KR100586874B1 - 게르마늄-안티몬-텔루르 합금으로 구성된 재기록 가능한 광학 정보매체 - Google Patents

게르마늄-안티몬-텔루르 합금으로 구성된 재기록 가능한 광학 정보매체 Download PDF

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Abstract

Ge-Sb-Te의 합금을 기재로 한 상변화 기록층을 갖는 재기록가능한 광학 정보매체에 대한 설명이 제공되는데, 상기 합금의 조성은 삼각형 2상 조성도에 있어서 5각형 영역 PQRST 내부에 놓인다. 이들 합금은 50ns 또는 그 이하의 완전 소거 시간(CET)을 나타낸다. 또한, 영역 PQRST 내부에 있는 Te와 화합물 GeSb2Te4를 연결하는 연결선 상에 놓인 합금에 대해서는 45ns보다 작은 CET 값이 얻어진다. 이와 같은 정보매체는, DVD-RAM과 광학 테이프와 같이 고속 기록(즉, 최소한 CD 속도의 6배에 해당하는 속도)용으로 적합하다.
정보매체, 고속 기록, 직접 오버라이트, Ge-Sb-Te 합금, CET 값, 기록층

Description

게르마늄-안티몬-텔루르 합금으로 구성된 재기록 가능한 광학 정보매체{REWRITABLE OPTICAL INFORMATION MEDIUM OF A GE-SB-TE ALLOY}
본 발명은, 레이저 빔에 의해 고속 기록을 위한 재기록 가능한 광학 정보매체로서, 상기 매체는 기판과 상기 기판상에 형성된 복수의 층으로 이루어진 적층체를 구비하고, 상기 적층체가 차례로 제 1 유전체층과, Ge, Sb 및 Te로 구성된 합금을 함유하는 상변화 재료의 기록층과, 제 2 유전체층 및 금속 거울층을 구비한 재기록 가능한 광학 정보매체에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 높은 저장밀도와 높은 데이터 전송속도의 응용분야에 있어서의 이와 같은 광학 기록매체의 사용방법에 관한 것이다.
상변화 원리에 근거한 광학 정보 및 데이터 저장은, 직접 오버라이트(direct overwrite: DOW) 및 높은 저장밀도에 대한 가능성을 판독전용 시스템과의 용이한 호환성으로 결합할 수 있기 때문에 매력을 갖는다. 상변화 광학 기록과정은, 초점이 맞추어진 레이저 빔을 사용하여 얇은 결정막 내부에 서브마이크로미터 크기의 비정질 기록 마크를 형성하는 과정을 포함한다. 정보를 기록하는 동안, 상기한 기록매체는 기록하려는 정보에 따라 변조된 초점이 맞추어진 레이저 빔에 대해 움직인다. 이것 때문에, 상변화 기록층 내부에서 급속냉각(quenching)이 발생하여, 노출되지 않은 영역에서 결정상태를 유지하는 기록층의 노출된 영역에 복수의 비정질 정보 비트를 형성하게 된다. 기록된 복수의 비정질 마크의 소거는, 동일한 레이저를 사용한 가열을 통해 재결정화에 의해 실현된다. 이러한 복수의 비정질 마크는 데이터 비트를 나타내며, 이들 데이터 비트는 저출력의 초점이 맞추어진 레이저 빔에 의해 기판을 통해 재생될 수 있다. 결정성 기록층에 대한 복수의 비정질 마크의 굴절률 차이는 변조된 레이저 빔을 생성하며, 그후 이 레이저 빔은 코딩되고 기록된 디지탈 정보에 따라 검출기에 의해 변조된 광전류로 변환된다.
고속 상변화 광학 기록에 있어서 중요한 문제점들 중 한가지는, 필요한 소거(재결정화) 속도이다. 높은 재결정화 속도는, 디스크 형태의 DVD-RAM 및 광학 테이프와 같이, 고밀도 기록 및 높은 데이터 전송속도를 갖는 응용분야에서 특히 필요하며, 이 경우에는 완전 재결정화 시간(완전 소거 시간(complete erase time: CET))이 50ns보다 짧아야만 한다. 재결정화 속도가 레이저 빔에 대한 기록매체의 선속도에 부합될 정도로 충분히 높지 않은 경우에는, DOW 중에 이전 기록으로부터 오래된 데이터(복수의 비정질 마크)가 완전히 제거(재결정화)될 수 없게 된다. 이것은 높은 노이즈 레벨을 발생한다.
서두에서 언급된 것과 같은 형태의 광학 정보매체는 미국 특허 US 5,191,565호에 공지되어 있다. 이러한 상변화 형태를 갖는 종래의 기록매체는, 연속적으로 제 1 유전체층, 상변화 Ge-Sb-Te 합금으로 이루어진 기록층, 제 2 유전체층과 금속 반사층(거울층)으로 구성된 복수의 층으로 이루어진 적층체를 갖는 디스크 형태의 기판을 구비한다. 이와 같이 복수의 층으로 이루어진 적층체는 IPIM-구조로 칭할 수 있는데, 이때 M은 반사 또는 거울층을 나타내고, I는 유전체층을 나타내며, P는 상변화 기록층을 나타낸다. 상기한 특허의 3원(3元) 조성도(도 5)에는 화학양론적 화합물 GeSb2Te4 주위에 50ns 펄스시간을 갖는 궤적이 개시되어 있는데, 이 펄스시간에 상기한 Ge-Sb-Te 조성이 결정화하기 시작한다. 이 시간은 완전 소거 시간 CET와 같지 않고 그것보다 짧다. 완전 소거 시간 CET는 결정성 환경 내에서의 기록된 비정질 마크의 완전 결정화를 위한 소거 펄스의 최소 지속기간으로서 정의되며, 이것은 정지상태에서 측정된다. 비정질 마크의 완전한 소거를 위해서는, 2가지 과정, 즉 핵형성과 입자(결정자(crystallite)) 성장이 필요하다. 상기한 특허에서 언급된 시간은, 핵형성 시간, 즉 첫 번째 결정자가 관찰될 수 있는 시간에 해당한다. 완전 소거, 즉 비정질 마크의 완전 결정화에는 추가적인 10 나노초 또는 그 이상의 나노초가 소요된다. 상기한 특허에는, 3원 조성도에 있어서 GeTe-Sb2Te3 연결선(tie-line) 위에 있는 조성이 보다 신속하게 결정화된다고 기재되어 있다. 예를 들면, 화학양론적 화합물 GeSb2Te4(원자량 퍼센트로는 Ge14.3Sb28.6Te57.1)는 40ns의 핵형성 시간을 갖는 것으로 기재되어 있다. 본 출원인에 의한 실험에 따르면, 이 화합물은 53ns의 CET 값을 갖는 것으로 밝혀졌다.
결국, 본 발명의 목적은, 특히, DVD-RAM 및 광학 테이프와 같은 고속 광학 기록에 적합하며, 50ns 또는 그 보다 작은 CET 값을 갖는 재기록가능한 광학 정보매체를 제공함에 있다. 본 발명에 있어서, 고속 기록이란, 최소한 7.2m/s의 레이저 빔에 대한 기록매체의 선속도를 의미하며, 이것은 콤팩 디스크 표준에 따른 속도의 6배에 해당한다. 또한, 기록매체의 지터는 낮은 일정한 레벨로 유지되어야 한다.
본 발명에 따르면, 상기한 목적은, 상기 기록층이 원자량 퍼센트에서의 3원 조성도 Ge-Sb-Te의 영역에 의해 정해지는 조성물을 갖고, 상기 영역은 다음과 같은 정점,
Ge14.2Sb25.8Te60.0 (P)
Ge12.7Sb27.3Te60.0 (Q)
Ge13.4Sb29.2Te57.4 (R)
Ge15.1Sb27.8Te57.1 (S)
Ge13.2Sb26.4Te60.4 (T), 을 갖는 5각형이고,
- 상기 제 1 유전체층은 70 내지 (70+λ/2n)nm의 두께를 갖고, 이때 λ는 레이저 빔의 파장이며, n은 이 층의 굴절률이고,
- 상기 기록층은 10 내지 35nm의 두께를 가지며,
- 상기 제 2 유전체층은 10 내지 50nm의 두께를 갖고,
- 상기 금속 거울층은 60 내지 160nm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 서두에 기재된 것과 같은 광 정보매체에 의해 달성된다.
놀랍게도, 삼각형의 3원 Ge-Sb-Te 조성도(도 1 참조)에 있는 5각형 영역 PQRST 내부에 있는 합금은 50ns 또는 그 보다 작은, 심지어는 45ns 보다 작은 CET를 나타내었다. 이들 합금의 조성은 조성 GeTe와 Sb2Te3를 연결하는 연결선의 좌측에 놓이며, 이 연결선 위에 있는 의사-2원 화합물(pseudo-binary compound) GeSb2Te4보다 작은 CET 값을 나타낸다. 이것은 전술한 US 특허의 내용과 다른데, 이 특허에는, 연결선 GeTe-Sb2Te3를 벗어나면 핵형성 시간이 화합물 GeSb2Te4에 대한 40ns의 값으로부터 이것의 좌측에 놓인 합금에 대한 50ns 또는 그 이상의 값으로 증가한다고 기재되어 있다. 상기한 영역 PQRST의 외부에서는, CET 값이 50ns보다 컸다.
특히 유용한 합금은 다음과 같은 조성을 갖는다:
(GeSb2Te4)1-xTex
이때, 몰 분율 x는 다음을 만족한다: 0.01 ≤ x ≤ 0.37.
이들 조성물은 3원 조성도에서 GeSb2Te4와 Te를 연결하는 연결선 상에, 그리고 5각형 영역 PQRST 내부에 놓인다. 도 1에 도시된 정점 T는, x = 0.37 (Ge13.2Sb26.4Te60.4)인 조성물에 해당한다.
본 발명에 따른 기록매체의 또 다른 바람직한 실시예에 있어서, x의 값은 다음을 만족한다: 0.02 ≤ x ≤ 0.35. 이들 x 값에 대해서는, 45ns 보다 작은 CET 값이 얻어진다.
이와 같은 식을 만족하는 조성물의 예로는, 42ns의 CET를 갖는 Ge14.05Sb28.15Te57.80(x
Figure 111999007499650-pct00001
0.10)과, 43ns의 CET를 갖는 Ge13.75Sb27.40Te58.85(x
Figure 111999007499650-pct00002
0.22)를 들 수 있다.
상기한 제 1 유전체층, 즉 상기한 기판과 상변화 기록층 사이에 있는 층은, 기록층을 습기로부터 보호하고 기판을 열적 손상으로부터 보호하여, 광학 콘트라스트를 최적화한다. 지터를 최소화하기 위해, 이 제 1 유전체층의 두께는 최소한 70nm인 것이 바람직하다. 광학 콘트라스트의 관점에서, 이 층의 두께는 (70 + λ/2n)으로 제한되는데, 이때 λ는 레이저 빔의 파장이고, n은 제 1 유전체층의 굴절률이다.
전술한 Ge-Sb-Te 합금의 CET 값은 기록층의 두께에 의존한다. 이 층의 두께가 10nm까지 증가하면 CET는 급격히 감소하고, 층 두께가 더욱 증가하면 이 값은 50ns 또는 그 이하의 값에 도달한다. 기록층이 25nm보다 더 두꺼우면, CET는 기본적으로 두께에 무관하게 된다. 35nm보다 크면 기록매체의 순환성(cyclability)이 악영향을 받는다. 이 기록매체의 순환성은, 다수의, 예를 들면 105의 DOW 사이클 이후에 광학 콘스라스트의 상대적인 변화에 의해 측정된다. 매 사이클마다, 기록된 복수의 비정질 비트는, 새로운 복수의 비정질 마크가 기록되는 동안 레이저 빔을 사용한 가열에 의해 재결정화함으로써 소거된다. 이상적인 경우에는, 광학 콘트라스트가 순환과정을 거친 후에 변하지 않은 상태로 유지된다. 실제로 35nm의 기록층의 층 두께까지 순환성이 일정하다. CET와 순환성에 관한 이와 같은 복합적인 요구조건의 결과로써, 기록층의 두께는 10 내지 35nm의 범위를 가져야 하며, 바람직하게는 20 내지 35nm의 범위를 갖고, 더욱 바람직하게는 25 내지 35nm의 범위를 갖는다. 25 내지 35nm의 두께를 갖는 기록층을 갖는 기록매체는, 최초의 105 DOW 사이클 중에 일정한 낮은 지터를 갖는다.
상기한 제 2 유전체층, 즉 기록층과 금속 거울층 사이에 있는 층에 대한 최적의 두께 범위는, 10 내지 50nm인 것으로 밝혀졌으며, 바람직하게는 20 내지 40nm의 값을 갖는다. 이 층이 너무 얇으면, 기록층과 금속 거울층 사이의 단열이 악영향을 받는다. 그 결과, 기록층의 냉각 속도가 증가하여, 느린 결정화 과정과 열악한 순환성을 제공한다. 상기한 제 2 유전체층의 두께를 증가시키면 냉각 속도가 줄어든다.
금속 거울층의 두께가 20 내지 200nm 범위의 값을 갖는 경우에, CET 값은 금속 거울층의 두께에 영향을 받지 않는다. 그러나, 금속 거울층이 60nm보다 얇으면, 냉각 속도가 너무 느리기 때문에 순환성이 악영향을 받는다. 금속 거울층이 160nm 또는 그 보다 두꺼우면, 순환성이 더욱 악화되어, 증가된 열전도도로 인해 기록 및 소거 출력이 높아야만 한다. 바람직하게는, 상기한 금속 거울층의 두께는 80 내지 120nm의 값을 갖는다.
상기한 제 1 및 제 2 유전체층은 ZnS와 SiO2의 혼합물, 예를 들면 (ZnS)80(SiO2)20으로 제조될 수 있다. 다른 재료로는, 예를 들면 SiO2, TiO2, ZnS, AlN, Si3N4 및 Ta2O5를 들 수 있다. 바람직하게는, SiC, WC, TaC, ZrC 또는 TiC와 같은 탄화물이 사용된다. 이들 물질은, ZnS-SiO2 혼합물보다 높은 결정화 속도와 우수한 순환성을 제공한다.
상기한 금속 거울층에 대해서는, Al, Ti, Au, Ag, Cu, Pt, Pd, Ni, Cr, Mo, W 및 Ta와 같은 금속과, 이들 금속의 합금이 사용될 수 있다. 적절한 합금의 예로는 AlTi, AlCr 및 AlTa를 들 수 있다.
상기한 반사층과 유전체층은 증착 또는 스퍼터링에 의해 형성될 수 있다.
상기한 정보매체의 기판은 적어도 레이저 파장에 대해 투명하며, 예를 들면, 폴리카보네이트, 폴리메틸 메타크릴산(PMMA), 비정질 폴리올레핀 또는 유리로 제조된다. 전형적인 예에 있어서, 상기한 기판은 디스크 형태를 갖고 120mm의 직경과 0.6 또는 1.2mm의 두께를 갖는다.
이와 달리, 상기한 기판은, 예를 들면 폴리에스터 필름으로 제조된 합성수지 가요성 테이프의 형태를 가질 수 있다. 이에 따르면, 예를 들면 고속 스피닝 다각형(fast spinning polygon)에 근거한 광학 테이프 레코더에서 사용되는 광학 테이프가 얻어진다. 이와 같은 장치에 있어서, 반사된 레이저 빔은 테이프 표면을 가로지르는 횡단 주사를 하게 된다.
상기한 기록층의 일면에 있는 디스크 형태의 기판의 표면에는, 광학적으로 주사가능한 서보트랙을 설치하는 것이 바람직하다. 이러한 서보트랙은 보통 나선형 홈으로 구성되며, 주입성형 또는 프레싱 공정 중에 몰드를 사용하여 기판 내부에 형성된다. 이와 달리, 이러한 홈은 기판 상에 별도로 설치되는 합성수지층, 예를 들면 아크릴산으로 이루어진 UV 광 경화층 내부에 복제 공정으로 형성될 수도 있다. 고밀도 기록에 있어서, 이와 같은 홈은 예를 들면 0.6∼0.8㎛의 피치와 0.5㎛의 폭을 갖는다.
선택적으로, 상기한 적층체의 최외층은, 예를 들면 UV 광경화된 폴리아크릴산(메타크릴산)으로 이루어진 보호층을 사용하여 외부 환경으로부터 차단된다.
예를 들면, 675nm 또는 그 보다 짧은 파장(적색 내지 청색)을 갖는 단파장 레이저를 사용하여 고밀도 기록 및 소거가 달성될 수 있다.
상기한 상변화 기록층은 적절한 타겟의 증착이나 스퍼터링에 의해 기판에 가해질 수 있다. 이와 같은 적층된 층은 비정질 층으로서 낮은 반사율을 나타낸다. 높은 반사율을 갖는 적절한 기록층을 구성하기 위해, 이 층은 먼저 완전히 결정화되어야 하는데, 이러한 과정은 통상적으로 초기화라 칭해진다. 이를 위해, 상기한 기록층은 로(furnace) 내부에서 Ge-Sb-Te 합금의 결정화 온도, 예를 들면 180℃보다 높은 온도로 가열될 수 있다. 이와 달리, 폴리카보네이트와 같은 합성수지 기판은, 충분한 출력을 갖는 레이저 빔에 의해 가열될 수 있다. 이것은 예를 들면 레코더 내부에서 구현될 수 있는데, 이러한 경우에는 레이저 빔이 이동하는 기록층을 주사한다. 그후, 기판이 불리하게 열 부하를 받지 않으면서, 상기한 비정질 층이 층을 결정화하는데 필요한 온도까지 국부적으로 가열된다.
필요한 경우에, 상기한 기판과 제 1 유전체층 사이에 추가적인 얇은 금속층이 삽입됨으로써, 소위 MIPIM-구조를 형성한다. 비록, 상기한 구조가 더욱 복잡해지지만, 추가적인 금속층은 기록층의 냉각속도 뿐만 아니라, 광학 콘트라스트를 증가시킨다.
상기한 재료가 적층체 II+PI+IM 또는 II+PIM에서 사용되는 경우에 상기한 결정화 속도가 더욱 증가될 수 있는데, 이때 I+는 탄화물, 질화물 또는 산화물이다. 실험에 따르면, II+PI+IM 적층체의 CET는 IPIM 적층체의 값의 70%보다 작다는 것이 확인되었다.
이하, 본 발명을 다음의 첨부도면을 참조하여 설명하는 실시예에 의해 더욱 상세히 설명한다:
도 1은 삼각형의 3원 조성도 Ge-Sb-Te의 일부를 원자량 퍼센트(%)로 나타낸 것이고,
도 2는 본 발명에 따른 광학 정보매체의 개략적 단면도이며,
도 3은 Ge(원자량 %)와 Sb/Te(원자비)를 나타낸 3원 조성도의 일부를 도시한 것이고,
도 4는 조성 (GeSb2Te4)1-xTex를 갖는 합금에 있어서 CET(ns)와 x(몰 분율)의 관계를 나타낸 것이다.
실시예 1 내지 4(본 발명)
도 2는 본 발명에 따른 광학 정보 디스크의 일부 단면을 개략적으로 나타낸 것이다. 도면부호 1은 120mm의 직경과 1.2mm의 두께를 갖는 폴리카보네이트 재질의 디스크 형태의 기판을 표시한다. 기판(1)에는 다음과 같은 구조를 갖는 IPIM 적층체가 설치된다:
- 두께 d2를 갖는 (ZnS)80(SiO2)20의 제 1 유전체층(I)(2),
- 두께 d3를 갖는 Ge-Sb-Te 합금의 기록층(P)(3),
- 두께 d4를 갖는 (ZnS)80(SiO2)20의 제 2 유전체층(I)(4),
- 두께 d5를 갖는 Al의 금속 거울층(M)(5).
이들 모든 층은 스퍼터링에 의해 형성된다. 레코더 내부에서 적층된 상태의 비정질 합금을 초점이 맞추어진 레이저 빔을 사용하여 가열함으로써, 기록층(3)의 초기 결정 상태가 얻어진다.
정보를 기록하고, 재생하며, 소거하기 위해 레이저 빔은 기판(1)을 통해 기록층(3)으로 입사된다. 이 빔을 화살표 6으로 개략적으로 나타내었다. 복수의 비정질 마크는 출력 Pw = 1.25 Pm(Pm = 용융 한계 출력)과 100ns의 지속기간을 갖는 단일의 레이저 펄스를 사용하여 기록된다. 이때, 소거 출력은 Pw/2이다.
하기 표 1에 본 발명에 따른 실시예의 결과값을 요약하여 나타내었다.
실시예 d2I (nm) d3P (nm) d4 I (nm) d5 M (nm) CET (ns) Ge (at.%) Sb (at.%) Te (at.%)
1 125 27 26 100 45 13.65 28.85 57.50
2 135 27 26 80 43 13.75 27.40 58.85
3 125 27 26 100 49 13.55 26.10 60.35
4 115 27 26 100 42 14.05 28.15 57.80
상기한 실시예 1 내지 3은 도 1 및 도 3에 도시된 5각형 영역 PQRST 내부에 놓인다. 5각형의 정점 P, Q, R, S, T는 청구항 1에 기재된 것과 같은 조성을 갖는 합금을 나타낸다. 도 1은 완전한 삼각형의 3원 조성도 Ge-Sb-Te의 일부를 나타낸 것이다. 이 조성도는 정점 Te(100% Te), 화합물 GeTe(50% Ge, 50% Te, 0% Sb)과 조성 0% Ge, 50% Sb, 50% Te를 갖는다. 화합물 GeSb2Te4(원자량 퍼센트로는 Ge14.3Sb28.6Te57.1)는 화합물 GeTe와 Sb2Te3를 연결하는 연결선(점선) 상에 놓인다.
도 3은 이와 다른 형식으로 조성도를 확대하여 나타낸 것이다. 종축은 Ge 함량(at.%로)을 나타내는 한편, 횡축은 Sb/Te 원자비를 나타낸다. 이 도면에는 도 1에 도시된 연결선의 일부뿐만 아니라, 화합물 GeSb2Te4가 도시되어 있다. 정점 T는 Te와 GeSb2Te4를 연결하는 연결선 상에 놓인다. 본 발명에 따른 실시예 1 내지 4는 5각형 영역 PQRST 내부에 십자표 x로 나타내었다.
상기한 표 1의 실시예 2 및 4와 같이, 가장 낮은 CET 값은 Te와 GeSb2Te4를 연결하는 연결선(점선) 위이지만, 5각형 영역 PQRST 내부에 놓인다. 도 4는 화합물 GeSb2Te4(원자량 퍼센트로는 Ge14.3Sb28.6Te57.1)에 대한 몰 분율 x Te의 첨가가 CET에 미치는 영향을 나타낸 것이다. Te를 첨가함으로써, 조성이 GeSb2Te4로부터 Te를 향해 이들 2개의 종단점을 연결하는 연결선을 따라 이동한다. x = 0.00, 즉 순수한 화합물 GeSb2Te4일 때, CET 값은 53ns이다. Te를 소량 첨가하면(x = 0.01), CET 값이 50ns 아래로 떨어진다. 도 1 및 도 3의 정점 T에 대응하는 값인 x = 0.37(원자량 퍼센트로는 Ge13.2Sb26.4Te60.4)이 될 때까지 CET는 50ns 아래로 유지된다. x가 0.02 내지 0.35의 값을 갖는 경우에는, CET가 심지어 45ns 아래로 유지된다. 실시예 4(x=0.10) 및 실시예 2(x=0.22)는 이러한 연결선 상에 놓인다.
상기한 실시예 1 내지 4는 지터 특성을 판단하기 위해 사용된다. 기록된 마크의 모서리와 복원된 데이터 클록 시간에 대응하는 위치 사이의 차이값의 표준 편차에 해당하는 지터는, 디스크의 순환성을 판단하기 위해 사용되는 표준 파라미터 이다. 지터는 클록 시간 Tc의 12%, 즉 CD 속도(1.2m/s; 클록 시간 230ns)에서는 30ns 아래의 값을 가져야 한다. 이때, 복수의 마크의 상승 구간 및 하강 구간이 측정된다. 이러한 실험을 위해, 디스크는 기판의 일면에 홈의 형태를 갖고 레코더 내부에서 초기화된 나선형 서보트랙이 설치된다. 이 홈은 복제 공정을 사용하여 아크릴산으로 구성된 UV 광 경화층 내부에 형성된다.
레코더(레이저 파장 650nm)를 사용하여, 18m/s에 이르는 선속도(CD 속도의 15배)에서 이들 디스크를 사용하여 랜덤 데이터의 DOW가 성공적으로 수행될 수 있다는 것을 확인하였다. DOW 중에, 새로운 복수의 비정질 비트가 기록되고, 이와 동시에 새로운 복수의 비정질 비트 사이에 있는 영역이 동일한 레이저 스폿에 의해 결정화된다. DOW 중에 지터가 클록 시간의 약 8%의 값을 가진 상태에서 본질적으로 일정하게 유지된다는 것을 발견하였다. 이것은 약 41Mbits/s의 데이터 전송속도를 얻을 수 있다는 것을 의미한다.
비교예 5 내지 10(본 발명이 아님)
하기 표 2에는 본 발명에 따르지 않은 실시예의 결과값을 요약하여 나타내었다.
실시예 d2I (nm) d3P (nm) d4 I (nm) d5 M (nm) CET (ns) Ge (at.%) Sb (at.%) Te (at.%)
5 125 27 26 100 55 15.40 27.15 57.45
6 125 27 26 100 52 13.20 28.75 58.05
7 125 27 26 100 67 11.95 26.60 61.45
8 125 27 26 100 52 14.55 25.85 59.60
9 125 27 26 100 69 14.00 25.00 61.00
10 122 27 26 100 54 12.80 26.95 60.25
이들 실시예는 50ns보다 큰 CET 값을 나타내었다. 이들 조성물은, 도 3에 십자표 x로 나타낸 것과 같이, GeTe와 Sb2Te3를 연결하는 연결선의 좌측에 놓이며 5각형 영역 PQRST의 외부에 놓인다.
비교예 11 내지 21(본 발명이 아님)
하기 표 3에는 본 발명에 따르지 않은 실시예의 결과값을 요약하여 나타내었다.
실시예 d2I (nm) d3P (nm) d4 I (nm) d5 M (nm) CET (ns) Ge (at.%) Sb (at.%) Te (at.%)
11 125 27 26 100 66 14.95 28.80 56.25
12 120 27 26 100 58 13.90 29.90 56.20
13 130 27 26 100 78 12.70 30.50 56.80
14 130 27 26 80 61 15.50 28.05 56.45
15 133 27 26 80 52 13.10 29.75 57.15
16 125 27 26 80 57 14.60 28.65 56.75
17 125 27 26 80 75 15.30 28.85 55.85
18 125 27 26 100 70 14.60 28.50 56.90
19 125 27 26 100 83 13.05 30.10 56.85
20 125 27 26 100 113 14.75 29.25 56.00
21 125 27 26 100 53 14.30 28.60 57.10
이들 실시예는 50ns보다 큰 CET 값을 나타낸다. 실시예 11 내지 20의 조성물은 GeTe와 Sb2Te3를 연결하는 연결선의 우측에 놓이며, 도 3에 십자표 x로 나타내었 다. 실시예 21은 도 3에 나타낸 것과 같은 화합물 GeSb2Te4에 해당한다.
본 발명에 따르면, 50ns 또는 그 보다 작은 CET 값을 갖는 DVD-RAM 또는 광학 테이프와 같은 재기록가능한 상변화 광학 정보매체가 제공되는데, 이것은 직접 오버라이트와 고속 레코딩에 적합하며, 7.2m/s 또는 그 이상의 선속도에서 우수한 순환성과 적은 지터를 나타낸다.

Claims (10)

  1. 레이저 빔에 의해 고속 기록을 위한 재기록 가능한 광학 정보매체로서, 상기 매체는 기판과 상기 기판상에 형성된 복수의 층으로 이루어진 적층체를 구비하고, 상기 적층체가 차례로 제 1 유전체층과, Ge, Sb 및 Te로 구성된 합금을 함유하는 상변화 재료의 기록층과, 제 2 유전체층 및 금속 거울층을 구비한 재기록 가능한 광학 정보매체에 있어서,
    - 상기 합금은, 원자량 퍼센트에서의 3원 조성도 Ge-Sb-Te의 영역에 의해 정해지는 조성물을 갖고, 상기 영역은 다음과 같은 정점,
    Ge14.2Sb25.8Te60.0 (P)
    Ge12.7Sb27.3Te60.0 (Q)
    Ge13.4Sb29.2Te57.4 (R)
    Ge15.1Sb27.8Te57.1 (S)
    Ge13.2Sb26.4Te60.4 (T),
    을 갖는 5각형이고,
    - 상기 제 1 유전체층은 70 내지 (70+λ/2n)nm의 두께를 갖고, 여기에서, λ는 레이저 빔의 파장이며, n은 이 층의 굴절률이고,
    - 상기 기록층은 10 내지 35nm의 두께를 가지며,
    - 상기 제 2 유전체층은 10 내지 50nm의 두께를 갖고,
    - 상기 금속 거울층은 60 내지 160nm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 광학 정보매체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 합금은 (GeSb2Te4)1-xTex 의 조성을 갖고, 여기에서, 몰 분율 x는 0.01 ≤ x ≤ 0.37를 만족하는 것을 특징으로 하는 광학 정보매체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 기록층은, 20 내지 35nm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 광학 정보매체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 유전체층은 20 내지 40nm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 광학 정보매체.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 거울층은 80 내지 120nm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 광학 정보매체.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 거울층은 Al, Ti, Au, Ag, Cu, Pt, Pd, Ni, Cr, Mo, W 및 Ta과 이들 금속의 합금으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 1개의 금속을 갖는 것을 특징으로 하는 광학 정보매체.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은 디스크 또는 테이프인 것을 특징으로 하는 광학 정보매체.
  8. 청구항 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 광학 정보매체를 사용하는 방법에 있어서, 고속기록을 위해 레이저 빔과 정보매체 사이의 상대 속도를 적어도 7.2m/s로 하는 것을 특징으로 하는 광학 정보매체의 사용방법.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 몰 분율 x는 0.02 ≤ x ≤ 0.35를 만족하는 것을 특징으로 하는 광학 정보매체.
  10. 제 3 항에 있어서,
    상기 기록층은, 25 내지 35nm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 광학 정보매체.
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