KR940008647B1 - 광자기 기록 매체 - Google Patents
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Abstract
내용 없음.
Description
제1도는 종래 광자기 기록 매체 박막의 개략 적층 구조도.
제2도는 본 발명에서의 광자기 기록 매체 박막의 개략 적층 구조도.
제3a도는 본 발명에서의 제2도를 제조하기 위한 스퍼터링 설비의 개략 단면도.
제3b도는 제3a도의 평면도.
제4도는 시간 경과에 따른 합금 기록막의 Kerr 회전각의 변화를 나타낸 그래프.
제5도는 시간 경과에 따른 합금 기록막의 CNR값(Carrier to Noise Ratio) 변화를 나타낸 그래프.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 기판 2a : 하지보호막
2b : 상지보호막 3 : 기록막
4 : Pd막(Ⅰ) 5 : Dy막
6 : Pd막(Ⅱ) 10 : Pd, Dy,기록막용 합금 및 Si의 타겟
본 발명은 불활성 금속과 부동태 형성 금속을 첨가시켜 기록층의 내산화성을 개선시키고 기록층을 Pd막과 Dy막의 적층 구조로 형성하여 수명을 향상시킨 광자기 기록 매체에 관한 것이다. 상기 불활성 금속은 Pt, Ag, Pd이며, 부동태 형성금속은 Al, Ti, Cr등이다.
본 발명은 자성박막위에 레이저 광을 국부적으로 집속하여 온도를 상승시켜서 자화반전에 의한 정보의 기록 및 소거를 할수 있고, 기록된 정보의 재생은 편광을 자화된 박막 표면으로 부터 반사 또는 투과될때 일어나는 편광의 회전을 이용하여 검출하는 광자기 기록막에 관한 것이다.
광자기 기록은 자기 기록이 가지는 소거, 재기록 특성과 광기록이 가지는 높은 기록밀도의 장점을 가지고 있어 정보화 사회에서 요구되는 고용량의 기록 매체에 널리 이용이 가능하다.
광자기 디스크 매체에 사용되는 Gd, Tb, Dy등의 희토류 원소는 산소와의 친화력이 커서 쉽게 산화가 일어나기 때문에 매체에 공기 또는 수분이 직접 접촉하지 않게하는 AlN, Si3N4, SiO2등의 보호막을 입히고 있으나, 장기 사용시 거의 대부분 보호막이 불완전하기 때문에 산소가 침투하여 기록막을 열화시킨다. 현재 개발된 광자기 기록 매체의 박막 구조는 PC(폴리카보네이트)기판위에 하지보호막(Si3N4), 기록막(TbFeCo), 상지보호막 (Si3N4) 순서로 적층하고 각층의 두께는 600∼1000Å을 유지한다.
PC기판위에 하지보호막 없이 TbFeCo기록막과 Si3N4보호막을 입힌 경우에는 15∼20시간 정도에서 CNR이 5dB정도 감소하는 기록막의 열화가 일어나고 하지보호막을 입힌 경우에도 장시간 경과시 경시 변화에 의한 자성막의 산화가 발생하여 자기 특성의 열화가 발생된다.
따라서 광자기 기록막은 보호막 만으로 산화를 방지하여 반영구적인 기록 매체의 실현이 불가능하므로 기록막의 자기 특성을 유지하고 기록 매체의 내산화성을 개선시킬 수 있는 박막재료나 박막층의 구조를 개발하여 신뢰성을 향상시킬 필요가 있다.
광자기 기록 매체의 기록층은 박면과 수직한 방향에 자화 용이축을 갖는 자기이방성을 나타내야 하기 때문에 수직자기 이방성 정수가 큰 희토류 금속과 천이금속의 비정질 합금 박막이 사용되고 있다.
이중 희토류 원소는 최외각의 전자들이 5d1, 6s2에 있는 2개 또는 3개의 전자들은 쉽게 전자가 이탈될 수 있기 때문에 산소와의 친화력등 화학 반응성이 매우 강하여 대기중에 노출시키면 1∼2시간내에 산화가 일어나서 Si3N4와 같은 유전체의 보호막을 입혀 사용하고 있다.
보호막중 하지보호막은 빛이 투과할 수 있는 투명한 것이어야 하고 상지보호막은 투명할 필요는 없지만 열전달율이 좋은 재질을 적절히 조절하면 히트씽크 역할을 할수 있기 때문에 기록감도를 높일수 있다. 일반적으로 상지보호막 위에는 왁스로 4∼10μm정도 코팅시키기 때문에 산화가 잘일어나지 않지만 하지보호막은 수분이 흡착되는 PC기판과 접촉하고 있기 때문에 산화의 위험성이 크다.
그러므로 본 발명에서는 기록막 자체의 내산화성을 개선시키는데 착안점을 두었다.
따라서 본 발명에서는 상기에서 언급된 문제점들을 극복하기 위하여 기록막의 재료 조성을 변화시킨 새로운 박막재료를 개발하고 박막층의 적층 구조를 변화시켜 내산화성을 개선시키고 수명도 연장되며 신뢰성도 향상시킨 광자기 기록 매체를 제조하는데 목적이 있다.
즉, 본 발명에서는 기판, 하지보호막, 기록막, 상지보호막으로 구성된 박막에 있어서, 상기 기록막의 조성에 희토류-천이원소, 부동태 형성 금속 및/또는 불활성 금속을 첨가시킨 합금 기록막을 제조하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서는 상기와 같이 제조된 합금 기록막을 사용하여 박막의 적층형 구조를 기판, 하지보호막, Pd막(Ⅰ), Dy막, 합금 기록막, Pd막(Ⅱ), 상지보호막의 순서로 적층시켜 광자기 기록 매체를 제조한다.
이하 본 발명의 조성 및 구조의 특징을 좀더 상세하게 설명하기로 한다.
Tb-Fe함금에 Ti, Al, Cr, V, Mn, Zr, Ag, Pd, Au, Pt를 3∼6% 각각 첨가시킨 합금들을 대기중에서 100℃로 가열시키면 산화에 의해 부식된 핀홀을 광학 현미경으로 쉽게 관찰할 수 있다. 특히 Al, Ti, Cr등의 부동태 형성금속과 Pt, Ag, Pd등의 불활성 금속은 부식을 억제하는 효과가 두드러지게 나타난다.
근본적으로 산화 방지용 첨가 원소는 희토류-천이금속의 광자기 특성을 저하시키지 않는 것이 중요하므로 스퍼터링 방법에 의한 박막 제조후 광자기 특성의 주요인자인 광의 편광회전각을 측정한 결과, Ti, Cr, Pt, Pd등은 제특성이 거의 그대로 유지하는 우수함을 보였다.
본 발명에서는 TbFeCo계 기록막에 부동태 형성금속인 Al, Ti, Cr중 1종 이상, 불활성 금속인 Pt, Ag, Pd중 1종이상을 선택하여 첨가시켜 합금 기록막을 제조한다.
이때 부동태 형성금속의 첨가범위는 5∼14at% 및 불활성 금속의 첨가범위는 2∼4at%로써 부동태 형성금속의 첨가량이 불활성 금속의 첨가량에 대해 1.5∼3.5배의 비율을 유지하여야 한다.
본 발명의 한예에서는 종래의 Tb24Fe68Co8at%(11) 합금 타겟과 본 발명에서의 Ti, Cr, Pt등이 첨가된 Tb26Fe54Co6Ti7Cr3Pt4at%(12) 합금타겟을 스퍼터링하여 기록막을 제조한 후 Kerr 회전각 θk를 측정하였다(제4도 참조). 제4도에서 알수 있듯이 시간이 경과함에 따라 θk의 변화가 감소되기 때문에 본 발명에서의 합금 기록막(12)이 우수한 내산화성을 나타내고 있음을 알수 있다.
희토류-천이금속 합금에 부동태 형태금속보다 불활성 금속을 첨가하는 것이 내식성이 놓게 나타나지만 장시간 경과되는 경우 불활성 금속은 희토류 원소의 선택적 산화를 강하게 유발시키기 때문에 오히려 Ok값이 급격히 저하되는 결과를 초래한다. 그러므로 본 발명에서는 부동태 형성금속이 불활성 금속의 1.5∼3.5배 비율을 유지하는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 본 발명에서는 광자기 기록 매체의 신뢰성을 향상시키고 수명을 연장시키기 위하여 Pd막(I), Dy막, 합금 기록막, Pd막(II)의 순서로 적층 변화시킨 박막 구조를 형성하였다.
제1도는 종래의 광자기 박막 적층구조의 단면도로서 PC기판(1), 하지보호막(2a,Si3N4), 기록막(3,TbFeCo계), 상지보호막(2b,Si3N4)의 적층구조를 나타낸 것이며 각층의 두께가 약 800∼1000Å이다.
제2도는 본 발명에서의 적층 구조를 갖는 광자기 박막의 단면도로써 PC기판(1), 하지보호막(2a,Si3N4), Pd막(Ⅰ)(4), Dy막(5), 합금기록막(3,TbFeCo+미량의 첨가원소), PD막(II)(6), 상지보호막(2b,Si3N4)의 적층구조를 나타낸 것이다.
각층의 두께는 보호막들(2a,2b)이 약 600∼800Å, Pd막(Ⅰ)(4) 3∼6Å, Dy막(5) 3∼6Å, 합금기록막(3)400∼600Å 및 Pd막(Ⅰ)(6) 10∼20Å이다. Pd막(Ⅰ)(4)은 내식성이 강한 귀금속을 입혀 줌으로써 산소의 침투를 1차 PC기판, 2차 Si3N4보호막에 이어 3차로 억제 해주고 Dy막(5)는 산화가 잘 일어나는 기록층과 같은 희토류계의 Dy을 입혀줌으로써 극미량의 산소가 침입하는 경우 DyO산화물이 형성되어 산소가 제거되기 때문에 기록막을 4차로 보호하여 주는 역활을 한다.
Pd막(Ⅰ)(4)와 Dy막(5)은 두께가 3∼6Å이기 때문에 재생기록 소거되는 레이저 광에 영향을 미치지 않으며 또한 Dy막(5)이 DyO로 되어도 희토류 천이합금의 광자기 특성을 저해시키지 않는 특성이 있다.
PD막(II)(6)은 기록막을 통과한 일부의 레이저광을 반사시키는 반사막 역할과 산소의 침입을 방지하는 보호막 역할을 한다.
제3도는 제2도에 도시된 기록막을 제조하기 위한 설비의 개략도로서 기판 지지대(8), 지름 130mm PC기판(9), 2인치 타겟(10)으로 구성되어 있고 (a)는 정면도 (b)는 평면도이다. (10)의 타겟은 4개로서 Pd타겟, Dy타켓, 기록막용 합금타겟, Si타켓으로 스퍼터링 파워(sputtering power)를 on/off시켜가면서 제2도의 막구조에 맞게 막을 형성시킨다. 이때 막의 두께는 Ar압력, 스퍼터링 power 및 시간을 조정하여 조절하고 막두께의 균일성을 좋게 하기 위해서 기판을 30∼60rpm정도로 회전시킨다.
Si3N4막을 만들기 위한 N2가스 반응 스퍼터링시타겟의 오염을 방지하기 위하여 타겟과 타겟 사이에서 셔터를 설치하여 차단하고 다음 막은 스퍼터링실을 2×10-6torr까지 진공을 유지시킨 후 제조한다.
제5도는 제1도의 종래의 기록막(13)과 제3도에 의해 제조된 제2도의 기록막(14)을 80℃ 95%RH(Relative humility)의 가혹한 분위기에서 시간에 다른 CNR값을 측정한 결과이다. 13은 CNR값이 감소하는데 반해 14는 150시간이 경과하여도 CNR값이 전혀 변화하지 않는 우수한 내산화 특성을 나타내고 있다.
광자기 기록막 TbFeCo에 불활성 금속과 부동태 형성금속중에서 Ti, Cr, Pt등의 원소를 첨가시킨 경우 CNR을 감소시키지 않고 내산화성이 현저히 증가하였다. 그리고 기록막의 구조를 보호막, Pd막, Dy막, 합금 기록막, Pd막, 보호막의 순으로 다층막을 적층시킨 경우 광자기 특성은 TbFeCo기록막과 동일 수준 이상의 CNR을 나타내고, 또한 산소의 침투를 완전히 억제시키기 때문에 가혹한 분위기에서도 신뢰성이 우수하였다.
이하 실시예를 통해 본 발명을 좀더 구체적으로 설명하기로 한다.
[실시예 1]
하기의 스퍼터링 조건으로 통상의 TbFeCo계 기록막의 조성을 Tb26Fe54Co6Ti7Cr3Pt4가 되게 합금 기록막을 제조한다. 시간이 경과함에 따라 상기 합금 기록막의 Kerr 회전각을 측정하여 제4도에 도시하였다. θko는 시편제조 직후의 Kerr 회전각의 값이고, θk는 75℃ 대기중에서 시간이 경과함에 따른 Kerr 회전각의 변화된 값을 나타낸다.
제4도에서 곡선(11)은 종래의 Tb24Fe68Co8합금기록막이고, 곡선(12)는 본 발명에서의 합금 박막을 나타낸 것이다. 시간이 경과함에 따라 본 발명에서의 합금기록막의 θk/θko의 변화가 작기 때문에 내산화성이 우수함을 알수 있다. 상기 합금 기록막을 사용하여 제3도에 도시된 스퍼터링 설비를 이용하여 적층형 구조를 가진 광자기 기록 매체를 제조한다. 이때 제조된 적층구조는 제2도에 도시된 것과 동일하며 Pd막(Ⅰ)(4)의 두께는 5Å, Dy막(5)의 두께는 5Å 및 Pd막(Ⅱ)(6)의 두께는 15Å이다.
상기와 같이 제조된 박막을 80℃, 95% RH의 가혹한 분위기에서 시간에 따른 CNR값을 측정하여 제5도에 도시하였다. 곡선 13은 종래의 기록막 및 적층구조를 갖는 광자기 박막이고 곡선 14는 본 발명에서의 합금 기록막 및 적층구조를 갖는 광자기 박막을 나타낸 것이다.
제5도에 도시된 바와같이 곡선13의 경우 시간에 따라 CNR값이 감소되는 반면에 본 발명의 경우인 곡선 14은 150시간이 경과한 후에도 CNR값이 거의 변화되지 않는 우수산 내산화 특성을 나타내었다.
스퍼터링 조건
● 모드 : DC 마그네트론방식
● 초기진공도 : 2×10-6torr
● Ar압력 : 3mtorr
● DC스퍼터링 파워 : 800∼1500W
● 기판온도 : 50℃ 이하
● 기판회전수 : 30∼60rpm
● 두께 : 하지보호막 600∼800, PD막(Ⅰ) 5Å, Dy막 5Å,
합금기록막 400∼600Å, Pd막(Ⅱ) 15Å
상지보호막 600~800Å
Claims (5)
- 기판, 하지보호층, Pd(Ⅰ)층, Dy막, TbFeCo계 기록막에 부동태 형성 금속중 1종이상 및 불활성 금속중 1종이상이 소량 첨가된 합금 기록막, Pd(Ⅱ)층, 상지보호층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
- 제1항에 있어서, 상기 부동태 형성금속이 Al, Ti, CR인 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
- 제1항에 있어서, 상기 불활성 금속은 Pt, Ag, Pd인 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
- 제1항에 있어서, 상기 부동태 형성금속의 첨가범위는 5∼14at%, 상기 불활성 금속의 첨가범위는 2∼4at%으로 하되, 상기 부동태 형성금속의 첨가량이 상기 불활성 금속의 첨가범위의 1.5∼3.5배인 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
- 제1항에 있어서, 상기 Pd막(Ⅰ)의 두께는 3∼6Å, Dy막의 두께는 3∼6Å 및 Pd막(Ⅱ)의 두께는10∼20Å인 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1019900004385A KR940008647B1 (ko) | 1990-03-31 | 1990-03-31 | 광자기 기록 매체 |
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| KR1019900004385A KR940008647B1 (ko) | 1990-03-31 | 1990-03-31 | 광자기 기록 매체 |
Publications (2)
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| KR910017388A KR910017388A (ko) | 1991-11-05 |
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| KR1019900004385A KR940008647B1 (ko) | 1990-03-31 | 1990-03-31 | 광자기 기록 매체 |
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1990
- 1990-03-31 KR KR1019900004385A patent/KR940008647B1/ko not_active IP Right Cessation
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| KR910017388A (ko) | 1991-11-05 |
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