KR20000061345A - 광 기록 매체 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
반복 기록이 가능한 고밀도 광 기록 매체 및 그 제조방법에 관한 것으로, 반응성 스퍼터링 또는 코스퍼터링 방법으로 기록층의 상부면, 하부면 중 적어도 어느 한 면내에 일정 두께로 계면층이 형성하거나 또는 기록층에 인접하는 유전체층 표면내에 일정 두께로 계면층을 형성함으로써, 지터 범프(jitter bump) 현상을 최소화하여 오버라이트 지터의 반복기록특성을 향상시킨다.
Description
본 발명은 광 기록 매체에 관한 것으로, 특히 반복 기록이 가능한 고밀도 광 기록 매체 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 광 기록(optical recording) 방식은 정보의 기록과 재생이 비접촉(원격)으로 행해지므로, 자기 기록에서의 헤드 크레쉬(head crash) 문제를 근본적으로 해결할 수 있는 장점이 있다.
또한, 자기 기록 장치에 비해 디스크의 교환이나 휴대가 가능하고 트렉 피치(track pitch)가 좁아 높은 면 기록밀도(areal recording density)를 달성할 수 있는 강점이 있어 많은 관심과 연구 개발이 진행되어 왔다.
앞으로의 광 디스크 기술동향은 고밀도, 고선속을 추구하고 있으며, 이를 위해 좀 더 엄격한 지터 마진(jitter margin)이 요구되고 있는 추세이다.
현재 상용화된 광 디스크는 일반적으로 투명한 폴리카보네이트(polycarbonate) 기판 위에 성막된 4 ∼ 5층 구조로 되어 있다.
반복기록이 가능한 상변화형 광 디스크의 경우, 도 1에 도시된 바와 같이 기판상에 하부 유전체층, 정보 기록층, 상부 유전체층, 반사층 등을 순차적으로 고진공 하에서 스퍼터링(sputtering) 공정으로 성막한 다음, 최종적으로 자외선 경화수지(UV curing resin)를 스핀 코팅(spin coating) 시켜 보호층을 형성함으로써 광 디스크를 제조한다.
이때, 기록특성의 향상을 위하여 1층을 더 추가하기도 한다.
그러나, 이러한 광 디스크는 오버라이터(overwrite)를 반복하였을 때, 도 4에 도시된 바와 같이 초기 수회에서 수 백회에 걸쳐서 지터 값이 급격히 증가하였다가 다시 감소하는 지터 범프(jitter bump) 현상이 나타난다.
현재 이 지터 범프에 대한 원인은 확실히 규명되지는 않았지만, 오버라이트시 초기에 나타나는 지터의 급격한 증가는 극복해야 할 큰 문제점이다.
본 발명은 이와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 오버라이트 반복시에 나타나는 지터 범프 현상을 제거하고 반복기록 특성(cycliablity)을 개선시킬 수 있는 광 기록 매체 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 일반적인 광 디스크를 보여주는 구조단면도
도 2는 본 발명 제 1 실시예에 따른 광 디스크를 보여주는 구조단면도
도 3은 본 발명 제 2 실시예에 따른 광 디스크를 보여주는 구조단면도
도 4는 종래 기술과 본 발명의 오버라이트 사이클 수에 따른 지터값을 비교한 그래프
본 발명에 따른 광 기록 매체의 특징은 기판상에 유전체층, 기록층, 반사층을 갖는 광 기록 매체에 있어서, 기록층의 상부면, 하부면 중 적어도 어느 한 면내에 일정 두께로 계면층이 형성되거나 또는 기록층에 인접하는 유전체층 표면내에 일정 두께로 계면층이 형성되는데 있다.
본 발명의 다른 특징은 기록층에 형성되는 계면층의 두께를 5nm 이하로 하고, 유전체층에 형성되는 계면층의 두께를 10nm 이하로 하는데 있다.
본 발명의 또 다른 특징은 기록층내에 형성되는 계면층을 GeSb-Sb2Te3계 물질, GeSb-Sb2Te3계 물질에 Ag, Se, In, Co 중 어느 하나가 소량 첨가된 물질, Ag-In-Sb-Te계 물질 중에서 선택된 어느 한 물질에 N, O, C 이온 중 어느 하나가 반응된 물질로 형성하거나 또는 GeSb-Sb2Te3계 물질, GeSb-Sb2Te3계 물질에 Ag, Se, In, Co 중 어느 하나가 소량 첨가된 물질, Ag-In-Sb-Te계 물질 중에서 선택된 어느 한 물질에 Si, SiC, SiO2, Au, Ag, Cu, Ni, Al, ZnS 중 어느 한 물질이 혼합된 물질로 형성하는데 있다.
본 발명의 또 다른 특징은 유전체층에 형성되는 계면층을 ZnS-SiO2, SiO2, (ZrxCe1-x)yO1-y, AlN, Al2O3물질 중에서 선택된 어느 한 물질에 N, O, C 이온 중 어느 하나가 반응된 물질로 형성하거나 또는 ZnS-SiO2, SiO2, (ZrxCe1-x)yO1-y, AlN, Al2O3물질 중에서 선택된 어느 한 물질에 Si, SiC, SiO2중 어느 한 물질이 혼합된 물질로 형성하는데 있다.
본 발명에 따른 광 기록 매체 제조방법의 특징은 기판상에 제 1 유전체층을 형성하는 단계와, 제 1 유전체층상에 반응성 스퍼터링(reactive sputtering), 코스퍼터링(cosputtering) 중 어느 한 방법으로 계면층을 형성하는 단계와, 계면층상에 기록층을 형성하는 단계와, 기록층상에 제 2 유전체층을 형성하는 단계와, 제 2 유전체층상에 반사층을 형성하는 단계로 이루어지는데 있다.
본 발명의 다른 특징은 반응성 스퍼터링 방법으로 계면층을 형성할 때, 사용되는 타겟(target) 물질은 GeSb-Sb2Te3계 물질, GeSb-Sb2Te3계 물질에 Ag, Se, In, Co 중 어느 하나가 소량 첨가된 물질, Ag-In-Sb-Te계 물질, ZnS-SiO2, SiO2, (ZrxCe1-x)yO1-y, AlN, Al2O3물질 중 어느 하나로 하고, 반응성 가스는 N2, O2, CO2중 어느 하나로 하는데 있다.
본 발명의 또 다른 특징은 코스퍼터링 방법으로 계면층을 형성할 때, 사용되는 제 1 타겟 물질은 GeSb-Sb2Te3계 물질, GeSb-Sb2Te3계 물질에 Ag, Se, In, Co 중 어느 하나가 소량 첨가된 물질, Ag-In-Sb-Te계 물질, ZnS-SiO2, SiO2, (ZrxCe1-x)yO1-y, AlN, Al2O3물질 중 어느 하나로 하고, 제 2 타겟 물질은 Si, SiC, SiO2, Au, Ag, Cu, Ni, Al, ZnS 중 어느 한 물질로 하는데 있다.
상기와 같은 특징을 갖는 광 기록 매체 및 그 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명의 개념은 기록층의 상하 양쪽면 또는 한쪽면에 N2, O2, CO2등의 반응성 가스를 이용한 반응성 스퍼터링(reactive sputtering) 또는 Si, SiC, SiO2, Au, Ag, Cu, Ni, Al, ZnS 등의 물질을 이용한 코스퍼터링(cosputtering) 방법으로 계면층(interface layer)을 형성함으로써, 기록층의 완전 삭제 시간(complete erasure time)을 감소시켜 기록 감도(recording sensitivity)를 증가시키고 오버라이트 지터(overwrite jitter)를 감소시키는데 있다.
제 1 실시예
도 2는 본 발명 제 1 실시예에 따른 광 디스크를 보여주는 구조단면도로서, 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명은 두께 0.6mm 혹은 1.2mm의 폴리카보네이트(polycarbonate) 기판 위에 하부 유전체층, 기록층, 상부 유전체층, 반사층, 그리고 보호층인 자외선 경화 수지(UV resin)가 차례로 적층된 구조로 이루어진다.
여기서, 유전체층은 주로 ZnS-SiO2를 사용하는데, 그 밖에 SiO2, (ZrxCe1-x)yO1-y, AlN, Al2O3등을 사용할 수도 있다.
그리고, 기록층은 종래의 GeSb-Sb2Te3계 물질 혹은 여기에 Ag, Se, In, Co 등을 소량 첨가하거나 Ag-In-Sb_Te계 물질을 사용하여 기록층 상, 하 양쪽면 또는 한쪽면에 반응성 스퍼터링(reactive sputtering)에 의하여 N2, O2, CO2등의 가스(gas)를 주입하여 약 5nm 이하의 두께로 계면층(interface layer)을 성막한다.
이 계면층을 반응성 스퍼터링 방법이외에도 코스퍼터링(cosputtering) 방법으로도 형성할 수 있다.
즉, GeSb-Sb2Te3계 물질, GeSb-Sb2Te3계 물질에 Ag, Se, In, Co 중 어느 하나가 소량 첨가된 물질, Ag-In-Sb-Te계 물질 중 어느 하나를 제 1 타겟(target)으로 하고, Si, SiC, SiO2, Au, Ag, Cu, Ni, Al, ZnS 중 어느 하나를 제 2 타겟으로 하여 코스퍼터링할 수도 있다.
이 계면층은 기록층의 완전 삭제 시간(complete erasure time)을 감소시켜 기록 감도(recording sensitivity)를 증가시키고 오버라이트 지터(overwrite jitter)를 감소시키는 역할을 수행한다.
한편, 반사층은 Cr, Ti 등을 5mol.% 이내로 첨가한 Al 합금 또는 Au으로 형성한다.
이와 같은 구조를 갖는 본 발명의 제조방법은 다음과 같다.
먼저, 두께 0.6mm 혹은 1.2mm의 폴리카보네이트(polycarbonate) 기판 위에 DC 혹은 RF 마그네트론(magnetron) 스퍼터링법에 의해 Ar을 포함한 불활성 기체 이온을 ZnS-SiO2, GeSb-Sb2Te3, Al 합금 타겟에 입사시켜 소정의 제조 압력과 파워로 하부 유전체층, 기록층, 상부 유전체층, 반사층을 순서대로 성막시킨다.
여기서, 특히 기록층인 GeSb-Sb2Te3의 경우, 성막 초기 혹은 성막 말기에 N2, O2, CO2등의 가스(gas)를 주입하여 반응성 스퍼터링시킴으로써, 기록층의 상하 양쪽면 또는 한쪽면에 계면층을 성막시킨다.
상기의 방법외에 다른 실시예로 GeSb-Sb2Te3계 타겟(target)에 Si, SiC, SiO2, Au, Ag, Cu, Ni, Al, ZnS 중 어느 한 물질을 코스퍼터링하여 계면층을 형성할 수도 있다.
여기서, 각 층의 두께는 각각 ZnS-SiO2유전체층은 약 50 ∼ 300nm, GeSb-Sb2Te3기록층은 약 10 ∼ 30nm, 기록층의 계면층(interface layer)은 약 5nm이하, 반사층인 Al 합금층은 약 100 ∼ 300nm로 형성한다.
그리고, 마지막으로 반사층 위에 자외선 경화수지(UV resin)을 도포하여 보호층을 형성함으로써 제조 공정을 마친다.
제 2 실시예
도 3은 본 발명 제 2 실시예에 따른 광 디스크를 보여주는 구조단면도로서, 도 3에 도시된 바와 같이 그 구조는 상기 제 1 실시예와 거의 동일하다.
차이가 있다면, 기록층과 접하고 있는 하부 유전체층 윗부분 또는 상부 유전체층 아랫부분에 약 10nm 이하의 두께로 계면층을 형성한다는 점이다.
즉, 제 1 실시예에서는 기록층 상하부 표면내에 계면층을 형성한 것이고, 제 2 실시예에서는 기록층과 인접하는 유전체층 표면내에 계면층을 형성한 것이다.
물론 그 효과는 동일하다.
유전체층의 계면층 제조 방법은 제 1 실시예에서와 마찬가지로 반응성 스퍼터링 또는 코스퍼터링 방법을 이용할 수 있다.
즉, 하부 유전체층의 경우는 성막 후기에, 상부 유전체층의 경우는 성막 초기에 N2, O2, CO2등의 가스(gas)를 주입하여 반응성 스퍼터링시킴으로써, 계면층을 성막시키거나 또는 ZnS-SiO2, SiO2, (ZrxCe1-x)yO1-y, AlN, Al2O3등의 타겟(target)에 Si, SiC, SiO2, Au, Ag, Cu, Ni, Al, ZnS 중 어느 한 물질을 코스퍼터링하여 계면층을 형성할 수도 있다.
이와 같이 형성되는 본 발명은 기록층의 상/하 양쪽면 또는 한쪽면에 수 nm두께의 계면층(interface layer)를 형성함으로써, 완전 삭제 시간(complete erasure time)을 감소시키고, 기록 감도를 높일 수 있다.
또한, 이를 통해서 지터값이 급격히 증가하였다가 다시 감소하여 포화되는 지터 범프(jitter bump) 현상을 최소화 할 수 있어 도 4에 도시된 바와 같이 오버라이트 지터의 반복기록특성 등을 향상시키는 효과가 있다.
Claims (6)
- 기판상에 유전체층, 기록층, 반사층을 갖는 광 기록 매체에 있어서,상기 기록층의 상부면, 하부면 중 적어도 어느 한 면 또는 양면에 일정 두께로 계면층이 형성되거나 또는 상기 기록층에 인접하는 유전체층 표면내에 일정 두께로 계면층이 형성되는 것을 특징으로 하는 광 기록 매체.
- 제 1 항에 있어서, 상기 기록층에 형성되는 계면층의 두께는 5nm 이하이고, 상기 유전체층에 형성되는 계면층의 두께는 10nm 이하인 것을 특징으로 하는 광 기록 매체.
- 제 1 항에 있어서, 상기 기록층에 형성되는 계면층은 GeSb-Sb2Te3계 물질, GeSb-Sb2Te3계 물질에 Ag, Se, In, Co 중 어느 하나가 소량 첨가된 물질, Ag-In-Sb-Te계 물질 중에서 선택된 어느 한 물질에 N, O, C 이온 중 어느 하나가 반응된 물질이거나 또는 GeSb-Sb2Te3계 물질, GeSb-Sb2Te3계 물질에 Ag, Se, In, Co 중 어느 하나가 소량 첨가된 물질, Ag-In-Sb-Te계 물질 중에서 선택된 어느 한 물질에 Si, SiC, SiO2, Au, Ag, Cu, Ni, Al, ZnS 중 어느 한 물질이 혼합된 물질인 것을 특징으로 하는 광 기록 매체.
- 제 1 항에 있어서, 상기 유전체층에 형성되는 계면층은 ZnS-SiO2, SiO2, (ZrxCe1-x)yO1-y, AlN, Al2O3물질 중에서 선택된 어느 한 물질에 N, O, C 이온 중 어느 하나가 반응된 물질이거나 또는 ZnS-SiO2, SiO2, (ZrxCe1-x)yO1-y, AlN, Al2O3물질 중에서 선택된 어느 한 물질에 Si, SiC, SiO2, AlN 중 어느 한 물질이 혼합된 물질인 것을 특징으로 하는 광 기록 매체.
- 기판상에 제 1 유전체층을 형성하는 단계;상기 제 1 유전체층상에 반응성 스퍼터링(reactive sputtering), 코스퍼터링(cosputtering) 중 어느 한 방법으로 계면층을 형성하는 단계;상기 계면층상에 기록층을 형성하는 단계;상기 기록층상에 제 2 유전체층을 형성하는 단계; 그리고,상기 제 2 유전체층상에 반사층을 형성하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광 기록 매체 제조방법.
- 제 5 항에 있어서, 상기 기록층 형성 후, 기록층상에 계면층을 순차적으로 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 기록 매체 제조방법.
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