KR20010104245A - 상 변화 광 디스크 - Google Patents

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Abstract

상 변화 광 디스크는 기판 상에 적어도 하부 유전체 층, 기록층, 상부 유전체 층, 반사층을 연속적으로 형성함으로써 얻어진 다층 구조를 갖는다. 기록층이 결정 상태일 때, 380nm 내지 320nm의 파장을 갖는 광에 대한 디스크의 반사율(Rc)은 기록층이 비정질 상태일 때 디스크의 반사율(Ra)보다 낮다.

Description

상 변화 광 디스크{Phase change optical disk}
발명의 배경
본 발명은 정보가 레이저 빔 조사에 의해 기록 및 판독된 광 정보 기록 매체에 관한 것으로, 특히 상 변화 광 디스크에 관한 것이다.
반도체 레이저(이하, LD로서 언급되는)의 연구 및 개발의 진전으로 인해, 약 380nm 내지 430nm의 파장을 갖는 정색 LD가 곧 실용활 될 것이다. 광 디스크의 기록 밀도는 정보를 기록/판독하기 위해 사용된 광 빔의 초점이 맞춰진 빔 스폿 크기에 의해 주로 결정된다. 초점이 맞춰진 빔 스폿 크기는 LD의 파장에 비례한다. 따라서, 광 디스크의 기록 용량이 현재 실제로 이용되어 왔던 적색 LD의 파장 보다 짧은 파장을 갖는 청색 파장을 이용함으로써 상당히 증가할 것으로 기대된다.
초점이 맞춰진 빔 스폿 크기가 감소할 때, 디스크 상의 임의 지점을 통과하기 위해 스폿에 대해 요구된 시간은 감소한다. 상 변화 광 디스크에서, 이는 기록층이 결정화 온도 이상으로 유지되는 동안 시간(유지 시간)이 감소한다는 것을 의미한다.
도 2는 열 시뮬레이션에 의해 유지 시간과 스폿 크기 사이의 관계를 시험=하여 얻어진 결과를 보여준다. 유지 시간은 기록층이 결정화 온도(예를 들어, 180℃)이상 내지 녹는점(예를 들어, 600℃)이하의 범위에서 가열되는 동안의 시간이다.도 2로부터, 스폿 크기와 유지 시간은 거의 비례함을 나타낸다. 따라서, 청색 LD가 이용되면, 보다 높은 결정화율(crystallization rate)을 갖는 기록층이 얻어진다.
보다 높은 결정화 속도를 갖는 기록층에서, 비정질 상태의 안정성은 보통 낮다. 디스크가 실온 등에서 보존되면, 비정질 상태에서의 기록층을 설정함으로써 기록된 데이터는 시간경과 할 때에 또는 보존 상태의 변화에 의해 소거(결정화)가 일어나는 문제가 발생할 수 있다.
청색 LD를 사용 시에 소거율을 향상시키기 위해, 일본 특개평 제 11-167747(참증 1)호는 광 흡수 조절층을 부가하는 기술을 제안한다. 참조번호 1로 기술된 기술에 따라, 새로운 층이 종래의 상 변화 광학 디스크에 부가되어야 하므로 생산성 낮아지는 문제가 발생한다. 상술한 바와 같이, 선속도(linear velocity)(디스크의 회전 속도)가 정보 전달 속도를 향상시키기 위해 증가할 때, 결정화는 충분히 진행되지 않고 소거율은 감소한다.
본 발명의 개요
본 발명의 목적은 청색 LD가 높은 선속도에서 사용될 때에도, 특정 새로운 기록층을 요구하지 않고 높은 소거율을 갖는 높은 신호 품질의 상 변화 광 디스크를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 위의 목적을 달성하기 위해, 기판 상에 적어도 하부 유전체 층, 기록층, 상부 유전체 층, 및 반사층을 연속적으로 형성함으로써 얻어진 다층 구조를 갖는 상 변화 광 디스크가 제공되고, 기록층이 결정 상태에 일 때 380nm 내지 320nm의 파장을 갖는 광에 대한 디스크의 반사율(Rc)은 기록층이 비정질 상태에 일 때의 디스크 반사율(Ra)보다 낮다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 상 변화 광 디스크의 주요부의 단면도.
도 2는 열 시뮬레이션에 의한 빔 스폿 직경과 보유(holding) 시간 사이의 관계를 계산하여 얻어진 결과를 도시하는 그래프.
도 3a는 기록층의 초기 결정 상태를 도시하는 도면.
도 3b는 소거 파워 조사(irradiation)가 단지 1회 실행된 상태를 도시하는 도면.
도 3c는 소거 파워 조사가 2회 실행된 상태를 도시하는 도면.
도 4는 도 1에 도시된 상 변화 광 디스크의 광 특성을 도시하는 그래프.
도 5는 비교 예로서 상 변화 광 디스크의 광 특성을 도시하는 도면.
도 6은 도 1에 도시된 상 변화 광 디스크 구조의 제 1 변형예의 주요부의 단면도.
도 7은 도 1에 도시된 상 변화 광 디스크 구조의 제 2 변형예의 주요부의 단면도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1: 기판 2: 하부 유전체 층
3: 기록층 4: 상부 유전체 층
5: 반사층 6, 7: 계면층
바람직한 실시예의 설명
우선, 본 발명의 원리가 상술된다.
상 변화 광 디스크의 소거율을 결정하는 주요 요인은 (1)상이한 결정 상태들 사이의 반사율의 차이, 및 (2)결정 상태의 흡수율 비(ratio)이다.
반사율의 차이(1)에 관해 설명한다. 기록층의 결정 상태는 도 3a 내지 3c로 도시된 바와 같이 세 가지 상태를 포함할 수 있다. 도 3a에 도시된 상태는 초기화된 결정 상태이다, 이 상태는 초기화 유닛 등을 갖는 기록층을 기록하기에 앞서 결정화함으로써 얻어진다. 이때에 상 변화 광 디스크의 반사율은 Rc로서 정의된다.
도 3b에 도시된 상태는 기록 마스크가 형성된 후에 정보를 재기록하기 위해 소거 파워가 1회 조사될 때 얻어진 결정 상태이다. 이때에 상 변화 광 디스크의 반사율은 Rc1로서 정의된다. 도 3c에 도시된 상태는 정보를 다시 재기록하기 위해 기록 마스크가 기록 데이터 패턴에 따라 다시 소거 파워로서 조사되어, 결정화가 도 3b에 도시된 상태로부터 더 진행된다. 이때에 상 변화 광 디스크의 반사율은 Rc2로서 정의된다. 참조번호 7은 기록 마스크를 나타내고, 8은 기록 마스크가 1회 소거 파워로서 조사될 때 얻어진 소거된 결정 부분들을 나타내고, 9는 기록 마스크가 2회 소거 파워로서 조사될 때 얻어진 소거된 결정 부분을 나타낸다.
기록층이 소거 파워로서 조사될 때, 기록층이 결정화 온도 이상으로 유지되는 동안 시간이 상당히 길어지면, 결정화는 1회의 소거 파워 조사로서 층분히 진행되고, 따라서, 반사율들(Rc1 및 Rc2)은 서로 커다란 차이가 없다. 하지만, 청색 LD가 사용될 때, 유지 시간이 감소하여, 결정화는 1회의 소거 파워 조사로서 충분히 진행되지 않는다. 그후, 반사율 Rc1과 Rc2 사이의 차는 잔류 신호로서 나타나 증가하고, 소거율을 감소시킨다. 반사율은 광학 상수들의 차이로 인해 상이한 결정화 상태들 간에 다르다.
이 경우에, 2회까지의 소거 파워 조사로 얻어진 결정 상태들이 단지 고려된다. 이는 소거 파워 조사가 3회 연속으로 실행될 가능성이 매우 낮고, 조사가 2회 실행될 때 결정화가 상당히 진행되고 결정 상태가 조사가 3회 실행될 때에도 거의 변화하지 않기 때문이다. 결정화가 3회 조사될 때까지 진행되지 않는 낮은 결정화 가속도를 갖는 기록막에서, 상당히 높은 소거율을 얻기 힘들다.
본 발명에서, 기록증의 결정 상태가 변화될 때조차도, 반사율 변화(ΔR)=│Rc1 - Rc2│은 가능한 작아진다. 따라서, 청색 LD가 사용되거나 높은 선속도 및 결정화가 소거 파워로서 1회 조사 시에 충분히 진행되지 않기 때문에 유지 시간이 감소하여도, 높은 소거율이 실현될 수 있다. 반사율의 변화(ΔR)는 가능한한 작은 것이 바람직하다. 일반적으로 디지털 기록 시에 요구되는 26dB 이상의 소거율을 만족하기 위해, ΔR/│Rc - Ra│＜0.05가 만족되어야 한다.
이는 상 변화 광 디스크에서, 신호 진폭이 │Rc - Ra│에 비례하고, 소거 시에 잔류 신호 진폭이 ΔR에 비례하며, 소거율이 20log10(잔류 신호 진폭/신호진폭)=20log10(ΔR/│Rc - Ra│)으로써 표현되기 때문이다. 초기화 후에 즉시 정보 재기록 시에, 반사율의 변화는 │Rc - Ra│로써 표현된다. 정보 재기록이 다수 회 실행되어 초기화된 결정 상태가 사라질 때, 반사율의 변화는 │Rc1 - Rc2│로서 표현된다.
높은 결정화 율을 갖는 기록막이 사용되거나 기록 및 소거가 상당히 낮은 신형 속도로 실행될 때, 이것의 결정화는 1회 소거 파워로서 조사 시에 상당히 진행된다. 기록이 실행될 때, 때때로 조잡한 결정 그레인(grain)들로 이루어진 결정 상태가 비정질 기록 마스크 주변에 형성된다. 기록 동안 기록 마스크 주변에 형성된 결정 상태가 소거 파워 조사에 의해 형성된 결정 상태의 광학적 상수와 다른 광학적 상수를 갖기 때문에, 소거율을 감소시킨다. 이 경우에도, 상술한 바와 같이 소거율은 두 개의 소거 상태들 간의 반사율의 차를 감소시킴으로써 향상될 수 있다.
결정 상태 내지 비정질 상태(2)의 흡수율의 비는 감소된다. 비정질 상태에서 기록층의 흡수율(As)이 결정 상태의 흡수율보다 높으면, 비정질 상태에서 기록 파워로서 조사 시에 형성된 마스크의 길이는 결정 상태에서 기록 마스크로서 조사 시에 형성된 마스크의 길이보다 길어진다. 이 경우에, 기록 마스크는 이전에 기록된 마스크에 의해 영향을 받고, 따라서 이것의 길이는 변하고, 소거율이 감소된다.
결정 상태 및 비정질 상태가 동일한 온도 특성을 가지면, 결정 상태 및 비정질 상태는 동일한 흡수율을 갖도록 최적화된다. 실제로, 결정 상태는 융해를 행하는 보다 높은 잠열(latent heat) 및 보다 높은 열 전도도를 갖는다. 따라서, 결정 상태의 흡수율(Ac)은 바람직하게는 비정질 상태의 흡수율(Aa)보다 높게 설정된다.하지만, 흡수율의 비(Ac/Aa)가 필요이상으로 과도하게 증가하면, 결정 상태에서 기록된 마스크의 길이는 바람직하지 않게 비정질 상태에서 기록된 마스크의 길이보다 커지고, 소거율은 감소한다. 본 발명에서, 흡수율의 비(Ac/Aa)는 마스크 길이의 변화가 억제될 수 있는 적당한 범위에서 설정된다.
본 발명은 첨부도면을 참조하여 설명된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 상 변화 광 디스크의 개략적인 단면도를 도시한다. 이 상 변화 광 디스크(이하, 광 디스크로서 언급됨)(10)는 기판 상에 연속적으로 하부 유전체 층(2), 기록층(3), 상부 유전체 층(4), 및 반사층(5)을 갖는다. 도 1은 광 디스크 일부의 단면도를 보여주고, 전체 광 디스크는 둥근 디스크 모양을 갖는다.
광 디스크(10)에서, 하부 유전체 층(2)의 두께는 λ/(5n) 이상 및 λ/(2.5n) 이하로 설정되고, 여기서 n은 파장(λ)에 대한 유전체 층의 반사율이다. 이는 (반사율(Rc))＜(반사율(Ra))를 실현할 수 있고, 따라서 광학 상수의 변화에 대한 반사율의 변화가 억제될 수 있다.
유전체의 두께가 임의의 값으로부터 매번 λ/(2n) 변화될 때, 얻어진 유전체 층은 원래 유전체(dielectric) 층과 광학적으로 등가이다. 따라서, 상술된 유전체 층의 두께는 매번 λ/(2n) 증가될 수 있다. 예를 들어, 상부 유전체 층(4)의 두께는 λ/(5n) + λ/(2n)로 설정될 수 있다.
본 발명에서, 도 6에 도시된 바와 같이 도 1에 도시된 구조와는 달리, 하부 유전체 층(2), 계면층(interface layer)(6), 기록층(3), 계면층(7), 상부 유전체층(4), 및 반사층(5)이 기판(1) 상에 연속적으로 형성될 수 있다. 대안으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 제 1의 하부 유전체 층(2a), 제 2의 하부 유전체 층(2b), 제 3 하부 유전체 층(2c), 계면층(6), 기록층(3), 계면층(7), 상부 유전체 층(4), 및 반사층(5)이 기판(1) 상에 연속적으로 형성될 수 있다. 이들의 경우에, 광학적 설계에서 자유도는 막의 수가 증가하는만큼 증가한다. 따라서, (반사율(Rc)＜반사율(Ra))을 실현하기 위해 필요한 유전체 층의 두께 상의 명확한 제한이 제거된다.
각각의 배치에서, 반사율(Rc)은 4% 이상 내지 17% 이하이고, 반사율(Ra)은 25% 이상인 것이 바람직하다. 반사율 변화가 반사율들(Rc 및 Ra)간의 차가 커진 상태로 억제된 배치의 구현이 용이하고, 반사율(Rc)이 낮아지면 낮아질수록 디스크 노이즈는 더 증가하고 신호 품질은 더 향상될 수 있으므로, (반사율(Rc)＜반사율(Ra))이 설정된다.
반사율의 변화를 억제하기 위해, 반사율(Rc)은 광학적 상수의 변화에 대해 고정 값을 취하도록 설정될 수 있다. 달리 말해서, 반사율(Rc)은 기준 광학적 상수에 대해 최대값 또는 최소값을 취할 수 있다. 반사율(Rc)이 최대값을 취하면, 디스크 노이즈를 감소시키는 이점이 있다.
반사율(Rc)이 극히 낮으면, 불안정 서보(servo)와 같은 문제들이 일어날 수 있다. 따라서, 반사율(Rc)은 바람직하게는 4% 이상이다. 결국, 반사율(Rc)이 극히 높으면, 반사율들(Ra 및 Rc)간의 차 및 신호 품질은 감소한다. 따라서, 반사율(Rc)은 바람직하게는 17% 이하이다.
도 1에 도시된 단면 구조를 갖는 광 디스크(10)의 광학적 특성이 상술된다.
본 발명에 따른 광 디스크(10)는 결정 상태의 광학적 상수가 변화될 때, 도 4에 도시된 바와 같이 반사율의 변화가 감소하도록 설계된다. 이는 이것의 반사율이 광학적 상수의 변화에 대한 고정 값을 취하도록 광 디스크(10)를 설계함으로써 실현된다.
도 4는 광학적 상수의 변화에 따른 소멸(extinction) 계수의 변화만을 도시한다. 실험들로부터, 380nm 내지 430nm의 파장 범위에서 굴절율은 상이한 결정 상태들 중에서 거의 일정하고, 소멸 계수만이 변하는 것으로 확인된다. 광학적 상수가 변화의 기준 역할을 하므로, 초기화 유닛에 의해 초기화된 결정 상태의 광학적 상태가 사용될 수 있다. 이는 결정화가 충분치 않을 때, 소멸 계수(1회 소거 파워 조사 동작에 해당)는 초기화된 결정 상태의 소멸 계수보다 작고, 결정화가 상당히 진행될 때, 소멸 계수(2회 소거 파워 조사 동작에 해당)는 초시화된 결정 상태의 광학적 상수보다 더 크기 때문이다.
<예 1>
기판(1)으로서, 0.8㎛의 그루브 피치(groove pitch)를 갖는 폴리탄산에스테르(polycarbonate) 기판이 사용되었다. 하부 유전체 층(2), 기록층(3), 상부 유전체 층(4), 및 반사층(5)으로서, 30nm 두께의 ZnS-SiO2, 13nm 두께의 Ge2Sb2Te5, 50nm 두께의 ZnS-SiO2, 및 200nm 두께의 Al이 스퍼터링에 의해 기판(1) 상에 연속적으로 형성되어, 도 1에 도시된 광 디스크를 제조하였다.
이 방식으로 제조된 광 디스크(10)에서, 400nm의 파장에 대한 ZnS-SiO2의 굴절율은 2.33 이었다. 400nm의 파장에 대한 예 1의 광 디스크의 반사율은 기록층(3)이 비정질 상태에 있을 때 36%, 기록층(3)이 초기화 유닛에 의해 초기화된 결정 상태에 있을 때 12% 이었다. 흡수 계수의 비(Ac/Aa)는 1.4 이었다. 이 예의 광 디스크(10)는 결정 상태의 광학적 상수가 변할 때 도 4에 도시된 바와 같이 반사율이 변하도록 설계되었다.
결정 상태의 광학적 상수들(굴절율(n) 및 소멸 계수(k))이 측정될 때, 이들은 초기화된 결정 상태에서 (3.3, 2.9)이었다. 1회 소거 파워로서 기록된 마스크를 조사함으로서 형성된 결정 상태에서, 광학적 상수들은 (3.3, 2.85)이었다. 2회 소거 파워로 기록 마스크를 조사함으로서 형성된 결정 상태에서, 광학적 상수들은 (3.3 , 3.05)이었다. 도 2에 도시된 광학적 상수에서 변화의 횡좌표(abscissa) 축은 소멸 계수의 변화를 나타낸다. 값 0으로서, 초기화된 결정 상태의 k가 기준으로서 사용되었다.
5m/s의 선속도로 광 디스크(10)를 회전시키고, 400nm의 파장, 0.6의 NA를 갖는 대물 렌즈를 갖는 광 헤드(optical head)를 사용하고, 5mW의 기록 파워, 2.5mW의 소거 파워로서 오버라이팅(overwriting)을 행하였다. 오버라이팅은 택일적으로 3.1MHz의 기록 주파수와 50%의 먼지를 갖는 신호 및 3.6MHz의 기록 주파수와 50%의 먼지를 갖는 신호로서 10회 행해졌다. 그 후, 오버라이팅은 3.1MHz의 신호 및 3.6MHz의 신호로서 1회 행해졌다. 소거율이 측정되었다. 결과적으로, 40dB 이상의 높은 소거율이 얻어졌다. 이 광 디스크의 소거율에 의존하는 선속도를 시험하였을 때, 35dB 이상의 높은 소거율이 8m/s 이상의 선속도로서 얻어졌다.
<비교예>
비교를 위해, 예 1에서와 같이 기판이 사용되었다. 하부 유전체 층, 기록층, 상부 유전체 층, 및 반사층으로서, 도 1과 동일한 50nm 두께의 ZnS-SiO2, 13nm 두께의 Ge2Sb2Te5, 28nm 두께의 ZnS-SiO2및 200nm 두께의 Al이 스퍼터링에 의해 기판 상에 연속적으로 형성되어, 비교예로서 광 디스크를 제조하였다. 비교예에서, 400nm의 파장에 대한 반사율은 기록층(3)이 비정질 상태에 있을 때 1%이었고, 초기화 유닛에 의해 초기화된 결정 상태에서 21%이었다.
비교예에서, 결정 상태의 광학적 상수가 변화될 때 반사율은 도 5에 도시된 변화를 보였다. 도 5로부터 나타내어진 바와 같이, 비교예에서, 결정 상태의 광학적 상수가 변하면, 반사율은 상당히 변한다. 비교예와 같이 광 디스크의 반사율들(Rc 및 Ra)은 종래의 일반적인 상 변화 광 디스크의 반사율들과 같다.
소거율이 예 1의 절차와 동일한 측정 절차에 따라 측정될 때, 약 20dB 만큼 낮았다. 비교예로서 광 디스크의 소거율에 의존하여 선속도을 시험하였을 때, 선속도는 증가하고 소거율은 다조롭게 감소했다. 선속도가 8m/s일 때, 소거율은 약 10dB 만큼 매우 낮았다.
<예 2>
예 1에서와 같이 기판(1)이 사용되었다. 하부 유전체 층(2), 계면층(6), 기록층(3), 계면층(7), 상부 유전체 층(4), 및 반사층(5)으로서, 25nm 두께의 ZnS-SiO2, 5nm 두께의 GeCrN, 13nm 두께의 Ge2Sb2Te5, 5nm 두께의 GeCrN, 43nm 두께의ZnS-SiO2및 100nm 두께의 Al이 스퍼터링에 의해 기판(1) 상에 연속적으로 형성되어, 도 6에 도시된 광 디스크(20)를 제조하였다.
이 방식으로 제조된 광 디스크(20)에서, 400nm 파장에 대한 ZnS-SiO2및 GeCrN의 반사율은 각각 2.33 및 2.35이었다. 400nm 파장에 대한 광 디스크(20)의 반사율은 기록층(3)이 비정질 상태에 있을 때 37%이었고, 초기화 유닛에 의해 초기화된 결정 상태에 있을 때 12%이었다.
이 예의 광 디스크(20)의 흡수 계수 비(Ac/Aa)는 1.4이었다. 기록막의 광학적 상수(굴절율(n) 및 소멸 계수(k))는 초기화된 결정 상태에서 (3.3, 2.9)이었다. 소거 파워로서 기록 마스크를 1회 조사함으로써 형성된 결정 상태에서, 광학적 상수들은 (3.3, 2.85)이었다. 소거 파워로서 기록 마스크를 2회 조사함으로써 형성된 결정 상태에서, 광학적 상수들은 (3.3, 3.05)이었다.
광 디스크(20)는 광학적 상수들이 (3.3, 2.85)일 때 이것의 반사율이 12.2%, 광학적 상수들이 (3.3, 3.05)일 때 반사율이 11.5%가 되도록 설계되었다. 이 예의 광 디스크의 소거율이 예 1의 과정과 동일한 과정에 따라 측정될 때, 40dB 이상의 높은 소거율이 얻어졌다.
<예 3>
예 1에서와 같이 기판(1)이 사용되었다. 제 1 하부 유전체 층(2a), 제 2 하부 유전체 층(2b), 제 3 하부 유전체 층(2c), 기록층(3), 상부 유전체 층(4), 및 반사층(5)로서, 55nm 두께의 ZnS-SiO2, 50nm 두께의 SiO2, 30nm 두께의 ZnS-SiO2,13nm 두께의 Ge2Sb2Te5, 30nm 두께의 ZnS-SiO2,및 100nm 두께의 Al이 스퍼터링에 의해 기판(1) 상에 연속적으로 형성되어, 이 예로서 광 디스크를 제조하였다. 이 광 디스크는 도 7의 광 디스크의 구조와 동일한 구조를 갖지만, 계면층들(6 및7)은 생략되었다.
이 방식으로 제조된 이 예의 광 디스크에서, 400nm 파장에 대한 ZnS-SiO2및 SiO2의 굴절율은 각각 2.33 및 1.5이었다. 400nm 파장에 대한 이 예의 광 디스크의 반사율은 기록층이 비정질 상태에 있을 때 33%이었고, 기록층이 초기화 유닛에 의해 초기화된 결정 상태에 있을 때 75이었다.
이 예의 광 디스크의 흡수 계수 비(Ac/Aa)는 1.45이었다. 기록막의 광학적 상수들(굴절율(n) 및 소멸 계수(k))은 초기화된 결정 상태에서 (3.3, 2.9)이었다. 소거 파워로서 기록 마스크를 1회 조사함으로써 형성된 결정 상태에서, 광학적 상수들은 (3.3, 2.85)이었다. 소거 파워로서 기록 마스크를 2회 조사함으로써 형성된 결정 상태에서, 광학적 상수들은 (3.3, 3.05)이었다.
이 예의 광 디스크는 이것의 반사율이 광학적 상수들이 (3.3, 2.85)일 때 6.6%이고, 광학적 상수들이 (3.3, 3.05)일 때 7.3%이었다. 이 예의 광 디스크의 소거율이 예 1의 과정과 동일한 과정에 따라 측정될 때, 40dB 이상의 높은 소거율이 얻어졌다.
<예 4>
예 1에서와 같이 기판(1)이 사용되었다. 제 1 하부 유전체 층(2a), 제 2 하부 유전체 층(2b), 제 3 하부 유전체 층(2c), 계면층(6), 기록층(3), 계면층(7), 상부 유전체 층(4), 및 반사층(5)로서, 55nm 두께의 ZnS-SiO2, 50nm 두께의 SiO2, 30nm 두께의 ZnS-SiO2, 5nm 두께의 AlN, 13nm 두께의 Ge2Sb2Te5, 5nm 두께의 AlN, 25nm 두께의 ZnS-SiO2, 및 100nm 두께의 Al이 스퍼터링에 의해 기판(1) 상에 연속적으로 형성되어, 도 7에 도시된 광 디스크(30)를 제조하였다.
이 방식으로 제조된 광 디스크(30)에서, 400nm의 파장에 대한 ZnS-SiO2, SiO2, 및 AlN의 굴절율은 각각 2.33, 1.5, 및 2.2이었다. 400nm 파장에 대한 이 상 변화 광 디스크의 반사율은 기록층이 비정질 상태에 있을 때 32%이었고, 기록층이 초기화 유닛에 의해 초기화된 결정 상태에 있을 때 6%이었다.
이 예의 광 디스크의 흡수 계수 비(Ac/Aa)는 1.45이었다. 기록막의 광학적 상수들(굴절율(n) 및 소멸 계수(k))는 초기화된 결정 상태에서 (3.3, 2.9)이었다. 소거 파워로서 기록 마스크를 1회 조사함으로써 형성된 결정 상태에서, 광학적 상수들은 (3.3, 2.85)이었다. 소거 파워로서 기록 마스크를 2회 조사함으로써 형성된 결정 상태에서, 광학적 상수들은 (3.3, 3.05)이었다.
이 예의 광 디스크는 광학적 상수들이 (3.3, 2.85)일 때 이것의 반사율이 5.8% 이고, 광학적 상수들이 (3.3, 3.05)일 때 6.2%가 되도록 설계되었다. 이 예의 광 디스크의 소거율은 예 1의 과정과 동일한 과정에 따라 측정될 때, 40dB 이상의 높은 소거율이 얻어졌다.
<예 5>
기판(1) 상에 연속적으로 제 1 하부 유전체 층(2a), 제 2 하부 유전체 층(2b), 제 3 하부 유전체 층(2c), 기록층(3), 상부 유전체 층(4), 및 반사층(5)을 형성하여 얻어진 구조를 갖는 광 디스크가 제조되었다. 이 예의 광 디스크는 예 3의 구조와 동일한 다층 구조를 갖는다. 이 예의 광 디스크에서, 흡수 계수 비(Ac/Aa)는 1.0 내지 1.8의 범위 내에서 변화되었고, 소거율이 시험되었다. 이 예의 광 디스크에서, ΔR/│Rc - Ra│는 표 1에 보여진 바와 같이 정해졌다. 표 1로부터 나타내어지는 바와 같이, 흡수 계수 비(Ac/Aa)는 1.1 이상 내지 1.7 이하의 범위에 있다. 소거율은 26dB 이상이다.
표 1
Ac/Aa 1.0 1.1 1.4 1.6 1.7 1.7 1.8
ΔR/｜Rc - Ra｜ 0.05 0.05 0.02 0.03 0.05 0.06 0.05
소거율(dB) 25 28 38 32 27 25 24
상술한 바와 같이, 본 발명에 따라, 380nm 내지 430nm의 파장을 갖는 광에 대한 결정 상태에서 반사율(Rc)이 비정질 상태에서 반사율(Ra)보다 낮게되도록 감소될 때, 매우 높은 소거율은 청색 LD가 높은 선속도로 사용될 때조차도 특별히 새로운 재료를 사용하지 않고 실현될 수 있다.
반사율(Rc)이 4% 이상 내지 17% 이하의 범위에서 설정되면, 반사율(Rc)는25% 이상으로 설정되고, 하부 유전체 층의 두께는 λ/(9n) 이상 및 λ/(3n) 이하로 설정되고, 상부 유전체 층의 두께는 λ/(5n) 이상 및 λ/(2.5n) 이하로 설정되며, 여기서 n은 380nm 내지 430nm의 파장에 대한 유전체 층의 굴절율이고, 반사율에서 변화(ΔRc)가 ΔRc/｜Rc - Ra｜< 0.05를 만족하고, 이때 40dB 이상의 매우 높은 소거율이 얻어진다.
또 다른 계면층이 부가되거나, 더욱이 유전체 층이 다층 구조를 갖을 때, 40dB 이상의 매우 높은 소거율이 또한 얻어진다. 반사율(Rc)가 낮아지므로, 디스크의 노이즈는 감소하고, 따라서 신호 품질은 향상될 수 있다. 짧은 파장의 청색 LD가 사용될 때, 고밀도 기록이 행해질 수 있다.

Claims (9)

  1. 기판(1) 상에 적어도 하부 유전체 층(2), 기록층(3), 상부 유전체 층(4), 및 반사층(5)을 연속적으로 형성함으로써 얻어진 다층 구조를 갖는 상 변화 광 디스크에 있어서,
    상기 기록층이 결정 상태에 있을 때, 380nm 내지 320nm의 파장을 갖는 광에 대한 상기 디스크의 반사율(Rc)은 상기 기록층이 비정질 상태에 있을 때 상기 디스크의 반사율(Ra)보다 더 낮은 것을 특징으로 하는, 상 변화 광 디스크.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 반사율(Rc)은 4% 이상 및 17% 이하이고, 상기 반사율(Ra)은 25% 이상인, 상 변화 광 디스크.
  3. 제 1항에 있어서, 조건 : ΔRc/｜Rc - Ra｜< 0.05가 만족되고, 여기서 ΔRc는 상기 기록층이 정보 기록/소거 상태에 의존하여 변할 때 일어나는 반사율(Rc)의 변화인, 상 변화 광 디스크.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 하부 유전체 층의 두께는 λ/(9n) 이상 및 λ/(3n) 이하로 설정되고, 여기서 n은 380nm 이상 및 430nm 이하의 파장(λ)에 대한 상기 유전체 층의 굴절율이고,
    상기 상부 유전체 층의 두께는 λ/(5n) 이상 및 λ/(2.5n) 이하로 설정되는,상 변화 광 디스크.
  5. 제 1항에 있어서, 계면층(6, 7)은 상기 하부 유전체 층과 상기 기록층 사이 및 상기 기록층과 상기 상부 유전체 층 사이에 더 형성되는, 상 변화 광 디스크.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 하부 유전체 층은 제 1 하부 유전체 층(2a), 제 2 하부 유전체 층(2b), 및 제 3 하부 유전체 층(2c)을 포함하는, 상 변화 광 디스크.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 하부 유전체 층은 제 1 하부 유전체 층(2a), 제 2 하부 유전체 층(2b), 및 제 3 하부 유전체 층(2c)을 포함하고,
    계면층(6,7)은 상기 제 3 유전체 층과 상기 기록층 사이 및 상기 기록층과 상기 상부 유전체 층 사이에 더 형성되는, 상 변화 광 디스크.
  8. 제 1항에 있어서, 결정 상태에서의 상기 기록층의 흡수 계수(Ac) 대 비정질 상태에서의 상기 기록층의 광 흡수 계수(Aa)의 비(Ac/Aa)는 1.1 < Ac/Aa < 1.7 을 만족하는, 상 변화 광 디스크.
  9. 기판(1) 상에 적어도 하부 유전체 층(2), 기록층(3), 상부 유전체 층(4), 및 반사층(5)을 연속적으로 형성함으로써 얻어진 다층 구조를 갖는 상 변화 광 디스크에 있어서,
    상기 하부 유전체 층의 두께는 λ/(9n) 이상 및 λ/(3n) 이하로 설정되고, 상기 상부 유전체 층의 두께는 λ/(5n) 이상 및 λ/(2.5n) 이하로 설정되며, 여기서 n은 380nm 이상 내지 430nm 이하의 파장(λ)에 대한 상기 유전체 층의 굴절율이고,
    ΔRc는 상기 기록층의 결정 상태가 정보 기록/소거 상태에 의존하여 변할 때 일어나는 반사율(Rc)의 변화일 때, ΔRc/｜Rc - Ra｜< 0.05 가 만족되어, 상기 기록층이 결정 상태에 있을 때 380nm 내지 320nm의 파장을 갖는 광에 대한 상기 디스크의 반사율(Rc)이 상기 기록층이 비정질 상태에 있을 때의 상기 디스크의 반사율(Ra)보다 더 낮게 설정되는, 상 변화 광 디스크.
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