KR910002323B1

KR910002323B1 - Optical recording carrier

Info

Publication number: KR910002323B1
Application number: KR1019870015269A
Authority: KR
Inventors: 안동훈
Original assignee: 주식회사 금성사; 최근선
Priority date: 1987-12-30
Filing date: 1987-12-30
Publication date: 1991-04-11
Also published as: KR890010826A

Abstract

Rewritable optical recording medium is composed of thin Al alloy film containing Cu of 2.5-4.5%. Al-Cu film with 1,200 angstrom thickness is deposited on the substrate by multi-source thermal evaporation or electron beam gun method to give an optical recording medium. The properties of Al-Cu film are enhanced by addition of 2-4% Si and 3-5% Mg. This optical recording medium has high reflection ratio at low cost.

Description

Optical recording media

제1도는 광자기형 디스크의 기록, 제생소거원리도.1 is a principle of recording and elimination of magneto-optical discs.

제2도는 상변이형 디스크의 기록, 제생소거원리도.2 is a diagram showing the recording and phase-removal principle of a phase-change disc.

제3도는 구멍형성의 재생원리도.3 is a regeneration principle of hole formation.

제4도는 Al-Cu계의 평행상태도.4 is a parallel state diagram of the Al-Cu system.

제5도는 본 발명에 의한 기록, 재생 원리도.5 is a principle of recording and reproducing according to the present invention.

본 발명은 열에 의한 합금의 광특성 변화를 이용하여 정보를 기록재생할 수 있는 광기록 재료에 관한 것으로 특히 보존성이 높고 제조가격이 낮으면서 높은 반사율비를 얻을 수 있는 재료로 형성시킨 광기록 매체에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical recording material capable of recording and reproducing information using a change in optical properties of an alloy due to heat, and more particularly, to an optical recording medium formed of a material having high preservation, low manufacturing cost, and high reflectance ratio. will be.

종래 정보기록의 주종은 자기기록 재료로서 자기테이프, 하드디스크, 플로피 디스크, 자기카드 등이 있으며 보다높은 정보기록 밀도의 실현을 위한 많은 연구와 시도가 진행되어 왔으나 매체 및 헤드간의 접촉등 자기기록의 특성상 발생되는 문제에 당면하여는 더 이상의 기록밀도를 높이는 것은 불가능한 상태였었다. 따라서, 현재 실용화되고 있는 자기기록 재료의 기록밀도는 10⁴∼10⁵bit/mm²정도이며, 금후 수직 자기기록 매체의 출현에 따라 기록밀도는 10⁵bit/mm²이상으로 향상될 수 있으나 헤드와 매체간의 접촉에 의해 발생되는 문제는 더욱 심각하게 된다.Conventional information recording mainly includes magnetic tapes, hard disks, floppy disks, magnetic cards, etc., and many researches and attempts have been made to realize higher information recording densities. In the face of problems, it was impossible to increase the recording density. Therefore, the recording density of the magnetic recording material currently in practical use is about 10 ⁴ to 10 ⁵ bit / mm ² , the recording density can be improved to 10 ⁵ bit / mm ² or more in accordance with the emergence of the vertical magnetic recording medium in the future The problem caused by contact between the media and the media becomes more serious.

이러한 문제를 해결하기 위해 제안된 것이 광디스크이며 이미 콤팩트 디스크(C.D), 비디오 디스크(V.D)등 재생전용의 광디스크는 실용화되고 있으며, 일회기록 가능한 위엄타임(WORM TYPE)의 디스크도 표준화단계에 있다. 그러나 긍극적으로 기존의 자기기록 매체를 대체할 수 있는 소거 가능한 광디스크는 아직개발단계에 있으며 이중 유망한 재료로는 희토류-천이금속을 합금으로 하는 광자기형과 텔루륨(Te)을 기본으로 하는 상변이형을 들 수 있다.In order to solve this problem, an optical disc has been proposed, and optical discs exclusively for reproduction such as compact discs (C.D) and video discs (V.D) have been put into practical use, and WORM TYPE discs capable of recording once are also in the standardization stage. However, erasable optical discs, which can ultimately replace conventional magnetic recording media, are still in the development stage. Among them, promising materials include magneto-optical type based on rare earth-transition metal and phase-change type based on tellurium (Te). Can be mentioned.

광자기형은 테트분(Tb), 가돌리륨(Gd)등의 희토류금속과 탄소(Co), 철(Fe)등의 천이금속을 소정의 조성을 갖는 합금으로 만들어 스퍼터링 타겟트(Sputtering Target)으로 하여 제조하였다.The magneto-optical type is made of a sputtering target by making an alloy having a predetermined composition from rare earth metals such as tet powder (Tb) and gadolinium (Gd) and transition metals such as carbon (Co) and iron (Fe). Prepared.

그러나 조성의 변화를 용이하게 하기 위해 멀티 타겟트(Multi-target)를 사용하는 경우도 있다. 광자기형 디스크는 자장을 걸어주면서 레이저광을 조사시키면 재료의 온도가 올라감에 따라 재료의 항자력 Hc는 감소하게 되어 외부자계에 의해 쉽게 방향이 바뀌었다.However, in some cases, multi-target is used to facilitate the change of composition. When the magneto-optical disk irradiates a laser beam while applying a magnetic field, the coercive force Hc of the material decreases as the temperature of the material rises, and the direction of the magneto-optical disk is easily changed by an external magnetic field.

또한 조성변화에 따라 보상온도점을 이용하여 기록하는 경우도 있었다. 제생을 자화방향에 따라 입사되는제1도와 같이 편광의 편광면이 회전하는 자기광화효과(Kerr-Effect)를 이용하였고 상이면형은 제2도와같이 가열전후의 재료의 상변화에 따른 반사율을 이용하여 정보를 기록하였다. 정보의 근거는 기록시보다 낮은 레이저파워(Laser Power)로 가열함으로서 가능한 것이다.In addition, recordings were made using compensation temperature points depending on the composition change. Using the Kerr-Effect in which the polarization plane of polarization rotates as shown in FIG. 1, which is incident along the magnetization direction, the top and bottom type uses the reflectance according to the phase change of the material before and after heating as shown in FIG. The information was recorded. The basis of the information is possible by heating with a lower laser power than when recording.

그러나 종래의 소거 가능형 디스크의 제조에는 광자기형의 경우 고가의 희토류 금속을 사용함으로써 제조가격이 높아지고 상변화형의 경우 기록재료의 열화에 의한 기록비트의 오차율이 높아지는 단점이 있었다. 또한 원타입의 재료로서는 텔루룸(Te)계의 홈형성타입이 주보 사용되고 있으나 제3도와 같은 레이저광에 의한 홈형성시 홀모양의 불균일로 인한 노이즈 발생이 가장 큰 문제로 대두되었다.However, conventional manufacturing of erasable discs has disadvantages in that the manufacturing cost is increased by using expensive rare earth metals in the case of magneto-optical type and the error rate of the recording bits is increased due to deterioration of the recording material in the case of phase change type. In addition, the teuleum (Te) -based groove forming type is mainly used as the one-type material, but the generation of noise due to the hole shape unevenness is the biggest problem when forming the groove by the laser light as shown in FIG.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 알루미늄계의 합금박막을 사용하여 온도변화에 따른 광특성변화를 이용하여 정보를 기록재생할 수 있는 위엄타입 광디스크 재료에 관한 것이다.Accordingly, the present invention relates to a dignity-type optical disc material that can be recorded and reproduced by using an optical property change with a temperature change by using an aluminum alloy thin film to solve the above problems.

제4도는 본 발명애서 사용되는 Al-Cu계의 평행상태도인 것으로, 알루미늄-4% 구리합금을 이용하여 구리(Cu)의 확산이 일어나지 않는 A온도까지 가열한 후 급냉시키면 구리(Cu)의 고용한도가 낮기때문에 상온에서 과포화 고용제가 얻어진다.4 is an Al-Cu-based parallel state diagram used in the present invention. The aluminum solid solution of copper (Cu) is heated by quenching after heating to temperature A where copper (Cu) is not diffused using aluminum-4% copper alloy. Because of the low limits, supersaturated solid solutions are obtained at room temperature.

이 과포화 고용체는 알루이늄(Al)의 (100)면에 구리(Cu)원자가 모여 극히 미세한 2차원적인 결정이 형성된다.This supersaturated solid solution has copper (Cu) atoms on the (100) plane of aluminum (Al) to form extremely fine two-dimensional crystals.

이 결정이 표면에 석출되면 광의 반사율이 현저하게 변화되며 이 광특성의 변화를 정보의 재생에 이용하게 된다.When this crystal is deposited on the surface, the reflectance of the light changes remarkably, and the change in the optical characteristic is used to reproduce information.

본 발명의 기록기구를 자세히 설명하면 제5도와 같이 Al-Cu합금 박막을 레이저조사에 의해 제4도에 표시한 상태도의 A구역까지 가열한 후 레이저 모듈레이션(Laser Modulation)에 의해 급냉시키면 상온에서는 구리(Cu)의 알루미늄(Al)에 대한 고용한도를 넘게되어 과포화 고용체가 되어 Al-Cu로 이루어진 새로운 상이 석출된다.Referring to the recording mechanism of the present invention in detail, as shown in FIG. 5, the Al-Cu alloy thin film is heated to a zone A in the state diagram shown in FIG. 4 by laser irradiation, and then rapidly cooled by laser modulation. It exceeds the solubility limit for aluminum (Al) of (Cu) and becomes a supersaturated solid solution, and a new phase made of Al-Cu is precipitated.

이 새로운 상은 기지(基地)의 합금상보다 빛에 대한 반사도가 크게되어서 정보를 기록할 수 있으며 또한 합금상과 석출상과의 반사율 차이를 크게하기 위해 2∼3% 규소(Si)와 3∼5% 마그네슘(Mg)을 첨가하면 약 10% 정도의 반사율을 높일 수 있는 것이다.This new phase has a greater reflectivity to light than the base alloy phase, so that the information can be recorded. Also, in order to increase the difference in reflectance between the alloy phase and the precipitated phase, 2 to 3% silicon (Si) and 3 to 5 The addition of% magnesium (Mg) can increase the reflectance by about 10%.

그리고 본 발명에 의한 기록매체의 제조방법은 PC등의 기판재료위에 순수한 알루미늄과 순수한 구리를 멀티소오스 써말 이베이퍼레이션(Multi-Source thermal evaporation) 또는 일렉트론 비임건(Electron Beam Gun)을 이용해 약 1200Å의 두께로 증착시킨다.In the method of manufacturing a recording medium according to the present invention, pure aluminum and pure copper on a substrate material such as a PC can be fabricated using a multi-source thermal evaporation or an Electron Beam Gun. Deposit to thickness.

이때의 조성조정은 통전전류 또는 보호막으로서는 실리콘 나이트 라이디어(Si3N4) 또는 실리콘 서브옥사이드(SiOi)등을 리액티브 스퍼터링(Reactive Sputtering)에 의해 약 2800Å 두께로 코팅(Coating)하여 기록매체의 재료를 형성한다.At this time, the composition adjustment is performed by coating the silicon current layer (Si3N4) or silicon suboxide (SiOi), etc., by reactive sputtering to a thickness of about 2800 Å, to form a material of the recording medium. do.

상기 제조방법에 의해 제조된 광디스크에 정보를 기록할 때에는 약 780mm의 AlGaAs반도체 레이저를 이용하게 되며 기록비트의 온도가 약 450∼550℃정도 을라간 후 급냉시키면 상온에서는 구리(Cu)의 고용한도가 거의 "0"에 가깝기 때문에 구리가 석출된다.When recording information on the optical disk manufactured by the above method, AlGaAs semiconductor laser of about 780mm is used. When the recording bit temperature is about 450 ~ 550 ℃, and rapidly cooled, the solid solution limit of copper (Cu) at room temperature Since it is almost close to "0", copper precipitates.

이 석출과정은 GP지대라고 불리우는 집합체로 이루어진 Al-Cu상을 거쳐 θ상이 분리되는 과정에 이르게 된다.This precipitation process leads to a process in which the θ phase is separated through an Al-Cu phase composed of an aggregate called a GP zone.

이 새로운 θ상이 표면에 미세하게 석출되면 빛에 대한 반사율이 증가하게 되며 또한 시간이 경과됨에 따라 석출되는 량이 증가는 시효현황이 있어 그 반사율 차이는 더욱 증가하게 되어 원가절감 및 공정운영비를 높일 수 있는 특징이 있는 것이다.If this new θ phase is finely deposited on the surface, the reflectance of light increases, and there is an aging condition that the amount of precipitation increases with time, and the difference in reflectance increases further, which can reduce cost and increase the process operating cost. There is a characteristic.

또한 규소(Si) 및 마그네슘(Mg)의 첨가는 석출입자의 크기를 미세하게 하고 균일하게 분포하게 하여 반사도를 더욱 중가시킬 수 있는 것이고, 사용상태에 따라서 구리의 첨가한도는 2.5∼4.5%가 적당하며 적절한 시효현상을 일으킬 수 있다.In addition, the addition of silicon (Si) and magnesium (Mg) can further increase the reflectivity by making the size of the precipitated particles fine and uniformly distributed, and the addition amount of copper is appropriate in the range of 2.5 to 4.5% depending on the use condition. And may cause adequate aging.

이상에서와 같이 본 발명의 기존의 구멍형성 또는 돌기형성 위엄타입 디스크에 비해 제조가격이 싸고 기록된 정보가 안정하게 보존될 수 있으며 광반사율이 뛰어난 고신뢰성의 기록재를 얻을 수 있는 것이다.As described above, the manufacturing cost is low and the recorded information can be stably stored, and a high reliability recording material having excellent light reflectance can be obtained as compared with the conventional hole-forming or projection-forming dignity type disc of the present invention.

또한 기록재료의 멜팅(Melting)과정이 없으므로 레이저 파워를 안정하게 조절할 수 있으며 장시간 보관시 시간이 경과함에 따른 반사율의 차이가 오히려 증가하므로서 즉 열화에 의한 레이저 비율을 줄일 수 있는 특징이 있는 것이다.In addition, since there is no melting process of the recording material, the laser power can be controlled stably, and the difference in reflectance with time elapses during storage for a long time increases, that is, the laser ratio due to deterioration is reduced.

Claims

In forming an optical recording medium having a high reflectance, 2.5 to 4.5% of copper (Cu) is added to aluminum (Al) to form an alloy thin film and 2 to 4% of silicon (Si) to the components of the alloy thin film. And 3 to 5% of magnesium (Mg) so that information can be recorded / reproduced as reflectance difference due to precipitation of the second phase by semiconductor laser irradiation.