KR19980059916A - 상변화형 광디스크의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기록막위에 형성되는 마스크층을 기록막과 정합하는 구조의 박막 성장층으로 형성함으로써 양호한 에칭이 이루어져 완벽한 마이크로셀 구조를 갖는 기록막을 형성하여 광디스크의 특성을 향상시킨 상변화형 광디스크의 제조방법을 제공함을 목적으로 하고 있다.

이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 광디스크의 제조방법은 폴리카보네이트 기판을 마련하는 단계와, 상기기판상에 제1유전체층을 형성하는 단계와, 상기 제1유전체층상에 상변화형 기록막을 형성하는 단계와, 상기 기록막을 다결정화시키는 단계와, 상기 다결정화된 기록막상에 기록막과 정합(Coherent)관계를 이루도록 마스크층을 성장시키는 단계와, 상기 마스크층 전부와 기록막의 일부를 에칭하는 단계와, 상기 기록막의 전면과 에칭된 기록막 일부에 제2유전체층을 형성하여 기록막을 보호함과 동시에 마아크로셀화 하는 단계와, 상기 제1유전체층상에 반사막 및 보호층을 순차 형성하는 단계를 포함함을 특징으로 하고 있다.

Description

상변화형 광디스크의 제조방법

본 발명은 상변화형 광디스크의 제조방법에 관한 것으로 특히, 광디스크의 기록막위에 정합(Coherent)하는 박막을 만들고 이 박막을 마스크로 사용하여 기록막을 에칭함으로써 기록막이 균일한 크기로 완벽하게 마이크로 셀(Cell)화 하여 반복 기록시 기록막의 유동을 완전하게 방지하는 상변화형 광디스크의 제조방법에 관한 것이다.

상변화형 광디스크는 결정질과 비정질간의 가역적 변태를 이용하여 정보를 기록하고 이들간의 반사도의 차이를 검출하는 방식으로 광학계가 간단하고 직접 중첩기록 및 고밀도 기록이 가능하다는 장점이 있다.

그러나, 상변화형 광디스크는 중첩기록에 의한 정보의 기록과 소거과정이 반복됨에 따라 기록막의 유동이 발생하여 반복기록 회수가 제한되는 문제점이 있다,

더구나 정보기록 밀도를 더욱 높이기 위해 마크(Mark) 양쪽에 기록하는 마크에지(mark edge) 기록방식을 채택할 경우 기록막의 유동이 더욱 심각해진다.

기록막의 유동은 기록막에 레이저를 조사했을 때 디스크에 온도구배가 생기고 상부 보호층이 기록막에 접하는 부분은 하부 보호층이 기록막에 접하는 부분보다 열팽창이 커서 발생한 열팽창의 차이에 의해 기록막을 누르는 힘이 생기는 것으로 보고되어 있다. 이런 힘에 의해 기록막을 용융-급냉시키는 과정에 의해 국부적인 두께의 차이가 발생하는 기록막의 유동이 발생하는 단점이 나타난다.

마크 에지 기록을 하는 경우에는 비정질의 광흡수도가 결정질 보다 높아 승온효율이 앞서고 따라서 기록신호간의 열적간섭(Thermal Interference)에 의한 마크왜곡(Distortion)이 문제가 되고 있다.

상변화형 광디스크의 경우에 있어서 고밀도화는 반드시 필요한 기술로서 이러한 유동에 의한 신호의 열화(Degradation)을 방지하는 것이 절실하다.

이러한 기록막의 유동을 막기 위한 여러가지 방법이 시도되어 왔다.

그 방법중의 하나는 기록막을 매우 미세한 셀로 만들어 줌으로서 기록막을 미소영역으로 분리시키고 이를 보호막으로 감싸 기록막의 유동을 저지하는 방법이다.

지금까지의 마이크로셀을 제조하는 방법을 도 1a에 도시된 바와 같이, 기판(1)위에 통상 하부 유전체층(2)위에 기록막(3)을 스퍼터에 의해 막을 입히고 다시, 그위에 마스크층(3')를 입힌후 스퍼터 에칭을 행하면 도 1b와 같은 형상을 얻는다.

이와 같은 형상이 에칭에서 얻어지는 이유는 그레인 바운더러(Grain Boundary)가 입자의 내부부분 보다 더 불안정한 상태이기 때문에 에칭하는 경우에 이곳에서 먼저 에칭이 일어나기 때문이다. 즉 에칭되는 속도가 입자의 내부보다 빠르게 된다.

따라서 G.B(Grain Boundary) 부분은 완전한 에칭이 되어 하부의 유전체층이 노출되어도 입자의 내부분은 에칭이 이루어지지 않고 존재할 수도 있게 된다.

부분적으로 하부유전체층이 노출되는 곳까지 식각이 계속 진행되면 기록막은 삼각추 모양으로 된다.

그 다음에 도 1c에 도시된 바와 같이 그위에 상부 유전체층(4)으로 기록막을 완전히 감싸고 다시 Al 합금(5)으로 반사층을 입힌다. 그리고 UV Coating(6)을 한다.

이러한 방법으로 제작된 미세한 셀을 갖는 상변화형 디스크는 덮어쓰기가 가능하고 약 23dB의 소거비가 얻어질수 있는 것으로 보고되었다.

그러나 에칭시 균일하게 에칭이 이루어지지 않는다면 불완전한 에칭에 의한 결정립 크기의 불균일로 인한 소거흔적 또는 변형에 의한 소거흔적이 남게 되며 또한 불완전한 셀의 형성에 의한 기록막의 국부유동이 발생하게 된다.

즉 종래의 방법에서는 기록막위에 일반적인 성막법을 이용하여 마스크막을 만들게 되어서 기록막과 그위의 마스크막과의 경절입계가 일치하지 않는 경우가 발생하여 마스크막을 에칭하는 경우에 정작 필요한 기록막에서는 결정입의 부정합(Incohoent)으로 인하여 에칭이 원하는 만큼 이루어지지 않아 결정립 크기의 불균일에 따른 소거흔적 또는 변형에 의한 소거흔적이 남으며 불안정한 셀의 형성으로 기록막의 국부유동이 발생하게 되어 광디스크의 특성이 저하된다는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 감안하여 발명한 것으로, 기록막위에 형성되는 마스크층을 기록막과 정합하는 구조의 박막성장층으로 형성함으로써 양호한 에칭이 이루어져서 완벽한 마이크로셀 구조를 갖는 기록막을 형성하여 광디스크의 특성을 향상시킨 상변화형 광디스크의 제조방법을 제공함을 목적으로 하고 있다.

도 1a 내지 도 1c는 종래의 상변화형 광디스크의 각 제조공정시의 단면도, 도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 상변화형 광디스크의 각 제조공정시의 단면도이다.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1, 10:기판 2, 11:제1유전체층

3, 12:기록막 3', 12':마스크층

4, 13:제2유전체층 5, 14:반사층

6, 15:보호막

이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 광디스크의 제조방법은 폴리카보네이트 기판을 마련하는 단계와, 상기 기판상에 제1유전체층을 형성하는 단계와, 상기 제1유전체층상에 상변화형 기록막을 형성하는 단계와, 상기 기록막을 다결정화 시키는 단계와, 상기 다결정된 기록막상에 기록막과 정합(Coherent)관계를 이루도록 마스크층을 성장시키는 단계와, 상기 마스크층 전부와 기록막의 일부를 에칭하는 단계와, 상기 기록막의 전면과 에칭된 기록막 일부에 제2유전체층을 형성하여 기록막을 보호함과 동시에 마아크로셀화 하는 단계와, 상기 제2유전체층상에 반사막 및 보호층을 순차 형성하는 단계를 포함함을 특징으로 하고 있다.

이하 첨부도면에 근거하여 본 발명의 실시예에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 2a~도 2c는 본 발명의 실시예의 단면을 모식적으로 나타낸 것으로, 0.6m/m 혹은 1.2m/m 두께 폴리카보네이트 기판(10)을 준비하는 단계와, 상기 기판(10)상에 스퍼터링으로 ZnS:SiO₂를 약 1000~3000Å 두께로 증착하여 제1유전체층(11)을 형성하는 단계와, 상기 제1유전체층(11)위에 AgInSbTe나 GeSbTe 계열의 기록막(12)을 300~600Å의 두께로 형성하는 단계와(이때의 기록막 두께는 마이크로셀법을 사용하지 않는 두께의 1.2-2배의 두께이다), 상기 기록막을 초기화 하여 다결정(Poly Crystal)으로 하는 단계와, 상기 초기화된 기록막(12)위에 이 기록막과 정합(Coherent)되는 구조를 갖는 박막성장층(12')을 형성하는 단계와, 이 기록막과 정합되는 박막성장층(12')을 마스크로 하여 박막성장층(12') 전부와 기록층의 일부를 에칭하여 기록막층(12)을 마이크로셀화 하는 단계와, 상기 마이크로셀화된 기록막층(12)위에 ZnS:SiO₂를 약 100~500Å 두께로 증착하여 제2유전체층(13)을 형성하는 단계와, 상기 제2유전체층(13)위에 Al-Ti 금속층을 약 500~1000Å 두께로 증착하여 반사막(14)을 형성하는 단계와, 상기 반사막(14)위에 스핀코터를 이용하여 UV 수지층을 도포하는 단계로 구성되어 있다.

그리고 상기 마스크로 사용되는 박막성장층(12')의 두께는, 하측에 있는 기록막(12)의 에칭속도와 연관지어 제1유전층이 나타낼 때까지 기록막(12)의 결정입계(Gdain Boundary)를 통하여 에칭되는 시기에 모두 에칭되는 제거하는 두께로 되어 있다.

그리고 상시 마이크로 사용되는 박막성장층(12')은 다결정을 지니며 에칭이 용이한 금속 등을 물질이 이용되며, 그 예로서는 Na, K, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, W, Au, Ag, Ta 등을 들수 있다.

상기와 같은 본 발명의 제조방법으로 제조된 상변화형 광디스크는 마이크로 셀 구조를 갖는 기록막층이 완성되면 미세하게 분할된 기록막이 유전체층으로 둘러쌓여 있게 되고 이로 인해 여러번 기록과 소거의 과정을 거치는 동안에 기록막은 용융과 냉각이 반복되나 유전체는 그 용융점이 1000℃이상이기 때문에 용융이 이루어지지 않기 때문에 기록막을 싸고 있는 유전체층은 레이저의 조사를 받아도 녹지 않게 되며 많은 반복기록을 행하여 기록막의 용융과 냉각이 반복되어도 이를 둘러싸고 있는 유전체층이 이들의 유동을 막고 있게 되어 유동이 발생되지 않게 된다.

게다가 마스크층을 이루는 박막성장층(12')이 에피텍셜 성장(박막성장)을 통하여 박막성장층(12')의 결정입계와 기록막의 결정입계가 연속적으로 정합(Coherent)되게 연결되기 때문에 에칭이 마스크층을 이루는 박막성장층(12)의 결정입계에서 기록막의 결정입계로 선택적으로 이루어지게 되어 기록막의 에칭을 행한후에 비교적 균일한 크기의 완벽한 셀구조를 얻을수 있으며, 이로 인해 균일한 신호를 얻을 수 있어 광디스크의 성능을 향상시키고 수명을 연장시킬수 있으며, 본 발명에서는 마스크층을 이루는 박막성장층이 에치택셜 성장을 이용하기 때문에 상기 마스크층의 재료로서 기록막의 입자크기와 유사한 재료를 찾을 필요없이 일반적인 재료를 사용하여도 되어 재료선택의 폭이 넓다는 등의 뛰어난 효과가 있다.

Claims (2)

1. 폴리카보네이트 기판을 마련하는 단계와, 상기 기판상에 제1유전체층을 형성하는 단계와, 상기 제1유전체층상에 상변화형 기록막을 형성하는 단계와, 상기 기록막을 다결정화 시키는 단계와, 상기 다결정화된 기록막상에 기록막과 정합(Coherent)관계를 이루도록 마스크층을 성장시키는 단계와, 상기 마스크층 전부와 기록막의 일부를 에칭하는 단계와, 상기 기록막의 전면과 에칭된 기록막 일부에 제2유전체층을 형성하여 기록막을 보호함과 동시에 마아크로셀화 하는 단계와, 상기 제2유전체층상에 반사막 및 보호층을 순차 형성하는 단계를 구비함을 특징으로 하는 상변화형 광디스크의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 마스크층의 물질은 다결정을 지니며 에칭이 용이한 Na, K, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, W, Au, Ag, Ta 중의 어느 하나를 선택하는 것임을 특징으로 하는 상변화형 광디스크의 제조방법.