KR20020080422A - 광 정보매체와 그것의 용도 - Google Patents

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KR20020080422A
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류페르스요하네스씨.엔.
쵸우구오-푸
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

레이저광 빔(10)을 이용하여 소거가능한 기록을 하기 위한 광 정보매체(20)가 제공된다. 기판(1)은 제 1 유전층(4)과 제 2 유전층(6) 사이에 상변화 기록층(5)을 갖는 복수의 층의 적층체(2)를 지지한다. 0.8<Ac/Aa<1.50을 달성하기 위해, 광흡수층(7)은 기록층(5)에 근접하여 존재하며, 화학식 QRx의 화합물로 제조되는데, 이때 Q는 Si, Ge, Ti, Zr, Hf, Nb 또는 Ta이고, R은 O 및 N이며, 0<x=2.5이고, Ac및 Aa는 각각 350∼450nm의 범위에서 선택된 레이저광 파장에서 결정 상태와 비정질 상태에서 기록층(5)에 흡수된 레이저광의 양을 나타낸다. 이에 따르면, 광 정보매체의 제조과정 중에 x를 최적값으로 조정함으로써, 이와 같은 짧은 파장 범위에서 고속의 테이터 전송속도와 낮은 데이터 지터가 얻어진다.

Description

광 정보매체와 그것의 용도{OPTICAL INFORMATION MEDIUM AND ITS USE}
본 발명은, 레이저광 파장을 갖는 레이저광 빔을 이용하여 소거가능한 기록을 하고, 기판과 그 위에 설치된 복수의 층으로 구성된 적층체를 가지며, 이 적층체가,
- 비정질 상태와 결정 상태 사이에서 변화될 수 있으며, 제 1 유전층과 제 2 유전층 사이에 개재된 기록층과,
- 기록층에 근접 배치된 광흡수층
을 구비한 광 정보매체에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 고속 기록을 위한 이와 같은 광 정보매체의 용도에 관한 것이다.
서두에 기재된 형태의 광 정보매체는 US 특허 US-A-5,652,036에 공지되어 있다. 이 종래의 정보매체는, 서두에 기재된 층들과 추가적인 층들을 포함하는 복수의 층의 적층체를 지지하는 기판을 갖는다.
상변화 원리에 근거한 광학 데이터 저장매체는, 직접 오버라이트(DOW)와 높은 저장밀도의 가능성과 함께 판독전용 광학 데이터 저장 시스템과의 용이한 호환성을 겸비하므로 매력적이다. 상변화 광 기록은, 초점이 맞추어진 비교적 높은 전력의 레이저광 빔을 사용하여 결정성 기록층 내부에 서브마이크로미터 크기의 비정질 기록 마크를 형성하는 과정을 포함한다. 정보를 기록하는 동안, 정보매체는 기록하려는 정보에 따라 변조된 초점이 맞추어진 레이저광 빔에 대해 움직인다. 고전력의 레이저광 빔이 결정성 기록층을 용융시킬 때 기록마크들이 형성된다. 레이저 광 빔이 오프되거나 및/또는 그후 기록층에 대해 이동하면, 용융된 마크들의 급속냉각이 기록층에서 일어나, 노출되지 않은 영역에서 결정 상태로 유지되는 기록층의 노출된 영역에 비정질 결정성 마크를 남기게 된다. 기록된 비정질 마크들의 소거는, 기록층을 용융시키지 않으면서, 더 낮은 전력 레벨에서 동일한 레이저를 사영한 가열을 통한 재결정화에 의해 실현된다. 비정질 마크들은, 예를 들면 기판을 거쳐 비교적 낮은 전력의 초점이 맞추어진 레이저광 빔에 의해 판독될 수 있는 데이터 비트들을 표시한다. 결정성 기록층에 대한 비정질 마크들의 반사도 차이는 변조된 레이저광 빔을 발생하여, 이것은 그후 기록된 정보에 따라 검출기에 의해 변조된 광전류로 변환된다.
상변화 광 기록에 있어서 가장 중요한 요구사항들 중 한가지는, 데이터가 적어도 30Mbits/s의 속도로 기록매체 상에 기록 및 재기록될 수 있다는 것을 의미하는 고속 데이터 레이트이다. 이와 같은 고속 데이터 레이트는 기록층이 높은 결정화 속도, 즉 짧은 결정화 시간을 갖도록 요구한다. 직접 오버라이트 과정중에 이전에 기록된 비정질 마크들이 재결정화될 수 있도록 확보하기 위해서는, 기록층이 레이저광 빔에 대한 기록매체의 속도에 부합하기 위한 적절한 결정화 속도를 가져야만 한다. 결정화 속도가 충분히 높지 않으면, DOW 과정중에 오래된 데이터를 나타내는 이전의 기록으로부터 얻어진 비정질 마크들이 완전히 소거될 수 없게 되는데,이것은 재결정화가 될 수 없다는 것을 의미한다. 이것은 높은 노이즈 레벨을 일으킨다. 높은 재결정화 속도는 특히, 디스크 형태의 DVD+RW, DVR-레드 및 블루 등의 고밀도 기록 및 고속 데이터 레이트 광 기록매체에서 요구되는데, 이때 이들 디스크는 차세대 고밀도DigitalVersatileDisc+RW와DigitalVideoRecording 광 저장 디스크의 약자로, RW는 이러한 디스크의 재기록가능성을 나타내고 레드 및 블루는 사용된 레이저 파장을 나타낸다. 이들 디스크에 대해, 완전소거시간(complete erasure time: CET)은 최대 60ns이어야만 한다. CET는 정지상태에서 측정된, 결정성 환경에서 기록된 비정질 마크의 완전 결정화를 위한 소거 펄스의 최소 지속시간으로 정의된다. 120mm 디스크당 4.7GB의 기록밀도를 갖는 DVD+RW에 대해서는, 33Mbits/s의 데이터 비트 레이트가 필요하고, DVD-레드에 대해서 상기한 레이트는 35Mbits/s이다. DVD-블루 등의 재기록가능한 상변화 광 기록 시스템에 대해서는, 50Mbits/s보다 높은 사용자 데이터 레이트가 필요하다.
상변화 광 기록 매체에 있어서 추가적으로 중요한 항목은, 이 기록매체가 고밀도 기록에 적합하도록 높은 저장용량, 예를 들면 120mm의 디스크 직경에서 3Gbyte보다 큰 저장용량을 달성하는 것이다. 상변화 광 정보매체의 저장밀도는, 마크들의 반경방향의 밀도와 접선방향의 밀도에 의해 좌우된다. 트랙 피치는 반경방향의 밀도, 즉 인접한 트랙 중심선들 사이의 거리를 결정한다. 트랙 피치는 열적 누화(thermal crosstalk)에 의해 제한된다. 이것은, 트랙에 기록된 데이터의 품질이 인접한 트랙들에 의해 영향을 받는다는 것을 의미한다. 이에 따라, 기록된 마크들의 형태가 왜곡될 수 있으며, 이것은 큰 지터를 일으킨다. 접선방향의 밀도는 채널 비트 길이에 의해 좌우되며, 이 채널 비트 길이는 표준 IPIM 적층제가 사용될 때 비정질 상태의 광흡수가 결정 상태의 광흡수에 비해 높다는 사실에 의해 제한을 받는다. 이와 같은 적층체에서, I는 유전층을 표시하고, P는 상변화 기록층을 표시하며, M은 반사층 또는 거울층을 표시한다. 이에 따라, 기록층이 레이저광으로 조사될 때, 비정질 부분이 결정 부분보다 더 높은 온도로 가열된다. 그 결과, 결정성 영역에 기록된 마크들은 비정질 영역에 오버라이트된 마크들보다 작아진다. 이와 같은 현상은, 채널 비트 길이의 역수에 비례하는 지터의 증가를 초래한다. 이와 같은 문제를 극복하기 위해, 기록층의 결정성 영역만에서 흡수된 레이저광의 양이, 기록층의 비정질 영역만에서 흡수된 레이저 광의 양과 거의 같거나 커야만 하는 것이 바람직하다. 이들 흡수된 양을 각각 Ac및 Aa로 약칭한다.
상기한 US 특허 US-A-5,652,036으로부터, 가능한 적층체들의 다양한 변형, 예를 들면 IAIPIM 적층체가 공지되어 있는데, 이때 I, P 및 M은 전술한 의미를 갖고, A는 광흡수층을 나타낸다. 광흡수층은, 유전성 물질과 금속 또는 반도체 물질의 혼합물로 구성된다. 광흡수층 A의 첨가 결과는, Ac및 Aa사이의 차이가 작아져, 마크 왜곡을 줄인다는 것이다.
종래의 기록매체의 문제점은, 이것이 약 680nm의 비교적 긴 레이저광 파장에서 기록하는데에만 적합하다는 점이다. 고밀도 기록에 대해서는, 레이저 기록 스폿의 직경이 사용된 레이저광 파장이 직접 비례하므로, 바람직하게는 예를 들어 450nm보다 작은 파장이 사용된다. 더 작은 레이저 기록 스폿은 더 작은 비정질 마크들과, 이에 따라 더 높은 가능한 기록밀도를 제공한다. 400nm의 파장에서, 유전 물질과 금속 또는 반도체 물질을 포함하는 상기한 종래의 광흡수층은, 금속 또는 반도체 물질의 광분산 특성으로 인해, 680nm의 파장에서보다 훨씬 높은 흡수를 갖는다. 이것은, 광 기록매체의 설계 및 제조 마진이 바람직하지 않게 작아지도록 한다. 흡수층에서의 단파장 레이저광의 흡수는, 이 층의 조성과 두께의 사소한 변화에 매우 민감하다. 더구나, 그것의 두께는 높은 흡수도로 인해 매우 작아야만 하는데, 이것은 제조가능성의 관점에서 보면 바람직하지 않다.
결국, 본 발명의 목적은, 350∼450nm의 범위의 레이저광 파장에서 고속 데이터 레이트와 고밀도 기록에 적합하며, 용이하게 제조할 수 있는, 서두에 기재된 형태를 갖는 소거 기록용의 광 정보매체를 제공함에 있다.
이와 같은 목적은, 0.8<Ac/Aa<1.50을 달성하기 위해, 상기 광흡수층이 화학식 QRx의 화합물을 포함하고, 이때 Q는 Si, Ge, Ti, Zr, Hf, Nb 및 Ta로 구성된 그룹으로부터 선택된 원소이고, R은 O 및 N으로 구성된 그룹으로부터 선택된 원소이며, Ac및 Aa는 각각 350∼450nm의 범위에서 선택된 레이저광 파장에서 결정 상태와 비정질 상태에서 기록층에 흡수된 레이저광 빔의 양을 나타내는 구성으로 달성된다.
위에서 언급한 용어 고속 데이터 레이트 기록이란, 본 명세서에서는, 레이저광 빔에 대해 적어도 7.2m/s의 기록매체의 선속도를 의미하는 것으로 이해되어야 하며, 이 속도는 콤팩트 디스크 표준에 따른 속도의 6배이다. 중요한 파라미터는 위에서 정의한 CET이다. CET는 결정화 속도에 반비례하며, 한편으로 이 결정화 속도는 최대 데이터 레이트를 결정한다. 바람직하게는, CET 값은, CD 속도의 8배에 해당하는 9.6m/s의 선속도에 필요한 값인 45ns보다 작거나, 심지어는 CD 속도의 12배에 해당하는 14.4m/s의 선속도에 필요한 값인 35ms보다 작아야만 한다. 기록매체의 지터는 낮은 일정한 레벨에 존재해야만 한다. 따라서, 비정질 마크 직경의 변동에 기인한 지터를 증가시키지 않으면서 적어도 이와 같은 기록속도를 허용할 정도로 충분히 결정화 속도가 빠르기 때문에, 본 발명에 따른 광 기록매체는 유리하다.
화합물 QRx의 광흡수층의 존재는, 350∼450nm, 바람직하게는 375∼425nm의 범위에서 선택된 파장에서 Ac가 Aa와 거의 동일하거나 높도록 보장한다. 이것은, X를 변화시킴으로써 정밀하게 조정될 수 있다. 예를 들어, 40nm의 파장에서 화합물 SiOx의 복소 굴절률의 허수부인 kλ=400nm는 대체로 변수 x의 평활한 함수이다. x=0이면, kλ=400nm=2.66이고, x=1이면 kλ=400nm=0.17이다. 변수 k는 화합물에서의 레이저광의 흡수에 대한 직접적인 척도이다. 따라서, 이 화합물은 조정가능한 광흡수층으로서 매우 효율적으로 사용가능하다. 조건 0.8<Ac/Aa<1.50을 충족시키기 위한, 광흡수층의 적절한 흡수는, 예를 들면 Si에 대한 O의 분율을 변화시킴으로써 용이하게 달성될 수 있다. 특히, 제조가능성의 관점에서, x에 대한 kλ=400nm의 예측가능하며 연속적인 의존성이 유리하다. 그 결과, 최적의 광흡수층이 선택될 수 있으며, 결정 영역에 기록되는 마크들은 비정질 영역에 오버라이트되는 마크들과 거의 동일한 크기를 갖는다. 이러한 효과는 지터를 줄이며, 이와 같은 기록매체의 저장용량이 상당히 증진된다. 파장이 400nm가 아니지만 여전히 350∼450nm의 범위에 존재할 때, x의 함수로써의 k의 의존성이 비슷하다. Ac및 Aa가 거의 동일한 경우에도, 광 정보매체를 판독하기 위한 광학 콘트라스트 C는 높게 유지되어야만 한다. 광학 콘트라스트 C는 100(Rc-Ra)/Rc로 정의되는데, 이때 Rc 및 Ra는 각각 결정 상태와 비정질 상태에서의 기록매체의 반사율이다. 적층체의 광학 설계에 의해 높은 광학 콘트라스트가 얻어진다.
Ac>Aa일 때 더 높은 데이터 레이트가 얻어질 수 있다. 이와 같은 경우에는, 기록층이 일정한 펄스 지속기간, 즉 체류시간(dwell time)을 갖는 레이저광으로 조사될 때, 기록층의 결정 부분이 비정질 마크들보다 높은 온도로 가열될 수 있다. 비정질 마크를 소거하기 위해, 적어도 CET 값에 해당하는 시간 동안 온도가 결정화 온도 Tx보다 높게 유지되어야만 한다. 결정 배경(background)은 소거하려는 비정질 마크보다 더 높은 온도를 얻기 때문에, 열이 마크로 확산됨으로써, 마크가 더 낮은 속도로 냉각되어 더 긴 시간 동안 Tx보다 높게 유지된다. 느린 냉각속도로 인해, 비정질 마크들은 동일한 체류시간을 사용하여 CET와 동일하거나 더 긴 시간 동안 Tx보다 높은 온도에서 머물 수 있다. 본 발명에 따른 광흡수층을 갖는 기록매체 구조에서는, CET를 감소시키지 않으면서도, 더 높은 데이터 레이트가 얻어진다. 이에 반해, Ac가 Aa보다 대체로 낮은 적층체는 빠른 냉각 구조를 제공하는데, 즉 결정 배경이 비정질 마크보다 더 낮은 온도를 갖게 될 것이다. 이에 따라, 열이 마크로부터결정 배경으로 확산된다. 동일한 체류시간과 전력에서도, 마크가 Tx보다 높아지는 시간이 CET보다 짧아지게 되며, 이 경우에는 비정질 마크가 완전히 소거되지 않게 된다.
일 실시예에 있어서, Q는 Si 또는 Ge이고 R은 O이다. Si은 그것이 반도체 산업에서 빈번하게 사용되므로 용이하게 입수할 수 있기 때문에 바람직하다.
제 3 유전층은 기록층으로부터 멀리 떨어진 측에 광흡수층에 근접하여 존재할 수 있다. 제 3 유전층은, 광 흡수층과, 광흡수층 측의 반대쪽에 있는 제 3 유전층 측에 존재하는 물질(만일, 존재하는 경우에만 성립) 사이의 이동을 방지한다. 더구나, 이것은 적층체의 냉각 속도, 이에 따라 기록 감도를 조정한다. 더구나, 특히 제 3 유전층이 기판으로부터 멀리 떨어진 측에 존재할 때, 제 3 유전층은 환경적인 영향에 대한 보호 장벽으로부터 보호 장벽으로서의 역할을 한다. 레이저광 빔은 제 1 유전층 또는 제 3 유전층을 통해 적층체에 들어간다.
보호 전력과 제조가능성 사이에 적절한 균형을 이루기 위해서는, 제 3 유전층의 두께가 2 내지 200nm인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 10 내지 100nm이다. 두께가 2nm보다 작은 경우에는, 그것의 단열성이 낮아질 수 있다. 예를 들면, 금속 반사층 또는 기판은 제 3 유전층에 인접하게 존재할 수 있다. 그 결과, 적층체의 냉각 속도가 증가되고, 그 결과, 기록전력이 증가된다. 200nm보다 큰 두께에서는, 적층체의 냉각 속도가 너무 낮아질 수 있다.
기록층은 Ge와 Te의 화합물, 예를 들면 GeTe를 포함한다. 이와 같은 상변화 물질은 비교적 높은 광학 콘트라스트 C를 갖는다는 이점을 갖는다.
기록층으로서 적합한 다른 공지된 물질은, 예를 들면, Ge-Sb-Te, In-Se, In-Se-Sb, In-Se-Te, Te-Ge, Te-Se-Sb, Te-Ge-Se 또는 Ag-In-Sb-Te의 합금을 들 수 있다. 특히, 유용한 물질은 본 출원인에 의해 출원된 US 특허 5,876,822에 기재된 화합물이다. 이들 화합물은 짧은 완전소거시간(CET)을 갖고, 화학식 Ge50xSb40-40xTe60-10x에 의한 원자 백분율로 정의된 조성을 가지며, 이때 0.166≤x≤0.444이다. 이들 화합물은, Ge-Sb-Te 3상도에서 GeTe와 Sb2Te3를 연결하는 라인에 놓이며, 화학양론적 화합물 Ge2Sb2Te5(x=0.445), GeSb2Te4(x=0.286) 및 GeSb4Te7(x=0.166)을 포함한다.
다른 유용한 화합물은 본 출원인에 의해 출원된 US 특허 6,127,049에 기재되어 있다. 이와 같은 화합물은 3삼도 Ge-Sb-Te 내부의 영역에 의해 정의된 조성을 갖고, 상기한 영역은 다음과 같은 정점들 P, Q, R, S 및 T를 갖는 5각형 형태를 지닌다:
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)
이들 화합물을 사용하면 50nm보다 낮은 CET 값이 얻어질 수 있다.
다른 유용한 화합물은 다음의 조성을 갖는다:
(GeSb2Te4)1-xTex
이때, x는 0.01≤x≤0.37을 만족한다. 이들 화합물들은 3삼도 내부의 GeSb2Te4및 Te를 연결하는 연결선 상에, 그리고 5각형 영역 PQRST 내부에 놓인다. 이들 화합물을 사용하면, 45ns보다 작은 CET 값이 얻어진다.
3.5at.%에 이르는 산소가 전술한 Ge-Sb-Te 화합물들 중에서 어느 하나에 첨가되면, 더욱 낮은 CET 값이 얻어진다.
전술한 Ge-Sb-Te 화합물의 결정화 속도 또는 CET 값은 기록층의 층 두께에 의존한다. 층 두께가 증가됨에 따라 CET는 급격하게 감소한다. 기록층이 25nm보다 두꺼운 경우에는, CET가 기본적으로 그것의 두께에 무관하게 된다. 35nm보다 크면 기록매체의 순환성(cyclability)이 악영향을 받는다. 기록매체의 순환성은, 다수, 예를 들면 105의 DOW 사이클 후에 광학 콘트라스트 C의 상대적인 변화로 측정된다. 매 사이클마다, 레이저광 빔을 사용한 가열을 통한 재결정화가 오래된 비정질 마크들을 소거하는 한편, 새로운 비정질 마크들이 기록된다. 이상적인 경우에, 광학 콘트라스트 C는 사이클링 후에 변하지 않은 상태로 유지된다. 순환성은 실제적으로는 35nm의 기록층의 층 두께까지 일정하다. CET와 순환성에 관한 결합된 요구사항의 결과로써, 기록층의 두께는 바람직하게는 5 내지 35nm, 더욱 바람직하게는 10 내지 30nm의 범위를 갖는다. 10 내지 30nm의 두께를 갖는 기록층을 지닌 기록매체는 최초 105의 DOW 사이클 동안 일정한 낮은 지터를 갖는다.
반사층이 적층체 내부에 존재할 수 있는데, 이것은 Al, Ti, Au, Ag, Cu, Rh,Pt, Pd, Ni, Co, Mn, Cr, Mo, W, Hf 및 Ta와 그것의 합금으로 구성된 그룹으로부터 선택된 금속들 중에서 적어도 1종을 포함한다. 일반적으로, 이와 같은 반사층은, 만약에 포함되어 있다면, 레이저광 빔이 입사되는 적층체 측의 반대쪽의 적층체 측에 존재한다. 레이저광 빔이 먼저 기록층을 통과할 때 흡수층은 반사층으로의 역할을 하며, 이 경우에는 어떠한 금속층도 요구되지 않는다. 그러나, 충분한 절대 굴절을 달성하여 그거의 사양에 맞추기 위해, 광 정보매체의 종류에 의존하여, 반사 금속층이 필요할 수도 있다.
제 1, 제 2 및 제 3 유전층들은 ZnS 및 SiO2의 혼합물, 예를 들면 (ZnS)80(SiO2)20으로 구성될 수 있다. 이들 층은 SiO2, TiO2, ZnS, Si3N4, AlN 또는 T2O5로 구성될 수도 있다. 바람직하게는, SiC, WC, TaC, ZrC 또는 TiC 등의 탄화물이 사용된다. 이들 물질은 ZnS-SiO2혼합물에 비해 높은 결정화 속도와 우수한 순환성을 제공한다.
전술한 것과 같이, 제 2 유전층은 광흡수층과 기록층 사이의 이동, 또는 확산에 의한 합금형성을 방지한다. 더구나, 이것의 두께는 간섭 효과에 의해 Ac와 Aa의 비율을 미세조정할 수 있다. 이 두께는 바람직하게는 2 내지 75nm, 더욱 바람직하게는 15 내지 60nm의 값을 갖는다. 2nm보다 작은 두께는 크랙의 형성을 일으키며, 순환성을 줄인다. 75nm보다 큰 두께는 기록층의 냉각속도를 줄이며, 광흡수층의 효과를 감소시킨다.
상기한 상변화 기록층은, 전자빔 증착, 화학기상증착, 이온 도금 또는 스퍼터링 등의 진공 증착에 의해 기판에 가해질 수 있다. 적층된 층은 비정질로, 낮은 반사율을 나타낸다. 높은 반사율을 갖는 적절한 기록층을 형성하기 위해, 이 층은 먼저 완전히 결정화되어야만 하는데, 이것은 일반적으로 초기화로 불린다. 이를 위해, 기록층은 Ge-Te, Ge-Te-O 또는 Ge-Te-N 화합물의 결정화 온도, 예를 들면 190℃보다 높은 온도로 가열로에서 가열될 수 있다. 이와 달리, 폴리카보네이트 등의 합성수지 기판이 충분한 전력의 레이저광 빔에 의해 가열될 수도 있다. 이것은, 예를 들면 레코더에서 구현될 수 있는데, 이 경우에 레이저광 빔은 움직이는 기록층을 주사한다. 그후, 기판이 바람직하지 않은 열 부하를 겪지 않으면서, 비정질층이 이 층을 결정화하는데 필요한 온도로 국부적으로 가열된다.
광흡수층은 스퍼터링에 의해 기판에 가해질 수 있다. 원하는 양의 산소 또는 질소를 갖는 Si, Ge, Ti, Zr, Hf, Nb 또는 Ta 스퍼터 타겟이 가해지거나, 상기한 원소들의 순수한 타겟이 사용되어, 스퍼터링 가스 내부의 산소 또는 질소의 양을 조절할 수 있다. 실제적으로는, 스퍼터링 가스의 산소 또는 질소의 농도는 일반적으로 거의 제로값으로부터 약 30부피% 사이이다.
정보매체의 기판은, 예를 들면, 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸 메타크릴산(PMMA), 비정질 폴리올레핀 또는 유리로 구성된다. 통상적인 예에서, 기판은 디스크 형태를 갖고, 120mm의 직경과 0.1, 0.6 또는 1.2mm의 두께를 갖는다. 0.6 또는 1.2mm의 기판이 사용되면, 이들 층은 이 기판 상에 제 1 유전층에서 시작하여 가해진다. 레이저광 빔이 기판을 통해 적층체에 입사하는 경우에, 상기한 기판은 적어도 레이저광 파장에 투명해야만 한다. 기판 상의 적층체의 층들은 반대순서로, 즉 제 3 유전층에서 시작하여 가해질 수도 있는데, 이 경우에 레이저광 빔은 기판을 통해 적층체에 입사하지 않는다. 선택적으로, 최외 투명층이 하부의 층들을 외부로부터 보호하는 커버층으로서 적층체 위에 존재할 수도 있다. 이 층은, 전술한 기판 재료들 또는 투명 수지 중 한가지, 예를 들면, 0.1mm의 두께를 갖는 UV 광경화 폴리메타크릴산으로 구성될 수 있다. 레이저광 빔이 이 투명층의 입사면을 통해 적층체에 입사되는 경우에, 기판은 불투명할 수도 있다.
기록층의 면에 있는 광 정보매체의 기판의 표면에는, 바람직하게는, 레이저광 빔을 사용하여 광학적으로 주사될 수 있는 서보트랙이 설치된다. 이 서보트랙은 종종 나선형 그루브로 구성되고, 주입성형 또는 프레싱 중에 몰드를 사용하여 기판 내부에 형성된다. 이와 달리, 이 그루브는, 기판 상에 별도 설치된 예를 들면 UV 광경화된 아크릴산의 층의 합성수지층에 복제공정으로 형성될 수도 있다. 고밀도 기록에서, 이와 같은 층은 예를 들면 0.5∼0.8㎛의 피치를 갖고, 이 피치의 대략 절반의 폭을 갖는다.
본 발명에 따른 광 정보매체를 예시적인 실시예를 사용하여 다음의 첨부도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다:
도 1은 MIPIAI 구조를 지닌 적층체를 갖는 광 정보매체의 개략적인 단면도이다.
실시예:
도 1에서, 레이저광 빔(10)을 사용하여 소거 기록하기 위한 광 정보매체(20)는, 기판(1)과 그 위에 설치된 복수의 층으로 구성된 적층체(2)를 갖는다. 적층체(2)는 비정질과 결정 상태에서 변화될 수 있는 기록층(5)을 갖는다. 기록층(5)은, 제 1 유전층(4)과 제 2 유전층(5) 사이에 개재된다.
제 1 및 제 2 유전층(4, 6)은 (ZnS)80(SiO2)20으로 구성되며, 각각 20nm 및 49nm의 두께를 갖는다.
광흡수층(7)은 기록층(5)에 근접하여 존재하며 20nm의 두께를 갖는다. 광흡수층(7)은 화학식 SiO0.7의 화합물을 포함한다. 이때, 405nm의 레이저광 파장에서 Ac/Aa=0.85가 달성된다. 이 광흡수층(7)이 존재하지 않으면, Ac/Aa=0.71로, 상당히 더 큰 기록마크 왜곡을 일으킨다.
제 3 유전층(8)은, 기록층(5)으로부터 멀리 떨어진 측에 광흡수층(7)에 근접하여 존재한다. 제 3 유전층(8)의 두께는 55nm이다. 기록층(5)은 GeTe로 구성된다.
Al의 반사층(3)이 적층체 내부에 존재하며, 100nm의 두께를 갖는다. 이와 같은 적층체에서는, 405nm의 레이저광 파장에서, 비정질 반사율 Ra=4%이고, 결정 반사율은 Rc=14%이다.
기판(1)은 120mm의 직경과 0.6mm의 두께를 갖는 폴리카보네이트제의 디스크 형태의 기판이다.
100㎛의 두께를 갖는 UV 경화된 수지 다이큐어(Daicure) SD415로 제조된 광학 커버층(9)이 제 3 유전층에 인접하여 존재한다.
본 발명에 따르면, DVR-블루 등의 고밀도 소거가능한 기록을 위한 광 정보매체가 상변화 물질의 기록층에 인접하여 광흡수층을 구비한다. 광흡수층의 레이저광 흡수는, 제조과정 중에 그것의 O 또는 N 함유량을 변화시킴으로써 용이하게 조정될 수 있다. 이것으로, 0.8<Ac/Aa<1.50이 달성되는데, 이때 Ac및 Aa는 각각 350∼450nm의 범위에서 선택된 레이저광 파장에서 비정질 상태 및 결정 상태에서 기록층에 흡수된 레이저광의 양이다. 따라서, 상기한 파장 범위에서 고속의 데이터 레이트와 높은 기록속도가 얻어진다.

Claims (10)

  1. 레이저광 파장을 갖는 레이저광 빔(10)을 이용하여 소거가능한 기록을 하고, 기판(1)과 그 위에 설치된 복수의 층으로 구성된 적층체(2)를 가지며, 이 적층체(2)가,
    - 비정질 상태와 결정 상태 사이에서 변화될 수 있으며, 제 1 유전층(4)과 제 2 유전층(6) 사이에 개재된 기록층(5)과,
    - 기록층(5)에 근접 배치된 광흡수층(7)을 구비한 광 정보매체에 있어서,
    0.8<Ac/Aa<1.50을 달성하기 위해, 상기 광흡수층(7)이 화학식 QRx의 화합물을 포함하고, 이때 Q는 Si, Ge, Ti, Zr, Hf, Nb 및 Ta로 구성된 그룹으로부터 선택된 원소이고, R은 O 및 N으로 구성된 그룹으로부터 선택된 원소이며, Ac및 Aa는 각각 350∼450nm의 범위에서 선택된 레이저광 파장에서 결정 상태와 비정질 상태에서 기록층(5)에 흡수된 레이저광 빔의 양을 나타내는 것을 특징으로 하는 광 정보매체(20).
  2. 제 1항에 있어서,
    Q는 Si 및 Ge로 구성된 그룹으로부터 선택된 원소인 것을 특징으로 하는 광 정보매체(20).
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    R은 원소 O인 것을 특징으로 하는 광 정보매체(20).
  4. 제 1항, 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    레이저광 파장은 375∼425nm의 범위에서 선택된 것을 특징으로 하는 광 정보매체(20).
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 3 유전층(8)은 기록층(5)으로부터 멀리 떨어진 측에 광흡수층(7)에 근접하여 존재하는 것을 특징으로 하는 광 정보매체(20).
  6. 제 5항에 있어서,
    제 3 유전층(8)의 두께는 2 내지 200nm인 것을 특징으로 하는 광 정보매체(20).
  7. 제 1항 또는 제 5항에 있어서,
    기록층(5)은 Ge 및 Te의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 정보매체(20).
  8. 제 1항 또는 제 5항에 있어서,
    기록층(5)은 Ge, Sb 및 Te의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 정보매체(20).
  9. 제 1항 또는 제 5항에 있어서,
    반사층(3)이 적층체 내부에 존재하며, 이 반사층은 Al, Ti, Au, Ag, Cu, Rh, Pt, Pd, Ni, Co, Mn, Cr, Mo, W, Hf 및 Ta와 그것의 합금으로 구성된 그룹으로부터 선택된 금속들 중에서 적어도 1종을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 정보매체(20).
  10. 레이저광 빔과 기록매체 사이의 상대 속도가 최소한 7.2m/s인, 고속 기록을 위한 광 정보매체(20)의 용도에 있어서,
    청구항 1 내지 9 중에서 어느 한 항에 기재된 광 정보매체(20)가 사용되는 것을 특징으로 하는 용도.
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