KR960013215B1 - 광학정보 기록매체 - Google Patents
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Abstract
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Description
[발명의 명칭]
광학정보 기록매체
[도면의 간단한 설명]
제1도는 본 발명의 한 실시예의 광학정보 기록매체에 사용하는 기록박막의 조성의 3각 다이어그램.
제2도는 동 매체의 기록감도 (C/N비)의 과잉 Sb/Sb2Te3비에 대한 의존성을 나타내는 특성도.
제3도는 본 발명의 다른 실시예에 있어서의 광학정보 기록매체에 사용하는 기록박막의 조성의 3각 다이어그램
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 특성이 양호한 조성 영역 2 : sb 25몰%의 라인
3 : 레이저 전력 6mW에 있어서의 C/N비
4 : 레이저 전력 9mW에 있어서의 C/N비
5 : b=Sb/Sb2Te3=0.3의 라인 6 : b=Sb/Sb2Te3=0.8의 라인
7 : g=GeTe/Sb2Te3=0.5의 라인 8 : g=GeTe/Sb2Te3=2.0의 라인
[발명의 상세한 설명]
[기술분야]
본 발명은 레이저 비임(laser beam)등에 따라 정보를 고밀도 또는 대용량으로 기록재생 및 지워버림(erasure)할 수 있는 광학정보 기록매체에 관한 것이다.
[배경기술]
광디스크 메모리에 관하여 텔루륨(Te)과 산화텔루륨(TeO2)을 주성분으로 하는 TeOx(Ox2.0)박막을 사용한 추기형(追記型)의 디스크가 있다. 나아가서, 에스, 아아르, 오브신스키(S.R.Ovshinsky)씨 등의 칼코겐(chalcogen)재료 Ge15Te81Sb2S2등이 알려져 있다. 이것은 레이저 광에 의하여 가열·용융하고 급냉함에 따라 비결정질화하여 정보를 기록하며, 나아가서 레이저광을 조사하여 가열한 다음 서서히 냉각함에 따라 결정화하여, 전술한 바 기록을 지워버릴 수있다. 또 황화비소(AS2S3)나 셀렌화비소(AS2Se3), 혹은 황화안티몬(Sb2S3)등 칼코겐원소와 주기율표 제V족 혹은 게르마늄(Ge)등의 제Ⅳ족 원조 등의 조합으로 되는 박막등이 널리 알려져 있다.
이들의 박막에 레이저광으로 정보를 기록하고, 그 정보를 지워버리는 하나의 방법에 대하여 설명한다. 미리 박막을 결정화시켜 두고, 이것에 약 1㎛ø로 수한 레이저광을 정보에 따라서 강도변조를 하여, 예컨데, 표면에 상기 박막을 형성한 원반형상의 기록스크에 회전상태에서 조사함에 따라서 이 레이저광 조사부위를 박막의 융점 이상으로 승온하고, 또한 급냉하여 비결정질화한 도트(dot)로서 정보의 기록을 한다.
이러한 정보를 지워버림에 있어서는 디스크의 회전트랙방향으로 긴 스폿광을 조사함에 따라 박막을 가열·스온시켜 긴 스폿광에 의하여 서서히 냉각하는 효과에 따라서 재차 결정화된다.
박막을 레이저광 조사에 의하여 가열·승온·용융하고, 급냉 및 가열·승온·서냉 등의 과정을 거쳐 정보의 기록 및 지워버림을 하는 기록매체에 있어서는 가열 사이클에 대응하여 신호 품질이 변동하는 경우가 있다. 이 변동요인으로서는 기록 스폿광 및 지워버림 스폿광에 의한 400℃이상의 급속한 가열, 냉각의 여러번의 반복에 의한 기판(期板) 재질의 열적·기계적인 손상을 생각할 수있다. 또, 기록박막의 열적·기계적인 손상을 발생하는 경우가 있다. 기록박막에 대하여 그 조성에 따라서는 막중(膜中)의 조성·성분의 장소적인 변화, 이른바 편석(偏析)이 발생하는 경우도 있다.
기판이나 그렇지 않으면 기록막이 이상과 같은 변화를 발생하였을 경우, 기록재생·지워버림의 사이클에 있어서 잡음의 증대를 발생하여 사이클 특성의 열화(劣化)가 발생한다고 하는 문제점이 있었다.
[발명의 공개 설명]
본 발명의 레이저광드의 조사에 따라 열적으로 박막의 상태를 변화시켜서 광학정보를 기록 및 지워버림 함에 관하여, 기록과 지워버림의 사이클 특성을 향상시킬 것을 목적으로 하여 박막을 텔루륨화 게르마늄(GeTe), 텔루륨안티몬(Sb2Te3)과 안티몬(Sb)의 3성분으로 형성하는것을 특징으로 하며, 나아가서 그 성분비를 Sb/Sb2Te3의 몰비를 b라고 할때, 0.3b, 0.8에서 선택하는 것을 특징으로 한다.
Sb2Te3(융점 622℃)은 박막화함에 따라 비결정질막(amorphous film)을 얻을 수있으며, 이 막은 비결정화, 결정화의 기록 작용을 지니고 있다.
그러나, 그 흑화(黑化 : blackening)(결정화를 수반하는)온도는 100℃만큼 낮고, 열적인 안정성이 낮다. 그래서 융점은 높은 Tm=725℃의 GeTe을 혼합함에 따라 이러한 흑화(결정화)온도를 180℃ 이상으로 높일 수 있다. 이러한 박막은 열적 안정성이 뛰어나 있다지만, 기록(비결정화)·지워버림(결정화), 그렇지 않으면 그 역 모우드의 지워버림·기록의 사이클에 있어서의 신호품질의 저하가 발생하기 쉽다.
그리하여, 과잉 Sb를 첨가한다. 이 Sb은 결정화, 비결정질화의 과정에서 GeTe성분과 Sb2Te3성분의 서로 분리함에 대한 지지효과를 지녀서 사이클 특성의 향상을 가져오게 하면, 동시에 결정화에 대하여 결정화핵의 작용을 기대할 수있고, 기록 및 지워버림에 대한 감도 향상을 가져 오게하여 단일 레이저 비임으로 고쳐쓰기를 가능하게 한다.
[발명을 실시하기 위한 가장 좋은 형태]
다음에 본 발명을 실시예에 따라 설명한다.
[실시예 1]
기록층인 박막을 형성하는 기판으로서는 미리 레이저광 안내홈을 형성한 주지기판을 이용하여 이 표면에 미리 내열성이 뛰어난 황화아연(ZnS), 그렇지 않으면 규산(SiO2)등의 무기유전체층(無機誘電體層)을 형성하여 둔다.
이 유전체층으로서는 규산을 15몰% 이상 함유한 황화아연 유전체층이 바람직하다. 이것의 위에 Sb2Te3, GeTe 및 과잉 Sb로 된 혼합 박막을 형성한다.
박막 형성의 박막으로서는 진공증착, 혹은 스패터(spatter)법을 사용할 수있다. 이 박막의 조성으로서는 제1도에 나타낸 Sb2Te3, GeTe 및 과잉 Sb로 된 3각 다이어그램에 있어서 A점 Sb2Te3(35몰%), GeTe(41몰%), Sb(24몰%), B점 Sb2Te3(27몰%), GeTe(51몰%), Sb(22몰%), C점 Sb2Te3(42몰%), GeTe(29몰%), Sb(29몰%)을 함유하는 영역(1)의중에서 선택하는것이 바람직하다.
이것을 Sb2Te3에 대한 각기 GeTe의비 및 과잉 Sb의비로 나타내면, 0.5GeTeSb2Te32.0 및 10과잉Sb30으로 선택하게 된다.
3각 다이어그램에있어서는 과잉Sb의 25몰%의 라인(2)을 중심으로 하는 조성 영역으로 된다. 이 25몰%의 라인의 조성점군(組成点群)이 가장 중요하다.
제2도에서 각기 막의 감도와 조성의 관계를 나타내었다. 본 도면에서는 GeTeSb2Te3≒1.2에서 과잉Sb/Sb2Te3의 값이 10,18,30의 것에 대하여 나타내고 있다. 과잉Sb의 증가에 수반하여 레이저 전력(power) 6mW의 낮은 전력 영역에서의 C/N 비는 곡선(3)과 같이 증대하여 가며, 감도의 향상을 볼 수 있다. 단, 레이저 전력 9mW에서는 곡선(4)에 나타낸 바와 같이 어느 조성점에 있어서도 C/N 비는 약 55dB의 값으로 되어 있다.
GeTe/Sb2Te3의 비가 커져서 GeTe가 많을 수록 감도는 저하한다. 나아가서, 사이클 특성과 조성의 관계는 사이클에 대한 C/N의 변화량과 ΔC/N으로 하여, 과잉Sb/Sb2Te3의 값에 대하여 ΔC/N의 크기는 다음의 순서로 된다. ΔC/N10ΔC/N18ΔC/N30으로 되며, 바람직하기는 Sb/Sb2Te320으로 선택하는 것이 바람직하다.
더욱이, 본 실시예의 기록매체에서는 결정화 속도가 빠르므로 기록·지워버림을 단일 비임을 할 수 있다.
제1도의 3각 다이어그램에 이어서, Sb25몰%의 라인 보다도 과잉Sb이 적은 포인트 E, H에서는 사이클 특성의 열화가 크고, 나아가서 과잉Sb이 25몰%의 라인 보다도 Sb측, 즉 과잉Sb이 많은 영역의 J점에서는 사이클 특성의 열화가 재차 증대한다. 또한, 다시금 Sb이 많은 특성점 D에서는 기록감도, C/N비의 저하가 발생한다.
[실시예 2]
Sb2Te3, GeTe 및 과잉Sb로 형성되는 혼합박막의 조성 영역으로서는 제3도에 나타낸 Sb2Te3, GeTe 및 과잉 Sb로 되는 3각 다이어그램에 있어서, b=Sb/Sb2Te3= 0.3 및 b=Sb/Sb2Te3=0.8의 양 라인 사이의 조성에서 선택한다.
b가 0.3이하로 적은 조성영역에서는 정보의 기록·지워버림의 사이클 측정에서 결정화의 열화가 발생하기 쉽다. 또, b가 0.8이상으로 큰 조성영역에서는 정보의 기록·지워버림의 사이클 측정에서 비결정질화의 열화가 발생하기 쉽고, 0.3b0.8의 영역에서는 사이클 특성이 보다 안정하게 된다.
g=Sb/Sb2Te3에 대하여는 g가 0.5이하로 되면 결정화 전이온도가 저하하여 내열 안정성이 작아진다.
g=1.2, b=0.5의 조성점 A에서는 130㎜ø의 디스크로서 1800rpm회전에서 f1=3.43㎒의 신호와 f2=1.6㎒의 신호의 고쳐쓰기 사이클 특성을 측정하였던 바, 높은 전력레벨 16mW, 낮은 전력레벨 8mW에서 105사이클 이상에 있어서도 C/N비 및 지워버림 비율의 열화는 볼 수 없었다.
기록감도에 대하여 g값 혹은 b값이 작은 편이 고감도로 되며, 열안정성에 대하여는 역으로 g값 혹은 b값이 큰 영역일수록 높아진다. 디스크 회전수에 대응하여 g값, b값을 도면의 3각 다이어그램 중에서 선택할 수 있다.
g=2, b=0.5의 조성점 B에서는 기록 전력 18mW, 지워버림 전력 10mW이고, 105사이클 이상에서 C/N비 및 지워버림 비율의 열화는 볼 수 없었다. 그러나 감도는 조성점 A보다 저하한다.
b=0.3보다 바깥쪽의 조성점 C에서는 g=1.2, b=1.0에서 약간 비결정질화 감도가 향상하지만, 105사이클 정도에서 약간의 비결정질화 변화가 발생한다.
[산업상의 이용 가능성]
레이저광에 의한 기록재생·지워버리는 기록부재에 과잉Sb을 함유케 한 GeTe-Sb2Te3-Sb로 되는조성의 기록박막은 사이클 성능으로서 결정화 혹은 비결질화 변화를 저감할 수 있다. 또 디스크 감도의 향상 및 열안정성을 향상할 수 있다. 광디스크 파일 등에서 실용적인 기록재생·지워버림 할 수있는 기록매체를 제공할 수있다.
Claims (5)
- GeTe합금과 Sb2Te3합금 및 과잉Sb의 3성분으로 기판상에서 기록박막을 형성하고, 이 기록박막은 레이저 광의 조사에 의하여 승온·용융하고 급냉함에 따라 비결정질화하는 성질과, 비결정질상태에서 있어서의 레이저 광 조사에 의한 승온에 의하여 결정화하는 성질을 지닌 것을 특징으로 하는 광학정보 기록매체.
- 제1항에 있어서, GeTe와 Sb2Te3및 과잉Sb에 대하여 이들 3가지 성분중에서 과잉Sb의 양을 10몰%과잉Sb30몰%의 범위에서 선택하는 것을 특징으로 하는 광학정보 기록매체
- 제2항에 있어서, GeTe와 Sb2Te3및 과잉Sb에 대하여 과잉Sb와 Sb2Te3의 비를 0.3b0.8(단, b=과잉 Sb/Sb2Te3라고 한다)의 범위에서 선택하는 것을 특징으로 하는 광학정보 기록매체.
- 제2항 또는 제3항에 있어서, GeTe와 Sb2Te3및 과잉Sb에 대하여 GeTe와 Sb2Te3의 비를 0.3g0.8(단, g=GeTe/Sb2Te3라고 한다)의 범위에서 선택하는것을 특징으로 하는 광학정보 기록매체.
- 제1항에있어서, 미리 기판위에 유전체층을 형성하고, 그 위에 GeTe-Sb2Te3-과잉Sb로 되는 박막을 형성하며, 나아가서 그 위에 유전체층을 형성한 다음 다시금 그 유전체층위에 반사층을 형성하는 것을 특징으로 하는 광학정보 기록매체.
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