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KR19990023556A - 광학정보 기록매체와 그 제조방법 및 이 매체를 이용한 정보의 기록재생방법 - Google Patents

광학정보 기록매체와 그 제조방법 및 이 매체를 이용한 정보의 기록재생방법 Download PDF

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KR19990023556A
KR19990023556A KR1019980032758A KR19980032758A KR19990023556A KR 19990023556 A KR19990023556 A KR 19990023556A KR 1019980032758 A KR1019980032758 A KR 1019980032758A KR 19980032758 A KR19980032758 A KR 19980032758A KR 19990023556 A KR19990023556 A KR 19990023556A
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information recording
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마유미 우노
노보루 야마다
가츠미 가와하라
Original Assignee
모리시따요오이 찌
마쓰시따 덴끼 상교가부시끼가이샤
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Publication date
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Publication of KR19990023556A publication Critical patent/KR19990023556A/ko
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Abstract

본 발명은 레이저광이 단파장이어도 변조도가 크고, 고밀도의 정보의 기록재생이 가능하며, 반복 기록특성에도 우수한 광학정보매체를 제공하는 것으로써, 광학적으로 투명한 기판(1), ZnS와 SiO2를 포함하는 보호층(2), Ge·Cr·N으로 이루어지는 확산방지층(7), Ge·Sb·Te의 3원소를 포함하는 특정 조성의 기록층(3), Ge·Cr·N으로 이루어지는 확산방지층(8) 및 Al합금의 반사층(5)을 구비한 매체를 이용하여, 파장650nm의 레이저광을 소정의 파워 레벨사이를 변동시키면서 정보의 기록재생을 행한다.

Description

광학정보 기록매체와 그 제조방법 및 이 매체를 이용한 정보의 기록재생방법
본 발명은, 레이저 광선등의 광학적 수단을 이용하여, 고밀도, 고속도에서의 정보의 기록재생이 가능한 광학기록 정보매체와 그 제조방법 및 이 매체를 이용하는 광학정보의 기록재생방법에 관한 것이다.
정보를 대용량으로 기록할 수 있고, 고속에서의 재생 및 개서(改書)가 가능한 매체로는, 광자기 기록매체나 상변화형(相變化型) 기록매체가 알려져 있다. 이들 가반성(可搬性)이 우수한 대용량 기록매체는 고도 정보화 사회에 있어서 앞으로 점점 수요가 늘어난다고 생각된다. 또한, 어플리케이션의 고기능화나, 처리하는 영상정보의 고성능화에 따라 더욱 고용량화, 고속도화가 요망되어진다.
이들 광기록 매체는 레이저광을 국소적으로 조사함으로써 발생하는 기록재료의 광학특성의 차이를 기록으로써 이용한 것이다. 예를들면 광자기 기록매체에서는, 자화 상태의 차이에 따라 발생하는 반사광 편광면의 회전각의 차이를 기록에 이용하고 있다. 상변화형 기록매체는, 특정 파장의 광에 대한 반사광량이 결정상태와 비정질 상태에서 다른 것을 기록에 이용하고 있다. 상변화형 기록매체는 레이저의 출력 파워를 변조시킴으로써 기록의 소거와 덮어쓰기 기록을 동시에 행할 수 있으므로, 고속으로 정보신호의 개서가 가능한 이점을 가진다.
광 기록매체의 층구성의 예를 도5 및 도6에 도시한다.
기판(101)에는 폴리카보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)등의 수지, 유리등이 이용된다. 기판에는 레이저광선을 이끌기 위한 안내홈이 형성되는 경우도 있다.
기록층(103)에는, 광학특성이 다른 상태사이를 변화할 수 있는 재료가 이용되며, 예를들면, 개서형의 상변화형 광기록정보의 경우에는, Te, Se를 주성분으로 하는 칼고게나이드계 재료등이 이용된다.
보호층(102), (104), (106)은 기록층 재료의 산화, 증발이나 변형을 방지하는 기록층의 보호성능을 담당한다. 또한, 그 막두께를 조절함으로써, 광학매체의 흡수율이나 기록부분과 소거부분간의 반사율차의 조절이 가능해지므로, 매체의 광학특성의 조절기능도 담당한다. 보호층을 구성하는 재료의 조건으로는 상기 목적을 만족해야할 뿐만 아니라, 기록재료나 기판과의 접착성이 좋을 것, 보호층 자신이 크랙을 발생하지 않는 내후성(耐候性)이 좋은 막일 것이 추가된다.
보호층의 재료로써는, ZnS 등의 황화물, SiO2, Ta2O5, Al2O3등의 산화물, Si3N4, AlN등의 질화물, SiON, AlON등의 질산화물, 탄화물, 풀루오르화물등의 유전체 혹은 이들 적당한 조합이 제안되고 있다. 종래 특히 적용되어 온 재료는 막응력이 작고 기록층과의 접착성이 우수한 ZnS-SiO2이다.
도5의 예와 같이, 일반적으로 보호층(102), (104)은 기록층의 양측에 배치된다. 또한, 도6에 도시한 바와같이, 보호층(102), (106)을 2층으로 하고, 이 2층의 보호층에 다른 재료를 이용함으로써, 기판과의 접착성이나 정보의 반복기록특성을 개선하는 제안도 이루어지고 있다.
기록층(103)상에는, 보호층(104)을 사이에 두고 반사층(105)이 설치되어 있다. 반사층(105)은 방열효과나 기록층에 의한 효과적인 광흡수를 목적으로 하여 설치되는데, 필수층은 아니다. 반사층에는, Au, Al, Cr등의 금속, 또는 이들 금속의 합금이 이용된다.
또한, 도면중에서는 생략했지만, 광학정보 기록매체의 산화나 먼지등의 부착 방지를 목적으로 하여, 반사층(105)의 위에 오버 코팅층을 설치한 구성, 혹은 자외선 경화수지를 접착제로써 이용하고, 더미(dummy) 기판을 맞붙인 구성이 일반적으로 이용되고 있다.
기록층(103)에 이용되는 재료중, Ge-Sb-Te계 재료는 개서의 특성이나 내후성(耐候性)도 우수하여, 종래부터 연구개발이 활발하게 진행되고 있다.
예를들면, 일본국 특개소61-89889호 공보에는 Ge(1-x)Sb4xTe(1-5x)(다만 0＜x＜1)에 의해 표시되는 가록재료가 개시되어 있다. 이 기록재료는 광 빔의 조사에 의한 무정형상태에서 결정상태로의 상변화에 의해, 큰 반사율변화를 나타낸다. 또한, 이 기록재료는 결정화 전이온도가 낮고, 결정화에 필요한 광 에너지도 작기 때문에, 기록의 고감도화를 가능하게 하는 것이다. 그러나, 여기서는 결정상태와 무정형상태와의 상변화에 따른 정보신호의 반복기록에 대해서는 고려되어 있지않다.
또한, 일본국 특개소62-53886호 공보에는 (SbxTe(1-x))yGe(1-y)(다만, x=0.05∼0.7, y=0.4∼0.8)에 의해 표시되는 기록재료가 개시되어 있다. 또한, 이 재료로 이루어지는 기록층에의 레이저 광선의 조사에 의해, 투과율이 감소하는 변화가 일어나는 예가 개시되어 있다. 그러나, 여기서도 상기 변화가 가역적인가 여부에 대해 또한 기록소거의 반복에 대해서는 검토되어 있지 않다.
또한, 일본국 특개소62-196181호 공보에는 Ge-Sb-Te계의 기록재료를 이용하여 기록의 개서를 행하는 기술이 개시되어 있다. 여기서는 Ge23Sb46Te31를 중심으로 하는 조성의 GeSbTe층을 형성하고, 그 위에 SiO2, AlN등의 보호층을 피착시켜, 조사하는 반도체 레이저광(830nm)의 파워를 바꿈으로써, 반사율을 가역적으로 변화시킬 수 있는 것이 개시되어 있다. 그러나, 여기서도 반복기록에 대해서는 검토되어 있지 않다. 또한, 레이저 파장이 680nm이하로 되는 단파장화에 대응하여 기록층의 조성을 한정하는 기재도 없다.
그러나, Ge-Sb-Te를 주성분으로 하는 재료를 기록층으로써 이용할 경우, 레이저광의 파장이 짧아짐과 동시에, 무정형 상태의 광학 정수와 결정상태의 광학정수와의 차가 작아지고, 반사율차등의 광학 특성차가 작아져 버린다. 그 결과, 신호의 변조도가 작아져 기입 가능한 밀도가 한정되어 버리는 과제가 있었다.
종래부터 Ge-Sb-Te계의 기록막재료로써 일반적으로 이용되는 조성은 화학량론 조성Ge2Sb2Te5의 근방의 조성에 Sb를 적당량 첨가한 조성이다. 화학량론 조성에 가까운 조성이면, 당연 그것만으로 기록의 반복특성에도 우수하다고 생각되어 왔기 때문이다. 한편, 신호의 변조도를 크게 하기 위해, GeTe-Sb2Te3라인상에 있어서 GeTe측의 조성을 이용한 경우, 확실히 무정형 상태에서의 광학정수와 결정상태에서의 광학정수와의 차를 크게는 할 수 있다. 그러나, 이와같이 화학량론 조성보다도 GeTe측의 조성을 이용하면 기록의 반복특성이 약해진다. 이것은 상기 화학량론 조성에서 벗어난 조성을 이용한 것에 기인한다고 일반적으로는 생각되어져 왔다.
본 발명은 상기 과제를 해결하고, 고밀도 기록을 위해 레이저광을 단파장화해도 변조도가 크고 효과적인 기록재생이 가능하며, 또한 반복특성도 우수한 광학정보 기록매체와 그 제조방법 및 이 광학정보 기록매체를 이용한 정보의 기록재생방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도1은 본 발명의 광학정보 기록매체의 적층구성의 일예를 도시한 개략 단면도,
도2는 본 발명의 기록층의 조성범위 및 바람직한 조성범위를 도시하는 GeTeSb 3원 조성도,
도3은 본 발명의 확산방지층의 바람직한 조성범위를 도시하는 (GeX)ON 3원 조성도,
도4는 본 발명의 광학정보 기록매체의 막형성장치의 일예를 도시한 단면 개략도,
도5는 종래의 광학정보 기록매체의 적층구성의 일예를 도시한 개략 단면도,
도6은 종래의 광학정보 기록매체의 적층구성의 별도의 예를 도시한 개략 단면도이다.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1, 10 : 기판 2, 4, 6 : 보호층
3 : 기록층 5 : 반사층
7, 8 : 확산방지층 9 : 진공용기
11 : 기판구동장치 12 : 타겟(target)
13 : 음극 14 : 가스 공급구
15 : 배기구
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 광학정보 기록매체는, 광학특성이 가역적(可逆的)으로 변화하는 기록층과, 상기 기록층에 접하는 확산방지층을 포함하고, 상기 기록층이 적어도 Ge, Te 및 Sb의 3원소를 함유하여, 상기 3원소의 조성비가 GeTeSb 3원 조성도(3元 組成圖)에 있어서,
A(Ge50Te50)·B(Ge22.5Sb22.0Te55.5)·
C(Ge17.0Sb41.5Te41.5)·D(Ge48.0Sb26.0Te26.0)·
E(Ge65Te35)
로 둘러싸이는 범위내(다만, 각 원소기호의 뒤의 수치는 원자%를 표시한다.)에 있고, 상기 확산방지층이 산화물, 질화물, 질산화물, 탄화물 및 풀루오르화물에서 선택되는 적어도 1개를 주성분으로 하여 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에따라, 무정형부와 결정부와의 광학특성차를 크게 하는 것이 가능해지고, 또한 정보기록의 반복회수가 우수한 매체를 얻는 것이 가능해진다.
이 기록매체는 기록층에 이용하는 재료의 조성을 종래 많이 사용되어 온 화학량론 조성 Ge2Sb2Te5근방의 조성과는 다른 상기 영역의 조성으로 하고, 동시에, 이 조성을 가지는 기록층과, 상기 특정 성분을 가지는 확산방지층을 조합함으로써, 광학특성차를 크게 하고, 동시에 기록의 반복특성도 양호하게 한 것이다. 이와같이, 본 발명에 의하면, 종래 바람직하다고 생각되어 온 조성과는 다른 조성을 가지는 기록층과, 유황과 같이 확산되기 쉬운 성분을 주성분으로 하지 않는 확산방지층을 겸용함으로써, 레이저광을 단파장화해도 변조도가 크고 효과적인 반복기록이 가능한 기록매체를 실현할 수 있다.
또한, 본 발명의 광학정보 기록매체의 제조방법은 광학특성이 가역적으로 변화하는 기록층을 막형성하는 공정과, 상기 기록층에 접하는 확산방지층을 막형성하는 공정을 포함하고, 상기 기록층을, 적어도, Ge, Te 및 Sb의 3원소가 포함되며, 그 조성비가 GeTeSb 3원 조성도에 있어서, 상기 A·B·C·D·E의 범위내에 있는 타겟을 이용한 스퍼터링에 의해 막형성하고,
상기 확산방지층을, 산화물, 질화물, 질산화물, 탄화물 및 풀루오르화물에서 선택되는 적어도 1개를 주성분으로 하여 포함하는 층으로 막형성하는 것을 특징으로 한다.
이에따라, 무정형부와 결정부의 광학특성차가 크고, 또한 반복기록특성이 우수한 매체의 제조가 가능해진다.
또한, 본 발명의 정보의 기록재생방법은 광학특성이 가역적으로 변화하는 기록층과, 상기 기록층에 접하는 확산방지층을 포함하며, 상기 기록층이 적어도 Ge, Te 및 Sb의 3원소를 함유하고, 상기 3원소의 조성비가 GeTeSb 3원 조성도에 있어서, 상기 A·B·C·D·E의 범위내에 있고, 상기 확산방지층이 산화물, 질화물, 질산화물, 탄화물 및 풀루오르화물에서 선택되는 적어도 1개를 주성분으로 하여 포함하는 광학적 정보기록매체를 이용한 정보의 기록재생방법으로써, 광학계에 의해 미소 스팟으로 좁혀진 레이저광의 조사에 의해 상기 기록층중 국소적인 일부분이 무정형상태로 가역적으로 변화할 수 있는 무정형 상태 생성 파워 레벨을 P1, 상기 레이저광의 조사에 의해 결정상태로 가역적으로 변화할 수 있는 결정상태 생성 파워 레벨을 P2, 상기 P1, P2의 어느 파워 레벨보다 낮고, 상기 레이저광의 조사에 의해 상기 기록층의 광학적 상태가 영향을 받지않고, 또한 그 조사에 의해 기록재생을 위해 충분한 반사를 얻을 수 있는 재생 파워 레벨을 P3로 했을 때, 상기 레이저광의 파워를 P1과 P2사이에서 변동시킴으로써 정보의 기록, 소거 또는 덮어쓰기 기록을 행하여, 파워 레벨P3의 레이저광을 조사함으로써, 정보의 재생을 행하는 것을 특징으로 한다.
이에따라, 상기 광학정보 기록매체의 특성을 이용한, 기록의 고밀도에서의 기록재생 및 개서가 가능해진다.
발명의 실시형태
이하, 본 발명의 실시형태에 대해 구체적으로 설명한다.
본 발명의 광학정보 기록매체의 일형태로서, 광 디스크의 층구성의 예를 도1에 도시한다. 도1에 도시한 바와같이, 이 광 디스크에는 기판(1)상에, 보호층(2), 제1 확산방지층(7), 기록층(3), 제2 확산방지층(8), 반사층(5)이 이 순서로 적층되어 있다.
확산방지층(7), (8)은 기록층(3)과 이에 인접하는 층사이의 원자의 확산을 방지하기 위해 설치되어 있다. 도1에 도시한 형태에서는, 확산방지층(7), (8)이 기록층(3)의 양면에 접하도록 형성되어 있다. 그러나, 확산방지층은 기록층(3)의 어느 한쪽면에만 접하도록 형성해도 된다. 확산방지층을 1층만 설치할 경우에는, 열부하가 큰 기록층 경계면, 즉 마크형성 또는 소거시에 있어서의 온도상승이 보다 높은 기록층 경계면에 설치하는 것이 바람직하다. 이 경계면은 레이저 광선의 입사측인 것이 많다. 다만, 기록층과 보호층간의 원자확산을 보다 효과적으로 억제하기 위해서는, 확산방지층을 양측에 설치하는 것이 바람직하다. 또한, 확산방지층의 확산방지효과는, 보호층중에 유황 또는 황화물이 포함되어 있는 경우에 특히 현저해진다.
또한, 본 발명의 광학정보 기록매체는 상기와 같은 층구성에 한정되지 않고, 다양한 층구성에 적용할 수 있다. 이와같은 층구성으로서는 예를들면 도1에 도시한 층구성에 있어서, 확산방지층(8)과 반사층(5)간에 다른 재료(예를들면 제2 보호층)으로 이루어지는 층을 설치한 구성, 보호층(2)을 전체 확산방지층(7)의 재료로 치환한 구성, 기판(1)과 보호층(2)간에 새로운 층을 설치한 구성, 반사층(5)을 2층으로 하는 구성, 반사층(5)을 2층으로 하는 구성을 들 수 있다.
기판(1)은 폴리카보네이트, PMMA등의 수지, 유리등을 이용할 수 있다. 기판에는 레이저 광선을 이끌기위한 안내홈을 형성해도 된다.
보호층(2)은 기록층의 보호, 기판과의 접착성 향상, 매체의 광학특성의 조절등을 위해 설치된다. 보호층(2)의 재료로써는 ZnS등의 황화물, SiO2, Ta2O5, Al2O3등의 산화물, GcN, Si3N4, AlN등의 질화물, GeON, SiON, AlON등의 질산화물, 탄화물, 풀루오르화물등의 유전체, 혹은 이들의 적당한 조합(예: ZnS-SiO2)등을 이용할 수 있다.
반사층(5)으로써는 Au, Al, Cr, Ni등의 금속, 또는 이들 금속의 합금이 이용된다.
기록층(3)으로써는 Ge, Sb 및 Te를 주성분으로 하는 재료가 이용되며, 그 조성비는 GeTeSb 3원 조성도에 있어서, 도2에 도시하는 조성점,
A(Ge50Te50)·B(Ge22.5Sb22.0Te55.5)·
C(Ge17.0Sb41.5Te41.5)·D(Ge48.0Sb26.0Te26.0)·
E(Ge65Te35)
로 둘러싸이는 범위내의 재료를 이용할 수 있다.
도2에 도시한 범위내보다도 Ge량이 많으면, 기록재료의 결정화 온도가 상승하여 결정화되기 어려워 지므로, 효과적인 개서라는 점에서 바람직하지 않다. 또한, 상기 범위보다도 Sb량이 많으면, 무정형상태에서의 안정성이 너무 증가되므로, 결정상태로의 상태변화가 용이하지 않게 된다. 또한, 상기 범위내보다 Ge량이 작으면, 무정형상태와 결정화상태와의 변조도를 크게하는 것이 곤란해진다.
기록층 재료의 조성비는 도2에 도시하는 조성점,
A(Ge50Te50)·B(Ge22.5Sb22.0Te55.5)·
F(Ge18.0Sb37.6Te44.4)·E(Ge65Te35)
로 둘러싸이는 범위내에 있는 것이 더욱 바람직하다.
기록층중에는 Ar, Kr등의 스퍼터링 가스 성분이나 H, C, H2O등이 불순물로 포함되는 것이 있다. 또한, 다양한 목적을 위해 기록층의 주성분GeSbTe재료에 다른 물질을 미량(약10원자%이하)첨가할 경우도 있을 수 있다. 그러나, 이와같은 미량성분을 포함해도 본 발명의 목적을 소외하지 않는 한, 본 발명의 기록층에 포함된다.
기록층(3)의 막두께는 5nm이상 25nm이하인 것이 바람직하다. 막두께를 5nm미만으로 하면, 기록재료가 층상태로 되기 어렵기 때문이고, 막두께를 25nm보다 두껍게 하면, 기록층 면내에서의 열확산이 커져 고밀도로 기록을 행했을 시에 인접소거(cross erase)가 발생하기 쉬워지기 때문이다.
확산방지층(7),(8)은 산화물, 질화물, 질산화물, 탄화물 또는 풀루오르화물을 주성분으로 하는 재료로 구성된다. 확산방지층은 유황이나 산화물을 포함하지 않는 층인 것이 바람직하다. 특별히 한정되지 않지만, 예를들면, 산화물로써는 Si, Al, Cr, Ta등의 산화물을, 질화물로써는 Ge, Cr, Si, Al, Nb, Mo, Fe, Ti, Zr등의 질화물을, 질산화물로써는 Ge, Cr, Si, Al, Nb, Mo등의 질산화물을, 탄화물로써는 Cr, Si, Al, Ti, Ta, Zr등의 탄화물을 이용할 수 있다. 또한, 이들 적당한 혼합물을 이용해도 된다.
어느쪽이든 확산방지층의 재료는 기록층과 확산을 일으키기 어려운 재료, 또는 기록층으로 확산된 경우라도 기록층의 광학변화를 방해하기 어려운 재료를 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 기록층과의 접착성이 우수한 재료를 이용하는 것이 바람직하다.
이와같은 확산방지층(7),(8)의 재료로써는 GeN, GeON, GeXN 또는 GeXON(다만, X는 Ⅲa족원소,Ⅳa족원소, Ⅴa족원소, Ⅵa족원소, Ⅶa족원소, Ⅷ족원소, Ⅰb족원소, Ⅱb족원소 및 C에서 선택되는 적어도 1개의 원소)를 주성분으로 하는 재료를 들 수 있다. 이와같은 Ge함유재료를 포함하는 Ge 함유층을 이용하면, 우수한 반복특성을 얻을 수 있다.
원소X는 GeN막 또는 GeON막의 내후성(耐候性) 향상이 주요 목적으로써 첨가된다. X는 Ti, V, Cr, Mn, Cu, Zn, Zr, Nb, Mo, Pd, Ag, Cd, Hf, Ta, W, Fe, Co, Ni, Y, La 및 Au에서 선택되는 적어도 1개인 것이 바람직하다. X는 Cr, Mo, Mn, Ti, Zr, Nb, Ta, Fe, Co, Ni, Y 및 La에서 선택되는 적어도 1개인 것이 더욱 바람직하고, Cr, Mo, Mn, Ni, Co 및 La에서 선택되는 적어도 1개인 것이 특히 바람직하다.
X의 첨가에 의해 매체의 내구성이 향상하는 것은 명확하게 확인된 것은 아니지만, 첨가된 X가 확산방지층안으로의 수분의 침입을 억제하기 때문이라고 생각된다. 생각할 수 있는 매카니즘의 하나는 GeN 또는 GeON층안에 존재하는 Ge-N결합이 고온 고습도 조건하에서 Ge-O 또는 Ge-OH결합으로 변화하고, 부식하기 쉬운 상태로 된 것이 비교적 산화하기 쉬운 X의 첨가에 의해 Ge의 산화 또는 수산화의 현상이 억제되는 것이다. GeN 또는 GeON층안에 존재한 Ge의 결합측이 X의 첨가에 의해 그 생성이 억제되며, 이에따라 Ge-OH결합의 형성이 억제되는 가능성도 생각할 수 있다. X로써 Cr, Mo, Mn, Ti, Zr, Nb, Ta, Fe, Co, Ni, Y, La(특히 Cr, Mo, Mn, Ni, Co, La)가 바람직한 것은 이와같은 이유에 의한 것으로 생각할 수 있다.
확산방지층(7, 8)은 (Ge1-xXx)aObNc(다만, X는 상기에 표시한 원소이고, 0≤x＜1, 0＜a＜1, 0≤b＜1, 0＜c＜1, a+b+c=1이다.)으로 표시되며, 그 조성비가 (GeX), O, N의 3원 조성도에 있어서, 도3에 도시하는 조성점,
G((GeX)90.0N10.0)·H((GeX)35.0N65.0)·
I((GeX)31.1O55.1N13.8)J((GeX)83.4O13.3N3.3)
으로 둘러싸인 범위내에 있는 것이 바람직하고, 마찬가지로 도3에 도시하는 조성점
K((GeX)65.0N35.0)·H((GeX)35.0N65.0)·
I((GeX)31.1O55.1N13.8)L((GeX)53.9O36.9N9.20)
로 둘러싸인 범위내에 있는 것이 더욱 바람직하다. 여기서(GeX)는 Ge와 X와의 합계량을 가리킨다.
상기 범위가 바람직한 것은 질소 또는 산소와 결합하고 있지 않은 잉여의 Ge 또는 X 혹은 Ge 또는 X와 결합하고 있지 않은 잉여의 질소 또는 산소가 적어지기 때문이다. 잉여의 원자는 기록층으로 확산하고, 기록층의 광학변화를 방해하는 원인이 된다.
제1 확산방지층(7)은 기록 반복시에 열부하를 받기 쉬우므로, 이 층에 있어서의 상기 조성비는 KLHI의 범위(환언하면, 상기 3원 조성도의 Ge3N4-GeO2라인 부근의 화학량론에 가까운 조성범위)에 있는 것이 바람직하다. 한편, 제2 확산방지층(8)의 조성비는 기록층과의 밀착성을 고려하면, 잉여의 N이나 O가 없는 쪽이 바람직하다. 따라서, 상기 Ge3N4-GeO2라인보다 조금 GeX측인 것이 바람직하다.
이와같이, 제1 확산방지층(7)이 (Ge1-mXm)aObNc(a＞0, b≥0, c＞0, 0＜m＜1, 바람직하게는 0＜m≤0.5)로 표시되는 조성비를 가지고, 기록층을 사이에 두고 반대측의 제2 확산방지층(8)이 (Ge1-nXn)dOeNf(d＞0, e≥0, f＞0, 0＜n＜1, 바람직하게는 0＜n≤0.5)로 표시되는 조성을 가지는 경우에, m＜n인 것이 바람직하다. 또한, 확산방지층을 기판과 접하여 설치할 경우에는, 기판과 확산방지층과의 밀착성을 향상시키기 위해, 확산방지층안에 산소를 포함한 재료를 이용하던지 혹은 확산방지층의 기판경계면의 산소함유량을 증가시키는 것이 바람직하다.
잉여 원자를 적게하는 관점에서는, 확산방지층(7),(8)에 함유되는 (GeX)의 조성비는 X의 함유량이 Ge와 X와의 합계량에 대해 50원자%이하(즉, Ge1-kXk에 있어서 0＜k≤0.5)인 것이 바람직하다. 같은 이유로 X의 함유량은 Ge와 X와의 합계량에 대해 40원자%이하, 특히 30원자%이하인 것이 더욱 바람직하다. 한편 X의 함유량은 Ge와 X와의 합계량에 대해 10원자%이상인 것이 바람직하다. X의 함유량이 10원자%보다 적으면, 물질X의 첨가효과가 현저해지지 않게 될 경우가 있기 때문이다.
확산방지층의 막두께는 1nm이상인 것이 바람직하다. 막두께를 1nm미만으로 하면 확산방지층으로써의 효과가 저하되기 때문이다. 확산방지층의 막두께의 상한으로써는, 예를들면 기록층보다 레이저광의 입사측의 확산방지층에 대해서는, 상기 기록층을 기록 또는 재생할 수 있는 레이저 광강도가 얻어지는 범위이다. 또한 레이저광 강도는 레이저 파워 또는 적용하는 기록층의 재료에 따라 적당히 설정된다.
또한, 확산방지층(7),(8)이나 보호층(2)중에도 기록층(3)과 마찬가지로, Ar, Kr등의 스퍼터링 가스 성분이나 H, C, H2O등이 불순물로써 포함되어 있어도 상관없다.
다음에, 본 발명의 광학정보 기록매체의 제조방법에 대해 기술한다.
상기 광학정보 기록매체를 구성하는 다층막을 제작하는 방법으로써는 스퍼터링법, 진공증착, CVD등의 방법이 가능한데, 여기서는 스퍼터링법을 이용한 예를 설명한다. 도4에 그 막형성장치의 일예의 개략도를 도시한다.
진공용기(9)에는 배기구(15)를 통하여 진공펌프(도시생략)가 접속되며, 진공용기(9)내를 고진공으로 유지하는 것이 가능하도록 되어 있다. 가스 공급구(14)에서는 일정 유량의 Ar, 질소, 산소 또는 이들 혼합가스를 공급할 수 있다.
기판(10)은 이것을 스스로 공전시키기 위한 구동장치(11)에 부착되어 있다. 스퍼터링 타겟(12)은 각각 음극(13)에 접속되어 있다. 타겟의 형상은 예를들면 직경10cm 두께6mm정도의 디스크형상이다. 음극(13)은 스위치를 통하여 직류전원 또는 고주파 전원에 접속되어 있다(도시생략).
또한, 진공용기(9)를 접지함으로써, 진공용기(9) 및 기판(10)이 양극으로써 이용된다.
기록층(3)은 GeTeSb 타겟을 이용한 스퍼터링법에 의해 막형성할 수 있다. 타겟의 평균 조성비는 GeTeSb 3원 조성도에 있어서, 도2에 도시하는 상기 조성점, A·B·C·D·E더욱 바람직하게는 A·B·F·E로 둘러싸인 범위내가 바람직하다.
이와같은 장치를 이용하여 실시되는 광학정보 기록매체의 제조공정에 있어서는, 기록층(3)을 막형성하는 공정의 직전 또는 직후에 확산방지층이 막형성된다.
확산방지층(7), (8)을 막형성할 경우에는 반응성 스퍼터링법을 이용하면 양호한 질의 막을 얻을 수 있다. 스퍼터링 타겟에는 Ge와 X와의 합금이나 Ge와 X와의 혼합물을 이용하는 것이 바람직하다. 또한 타겟에는 질소를 더 포함시켜도 된다. 예를들면, 확산방지층으로써 GeCrN을 형성할 경우에는 GeCr타겟 또는 이에 N을 더 포함시킨 타겟을 이용할 수 있다. 또한, 막형성 가스(스퍼터링 가스)로써는 희소가스와 질소(N2)와의 혼합가스를 이용하는 것이 바람직하다. 막형성가스에는 N2O, NO2, NO, N2이들 혼합체등의 질소원자를 포함하는 가스와 희소가스와의 혼합 가스를 이용해도 된다. 또한, 막이 너무 단단할 경우나 막 응력이 클 경우에는 미량의 산소를 막형성 가스중에 혼합하는 것이 바람직하다. 양호한 막질이 얻어질 경우가 있기 때문이다. 막형성 가스의 전압력은 1.0mTorr이상인 것이 바람직하다.
또한, 반응성 스퍼터링에 의해 질화물을 막형성할 경우는 질소분압을, 막형성 가스 전압력의 10%이상으로 하는 것이 바람직하다. 질소분압이 너무 낮으면 질화물을 형성하는 것이 곤란해지고, 원하는 조성의 질화물을 형성하기 어렵게 되기 때문이다.
또한, 질소분압의 바람직한 상한치는 안정된 방전을 얻을 수 있는 범위, 예를들면 60%정도이다.
또한, 확산방지층을 기판과 접하여 설치할 경우에는 확산방지층중의 기판경계면을 막형성할 때의 막형성가스에 산소를 포함시키는 것이 바람직하다.
다음에, 이상과 같이 하여 얻은 본 발명의 광학정보 기록매체의 기록재생, 소거의 방법에 대해 기술한다.
신호의 기록재생, 소거에는 반도체 레이저 광원과, 대물렌즈를 탑재한 광 헤드와, 레이저광을 조사하는 위치를 소정 위치로 이끌기 위한 구동장치와, 트랙방향 및 막면에 수직인 방향의 위치를 제어하기 위한 트랙킹 제어장치 및 포커싱 제어장치와, 레이저 파워를 변조하기 위한 레이저 구동장치와, 매체를 회전시키기 위한 회전제어장치를 이용한다.
신호의 기록 및 소거는 광학계에 의해 미소 스팟으로 좁혀진 레이저 광을 회전제어장치를 이용하여 회전시킨 매체에 조사함으로써 행한다. 레이저 광의 조사에 의해 기록층의 극소적인 일부분이 무정형 상태로 가역적으로 변화할 수 있는 무정형 상태 생성 파워 레벨을 P1, 마찬가지로 레이저광의 조사에 의해 결정상태로 가역적으로 변화할 수 있는 결정상태 생성 파워 레벨을 P2로 하고, 레이저 파워를 P1과 P2의 사이에서 변동시킴으로써, 기록 마크 또는 기록소거부분이 형성되어, 정보의 기록, 소거 또는 덮어쓰기 기록이 행해진다. 파워 레벨P1의 레이저광은 파워 레벨을 P1과 P2간에서 변동시켜 형성한 2이상의 펄스로 이루어지는 펄스열에 의해 조사하는 것이 바람직하다. 다만, 이와같은 멀티 펄스를 이용하지 않는 펄스에 의해 조사해도 된다.
또한, 상기 P1, P2의 어느 파워 레벨보다도 낮고, 그 파워 레벨에서 레이저 조사에 의해 기록 마크의 광학적 상태가 영향을 받지않고, 또한 그 조사에 의해 매체로부터 기록 마크의 재생을 위해 충분한 반사를 얻을 수 있는 파워 레벨을 재생 파워 레벨P3로 하고, 파워 레벨P3의 레이저광을 조사함으로써 얻어지는 매체로 부터의 신호를 검출기로 판독하여, 정보신호의 재생을 행한다.
각종 조건은 예를들면 이하와 같다. 레이저광의 파장은 650nm, 이용하는 대물렌즈의 개구수는 0.60, 신호방식은 (8-16)변조방식으로 하고, 최단 비트길이는 0.28㎛, 레이저광의 트랙방향의 주사속도(선속도)는 12m/s로 한다. 트랙 피치는 1.20㎛, 즉 0.60㎛마다 홈부(그루브라고도 칭한다)와 랜드부(홈부와 홈부와의 사이)가 번갈아 형성되는 기판을 이용한다. 물론, 홈부와 랜드부와의 폭비가 1:1로 되지않는 기판을 이용해도 된다.
본 발명의 광학정보 기록매체의 기록재생의 조건은 상기 조건에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 매체는 파장680nm이하의 레이저광을 적용할 수 있을 뿐만 아니라 최단 비트길이가 0.40㎛/비트 이하 또는 트랙 피치가 1.40㎛이하라는 고밀도의 기록에 이용할 수 있다. 추가하여 레이저광 주차의 트랙방향의 선속도가 8m/s이상이라는 고속의 기록에도 이용할 수 있다.
여기서, 최단 비트길이는 안내홈 방향을 따라 측정되는 기록마크의 최단길이이고, 트랙피치는 안내홈과 수직방향의 홈부와 랜드부와의 폭의 합계의 매체표면 전역에 있어서의 평균치이다.
이와같이, 상기 기록재생방법에 있어서는, 이용하는 레이저광의 파장은 680nm이하인 것이 바람직하다. 이것은 레이저광의 스팟 사이즈가 일반적으로 파장에 비례하여 커지기 때문에, 680nm보다 큰 파장의 레이저광을 이용한 경우, 고밀도에서의 기록이 불리해 지기 때문이다.
또한, 홈방향의 기록의 최단 비트길이는 0.40㎛/비트 이하인 것이 바람직하다. 이 이하의 기록밀도, 즉 최단 비트길이가 0.40㎛/비트보다 긴 기록밀도에서의 기록도 가능한데, 본 발명에 의한 매체를 이용한 경우, 홈방향의 기록의 최단 비트길이는 0.40㎛/비트이하에서의 기록, 소거가 가능해지므로, 보다 대용량의 매체를 얻는 것이 가능해지기 때문이다.
또한, 상기 기록재생방법에 있어서는, 레이저광 조사의 트랙방향의 주사속도(선속도)는 8m/s이상인 것이 바람직하다. 본 발명에 의한 매체에서는 고밀도 기록이 가능해지므로, 보다 고성능의 매체를 실현하기 위해서는 고밀도화와 동시에 고속에서의 기록재생을 행하는 것이 바람직하다. 고밀도 기록이 가능해지면, 영상, 화상정보등의 대용량 파일을 최급하는 것이 용이해지는데, 이와같은 경우, 동시에 전송 레이트의 속도를 구할 수 있기 때문이다. 저속도에서의 기록재생을 행해도 되고, 빠른 전송 레이트가 필요하지 않으면, 예를들면 8m/s이하의 선속도로 기록재생을 행해도 상관없다. 또한, 레이저광이 청색파장영역에서의 기록재생을 행하는 경우등, 또한 고밀도에서의 기록을 행하기 위해 낮은 선속도라도 충분한 전송 레이트가 얻어질 경우에는 선속도가 낮은 조건을 이용할 수 있다.
또한, 안내홈의 홈부분과 랜드부분의 양쪽에서 정보신호의 기록, 재생 및 소거를 행하는 소위 랜드 그룹 기록이 대용량화에 바람직한 것은 말할 것도 없다. 이 때, 크로스 토크, 크로스 이레이즈가 발생하지 않도록, 안내홈의 깊이나 형상, 매체의 반사율 구성등을 조정할 필요가 있다. 또한, 트랙 피치가 1.40㎛이하인 것이 바람직하다. 트랙 피치가 1.40㎛을 넘어도 기록은 가능하지만, 1.40㎛이하의 홈을 이용한 고밀도 기록에 의해 고밀도화의 효과는 보다 현저해진다.
실시예
다음에, 실시예를 나타냄으로써, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
본 발명의 실시예의 하나로써, 도1과 같은 구성을 가지는 광학정보 기록매체를 제작했다.
여기서, 기판(1)은 두께0.6mm, 직경120mm의 디스크형상 폴리카보네이트 수지를 이용했다. 또한, 보호층(2)으로써는 ZnS에 SiO2를 20mol%혼합한 재료를, 반사층(5)으로써는 Au를, 확산방지층(7),(8)으로써는 GeCrN을 이용했다. 기록층(3)의 조성은 Ge30Sb17Te53로 했다. 이 기록매체를 매체(1)로 한다.
비교를 위해 확산방지층(7),(8)으로써 GeCrN층을 설치하는데, 기록층 조성을 종래 조성 Ge21Sb25Te54로 한 경우의 매체를 매체(2), 확산방지층을 설치하지 않은 도5와 같은 구성에 있어서 보호층(102), (104)을 ZnS에 20mol%의 SiO2를 혼합한 재료로 하고, 기록층(3)을 Ge30Sb17Te53로 한 경우의 매체를 매체(3), 마찬가지로 확산방지층을 설치하지 않은 도5와 같은 구성에 있어서 기록층(3)의 조성을 종래 조성 Ge21Sb25Te54로 한 경우의 매체를 매체(4)로 했다.
매체(1)∼(4)의 각층의 막두께는 이하와 같이 했다. 즉, 기록층(3)의 막두께는 15nm으로 공통으로 하고, 반사층(5)은 30nm로 공통으로 했다. 매체(1) 및 (2)에 관해서는 확산방지층(7),(8)의 막두께는 각각 10nm, 20nm, 보호층(2)은 120nm으로 하고, 기록층의 조성이외의 조건을 동일하게 했다. 마찬가지로 매체(3) 및 (4)에 관해서는 보호층(102)을 130nm, 보호층(104)을 20nm으로 하고, 기록층의 조성 이외의 조건을 동일하게 했다.
또한, 보호층(2)의 막두께에 대해서는 이용하는 레이저광의 파장을 λ, 보호층(2)의 광학정수를 n으로 하고, λ/(2n)의 정수배만큼 막두께를 늘린 경우에도 같은 광학특성을 얻을 수 있는 경우가 있다. 다만, 이것은 기판(1)으로부터 입사한 레이저광이 기록층(3)에 이르기까지의 광의 흡수가 충분히 작고, 기록층에서의 광의 흡수가 방해되지 않는 범위에 있어서만 가능하다.
또한, 각층의 형성에는 도4와 같은 막형성장치를 사용했다.
기록층(3) 및 보호층(2)을 막형성할 시는, Ar에 질소를 2.5%혼합한 가스를, 전압이 각각 1.0mTorr, 0.5mTorr이 되도록 일정한 유량으로 공급하고, 음극에 각각 DC1.27W/cm2, RF5.10W/cm2의 파워를 투입하여 행했다. 반사층(5)을 막형성할 시는 Ar가스를 전압3.0mTorr이 되도록 공급하고, DC4.45W/cm2의 파워를 투입하여 행했다. 또한, 스퍼터링 가스중의 희소 가스로써는, Ar이외에도 Kr등의 스퍼터링 가능한 가스를 이용할 수 있다.
GeCrN층을 막형성할 시는, 타겟 재료를 GeCr로 하고, GeCrN막안에 함유되는 Cr원자수의 Ge원자수에 대한 비율은 20원자%가 되도록 했다. 확산방지층(7),(8)을 막형성할 시의 스퍼터링 가스는 Ar과 질소와의 혼합가스, 스퍼터링 가스압은 10mTorr, 스퍼터링 가스중의 질소분압은 40vol%, 스퍼터 파워 밀도는 6.37W/cm2으로 모두 공통으로 했다.
매체(1) 및 (2)에서 이용한 기록막 조성에서의 광학정수를 측정한 결과, 파장650nm에서의 결정상태에서의 광학정수를 매체(1), (2)로 각각 nc1-ikc1, nc2-ikc2, 무정형상태에서의 광학정수를 각각 na1-ika1, na2-ika2로 했을 시, △n1=nc1-na1=o.5, △k1=kc1-ka1=2.3, △n2=nc2-na2=o.2, △k2=kc2-ka2=1.5로 되었다. 또한 측정은 석영기판상에 15nm의 기록층을 막형성 샘플을 이용하여 분광 광도계를 사용하여 행했다.
이 결과에서 매체(1)의 기록층의 조성이 매체(2)의 조성보다 광학특성차를 크게 취할 수 있는 것을 알 수 있다. 매체(1)로 이용한 조성보다 더 GeTe측의 조성을 이용하면, 더욱 큰 변조도를 얻는 것이 가능하다. 고밀도 기록을 위해 충분한 변조를 얻기위해서는 기록층이 결정상태일 때와 무정형상태일 때의 굴절율의 차를 △n, 흡수계수의 차를 △k로 했을 때, △n≥0.25, △k≥1.70의 조건을 만족하는 것이 바람직하다.
이상 (1)∼(4)의 매체를 평가한 결과를 표1에 표시한다. 특성평가는 기록 마크의 C/N비 및 기록의 반복특성에 대해 실시했다. 기록재생은 파장650nm의 레이저광선을 이용하여 행했다.
C/N비의 평가는 선속12m/s, (8-16)변조방식에서의 최단 마크인 3T가 0.41㎛으로 되는 밀도(최단비트가 0.28㎛/비트로 되는 밀도)로 3T마크의 기록을 홈부와 랜드부에 대해 행하고, 홈부와 랜드부에서의 포화 C/N비의 평균치가 50dB를 넘은 것을 A, 50dB 미만 47dB이상인 것을 B, 47dB보다 작은 것을 C로 했다.
기록의 반복특성은 마찬가지로(8-16)변조방식에 의해 최단 마크 길이가 0.41㎛로 되는 경우에 대해 3T에서 11T의 길이의 마크를 홈부에 기록하고, 마크의 전단간 및 후단간의 지터치를 윈도우폭T로 나눈 값(이하, 간단히 「지터치」라고 한다)의 반복 기록후의 증가분을 평가함으로써 행했다. 즉, 10만회의 반복 기록후에 10회 기록시의 지터치와 비교하여 전단간, 후단간 지터치의 증가분의 평균이 3%이하인 것을 A, 3%보다 크고 5%이하인 것을 B, 5%보다 큰 것을 C로 하여 표시했다.
표1의 결과에서 매체(1) 및 (3)과 같이, 기록층 조성으로써 GeTe가 풍부한 조성을 이용한 경우, 기록 마크의 C/N비를 크게 할 수 있는 것을 알 수 있다. 그러나, 확산방지층을 설치하지 않은 매체(3)의 경우, 반복기록의 특성이 바람직하지 않다. 기록막 조성을 GeTe가 풍부한 조성으로 하고, 또한, 확산방지층을 설치한 매체(1)에서, 충분한 변조도와 양호한 반복특성을 실현할 수 있었다.
다음에 기록층(3)의 조성을 Ge27Sb20Te53, Ge35Sb13Te52, Ge40Sb9Te51, Ge27Sb25Te48, Ge35Sb20Te45, Ge30Sb30Te40으로 한 매체를 제작했다. 이들 매체를, 각각 매체(5), (6), (7), (8), (9), (10)으로 한다. 매체의 층구성은 매체(1)와 같게 하고, 기록층(3)의 막두께는 12nm, 반사층(5)으로써는 AlCr층을 30nm, 확산방지층(7)으로써는 GeCrN층을 20nm설치했다. 보호층(2)은 ZnS에 SiO2를 20mol%혼합한 재료를 이용하고, 확산방지층(8)은 GeCrN으로 했다. 보호층(2), 확산방지층(8)의 막두께에 대해서는 홈부와 랜드부에서의 광학적 위상차가 작고, 또한, 결정부와 무정형부와의 반사율차를 충분히 크게 취할 수 있도록, 각각의 기록층 조성의 경우에 대해 적당히 조절했다.
또한, 확산방지층(7)을 GeN, 확산방지층(8)을 ZrC로 한 이외는 매체(1)와 같은 구성을 가지는 매체를 매체(11), 마찬가지로 확산방지층(7)을 GeNiN, 확산방지층(8)을 CrC로 한 이외는 (1)과 같은 매체를 매체(12)로 한다.
또한, 확산방지층(7),(8)과 함께 SiO2로 한 점을 제외하고는 매체(1)와 같은 구성을 가지는 매체를 매체(13), 확산방지층(7),(8)함께 Cr2O3로 한 점을 제외하고는 매체(1)와 같은 구성을 가지는 매체를 매체(14)로 했다.
또한, 기판(1)과 보호층(2)간에 Au로 이루어지는 층을 10nm설치하고, 보호층(2)을 77nm, 확산방지층(8)을 50nm으로 한 이외는 매체(1)와 같은 구성을 가지는 매체를 매체(15)로 한다. 또한, 기록층(3)을 12nm, 보호층(2)을 40nm, 확산방지층(8)을 77nm, 반사층(5)을 40nm으로 한 이외는 매체(1)와 같게 제작한 매체를 매체(16)로 한다.
이상의 매체(5)∼(16)에 대해 특성평가를 행한 결과를 표2에 표시한다.
표2에 표시한 바와같이, 어떠한 경우라도 매체(2)∼(4)와 비교하여, 양호한 C/N비와 반복의 특성이 얻어지는 것을 알 수 있다.
매체(1)∼(14)는 무정형 상태에서의 반사율이 결정상태의 반사율보다 낮고, 매체(15), (16)은 무정형 상태에서의 반사율이 결정상태의 반사율보다 높아지도록 제작했다. 후자의 반사율 구성을 가지는 매체는 무정형부의 흡수율을 Aa, 결정부의 흡수율을 Ac로 했을 때, Ac/Aa를 1보다 큰 어느 일정한 범위로 유지하면 소거특성이 향상하는 소위 흡수보정이 가능한 구성을 설계하기 쉽다는 큰 이점이 있다. 그러나, 이 때 무정형부와 결정부의 반사율의 합이 전자의 반사율 구성을 가지는 경우에 비해 커지므로, 신호재생시의 노이즈가 증가하기 쉽다는 불리한 점도 있다. 전자의 반사율 구성의 경우, 이와같은 결점은 발생하기 어렵다. 이 이외의 구성으로써, 결정상태와 무정형 상태에서 반사율이 같고, 위상차가 커지도록 매체를 구성하는 것도 가능하다.
또한, 도1의 구성에 있어서, 기록층(3)의 조성을 Ge30Sb19Te51, 기록층의 막두께를 10nm, 반사층(5)을 Au 10nm, 확산방지층(7),(8)을 함께 CrON 10nm으로 한 점을 제외하고는 매체(1)과 동일하게 한 매체(17)를 제작했다.
이 매체에 대해, 상기와 마찬가지로 레이저광의 파장을 650nm으로 하여, C/N비 및 반복특성에 대한 평가를 행했다. 기록조건은 선속8m/s, 선밀도는 (8-16)변조방식에서의 최단 마크인 3T마크가 0.41㎛로 되는 밀도, 즉 최단 비트를 0.28㎛/비트로 했다. C/N의 평가는 보정파워로 홈부와 랜드부에 3T마크를 기록하고, 이 3T신호의 C/N값을 측정함으로써 행했다. 이 결과, 홈부, 랜드부와 함께 C/N치가 53dB이상인 높은 값을 얻을 수 있었다.
또한, 반복 기록특성에 대해 상기와 마찬가지로 선속도, 선밀도의 조건으로 랜덤 신호를 기록하고, 상기와 마찬가지로 10만회 반복기록후의 지터치의 증가분을 측정했다. 그 결과, 지터의 증가분은 3%이하이고, 선속을 8m/s로 한 상기 기록조건에 있어서도 양호한 반복 기록특성을 얻을 수 있었다.
이상 설명한 바와같이, 본 발명에 의하면, GeSbTe기록층을 그 조성비가 GeTeSb 3원 조성도에 있어서,
A(Ge50Te50)·B(Ge22.5Sb22.0Te55.5)·
C(Ge17.0Sb41.5Te41.5)·D(Ge48.0Sb26.0Te26.0)·
E(Ge65Te35)
로 둘러싸인 범위내가 되도록 형성하고, 또한, 기록층에 접해 적어도 한쪽 측에, 산화물, 질화물, 질산화물, 탄화물 또는 풀루오르화물을 주성분으로 하는 확산방지층을 설치함으로써, 레이저광이 단파장이어도 기록재료의 광학특성차가 크고, 또한, 정보신호의 기록소거의 반복특성에 있어서도 우수한 광학정보 기록매체를 얻는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명의 광학정보 기록매체의 제조방법에 의하면, 상기 특성을 가지는 광학정보 기록매체를 효율좋게 제조하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명의 광학정보 기록매체의 기록재생방법에 의하면, 고밀도에서의 정보의 기록재생, 개서가 가능해진다.

Claims (18)

  1. 광학특성이 가역적으로 변화하는 기록층과, 상기 기록층에 접하는 확산방지층을 포함하고, 상기 기록층이 적어도 Ge, Te 및 Sb의 3원소를 함유하고, 상기 3원소의 조성비가 GeTeSb 3원 조성도에 있어서,
    A(Ge50Te50)·B(Ge22.5Sb22.0Te55.5)·
    C(Ge17.0Sb41.5Te41.5)·D(Ge48.0Sb26.0Te26.0)·
    E(Ge65Te35)
    로 둘러싸여지는 범위내(다만, 각 원소기호의 뒤의 수치는 원자%를 표시한다.)에 있고, 상기 확산방지층이 산화물, 질화물, 질산화물, 탄화물 및 풀루오르화물에서 선택되는 적어도 1개를 주성분으로 하여 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 정보 기록매체.
  2. 제1항에 있어서, 기록층의 막두께가 5nm이상 25nm이하인 것을 특징으로 하는 광학정보 기록매체.
  3. 제1항에 있어서, 확산방지층에 접하는 보호층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학정보 기록매체.
  4. 제1항에 있어서, 확산방지층의 막두께가 1nm이상인 것을 특징으로 하는 광학 정보 기록매체.
  5. 제1항에 있어서, 확산방지층이 Ge 함유층인 것을 특징으로 하는 광학정보 기록매체.
  6. 제5항에 있어서, Ge함유층이 GeN, GeON, GeXN 및 GeXON(다만, X는 Ⅲa족원소,Ⅳa족원소, Ⅴa족원소, Ⅵa족원소, Ⅶa족원소, Ⅷ족원소, Ⅰb족원소, Ⅱb족원소 및 C에서 선택되는 적어도 1개의 원소이다.)에서 선택되는 적어도 1개를 주성분으로 하는 것을 특징으로 하는 광학정보 기록매체.
  7. 제6항에 있어서, Ge함유층이 (Ge1-xXx)aObNc(다만, X는 상기와 같은 원소이고, 0≤x＜1, 0＜a＜1, 0≤b＜1, 0＜c＜1, a+b+c=1이다.)로 표시되며, 그 조성비가 (GeX), O, N의 3원 조성도에 있어서,
    G((GeX)90.0N10.0)·H((GeX)35.0N65.0)·
    I((GeX)31.1O55.1N13.8)·J((GeX)83.4O13.3N3.3)
    으로 둘러싸인 범위내(다만, 각 원소기호뒤의 수치는 원자%를 표시한다.)에 있는 것을 특징으로 하는 광학정보 기록매체.
  8. 제6항에 있어서, Ge함유층에 있어서의 Ge와 X와의 조성비가 Ge1-kXk(다만, 0≤k≤0.5)로 표시되는 것을 특징으로 하는 광학정보 기록매체.
  9. 제6항에 있어서, X는 Ti, V, Cr, Mn, Cu, Zn, Zr, Nb, Mo, Pd, Ag, Cd, Hf, Ta, W, Fe, Co, Ni, Y, La 및 Au에서 선택되는 적어도 1개의 원소인 것을 특징으로 하는 광학정보 기록매체.
  10. 제9항에 있어서, X는 Cr, Mo, Mn, Co, Ni, 및 La에서 선택되는 적어도 1개의 원소인 것을 특징으로 하는 광학정보 기록매체.
  11. 제1항에 있어서, 기록층이 결정상태와 무정형상태간을 가역적으로 변화할 수 있는 층이고, 상기 결정상태일 때의 반사율이 상기 무정형 상태일 때의 반사율보다 낮은 것을 특징으로 하는 광학정보 기록매체.
  12. 광학특성이 가역적으로 변화하는 기록층을 막형성하는 공정과, 상기 기록층에 접하는 확산방지층을 막형성하는 공정을 포함하고, 상기 기록층을 적어도 Ge, Te 및 Sb의 3원소가 포함되며, 그 조성비가 GeTeSb 3원 조성도에 있어서,
    A(Ge50Te50)·B(Ge22.5Sb22.0Te55.5)·
    C(Ge17.0Sb41.5Te41.5)·D(Ge48.0Sb26.0Te26.0)·
    E(Ge65Te35)
    의 범위내(다만, 각 원소기호뒤의 수치는 원자%를 표시한다.)에 있는 타겟을 이용한 스퍼터링에 의해 막형성하고, 상기 확산방지층을 산화물, 질화물, 질산화물, 탄화물 및 풀루오르화물에서 선택되는 적어도 1개를 주성분으로 포함하는 층으로써 막형성하는 것을 특징으로 하는 광학정보 기록매체의 제조방법.
  13. 제12항에 있어서, 기록층을 희소가스와 질소를 포함하는 혼합가스 안에서 막형성하는 것을 특징으로 하는 광학정보 기록매체의 제조방법.
  14. 광학특성이 가역적으로 변화하는 기록층과, 상기 기록층에 접하는 확산방지층을 포함하고, 상기 기록층이 적어도 Ge, Te 및 Sb의 3원소를 함유하며, 상기 3원소의 조성비가 GeTeSb 3원 조성도에서,
    A(Ge50Te50)·B(Ge22.5Sb22.0Te55.5)·
    C(Ge17.0Sb41.5Te41.5)·D(Ge48.0Sb26.0Te26.0)·
    E(Ge65Te35)
    로 둘러싸인 범위내(다만, 각 원소기호뒤의 수치는 원자%를 표시한다.)에 있고, 상기 확산방지층이 산화물, 질화물, 질산화물, 탄화물 및 풀루오르화물에서 선택되는 적어도 1개를 주성분으로 하여 포함하는 광학정보 기록매체를 이용한 정보의 기록재생방법에 있어서,
    광학계에 의해 미소 스팟으로 좁혀진 레이저광의 조사에 의해 기록층중의 극소적인 일부분이 무정형 상태로 가역적으로 변화할 수 있는 무정형 상태 생성 파워 레벨을 P1, 상기 레이저광의 조사에 의해 결정상태로 가역적으로 변화할 수 있는 결정상태 생성 파워 레벨을 P2, 상기 P1, P2의 어느 파워 레벨보다 낮고, 상기 레이저광의 조사에 의해 상기 기록층의 광학적 상태가 영향을 받지않으며, 또한 그 주사에 의해 기록의 재생으로 충분한 반사가 얻어지는 재생 파워 레벨을 P3로 했을 때, 상기 레이저광의 파워를 P1과 P2의 사이에서 변동시킴으로써, 정보의 기록 소거 또는 덮어쓰기 기록을 행하여, 파워 레벨P3의 레이저광을 조사함으로써 정보의 재생을 행하는 것을 특징으로 하는 정보의 기록재생방법.
  15. 제14항에 있어서, 레이저광의 파장이 680nm이하인 것을 특징으로 하는 정보의 기록재생방법.
  16. 제14항에 있어서, 레이저광 조사의 선속도를 8m/s이상으로 하는 것을 특징으로 하는 정보의 기록재생방법.
  17. 제14항에 있어서, 광학정보 기록매체가 레이저광을 주사하기 위한 안내홈을 가지고, 상기 레이저광에 의해 기록되는 기록 마크의 상기 안내홈을 따른 방향의 최단 비트길이를 0.40㎛/비트 이하로 하는 것을 특징으로 하는 정보의 기록재생방법.
  18. 제14항에 있어서, 광학정보 기록매체가 레이저광을 주사하기 위한 안내홈을 가지고, 상기 안내홈과 상기 안내홈간의 랜드부와의 양쪽에 기록 마크를 형성하고, 상기 안내홈에 수직인 방향에서의 상기 안내홈과 상기 랜드부와의 폭의 합의 평균을 1.40㎛이하로 하는 것을 특징으로 하는 정보의 기록재생방법.
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