KR20050059190A - 고융점 금속 산화물 또는 실리콘 산화물의 마스크층을사용하는 초해상도 근접장 구조의 고밀도 기록매체 - Google Patents
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Abstract
고융점 금속 산화물 또는 실리콘 산화물의 마스크층을 사용하는 초해상도 근접장 구조의 고밀도 기록매체를 제공한다. 더욱 구체적으로는 제2유전체층, 기록층, 보호층, 마스크층, 제1유전체층, 폴리카보네이트층이 순차적으로 적층된 초해상도 근접장 구조의 고밀도 기록매체로서, 상기 마스크층은 고융점 금속 산화물 또는 실리콘 산화물을 포함하며, 상기 고융점 금속 산화물 또는 실리콘 산화물은 빛 또는 열에 의하여 그 결정 구조 변화 및 광학 특성 변화의 물리적인 변화에 의해 근접장을 발생하는 것을 특징으로 하는 초해상도 근접장 구조의 고밀도 기록매체가 제공된다.
Description
본 발명은 고밀도 기록매체에 관한 것으로서, 특히 고융점 금속 산화물 또는 실리콘 산화물의 마스크층을 사용하는 초해상도 근접장 구조의 고밀도 기록매체에 관한 것이다.
종래의 기록매체는 크게 나누어 광자기 기록방식의 기록매체와 상변화 기록방식의 기록매체가 있다. 광자기 기록방식의 기록매체는 MD(Mini Disk)와 같이 자성체에 직선편광을 입사시키면 정보가 자성체의 자기 크기 및 자기 방향에 따라 그 반사광이 회전하는 현상인 자기의 커(Kerr) 효과를 이용하는 재생을 고려한 기록매체이다. 상변화 기록방식의 기록매체는 DVD(digital versatile disk)와 같이 기록매체의 기록된 영역과 기록되지 않은 영역의 비정질과 결정질의 결정 상태에 따른 광상수의 흡수계수의 차에 의해 발생되는 반사율의 차를 이용하는 재생을 고려한 기록매체이다.
또 최근에는 상변화 기록방식의 일종으로 미소 마크를 이용하여 기록매체에 정보를 기록하고, 기록매체에 기록된 정보를 회절한계 이하에서 재생하기 위한 여러가지 방법이 제시되어 있다. 그 중에서 가장 주목받고 있는 초해상도 근접장 구조를 이용하는 기록방식은, “Applied Physics Letters, Vol.73, No.15, Oct.1998" 및 Japanese Journal of Applied Physics, Vol.39, Part I, No.2B, 2000, pp.980- 981" 에 개시되어 있다. 초해상도 근접장 구조는 특수한 마스크층을 사용함으로써 재생시 마스크층에서의 국소 표면 플라스몬(plasmon)을 이용하는 것이다. 초해상도 근접장 구조는 레이저빔에 의해 마스크층이 투명해지는 안티몬(Sb) 투과형, 은산화물(AgOx)이 은과 산소로 분해되고 분해된 은이 국소 플라스몬을 발생시키는 산란원으로 작용하는 은산화물 분해형 등이 있다.
도 1은 종래의 초해상도 근접장(super resolution near field)구조를 이용하는 초해상도 근접장 구조의 고밀도 기록매체를 나타내는 도면이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 기록매체는 ZnS-SiO2와 같은 유전체의 제2유전체층(112-2), GeSbTe와 같은 기록층(115), 보호층의 역할을 하는 ZnS-SiO2 또는 SiN과 같은 유전체의 보호층(114), 안티몬(Sb) 또는 은산화물(AgOx)의 마스크층(113), ZnS-SiO2 또는 SiN과 같은 유전체의 제1유전체층(112-1), 투명한 폴리카보네이트층(111)이 순차적으로 적층된 구조를 가진다.
여기에서 마스크층(113)이 안티몬(Sb)인 경우에는 보호층(114) 및 제1유전체층(112-1)은 SiN이고, 마스크층(113)이 은산화물(AgOx)인 경우에는 보호층(114) 및 제1유전체층(112-1)은 ZnS-SiO2이다. 보호층(114)은 기록층(115)과 마스크층(113)의 반응을 방지하고 정보의 기록 재생시에 초해상도 근접장의 작용 장소가 된다. 또 마스크층(113)이 안티몬(Sb)인 경우에는 안티몬(Sb)은 투명해지고, 은산화물(AgOx)인 경우에는 은산화물(AgOx)이 은과 산소에 분해되고 분해된 은이 국소 플라스몬을 발생시키는 산란원으로서 작용한다.
이 기록매체에 약 10∼15mW 정도의 출력을 가지는 레이저(미도시)로부터의 레이저빔을 집속렌즈(미도시)에 집속하고, 기록매체에 조사하여 기록층(115)을 약 600℃ 이상으로 가열시켜 레이저빔이 조사되는 영역을 비정질로 변환함으로써 광상수(n,k)에서의 굴절율(n)의 변화와는 상관없이 흡수계수(k)를 작게 한다. 이때 레이저빔이 조사된 안티몬(Sb) 또는 비가역적인 은산화물(AgOx)의 마스크층(113)은 안티몬(Sb) 결정의 변화 또는 비가역적인 은산화물(AgOx)의 분해가 발생됨으로써 플라스몬을 발생시키는 산란원으로서 작용하여 조사된 빛의 파장보다 짧은 파장의 빛을 발생시킨다. 또 보호층(114)은 기록층(115)에 대해 초해상도 근접장의 역할을 한다. 따라서 회절한계 이하의 미소 마크의 재생이 가능해진다. 즉 고밀도 기록매체로부터 기록된 정보를 회절한계 이하에서 재생할 수 있다.
그러나 상기와 같은 초해상도 근접장 구조는 마스크층과 기록층의 천이온도가 유사하기 때문에 기록된 정보 재생시의 열안전성이 중요한 과제가 되고 있다. 또 이와 같은 초해상도 근접장 구조는 노이즈 특성이 좋지 않다.
도 1은 종래의 초해상도 근접장 구조를 이용하는 초해상도 근접장 구조의 고밀도 기록매체를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 초해상도 근접장 구조의 고밀도 기록매체를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 고밀도 기록매체와 종래의 기록매체에 있어서 마크 길이에 따른 CNR(carrier to noise ratio)을 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 고밀도 기록매체와 종래의 기록매체에 있어서 마크 길이에 따른 노이즈 레벨을 나타내는 그래프이다.
본 발명은 고융점 금속 산화물 또는 실리콘 산화물의 마스크층을 사용함으로써 기록매체로부터 재생시의 열안전성과 노이즈 특성이 우수한 초해상도 근접장 구조의 고밀도 기록매체를 제공한다.
일 태양에 있어서, 본 발명은 제2유전체층, 기록층, 보호층, 마스크층, 제1유전체층, 폴리카보네이트층이 순차적으로 적층된 초해상도 근접장 구조의 고밀도 기록매체로서, 상기 마스크층은 고융점 금속 산화물 또는 실리콘 산화물을 포함하며, 상기 고융점 금속 산화물 또는 실리콘 산화물은 빛 또는 열에 의하여 그 결정 구조 변화 및 광학 특성 변화의 물리적인 변화에 의해 근접장을 발생하는 것을 특징으로 하는 초해상도 근접장 구조의 고밀도 기록매체를 제공한다.
본 발명에서는 이와 같이 고융점 금속 산화물 또는 실리콘 산화물의 마스크층을 사용함으로써 기록매체로부터 재생시의 열안전성과 노이즈 특성이 우수한 초해상도 근접장 구조의 고밀도 기록매체를 실현할 수 있다.
본 발명에서는 고융점 금속 산화물로서 가역적인 WOx을 사용함으로써 기록매체로부터 재생시의 열안전성과 노이즈 특성이 우수한 초해상도 근접장 구조의 고밀도 기록매체를 실현할 수 있다.
본 발명에서는 고융점 금속 산화물로서 비가역적인 TaOx 또는 AuOx을 사용함으로써 기록매체로부터 재생시의 열안전성과 노이즈 특성이 우수한 초해상도 근접장 구조의 고밀도 기록매체를 실현할 수 있다.
본 발명에서는 비가역적인 SiOx의 실리콘 산화물을 사용함으로써 기록매체로부터 재생시의 열안전성이 우수한 초해상도 근접장 구조의 고밀도 기록매체를 실현할 수 있다.
본 발명에서는 제2유전체층의 하부에 은(Ag) 또는 알루미늄(Al)의 반사층을 구비함으로써 기록매체로부터 재생시의 열안전성과 노이즈 특성이 더 우수한 초해상도 근접장 구조의 고밀도 기록매체를 실현할 수 있다.
이하 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명 구성과 작용을 첨부 도면을 빈번히 참조하면서 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 초해상도 근접장 구조의 고밀도 기록매체를 나타내는 도면이다. 도 2의 기록매체는 은(Ag) 또는 알루미늄(Al)의 반사층(128), ZnS-SiO2와 같은 유전체의 제2유전체층(122-2), GeSbTe와 같은 기록층(125), 보호층의 역할을 하는 ZnS-SiO2/SiN과 같은 유전체의 보호층(124), 마스크층(123), ZnS-SiO2/SiN과 같은 유전체의 제1유전체층(122-1), 투명한 폴리카보네이트층(121)이 순차적으로 적층된 구조를 가진다.
마스크층(123)은, 기록매체로부터 재생시의 열안전성과 노이즈 특성을 개선하기 위한 거의 가역적인 WOx의 고융점 금속 산화물, 노이즈 특성을 개선하기 위한 비가역적인 TaOx 또는 AuOx의 고융점 금속 산화물 및 노이즈 특성을 개선하기 위한 비가역적인 SiOx의 실리콘 산화물 중 하나이다.
보호층(124)은 기록층(125)과 마스크층(123)의 반응을 방지하고 정보의 기록 재생시에 초해상도 근접장의 작용 장소가 된다. 또 마스크층(123)은 결정 구조 변화 및 광학 특성 변화의 물리적인 변화에 의해 국소 플라스몬을 발생시키는 산란원으로서 작용한다.
은(Ag) 또는 알루미늄(Al)의 반사층(128)은 레이저빔이 조사되는 반대쪽의 기록층(125) 및 제2유전체층(122-2)에도 레이저빔이 조사되는 쪽의 기록층(125) 및 제1유전체층(122-1)과 같은 정도의 결정 구조 변화 및 광학 특성 변화 물리적인 변화를 얻기 위한 것이다.
이하의 설명에서 마스크층(123)은 거의 가역적인 WOx임을 상정한다.
이 기록매체에 약 405nm의 파장과 약 11mW정도의 출력을 가지는 레이저(미도시)로부터의 레이저빔을 집속렌즈(미도시)에 집속하고 기록매체에 조사하여 기록층(125)을 약 600℃ 이상으로 가열시켜 레이저빔이 조사되는 영역을 비정질로 변환함으로써 광상수(n,k)에서의 굴절율(n)의 변화에는 상관없이 흡수계수(k)를 작게 한다. 이때 레이저빔이 조사된 WOx의 영역에서는 4WO3 ↔2W2O5+O2로 표시되는 가역적인 반응에 의한 결정 구조 변화 및 광학 특성 변화의 물리적인 변화에 의해 플라스몬을 발생시키는 산란원으로서 작용하여 조사된 빛의 파장보다 짧은 파장의 빛을 발생시킨다. 또 보호층(124)은 기록층(125)에 대해 초해상도 근접장의 역할을 한다. 따라서 회절한계 이하의 미소 마크의 재생이 가능해진다. 즉 고밀도 기록매체로부터 기록된 정보를 회절한계 이하에서 재생할 수 있다.
도 3은 본 발명 및 종래의 초해상도 근접장 구조의 고밀도 기록매체에 있어서 마크 길이에 따른 CNR(carrier to noise ratio)을 나타내는 그래프이다. 상기 두 초해상도 근접장 구조의 고밀도 기록매체에 파장 405nm, 개구율 0.65 및 출력 11mW를 가지는 레이저빔으로 3m/sec의 속도로 조사하여 기록하고, 파장 405nm, 개구율 0.65,및 출력 4mW를 가지는 레이저빔으로 3m/sec의 속도로 조사하여 재생한 결과의 그래프이다. 도 3의 결과를 보면 CNR 40dB로 AgOx의 마스크층을 사용한 초해상도 근접장 구조의 고밀도 기록매체의 경우에는 해상도의 한계가 마크 길이 155.8nm로 나타나지만, WOx의 마스크층을 사용한 초해상도 근접장 구조의 고밀도 기록매체의 경우에는 해상도의 한계가 마크 길이 130nm로 나타난다. 따라서, 본 발명에 의한 초해상도 근접장 구조의 고밀도 기록매체가 종래의 초해상도 근접장 구조의 고밀도 기록매체 보다 동일한 조건에서 고밀도로 기록할 수 있는 것을 알 수 있다.
도 4는 본 발명 및 종래의 초해상도 근접장 구조의 고밀도 기록매체에 있어서 마크 길이에 따른 노이즈 레벨을 나타내는 그래프이다.
도 4에 있어서 실험 조건은 도 3과 같다. 이 결과를 보면 마크 길이 130nm에서, AgOx의 마스크층을 사용한 초해상도 근접장 구조의 고밀도 기록매체의 경우에는 -65dBm의 노이즈 레벨을 나타내지만 WOx의 마스크층을 사용한 초해상도 근접장 구조의 고밀도 기록매체의 경우에는 76dBm의 노이즈 레벨을 나타낸다. 따라서, 같은 조건으로 본 발명에 의한 초해상도 근접장 구조의 고밀도 기록매체가 종래의 초해상도 근접장 구조의 고밀도 기록매체 보다 노이즈 레벨 특성에서 우수하다는 것을 알 수 있다.
본 발명은 고융점 금속 산화물 또는 실리콘 산화물의 마스크층을 사용함으로써 기록매체로부터 재생시의 열안전성과 노이즈 특성이 우수한 초해상도 근접장 구조의 고밀도 기록매체를 실현하는 효과를 가진다.
Claims (5)
- 제2유전체층, 기록층, 보호층, 마스크층, 제1유전체층, 폴리카보네이트층이 순차적으로 적층된 초해상도 근접장 구조의 고밀도 기록매체로서, 상기 마스크층은 고융점 금속 산화물 또는 실리콘 산화물을 포함하며, 상기 고융점 금속 산화물 또는 실리콘 산화물은 빛 또는 열에 의하여 그 결정 구조 변화 및 광학 특성 변화의 물리적인 변화에 의해 근접장을 발생하는 것을 특징으로 하는 초해상도 근접장 구조의 고밀도 기록매체.
- 제1항에 있어서, 상기 마스크층의 고융점 금속 산화물은 거의 가역적 물리적 변화를 나타내는 WOx인 것을 특징으로 하는 초해상도 근접장 구조의 고밀도 기록매체.
- 제1항에 있어서, 상기 마스크층의 고융점 금속 산화물은 비가역적인 물리적 변화를 나타내는 TaOx 또는 AuOx인 것을 특징으로 하는 초해상도 근접장 구조의 고밀도 기록매체.
- 제1항에 있어서, 상기 마스크층의 실리콘 산화물은 비가역적인 물리적 변화를 나타내는 SiOx인 것을 특징으로 하는 초해상도 근접장 구조의 고밀도 기록매체.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2유전체층의 하부에 은(Ag) 또는 알루미늄(Al)의 반사층을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 초해상도 근접장 구조의 고밀도 기록매체.
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