KR20050040440A - 광기록매체 - Google Patents

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KR20050040440A KR1020030075635A KR20030075635A KR20050040440A KR 20050040440 A KR20050040440 A KR 20050040440A KR 1020030075635 A KR1020030075635 A KR 1020030075635A KR 20030075635 A KR20030075635 A KR 20030075635A KR 20050040440 A KR20050040440 A KR 20050040440A
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incident light
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이진경
김주호
정종삼
황인오
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삼성전자주식회사
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Abstract

레이저 빔의 분해능 이하 크기의 기록 마크를 가지는 광기록매체가 개시되어 있다.
이 개시된 광기록매체는 광빔이 투과되는 기판과; 기판 상에 적층 형성되는 것으로, 입사된 광빔의 열에 의해 입사된 광스폿 보다 상대적으로 작은 영역의 광학적 특성이 변화되는 금속 산화물층;을 포함하여, 입사된 광빔의 분해능 이하 크기의 기록 마크로 기록된 정보를 재생할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.
또한, 개시된 광기록매체는 입사 광빔의 분해능 이하 크기의 피트 형태로 기록된 기록 마크를 가지는 기판과; 기판 상에 적층 형성되는 것으로, 입사된 광빔의 열에 의해 입사된 광스폿 보다 상대적으로 작은 영역의 광학적 특성이 변화되는 금속 산화물층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

광기록매체{Optical recording medium}
본 발명은 초해상 현상을 이용할 수 있는 구조의 광기록매체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 레이저 빔의 분해능 이하 크기의 기록 마크를 가지는 광기록매체에 관한 것이다.
광기록매체는 비접촉식으로 정보의 기록 재생을 수행하는 광픽업장치의 정보 저장매체로서 이용되는 것으로, 산업 발전과 더불어 저장되는 정보의 기록밀도가 높아질 것이 요구되고 있다. 이를 위하여, 레이저 빔의 분해능 이하 크기의 기록 마크를 가지는 초해상 현상을 이용할 수 있는 광기록매체가 일본 특개2001-229544호(공개일 : 2001년 8월 24일, 발명의 명칭 : 광기록매체의 재생방법)를 통하여 개시된 바 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 광기록매체(1)는 프라즈몬(plasmon)을 이용하는 방식으로, 기판(11)과, 이 기판(11) 상에 순차로 적층된 제1유전체층(12), 재생층(13), 제2유전체층(14), 기록층(15) 및 제3유전체층(16)으로 구성된다.
여기서, 기판(11)은 폴리카보네이트(polycarbonate)로 구성되며, 제1 내지 제3유전체층(12)(14)(16)은 질화규소(SiN)로 구성된다. 그리고, 재생층(13)은 안티몬(Sb) 등으로 구성되고, 기록층(15)은 게르마늄-안티몬-테릴륨 합금(Ge2Sb2Te 5)으로 구성되어 있다.
상기 기록층(15)은 광학적 변화를 발생시키는 것에 따라 정보의 기록이 가능한 층이다. 상기 재생층(13)은 회절 한계 보다 작은 개구부를 형성하는 것으로, 이에 따라 광기록매체(1)의 정보 재생이 이용되는 레이저 광의 회절 한계보다 작은 수십 나노미터 이하의 기록 마크에 대해 정보의 재생이 가능하게 한다.
이와 같이, 구성된 광기록매체(1)는 다음과 같은 과정으로 기록된 정보를 재생한다. 대략 600 내지 700 [nm] 파장을 가지는 플라즈몬 여기용 광빔(b2)을 대략 40 내지 50°의 입사각으로 조사하면, 기록층(15)에 플라즈몬이 여기된다. 이에 따라, 기록층(15) 주위에 강한 전기장(e)이 발생된다. 이 전기장(e)은 소위 근접장으로 기록 마크(m)의 정보를 포함한다.
이 광빔(b2)을 조사함과 동시에 기록 재생용의 광빔(b1)을 재생층(13)에 조사한다. 이 광빔(b1)은 광빔(b2)이 조사되는 영역에 대응되는 재생층(13)의 영역에 조사된다. 이와 같이 광빔(b1)을 조사함에 의하여, 상기 재생층(13)은 광빔(b1)의 중심 부분 수십 나노미터 이하의 직경이 고온이 되고, 그 부분의 안티몬(Sb)이 결정상태로부터 무정형(armorphous) 상태로 상전이(相轉移) 된다. 이 상전이 된 부분(13a :이하, 개구부라 한다)은 다른 부분과 굴절률이 다르게 변화된다. 여기서, 상전이는 가역적인 것으로, 광빔(b1)의 조사가 해제된 때에는 무정형 상태에서 결정상태로 돌아온다.
상기한 바와 같이 광기록매체를 구성한 경우, 회절 한계 이하의 기록 마크를 판독하고, 재생신호를 증대시키기 위하여 플라즈몬의 여기를 이용한다. 즉 광빔(b2)을 이용하여 플라즈몬을 여기시켜 기록 마크(m)에 대응되는 정보를 가진 근접장을 형성시킨다. 그리고, 광픽업(3)으로부터 재생용 광빔(b1)을 조사하여 재생층(13)에서 광빔(b1)의 중심부근 고온 영역에 개구부(13a)를 형성한다. 이때, 상기 개구부(13a)를 투과한 재생용 광빔(b1)과 플라즈몬 근접장의 상호작용에 의해 반사된 빔으로부터 재생신호를 얻는다.
따라서, 상기한 바와 같이 광기록매체를 구성하는 경우, 이 광기록매체에 기록된 정보를 재생하기 위한 광픽업장치는 재생용 광빔(b1) 이외에 플라즈몬을 여기시키기 위한 광빔(b2)을 필요로 하므로, 광픽업의 구성이 복잡해지므로, 조립 공수 및 제조 단가가 상승하는 문제점이 있다. 또한, 프라즈몬을 여기시키기 위한 광빔(b2)의 파장과 입사각을 정확히 맞춰 줘야 하다는 문제점이 있다.
그리고, 광기록매체에 있어서, 플라즈몬을 여기시켜야 하므로, 재생층의 재질 선택의 폭이 줄어들게 되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 초해상 현상을 이용하여 광빔의 분해능 이하 크기의 기록 마크 또는 피트를 재생함으로써 기록 밀도를 높일 수 있도록 된 광기록매체를 제공하는데 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 광기록매체는, 광빔이 투과되는 기판과; 상기 기판 상에 적층 형성되는 것으로, 입사된 광빔의 열에 의해 입사된 광스폿 보다 상대적으로 작은 영역의 광학적 특성이 변화되는 금속 산화물층;을 포함하여, 입사된 광빔의 분해능 이하 크기의 기록 마크로 기록된 정보를 재생할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 기판 상에는 입사된 광빔에 의하여 정보의 기록 및 소거가 가능한 적어도 일 층 이상의 상변화층을 더 포함한다. 그리고, 상기 기판 상에는 적어도 일 층 이상의 유전체층을 더 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 광기록 매체는, 입사 광빔의 분해능 이하 크기의 피트 형태로 기록된 기록 마크를 가지는 기판과; 상기 기판 상에 적층 형성되는 것으로, 입사된 광빔의 열에 의해 입사된 광스폿 보다 상대적으로 작은 영역의 광학적 특성이 변화되는 금속 산화물층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 광기록 매체는, 기판과; 이 기판 상에 형성된 제1유전체층과; 상기 제1유전체층 상에 형성되는 것으로, 입사된 광빔의 열에 의해 입사된 광스폿 보다 상대적으로 작은 영역의 광학적 특성이 변화되는 금속 산화물층과; 상기 금속 산화물층 상에 적층 형성되는 제2유전체층과; 상기 제2유전체층 상에 형성되는 것으로, 기록 마크에 대응되는 영역의 광학적 특성이 변화되는 상변화층과; 상기 상변화층 상에 형성된 제3유전체층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 광기록매체는, 기판과; 이 기판 상에 형성된 제1유전체층과; 상기 제1유전체층 상에 적층 형성되는 제1상변화층과; 이 제1상변화층 상에 형성된 제2유전체층과; 상기 제2유전체층 상에 형성되는 것으로, 입사된 광빔의 열에 의해 입사된 광스폿 보다 상대적으로 작은 영역의 광학적 특성이 변화되는 금속 산화물층과; 상기 금속 산화물층 상에 적층 형성되는 제3유전체층과; 상기 제3유전체층 상에 형성되는 것으로, 입사 광빔에 영향으로 받아 기록 마크에 대응되는 영역의 광학적 특성이 변화되는 상변화층과; 상기 상변화층 상에 형성된 제4유전체층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 광기록매체는, 입사 광빔의 분해능 이하 크기의 피트 형태로 기록된 기록 마크를 가지는 기판과; 이 기판 상에 형성된 제1유전체층과; 상기 제1유전체층 상에 형성되어 재생을 보조하는 재생 보조층과; 상기 재생 보조층 상에 형성된 제2유전체층과; 상기 제2유전체층 상에 형성되는 것으로, 입사된 광빔의 열에 의해 입사된 광스폿 보다 상대적으로 작은 영역의 광학적 특성이 변화되는 금속 산화물층과; 상기 금속 산화물층 상에 적층 형성되는 제3유전체층과; 상기 제3유전체층 상에 형성되는 금속 반사층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 금속 산화물층은, 금산화물(AuOX), 팔라듐산화물(PdOX) 및 백금산화물(PtOX)로 이루어진 금속 산화물에서 선택된 적어도 어느 하나의 재질로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광기록매체를 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 광기록매체를 개략적으로 보인 도면이다. 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 광기록매체(20)는 기록 가능한 타입의 기록매체로서, 기판(21)과, 이 기판(21) 상에 순차로 적층 형성된 제1유전체층(22), 금속 산화물층(23), 제2유전체층(24), 상변화층(25) 및 제3유전체층(26)을 포함한다. 여기서, 제1 내지 제3유전체층(22)(24)(26)은 히트 싱크의 역할을 하는 층으로, 본 실시예에 있어서 이 층들이 없어도 정보의 기록/재생이 가능하다.
이 광기록매체(20)에 대한 정보의 기록/재생은 광픽업장치를 통하여 비접촉식으로 이루어진다. 이 광픽업장치는 소정 파장의 레이저 광을 조사하는 광원과, 이 광원에서 조사된 광이 광기록매체에 맺히도록 집속시키는 대물렌즈(OL) 및, 광기록매체에서 회절 반사된 광을 수광하는 광검출기를 포함한다. 여기서, 이 상기 광기록매체(20)에 대해 정보의 기록 재생을 위한 광픽업장치의 실시예로는, 파장 300 내지 800 [nm]의 광을 조사하는 광원과, 개구수 0.6 내지 0.85를 가지는 대물렌즈(OL)가 사용된다.
상기 기판(21)은 대물렌즈(OL)와 마주하는 층으로, 입사되는 광이 투과하는 재질 예컨대, 폴리카보네이트(Polycarbonate), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 비정질 폴리올레핀(APO) 및 글래스 재질 중에서 선택된 어느 하나의 재질로 구성된다.
상기 제1 내지 제3유전체층(22)(24)(26)은 히트싱크의 역할을 하는 것으로, 황화아연-이산화규소 화합물(ZnS-SiO2), 산화규소(SiOX), 질화규소(SiNX ) 등의 재질로 구성된다.
상기 금속 산화물층(23)은 열에 의해 변형이 되는 층으로, 산화금(AuOX), 산화팔라듐(PdOX), 산화백금(PtOX), 고분자 화합물 등으로 구성된다.
상변화층(25)은 게르마늄-테릴륨(Ge-Te)계 합금 또는 은-인듐-안티몬-테릴륨 (Ag-In-Sb-Te)계 합금으로 구성된다.
각 층의 두께를 살펴보면 다음과 같다. 본 실시예에 있어서 상기 제1 및 제3유전체층(22)(26)은 대략 95 [nm] 이고, 제2유전체층(24)은 대략 25 [nm] 이고, 금속 산화물층(23)은 대략 3.5 [nm]이며, 상변화층(25)은 대략 12 [nm]이다.
여기서, 각 층의 두께는 상기한 수치로 한정되는 것은 아니다. 즉, 상기 제1 및 제3유전체층(22)(26)은 1 내지 150 [nm], 상기 제2유전체층(24)은 1 내지 50 [nm], 상기 금속 산화물층(23)은 1 내지 50 [nm], 상변화층(25)은 1 내지 50 [nm] 범위 내의 두께를 가질 수 있다.
이와 같이 구성된 광기록매체(20)에 대한 일회 기록 동작을 살펴보기로 한다. 여기서, 상기 금속 산화물층(23)의 재질로 산화금(AuOX)을 선택한 경우를 예로 들어 설명하기로 한다.
상기 금속 산화물층(23)에 소정 기록용 파워의 레이저 빔을 조사하면, 광스폿이 맺힌 주변에 열에너지에 의해 소정 열분포를 형성하게 된다. 즉, 광스폿의 중심에서 온도가 가장 높고, 그 중심에서 멀어질수록 온도가 내려가는 열분포를 형성하게 된다.
이때, 상기 금속 산화물층(23)의 재질 특성에 따라 정해지는 소정 임계온도를 기준으로 할 때, 이 임계온도 이상의 열분포를 가지는 부분에서 금속 산화물층(23)을 포함한 제2유전체층(24) 및 상변화층(25)의 광학적 특성이 변한다. 즉, 임계 온도 이상의 열분포를 가지는 부분의 산화금(AuOX)이 금(Au)과 산소로 분리되면서, 부피 팽창되어 버블(bubble) 형상으로 부풀게 되어, 박막 구조의 변형이 생긴다. 이 변형에 의해 대응되는 부분의 제2유전체층(24)도 변형되고, 상변화층(25)은 거의 용융되면서 그 저면이 밀려 올라가면서 그 두께가 얇아진다. 이와 같은 구조적인 변형을 통하여 기록 마크(m)가 형성되며, 이와 같이 형성된 기록 마크(m)는 조사되는 레이저 빔이 통과한 후에도 그대로 유지하게 된다. 따라서, 이 경우는 일회 기록 가능한 광기록매체(Write Once Read Many : WORM)로 이용될 수 있다.
한편, 상기 기록 마크는 상기한 바와 같은 버블 형상으로의 변형 이외에도, 상변화에 의하여 형성되는 것도 가능하다. 이 경우, 상기 상변화층(25)에 있어서, 정보가 기록되지 않은 영역은 결정 상태를 유지하고, 기록 마크가 형성되는 영역은 무정형 상태를 유지한다. 이 상변화층(25)의 상태는 소거 내지는 기록 가능한 소정 파워의 레이저 광에 의해 변화되므로, 반복하여 기록이 가능하다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 광기록매체를 보인 개략적인 단면도이다. 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 광기록매체(30)는 기록/재생용 매체로서, 기판(31)과, 이 기판(31) 상에 순서대로 적층 형성된 제1유전체층(32), 제1상변화층(33), 제2유전체층(34), 금속 산화물층(35), 제3유전체층(36), 제2상변화층(37) 및 제4유전체층(37)을 포함한다.
이 광기록매체(30)에 대한 정보의 기록/재생은 제1실시예에서 언급한 광픽업 장치를 통하여 수행될 수 있다.
여기서, 상기 기판(31), 제1 내지 제4유전체층(32)(34)(36)(38), 금속 산화물층(35)의 재질은 제1실시예에 따른 광기록매체(20)의 기판(21), 제1 내지 제3유전체층(22)(24)(26), 금속 산화물층(23)의 재질과 실질적으로 동일하므로 그 자세한 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 광기록매체(30)는 유전체층을 4층 구조로 한 점과, 제1유전체층(32)과 제2유전체층(34) 사이에 제1상변화층(33)을 더 구비한 점에 있어서, 제1실시예에 따른 광기록매체(20)와 구별된다. 이와 같이, 기판(31)과 금속 산화물층(35) 사이에 제1상변화층(33)을 구비함으로써, 재생신호의 특성 즉, 캐리어대 잡음비(Carrier Noise Ratio : CNR)을 개선함과 아울러, 재생신호의 크기를 증가시킬 수 있다.
각 층의 두께를 살펴보면 다음과 같다. 본 제2실시예에 있어서 상기 제1 및 제4유전체층(32)(38)은 대략 95 [nm] 이고, 제2 및 제3유전체층(34)(36)은 대략 25 [nm] 이고, 금속 산화물층(35)은 대략 3.5 [nm]이며, 제1 및 제2상변화층(33)(37)은 대략 12 [nm]이다.
여기서, 각 층의 두께는 상기한 수치로 한정되는 것은 아니다. 즉, 상기 제1 및 제4유전체층(32)(38)은 1 내지 150 [nm], 상기 제2 및 제3유전체층(34)(36)은 1 내지 50 [nm], 상기 금속 산화물층(35)은 1 내지 50 [nm], 제1 및 제2상변화층(33)(37)은 1 내지 50 [nm] 범위 내의 두께를 가질 수 있다.
이와 같이, 구성된 광기록매체(30)에 있어서, 정보신호의 기록 및 재생은 앞서 설명된 제1실시예에 따른 광기록매체(도 3의 20)의 기록 및 재생과 실질상 동일하므로, 그 자세한 설명은 생략한다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 광기록매체를 보인 개략적인 단면도이다. 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 광기록매체(40)는 재생전용 기록매체로서, 기록 마크가 피트 형태로 기록된 기판(41)과, 이 기판(41) 상에 순서대로 적층 형성된 제1유전체층(42), 재생 보조층(43), 제2유전체층(44), 금속 산화물층(45), 제3유전체층(46) 및, 금속 반사층(47)을 포함한다. 여기서, 제1유전체층(22)은 필수적인 구성요소는 아니므로, 그 구성이 배제되는 것도 가능하다.
이 광기록매체(40)에 대한 정보의 기록/재생은 제1실시예에서 언급한 광픽업 장치를 통하여 수행될 수 있다.
여기서, 상기 기판(41), 제1 내지 제3유전체층(42)(44)(46), 금속 산화물층(45)의 재질은 제1실시예에 따른 광기록매체(20)의 기판(21), 제1 내지 제3유전체층(22)(24)(26), 금속 산화물층(23)의 재질과 실질적으로 동일하므로 그 자세한 설명은 생략한다.
한편, 재생 보조층(43)은 상변화층으로서, Ge-Sb-Te계 합금으로 이루어진 것이 바람직하다. 상기 금속 반사층(47)은 반사율을 높이기 위한 층으로, 은(Ag), 알루미늄(Al) 등의 재질로 구성된다.
여기서, 각 층의 두께를 살펴 보면, 제1유전체층(42)은 0 내지 50 [nm], 재생 보조층(43)은 1 내지 100 [nm], 제2유전체층(44)은 1 내지 50 [nm], 금속 산화물층(45)은 1 내지 10 [nm], 제3유전체층(46) 및 금속 반사층(47)은 1 내지 100 [nm] 범위 내의 두께를 가진다.
이와 같이, 구성된 광기록매체(50)에 있어서, 광기록매체(50)에 기록된 정보의 재생은 앞서 설명된 제1실시예에 따른 광기록매체(도 3의 20)에 대한 정보 재생과 실질상 동일하다.
즉, 대물렌즈(OL)에 의해 집광된 레이저 빔이 다층막 내의 특정 측에 조사되면, 광스폿이 형성된 부분이 고온으로 가열된다. 이때, 기록 마크가 형성된 부분과, 그렇지 않은 부분 사이에는 굴절률과 위상 차이가 발생되며, 이러한 굴절률과 위상 차이에 의하여 광기록매체(40)에서 반사, 회절되는 재생빔으로부터 기록 마크에 기록된 정보를 판독할 수 있다.
이하, 본 발명의 제1 내지 제3실시예에 따른 광기록매체의 온도 변화에 따른 투과율과 반사율 변화를 구체적으로 살펴 보기로 한다.
이를 위하여, 도 6에 도시된 바와 같은 적층 구조를 가지는 광기록매체를 이용하여, 투과율 및 반사율을 측정하였다. 여기서, 도 6에 도시된 광기록매체는 실질상 본 발명의 실시예에 따른 광기록매체와 유사한 특성을 가진다.
도 6을 참조하면, 이 실험에 이용된 광기록매체는, 0.6 [mm] 두께의 폴리 카보네이트로 된 기판과, 이 기판 상에 순차로 80 [nm] 두께를 가지는 ZnS-SiO2로 된 유전체층, 4 [nm] 두께의 금속 산화물층, 40 [nm] 두께를 가지는 ZnS-SiO2로 된 유전체층, Ag0.6In4.5Sb60.8Te28.7로 된 AIST 층 및, 80 [nm] 두께를 가지는 ZnS-SiO2로 된 유전체층을 스퍼터링 공정으로 적층 형성하였다. 여기서, 유전체층은 (ZnS)85-(SiO2)15로 구성된다. 여기서, 금속 산화물층으로는 PtOX, PdOX , AUOX 각각을 형성한 후, 그 각각에 대하여 온도 변화에 따른 투과율 T 및 반사율 R을 측정하였으며, 그 결과를 도 7, 도 8 및 도 9에 각각 나타내었다.
상기한 구성을 가지는 광기록매체에 대한 투과율 및 반사율을 측정하기 위하여, Pulstec(社)의 모델명 DDU-100 장비를 사용하였고, 635 [nm] 파장을 가지는 레이저 광을 조사하며 개구수 0.6의 대물렌즈를 구비한 광픽업을 이용하였다. 또한, 광기록매체를 선속도 6 내지 8 [m/sec]로 회전하였고, 분해능 대역(resolution bandwidth)은 30 kHz로 맞추었다. 디텍터는 하마마츠 포토닉스(Hamamatsu Photonics)(社)의 모델명 PMA-11인 멀티 채널 포토 디텍터(multi-channel photo-detector)를 사용하였다.
또한, PtOX층과 PdOX층의 투과율과 반사율은 러더퍼드 백-스캐터링 스펙트로메트리(Rutherford back-scattering spectrometry)와, 핵 반응 분석(nuclear reaction analysis)로 측정하였다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 굴절률 n과 위상 k의 값이 급속히 변화하는 소정 임계온도 즉, 전이 온도를 확인할 수 있다. 이 전이 전, 후의 굴절률 n과, 위상 k은 표 1에 나타낸 바와 같다.
전이 온도 전이 전 광학상수 전이 후 광학상수
PtOX 773 K / 863 K n = 3.25, k=2.11 n = 2.97, k=4.58
PdOX 473 K / 763 K n = 4.64, k=1.68 n = 6.09, k=0.95
AuOX 510 K / 750 K n = 2.41, k=2.74 n = 0.17, k=3.19
따라서, 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같은 결과 및, 표 1에 나타낸 바와 같은 결과를 이용하여, 광기록매체의 금속 산화물층 재질 선택에 따라서, 가열 온도를 맞추어 줌으로써, 광기록매체에 기록된 정보의 재생을 극대화 할 수 있다.
도 10은 도 6에 도시된 광기록매체에 있어서, 마크 길이 변화에 따른 캐리어 대 잡음비(Carrier Noise Ration : CNR)를 나타낸 그래프이다.
그래프를 살펴보면, 금속 산화물층으로 PtOX를 채용한 경우는 유효하게 재생이 가능한 레벨인 40 [dB]의 CNR을 얻는 최소 마크 길이가 100 [nm]임을 알 수 있다. 그리고, AuOX를 채용한 경우는 최소 마크 길이가 154 [nm]이고, PdOX를 채용한 경우는 상기 두 재료 사이의 값을 가짐을 알 수 있다.
도 11은 2T 내지 8T신호의 신호 크기를 나타낸 그래프이고, 도 12는 마크길이에 따른 변조 정도를 측정값과 계산값을 비교하여 나타낸 그래프이다.
이 도 11 및 도 12의 결과는 파장 405 [nm], 개구수 0.85, 광기록매체의 트랙 피치 0.32 [㎛], 채널 비트 길이(T) 37.5 [nm]의 조건에서 측정 및 계산된 것이다. 여기서, RLL(1, 7) 변조 코드를 사용하는 경우, 최소 마크 길이는 채널 비트 길이의 2배이고, 최장 마크길이는 채널 비트 길이의 8배이다. 이 때, 회절 한계 마크 길이는 대략 119 [nm]이다. 따라서, 채널 비트 길이의 2배 길이의 마크(2T 마크라 한다)와 채널 비트 길이의 3배 길이의 마크(3T라 한다)는 회절 한계 이하의 길이를 가짐을 알 수 있다.
따라서, 이 경우 계산값에 의한다면 변조율이 0이 되어야 한다. 하지만, 이 2T, 3T 신호에 대해서도 도 11에 도시된 바와 같이, 사인파형(sinusoidal)을 얻을 수 있음을 알 수 있다. 또한, 도 12에 도시된 바와 같이 이 2T 마크와 3T 마크에 대하여 변조율 10% 정도의 측정 및 계산값을 얻을 수 있음을 알 수 있다. 그러므로, 회절 한계 이하 크기를 가지는 기록 마크에 대하여도 정보 재생이 가능함을 알 수 있다.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 광기록매체는 광빔을 집속 조사함에 의해 광기록매체에 열이 전달되고, 열을 전달받은 부분이 국부적으로 굴절률과 위상이 달라지게 된다. 따라서, 기록 마크에서 반사 및 회절되는 재생빔과 기록 마크가 형성되지 않은 영역에서 반사 및 회절되는 재생빔 사이에 차이가 생기게 되고, 이 차이에 의해 기록 마크를 판독할 수 있다. 따라서, 회절 한계 이하의 기록 마크에 대하여 정보를 재생할 수 있으므로, 레이저 다이오드의 단파장화나 대물렌즈의 개구수를 증가시키는 것과는 별도로 광기록매체의 기록밀도를 높여 대용량화가 가능하다는 이점이 있다.
그리고, 종래의 초해상 방식의 광기록매체에서 정보의 재생시 필요로 하던, 플라즈몬 여기용의 추가적인 광빔이 불필요하므로, 보다 콤팩트화 된 광픽업 장치를 이용하여 정보의 기록/재생이 가능하다는 이점이 있다.
또한, 본 실시예에서는 기판 상에 5층 또는 7층의 다층막 구조와, 금속 산화물층을 특정 재질로 한정하여 나타내었지만, 이는 예시적인 것에 불과하며 특허청구범위에 기재된 발명의 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다.
도 1은 종래의 플라즈몬방식을 이용한 광기록매체를 보인 개략적인 단면도.
도 2는 도 1에 도시된 광기록매체에 대한 정보의 재생방법을 설명하기 위한 개략적인 도면.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 광기록매체를 보인 개략적인 단면도.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 광기록매체를 보인 개략적인 단면도.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 광기록매체를 보인 개략적인 단면도.
도 6은 본 발명의 제1 내지 제3실시예에 따른 광기록매체의 투과율 및 굴절률 특성을 알아보기 위하여, 광학상수 측정에 사용된 광기록매체를 보인 개략적인 단면도.
도 7 내지 도 9 각각은 도 6의 금속 산화물층 재질로, PtOX, PdOX, AuOX 를 채용한 경우의 온도 변화에 따른 투과율 및 반사율 변화를 나타낸 그래프.
도 10은 도 6의 금속 산화물층 재질로, PtOX, PdOX, AuOX를 채용한 경우의 마크 길이 변화에 따른 CNR을 나타낸 그래프.
도 11은 2T 내지 8T신호의 신호 크기를 나타낸 그래프.
도 12는 마크길이에 따른 변조 정도를 측정값과 계산값을 비교하여 나타낸 그래프.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
20, 30, 40...광기록매체 21, 31, 41...기판
22, 32, 42...제1유전체층 23, 35, 45... 금속 산화물층
24, 34, 44...제2유전체층 25...상변화층
26, 36, 46...제3유전체층 33...제1상변화층
37...제2상변화층 38...제4유전체층
43...재생 보조층 47...금속 반사층
OL...대물렌즈

Claims (19)

  1. 광빔이 투과되는 기판과;
    상기 기판 상에 적층 형성되는 것으로, 입사된 광빔의 열에 의해 입사된 광스폿 보다 상대적으로 작은 영역의 광학적 특성이 변화되는 금속 산화물층;을 포함하여,
    입사된 광빔의 분해능 이하 크기의 기록 마크로 기록된 정보를 재생할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 광기록매체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 금속 산화물층은,
    금산화물(AuOX), 팔라듐산화물(PdOX) 및 백금산화물(PtOX)로 이루어진 금속 산화물에서 선택된 적어도 어느 하나의 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 광기록 매체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 금속 산화물층은,
    기록용 입사 광빔에 의해 가열되면서, 임계 온도 이상의 열 분포를 가지는 부분이 부피 팽창됨에 의해 기록 마크가 형성되는 것을 특징으로 하는 광기록매체.
  4. 제3항에 있어서, 상기 금속 산화물층은,
    상기 기록 마크가 형성된 영역의 굴절률 및 위상과, 기록마크가 형성되지 않은 영역의 굴절률과 위상이 서로 다르도록 된 것을 특징으로 하는 광기록매체.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기판 상에는 입사된 광빔에 의하여 정보의 기록 및 소거가 가능한 적어도 일 층 이상의 상변화층을 포함하는 것을 특징으로 하는 광기록매체.
  6. 제5항에 있어서, 상기 상변화층은,
    상기 기판과 상기 금속 산화물층 사이에 배치된 제1상변화층과,
    상기 금속 산화물층 상에 배치된 제2상변화층을 포함하는 것을 특징으로 하는 광기록매체.
  7. 제5항에 있어서, 상기 상변화층은,
    게르마늄-테릴륨(Ge-Te)계 합금 또는 은-인듐-안티몬-테릴륨(Ag-In-Sb-Te)계 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 광기록매체.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 기판 상에는 적어도 일 층 이상의 유전체층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광기록매체.
  9. 제8항에 있어서, 상기 유전체층은,
    황화아연-이산화규소 화합물(ZnS-SiO2), 산화규소(SiOX) 및 질화규소(SiNX ) 로 이루어진 유전체 물질 중에서 선택된 어느 하나의 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 광기록매체.
  10. 입사 광빔의 분해능 이하 크기의 피트 형태로 기록된 기록 마크를 가지는 기판과;
    상기 기판 상에 적층 형성되는 것으로, 입사된 광빔의 열에 의해 입사된 광스폿 보다 상대적으로 작은 영역의 광학적 특성이 변화되는 금속 산화물층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 광기록매체.
  11. 제10항에 있어서, 상기 금속 산화물층은,
    금산화물(AuOX), 팔라듐산화물(PdOX) 및 백금산화물(PtOX)로 이루어진 금속 산화물에서 선택된 적어도 어느 하나의 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 광기록 매체.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 기판과 상기 금속 산화물층 사이에 재생 보조층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광기록매체.
  13. 제12항에 있어서, 상기 재생 보조층은,
    Ge-Sb-Te계 합금으로 이루어진 상변화층인 것을 특징으로 하는 광기록매체.
  14. 제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 산화물층 상에 금속 반사층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광기록매체.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 기판 상에는 적어도 일 층 이상의 유전체층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광기록매체.
  16. 기판과;
    이 기판 상에 형성된 제1유전체층과;
    상기 제1유전체층 상에 형성되는 것으로, 입사된 광빔의 열에 의해 입사된 광스폿 보다 상대적으로 작은 영역의 광학적 특성이 변화되는 금속 산화물층과;
    상기 금속 산화물층 상에 적층 형성되는 제2유전체층과;
    상기 제2유전체층 상에 형성되는 것으로, 기록 마크에 대응되는 영역의 광학적 특성이 변화되는 상변화층과;
    상기 상변화층 상에 형성된 제3유전체층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 광기록매체.
  17. 기판과;
    이 기판 상에 형성된 제1유전체층과;
    상기 제1유전체층 상에 적층 형성되는 제1상변화층과;
    이 제1상변화층 상에 형성된 제2유전체층과;
    상기 제2유전체층 상에 형성되는 것으로, 입사된 광빔의 열에 의해 입사된 광스폿 보다 상대적으로 작은 영역의 광학적 특성이 변화되는 금속 산화물층과;
    상기 금속 산화물층 상에 적층 형성되는 제3유전체층과;
    상기 제3유전체층 상에 형성되는 것으로, 입사 광빔에 영향으로 받아 기록 마크에 대응되는 영역의 광학적 특성이 변화되는 상변화층과;
    상기 상변화층 상에 형성된 제4유전체층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 광기록매체.
  18. 입사 광빔의 분해능 이하 크기의 피트 형태로 기록된 기록 마크를 가지는 기판과;
    이 기판 상에 형성된 제1유전체층과;
    상기 제1유전체층 상에 형성되어 재생을 보조하는 재생 보조층과;
    상기 재생 보조층 상에 형성된 제2유전체층과;
    상기 제2유전체층 상에 형성되는 것으로, 입사된 광빔의 열에 의해 입사된 광스폿 보다 상대적으로 작은 영역의 광학적 특성이 변화되는 금속 산화물층과;
    상기 금속 산화물층 상에 적층 형성되는 제3유전체층과;
    상기 제3유전체층 상에 형성되는 금속 반사층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 광기록매체.
  19. 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속 산화물층은,
    금산화물(AuOX), 팔라듐산화물(PdOX) 및 백금산화물(PtOX)로 이루어진 금속 산화물에서 선택된 적어도 어느 하나의 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 광기록 매체.
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