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KR20050029765A - 고밀도 재생전용 광디스크 및 그 제조방법 - Google Patents

고밀도 재생전용 광디스크 및 그 제조방법 Download PDF

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KR20050029765A
KR20050029765A KR1020030065534A KR20030065534A KR20050029765A KR 20050029765 A KR20050029765 A KR 20050029765A KR 1020030065534 A KR1020030065534 A KR 1020030065534A KR 20030065534 A KR20030065534 A KR 20030065534A KR 20050029765 A KR20050029765 A KR 20050029765A
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KR
South Korea
Prior art keywords
optical disc
pit
layer
substrate
high density
Prior art date
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Ceased
Application number
KR1020030065534A
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English (en)
Inventor
김현기
김주호
윤두섭
황인오
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
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Priority to US10/944,421 priority patent/US7087284B2/en
Priority to MYPI20043848A priority patent/MY137903A/en
Priority to TW093128514A priority patent/TWI299864B/zh
Priority to EP04788486A priority patent/EP1665248A4/en
Priority to PCT/KR2004/002426 priority patent/WO2005029484A1/en
Priority to CNB2004800273569A priority patent/CN100433153C/zh
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Abstract

고밀도 재생전용 광디스크가 개시된다.
본 발명은 단위 정보에 따라 피트의 길이가 각각 다르며, 길이가 길수록 깊이가 깊은 피트가 형성되어 있는 기판; 및 금속산화물, 또는 미세 금속입자와 유전체 재료의 혼합물로 이루어진 마스크층을 포함하는 고밀도 재생전용 광디스크를 제공한다.
본 발명에 따르 고밀도 재생전용 광디스크에 의하면 한계 분해능 이하의 피트를 재생해 낼 수 있으며, 피트 길이에 따라 깊이가 다르기 때문에 최적의 C/N을 얻을 수 있다. 또한 본 발명에 따른 고밀도 재생전용 광디스크의 제조방법에 의하면 간편한 방법으로 피트의 길이에 따라 최적의 깊이를 가지는 고밀도 재생전용 광디스크를 제조할 수 있다.

Description

고밀도 재생전용 광디스크 및 그 제조방법{High density readable only optical disc and method for preparing the same}
본 발명은 고밀도 재생전용 광디스크에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 디스크 내부에 초해상 구조(Super-Resolution Structure)를 도입함으로써 레이저 빔의 분해능 이하 크기의 마크를 재생할 수 있는 고밀도 재생전용 광디스크 및 그 제조방법에 관한 것이다.
광디스크는 기존의 자기 기록 매체에 비해 기록 단위당 필요한 기록 면적이 매우 작기 때문에 고밀도 기록매체로서 많이 사용되고 있다. 이러한 광디스크는 그 기능에 따라, 기록되어진 정보를 재생만 하는 재생 전용형(Read Only Memory; ROM)과 1회에 한하여 기록이 가능한 추기형(Write Once Read Many: WORM) 및 기록 후 소거 및 재기록이 가능한 소거가능형(Erasable)으로 구분된다.
추기형 광디스크의 일례로서, CD-R(Compact Disc Recordable)이 있다. CD-R은 780nm의 기록 레이저를 시아닌, 프탈로시아닌 등의 유기색소로 이루어진 기록층에 조사하여 색소층의 분해, 기판 및 반사막의 변형 등을 유발시키고, 1mW 이하의 낮은 파워로 기록된 신호를 읽어내는 광기록 매체로서 650MB 정도의 기록 용량으로 데이터, 음악, 화상 등 다양한 형태의 데이터를 기록 재생하는 용도로 널리 사용되고 있다.
그러나, CD-R 또는 CD-RW(Compact Disc Rewritable)과 같이 780nm의 기록파장을 이용하는 광기록 매체는 그 용량이 동화상을 저장하기에는 부족할 뿐만 아니라 날로 복잡해지는 멀티미디어 환경에서 사용하기에는 부족한 점이 많다.
이와 같은 문제점을 극복하고자 개발된 것이 630-680nm의 단파장 레이저를 사용하여 단면 2.7 내지 4.7GB의 용량을 실현한 것이 DVD(Digital Versatile Disc) 이며, DVD 역시 재생전용(DVD), 추기형(DVD-R) 및 소거가능형(DVD-RAM, DVD+RW, DVD-RW)으로 분류될 수 있다. DVD-R은 기록 레이저를 기록층에 조사함으로써 기록층의 변형 및 분해를 유발하여, DVD-RAM, DVD-RW 등은 상변화에 의한 광학적 특성의 변화를 유발하여 데이터를 기록한다. 특히, 유기색소를 사용한 DVD-R은 DVD-ROM과의 호환성, 가격 및 용량면에서 다른 매체에 비해 상대적으로 유리한 위치에 있기 때문에 관심이 집중되고 있다.
이처럼 최근 등장하고 있는 다수의 미디어에 있어서 가장 큰 이슈는 용량이며, 이 용량의 증대를 위한 여러 가지 방법이 시도되고 있다. 광디스크의 용량은 정해진 면적내에 정확히 재생가능한 작은 형태의 피트를 얼마나 많이 집어넣고, 또 이러한 피트를 정확히 재생할수 있는 레이저빔의 특성에 우선적으로 의존한다. 레이저 다이오드로 부터 발생되는 빛은 픽업의 대물렌즈를 통하여 집속해도 회절영향 때문에 무한히 작은 한점으로는 모아지지 않고 유한 폭을 가진 빔으로 형성되며, 이를 회절한계(diffraction limit)라 한다. 일반적인 광디스크의 경우에는 광원의 파장이 λ이고, 대물렌즈의 개구수가 NA (Numerical Aperture) 일 때, λ/4NA가 재생 분해능의 한계가 된다. 따라서, 광원의 파장이 짧아지거나 대물렌즈의 개구수가 커질수록 기록용량이 증대하게 된다. 그러나, 현재의 레이저 기술로는 파장이 짧은 레이저를 제공하는데 한계가 있고, 개구수가 큰 대물렌즈를 제조하기 위해서는 제조비용이 고가라는 한계점이 있으며, 또한 대물렌즈의 개구수가 커질 수록 픽업과 디스크 사이의 거리(working distance)가 매우 짧아지기 때문에 픽업과 디스크의 충돌에 의해 디스크 표면이 손상됨으로써 데이터가 손실될 우려가 커지게 된다.
도 1은 기판상에 은으로 형성된 반사층을 가지는 종래의 재생전용 디스크에 관한 것으로서, 피트의 길이와 CNR과의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 1로부터 피트의 길이가 290nm 이상이면 CNR이 40dB 이상이며 피트로서 기록된 정보의 재생이 양호하지만, 피트의 길이가 290nm보다 작게 되면 CNR이 급격히 떨어지는 것을 알 수 있다. 즉, 피트의 길이가 265nm이면 CNR은 약 16dB이고 마크의 길이가 250nm 이하이면 CNR은 거의 0이 된다.
최근 이러한 재생 분해능의 한계를 극복하기 위하여 초해상 근접장 구조(Super-Resolution Near-Field Structure:super-RENS)의 광디스크가 연구되고 있는데, 이는 주로 상변화 기록방식의 광디스크에 응용되고 있으나, 재생전용 디스크에도 응용할 수 있다. 상기 초해상 근접장 구조는 광디스크에 특수한 마스크층을 형성하고, 정보를 재생할 때에, 마스크층에 발생하는 표면 플라즈몬에 의해 근접장 재생(Near Field Reading:NFR)이 가능해지고 상기 회절한계를 극복하여 매우 작은 기록 마크를 재생해 낼 수 있게 된다.
기록형 광디스크에 마스크층을 사용할 때에는 산화은 등 금속산화물이 사용되며, 재생전용 광디스크에 사용되는 마스크층의 경우에는 금속산화물 또는 미세금속 입자 자체를 사용하게 된다.
도 2에는 초해상 구조를 이용한 재생전용 디스크의 피트(마크)깊이에 따른 CN특성을 나타내었다. 이를 살펴보면 분해능 한계(Resolution Limit) 이하의 길이를 갖는 피트의 경우에는, 깊이가 100nm일 경우 보다 50nm일 경우 더 좋은 CN특성을 보인 반면 분해능 한계 이상의 길이를 갖는 피트의 경우에는, 피트의 깊이가 50nm일 경우 보다 100nm일 경우 더 좋은 CN특성을 보인다. 이는 결국 피트의 길이에 따라 깊이 변화를 다르게 해야만 좋은 CN특성을 얻을 수 있다는 것을 의미한다. 그러나 종래의 재생전용 광디스크의 경우 피트의 길이에 무관하게 깊이가 일정하였으며, 이는 기존의 광 리소그래피 또는 전자빔 리소그래피 방법에 의해 디스크원판을 제조하는 경우에 피트의 길이에 따라 그 깊이를 조절할 수 없기 때문이었다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 첫 번째 기술적 과제는 한계 분해능 이하의 피트를 재생해 낼 수 있으며, 피트 길이에 따라 깊이가 다른 고밀도 재생전용 광디스크를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 두 번째 기술적 과제는 상기 고밀도 재생전용 광디스크의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 첫 번째 기술적 과제를 달성하기 위하여,
단위 정보에 따라 피트의 길이가 각각 다르며, 길이가 길수록 깊이가 깊은 피트가 형성되어 있는 기판; 및
금속산화물, 또는 미세 금속입자와 유전체 재료의 혼합물로 이루어진 마스크층을 포함하는 고밀도 재생전용 광디스크를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 금속산화물은 PtOx, PdOx, AuOx, AgOx 또는 이들의 혼합물인 것이 바람직하다.
또한, 상기 금속 입자는 금, 백금, 로듐, 팔라듐 또는 이들의 혼합물인 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 유전체 재료는 금속의 산화물, 질화물, 황화물, 불화물 또는 이들의 혼합물인 것이 바람직하다.
또한, 상기 유전체 재료는 ZnS-SiO2일 수 있다.
본 발명에 따른 광디스크는 상기 기판과 마스크층 사이에 Sb 또는 Sb2Te3로 이루어진 결정질 재생 보조층을 더 포함하는 것일 수 있다.
또한 본 발명에 따른 광디스크는, 상기 마스크층의 적어도 일면에 금속의 산화물, 질화물, 황화물, 불화물 또는 이들의 혼합물로 이루어진 유전체층을 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 유전체층은 ZnS-SiO2로 이루어진 것일 수 있다.
본 발명은 상기 두 번째 기술적 과제를 달성하기 위하여,
(a) 기판: 제 1유전체층; 희토류 금속과 전이금속의 합금, 또는 금속산화물로 이루어진 부피 팽창층; 및 제 2유전체층이 순차적으로 형성되어 있는 광디스크용 원판에, 조사시간을 달리하며 레이저 광을 조사하는 단계;
(b) 상기 레이저 광의 조사에 의해 부피 팽창층이 팽창함으로써 상기 제 2유전체 상에 길이와 깊이가 다양한 피트를 형성하는 단계;
(c) 상기 원판상에 금속을 도금하여 스탬퍼를 형성하는 단계;
(d) 상기 스탬퍼를 분리하는 단계;
(e) 상기 스탬퍼를 사용하여 기판을 사출 성형하는 단계;
(f) 상기 기판 상에 금속산화물, 또는 미세 금속입자와 유전체 재료의 혼합물로 이루어진 마스크층을 형성시키는 단계를 포함하는 고밀도 재생전용 광디스크의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 (a)단계에서 사용되는 합금은 TbFeCo이며, 가열에 의해 상기 유전체층과 상호 확산 또는 화학변화를 일으킴으로써 상기 부피팽창층의 체적이 변화하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 (a)단계에서 사용되는 금속 산화물은 PtOx, PdOx, AgOx 또는 WOx이며, 가열에 의해 산소를 방출함으로써 상기 부피팽창층의 체적이 변화하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 의하면, 상기 (b)단계에서 형성되는 피트의 길이가 길수록 깊이도 깊어지는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 고밀도 재생전용 광디스크는 기판에 형성된 피트가 여러가지 길이를 가지며 그 길이에 따라 깊이에도 차이가 있는 것을 특징으로 한다. 즉, 피트의 길이가 길 수록 깊이도 깊어지며, 길이가 짧은 경우에는 깊이도 얕도록 조절되어 있어, 각 피트길이에 따라 최적의 CN특성을 나타낼 수 있다.
도 3에는 길이에 따라 깊이가 다른 피트(17)가 있는 투명 기판(10) 위에 마스크층(11)이 형성되어 있는 본 발명의 일 실시예에 의한 광디스크를 나타내었다.
상기 기판(10)은 기록 레이저의 파장에서 높은 투명도를 가지며, 우수한 내충격성, 내열성, 내환경성 등을 갖는 재료로서 사출성형과 같은 통상의 기판 제조방법에 의해 성형이 가능한 재료중에서 선택된다. 구체적으로 예를 들면, 폴리카보네이트, 폴리메틸메타아크릴레이트, 에폭시, 폴리에스테르, 비정질 폴리올레핀 (amorphous polyolefin) 등이 있다.
본 발명에 따른 마스크층(11)은 금속산화물로 이루어지거나 미세 금속입자와 유전체 재료의 혼합물로 이루어질 수 있으며, 금속산화물인 경우에는 PtOx, PdOx, AuOx, AgOx 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 마스크층으로서 금속산화물이 사용되는 때에는 표면플라즈몬을 형성하여 초해상 효과를 얻기 위해서는 상기 금속산화물이 미소 금속 입자와 산소로 분해되는 과정이 필요하다. 그러나 재생과정에서 사용되는 레이저의 파워는 상기 금속산화물을 분해시킬 정도의 에너지를 갖지 못하기 때문에 문제가 되는데, 상기 금속산화물로 이루어진 마스크층(11) 내에는 미세한 양이지만 환원된 형태의 금속입자가 존재할 수 있고 이러한 금속입자가 표면플라즈몬의 원천이 된다고 판단된다.
한편, 마스크층으로서 미세 금속입자와 유전체 재료의 혼합물이 사용되는 경우에는 유전체 재료에 미소 금속 입자가 분산되어 있는 형태를 가지며, 상기 미세 금속 입자가 곧바로 표면 플라즈몬의 원천이 될 수 있다.
상기 마스크층에 사용되는 유전체는 금속의 산화물, 질화물, 황화물, 불화물 또는 그들의 혼합물이며, 예를 들면, SiO2, Al2O3, Si3N 4, SiN, ZnS, MgF2 등이 사용될 수 있다. 마스크층에 분산되는 금속 재료로는 금, 백금, 로듐, 팔라듐 등의 귀금속 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 이 때, 유전체 재료와 금속 재료는 서로 화학적으로 반응하지 않아 미소 금속 입자가 그 형태를 유지할 수 있어야 한다.
도 3에는 도시되지 않았지만 본 발명에 따른 광디스크는 상기 기판(10)과 마스크층(11) 사이에 Sb 또는 Sb2Te3로 이루어진 결정질 재생 보조층을 더 포함할 수 있는데, 이는 재생시 고반사율을 얻음과 동시에 초해상 효과를 증가시키기 위한 것으로서, 박막 형성 직후에 결정질인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 광디스크는 반사층을 더 포함할 수 있으며, 반사층은 기록 또는 재생시 고반사율을 얻기 위한 것으로 변형이 용이하게 일어나지 않도록 열전도율이 크고 반사율이 큰 금속으로 형성하는 것이 바람직하다. 따라서, Au, Al, Cu, Cr, Ag, Ti, Pd, Ni, Zn, Mg 및 이들의 합금으로 구성된 군으로부터 선택된 금속으로 형성되며, 진공증착, 전자빔 또는 스퍼터링 등의 일반적인 방법에 의해 50 내지 150nm 두께로 형성된다. 충분한 반사율과 신뢰성을 확보하기 위해서는 60 내지 120nm가 바람직하다.
본 발명에 따른 광디스크에는 마스크층과 기판 사이, 마스크층과 반사층 사이 또는 양면 모두에 유전체층을 더 포함할 수도 있다. 마스크층과 기판사이의 유전체층은 열에 의한 기판의 손상을 방지하는 역할을 하고 마스크층과 반사층 사이의 유전체층은 확산 방지층으로서의 기능을 수행한다.
상기 유전체층에 사용되는 유전체는 금속의 산화물, 질화물, 황화물, 불화물 또는 이들의 혼합물이며, 예를 들면, SiO2, Al2O3, Si3N 4, SiN, ZnS, MgF2 등이 사용될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 광디스크는 보호층을 더 포함할 수 있으며, 이러한 보호층은 광디스크의 다른 구성층들을 보호하는 작용을 한다. 이러한 보호층은 통상의 방법에 따라 형성될 수 있는데, 예를 들면, 충격강도가 크고 투명하며 자외선에 의해 경화 가능한 물질로서 에폭시계 또는 아크릴레이트계 자외선 경화성 수지를 반사층 위에 스핀 코팅한 다음, 자외선으로 경화시키는 방법을 이용하여 형성한다.
본 발명에 따른 고밀도 광디스크 제조방법은 (a) 기판: 제 1유전체층; 희토류 금속과 전이금속의 합금, 또는 금속산화물로 이루어진 부피 팽창층; 및 제 2유전체층이 순차적으로 형성되어 있는 광디스크용 원판에, 조사시간을 달리하며 레이저 광을 조사하는 단계; (b) 상기 레이저 광의 조사에 의해 부피 팽창층이 팽창함으로써 상기 제 2유전체 상에 길이와 깊이가 다양한 피트를 형성하는 단계; (c) 상기 원판상에 금속을 도금하여 스탬퍼를 형성하는 단계; (d) 상기 스탬퍼를 분리하는 단계; (e) 상기 스탬퍼를 사용하여 기판을 사출 성형하는 단계; (f) 상기 기판 상에 금속산화물, 또는 미세 금속입자와 유전체 재료의 혼합물로 이루어진 마스크층을 형성시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제조방법에 사용되는 광디스크용 원판에 레이저 광을 조사하면, 부피팽창층에서 레이저 광이 조사된 부분이 가열되어 온도가 상승한다. 이 때, 가열영역 내의 온도 분포는 가우시안 분포를 이루게 되며, 레이저 광스팟의 중심부분의 온도가 가장 높게 된다. 상기 온도가 특정한 임계 온도 이상이 되면 열변형이 일어나서 피트를 형성하게 되며, 광 스팟의 중심부에서 이러한 열변형이 일어나기 때문에 피트의 직경은 광 스팟의 직경보다 훨씬 작게 형성된다.
도 4는 상기 부피팽창층이 TbFeCo로 이루어진 경우에 레이저 광을 조사할 때 피트가 형성되는 메커니즘을 나타내는 도면이다. 즉 레이저를 TbFeCo로 이루어진 부피팽창층에 조사하면 그 조사부위에서 열이 발생하고, 이 열에 의해 임계온도 이상으로 가열된 부분에서는 상기 TbFeCo가 유전체층으로 확산되거나 상기 유전체와 화합물을 형성하게 되며, 이 때 형성된 화합물은 체적이 팽창되기 때문에, 제 2유전체층에 피트를 형성하게 된다. TbFeCo의 경우 임계온도는 약 350℃이다.
한편, 상기 부피팽창층이 PtOx, PdOx, AgOx 또는 WOx 등의 금속 산화물인 경우에는 레이저 조사에 의해 가열된 부위에서 산소가 발생하게 되며, 이에 의해 부피가 팽창하여 피트를 형성하게 된다.
상기 광디스크용 원판에는 글래스 기판(20)을 사용한다. 상기 글래스 기판을 연마한 다음, 세정한 후 제 1유전체층(24)과 부피팽창층(25) 및 제 2유전체층(26)을 순차적으로 스퍼터링 등에 의해 형성한다. 한편, 상기 원판에 기록하는 정보는 사전에 편집장치에 의해 광디스크의 기판(10)에 기입할 정보로서 편집을 해둔다. 이렇게 편집된 정보를 신호 송출 장치에 의해 송출하고 이에 의해 레이저 광의 조사시간을 조절함으로써 길이 및 깊이가 다른 피트를 형성할 수 있다. 다음으로, 상기 원판에 도금 공정을 위한 전극을 도포하고 금속을 도금함으로써 스탬퍼를 형성한 후 상기 스탬퍼를 분리한다. 마지막으로 상기 마스터링 공정에 의해 제조된 스탬퍼를 사용하여 폴리카보네이트 등을 사출 성형함으로써, 본 발명에 따른 광디스크에 사용되는 기판(10)을 제조하는 것이다.
도 5에는 본 발명에 따라 제조된 광디스크용 원판의 AFM 이미지를 나타내었다. 왼쪽이 상기 원판의 위에서 관찰한 이미지이며, 오른쪽 그림은 왼쪽 그림의 점선 부분에 대한 단면도이다. 사용한 레이저의 파장은 405nm이고, 개구율(NA)은 0.65이었다. 도 5(a)에는 펄스 주파수가 15MHz이고 피트의 직경이 약 100nm이며, 피트의 깊이가 약 65nm인 패턴이 형성되어 있음을 알 수 있다.
또한, 도 5(b)에는 펄스 주파수가 18.75MHz이고 피트의 직경이 약 80nm이며, 피트의 깊이가 약 45nm인 패턴이 형성되어 있고, 도 5(c)에는 펄스 주파수가 30MHz이고 피트의 직경이 약 50nm이며, 피트의 깊이가 약 35nm인 패턴이 형성되어 있다. 즉, 이를 통해, 피트의 길이가 길 수록 깊이도 깊어지며, 한계 분해능을 기점으로 하여, 한계 분해능보다 길이가 긴 피트의 경우에는 깊이도 깊게 하고, 한계 분해능보다 길이가 짧은 피트의 경우에는 깊이도 얕게 함으로써, 각각의 경우 최적의 CN 특성을 얻도록 할 수 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명하나, 본 발명이 이에 의해 제한되는 것은 아니다.
실시예 1
1-(1) 광디스크용 기판의 제조
6mm 두께의 원형 글래스 기판상에 제1유전체층으로서 170nm두께의 ZnS-SiO2층, 합금층으로서 15nm 두께의 TbFeCo층 및 제 2유전체층으로서 15nm 두께의 ZnS-SiO2층을 스퍼터링으로 성막한 후, 파장이 405nm이고, 개구율(NA)이 0.65인 레이저를 사용하여 트랙피치가 0.74㎛이며, 최소 피트 길이가 200nm일 때 피트 깊이가 50nm이고, 최대 피트 길이가 680nm일 때 피트의 깊이가 440nm인 경우까지 길이에 따라 깊이가 각각 다른 피트가 형성된 광디스크용 원판을 제조하였다. 다음으로, 도금 공정을 위한 전극을 도포하고 니켈을 도금함으로써 스탬퍼를 형성한 다음, 상기 스탬퍼를 분리하였다. 마지막으로 상기 마스터링 공정에 의해 제조된 스탬퍼를 사용하여 폴리카보네이트를 사출 성형함으로써, 0.6mm 두께의 광디스크용 기판을 제조하였다.
1-(2) 광디스크의 제조
상기에서 제조된 기판 상에 ZnS-SiO2 타겟을 400W로, Pt 타겟을 160W로 코스퍼터링하여 50nm 두께의 혼합 박막을 형성하였다. 이 때 Ar은 20sccm으로 공급하였고, 증착 압력은 1.5mTorr이었으며, 상기 박막 내의 ZnS-SiO2와 Pt의 부피비는 80:20이었다.
실시예 2
상기 실시예 1-(1)에서 제조된 광디스크용 기판 상에 유전체층으로서 ZnS-SiO2, 마스크층으로서 ZnS-SiO2 + Pt를 스퍼터링으로 성막한 후, Ag를 100nm 두께로 스퍼터링하여 반사막을 제조하였다. 다음으로 광경화성 수지 보호층을 스핀코팅법으로 형성하여 광디스크를 완성하였다. 이 때 마스크층으로서 ZnS-SiO2와 Pt의 혼합층은 ZnS-SiO2 타겟을 400W로, Pt 타겟을 160W로 코스퍼터링하여 50nm 두께의 혼합 박막을 형성하였는데, Ar은 20sccm으로 공급하였고, 증착 압력은 1.5mTorr이었으며, 상기 박막 내의 ZnS-SiO2와 Pt의 부피비는 80:20이었다.
실시예 3
상기 실시예 1-(1)에서 제조된 광디스크용 기판 상에 결정질 재생 보조층으로서 Sb를 스퍼터링하여 50nm두께의 박막을 형성한 다음, 제 1유전체층으로서 ZnS-SiO2를 스퍼터링으로 성막하고, 진공용기 내에 아르곤 및 산소를 주입하고 백금을 타겟으로 하여 스퍼터링함으로써 3.5nm두께의 PtOx 마스크층을 성막하였다.
시험예 1
상기 실시예 1∼3에서 얻어진 디스크의 성능을 635nm, NA 0.60의 픽업을 갖는 DVD 평가용 설비로 평가하였다. 선속도는 2m/s, 재생파워는 2mW로 하였다. 이 경우의 재생 분해능(λ /4NA)은 265nm에 해당이 되며, DVD에서 최소 피트의 길이는 400nm인데, 실시예 1 내지 3에 의해 제조된 광디스크에서는 150nm의 피트에 대해서도 실용화 가능한 수준인 약 40dB 이상의 C/N이 얻어졌으며, 이를 통해 피트의 길이에 따라 깊이를 조정하는 것에 의해 최적의 C/N이 얻어짐을 확인 할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르 고밀도 재생전용 광디스크에 의하면 한계 분해능 이하의 피트를 재생해 낼 수 있으며, 피트 길이에 따라 깊이가 다르기 때문에 최적의 C/N을 얻을 수 있다. 또한 본 발명에 따른 고밀도 재생전용 광디스크의 제조방법에 의하면 간편한 방법으로 피트의 길이에 따라 최적의 깊이를 가지는 고밀도 재생전용 광디스크를 제조할 수 있다.
도 1은 종래의 재생전용 광디스크의 피트의 길이와 CNR과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 2는 초해상 구조를 이용한 재생전용 디스크의 피트(마크)깊이에 따른 C/N특성을 나타내는 그래프이다.
도 3은 길이에 따라 깊이가 다른 피트(17)가 있는 투명 기판(10) 위에 마스크층(11)이 형성되어 있는 본 발명의 일 실시예에 의한 광디스크의 개략도이다.
도 4는 부피팽창층이 TbFeCo로 이루어진 경우에 레이저 광을 조사할 때 피트가 형성되는 메커니즘을 나타내는 개략도이다.
도 5는 본 발명에 따라 제조된 광디스크용 원판의 AFM 사진이다.

Claims (12)

  1. 단위 정보에 따라 피트의 길이가 각각 다르며, 길이가 길수록 깊이가 깊은 피트가 형성되어 있는 기판; 및
    금속산화물, 또는 미세 금속입자와 유전체 재료의 혼합물로 이루어진 마스크층을 포함하는 고밀도 재생전용 광디스크.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 금속산화물은 PtOx, PdOx, AuOx, AgOx 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 고밀도 재생전용 광디스크.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 금속 입자는 금, 백금, 로듐, 팔라듐 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 고밀도 재생전용 광디스크.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 유전체 재료는 금속의 산화물, 질화물, 황화물, 불화물 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 고밀도 재생전용 광디스크.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 유전체 재료는 ZnS-SiO2인 것을 특징으로 하는 고밀도 재생전용 광디스크.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 기판과 마스크층 사이에 Sb 또는 Sb2Te3로 이루어진 결정질 재생 보조층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고밀도 재생전용 광디스크.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 마스크층의 적어도 일면에 금속의 산화물, 질화물, 황화물, 불화물 또는 이들의 혼합물로 이루어진 유전체층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고밀도 재생전용 광디스크.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 유전체층은 ZnS-SiO2로 이루어진 것을 특징으로 하는 고밀도 재생전용 광디스크.
  9. (a) 기판: 제 1유전체층; 희토류 금속과 전이금속의 합금, 또는 금속산화물로 이루어진 부피 팽창층; 및 제 2유전체층이 순차적으로 형성되어 있는 광디스크용 원판에, 조사시간을 달리하며 레이저 광을 조사하는 단계;
    (b) 상기 레이저 광의 조사에 의해 부피 팽창층이 팽창함으로써 상기 제 2유전체 상에 길이와 깊이가 다양한 피트를 형성하는 단계;
    (c) 상기 원판상에 금속을 도금하여 스탬퍼를 형성하는 단계;
    (d) 상기 스탬퍼를 분리하는 단계;
    (e) 상기 스탬퍼를 사용하여 기판을 사출 성형하는 단계;
    (f) 상기 기판 상에 금속산화물, 또는 미세 금속입자와 유전체 재료의 혼합물로 이루어진 마스크층을 형성시키는 단계를 포함하는 고밀도 재생전용 광디스크의 제조방법.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 (a)단계에서 사용되는 합금은 TbFeCo이며, 가열에 의해 상기 유전체층과 상호 확산 또는 화학변화를 일으킴으로써 상기 부피팽창층의 체적이 변화하는 것을 특징으로 하는 고밀도 재생전용 광디스크의 제조방법.
  11. 제 9항에 있어서, 상기 (a)단계에서 사용되는 금속 산화물은 PtOx, PdOx, AgOx 또는 WOx이며, 가열에 의해 산소를 방출함으로써 상기 부피팽창층의 체적이 변화하는 것을 특징으로 하는 고밀도 재생전용 광디스크의 제조방법.
  12. 제 9항에 있어서, 상기 (b)단계에서 형성되는 피트의 길이가 길수록 깊이도 깊어지는 것을 특징으로 하는 고밀도 재생전용 광디스크의 제조방법.
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