KR100601700B1 - 초해상 정보 저장매체, 데이터 재생 방법 및 데이터 기록및/또는 재생 장치 - Google Patents

초해상 정보 저장매체, 데이터 재생 방법 및 데이터 기록및/또는 재생 장치 Download PDF

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Abstract

초해상 정보 저장매체, 데이터 재생 방법 및 데이터 기록 및/또는 재생 장치가 개시되어 있다.
이 개시된 초해상 정보 저장매체는, 입사된 광빔의 분해능 이하의 크기를 갖는 기록 마크를 포함하는 정보를 재생할 수 있게 된 초해상 정보저장매체로서, 기판; 상기 기판 상부에 구비되어 입사 광빔이 맺히는 부분에서 열분해가 일어나 기록마크가 형성되는 기록층; 상기 기록층의 상부에 구비되고, 상기 기록층의 열분해 온도보다 낮은 용융점을 가지는 재질로 구성된 초해상층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는 초해상 현상이 일어나는 초해상층의 용융 온도가 기록층의 열분해 온도보다 작은 물질로 초해상층을 형성하여, 반복적인 재생빔의 조사에도 기록층이 영향을 받지 않도록 함으로써 초해상 정보저장매체의 재생성능을 향상시킨다.

Description

초해상 정보 저장매체, 데이터 재생 방법 및 데이터 기록 및/또는 재생 장치{Super resolution information storage medium, method and apparatus for recording and/or reproducing data on/from the same}
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 초해상 정보 저장매체의 개략적인 단면도이다.
도 2는 초해상 정보저장매체에 조사된 재생빔 스폿의 강도 분포에 따른 용융 상태에 기초한 초해상 영역과 비초해상 영역을 나타낸 것이다.
도 3은 도 1의 변형예를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 초해상 정보 저장매체의 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구체적인 정보저장매체 구조를 나타낸 것이다.
도 6은 도 5에 도시된 정보저장매체와 재생 신호를 비교하기 위한 비교예를 나타낸 것이다.
도 7은 도 5 및 도 6에 도시된 정보저장매체에 대해 반복 재생 횟수에 따른 C/N을 실험하여 비교한 결과를 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명에 따른 초해상 정보 저장매체의 기록/재생 장치를 개략적으 로 나타낸 것이다.
<도면 중 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10,10',30...기판, 12,16,24,32,36,40,44...유전체층
14,38...기록층, 18,34,42...초해상층
R...초해상 영역, UR...비초해상 영역
50...픽업부, 60...신호처리부
70...제어부
본 발명은 초해상 정보저장매체, 그 데이터 재생 방법 및 데이터 기록/재생 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 재생빔의 분해능 이하 크기를 갖는 기록 마크로 기록된 정보를 재생할 수 있고, 반복적인 재생으로 인한 재생 신호 열화를 방지한 초행 정보저장매체, 그 데이터 재생 방법 및 데이터 기록/재생 장치에 관한 것이다.
광기록매체는 비접촉식으로 정보의 기록 재생을 수행하는 광픽업장치의 정보 저장매체로서 이용되는 것으로, 산업 발전과 더불어 저장되는 정보의 기록밀도가 높아질 것이 요구되고 있다. 이를 위하여, 레이저빔의 분해능 이하 크기의 기록 마크를 가지는 초해상 현상을 이용할 수 있는 광기록매체가 개발되고 있다.
일반적으로, 기록매체의 정보를 재생하기 위한 광원의 파장이 λ이고, 대물 렌즈의 개구수가 NA일 때, λ/4NA가 재생 분해능의 한계가 된다. 즉, 광원으로부터 조사된 광이 λ/4NA보다 작은 크기를 갖는 기록 마크는 구분할 수 없기 때문에 정보 재생이 불가능한 것이 일반적이다.
그런데, 분해능 한계를 넘는 크기를 가지는 기록 마크가 재생되는 초해상 현상이 일어나고, 이러한 초해상 현상에 대한 원인 분석 및 연구 개발이 진행되고 있다. 초해상 현상에 따르면, 분해능 한계를 넘는 크기를 가지는 기록 마크에 대해서도 재생이 가능하기 때문에, 초해상 기록매체는 고밀도 및 고용량의 요구를 획기적으로 충족시킬 수 있다.
초해상 정보저장매체의 일예로서 PtOx와 같은 금속 산화막과 Ge-Sb-Te와 같은 상변화막으로 구성된 저장매체가 개발되고 있다. 또한, 이러한 초해상 정보저장매체의 재생 원리에 대해 다양한 해석들이 시도되고 있다. 그 중 하나가, 기록시 PtOx 층에서 Pt와 O로 분해되고, 재생시 Pt 입자로부터 표면 플라즈마가 발생된다는 이론이 있다.
한편, 초해상 정보저장매체가 상용화되기 위해서는, 기록매체로서 기본적으로 요구되는 기록 특성 및 재생 특성을 만족시켜야 한다. 예를 들어, 신호대 잡음비(CNR), 지터 특성, RF 신호와 같은 재생 신호 특성의 확보와 재생 신호의 안정성의 구현이 초해상 정보저장매체의 주요 과제가 된다. 특히, 초해상 정보저장매체는 일반적인 정보저장매체에 비해 상대적으로 높은 파워의 기록빔과 재생빔을 사용하기 때문에 반복 재생으로 인한 재생 신호의 열화 방지 및 재생 신호의 안정성의 구현이 초해상 기록매체의 주요 과제가 된다.
본 발명은 상기한 과제를 해결하기 위해 창출된 것으로, 반복 재생으로 인한 재생 신호의 열화를 방지하여 재생 신호의 안정성을 향상시킨 초해상 정보 저장매체, 그 데이터 재생 방법 및 데이터 기록/재생 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 정보 저장매체는, 입사된 광빔의 분해능 이하의 크기를 갖는 기록 마크를 포함하는 정보를 재생할 수 있게 된 초해상 정보저장매체로서,
기판; 상기 기판 상부에 구비되어 입사 광빔이 맺히는 부분에서 열분해가 일어나 기록마크가 형성되는 기록층; 상기 기록층의 상부에 구비되고, 상기 기록층의 열분해 온도보다 낮은 용융점을 가지는 재질로 구성된 초해상층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 입사된 광빔의 분해능 이하의 크기를 갖는 기록 마크를 포함하는 정보를 재생할 수 있게 된 초해상 정보저장매체로서,
기판; 상기 기판 상부에 구비되어 기록빔이 맺히는 부분에서 열분해가 일어나 기록마크가 형성되는 기록층; 상기 기록층의 상부에 구비되고, 재생빔이 맺히는 부분의 일부 영역에서 용융이 일어나는 초해상 영역과, 재생빔 스폿의 나머지 영역에서 용융이 일어나지 않는 비초해상 영역을 가지는 초해상층;을 포함하여, 상기 초해상 영역과 비초해상 영역의 굴절률 차에 의해 상기 기록층에 기록된 데이터가 재생되는 것을 특징으로 한다.
상기 기록층은, PtOx, AuOx, PdOx 및 AgOx로 이루어진 금속산화물에서 선택된 적어도 하나의 재질로 이루어진 것이 바람직하다.
상기 초해상층은, In, Se, Sn, Bi, Pb, Zn, Te 중 적어도 하나의 원소를 포함하는 재질로 이루어진 것이 바람직하다.
상기 초해상층은, Bi-Ga, Au-In, Al-Sn, Ga-Zn, As-Te, P-Sn, Pd-Se, Se-Sn, In-Pb, Ag-Bi, Ge-Se, As-Se, Al-Ga, Ag-Sb, Au-Bi, Au-Te, S-Se, Pb-Pd, Pb-Te, Sb-Zn, Ga-Sn, Ag-In, Al-Zn, As-Pb, Ge-In, Ga-Ge, Bi-Pd, Au-Ga, In-Sn, Pb-Pt, Se-Te, Sb-Se, Pd-Te, Si-Te, Sn-Zn, Ag-Ga, Au-Ge, Au-Pb, Ga-In, As-Bi, Ge-Sn, Al-Ge, In-Pb, S-Te, In-Te, Pb-Sb, Sb-Sn, Ag-Pb, Au-Sb, Bi-S, Ge-Te, Al-Te, In-Zn, Pb-Sn, Sb-Te, In-Sb, Ag-Sn, Ga-Te, Ge-Zn, Bi-In, Bi-Pb, Au-Si, Bi-Sb, Ag-Te, Bi-Sn, Au-Sn, Bi-Te, Bi-Zn 중 적어도 하나이거나 이들에 적어도 어느 하나의 원소를 포함하는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 기판과 기록층 사이에 초해상층이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 데이터 재생 방법은, 기판, 상기 기판 상부에 구비되어 기록빔 맺히는 부분에서 열분해가 일어나 기록 마크가 형성되는 기록층, 및 상기 기록층의 상부에 구비된 초해상층을 포함하고, 입사된 재생빔의 분해능 이하의 크기를 갖는 기록 마크로 기록된 정보를 재생할 수 있게 된 초해상 정보저장매체의 데이터 재생 방법으로서,
상기 초해상층에 재생빔을 조사하여 재생빔 스폿의 일부 영역만을 용융시켜 초해상 영역과 그 주변 영역에 비초해상 영역을 형성하는 단계; 상기 초해상 영역 과 비초해상 영역의 굴절률 차에 의해 상기 기록층에 기록된 데이터를 재생하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 데이터 재생 장치는, 기록층과 초해상층을 가지고, 입사된 광빔의 분해능 이하의 크기를 갖는 마크로 기록된 데이터를 재생할 수 있게 된 초해상 정보저장매체에 기록된 데이터를 재생하는 장치에 있어서,
상기 정보 저장매체에 상기 기록층에서 열분해가 일어나는 온도보다 낮은 온도 분포를 가지는 재생빔을 조사하여 상기 초해상층에서 용융이 일어나도록 하는 광픽업; 상기 초해상층에서 용융이 일어나는 초해상 영역과 용융이 일어나지 않은 비초해상 영역의 굴절률 차에 따른 재생 신호를 처리하는 신호 처리부; 상기 신호 처리부로부터 입력받은 신호를 이용하여 상기 광픽업을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초해상 정보 저장매체, 이 정보 저장매체의 데이터 재생 방법 및 데이터 기록/재생 장치에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 정보 저장매체는 분해능 한계를 넘는 크기를 갖는 기록 마크로 기록된 정보를 재생할 수 있도록 된 초해상 정보 저장매체이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정보저장매체는, 도 1에 도시된 바와 같이 기판(10)과, 이 기판(10) 상에 순차로 적층된 제1유전체층(12), 기록빔의 조사에 의해 열적 반응이 일어나는 기록층(14), 제2유전체층(16), 초해상층(18), 및 제 3유전체층(24)을 포함한다.
상기 기판(10)은 폴리카보네이트, 폴리메틸메티아크릴레이트(PMMA), 비정질 폴리올레핀(APO) 및 글래스 재질 중에서 선택된 어느 하나의 재질로 형성된다.
상기 제1 내지 제3유전체층(12)(16)(24)은 기록층(14) 또는 초해상층(18)의 광학적 및/또는 열적 특성의 변화를 제어하기 위한 층이다. 상기 제1 내지 제3유전체층(12)(16)(24)은 필수적인 구성 요소는 아니며, 이 층들이 없는 경우에도 정보의 재생이 가능함은 물론이다.
상기 제1 내지 제3유전체층(12)(16)(24)은 산화물, 질화물, 탄화물, 황화물, 불화물 중 적어도 어느 하나의 물질로 구성되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 제1 내지 제3유전체층(12)(16)(24)은 산화규소(SiOx), 산화마그네슘(MgOx), 산화알루미늄(AlOx), 산화티타늄(TiOx), 산화바나듐(VOx), 산화크롬(CrOx), 산화니켈(NiOx), 산화질코늄(ZrOx), 산화게르마늄 (GeOx), 산화아연(ZnOx), 질화규소(SiNx), 질화알루미늄(AlNx), 질화티타늄(TiNx), 질화질코늄(ZrNx), 질화게르마늄(GeNx), 탄화규소(SiC), 황화아연(ZnS), 황화아연-이산화규소 화합물(ZnS-SiO2), 불화마그네슘(MgF2 ) 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 재질로 구성되는 것이 바람직하다.
상기 기록층(14)은 금속산화물 또는 고분자 화합물로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 기록층(14)은 금속산화물로 구성되며, 바람직하게는 PtOx, PdOx, AuOx 및 AgOx 중 선택된 적어도 하나로 이루어진 금속산화물로 이루어지는 것이 바람직하다. 고분자 화합물은 예를 들어 C32H18N8,H2PC(Phthalocyanine)인 것이 바람직하다.
상기 초해상층(18)은 상기 기록층(14)의 기록 온도 즉, 열분해 온도보다 낮은 재생 온도를 가지는 재질로 이루어진 것이 바람직하다.
상기 초해상층(18)에서는 도 2에 도시된 바와 같이 초해상층에 맺힌 재생빔 스폿(S) 내에서 부분적인 광 강도 차이로 인한 온도 분포에 따라 열적 특성 또는 광학적 특성 변화가 일어나는 초해상 영역(R)이 생겨, 분해능 이하 크기를 가지는 기록마크(m)에 대해 정보의 재생이 가능하게 된다. 초해상 영역(R)은 재생빔 스폿의 일부 영역이 되며, 이 일부 영역은 스폿의 중심부 또는 후반부에 생길 수 있다. 상기 초해상 영역(R)의 주변 영역은 열적 특성 또는 광학적 특성 변화가 생기지 않는 비초해상 영역(UR)이 된다.
더욱 구체적으로는, 상기 재생빔 스폿의 초해상 영역(R)에서 용융이 일어나는 한편, 비초해상 영역(UR)에서는 용융이 일어나지 않아 초해상 영역과 비초해상 영역의 굴절률이 달라지게 된다. 이와 같이 굴절률 차로 인해 기록 마크의 재생이 가능하게 된다.
따라서, 상기 초해상층(18)에는 재생빔 스폿의 일부 영역에서 용융점 이상의 온도 분포를 가지는 파워의 재생빔이 사용된다. 여기서, 초해상층(18)의 용융점 이상의 온도 분포를 가지는 파워의 재생빔이 조사될 때, 이 재생빔으로 인해 기록층(14)에 영향이 미치지 않도록, 상기 초해상층(18)은 상기 기록층(14)의 열분해 온도보다 낮은 용융 온도를 가지는 재질로 이루어진 것이 바람직하다.
예컨대, 상기 초해상층(18)은 인듐(In), 셀레늄(Se), 주석(Sn), 비스무트(Bi), 납(Pb), 아연(Zn), 텔루륨(Te) 중 적어도 하나가 포함된 재료로 구성될 수 있다.
상기 초해상층(18)은 Bi-Ga, Au-In, Al-Sn, Ga-Zn, As-Te, P-Sn, Pd-Se, Se-Sn, In-Pb, Ag-Bi, Ge-Se, As-Se, Al-Ga, Ag-Sb, Au-Bi, Au-Te, S-Se, Pb-Pd, Pb-Te, Sb-Zn, Ga-Sn, Ag-In, Al-Zn, As-Pb, Ge-In, Ga-Ge, Bi-Pd, Au-Ga, In-Sn, Pb-Pt, Se-Te, Sb-Se, Pd-Te, Si-Te, Sn-Zn, Ag-Ga, Au-Ge, Au-Pb, Ga-In, As-Bi, Ge-Sn, Al-Ge, In-Pb, S-Te, In-Te, Pb-Sb, Sb-Sn, Ag-Pb, Au-Sb, Bi-S, Ge-Te, Al-Te, In-Zn, Pb-Sn, Sb-Te, In-Sb, Ag-Sn, Ga-Te, Ge-Zn, Bi-In, Bi-Pb, Au-Si, Bi-Sb, Ag-Te, Bi-Sn, Au-Sn, Bi-Te, Bi-Zn 중 적어도 하나이거나 이들에 적어도 어느 하나의 원소를 포함하는 화합물을 포함한다.
여기서 초해상층(18)은 기록층(14)의 상부에 배치된 예를 설명하였지만, 기록층(14)과 초해상층(18)이 그 위치가 바뀌어 배치될 수도 있다.
또한, 기판(10)의 아래쪽에서 대물렌즈(OL)를 통해 재생빔이 입사되어 기판(10)을 통과하여 기록된 데이터가 재생된다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이 초해상 정보저장매체가 기판(10')과, 이 기판(10') 상에 순차로 적층된 제1유전체층(12), 기록빔의 조사에 의해 열적 반응이 일어나는 기록층(14), 제2유전체층(16), 초해상층(18), 제3유전체층(24) 및 보호층(25)을 포함하여 구성될 수 있다. 도 3에 도시된 정보저장매체에서 도 1과 동일한 참조번호를 사용하는 부재는 동일한 기능 및 작용을 하는 것으로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 3에서는 재생빔이 상기 보호층(25)의 상부로부터 입사된다.
다음, 본 발명의 다른 실시예에 따른 초해상 정보저장매체는 도 4에 도시된 바와 같이, 기판(30)과, 기록층(38)과, 기록층(38)의 상부와 하부에 각각 위치된 제1초해상층(34)과, 제2초해상층(42)을 포함한다. 이와 같이 초해상층을 2층으로 구성함으로써 재생 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 기판(30)과 제1초해상층(34) 사이에 제1유전체층(32)이, 상기 제1초해상층(34)과 기록층(38) 사이에 제2유전체층(36)이, 상기 기록층(38)과 제2초해상층(42) 사이에 제3유전체층(40)이, 상기 제2초해상층(42) 상부에 제4유전체층(44)이 더 구비된다.
상기 제1 및 제2 초해상층(34)(42)은 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이 재생빔이 조사된 부분의 일부 영역에서 용융이 일어나는 초해상 영역(R)과 초해상 영역(R)의 주변 영역에서 용융이 일어나지 않은 비초해상 영역(UR)을 가지며, 상기 기록층(38)의 열분해 온도보다 낮은 용융 온도를 가지는 재질로 구성된다.
상기 기록층(38)은 금속산화물로 구성되는 것이 바람직하며, 상기 제1 및 제2 초해상층(34)(42)은 금속산화물이 열분해되는 온도보다 낮은 온도에서 용융되는 물질로 구성되는 것이 바람직하다. 초해상층의 재질에 대해서는 앞서 설명한 바와같다.
본 발명에 따른 초해상 정보저장매체에 데이터가 기록되거나 재생되는 과정을 도 1 및 도 2를 참조하여 살펴보면 다음과 같다.
상기 기록층(14)이 산화백금으로 구성될 때, 데이터 기록을 위해 정보저장매체에 기록빔을 조사하면, 기록빔이 조사된 기록층(14)의 부분에서 열분해가 일어난 다. 이러한 열분해에 의해 금속과 산소가 분리되면서 산소 버블이 생성되어 기록빔이 조사된 부분이 부풀어오른다. 이 부풀어 오른 부분이 분해능 이하의 크기를 가지는 기록 마크(m)가 된다.
다음, 데이터 재생을 위해 재생빔을 조사하면, 재생빔 스폿(S)의 온도 분포에 따라 스폿의 일부 영역에서 용융이 일어나 초해상 영역(R)이 생기고, 그 주변 영역에서는 용융이 발생되지 않는 비초해상 영역(UR)이 생긴다. 따라서, 초해상 영역(R)과 비초해상 영역(UR)에서 굴절률 차가 발생되고, 이에 따라 분해능 이하의 크기를 가지는 마크를 재생할 수 있게 된다.
이때, 반복 재생으로 인한 재생 신호의 열화를 방지하기 위해 초해상층(18)을 용융시키는 재생빔이 상기 기록층(14)에 영향을 미치지 않아야 한다. 그러기 위해, 상기 초해상층(18)은 그 용융 온도가 상기 기록층(14)의 열분해 온도보다 낮은 재질로 구성되는 것이 바람직하다.
예를 들어, 상기 PtOx 기록층의 경우, 기록시 Pt와 O로 분해되는 온도가 대략 550-600℃이다. 따라서, 이 경우에는 초해상층(18)이 550℃보다 작은 용융점을 가지는 재료로 구성되는 것이 바람직하다. 만약 초해상층(18)으로 상변화층을 사용하는 경우에는, 상변화층의 용융 온도가 대략 600℃ 이므로 재생시 금속 산화물로 된 기록층의 기록 마크 이외의 미기록 부분에서도 열분해가 발생되어 반복 재생시 재생 신호가 열화된다.
본 발명에 따른 초해상 정보저장매체에 대해 반복 재생으로 인한 재생 신호 열화의 효과를 알아보기 위해 구체적인 실시예와 비교예를 들어 살펴보면 다음과 같다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초해상 정보저장매체의 구체적인 예가 도 5에 도시되어 있다. 이 초해상 정보저장매체는, 1.1mm 두께의 폴리카보네이트 기판/95nm 두께의 ZnS-SiO2/12nm 두께의 Te/25nm 두께의 ZnS-SiO2/4nm 두께의 PtOx/12nm 두께의 Te/95nm 두께의 ZnS-SiO2/보호층으로 구성된다.
비교예의 정보저장매체는, 도 6에 도시된 바와 같이 1.1mm 두께의 폴리카보네이트 기판/70nm 두께의 ZnS-SiO2/15nm 두께의 Ge-Sb-Te/25nm 두께의 ZnS-SiO2/2nm 두께의 PtOx/1nm 두께의 ZnS-SiO2/2nm 두께의 PtOx/25nm 두께의 ZnS-SiO2/20nm 두께의 Ge-Sb-Te/95nm 두께의 ZnS-SiO2/보호층으로 구성된다.
여기서, 트랙피치는 0.32㎛이고, 405nm 파장의 빔을 조사하는 광원과, NA 0.85의 대물렌즈를 가지는 기록/재생 장치를 이용한다. 이때의 분해능은 λ/4NA=119nm이며, 분해능보다 작은 75nm 마크로 데이터가 기록된다. 비교예에서는 재생층으로서 용융점이 약 600℃인 Ge-Sb-Te층을 사용하고, 문턱파워(threshold power)가 1.5mW이고 재생 파워가 1.8mW인 한편, 본 발명의 실시예로서는 용융점이 약 450℃인 Te층을 사용하고, 문턱파워가 1.5mW이고, 재상 파워는 1.0mW이다.
도 7은 반복 재생 횟수에 따른 C/N(Carrier-to-Noise Ratio) 비의 변화를 도 5에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 정보저장매체와 도 6에 도시된 비교예의 정보저장매체에 대해 각각 나타낸 것이다. 여기서, 그래프의 가로축은 반복 재생 횟수 를, 세로축은 각 재생 횟수에서의 C/N에서 초기 재생의 C/N을 뺀 값을 나타낸 것이다. Ge-Sb-Te 층을 사용한 비교예는 재생이 반복됨에 따라 C/N이 크게 저하되는 반면, Te 층을 사용한 본 실시예에서는 반복 재생에도 C/N이 거의 일정하게 유지됨을 알 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 초해상 정보저장매체에서는 반복 재생으로 인한 재생 신호의 열화가 방지되어 재생 성능이 크게 향상된다.
Ge-Sb-Te 층은 용융점이 약 600℃이고, 금속 산화물로 된 기록층의 열분해 온도는 약 550-600℃로, 초해상 현상이 일어나도록 Ge-Sb-Te로 된 재생층에 용융점 이상의 온도 분포를 가지는 재생빔이 조사될 때, 이 재생빔에 의해 금속 산화물로 된 기록층의 미기록 부분에서 열분해가 진행되어 재생횟수가 증가할수록 C/N이 감소되는 것이다.
하지만, 초해상층으로 Te층을 사용하는 경우에는 Te의 용융점이 450℃이고, 금속 산화물로 된 기록층의 열분해 온도는 약 550-600℃이므로, 재생빔이 반복적으로 조사되어도 상기 기록층에서 열분해가 더 진행될 염려는 없기 때문에 재생 횟수가 증가된다 하더라도 C/N이 일정하게 유지될 수 있다.
이상과 같이 구성된 초해상 정보저장매체에 기록된 데이터를 재생하는 방법에 따르면, 상기 초해상층(18)(34)(42)에 재생빔을 조사하여 재생빔 스폿의 일부 영역만을 용융시킴으로써 초해상 영역(R)과 그 주변 영역에 비초해상 영역(UR)을 형성한다. 그리고, 상기 초해상 영역(R)과 비초해상 영역(UR)의 굴절률 차에 의해 상기 기록층(14)(38)에 기록된 데이터를 재생한다. 여기서, 초해상층을 재생빔에 의해 용융시킬 때, 기록층에서 열분해가 일어나는 온도보다 낮은 온도에서 용융을 시키는 것이 바람직하다.
다음, 도 8은 본 발명에 따른 초해상 정보 저장매체의 기록/재생 장치를 개략적으로 나타낸 것이다.
이 기록/재생 장치는, 픽업부(50), 기록/재생 신호 처리부(60) 및 제어부(70)를 포함하여 구성된다. 더욱 구체적으로 보면, 기록/재생 장치는 광을 조사하는 레이저 다이오드(51), 상기 레이저 다이오드(51)로부터 조사되는 광을 평행하게 해주는 콜리메이팅 렌즈(52), 입사광의 진행 경로를 변환하는 빔스프리터(54), 빔스프리터(54)를 통과한 광을 정보저장매체(D)에 집속시키는 대물렌즈(56)를 포함한다.
상기 정보저장매체(D)는 본 발명에 따른 초해상 정보저장매체로서 이에 대해서는 앞서 설명한 바와 같다. 상기 정보저장매체(D)에서 반사된 광이 상기 빔스프리터(54)에 의해 반사되어 광검출기, 예를 들어 4분할 광검출기(57)에 수광된다. 상기 광검출기(57)에 수광된 광은 연산회로부(63)를 거쳐 전기신호로 변환되어 RF 신호 즉, 썸신호로 검출되는 채널1(Ch1)과 푸시풀 방식에 신호를 검출하는 차동신호 채널(Ch2)로 출력된다.
상기 제어부(70)에서 분해능 이하의 크기를 갖는 기록 마크를 형성하기 위해 기록층(14)(38)의 재질 특성에 따라 요구되는 열분해 온도를 가지는 소정 파워 이상의 기록빔을 상기 픽업부(50)를 통해 조사하도록 한다. 이 기록빔에 의해 상기 정보저장메체(D)에 데이터가 기록된다.
그런 다음, 초해상층(18)(34)(42)에서 용융이 일어나도록 상기 기록빔보다 낮은 파워의 재생빔을 상기 픽업부(50)를 통해 정보저장매체(D)에 조사한다. 이때, 재생빔은 상기 기록층(14)(38)의 열분해 온도보다 낮은 온도 분포를 가진다. 즉, 상기 초해상층(18)(34)(42)의 용융 온도가 기록층(14)(38)의 열분해 온도보다 낮다. 이러한 온도 분포를 가지는 재생빔이 조사되면 정보저장매체(D)에서 초해상 현상이 발생되는 한편, 상기 기록층(14)(38)에는 영향을 미칠 염려가 없어 반복적인 재생 동작에도 안정적인 재생 신호를 얻을 수 있다. 본 발명의 정보저장매체(D)의 초해상 현상에 대해서는 앞서 설명한 바와 같으므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략한다.
상기 정보저장매체(D)로부터 반사된 빔이 대물렌즈(56)와 빔스프리터(54)를 통해 광검출기(57)에 입력된다. 광검출기(57)에 입력된 신호는 연산회로부(63)에 의해 전기신호로 변환되어 RF 신호로 출력된다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 정보저장매체는, 분해능 이하의 크기를 갖는 마크로 기록된 정보를 반복적으로 재생할 때 재생 신호가 열화되는 것을 방지하여 정보저장매체의 기록밀도의 고밀도화 및 대용량화가 구현되도록 한다.
본 발명에서는 초해상 현상이 일어나는 초해상층의 용융 온도가 기록층의 열분해 온도보다 작은 물질로 초해상층을 형성하여, 반복적인 재생빔의 조사에도 기록층이 영향을 받지 않도록 함으로써 초해상 정보저장매체의 재생성능을 향상시킨다.
본 발명에 따른 초해상 정보저장매체의 데이터 재생 방법은 재생빔이 조사되 는 부분에 있는 초해상 영역과 비초해상 영역의 굴절률 차에 의한 초해상 현상을 이용하여 분해능 한계를 넘는 기록마크를 재생하는 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 초해상 정보저장매체의 데이터 기록/재생 장치는 기록층과 초해상층의 재질에 따라 기록층에 상대적으로 높은 열분해 온도 분포를 가지는 파워의 기록빔을 조사하고, 상대적으로 낮은 용융 온도 분포를 가지는 파워의 재생빔을 조사함으로써, 재생 신호의 안정화를 달성한다.
본 발명의 실시예에서는 기판 상에 5층 또는 7층의 다층막 구조와, 초해상층을 특정 재질로 한정하여 나타내었지만, 이는 예시적인 것에 불과하며 특허청구범위에 기재된 발명의 사상 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다.

Claims (22)

  1. 삭제
  2. 입사된 광빔의 분해능 이하의 크기를 갖는 기록 마크를 포함하는 정보를 재생할 수 있게 된 초해상 정보저장매체로서,
    기판;
    상기 기판 상부에 구비되어 기록빔이 맺히는 부분에서 열분해가 일어나 기록마크가 형성되는 기록층;
    상기 기록층의 상부에 구비되고, 재생빔이 맺히는 부분의 일부 영역에서 용융이 일어나는 초해상 영역과, 재생빔 스폿의 나머지 영역에서 용융이 일어나지 않는 비초해상 영역을 가지는 초해상층;을 포함하여,
    상기 초해상 영역과 비초해상 영역의 굴절률 차에 의해 상기 기록층에 기록된 데이터가 재생되는 것을 특징으로 하는 정보저장매체.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 기록층은,
    PtOx, AuOx, PdOx 및 AgOx로 이루어진 금속산화물에서 선택된 적어도 하나의 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 정보저장매체.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 초해상층은,
    In, Se, Sn, Bi, Pb, Zn, Te 중 적어도 하나의 원소를 포함하는 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 정보저장매체.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 초해상층은,
    Bi-Ga, Au-In, Al-Sn, Ga-Zn, As-Te, P-Sn, Pd-Se, Se-Sn, In-Pb, Ag-Bi, Ge-Se, As-Se, Al-Ga, Ag-Sb, Au-Bi, Au-Te, S-Se, Pb-Pd, Pb-Te, Sb-Zn, Ga-Sn, Ag-In, Al-Zn, As-Pb, Ge-In, Ga-Ge, Bi-Pd, Au-Ga, In-Sn, Pb-Pt, Se-Te, Sb-Se, Pd-Te, Si-Te, Sn-Zn, Ag-Ga, Au-Ge, Au-Pb, Ga-In, As-Bi, Ge-Sn, Al-Ge, In-Pb, S-Te, In-Te, Pb-Sb, Sb-Sn, Ag-Pb, Au-Sb, Bi-S, Ge-Te, Al-Te, In-Zn, Pb-Sn, Sb-Te, In-Sb, Ag-Sn, Ga-Te, Ge-Zn, Bi-In, Bi-Pb, Au-Si, Bi-Sb, Ag-Te, Bi-Sn, Au-Sn, Bi-Te, Bi-Zn 중 적어도 하나이거나 이들에 적어도 어느 하나의 원소를 포함하는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 정보저장매체.
  6. 제 3항에 있어서, 상기 초해상층은,
    Bi-Ga, Au-In, Al-Sn, Ga-Zn, As-Te, P-Sn, Pd-Se, Se-Sn, In-Pb, Ag-Bi, Ge-Se, As-Se, Al-Ga, Ag-Sb, Au-Bi, Au-Te, S-Se, Pb-Pd, Pb-Te, Sb-Zn, Ga-Sn, Ag-In, Al-Zn, As-Pb, Ge-In, Ga-Ge, Bi-Pd, Au-Ga, In-Sn, Pb-Pt, Se-Te, Sb-Se, Pd-Te, Si-Te, Sn-Zn, Ag-Ga, Au-Ge, Au-Pb, Ga-In, As-Bi, Ge-Sn, Al-Ge, In-Pb, S-Te, In-Te, Pb-Sb, Sb-Sn, Ag-Pb, Au-Sb, Bi-S, Ge-Te, Al-Te, In-Zn, Pb-Sn, Sb-Te, In-Sb, Ag-Sn, Ga-Te, Ge-Zn, Bi-In, Bi-Pb, Au-Si, Bi-Sb, Ag-Te, Bi-Sn, Au-Sn, Bi-Te, Bi-Zn 중 적어도 하나이거나 이들에 적어도 어느 하나의 원소를 포함하는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 정보저장매체.
  7. 제 2항에 있어서,
    상기 기판과 기록층 사이에 제1유전체층이 구비되고, 상기 기록층과 초해상층 사이에 제2유전체층이 구비되며, 상기 초해상층 상부에 제3유전체층이 구비되는 것을 특징으로 하는 정보저장매체.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제1, 제2 및 제3 유전체층은, 산화규소(SiOx), 산화마그네슘(MgOx), 산화알루미늄(AlOx), 산화티타늄(TiOx), 산화바나듐(VOx), 산화크롬(CrOx), 산화니켈(NiOx), 산화질코늄(ZrOx), 산화게르마늄 (GeOx), 산화아연(ZnOx), 질화규소(SiNx), 질화알루미늄(AlNx), 질화티타늄(TiNx), 질화질코늄(ZrNx), 질화게르마늄(GeNx), 탄화규소(SiC), 황화아연(ZnS), 황화아연-이산화규소 화합물(ZnS-SiO2), 불화마그네슘(MgF2) 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 재질로 구성되는 것을 특징으로 하는 정보저장매체.
  9. 제 4항에 있어서,
    상기 기판과 기록층 사이에 제1유전체층이 구비되고, 상기 기록층과 초해상층 사이에 제2유전체층이 구비되며, 상기 초해상층 상부에 제3유전체층이 구비되는 것을 특징으로 하는 정보저장매체.
  10. 제 2항에 있어서,
    상기 초해상층은 상기 기록층의 열분해 온도보다 작은 용융점을 가지는 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 정보저장매체.
  11. 제 2항 또는 제 10항에 있어서,
    상기 초해상층의 용융점은 550℃ 이하인 것을 특징으로 하는 정보저장매체.
  12. 제 2항에 있어서,
    상기 기판과 기록층 사이에 초해상층이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 정보저장매체.
  13. 기판, 상기 기판 상부에 구비되어 기록빔 맺히는 부분에서 열분해가 일어나 기록 마크가 형성되는 기록층, 및 상기 기록층의 상부에 구비된 초해상층을 포함하고, 입사된 재생빔의 분해능 이하의 크기를 갖는 기록 마크로 기록된 정보를 재생할 수 있게 된 초해상 정보저장매체의 데이터 재생 방법으로서,
    상기 초해상층에 재생빔을 조사하여 재생빔 스폿의 일부 영역만을 용융시켜 초해상 영역을 형성하고, 그 주변 영역에서는 용융이 일어나지 않는 비초해상 영역을 형성하는 단계;
    상기 초해상 영역과 비초해상 영역의 굴절률 차에 의해 상기 기록층에 기록된 데이터를 재생하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 재생 방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 초해상층은 상기 기록층의 열분해 온도보다 작은 용융점을 가지는 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 데이터 재생 방법.
  15. 제 13항 또는 제 14항에 있어서, 상기 기록층은,
    PtOx, AuOx, PdOx 및 AgOx로 이루어진 금속산화물에서 선택된 적어도 하나의 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 데이터 재생 방법.
  16. 제 13항 또는 제 14항에 있어서, 상기 초해상층은,
    In, Se, Sn, Bi, Pb, Zn, Te 중 적어도 하나의 원소를 포함하는 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 데이터 재생 방법.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 초해상층은,
    Bi-Ga, Au-In, Al-Sn, Ga-Zn, As-Te, P-Sn, Pd-Se, Se-Sn, In-Pb, Ag-Bi, Ge-Se, As-Se, Al-Ga, Ag-Sb, Au-Bi, Au-Te, S-Se, Pb-Pd, Pb-Te, Sb-Zn, Ga-Sn, Ag-In, Al-Zn, As-Pb, Ge-In, Ga-Ge, Bi-Pd, Au-Ga, In-Sn, Pb-Pt, Se-Te, Sb-Se, Pd-Te, Si-Te, Sn-Zn, Ag-Ga, Au-Ge, Au-Pb, Ga-In, As-Bi, Ge-Sn, Al-Ge, In-Pb, S-Te, In-Te, Pb-Sb, Sb-Sn, Ag-Pb, Au-Sb, Bi-S, Ge-Te, Al-Te, In-Zn, Pb-Sn, Sb-Te, In-Sb, Ag-Sn, Ga-Te, Ge-Zn, Bi-In, Bi-Pb, Au-Si, Bi-Sb, Ag-Te, Bi-Sn, Au-Sn, Bi-Te, Bi-Zn 중 적어도 하나이거나 이들에 적어도 어느 하나의 원소를 포함하는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 재생 방법.
  18. 제 13항 또는 제 14항에 있어서,
    상기 기판과 기록층 사이에 제1유전체층이 구비되고, 상기 기록층과 초해상층 사이에 제2유전체층이 구비되며, 상기 초해상층 상부에 제3유전체층이 구비되는 것을 특징으로 하는 데이터 재생 방법.
  19. 제 13항 또는 제 14항에 있어서,
    상기 기판과 기록층 사이에 초해상층이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 데이터 재생 방법.
  20. 기록층과 초해상층을 가지고, 입사된 광빔의 분해능 이하의 크기를 갖는 마크로 기록된 데이터를 재생할 수 있게 된 초해상 정보저장매체에 기록된 데이터를 재생하는 장치에 있어서,
    상기 정보 저장매체에 상기 기록층에서 열분해가 일어나는 온도보다 낮은 온도 분포를 가지는 재생빔을 조사하여 상기 초해상층에서 용융이 일어나도록 하는 광픽업;
    상기 초해상층에서 용융이 일어나는 초해상 영역과 용융이 일어나지 않은 비초해상 영역의 굴절률 차에 따른 재생 신호를 처리하는 신호 처리부;
    상기 신호 처리부로부터 입력받은 신호를 이용하여 상기 광픽업을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 재생 장치.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 데이터 재생장치는 제 2항 또는 제 10항의 초해상 정보저장매체에 기록된 데이터를 재생하는 것을 특징으로 하는 데이터 재생 장치.
  22. 제 20항에 있어서,
    상기 데이터 재생장치는 제 12항의 초해상 정보저장매체에 기록된 데이터를 재생하는 것을 특징으로 하는 데이터 재생 장치.
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