 방법.
  41. 제 34 항에 있어서,
    하나의 기록 레벨 구간으로부터 다른 기록 레벨 구간으로 천이될 때, 상기 천이는 결정 상태에 대응하는 기록 레벨 구간을 반드시 통과하는 것을 특징으로 하는 다가 기록 방법.
  42. 제 41 항에 있어서,
    상기 비정질 마크는 결정 영역에 의해 둘러싸여 고립되어 있고, 상기 고립된 비정질 마크에 대응하는 반사광 강도 피크간 간격은 기준길이 T 로 일정하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 다가 기록 방법.
  43. 제 42 항에 있어서,
    상기 고립된 반사광 강도 피크간 간격은 상기 기준길이 T 의 정수배이고, 피크-대-피크 간격 LT (L은 n 개의 정수 중 어느 하나) 및 m 단계 (m 은 임의의 정수) 의 기록 레벨로 이루어지는 2 개의 변수를 사용함으로써 다가 기록이 행해지는 것을 특징으로 하는 다가 기록 방법.
  44. 제 41 항에 있어서,
    상기 기록 레벨 구간은 n 종류의 길이를 갖는 사다리꼴 파형을 갖고, 적어도 상기 사다리꼴 구간의 길이 또는 상기 사다리꼴 구간들간의 간격은 변조되어 있는 것을 특징으로 하는 다가 기록 방법.
  45. 제 34 항에 있어서,
    하나의 기록 레벨 구간으로부터 다른 기록 레벨 구간으로 천이될 때, 기준 기록 레벨을 통과하지 않고 연속적으로 천이되는 것을 특징으로 하는 다가 기록 방법.
  46. 제 34 항에 있어서,
    하나의 기록 레벨 구간에서의 기록용 에너지빔 조사 시간의 일부 또는 전부가 하나 이상의 기록 펄스 구간 및 하나 이상의 인터럽트 구간으로 분할되고,
    상기 기록 레벨 구간에서의 상기 기록용 에너지빔의 파워는, 상기 기록 펄스 구간 동안은, 상기 기록층을 용융시키는데 충분한 파워 Pw 로, 상기 인터럽트 구간 동안은, Pw 보다 작은 0 을 포함하는 파워 Pb 로 설정되고,
    상기 비정질 마크의 크기는 상기 조사 시간내의 상기 기록용 에너지빔의 조사 패턴을 변화시킴으로써 제어되는 것을 특징으로 하는 다가 기록 방법.
  47. 제 46 항에 있어서,
    상기 인터럽트 구간 동안 조사된 상기 기록용 에너지빔의 파워 Pb 는 0 ≤Pb ≤0.2 Pw 의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 다가 기록 방법.
  48. 제 46 항에 있어서,
    상기 조사 시간내의 상기 기록용 에너지빔의 상기 조사 패턴은 Pb 및 Pw 의 크기를 변화시킴으로써 변화되는 것을 특징으로 하는 다가 기록 방법.
  49. 제 46 항에 있어서,
    상기 조사 시간내의 상기 기록용 에너지빔의 상기 조사 패턴은, 상기 기록 펄스 구간 및/또는 상기 인터럽트 구간의 길이를 변화시킴으로써 변화되는 것을 특징으로 하는 다가 기록 방법.
  50. 제 35 항에 있어서,
    상기 재생용 광빔의 직경 rb 는 상기 기록 구간의 공간적 길이 Ts 이상으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 다가 재생 방법.
  51. 제 50 항에 있어서,
    하나의 기록 레벨 구간을 형성하기 위한 기록용 에너지빔 조사 시간의 일부 또는 전부가 하나의 기록 펄스 구간 및 이의 전후에서 상기 기록 펄스 구간을 수반하는 하나의 인터럽트 구간으로 분할되고,
    상기 기록 레벨 구간에서의 상기 기록용 에너지빔의 파워는, 상기 기록 펄스 구간 동안은 상기 기록층을 용융시키는데 충분한 파워 Pw 로, 상기 인터럽트 구간 동안은 Pw 보다 작은 0 을 포함하는 Pb 로 설정되고,
    상기 비정질 마크의 크기는 Pw, Pb, 상기 기록 펄스 구간 길이, 및/또는 상기 인터럽트 구간 길이를 변화시킴으로써 제어되는 것을 특징으로 하는 다가 재생 방법.
  52. 제 51 항에 있어서,
    상기 기록 레벨 구간의 길이는 기준길이 T 로 일정하고, 상기 비정질 마크의 크기는 상기 기록 레벨 구간에 대한 상기 기록 펄스 구간의 듀티 비를 변화시킴으로써 제어되는 것을 특징으로 하는 다가 재생 방법.
  53. 제 34 항에 있어서,
    상기 기록 레벨의 수는 4 개 이상인 것을 특징으로 하는 다가 기록 방법.
  54. 제 35 항에 있어서,
    최강 반사광 강도 Rc 와 최약 반사광 강도 Ra 를 포함하는 반사광 강도 범위는 m 개의 서브-범위 (m > 1) 로 분할되고,
    상기 m 개의 서브-범위는, 최대 반사광 강도를 갖는 서브-범위가 상기 최강 반사광 강도 Rc 를 포함하고 최소 반사광 강도를 갖는 서브-범위가 상기 최약 반사광 강도 Ra 를 포함하도록 설정되고,
    얻어진 반사광 강도가 어느 레벨에 해당하는가는, 상기 반사광 강도가 상기 m 개의 서브범위 중 어느 범위에 속하는가를 체크함으로써 결정되는 것을 특징으로 하는 다가 재생 방법.
  55. 제 54 항에 있어서,
    상기 m 개의 서브-범위는 상기 반사광 강도에서 서로 동일한 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 다가 재생 방법.
  56. 제 54 항에 있어서,
    상기 m 개의 서브-범위 각각의 크기는, 상기 서브-범위가 Rc 에 가까워짐에 따라 증가하는 것을 특징으로 하는 다가 재생 방법.
  57. 제 34 항에 있어서,
    상기 정보기록용 매체는, 상기 기록층의 용융 상태로부터의 재결정화가 결정 성장에 의해 상기 결정 영역으로부터 실질적으로 진행하는 매체인 것을 특징으로 하는 다가 기록 방법.
  58. 제 57 항에 있어서,
    상기 정보기록용 매체는, 다가 기록을 위한 조건에서, i) 상기 기록층을 용융시키는데 충분한 상기 기록용 파워 Pw 가 연속적으로 (DC 전류와 같은 방식으로) 조사될 때, 상기 용융 영역이 실질적으로 완벽하게 재결정화되고, ii) 고체상에서 재결정화 온도 바로 아래의 온도까지 상기 기록층을 가열하는 오프-파워 Pb 가 상기 기록용 파워 Pw 다음으로 조사될 때만, 상기 용융 영역이 비정질 상태로 변하는 매체인 것을 특징으로 하는 다가 기록 방법.
  59. 제 35 항에 있어서,
    상기 기록 레벨의 수는 4 개 이상인 것을 특징으로 하는 다가 재생 방법.
  60. 제 35 항에 있어서,
    상기 정보기록용 매체는, 상기 기록층의 용융 상태로부터의 재결정화가 결정 성장에 의해 상기 결정 영역으로부터 실질적으로 진행하는 매체인 것을 특징으로 하는 다가 재생 방법.
  61. 제 60 항에 있어서,
    상기 정보기록용 매체는, 다가 기록을 위한 조건에서, i) 상기 기록층을 용융시키는데 충분한 상기 기록용 파워 Pw 가 연속적으로 (DC 전류와 같은 방식으로) 조사될 때, 상기 용융 영역이 실질적으로 완벽하게 재결정화되고, ii) 고체상에서 재결정화 온도 바로 아래의 온도까지 상기 기록층을 가열하는 오프-파워 Pb 가 상기 기록용 파워 Pw 다음으로 조사될 때만, 상기 용융 영역이 비정질 상태로 변하는 매체인 것을 특징으로 하는 다가 재생 방법.
  62. 제 34 항 또는 제 35 항에 따른 방법에 사용되는, 기록층을 구비하는 다가 기록 매체로서, 상기 기록층은 에너지빔이 조사되면 결정 상태 및 비정질 상태와의 사이에서 그의 상이 변화하고, 상기 기록층의 용융 상태로부터의 재결정화는 실질적으로 결정 영역으로부터의 결정 성장에 의해 진행하는 것을 특징으로 하는 다가 기록 매체.
  63. 제 62 항에 있어서,
    다가 기록 방법을 수행하는 조건에서, i) 상기 기록층을 용융시키는데 충분한 상기 기록용 파워 Pw 가 연속적으로 (DC 전류와 같은 방식으로) 조사될 때, 상기 용융 영역이 실질적으로 완벽하게 재결정화되고, ii) 고체상에서 재결정화 온도 바로 아래의 온도까지 상기 기록층을 가열하는 오프-파워 Pb 가 상기 기록용 파워 Pw 다음으로 조사될 때만, 상기 용융 영역이 비정질 상태로 변하는 것을 특징으로 하는 다가 기록 매체.
  64. 제 62 항에 있어서,
    상기 기록층은 Sb 를 포함하는 합금 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 다가 기록 매체.
  65. 제 64 항에 있어서,
    공정점(共晶点)보다도 Sb 를 과잉으로 포함하는 SbTe 합금 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 다가 기록 매체.
  66. 제 64 항에 있어서,
    상기 기록층은 다음의 조성을 포함하며,
    MX(SbyTe1-y)1-x
    여기서, 0 < x ≤0.2, 0.6 ≤y 이고, M 은 In, Ga, Zn, Ge, Sn, Si, Cu, Au, Ag, Pd, Pt, Pb, Bi, Cr, Co, O, S, N, Se, Ta, Nb, V, Zr, Hf 및 희토류 금속으로 이루어지는 그룹에서 선택된 적어도 하나의 원소인 것을 특징으로 하는 다가 기록 매체.
  67. 제 66 항에 있어서,
    상기 기록층은 다음의 조성을 포함하며,
    M'αGeβ(SbγTe1-γ)1-α-β
    여기서, M' 은 In 및/또는 Ga 이고, 0.001 ≤α≤0.1, 0.001 ≤β≤0.15, 및 0.65 ≤γ≤0.85 인 것을 특징으로 하는 다가 기록 매체.
  68. 제 62 항에 있어서,
    보호층들이 상기 기록층의 상하에 제공되고, 반사층이 상기 기록층의 반대쪽에 있는 상기 보호층들 중 하나의 보호층의 표면위에 제공되는 것을 특징으로 하는 다가 기록 매체.
  69. 제 68 항에 있어서,
    상기 기록층의 두께는 1 nm 내지 30 nm 이고,
    상기 기록층과 상기 반사층과의 사이에 제공되는 유전체 보호층의 두께는 60 nm 이하이고,
    상기 반사층은 주로 Al, Ag 또는 Au 를 구비하는 합금인 것을 특징으로 하는 다가 기록 매체.
  70. 제 68 항에 있어서,
    상기 반사층은 0.1 - 0.6 의 시트 저항을 갖는 것을 특징으로 하는 다가 기록 매체.
  71. 제 62 항에 있어서,
    상기 반사광 강도는, 사용되는 듀티 비의 변화에 반응하여, 선형적인 변화를 나타내는 것을 특징으로 하는 다가 기록 매체.
  72. 제 62 항에 있어서,
    상기 듀티 비가 95 % 이상일 때, 상기 비정질 마크는 형성되지 않는 것을 특징으로 하는 다가 기록 매체.
  73. 제 71 항에 있어서,
    상기 최소 반사광 강도 Ra 가 얻어지는 듀티 비는 Da (%) 이고, 상기 최대 반사광 강도 Rc 가 얻어지는 듀티 비가 Dc (%) 일 때, Dc - Da ≥ 50 % 인 것을 특징으로 하는 다가 기록 매체.
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Families Citing this family (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1199715A4 (en) * 1999-05-31 2005-04-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd OPTICAL INFORMATION RECORDING PROCEDURE, OPTICAL INFORMATION RECORDING DEVICE AND OPTICAL INFORMATION RECORDING MEDIUM
EP1293974B1 (en) * 2000-06-16 2008-05-07 Mitsubishi Kagaku Media Co., Ltd. Optical information recording medium
US6914875B2 (en) * 2000-06-22 2005-07-05 Tdk Corporation Optical recording medium and optical recording method
JP2002117539A (ja) * 2000-10-10 2002-04-19 Tdk Corp 光記録媒体
JP2002117545A (ja) 2000-10-10 2002-04-19 Tdk Corp 光記録媒体
JP3793437B2 (ja) * 2000-10-10 2006-07-05 Ｔｄｋ株式会社 光記録方法および光記録媒体
JP2002117540A (ja) * 2000-10-10 2002-04-19 Tdk Corp 光記録媒体
TW544670B (en) * 2000-12-22 2003-08-01 Energy Conversion Devices Inc Method of recording memory
US20020160305A1 (en) * 2001-03-08 2002-10-31 Mitsubishi Chemical Corporation Optical recording medium, method of writing and erasing information using the same, and process of producing the same
US6754166B2 (en) 2001-03-30 2004-06-22 Tdk Corporation Optical recording medium and optical recording method
EP1246175A2 (en) 2001-03-30 2002-10-02 TDK Corporation Optical recording medium and optical recording method
US7012870B2 (en) * 2001-03-30 2006-03-14 Tdk Corporation Optical recording method, optical recording medium and optical irradiating time controlling device
US7082088B2 (en) * 2001-03-30 2006-07-25 Tdk Corporation Optical recording medium and optical recording method by irradiation
JP2002367172A (ja) * 2001-06-05 2002-12-20 Tdk Corp マルチレベル光記録媒体、マルチレベル記録方法およびマルチレベル再生方法
TWI233108B (en) 2001-09-12 2005-05-21 Tdk Corp Reproducing method and reproducing device for multi-level optical recording medium
US7241549B2 (en) * 2001-09-18 2007-07-10 Ricoh Company, Ltd. Information recording medium
JP2003123252A (ja) * 2001-10-09 2003-04-25 Hitachi Ltd 情報記録方法および情報記録装置
JP2003178486A (ja) * 2001-12-11 2003-06-27 Tdk Corp マルチレベル光記録媒体
JP2003203339A (ja) 2001-12-28 2003-07-18 Tdk Corp 追記型光記録媒体の記録方法及び追記型光記録媒体
AU2003211968A1 (en) * 2002-02-13 2003-09-04 Mitsubishi Chemical Corporation Rewritable optical recording medium and optical recording method
JP2003242645A (ja) * 2002-02-14 2003-08-29 Tdk Corp 光記録媒体への情報記録方法、情報記録装置及び光記録媒体
EP1343154B1 (en) * 2002-03-05 2006-10-25 Mitsubishi Kagaku Media Co., Ltd. Phase-change recording material used for an information recording medium and an information recording medium employing it
JP2007018547A (ja) * 2002-08-23 2007-01-25 Tdk Corp 光記録媒体へのデータ記録方法
JP2004086949A (ja) * 2002-08-23 2004-03-18 Tdk Corp 光記録媒体へのデータ記録方法
US7474603B2 (en) 2002-09-04 2009-01-06 Ricoh Company, Ltd. Optical information recording method, apparatus, and medium, laser control circuit, wobble signal detection method, and servo signal detection method
JP4138410B2 (ja) * 2002-09-04 2008-08-27 株式会社リコー 光情報記録方法と光情報記録装置
WO2004023468A1 (ja) 2002-09-06 2004-03-18 Mitsubishi Chemical Corporation 光学的情報記録媒体
US7450485B2 (en) * 2002-12-30 2008-11-11 Koninklijke Philips Electronics N.V. Additional data channel in between marks
US20060158981A1 (en) * 2003-03-04 2006-07-20 Meinders Erwin R Method for two dimensional control of mark size on an optical disc, write strategy for such a method, recording medium and recorder using two dimensional control of mark size
KR20050119649A (ko) * 2003-03-18 2005-12-21 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 광 기록매체용 평활 탈열 또는 반사층
TW200639854A (en) * 2003-03-24 2006-11-16 Mitsubishi Kagaku Media Co Ltd Phase-change recording material and information recording medium
WO2004096567A1 (ja) * 2003-04-30 2004-11-11 Mitsubishi Chemical Corporation 相変化記録材料及び情報記録用媒体
EP1628293A4 (en) * 2003-05-28 2007-10-17 Ricoh Kk INFORMATION RECORDING METHOD FOR RECORDING MULTINARY DATA UNDER OPTIMUM REGISTRATION CONDITIONS
JP2005100526A (ja) * 2003-09-25 2005-04-14 Hitachi Ltd デバイスの製造方法及び観察方法
CN100416667C (zh) * 2003-10-17 2008-09-03 株式会社理光 信息记录方法、信息记录装置、光盘、程序及计算机可读取记录介质
KR20050052606A (ko) * 2003-11-28 2005-06-03 삼성전자주식회사 정보저장매체, 이에 기록된 정보재생방법 및 장치
EP1807829A1 (en) * 2004-10-19 2007-07-18 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method of writing data on a master substrate for optical recording
US7680024B2 (en) * 2005-03-08 2010-03-16 Shanghai Xiangzhang Electronics Co., Ltd. Multilevel read-only optical disk and method for producing the same
JP2008116896A (ja) * 2006-04-18 2008-05-22 Victor Co Of Japan Ltd ホログラフィック記録媒体、ホログラフィック記録媒体の記録方法、再生方法、記録装置及び再生装置
US7764433B2 (en) * 2006-05-18 2010-07-27 The Regents Of The University Of California Method and system for correcting optical aberrations, including widefield imaging applications
TWI402829B (zh) * 2010-10-29 2013-07-21 Nat Univ Tsing Hua 多階記錄方法及其系統

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH097224A (ja) * 1995-06-26 1997-01-10 Hitachi Ltd 記録用部材とこれを用いた記録方法及び記録装置

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01245441A (ja) * 1988-03-28 1989-09-29 Fuji Electric Co Ltd 光記録媒体
US5136573A (en) * 1988-06-30 1992-08-04 Kabushiki Kaisha Toshiba Information recording apparatus and method
JPH02173933A (ja) * 1988-12-27 1990-07-05 Toshiba Corp 多重記録方法及び多重記録再生装置
JPH04103033A (ja) 1990-08-22 1992-04-06 Toshiba Corp 相変化型光ディスクの情報記録方法
JPH05205274A (ja) * 1992-01-24 1993-08-13 Hitachi Ltd 情報の再生方法
US5572502A (en) * 1993-09-28 1996-11-05 Hitachi, Ltd. Optical disk apparatus
JPH0863785A (ja) * 1994-08-26 1996-03-08 Hitachi Ltd 光記録媒体およびそれに用いる情報処理装置
JPH08147695A (ja) * 1994-11-17 1996-06-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 書換型光ディスクのデータ記録方法と記録再生装置
JPH08147698A (ja) 1994-11-21 1996-06-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 情報記録方法
JP3722543B2 (ja) * 1995-03-31 2005-11-30 日立マクセル株式会社 光磁気記録媒体
US6242157B1 (en) * 1996-08-09 2001-06-05 Tdk Corporation Optical recording medium and method for making
US6143468A (en) 1996-10-04 2000-11-07 Mitsubishi Chemical Corporation Optical information recording medium and optical recording method
JP3584634B2 (ja) 1996-10-04 2004-11-04 三菱化学株式会社 光学的情報記録用媒体
JPH10124925A (ja) * 1996-10-18 1998-05-15 Toray Ind Inc 光記録媒体
JP3255051B2 (ja) 1996-12-05 2002-02-12 三菱化学株式会社 光学的情報記録用媒体
JPH10241211A (ja) * 1997-02-27 1998-09-11 Tdk Corp 光記録媒体の製造方法
EP1143432A3 (en) 1997-03-27 2002-04-24 Mitsubishi Chemical Corporation Optical information recording medium
US5995472A (en) * 1997-05-06 1999-11-30 Canon Kabushiki Kaisha Laser beam forming temperature distribution of two peaks on a magneto-optical recording medium
JPH1125456A (ja) 1997-07-03 1999-01-29 Fuji Xerox Co Ltd 光記録媒体における多値情報の記録方法及び再生方法
EP0917137B1 (en) 1997-11-17 2006-06-28 Mitsubishi Kagaku Media Co., Ltd. Optical information recording medium
JPH11238252A (ja) * 1997-12-18 1999-08-31 Tdk Corp 光記録媒体

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH097224A (ja) * 1995-06-26 1997-01-10 Hitachi Ltd 記録用部材とこれを用いた記録方法及び記録装置

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