KR20230104690A - 광 저장 매체, 광 저장 매체의 형성 방법 및 시스템 - Google Patents

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Abstract

광 저장 매체, 광 저장 매체의 형성 방법 및 시스템이 제공된다. 본 출원에서 광 저장 매체는 기판 및 적어도 하나의 데이터층을 포함하고, 데이터층은 기록층 및 스페이서층을 포함하며, 기록층은 스페이서층 상에 위치하고, 데이터층은 기판 위에 위치한다. 기록층은 데이터를 저장할 수 있고, 기록층은 상변화 물질이 분포하는 영역과 상변화 물질이 분포하지 않는 영역을 포함하고, 서로 다른 두 영역은 서로 다른 데이터를 나타낼 수 있다. 광 저장 매체에서는 상변화 물질이 분포된 영역과 분포되지 않은 영역 사이에 분명한 차이가 있기 때문에, 광 저장 매체에 기록층의 수가 증가함에 따라 더 많은 데이터를 저장할 수 있는 경우, 상변화 물질이 분포된 영역과 상변화 물질이 분포되지 않은 영역 사이에 더 나은 구별 정도가 여전히 보장될 수 있다. 데이터 판독 및 기입의 정확성이 보장되면 광 저장 매체의 기록층 수를 증가시켜 광 저장 매체의 용량을 증가시킬 수 있다.

Description

광 저장 매체, 광 저장 매체의 형성 방법 및 시스템
본 출원은 통신 기술 분야에 관한 것으로, 특히 광 저장 매체, 광 저장 매체의 형성 방법 및 시스템에 관한 것이다.
통신 시대의 도래와 함께 데이터 양이 폭발적으로 증가하고 있으며, 이에 따라 데이터 저장에 대한 요구가 높아지고 있다. 현재 광 저장장치, 자기 저장장치, 반도체 저장장치가 주로 사용되는 저장장치 기술이다. 광 저장 매체는 저장 수명이 길고 유지 비용이 저렴하며 에너지 절약, 환경보호 등의 장점이 있고, 블루레이 (blu-ray) 디스크가 대표적인 광 저장 매체 중 하나이다.
블루레이 디스크의 기록층에 레이저를 통해 데이터를 기록함으로써 기록층에서 상변화 물질의 상태가 변하게 되는데, 예를 들어 상태가 변하는 영역은 데이터 "1"을 나타내고, 상태 변화가 없는 영역은 데이터 "0"을 나타낸다. 블루레이 디스크에서, 더 많은 기록층 수는 더 큰 용량에 대응한다. 기록층의 투과율이 확보된다는 전제 하에 기록층의 수는 증가하고, 기록층에서 상태가 변화하는 영역과 상태 변화가 없는 영역의 차이, 즉 신호 대비가 감소한다. 결과적으로 이후에 블루레이 디스크에서 데이터를 정확하게 읽을 수 없다. 레코딩 레이어의 양이 작은 범위 내에서 제어되면 블루레이 디스크의 용량이 제한된다.
본 출원은 광 저장 매체, 광 저장 매체의 제조 방법 및 광 저장 매체의 용량을 증가시키는 시스템을 제공한다.
제1 측면에 따르면, 본 출원의 실시예는 광 저장 매체를 제공한다. 광 저장 매체는 기판 및 적어도 하나의 데이터층을 포함하고, 데이터층은 기록층 및 스페이서층을 포함하며, 기록층은 스페이서층 상에 위치하고, 데이터층은 기판 위에 위치한다. 즉, 기판 위에 스페이서층과 기록층이 순차적으로 위치한다. 기록층은 데이터를 저장할 수 있고, 기록층은 상변화 물질이 분포하는 영역과 상변화 물질이 분포하지 않는 영역을 포함하며, 서로 다른 두 영역은 서로 다른 데이터를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 상변화 물질이 분포된 영역은 데이터 "1"을 나타낼 수 있고, 상변화 물질이 분포되지 않은 영역은 데이터 "0"을 나타낼 수 있거나; 또는 상변화 물질이 분포된 영역은 데이터 "0"을 나타내고, 상변화 물질이 분포되지 않은 영역은 데이터 "1"을 나타낼 수 있다. 스페이서층은 기록층과 다른 층 사이의 접촉을 방지하기 위해 광 저장 매체에서 기록층과 다른 층(가령, 기판 및 다른 기록층)을 격리시킬 수 있다.
광 저장 매체에서 상변화 물질이 분포된 영역과 상변화 물질이 분포되지 않은 영역은 서로 다른 데이터를 나타내어 기록층에 데이터를 저장할 수 있다. 본 발명의 이 실시예에서 제공되는 광 저장 매체에서는 상변화 물질이 분포된 영역과 상변화 물질이 분포되지 않은 영역 사이에 분명한 차이가 있기 때문에 광 저장 매체 내의 기록층의 수가 증가함에 따라 더 많은 데이터를 저장할 수 있는 경우, 상변화 물질이 분포된 영역과 상변화 물질이 분포되지 않은 영역 사이에 더 나은 구별 정도가 여전히 보장될 수 있다. 이는 데이터를 올바르게 판독하고 기입하는 것을 보장한다. 따라서, 본 발명의 이 실시예에서 제공되는 광 저장 매체는 더 많은 기록층을 제공하여 광 저장 매체의 용량을 증가시킬 수 있다.
가능한 구현에서, 광 저장 매체는 기판 위에 적층된 복수의 데이터층을 포함할 수 있다.
광 저장 매체에서, 광 저장 매체는 복수의 적층된 데이터층을 포함하여 데이터를 저장할 수 있는 기록층을 더 많이 구비함으로써 광 저장 매체의 용량을 증가시킬 수 있다.
가능한 구현에서, 상변화 물질의 성분은 안티몬(Sb) 및 텔루륨(Te)을 포함한다.
광 저장 매체에서 안티몬(Sb)과 텔루륨(Te)을 성분으로 포함하는 상변화 물질은 무기 상변화 물질이다. 무기 상변화 물질은 상변화가 일어난 후 물질의 상태가 안정되므로 상변화 물질이 데이터를 더 잘 나타낼 수 있다.
가능한 구현에서, 기록층의 두께 범위는 {10나노미터, 50나노미터}, 즉,기록층의 두께는 10나노미터와 50나노미터 사이이거나, 10나노미터 또는 50나노미터일 수 있다.
광 저장 매체에서, 기록층의 두께가 얇기 때문에 광 저장 매체의 두께를 일정하게 할 경우, 광 저장 매체가 더 많은 기록층을 포함할 수 있어 광 저장 매체의 용량을 증가시킬 수 있다.
가능한 구현에서, 스페이서층의 두께 범위는 {10마이크로미터, 30마이크로미터}이고, 즉 스페이서층의 두께는 10마이크로미터와 30마이크로미터 사이이거나, 10마이크로미터 또는 30마이크로미터일 수 있다 .
광 저장 매체는 스페이서층의 두께가 얇기 때문에 전체 광 저장 매체에서 스페이서층의 비율을 줄일 수 있고, 기록층의 비율을 증가시킬 수 있다. 기록층의 수를 증가시켜 광 저장 매체의 용량을 더욱 증가시킨다.
가능한 구현에서, 데이터층의 수는 {30, 100} 범위이며, 즉 데이터층의 수는 30이거나 100일 수 있거나 30과 100 사이일 수 있다.
광 저장 매체에서, 데이터층의 수는 광 저장 매체가 많은 양의 데이터를 저장할 수 있게 하기 위해 큰 범위에 도달할 수 있다.
가능한 구현에서, 광 저장 매체는 반사층을 더 포함한다. 반사층은 데이터층과 기판 사이에 위치한다. 데이터층이 복수개인 경우 반사층은 기판과 기판에 가장 가까운 데이터층 사이에 위치한다. 반사층은 광 저장 매체에 조사된 광을 데이터층으로 반사시킬 수 있다.
광 저장 매체에서, 반사층은 광 저장 매체에 조사된 서보광을 반사시켜 데이터의 기입 및 판독을 돕는다.
가능한 구현예에서, 광 저장 매체는 보호층을 더 포함하고, 보호층은 기판으로부터 가장 먼 기록층에 위치하며, 보호층은 기록층이 외부와 접촉하는 것을 방지하도록 구성된다.
광 저장 매체에서, 보호층은 기록층이 손상되지 않도록 보장하기 위해 기록층을 외부로부터 격리시킬 수 있다.
제2 측면에 따르면, 본 출원의 실시예는 광 저장 매체를 형성하는 방법을 제공한다. 유익한 효과에 대해서는 제1 측면의 설명을 참조한다. 자세한 내용은 여기서 다시 설명하지 않는다. 이 방법은 먼저 기판 위에 제1 스페이서층을 형성하고; 그 후, 상변화 물질의 층이 제1 상변화층으로서 제1 스페이서층 상에 성장되며; 상변화 물질의 층이 성장된 후, 상변화 물질 상에 데이터가 기입될 수 있다. 예를 들어, 제1 상변화층에서 레이저를 통해, 저장될 제1 데이터를 상변화 물질 상에 기입하고, 레이저를 상변화 물질에 조사한다. 상변화 물질은 조사점에서 상변화가 일어나고, 조사되지 않은 곳에서는 상변화가 일어나지 않는다. 기입 후, 제1 상변화층의 상변화 물질 중 데이터가 기입되지 않은 부분이 제거될 수 있다. 구체적으로, 레이저가 조사되지 않은 상변화 물질의 일부가 제거될 수 있다.
가능한 구현에서, 제1 데이터가 기입되지 않은 제1 상변화층으로부터 상변화 물질을 제거하는 많은 방식이 있다. 예를 들어, 습식 식각 방식을 사용할 수 있으며, 현상액으로 상변화 물질을 세정하여 데이터가 기입되지 않은 상변화 물질 부분을 용해시킬 수 있다. 물론, 건식 식각 방식도 사용될 수 있다. 제1 데이터가 기입되지 않은 제1 상변화층에서 상변화 물질을 제거하는 어떠한 방식도 본 출원의 이 실시예에 적용 가능하다.
가능한 실시예에서, 상변화 물질이 제거된 후, 제1 데이터가 기입되지 않은 제1 상변화층에 기록층이 형성된다. 그 후, 유사한 동작으로 기록층 상에 복수의 기록층이 형성될 수 있다. 즉, 상변화 물질을 포함하는 제2 스페이서층 및 제2 상변화층이 형성되고, 이어서 제2 상변화층에서 저장될 제2 데이터를 레이저를 통해 상변화 물질에 기입한 다음, 제2 상변화층에서 데이터가 기입되지 않은 부분이 제거된다. 전술한 동작을 반복하여 제2 스페이서층과 기록층이 적층된 구조를 형성할 수 있다.
가능한 구현에서, 제1 스페이서층을 형성하기 위한 많은 방법이 있다. 예를 들어, 제1 스페이서층은 기판 위에 비아 스핀 코팅을 통해 형성될 수 있다.
가능한 구현에서, 광 저장 매체에 조사된 광을 반사시키기 위하여 먼저 기판 상에 반사층을 형성한 후 반사층 상에 제1 스페이서층을 형성할 수 있다.
가능한 구현에서, 데이터가 기입되지 않은 마지막 상변화층에서 상변화 물질을 제거한 후, 상변화층 상에 보호층이 형성될 수 있으며, 보호층은 상변화 물질이 외부와 접촉하는 것을 방지하도록 구성된다.
가능한 구현에서, 상변화 물질의 성분은 적어도 안티몬(Sb) 및 텔루륨(Te)을 포함한다.
가능한 구현에서, 상변화 물질의 두께 범위는 {10나노미터, 50나노미터}이고, 즉 상변화 물질의 두께는 10나노미터와 50나노미터 사이이거나, 10나노미터 또는 50나노미터일 수 있다.
가능한 구현에서, 제1 스페이서층 또는 제2 스페이서층의 두께 범위는 {10마이크로미터, 30마이크로미터}이고, 즉 제1 스페이서층 및 제2 스페이서층의 두께는 10마이크로미터 이상이고, 30마이크로미터 이하이다.
제3 측면에 따르면, 본 출원의 실시예는 저장 시스템을 더 제공한다. 시스템은 전술한 측면 중 어느 하나에 제공된 광 저장 매체 및 데이터 판독 장치를 포함한다. 데이터 판독 장치는 광 저장 매체로부터 데이터를 판독할 수 있다.
도 1은 본 출원에 따른 광 저장 매체를 형성하는 방법의 흐름도이다.
도 2는 본 출원에 따른 광 저장 매체의 형성 방법의 개략도이다.
도 3은 본 출원에 따른 광 저장 매체의 구조의 개략도이다.
도 4는 본 출원에 따른 저장 시스템의 구조의 개략도이다.
본 출원의 실시예들에서 제공되는 광 저장 매체, 광 저장 매체를 형성하는 방법 및 시스템을 설명하기 전에 먼저 광 디스크와 관련된 몇 가지 기본 개념을 설명한다.
1. 광 디스크의 데이터 기록 방식
광 디스크는 레이저를 통해 데이터 기입(데이터 기록(recording)이라고도 함)을 구현한다. 광 디스크의 기록층에 레이저를 조사하면 기록층을 형성하는 물질이 물리적 또는 화학적으로 변하고, 기록층을 형성하는 물질의 상태가 변하게 된다. 기록된 데이터는 물질의 상태로 특징지어진다.
본 출원의 실시예에서, 기록층을 형성하는 물질은 상변화 물질이다. 기록층에 레이저를 조사하면, 상변화 물질 중 일부 물질의 상태가 비정질 상태에서 결정 상태로 변환된다. 결정 상태의 상변화 물질은 한 종류의 데이터, 예를 들어 데이터 "1"을 나타내고 기록할 수 있다. 기록층에서 상변화 물질이 분포되지 않은 영역은 다른 종류의 데이터, 예를 들어 데이터 "0"을 나타낼 수 있다. 물론, 결정 상태의 상변화 물질도 데이터 "0"을 나타낼 수 있고, 기록층에서 상변화 물질이 분포하지 않은 영역은 데이터 "1"을 나타낼 수 있다.
예를 들어, 광 디스크에 데이터를 기록할 때, 두 개의 빔(광의 종류는 레이저일 수 있음)이 필요하다. 쉽게 구분할 수 있도록, 한 빔은 기입 빔으로서 데이터를 기입하는 데 사용되고, 다른 빔은 서보광(servo light)으로서 데이터 기입 중에 데이터의 트랙을 표시하는 데 사용된다.
서보광은 광 디스크의 기판 상의 반사층에 조사된다. 서보광이 기판의 그루브에 조사되는지 여부는 서보광의 반사광의 세기에 따라 결정된다(그루브에 조사된 서보광의 반사광의 세기가 미리 설정된 값에 도달한 경우, 또는 그루브에 조사되지 않은 서보광의 반사광 세기가 미리 설정된 값에 도달하지 못한 경우, 예를 들어 0에 가까울 수 있음). 기판 상의 그루브 위치에 서보광를 조사하면 그루브의 위치는 광 디스크에 기록된 데이터의 트랙이다. 기입 빔은 기록층에 조사되고, 데이터는 서보광에 의해 표시된 트랙을 따라 기록층의 트랙에 기록된다. 이와 같이 기록층에 기록된 데이터는 그루브로 표시된 트랙을 따라 기록된다.
2. 광 디스크의 데이터 판독 방식
데이터가 광 디스크에 기록된 후, 기록층에서 상이한 데이터를 나타내는 영역의 반사율은 상이하다. 데이터는 광 빔이 기록층에 도달한 후 "1" 및 "0" 형태의 반사율 변화에 의해 형성된 신호를 통해 광 디스크에서 읽혀진다.
예를 들어, 광 디스크로부터 데이터를 읽을 때 두 개의 빔(광의 종류는 레이저일 수 있음)이 필요하다. 쉽게 구분할 수 있도록, 하나의 광빔은 데이터를 읽는 데 사용되는 판독광(reading light)이고 다른 빔은 데이터를 읽는 동안 데이터의 궤적을 나타내는 데 사용되는 서보광이다.
서보광은 광 디스크 기판의 반사층에 조사되며, 서보광의 반사광의 세기에 따라 기판의 그루브에 서보광이 조사되는지 여부가 결정된다. 기판 상의 그루브에 서보광을 조사하면 그루브의 위치는 광 디스크에 기록된 데이터의 궤적이 된다. 데이터 판독 장치는 기록층에 판독광을 조사하고, 서보광이 가리키는 트랙을 따라, 해당 트랙을 따라 기록층에 기록된 데이터를 판독할 수 있다. 즉, 데이터 판독 장치는 판독광에 의해 기록층에 조사된 반사광의 반사율 변화에 기초하여 트랙을 따라 기록층에 의해 기록된 데이터를 결정할 수 있다.
첨부된 도면을 참조하여 본 출원의 실시예에서 제공되는 광 저장 매체의 형성 방법에 대하여 광 저장 매체가 광 디스크인 경우를 예로 들어, 이하에 설명된다. 도 1은 본 출원의 일 실시예에 따른 광 디스크를 형성하는 방법을 도시한다. 이 방법에는 다음 단계가 포함된다.
단계 101: 기판을 형성한다.
광 디스크의 기판의 형성 방식은 본 출원의 이 실시예에서 제한되지 않는다. 본 출원의 이 실시예에서, 그루브를 갖는 광 디스크 마스터 디스크(optical disc master disk)가 선택될 수 있고, 광 디스크 마스터 디스크의 차일드 디스크(child disc)가 템플릿으로 사용되며, 그루브가 있는 기판을 형성하는 사출 성형기를 사용하여 폴리카보네이트(polycarbonate, PC)가 차일드 디스크에 주입된다. 광 디스크 마스터 디스크는 차일드 디스크를 형성하기 위한 틀이며, 마스터 디스크는 차일드 디스크와 매칭된다. 즉, 마스터 디스크의 돌출된 부분은 차일드 디스크의 오목한 부분에 대응한다. 본 출원의 본 실시예에서 차일드 디스크의 물질은 제한되지 않는다. 예를 들어, 안정성과 강도가 높은 전주 니켈 차일드 디스크(electroforming nickel child disk)가 해당 물질로서 선택될 수 있다.
광 디스크의 기판 상에는 그루브가 있고, 그루브는 광 디스크에 기록된 데이터의 트랙을 제공하도록 구성된다. 즉, 기록층에 기록된 모든 데이터는 트랙을 따라 기록된다.
단계 102: 기판 상에 반사층을 형성한다.
기판을 형성한 후, 기판 상에 반사층을 형성할 수 있다. 반사층은 광 디스크에 조사된 광을 반사되도록 구성되어, 광이 광 디스크의 기록층으로 반사될 수 있다. 따라서 반사층에는 강한 반사 능력이 요구되며, 반사층에는 반사 성능이 좋은 물질이 사용될 수 있다. 반사층에서의 물질은 본 출원의 이 실시예에서 제한되지 않는다. 예를 들어, 은 또는 알루미늄과 같은 금속 물질이 사용될 수 있거나, 이산화아연 및 이산화티타늄과 같은 금속 화합물 물질이 사용될 수도 있거나, 일부 합금 물질이 사용될 수도 있다.
본 출원의 이 실시예에서, 기판 상에 형성된 반사층은, 데이터 기입 및 데이터 판독 중에, 반사층에 조사된 서보광을 반사하고, 서보광의 세기에 기초하여 기판 상의 그루브의 위치에 서보광을 조사할지 여부를 결정하도록 구성된다. 이것은 데이터 기입에 필요한 트랙 또는 데이터 판독 중에 데이터의 트랙을 찾을 수 있다.
반사층을 형성하는 방법에는 여러 가지가 있다. 예를 들어, 플라즈마 강화 화학 기상 증착(plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD)(이 방법은 금속 화합물 물질을 제조하는 데 사용될 수 있음), 마그네트론 스퍼터링(magnetron sputtering)(이 방법은 금속 물질 및 합금 물질을 형성하는 데 사용될 수 있음) 및 펄스 레이저 증착(pulsed laser deposition, PLD)이 사용될 수 있다.
단계 103: 반사층 상에 스페이서층을 형성한다.
스페이서층은 기록층이 다른 층과 접촉하지 않도록 이후에 형성되는 기록층을 격리시키도록 구성된다. 각각의 기록층을 형성하기 전에, 임의의 두 기록층이 서로 접촉하지 않도록 하나의 스페이서층을 먼저 형성할 수 있다. 이후에 광 디스크에서 데이터를 읽어야 할 경우 빛을 통해 서로 다른 기록층에서 읽어 온 데이터 사이에 혼선(crosstalk)이 발생하지 않는다.
스페이서층의 조성 물질 및 형성 방식은 본 출원의 이 실시예에서 제한되지 않는다. PC가 사용되거나, 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate, PMMA), 폴리스티렌(polystyrene, PS), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 폴리아미드(polyamide, PA) 또는 폴리염화비닐(polyvinyl chloride, PVC)이 사용될 수 있다. 스페이서층은 편리하고 저렴한 스핀 코팅을 통해 형성할 수도 있고, 화학 기상 증착법이나 마그네트론 스퍼터링을 통해 치밀한 스페이서층이 형성될 수도 있다.
단계 104: 스페이서층 상에 상변화층을 형성하고, 상변화층은 상변화 물질을 포함한다.
스페이서층 상에 상변화층이 구비될 수 있으며, 상변화층의 물질은 상변화 물질일 수 있다. 상변화 물질(phase change material, PCM)은 특정 온도 범위 내에서 물리적 상태가 변할 수 있는 물질이다. 상변화 물질은 무기 상변화 물질, 예를 들어 안티몬(Sb) 및 텔루륨(Te)을 성분으로 포함하는 상변화 물질 또는 GeSbTe 및 AgInSbTe와 같은 상변화 물질일 수 있다. 안티몬(Sb) 및 텔루륨(Te)를 포함하는 상변화 물질의 물리적 상태는 온도가 높을 때 결정질 상태이고, 온도가 낮을 때 안티몬(Sb) 및 텔루륨(Te)를 포함하는 상변화 물질의 물리적 상태는 비정질 상태를 유지한다.
상변화 물질층을 형성하는 방법에는 여러 가지가 있다. 예를 들어, PECVD가 사용될 수 있거나, 마그네트론 스퍼터링이 사용될 수 있다.
단계 105: 상변화층에서 상변화 물질에 데이터를 기록한다.
상변화층이 형성된 후, 상변화층에 데이터가 기록될 수 있다. 본 출원의 본 실시예에서, 상변화층의 상변화 물질은 레이저 라이팅에서 레이저를 통해 가열될 수 있고, 상변화 물질의 가열된 부분의 온도가 상승하며, 물리적 상태가 비정질 상태에서 결정 상태로 변화한다. 결정 상태의 상변화 물질은 데이터 "1"을 나타낼 수 있다. 상변화 물질의 가열되지 않은 부분의 온도는 변하지 않고, 물리적 상태는 비정질 상태를 유지하며, 비정질 상태의 상변화 물질은 데이터 "0"을 나타낼 수 있다. 결정 상태의 상변화 물질과 비정질 상태의 상변화 물질은 레이저 라이팅을 통해 형성된다. 결정 상태의 상변화 물질과 비정질 상태의 상변화 물질이 분포되어 기록층에 기록된 데이터를 나타낼 수 있다.
단계 106: 데이터가 기입되지 않은 상변화 물질을 상변화층으로부터 제거, 즉 비정질 상태의 상변화 물질을 제거하여 기록층을 형성한다. 기록층은 데이터를 기록하도록 구성되며, 광 디스크의 핵심층 중 하나이다.
상변화층에서 상변화 물질에 데이터를 기입한 후, 비정질 상태의 상변화 물질을 현상액으로 제거할 수 있다. 본 출원의 이 실시예에서, 데이터가 기입된 후, 상변화층의 상변화 물질은 현상액에 침지될 수 있다. 현상액은 불안정한 상태(즉, 비정질 상태)의 상변화 물질의 일부와 반응하여 비정질 상태의 상변화 물질의 일부를 용해시키고, 결정 상태에서 상변화 물질의 일부를 유지한다.
비정질 상태의 상변화 물질의 일부를 현상액으로 제거한 후, 기록층에 남아있는 현상액은 세정, 건조 등을 통해 제거할 수 있다.
단계 106이 수행된 후, 스페이서층 상에 기록층이 형성되고, 결정질 상태의 상변화 물질만이 기록층에 분포된다. 비정질 상태의 부분이 제거되기 때문에, 해당 부분의 위치에서 기록층 아래의 스페이서층이 노출된다. 이렇게 최종 형성된 기록층에서 결정 상태의 상변화 물질은 데이터 "1"을 나타내고, 상변화 물질이 존재하지 않는 영역은 데이터 "0"을 나타낼 수 있다. 기록층에서 상변화 물질이 존재하는 영역과 존재하지 않는 영역은 확연한 차이가 있기 때문에 광 디스크에서 기록층의 양이 증가하는 경우, 기록층에 상변화 물질이 존재하는 부분은 여전히 더 잘 구별될 수 있다. 즉, 기록층의 수가 증가하더라도 여전히 기록층으로부터 데이터를 정확하게 판독할 수 있다. 또한, 기록층에 상변화 물질이 분포되지 않은 부분이 있기 때문에 광 디스크 내부의 광 투과율도 향상시킬 수 있다. 또한, 광 디스크의 기록층의 수를 증가시켜 광 디스크의 용량을 증가시키는 것이 가능하다.
단계 103 내지 106이 반복된다. 구체적으로, 기록층 상에 스페이서층을 계속해서 형성하고, 스페이서층을 형성한 후, 스페이서층 상에 계속해서 상변화층을 형성하고, 상변화층에서 상변화 물질에 데이터를 기입하고(각각의 상변화층에 대응하는 데이터를 기입하고, 서로 다른 상변화층에 기입된 데이터는 같거나 다를 수 있음), 데이터가 기록되지 않은 부분(즉, 비정질 상태의 상변화 물질)은 제거된다. 기록층 상에 스페이서층이 계속 형성되고, 스페이서층 상에 상변화 물질층이 계속 형성되며, 상변화 물질 상에 데이터가 기입되고, 데이터가 기입되지 않은 부분이 제거된다. 이 단계는 N회 주기적으로 수행할 수 있다. 즉, N개의 스페이서층과 N개의 기록층이 형성된다.
본 출원의 이 실시예에서, 하나의 기록층 및 하나의 스페이서층이 데이터층으로 사용될 수 있다. 광 디스크는 복수의 데이터층을 포함할 수 있으며, 복수의 데이터층은 기판 위에 순차적으로 적층된다. 즉, 기판 상에 반사층을 형성한 후, 제1 데이터층이 형성될 수 있고, 이후에 제1 데이터층 상에 제2 데이터층이 형성되어 복수의 데이터층을 형성할 수 있다. 데이터층의 수는 본 출원의 이 실시예에서 제한되지 않는다. 한정된 층수를 갖는 광 디스크와 비교하여, 본 출원의 이 실시예의 광 디스크는 빛의 투과율이 보장된다는 전제하에 30개 내지 100개의 데이터 층을 갖는다.
단계 107: 마지막 기록층 상에 보호층을 형성하고, 여기서 보호층은 기록층을 보호하고 기록층을 외부로부터 격리하도록 구성된다. 본 출원의 본 실시예에서, 상기 보호층의 물질은 한정되며, 예를 들어, 섀도우리스 접착제(UV adhesive)일 수 있다.
본 출원의 실시예에서 제공되는 광 디스크를 형성하는 방법을 명확하게 설명하기 위해 도 2를 참조한다. 도 2는 본 출원의 일 실시예에 따른 광 디스크를 형성하는 방법의 개략도이다. 도 2에서, (1) 그루브가 있는 기판을 형성한다. (2) 기판 위에 반사층을 형성한다. (3) 스핀 코팅을 통해 반사층 위에 스페이서층을 형성한다. (4) 마그네트론 스퍼터링을 통해 스페이서층 상에 상변화 물질의 층을 형성한다. (5) 상변화 물질에 레이저 기입을 통해 상변화 물질층에 데이터를 기입하여 결정 상태의 상변화 물질과 비정질 상태의 상변화 물질을 형성한다. (6) 이어서, 상변화 물질층에서 비정질 상태의 상변화 물질을 현상액으로 제거하고, 잔류 현상액을 세정 및 건조하여 기록층을 형성한다. (7) 이어서, 기록층 상에 스페이서층을 계속해서 형성하고, 스페이서층 상에 전술한 방법으로 기록층을 형성하며, N층을 반복하여 형성한다. (8) 그런 다음 마지막 기록층상에 보호층을 형성한다.
도 3은 본 출원의 일 실시예에 따른 광 디스크의 구조의 개략도이다. 광 디스크는 기판 및 기판 위에 위치한 적어도 하나의 데이터층을 포함한다. 각각의 데이터층은 하나의 스페이서층과 하나의 기록층를 포함한다.
스페이서층은 광 디스크의 다른 구성요소로부터 기록층을 격리시키도록 구성된다. 기록층은 데이터를 기록하도록 구성되며, 기록층은 2개의 서로 다른 영역을 포함한다. 하나는 상변화 물질이 분포하는 영역으로, 그 영역의 상변화 물질은 결정 상태일 수 있고; 다른 하나는 상변화 물질이 분포되지 않은 영역이고, 그 영역에는 상변화 물질이 존재하지 않으며, 기록층 아래의 스페이서층이 노출될 수 있다. 기록층에서 상변화 물질이 분포하는 영역과 분포하지 않는 영역은 서로 다른 데이터를 나타낸다.
예를 들어, 기록층에서, 상변화 물질이 분포된 영역은 데이터 "1"을 나타내고, 상변화 물질이 분포되지 않은 영역은 데이터 "0"을 나타내거나; 또는 상변화 물질이 분포된 영역은 데이터 "0"을 나타내고, 상변화 물질이 분포되지 않은 영역은 데이터 "1"을 나타낸다. 상변화 물질에 대한 설명은 앞선 설명을 참조한다. 자세한 내용은 여기서 다시 설명하지 않는다.
기판과 제1 데이터층 사이에 반사층이 더 포함된다. 반사층은 광 디스크에 조사된 광을 반사하고 각 기록층으로 광을 반사하도록 구성된다. 반사층이 설정되어 이후에 광 디스크에서 데이터를 읽을 수 있다.
데이터층의 수는 본 출원의 이 실시예에서 제한되지 않는다. 하나 이상의 데이터층이 있을 수 있다. 데이터층이 복수인 경우, 데이터층은 기판 위에 적층된다.
보호층은 마지막 데이터층의 기록층에 배치될 수 있다. 보호층은 기록층을 보호하여 기록층이 외부와 접촉하는 것을 방지하도록 구성된다.
광 디스크에서 데이터층은 광 디스크의 핵심 부분이다. 데이터층이 많을수록 광 디스크의 용량이 커지고 광 디스크에 기록할 수 있는 데이터가 많아진다. 데이터층의 수는 {30, 100}의 간격으로 분포될 수 있다. 즉, 데이터층의 수는 100개 이하이고 30개 이상이다. 기록층 및 스페이서층의 두께는 본 출원의 이 실시예에서 제한되지 않는다. 기록층의 두께 및 스페이서층의 두께는 광 디스크가 도달해야 하는 두께 및 광 디스크의 데이터층의 수와 관련된다. 광 디스크가 도달해야 하는 두께가 고정되어 있다는 전제 하에, 예를 들어 광 디스크의 두께는 1.2밀리미터이고, 데이터 층이 많을 수록 기록층의 두께가 더 얇아지고 스페이서층의 두께가 더 얇아진다. 광 디스크의 두께가 1.2밀리미터인 경우, 기록층의 두께 범위는 {10나노미터, 50나노미터}이고, 즉 기록층의 두께가 50나노미터 이하이고 10나노미터 이상이며; 스페이서층의 두께 범위는 {10마이크로미터, 30마이크로미터}이고, 즉 스페이서층의 두께는 30미크론 이하이고 10미크론 이상이다.
도 4는 본 출원의 실시예에 따른 저장 시스템을 도시한다. 시스템(10)은 전술한 실시예에서 제공된 광 디스크(100)를 포함하고, 데이터 판독 장치(200)를 더 포함할 수 있다.
데이터 판독 장치(200)는 광 디스크에 광빔을 조사함으로써 광 디스크로부터 데이터를 판독할 수 있다.
선택적으로, 저장 시스템은 디코딩 장치(300)를 더 포함할 수 있다. 디코딩 장치(300)는 데이터 판독 장치에 의해 판독된 데이터를 디코딩하여 사용자가 식별할 수 있는 데이터를 생성할 수 있다.
여기서는 광 디스크만이 예로서 사용된다는 점에 유의해야 한다. 본 출원의 실시예들에서 제공되는 방법을 사용하여 형성될 수 있거나 본 출원의 실시예들에서 제공되는 광 저장 매체의 구조를 갖는 다른 유형의 광 저장 매체도 본 출원의 실시예들에 적용될 수 있다.
당업자가 본 출원의 실시예의 범위를 벗어나지 않고 본 출원의 실시예에 대해 다양한 수정 및 변경을 할 수 있음이 명백하다. 본 출원은 본 출원의 청구범위 및 그 등가 기술의 범위 내에 있는 본 출원 실시예의 이러한 수정 및 변형을 포함하도록 의도된다.

Claims (17)

  1. 광 저장 매체로서,
    기판 및 적어도 하나의 데이터층을 포함하고, 상기 적어도 하나의 데이터층은 상기 기판의 상부에 위치하며,
    상기 데이터층은 기록층 및 스페이서층을 포함하고, 상기 기록층은 상기 스페이서층 상에 위치하며,
    상기 기록층은 데이터를 저장하도록 구성되고, 상기 기록층은 상변화 물질이 분포하는 영역과 상기 상변화 물질이 분포하지 않는 영역을 포함하며, 상기 상변화 물질이 분포하는 영역과 상기 상변화 물질이 분포하지 않는 영역은 상이한 데이터를 나타내는,
    광 저장 매체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광 저장 매체는 상기 기판 상에 적층된 복수의 데이터층을 포함하는,
    광 저장 매체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 상변화 물질의 성분은 안티몬(Sb) 및 텔루륨(Te)을 포함하는,
    광 저장 매체.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기록층의 두께는 10nm 이상 50nm 이하인,
    광 저장 매체.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스페이서층의 두께는 10미크론 이상 30미크론 이하인,
    광 저장 매체.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 데이터층의 수는 30개 이상 100개 이하인,
    광 저장 매체.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광 저장 매체는 반사층을 더 포함하고, 상기 반사층은 상기 데이터층과 상기 기판 사이에 위치하며, 상기 반사층은 상기 광 저장 매체에 조사된 광을 반사하도록 구성되는,
    광 저장 매체.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광 저장 매체는 보호층을 더 포함하고, 상기 보호층은 상기 기판으로부터 가장 먼 기록층 상에 위치하며, 상기 보호층은 상기 기록층이 외부와 접촉하는 것을 방지하도록 구성되는,
    광 저장 매체.
  9. 광 저장 매체의 형성 방법으로서,
    기판 위에 제1 스페이서층을 형성하는 단계와,
    상기 스페이서층 상에 상변화 물질을 포함하는 제1 상변화층을 성장시키는 단계와,
    레이저를 통해 상기 제1 상변화층의 상기 상변화 물질 상에 저장될 제1 데이터를 기입하는 단계와,
    상기 제1 데이터가 기입되지 않은 상기 상변화 물질을 상기 제1 상변화층에서 제거하는 단계를 포함하는,
    방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 데이터가 기입되지 않은 상변화 물질을 상기 제1 상변화층에서 제거하는 단계는,
    상기 제1 상변화층에 있고 상기 제1 데이터가 기입되지 않은 상기 상변화 물질을 용해시키기 위해 현상액으로 상기 제1 상변화층을 세정하는 단계를 포함하는,
    방법.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 제1 데이터가 기입되지 않은 상기 상변화 물질을 상기 제1 상변화층에서 제거하는 단계 이후에,
    상기 제1 상변화층 상에 제2 스페이서층을 형성하는 단계와,
    상기 제2 스페이서층 상에 상변화 물질을 포함하는 제2 상변화층을 성장시키는 단계와,
    레이저를 통해 상기 제2 상변화층의 상기 상변화 물질 상에, 저장될 제2 데이터를 기입하는 단계와,
    상기 제2 데이터가 기록되지 않은 상변화 물질을 상기 제2 상변화층에서 제거하는 단계를 포함하는,
    방법.
  12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 위에 상기 제1 스페이서층을 형성하는 단계는,
    상기 기판 상에 상기 광 저장 매체에 조사되는 광을 반사하도록 구성되는 반사층을 형성하는 단계와,
    상기 반사층 위에 상기 제1 스페이서층을 회전 코팅하는 단계를 포함하는,
    방법.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 제1 상변화층 상에 복수의 제2 스페이서층 및 복수의 제2 상변화층이 순차적으로 형성되고,
    상기 방법은,
    상기 제2 데이터가 기입되지 않은, 마지막 제2 상변화층에 있는 상변화 물질이 제거된 후, 상기 마지막 제2 상변화층 상에 보호층을 형성하하는 단계를 더 포함하고, 상기 보호층은 상기 마지막 제2 상변화층이 외부와 접촉하지 않도록 방지하는 데 사용되는,
    방법.
  14. 제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상변화 물질의 성분은 적어도 안티몬(Sb) 및 텔루륨(Te)을 포함하는,
    방법.
  15. 제9항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상변화 물질의 두께는 10nm 이상 50nm 이하인,
    방법.
  16. 제9항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 스페이서층의 두께 범위는 10 미크론 이상 30 미크론 이하인,
    방법.
  17. 저장 시스템으로서,
    제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 광 저장 매체 및 데이터 판독 장치를 포함하고,
    상기 데이터 판독 장치는 상기 광 저장 매체로부터 데이터를 판독하도록 구성되는,
    저장 시스템.
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