KR101017004B1 - 광기록 매체 및 그 제조 방법 - Google Patents

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노부아키 후루이치
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Abstract

기판(2)의 하나의 주면에, 반사층(3), 하부 유전체층(4), 기록층(5), 상부 유전체층(6), 광투과층(7)을 순차로 적층한 구성을 갖는 광기록 매체(1)에 있어서, 하부 유전체층(4)을, 제1 하부 유전체층 및 제1 하부 유전체층을 구성하는 재료와 반사층(3)을 구성하는 재료가 반응하는 것을 방지하는 제2 하부 유전체층으로 구성하고, 상부 유전체층(6)을, 제1 상부 유전체층 및 제1 상부 유전체층을 구성하는 재료와 광투과층(7)을 구성하는 재료가 반응하는 것을 방지하는 제2 의 상부 유전체층으로 구성한다.

Description

광기록 매체 및 그 제조 방법{OPTICAL RECORDING MEDIUM AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME}
본 발명은 광기록 매체 및 그 제조 방법에 관한 것이며, 특히 정보 신호부를 보호하는 보호층이 설치된 쪽으로부터 레이저광을 조사함으로써, 정보 신호의 기록 및 재생을 행하는 광기록 매체에 적합하다.
정보 기록의 분야에 있어서, 광학 정보 기록 방식에 관한 다양한 연구와 개발이 진행되어 왔다. 이 광학 정보 기록 방식은, (1)비접촉으로 기록 및/ 또는 재생 가능하며, (2)자기 기록 방식에 비하여 1자리수 이상 높은 기록 밀도를 달성할 수 있고, (3)염가의 대용량 파일을 실현할 수 있다는 등 많은 이점을 가진다. 이 때문에, 산업용에서 민간용까지 폭넓은 용도로 적용되어 있다.
이 광학 정보 기록 방식을 사용한 광기록 매체는 재생 전용형, 재기입 가능형, 추가 기입형으로 분류할 수 있다. 재생 전용형의 광기록 매체는, 현재 가장 널리 보급되어 있는 광기록 매체이며, 이러한 광기록 매체로는, 예를 들면 CD-DA(CD-Digital Audio), CD-R0M(Compact Disc-Read 0nly Memory), DVD-R0M(Digital Versatile Disc-Read 0nly Memory) 등을 들 수 있다.
재기입 가능형의 광기록 매체는 정보의 소거 또는 재기입이 가능한 기록 매 체이며, 광자기 기록 매체, 상변화(相變化) 기록 매체로 분류할 수 있다. 광자기 기록 매체는 열 자기 기록과 자기 광학 재생을 이용한 광기록 매체이며, 이러한 광기록 매체로는, 예컨대 MO(Magneto 0ptical) 또는 MD(Mini Disc)를 들 수 있다. 한편, 상변화 기록 매체는, 결정-비정질(비결정질: amorphous)의 구조 상변화를 이용한 광기록 매체이며, 이러한 광기록 매체로서는, 예컨대 CD-RW(Compact Disc Rewritable), DVD-RW(Digital Versatile Disc-ReWritable) 등을 들 수 있다.
추가 기입형의 광기록 매체는 정보의 소거 또는 재기입은 가능하지 않지만, 위치를 바꾸어 추가하여 기록할 수 있는 광기록 매체이며, 이러한 광기록 매체로는, 예컨대 CD-R(Compact Disc Recordable), DVD-R(Digital Versatile Disc-Recordable) 등을 들 수 있다.
또, 광기록 매체를, 단판형(單板型;예컨대, CD, CD-R, CD-RW), 접합형(예컨대, DVD-ROM, DVD-R, DVD-RW)으로 크게 나눌 수 있다.
우선, 단판형의 광기록 매체의 구성의 예로서, CD 및 CD-RW의 구성에 대하여 설명한다. CD는 정보 신호에 따른 요철 패턴이 형성된 투명 기판 상에, 알루미늄으로 이루어지는 반사층과, 이 반사층을 대기 중의 수분이나 산소로부터 보호하기 위한 보호층이 순차 적층된 구성을 가진다.
CD-RW는 랜드(land)나 그루브(groove) 등의 요철 패턴이 형성된 투명 기판의하나의 주면(主面)에, 질화 규소(질화 실리콘)로 이루어지는 투명 유전체층, 칼코겐(chalcogen) 화합물로 이루어지는 상변화 기록층, 질화 규소로 이루어지는 투명 유전체층, 알루미늄으로 이루어지는 반사층이 순차 적층된 구성을 가진다. 그리 고, 정보 신호의 기록/재생은 투명 기판측으로부터 광을 상변화 기록층에 조사함으로써 행해진다.
다음에, 접합형 광기록 매체의 구성의 예로서, DVD-RW의 구성에 대하여 설명한다. 도 14에 DVD-RW의 구성을 나타낸다. 도 14에 나타낸 것과 같이, DVD-RW는 유전체층(102), 기록층(103), 유전체층(104) 및 반사층(105)이 하나의 주면에 순차 적층된 기판(101)과, 반사층(112)이 하나의 주면에 적층된 기판(111)을, 접착층(120)을 통하여 접착시켜 구성된다.
이와 같은 구성을 가지는 DVD에서는 파장 650nm의 레이저광을 출력하는 반도체 레이저와, NA(개구수: numerical aperture)가 0.6인 대물렌즈를 구비하는 광학계를 사용함으로써, CD의 약 8배에 상당하는 4.7GB의 기록 용량을 실현하는 것이 가능해지고 있다. 이 때문에, DVD는 화상, 음악, 컴퓨터 데이터 등의 다양한 데이터를 기록하는데 이용되고 있다.
그런데, 최근에는 상술한 종래의 광기록 매체보다 더 큰 대용량을 가지며, 한쪽 면에 NTSC(National Television System Committee) 방식으로 4시간에 상당하는 데이터를 기록할 수 있는 차세대의 광기록 매체가 제안되어 있다(예를 들면, 일본특허출원 평9-109660호 공보; 2-3페이지 참조).
이 차세대의 광기록 매체에서는, 가정용 비디오 디스크 레코더로서 4시간의 기록 재생을 가능하게 함으로써, 현재 주류로 되어 있는 비디오 테이프 레코더(VTR: Video Tape Recorder)에 대신하는 새로운 기록 매체로서의 기능을 구비하는 것을 목적으로 하고 있다.
또, 이 차세대의 광기록 매체에 있어서는, 음악 데이터가 기록된 디지털 오디오 디스크와 동일한 형상 및 사이즈로 함으로써, 디지털 오디오 디스크를 손쉽고 사용하는 것이 익숙한 사용자가 사용하기 쉬운 제품으로 하는 것도 고려되어 있다.
또한, 이 차세대의 광기록 매체에 있어서는, 형상을 디스크형으로 함으로써 디스크 형상의 최대의 특징인 액세스의 속도를 이용하고, 소형이며 간편한 기록 매체로 하는 것 뿐만 아니라, 순간 녹화 재생, 트릭 플레이, 편집의 다채로운 기능을 포함시키는 것도 고려되고 있다.
상술한 차세대의 광기록 매체를 제공하기 위해서는, 8GB 이상의 기록 용량을 실현하는 것이 필요하다. 그래서, ECC(Error Correcting Code) 또는 변조 방식이라고 하는 신호 포맷을 DVD 방식으로 하면서, 8GB 이상의 기억 용량을 확보할 방법이 검토되고 있다.
이 검토에 의하면, 8GB 이상의 기록 용량을 실현하기 위해서는, 개구수 NA와 정보 신호의 기록/재생에 이용되는 레이저광의 파장 λ가 아래 식을 만족시킬 필요가 있다.
4.7 × (0.65/0.60 × NA/λ)2
Figure 112004045419449-pct00001
8
이것을 고쳐 쓰면,
NA/λ
Figure 112004045419449-pct00002
1.20
으로 된다.
이 관계식에 의하면, 8GB 이상의 기록 용량을 실현하기 위해서는, 정보 신호 의 기록/재생에 이용되는 레이저광을 단파장(短波長)화하는 것과 동시에, 대물렌즈의 개구수 NA(numerical aperture)를 크게 하는 것이 필요하다.
그런데, 대물렌즈의 NA를 높이면, 디스크의 경사(tilt; 기울기)에 의해 생기는 광의 수차(收差)가 크게 되어, 광학 픽업의 광축에 대한 디스크면의 경사의 허용량이 작아진다고 하는 문제가 생겨 버린다.
그래서, 기판상의 하나의 주면에 형성된 정보 신호부 상에 레이저광을 투과할 수 있는 광투과층을 형성한 차세대의 광기록 매체가 제안되어 있다. 이 광기록 매체에서는 기판측으로부터가 아닌, 정보 신호부 상에 형성된 광투과층측으로부터 광을 조사함으로써 정보 신호의 기록 및/ 또는 재생을 행한다.
이하, 이 차세대 광기록 매체의 구성예를 나타낸다. 재생 전용형의 차세대의 광기록 매체는, 예컨대 기판의 요철이 형성된 측의 하나의 주면상에, 금속으로 이루어지는 반사층과, 광을 투과하는 박막층인 광투과층을 순차 적층한 구성을 가진다.
또, 재기입 가능형의 차세대의 광기록 매체는, 예를 들면 기판의 요철이 형성된 측의 하나의 주면에, 금속으로 이루어지는 반사층, 기록층(예컨대, 광자기 기록층 또는 상변화형 기록층) 및 광투과층을 순차 형성한 구성을 가진다.
차세대의 상변화 기록 매체는, 구체적으로는 이하와 같은 구성을 가진다. 정보 신호의 기록 및 재생을 행할 때 광학계의 스폿광을 유도하기 위한 안내홈이 되는 요철부가 형성된 기판의 하나의 주면상에, 반사층, 유전체층, 상변화형 기록층 및 유전체층을 순차 적층하여 기록층으로 하고, 그 위에 광투과층을 형성한 구 성을 가진다.
그런데, 본 발명자가 상술한 차세대 광기록 매체의 제조를 반복하여 행하고, 이 차세대 광기록 매체에 관하여 여러 가지 실험을 행하고, 이 실험 결과에 따라 여러 가지 검토를 행한 결과, 상술한 차세대 광기록 매체에서는, 양호한 신호 특성 및 높은 신뢰성을 얻을 수 없다고 하는 문제점이 있다는 것을 알게 되었다.
또, 최근에는 방송프로그램 등의 녹화를 계속하면서 이미 녹화가 끝난 부분을 재생하는 것이 가능한 동시재생녹화 등의 한층 더 향상된 기능이 요구되고 있다. 이 요구를 만족시키기 위해서는, 4.554m/s 이상 5.28m/s 이하의 범위에서 선택되는 선속도(linear velocity)를 기준으로 하고, 이 기준의 2배의 선속도 등의 높은 선속도에 의해 정보 신호를 기록했을 경우에도, 양호한 신호 특성 및 높은 신뢰성을 얻을 수 있도록 할 필요가 있다.
그런데, 상술한 종래의 차세대 광기록 매체에서는 상술한 바와 같은 높은 선속도에 의해 정보 신호를 기록한 경우에는, 양호한 신호 특성 및 높은 신뢰성을 얻을 수 없다고 하는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 4OOnm 이상 41Onm 이하 범위의 파장에 있는 광을 0.84 이상 0.86 이하 범위의 개구수를 갖는 광학계에 의해 집광하고, 광투과층을 통하여 정보 신호부에 조사함으로써, 정보 신호의 기록 및 재생을 행하는 광기록 매체에 있어서, 양호한 신호 특성 및 높은 신뢰성을 얻을 수 있는 광기록 매체 및 그 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
또, 본 발명의 목적은 400nm 이상 410nm 이하 범위의 파장에 있는 광을 0.84 이상 0.86 이하 범위의 개구수를 갖는 광학계에 의해 집광하고, 상기 광투과층을 통하여 상기 정보 신호부에 조사함으로써, 정보 신호의 기록 및 재생을 행하는 광기록 매체에 있어서, 4.554m/s 이상 5.28m/s 이하의 범위에서 선택되는 선속도를 기준으로 하여, 이 기준의 2배의 선속도 등의 높은 선속도에 의해 정보 신호를 기록한 경우에도, 양호한 신호 특성 및 높은 신뢰성을 얻을 수 있는 광기록 매체 및 그 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본원의 제1 발명은, 기판의 하나의 주면에 적어도 반사층, 하부 유전체층, 기록층, 상부 유전체층 및 광투과층이 순차로 적층되어 구성되며,
400nm 이상 410nm 이하 범위의 파장에 있는 광을 0.84 이상 0.86 이하 범위의 개구수를 가지는 광학계에 의해 집광하고, 광투과층측으로부터 기록층에 조사함으로써, 정보 신호의 기록 및 재생을 행하는 광기록 매체로서,
하부 유전체층은 제1 하부 유전체층 및 이 제1 하부 유전체층을 구성하는 재료와 반사층을 구성하는 재료가 반응하는 것을 방지하는 제2 하부 유전체층으로 이루어지고,
상부 유전체층은 제1 상부 유전체층 및 이 제1 상부 유전체층을 구성하는 재료와 광투과층을 구성하는 재료가 반응하는 것을 방지하는 제2 상부 유전체층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광기록 매체이다.
본원의 제2 발명은 기판의 하나의 주면에 적어도, 반사층, 하부 유전체층, 기록층, 상부 유전체층 및 광투과층을 순차로 적층한 구성을 가지고,
400nm 이상 410nm 이하 범위의 파장에 있는 광을 0.84 이상 0.86 이하 범위의 개구수를 가지는 광학계에 의해 집광하고, 광투과층측으로부터 기록층에 조사함으로써, 정보 신호의 기록 및 재생을 행하는 광기록 매체의 제조 방법으로서,
기판의 하나의 주면에 반사층을 형성하는 공정과,
제1 하부 유전체층 및 이 제1 하부 유전체층을 구성하는 재료와 반사층을 구성하는 재료가 반응하는 것을 방지하는 제2 하부 유전체층을 반사층 상에 적층시킴으로써, 하부 유전체층을 형성하는 공정과,
하부 유전체층 상에 기록층을 형성하는 공정과,
제1 상부 유전체층 및 이 제1 상부 유전체층을 구성하는 재료와 광투과층을 구성하는 재료가 반응하는 것을 방지하는 제2 상부 유전체층을 기록층 상에 적층시킴으로써, 상부 유전체를 형성하는 공정과,
상부 유전체층 상에 광투과층을 형성하는 공정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 광기록 매체의 제조 방법이다.
본 발명에 의하면, 하부 유전체층은 제1 하부 유전체층 및 이 제1 하부 유전체층을 구성하는 재료와 반사층을 구성하는 재료가 반응하는 것을 방지하는 제2 하부 유전체층으로 이루어지고, 상부 유전체층은 제1 상부 유전체층 및 이 제1 상부 유전체층을 구성하는 재료와 광투과층을 구성하는 재료가 반응하는 것을 방지하는 제2 상부 유전체층으로 이루어지기 때문에, 제1 하부 유전체층을 구성하는 재료와 반사층을 구성하는 재료가 반응하는 것을 방지할 수 있고, 또한 제1 상부 유전체층 을 구성하는 재료와 광투과층을 구성하는 재료가 반응하는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 광디스크의 구성의 일례를 나타내는 단면도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 광디스크의 상부 유전체층 및 하부 유전체층의 구성의 일례를 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 광디스크의 제조에 이용되는 DC 스퍼터링 장치의 일례를 나타내는 모식도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 기판, 타겟 및 이들의 평면적인 위치 관계를 나타내는 평면도.
도 5는 실시예 1~24의 조건을 나타내는 표.
도 6은 실시예 25~44의 조건을 나타내는 표.
도 7은 실시예 1~24의 평가 결과를 나타내는 표.
도 8은 실시예 25~34의 조건 및 그 평가 결과를 나타내는 표.
도 9는 실시예 35~44의 조건 및 그 평가 결과를 나타내는 표.
도 10은 실시예에 기록되는 정보 신호의 파형을 나타내는 개략적인 선도면.
도 11은 실시예 23 및 비교예의 오버라이트 기록 특성을 나타내는 그래프.
도 12는 실시예 23의 크로스라이트 포함의 기록 특성을 나타내는 그래프.
도 13은 본 발명의 일실시예에 의한 광디스크의 제조에 이용되는 DC 스퍼터링 장치의 다른 예를 나타내는 모식도.
도 14는 종래의 DVD-RW의 구성을 나타낸 단면도.
이하, 본 발명의 실시에에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 그리고, 이하의 실시예의 모든 도면에 있어서, 동일 또는 대응하는 부분에는 동일한 부호를 사용한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 광디스크의 구성의 일례를 나타내는 단면도이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 이 일실시예에 의한 광디스크(1)는 기판(2)의 하나의 주면상에, 반사층(3), 하부 유전체층(4), 기록층(5), 상부 유전체층(6), 광투과층(7)을 순차로 적층한 구성을 가진다.
그리고, 이 일실시예에 의한 광디스크에서는 안내홈의 트랙 피치 P, 기판(2)의 스큐 Θ, 정보 신호의 재생 및/ 또는 기록에 이용되는 광학 픽업의 개구수 NA, 정보 신호의 재생 및/ 또는 기록에 이용되는 레이저광의 파장 λ, 광투과층(7)의 두께 t가, 이하의 관계식 (1)~(4)를 만족시키도록 함으로써, 8GB 이상의 기록 용량을 실현할 수 있게 된다.
P
Figure 112004045419449-pct00003
0.64 (㎛)···(1)
Θ
Figure 112004045419449-pct00004
±84.115 (λ/NA3/t)···(2)
λ
Figure 112004045419449-pct00005
0.64 (㎛)···(3)
NA/λ
Figure 112004045419449-pct00006
1.20···(4)
여기서, 파장 λ가 400nm 이상 410nm 이하, 개구수 NA가 0.84 이상 0.86 이 하, 데이터 비트 길이(data bit length)가 0.1035㎛ 이상 0.12㎛ 이하의 범위에서 선택된다. 예를 들면, 파장 λ가 405nm, 개구수 NA가 0.85, 데이터 비트 길이가 0.12㎛, 트랙 피치가 0.32㎛로 선택된다.
개구수 NA가 0.84 이하이고 파장 λ가 410nm 이상인 경우에는, 스폿 직경 d (d∝λ/NA)의 크기가 원하는 직경보다 크게 되어, 8GB 이상의 기록 용량을 가능하게 하는 고기록 밀도를 실현할 수가 없게 되어 버린다. 한편, 개구수 NA가 0.86 이상이며, 파장 λ가 4OOnm 이하인 경우에는, 기록면과 광축의 경사의 허용량(틸트 마진)을 확보하기 위해 광투과층(7)을 더 얇게 하는 것이 필요하기 때문에, 광투과층(7)의 두께 오차를 허용 범위내로 하는 것이 곤란하게 된다. 즉, 신호 품질을 유지하는 것이 곤란하게 된다.
기판(2)은 중앙에 센터 홀(도시하지 않음)이 형성된 둥근 고리모양을 가진다. 이 기판(2)의 반사층(3)이 형성되는 측의 하나의 주면에는, 정보 재생용의 피트열 또는 정보의 기록 재생을 행할 때에 광학 스폿을 유도하기 위한 안내홈으로 되는 요철부(도시하지 않음)가 형성되어 있다. 이 기판(2)의 두께는 0.3mm~1.2mm 에서, 예컨대 1.1mm로 선택된다.
기판(2)의 재료로는, 예컨대 폴리카보네이트(polycarbonate)계 수지, 폴리올레핀계 수지 또는 아크릴계 수지 등의 플라스틱 재료나 유리 등이 이용된다. 그리고, 비용을 고려하여 경우에는, 기판(2)의 재료로서 플라스틱 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
반사층(3)의 재료는, 예컨대 반사층(3)의 반사기능 및 열전도를 고려하여 선 택된다. 즉, 기록 재생용에 이용되는 레이저광의 파장에 대해서 반사능력을 가짐과 동시에 열전도율이, 예컨대 4.0×10-2~4.5×102 J/m·K·s (4.0×10-4~4.5 J/cm·K·s)의 범위 내의 값을 가지는 금속 원소, 반금속 원소 및 이들의 화합물 또는 혼합물로부터 선택된다. 구체적으로는, 반사층(3)의 재료로서는, Al, Ag, Au, Ni, Cr, Ti, Pd, Co, Si, Ta, W, Mo, Ge 등의 단일체 또는 이들 단일체를 주성분으로 하는 합금을 들 수 있다. 그리고, 실용성을 고려하면, 이들 중 Al계, Ag계, Au계, Si계 또는 Ge계의 재료가 바람직하다. 그리고, 반사층(3)의 재료로서 합금을 사용하는 경우에는, 예를 들면 AlCu, AlTi, AlCr, AlCo, AlMgSi, AgPdCu, AgPdTi, AgCuTi, AgPdCa, AgPdMg, AgPdFe, Ag 또는 SiB 등이 바람직하다.
이 반사층(3)을, 예컨대 Ag, Nd, Cu로 이루어지는 Ag계 합금에 의해 구성한 경우, Nd의 함유율을 0.4 원자퍼센트 이상 0.7 원자퍼센트 이하, Cu의 함유율을 0.6 원자퍼센트 이상 0.9 원자퍼센트 이하로 선택하는 것이 바람직하다.
또, 반사층(3)의 두께는 80nm 이상 140nm 이하로 선택되는 것이 바람직하고, 예컨대 100nm로 선택된다. 반사층(3)의 두께를 80nm 미만으로 하면, 기록층(5)에서 생기는 열을 충분히 확산시키지 못하여, 열냉각이 불충분하게 되어, 재생시에 재생 파워에 의해 지터(jitter) 특성이 저하해 버린다. 한편, 반사층(3)의 두께를 140nm 보다 크게 하면, 열특성이나 광학적인 특성에 영향이 미치지는 않지만, 반사층(3)에 생기는 응력에 의해, 스큐 등의 기계적 특성에 영향을 미치게 되어, 원하는 특성을 얻을 수 없게 된다.
하부 유전체층(4) 및 상부 유전체층(6)은 복수개의 유전체층을 적층함으로써 구성된다. 적층된 유전체층은 기록 재생용의 레이저광에 대해 흡수 능력이 낮은 재료로 구성되며, 바람직하게는 소쇠(消衰) 계수 k가 0<k
Figure 112004045419449-pct00007
3의 관계를 만족시키는 재료로 구성된다.
도 2에 하부 유전체층(4) 및 상부 유전체층(6)의 구성의 일례를 나타낸다. 하부 유전체층(4)은 제1 하부 유전체층(12) 및 이 제1 하부 유전체층을 구성하는 재료와 반사층(3)을 구성하는 재료가 반응하는 것을 방지하는 제2 하부 유전체층(11)으로 구성된다. 상부 유전체층(6)은 제l 상부 유전체층(13) 및 이 제1 상부 유전체층(13)을 구성하는 재료와 광투과층(7)을 구성하는 재료가 반응하는 것을 방지하는 제2 상부 유전체층(14)으로 구성된다. 제2 하부 유전체층(11) 및 제2 상부 유전체층(14)은 Si3N4 로 이루어진다. 제1 하부 유전체층(12) 및 제1 상부 유전체층은 ZnS-SiO2 혼합체, 바람직하게는 몰비율이 약 4:1인 ZnS-SiO2 혼합체로 이루어지는 제2 하부 유전체층(11)의 두께는 8nm 이상 14nm 이하의 범위에서 선택되는 것이 바람직하고, 예를 들면 10nm로 선택된다. 제2 하부 유전체층(4)의 두께를 8nm 미만으로 하면, 제1 하부 유전체층(12)을 구성하는 재료인 유황(S)이 확산하게 됨으로써, 반사층(3)이 부식하게 된다. 이에 대하여, 제2 하부 유전체층(4)의 두께를 14nm 보다 크게 하면, 반사율이 감소하여, 원하는 신호 특성을 얻을 수 없게 되어 버린다.
제1 하부 유전체층(l2)의 두께는 4nm 이상 10nm 이하의 범위에서 선택되는 것이 바람직하고, 예를 들면 6nm로 선택된다. 제1 하부 유전체층(12)의 두께를 4nm 미만으로 하면, 균일한 두께를 가지는 제1 하부 유전체층(12)을 형성하는 것이 곤란해져 버린다. 이에 대하여, 그 두께를 10nm 보다 크게 하면, 반사율이 감소하여, 원하는 신호 특성을 얻을 수 없게 되어 버린다.
제1 상부 유전체층(13)의 두께는 4nm 이상 12nm 이하의 범위에서 선택되는 것이 바람직하고, 예를 들면 6nm로 선택된다. 제1 상부 유전체층(13)의 두께를 4nm 미만으로 하면, 균일한 두께를 가지는 제1 상부 유전체층(13)을 형성하는 것이 곤란해져 버린다. 이에 대하여, 제1 상부 유전체층(13)의 두께를 12nm 보다 크게 하면, 열이 기록층(5) 내에 축열되기 쉬워지므로, 재생 안정성이 열화된다.
제2 상부 유전체층(14)의 두께는 36nm 이상 46nm 이하의 범위에서 선택되는 것이 바람직하고, 예를 들면 42nm로 선택된다. 제2 상부 유전체층(14)의 두께를 36nm 미만으로 선택하면, 반사율이 증가하고, 46nm 보다 크게 선택하면, 반사율이 감소하게 된다.
기록층(5)은 결정-비정질의 구조 상변화를 이용하여 정보 신호를 기록하는 상변화 기록층이다. 이 기록층(5)의 재료로서, 바람직하게는 칼코겐(chalcogen) 화합물이 선택되며, 보다 바람직하게는 SbTe계 합금 재료가 선택된다. 이 SbTe계 합금 재료로서, 바람직하게는 Ge, Sb, Te가 선택된다. 이 경우, 바람직하게는 Ge의 함유율이 2 원자퍼센트 이상 8 원자퍼센트 이하, Te에 대한 Sb의 비율이 3.4배 이상 4.0배 이하로 선택된다. 보다 바람직하게는, Ge의 함유율이 2 원자퍼센트 이상 8 원자퍼센트 이하, Te에 대한 Sb의 비율이 4.2배 이상 4.8배 이하로 선택된다.
기록층(5)의 두께는 6nm 이상 16nm 이하의 범위에서 선택되는 것이 바람직하고, 예를 들면 10nm로 선택된다. 기록층(5)의 두께를 6nm 미만으로 선택하면, 충분한 재생 내구성을 얻는 것이 곤란해져 버린다. 이에 대하여, 그 두께를 16nm 보다 크게 하면, 기록 감도가 나빠지기 때문에, 정보 신호를 기록하는 것이 곤란해져 버린다.
광투과층(7)은 평면 고리모양을 갖는 광투과성 시트(필름)와, 이 광투과성 시트를 상부 유전체층(6)에 접합시키기 위한 접착층(모두 도시하지 않음)으로 구성 된다. 접착층은, 예컨대 자외선 경화 수지 또는 감압성 점착제(PSA: Pressure Sensitive Adhesive)로 이루어진다.
광투과성 시트는 기록/재생에 이용되는 레이저광에 대해, 흡수능력이 낮은 재료로 이루어지는 것이 바람직하고, 구체적으로는 투과율이 90퍼센트 이상의 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 구체적으로, 광 투과성 시트는, 예를 들면 폴리카보네이트 수지 재료나 폴리올레핀계 수지로 이루어진다.
예컨대 광투과성 시트의 재료로서, 폴리카보네이트(PC)를 사용하는 경우, 열팽창 계수가 7.O×10-5(1/℃) 정도, 휨탄성율이 2. 4×104(MPa) 정도의 재료가 이용된다. 또, 광투과성 시트의 재료로서, 폴리올레핀계 수지[예컨대, 제오넥스(ZEONEX)(등록상표)]를 사용하는 경우, 열팽창 계수가 6.O×10-5(1/℃) 정도, 휨탄성율이 2.3×104 (MPa) 정도의 재료가 이용된다.
또, 이 광투과성 시트의 두께는 3㎛~177㎛의 범위내에서 선택되며, 예컨대 접착층과 합한 두께가 10O㎛가 되도록 선택된다. 이와 같은 얇은 광투과층(7)과 0.85±0.05 정도의 NA가 높은 대물렌즈를 조합시킴으로서, 고밀도 기록을 실현할 수 있다.
본 실시예에 의한 광투과성 시트는, 예컨대 폴리카보네이트 수지 등의 재료를 압출기에 투입하고, 히터(도시하지 않음)를 사용하여 250~300℃의 온도로 용융시켜, 복수개의 냉각 롤을 사용하여 시트형상으로 성형하고, 기판(2)에 맞춘 형상으로 마름질함으로써 형성된다.
또, 광투과층(7)의 표면 상에 불필요한 부스러기가 부착되거나, 긁힌 자국이 생기는 것을 방지할 목적으로, 유기계 또는 무기계의 재료로 이루어지는 보호층을 추가로 형성하여도 된다. 이 경우에도 기록 재생을 행하는 레이저의 파장에 대해서 흡수능력을 거의 갖지 않는 재료가 바람직하다.
예를 들면, 광투과층(7)의 두께 t를 10㎛~177㎛ 로 하고, 광투과층의 두께의 편차를 Δt로 한 경우에, 광기록 매체에 대해 정보의 재생 및/또는 기록을 행하는 광학계의 NA, 파장 λ의 사이에 아래 식에 나타낸 바와 같은 관계가 성립되면, 기억 용량을 8GB로 하는 것이 가능하고, 종래의 기록 재생 장치와 마찬가지의 기록재생 장치를 사용하여 높은 기록 용량화를 도모하는 것이 가능하다.
Δt=±5.26 (λ/NA4)
다음에, 본 발명의 일실시예에 따른 광디스크의 제조 방법에 대하여 설명한다.
여기서, 이 일실시예에 따른 광디스크(1)의 제조에 이용되는 스퍼터링 장치에 대하여 설명한다. 이 스퍼터링 장치는 기판 자체 회전 가능한 매엽식(枚葉式)의 정지(靜止) 대향형 스퍼터링 장치이다.
도 3에 광디스크(1)를 제조하기 위해 이용되는 스퍼터링 장치를 나타낸다. 도 3면에 나타낸 바와 같이, 이 스퍼터링 장치는 성층실(成層室)로 되는 진공 챔버(21), 이 진공 챔버(21) 내의 진공 상태를 제어하는 진공 제어부(22), 플라즈마 방전용 DC 고압 전원(23), 이 플라즈마 방전용 DC 고압 전원(23)과 전원 라인(24)을 통해 접속되어 있는 스퍼터링 캐소드부(25), 이 스퍼터링 캐소드부(25)와 소정의 거리를 두고 대향 배치되어 있는 팔레트(26), 및 Ar 등의 불활성 가스나 반응 가스의 스퍼터 가스를 진공 챔버(21) 내에 공급하기 위한 스퍼터 가스 공급부(27)를 구비하는 구성을 갖는다.
스퍼터링 음극부(25)는 마이너스 전극으로서 기능하는 타겟(28), 이 타겟(28)을 고정장착하도록 구성된 패킹플레이트(29) 및 이 패킹플레이트(29)의 타겟(28)이 고정장착되는 면과 반대 측 면에 설치되는 자석(磁石)계(30)를 구비한다.
또, 플러스 전극으로서 기능하는 팔레트(26)와 마이너스 전극으로서 기능하는 타겟(28)으로 이루어지는 한쌍의 전극이 구성되어 있다. 팔레트(26)상에는 스퍼터링 음극부(25)와 대향하도록, 피(被)성층체인 기판(2)이 디스크 베이스(33)를 사이에 끼워 장착된다. 이 때, 내주 마스크(31) 및 외주 마스크(32)에 의해, 기판(2)의 내주부 및 외주부가 덮이게 된다.
또, 팔레트(26)의 디스크 베이스(33)가 장착되는 면과 반대 측의 면에, 팔레 트(26)를 기판(2)의 면 안쪽 방향으로 회전시키고, 이것에 의해 기판(2)을 자전(自轉)시키기 위한 기판 자전 구동부(34)가 연동(連動) 가능하게 형성되어 있다.
또, 스퍼터링 장치(20)에 있어서, 도 4a에 나타낸 바와 같은 평면 고리모양을 갖는 피성층체로서의 기판(2)과, 도 4b에 나타낸 바와 같은 원판 형상을 가지는 성층 재료로 이루어지는 타겟(28)은 도 4c에 나타낸 바와 같이, 이들의 평면적인 위치 관계에 있어서, 기판(2)의 중심 O와 타겟(28)의 중심 O'가 거의 일치하도록 배치된다. 또, 기판(2)은 도 3면에 나타낸 기판 자전 구동부(34)에 의해, 그 중심 O의 주위에서 자전시키는 것이 가능하도록 구성되어 있다.
이상과 같이 하여, 이 일실시예에 있어서의 광디스크의 제조에 이용되는 스퍼터링 장치(20)가 구성되어 있다.
그리고, 이하의 제조 공정에 있어서, 각 층의 성층에 각각 이용되는 스퍼터 링 장치는 동일한 구성을 가지므로, 상술한 DC 스퍼터링 장치(20)에 있어서와 마찬가지의 부호를 사용한다.
먼저, 기판(2)을, 예컨대 AgM(M: 첨가물)으로 이루어지는 타겟(28)이 설치된 제1 스퍼터링 장치(20)에 대해서 반입하고, 팔레트(26)에 고정한다. 다음에, 진공 챔버(21) 내부가 소정의 압력이 될 때까지 공기를 빼낸다(배기한다). 다음에, 예를 들면 Ar 가스를 진공 챔버(21) 내에 도입하고, 스퍼터링을 행함으로써, 예컨대 Ag계 합금으로 이루어지는 반사층(3)을 기판(2)의 하나의 주면에 형성한다.
이 스퍼터링 공정에 있어서의 성막(成膜) 조건의 일례를 이하에 나타낸다.
진공 도달도: 1.O×10-5 Pa
분위기: 1.0~3.0×100 Pa
투입 전력: 1~3 kWh
다음에, 기판(2)을, 예컨대 Si 타겟이 설치된 제2 스퍼터링 장치(20)에 반입하고, 팔레트(26)에 고정한다. 그리고, 진공 챔버(21) 내부가 소정의 압력이 될 때까지 공기를 빼낸다. 다음에, 예를 들면 Ar 가스 및 질소를 진공 챔버(21) 내부에 도입하고, 스퍼터링을 행함으로써, 예컨대 Si3N4 로 이루어지는 제2 하부 유전체층(11)을 반사층(3)상에 형성한다.
이 스퍼터링 공정에 있어서의 성막 조건의 일례를 이하에 나타낸다.
진공 도달도: 1.0×10-5 Pa
분위기: 1.0~3.0×l00 Pa
투입 전력: 1~3 kWh
질소 가스량: 30sccm
다음에, 기판(2)을, 예컨대 ZnS-SiO2 혼합체로 이루어지는 타겟(28)이 설치된 제3 스퍼터링 장치(20)에 반입하고, 팔레트(26)에 고정한다. 다음에, 진공 챔버(21) 내부를 소정의 압력이 될 때까지 공기를 빼낸다(배기한다). 그 후, 진공 챔버(21) 내에, 예컨대 Ar 가스 등의 불활성 가스를 도입하고, 스퍼터링을 행함으 로써, 예컨대 ZnS-SiO2 혼합체로 이루어지는 제1 하부 유전체층(12)을 제2 하부 유전체층(11)상에 형성한다.
이 스퍼터링 공정에 있어서의 성막 조건의 일례를 이하에 나타낸다.
진공 도달도: 1.O×10-5 Pa
분위기: 1.0~3.0×100 Pa
투입 전력: 1~3 kWh
다음에, 기판(2)을, 예컨대 GeSbTe 합금으로 이루어지는 타겟(28)이 설치된 제4 스퍼터링 장치(20)에 반입하고, 팔레트(26)에 고정한다. 다음에, 진공 챔버(21) 내부를 소정의 압력이 될 때까지 공기를 빼낸다. 그 후, 예컨대 Ar 가스 등의 불활성 가스를 진공 챔버(21) 내부에 도입하고, 스퍼터링을 행함으로써, 예컨대 GeSbTe계 합금으로 이루어지는 기록층(5)을 제1 하부 유전체층(12)상에 형성한다.
이 스퍼터링 공정에 있어서의 성막 조건의 일례를 이하에 나타낸다.
진공 도달도: 1.0×10-5 Pa
분위기: 1.0~3.0×100 Pa
투입 전력: 1~3 kWh
다음에, 기판(2)을, 예컨대 ZnS-SiO2 혼합체로 이루어지는 타겟(28)이 설치된 제5 스퍼터링 장치(20)에 반입하고, 팔레트(26)에 고정한다. 다음에, 진공 챔버(21) 내부를 소정의 압력이 될 때까지 공기를 빼낸다(배기한다). 그 후, 예컨대 Ar 가스 등의 불활성 가스를 진공 챔버(21) 내부에 도입하고, 스퍼터링을 행함으로써, 예컨대 ZnS-SiO2 혼합체로 이루어지는 제1 상부 유전체층(13)을 기록층(5)상에 형성한다.
이 스퍼터링 공정에 있어서의 성막 조건의 일례를 이하에 나타낸다.
진공 도달도: 1.O×10-5 Pa
분위기: 1.0~3.0×100 Pa
투입 전력: 1~3 kWh
다음에, 제1 상부 유전체층(13)이 형성된 기판(2)을, 예컨대 Si로 이루어지는 타겟이 설치된 제6 스퍼터링 장치에 반입하고, 팔레트(26)에 고정한다. 그리고, 진공 챔버(21) 내부가 소정의 압력이 될 때까지 공기를 빼낸다. 다음에, 예를 들면 Ar 가스 및 질소를 진공 챔버(21) 내부에 도입하고, 스퍼터링을 행함으로써, 기판(2)의 하나의 주면상에, 예컨대 Si3N4 로 이루어지는 제2 상부 유전체층(14)을 제1 상부 유전체층(13)상에 형성한다.
이 스퍼터링 공정에 있어서의 성막 조건의 일례를 이하에 나타낸다.
진공 도달도: 1.O×10-5 Pa
분위기: 1.0~3.0×100 Pa
투입 전력: 1~3 kWh
질소 가스량: 30 sccm
그 후, 기판(2)을, 접합시킨 장치(도시 생략)의 소정 위치에 반입한다. 그리고, 평면 고리모양의 광투과성 시트를, 이 시트의 하나의 주면에 미리 균일하게 도포시킨 감압성 점착제(PSA)를 사용하여, 기판(2)상의 각 층이 형성된 측에 접합시킨다. 이로써, 기판(2)상에 형성된 각 층을 덮도록, 광투과층(7)이 형성된다.
이상과 같이 하여, 도 1에 나타낸 광디스크(1)가 제조된다. 그리고, 이상과 같이 하여 광디스크(1)를 제조한 후, 초기화 장치에 의해 기록층(5)의 상태를 결정 상태로 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 이하의 효과를 얻을 수 있다.
제1 하부 유전체층(12)을 구성하는 재료와 반사층(3)을 구성하는 재료가 반응하는 것을 방지할 수 있는 것과 함께, 제1 상부 유전체층(13)을 구성하는 재료와 광투과층(7)을 구성하는 재료가 반응하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 광디스크의 부식 등을 방지하고, 양호한 신호 특성을 얻을 수 있다.
또, 기록층(5)을, Ge, Sb, Te로 이루어지는 SbTe계 합금 재료로 구성하는 경우, Ge의 함유율을 2 원자퍼센트 이상 8 원자퍼센트 이하, Te에 대한 Sb의 비율을 3.4배 이상 4.0배 이하로 선택함으로써, 4.554m/s 이상 5.28m/s 이하의 범위로부터 선택되는 선속도에 의해 정보 신호를 기록한 경우에, 지터값 및 기록 감도 등을 향상시켜, 양호한 신호 특성을 얻을 수 있다.
또, 기록층(5)을, Ge, Sb, Te로 이루어지는 SbTe계 합금 재료로 구성하는 경우, Ge의 함유율을 2 원자퍼센트 이상 8 원자퍼센트 이하, Te에 대한 Sb의 비율을4.2배 이상 4.8배 이하로 선택함으로써, 4.554m/s 이상 5.28m/s 이하의 범위로부 터 선택되는 선속도를 기준으로 하여, 그 2배의 선속도에 의해 정보 신호를 기록한 경우에도, 지터값 및 기록 감도를 향상시켜, 양호한 신호 특성을 얻을 수 있다.
다음에, 광디스크의 실시예에 대해 설명한다.
도 5 내지 도 9에 실시예의 조건 및 그 평가 결과를 나타낸다. 먼저, 도 5, 도 6, 도 8 및 도 9를 참조하면서, 실시예의 광디스크에 대하여 설명한다.
<실시예 1~4>
실시예 1~4는 기판(2)상에, AgNdCu로 이루어지는 반사층(3), Si3N4 로 이루어지는 제2 하부 유전체층(11), ZnS-SiO2 혼합체로 이루어지는 제1 하부 유전체층(12), GeSbTe로 이루어지는 기록층(5), ZnS-SiO2 혼합체로 이루어지는 제1 상부 유전체층(13), Si3N4 로 이루어지는 제2 상부 유전체층(14) 및 광투과층(7)을 적층하여 이루어진다. 기판(2)은 직경이 120mm, 두께가 1.1mm이다. 반사층(3)을 형성하는 측의 하나의 주면에는, 그루브, 랜드라고 불리는 요철이 형성되어 있고, 이 요철의 반복되는 폭(트랙 피치)은 0.32㎛이다. 또, 반사층(3)에 있어서의 Nd의 함유율은 0.4 원자퍼센트, Cu의 함유율은 0.6 원자퍼센트이다. 또, 광투과층(7)은 평면 고리모양을 갖는 광투과성 시트를, 이 광투과성 시트의 하나의 주면에 미리 균일하게 도포시킨 감압성 점착제(PSA)로 이루어지는 접착층을 통하여, 상부 유전체층(6)에 대해서 접합시키는 것에 의해 형성된 것이다.
또, 실시예 1~4는 서로 상이한 두께의 반사층(3)을 가지며, 이 반사층(3)의 두께는 실시예 1~4의 순서로, 60nm, 80nm, 120nm, 140nm이다. 이에 대하여, 반사 층(3) 이외의 각 층의 두께는 동일하며, 제2 하부 유전체층(11), 제1 하부 유전체층(12), 기록층(5), 제1 상부 유전체층(13) 및 제2 상부 유전체층(14)은 각각 8nm, 6nm, 10nm, 8nm, 40nm의 두께를 가진다.
반사층(3), 제1 하부 유전체층(12), 기록층(5), 제1 상부 유전체층(l3)의 성막 조건을 이하에 나타낸다.
진공 도달도: 1.O×10-5 Pa
분위기: 3.0×100 Pa
투입 전력: 3 kWh
가스종류: Ar 가스
제2 하부 유전체층(11) 및 제2 상부 유전체층(14)의 성막 조건을 이하에 나타낸다.
진공 도달도: 1.O×10-5 Pa
분위기: 3.0×100 Pa
투입 전력: 3 kWh
가스종류: Ar 가스 및 질소 가스
질소 가스량: 30 sccm
그리고, 반사층(3)의 막두께의 결정은, 성막 시간과 막두께와의 관계에 의해 검량선(檢量線)을 작성하고, 그 검량선에 기초하여 적당히 시간을 조정하여 구했 다.
<실시예 5~8>
실시예 5~8은 서로 상이한 두께를 갖는 제2 하부 유전체층(11)을 가지며, 이 제2 하부 유전체층(11)의 두께는, 실시예 5~8의 순서로, 4nm, 8nm, 14nm, 18nm이다. 이에 대하여, 제2 하부 유전체층(11)이외의 각 층의 두께는 동일하며, 반사층(3), 제1 하부 유전체층(12), 기록층(5), 제1 상부 유전체층(13), 제2 상부 유전체층(14)은, 각각 100nm, 6nm, 10nm, 8nm, 40nm의 두께를 가진다. 그리고, 제2 하부 유전체층(11)의 막두께의 결정은, 성막 시간과 막두께와의 관계에 의해 검량선을 작성하고, 그 검량선에 기초하여 적당히 시간을 조정하여 구했다. 이것 이외의 것은 실시예 1~4와 동일하다.
<실시예 9~11>
실시예 9~11은 서로 상이한 두께를 갖는 제1 하부 유전체층(12)을 가지며, 이 제1 하부 유전체층(12)의 두께는 실시예 9~11의 순서로, 각각 4nm, 10nm, 12nm 이다. 이에 대하여, 제1 하부 유전체층(12)이외의 각 층의 두께는 동일하며, 반사층(3), 제2 하부 유전체층(11), 기록층(5), 제1 상부 유전체층(13), 제2 상부 유전체층(14)은, 각각 100nm, 8nm, 10nm, 8nm, 40nm의 두께를 가진다. 그리고, 제l 하부 유전체층(12)의 막두께의 결정은, 성막 시간과 막두께와의 관계에 의해 검량선을 작성하고, 그 검량선에 기초하여 적당히 시간을 조정하여 구했다. 이것 이외의 것은 실시예 1~4와 같다.
<실시예 12~15>
실시예 12~15는 서로 상이한 두께를 갖는 기록층(5)를 가지며, 이 기록층(5)의 두께는 실시예 12~15의 순서로, 6nm, 8nm, 16nm, 18nm 이다. 이에 대하여, 기록층(5)이외의 층의 두께는 동일하며, 반사층(3), 제2 하부 유전체층(11), 제1 하부 유전체층(12), 제1 상부 유전체층(13), 제2 상부 유전체층(l4)은 각각 100nm, 8nm, 6nm, 8nm, 40nm의 두께를 가진다. 그리고, 기록층(5)의 막두께의 결정은, 성막 시간과 막두께와의 관계에 의해 검량선을 작성하고, 그 검량선에 기초하여 적당히 시간을 조정하여 구했다. 이것 이외는 실시예 1~4와 같다.
<실시예 16~18>
실시예 16~18은 서로 상이한 두께를 갖는 제1 상부 유전체층(13)을 가지며, 제1 상부 유전체층(13)의 두께는 실시예 16~18의 순서로, 4nm, 10nm, 12nm이다. 이에 대하여, 제1 상부 유전체층(13)이외의 각 층의 두께는 동일하며, 반사층(3), 제2 하부 유전체층(11), 제1 하부 유전체층(12), 기록층(5), 제2 상부 유전체층(14)은, 각각 100nm, 8nm, 6nm, 10nm, 40nm의 두께를 가진다. 그리고, 제1 상부 유전체층(13)의 막두께의 결정은, 성막 시간과 막두께와의 관계에 의해 검량선을 작성하고, 그 검량선에 기초하여 적당히 시간을 조정하여 구했다. 이것 이외는 실시예 1~4와 같다.
<실시예 19~22>
실시예 19~22는 서로 상이한 두께를 갖는 제2 상부 유전체층(14)을 가지며, 제2 상부 유전체층(14)의 두께는 실시예 19~22의 순서로, 30nm, 36nm, 46nm, 50nm이다. 이에 대하여, 제2 상부 유전체층(14)이외의 각 층의 두께는 동일하며, 반사 층(3), 제2 하부 유전체층(11), 제1 하부 유전체층(12), 기록층(5), 제1 상부 유전체층(13)은, 각각 100nm, 8nm, 6nm, 10nm, 8nm의 두께를 가진다. 그리고, 제2 상부 유전체층(14)의 막두께의 결정은, 성막 시간과 막두께와의 관계에 의해 검량선을 작성하고, 그 검량선에 기초하여 적당히 시간을 조정하여 구했다. 이것 이외는 실시예 1~4와 같다.
<비교예>
비교예는 실시예 l의 제1 하부 유전체층(12) 및 제1 상부 유전체층(13)을 생략한 구성을 가진다. 반사층(3), 제2 하부 유전체층(11), 기록층(5), 제2 상부 유전체층(14)의 두께는, 각각 100nm, 18nm, 10nm, 50nm이다. 이것 이외는 실시예 1과 같다.
<실시예 23, 24>
실시예 23의 반사층(3)에 있어서의 Nd의 함유율은 0.4 원자퍼센트, Cu의 함유율은 0.6 원자퍼센트이다. 한편, 실시예 24의 반사층(3)에 있어서의 Nd의 함유율은 0.7 원자퍼센트, Cu의 함유율은 0.9 원자퍼센트이다.
또, 실시예 23 및 24에 있어서의 반사층(3), 제2 하부 유전체층(11), 제1 하부 유전체층(12), 기록층(5), 제1 상부 유전체층(l3) 및 제2 상부 유전체층(14)은, 각각 100nm, 8nm, 6nm, 10nm, 8nm, 40nm의 두께를 가진다. 이것 이외는 실시예 1~4와 같다.
<실시예 25~30>
실시예 25~30의 기록층(5)에 함유된 Te에 대한 Sb의 비율은 실시예 25~30의 순서로, 3.2, 3.4, 3.7, 4, 4.4, 4.7 이다. 실시예 25~30의 기록층(5)에 함유되는 Ge의 함유율은 4 원자퍼센트이다.
또, 실시예 25~30의 반사층(3), 제2 하부 유전체층(11), 제1 하부 유전체층(12), 기록층(5), 제1 상부 유전체층(13), 및 제2 상부 유전체층(14)의 두께는, 각각 100nm, 10nm, 5nm, 12nm, 6nm, 42nm 이다. 이것 이외는 실시예 1~4와 같다.
<실시예 31~34>
실시예 31~34의 기록층(5)에 함유된 Ge는 실시예 31~34의 순서로, 0 원자퍼센트, 2 원자퍼센트, 8 원자퍼센트, 10 원자퍼센트이다. 실시예 31~34의 기록층(5)에 함유된 Te에 대한 Sb의 비율은 3.6이다.
또, 실시예 31~34의 반사층(3), 제2 하부 유전체층(11), 제1 하부 유전체층(12), 기록층(5), 제1 상부 유전체층(13) 및 제2 상부 유전체층(14)의 두께는, 각각 100nm, 10nm, 5nm, 12nm, 6nm, 42nm이다. 이것 이외는 실시예 1~4와 같다.
<실시예 35~40>
실시예 35~40의 기록층(5)에 함유된 Te에 대한 Sb의 비율은 실시예 35~40의 순서대로, 3.7, 4, 4.2, 4.4, 4.8, 5이다. 실시예 35~40의 기록층(5)에 함유되는 Ge의 함유율은 4 원자퍼센트이다.
또, 실시예 35~40의 반사층(3), 제2 하부 유전체층(11), 제1 하부 유전체층(12), 기록층(5), 제1 상부 유전체층(13), 제2 상부 유전체층(14)의 두께는, 각각 100nm, 8nm, 6nm, 10nm, 8nm, 40nm이다. 이것 외에는 실시예 1~4와 같다.
<실시예 41~44>
실시예 41~44의 기록층(5)에 함유된 Ge는 실시예 41~44의 순서대로, 0 원자퍼센트, 2 원자퍼센트, 8 원자퍼센트, 10 원자퍼센트이다. 실시예 41~44의 기록층(5)에 함유된 Te에 대한 Sb의 비율은 4.2이다.
또, 실시예 41~44의 반사층(3), 제2 하부 유전체층(11), 제1 하부 유전체층(12), 기록층(5), 제1 상부 유전체층(13) 및 제2 상부 유전체층(14)의 두께는, 각각 100nm, 8nm, 6nm, 10nm, 8nm, 40nm이다. 이것 외에는, 실시예 1~4와 같다.
본 발명자는 도 7에 나타낸 바와 같이, 상술한 실시예 1~24 및 비교예에 대해서, 선속도 5.28m/s(1×)에 의해 정보 신호의 기록을 행하고, 그루브의 반사율, 변조도(modulation), 기록 감도, 재생 내구성, 내식성을 평가했다. 또, 상술한 실시예 1~24 및 비교예에 대해서, 10.56m/s(2×)에 의해 정보 신호의 기록을 행하고, 변조도(modulation), 기록 감도를 평가했다. 그리고, 정보 신호를 기록할 때에는, 실시예 1~24 및 비교예의 기록층(5)의 상태를 초기화 장치에 의해 결정(結晶) 상태로 했다.
도 10에 실시예 1~24의 평가에 이용되는 기록 발광 패턴을 나타낸다. 또, 선속도 이외의 정보 신호 기록시의 각 조건을 이하에 나타낸다.
레이저광의 파장: 405nm
개구수 NA: 0.85
데이터 비트 길이: 0.12 ㎛
그루브의 반사율의 평가방법
반사율이 12퍼센트 이상 24퍼센트 이하의 범위에 있는 경우를, 반사율이 양 호하다고 판정하고, 반사율이 12퍼센트보다 작거나 24퍼센트보다 큰 경우를 반사율이 불량하다고 판정한다. 그리고, 도 7에서는, 반사율이 양호한 실시예를「O」로 표시하고, 반사율이 불량인 실시예를「×」로 표시했다.
변조도(modulation)의 평가방법
변조도가 40퍼센트보다 큰 경우를 변조도가 양호하다고 판정하고, 변조도가 40퍼센트 이하인 경우를 변조도가 불량하다고 판정한다. 그리고, 도 7에서는, 변조도가 양호한 실시예를「O」로 표시하고, 변조도가 불량인 실시예를「×」로 표시했다.
기록 감도의 평가방법
도 10에 나타낸 것과 같은 방법을 사용하여 Pp 및 Pe를 최적화했다. 다음에 그 Pp/Pe의 비율을 일정하게 하여, Pw를 스위프하여 지터(Jitter) 미니멈으로 되는 파워(Pp)를 구했다. 1×기록(선속도 5.28m/s)의 기록의 경우는, 5.2mW 이하를「O」로 표시화고, 그 이상인 실시예를「×」로 표시했다. 또 2×기록(선속도 10.56m/s)의 경우에는, 6mW 이하를「O」로 표시하고, 이것 이상인 실시예를「×」로 표시했다.
재생 내구성의 평가방법
0.3mW로 100만회의 재생을 행한 후 기록된 정보신호의 재생을 적절하게 행한 경우를, 내구성이 양호하다고 판정하고, 기록된 정보 신호의 재생을 적절하게 행하지 않은 경우를 내구성이 불량하다고 판정했다. 그리고, 도 7에서는 재생 내구성이 양호한 실시예를「O」로 표시하고, 재생 내구성이 불량인 실시예를「×」로 표 시했다.
내식성의 평가방법
실시예 1~24 및 비교예를, 온도 80℃와 습도 85퍼센트의 환경하에서, 400시간 유지한 후, 실시예 1~24 및 비교예에 부식이 발생하고 있는지 여부를 판별했다. 도 7에서는 부식이 발생하지 않은 양호한 실시예를「0」로 표시하고, 부식이 발생한 불량인 실시예를「×」로 표시했다.
도 7로부터, 반사층(3)의 두께를 80nm 이상 140nm 이하, 제2 하부 유전체층(11)의 두께를 8nm 이상 14nm 이하, 제1 하부 유전체층(12)의 두께를 4nm 이상 10nm 이하, 기록층(5)의 두께를 8nm 이상 16nm 이하, 제1 상부 유전체층(13)의 두께를 4nm 이상 12nm 이하, 제2 상부 유전체층(14)의 두께를 36nm 이상 46nm 이하로 함으로써, 양호한 신호 특성을 얻을 수 있고, 또한 내식성을 향상시킬 수 있다는 것을 알 수 있다.
또, 본 발명자는 실시예 1~24 및 비교예의 오버라이트(DOW: Direct Over-Write) 기록 특성을 측정하고, 평가를 행하였다. 이하에, 편의상 실시예 23 및 비교예의 오버라이트 특성의 측정 결과를 나타낸다.
도 11에, 실시예 23 및 비교예에 있어서의 오버라이트 기록 특성을 나타낸다. 도 11로부터, 실시예 23에서는, 비교예에 비해 오버라이트 특성 및 바텀 지터(bottom jitter) 특성이 큰 폭으로 향상하고 있는 것을 확인할 수 있다.
또, 본 발명자는 실시예 1~24의 크로스라이트 포함의 기록 특성을 측정했다. 이하에, 편의상 실시예 23의 크로스라이트 포함의 기록 특성의 측정 결과를 나타낸 다.
도 12에, 실시예 23의 크로스라이트 포함의 기록 특성을 나타낸다. 도 12로부터, 실시예 23에서는 선속도 5.28m/s(1×) 및 선속도 10.56m/s(2×) 모두 양호한 지터 특성 및 기록 감도를 얻을 수 있는 것을 알 수 있다.
또, 도 8에 나타낸 바와 같이, 본 발명자는 상술한 실시예 25~34에 대해서, 선속도 5.28m/s(1×)에 의해 정보 신호의 기록을 행하고, 지터값, 기록 감도 및 보존 특성을 평가했다. 그리고, 평가에 이용되는 기록 발행 패턴 및 정보 신호 기록시의 각 조건은, 실시예 1~24의 평가에 이용된 것과 같다.
지터값의 평가방법
지터값이 9퍼센트보다 작은 경우를 지터값이 양호하다고 판정하고, 지터값이 9퍼센트 이상인 경우를 지터값이 불량하다고 판정했다. 도 8에서는, 지터값이 양호한 실시예를「O」로 표시하고, 지터값이 불량인 실시예를「×」로 표시했다.
기록 감도의 평가방법
도 10에 나타낸 것과 같은 방법을 사용하여 Pp 및 Pe를 최적화했다. 다음에 그 Pp/Pe의 비율을 일정하게 하여, Pw를 스위프하여 지터 미니멈(Jitter minimum)으로 되는 파워(Pp)를 구했다. 1×기록만의 기록의 경우는, 5.2mW 이하를「O」로 표시하고, 그 이상인 실시예를「×」로 표시했다.
보존 특성의 평가방법
실시예 25~34를, 온도 80℃, 습도 85퍼센트의 환경하에서 200시간 유지한 후 지터값의 측정을 행하였다. 지터값이 9퍼센트보다 작은 경우를 지터값이 양호하다 고 판정하고, 지터값이 9퍼센트 이상인 경우를 지터값이 불량하다고 판정했다. 도 8에서는 지터값이 양호한 실시예를「0」로 표시하고, 지터값이 불량인 실시예를「×」로 표시했다.
도 8로부터, 기록층이 Ge, Sb, Te로 이루어지는 경우, Ge의 함유율을 2 원자퍼센트 이상 8 원자퍼센트 이하로 선택하고, Te에 대한 Sb의 비율을 3.4배 이상 4.0배 이하로 선택함으로써, 선속도 5.28m/s(l×), 레이저 파장 405nm, NA 0.85, 데이터 비트 길이 0.12㎛의 조건에 의해 정보 신호의 기록을 행한 경우에, 양호한 지터값, 기록 감도 및 보존 특성을 얻을 수 있다.
또한, 도 9에 나타낸 바와 같이, 본 발명자는 상술한 실시예 35~44에 대하여, 선속도 5.28m/s(1×) 및 선속도 10.56m/s(2×)에 의해 정보 신호를 기록하고, 지터값, 기록 감도 및 보존 특성을 평가했다. 그리고, 평가에 이용되는 기록 발행 패턴 및 정보 신호 기록시의 각 조건은 실시예 1~24의 평가에 이용된 것과 같다.
지터값의 평가방법
지터값이 12.5퍼센트보다 작은 경우를 지터값이 양호하다고 판정하고, 지터값이 12.5퍼센트 이상인 경우를 지터값이 불량하다고 판정했다. 도 9에서는, 지터값이 양호한 실시예를「0」로 표시하고, 지터값이 불량인 실시예를「×」로 표시했다.
기록 감도의 평가방법
도 lO에 나타낸 바와 같은 방법을 사용하여 Pp 및 Pe를 최적화했다. 다음으로, 그 Pp/Pe의 비율을 일정하게 하고, Pw를 스위프하여 지터(Jittter) 미니멈으로 되는 파워(Pp)를 구했다. 1×기록 및 2×기록에 있어서, 6mW 이하를「O」로 표시하고, 그 이상인 실시예를「×」로 표시했다.
보존 특성의 평가방법
실시예 35~44를, 온도 80℃, 습도 85퍼센트의 환경하에서 200시간 보존한 후, 지터값의 측정을 행하였다. 지터값이 12.5퍼센트보다 작은 경우를 지터값이 양호하다고 판정하고, 지터값이 12.5퍼센트 이상인 경우를 지터값이 불량하다고 판정했다. 도 9에서는, 지터값이 양호한 실시예를「O」로 표시하고, 지터값이 불량인 실시예를「×」로 표시했다.
도 9로부터, 기록층이 Ge, Sb, Te로 이루어지는 경우, Ge의 함유율을 2 원자퍼센트 이상 8 원자퍼센트 이하로 선택하고, Te에 대한 Sb의 비율을 4.2배 이상 4.8배 이하로 선택함으로써, 선속도 10.56m/s(2×), 레이저 파장 405nm, NA 0.85, 데이터 비트 길이 0.12㎛의 조건에 의해 정보 신호의 기록을 행한 경우에도, 양호한 지터값, 기록 감도 및 보존 특성을 얻을 수 있다.
이상, 본 발명의 실시에에 대하여 구체적으로 설명했지만, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상에 근거하는 각종의 변형이 가능하다.
예를 들면, 상술한 실시예에서 사용된 수치는 어디까지나 예에 지나지 않는 것이며, 필요에 따라 다른 수치를 사용해도 된다.
상술한 일실시예에 의한 광디스크의 제조 방법에서는, 기판(2)상에 각 층을 순차로 적층하여 광디스크(1)를 형성함으로써, 광디스크(1)를 제조하는 예에 대하 여 나타내었지만, 광디스크의 제조 방법은 이것에 한정되는 것은 아니다.
예를 들면, 안내홈이 형성된 광투과층 상에 다층막을 적층하고, 마지막에 평활한 지지기판을 형성하도록 해도 된다. 광투과층에 요철의 홈 트랙을 형성하는 방법으로서, 예를 들면, 사출성형(injection molding)법, 포토폴리머법(2P법: Photo Polymerization), 압착·가압에 의해 요철을 전사하는 방법 등을 사용할 수 있다. 다만, 광투과층 상에 요철을 형성하는 공정 또는 다층막을 성층하는 공정은 반드시 용이한 것은 아니기 때문에, 대량생산 등을 고려한 경우에는, 상술한 일실시예에 의한 광디스크의 제조 방법을 사용하는 편이 바람직하다.
또, 상술한 일실시예에서는, 광투과성 시트를, 이 광투과성 시트의 하나의 주면에 미리 균일하게 도포시킨 감압성 점착제를 통하여, 기판(2)에 접합시킴으로써, 광투과층(7)을 형성하는 경우를 예로 나타내었지만, 광투과층(7)의 형성 방법은 이것에 한정되는 것은 아니다.
예를 들면, 광투과성 시트의 하나의 주면과 제2 상부 유전체층(6) 사이에 자외선 경화 수지를 도포하고, 자외선을 조사해 경화시킴으로써, 광투과층(7)을 형성하도록 해도 된다.
또, 예를 들면 상술한 일실시예에 있어서는, DC 스퍼터링 장치로서, 1매의 디스크 기판에 대해서 1개의 타겟을 대향시킨, 정지 대향형 매엽식 스퍼터링 장치를 사용하고, 이러한 평면적인 위치 관계를 도 4에 나타낸 것과 같이 하고 있지만, 본 발명은 반드시 정지 대향형매엽식 스퍼터링 장치에 한정되는 것이 아니고, 도 13a에 나타낸 바와 같이 팔레트(26)에 복수매(도 13a에는 8매)의 기판(2)을 고정 하는 동시에 도 13b에 나타낸 바와 같이 진공 챔버(21)에 복수개의 타겟(28)을 고정하고, 도 13c에 나타내는 위치 관계에서 화살표 b 방향으로 팔레트(26)를 회전시키면서 복수매의 기판(2)에 대해서 성막을 행하도록 한 스퍼터링 장치에 적용하는 것도 가능하다.
이상 설명한 것처럼, 청구항 1 및 14에 따른 발명에 의하면, 제1 하부 유전체층을 구성하는 재료와 반사층을 구성하는 재료가 반응하는 것을 방지할 수 있고, 또한, 제1 상부 유전체층을 구성하는 재료와 광투과층을 구성하는 재료가 반응하는 것을 방지할 수 있기 때문에, 양호한 신호 특성 및 높은 신뢰성을 얻을 수 있다.
청구항 9 및 22에 따른 발명에 의하면, 고속으로 광기록 매체를 구동하고, 정보 신호의 기록을 행한 경우에도, 양호한 신호 특성을 얻을 수 있다.

Claims (26)

  1. 기판의 하나의 주면에 적어도 반사층, 하부 유전체층, 기록층, 상부 유전체층 및 광투과층이 순차로 적층되어 구성되며,
    400nm 이상 410nm 이하 범위의 파장에 있는 광을, 0.84 이상 0.86 이하 범위의 개구수를 갖는 광학계에 의해 집광하고, 상기 광투과층측으로부터 상기 기록층에 조사함으로써, 정보 신호의 기록 및 재생을 행하는 광기록 매체로서,
    상기 하부 유전체층은 제1 하부 유전체층 및 상기 제1 하부 유전체층을 구성하는 재료와 상기 반사층을 구성하는 재료가 반응하는 것을 방지하는 제2 하부 유전체층로 이루어지고,
    상기 상부 유전체층은 제1 상부 유전체층 및 상기 제1 상부 유전체층을 구성하는 재료와 상기 광투과층을 구성하는 재료가 반응하는 것을 방지하는 제2 상부 유전체층으로 이루어지며,
    상기 제1 상부 유전체층의 두께는 4nm 이상 12nm 이하이고,
    상기 제2 상부 유전체층의 두께는 36nm 이상 46nm 이하인,
    광기록 매체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상부 유전체층 및 상기 하부 유전체층을 구성하는 재료의 소쇠계수(消衰係數) k는 0<k
    Figure 112010042000797-pct00008
    3의 관계를 만족시키는, 광기록 매체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 하부 유전체층은 황화아연과 산화 실리콘의 혼합체로 이루어지며,
    상기 제2 하부 유전체층은 질화 실리콘으로 이루어지는, 광기록 매체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 상부 유전체층은 황화아연과 산화 실리콘의 혼합체로 이루어지며,
    상기 제2 상부 유전체층은 질화 실리콘으로 이루어지는, 광기록 매체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기록층은 상변화 기록층인, 광기록 매체.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 상변화 기록층은 SbTe계 합금 재료로 이루어지며,
    상기 반사층은 Ag계 합금 재료로 이루어지는, 광기록 매체.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 SbTe계 합금 재료는 Ge, Sb 및 Te로 이루어지며,
    상기 Ag계 합금 재료는 Ag, Nd 및 Cu로 이루어지는, 광기록 매체.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 상변화 기록층에서는, Ge의 함유율이 2 원자퍼센트 이상 8 원자퍼센트 이하이며, Te에 대한 Sb의 비율이 3.4배 이상 4.0배 이하이고,
    상기 반사층에서는, Nd의 함유율이 0.4 원자퍼센트 이상 0.7 원자퍼센트 이하이며, Cu의 함유율이 0.6 원자퍼센트 이상 0.9 원자퍼센트 이하인, 광기록 매체.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 상변화 기록층에서는, Ge의 함유율이 2 원자퍼센트 이상 8 원자퍼센트 이하이며, Te에 대한 Sb의 비율이 4.2배 이상 4.8배 이하이고,
    상기 반사층에서는, Nd의 함유율이 0.4 원자퍼센트 이상 0.7 원자퍼센트 이하이며, Cu의 함유율이 0.6 원자퍼센트 이상 0.9 원자퍼센트 이하인, 광기록 매체.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 반사층의 두께는 80nm 이상 140nm 이하이고,
    상기 제2 하부 유전체층의 두께는 8nm 이상 14nm 이하이며,
    상기 제1 하부 유전체층의 두께는 4nm 이상 10nm 이하이고,
    상기 기록층의 두께는 8nm 이상 16nm 이하인, 광기록 매체.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 광투과층은 광투과성 시트와, 상기 광투과성 시트를 기판에 접합시키기 위한 접착층으로 이루어지는, 광기록 매체.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 접착층은 감압성(感壓性) 점착제로 이루어지는, 광기록 매체.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 접착층은 자외선 경화 수지로 이루어지는, 광기록 매체.
  14. 기판의 하나의 주면에 적어도 반사층, 하부 유전체층, 기록층, 상부 유전체층 및 광투과층을 순차로 적층한 구성을 가지며,
    400nm 이상 410nm 이하 범위의 파장에 있는 광을, 0.84 이상 0.86 이하 범위의 개구수를 갖는 광학계에 의해 집광하고, 상기 광투과층측으로부터 상기 기록층에 조사함으로써, 정보 신호의 기록 및 재생을 행하는 광기록 매체의 제조 방법으로서,
    상기 기판의 하나의 주면에 반사층을 형성하는 공정과,
    제1 하부 유전체층 및 상기 제1 하부 유전체층을 구성하는 재료와 상기 반사층을 구성하는 재료가 반응하는 것을 방지하는 제2 하부 유전체층을 상기 반사층 상에 적층시킴으로써, 상기 하부 유전체층을 형성하는 공정과,
    상기 하부 유전체층 상에 상기 기록층을 형성하는 공정과,
    제1 상부 유전체층 및 상기 제1 상부 유전체층을 구성하는 재료와 상기 광투과층을 구성하는 재료가 반응하는 것을 방지하는 제2 상부 유전체층을 상기 기록층 상에 적층시킴으로써, 상기 상부 유전체층를 형성하는 공정과,
    상기 상부 유전체층 상에 상기 광투과층을 형성하는 공정
    을 포함하고,
    상기 제1 상부 유전체층의 두께는 4nm 이상 12nm 이하이고,
    상기 제2 상부 유전체층의 두께는 36nm 이상 46nm 이하인,
    광기록 매체의 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 상부 유전체층 및 상기 하부 유전체층을 구성하는 재료의 소쇠 계수 k는 0<k
    Figure 112010042000797-pct00009
    3의 관계를 만족시키는, 광기록 매체의 제조 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 제1 하부 유전체층은 황화아연과 산화 실리콘의 혼합체로 이루어지고,
    상기 제2 하부 유전체층은 질화 실리콘으로 이루어지는, 광기록 매체의 제조 방법.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 제1 상부 유전체층은 황화아연과 산화 실리콘의 혼합체로 이루어지고,
    상기 제2 상부 유전체층은 질화 실리콘으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광기록 매체의 제조 방법.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 기록층은 상변화 기록층인, 광기록 매체의 제조 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 상변화 기록층은 SbTe계 합금 재료로 이루어지고,
    상기 반사층은 Ag계 합금 재료로 이루어지는, 광기록 매체의 제조 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 SbTe계 합금 재료는 Ge, Sb 및 Te로 이루어지고,
    상기 Ag계 합금 재료는 Ag, Nd 및 Cu로 이루어지는, 광기록 매체의 제조 방법.
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