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KR100225109B1 - 단파장용 광자기 디스크 - Google Patents

단파장용 광자기 디스크 Download PDF

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KR100225109B1
KR100225109B1 KR1019940025195A KR19940025195A KR100225109B1 KR 100225109 B1 KR100225109 B1 KR 100225109B1 KR 1019940025195 A KR1019940025195 A KR 1019940025195A KR 19940025195 A KR19940025195 A KR 19940025195A KR 100225109 B1 KR100225109 B1 KR 100225109B1
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윤종용
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    • G11B11/10582—Record carriers characterised by the selection of the material or by the structure or form
    • G11B11/10586—Record carriers characterised by the selection of the material or by the structure or form characterised by the selection of the material
    • G11B11/10589—Details
    • G11B11/10591—Details for improving write-in properties, e.g. Curie-point temperature

Abstract

본 발명은 광자기 효과가 우수한 단파장용 광자기 디스크의 기판상에 유전체막으로서 제1,2유전체막을 분리적층 형성시키고 기록막으로서 기록된 정보를 재생하는 재생층과 데이타를 기록하는 기록층을 분리적층 형성하므로써, 단파장 레이저(파장이 532㎚ 이하)를 사용하는 경우에도 광자기 효과가 우수하여 kerr회전각이 증가하며 정보의 기록시 기록파우어를 감소시켜 고밀도 광자기 기록이 가능하도록 된 것이다.

Description

단파장용 광자기 디스크
제1도는 종래기술에 의한 디스크의 종단면도.
제2도는 본 발명에 의한 디스크의 종단면도.
제3도는 기록층과 재생층의 두께비에 따른 kerr회전각의 관계를 나타낸 그래프.
제4도는 기록층과 재생층의 두께비에 따른 기록파우어의 관계를 나타낸 그래프.
제5도는 기록층과 재생층의 두께비에 따른 기록재생신호의 관계를 나타낸 그래프.
제6도는 유전체막의 굴절율비에 따른 kerr회전각의 관계를 나타낸 그래프이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 기판 2a : 제1유전체막
2b : 제2유전체막 3a : 재생층
3b : 기록층 4 : 절연막
5 : 반사막
본 발명은 광자기 효과가 우수한 단파장용 광자기 디스크에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 투명한 기판위에 형성되는 유전체막과 기록막 각각을 제1, 2유전체막과 재생층, 기록층으로서 2층막으로 분리형성 시키므로써 단파장(파장 532㎚ 이하)레이저를 사용하는 경우에도 정보의 기록시 기록파우어를 감소시켜 고밀도 광자기 기록이 가능하도록 한것에 관한 것이다.
일반적으로 광자기 디스크는 직경이 130㎜(또는 90㎜)크기이고 홈(groove)이 1.6㎛간격으로 형성된 기판위에 유전체막/기록막/절연막 반사막을 스퍼터링 방식으로 순서적으로 적층하여 제작하며 기억용량은 10E8 BYTE/㎠ 으로 기억용량이 매우 높다.
상기와 같은 광자기 디스크에서는 정보의 기록은 열자기적 특성을 이용하고 기록된 정보의 재생은 자기광학 특성을 이용하는데, 광자기기록은 기판에 수직자화막을 형성하여 기록막에 레이저광을 조사하여 기록막을 수직방향에 대해 평행 또는 반평행하게 자구 (magnetic domain)를 형성하여 정보를 기록, 재생 및 소거하는 기술인 것이다. 즉 광자기 기록막에 집적된 레이저광을 조사하면 국부적으로 큐리온도(curie temperature)이상으로 온도가 상승하여 자화를 잃게 되므로써 외부자계가 인가되면 레이저광이 조사된 부분의 자화가 외부 자계와 같은 방향으로 자구를 형성하므로써 정보의 기록이 가능하게 된다.
그리고 기록된 정보의 재생은 커효과(kerr effect)를 이용한 것으로, 입사된 레이저빔이 기록막에서 반사될때 편광면의 회전이 기록막의 자화상태에 따라 다르게 되며, 자화가 기록막의 상방향으로 되어 있을때 편광면이+θk회전한다고 가정하면, 이와 반대로 자화가 하방향으로 되어 있는 경우에 편광면이 -θk회전하게 된다. 따라서 자화의 방향에 따라서 반사된 레이저광은 서로 2θk의 편광면이 회전하는 것이며, 이러한 차이를 광검출기에서 전기적신호로 재생하는 것이 광자기 디스크의 재생원리인 것이다.
한편, 광자기 기록매질의 기록막은 희토류원소와 천이원소의 합금박막으로 형성되고 희토류원소는 서로 반평행하게 결합하여 총자화값이 희토류원소와 천이원소의 부격자의 자화값의 차가 되는 준강자성체(Ferrimagnetic material)이다.
이상에서와 같은 광자기 디스크에 있어서는 데이터의 전송속도의 고속화 및 고밀도화가 연구대상이며 광자기 디스크의 밀도를 증가시키기 위해서는 광원으로 사용하는 레이저의 파장이 짧아져야 하는데, 즉 단파장 레이저에서도 kerr회전각이 크고 수직자기 이방성이 우수하며 기록막의 보자력이 충분히 커서 기록재생 특성이 우수한 광자기 기록막이 요구되어지며, 또한 낮은 레이저 피우어에서도 기록이 가능하여야 제품의 실용화 단계에서 유리하게 되는 것이다.
그러나 종래기술에 의한 광자기 디스크는 제1도에 개략적으로 도시된 바와같이, 기판(1)위에 유저체막(2)/기록막(3)/절연막(4)/반사막(5)을 순서대로 적층형성시킨 것으로 상기 기록막(3)으로 TbFeCo박막을 사용하여 파장이 830㎚(또는 780㎚)이고 kerr회전각이 0.3degree인 광원을 사용하여 기록 및 재생하게 되므로, 기록재생특성은 우수하나 파장이 짧아짐에 따라 kerr회전각이 감소하여 상기 파장이 415㎚이하가 되면 상기 회전각이 0.2deg ree이하가 되어 기록 및 재생특성이 현저하게 감소하는 단점을 갖는다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 단파장용 광자기 디스크를 형성하는 기판위에 적층되는 유전체막을 2층으로 형성시키고, 종래의 기록막을 재생층과 기록층으로된 2층막으로 분리 적층 형성하므로써 단파장 레이저에서도 kerr회전각이 증가하여 광자기 효과가 우수하고 기록 파우어가 감소되어 기록감도(writing sensitivity)가 향상되는 단파장용 광자기 디스크를 제공하는데 있는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 투명한 기판상에 유전체막, 기록막, 절연막, 반사막을 순서적으로 적층형성시키되, 상기 유전체막은 제1,2유전체막으로 분리형성시키고, 기록막은 기록된 정보를 재생하는 재생층과 데이타를 기록하는 기록층으로 분리 적층시킨것이며, 상기에서 재생층은 NdTbFeCo 또는 PrTbFeCo로 구성하고 기록층은 TbFeCo 또는 TbFeCoCr으로 구성하며 재생층의 커회전각은 기록층의 커 회전각보다 높으며, 재생층의 보자력은 기록층의 보자력 보다 작으며 재생층의 큐리온도는 기록층의 큐리온도보다 낮으며, 재생층의 두께(t1)와 기록층의 두께(t2)의 비는 0.3t2t11.0범위이고, 상기 제1유전체막의 굴절율(n1)과 제2유전체막의 굴절율(n2)dms 1.6n1n23.5범위인 것을 특징으로 하는 단파장용 광자기 디스크인 것이다.
이하, 본 발명에 의한 단파장용 광자기 디스크를 첨부도면을 참조하여 구체적으로 설명하면, 첨부도면 제2도에 도시된 바와 같이 단파장용 광자기 디스크의 투명한 기판(1)상에 100-300Å두께의 제1유전체막(2A)과, 200-600Å두께의 제2유전체막(2B)상에 기록된 정보를 재생하는 50-100Å두께의 재생층(3A)을 Ar가스를 이용한 Dc마그네트론 스퍼터링 방식으로 적층시키되 상기 재생층(3A)은 NdTbFe, NdTbCo, NdTbFeCo, NdGdFeCo, NdTbGdFeCo, PrTbFeCo, PrTbFeCo, PrTbGdFeCo등으로 구성하며, 상기 재생층(3A)상에 안정된 미소자구를 형성하여 데이타를 기록하는 기록층(3B)은 상기 재생층(3A)과 동일한 스퍼터링 방식으로 50-350Å두께로 적층시키며, TbCo, TbFeCo, TbFeCoCr, TbFeCoZr, NdTbFeCo등으로 구성된다. 상기 기록층(3B)상에 200-400Å두께의 SiN박막을 (Ar+N2)혼합가스를 이용하여 DC반응성 스터퍼링 방식에 의해 절연막(4)으로 적층시키며, 상기 절연막(4)상에 400-600Å두께의 Al-Ti박막을 Ar가스를 이용한 DC 마그네트론 스퍼터링 방식으로 반사막(5)으로 적층형성시킨다. 상기에서 재생층(3A)의 보자력(Hc1)은 기록층(3B)의 보자력(Hc2)보다 작고(Hc1Hc2), 재생층(3A)의 큐리온도(Tc1)는 기록층(3B)의 큐리온도(Tc2)보다 낮으며(Tc1Tc2), wotodcmd(3A)의 커회전각(θK1)은 기록층의 커회전각(θK2)보다 높으며, 재생층(3A)의 두께(t1)와 기록층(3B)의 두께(t2)의 비는 0.3t2t10.1범위이며, 더욱 바람직하기로는 0.5t2/t10.9이며 상기 제1유전체막(2A)의 굴절율(n1)과 제2유전체막(2B)의 굴절율(n2)은 1.6n1n23.5범위이며, 더욱바람직하게는 n2/n1은 1.3n2/n11.8마그네트론 스퍼터링 방식으로 적층시키되 상기 재생층(3A)은 NdTbFe, NdTbCo, NdTbFeCo, NdGdFeCo, NdTbGdFeCo, PrTbFeCo, PrTbFeCo, PrTbGdFeCo등으로 구성하며, 상기 재생층(3A) 상에 안정된 미소자구를 형성하여 데이타를 기록하는 기록층(3B)은 상기 재생층(3A)과 동일한 스퍼터링 방식으로50-350Å두께로 적층시키며, TbCo, TbFeCo, TbFeCoCr, TbFeCoZr, NdTbFeCo등으로 구성된다. 상기 기록층(3B)상에 200-400Å두께의 SiN박막을 (Ar+N2)혼합가스를 이용하여 DC 반응성 스퍼터링 방식에 의해 절연막(4)으로 적층시키며, 상기 절연막(4)상에 400-600Å두께의 Al-Ti박막을 Ar가스를 이용한 DC 마그네트론 스퍼터링 방식으로 반사막(5)으로 적층형성시킨다. 상기에서 재생층(3A)의 보자력(Hc2)보다 작고 (Hc1Hc2), 재생층(3A)의 큐리온도(Tc1)믐 기록층(3B)의 큐리온도(Tc2)보다 낮으며(Tc1Tc2), 재생층(3A)의 커회저니각(θK1)은 기록층의 커회전각(θK2)보다 높으며, 재생층(3A)의 두께(t1)와 기록층(3B)의 두께(t2)의 비는 0.3t2t11.0범위이며, 더욱 바람직하기로는 0.5t2/t10.9이며 상기 제1유전체막(2A)의 굴절율(n1)과 제2유전체막(2B)의 굴절율(n2)은 1.6n1n23.5범위이며, 더욱 바람직하게는 n2/n1은 1.3n2/n11.8인 것이다.
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 단파장용 광자기 디스크의 일실시예를 설명하겠으며, 이는 본 발명의 광자기 디스크를 형성하는 박막의 구성을 보충설명하기 위한 것이지 이로 인해 본 발명의 기술적인 범주가 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
단파장용 광자기 디스크를 형성하는 투명한 기판(1)상에 제1, 2유전체막(2A), (2B)을 분리 적층시키고, 기록막으로서 기록된 정보를 재생하는 재생층(3A)과 데이타등의 정보를 기록하는 기록층(3B)을 분리적층시키되, 상기 박막의 적층은 직경이2인 타게트를 사용하고 박막의 균일성을 향상시키기 위해 기판(1)을 20rpm으로 회전시키며, Ar가스 또는 N2가스를 주입하기 전의 초기진공도는 3.0×10-7m Torr이하로 하였고, 사용한 광원은 파장이 532㎚인 제2고조파발진기(Second Harmonic Generation : SHG)용 레이저이다.
기록층(3B)과 재생층(3A)의 두께의 비율(t1/t2)에 따른 커 회전각의 변화를 도시한 제3도와, N,A=0.6, 디스크의 회전수=1800rpm, 주사수(F)=9.4MHZ조건에서의 기록파우어 및 기록재생신호(C/N)관계를 도시한 제4도와 제5도로부터, 재생층의 두께(t1)와 기록층의 두께(t2)의 비율에 따라 기록파우어가 달라지며 기비율(t1/t2)이 0.7일때 기록파우어가 작은 경우에도 기록이 잘되어 기록감도(Writing Sensitivity)가 향상되며, 재생층(3A)은 보자력(Hc1)이 작으나 높은 커회전을 가지므로 기록 재생특성이 우수하고 기록층(3B)은 보자력과 수직자가 이방성이 커서 안정한 미소자구 형성에 유리한 것임을 알수 있다.
또한, 제1유전체막(2A)의 굴절율(n1)과 제2유전체막(2B)의 굴절율(n2)의 비율(n2/n1)에 따른 커 회전각의 변화됨을 도시한 제6도에서와 같이, 굴절율의 비(n2/n1)가 1.5∼1.6일때 커 회전각이 최대값을 가지며, 상기 굴절율의 비가 1.5이하 또는 1.6이상에서는 커회전각이 작아 지는 것을 알수 있는 것이다.
이상에서와 같이 본 발명에 의한 단파장용 광자기 디스크는 투명한 기판상에 제1,2유전체막을 분리적층하고 기록막으로서 기록된 정보를 재생하는 재생층과 데이타등의 정보를 기록하는 기록층을 분리적층형성시키므로써 광자기 효과가 우수하여 kerr 회전각이 증가하며, 정보의 기록시 기록파우어를 감소시켜 기록감도를 향상시키며, 기록재생 특성인 신호대 잡음비(Carrier To Noise Ratio)가 향상되어 고밀도 광자기 기록이 가능하게 된다.

Claims (7)

  1. 투명한 기판(1)상에 유전체막(2), 기록막(3), 절연막(4), 반사막(5)을 순서적으로 적층한 단파장용 광자기 디스크에 있어서, 상기 유전체막(2)은 제1, 2유전체막(2A), (2B)으로 분리형성시키고, 기록막(3)은 기록된 정보를 재생하는 재생층(3A)과 정보를 기록하는 기록층(3B)으로 분리적층 형성시킴을 특징으로 하는 단파장용 광자기 디스크.
  2. 제1항에 있어서, 상기 재생층(3A)의 두께(t1)과 기록층(3B)의 두께(t2)의 비는 0.3t2/t11.0 범위인 것을 특징으로 하는 단파장용 광자기 디스크.
  3. 제2항에 있어서, 상기 재생층(3A)의 두께(t1)과 기록층(3B)의 두께(t2)의 비는 0.5t2t10.9범위인 것을 특징으로 하는 단파장용 광자기 디스크.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1유전체막(2A)의 굴절율(n1)과 제2유전체막(2B)의 굴절율(n2)은 1.6n1n23.5범위인 것을 특징으로 하는 단파장용 광자기 디스크.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1유전체막(2A)의 굴절율(n1)과 제2유전체막(2B)의 굴절율(n2)은 1.3n2n11.8범위인 것을 특징으로 하는 단파장용 광자기 디스크.
  6. 제1항에 있어서, 상기 재생층(3A)의 큐리온도(Tc1)는 기록층(3B)의 큐리온도(Tc2)보다 낮게 형성된 것을 특징으로 하는 단파장용 광자기 디스크.
  7. 제1항에 있어서, 상기 재생층 (3A)은 NdTbFeCo또는 PrTbFeCo로 구성되고, 기록층(3B)은 TbFeCo또는 TbFeCoCr으로 구성됨을 특징으로 하는 단파장용 광자기 디스크.
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