KR20080077043A - 추기형 광 기록 매체 및 그 제조 방법 - Google Patents

추기형 광 기록 매체 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

기록ㆍ재생 특성이나 생산성이 우수하고, 또한 코스트의 저렴화를 실현할 수 있는 추기형 광 기록 매체를 실현할 수 있도록 한다. 추기형 광 기록 매체(10)는, 기판(1) 상에, 무기 기록막(6), 유전체막(4), 광 투과층(5)이 순차적으로 적층된 구성을 갖는다. 무기 기록막(6)은, 기판(1)의 순차적으로 적층된 금속막(2) 및 산화물막(3)으로 이루어진다. 광을 무기 기록막(6)에 조사하면, 광 촉매 효과에 의해 산화물막(3)의 산소가 분리되고, 금속막(2)측의 산소 농도가 높아져, 광학 상수가 크게 변화된다.
금속막, 산화물막, 유전체막, 무기 기록막, 기판, 광 투과층

Description

추기형 광 기록 매체 및 그 제조 방법{RECORDABLE OPTICAL RECORDING MEDIUM AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME}
본 발명은, 추기형 광 기록 매체 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 상세하게는, 무기 기록막을 갖는 추기형 광 기록 매체 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
추기형 광 기록 매체는, 예를 들면 CD-R(Compact Disc-Recordable)이나 DVD-R(Digital Versatile Disc-Recordable)로 널리 알려져 있는 바와 같이, 그 기록층을 구성하는 기록 재료는, 유기 색소를 이용한 것이 보급되어 있다.
한편, 무기 기록 재료를 이용하는 기록 매체의 제안도, 여러 가지 이루어져 있다(예를 들면 일본 특허 공개 평11-144316호 공보 참조). 그러나, 현재, 기록 재료가 무기 재료에 의한 기록 매체(이하 무기 기록 매체라 함)에 비해, 기록 재료가 유기 재료에 의한 기록 매체(이하 유기 기록 매체라 함)가 널리 이용되고 있다. 그 이유는, 무기 재료를 기록막으로 한 경우, 반사율의 자유도가 좁기 때문에 ROM(Read only Memory)과의 호환성이 얻어지지 않는다는 문제점이 있었던 것, 또한 기록 특성이나 내구성의 향상을 도모하면, 다층막으로 할 수 없고, 그 제조 장치, 예를 들면 스퍼터 장치에의 설비 투자 등이 필요하게 되므로, 유기 재료에 의한 경우에 비해, 코스트가 높아지는 등의 문제를 갖는 것이다.
이에 대해 유기 재료를 기록 재료로 하는 추기형 광 기록 매체에서는, 그 기록층은 스핀 코트법에 의해 성막할 수 있는 것이며, 이것에 반사막의 성막을 행하면 되는 정도이므로, 그 제조 방법은 간단하면서 제조 장치의 설비 비용도 저렴하다.
한편, 광 디스크의 고밀도화는, 주로 광원의 파장의 단파장화와 대물 렌즈의 개구수(N.A.)에 의해 실현되어 왔다. 현재는 단파장 400 ㎚ 근변의 블루의 반도체 레이저가 실용화되어 왔기 때문에, 이와 같은 파장의 광원에 적합한 유기 색소의 개발이 필요해지고 있다.
그러나, 단파장 광에 대한 광학적인 특성을 만족시키는 유기 색소는, 색소 분자의 사이즈가 작아지는 방향으로, 분자 설계의 자유도가 작아져, 결과적으로, 얻어지는 미디어의 특성으로서도 설계의 자유도가 적다.
또한, 차세대 광 디스크의 규격으로서 상품화되어 있는 블루 레이 디스크[Blu-ray Disc(등록 상표), 이하 BD]에서는, N.A.가, 0.85이므로, 스큐의 허용도가 작은 등의 문제로부터, 기록층에 대한 기록ㆍ재생의 블루 레이저 광의 조사는, 기록층 상에 형성된 두께 0.1 ㎜의 광 투과층측으로 이루어진다. 유기 색소를 이용하는 경우, 유기 색소와 광 투과층이 직접 접함으로써 광 투과층에 분자가 확산되는 것을 방지하기 위해 유전체막을 추가로 성막해야만 한다. 이러한 상황으로부터, 유기 색소를 대신하는, 저렴한 기록막이 요구되고 있다.
CD-R이나 DVD-R의 광학계에서도, 기록ㆍ재생 특성의 면에서 무기 기록 매체가 유기 기록 매체보다 우위로 되는 경우가 있다. 그러나, 예를 들면 상변화형의 기록 매체에서와 같이, 스퍼터법에 의해 기록층을 형성하는 광 기록 매체에서, 그 구성 막수가 다층인 경우, 제조의 번잡함이나, 코스트의 문제가 생긴다. 따라서, 이 추기형 광 기록 매체의 구성 막수는, 3 ∼ 4층 이하인 것이 요구된다.
따라서, 본 발명의 목적은, 무기 기록막을 갖는 추기형 광 기록 매체에서, 기록ㆍ재생 특성이나 생산성이 우수하고, 또한 코스트의 저렴화를 실현할 수 있는 추기형 광 기록 매체를 제공하는 데 있다.
상술한 과제를 해결하기 위해, 제1 발명은,
무기 기록막을 갖는 추기형 광 기록 매체로서,
무기 기록막이,
Ge의 산화물로 이루어지는 산화물막과,
산화물막과 접하도록 형성된, 금속 재료로 이루어지는 인접막
을 구비하고,
산화물막의 흡수 계수(k)가, 0.15 ≤ k ≤ 0.90의 범위인 것을 특징으로 하는 추기형 광 기록 매체이다.
제2 발명은,
무기 기록막을 갖는 추기형 광 기록 매체의 제조 방법으로서,
Ti로 이루어지는 인접막을 성막하는 공정과,
Ge의 산화물로 이루어지는 산화물막을 성막하는 공정
을 구비하고,
산화물막 및 인접막의 성막 공정에서는, 산화물막과 인접막은 인접하도록 성막되고,
산화물막의 흡수 계수(k)가, 0.15 ≤ k ≤ 0.90의 범위인 것을 특징으로 하는 추기형 정보 기록 매체의 제조 방법이다.
제1 및 제2 발명에서는, 산화물막의 막 두께가, 10 ㎚ 이상 35 ㎚ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 제1 및 제2 발명에서는, 인접막이 산화되어 있고, 그 인접막의 산소의 조성이 9 원자 ％ 이상 38 원자 ％ 이하인 것이 바람직하다. 인접막이, Ti로 이루어지는 것이 바람직하다. 인접막이, Si를 더 함유시킨 TiSi 합금으로 이루어지는 것이 바람직하다. TiSi 합금의 Si의 조성이, 8 원자 ％ 이상 32 원자 ％ 이하인 것이 바람직하다. 인접막이, Al로 이루어지는 것이 바람직하다. 인접막이, Al과, 희토류 금속의 Tb, Gd, Dy, Nd 중 어느 1종 이상과의 합금막인 것이 바람직하다.
제1 및 제2 발명에서는, 산화물막의 인접막과 접하는 측과는 반대측의 면에 유전체막이 더 설치되어 있는 것이 바람직하다. 유전체막이, SiN으로 이루어지는 것이 바람직하다. 유전체막이, ZnS-SiO2로 이루어지는 것이 바람직하다. 유전체막이, 산화물막에 인접하는 제1 유전체막과, 그 제1 유전체막 상에 형성된 제2 유전체막을 구비하고, 제1 유전체막이 ZnS-SiO2로 이루어지고, 제2 유전체막이 SiN으로 이루어지는 것이 바람직하다. 유전체막의 막 두께가, 10 ㎚ 이상 100 ㎚ 이하인 것이 바람직하다.
제1 및 제2 발명에서는, 전형적으로는, 랜드ㆍ그루브의 요철면이 형성된 기판 상에, 적어도 산화물막 및 인접막이 형성되어 이루어진다.
제1 및 제2 발명에서는, 트랙 피치가 0.29 ㎛ 이상 0.35 ㎛ 이하의 범위의 안내 홈을 갖는 기판 상에 형성되어 이루어지고, 또한 그루브 깊이가 18 ㎚ 이상 21.5 ㎚ 이하의 범위로 형성되어 이루어지는 것이 바람직하다. 이 경우, 안내 홈 중, 기록ㆍ재생하는 그루브면으로부터의, 재생 광학계에서의 복귀 검출 광량을 RON, 다른 쪽의 그루브면으로부터의 복귀 검출 광량을 RIN으로 하였을 때, -0.01 < 2(RON - RIN)/(RON + RIN)인 것이 바람직하다. 또한, 워블 진폭이, 9 ㎚ 이상 13 ㎚ 이하인 것이 바람직하다.
제1 발명에서는, 식별 정보가 기록된 식별 정보 기록 영역을 설치하는 것이 바람직하다. 이 식별 정보는, 산화물막에 식별 정보에 따른 기록 마크를 형성함으로써 기록되는, 또는 무기 기록막을 식별 정보에 따른 패턴으로 제거함으로써 기록되는 것이 바람직하다.
제2 발명에서는, 파장 350 ㎚ 이상 450 ㎚ 이하의 레이저 광을 산화물막측으로부터 추기형 광 기록 매체에 대해 조사함으로써, 식별 정보를 기록하는 공정을 더 구비하는 것이 바람직하다. 또한, 레이저 광을 인접막측으로부터 추기형 광 기록 매체에 대해 조사함으로써, 식별 정보를 기록하는 공정을 더 구비하는 것이 바람직하고, 이 공정에서 조사되는 레이저 광은, 광학 헤드 스캔 스피드 5 ㎧ 이상 9 ㎧ 이하, 레이저 파워 3400 ㎽ 이상 4000 ㎽ 이하의 조건에서 추기형 광 기록 매체에 조사되는 것이 바람직하다.
제1 및 제2 발명에서는, 무기 기록막이 게르마늄의 산화물로 이루어지는 산화물막과, 이 산화물막에 인접하는 인접막으로 이루어지므로, 광을 무기 기록막에 조사하면, 인접막의 광 촉매 효과에 의해 산화물막의 산소가 인접막측에서 많아지도록 분리한다. 이에 의해, 산화물막이 산소 농도가 높은 층과 산소 농도가 낮은 층으로 분리되어, 산화물막의 광학 상수가 크게 변화된다. 따라서, 변조도가 큰 재생 신호가 얻어지므로, 양호한 기록 특성을 실현할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 무기 기록막을 갖는 추기형 광 기록 매체의 기록ㆍ재생 특성이나 생산성을 향상하고, 또한 코스트의 저렴화를 실현할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 추기형 광 기록 매체의 일 구성예를 나타내는 개략 단면도.
도 2는, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 추기형 광 기록 매체의 일 구성예를 나타내는 개략 단면도.
도 3은, 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 추기형 광 기록 매체를 도시하는 평면도.
도 4는, 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 추기형 광 기록 매체에 대한 고유 정보의 기록에 이용되는 기록 장치의 구성을 나타내는 블록도.
도 5A는, BCA에 형성된 기록 마크의 일례를 나타내는 개략 선도.
도 5B는, BCA에 기록된 고유 정보를 재생하였을 때의 재생 신호의 파형의 일례를 나타내는 개략 선도.
도 6은, 실시예 1에 의한 추기형 광 기록 매체의 구성을 나타내는 모식적 단면도.
도 7은, 비교예 1에 의한 추기형 광 기록 매체의 구성을 나타내는 모식적 단면도.
도 8은, 실시예 2에 의한 추기형 광 기록 매체의 구성을 나타내는 모식적 단면도.
도 9는, 실시예 3에 의한 추기형 광 기록 매체의 구성을 나타내는 모식적 단면도.
도 10은, 산소 조성 및 흡수 계수와, C/N과의 관계를 나타내는 그래프.
도 11은, GeO막(3)의 막 두께와, C/N 및 변조도와의 관계를 나타내는 그래프.
도 12는, 실시예 7에 의한 추기형 광 기록 매체의 구성을 나타내는 모식적 단면도.
도 13은, 금속막의 Si의 조성과, 지터 및 파워(Pw)와의 관계를 나타내는 그래프.
도 14는, 기록 마크의 전단측 및 후단측의 지터와의 측정 결과를 나타내는 표.
도 15는, 실시예 9에 의한 추기형 광 기록 매체의 구성을 나타내는 모식적 단면도.
도 16은, 실시예 10에 의한 추기형 광 기록 매체의 구성을 모식적으로 도시하는 단면도.
도 17은, 실시예 9의 추기형 광 기록 매체에서의 기록 감도[기록 파워(Pw)]에 대한 C/N 및 변조도의 의존성의 측정 결과를 나타내는 그래프.
도 18은, 실시예의 추기형 광 기록 매체에서의 기록 감도[기록 파워(Pw)]에 대한 /N 및 변조도의 의존성의 측정 결과를 나타내는 그래프.
도 19는, 산소 농도 및 흡수 계수에 대한 지터의 변화를 나타내는 그래프.
도 20은, TiSiO막 및 GeO막의 막 두께, 및 지터 값의 측정 결과를 나타내는 표.
도 21은, 금속막의 산소 농도와 지터 특성과의 관계를 나타내는 그래프.
도 22는, 실시예 14에 의한 추기형 광 기록 매체의 구성을 나타내는 모식적 단면도.
도 23은, 실시예 14에 의한 추기형 광 기록 매체에서의 그루브 깊이와 지터와의 관계를 나타내는 그래프.
도 24는, 실시예 14에 의한 추기형 광 기록 매체에서의 워블 C/N과 그루브 깊이와의 관계를 나타내는 그래프.
도 25는, CTS를 변화시켰을 때의 워블 진폭과 워블 C/N과의 관계를 나타내는 그래프.
도 26은, CTS를 변화시켰을 때의 워블 진폭과 NWS의 값과의 관계를 나타내는 그래프.
도 27A는, BCA에 형성되는 기록 마크의 이미지를 나타내는 개략 선도.
도 27B는, 실시예 15의 재생 신호의 파형을 나타내는 개략 선도.
도 27C는, 실시예 16의 재생 신호의 파형을 나타내는 개략 선도.
도 28은, 실시예 17 ∼ 21의 BCA의 재생 신호의 평가 결과를 나타내는 표.
도 29는, 실시예 22 ∼ 26의 BCA의 재생 신호의 평가 결과를 나타내는 표.
도 30은, 실시예 27 ∼ 31의 BCA의 재생 신호의 평가 결과를 나타내는 표.
도 31은, 실시예 32 ∼ 36의 BCA의 재생 신호의 평가 결과를 나타내는 표.
도 32A ∼ 도 32E는, 실시예 17 ∼ 21의 재생 신호를 나타내는 개략 선도.
도 33A ∼ 도 33E는, 실시예 22 ∼ 26의 재생 신호를 나타내는 개략 선도.
도 34A ∼ 도 34E는, 실시예 27 ∼ 31의 재생 신호를 나타내는 개략 선도.
도 35A ∼ 도 35E는, 실시예 32 ∼ 36의 재생 신호를 나타내는 개략 선도.
<부호의 설명>
1 : 기판
2 : 금속막
3 : 산화물막
4 : 유전체막
5 : 광 투과층
6 : 무기 기록막
10 : 추기형 광 기록 매체
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 이하의 실시 형태의 전체 도면에서는, 동일 또는 대응하는 부분에는 동일한 부호를 붙인다.
(1) 제1 실시 형태
추기형 광 기록 매체의 구성
도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 추기형 광 기록 매체의 일 구성예를 나타내는 개략 단면도이다. 이 추기형 광 기록 매체(10)는, 기판(1) 상에, 무기 기록막(6), 유전체막(4), 광 투과층(5)이 순차적으로 적층된 구성을 갖는다.
이 제1 실시 형태에 따른 추기형 광 기록 매체(10)에서는, 광 투과층(5)의 측으로부터 레이저 광을 무기 기록막(2)에 조사함으로써, 정보 신호의 기록 및/또는 재생이 행해진다. 예를 들면, 400 ㎚ 이상 410 ㎚ 이하의 범위의 파장을 갖는 레이저 광을, 0.84 이상 0.86 이하의 범위의 개구수를 갖는 대물 렌즈에 의해 집광하고, 광 투과층(5)의 측으로부터 무기 기록막(2)에 조사함으로써, 정보 신호의 기록 및/또는 재생이 행해진다. 이와 같은 추기형 광 기록 매체(10)로서는, 예를 들면 추기형의 BD를 들 수 있다.
이하, 추기형 광 기록 매체(10)를 구성하는 기판(1), 무기 기록막(6), 유전체막(4) 및 광 투과층(5)에 대해 순차적으로 설명한다.
(기판)
기판(1)은, 중앙에 개구(이하, 센터 홀이라 칭함)(1a)가 형성된 원환 형상을 갖는다. 이 기판(1)의 일주면은, 요철면(11)으로 되어 있고, 이 요철면(11) 상에 무기 기록막(6)이 성막된다. 이하에서는, 기판(1)의 일주면에 대해 오목한 오목부를 인 그루브(11G), 기판(1)의 일주면에 대해 돌출된 볼록부를 온 그루브(11L)라고 칭한다.
이 인 그루브(11G) 및 온 그루브(11L)의 형상으로서는, 예를 들면 스파이럴 형상, 동심원 형상 등의 각종 형상을 들 수 있다. 또한, 인 그루브(11G) 및/또는 온 그루브(11L)가, 어드레스 정보를 부가하기 위해 워블(사행)되어 있다.
기판(1)의 직경은, 예를 들면 120 ㎜로 선택된다. 기판(1)의 두께는, 강성을 고려하여 선택되고, 바람직하게는 0.3 ㎜ 이상 1.3 ㎜ 이하로부터 선택되고, 보다 바람직하게는 0.6 ㎜ 이상 1.3 ㎜ 이하로부터 선택되고, 예를 들면 1.1 ㎜로 선택된다. 또한, 센터 홀(1a)의 지름(반경)은, 예를 들면 15 ㎜로 선택된다.
기판(1)의 재료로서는, 예를 들면 폴리카보네이트계 수지, 폴리올레핀계 수지 혹은 아크릴계 수지 등의 플라스틱 재료, 또는 글래스 등을 이용할 수 있다. 또한, 코스트를 고려한 경우에는, 기판(1)의 재료로서, 플라스틱 재료를 이용하는 것이 바람직하다.
(무기 기록막)
무기 기록막(6)은, 기판(1)의 요철면(11) 상에 순차적으로 적층된 금속막(2) 및 산화물막(3)으로 이루어진다. 금속막(2)은, Ti 또는 Ti를 주성분으로 하는 재료로 구성된다. Ti를 주성분으로 하는 재료로서는, 예를 들면 Ti 및 첨가물로 이루어지는 재료를 예로 들 수 있다. Ti를 주된 재료로 하면 기본적으로 양호한 기 록 특성을 얻을 수 있다. 첨가물은, 광학 특성, 내구성 또는 기록 감도 등을 향상시키기 위한 것이며, 이와 같은 첨가물로서는, 예를 들면 Al, Ag, Cu, Pd, Ge, Si, Sn, Ni, Fe, Mg, V, C, Ca, B, Cr, Nb, Zr, S, Se, Mn, Ga, Mo, W, Tb, Dy, Gd, Nd, Zn, Ta, Sr을 이용할 수 있다. 구체적으로는 예를 들면, 반사율을 높이기 위한 첨가물로서는, Al이 바람직하다.
산화물막(3)은, 예를 들면 게르마늄의 산화물인 GeO로 이루어진다. 산화물막(3)의 흡수 계수(k)는, 바람직하게는 0.15 이상 0.90 이하, 보다 바람직하게는 0.20 이상 0.70 이하, 보다 더 바람직하게는 0.25 이상 0.60 이하의 범위이다. 또한, 산화물막(3)의 막 두께는, 바람직하게는 10 ㎚ ∼ 35 ㎚의 범위이다. 0.15 이상 0.90 이하의 범위를 만족함으로써, 예를 들면 양호한 변조도 및 캐리어 대 노이즈비(이하, C/N비)를 얻을 수 있다. 0.20 이상 0.70 이하의 범위를 만족함으로써, 예를 들면 보다 양호한 변조도 및 C/N비를 얻을 수 있다. 0.25 이상 0.60 이하의 범위를 만족함으로써, 예를 들면 보다 더 양호한 변조도 및 C/N비를 얻을 수 있다.
또한, 이 명세서에서의 흡수 계수는 파장 410 ㎚에서의 것이다. 또한, 그 측정에는, 엘립소미터(루돌프사제, 상품명 : Auto EL-462P17)를 이용하였다.
또한, 산화물막(3)에 대해 첨가물을 가하도록 해도 되고, 이 첨가물로서는, 예를 들면 Te, Pd, Pt, Cu, Zn, Au, Ag, Si, Ti, Fe, Ni, Sn, Sb 등을 이용할 수 있다. 이와 같은 첨가물을 가함으로써, 내구성 및/또는 반응성(기록 감도)을 향상시킬 수 있다. 또한, 내구성을 향상시키기 위해서는, Pd, Pt, Si, Sb가 특히 바람직하다.
(유전체막)
유전체막(4)은, 무기 기록막(6) 상에 접하여 형성되고, 무기 기록막(6)의 광학적, 기계적 보호, 즉 내구성의 향상이나, 기록 시의 무기 기록막(6)의 변형, 즉 볼록함의 억제 등을 행하기 위한 것이다. 이 유전체막(4)으로서는, 예를 들면 SiN, ZnS-SiO2, AlN, Al2O3, SiO2, TiO2, SiC 등을 이용할 수 있다. 유전체막(4)의 두께는, 예를 들면 10 ㎚ 이상 100 ㎚ 이하의 범위이다.
(광 투과층)
광 투과층(5)은, 예를 들면 원환 형상을 갖는 광 투과성 시트(필름)와, 이 광 투과성 시트를 기판(1)에 대해 접합하기 위한 접착층으로 구성된다. 접착층은, 예를 들면 자외선 경화 수지 또는 감압성 점착제(PSA : Pressure Sensitive Adhesive)로 이루어진다. 광 투과층(5)의 두께는, 바람직하게는 10 ㎛ 이상 177 ㎛ 이하의 범위 내로부터 선택되고, 예를 들면 100 ㎛로 선택된다. 이와 같은 얇은 광 투과층(5)과, 예를 들면 0.85 정도의 고NA(numerical aperture)화된 대물 렌즈를 조합함으로써, 고밀도 기록을 실현할 수 있다.
광 투과성 시트는, 기록 및/또는 재생에 이용되는 레이저 광에 대해, 흡수능이 낮은 재료로 이루어지는 것이 바람직하고, 구체적으로는 투과율 90 퍼센트 이상의 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 광 투과성 시트의 재료로서는, 예를 들면 폴리카보네이트 수지 재료, 폴리올레핀계 수지[예를 들면 제오넥스(등록 상표)]를 들 수 있다.
또한, 광 투과성 시트의 두께는, 바람직하게는 0.3 ㎜ 이하로 선택되고, 보다 바람직하게는 3 ㎛ 이상 177 ㎛ 이하의 범위 내로부터 선택된다. 또한, 광 투과층(5)의 내경(직경)은, 예를 들면 22.7 ㎜로 선택된다.
추기형 광 기록 매체의 제조 방법
다음에, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 추기형 광 기록 매체의 제조 방법에 대해 설명한다.
(기판의 성형 공정)
우선, 일주면에 요철이 형성된 기판(1)을 성형한다. 기판(1)의 성형의 방법으로서는, 예를 들면 사출 성형(인젝션)법, 포토 폴리머법(2P법 : Photo Polymerization) 등을 이용할 수 있다.
(금속막의 성막 공정)
다음에, 기판(1)을, 예를 들면 Ti 또는 Ti를 주성분으로 하는 금속 재료로 이루어지는 타겟이 구비된 진공 챔버 내에 반송하고, 진공 챔버 내를 소정의 압력이 될 때까지 진공화한다. 그 후, 진공 챔버 내에 프로세스 가스를 도입하면서, 타겟을 스퍼터링하여 기판(1) 상에 금속막(2)을 성막한다.
이 성막 공정에서의 성막 조건의 일례를 이하에 나타낸다.
진공 도달도 : 5.0 × 10-5 ㎩
분위기 : 0.1 ∼ 0.6 ㎩
투입 전력 : 1 ∼ 3 ㎾
가스종 : Ar 가스
가스 유량 : 10 ∼ 40 sccm
(산화물막의 성막 공정)
다음에, 기판(1)을, 예를 들면 Ge로 이루어지는 타겟이 구비된 진공 챔버 내에 반송하고, 진공 챔버 내를 소정의 압력으로 될 때까지 진공화한다. 그 후, 진공 챔버 내에 프로세스 가스를 도입하면서, 타겟을 스퍼터링하여 기판(1) 상에 산화물막(3)을 성막한다.
이 성막 공정에서의 성막 조건의 일례를 이하에 나타낸다.
진공 도달도 : 5.0 × 10-5 ㎩
분위기 : 0.1 ∼ 0.6 ㎩
투입 전력 : 1 ∼ 3 ㎾
가스종 : Ar 가스 및 O2 가스
Ar 가스 유량 : 24 sccm
O2 가스 유량 : 9 sccm
(유전체막의 성막 공정)
다음에, 기판(1)을, 예를 들면 Si로 이루어지는 타겟이 구비된 진공 챔버 내에 반송하고, 진공 챔버 내를 소정의 압력으로 될 때까지 진공화한다. 그 후, 진공 챔버 내에 프로세스 가스를 도입하면서, 타겟을 스퍼터링하여 기판(1) 상에 유전체막(4)을 성막한다.
이 성막 공정에서의 성막 조건의 일례를 이하에 나타낸다.
진공 도달도 : 5.0 × 10-5 ㎩
분위기 : 0.1 ∼ 0.6 ㎩
투입 전력 : 1 ∼ 4 ㎾
가스종 : Ar 가스 및 질소 가스
Ar 가스 유량 : 50 sccm
질소 가스 유량 : 37 sccm
(광 투과층의 형성 공정)
다음에, 원환 형상의 광 투과성 시트를, 예를 들면 이 시트 일주면에 미리 균일하게 도포된 감압성 점착제(PSA)를 이용하여, 기판(1) 상의 요철면(11)측에 접합한다. 이에 의해, 기판(1) 상에 형성된 각 막을 덮도록, 광 투과층(5)이 형성된다.
이상의 공정에 의해, 도 1에 도시한 추기형 광 기록 매체(10)가 얻어진다.
본 발명의 제1 실시 형태에 따르면 이하의 효과를 얻을 수 있다.
금속막(2), 산화물막(3), 유전체막(4), 광 투과층(5)을 기판(1) 상에 순차적으로 적층하는 것만으로 추기형 기록 매체를 형성할 수 있으므로, 단순한 막 구성을 가진 고기록 밀도의 추기형 광 기록 매체(10), 즉 저렴한 고기록 밀도의 추기형 광 기록 매체(10)를 제공할 수 있다.
무기 기록막(6)을 구성하는 산화물막(3)의 흡수 계수(k)를, 0.15 ≤ k ≤ 0.90의 범위로 규정함으로써, 기록ㆍ재생 특성이 우수한 추기형 광 기록 매체(10)를 제공할 수 있다.
이 제1 실시 형태에 따른 추기형 광 기록 매체(10)에서는, 기록 시에는 금속막(2)은 기록 전후에 대부분 물리적 특성이 변화되는 일은 없고, 산화물막(3)과의 계면에서의 반응을 촉진하는, 이른바 촉매적 작용이 생긴다. 기록 후에는, 산화물막(3)의 산소가 분리되고, 금속막(2)의 계면에 산소 조성이 많은 Ge층이 형성된다. 이렇게 하여, 산화물막(3)이 광학 상수가 서로 다른 보존 안정성이 높고 안정된 2층으로 분리되고, 재생 광을 조사하였을 때에 반사광량이 변화되어 양호한 신호가 얻어진다.
또한, 이 제1 실시 형태에 따른 추기형 광 기록 매체(10)는 안정된 기록 감도의 향상, 기록 특성의 향상(지터의 감소)을 얻을 수 있다. 또한, 유전체막(4)으로서 ZnS-SiO2를 설치함으로써, 기록 신호의 S/N을 향상하여, 양호한 특성을 얻을 수 있다.
(2) 제2 실시 형태
다음에, 본 발명의 제2 실시 형태에 대해 설명한다.
도 2는, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 추기형 광 기록 매체(10)의 일 구성예를 나타내는 개략 단면도이다. 이 추기형 광 기록 매체(10)는, 기판(1) 상에, 무기 기록막(6), 제1 유전체막(4a), 제2 유전체막(4b), 광 투과층(5)이 순차적으로 적층된 구성을 갖는다. 무기 기록막(6)은, 기판(1) 상에 순차적으로 적층된 금속 막(2) 및 산화물막(3)으로 이루어진다.
금속막(2), 제1 유전체막(4a) 및 제2 유전체막(4b) 이외의 것은, 상술한 제1 실시 형태와 마찬가지이므로, 이하에서는 금속막(2), 제1 유전체막(4a) 및 제2 유전체막(4b)에 대해 설명한다.
금속막(2)은, Ti의 산화물 또는 Ti를 주성분으로 하는 재료의 산화물로 구성된다. Ti를 주성분으로 하는 재료로서는, 예를 들면 Ti 및 첨가물로 이루어지는 재료를 예로 들 수 있다. Ti를 주된 재료로 하면 기본적으로 양호한 기록 특성을 얻을 수 있다. 첨가물은, 광학 특성, 내구성 또는 기록 감도 등을 향상시키기 위한 것이며, 이와 같은 첨가물로서는, 예를 들면 Al, Ag, Cu, Pd, Ge, Si, Sn, Ni, Fe, Mg, V, C, Ca, B, Cr, Nb, Zr, S, Se, Mn, Ga, Mo, W, Tb, Dy, Gd, Nd, Zn, Ta를 이용할 수 있다.
이 금속막(2)의 산소의 함유량은, 바람직하게는 9 원자 ％ 이상 38 원자 ％ 이하의 범위로 이루어진다. 이 금속막(2)이 TiSi를 함유하는 경우에는, Si 조성이, 바람직하게는 8 원자 ％ 이상 32 원자 ％ 이하의 범위로 이루어진다. 8 원자 ％ 미만이면, 지터 값이 규격 값을 초과해 버린다. 32 원자 ％를 초과하면, 기록 감도가 규격 값을 초과해 버린다.
제1 유전체막(4a)은, 예를 들면 ZnS-SiO2로 구성된다. 이 제1 유전체막(4a)의 두께는, 바람직하게는 10 ㎚ 이상 58 ㎚ 이하, 보다 바람직하게는 23 ㎚ 이상 53 ㎚ 이하의 범위로 이루어진다. 막 두께를 10 ㎚ 이상으로 함으로써, 양호한 지 터를 얻을 수 있다. 예를 들면 추기형 광 기록 매체(10)가 BD-R인 경우에는, 막 두께를 10 ㎚ 이상으로 함으로써, BD-R의 규격인 지터 6.5 ％ 이하를 만족할 수 있다. 한편, 막 두께를 58 ㎚ 이하로 함으로써, 양호한 반사율을 얻을 수 있다. 예를 들면 추기형 광 기록 매체(10)가 BD-R인 경우에는, 막 두께를 58 ㎚ 이하로 함으로써, BD-R의 규격에서 요구되는 반사율 12 ％ 이하를 만족할 수 있다.
또한, 막 두께를 23 ㎚ 이상으로 함으로써, 보다 양호한 지터를 얻을 수 있다. 한편, 막 두께를 53 ㎚ 이하로 함으로써, 보다 양호한 반사율을 얻을 수 있다.
제2 유전체막(4b)은, 예를 들면 SiN으로 구성된다. 이 제2 유전체막(4b)의 두께는, 바람직하게는 35 ㎚ 이하의 범위로부터 선택된다. 막 두께를 35 ㎚ 이하로 함으로써, 양호한 지터를 얻을 수 있다. 예를 들면 추기형 광 기록 매체(10)가 BD-R인 경우에는, 막 두께를 35 ㎚ 이하로 함으로써, BD-R의 규격인 지터 6.5 ％ 이하를 만족할 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 제1 유전체막(4a)과 제2 유전체막(4b)을 적층함으로써, 변조도를 크게 할 수 있고, 또한 C/N비를 높게 할 수 있다.
(3) 제3 실시 형태
추기형 광 기록 매체의 구성
이 제3 실시 형태에 따른 추기형 광 기록 매체(10)는, 상술한 제1 실시 형태 와 마찬가지로, 기판(1) 상에, 무기 기록막(6), 유전체막(4), 광 투과층(5)이 순차적으로 적층된 구성을 갖는다. 기판(1) 및 그 위에 적층된 각 층을 구성하는 재료 및 두께 등은, 상술한 제1 실시 형태와 마찬가지이므로 설명을 생략한다.
도 3은, 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 추기형 광 기록 매체를 도시하는 평면도이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 이 추기형 광 기록 매체(10)의 내주부에는, 리드 인 영역(12)이 형성되고, 이 리드 인 영역(12)의 외주측에 유저 데이터 영역(13)이 설치되어 있다. 또한, 리드 인 영역(12)에는 식별 정보 기록 영역인 BCA(Burst Cutting Area)(14)가 설치되어 있다.
유저 데이터 영역(13)은, 유저가 원하는 데이터를 기록하기 위한 영역이다. 리드 인 영역(12)은, 예를 들면 식별 정보(ID), 암호 키 및 복합 키 등의 정보를 기록하기 위한 영역으로, 이들 정보는 추기형 광 기록 매체(10)의 제조 시에 기록된다. BCA(14)는, 추기형 광 기록 매체(10)의 제조 시에 식별 정보를 기록하기 위한 영역이다. 식별 정보는, 각 매체에 고유한 정보이며, 예를 들면 부정 카피의 방지 등을 목적으로 하는 것이다.
추기형 광 기록 매체의 제조 방법
기판의 성형 공정으로부터 광 투과층의 형성 공정까지는, 상술한 제1 실시 형태와 마찬가지이므로 설명을 생략하고, 이하에서는 광 투과층의 형성 공정의 다음 공정인 식별 정보의 기록 공정에 대해 설명한다.
우선, 도 4를 참조하면서, 식별 정보의 기록에 이용되는 기록 장치에 대해 설명한다. 도 4에 도시한 바와 같이, 이 기록 장치는 모터(21), 광 픽업(22) 및 제어 회로(23)를 구비한다.
광 픽업(22)은, 추기형 광 기록 매체(10)에 대해 레이저 광(24)을 조사하여 식별 정보를 바코드로서 기록하기 위한 광학계이다. 레이저 광(24)의 파장은, 유저 데이터의 기록 또는 재생에 이용되는 레이저 광과 거의 동등한 파장으로 하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 추기형 광 기록 매체(10)가 파장 405 ㎚ 등의 청색 레이저 광에 의해 유저 데이터의 기록 또는 재생이 행해지는 매체인 경우에는, 광 픽업(22)의 레이저 광(22)의 파장을, 파장 350 ㎚ 이상 450 ㎚ 이하의 범위로 설정하는 것이 바람직하다. 이 파장 범위의 레이저를 이용함으로써, 유저 데이터의 기록과 마찬가지의 원리에 기초하여, 식별 정보에 대응하는 기록 마크를 양호하게 무기 기록막(6)에 기록할 수 있다.
제어 회로(23)는, 기록 장치 전체를 제어한다. 예를 들면, 레이저 광(24)의 포커스 제어, 광 픽업(22)의 위치 제어, 모터(21)의 회전 제어, 식별 정보의 생성 등을 행한다. 모터(21)는, 도시를 생략한 턴테이블에 재치된 추기형 광 기록 매체(10)를 회전시킨다.
다음에, 상술한 기록 장치를 이용한 식별 정보의 기록 공정에 대해 설명한다.
우선, 추기형 광 기록 매체(10)를, 그 광 투과층(5)의 측이 광 픽업(22)에 대향하도록 하여, 도시를 생략한 턴테이블에 재치한다. 다음에, 모터(21)를 구동하여 추기형 광 기록 매체(10)를 소정 속도로 회전시킨다.
그리고, 광 픽업(22)을 추기형 광 기록 매체(10)의 내주부에 설치된 BCA(14)까지 이동시킨 후, 광 픽업(22)을 구동시켜, 예를 들면 식별 정보에 따라서 펄스 형상으로 변조된 레이저 광을 광 투과층(5)측으로부터 조사한다. 이에 의해, 무기 기록막(6) 중 레이저 광(24)이 조사된 부분에서는, 산화물막(3)의 산소가 분리되어 산소 농도가 높은 층이 금속막(2)의 측에 형성되고, 산소 농도가 낮은 층이 유전체막(4)의 측에 형성된다. 그 결과, 식별 정보에 따른 기록 마크가 예를 들면 바코드 형상으로 형성되고, 식별 정보가 BCA(14)에 기록된다. 또한, 이 기록 마크의 형성에 이용되는 레이저 광의 파장은, 상술한 바와 같이 350 ㎚ 이상 450 ㎚ 이하의 범위로 하는 것이 바람직하다. 이상에 의해, 목적으로 하는 추기형 광 기록 매체(10)가얻어진다.
도 5A는, BCA(14)에 형성된 기록 마크의 일례를 나타낸다. 도 5B는, BCA(14)에 기록된 식별 정보를 재생하였을 때의 재생 신호의 파형의 일례를 나타낸다. 또한, 도 5A에서 사선을 그은 부분이 기록 마크를 나타내고, 이 기록 마크는 펄스 형상으로 변조된 레이저 광을 조사함으로써 형성된다.
도 5A에 나타낸 바와 같이, 식별 정보는 바코드 형상의 줄무늬 모양으로서 BCA(14)에 기록된다. 또한, 기록 마크의 부분에서는 반사율이 저하되므로, 재생 신호는, 도 5B에 나타낸 바와 같이 펄스 형상의 파형으로 된다.
이 제3 실시 형태에서는, 예를 들면 파장 350 ㎚ 이상 450 ㎚ 이하의 레이저 광을 이용하여 추기형 광 기록 매체(10)의 BCA(14)에 식별 정보를 기록하므로, 유저 데이터의 기록과 마찬가지의 원리에 의해 식별 정보를 무기 기록막(6)에 기록할 수 있다. 따라서, 식별 정보의 재생 신호의 흐트러짐을 억제하고, 원하는 재생 신호를 얻을 수 있다. 또한, 광 투과층(5)의 측으로부터 레이저 광을 조사하여 기판(1) 상의 적층막을 용융 제거하여 식별 정보를 기록하는 경우와 비교하여, 기 판(1)의 변형 등에 의해 야기되는 신호의 문제점을 억제할 수 있다. 또한, 적층막의 부식을 초래하는 우려가 적으므로, 우수한 보존 안정성을 얻을 수 있다.
(4) 제4 실시 형태
추기형 광 기록 매체의 구성
이 제4 실시 형태에 따른 추기형 광 기록 매체(10)는 BCA(14)를 갖고, 이 BCA(14)에는 식별 정보가 기록되어 있다. 이 식별 정보는, 레이저 광을 기판(1)측으로부터 조사함으로써, 기판(1) 상에 적층된 적층막을 용융 제거함으로써 형성된다. 이 이외의 추기형 광 기록 매체(10)의 구성에 관해서는 상술한 제3 실시 형태와 마찬가지이므로 설명을 생략한다.
추기형 광 기록 매체의 제조 방법
기판의 성형 공정으로부터 광 투과층의 형성 공정까지는, 상술한 제3 실시 형태와 마찬가지이므로 설명을 생략하고, 이하에서는 광 투과층의 형성 공정의 다음 공정인 식별 정보의 기록 공정에 대해 설명한다. 또한, 식별 정보의 기록에 이용되는 기록 장치는, 광로 길이 보상 소자를 광 픽업(22)에 구비하는 이외의 것은 상술한 제3 실시 형태와 마찬가지이므로 설명을 생략한다. 또한, 광 픽업(22)에 구비되는 광로 길이 보상 소자는, 상술한 제3 실시 형태와는 다른 기판(1)측으로부터 레이저 광을 조사하는 것을 고려하여 설치한 것이다.
우선, 추기형 광 기록 매체(10)를, 그 기판(1)의 측이 광 픽업(22)에 대향하도록 하여, 도시를 생략한 턴테이블에 재치한다. 다음에, 모터(21)를 구동하여 추기형 광 기록 매체(10)를 소정 속도로 회전시킨다.
그리고, 광 픽업(22)을 추기형 광 기록 매체(10)의 내주부에 설치된 BCA(14)까지 이동시킨 후, 광 픽업(22)을 구동시켜, 예를 들면 식별 정보에 따라서 펄스 형상으로 변조된 레이저 광을 기판(1)측으로부터 조사한다. 이에 의해, 무기 기록막(6) 중 레이저 광(24)이 조사된 부분에서는, 기판(1) 상에 적층된 금속막(2), 산화물막(2), 유전체막(5)이 용융 제거된다. 그 결과, 식별 정보에 따른 마크가 예를 들면 바코드 형상으로 형성되고, 식별 정보가 BCA(14)에 기록된다.
또한, 레이저 광은, 근적외 레이저 광 또는 적외 레이저 광인 것이 바람직하고, 예를 들면 파장 800 ㎚의 레이저 광이다. 또한, 레이저 광 조사 시의 광학 헤드 스캔 스피드를 5 ㎧ 이상 9 ㎧ 이하, 레이저 파워를 3400 ㎽ 이상 4000 ㎽ 이하의 범위로 하는 것이 바람직하다. 이 범위로 함으로써, 기록 마크 엣지 부분에서의 급격한 반사율의 상승을 억제할 수 있다. 따라서, 식별 정보의 재생 신호의 노이즈를 저감할 수 있다.
이 제4 실시 형태에서는, 유저 데이터의 기록ㆍ재생 시와는 다른 기판(1)측으로부터 레이저 광을 BCA(14)에 조사하여 식별 정보를 기록하기 때문에, 광 투과층(5)의 측으로부터 레이저 광을 조사한 경우와는 광 흡수 특성 등이 서로 다르므로, 마크의 경계 부분에 변형이 생기는 것을 억제할 수 있고, BCA(14)의 내부에 적층막의 일부가 잔류되는 것을 억제할 수 있으며, 기판(1)의 변형을 억제할 수 있는 등의 이점을 얻을 수 있다. 즉, 재생 신호의 흐트러짐을 억제하여, 원하는 재생 신호를 얻을 수 있다.
또한, 금속막(2)에 직접 레이저 광을 조사할 수 있으므로, 기판(1) 상의 적 층막을 효과적으로 파괴 제거할 수 있다. 또한, 광 투과층(5)측으로부터 레이저 광을 조사한 경우에는, 산화물막(3)에서의 흡수 발열 등의 영향으로 열이 확산되므로, 기판(1) 상의 적층막을 깨끗하게 파괴 제거할 수 없다고 생각된다.
이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이와 같은 실시예만에만 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하의 실시예에서는, 상술한 실시 형태와 대응하는 부분에는 동일한 부호를 붙인다.
본 발명의 실시예로서, 블루 레이 디스크의 광학계인, 개구수 0.85의 2군 대물 렌즈와 파장 405 ㎚의 청자색 반도체 레이저 광원을 이용한 광 디스크 기록ㆍ재생 장치에 맞추어 설계한 추기형 광 기록 매체(10)에 대해 나타낸다.
실시예 1 ∼ 6은, 제1 실시 형태에 대응하는 실시예이다. 실시예 7 ∼ 14는, 제2 실시 형태에 대응하는 실시예이다. 실시예 15 ∼ 16은, 제3 실시 형태에 대응하는 실시예이다. 실시예 17 ∼ 36은, 제4 실시 형태에 대응하는 실시예이다.
우선, 제1 실시 형태에 대응하는 실시예 1 ∼ 6에 대해 이하 검토의 순서로 설명한다.
(1-1) 추기형 광 기록 매체의 막 구성의 검토
(1-2) 산화물막의 산소 조성의 검토
(1-3) 산화물막의 막 두께의 검토
(1-4) 유전체막의 막 두께의 검토
(1-1) 추기형 광 기록 매체의 막 구성의 검토
우선, C/N, 변조도 및 반사율에 기초하여, 추기형 광 기록 매체(10)의 막 구 성에 대해 검토하였다.
실시예 1
도 6은, 실시예 1에 의한 추기형 광 기록 매체의 구성을 나타내는 모식적 단면도이다. 또한, 도 6에서는, 기판(1)에 설치된 인 그루브(11G) 및 온 그루브(11L)의 도시를 생략하고 있다.
우선, 사출 성형법에 의해, 일주면에 인 그루브(11G) 및 온 그루브(11L)이 설치된 기판(1)을 성형하였다. 수지 재료로서는, 폴리카보네이트 수지를 이용하였다. 또한, 인 그루브ㆍ온 그루브의 피치, 즉 트랙 피치는 0.32 ㎛(BD 사양)로 하고, 인 그루브(11G)의 깊이를 20 ㎚로 하고, 온 그루브(11L)을 워블(사행)시켜 어드레스 정보를 부가하였다.
다음에, 성막 장치(Unaxis사제, 상품명 : Cube)를 이용하여, Ti막(2), GeO막(3), SiN막(4)을 기판(1) 상에 순차적으로 적막하였다. 또한, 타겟 사이즈는, 직경ø200 ㎜로 하였다. 이하, 성막 장치에 의한 각 층의 성막 공정에 대해 순차적으로 설명한다.
우선, 진공 챔버 내를 진공화한 후, 진공 챔버 내에 Ar 가스를 도입하면서, Ti 타겟을 스퍼터링하여 막 두께 30 ㎚의 Ti막(2)을 기판(1) 상에 성막하였다. 또한, 성막 시에서의 Ar 가스 유량을 24 sccm로 하고, 스퍼터 파워를 3.0 ㎾로 하였다.
다음에, 대기 폭로하지 않고 별도의 진공 챔버에 기판(1)을 반송하고, 진공 챔버 내에 Ar 가스와 O2 가스를 도입하면서, Ge 타겟을 반응성 스퍼터링하여 막 두께 20 ㎚의 GeO막(3)을 Ti막(2) 상에 성막하였다. 또한, 성막 시에서의 Ar 가스 유량을 24 sccm, O2 가스 유량을 9 sccm, 스퍼터 파워를 2 ㎾로 하였다.
다음에, 대기 폭로하지 않고 별도의 진공 챔버에 기판(1)을 반송하고, 진공 챔버 내에 Ar 가스와 N2 가스를 도입하면서, Si 타겟을 반응성 스퍼터링하여 막 두께 60 ㎚의 SiN막(4)을 GeO막(3) 상에 성막하였다. 또한, 성막 시에서의 Ar 가스 유량을 50 sccm, N2 가스 유량을 37 sccm, 스퍼터 파워를 4 ㎾로 하였다. 또한, 이 SiN막(4)의 조성을 원자비로 3 : 4, 굴절율을 2.0, 흡수 계수를 0으로 하였다.
다음에, 원환 형상의 폴리카보네이트 시트를, 이 시트 일주면에 미리 도포된 PSA에 의해 기판(1) 상에 접합하여, 두께 0.1 ㎜의 광 투과층(5)을 형성하였다. 이상에 의해, 목적으로 하는 추기형 광 기록 매체(10)가 얻어졌다.
다음에, 상술한 바와 같이 하여 얻어진 추기형 광 기록 매체(10)의 GeO막(3)의 산소 조성을 조사하기 위해, 추기형 광 기록 매체(10)의 광 투과층(5)을 박리하고, 기록 영역으로부터 2 ㎝ × 2 ㎝의 에리어를 절취하여 분석용 샘플을 얻었다. 다음에, 상술한 바와 같이 하여 얻어진 분석용 샘플의 산소 조성을 RBS(Rutherford Backscattering) 분석법에 의해 측정하였다. 그 결과, GeO막의 조성비(원자수비)는, 1 : 1.7인 것을 알 수 있었다. 또한, 측정 장치로서는, 소니 주식회사제의 장치를 이용하였다.
다음에, 상술한 바와 같이 하여 얻어진 복수의 추기형 광 기록 매체(10)의 GeO막(3)의 흡수 계수를 조사하기 위해, 분석용의 샘플을 이하와 같이 하여 제작하였다.
즉, 상술한 각 추기형 광 기록 매체(10)의 GeO막(3)의 성막 공정과 마찬가지의 조건에서, 2 ㎝ × 2 ㎝의 Si 웨이퍼 상에 GeO막을 100 ㎚ 정도 성막하여 분석용의 샘플을 얻었다.
다음에, 상술한 바와 같이 하여 얻어진 분석용 샘플의 410 ㎚의 파장에서의 흡수 계수를, 엘립소미터에 의해 측정하였다. 그 결과, GeO막의 흡수 계수는 0.40인 것을 알 수 있었다. 또한, 엘립소미터로서는, 루돌프사제의 Auto EL-462P17을 이용하였다.
또한, 실제의 추기형 광 기록 매체(10)의 구성이라도, 추기형 광 기록 매체(10)로부터 광 투과층(5)을 박리하여 엘립소미터로 측정하고, 각 층의 막 두께 및 조성을 별도 분석하여, 각 층의 광학 상수를 환산함으로써, GeO막(3)의 흡수 계수를 구할 수 있다.
다음에, 상술한 바와 같이 하여 얻어진 추기형 광 기록 매체(10)의 캐리어 대 노이즈비(이하, C/N), 변조도 및 반사율을 측정하였다.
이하에, C/N, 변조도 및 반사율의 측정에 이용한 장치 및 그 측정 조건에 대해 나타낸다.
평가 장치로서는, 펄스테크제 DDU-1000을 이용하고, 선 속도 5.28 ㎧, 채널 비트 길이 80.0 ㎚로 특성 평가하였다. 이들은, BD의 23.3 GB 밀도의 규격에 준거한 것이다. 또한, 변조 방식은 17PP, 최단 마크 길이는 2T(0.16 ㎛), 최장 마크 길이는 8T(0.64 ㎛)로 하였다.
C/N 평가에는, 스펙트럼 아날라이저(Takeda Riken제, 상품명 : TR4171)를 이용하였다. RBW(Resolution Band Width)의 설정은 30 ㎑로 하였다.
8T 마크의 C/N은, 61 ㏈라는 높은 값을 나타냈다. 또한, 2T 마크에 대해서도 45 ㏈를 초과하는 값을 얻을 수 있었다. 또한, 대략의 실용 레벨로서는, 2T 마크의 C/N이 43 ㏈ 이상, 8T 마크의 C/N은 55 ㏈ 이상인 것이 요구된다.
변조도는 80 ％이며, 매우 양호한 기록ㆍ재생 특성을 나타냈다. 또한, 이 변조도의 정의는, 8T 마크의 스페이스 부분의 복귀 광량을 I8H, 마크 부분의 복귀 광량을 I8L로 하였을 때, (I8H - I8L)/I8H이다.
반사율은 10 ％이었다. 여기서는, 상세한 설명을 생략하지만, Ti막(2)에 대해 Al을 첨가하는 이외의 것은 상술한 실시예 1과 마찬가지로 하여, 추기형 광 기록 매체(10)를 작성하고, 이 추기형 광 기록 매체(10)의 반사율을 상술한 실시예 1과 마찬가지로 하여 측정하였다. 그 결과, Ti 금속막에 대해 Al을 첨가함으로써, 20 ％ 이상의 반사율을 얻을 수 있었다.
상술한 평가 결과로부터, Ti막(2), GeO막(3), SiN막(4)의 3층만의 적은 막 총수로, 양호한 C/N, 변조도 및 반사율을 갖는 고기록 밀도에 대응한 추기형 광 기록 매체(10)를 실현할 수 있는 것을 알 수 있다. 즉, 저렴하고 생산성이 우수하고, 또한 고기록 밀도에 대응한 추기형 광 기록 매체(10)를 제공할 수 있는 것을 알 수 있다.
비교예 1
상술한 실시예 1에서는, GeO막(3)에 접하여 Ti막(2)을 설치한 경우에 대해 설명하였지만, 비교예 1에서는 GeO막(3)과 Ti막(2) 사이에, 유전체막을 더 설치한 경우에 대해 설명한다.
도 7은, 비교예 1에 의한 추기형 광 기록 매체의 구성을 나타내는 모식적 단면도이다. Ti막(2)과 GeO막(3) 사이에, 막 두께 5 ㎚의 SiN막(7)을 성막하는 이외의 것은 상술한 실시예 1과 모두 마찬가지로 하여 추기형 광 기록 매체(10)를 얻었다.
다음에, 상술한 바와 같이 하여 얻어진 추기형 광 기록 매체(10)의 C/N, 변조도 및 반사율을 측정하였다. 또한, C/N, 변조도 및 반사율의 측정에 이용한 장치 및 그 측정 조건에 대해서는, 상술한 실시예 1과 마찬가지이다.
마크 길이 8T의 C/N은 44 ㏈, 마크 길이 2T의 C/N은 31 ㏈로 되고, 기록 특성이 악화되었다. 이 결과로부터, Ti막(2)과 GeO막(3)은 실시예 1에서와 같이 서로 접하고 있을 필요가 있다고 생각된다. 즉, Ti막(2)과 GeO막(3)이 계면에서 반응하고 있는 것이 기록 원리라고 생각된다. 따라서, GeO막(3)에 인접하여 활성이 높은 금속 재료나 금속 산화물 등이 있었을 경우에 양호한 기록이 행해지는 것이며, 비교예 1에서와 같이, GeO막(3)의 양면을 안정된 재료의 유전체막(4, 7)에 의해 보호한 구성으로 하는 경우, 양호한 기록이 행해지지 않는 것을 알 수 있다.
막 두께 5 ㎚의 유전체막(7)의 개재에서는, 열적ㆍ광학적 특성에 끼치는 영향은 거의 없지만, 이 유전체막(7)은 Ti막(2)과 GeO막(3)을 격리하게 된다. 그 결과, 기록 후의 반사율이 기록 전보다도 높은, 소위 low to high 기록으로 되고, 변 조도는 -13 ％라고 하는 실시예 1에 비해, 매우 작은 값으로 되었다.
또한, 투과형 전자 현미경(TEM : Transmission Electron Microscope)을 이용하여 단면 TEM 관찰에 의해 기록 전후의 막 두께 분포를 조사한 바, Ti막(2)의 막 두께에 변화는 보이지 않고, GeO막(3)이 산소 rich한 층과 Ge-rich한 층으로 분리되어 있고, Ti막(2)측에 산소 rich한 층이 형성되어 있는 것을 알 수 있었다. 따라서, 본 발명은, 금속을 산화시키는 것을 기록 원리로 하는 상술한 특허 문헌 1에 기재된 것과는 전혀 다른, 신규의 기록 원리를 이용하는 것이다.
실시예 2
도 8은, 실시예 2에 의한 추기형 광 기록 매체의 구성을 나타내는 모식적 단면도이다. 금속막(2)으로서 Al막을 이용하고, 유전체막(4)인 SiN막의 두께를 20 ㎚로 하는 이외의 것은 상술한 실시예 1과 마찬가지로 하여 추기형 광 기록 매체(10)를 얻었다.
이 실시예 2에서, SiN막(4)의 막 두께를 실시예 1의 경우보다 얇게 한 것은, 광학적 이유에 의한다. 즉, 금속막(2)으로서 이용한 Al은, Ti와는 광학 상수가 크게 차이나기 때문에 SiN에 의한 다중 간섭의 효과가 다르므로, SiN막(4)의 막 두께의 최적화에 의해 원하는 반사율이 얻어지도록 조정하였기 때문이다.
다음에, 상술한 바와 같이 하여 얻어진 추기형 광 기록 매체(10)의 C/N 및 반사율을 평가하였다. 또한, C/N 및 반사율의 측정에 이용한 장치 및 그 측정 조건에 대해서는, 상술한 실시예 1과 마찬가지이다.
이 실시예 2의 추기형 광 기록 매체(10)는, 기록 마크의 복귀광은 기록 전보 다도 높아졌다. 소위 low to high 기록이다. 또한, 8T의 C/N은, 55 ㏈이며, 2T의 C/N도 42 ㏈이며, 기록 특성 자체는 양호하였다.
실시예 2의 추기형 광 기록 매체(10)는, BD의 규격을 만족시키지 않지만, 고밀도 기록을 실현할 수 있다. 따라서, BD의 규격에 의한 것이 없는 추기형 광 기록 매체(10)로서 충분히 사용 가능하고, 또한 제조 조건의 선정에 의해 BD의 규격에 맞추는 것도 가능한 것은, 충분히 추측할 수 있는 것이다.
또한, 실시예 2의 추기형 광 기록 매체(10)에서는, 금속막(2)으로서 Al막을 이용함으로써, 내구성을 향상시킬 수 있었다. 또한, 실시예 2의 추기형 광 기록 매체(10)는 금속막(2), 산화물막(3), 유전체막(4)의 3층만의 구성으로 고밀도 기록을 실현할 수 있다는 점에서도, 또한 SiN막(4)의 막 두께가 얇다는 점에서도, 공업적으로 유리한 추기형 광 기록 매체(10)이다.
실시예 3
도 9는, 실시예 3에 의한 추기형 광 기록 매체의 구성을 나타내는 모식적 단면도이다. Al과 희토류 금속인 Gd와의 합금인 AlGd 합금에 의해 금속막(2)을 형성하고, 그 AlGd의 조성을 조성비(원자수비) Al : Gd로 7 : 3으로 하는 이외의 것은 상술한 실시예 2와 모두 마찬가지로 하여 추기형 광 기록 매체(10)를 얻었다.
다음에, 상술한 바와 같이 하여 얻어진 추기형 광 기록 매체(10)의 C/N, 변조도 및 반사율을 평가하였다. 또한, C/N, 변조도 및 반사율의 측정에 이용한 장치 및 그 측정 조건에 대해서는, 상술한 실시예 1과 마찬가지이다.
이 실시예 3에서는, 기록 후의 반사율이 기록 전보다도 낮은, 소위 high to low 기록으로 되었다. 기록 전의 반사율은 약 10 ％, 변조도는 50 ％이었다. Al을 이용하여, 광학적으로 high to low 기록일 필요가 있는 경우에는, 이와 같이 첨가 원소를 가하는 것이 유효한 것을 할 수 있다.
희토류 금속은 산화되기 쉬운 재료이며, 또한 열전도율이 낮지만, 희토류 금속을 Al과 합금화함으로써 기록 감도를 조정할 수 있는 것이다. 희토류 금속으로서는, Gd 외에 Tb, Dy, Nd를 들 수 있지만, 이들 특성은 매우 유사하고, 이 실시예 3에서, 이들 희토류 금속을 이용해도 거의 동일한 특성이 얻어진다.
또한, 산화되기 쉬운 것 외의 재료로서는, Fe, Mg, V, Ca, B, Nb, Zr, S, Se, Mn, Ga, Mo, W를 들을 수 있고, 이들 재료를 이용해도 마찬가지의 효과가 얻어진다. 이들은 열전도율을 내려서 기록 감도를 향상시키는 효과가 있고, 또한 재료에 따라서는 내구성의 향상에 기여한다. 또한, Al 또는 Ti로 이루어지는 금속막(2)의 내구성 향상을 위한 첨가물로서는, Cu, Pd, Si, Ni, C, Cr 등이 유효하다.
(1-2) 산화물막의 산소 조성의 검토
다음에, 산화물막(3)의 산소 조성을 바꾸어 산화물막(3)의 산소 조성에 대해 검토하였다.
실시예 4
GeO막(3)의 산소 조성을 바꾸는 이외의 것은 상술한 실시예 1과 모두 마찬가지로 하여, 복수의 추기형 광 기록 매체(10)를 얻었다. 또한, GeO막(3)의 성막 공정에서는, 산소 가스 유량을 6 sccm ∼ 9 sccm의 범위에서 변화시켰다. 또한, GeO막(3)의 막 두께가 20 ㎚로 되도록 스퍼터 시간을 적절하게 조정하였다.
그리고, 상술한 바와 같이 하여 얻어진 복수의 추기형 광 기록 매체(10)의 C/N을 측정하였다. 또한, C/N의 측정에 이용한 장치 및 그 측정 조건에 대해서는, 상술한 실시예 1과 마찬가지이다.
또한, 상술한 바와 같이 하여 얻어진 복수의 추기형 광 기록 매체(10)의 GeO막(3)의 산소 조성을 조사하기 위해, 추기형 광 기록 매체(10)의 광 투과층(5)을 박리하고, 기록 영역으로부터 2 ㎝ × 2 ㎝의 에리어를 절취하여 분석용 샘플을 얻었다. 다음에, 상술한 바와 같이 하여 얻어진 분석용 샘플의 산소 조성을 RBS(Rutherford Backscattering) 분석법에 의해 측정하였다. 그 결과, GeO막의 조성비(원자수비)는, 1 : 1.7인 것을 알 수 있었다. 또한, 측정 장치로서는, 소니 주식회사제의 장치를 이용하였다.
다음에, 상술한 바와 같이 하여 얻어진 복수의 추기형 광 기록 매체(10)의 GeO막(3)의 흡수 계수를 조사하기 위해, 분석용의 샘플을 이하와 같이 하여 제작하였다.
즉, 상술한 각 추기형 광 기록 매체(10)의 GeO막(3)의 성막 공정과 마찬가지의 조건에서, 2 ㎝ × 2 ㎝의 Si 웨이퍼 상에 GeO막을 100 ㎚ 정도 성막하여 분석용의 복수의 샘플을 얻었다.
다음에, 상술한 바와 같이 하여 얻어진 분석용 샘플의 410 ㎚의 파장에서의 흡수 계수를, 엘립소미터에 의해 측정하였다. 또한, 엘립소미터로서는, 루돌프사제의 Auto EL-462P17을 이용하였다.
또한, 실제의 추기형 광 기록 매체(10)의 구성이라도, 추기형 광 기록 매 체(10)로부터 광 투과층(5)을 박리하여 엘립소미터로 측정하고, 각 층의 막 두께 및 조성을 별도 분석하여, 각 층의 광학 상수를 환산함으로써, GeO막(3)의 흡수 계수를 구할 수 있다.
그리고, 상술한 바와 같이 하여 측정된 C/N, 산소 조성 및 흡수 계수에 기초하여, 도 10에 나타낸 그래프를 작성하였다. 도 10은, 산소 조성 및 흡수 계수와, C/N과의 관계를 나타내는 그래프이다. 횡축이 산소 조성 및 흡수 계수를 나타내고, 종축이 C/N을 나타낸다. 일반적으로, 흡수 계수(k)와 산소 조성(x)의 관계는 재료나 상이 동일하면 일의적으로 결정되는 것이다.
도 10으로부터 이하의 것을 알 수 있다.
우선, 변조도에 주목하면, 흡수 계수(k)가 0.2 미만으로 되면 변조도가 급격하게 저하되고, 흡수 계수(k)가 0.9를 초과하면 변조도가 40 ％ 이하로 되어 버린다.
다음에, 2T의 C/N에 주목하면, 흡수 계수(k)가 0.15 미만으로 되면 C/N이 저하되고, 0.9를 초과하면 C/N이 40 ㏈ 이하로 되어 버린다.
또한, 여기서는 상세한 설명은 생략하지만, 흡수 계수가 0.15 미만으로 되면, 급격하게 기록 감도가 악화되어, 정보 신호의 기록을 행할 수 없게 되었다. 이는, 흡수가 충분하지 않았던 것과, 산소가 많아 안정된 조성이기 때문이라고 생각된다.
이상의 점을 고려하면, GeO막(3)의 흡수 계수(k)의 범위는, 바람직하게는 0.15 이상 0.90, 보다 바람직하게는 0.20 이상 0.70 이하, 보다 더 바람직하게는 0.25 이상 0.6 이하의 범위이다.
또한, GeO막(3)의 산소 농도의 범위는, 바람직하게는 0.9 이상 2.0 이하, 보다 바람직하게는 1.2 이상 1.9 이하, 보다 더 바람직하게는 1.4 이상 1.8 이하의 범위이다.
(1-3) 산화물막의 막 두께의 검토
다음에, 산화물막(3)의 막 두께를 바꾸어 산화물막(3)의 막 두께에 대해 검토하였다.
실시예 5
GeO막(3)의 막 두께를 변화시키는 이외의 것은, 상술한 실시예 1과 마찬가지로 하여 복수의 추기형 광 기록 매체(10)를 얻었다. 그리고, 이와 같이 하여 얻어진 추기형 광 기록 매체(10)의 C/N 및 변조도를 측정하였다. 또한, C/N 및 변조도의 측정에 이용한 장치 및 그 측정 조건에 대해서는, 상술한 실시예 1과 마찬가지이다.
도 11은, GeO막(3)의 막 두께와, C/N 및 변조도와의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 11로부터 이하의 것을 알 수 있다. 즉, GeO막(3)의 막 두께가 20 ㎚ 정도인 경우에, 변조도 및 8T, 2T의 각 C/N이 가장 높고, GeO막(3)의 막 두께가 20 ㎚보다 두껍거나 얇게 되면, 변조도 및 8T, 2T의 각 C/N이 저하된다.
또한, GeO막(3)의 막 두께가 10 ㎚ 미만으로 되면, 변조도가 40 ％를 하회함과 함께, 2T의 C/N이 40 ㏈ 미만으로 되어, 기록 특성이 열화되어 온다. 또한, 2T의 C/N은, 막 두께 35 ㎚까지는 40 ㏈ 이상이다. 8T의 C/N은, 측정한 전체 막 두 께 범위에서 50 ㏈ 이상이다.
이상의 점을 고려하면, GeO막(3)의 막 두께는, 바람직하게는 10 ㎚ 이상 35 ㎚ 이하의 범위이며, 가장 바람직하게는 20 ㎚인 것을 알 수 있다.
(1-4) 유전체의 막 두께의 검토
다음에, 유전체막(4)의 막 두께를 바꾸어 유전체막(4)의 막 두께에 대해 검토하였다.
실시예 6
SiN막(4)을 10 ㎚로 하는 이외의 것은, 상술한 실시예 2와 모두 마찬가지로 하여 추기형 광 기록 매체(10)를 얻었다. 그리고, 이 추기형 광 기록 매체(10)의 C/N을 측정하였다. 또한, C/N의 측정에 이용한 장치 및 그 측정 조건에 대해서는, 상술한 실시예 1과 마찬가지이다. 그 결과, 기록 노이즈가 크게 상승되고, 8T의 C/N이 40 ㏈ 정도로 저하되었다. 이는 SiN막(4)의 강성이 부족해졌기 때문이라고 생각된다. 따라서, SiN막(4)의 막 두께는, 10 ㎚ 이상인 것이 바람직하다.
또한, 이 SiN막(4)은 GeO막(3)의 보호막으로서도 기능하고 있기 때문에, 보호의 관점으로부터는 가능한 한 두꺼운 쪽이 바람직하지만, 양산성의 관점으로부터는 100 ㎚ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 이와 같은 막 두께 범위이면, 실시예 6과 마찬가지의 효과가 얻어진다.
단, 최적의 유전체막(4)의 막 두께는, 금속막(2)의 재료, 유전체막(4)의 재료에 의해 변하는 것이며, 일의적으로는 결정되지 않는다. 예를 들면 실시예 1의 경우에는, 60 ㎚가 최적 막 두께이며, 실시예 2의 경우에는 20 ㎚가 최적 막 두께 이었다. 또한, 유전체막(4)이 SiO2인 경우, 굴절율이 기판(1)이나 광 투과층(5)과 거의 동일하기 때문에, 광학적으로는 막 두께는 임의의 두께이어도 되고, 내구성, 양산성, 기록 특성의 관점만으로부터 최적화하는 것이 가능하다.
또한, 유전체막(4)은 단일층일 필요는 없고, 예를 들면 SiN/SiO2나 ZnS-SiO2/SiN과 같이 2층 이상으로 나누는 것도 가능하고, 이 경우에도 실시예 6과 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
다음에, 본 발명의 제2 실시 형태에 대응하는 실시예 7 ∼ 14에 대해 이하의 검토의 순서로 설명한다.
(2-1) 금속막의 Si 조성의 검토
(2-2) 제1 및 제2 유전체막의 막 두께의 검토
(2-3) 유전체막의 층수의 검토
(2-4) 산화물막의 광 흡수 계수의 검토
(2-5) 금속막 및 산화물막의 막 두께의 검토
(2-6) 금속막의 산소 농도의 검토
(2-7) 그루브 깊이 및 워블 진폭의 검토
어느 하나의 실시예도, BD(블루 레이 디스크)의 추기형 광 기록 매체(10)이며, 금속막(2)의 산소 농도를 21 원자 ％로 하였다.
또한, 그 광학계는 개구수 0.85의 2군 대물 렌즈와 파장 405 ㎚의 청자색 반도체 레이저 광원을 이용한 광 디스크 기록ㆍ재생 장치에 의한다.
평가 장치는 펄스테크 공업 주식회사제의 BD 디스크 검사기, ODU-1000을 이용하였다. 광원의 파장은 405.2 ㎚이다.
재생 신호의 C/N 측정은 (독일) Rohde-Schwartz사제의 스펙트럼 애널라이저, FSP3을 이용하여 측정하였다.
또한, 지터 측정은 펄스테크 공업 주식회사제의 이퀄라이저 보드를 통해, 요코가와 전기 주식회사제의 타임 인터벌 애널라이저, TA720을 이용하여 측정하였다.
그 밖의, 진폭, 변조도 등의 측정에는 테크트로닉사제의 디지털 오실로스코프, TDS7104를 이용하였다.
기록의 선 속도는 9.83 ㎧ (2배속 기록), 재생 시의 선 속도는 4.92 ㎧ (1배속), 채널 비트 길이는 74.50 ㎚(직경 12 ㎝의 광 디스크에 25 GB의 기록 밀도)로 행하였다.
변조 방식은 17PP이며, 최단 마크인 2T 마크의 마크 길이는 0.149 ㎛, 8T 마크의 마크 길이는 0.596 ㎛이다. 트랙 피치는 0.32 ㎛이다.
(2-1) 금속막의 Si 조성의 검토
우선, 금속막(2)의 조성을 바꾸어 금속막(2)의 조성에 대해 검토하였다.
실시예 7
도 12는, 실시예 7에 의한 추기형 광 기록 매체(10)의 구성을 나타내는 모식적 단면도이다.
우선, 사출 성형에 의해, 두께 1.1 ㎜의 PC 기판(1)을 작성하였다. 또한, 도시를 생략하지만, 이 PC 기판(1) 상에는 인 그루브(11G) 및 온 그루브(11L)을 갖 는 요철면(11)을 형성하였다. 이 인 그루브(11G)의 깊이는 21 ㎚로 하고, 트랙 피치는 0.32 ㎛로 하였다.
다음에, 성막 장치(Unaxis사제, 상품명 : Sprinter)를 이용하여, 막 두께 25 ㎚의 TiSiO막(2), 막 두께 22 ㎚의 GeO막(3), 막 두께 45 ㎚의 ZnS-SiO2(4a), 막 두께 10 ㎚의 SiN막(4b)을 기판(1) 상에 순차적으로 성막하였다. 그 후, 감압성 점착 재(PSA)에 의해 폴리카보네이트 시트를 기판(1)의 요철면(11)측에 접합하여, SiN막(4b) 상에 광 투과층(5)을 형성하였다. 이 광 투과층(5)의 두께는, PSA 및 폴리카보네이트 시트를 포함하여 100 ㎛로 하였다. 이상에 의해, 목적으로 하는 추기형 광 기록 매체(10)를 얻었다.
성막 순서는 이하와 같다.
우선, 진공 챔버 내를 진공화한 후, 진공 챔버 내에 Ar 가스 및 산소 가스를 도입하면서, TiSi 타겟을 스퍼터링하여 막 두께 25 ㎚의 TiSiO막(2)을 기판(1) 상에 성막하였다. 이 TiSi 타겟 중의 Si의 조성비를 20 원자 ％로 하고, 이 TiSiO막(2)에서의 산소 조성을 21 원자 ％로 하였다.
이 성막 공정에서의 성막 조건의 일례를 이하에 나타낸다.
진공 도달도 : 5.0 × 10-5 ㎩
분위기 : 0.2 ㎩
투입 전력 : 3 ㎾
Ar 가스 유량 : 30 sccm
산소 가스 유량 : 5 sccm
다음에, 진공 챔버 내를 진공화한 후, 진공 챔버 내에 Ar 가스 및 O2 가스를 도입하면서, Ge 타겟을 반응성 스퍼터링하여 막 두께 22 ㎚의 GeO막(3)을 TiSi막(2) 상에 성막하였다. 또한, GeO막(3)의 산소 조성은, 흡수 계수(k)가 0.4로 되는 조성으로 하였다.
이 성막 공정에서의 성막 조건의 일례를 이하에 나타낸다.
진공 도달도 : 5.0 × 10-5 ㎩
분위기 : 0.2 ㎩
투입 전력 : 2 ㎾
Ar 가스 유량 : 30 sccm
산소 가스 : 46 sccm
다음에, 진공 챔버 내를 진공화한 후, 진공 챔버 내에 프로세스 가스를 도입하면서, ZnS-SiO2 타겟을 스퍼터링하여 막 두께 45 ㎚의 ZnS-SiO2막(4a)을 GeO막(3) 상에 성막하였다. ZnS-SiO2막(4a)의 조성비(원자비) ZnS:SiO2가 80 : 20으로 되도록 하였다.
이 성막 공정에서의 성막 조건의 일례를 이하에 나타낸다.
진공 도달도 : 5.0 × 10-5 ㎩
분위기 : 0.1 ㎩
투입 전력 : 1 ㎾
Ar 가스 유량 : 6 sccm
다음에, 진공 챔버 내를 진공화한 후, 진공 챔버 내에 Ar 가스 및 N2 프로세스 가스를 도입하면서, Si 타겟을 스퍼터링하여 막 두께 10 ㎚의 Si3N4막(4b)을 기판(1) 상에 성막하였다.
이 성막 공정에서의 성막 조건의 일례를 이하에 나타낸다.
진공 도달도 : 5.0 × 10-5 ㎩
분위기 : 0.3 ㎩
투입 전력 : 4 ㎾
Ar 가스 유량 : 50 sccm
N2 가스 유량 : 37 sccm
다음에, TiSiO막(2)의 조성을 바꾸는 이외의 것은, 상술한 추기형 광 기록 매체(10)와 모두 마찬가지로 하여, 복수의 추기형 광 기록 매체(10)를 얻었다.
다음에, 상술한 바와 같이 하여 얻어진 복수의 추기형 광 기록 매체(10)의 지터 및 파워(Pw)(기록 감도)를 측정하였다.
도 13은, TiSiO막의 Si의 조성과, 지터 및 파워(Pw)와의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 13으로부터 이하의 것을 알 수 있다. 즉, BD에서의 추기형 광 기록 매체(BD-R)(10)의 규격에 따르면, 2배속 기록, 기록 밀도 25 GB에서 지터가 6.5 ％ 이하, 기록 감도가 7.0 ㎽가 요구되지만, 이 실시예 7에서는 TiSiO막(2)의 조성을 선택함으로써, BD 규격을 만족할 수 있는 것을 알 수 있다.
구체적으로는, BD의 지터의 규격을 만족하기 위해서는, TiSi의 Si 조성을 8 원자 ％ 이상으로 하고, 기록 감도를 만족하기 위해서는 32 원자 ％ 이하로 하면 되는 것을 알 수 있다. 즉, Si의 조성은 8 원자 ％ 이상 32 원자 ％ 이하로 함으로써, 양호한 특성을 갖는 BD-R을 제작할 수 있는 것을 알 수 있다.
또한, 상술한 구성에서, Si3N4에 의한 SiN막(4b)은, ZnS-SiO2막(4a)과, 광 투과층(5)의 PSA가 반응하여 열화되는 것을 방지하기 위한 격리층으로서 설치되는 것이다. 이 때문에, 이 SiN막(4b)의 막 두께는, 이 격리층으로서의 기능을 갖는 범위에서 가능한 한 얇게 하는 것이 바람직하다. 여기서는, 상세한 설명은 생략하지만, 이 SiN막(4b)의 두께를 4 ㎚까지 얇게 해도, 기록 감도, 지터와 함께 전혀 변화가 없고, 내구성에도 문제가 없는 것을 확인하였다.
이 SiN막(4b)은, 상술한 PSA와의 반응의 우려가 없는 경우, 예를 들면 광 투과층(5)을 PSA를 이용하지 않고, UV 레진에 의해 형성할 때에는, 혹은 단시간 이용 등의 조건 하에서는, 그 형성을 생략할 수 있다.
(2-2) 제1 및 제2 유전체막의 막 두께의 검토
다음에, 제1 유전체막(4a) 및 제2 유전체막(4b)의 막 두께를 바꾸어, 제1 유전체막(4a) 및 제2 유전체막(4b)의 막 두께에 대해 검토하였다.
실시예 8
ZnS-SiO2막(4a)의 막 두께 T1을 10 ㎚ ∼ 43 ㎚의 범위에서 변화시키고, SiN 막(4b)의 막 두께 T2를 0 ∼ 35 ㎚의 범위에서 변화시키는 이외의 것은, 상술한 실시예 7과 모두 마찬가지로 하여 복수의 추기형 광 기록 매체(10)를 얻었다.
비교예 2
ZnS-SiO2막(4a)을 성막하지 않고(막 두께 T1 = 0), SiN막(4b)의 막 두께를 60 ㎚로 하는 이외의 것은 상술한 실시예 7과 모두 마찬가지로 하여 추기형 광 기록 매체(10)를 얻었다.
다음에, 상술한 바와 같이 하여 얻어진 실시예 8 및 비교예 3의 기록 마크의 전단측의 지터(Leading jitter)와 후단측의 지터(Trailing jitter)를 측정하였다.
도 14에, 기록 마크의 전단측 및 후단측의 지터와의 측정 결과를 나타낸다. 도 14로부터 이하의 것을 알 수 있다. 즉, ZnS-SiO2막(4a)의 막 두께를 10 ㎚ ∼ 43 ㎚의 범위로 하고, SiN막(4b)의 막 두께를 0 ∼ 35 ㎚의 범위로 할 때, 기록 마크의 전단측 및 후단측의 지터를 6.5 ％ 이하로 할 수 있는 것을 알 수 있다.
ZnS-SiO2막(4a)의 막 두께에 대해서는 매우 넓은 막 두께 범위에서 지터가 6.5 ％를 하회하고 있어, 양호한 기록이 가능하고, 특히 23 ㎚ 이상의 막 두께에서 특성이 안정되어 있는 것을 알 수 있다. 따라서, ZnS-SiO2막(4a)의 막 두께는, 바람직하게는 10 ㎚ 이상, 보다 바람직하게는 23 ㎚ 이상의 범위로 한다. 또한, 상한에 대해서는, 도 14에서는 ZnS-SiO2막(4a)과 SiN막(4b)의 합계 막 두께가 약 50 ㎚로 되도록 하였기 때문에, 한정되는 수치가 주어지지 않는다. 상한은, 반사율에 의해 결정된다. 즉, ZnS-SiO2막(4a)이 지나치게 두꺼우면 반사율이 저하됨으로써 한도가 주어진다. 예를 들면, BD-R의 단층 미디어의 규격에서는 반사율은 12 ％ 이상으로 규정되어 있다. 이 실시예의 형태에서, SiN막의 막 두께를 4 ㎚로 하였을 때, ZnS-SiO2막(4a)이 정확히 58 ㎚일 때에 12 ％의 반사율로 되고, 58 ㎚ 이상의 막 두께에서는 BD-R의 규격을 만족시키지 않았다. 따라서, ZnS-SiO2막(4a)의 상한은 바람직하게는 58 ㎚ 이하이다. 그러나, 반사율의 제한이 보다 완만한 광 디스크 규격이 책정되면 그에 적용하는 경우나, BD-R이라도 2층(Dual Layer) 규격이면 반사율은 4 ％ 이상이면 되므로, 58 ㎚의 막 두께를 초과해도 본 발명의 기록 특성의 효과는 하등 손상되는 일 없이 유효한 것이다.
그리고, 이와 같이 ZnS-SiO2막(4a)의 막 두께를 넓은 범위로부터 선정할 수 있으므로, 이 막 두께는 반사율의 면으로부터, 광학적으로 최적의 막 두께를 선택할 수 있다.
한편, ZnS-SiO2막(4a)을 형성하지 않고, SiN막(4b)만으로 할 때에는, 지터가 0.5 ％ 저하되므로, 규격의 6.5 ％를 만족하는 범위가 좁아진다. 즉, 통상의 막 두께 범위이면, 막 두께에 상관없이 ZnS-SiO2를 유전체막(4)으로서 이용하는 것이 기록ㆍ재생 특성 향상에 유효하다.
(2-3) 유전체막의 층수에 대한 검토
다음에, 유전체막(4)의 층수를 바꾸어 유전체막(4)의 층수에 대해 검토하였 다.
실시예 9
도 15는, 실시예 9에 의한 추기형 광 기록 매체의 구성을 나타내는 모식적 단면도이다.
TiSiO막(2)에서의 Si의 함유율을 10 원자 ％、TiSiO막(2)의 막 두께를 30 ㎚, GeO막(3)의 막 두께를 20 ㎚, ZnS-SiO2막(4a)의 막 두께를 30 ㎚로 하는 이외의 것은, 상술한 실시예 7과 모두 마찬가지로 하여 추기형 광 기록 매체(10)를 얻었다.
실시예 10
도 16은, 실시예 10에 의한 추기형 광 기록 매체의 구성을 모식적으로 도시하는 단면도이다.
ZnS-SiO2막(4a)의 성막을 생략하고, 막 두께 60 ㎚의 SiN막(4b)만을 유전체막으로서 성막하는 이외의 것은, 상술한 실시예 7과 모두 마찬가지로 하여 추기형 광 기록 매체(10)를 얻었다.
또한, 상술한 실시예 9 및 10에서, 그 반사율은 함께 15 ％ 정도로 하고, GeO막(3), TiSiO막(2)에의 광의 흡수량은 거의 동일하게 되도록 설계하였다.
다음에, 상술한 바와 같이 하여 얻어진 실시예 9 및 10의 추기형 광 기록 매체(10)에 대해 기록 파워(Pw)를 변화시켜 정보 신호를 기록한 후, C/N 및 변조도를 측정하였다.
도 17, 도 18에 각각, 실시예 9, 10의 추기형 광 기록 매체(10)에서의 기록 감도[기록 파워(Pw)]와 C/N 및 변조도와의 관계를 나타낸다.
도 17 및 도 18로부터 이하의 것을 알 수 있다. 즉, ZnS-SiO2막(4a)과 SiN막(4b)을 형성한 경우에는, SiN막(4b)만을 형성한 경우에 비해, 그 변조도를 크게 할 수 있고, 또한 C/N을 높게 할 수 있는 것을 알 수 있다.
또한, 금속막(2)의 TiSi에 대하는 외의 첨가물은, 내구성, 기록 특성을 향상시키는 것으로서, Cu, Pd, Ni, C, Cr, Fe, Mg, V, Ca, B, Nb, Zr, S, Se, Mn, Ga, Mo, Tb, Dy, Nd를 들 수 있다.
(2-4) 산화물막의 광 흡수 계수에 대한 검토
산화물막(3)의 흡수 계수를 바꾸어, 산화물막(3)의 흡수 계수에 대해 검토를 행하였다.
실시예 11
GeO막(3)의 산소 농도를 변화시키는 이외의 것은 상술한 실시예 7과 모두 마찬가지로 하여 복수의 추기형 광 기록 매체(10)를 얻었다.
다음에, 상술한 바와 같이 하여 얻어진 복수의 추기형 광 기록 매체(10) 각각의 광 흡수 계수 및 지터를 측정하였다. 또한, 이 지터 측정에서는, 상술한 바와 같이 기록 선 속도는 2 × (9.83 ㎧)로 하였다.
도 19에, 산소 농도 및 흡수 계수에 대한 지터의 변화를 나타낸다. 도 19로부터 이하의 것을 알 수 있다. GeO막의 산소 농도 및 흡수 계수에는 최적 범위가 존재하는 것을 알 수 있다. 예를 들면, BD-R의 지터 규격 값의 6.5 ％ 이하를 만족하기 위해서는, 흡수 계수(k)를 0.15 ≤ k ≤ 0.90의 범위로 하는 것이 바람직한 것을 알 수 있다. 따라서, GeO막(3)의 흡수 계수(k)가 0.15 ≤ k ≤ 0.90으로 되도록, GeO막(3)의 산소 농도를 조정함으로써, 양호한 특성을 갖는 추기형 광 기록 매체(10)를 얻을 수 있다.
(2-5) 금속막 및 산화물막의 막 두께의 검토
다음에, 금속막(2) 및 산화물막(3)의 막 두께를 바꾸어, 금속막(2) 및 산화물막(3)의 막 두께에 대해 검토를 행하였다.
실시예 12
도 20에, TiSiO막(2) 및 GeO막(3)의 막 두께, 및 지터 값의 측정 결과를 나타낸다. TiSiO막(2) 및 GeO막(3)의 막 두께를, 도 20에 도시한 바와 같이 바꾸는 이외의 것은 상술한 실시예 7과 모두 마찬가지로 하여 복수의 추기형 광 기록 매체(10)를 얻었다.
다음에, 상술한 바와 같이 하여 얻어진 복수의 추기형 광 기록 매체(10)에 대해 평가 장치에 의해 정보 신호를 기록하였다. 그리고, 기록 마크의 전단측 및 후단측의 지터를 측정하였다. 또한, 막 두께에 의해 기록막의 열 특성이 변하고, 최적의 기록 펄스의 형상(폭, 타이밍, 파워)이 변화되므로, 각각의 추기형 광 기록 매체(10)에 따라서 기록 펄스 형상을 최적화하고, 가장 좋은 지터만에 주목하였다. 이 지터가, 도 20에는 나타내어져 있다.
도 20으로부터 이하의 것을 알 수 있다.
금속막(2)의 막 두께 범위를 20 ㎚ 이상 27 ㎚ 이하, 또한 산화물막(3)의 막 두께 범위를 16 ㎚ 이상 22.5 ㎚ 이하로 함으로써, BD-R의 지터 규격 값의 6.5 ％를 훨씬 하회하는 값으로 할 수 있는, 즉 막 두께에 대한 마진을 매우 크게 할 수 있는 것을 알 수 있다. 또한, 산화물막은 그 흡수 계수가 낮으면 막 두께가 보다 두꺼워도 마찬가지의 결과를 얻을 수 있고, 35 ㎚ 이하이면 양호한 결과가 얻어지는 것은 실시예 5에 기재된 바와 같다.
(2-6) 금속막의 산소 농도의 검토
다음에, 금속막(2)의 산소 농도를 바꾸어, 금속막(2)의 산소 농도에 대해 검토하였다.
실시예 13
Ar 가스와 산소 가스를 진공 챔버 내에 도입하면서, TiSi 합금의 타겟을 반응성 스퍼터링하여 TiSiO막(2)을 기판(1) 상에 성막하였다. 또한, TiSiO막(2)의 TiSi 합금의 조성은, Si 조성을 20 원자 ％로 하고, 각 샘플마다 진공 챔버 내에 도입하는 산소 가스 유량을 조정하여, TiSiO막(2) 중의 산소 농도를 바꾸었다. 그리고, 이와 같이 하여 성막된 TiSiO막(2) 상에, 흡수 계수(k) = 0.4를 갖는 GeO막(3)을 성막하였다. 이 이외는 상술한 실시예 1과 모두 마찬가지로 하여 복수의 추기형 광 기록 매체(10)를 얻었다.
다음에, 상술한 바와 같이 하여 얻어진 복수의 추기형 광 기록 매체(10)에 대해 평가 장치에 의해 정보 신호를 기록한 후, BD 평가 장치에 의해 지터 값을 측정하였다. 이 평가 장치는, 펄스테크 공업(주)제 ODU-1000(BD 사양)이다. 광원의 파장은 405.2 ㎚, 대물 렌즈의 개구수(N.A.)는 0.85이다.
기록 밀도는, 직경 12 ㎝의 디스크에 25 GB 용량 상당으로 하고, 기록 선 속도는 2배속 기록의 규격에 상당하는 9.83 ㎧로 하였다.
이 기록 밀도에서는, 리미트 이퀄라이저를 통과시킨 지터 레벨로서 6.5 ％ 이하이고, 기록 매체로서 양호한 특성을 갖는다는 판단의 지표로 할 수 있다.
그리고, 상술한 바와 같이 하여 측정된 각 추기형 광 기록 매체(10)의 지터 및 산소 농도에 기초하여, 도 21에 나타낸 그래프를 작성하였다.
도 21은, 금속막의 산소 농도와 지터 특성과의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 21로부터 이하의 것을 알 수 있다. 즉, 금속막(2)을 TiSi의 산화물에 의해 구성함으로써, 지터를 개선할 수 있는 것을 알 수 있다. 이는 노이즈 성분의 저하 및 GeO막(3)의 반응성의 향상이 원인이라 생각된다. 또한, 산소 농도가 너무 높으면 지터가 나빠지지만, 이는 TiSi의 흡수 계수가 저하되어 감도가 서서히 나빠지고, 기록 시의 온도 분포가 이상적이지 않은 것이 원인이라 생각된다.
따라서, 산소를 금속막(2)에 함유시키는 것은 추기형 광 기록 매체(10)의 특성 개선에 매우 유효하고, 또한 그 산소 농도에는 최적의 범위가 존재하고, 예를 들면 산소 농도를 9 원자 ％ 이상 38 원자 ％의 범위로 함으로써, BD의 규격 값인 지터 6.5 ％ 이하로 할 수 있다.
이 경우에 있어서도, Si의 Ti에 대한 조성비로서는 8 원자 ％ 이상 32 원자 ％ 이하의 범위가 양호하다.
(2-7) 그루브 깊이 및 워블 진폭의 검토
다음에, 그루브의 깊이가 서로 다른 복수의 추기형 광 기록 매체(10)를 제작하여, 그루브 깊이에 대한 검토를 행하였다.
실시예 14
도 22는, 실시예 14에 의한 추기형 광 기록 매체의 구성을 나타내는 모식적 단면도이다. 우선, 사출 성형법에 의해, 일주면에 인 그루브(11G) 및 온 그루브(11L)이 설치된 기판을, 인 그루브(11G)의 깊이를 바꾸어 복수 성형하였다. 수지 재료로서는, 폴리카보네이트 수지를 이용하였다. 또한, 인 그루브ㆍ온 그루브의 피치, 즉 트랙 피치는 0.32 ㎛(BD 사양)로 하였다.
다음에, 성막 장치(Unaxis사제, 상품명 : Sprinter)를 이용하여, TiSi막(2), GeO막(3), ZnS-SiO2막(4a), SiN막(4b)을 기판(1) 상에 순차적으로 성막하였다. 각각의 막 두께는, TiSi막(2)의 막 두께를 25 ㎚, GeO막(3)의 막 두께를 25 ㎚, ZnS-SiO2막(4a)의 막 두께를 45 ㎚, SiN막(4b)의 막 두께를 10 ㎚로 하였다. 또한, TiSi의 조성은 Si가 27 원자 ％로 하였다.
그 후, 감압성 점착재(PSA)에 의해 폴리카보네이트 시트를 기판(1)의 요철면(11)에 접합하여, SiN막(4b) 상에 광 투과층(5)을 형성하였다. 이 광 투과층(5)의 두께는, PSA 및 폴리카보네이트 시트를 포함하여 100 ㎛로 하였다. 이상에 의해, 목적으로 하는 복수의 추기형 광 기록 매체(10)를 얻었다.
다음에, 상술한 바와 같이 하여 얻어진 복수의 추기형 광 기록 매체(10)의 지터 값을 평가하였다. 또한, 평가 장치로서는 펄스테크 공업 주식회사제, ODU- 1000(블루 레이 디스크 사양)을 이용하였다. 이 평가 장치의 광원의 파장은 405 ㎚이며, 대물 렌즈의 NA는 0.85이다.
또한, 정보 신호의 기록ㆍ재생은 25 GB 밀도, 1배속(4.92 ㎧)으로 행하였다. 또한, 정보 신호를 연속하여 기록하고, 크로스 토크의 영향이 있는 상태로 하여 10 트랙을 재생하였다.
그리고, 상술한 바와 같이 하여 측정된 지터에 기초하여, 도 23에 나타낸 그래프를 작성하였다. 도 23은, 인 그루브의 깊이와 지터와의 관계를 나타내는 그래프이다. 또한, 도 23에서, 에러 바의 중심 부근의 점이 지터의 평균 값, 에러 바의 상단 및 하단이 지터의 변동의 범위를 나타낸다.
도 23으로부터 이하의 것을 알 수 있다. 즉, 그루브 깊이가 22 ㎚ 이상에서는 트랙마다 지터의 변동이 많아지고, 평균 지터 값도 약간 악화되어 있다. 이에 대해, 21.5 ㎚ 이하에서는 지터의 변동이 억제되어 평균 지터 값도 양호하여, 양호한 기록 특성이 얻어진다.
다음에, 상술한 바와 같이 하여 얻어진 복수의 추기형 광 기록 매체(10)의 워블 C/N을 측정하였다. 그리고, 측정된 C/N에 기초하여, 도 24에 나타낸 그래프를 작성하였다. 도 24는, 워블 C/N과 그루브 깊이와의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 24로부터 이하의 것을 알 수 있다. 즉, 그루브 깊이에 대한 특성 변화는 완만하지만, 19 ㎚ 이하로 되면 서서히 C/N이 저하된다. 블루 레이 디스크의 C/N의 규격에서는, 최적 파워로 기록 후에 C/N이 26 ㏈ 이상 확보되게 되어 있다. 이 실시예 14의 추기형 광 기록 매체(10)에서는, 최적 파워로부터 10 ％ 높은 파워로 기록해도 거의 26 ㏈를 만족하고 있지만, 그루브 깊이가 18 ㎚까지 얕아지면, 20 ㏈까지 강하게 저하되고, 규격 값보다도 대폭 C/N이 하회하므로 어드레스 정보가 판독되지 않을 우려가 있다. 따라서, 그루브 깊이는 18 ㎚ 이상인 것이 바람직하다.
다음에, 상술한 바와 같이 하여 얻어진 복수의 추기형 광 기록 매체(10) 중, 그루브 깊이 20 ㎚를 갖는 것에 대해, CTS를 변화시켰을 때의 워블 진폭과 워블 C/N과의 관계를 조사하였다. 정보 신호의 기록ㆍ재생은, 블루 레이 평가 장치에 의해, 온 그루브(랜드)(11L)에 대해 행하였다.
CTS는 하기의 식에 의해 정의된다.
CTS = 2(RON - RIN)/(RON + RIN)
단, RON : 온 그루브(랜드)(11L)에 트랙킹을 걸었을 때의 블루 레이 평가 장치의 복귀 광량
RIN: 인 그루브(그루브)(11G)에 트랙킹을 걸었을 때의 블루 레이 평가 장치의 복귀 광량
도 25에, CTS를 변화시켰을 때의 워블 진폭과 워블 C/N과의 관계를 나타낸다.
CTS는 그루브의 폭의 파라미터를 나타내는 것이며, 기록 그루브의 폭이 넓을수록 CTS는 커진다. 또한, 도 25에서는 블루 레이 디스크의 규격 값의 26 ㏈를 파 선으로 나타내고 있고, 시스템 내성을 높게 취하기 위해서는, 이 파선으로 나타내는 26 ㏈보다도 워블 진폭을 충분히 높은 값으로 하는 것이 바람직하다.
도 25로부터 이하의 것을 알 수 있다. 즉, 도 25에서 규격 값을 하회하고 있는 것은, CTS가 -0.012, -0.03으로 작은 경우에, 고파워(1.1xPwo)로 기록하였을 때의 C/N이다. CTS에 대해서는, 미기록의 상태에서는 거의 차이가 보이지 않지만(도 25 중,「■」참조), 고파워로 기록을 행하고, 기록 마크가 그루브 폭 방향으로 넓어졌을 때에 큰 차이가 나타난다(도 25 중,「●」참조).
최적 파워(1.0배의 파워)에서의 측정 결과에 주목하면(도 25중,「○」참조), CTS가 -0.03 이상인 경우에는, 상술한 규격 범위를 만족하는 것을 알 수 있다. 그리고, 1.1배에서의 측정 결과에 주목하면(도 25 중「●」참조), CTS가 -0.01인 경우에는, 상술한 규격 범위를 만족하는 것을 알 수 있다. 또한, OPC를 취할 때에는 、±10 ％로 기록 감도를 보는 것이 추장되어 있으므로, 1.1배의 파워로 정보 신호의 기록을 행한 경우에도, 규격 값 26 ㏈ 이상인 것이 요구된다. 이상에 의해, CTS의 값으로서는, 바람직하게는 -0.03 이상, 보다 바람직하게는 -0.01 이상이다.
이 거동은 블루 레이의 리라이터블 미디어에는 볼 수 없는 것이다. 리라이터블 미디어에서는 고파워로 기록한 경우라도, 가로로 퍼진 마크를 인접한 트랙을 기록할 때에 소거ㆍ재기록하기 위해서이다. 본 발명으로 대표되는 추기형 미디어의 경우, 한번 기록된 마크는 소거되는 일이 없으므로, 종래의 리라이터블 미디어와는 다른 곳에 양호한 조건이 있고, 본 발명은 그것을 명확하게 나타내는 것이다. 워블 진폭에 대해서는, 고파워로의 기록 후 워블 C/N은 큰 차이가 보이지 않는다. 워블 C/N에 대해서는, CTS의 최적화가 중요한 파라미터로 된다.
다음에, 마찬가지의 추기형 광 기록 매체(10)에 대해, CTS를 변화시켰을 때의 워블 진폭과 NWS와의 관계를 조사하였다.
NWS는 하기의 식에 의해 정의된다.
NWS = Iwpp/Ipp
단, Iwpp : 트랙킹을 걸었을 때의 푸시풀 신호의 진폭(워블 신호의 진폭)
Ipp : 트랙킹을 걸지 않고 안내 홈을 가로지를 때에 발생하는 푸시풀 신호의 진폭
도 26에, CTS를 변화시켰을 때의 워블 진폭과 NWS(Normalized Wobble Signal)의 값과의 관계를 도시한다. 블루 레이 디스크의 규격에서는 NWS는 0.20 이상 0.55 이하의 범위이며, 도 26에서는 이 범위를 파선으로 나타내고 있다. 고파워로 기록한 후도 이 파선으로 나타낸 0.20 이상 0.55 이하의 범위에 NWS가 들어가 있는 것이 바람직하다.
도 26에 의하면, CTS가 클수록, 또한 워블 진폭이 클수록 NWS가 커지고, 이 도 26 중에 규격 외로 되는 점이 존재하고 있다. NWS는 CTS보다도 워블 진폭의 의존성이 크고, 또한 NWS에는 최소치 및 최대치가 설정되어 있기 때문에, 양호한 값을 얻기 위해서는 워블 진폭에 양호한 범위가 존재한다. 워블 C/N을 올리기 위해서 CTS를 크게 하는 경우에는, 워블 진폭은 9 ㎚ ∼ 12 ㎚, 또한 CTS가 -0.01 정도이면 11 ㎚ ∼ 13 ㎚가 바람직하다.
이들을 통합하여, 워블 진폭으로서는 9 ㎚ ∼ 13 ㎚가 바람직하다.
다음에, 제3 실시 형태에 대응하는 실시예 15 ∼ 16에 대해 설명한다.
(3) 청색 레이저에 의한 BCA의 형성 방법의 검토
다음에, 청색 레이저에 의한 BCA의 형성 방법에 대해 검토를 행하였다. 이하에, 이 검토 내용에 대해 설명한다.
실시예 15
이 실시예 15의 추기형 광 기록 매체(10)는 TiSi막(2), GeO막(3), ZnS-SiO2막(4a), SiN막(4b), 광 투과층(5)을 기판(1) 상에 순차적으로 적층한 구성을 갖는다.
이하, 실시예 15의 추기형 광 기록 매체(10)의 제조 방법에 대해 설명한다. 우선, 사출 성형법에 의해, 일주면에 인 그루브(11G) 및 온 그루브(11L)이 설치된 기판(1)을 성형하였다. 수지 재료로서는, 폴리카보네이트 수지를 이용하였다. 또한, 트랙 피치를 0.32 ㎛로 하고, 인 그루브(11G)의 깊이를 21 ㎚로 하고, 온 그루브(11L)을 워블(사행)시켜 어드레스 정보를 부가하였다.
다음에, 진공 챔버 내를 진공화한 후, 진공 챔버 내에 Ar 가스를 도입하면서, TiSi 타겟을 스퍼터링하여 막 두께 27 ㎚의 TiSi막(2)을 기판(1) 상에 성막하였다. 이 TiSi막(2)에서의 Si의 조성비를 27 원자 ％로 하였다.
이 성막 공정에서의 성막 조건을 이하에 나타낸다.
진공 도달도 : 5.0 × 10-5 ㎩
분위기 : 0.2 ㎩
투입 전력 : 3 ㎾
Ar 가스 유량 : 30 sccm
다음에, 진공 챔버 내를 진공화한 후, 진공 챔버 내에 Ar 가스를 도입하면서, Ge 산화물 타겟을 스퍼터링하여 막 두께 26 ㎚의 GeO막(3)을 TiSi막(2) 상에 성막하였다. 또한, Ge 산화물 타겟의 산소 조성은, GeO막(3)의 흡수 계수(k)가 0.40으로 되도록 조정하였다.
이 성막 공정에서의 성막 조건을 이하에 나타낸다.
진공 도달도 : 5.0 × 10-5 ㎩
분위기 : 0.2 ㎩
투입 전력 : 2 ㎾
Ar 가스 유량 : 30 sccm
다음에, 진공 챔버 내를 진공화한 후, 진공 챔버 내에 Ar 가스를 도입하면서, ZnS-SiO2 타겟을 스퍼터링하여 막 두께 45 ㎚의 ZnS-SiO2막(4a)을 GeO막(3) 상에 성막하였다.
이 성막 공정에서의 성막 조건을 이하에 나타낸다.
진공 도달도 : 5.0 × 10-5 ㎩
분위기 : 0.1 ㎩
투입 전력 : 1 ㎾
Ar 가스 유량 : 6 sccm
다음에, 진공 챔버 내를 진공화한 후, 진공 챔버 내에 Ar 가스 및 N2 가스를 도입하면서, Si 타겟을 스퍼터링하여 막 두께 7 ㎚의 SiN막(4b)을 기판(1) 상에 성막하였다.
이 성막 공정에서의 성막 조건을 이하에 나타낸다.
진공 도달도 : 5.0 × 10-5 ㎩
분위기 : 0.3 ㎩
투입 전력 : 4 ㎾
Ar 가스 유량 : 50 sccm
N2 가스 유량 : 37 sccm
다음에, 원환 형상의 폴리카보네이트 시트를, 이 시트 일주면에 미리 도포된 감압성 점착재(PSA)에 의해 기판(1) 상에 접합하여, 두께 0.1 ㎜의 광 투과층(5)을 형성하였다.
다음에, 파장 405 ㎚의 레이저 광을 펄스 형상으로 변조하여, 광 투과층(5)의 측으로부터 BCA에 조사하였다. 이에 의해, BCA에 바코드 형상의 기록 마크가 형성된 추기형 광 기록 매체(10)를 얻었다. 또한, 빔 폭을 약 5 ㎛, 선 속도를 10 ㎧, 레이저 조사 파워를 160 ㎽, 1 회전당의 빔 이송량을 2 ㎛로 하였다.
실시예 16
다음에, 파장 800 ㎚대의 레이저 광을 조사하여 기록 마크를 형성하는 이외의 것은 상술한 실시예 15와 모두 마찬가지로 하여, BCA에 바코드가 형성된 추기형 광 기록 매체(10)를 얻었다.
다음에, 상술한 바와 같이 하여 얻어진 실시예 15 ∼ 16의 BCA에 기록된 신호를 재생하고, 이 재생 신호를 평가하였다.
도 27A는, BCA에 형성되는 기록 마크의 이미지를 나타낸다. 도 27B는, 실시예 15의 재생 신호의 파형을 나타낸다. 도 27C는, 실시예 16의 재생 신호의 파형을 나타낸다. 또한, 도 27B 및 도 27C에서는, 실시예 15 및 실시예 16의 비교를 쉽게 하기 위해 미소한 노이즈의 도시는 생략하고 있다.
도 27B 및 도 27C를 비교하면 이하의 것을 알 수 있다. 즉, 실시예 16에서는, 기록 마크의 경계 부분에 급격하게 반사율이 높아지는 영역이 있는 데에 반해, 실시예 15에서는 기록 마크의 경계 부분에 급격하게 반사율이 높아지는 영역이 없는 것을 알 수 있다. 이는, 800 ㎚대의 레이저에서는 파장 의존성이 있기 때문에, 400 ㎚대에서의 기록ㆍ재생에 최적화된 추기형 광 기록 매체(10)에서는 BCA에 대한 정보 신호의 기록이 곤란하기 때문이라고 생각된다. 또한, 도시는 생략하지만, 실시예 15에서는 BCA부의 전체의 신호 레벨도 비교적 균일하였다.
다음에, 제4 실시 형태에 대응하는 실시예 17 ∼ 36에 대해 설명한다.
(4) 적외 레이저에 의한 BCA의 형성 방법의 검토
다음에, 적외 레이저에 의한 BCA의 형성 방법에 대해 검토를 행하였다. 이하에, 이 검토 내용에 대해 설명한다.
실시예 17 ∼ 21
우선, 상술한 실시예 15와 모두 마찬가지로 하여 복수의 추기형 광 기록 매 체(10)를 얻었다. 다음에, 상술한 바와 같이 하여 얻어진 복수의 추기형 광 기록 매체(10)마다 광학 헤드 스캔 스피드를 3 ㎧ ∼ 11 ㎧의 범위에서 바꾸어, 출력 파워4000 ㎽, 파장 810 ㎚의 레이저 광을 펄스 형상으로 변조하여 기판(1)측으로부터 BCA에 조사하였다. 이에 의해, TiSi막(2), GeO막(3), ZnS-SiO2막(4a) 및 SiN막(4b)을 용융 제거되고, BCA에 바코드 형상의 마크가 형성된 복수의 추기형 광 기록 매체(10)를 얻었다. 또한, 빔 폭을 약 30 ㎛, 레이저 조사 파워를 4000 ㎽, 1회전당의 빔 이송량을 10 ㎛로 하였다.
실시예 22 ∼ 26
출력 파워 3400 ㎽로 하는 이외의 것은 상술한 실시예 17 ∼ 21과 모두 마찬가지로 하여, BCA에 바코드 형상의 마크가 형성된 복수의 추기형 광 기록 매체(10)를 얻었다.
실시예 27 ∼ 31
광 투과층측으로부터 BCA에 레이저 광을 조사하는 이외는 실시예 17 ∼ 21과 모두 마찬가지로 하여, BCA에 바코드 형상의 마크가 형성된 복수의 추기형 광 기록 매체(10)를 얻었다.
실시예 32 ∼ 36
광 투과층측으로부터 BCA에 레이저 광을 조사하는 이외의 것은 실시예 22 ∼ 26과 모두 마찬가지로 하여, BCA에 바코드 형상의 마크가 형성된 복수의 추기형 광 기록 매체(10)를 얻었다.
상술한 실시예 17 ∼ 36에서는, 실용상의 관점으로부터 파장 810 ㎚의 적외 레이저를 이용하였지만, 레이저 광의 파장은 적절하게 선택할 수 있는 것이며, 적외 레이저는 파장 810 ㎚의 것에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 720 ㎚ ∼ 2500 ㎚의 파장 범위의 것을 이용할 수 있다. 상술한 실시예 17 ∼ 36에서 파장 810 ㎚의 레이저 광을 이용한 것은 구체적으로는 이하의 이유에 의한다. 즉, 기판(1) 상의 적층막을 파괴 제거하는 것이 가능한 레이저 파워를, 파장 810 ㎚ 정도 이외의 레이저에서는 얻는 것이 곤란하다. 즉, 650 ㎚대나 400 ㎚대의 레이저에서는 레이저 파워가 부족하기 때문에, 적층막을 파괴 제거하는 것은 곤란하다.
다음에, 상술한 바와 같이 하여 얻어진 실시예 17 ∼ 36의 BCA에 기록된 신호를 재생하고, 이 재생 신호를 평가하였다.
도 28은, 실시예 17 ∼ 21의 BCA의 재생 신호의 평가 결과를 나타낸다. 도 29는, 실시예 22 ∼ 26의 재생 신호의 BCA의 평가 결과를 나타낸다. 도 30은, 실시예 27 ∼ 31의 재생 신호의 BCA의 평가 결과를 나타낸다. 도 31은, 실시예 32 ∼ 36의 재생 신호의 BCA의 평가 결과를 나타낸다. 도 32A ∼ E는, 실시예 17 ∼ 21의 재생 신호를 나타낸다. 도 33A ∼ E는, 실시예 22 ∼ 26의 재생 신호를 나타낸다. 도 34A ∼ E는, 실시예 27 ∼ 31의 재생 신호를 나타낸다. 도 35A ∼ 도 35E는, 실시예 32 ∼ 36의 재생 신호를 나타낸다. 또한, 도 28 ∼ 도 31의 평가 결과의 란에서,「○」는, BCA부의 신호 레벨이 비교적 균일하고, 또한 마크의 경계 부분에 급격하게 반사율이 높아지는 영역이 없는 재생 신호를 나타내고,「×」는, BCA부의 신호 레벨이 균일하지 않고, 또한 마크의 경계 부분에 급격하게 반사율이 높아지는 영역이 있는 재생 신호를 나타내고 있다. 또한, 도 32 ∼ 도 35의 A ∼ E의 각 도면에 있어서, 하부에 나타내어진 신호 파형은, 상부에 나타내어진 신호 파형의 일부를 확대한 것이다. A ∼ E는 각각, 스캔 스피드 3 ㎧ ∼ 11 ㎧에서 BCA를 형성한 추기형 광 기록 매체(10)의 신호 파형에 대응한다.
도 28 ∼ 도 31로부터, 광 투과층(5)측으로부터 레이저 광을 조사한 경우에는, 광학 헤드 스캔 스피드 및 레이저 파워에 상관없이, BCA부의 신호 레벨이 균일하지 않고, 또한 마크의 경계 부분에 급격하게 반사율이 높아지는 영역이 있는 것을 알 수 있다.
이에 대해, 기판(1)측으로부터 레이저 광을 조사한 경우에는, 광학 헤드 스캔 스피드를 5 ㎧ ∼ 9 ㎧, 레이저 파워를 3400 ㎽ ∼ 4000 ㎽의 범위로 함으로써, BCA부의 신호 레벨이 비교적 균일하고, 또한 마크의 경계 부분에 급격하게 반사율이 높아지는 영역이 없는 것을 알 수 있다.
상술한 것으로부터 명백한 바와 같이, 본 발명의 실시 형태에 따르면, 반사율, 감도, 광학계 등에 맞추어, 본 발명의 실시 형태의 막 구성으로써 우수한 추기형 광 기록 매체(10)를 실현할 수 있다.
단파장, 고개구수에 의한 블루 레이 대응의 고밀도 기록을 행하는 BD-R로서도 우수한 특성의 추기형 광 기록 매체(10)를 구성할 수 있는 것이다.
그리고, 무기 기록막(6)의 구성에서, 그 층수를 3층 또는 4층으로 그칠 수 있어, 제조 코스트의 저렴화를 도모할 수 있는 것이다.
또한, 그 광 투과층(5)은, 실시예에서와 같이 PSA/수지 시트 구성으로 해도, 우수한 특성을 가질 수 있는 것으로, 안정된 보존성 및 내구성이 우수한 추기형 광 기록 매체(10), 예를 들면 BD-R을 구성할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 형태의 구성에 의하면, 기록 특성 및 내구성이 우수한 추기형 광 기록 매체(10)를 얻을 수 있다.
또한, 금속막(2), 산화물막(3), 유전체막(4)의 3층이라는 매우 적은 막 층수로, 양호한 기록 특성을 얻을 수 있으므로, 양산성이 우수하고, 또한 층수가 적으므로, 불량품의 발생율을 저감할 수 있는 등 코스트의 저감화를 도모할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에서는, 기본적으로는, 상술한 3층을 설치함으로써, 양호한 기록ㆍ재생이 양호하게 행해지지만, 사용 양태 및 목적에 따라서 반사율을 더욱 올리는 경우나, 내구성을 올리는 등의 이유에 의해, 이 3층 이외에도 금속막 및 유전체막을 설치할 수도 있다.
이상, 본 발명의 제1 ∼ 제4 실시 형태에 대해 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은, 상술한 제1 ∼ 제4 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상에 기초하는 각종의 변형이 가능하다.
예를 들면, 상술한 제1 ∼ 제4 실시 형태에서 예로 든 수치는 어디까지나 예에 지나지 않고, 필요에 따라서 이와 다른 수치를 이용해도 된다.
또한, 상술한 제1 ∼ 제4 실시 형태에서는, 광 투과성 시트를 기판에 대해 접합함으로써 광 투과층(5)을 형성하는 경우에 대해 설명하였지만, 광 투과층(5)을 자외선 경화 수지에 의해 형성하도록 해도 된다. 이 경우의 광 투과층(5)의 형성 방법으로서는, 예를 들면 스핀 코트법을 들 수 있다.
또한, 상술한 제1 ∼ 제4 실시 형태에서는, 금속막(3)을 Ti로 구성하는 경우에 대해 설명하였지만, Ti 이외의 광 촉매 효과를 발현되는 금속 재료 등으로부터 금속막(3)을 구성해도, 상술한 제1 ∼ 제4 실시 형태와 마찬가지로 정보 신호를 기록 가능한 추기형 광 기록 매체가 얻어진다고 생각된다.

Claims (23)

  1. 무기 기록막을 갖는 추기형 광 기록 매체로서,
    상기 무기 기록막이,
    Ge의 산화물로 이루어지는 산화물막과,
    상기 산화물막과 접하도록 형성된, 금속 재료로 이루어지는 인접막
    을 구비하고,
    상기 산화물막의 흡수 계수(k)가, 0.15 ≤ k ≤ 0.90의 범위인 것을 특징으로 하는 추기형 광 기록 매체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 산화물막의 막 두께가, 10 ㎚ 이상 35 ㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 추기형 광 기록 매체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 인접막이 산화되어 있고, 그 인접막의 산소의 조성이 9 원자 ％ 이상 38 원자 ％ 이하인 것을 특징으로 하는 추기형 광 기록 매체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 인접막이, Ti로 이루어지는 것을 특징으로 하는 추기형 광 기록 매체.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 인접막이, Si를 더 함유시킨 TiSi 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 추기형 광 기록 매체.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 TiSi 합금의 Si의 조성이, 8 원자 ％ 이상 32 원자 ％ 이하인 것을 특징으로 하는 추기형 광 기록 매체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 인접막이, Al로 이루어지는 것을 특징으로 하는 추기형 광 기록 매체.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 인접막이, Al과, 희토류 금속의 Tb, Gd, Dy, Nd 중 어느 1종 이상과의 합금막인 것을 특징으로 하는 추기형 광 기록 매체.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 산화물막의 상기 인접막과 접하는 측과는 반대측의 면에 유전체막이 더 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 추기형 광 기록 매체.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 유전체막이, SiN으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 추기형 광 기록 매체.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 유전체막이, ZnS-SiO2로 이루어지는 것을 특징으로 하는 추기형 광 기록 매체.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 유전체막이, 상기 산화물막에 인접하는 제1 유전체막과, 그 제1 유전체막 상에 형성된 제2 유전체막을 구비하고,
    상기 제1 유전체막이 ZnS-SiO2로 이루어지고, 상기 제2 유전체막이 SiN으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 추기형 광 기록 매체.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 유전체막의 막 두께가, 10 ㎚ 이상 100 ㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 추기형 광 기록 매체.
  14. 제1항에 있어서,
    랜드ㆍ그루브의 요철면이 형성된 기체 상에, 적어도 상기 산화물막 및 인접막이 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 추기형 광 기록 매체.
  15. 제1항에 있어서,
    트랙 피치가 0.29 ㎛ 이상 0.35 ㎛ 이하의 범위의 안내 홈을 갖는 기판 상에 형성되어 이루어지고, 또한 그루브 깊이가 18 ㎚ 이상 21.5 ㎚ 이하의 범위로 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 추기형 광 기록 매체.
  16. 제15항에 있어서,
    안내 홈 중, 기록ㆍ재생하는 그루브면으로부터의, 재생 광학계에서의 복귀 검출 광량을 RON, 다른 쪽의 그루브면으로부터의 복귀 검출 광량을 RIN으로 하였을 때,
    -0.01 < 2(RON - RIN)/(RON + RIn)
    인 것을 특징으로 하는 추기형 광 기록 매체.
  17. 제15항에 있어서,
    워블 진폭이, 9 ㎚ 이상 13 ㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 추기형 광 기록 매체.
  18. 제1항에 있어서,
    식별 정보가 기록된 식별 정보 기록 영역을 갖고,
    상기 식별 정보는, 상기 산화물막에 상기 식별 정보에 따른 기록 마크를 형성함으로써 기록되어 있는 것을 특징으로 하는 추기형 광 기록 매체.
  19. 제1항에 있어서,
    식별 정보가 기록된 식별 정보 기록 영역을 갖고,
    상기 식별 정보는, 상기 무기 기록막을 상기 식별 정보에 따른 패턴으로 제거함으로써 기록되어 있는 것을 특징으로 하는 추기형 광 기록 매체.
  20. 무기 기록막을 갖는 추기형 광 기록 매체의 제조 방법으로서,
    Ti로 이루어지는 인접막을 성막하는 공정과,
    Ge의 산화물로 이루어지는 산화물막을 성막하는 공정
    을 구비하고,
    상기 산화물막 및 상기 인접막의 성막 공정에서는, 상기 산화물막과 상기 인접막과는 인접하도록 성막되고,
    상기 산화물막의 흡수 계수(k)가, 0.15 ≤ k ≤ 0.90의 범위인 것을 특징으로 하는 추기형 정보 기록 매체의 제조 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    파장 350 ㎚ 이상 450 ㎚ 이하의 레이저 광을 상기 산화물막측으로부터 상기 추기형 광 기록 매체에 대해 조사함으로써, 식별 정보를 기록하는 공정을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 추기형 광 기록 매체의 제조 방법.
  22. 제20항에 있어서,
    레이저 광을 상기 인접막측으로부터 상기 추기형 광 기록 매체에 대해 조사함으로써, 식별 정보를 기록하는 공정을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 추기형 광 기록 매체의 제조 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 레이저 광은, 광학 헤드 스캔 스피드 5 ㎧ 이상 9 ㎧ 이하, 레이저 파워 3400 ㎽ 이상 4000 ㎽ 이하의 조건에서 상기 추기형 광 기록 매체에 조사되는 것을 특징으로 하는 추기형 광 기록 매체의 제조 방법.
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