KR20010051777A - 광기록매체 및 그 제조방법 - Google Patents

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모리시타 요이찌
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Abstract

본 발명은 장기보존후에도 기록·재생 특성이 안정한 광기록매체 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
기판(11)과 기판(11) 상에 배치된 기록층(14)을 구비하고, 기록층(14)이 광 빔의 조사에 의해서 결정상태와 비정질 상태의 사이에서 가역적으로 상변화하는 상변화층(14b)과, 상변화층(14b)에 인접하여 배치되어 상변화층(14b)의 결정화를 용이하게 하는 결정핵 생성층(14a)을 포함한다. 그리고, 상변화층(14b)이 결정상태이고, 결정핵 생성층(14a)이 Te를 33 원자% 이상 67 원자% 이하의 비율로 포함한다.

Description

광기록매체 및 그 제조방법{Light recording medium and method for manufacturing the same}
본 발명은 광을 조사함으로써 정보신호의 기록·재생이 가능한 광기록 매체 및 그 제조방법에 관한 것이다.
종래로부터 칼코겐(chalcogen) 재료로 이루어지는 박막에 레이저 광을 조사함으로써, 비정질상(amorphous phase)와 결정상(crystal phase)의 사이에서 박막을 상변화시킬 수 있는 것이 알려져 있다. 그리고 이 현상을 적용한, 말하자면 상변화 방식의 광기록 매체의 개발이 행해져 왔다.
상변화 방식의 광기록 매체에서는 상변화층(기록층)의 상변화를 용이하게 할 필요가 있다. 이 때문에, 종래로부터 상변화층의 결정화를 촉진하는 재료로 이루어지는 층을 상변화층에 적층한 광기록 매체가 보고되어 있다(일본국 특개평 5-342629호 공보, 일본국 특개평 9-161316호 공보, 일본국 특개평 11-73692호 공보, 국제공개번호 WO98/47142호 공보 참조).
그러나, 종래의 광기록 매체에서는 이하와 같은 문제가 있었다. 광기록 매체에서는 마크 부분 또는 스페이스 부분의 어느 한쪽이 비정질이고, 통상은 마크 부분이 비정질이다. 일반적으로, 비정질에는 몇 개의 준안정한 에너지 상태가 존재하고, 비정질을 장시간 또는 고온 하에서 보존하면, 비정질 에너지 상태가 보존전의 에너지 상태로부터 변화해 버리는 경우가 있다. 그 때문에, 최적한 기록·재생 조건이 보존 전후에서 달라져 버려서, 동일한 조건에서 기록·재생을 행해도 보존 전후에서 기록·재생 특성이 변화해 버리는 경우가 있다. 예를 들면, 기록층의 비정질부가 보다 안정한 에너지 상태로 이동해 버린 경우에도, 기록층이 결정화하기 어렵게 되기 때문에, 정보신호의 오버 라이트시에서의 소거율이 저하해 버리는 경우가 있다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 장기 보존후에도 기록·재생 특성이 안정한 광기록 매체 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 광기록 매체는 기판과 상기 기판 상에 배치된 기록층을 구비하는 광기록 매체에 있어서, 상기 기록층이 광 빔의 조사에 의해서 결정상태와 비정질 상태의 사이에서 가역적으로 상변화하는 상변화층과, 상기 상변화층에 인접하여 배치되어 상기 상변화층의 결정화를 용이하게 하는 결정핵 생성층을 포함하고, 상기 상변화층이 비정질 상태에서 성막된 후 결정화된 층으로, 상기 결정핵 성성층이 Te를 33 원자% 이상 67 원자% 이하의 비율로 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 광기록 매체에 의하면, 장기 보존후에도 기록·재생 특성이 안정한 광기록 매체를 얻을 수 있다. 이 광기록 매체는 본 발명자의 실험에 의해서 얻어진 새로운 지식, 즉 Te를 33 원자% 이상 67 원자% 이하의 비율로 포함하는 결정핵 생성물을 이용함으로써, 장기 보존후의 기록·재생 특성이 안정하다고 하는 지식에 기초하는 것이다. 또한, 이 명세서에서 말하는 「층」은 독립형상으로 형성된 층도 포함한다.
상기 광기록 매체에서는 상기 결정핵 생성층이 Sn-Te 및 Pb-Te로부터 선택되는 적어도 1개를 포함해도 좋다. 상기 구성에 의하면, 장기 보존후에도 기록·재생 특성이 특히 안정한 광기록 매체를 얻을 수 있다. 이 광기록 매체는 본 발명자의 실험에 의해서 얻어진 새로운 지식, 즉 Sn-Te 및 Pb-Te로부터 선택되는 적어도 1개를 포함하는 결정핵 생성층을 이용함으로써, 장기 보존후의 기록·재생 특성이 특히 안정하다고 하는 지식에 기초하는 것이다. 또한, 「Sn-Te」는 Sn과 Te와의 비에 한정이 없고, 상술한 Te 함유량의 범위 내에서 모든 조성비의 SnTe를 포함한다. 동일하게, 「Pb-Te」는 상술한 Te 함유량의 범위 내에서 모든 조성비의 PbTe를 포함한다.
상기 광기록 매체에서는 상기 상변화층이 Ge와 Sb와 Te를 구성원소로서 포함하고, 상기 상변화층 중 Ge와 Sb와 Te의 원자수비가 Ge:Sb:Te=X:Y:Z(단, X+Y+Z=100, 10≤X≤45, 5≤Y≤40, 40≤Z≤60)이어도 좋다. 상기 구성에 의하면, C/N비 및 소거율이 특히 높은 광기록 매체를 얻을 수 있다.
상기 광기록 매체에서는 상기 기판 상에 배치된 제1 및 제2 정보층과, 상기 제1 및 제2 정보층 사이에 배치된 분리층을 또한 구비하고, 상기 제1 및 제2 정보층으로부터 선택되는 적어도 1개의 층이 상기 기록층을 포함해도 좋다. 상기 구성에 의하면, 기록밀도가 높은 광기록 매체를 얻을 수 있다.
상기 광기록 매체에서는 상기 결정핵 생성층이 산소 및 질소로부터 선택되는 적어도 1개의 원소를 포함해도 좋다.
상기 광기록 매체에서는 상기 결정핵 생성층의 소쇠계수(消衰係數)가 0.5 이상 2.0 이하이어도 좋다. 상기 구성에 의하면, 특성의 밸런스가 좋은 광기록 매체를 얻을 수 있다.
상기 광기록 매체에서는 상기 상변화층의 평균층 두께가 4㎚ 이상 14㎚ 이하이어도 좋다. 평균층 두께를 4㎚ 이상으로 함으로써, 상변화층이 결정화하기 어렵게 되는 것을 방지할 수 있다. 또, 평균층 두께를 14㎚ 이하로 함으로써, 장기 보존후에도 안정하여 높은 소거율을 얻을 수 있다.
또, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 광기록 매체의 제조방법은, 상변화층과 상기 상변화층에 인접하여 배치된 결정핵 생성층을 포함하는 기록층을 구비하는 광기록 매체의 제조방법에 있어서, (a) 상기 상변화층을 비정질 상태가 되도록 성막하는 공정과, (b) 상기 (a)의 공정 전 또는 후에 상기 결정핵 생성층을 형성하는 공정과, (c) 상기 (a) 및 (b)의 공정 중에 비정질 상태의 상기 상변화층에 광 빔을 조사하여 상기 상변화층을 결정화하는 공정을 포함하여, 상기 상변화층이 광 빔의 조사에 의해서 결정 상태와 비정질 상태의 사이에서 가역적으로 상변화하는 층이고, 상기 결정핵 생성층이 상기 상변화층의 결정화를 용이하게 하는 층이며, 또한 Te를 33 원자% 이상 67 원자% 이하의 비율로 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다. 상기 제조방법에 의하면, 장기 보존후에도 기록·재생 특성이 안정한 광기록 매체를 제조할 수 있다.
상기 제조방법에서는 상기 결정핵 생성층이 Sn-Te 및 Pb-Te로부터 선택되는 적어도 1개를 포함해도 좋다.
상기 제조방법에서는 상기 상변화층이 Ge와 Sb와 Te를 구성원소로서 포함하고, 상기 상변화층 중 Ge와 Sb와 Te의 원자수비가 Ge:Sb:Te=X:Y:Z(단, X+Y+Z=100, 10≤X≤45, 5≤Y≤40, 40≤Z≤60)이어도 좋다.
상기 제조방법에서는 상기 (b)의 공정은 산소 및 질소로부터 선택되는 적어도 1개 원소를 포함하는 분위기 중에서 상기 결정핵 생성층을 형성하는 공정을 포함하고, 상기 (c)의 공정은 상기 결정핵 생성층으로부터 상기 원소를 이탈시키는 공정을 포함해도 좋다. 상기 구성에 의하면, 결정핵 생성층을 비정질 상태에서 형성하기 쉽게 되어, 상변화층을 비정질 상태에서 형성하기 쉽게 된다.
도 1은 본 발명의 광기록 매체에 대해서 일례를 도시하는 일부 단면도,
도 2는 본 발명의 광기록 매체에 대해서 (A) 외의 일례, 및 (B) 외의 일례를 도시하는 일부 단면도,
도 3은 본 발명의 광기록 매체를 이용한 기록·재생방법에 대해서 기록·재생장치의 일례를 모식적으로 도시하는 구성도,
도 4는 본 발명의 광기록 매체를 이용한 기록·재생방법에 대해서 광 레이저의 펄스 파형의 일례를 도시하는 모식도이다.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
10, 20, 20a, 36 : 광기록 매체 11 : 기판
12 : 하측 보호층 13 : 하측 계면층
14 : 기록층 14a : 결정핵 생성층
14b : 상변화층 15 : 상측 계면층
16 : 상측 보호층 17 : 광흡수 보정층
18 : 반사층 19 : 오버 코트층
21 : 제1 기판 22 : 제2 기판
23 : 분리층 24 : 제1 정보층
25 : 제2 정보층 26 : 제1 오버 코트층
27 : 제2 오버 코트층 30 : 기록·재생장치
31 : 레이저 다이오드 32 : 하프 미러
33 : 대물렌즈 34 : 포토 검출기
35 : 모터 L : 레이저 광
이하, 본 발명의 실시형태에 대해서 도면을 참조하면서 일례를 설명한다.
(실시형태 1)
실시형태 1에서는 본 발명의 광기록 매체에 대해서 일례를 설명한다. 실시형태 1의 광기록 매체(10)에 대해서 일부 단면도를 도 1에 나타낸다.
도 1을 참조하여 광기록 매체(10)는 기판(11)과, 기판(11) 상에 순서대로 적층된 하측 보호층(12), 하측 계면층(13), 기록층(14), 상측 계면층(15), 상측 보호층(16), 광흡수 보정층(17), 반사층(18) 및 오버 코트층(19)을 구비한다. 광기록 매체(10)는 도 1의 화살표 방향에서 기록·재생용 레이저 광(L)을 조사함으로써, 정보신호의 기록·재생을 행한다.
기판(11)은 원판형상의 투명한 기판이다. 기판(11)의 재료로서는 예를 들면 폴리카보네이트 수지, 폴리메틸메타클리레이트 수지, 폴리올레핀 수지, 노르보르넨계 수지, 자외선 경화성 수지, 또는 글래스를 이용할 수 있다. 기판(11)의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 0.05㎜∼2.0㎜ 정도이다. 또, 기판(11)의 표면 중 기록층(14)측의 표면에는 트랙킹 제어용 나선형상 또는 동심원형상의 홈이 형성되어 있어도 좋다.
기록층(14)은 기판측으로부터 순서대로 적층된 결정핵 생성층(14a) 및 상변화층(14b)을 구비한다.
상변화층(14b)은 레이저 광의 조사에 의해서 결정상과 비정질상의 사이에서 가역적으로 상변화하는 층이다. 상변화층(14b)은 레이저 광을 조사함으로써 그 광학정수(굴절율(n), 소쇠계수(k))가 변화하는 재료를 이용하여 형성할 수 있다. 예를 들면, 상변화층(14b)의 재료로서, Te나 Se를 베이스로 하는 칼코게나이드를 이용할 수 있다. 이와 같은 칼코게나이드로서는 예를 들면, Ge-Sb-Te, Ge-Te, Pd-Ge-Sb-Te, Ag-Ge-Sb-Te, In-Sb-Te, Sb-Te, Ag-In-Sb-Te, Au-In-Sb-Te, Ge-Sb-Bi-Te, Ge-Sb-Se-Te, Ge-Sn-Te, Ge-Sn-Te-Au, Ge-Sb-Te-Cr, In-Se, In-Se-Co 등을 주성분으로 하는 합금을 들 수 있다. 또, 이들의 합금에 질소나 산소 등을 첨가한 합금을 이용해도 좋다. 특히, 상변화층(14b)이 Ge와 Sb와 Te를 구성원소로서 포함하는 것이 바람직하고, 예를 들면, Ge-Sb-Te가 바람직하다. 이 경우, 상변화층(14b) 중 Ge와 Sb와 Te의 원자수비가 Ge:Sb:Te=X:Y:Z(단, X+Y+Z=100, 10≤X≤45, 5≤Y≤40, 40≤Z≤60)인 것이 특히 바람직하다.
실시형태 1의 광기록 매체(10)에서는 정보신호의 기록·재생을 행하기 전의 초기 상태에서 상변화층(14b)이 결정상태이다. 상변화층(14b)은 비정질 상태가 되도록 성막된다. 즉, 상변화층(14b)의 성막직후(말하자면 as-depo)의 상태는 비정질 상태이고, 성막 후에 초기화 공정(광 빔의 조사)에 의해서 결정화된다.
상변화층(14b)의 평균층 두께는 4㎚ 이상 14㎚ 이하인 것이 바람직하다. 상변화층(14b)이 너무 얇으면 레이저 광의 조사에 의해서 가열된 후의 냉각속도가 너무 커져서 상변화층(14b)이 결정화하기 어렵게 되는 경우가 있지만, 결정핵 생성물(14a)의 평균층 두께를 4㎚ 이상으로 함으로써, 그와 같은 문제를 회피할 수 있다. 또, 상변화층(14b)이 너무 두껍게 되면, 결정핵 생성물(14a)의 효과가 상변화층(14b)의 층 전체에 미치지 않는 경우가 있지만, 결정핵 생성물(14a)의 평균층 두께를 14㎚ 이하로 함으로써, 그과 같이 문제를 회피할 수 있다.
결정핵 생성층(14a)은 결정핵을 생성함으로써, 상변화층(14b)이 비정질상으로부터 결정상으로 변화하기 쉽게 하기 위한 층이다. 즉, 결정핵 생성층(14a)은 정보신호의 기입 또는 소거를 위해, 비정질 상태인 상변화층(14b)에 레이저 광을 조사하여 결정화할 때에 상변화층(14b)의 결정화를 촉진하는 층이다.
결정핵 생성층(14a)은 Te를 33 원자% 이상 67 원자% 이하 포함한다. 구체적으로는 결정핵 생성층(14a)의 재료로서 NaCl형의 안정한 결정인 Sn-Te, Pb-Te, 또는 이들을 포함하는 재료를 이용할 수 있다.
결정핵 생성층(14a)에 Sn-Te나 Pb-Te를 이용하는 경우, Te의 함유량이 화학량론 조성비인 50 원자% 로부터 조금 벗어나도, 결정핵을 생성하는 효과는 유지된다. 그러나, Te의 함유량이 화학량론 조성비로부터 크게 벗어나면, 결정구조가 바뀌어 버려서, 소망의 효과를 얻을 수 없게 된다. 이 때문에, 결정핵 생성층(14a)에 포함되는 Te는 33 원자% 이상 67 원자%인 것이 필요하고, 특히 40 원자% 이상 60원자% 이하인 것이 바람직하다.
또, 결정핵 생성물(14a)의 소쇠계수는 0.5 이상 2.0 이하인 것이 바람직하다.
결정핵 생성층(14a)을 구비하는 기록층(14)에서는 상변화층(14b)이 너무 결정화하기 쉽게 되어, 마크 사이즈가 작아져서 신호진폭이 저하해 버릴 가능성이 있다. 또, 결정핵 생성층(14a)을 상변화층(14b)보다도 기판(11)측에 형성한 경우, 즉 결정핵 생성층(14a)을 상변화층(14b)의 지하층으로서 형성한 경우, 상변화층(14b)의 일부 또는 전부가 성막할 때에 결정화해 버리는 경우가 있다. 이 경우에는, 상변화층(14b)의 결정입자직경이 너무 커지거나, 혹은 고르지 않게 되어 버린다. 그 결과, 기록개시 전후에서 결정입자직경에 차이가 생겨 버려서, 기록개시 당초에서의 소음이 커져서 C/N비가 저해해 버릴 가능성이 있다.
C/N비의 그와 같은 저하를 방지하기 위해, 결정핵 생성층(14a)이 상변화층(14b)의 융점보다도 낮은 온도로 이탈하는 원소를 포함하는 것이 바람직하다. 구체적으로는 결정핵 생성층(14a)이 산소 및 질소로부터 선택되는 적어도 1개의 원소를 포함하는 것이 바람직하다. 이와 같은 재료를 이용한 경우, 결정핵 생성층(14a)은 성막직후는 비정질 상태이고, 규칙적인 결정 구조를 갖지 않는다. 이것은 X선 회절 패턴을 관측함으로써 용이하게 확인할 수 있다. 이것에 의해, 상변화층(14b)이 너무 쉽게 결정화되는 것을 억제하여, 신호진폭의 저하를 방지할 수 있다. 또, 결정핵 생성층(14a)을 상변화층(14b)의 지하층으로서 형성한 경우에도, 상변화층(14b)이 성막시에 결정화하는 것을 방지할 수 있다.
비정질 상태의 상변화층(14b)은 레이저 광 등을 이용한 어닐링에 의해서 결정화할 수 있다. 그 때, 레이저 광의 조사 조건 등을 최적화함으로써 결정입자직경을 조정할 수 있다. 그 결과, 결정입자직경의 차이에 기인하는 소음을 저감할 수 있고, C/N비의 저하를 방지할 수 있다.
하측 보호층(12) 및 상측 보호층(16)은 레이저 광(L)의 조사에 의해서 기판(11)이나 기록층(14)의 열적 손상이 생겨서 소음이 증가하는 것을 억제하기 위해서, 그리고 레이저 광(L)에 대한 반사율, 흡수율 및 반사광의 위상을 조정하기 위해서 형성된다. 이 때문에, 하측 보호층(12) 및 상측 보호층(16)은 물리적·화학적으로 안정하고, 기록층(14)의 융점보다도 융점 및 연화 온도가 높고, 기록층(14)의 재료와 고용하지 않는 재료에 의해서 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들면, Y, Ce, Ti, Zr, Nb, Ta, Co, Zn, Al, Si, Ge, Sn, Pb, Sb, Bi 및 Te 등의 산화물을 이용할 수 있다. 또, Ti, Zr, Nb, Ta, Cr, Mo, W, B, Al, Ga, In, Si, Ge, Sn 및 Pb 등의 질소화물을 이용할 수도 있다. 또, Ti, Zr, Nb, Ta, Cr, Mo, W 및 Si 등의 탄화물을 이용할 수도 있다. 또, Zn 또는 Cd 등의 황화물을 이용할 수도 있다. 또, 셀레늄화물 또는 텔루르화물을 이용할 수도 있다. 또, Mg, Ca 등의 불소화물을 이용할 수도 있다. 또, C, Si 또는 Ge 또는 이들의 혼합물로 이루어지는 유전체를 이용할 수도 있다.
또한, 하측 보호층(12)과 상측 보호층(16)은 필요에 따라서 다른 재료·조성의 것을 사용해도 좋고, 동일한 재료·조성의 것을 사용해도 좋다.
하측 계면층(13) 및 상측 계면층(15)은 기록·재생시에 있어서, 하측 보호층(12) 및 상측 보호층(16)과 기록층(14)의 사이에서 원자의 상호확산이 일어나는 것을 방지하기 위해 형성된다. 하측 계면층(13) 및 상측 계면층(15)은 상기 목적을 달성할 수 있는 재료로 구성된다. 그 중에서도 Ge, Si, Al 및 Cr 등의 질화물, 산화물, 탄화물을 주성분으로 하는 재료, 또는 이들의 혼합물을 주성분으로 하는 재료가 바람직하다.
하측 계면층(13) 및 상측 계면층(15)은 어느 한 쪽을 설치하는 것 만으로도 상기 효과를 발휘하지만, 양쪽 다 설치하는 것이 보다 바람직하다. 하측 계면층(13) 및 상측 계면층(15)의 양쪽을 설치하는 경우에는, 필요에 따라서 다른 재료·조성의 것을 사용해도 좋고, 동일한 재료·조성의 것을 사용해도 좋다.
광흡수 보정층(17)은 상변화층(14b)이 결정상태인 경우의 광흡수율과, 상변화층(14b)이 비정질 상태인 경우의 광흡수율의 비를 조정하여, 오버 라이트 시에 마크 형상이 일그러지지 않도록 하기 위해 형성된다. 또, 광흡수 보정층(17)은 상변화층(14b)이 결정 상태인 경우의 반사율과, 상변화층(14b)이 비정질인 경우의 반사율의 차이를 크게 하여, 신호진폭을 크게 하기 위해 형성된다. 이 때문에, 광흡수 보정층(17)은 굴절율이 높고, 적당히 광을 흡수하는 재료로 형성된다. 예를 들면, 굴절율(n)이 3 이상 6 이하이고, 소쇠계수(k)가 1 이상 4 이하인 재료를 이용할 수 있다. 구체적으로는, 비정질 상태의 Ge합금 또는 Si합금을 이용할 수 있고, 예를 들면, Ge-Cr, Ge-Mo, Si-Cr, Si-Mo 또는 Si-W 등의 합금을 이용할 수 있다. 또, 결정성의 금속, 반금속 또는 반도체를 이용해도 좋고, 예를 들면, Ti, Zr, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Sn-Te, 또는 Pb-Te 등을 이용할 수도 있다.
반사층(18)은 입사하는 레이저 광(L)을 효율적으로 이용하기 위해서, 그리고 기록층(14) 의 냉각속도를 향상시켜서 기록층(14)울 비정질화하기 쉽게 하기 위해 형성된다. 이 때문에, 반사층(18)은 열전도율이 높은 금속재료, 또는 이것에 내습성의 향상 또는 열전도율의 조정 등을 위해 다른 원소를 첨가한 금속재료를 이용할 수 있다. 예를 들면, Al, Au, Ag 또는 Cu 혹은 이들의 합금을 이용할 수 있다. 구체적으로는, Al-Cr, Al-Ti, Ag-Pd, Ag-Pd-Cu, Ag-Pd-Ti 등의 합금을 이용할 수도 있다. 단, 선속도 등의 기록조건 혹은 기록층의 조성 등에 의해서는 반사층(18)의 냉각효과가 없어도 충분히 비정질화하기 쉬운 경우도 있고, 반사층(18)을 생략하는 것도 가능하다.
오버 코트층(19)에는 내열성 및 접착성이 높은 재료, 예를 들면, 자외선 경화성 수지 등의 접착수지를 이용할 수 있다. 또, 오버 코트층(19)으로서 반사층(18) 상에 더미 기판을 부착해도 좋다. 더미 기판은 접착수지, 양면 테이프 및 유전체 막 등을 이용하여 부착할 수 있다. 또, 오버 코트층(19) 대신에 다른 광기록 매체를 부착하여 양면구조의 광기록 매체를 형성해도 좋다.
이상, 실시형태 1의 광기록 매체에 대해서 설명하였지만, 본 발명의 광기록 매체는 상기 구성에 한정되지 않는다. 예를 들면, 결정핵 생성층(14a)은 상변화층(14b)과 상측 계면층(15)의 사이에 형성해도 좋고, 상변화층(14b)의 양측에 형성해도 좋다(이하의 실시형태에서도 동일하다). 또, 본 발명의 광기록 매체는 상술한 기록층을 구비하는 것이면, 다른 구성에 특별히 한정은 없다(이하의 실시형태에서도 동일하다). 예를 들면, 계면층, 보호층, 광흡수층, 반사층 및 오버 코트층 등의 층은 광기록 매체에 요구되는 성능에 따라서 추가, 변경, 삭제해도 좋다.
(실시형태 2)
실시형태 2에서는 본 발명의 광기록 매체의 다른 일례에 대해서 설명한다. 실시형태 2의 광기록 매체(20)의 일부 단면도를 도 2(A)에 나타낸다.
도 2(A)를 참조하여 광기록 매체(20)는 제1 기판(21)과, 제1 기판(21)에 대향하도록 배치된 제2 기판(22)과, 분리층(23)과, 제1 정보층(24)과, 제2 정보층(25)을 구비한다. 분리층(23)은 제1 기판(21)과 제2 기판(22)의 사이에 배치된다. 제1 정보층(24)은 제1 기판(21)과 분리층(23)의 사이에 배치된다. 제2 정보층(25)은 제2 기판(22)과 분리층(23)의 사이에 배치된다. 즉, 광기록 매체(20)는 제1 기판(21)의 위쪽에 형성된 제1 정보층(24) 및 제2 정보층(25)과, 제1 정보층(24)과 제2 정보층(25)의 사이에 배치된 분리층(23)을 구비한다. 또한, 광기록 매체(20)는 필요에 따라서 실시형태 1에서 설명한 보호층이나 계면층, 오버 코트층을 구비해도 좋다. 일례로서, 제1 오버 코트층(26)과 제2 오버 코트층(27)을 구비하는 광기록 매체(20a)의 일부 단면도를 도 2(B)에 나타낸다.
제1 기판(21)에는 기판(11)과 동일한 것을 사용할 수 있다.
제2 기판(22)에는 기판(11)과 동일한 것을 사용할 수 있다. 또, 제2 기판(22)에는 제1 기판(21)과는 달리, 투명하지 않은 기판을 이용할 수도 있다. 제2 기판(22)은 제1 기판(21)과는 재질, 두께 등이 달라도 좋다. 또, 제1 기판(21)의 표면 및 제2 기판(22)의 표면에 홈을 형성하는 경우에는, 이들 홈의 형상이나 나선의 방향이 반대이어도 좋다. 또, 분리층(23)의 제2 정보층(25)측의 표면에 제2 정보층(25)용 안내홈을 2P법(photopolymer법)에 의해서 형성하는 경우에는, 제2 기판(22)은 제2 정보층(25)측의 표면에 홈을 형성하지 않아도 좋다.
제2 기판(22)은 접착제 등을 이용하여 제2 정보층(25) 위에 부착해도 좋다. 또, 제2 기판(22)은 제2 정보층(25) 상에 오버 코트용 수지를 도포하여 경화시킴으로써 형성해도 좋다.
제1 정보층(24) 및 제2 정보층(25)으로부터 선택되는 적어도 1개의 층은 실시형태 1에서 설명한 기록층(14)(결정핵 생성층(14a) 및 상변화층(14b))을 포함하고, 고쳐쓰기가 가능한 층이다.
제1 정보층(24) 또는 제2 정보층(25) 중 어느 하나가 기록층(14)을 포함하지 않는 경우, 그 층은 고쳐쓰기가 가능한 층 또는 재생전용 층 어느 하나이어도 좋다. 재생전용 층은 CD-ROM 등으로 일반적으로 이용되는 구성에 의해서 형성할 수 있다. 예를 들면, 정보신호에 대응한 요철 패턴이 형성된 기판 상에, 기판과는 굴절율이 다른 재료로 이루어지는 층을 형성하면 좋다.
제1 정보층(24)이 기록층(14)을 갖는 고쳐쓰기가 가능한 정보층인 경우, 제2 정보층(25)에 충분한 파워로 기록 또는 재생을 행하기 위해, 제1 정보층(24)의 투과율을 높게 하는 것이 필요하다. 그것을 위해서는, 제1 정보층(24)에 포함되는 기록층(14)은 얇은 것이 바람직하다. 그러나, 일반적으로 상변화층(14b)이 얇을수록 상변화층(14b)의 냉각속도가 높아져서 결정화능력이 저하하기 때문에, 소거성능이 불충분하게 되기 쉽다. 그러나, 광기록 매체(20)에서는 기록층(14)이 결정핵 생성층(14a)을 포함하기 때문에, 결정화능력이 향상하여 상변화층(14b)이 얇아도 충분한 소거성능을 얻을 수 있다.
또, 제2 정보층(25)이 기록층(14)을 갖는 고쳐쓰기가 가능한 정보층인 경우에는, 제1 정보층(24)을 투과한 레이저 광으로 신뢰성 좋게 기록을 행할 수 있도록, 그리고 충분한 반사광량을 얻을 수 있도록, 제2 정보층의 기록감도 및 반사율을 높게 할 필요가 있다. 그것을 위해서는, 상변화층(14b)은 적은 광흡수에서도 효율적으로 온도가 상승할 필요가 있고, 상변화층(14b)은 얇은 것이 바람직하다. 상술한 바와 같이, 광기록 매체(20)에서는 기록층(14)이 결정핵 생성층(14a)을 포함하기 때문에, 상변화층(14b)이 얇아도 충분한 소거성능을 얻을 수 있다.
분리층(23)은 제1 정보층(24)과 제2 정보층(25) 사이의 크로스 토크를 방지하기 위해 형성된다. 광기록 매체(20)에서는 제1 정보층(24) 및 제2 정보층(25)의 각각에 대해서 레이저 광(L)을 이용하여 기록 또는 재생을 행한다. 이 때문에, 분리층(23)은 레이저 광(L)의 파장(λ)에서의 흡수계수가 작고, 내열성 및 접착성이 높은 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 구체적으로는 분리층(23)으로서 자외선 경화성 수지 등의 접착수지, 양면 테이프, 또는 유전체 막, 혹은 이들을 적당히 조합한 것을 이용할 수도 있다.
광기록 매체(20)에서는 제1 정보층(24) 또는 제2 정보층(25)의 어딘가 한쪽에 대해서 기록·재생을 행할 때에, 다른 쪽 층으로의 기록을 방지하는 것 및 다른 쪽 층의 정보신호의 재생을 방지하는 것이 필요하게 된다. 이 때문에, 분리층(23)의 두께는 초점심도(焦點深度) 이상인 것이 필요하다. 구체적으로는, 분리층(23)의 두께는 2㎛ 이상인 것이 바람직하다. 또, 제1 정보층(24) 및 제2 정보층(25)의 어느쪽에도 레이저 광(L)을 집광할 수 있도록 분리층(23)의 두께는 100㎛ 이하인 것이 바람직하다.
(실시형태 3)
실시형태 3에서는 본 발명의 광기록 매체의 제조방법에 대해서 일례를 설명한다. 또한, 상기 실시형태에서 설명한 부분과 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 중복하는 설명은 생략한다.
먼저, 기판(11)의 안내홈이 형성된 측의 표면 상에 하측 보호층(12), 하측 계면층(13), 기록층(14)(결정핵 생성층(14a) 및 상변화층(14b)), 상측 계면층(15), 상측 보호층(16), 광흡수 보정층(17) 및 반사층(18)을 형성한다. 이들 층은 일반적인 기상박막 퇴적법, 예를 들면, 진공증착법, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법, CVD(Chemical Vapor Deposition)법, MBE(Molecular Beam Epitaxy)법에 의해서 형성할 수 있다. 이들 방법 중에서도 성막 비율, 제조비용 및 형성되는 층의 품질 등을 고려하면, 기록층(14)의 형성에는 스퍼터링법이 바람직하다.
실시형태 1에서 설명한 바와 같이, 결정핵 생성층(14a)은 Te를 33 원자% 이상 67 원자% 이하 포함하는 층으로, Sn-Te 또는 Pb-Te로 이루어지는 것이 바람직하다.
상변화층(14b)은 비정질 상태에서 성막된다. 일반적인 성막 조건에서는 상변화층(14b)은 비정질 상태에서 성막된다. 특히, 고 파워로 성막속도가 빠른 조건에서 성막함으로써, 상변화층(14b)을 확실하게 비정질 상태로 성막할 수 있다.
결정핵 생성층(14a)이 상변화층(14b)보다도 기판(11)측에 배치되는 경우에는, 상변화층(14b)을 형성하기 전에 결정핵 생성층(14a)을 형성한다. 또, 상변화층(14b)이 결정핵 생성층(14a)보다도 기판(11)측에 배치되는 경우에는, 상변화층(14b)을 형성한 후에 결정핵 생성층(14a)을 형성한다.
산소 및 질소로부터 선택되는 적어도 1개의 원소를 포함하는 결정핵 생성층(14a)을 형성하는 경우에는, 산소 및 질소로부터 선택되는 적어도 1개의 원소를 포함하는 분위기 중에서 결정핵 생성층(14a)을 형성하면 좋다. 구체적으로는, 성막장치 내(챔버 내)에 상기 원소를 도입하면 좋다. 이것에 의해서, 결정핵 생성층(14a)의 특성이나 각 원자의 결합상태를 조정할 수 있고, 반복특성(cyclability)이나 내습성 등을 향상시키는데에 유효한 경우가 있다.
반사층(18)을 형성한 후, 오버 코트층(19)를 형성한다. 오버 코트층(19)은 스핀코트법에 의해서 반사층(18) 상에 자외선 경화성 수지를 도포하고, 이것에 자외선을 조사하여 경화시킴으로써 형성할 수 있다.
다음에, 기록층(14)의 초기화를 행한다. 구체적으로는, 기록층(14)에 레이저 광 등의 광 빔을 조사함으로써, 비정질 상태의 상변화층(14b)을 결정화시킨다. 결정핵 생성층(14a)이 질소 또는 산소를 포함하는 경우에는, 이 초기화 공정시에, 이들 원소가 결정핵 생성층(14a)으로부터 이탈한다. 이것에 의해서, 결정핵 생성층(14a)의 기능, 즉 결정핵을 생성하는 기능이 충분히 발휘되게 된다. 이와 같이 하여, 광기록 매체(10)를 제조할 수 있다. 또한, 초기화 공정은 오버 코트층(19)을 형성하기 전에 행해도 좋다.
또한, 실시형태 2에서 설명한 광기록 매체(20)를 제조하는 경우에도, 상기 방법과 동일한 제조방법으로 제조할 수 있다. 분리층(23), 제1 정보층(24) 및 제2 정보층(25)은 상술한 기상 박막 퇴적법에 의해서 형성할 수 있다.
실시형태 2에서 설명한 광기록 매체(20a)를 형성하는 경우에는, 먼저 제1 기판(21) 상에 제1 정보층(24) 및 제1 오버 코트층(26)을 형성하고, 제2 기판(22) 상에 제2 정보층(25) 및 제2 오버 코트층(27)을 형성한다. 다음에, 제1 오버 코트층(26)과 제2 오버 코트층(27)을 분리층(23)을 통해서 접착하면 좋다. 예를 들면, 분리층(23)에 자외선 경화수지를 이용하여 2장의 기판을 부착한 후에 자외선을 조사하면 좋다. 이 경우, 초기화 공정은 2장의 기판을 접착하기 전 또는 접착한 후에 행할 수 있다. 이와 같이 해서 광기록 매체(20a)를 제조할 수 잇다.
이상, 본 발명의 광기록 매체의 제조방법에 대해서 설명하였지만, 본 발명의 제조방법은 이하에서 설명하는 정보신호의 기록공정을 또한 포함해도 좋다.
이하, 본 발명의 광기록 매체를 이용하여 정보신호의 기록·재생방법에 대해서 일례를 설명한다. 광기록 매체의 기록·재생장치에 대해서 일례의 구성을 도 3에 나타낸다.
도 3에 나타내는 기록·재생장치(30)는 레이저 다이오드(31), 하프 미러(32), 대물렌즈(33), 포토 검출기(34) 및 모니터(35)를 구비한다. 모니터(35)에 의해서 광기록 매체(36)가 회전시켜진다. 광기록 매체(36)는 본 발명의 광기록 매체이고, 기판(11)측 또는 제1 기판(21)측으로부터 레이저 광(L)이 조사된다.
레이저 다이오드(31)로부터 출사된 레이저 광(L)은 하프 미러(32) 및 대물렌즈(33)를 통해서 광기록 매체(36) 상에 포커싱되어, 정보신호의 기록·재생이 행해진다.
정보신호의 기록을 행할 때에는 레이저 광(L)의 강도를 도 4에 나타내는 펄스 파형과 같이 변조한다. 즉, 레이저 광(L)의 강도를 파워 레벨(P1, P2 및 P3)(단, P1〉P2≥P3≥0)의 사이에서 변조한다. 파워 레벨(P1)은 레이저 광(L)을 조사함으로써 상변화층(14b)을 순식간에 용융시키는데 충분한 파워 레벨이다. 파워 레벨(P2 및 P3)은 레이저 광(L)을 조사해도 상변화층(14b)을 순식간에 용융시키는 것이 불가능한 파워 레벨이다. 또한, 레이저 강도의 변조는 반도체 레이저의 구동전류를 변조함으로써 행할 수 있다. 또, 전기광학변조기나 음향광학변조기 등의 수단을 이용하여 레이저 강도를 변조해도 좋다.
정보신호의 마크는 결정 상태의 상변화층(14b)을 비정질 상태로 함으로써 형성된다. 마크는 파워 레벨(P1)의 단일 직사각형 펄스를 광기록 매체(36)에 조사함으로써 형성할 수 있다. 또, 긴 마크를 형성하는 경우에는, 파워 레벨(P1, P2 및 P3)의 사이에서 변조된 다수의 펄스 열로 이루어지는 기록 펄스 열을 이용하는 것이 바람직하다. 이와 같은 펄스 열을 이용함으로써 과열을 방지하여 마크 폭을 균일하게 할 수 있다. 마크는 형성하지 않은 부분, 또는 마크를 소거하는 부분에 대해서는 파워 레벨(P2)의 레이저 광(L)을 조사한다.
또, 도 4에 나타내는 바와 같이, 상기 다수의 펄스 열(列)의 바로 다음에 파워 레벨(P4)(단, P2〉P4≥0)의 레이저 광을 조사해도 좋다. 이와 같은 냉각구간을 설치하면, 특히 열과잉이 되기 쉬운 마크 후단 부분의 열을 제거할 수 있고, 마크 형상을 조정하는데에 효과적이다. 역으로, 비정질화하기가 어렵고 마크 폭이 가늘게 되기 쉬운 마크 전단 부분에서는, 마크 폭을 후단과 같게 하기 위해, 다수의 펄스 열 중 선두 펄스만 시간을 길게 한다든지, 선두 펄스의 파워 레벨을 P1보다도 높게 해도 좋다. 한편, 상기 다수의 펄스 열의 각 펄스 및 펄스 사이의 시간을 일정하게 하면, 단일 주파수로 변조할 수 있기 때문에, 변조수단을 간략화할 수 있다고 하는 이점이 있다.
광기록 매체의 기록·재생에서는 마크의 길이, 마크 전후의 스페이스의 길이 및 인접하는 마크의 길이 등에 영향을 받아서 마크 에지 위치에 불균형이 생겨서, 지터(jitter) 증대의 원인이 되는 경우가 있다. 이와 같은 지터의 증대를 방지하기 위해, 상기 펄스 열의 각 펄스 위치 또는 길이를 패턴마다 에지 위치가 맞도록 필요에 따라서 조정하여 보상해도 좋다.
이렇게 해서 기록된 정보신호를 재생하는 경우에는, 파워 레벨(P5)(단, P2〉P5〉0)의 연속광을 광 디스크에 조사하여, 그 반사광을 포토 검출기(34)에 입사시켜, 그 반사광량 변화를 재생신호로서 검출한다.
(실시예)
이하, 실시예를 이용하여 본 발명은 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되지 않는다.
(실시예 1)
실시예 1에서는 실시형태 1에서 설명한 광기록 매체(10)를 제조한 일례에 대해서 설명한다.
실시예 1에서는 폴리카보네이트 수지로 이루어지는 기판(직경 12㎝, 두께 0.60㎜)을 이용하였다. 기판의 표면에는 그루브 및 랜드 폭이 모두 0.6㎛, 그루브 깊이가 약 70㎚인 나선형상의 홈을 형성하였다.
다음에, 기판의 그루브가 형성된 표면 상에 하측 보호층(막 두께 약 140㎚), 하측 계면층(막 두께 약 5㎚), 결정핵 생성물, 상변화층(막 두께 약 9㎚), 상측 계면층(막 두께 3㎚), 상측 보호층(막 두께 약 40㎚), 광흡수 보정층(막 두께 약 40㎚) 및 반사층(막 두께 약 80㎚)을 순서대로 적층하였다. 이 때, 결정핵 생성층의 막 두께 및 배치가 다른 다수의 샘플을 형성하였다. 이들 각 층은 직경 10㎝, 두께 6㎜ 정도의 타겟을 이용한 스퍼터링법에 의해서 형성하였다.
구체적으로는, 하측 보호층은 ZnS-SiO2(몰 비로 ZnS:SiO2=80:20)의 타겟을 이용하여 형성하였다. 하측 계면층은 Ge 타겟을 이용하여 형성하였다. 결정핵 생성층은 Sn-Te(원자수 비로 Sn:Te=50:50)의 타겟을 이용하여 형성하였다. 상변화층은 Ge-Sb-Te(원자수 비로 Ge:Sb:Te=29:21:50)의 타겟을 이용하여 형성하였다. 상측 계면층은 Ge 타겟을 이용하여 형성하였다. 상측 보호층은 ZnS-SiO2(몰 비로 ZnS:SiO2=80:20)의 타겟을 이용하여 형성하였다. 광흡수 보정층은 Ge-Cr(원자수 비로 Ge:Cr=80:20)의 타겟을 이용하여 형성하였다. 반사층은 Ag-Pd-Cu(원자수 비로 98:1:1)의 타겟을 이용하여 형성하였다.
상변화층 및 계면층의 형성에는 스퍼터 가스로서 Ar과 질소와의 혼합가스를 이용하였다. 스퍼터 가스에 포함되는 질소 가스량은 상변화층의 형성시에는 약 5vol%로 하고, 계면층의 형성시에는 약 40vol%로 하였다. 그것 이외의 층의 형성에는 스퍼터 가스로서 Ar만을 이용하였다. 또한, 결정핵 생성층의 형성은 DC 전원을 이용하여 스퍼터 파워 50W, 스퍼터 가스압 0.3㎩의 조건에서 행하였다.
이렇게 해서 형성된 다층막의 표면 상에 스핀 코트법에 의해서 자외선 경화성 수지를 도포하였다. 그리고, 자외선을 조사하여 자외선 경화성 수지를 경화시킴으로써, 오버 코트층을 형성하였다. 그 후, 기판측으로부터 레이저 광을 조사하여 상변화층을 어닐링함으로써 상변화층의 전면을 초기화, 즉 결정화시켰다.
이와 같이 해서, 결정핵 생성층의 층 두께 및 배치가 다른 10종류의 광기록 매체를 제작하였다. 제작한 광기록 매체에 대해서 파장 660㎚에서 NA0.6의 광학계를 이용하여, 선속도 8.2m/s의 조건으로 마크 에지 기록을 행하고, 이하의 측정을 행하였다. 먼저, 그루브 및 랜드에 9.7㎒의 3T 신호와 2.6㎒의 11T 신호를 교대로 11회 기록하였다. 즉, 3T 신호를 6회, 11T 신호를 5회 기록하였다. 그리고, 3T 신호가 기록된 상태에서 이 트랙을 재생하여, 그 C/N 비를 스펙트럼 분석기로 측정하였다. 또한, 그 위에 11T 신호를 1회 기록하였을 때, 3T 신호진폭의 감쇠비, 즉 소거율을 스펙트럼 분석기로 측정하였다.
이 때, 3T 신호를 기록하는 경우에는, 펄스 폭 25.8㎱(파워 레벨(P1))의 단일 직사각형 펄스를 조사하였다. 11T 신호를 기록하는 경우에는, 9개의 펄스로 이루어지는 펄스 열(파워 레벨(P1))을 조사하였다. 이 펄스 열은 최초의 펄스 폭이 25.8㎱이고, 2번째에서 9번째까지의 펄스 폭이 모두 8.6㎱이며, 각 펄스 사이(파워 레벨(P3))의 폭은 8.6㎱으로 하였다. 마크를 기록하지 않는 부분에서는 파워 레벨(P2)의 연속광을 조사하였다. 또한, 여기에서는 P3=P2로 하였다. 파워 레벨의 결정법으로서는 기록 파워 레벨(P1)은 C/N비가 45㏈를 넘는 파워의 하한값의 1.5배이고, 파워 레벨(P2)은 소거율이 20㏈를 넘는 파워 범위의 중앙값이고, 재생 파워 레벨(P5)은 1.0㎽로 하였다.
이상의 조건에서 측정을 행한 광기록 매체에 대해서 3T 신호가 기록된 그대로의 상태에서, 90℃·80%RH(Relative Humidity)의 항온조에서 100시간 유지하는 가속시험을 행하였다. 가속시험 후, 가속시험 전에 기록한 트랙을 재생하여, C/N비를 측정하였다. 또한, 그 위에 11T 신호를 1회 기록하였을 때의 소거율도 측정하였다.
이와 같이 해서 측정한 가속시험 전후에서의 C/N비 및 소거율에 대해서 측정결과를 표 1에 나타낸다.
(표 1)
표 1 중, 결정핵 생성층 란의 하측이라는 것은, 결정핵 생성층이 상변화층과 하측 계면층의 사이에 형성되어 있는 것을 나타낸다. 또, 상측이라는 것은, 결정핵 생성층이 상변화층과 상측 계면층의 사이에 형성되어 있는 것을 나타낸다.
샘플(1)은 결정핵 생성층을 형성하지 않았던 광기록 매체이다. 샘플(2∼8)은 결정핵 생성층을 상변화층의 하측에만 형성한 광기록 매체이다. 샘플(9)은 결정핵 생성층을 상변화층의 상측에만 형성한 광기록 매체이다. 샘플(10)은 결정핵 생성층을 상변화층의 양측에 형성한 광기록 매체이다.
결정핵 생성층이 형성되어 있지 않은 샘플(1)에서는 가속시험 전에는 C/N비가 높고, 소거율도 충분한 값이다. 그러나, 가속시험 후에는 소거율이 8㏈ 저하해 버린다. 이것은 고온고습 조건으로 유지됨으로써 상변화층의 결정핵 생성능력이 저하하기 때문이라고 생각된다. 이에 반해서, 결정핵 생성층을 설치한 샘플에서는 가속시험 전에도 가속시험 후에도 소거율이 높았다. 특히, 결정핵 생성층의 층 두께가 두꺼운 샘플은 소거율이 높았다. 이것은 결정핵 생성층을 구성하는 Sn-Te에는 상변화층의 결정핵 생성능력을 향상시키는 효과가 있고, 그 효과가 가속시험 후에도 지속하기 때문이라고 생각된다. 한편, 결정핵 생성층의 층 두께가 두꺼울수록, 가속시험 전의 C/N비가 작아졌다.
또, 샘플(8)과 같이 결정핵 생성층이 일정한 두께보다 두꺼운 경우에는, 성막 직후의 단계에서 상변화층이 결정상태였다. 그리고, 샘플(8)에서는 첫회 기록시의 C/N비가 30㏈ 정도로 낮고, 기록할때마다 C/N비가 향상하여, 20회 정도에서 약 50㏈가 되어 포화한다고 하는 현상이 발견되었다. 이것으로부터 실시예 1의 광기록 매체에서는 결정핵 생성층이 3.0㎚ 이상이면 실용적이지 않다는 것을 알 수 있었다.
이상의 결과로부터, 실시예 1의 광기록 매체에서, 가속시험 전후라도 충분한 C/N비 및 소거율을 얻을 수 있고, 실용성 및 신뢰성이 높았던 광기록 매체는 적당한 층 두께의 결정핵 생성층을 설치한 광기록 매체이었다는 것을 알 수 있다. 이 실시예의 광기록 매체에서는 결정핵 생성층의 바람직한 층 두께는 0.5㎚ 이상, 또한 2.0㎚ 이하였다. 단, 결정핵 생성층의 바람직한 층 두께는 스퍼터 파워, 스퍼터 가스압, 기판온도 등의 성막조건 및 층의 재료나 구성에 의해서 변화한다. 예를 들면, 발명자 등의 실험에 의하면, 결정핵 생성층의 막 두께가 0.3㎚ 이상 5㎚ 이하의 범위 내이면, 상변화층을 비정질 상태에서 성막하여, 그 효과를 발휘시키는 것이 가능하였다.
또, 샘플(9 및 10)은 어느 것이나 샘플(4)과 거의 동등한 C/N비 및 소거율을 얻을 수 있었다. 이 결과로부터 상변화 층의 어느 한쪽 측에 결정핵 생성층을 설치한 광기록 매체 및 상변화층의 양측에 결정핵 생성층을 설치한 광기록 매체의 어느 광기록 매체에서도 동일한 효과를 얻을 수 있다는 것을 알았다.
(실시예 2)
실시예 2에서는 결정핵 생성층이 질소를 포함하는 광기록 매체를 제작한 일례에 대해서 설명한다. 실시예 2에서는 결정핵 생성층을 형성할 때에, 결정핵 생성층에 질소를 혼입시킨 것 이외에는 표 1의 샘플(4)의 광기록 매체와 동일한 광기록 매체를 제작하였다.
결정핵 생성층에의 질소의 혼입은 결정핵 생성층을 형성할 때에, 스퍼터 가스에 질소를 혼입함으로써 행하였다. 그 때, 질소분압을 변화시켜서 다수의 샘플을 제작하였다. 결정핵 생성층의 성막은 DC 전원을 이용하여, 스퍼터 파워 100W, 스퍼터 가스압 0.3㎩의 조건에서 행하였다. 스퍼터 가스에는 아르곤과 질소의 혼합가스를 이용하였다. 스퍼터 가스의 총 유량은 일정하게 하고, 아르곤과 질소의 비율을 변화시켜서 질소의 분압(스퍼터 가스 중의 질소 가스량)을 변화시켰다.
이와 같이 해서 형성한 다수의 샘플에 대해서 실시예 1과 동일한 측정을 행하였다. 측정결과를 표 2에 나타낸다.
(표 2)
표 2에는 결정핵 생성층의 광학정수, 즉 굴절율(n) 및 소쇠계수(k)의 값도 나타내고 있다. 이 광학정수는 결정핵 생성층의 반사율 및 투과율로부터 계산한 값이다. 그 반사율 및 투과율은 샘플(4 및 11∼16)의 결정핵 생성층과 동일 조건에서 석영 기판 상에 결정핵 생성층(층 두께가 약 10㎚)을 형성하여 측정하였다.
표 2로부터 명확하게 알 수 있는 바와 같이, C/N비는 질소분압이 높을수록 높아지고 있고, 스퍼터 가스 중의 질소량이 20vol% 이상에서는 52㏈를 넘고 있었다. 한편, 소거율은 질소분압이 높을수록 작아지고 있지만, 30㏈ 이상의 충분한 값을 유지하고 있었다. 실시예 1에서는 52㏈ 이상의 C/N비를 얻기 위해서는 결정핵 생성층의 막 두께를 0.5㎚ 정도까지 얇게 하지 않으면 안되고, 그렇게 하면 가속시험 후의 소거율은 30㏈ 미만이 되어 버렸다. 이에 반해서, 결정핵 생성층에 질소를 포함시킴으로써, 52㏈ 이상의 C/N비와, 30㏈ 이상의 소거율을 양립할 수 있었다.
따라서, 결정핵 생성층은 적당히 질소분압이 높은 조건에서 성막하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 스퍼터 가스 중의 질소량이 20vol% 이상 100vol% 이하인 것이 바람직하고, 그 중에서도 40vol% 이상 80vol% 이하인 것이 바람직하다. 스퍼터 가스 중의 질소량을 40vol% 이상 80vol% 이하로 함으로써, 광기록 매체의 각 특성의 밸런스가 좋아진다. 단, 바람직한 질소분압의 범위는 스퍼터 전원의 종류, 스퍼터 파워, 스퍼터 가스압 등에 의해서 변화한다고 생각된다. 특히, RF 전원을 이용한 경우에는 질소가 막 중에 들어가기 쉽기 때문에, 적당한 질소분압의 범위가 DC 전원의 경우의 대략 2∼3비율 정도가 된다고 예상된다. 그래서, 광학정수, 특히 소쇠계수(k)를 지표로 하면, 어떠한 스퍼터 조건에서도 소망의 막질을 얻을 수 있는 질소분압의 범위를 특정할 수 있다고 생각된다. 표 2에 나타내는 결과로부터 바람직한 소쇠계수(k)의 범위는 0.6 이상 1.7 이하라고 생각된다. 또한, 본 발명자가 실험을 행한 결과, 바람직한 소쇠계수(k)의 범위는 0.5 이상 2.0 이하이었다.
또한, 이상은 어느것이나 파장 660㎚이라고 하는 적색 파장역의 레이저 광을 이용한 경우의 결과이지만, 이것은 본 발명의 적용가능한 조건을 한정하는 것은 아니다. 예를 들면, 파장 380∼450㎚의 적∼청색 파장역의 레이저 광을 이용해도 결정핵 생성층의 효과는 동일하게 발휘된다고 생각된다.
이상, 본 발명의 실시형태에 대해서 예를 들어서 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 사상에 기초하여 다른 실시형태에 적용할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 광기록 매체에 의하면, 장기 보존 후에도 기록·재생 특성이 안정한 광기록 매체를 얻을 수 있다.
또, 본 발명의 광기록 매체의 제조방법에 의하면, 본 발명의 광기록 매체를 용이하게 제조할 수 있다.

Claims (11)

  1. 기판과 상기 기판 상에 배치된 기록층을 구비하는 광기록 매체에 있어서,
    상기 기록층이 광 빔의 조사에 의해서 결정상태와 비정질 상태의 사이에서 가역적으로 상변화하는 상변화층과, 상기 상변화층에 인접하여 배치되어 상기 상변화층의 결정화를 용이하게 하는 결정핵 생성층을 포함하고,
    상기 상변화층이 비정질 상태에서 성막된 후 결정화된 층이고,
    상기 결정핵 생성층이 Te를 33 원자% 이상 67 원자% 이하의 비율로 포함하는 것을 특징으로 하는 광기록 매체.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 결정핵 생성층이 Sn-Te 및 Pb-Te로부터 선택되는 적어도 1개를 포함하는 것을 특징으로 하는 광기록 매체.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 상변화층이 Ge와 Sb와 Te를 구성원소로서 포함하고,
    상기 상변화층 중 Ge와 Sb와 Te의 원자수 비가 Ge:Sb:Te=X:Y:Z(단, X+Y+Z=100, 10≤X≤45, 5≤Y≤40, 40≤Z≤60)인 것을 특징으로 하는 광기록 매체.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 기판 상에 배치된 제1 및 제2 정보층과, 상기 제1 및 제2 정보층의 사이에 배치된 분리층을 또한 구비하고,
    상기 제1 및 제2 정보층으로부터 선택되는 적어도 1개의 층이 상기 기록층을 포함하는 것을 특징으로 하는 광기록 매체.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 결정핵 생성층이 산소 및 질소로부터 선택되는 적어도 1개의 원소를 포함하는 것을 특징으로 하는 광기록 매체.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 결정핵 생성층의 소쇠계수가 0.5 이상 2.0 이하인 것을 특징으로 하는 광기록 매체.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 상변화층의 평균층 두께가 4㎚ 이상 14㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 광기록 매체.
  8. 상변화층과 상기 상변화층에 인접하여 배치된 결정핵 생성층을 포함하는 기록층을 구비하는 광기록 매체의 제조방법에 있어서,
    (a) 상기 상변화층을 비정질 상태가 되도록 성막하는 공정과,
    (b) 상기 (a)의 공정의 전 또는 후에, 상기 결정핵 생성층을 형성하는 공정과,
    (c) 상기 (a) 및 (b)의 공정 후에, 비정질 상태의 상기 상변화층에 광 빔을 조사하여 상기 상변화층을 결정화하는 공정을 포함하며,
    상기 상변화층이 광 빔의 조사에 의해서 결정상태와 비정질 상태의 사이에서 가역적으로 상변화하는 층이고,
    상기 결정핵 생성층이 상기 상변화층의 결정화를 용이하게 하는 층이고, 또한 Te를 33 원자% 이상 67 원자% 이하의 비율로 포함하는 것을 특징으로 하는 광기록 매체의 제조방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 결정핵 생성층이 Sn-Te 및 Pb-Te로부터 선택되는 적어도 1개를 포함하는 것을 특징으로 하는 광기록 매체의 제조방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 상변화층이 Ge와 Sb와 Te를 구성원소로서 포함하고,
    상기 상변화층 중 Ge와 Sb와 Te의 원자수 비가 Ge:Sb:Te=X:Y:Z(단, X+Y+Z=100, 10≤X≤45, 5≤Y≤40, 40≤Z≤60)인 것을 특징으로 하는 광기록 매체의 제조방법.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 (b)의 공정은 산소 및 질소로부터 선택되는 적어도 1개 원소를 포함하는 분위기 중에서 상기 결정핵 생성층을 형성하는 공정을 포함하고,
    상기 (c)의 공정은 상기 결정핵 생성층으로부터 상기 원소를 이탈시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 광기록 매체의 제조방법.
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