KR0183833B1 - 상변화형 광디스크 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 상변화형 광디스크를 개시한다. 기판상에 제1유전체막, 기록막, 제2유전체막 및 반사막이 차례로 형성되어 있는 상변화형 광디스크에 있어서, 상기 제1유전체막과 기록막 사이 및 제2유전체막과 기록막 사이에 실리콘 질화물로 형성된 결정화 촉진막을 더 포함하는 본 발명의 상변화형 광디스크는 기록/소거 반복성을 저하시키지 않으면서 고속 소거가 가능하다.

Description

상변화형 광디스크
제1a도는 종래의 상변화형 광디스크의 개략적인 단면도이다.
제1b도는 본 발명에 따른 상변화형 광디스크의 개략적인 단면도이다.
제2도는 광디스크의 회전속도에 따른 소거율 변화를 나타내는 그래프이다.
제3도는 광디스크의 재기록 횟수에 따른 CNR 변화를 나타내는 그래프이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 기판 2 : 제1유전체막
3 : 기록막 4 : 제2유전체막
5 : 반사막 6 : UV-수지층
7 : 결정화촉진막
본 발명은 상변화형 광디스크에 관한 것으로서, 보다 상세하기로는 기록의 고속 소거가 가능한 상변화형 광디스크에 관한 것이다.
정보의 기록 및 소거가 가능한 가역형 광기록매체로서는 현재 잘 알려져 있는 광자기 디스크 외에도, 기록막의 원자 배열 상태의 변화를 이용하는 상변화형 광디스크가 있다.
상변화형 광디스크의 원리는 전술한 바와 같이 기록막의 원자 배열의 변화를 이용하는 것으로, 기록막의 재료로서는 결정상태(crystalline state)와 비정질 상태(amorphous state)의 가역적 변화가 가능한 GeSbTe계, InSbTe계 또는 InSe계를 사용한다.
상변화형 광디스크에서 정보의 기록은 강한 레이저 광으로 결정상(結晶相)을 융점 이상으로 가열한 후 급냉하여 상태를 비정질상으로 변화시킴으로써, 정보의 소거는 비정질 상태의 기록 마크를 결정화 온도 이상으로 가열한 후 서서히 냉각하여 결정 상태로 변화시킴으로써 이루어진다.
상변화형 광디스크는 정보의 소거와 기록이 동시에 가능한 직접 재기록(direct one-pass overwrite) 방식으로, 이미 기록된 상태가 비정질상일 경우 기록막의 온도를 결정화온도까지 증가시킨 후 서서히 냉각하면 결정상으로 천이하며, 기록된 상태가 결정상인 경우 온도를 융점까지 올린 후 급냉하면 비정질상으로 바뀌어진다. 즉, 이전에 기록된 상태가 결정상이든 비정질상이든 관계없이 레이저광의 세기에 따라 결정상 혹은 비정질상으로 천이한다. 광자기 디스크와 비교하면 광자기 디스크는 기록된 정보를 재기록하기 위하여 정보를 소거한 후 기록하는 두가지 과정을 거치므로 상변화형 광디스크가 정보의 재기록 속도가 빠르다는 장점이 있다.
상변화형 광디스크에서 정보의 재생은 결정상과 비정질상의 반사율 차이에 의해 이루어지며, 일반적으로 두 상태의 반사율 차이가 약 15~30%로 광자기 디스크 방식에서의 반사율 차이인 약 2~3%에 비해 거의 10배 정도 커서 광효율이 광자기 디스크에 비해 우수하다.
광자기 디스크에 비해서 상변화형 광디스크는 외부자계가 필요없으므로 장치의 구성이 간단하고, 정보의 재생이 재생 전용형인 컴팩트 디스크와 같이 반사율 차이에 의하므로 간단하며, 단지 레이저광의 세기를 조절함으로써 정보를 기록하므로 단일의 광을 이용한 정보의 기록이라는 면에서 장점이 있다.
최근 많은 연구에 의해 상변화형 광디스크의 대용량화가 급진전 되고 있는 반면에, 상변화형 광디스크의 고속화 측면에 있어서는 상대적으로 큰 진전이 없는 추세이다. 기록과정인 기록 재료의 비정질화는 매우 짧은 시간에 이루어지나, 소거과정인 기록 재료의 결정화는 상대적으로 긴 시간에 이루어지므로 상변화형 광디스크의 고속화에 있어서 소거 과정의 고속화가 무엇보다도 중요하다.
상변화형 광디스크의 일반적인 구조는 제1a도에 도시되어 있는 바와 같이 기판상에 제1유전체막, 기록막, 제2유전체막, 반사막이 차례로 형성되어 있는 구조로 되어 있다.
상기 일반적인 상변화형 광디스크는 1,000,000회 이상의 반복적인 기록/소거가 가능하다고 알려져 있다(제2회 일본 상변화 기록 연구회 초록집, p60, 1991). 그러나, 상기 구조의 상변화형 광디스크의 경우에는 디스크를 고속으로 회전시킬 때 소거비 특성이 많이 저하되는 것이 문제점으로 지적되어 왔다.
이에 에스.오쿠보 등은 유전체막의 재료로 ZnS-SiO2대신 SiN을 사용하여 고속회전시 소거비 특성을 개선할 수 있다고 보고하고 있다(제4회 일본 상변화 기록 연구회, p18, 1992). 그러나, 실험에 의하면, SiN을 유전체막으로 사용할 경우 기록/소거 반복성이 저하되는 단점이 있다. 따라서, 기록.소거 반복성을 저하시키지 않으면서 고속 소거가 가능하도록 하는 매체의 개발이 요구되어 왔다.
본 발명에서는 상기 문제점을 해결하여 기록/소거 반복성을 저하시키지 않으면서 고속 소거가 가능한 상변화형 광디스크를 제공하는 것을 그 목적으로 하고 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, 기판상에 제1유전체막, 기록막, 제2유전체막 및 반사막이 차례로 형성되어 있는 상변화형 광디스크에 있어서, 상기 제1유전체막과 기록막 사이 및 제2유전체막과 기록막 사이에 실리콘화 질화물로 형성된 결정화 촉진막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상변화형 광디스크가 제공된다.
본 발명에 있어서, 상기 결정화 촉진막의 두께는 1 내지 10nm인 것이 바람직하다.
이하 본 발명의 원리를 상세히 설명하기로 한다.
오쿠보 등을 비롯한 몇몇 그룹들은 유전체막의 종류에 따라 기록막의 결정화 속도, 즉 소거 속도가 달라지는 것을 보고하고 있는데, 이에 따르면 소거 속도는 기록막과 유전체막 계면의 특성(화학적인 결합 상태의 차이) 등에 기인한 것이라고 생각되고 있으나, 현재까지 그 정확한 메카니즘은 규명되지 않고 있다.
상기의 연구를 토대로 하여 판단해 보면, 기록/소거 반복성을 저하시키면서 기존의 ZnS-SiO2유전체막 대신 결정화 촉진 유전체막을 사용할 필요까지는 없으며 단지 기록막과의 계면만을 형성하도록 하는 것이 바람직하다. 즉, 제1b도에 도시된 바와 같이 매우 얇은 결정화 촉진막을 기록막과 기존의 ZnS-SiO2유전체막 사이에 형성함으로써, 전체적인 매체의 안정성(기록/소거 반복성)은 그대로 유지하면서, 계면 특성에 의해 고속 결정화, 즉 고속 소거가 가능하도록 할 수 있다는 것이다.
이하, 본 발명을 실시예 및 비교예에 의거하여 상세히 설명하되, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
폴리카보네이트(polycarbonate) 기판 위에 스퍼터링 방식으로 ZnS(80%)-SiO2(20%) 제1유전체막, SiN 결정화 촉진막, GesbTe 기록막, SiN 결정화 촉진막, ZnS(80%)-5.02(20%) 제2유전체막, Al 합금 반사막 및 UV 수지층을 형성하여 본 발명에 의한 광디스크를 제조하였다. 이때, 결정화 촉진막의 두께는 2nm이었다.
제조된 광디스크의 성능평가를 위하여 다음과 같이 하였다. 즉, PPM(Pulse Position Modulation)/ZCAV(Zone Constant Angular Velocity)기록방식을 사용하였고, (2-7) RLL 변조 방식을 사용하였다. 기판에 있어서 트랙 피치(Track Pitch)는 0.9㎛, 두께는 0.6mm로 하였고, 픽업에 있어서 레이저 파장은 690nm, N.A.(Numerical Aperture)값은 0.6으로 하였다. 사용된 레이저 파워는 기록시 12mW, 재생시 1mW로 하였으며, 2.12MHz, 8.47MHz의 두가지 신호에 의해 직접 재기록(direct overwrite)방식을 사용하였다.
제조된 광디스의 디스크 회전 속도에 따른 소거비 변화 및 재기록 회수에 따른 CNR의 변화를 측정하여 그 결과를 제2도 및 제3도에 나타내었다.(△-△)
[비교예 1]
결정화 촉진막을 형성하지 않는다는 것을 제외하고는, 실시예와 동일한 방법으로 상변화형 광디스크를 제조한 다음, 성능평가를 행하여 그 결과를 제2도 및 제3도에 나타내었다.(□-□)
(비교예 2)
유전체막의 재로를 SiN을 사용하는 것을 제외하고는, 비교예 1과 동일한 방법으로 상변화형 광디스크를 제조한 다음, 성능평가를 행하여 그 결과를 제2도 및 제3도에 나타내었다.(○-○)
제2도는 디스크 회전 속도에 따른 소거비 변화를 나타낸 것이다. 여기에서, 고속 회전시 소거비 값이 크다는 것은 그만큼 소거가 용이하다는 것을 의미하며, 이는 결국 결정화 속도가 빠름을 의미한다.
제2도의 결과에 의하면, 실시예의 경우 실리콘 질화막이 기록막과 계면을 이루고 있어 약 21m/S까지의 고속 회전시에도 소거값이 거의 변하지 않는 반면. 비교예 1의 경우 ZnS-SiO2유전체막이 기록막과 계면을 이루어 디스크 회전 속도가 빨라짐에 따라 소거비값이 점차로 감소하는 것을 알 수 있다. 또한 유전체막을 SiN으로 한 비교예 2의 경우는 고속회전시 소거율이 실시예의 경우와 비슷하게 양호하였다.
제3도는 디스크의 재기록 횟수에 따른 CNR 값의 변화를 나타낸 그래프이다. 실리콘 질화막이 기록막과 계면을 이루고 있고 기록막은 GeSbTe인 실시예의 경우 기록/소거 반복성이 좋은 반면, 유전체막이 SiN인 비교예 2의 경우 기록 /소거 반복성이 나쁨을 알 수 있다. 또한 유전체막이 ZnS-SiO2인 비교예1의 경우에는 기록.소거 반복성이 실시예의 경우와 비슷하게 양호하였다.
즉, 유전체막과 기록막 사이에 실리콘 질화막을 포함하고 있어서 디스크의 결정화를 촉진하도록 한 본 발명의 상변화형 광디스크는 기록.소거 반복성과 디스크의 기록 소거율이 우수하다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 상변화형 광디스크는 디스크의 기록/소거 반복성을 저하시키지 않으면서 고속 소거가 가능하여 디스크의 대용량화와 아울러 고속화를 꾀할 수 있다.

Claims (2)

  1. 기판상에 제1유전체막, 기록막, 제2유전체막 및 반사막이 차례로 형성되어 있는 상변화형 광디스크에 있어서, 상기 제1유전체막과 기록막 사이 및 제2유전체막과 기록막 사이에 실리콘 질화물로 형성된 결정화 촉진막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상변화형 광디스크.
  2. 제1항에 이어서, 상기 결정화 촉진막의 두께는 1내지 10nm인 것을 특징으로 하는 상변화형 광디스크.
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