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KR100662671B1 - 게르마늄-안티몬-텔루르 기록층을 구비한 광 기록매체 - Google Patents

게르마늄-안티몬-텔루르 기록층을 구비한 광 기록매체 Download PDF

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KR100662671B1
KR100662671B1 KR1020017006847A KR20017006847A KR100662671B1 KR 100662671 B1 KR100662671 B1 KR 100662671B1 KR 1020017006847 A KR1020017006847 A KR 1020017006847A KR 20017006847 A KR20017006847 A KR 20017006847A KR 100662671 B1 KR100662671 B1 KR 100662671B1
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KR
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thickness
recording
recording layer
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쵸우구오-푸
야콥스베르나르두스에이.제이.
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

Ge-Sb-Te의 합금을 기재로 한 상변화 기록층을 갖는 재기록가능한 광 정보매체가 개시되는데, 이것의 조성은 삼각형 3상 조성도에서 5각형 영역 ABCDE 내부에 놓인다. 이들 합금은 50 ns 또는 그 이하의 완전 소거 시간(CET)을 나타낸다. 영역 ABCDE 내부에서 Te와 화합물 Ge2Sb2Te5를 연결하는 연결선 상에 놓인 합금에 대해서는 45 ns 이하의 CET 값이 얻어진다. 이와 같은 기록매체는, DVD+RW, CD-RW, DVD-RAM 및 광학 테이프와 같은 고속 기록용(즉, 최소한 CD 속도의 6배)에 적합하다.
기록매체, 합금, 상변화, 완전 소거 시간, 고속 기록

Description

게르마늄-안티몬-텔루르 기록층을 구비한 광 기록매체{OPTICAL RECORDING MEDIUM COMPRISING A GESBTE RECORDING LAYER}
본 발명은, 레이저 광 빔을 사용한 고속 기록용의 재기록가능하며, 복수의 층으로 구성된 적층체를 지닌 기판을 구비하고, 이 적층체가 제 1 유전층과, Ge, Sb 및 Te로 구성된 합금을 포함하는 상변화 물질의 기록층과, 제 2 유전층과, 금속 거울층을 이 기재순으로 구비한 광 정보매체에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 높은 저장밀도와 높은 데이터 전송속도의 응용으로서의 이와 같은 광 기록매체의 용도에 관한 것이다.
상변화 원리에 근거한 광학 정보 및 데이터 저장은, 직접 오버라이트(direct overwrite: DOW) 및 높은 저장밀도에 대한 가능성을 판독전용 시스템과의 용이한 호환성과 결합할 수 있기 때문에 매력을 갖는다. 상변화 광 기록과정은, 초점이 맞추어진 레이저 빔을 사용하여 얇은 결정막 내부에 서브마이크로미터 크기의 비정질 기록물을 형성하는 과정을 포함한다. 정보를 기록하는 동안, 상기한 기록매체는 기록하려는 정보에 따라 변조된 초점이 맞추어진 레이저 빔에 대해 움직인다. 이것 때문에, 상변화 기록층 내부에서 급속냉각(quenching)이 발생하여, 노출되지 않은 영역에서 결정상태를 유지하는 기록층의 노출된 영역에 복수의 비정질 정보 비트를 형성하게 된다. 기록된 복수의 비정질 마크의 소거는, 동일한 레이저를 사용한 가 열을 통해 재결정화에 의해 실현된다. 이러한 복수의 비정질 마크는 데이터 비트를 나타내며, 이들 데이터 비트는 저출력의 초점이 맞추어진 레이저 빔에 의해 기판을 통해 재생될 수 있다. 결정성 기록층에 대한 복수의 비정질 마크의 굴절률 차이는 변조된 레이저 빔을 생성하며, 그후 이 레이저 빔은 코딩되고 기록된 디지탈 정보에 따라 검출기에 의해 변조된 광전류로 변환된다.
상변화 광 기록에 있어서 가장 중요한 요구사항 중의 한가지는 높은 데이터 전송속도이다. 높은 데이터 전송속도는 기록층이 높은 결정화 속도, 즉 짧은 결정화 시간을 갖도록 요구한다. 이전에 기록된 비정질 마크가 직접 오버라이트 중에 결정화될 수 있도록 하기 위해서는, 기록층이 레이저 광 빔에 대해 기록매체의 선 속도를 일치하는데 적절한 결정화 시간을 가져야 한다. 결정화 속도가 레이저 광 빔에 대해 기록매체의 선 속도를 일치시키는데 충분할 정도로 높지 않으면, 이전 기록물로부터의 오래된 데이터(비정질 마크)가 DOW 과정 동안에 완전히 소거(재결정화)될 수 없게 된다. 이것은 높은 노이즈 레벨을 발생하게 된다. 완전 소거 시간(complete erasure time: CET)이 약 50 ns보다 짧아야만 하는 디스크 형태의DVD+RW, DVR-레드 및 블루와 CD-RW와 같은 고밀도 기록과 높은 데이터 전송속도의 응용에서는 높은 결정화 속도가 특히 요구된다. 120 mm의 디스크 당 4.7 GB의 기록밀도를 갖는 DVD+RW에 대해서, 33 Mbits/s의 사용자 데이터 비트율이 필요하고, DVR-레드에 대해서는 상기한 비트율이 35 Mbits/s이다. DVR-블루(청색 레이저 광 빔으로 동작하는 디지털 비디오 기록)와 같은 재기록가능한 상변화 기록 시스템에 대해서는, 50 Mbits/s보다 높은 사용자 데이터 전송속도가 필요하다.
서두에서 언급된 형태의 광 정보매체는 미국 특허 US 5,191,565에 공지되어 있다. 상변화 형태를 갖는 이러한 종래의 기록매체는, 연속적으로, 제 1 유전층, 상변화 Ge-Sb-Te 합금으로 이루어진 기록층, 제 2 유전층 및 금속 반사층으로 구성된 복수층의 적층체를 갖는 디스크 형태의 기판을 구비한다. 이와 같은 복수의 층으로 구성된 적층체는 IPIM 구조로 부를 수 있는데, 이때 M은 반사 또는 거울층을 나타내고, I는 유전층을 나타내며, P는 상변화 기록층을 나타낸다. 상기한 특허에는, 3상 조성도(도 5)에 화학양론적 화합물 Ge2Sb2Te5 근처에 70 ns의 펄스 시간을 갖는 궤적이 기재되어 있는데, 이 펄스 시간에서 Ge-Sb-Te 조성이 결정화하기 시작한다. 이와 같은 시간은 완전 소거 시간 CET와 동일하지 않으며 그보다 짧다. 이와 같은 완전 소거 시간 CET는, 정지상태에서 측정된, 결정 환경에서 기록된 비정질 마크의 완전 결정화를 위한 소거 펄스의 최소 지속시간으로서 정의된다. 비정질 마크의 완전 소거를 위해서는, 2가지 과정, 즉 핵성형과 입계(결정입자) 생성이 필요하다. 상기한 특허에서 언급된 시간은 핵형성 시간, 즉 첫 번째 결정입자가 관측될 수 있는 시간이다. 완전 소거, 즉 비정질 마크의 완전 결정화에는 10 나노초 이상의 추가적인 시간이 걸린다. 상기한 특허에는, 3상도에 있어서 GeTe-Sb2Te3 연결선(tie-line) 상의 조성이 더욱 빠르게 결정화되는 것으로 기재되어 있다. 예를 들면, 화학양론적 화합물 Ge2Sb2Te5(원자 백분율로는 Ge22.2Sb 22.2Te55,6)는 50 ns의 핵형성 시간을 갖는 것으로 나타나 있다. 본 출원인에 의한 실험에 따르면, 이 화합물은 53 ns의 CET 값을 갖는 것으로 밝혀졌다.
결국, 본 발명의 목적은, 특히, 50 ns 또는 그보다 짧은 CET 값을 갖는, DVD-RAM 또는 광학 테이프와 같은 고속 광 기록물에 적합한 재기록가능한 광 정보매체를 제공함에 있다. 본 명세서에서, 고속 기록이란, 적어도 7.2 m/s의 레이저 광 빔에 대한 기록매체의 선 속도를 의미하는데, 이 속도는 콤팩트 디스크 표준에 따른 속도의 6배에 해당한다.
이들 목적은 본 발명에 따르면 서두에 기재된 것과 같은 광 정보매체에 의해 달성되는데, 이 광 정보매체는, 기록층이 원자 백분율로 3상 조성도 Ge-Sb-Te 내부의 영역에 의해 정의된 조성을 갖는 합금을 포함하고, 상기 영역은 다음의 꼭지점을 갖는 5각형 형태를 지니며:
Ge24.6Sb20.2Te55.2 (A)
Ge23.5Sb19.2Te57.3 (B)
Ge20.5Sb20.5Te59.0 (C)
Ge18.8Sb22.6Te58.6 (D)
Ge20.1Sb23.7Te56.2 (E),
- 제 1 유전층은 70 내지 (70+λ/2n) nm의 두께를 갖고, 이때 λ는 레이저 광 빔의 파장이며, n은 이 층의 굴절률이고,
- 기록층은 10 내지 35 nm의 두께를 가지며,
- 제 2 유전층은 10 내지 50 nm의 두께를 갖고,
- 금속 거울층은 60 내지 160 nm의 두께를 갖는 것을 특징으로 한다.
놀랍게도, 삼각형의 3상 Ge-Sb-Te 조성도(도 1 참조) 내부의 5각형 영역 ABCDE 내부의 합금은 50 ns 또는 그보다 짧은, 심지어는 45 nm 이하의 CET 값을 나타내었다. 이들 합금의 조성물은, 조성 GeTe 및 Sb2Te3를 연결하는 연결선의 좌측에 놓이며, 이 연결선 상의 의사이상(pseudo-binary) 화합물보다 짧은 CET 값을 나타낸다. 이것은, 연결선 GeTe-Sb2Te3에서 벗어나면 그것의 좌측에 놓인 합금에 대해 화합물 Ge2Sb2Te5에 대한 핵형성 시간이 50 ns로부터 70 ns 또는 그 이상을 향해 증가된다고 기재되어 있는 상기한 US 특허 5,191,565와 대조적이다. 영역 ABCDE의 외부에서는, CET 값이 50 ns보다 크다.
특히, 다음의 조성을 갖는 합금이 유용하다:
(Ge2Sb2Te5)1-xTex
이때, 몰분율 x는 0.01≤x≤0.43을 만족한다.
이들 조성은 3상 조성도에서 Ge2Sb2Te5와 Te를 연결하는 연결선 상에 존재하지만, 5각형 영역 ABCDE 내부에 놓인다. 도 1에 있어서 꼭지점 C는, x = 0.43(Ge20.5Sb20.5Te59.0)인 조성에 해당한다.
본 발명에 따른 기록매체의 더욱 바람직한 실시예에 있어서는, x의 값이 0.02≤x≤0.35를 만족한다. 이들 x 값으로, 45 ns 이하의 CET 값이 얻어진다.
이와 같은 화학식을 만족하는 조성의 예로는, 44 ns의 CET를 갖는 Ge21.5Sb21.5Te57.0(x = 0.23)을 들 수 있다.
제 1 유전층, 즉 기판과 상변화 기록층 사이의 층은, 습기로부터 기록층을 보호하고, 열 손상으로부터 기판을 보호하며, 광학 콘트라스트를 최적화한다. 지터를 최소화하기 위해서는, 제 1 유전층의 두께가 최소한 70 nm인 것이 바람직하다. 광학 콘트라스트 면에서, 이 층의 두께는 (70+λ/2n) nm로 제한되는데, 이때 λ는 레이저 광 빔의 파장이고, n은 제 1 유전층의 굴절률이다.
상기한 Ge-Sb-Te 합금의 CET 값은 기록층의 층 두께에 의존한다. 층 두께가 10 nm까지 증가하면 CET가 신속하게 줄어들고, 층 두께의 추가적인 증가가 발생하면, 50 ns 또는 그 이하의 값에 도달한다. 기록층이 25 nm보다 두꺼우면, CET는 기본적으로 두께에 무관하다. 35 nm 이상에서는, 기록매체의 순환성(cyclability)이 악영향을 받는다. 기록매체의 순환성은, 다수의 DOW 사이클, 예를 들면 105의 사이클 후의 광학 콘트라스트의 상대적인 변화에 의해 측정된다. 모든 사이클에 있어서, 새로운 비정질 마크가 기록되는 동안, 레이저 광 빔으로 가열을 통해 재결정화함으로써 기록된 비정질 비트가 소거된다. 이상적인 경우에, 광학 콘트라스트는 사이클링 후에도 변하지 않은 상태로 유지된다. 순환성은 35 nm의 기록층의 층 두께에 이를 때까지 실질적으로 일정하다. CET와 순환성에 관한 양립하는 요구의 결과로써, 기록층의 두께는 10 내지 35 nm, 바람직하게는 20 내지 35 nm, 더욱 바람직하게는 25 내지 35 nm의 범위를 가져야 한다. 25 내지 35 nm의 두께를 지닌 기록층을 갖는 기록매체는, 최초의 105의 DOW 사이클 중에 일정한 낮은 지터를 갖는다.
제 2 유전층, 즉 기록층과 금속 거울층 사이에 있는 층의 최적의 두께 범위 는 10 내지 50 nm, 바람직하게는 20 내지 40 nm인 것으로 밝혀졌다. 이 층이 너무 얇으면, 기록층과 금속 거울층 사이의 단열이 악영향을 받는다. 이 결과, 기록층의 냉각 속도가 증가되며, 이것은 느린 결정화 과정과 열악한 순환성을 발생한다. 제 2 유전층의 두께를 증가시킴으로써 냉각 속도가 감소된다.
금속 거울층의 두께가 20 내지 200 nm의 범위에 있으면, CET 값이 이 두께에 영향을 받지 않는다. 그러나, 금속 거울층이 60 nm보다 얇으면, 냉각 속도가 너무 낮기 때문에, 순환성이 악영향을 받는다. 금속 거울층이 160 nm 또는 그보다 두꺼우면, 순환성이 더욱 악화되고, 증가된 열전도로 인해 기록 및 소거 전력이 높아야만 한다. 바람직하게는, 금속 거울층의 두께는 80 내지 120 nm이다.
제 1 및 제 2 유전층은 ZnS와 SiO2의 혼합물, 예를 들면 (ZnS)80(SiO2) 20으로 구성될 수 있다. 또한, 예를 들어 SiO2, TiO2, ZnS, AlN, Si3N4 및 Ta2O5가 사용될 수도 있다. 바람직하게는, SiC, WC, TaC, ZrC 또는 TiC와 같은 탄화물이 사용된다. 이들 물질은 ZnS-SiO2 혼합물보다 더 높은 결정화 속도와 더 우수한 순환성을 제공한다.
금속 거울층에 대해서는, Al, Ti, Au, Ag, Cu, Pt, Pd, Ni, Cr, Mo, W 및 Ta과 이들 금속의 합금이 사용될 수 있다. 적합한 합금의 예로는 AlTi, AlCr 및 AlTa을 들 수 있다.
반사층과 유전층 모두는 진공증착 또는 스퍼터링에 의해 형성될 수 있다.
상기한 정보매체의 기판은 적어도 레이저 파장에 대해 투명하며, 예를 들면, 폴리카보네이트, 폴리메틸 메타크릴산(PMMA), 비정질 폴리올레핀 또는 유리로 제조된다. 전형적인 예에 있어서, 상기한 기판은 디스크 형태를 갖고 120mm의 직경과 0.1, 0.6 또는 1.2mm의 두께를 갖는다. 0.6 또는 1.2 mm의 기판이 사용될 때, 제 1 유전층, 기록층 등에서 시작하여 이 기판 상에 복수의 층이 형성될 수 있다. 레이저 빔은 기판의 입사면을 통해 적층체에 입사한다. 이때, 기판 상의 적층체의 복수의 층은, 반대 순서(역 박막 상변화 적층체)로, 즉 금속 거울층, 제 2 유전층, 상변화층 등에서 시작하여 형성될 수도 있다. 이때, 마지막의 유전층(이제는 제 1 유전층)은, 0.1 mm(100 ㎛)의 두께를 갖는 전술한 기판 물질 중 하나로 이루어진 광학 품질의 투명 덮개층 또는 시이트를 구비한다. 레이저 빔은 이와 같은 투명층의 입사면을 통해 적층체에 입사된다. 이와 같은 박막층은 레이저 광 빔의 대물렌즈의 높은 개구수, 예를 들어 N.A.=0.85를 허용한다.
이와 달리, 기판은 예를 들면 폴리에스터 필름으로 제조된 합성수지 가요성 테이프의 형태를 가질 수 있다. 이에 따르면, 예를 들어 급속 스피닝 폴리곤(fast spinning polygon)에 기반을 둔 광학 테이프 레코더에서 사용되는 광학 테이프가 얻어진다. 이러한 장치에서는, 반사된 레이저 광 빔이 테이프 표면을 가로질러 횡방향 주사를 하게 된다.
바람직하게는, 기록층의 일면에 있는 디스크 형태의 기판의 표면에는, 광학적으로 주사될 수 있는 서보트랙이 설치된다. 이와 같은 서보트랙은 종종 나선형 홈으로 이루어지며, 주입성형 또는 프레싱 중에 주형을 사용하여 기판 내부에 형성된다. 이와 달리, 이와 같은 홈은 기판 상에 별도로 제공되는 합성수지층, 예를 들 면 아크릴산의 UV 광경화된 층 내부에 복제공정으로 형성될 수도 있다. 고밀도 기록에 있어서, 이러한 홈은 예를 들면 0.7-0.8 ㎛의 피치와 0.5 ㎛의 폭을 갖는다.
선택적으로, 상기한 적층체의 최외층은, 예를 들면 UV 광경화된 폴리아크릴산(메타크릴산)으로 이루어진 보호층을 사용하여 외부 환경으로부터 차단된다.
예를 들면, 675nm 또는 그 보다 짧은 파장(적색 내지 청색)을 갖는 단파장 레이저를 사용하여 고밀도 기록 및 소거가 달성될 수 있다.
상기한 상변화 기록층은, 적절한 타겟의 진공 증착 또는 스퍼터링에 의해 기판에 가해질 수 있다. 이와 같이 적층된 층은 비정질로서 낮은 반사도를 나타낸다. 높은 반사도를 갖는 적절한 기록매체를 구성하기 위해, 이 층을 먼저 완전히 결정화해야 하는데, 이러한 과정을 보통 초기화라 칭한다. 이를 위해, 상기한 기록층을 Ge-Sb-Te 합금의 결정화 온도보다 높은 온도, 예를 들면 180℃로 가열로에서 가열할 수 있다. 이와 달리, 폴리카보네이트와 같은 합성수지 기판은 충분한 전력을 갖는 레이저 빔에 의해 가열될 수도 있다. 이러한 과정은 예를 들어 레코더 내부에서 구현될 수 있는데, 이 경우에는 레이저 빔이 움직이는 기록층을 주사한다. 그후, 기판이 바람직하지 않은 열 부하를 겪지 않게 하면서, 상기한 비정질층을 층을 결정화시키는데 필요한 온도까지 국부적으로 가열시킨다.
원하는 경우에는, 추가적인 박막 금속층 M'이 기판과 제 1 유전층 사이에 삽입됨으로써, 소위 M'IPIM 구조를 형성할 수 있다. 구조가 더욱 복잡해지더라도, 추가적인 금속층은 기록층의 냉각 속도 이외에 광학 콘트라스트를 증가시킨다.
상기한 물질이 적층체 II+PI+IM 또는 II+PIM에서 사용될 때, 결정화 속도가 더욱 증가될 수 있는데, 이때 I+는 질화물, 산화물 또는 바람직하게는 탄화물이다. 이와 같은 적층체에서, 기록층 P는 2개의 추가적인 층 I+ 사이에 삽입된다. 제 1 및 제 2 탄화물층의 탄화물은, 바람직하게는 우수한 순환성과 짧은 CET를 겸비한 그룹 SiC, ZrC, TaC, TiC 및 WC의 구성원이다. SIC는 그것의 광학적, 기계적 및 열적 특성으로 인해, 더구나, 그것의 가격이 비교적 낮기 때문에, 바람직한 재료에 해당한다. 실험에 따르면, II+PI+IM 적층체의 CET 값은 IPIM 적층체의 값에 비해 60% 미만이하는 것이 밝혀졌다.
추가적인 탄화물 층의 두께는 바람직하게는 2 내지 8 nm이다. 탄화물의 두께가 작을 때, 이것의 비교적 높은 열전도도는 적층체에 아주 적은 영향만을 미침으로써, 적층체의 열적 설계를 용이하게 한다.
이하, 본 발명을 다음의 첨부도면을 참조하여 설명하는 실시예에 의해 더욱 상세히 설명한다:
도 1은 삼각형 3상 조성도 Ge-Sb-Te의 일부분을 원자 %로 나타낸 것이고,
도 2는 본 발명에 따른 광 정보매체의 개략적인 단면도이며,
도 3은 Ge(원자 %)와 Sb/Te(원자비)를 표시한 3상 조성도의 일부분을 나타낸 것이다.
실시예 1 내지 8(본 발명)
도 2는 본 발명에 따른 광 정보 디스크의 단면도의 일부분을 개략적으로 나타낸 것이다. 도면부호 1은 120 nm의 직경과 1.2 mm의 두께를 갖는 폴리카보네이트제의 디스크 형태의 기판을 나타낸다. 기판(1)에는 다음과 같은 구조의 IPIM 적층체가 설치된다:
- 90 nm의 두께를 기진 (ZnS)80(SiO2)20의 제 1 유전층(I)(2),
- 28 nm의 두께를 갖는 Ge-Sb-Te 합금의 기록층(P)(3),
- 25 nm의 두께를 갖는 (ZnS)80(SiO2)20의 제 2 유전층(I)(4),
- 100 nm의 두께를 갖는 Al의 금속 거울층(M)(5).
모든 층은 스퍼터링에 의해 형성된다. 기록층(3)의 초기 결정 상태는, 적층된 상태의 비정질 합금을 레코더 내부에서 가열함으로써 얻어지며, 이로 인해 기록층이 연속적인 레이저 광 빔에 의해 그것의 결정화 온도 이상으로 가열된다.
정보의 기록, 재생 및 소거를 위한 레이저 광 빔은 기판(1)을 통해 기록층(3)에 입사한다. 이 빔을 화살표 6으로 개략적으로 표시하였다. 전력 Pw = 1.25 Pm(Pm = 용융 임계 전력)과 지속기간 100 ns를 갖는 단일 레이저 펄스를 사용하여 비정질 마크가 기록된다. 이때, 소거 전력은 Pw/2이다.
표 1은 Ge-Sb-Te 합금의 조성을 변화시킨 본 발명에 따른 실시예의 결과를 요약한 것이다.
실시예 CET (ns) Ge (at. %) Sb (at. %) Te (at. %)
1 48 23.70 20.48 55.82
2 45 22.80 20.89 56.31
3 47 23.90 19.69 56.41
4 46 22.05 21.34 56.61
5 44 21.55 21.55 56.90
6 48 20.80 21.60 57.60
7 46 20.40 22.29 57.31
8 47 22.50 21.58 55.92
실시예 1 내지 8은 도 1 및 도 3에 있어서 5각형 영역 ABCDE 내부에 놓인다. 5각형의 꼭지점 A, B, C, D 및 E는 청구항 1에 기재된 조성을 갖는 합금을 나타낸다. 도 1은 완전한 삼각형 3상 조성도 Ge-Sb-Te의 일부분이다. 이 조성도는, 꼭지점 Te(100% Te), 화합물 GeTe(50% Ge, 50% Te, 0% Sb)와, 조성 0% Ge, 50% Sb, 50% Te를 갖는다. 화합물 Ge2Sb2Te5(원자 백분율로 Ge22.2Sb22.2 Te55.6)는 화합물 GeTe와 Sb2Te3를 연결하는 연결선 상에 놓인다.
도 3은 이와 다른 포맷으로 확대된 조성도를 나타낸 것이다. 종축은 Ge 함량(at. %)을 나타내는 한편, 횡축은 Sb/Te 원자비를 표시한다. 이 도면에는, 화합물 Ge2Sb2Te5 이외에 도 1의 연결선의 일부가 도시되어 있다. 꼭지점 C는 Te와 Ge2Sb2Te5를 연결하는 연결선 상에 놓인다. 본 발명에 따른 실시예 1 내지 8은 5각형 ABCDE 영역에 십자표 x로 표시되어 있다.
가장 낮은 CET 값은, Te와 Ge2Sb2Te5를 연결하는 연결선(점선) 상에 있는, 표 1의 실시예 5와 같이, 5각형 ABCDE의 영역 내부에 놓인다. 순수한 Ge2Sb2Te5에 Te를 첨가함으로써, 조성이 이들 2개의 종점을 연결하는 연결선을 따라 Ge2Sb2Te5로부터 Te를 향해 이동하여, 다음과 같은 조성에 해당하게 된다: (Ge2Sb2Te5)1-x Tex. x=0.00, 즉 순수한 화합물 Ge2Sb2Te5이면, CET 값을 53 ns가 된다. Te를 약간 첨가한 후에는(x=0.01), CET 값이 50 ns 아래로 떨어진다. 도 1 및 도 3의 꼭지점 C에 해당하는 x = 0.43(원자 백분율로 Ge20.5Sb20.5Te59.0)까지는, CET가 50 ns 아래로 유지된다. x가 0.02 내지 0.35인 경우에는, CET가 심지어 45 ns 아래로 유지된다. 실시예 5(x=0.23)는 이와 같은 연결선 상에 놓인다.
비교예 9 내지 14(본 발명이 아님)
표 2는 본 발명이 아닌 실시예의 결과를 요약한 것이다.
CET (ns) Ge (at. %) Sb (at. %) Te (at. %)
9 66 24.00 22.29 53.71
10 125 25.60 21.60 52.80
11 60 25.30 19.53 55.17
12 63 24.30 21.00 54.70
13 56 22.70 22.20 55.10
14 54 22.10 23.00 54.90
이들 실시예는 50 ns보다 높은 CET 값을 나타낸다. 이들 조성은 5각형 ABCDE 영역의 외부에 놓이며 도 3에는 점 ·으로 나타내었다.
본 발명에 따르면, DVD+RW, DVD-레드 및 블루와 같은 직접 오버라이트 및 고속 기록에 적합한, 50 ns 또는 그 이하의 CET 값을 갖는 재기록가능한 상변화 정보매체가 제공된다.

Claims (10)

  1. 레이저 광 빔을 사용한 고속 기록용의 재기록가능하며, 복수의 층으로 구성된 적층체를 지닌 기판을 구비하고, 이 적층체가 제 1 유전층과, Ge, Sb 및 Te로 구성된 합금을 포함하는 상변화 물질의 기록층과, 제 2 유전층과, 금속 거울층을 이 기재순으로 구비한 광 정보매체에 있어서,
    - 상기 합금은 원자 백분율로 3상 조성도 Ge-Sb-Te 내부의 영역에 의해 정의된 조성을 갖고, 상기 영역은 다음의 꼭지점을 갖는 5각형 형태를 지니며:
    Ge24.6Sb20.2Te55.2 (A)
    Ge23.5Sb19.2Te57.3 (B)
    Ge20.5Sb20.5Te59.0 (C)
    Ge18.8Sb22.6Te58.6 (D)
    Ge20.1Sb23.7Te56.2 (E),
    - 제 1 유전층은 70 내지 (70+λ/2n) nm의 두께를 갖고,
    이때 λ는 레이저 광 빔의 파장이며, n은 이 층의 굴절률이고,
    - 기록층은 10 내지 35 nm의 두께를 가지며,
    - 제 2 유전층은 10 내지 50 nm의 두께를 갖고,
    - 금속 거울층은 60 내지 160 nm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 광 정보매체.
  2. 제 1항에 있어서,
    합금은 다음의 조성을 갖고,
    (Ge2Sb2Te5)1-xTex, 이때, 몰분율 x는,
    0.01≤x≤0.43, 바람직하게는 0.02≤x≤0.35를 만족하는 것을 특징으로 하는 광 정보매체.
  3. 제 1항에 있어서,
    기록층은 20 내지 35 nm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 광 정보매체.
  4. 제 1항에 있어서,
    제 2 유전층은 20 내지 40 nm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 광 정보매체.
  5. 제 1항에 있어서,
    금속 거울층은 80 내지 120 nm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 광 정보매체.
  6. 제 1항에 있어서,
    금속 거울층은, Al, Ti, Au, Ag, Cu, Pt, Pd, Ni, Cr, Mo, W 및 Ta과 이들 금속의 합금으로 구성된 그룹으로부터 선택된 금속들 중에서 적어도 한 개를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 정보매체.
  7. 제 1항에 있어서,
    기판은 디스크 또는 테이프인 것을 특징으로 하는 광 정보매체.
  8. 제 1항에 있어서,
    기록층은 2 내지 8 nm의 두께를 갖는 2개의 추가적인 탄화물층 사이에 삽입된 것을 특징으로 하는 광 정보매체.
  9. 레이저 광 빔과 광 정보매체 사이의 상대속도가 최소한 7.2 m/s이고, 선행하는 청구항 중 어느 한 항에 기재된 광 정보매체를 사용하여 고속 기록을 행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 3 항에 있어서,
    기록층은 25 내지 35 nm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 광 정보매체.
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