KR900003688B1 - 광기억장치 및 그의 제작방법 - Google Patents

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이따루 시바따
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마시히로 미야자끼
가즈노리 나이또오
미쓰루 하마다
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후지쓰 가부시끼가이샤
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Abstract

내용 없음.

Description

광기억장치 및 그의 제작방법
제 1 도는 동시증착 장치의 약단면도,
제 2 도는 광 기억장치의 부분 측단면도,
제 3 도는 실시예 1 에서 시간경과에 따른 Tb-SiO2보호 필름을 갖는 자기광 디스크의 보자력 변화를 나타내는 도면,
제 4 도는 실시예 1에서 본발명에 따른 Tb-SiO2보호필름을 갖는 자기광 디스크의 오오거 측면도,
제 5 도는 실시예 1에서 공지의 SiO2보호필름을 갖는 자기광 디스크의 오오거 측면도,
제 6 도는 실시예 2에서 Tb-SiO2보호필름을 갖는 피트(pit)형 광디스크의 경시적인 광전송의 변화를 나타내는 도면,
제 7 도는 실시예 3 에 있어서 경시적으로 가열된 Tb-SiO2보호막을 갖는 자기광 디스크의 경시적인 보자력의 변화를 나타내는 도면,
제 8 도는 실시예 3 에서 가열된 Tb-SiO2보호막을 갖는 자기광 디스크의 경시적인 C/N 비의 변화를 나타내는 도면,
제 9 도는 실시예 5 에 있어서 가열된 SiO2-Tb 보호막을 갖는 자기광 디스크의 경시적인 보자력의 변화를 나타내는 도면,
제 10 도는 실시예 5 에 있어서 가열된 SiO2-Tb 보호막을 갖는 자기광 디스크의 경시적인 C/N 비의 변화를 나타내는 도면,
제 11 도는 실시예 8 에 있어서 Tb-ZnS 보호막을 갖는 자기광 디스크의 경시적인 보자력의 변화를 나타내는 도면,
제 12 도는 실시예 9 에 있어서 Tb-ZnS 보호막을 갖는 자기광 디스크의 경시적인 C/N 비의 변화를 나타내는 도면,
제 13 도는 코오스퍼터링 장치의 개략 단면도,
제 14 도는 실시예 12 에 있어서 Dy-ZnS 보호막을 갖는 자기광 디스크의 경시적인 보자력의 변화를 나타내는 도면,
제 15 도는 실시예 14 에 있어서 Tb-MgF2보호막을 갖는 자기광 디스크의 경시적인 보자력의 변화를 나타내는 도면,
제 16 도는 Tb-MgF2보호막을 갖는 자기광 디스크의 경시적인 C/N 비의 변화를 나타내는 도면,
제 17 도는 실시예 18 에 있어 가열된 Tb-MgF2보호막을 갖는 자기광 디스크의 경시적인 보자력의 변화를 나타내는 도면,
제 18 도는 실시예 18 에 있어서 Tb-MgF2보호막을 갖는 자기광 디스크의 경시적인 C/N 비의 변화를 나타내눈 도면,
제 19 도는 실시예 20 에 있어서 Tb-MgF2보호막을 갖는 자기광 디스크의 경시적인 보자력의 번화를 나타내는 도면,
제 20 도는 실시예 20 에 있어서 Tb-MgF2보호막을 갖는 자기광 디스크의 경시적인 C/N 비의 변화를 나타내는 도면,
제 21 도는 실시예 23 에 있어서 Tb-Si3N4보호막을 갖는 자기광 디스크의 경시적인 보자력의 변화를 나타내는 도면,
제 22 도는 실시예 24 에 있어서 Tb-Si3N4보호막을 갖는 자기광 디스크의 경시적인 C/N 비의 변화를 나타내는 도면,
제 23 도는 실시예 27 에 있어서 Dy-TiC 보호막을 갖는 자기광 디스크의 경시적인 보자력의 변화를 나타내는 도면,
제 24 도는 실시예 30 에 있어서 Tb-SnO2보호막을 갖는 자기광 디스크의 경시적인 보자력의 변화를 나타내는 도면.
본 발명은 광 기억 디스크와 같은 광 기억장치 및 그의 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세히는 본발명은 보호필름이 광 기록매체 필름의 질을 저하시키지 않는, 광 기억장치내의 광 기록매체 필름을 보호하기 위한 보호필름에 관한 것이다. 자기광 디스크(magnetooptical disc)는 전형적으로 기판상의 하부 보호필름위의 자기광 매체필름 및 자기광 매체필름위의 상부 보호필름으로 구성되어 있다. 기판으로서는 (1) 아크릴수지, 스티렌수지, 에폭시수지 또는 폴리카보네이트수지 등으로 제조한 수지 기판, 또는(2) 자외선 경화필름이 형성된 유리 또는 수지 기판이 사용된다. 두 경우 기질은 그 표면위에 트래킹 홈을 갖고 있다. 하부 보호막을 기판과 자기광 매체필름 사이에 삽입한다. 이는 자기광 매체필름이 기판과 접촉면에 형성되는 경우 자기광 매체는 산소, 습기 또는 수지기질 또는 자외선 경화 수지필름내의 비반응 단량체와 같은 활성성분과의 반응에 의해 질이 저하된다.
자기광 기억디스크에의 기록 및 판독은 기판측으로부터 디스크위에 레이저 광선을 투사하고, 디스크의 기판측으로부터 반사되는 광을 입수하여 실행된다. 결국 하부 보호필름은 투명해야 한다.
자기광 기억디스크의 하부 보호필름으로 예를들면 SiO2,Al2O3,ZnS, Si3N4AlN, AlF3,CaF3, MgF2, TiC, SiC 등을 포함하여 산화물, 황화물, 질화물, 플루오르화물 및 탄화물 필름이 제안되어 왔다.
이 필름은 일반적으로 증착(evaporation) 또는 스퍼터링(sputtering)에 의해 그 표면위에 트랙(Track)을 갖는 기판상에 전착(deposited)된다. 그러나 탈수 또는 스퍼터링하는 동안 상기 화합물의 산소, 유황, 질소, 플루오르같은 일부성분은 유리성분이 되어 전착필름(deposited film) 즉 하부 보호필름에 함유된다. 또한 전착필름은 전착시 대기로부터 산소와 같은 성분을 함유할수 있다. 이 유리성분은 활성이며 자기광 매체필름의 성분과 용이하게 반응한다. 전형적으로 자기광 매체는 희토류 금속 및 전이금속으로 구성되며, 희토류 금속은 상기 유리성분과 같은 활성 성분과 매우 용이하게 반응한다. 이리하여 보호필름이 자기광 매체필름밑에 마련될지라도 자기광 매체는 열화(劣化)하기 쉽다. 예를들면 경화시키자마자 자기광 매체의 보자력은 감소된다.
광 기록매체 필름의 열화는 자기광 기억매체 장치, 상전이형 광기억장치 등을 포함한 광기역장치에 있어 공통현상이다.
광 기억매체를 보호하는 보호필름으로서 산화물, 황화물, 질화물, 플루오르화물 및 탄화물 같은 많은 유전(誘電)물질은 문헌(S. Uchiyama "Magnetooptical Recording Media"The Matevials for The 42nd Society for Study, Japan Applied Magnetic Society, pp 1-9, Sep. 11, 1985 ; T. Deguchi et al, "Digital Magnetooptic Disc Drive", Applied Optics, Vol. 23, No. 22, pp 3972-3978, Nov. 15, 1984)등에서 제의되어 왔다. 그리고 본 발명자는 금속 및 화합물을 동시전착(codepositing)에 의해 형성한 보호필름은 제의되지 않았음을 알게 되었다.
금속화합물과 금속으로 구성된 필름이 제안되어 열형광 기록매체 즉 레이저광으로부터의 열로 일부의 매체를 기계적으로 변형시켜 기록이 실행되는 매체의 감도를 향상시켜 왔다. 예를들면 일본 특허공개번호 60-243842, 57-36445 및 57-141033에 개시되어 있다. 그러나 이 공개에는 광 기록매체 필름을 보호하기 위한 보호필름은 개시되어 있지 않다.
본 발명의 목적은 공지기술에 상술한 문제점을 제거하고 광 기록매체 필름과 보호필름 사이의 반응에 의해 질이 저하되지 않는 광 기억장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 및 기타의 목적, 특징 및 장점은 기판 ; 기판위의 제 1 보호필름 ; 제 1 보호필름위의 광기록 매체필름 ; 그리고 상기 광 기록매체 필름위의 기록 보호필름으로 구성되는 광 기억장치에 의하여 달성되는바 여기에서 상기 제 1 및 제 2 보호필름중 적어도 하나는 제 1 금속과, 제 2 금속의 화합물은 동시전착하여 형성된다.
제 1 금속 및 제 2 금속의 화합물은 동시전착시켜 보호 필름을 형성함으로써, 전착시 화합물에서 유리된 활성의 유리성분은 상기 제1금속과 반응하여 금속화합물을 형성하여, 안정되고 비활성으로 된다.
본 발명에 따르는 동시전착 보호필름을 형성하는데 사용된 화합물은 전형적으로 투명한 유전물질이며, SiO2, Al2O3, CaO, La2O3, MgO, Sb2O3, SiO 뿐만 아니라 SnO2, ZrO2같은 산화물 : ZnS, CdS, PbS, Sb2S2와 같은 황화물; AlF3, CaF2, CeF, LaF3, MgF2, NaAlF6, NaF, LiF, NdF3, PbF2, ThF4같은 플루오르화물; AlN, Si3N4, TiN 와 같은 질화물 ; 그리고 TiC, SiC, Cr3C2, Mo2C, WC와 같은 탄화물을 포함한다.
산ghk물은 용이하게 이용할수 있으므로 상업적으로 장점이 있다. SnO2, ZrO2및 황화물같은 몇몇 산화물은 비교적 고굴절율을 가짐으로 자기광 기억디스크의 케트(Kerr) 효과가 현저히 증가되는 장점이 있다.
플루오르화물은 광 기록장치내의 필름의 두께를 대략 조절하는, 유리 또는 플라스틱 기질에 가까운 비교적 저굴절율을 갖고 있다는 점에서 보호막으로서 장점이 있다. 탄화물만이 전착될때 유리탄소는 생성되어 증착 보호필름내에 함유되나, 그러한 유리탄소는 일반적으로 자기 광 매체와 비반응적이다. 그러나 유리산소가 자기광 매체와 매우 반응적인 전착시 자기광 매체의 상응하는 열화와 함께, 공기와 같은 대기로부터 전착필름에 유리산소가 흡기된다. 화합물의 혼합물은 동시전착될 제 2 금속의 화합물에서 제외되지 않는다.
제 2 금속의 화합물과 동시전착될 제 1 금속은 유리산소, 유황, 플루오르 및 질소와 같은 성분으로부터 이탈된 유리성분과 반응하는 어떤 금속일수 있다. 그리고 그것은 제 2 금속의 화합물보다, 유리성분과의 화합물을 형성함에 대하여 낮은 유리에너지를 갖는 것이 바람직하다. 낮은 유리에너지는 유리성분 및 제 1 금속으로부터의 화합물의 형성을 용이하게 할 것이다. 이와 관련하여 회토류 금속 예를들면, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb 및 Lu는 제 1 금속으로 가장 바람직하다. 본발명에 있어서는 한가지 이상의 금속을 화합물과 함께 동시전착시킬수 있다.
제 1 금속의 양에 관하여 언급하면 적은 양이라도 효과적이다. 왜냐하면 적은 양의 제 1 금속이 산소, 유황, 플루오르 또는 질소와 같은 제 2 금속의 화합물로부터 이탈된 유리성분과 계속 반응하여 유리성분의 활성을 감소시킬것이기 때문이다. 반면에 모든 가능한 활성 유리성분을 제거하는데 필요한 양보다 제 1 금속의 양이 큰 경우 그것이 특히 불리한 점은 아니다. 그러나 과량의 제 1 금속은 동시전착된 필름의 투명도를 감소시킨다. 그러므로 과량의 제 1 금속은 제 2 금속만의 화합물을 전착시켜 형성한 필름의 광투명도를 기준으로 하여 동시전착 필름의 광투명도를 10% 감소케 하는 양보다 적어야 한다. 여러가지 화합물에 대한 여러가지 제 1 금속의 효과량은 제 1 금속의 종류 및 제 2 금속의 화합물과 같은 다양한 인자뿐만 아니라 전착상태를 고려한 후 결정하여야 하고 따라서 실험적으로 결정되어야 한다. 표1은 상이한 화합물, 제 1 금속 및 증착방법에 있어서 제 1 금속 원자수 %의 일반적 및 바람직한(괄호내의 것) 양의 실예를 나타낸다. 일반적으로 말하면 제 1 금속과 제 2 금속 화합물의 총량에 기준으로 3%이상, 바람직하게는 10%이상의 제 1 금속은 기억장치의 신뢰성 증진에 바람직하다. 적어도 6원지%의 제 1 금속은 활성성분 특히 완전-유리성분과 반응시키는데 필요하며 10원지% 이상은 완전-뿐만 아니라 불완전-유리성분을 포함한 모든 활성성분과 반응시키는데 필요하다.
[표1]
Figure kpo00001
(주) RA=회토류 금속
동시전착 보호필름의 두께는 보통 백만분의 몇 미터이다.
본 발명에 있어 광 기억장치에는 제 1 금속과 제 2 금속의 화합물을 동시전착시켜 형성한 보호필름은 적어도 하나의 제 1 및 제 2 보호필름, 즉 하부 및 상부 보호필름으로 사용된다. 레이저 광선이 하부 또는 기판측으로부터 기록매체 필름위에 전형적으로 투사되므로 동시전착된 보호필름은 제 1 또는 하부 보호필름으로 사용된다. 그러나 레이저 광선이 상부 또는 반대-기판측으로부터 기록매체 필름에 투사되는 경우, 동시전착보호필름은 광 기억장치의 제 2 또는 상부 보호필름에 사용되어야 한다. 또한 제 1 및 제 2 보호필름은 광 기억장치가 광전송형일때 외에는 꼭 필요하지는 않지만 전착 보호필름일수 있다.
본 발명은 특히 희토류-전이금속의 자기광 기록매체에 대한 적절한 보호필름을 제공하기 위한 것이나, 여기에 한정되는 것은 아니다. 광 기록매체는 석류석같은 기타의 자기광 기록매체 또는 예를들면 무정상과 결정상 사이 또는 상이한 결정상 사이의 상전이를 이용한 광 기록매체같은 다른형 매체일수 있다. 일반적으로 본발명은 매체의 관통을 포함한 기계적 변형을 수반치않는 광 기억장치에 특히 사용될수 있다.
본 발명은 또한 상술한바와 같이 광 기억창치의 제작방법에 관한 것이다. 즉 본발명은 다음 단계로 이루어지는 광 기억장치의 제작방법을 제공하는 것이다 : ① 기판을 마련하는 단계 ; ② 제 1 금속과 제 2 금속 화합물을 동시전착시켜 기판위에 제 1 보호필름을 형성하는 단계 ; ③ 제 1 보호필름위에 광 기록매체 필름을 형성하는 단계 ; ④ 및 광 기록매체 필름위에 제 2 보호필름을 형성하는 단계.
제 1 금속과 제 2 금속 화합물의 동시전착, 즉 제 1 금속 및 제 2 금속 화합물의 동시전착은 예를들면 동시증착 또는 코스퍼터링법으로 행할수 있다. 동시증착의 경우, 제 1 금속 및 제 2 금속 화합물을 히터 또는 전자비임으로 가열된 분리도가니 또는 보우트(boat)에 담는다. 제 1 금속과 제 2 금속 화합물의 전착비는 각각 증착에 사용되는 전력량을 변화시켜 조절할 수 있다. 또는 제 1 금속과 제 2 금속 화합물의 혼합물의 한 공급원이 사용될수 있다.
코스퍼터링의 경우, 그 위에 제 1 금속 칩(chip)을 갖는 제 2 금속화합물의 하나의 목적물이 사용될수 있다. 또는 제 2 금속 화합물과 제 1 금속의 두 목적물이 사용될수 있다. 제 1 금속과 제 2 금속 화합물사이의 전착비는 각 목적물 또는 칩의 면적비를 변화시켜 조절할수 있다. 또한 제 1 금속과 제 2 금속 화합물의 혼합물은 코스퍼터링의 목적물로서 사용될수 있다.
다른 동시전착법 예를들면 이온도금도 사용될수 있다. 본발명의 바람직한 실시예에 있어서, 동시전착 필름, 즉 보호필름, 특히 제 1 또는 하부 보호필름은 전착후 열처리된다. 이 열처리는 제 1 금소과 제 2 필름내의 제 2 금속 화합물에서 분해된 유리성분 사이의 반응을 촉진하여 광 기억장치의 안정화에 기여한다. 저온에서조차도 이 열처리는 산화물의 통상의 안정화 처리에 반하여 효과적이다. 고온이 플라스틱 기판 또는 안내홈용자외선 경화수지 필름을 손상시키지 않는 한, 고온은 처리를 가속화 시키는데 바람직하다. 통상 유리기판에 형성된 자외선 경화수지 필름의 경우에도 적어도 150℃가 안전하다. 그러나 기판이 고온에 견딜지라도, 너무 높은 온도는 보호필름과 기판사이의 접착성의 감소를 유발하므로 약 200℃이하의 온도가 바람직하다. 열처리 시간은 통상 1시간 내외이나 1시간 이하가 여전히 효과적이다. 그러나 1시간 이상은 경제적 이유로 특히 비효과적이다.
광 기록매체 필름 및 동시전착 보호필름과 다른 보호 필름이 통상적으로 형성될수 있다. 그러한 비-동시전착 보호필름, 전형적인 제 2 또는 상부 보호필름은 불투명할수 있음으로 금속 등으로 제조할수 있다. 그러나 상술한 바와 같이 두 보호필름은 제 1 금속과 제 2 금속 화합물의 동시전착 필름으로 제조할 수 있다.
바람직한 구체예를 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 실시예와 도면에 따라서 아래에 설명하겠다.
[실시예 1]
광디스크에 사용될 투명한 기판으로서는, 예를들면, 광학 안내홈(guide grooves)을 갖는 아크릴수지(PMMA), 에폭시 수지, 폴리카아보네이트 수지 및 유리등이 있다. 추적 안내홈을 직접적으로 기판표면을 에칭하여 형성될 수 있지만, 종종 실제로 UV-선 경화수지를 사용하여 추적 안내홈을 형성한다.
제 1 도를 참조하면, 여하튼 그 위에 형성된 추적 안내홈을 갖는 기판(1)은 진공증발 장치안에 고정되며, 내부 증발실을 2 내지 5×10-5Pa 이하로 진공화한 후에, 보호막은 기판을 회전시키면서 형성된다.
본 실시예에 있어서는, 금속으로서 Tb와 산화금속으로서 SiO2를 각각 두개의 로(3),(4)에 장입시키고 전자비임(5)으로 이들을 가열하여 동시증착을 수행하였다.
전착속도는 (1) Tb 2Å/s, SiO25Å/s 및 (2) Tb 2Å/s, SiO25Å/s로 선택되었으며 막두께가 1000Å이 될 때까지 증착을 수행하였다. 증착중의 진공도는 7-8×10-5Pa이다.
제 2 도를 참조하면, 저급 보호막을 기판(11)위에 형성시킨후, 자기광 기록매체인 TbFeCo 막(13)을 기록매체 막으로 형성하였다.
막 형성은 Tb 및 FeCo의 동시증착에 따라 수행하며 각각의 전착속도는 필요한 막조성물을 얻도록 조절하였다. 막 두께는 1000Å이 되었다.
다음에, 상층 보호막(14)을 형성시켰다. 상층 보호막(14)은 레이저 비임(15)이 광디스크 사용중 들어가는 측상에 형성되지 않기 때문에, 레이저 비임에 대하여 투명한 필요는 없으며 Si막은 본 실시예에서 1000Å으로 증착되었다.
비교목적으로, 자기 광디스크를, 어떠한 Tb가 하부 보호틈을 위하여 동시에 증착되지 않는 종전의 기술방법에 따라 제조하였다. 이와같이 제조된 자기광 디스크는 자기광 기록필름(13)의 보자력의 변화를 시험하기 위해 150℃로 대기에서 유지시켰다.
산화 및 부식에 의한 자기광 매체의 질 저하는 보자력, 케르 회전각 및 반사율의 변화로 나타난다. 그들가운데, 보자력의 변화는 자기광 매체(기록필름)의 조성변화에 대응하며 산화성 희토류 원소가 산화 및 부식중 산화물로 산화될때 상당한 변화가 있을 것이다. 따라서, 자기광 디스크의 내구성과 보호필름의 효과를 경시적으로 보자력의 변화를 시험하여 평가할 수 있다.
이와같은 결과를 제 3 도(여기서 Tb/SiO2는 Tb 및 SiO2의 전착비를 나타낸다)에 나타내고 있다.
어떠한 Tb도 하부 보호필름에 함유되어 있지 않으면, 보자력은 뚜렷하게 현하며 자기광 기록매체는 질이 저하된다. 대조해서, Tb가 하부 보호필름에 포함되면 보자력의 변화가 작다고 인지될 수 있다.
이점은 보호필름에 SiO2와 함께 Tb를 동시 전착시킴으로써 기록필름에 있어서 TbFeCo의 열화를 방지함을 나타내고 있다.
희토류 금속 및 산화물의 동시전착 필름은 희토류 및 전이금속의 자기광 기록매체 필름의 산화를 보호함을 뚜렷히 하기 위하여, 상기 필름을 구성하는 광 기억장치의 오오거(Auger)프로필은 필름이 서서히 스퍼터링에 의해 에칭된 것과 같이 이루어진다.
하나의 시료를 동시증착된 Tb 및 SiO2의 하부 보호필름, TbFeCo의 자기광 기록매체 필름, 및 동시전착된 Tb 및 SiO2의 상부 보호필름으로부터 제조하였다.
비교목적으로 또 다른 시료는 SiO2의 하부 보호필름, TbFeCo의 자기광 기록매체필름, 및 ZnS의 상부보호필름으로부터 제조하였다.
제 4 도 및 제 5 도는 각각 이와같은 시료의 오오거 프로필을 나타내고 있다.
제 5 도로부터, TbFeCo는 SiO2하부 필름의 경우에 다량의 산소를 포함하고 있음을 나타내고 있다. 산소는 대기측이 아니라 SiO2측으로부터 TbFeCo에 침입한것 같다.
TbFeCo와 SiO2필름간의 경계 가까이에서의 Tb의 증가는 TbFeCo필름의 Tb는 침입산소에 확산된 것으로 생각된다.
다른 한편으로, 제 5 도에 있어서, 즉, Tb-SiO2하부필름의 경우에, TbFeCo필름의 산소 오오거 피이크는 SiO2하부필름의 경우에서보다 매우 작다. TbFeCo 및 Tb-SiO2필름간의 경계 가까이에서의 Tb의 증가는 제 5 도에서 나타난다.
이와같은 결과로부터, Tb-SiO2내의 Tb가 이와같은 필름중에 활성산소를 트랩하여 바람직하게는 TbFeCo중에 Tb산화를 억제한다고 추측할 수 있다.
[실시예 2]
실시예 1에 있어서는 광디스크용 기록매체로서, 통상적으로 자기광 디스크 매체로서 사용된 TbFeCo막에 관하여 서술하였다. 그러나, 본 발명의 보호필름도 역시 기타 광디스크 기록 필름용으로 효과적이다.
하부 보호필름의 기간 및 필름형성은 실시예 1에서 서술한 바와 유사하다. 그러나, PMMA를 기판으로서 사용하였다. 다음에, Te는 기록필름으로서 증착되었다.
필름두께가 200Å이 될때까지 5×10-5Pa의 진공도 및 5Å/s의 전착속도의 조건하에서 Te의 전착을 수행하였다.
다음에는, 상부 보호필름의 필름형성을 수행하였다. 또한 이 경우에, 상부 보호필름은 레이저 비임에 대하여 투명한 것을 필요로 하지 않으며, 동(銅)프탈로시아닌 필름을 두께가 200Å이 되도록 형성하였다. 또한, 이와같은 경우에, 비교목적으로 SiO2만으로 구성되는 하부 보호필름을 갖는 광디스크를 제조하였다.
기록 필름으로서 Te를 사용한 광디스크는, Te자체가 실시예 1에서 설명한 바와같이 TbFeCo와 비교한 산소와 반응성이 없어도, 대기중의 산소 및 물로 산화되어 투명하게 될수 있다.
따라서, 본 발명에 따라 보호필름의 효과를 확정하기 위해, 상기한 대로(상부 보호필름은 동프탈로시아닌으로 형성됨)하부 보호필름 및 PMMA기판위에 형성된 기록필름을 60℃ 및 90% RH의 조건으로 유지시켜 광투과율의 경시적 변화를 검토하였다. 결과를 제 6 도에 나타내고 있다.
제 6 도로부터, 하부 보호필름이 기판측에서 Te막으로의 산소 및 물의 확산에 대항하는 효과를 갖고 있음을 알수 있다.
[실시예 3]
아크릴수지 기판을 증착장치에 고정하고, 증착원으로서 SiO2, 산화물, Tb, 희토류 금속 및 3×10-5Pa의 진공을 이용하여, 기판을 회전시키면서 각각의 증착원을 전자비임으로 입사시켜 SiO2및 Tb의 동시증착을 수행하였다.
Tb/SiO2의 전착속도비(막 두께비)를 0과 0.4사이에서 변화시켜, 200nm의 두께로 보호필름을 형성하였다. 이와같은 필름을 80시간동안 60℃의 공기로 열처리한후, TbFeCo필름을 희토류-전이금속 매체로 제조하였다.
제조조건은 1.3×10-5Pa의 진공도 및 Tb의 전착속도 : 0.23nm/s, FeCo : 0.2nmm/s이다. 제조된 필름은 보자력 Hc=7-8KOe 및 케르회전 각 θk=0.35deg를 갖고 있다. 더욱이 Si의 보호필름을 진공을 파괴하지 않고 TbFeCo필름위에 200nm의 두께로 형성하였다.
디스크를 60℃의 공중에 유지시켜서 보자력의 변화를 검사하였다. 결과를 제 7 도에 나타내고 있다.
또한 비교목적으로 보호필름을 형성하지 않고 기판위에 직접적으로 형성된 TbFeCo막을 갖는 디스크에 대한 결과를 제 7 도에 나타내고 있다.
제 7 도를 참조하면, SiO2-Tb보호필름(깨어진 선)을 갖지 않는 디스크에서, 보자력 Hc는 증가되며, 이는 PMMA기판으로부터 활성성분에 의한 산화에 기인한 것으로 생각될 수 있다.
다음에, Tb를 포함하지 않는 보호필름에 있어서(도면에 γ=0로 나타남), Hc는 어떠한 보호필름도 없는 경우와 비교하여 매우 변화되며, 이는 SiO2로 인한 기록필름의 산화에 기인한 것으로 생각될 수 있다.
혼합된 Tb의 양이 점차 증가함에 따라 Hc의 변화는 점차 감소된다. 다른 한편으로, 제 7 도에서 쇄선은 필름을 형성한 후 열처리가 없는 경우를 나타내고 실선은 필름을 형성한후 열처리를 한 경우를 나타낸다. 이와같은 경우들간의 변화로부터, Hc의 변화가 열처리에 의하여 점점 적어진다는 것을 알 수 있다.
다음에, 제 8 도는 이와같은 디스크를 사용하여 60℃ 및 90% RH로 유지시길때 기록 및 판독특성의 변화를 나타내고 있다.
제 9 도로부터, C/N의 감소가 열처리에 의해 작아질 수 있다고 인지될 수 있다.
실시예 3에 있어서, 열처리를 상대적으로 낮은 60℃의 온도에서 수행하여도, 보호필름의 안정화 효과는 상기와 같이 인지될 수 있다.
통상적으로, 필름으로 형성된 산화물을 열처리하여 안정화시키는데 필요한 온도는 이와같은 온도보다 훨씬 높다. 이 점은 본 발명에 따라 산화물 및 희토류 금속이 동시에 필름에 전착되기 때문에, 필름은 산화물을 단지 열처리한 것과 다른 메카니즘에 따라 안정화된다는 것을 시사하는 것이다.
[실시예 4]
스티렌 수지, 에폭시 수지 및 폴리카아보네이트 수지를 길기판물질로 사용하면, 실시예 3에서와 같은 결과가 얻어진다.
[실시예 5]
유리 디스크위에 UV-선 경화성 수지의 안내홈을 갖춘 수지필름을 갖는 디스크를 사용하여, 실시예 3과 같은 방법으로 SiO2-Tb보호필름을 제조하였다. 그러나, 본 실시예에서는 8시간 동안 120℃ 로 열처리를 하였다. 얻어진 디스크를 120℃로 유지시켜 Hc의 번화를 검사하였다. 결과를 제 9 도에 나타내고 있다.
다음에, 디스크를 120℃ 및 90% RH 조건으로 유지시킬때 기록 및 재생특성의 변화를 검사하였다. 결과를 제 10 도에 나타내고 있다.
제 9 도 및 제 10 도로부터, Hc의 변화 및 C/N의 감소는 열처리에 의하여 최소화시킬 수 있으며, 이로 인해 광디스크의 수명을 연장시킬 수 있음을 알수 있다.
[실시예 6]
A12O3, CaO, La2O3, MgO, Sb2O3을 산화물로, Tb를 희토류 금속으로 사용하면, 실시예 3 내지 5에서와 같은 결과가 얻어진다.
[실시예 7]
SiO2를 산화물로, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu를 희토류 금속으로 사용하면, 실질적으로 실시예 3 내지 5와 같은 결과가 얻어진다.
[실시예 8]
디스크의 유리 기판위에, ZnS를 황화물로 및 Tb를 희토류 금속으로 사용하여, ZnS-Tb보호필름(두께200nm)은 전자비임 가열계로 진공증발장치에 의한 증착으로 형성시켰다.
필름 형성조건은, 예를들면, 진공도 : 5×10-5Pa ZnS전착속도 : 0.5nm/sec 및 Tb전착속도 : 0.05nm/sec 또는 0.2nm/sec일 수 있다. 마찬가지로 Tb 또는 ZnS만의 보호필름을 형성한다.
다음에, 보호필름위에, TbFeCo의 자기광 기록매체 필름(두께 100nm)은 진공을 파괴하지 않고 증발에 의해 형성한다. 형성조전은 예를들면, 진공도 : 1.1×10-5Pa, Tb증착속도 : 0.23nm/sec, FeCo증착속도 : 0.20nm/sec일수 있으며, 얻은 기록매체 필름의 자기특성은 Hc가 약 7-8KOe(보자력) 및 θk=0.35deg(케르회전각) 이다.
더욱이 진공을 파괴하지 않고, TbFeCo막위에 ZnS-Tb증착막을 상기와 같이 상부 보호필름으로서 형성한다.
대기에서(습도 90%)150℃로 유지할때 이와같이 제조된 자기광 디스크 보자력의 경시적 변화를 검토하면,제 11 도에 나타난 결과를 얻었다. 제 11 도에 있어서, 선 A는 Tb를 함유하지 않는 ZnS보호필름의 경우를 나타내며 ; 선 B는 0.05/0.5(1 : 10)의 Tb/ZnS전착속도비에서 ZnS-Tb보호필름의 경우를 나타내며 ; 및 선C는 0.2 ; 0.5(2/5)의 Tb/ZnS전착속도비에서 ZnS-Tb보호필름의 경우를 나타낸다.
제 11 도로부터 알수 있는 바와같이, Hc는 실질적으로 선 C에서 변하지 않으며 선 A 및 B에서 증가된다. Hc의 증가는 TbFeCo필름중의 Tb와 유리된 유황과의 반응에 기인한 것으로 생각할 수 있으며, 그러므로 Hc의 증가는 보호필름중에 희토류 금속 Tb로 고정되 유리된 황이 증가하기 때문에 감소된다.
[실시예 9]
실시예 8에 있어서 유리 기판 대신에 유리위에 형성된 UV-선 경화형 수지필름을 갖는 기판을 사용하여, 하부 보호필름, TbFeCo필름 및 상부 보호필름은 실시예 1에서와 유사하게 증착에 의해 형성한다. 이와같이 제조된 자기광 디스크의 케르 회전각 θk는 2.29배의 케르효과 상승을 얻기 위해 0.8deg(λ=833cm)이며 반사율은 24%이다.
또한, ZnS-Tb보호필름의 굴절율(Tb/ZnS증착속도비 0.2/0.5)은 2.8로 나타났다. 대기(습도 90%)에서 120℃로 유지할 때 제조된 자기광 디스크의 기록 및 판독특성(CN비)의 경시적 변화를 검토하면, 제 12 도에 나타난 결과를 얻었다. 제 12 도에 있어서, 선 D는 Tb를 함유하지 않는 ZnS보호필름의 경우를 나타내며; 선 E는 0.05/0.5의 Tb/ZnS전착속도비에서 보호필름의 경우를 나타내며 ; 및 선 F는 0.2/0.5의 Tb/ZnS전착속도비에서 보호필름의 경우를 나타낸다.
제 12 도에서 알수 있는 바와같이, CN비의 감소는 보호필름의 Tb함량이 증가됨에 따라 점차 줄어들며, 따라서 열화를 억제한다.
[실시예 10]
기타 황화물 CdS, PbS 또는 Sb2S3를 실시예 8에서 보호필름을 구성하는 황화물 ZnS 대신에 사용되면, 실시예 8과 같은 결과가 얻어진다.
[실시예 11]
실시예 8에서 보호필름을 구성하는 희토류 금속 Tb 대신에 기타 희토류 금속 La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Dy, Ho, Er, Tm, Yb 또는 Lu를 사용하면 실시예 8에서와 같은 결과가 얻어진다.
[실시예 12]
안내홈(나타나지 않음)을 갖는 아크릴 기판(즉, 사출성형에 의해 제조된 PMMA기판)위에 황화물(ZnS)-희토류 금속(Dy)의 동시전착필름은 스퍼터링에 의하여 형성한다. 스퍼터링에 의한 필름형성은 다음과 같이 제 13 도에 나타난 바와같은 스퍼터링 장치에서 수행된다.
첫째, 진공용기(21)에서, 음극(25)위에 황화물(ZnS) 타게트(23) 및 희토류 금속(Dy) 타게트(24)뿐 아니라 아크릴 기판(22)도 배열한다. 이를 타게트는 ZnS 타게트대(對) Dy타게트의 면적비가 10 : 1이 될수 있도록 병치한다. 진공용기(21)는 진공펌프를 사용하여 6.7×10-5Pa로 진공화하고 Ar기체는 진공용기(11)내로 1.39Pa까지 유입시킨다.
고주파(RF)동력원으로부터 고주파 동력(즉, 200W)을 음극(25)에 가함으로써, Ar+이온이 타케트를 공격하여 타게트 물질을 에칭하게 하고 에칭(스퍼터링)을 받은 ZnS 및 Dy는 양극위에 아크릴기판을 피복하도록 전착시킨다. 이와같이 하여, ZnS-Dy동시전착 필름(두께 200nm)이 얻어진다.
다음에는, 얻어진 기판을 스퍼터링 장치에서 꺼내 가열로에 위치시키고, 특히 분위기를 비활성화시키지않고 1시간동안 120℃에서 열처리한다.
본 발명에 따라 제조된 기판위에, 자기광 디스크의 자기광 기록매체 필름(즉, TbFeCo막, 두께 100nm)은 스퍼터링에 의해 형성한다. 또한, 보호필름(즉, Si막, 두께 100nm)을 자기광 기록매체 필름상에 스퍼터링으로 형성시켜 자기광 디스크를 얻는다.
자기광 디스크는 60℃ 및 90% 습도에 유지시킬 경우 케르 루우프(Kerr-loope)에 의해 Hc(보자력)의 변화를 시험하였고, 이에 의하여 제 14 도에 실선으로 나타낸 결과를 얻었다.
비교실시예로서, 희토류 금속을 함유하지 않는 황화물(ZnS)필름을 아크릴 기판위에 스퍼터링하여 형성시키고, 또한 TbFeCo자기광 기록매체 필름과 Si보호필름도 유사하게 스퍼터링에 의하여 형성하여 자기광 디스크를 제조한다.
또한, 종래기술 실시예의 자기광 디스크에 대하여는, Hc변화를 60℃ 및 90% RH로 유지시킨 경우 케르-루프에 의해 시험하여 제 14 도에 점선으로 나타난 결과를 얻었다.
제 14 도로부터 외관상 알수 있듯이, 종래 실시예의 황화물만으로 구성되는 필름에 비해, 경시적인 Hc변화는 본 발명에 따르는 황화물-희토류 금속필름에서는 더 적다.
이것은 자기광 디스크의 상당한 수명연장이 종전의 기술에 비해 본 발명에 의해 도달될 수 있음을 의미한다.
[실시예 13]
UV-선 경화 수지필름을 유리기판위에 사용하고 수지필름을 노출시키고 현상하여 안내홈을 형성시켜서 수지기판을 제조하였다.
기판위에 PbS-Sm동시전착필름을 실시예 12의 경우에서와 유사하게 스퍼터링에 의하여 형성한다. 2시간동안 100℃에서 기판을 열처리한후에, TbFeCo필름과 Si보호필름을 실시예 12에서와 같은 방법으로 형성하여 자기광 디스크를 제조한다. 자기광 디스크는 실시예 12에서와 같이 경시적으로 Hc변화를 검토하였고, 실시예 12에서와 같은 효과를 얻었다.
[실시예 14]
유리디스크 기판위에, TbFeCo필름(보자력 Hc=7.5KOe, 케르 회전각 θk=0.35deg)을 10nm의 두께로 형성시켰다.
다음에, 디스크는 증착장치에 고정하고, 증착원으로서 MgF2의 플루오르화물 및 희토류 금속 Tb를 사용하여 증착원을 3×10-5Pa의 진공하에서 전자비임에 의해 가열하고, 동시에 기판을 회전시켜 기판위에 MgF2의 전착속도비(막두께 증가비)를 변화시켜, 200nm의 두께의 보호필름(MgF2-Tb)을 제조하였다. 비교목적으로, MgF2만으로 구성되는 보호필름의 시료도 제조하였다.
얻어진 디스크는 보자력 변화를 측정하기 위해 대기에서 150℃로 유지시켰다. 결과가 제 15 도에 도시되어 있다.
제 15 도에 있어서, 좌표축은 최초의 보자력에 대해 측정한 보자력 Hc의 비이며,γ는 Tb/MgF2의 전착속도비이다.
같은 도면에서 알수 있는 바와같이, Hc변화의 차이는 γ가 0→0.5/5→1/5와 같이 증가함에 따라 Hc의 변화가 점차 적어지는 것과 같이, Tb/MgF2의 증착속도비에 의하여 생긴다.
보자력의 변화는 플루오르와 TbFeCo필름내의 Tb와의 선택적 산화에 기인하며, 보자력이 발산되는 조성물을 보정조성물이라 한다.
[실시예 15]
유리디스크 기판위에 UV-선 경화성 수지로 추적하는 안내홈을 형성시킨후, Tb-MgF2의 저부 보호필름, TbFeCo의 기록필름, 및 Tb-MgF2의 상부 보호필름을 연속적으로 형성시켜 광디스크를 제조하였다.
Tb-MgF2의 하부 및 상부 보호필름과 TbFeCo기록필름은 실시예 14의 Tb-MgF2보호필름 및 TbFeCo기록필름 제조에서와 같은 방법으로 제조하였다. 얻어진 광디스크의 기록 및 판독특성의 경시적 변화를 검사하였다. 결과를 제 16 도에 나타내고 있다.
제 16 도에 따르면, γ〉2/5의 증착속도비에서 C/N비의 저하가 뚜렷히 나타나지 않음을 알수 있다.
한편, Tb-MgF2의 동시전착 필름의 굴절율을 0/5 와 3/5사이의 γ에서 측정했을때 Tb의 증가에 따라 단조롭게 1.38 내지 1.68로 증가되는 것으로 발견되었지만, 실질적으로 가시영역 내지 영역까지에서는 어떠한 흡수도 관찰되지 않았다.
[실시예 16]
X-MgF2(X : La, Ce, Nd, Sm, Dy, Ho, Lu)를 보호필름으로서, 그리고 TbFeCo(Hc = 7-8KOe, θk=0.35deg)를 기록필름으로서 사용하여, 실험을 수행하여 실시예 14 또는 15에서와 같은 결과를 얻었다.
[실시예 17]
실시예 14에서와 동일한 실험을 Tb-Y(Y : AlF3, CaF2, CeF, PbF2)을 부호필름으로 사용하여 수행하였으며, 실시예 14에서와 같은 결과를 얻었다.
이와같은 경우에, 각각의 플루오르화물에 따른 다소의 굴절율의 차이가 있으나,0/5 내지 3/5의 증착속도비 γ의 범위안에서 Tb의 증가에 따라 약 0.4증가한다. 플루오르화물의 굴절율은 통상적으로 1.33 내지 1.68만큼 작으며, 이는 실질적으로 유리, 플라스틱 등의 기관의 굴절율과 같고, 이와같은 범위안에서 Tb함량을 조절하여 굴절율을 조절할 수 있다.
[실시예 18]
안내홈(나타나지 않음)을 갖는 아크릴 기판(즉, 사출성형으로 제조된 PMMA기판)위에, MgF2를 플루오르화물로서, 그리고 Tb를 희토류 금속으로서 사용하여, MgF2-Tb보호필름(두께 200nm)을 전자비임 가열계를 갖춘 진공증착장치에 의한 동시전착에 의해 형성시켰다.
보호필름 증착은 Tb전착속도대 MgF2전착속도와의 비(Tb/MgF2)를 0, 0.2, 0.3, 0.4 및 0.6과 같이 변화시켜 여러 조건하에서 수행하였다.
다음에, 얻어진 기판은 80시간동안 60℃에서 대기에서 유지시켜 열처리(안정처리)하였다. 다른 기판은 열처리하지 않고 그대로 두었다. 열처리는 대기에서가 아니라 진공 또는 비활성 대기에서 할수 있다.
열처리한 기판과 열처리하지 않은 기판위에 자기광 디스크의 자기광 기록매체 필름(3)(즉, TbFeCo막, 두께 100nm)은 증착에 형성하였다.
막 형성조건은, 예를들면, 진공도 : 1.1×10-5Pa, 전착속도 : Tb에 대하여는 0.23nm/sec 및 FeCo에 대하여는 0.2nm/sec이고, 얻어진 기록매체 필름의 특성은 Hc(보자력)=7-8KOe 및 θk(케르회전각)=0.35deg이다.
또한, 진공을 파괴하지 않고, 상부 보호필름(4)(두께 200nm)를 자기광 기록매체 필름위에 Si를 증착시켜 형성하였다. 상부보호필름은 반드시 투명할 필요는 없고, 안정한 질화물(Si3N4, AN) 또는 황화물(ZnS)일수 있다.
이와같이 제조된 자기광 디스크를 60℃의 대기에서 유지시킨 경우 보자력(Hc)의 경시적 변화를 시험하였고, 제 17 도에 나타난 결과를 얻었다.
제 17 도에서, 선 a는 열처리없이 Tb를 비함유하는 MgF2의 경우를 나타내며 ; 선 B 및 b는 열처리했을때와 없을때 0.2의 Tb/MgF2증착속도비에서 보호필름의 경우를 나타내며 ; 선 C 및 c는 열처리 있을때와 없을때 0.3의 Tb/MgF2전착속도비에서 보호필름의 경우를 나타내며 ; 선 D 및 d는 열처리 있을때와 없을때 0.4의 전착속도비에서 보호필름의 경우를 타나내며 : 선 e는 열처리없이 0.6의 전착속도비에서의 보호필름의 경우를 나타낸다.
파선은 MgF2-Tb하부 보호필름을 형성치 않고 아크릴 기판위에 증착에 의해 형성된 TbFeCo필름 및 상부 보호필름을 갖는 자기광 디스크의 경우를 나타낸다.
제 17 도에서 알수 있듯이, MgF2-Tb보호필름이 없는 경우에 Hc는 증가되며, 이는 아크릴 기판으로부터 활성성분과 TbFeCo중의 Tb와의 산화에 기인한 것으로 생각할 수 있다.
Tb(선 a)를 비함유하는 보호필름에서, Hc는 어떠한 보호필름(파선)을 갖는 경우에서보다 훨씬 변화가 많으며, 이는 TbFeCo필름중의 Tb와 MgF2필름중의 유리 플루오르와의 반응에 기인한 것으로 생각될 수 있다.
MgF2-Tb 보호필름중의 Tb양이 커짐에 따라, Hc변화는 점차 줄어들며, 열처리하여 더 줄어든다.
제조된 자기광디스크를 60℃의 대기에서 유지시킬 때 기록 및 판독특성(CN비)의 경시적 변화를 시험하였고, 제 18 도에 나타난 결과를 얻었다. 선
Figure kpo00002
는 상기와 같이 Tb-MgF2보호필름을 갖는 자기광 디스크의 경우를 나타내며, CN비의 감소는 열처리하여 상당히 개선될 수 있음을 알 수 있다.
[실시예 19]
실시예 18에서 아크릴기판 대신에 스티렌, 폴리탄산 에폭시를 사용하면, 실시예 18에서와 같은 결과를 얻어진다.
[실시예 20]
실시예 18의 아크릴기판 대신에 유리 기판상에 형성된 UV-선 경화형 수지로 된 안내홈이 마련된 수지필름을 갖는 기판을 사용하였다. 이 기판상에는 실시예 18의 진공 증착장치에 의하여 MgF2-Tb 보호필름(두께 200nm)을 형성시켰다. 보호필름은 Tb/MgF2증착율을 0.3과 0.6의 비율로 변환시킴으로써 형성시켰다.
다음에 얻어진 기판은 이를 120℃의 공중에 1시간동안 유지시킴으로써 열처리(안정화 처리)를 하였다. 또다른 기판은 열처리를 하지 않고 그대로 남겨 두었다. 열처리를 받은 기판과 열처리를 받지 않은 기판상에는 실시예 18에서와 동일한 증착에 의하여 TbFeCo필름을 형성시킨 다음 Si 상부 보호필름을 형성시킴으로써 광학 디스크를 제조하였다.
공학 디스크를 120℃ 공중(습도 : 90%)에 유지시켰을 때 시간경과에 따른 보자력의 변화가 시험된 경우, 19도에 도시한 결과가 얻어졌다.
제 19 도에서, 선 F와 f는 열처리를 했을 때와 안했을 때 Tb/MgF2침착속도 비율이 0.3에서의 보호필름의 경우를 나타내고, 선 G와 g의 열처리를 했을 때와 안했을 때의 증착속도 비율이 0.6에서의 보호필름의 경우를 나타낸다. 제 19 도로 부터 알수 있는 바와같이 보호필름의 Tb 함량이 커짐에 따라 Hc의 변화는 적고, 또한 Hc변화는 열처리를 이용함에 의하여 더욱 적어진다.
Tb/MgF2침착속도 비율 0.6에서의 보호필름을 갖는 광학 디스크에서 기록 및 판독특성(CN비율)의 경시적인 번화를 시험하였으며, 제 20 도에 도시한 결과를 얻었다. 열처리(선 G)를 이용함으로써, CN비율의 감소를 적게할 수 있음을 알 수 있다. 또한 이들 결과로부터, 본 발명에 따르는 기판은 광학자기디스크의 수명연장에 기여함이 명백하다.
[실시예 21 ]
실시예 18에서 보호기를 구성하는 플루오르화물 MgF2대신에 기타의 플루오르화물 AlF3, CaF2, CeF, LaF3, LiF, NaAlF6, NdF3또는 ThF4를 이용하는 경우에도 역시 실시예 18에서와 동일한 결과를 얻었다.
[실시예 22]
실시예 18에서 보호기를 구성하는 희토류 금속 La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Dy, Ho, Er, Tm, Yb 또는 Lu를 이용하는 경우에도 역시 실시예 18에서와 동일한 결과를 얻었다.
[실시예 23]
기판으로서 유리를, 타케트로서 Si3N4를, 칩으로서 Tb를 사용하여 시료를 제조하였다. 더욱 상세히 말하면 1×10-1Pa의 질소압(배경 4×10-5Pa)과, 600W의 스퍼터링 파우어와 1nm/분의 전착속도하에서 10nm의 필름두께를 갖는 보호필름을 기판상에 형성시킨 다음 위와 동일한 조건하에서 그위에 TbFeCo기록필름과 기록필름상에 부가적인 상부 보호필름을 형성시켰다. 상기 기록필름은 100nm의 필름두께와, 7∼8KOe의 보자력과 0.35로의 케르회전각을 갖는다.
150℃의 고온 공중에서 상기 시료에 대하여 가열시험을 행하였으며 시간경과에 따른 기록필름의 보자력변화를 감시하였다. 실험결과가 제 21 도에 도시되어 있다. 이 도면에서 커어브 a,b,c는 각각 0, 0.05 및 0.2의 시료제조에 있어서 타케트에 대한 칩의 면적비율에 대응된다. 그 결과 이 도면으로부터 명확한 바와같이, 칩의 면적(즉 희토류 금속이 Tb의 양)이 증가함에 따라, 보자력 Hc는 면적비율이 0.2(시료 c 일때 보자력 Hc의 증가가 실질적으로 없을 때까지 안정화된다.
이 점은 보자력의 증가는 보호필름내 유리질소와 기록필름내 Tb의 선택적인 반응결과에 따라 기록필름내의 Tb함량의 외형감소에 기인하며, 시료내의 상기 유리질소는 이것이 상기한 바와같이 질화물로 전환되기 때문에 기록필름내의 Tb와 더 이상 반응하지 않는 것이 그 이유이다.
[실시예 24]
실시예 23에서의 상기 시료와 같은 동일한 구성으로된 실제적인 자기광 디스크를 제조하고 120℃와 90% RH분위기에 방치했을 경우이 시료의 경시적인 기록 및 판독감도(C/N비율)을 감시하였다.
이 시료의 구성은, 실제 트래킹을 수행하는 안내홈을 기판상의 UN-선 경화형수지를 사용하여 형성시키는 것을 제외하고는 실시예 23에서와 실질적으로 동일하다. 상기 실험결과는 제 22 도에 도시되어 있다. 이 도면에서 커어브
Figure kpo00003
는 각각 상기 면적비율 0, 0.05, 0.2에 대응된다.
결과적으로 상기 도면으로부더 명확한 것과같이 기록 및 판독감도(C/N 비율)의 감소는 면적비율이 0.2
Figure kpo00004
인 경우 상기 감도의 감소가 실질적으로 나타나지 않을 때까지 면적비율이 증가함에 따라 적어진다. 이와같이 보호필름은 장기간 동안 안정된 보호된 보호효과를 나타냄을 알 수 있다.
[실시예 25]
상기 실시예 23 및 24에 유사하게 보호필름의 형성을 위하여 질화물로서 AlN, TiN 등을 이용하고 희토류 금속으로서 Tb를 이용한다. 이들 경우에서도 역시 위에서와 동일한 결과를 얻을 수 있었다.
[실시예 26]
Si3N4를 질화물로서 사용하고 La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu 등 중의 적어도 하나를, 상기 희토류 금속으로서 사용하여 위에서와 동일한 결과를 얻을 수 있다.
[실시예 27]
유리디스크상에 스퍼터링법에 의하여 TbFeCo의 자기광기록매체 필름을 형성시켰다. 기록매체 필름상에 희토류금속으로서 Dy를, 탄화물로서 TiC를 코스퍼터링함으로써 보호필름을 형성시켰으며, Dy칩이 차지하는 영역을 제외한, Dy칩과 TiC 타이게트사이의 면적비율은 0,1/20 및 1/10(각각 시료 A,B 및 C)이었다. 스퍼터링 조건은 Ar가스압 2.6Pa, RF 출력400W, 타아게트와 기판 호울더사이의 거리 50nm 및 전착필름두께 100nm이었다.
이와같이 얻어진 디스크는 보호필름의 효과로서 기록매체필름의 보자력 Hc의 변화를 시험하는 동안 150℃에 유지시켰다. 그 결과가 제 23 도에 도시되어 있다. 제 23 도로부터 명확하게 알 수 있는 것과 같이, 시료 C만히 Dy의 비율이 보다 크면서도 약 10시간이 경과한 후에도 보자력 Hc에 변화가 없는 반면 기타의 시료 A와 B는 큰 변화를 나타낸다. 또한 시료 A와 B를 비교할 때 Dy를 이용하는 시료 B는 양이 적더라도 Dy를 전혀 사용하지 않는 시료 A와 비교할 때 안정된 보자력을 갖고 있음을 알 수 있다.
[실시예28]
La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Ho, Er, Tm, Yb 및 Lu의 기타 희토류금속을 동시전착에 사용하여 보호필름 형성에 사용하였고, 실시예 27에서와 유사한 결과를 얻었다.
[실시예 29 ]
SiC, Cr3C2, Mo2C 및 WC의 기타 탄화물을 동시전착 사용하여 보호필름을 형성하였으며, 실시예 27에서와 유사한 결과를 얻었다.
[실시예30]
폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)기판을 1∼2×10-5Pa까지 진공화시킨 진공실에 고정하였다. Tb와 SnO2의 동시전착을 위하여 Tb와 SnO2는 전자비임에 의한 각개의 증발원으로부터 증발 또는 승화되도록 가열하였다. Tb와 SnO2의 전착속도는 각각 2.0A/S와 5.0A/S이었다. 70nm의 생성 Tb-SnO2하부보호필름상에 80nm의 TbFeCo자기광 기록매체필름과 20nm의 Ti상부보호필름을 각각 형성시켰다.
비교를 목적으로, 유사한 광기억창치를 제조하였으나 하부보호필름 Tb-SnO2동시전착 필름대신에 SnO2단독을 전착시킴으로써 제조하였다. 이들 두 시료를 60℃와 90% RH에 유지시키고, 자기광기록매체필름의 보자력 변화를 관찰하였다.
제 24 도로부터 SnO2하부보호필름의 경우 TbFeCo기록매체필름의 보자력은 감소하였으며, 이것은 TbFeCo기록매체필름내에서 Tb 산화가 일어났음을 시사하는 것이다. 이와 대조적으로, Tb-SnO2저급보호필름의 경우 보자력의 변화는 관찰되지 않았으며, 따라서 TbFeCo 기록매체필름은 불변하였다고 생각된다.
Tb-SnO2하부보호필름을 사용한 경우 자기광기록 매체필름의 Kerr 회전각은 0.8°인바, 이것은 SiO2하부보호필름을 사용했을 때에 얻어진 0.3°와 비교하건대 개선된 것이다. 이와같은 Kerr회전각의 증가는 SnO2나 Tb-SnO2의 굴절율이 큰것에 기인하였다.
[실시예 31]
ZrO2의 높은 굴절률을 갖는 기타 유전체를 동시전착에 사용하여 보호필름을 형성하였고, 실시예 30에 유사한 결과를 얻었다. 80nm(Tb/ZrO2)=2/5)의 Tb-ZrO2하부보호필름을 사용한 경우, TbFeCo 자기광 기록매체필름의 케르회전각은 0.9°이었다.

Claims (34)

  1. 기판과 ; 기판상의 제 1 보호필름과 ; 제 1 보호필름상의 광기록매체필름과 ; 상기 광기록매체 필름상의 제 2 부호필름 ; 으로 구성되며, 이때 상기 제 1 및 제 2 보호필름중의 적어도 하나는 제 1 금속과, 제 2 금속의 화합물을 동시 전착시킴으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 광기억장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 금속의 화합물이 산화물, 황화물, 플루오르화물, 질 화물 및 탄화물로 구성되는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 금속이 상기 제 2 금속보다 상기 화합물을 형성하는저급의 유리에너지를 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 금속이 희토류 금속인 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 광기록매체 필름이 기록에 대하여 기계적 변형을 나타내지 않는 광기록매체로 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 광기록매체 필름이 자기 광기록매체로 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 2 항에 있어서, 상기 제2금속의 화합물이 SiO2, Al2O3CaO, La3O3, MgO, Sb2O3및 SiO로 구성되는 군으로 부터 선택되는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 2 항에 있어서, 상기 제 2 금속의 화합물이 SnO2와 ZrO3로 구성되는 군의 하나인 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 2 항에 있어서, 상기 제 2 금속의 화합물이 ZnS, CdS, PbS 및 Sb2S2로 구성되는 군의 하나인 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 2 항에 있어서, 상기 제 2 금속의 화합물이 AlF3, CaF2, CeF, LaF3, MgF2, NaAlF6, NaF, LiF, NdF3, PbF2및 ThF4로 구성되는 군의 하나인 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제 2 항에 있어서, 상기 제 2 금속의 화합물이 AlN, Si3N4및 TiN으로 구성되는 군의 하나인 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제 2 항에 있어서, 상기 제 2 금속의 화합물이 TiC, SiC, Cr3C2, Mo2C 및 WC로 구성되는 군의 하나인 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 동시전착된 보호필름내의 상기 제 1 금속의 함량은, 상기 제 1 보호필름의 광투명도가 상기 제 2 금속의 화합물만을 전착시킴으로써 형성된 필름의 광투명도의 10%이상으로 감소되지 않는 양인것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 6 항에 있어서, 상기 자기광 기록매체가 희토류 금속 및 전이금속으로 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1금속은 상기 제 1 금속과 상기 제 2 금속 화합물과의 총량의 6atm%이상의 양으로 전착되는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 제 1 금속은 상기 제 1 금속과 상기 제 2 금속화합물과의 총량의 10atm%이상의 양으로 전착되는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 기판을 제조하는 단계 ; 기판상에 제 1 보호필름을 형성시키는 단계 ; 상기 제 1 보호필름상에 광기록매체 필름을 형성하는 단계 ; 및 상기 광기록매체 필름상에 제 2 보호필름을 형성하는 단계; 로 구성되며, 이때 상기 제 1 및 제 2 보호필름은 제 1 금속과, 제 2 금속의 화합물을 동시 전착시킴으로써 형성되는 것을 특징으로 하는, 광기억장치의 제조방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 동시전착은 동시증착 또는 코스퍼터링중의 하나에 의하여 수행되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  19. 제 17 항에 있어서, 상기 동시전착된 보호필름을 동시전착 후 열처리하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  20. 제 17 항에 있어서, 상기 화합물을 산화물, 화합물, 플루오르화물, 질화물 및 탄화물로 구성되는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  21. 제 17 항에 있어서, 상기 제 1 금속은 상기 제 2 금속보다 상기 화합물을 형성하는 저급의 유리에너지를 갖는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  22. 제 17 항에 있어서, 상기 제 1 금속이 희토류 금속인 것을 특징으로 하는 제조방법.
  23. 제 17 항에 있어서, 상기 광기록매체 필름이, 기록에 대하여 기계적 변형을 나타내지 않는 광기록매체로 구성되는 것을 특징으로 하는, 제조방법.
  24. 제 17 항에 있어서, 상기 광기록매체는 자기광기록매체로 구성되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  25. 제 20 항에 있어서, 상기 제 2 금속의 화합물이 SiO2, Al2, O3, CaO, La2O3, MgO, Sb2O3및 SiO로 구성되는 군으로 부터 선택되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  26. 제 20 항에 있어서, 상기 제 2 금속의 화합물이 SnO2와 ZrO2로 구성되는 군의 하나인 것을 특징으로 하는 제조방법.
  27. 제 20 항에 있어서, 상기 제 2 금속의 화합물이 ZnS, CdS, PbS 및 Sb2S2로 구성되는 군의 하나인 것을 특징으로 하는 제조방법.
  28. 제 20 항에 있어서, 상기 제 2 금속의 화합물이 AlF3, CaF2, CeF, LaF3, MgF2, NaAlF6, NaF, LiF, NdF3, PbF3및 ThF4로 구성되는 군의 하나인 것을 특징으로 하는 제조방법.
  29. 제 20 항에 있어서, 상기 제 2 금속의 화합물이 AlN, Si3, N4및 TiN로 구성되는 군의 하나인 것을 특징으로 하는 제조방법.
  30. 제 20 항에 있어서, 상기 제 2 금속의 화합물이 TiC, SiC, Cr3C2및 Mo2C 및 WC로 구성되는 군의 하나인 것을 특징으로 하는 제조방법.
  31. 제 17 항에 있어서, 상기 동시전착된 보호필름대의 상기 제 1 금속의 함량은, 상기 제 1 보호필름의 광투명도의 상기 제 2 금속의 화합물만을 전착시킴으로써 형성된 필름의 광투명도의 10%이상으로 감소되지 않는 정도인 것을 특징으로 하는 제조방법.
  32. 제 24 항에 있어서, 상기 자기광 기록매체가 희토류금속과 전이 금속으로 구성되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  33. 제 17 항에 있어서, 상기 제 1 금속은 상기 제 1 금속과 상기 제 2 금속화합물의 총량의 6atm% 이상의 양으로 전착되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  34. 제 33 항에 있어서, 상기 제 1 금속은 상기 제 1 금속과, 상기 제 2 금속 화합물의 10atm% 이상의 양으로 전착되는 것을 특징으로 하는 장치.
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