JPH02126439A - 光磁気記録媒体及び光磁気記録方法 - Google Patents

光磁気記録媒体及び光磁気記録方法

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JPH02126439A
JPH02126439A JP27923588A JP27923588A JPH02126439A JP H02126439 A JPH02126439 A JP H02126439A JP 27923588 A JP27923588 A JP 27923588A JP 27923588 A JP27923588 A JP 27923588A JP H02126439 A JPH02126439 A JP H02126439A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は連続光を照射し、同時に印加する磁界の方向ま
たは大きさを変えて情報を記録する磁界変調方式による
光磁気記録媒体及びその製造方法に関する。
〔従来の技術〕
光磁気ディスクの高密度化、高速化のために、情報の直
接書き換え(オーバライド)の可能な磁界変調記録方式
が用いられているが、その記録媒体としては、従来の光
変調記録用の媒体がそのまま用いられている。従来の媒
体としては特開昭57−169996や特開昭60−6
3747に記載のものがあり、その構成は第5図や第6
図に示す様なものである。第5図において基板1の上に
誘電体膜2.磁性膜3.誘電体膜4が積層されている。
基板側から入射した光は磁性膜3と誘電体膜の界面での
反射によってカー回転を生ずるが。
光を誘電体膜2の中で多数回反射させ干渉させることに
よりこのカー効果を増大(エンハンス)させている。ま
た、第6図の構造においては、磁性膜3を薄くして裏側
に金属膜を設けることにより。
磁性膜3を透過する光を反射させ、磁性膜3を透過する
光のファラデー回転の効果を反射光のカー回転の効果に
加え合わせることにより、実効的なカー回転角θKを増
大させている。この際入射光の反射率Rは減少すること
になるが、再生時のC/N(搬送波対雑音比)は、性能
指数f1・θKに比例するため、結果としてC/N比は
増大することになる。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記従来技術による記録媒体を用い光変調記録を行った
場合は、確かに良好な記録再生特性が得られる。しかし
、上記従来の媒体を磁界変調記録方式に適用した場合、
必らずしも良好な記録再生特性が得られるとは限らない
。特に、高密度に記録を行った場合にC/N比の著しい
低下が見られる。これは第4図(a)に見られる様な記
録磁区7が形成されているためで、尾8の部分が隣接し
た記録磁区7と重なるため、光スポットでの判別が困難
となり再生出力の低下を引き起す、またこの尾8の部分
では磁区の面積に対する磁壁の割合が大きくなるため、
エネルギーが高くなり磁区の形状が不安定になり易い。
このため、記録時ノイズの増加を招く。すなわち、磁界
変調記録方式において、C/Nを向上させ、記録密度・
転送速度を増加させるためには、記録磁区7の形状を整
形し、尾8を短かくする必要がある。
本発明の目的は、磁界変調方式による光磁気記録媒体に
おいて、上記従来技術における問題点を解消し、高密度
、高速度で低雑音の光磁気記録を実現するのに好適な光
磁気記録媒体ならびにその製造方法を提供することにあ
る。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的は記録媒体の熱拡散率を制御することによって
達成される。
また、上記目的は第4図に示す如き記録磁区7の尾8の
光ビームの移動方向の長さが前記記録磁区8の光ビーム
の移動と垂直な方向の幅の0.7倍より短くすることに
より達成される。
また、記録媒体の熱拡散率の制御あるいは、記録磁区7
の尾8の長さを短くするために、光磁気配tQNが第2
図又は第3図に示す様に少なくとも磁性膜3及び金属膜
からなる構成としたものである。
また、記録媒体の熱拡散率の制御あるいは、記録磁区7
の尾8の長さを短くするために、光磁気記録層を第3図
に示す様に少なくとも磁性膜3及び金属膜5及び誘電体
膜4からなり誘電体膜4を磁性膜3と金属膜5の間に配
置した構成としたものである6尚、本明細書で光磁気記
録層とは、第3図に即していえば基板1に搭載された磁
性膜3゜誘電体膜4および金属膜5を含んで、この様に
称することとする。
また、記録媒体の熱拡散率を制御するためあるいは、記
録磁区7の尾8の長さを短くするために、金属膜5の熱
拡散率をKM、光ビームと記録媒体との相対速度をv、
光スポットの直径をDとするとき、条件 K  O)  v  D を満たすように記録媒体を構成したものである。
また、記録媒体の熱拡散率の制御あるいは、記録磁区7
の尾8の長さを短くするために、誘電体膜4の熱拡散率
をXO1金属膜5の熱拡散率をKMとするとき、条件 く K  o  1>  K  M を満たすように記録媒体を構成したものである。
また、記録媒体の熱拡散率の制御あるいは、記録磁区7
の尾8の長さを短くするために、磁性膜3の熱拡散率を
KFI、膜厚を1凄し、金属膜の熱拡散率をKM、膜厚
をlMとするとき KR伊 lR< KMN Q阿 なる関係が成り立つように記録媒体を構成したものであ
る。
また、記録媒体の熱拡散率の制御あるいは、記録磁区7
の尾8の長さを短くするために、vI誘電体膜の熱拡散
率をKD、膜厚をQD、記録媒体に対する光ビームの移
動の相対速度をv、光スポットの直径をDとするとき、 なる関係が成り立つように記録媒体を構成したもので昂
る。
また、記録媒体の熱拡散率の制御あるいは記録磁区7の
尾8の長さを短くするために、K  M  >  K 
 R なる条件を満足するように記録媒体を構成したものであ
る。
また、記録媒体の熱拡散率の制御あるいは記録磁区7の
尾8の長さを短くするために、金属膜5が、Al、Au
、Ag、Cu、Pt、Phのうち少なくとも1種類以上
の元素からなるようにしたものである。
また、記録媒体の熱拡散率の制御あるいは記録磁区7の
尾8の長さを短くするために、金属膜5にNi、Ti、
Ta、 Cr、Ni、Mn、Zrのうち少なくとも1種
の元素をその組成比が30%を越えない範囲で添加した
ものである。
また、記録媒体の熱拡散率の制御あるいは記録磁区7の
尾8の長さを短くするために、誘電体膜Zn0x、Ti
Oxのうちの1種あるいは1種あるいは2種以上の混合
物または化合物で構成したものである。
〔作用〕
磁界変調方式による光磁気記録において、磁性薄膜3に
連続(DC)光を照射し、この磁性薄膜3の温度を上昇
させるが、この際の磁性膜面上での温度分布は、第7図
に示す様になる。ところで第7図(a)は従来の光磁気
記録媒体の温度分布である。光磁気記録に用いられる磁
性膜は、保磁力HCの書き込みの行なわれる温度領域に
おいて温度の上昇とともに減少する第8図の様な特性を
示す。このため、Hcが外部磁界Hextと磁性膜自身
の磁化により生じる漏えい磁界Hoの和よりも小さくな
る温度Twが存在し、この温度Tw以上では、磁化の方
向が変調磁界の方向を向く。すなわちHc= I He
xt+HDlとなる温度T豐が存在する。
第7図の斜線部は温度T > T wである領域を表わ
し、この部分では前に書き込まれた情報の何列にかかわ
らず゛、磁性膜3の磁化は変調磁界の方向を向く。次に
、この部分の温度が下降する際Hc =Hext+Ho
lとなる温度Twの領域ではその瞬間に印加されていた
変調磁界Hextの方向に磁化が向いたまま固定される
。そのため、磁界変調方式において記録される記録磁区
7はT = T wの等温線を反映して第4図(a)に
示す様な矢羽根形となる。矢羽根の尾の部分8の長さは
第7図(a)の等温線T=Twのうち右半分の部分の形
状による。この部分の等温線の形状は、光スポットが通
過した後の磁性膜の温度の変化を表している。従って第
7図(a)の様に右に長く伸びた形の等温線は磁性膜3
の温度の降下速度が非常に緩やかであることを表す。そ
のため、記録媒体全体としての熱拡散率を制御すること
により、磁性膜の温度の降下速度を変えることができ、
しいては磁区形状を制御することができる。特に、記録
媒体の熱伝導率を上げ、熱の放散が起こりやすくするこ
とにより、膜の温度の降下速度を速くすることができ、
T=Twの等温線の形状が真円に近づくため、記録磁区
7の尾8の長さを短かくすることができる。
記録媒体の熱拡散率を大きくする方法、原理について以
下に述べる。記録媒体の熱伝導率を大きくする方法の一
つとしては、熱拡散率の高い金属膜5を積層する方法が
ある。この熱拡散率の高い金属膜5の膜厚あるいは、そ
の金属膜5自身の熱拡散率を制御することにより、第4
図(b)に示したように記録磁区7の尾8を短くするこ
とができる。また、第1図のように金属膜5と磁性膜3
の間に誘電体膜4を設けた構造とすると、誘電体膜4の
膜厚や熱拡散率を変えることにより、磁性膜3から金属
膜5への熱の流れを抑制することができるため、記録磁
区7の形状を制御することができる。誘電体膜4の膜厚
を薄くすれば、磁性膜3から金属膜5への熱の流れを多
くでき金属として熱拡散率が上がるため、記録磁区の尾
8を短かくすることができる。
金属膜5による熱拡散を支配的にするためには、また、
記録時の感度を低下させないためには磁性膜3の膜厚を
薄くして熱容量を下げることが必要であり、磁性膜3の
膜厚は薄くなければならない。
金属膜5による熱拡散が支配的になる条件は金属膜の熱
拡散率と膜厚の積が磁性膜の熱拡散率と膜厚の積よりも
大きいことである。
金属膜5によって媒体全体の熱拡散率を上昇させるため
には、金属膜5自身の熱拡散率が磁性膜3の熱拡散率よ
りも低い方がより良好である。
また、誘電体膜4によって磁性膜3から金属膜5へ流れ
る熱を制御するためには誘電体膜4の熱拡散率は磁性膜
3の熱拡散率よりも低い方がより良好である。
誘電体膜4を通して磁性膜3の熱が金属膜5に到達する
条件としては、光スポットが通過し終わる前に光スポッ
トで発生する熱が誘電体膜4を往復すればよいから、 を満たせばよい。
上式で左辺は直径りの光スポッ トが通過するのに要する時間、右辺は膜厚noの誘電体
膜4中を熱が伝わるのに要する時間である。
ただしKoは誘電体膜4の熱拡散率、■は光ビームの記
録媒体に対する相対速度である。
金属膜5としてはレーザ光を磁性11g13の温度上昇
に有効利用するため反射率が高い方が良い。磁性膜3を
透過した光が金属膜で反射され再び磁性膜3中で有効に
吸収される。これは再生時のカー回転角及び反射光量の
増大のためにも重要であり、特に良好な記録再生特性を
得るには金属膜5の光反射率は80%以上であるのがよ
い。
金属膜5の熱拡散率は金属膜5を反射率の比較的高い金
属に熱拡散率の比較的低い金属を添加することによって
制御できる。
金属膜5としてはAl、Au、Ag、Cu。
Pt、Rh等の高反射率材料を用い、これに、熱拡散率
の低いNb、Ti、Ta、Cr、Ni、Mn、Zrのう
ちの少なくとも1種類以上の金属を添加して熱拡散率の
制御を行うのが良好で、これらの添加元素は金属膜5の
耐食性を向上させる働きを併せ持つ。
誘電体膜4は、AQN? SiNx、ZrOx+SiO
x、TaOx、ZnSのうちの1あるいは2種以上の混
合物とするのが熱拡散率、耐食性及び光学特性の面から
良好である。
〔実施例〕
以下に本発明の実施例を挙げ、さらに具体的に説明する
。
実施例1゜ 第9図に示す様にトラッキング用の案内溝を設けた透明
ガラス基板を、高周波マグネトロン・スパッタ装置内に
装填し、8 X 10−7Torr以下に真空槽内を排
気した後、ArガスとN2ガスの混合ガスを導入し、I
 X 10−”Torrのガス圧で、Si、N、の焼結
体をターゲットとしてスパッタし、誘電体膜2としてS
iNxを850人積層する。
SiNxの熱拡散率は2 X 10−”W/c+a d
eg、屈折率は2.0であり、850人という膜厚は、
カー効果のエンハンス条件から決まる。次に、同様な真
空排気の後、Arガスを導入し、TbFeCoからなる
合金ターゲットを5 X 10−3Torrのガス圧で
スパッタし、TbTeCo磁性[3を200人だけ形成
した。磁性膜の熱拡散率は0 、13 am”/s次い
で再び同様な真空排気の後、Arガスを導入、Si、N
4の焼結体ターゲットを用い、2X10””T orr
のガス圧でスパッタし、誘電体膜4としてS i N 
x膜を500人の厚さだけ形成した。このSiNx膜の
熱拡散率は0 、01 c+n”/sであり、屈折率は
2.2である。この後、同様な真空排気を行った後、A
rガスを導入し、AI2ターゲットを3 X 10−3
Torrのガス圧でスパッタして金属膜5としてAfl
膜を500人形成した。AQ膜の熱拡散率は0 、9 
am”/sである。次いで、このように膜形成された基
板を真空槽から取り出し、保護コート6として紫外線硬
化樹脂(UV樹脂)を10μm膜厚だけ回転塗布し、真
空中で1分間の紫外線露光を行い硬化させる。
こうして製造された光磁気記録媒体に波長830nmの
DC光をNAo、6のレンズで照射しながら±2000
eの変調磁界を印加し、磁界変調記録を行う。この時の
媒体の線速度は20m/Sである。こうして記録した磁
区を偏光顕微鏡を用いてwA察し磁区幅と記録パワー及
び尾の長さの関係を求めた。このような測定を誘電体膜
4の膜厚を変えて行った結果を第10図に示す。最適記
録パワーは磁区幅が1.1μmとなる記録パワーを示す
。従来例と比べ、最適記録パワー、尾の長さとも短かく
なっているのがわかる。尾の長さは誘電体1lI4の膜
厚が50nm以下のときほとんど最小になっている。最
適記録パワーは誘電体膜4の膜厚が50nm〜70nm
で最小となっており、誘電体膜4の膜厚は約50nmが
最適ということがわかる。このように誘電体膜4の膜厚
を制御することで尾の長さを制御することができる。
この構造の光磁気記録媒体(誘電体膜4の膜厚50nm
)を用い、前記磁界変調記録を行なったところ、ドメイ
ン長0.75μmでC/N比50dBが得られた。
実施例2゜ 第11図に示す様に実施例1から誘電体膜4を取り除い
た構造の光磁気記録媒体を作製した。
この光磁気記録媒体の金属膜5の膜厚を変えた時の尾の
長さと最適記録パワーの関係を第12図に示す。金属膜
5の膜厚が50nmより厚くなると尾の長さは十分に短
かくなるが、最適記録パワーは大きく増大している。こ
れに対し実施例1では、金属膜5の膜厚に対する依存性
が比較的ゆるやかである。しかし実施例2では暦数が少
ないため製造プロセスが簡略化され、また、光学的にも
安定である。いずれにせよ金属膜Sの膜厚を変えること
により尾の長さを制御できることがわかる。
この実施例では金属膜5の最適膜厚は40〜50nmで
ある・ 実施例3゜ 第13図において、実施例1と同様にトラッキング用の
集中溝を設けた透明ガラス基板上に。
SiNxをI X 10−”Torrのガス圧のAr、
N、混合ガスを用いてスパッタする。膜厚は実施例1と
同様に850人、熱拡散率は0.13c♂/s、屈折率
は2.0である。次に同様な真空排気の後。
Arガスを導入し、T b F e Coからなる合金
ターゲットを5 X 10−3Torrのガス圧で20
nmの膜厚の磁性JII3を形成した。次いで再び同様
な真空排気の後Arガスを導入しAQN、SiN、Si
O,Tie、、ZrO2の何れかのターゲットを用い5
0nmの膜厚の誘電体膜4を積層した。次に同様な真空
排気の後Arガスロを導入し、SuS。
An−Ti合金、Al、Au、Cuの何れかのターゲッ
トを用い、50nmの膜厚の金属膜5を形成した。スパ
ッタ時のガス圧は3 X 10−3Torrである。次
に実施例1と同様に、保護コート6として紫外線硬化樹
脂(UV樹脂)を10μmの膜厚で回転塗布し、真空中
で1分間の紫外#!露光を行い硬化させた。
このように作製された。光磁気記録媒体を用い実施例1
と同様に磁界変調記録を行った。この結果を第14図に
示す。横軸は金属膜5の熱伝導率、縦軸は誘電体膜4の
熱伝導率で、○印及びΔ印は尾の長さが磁区幅の0.7
倍以下となることを示している。また0印及び0印は実
施例1で述べた最適記録パワーが10mW以下であるこ
とを表している。この様に金属膜5及び誘電体膜4の熱
拡散率を制御することにより、記sm区の尾の部分の長
さを短かくすることができ、高密度記録に適した光磁気
記録媒体を得ることができる。
なお本発明の光磁気記録媒体の膜構成は上述の実施例に
限られるものではなく、以下のような構成も可能である
。すなわち。
(1)誘電体膜4としてAQN、SiNx、ZrOx。
SiOx、TaOx、ZnS、Zn0x、TiOxのう
ちの1つ、あるいはそれらの2種以上の混合物又は化合
物を用いる。
(2)金属膜5として、Afl、Cu、Ag、Pt。
Rh、Pdのうちの少なくとも1種類以上を主成分とし
て用いる。
(3)金属膜5に、Nb、Ti、Ta、Cr+Ni、M
n、Zrのうちの少なくとも1種類以上の元素を添加す
る。
(4)磁性膜3として、X−Y非晶質合金を用いる。た
だしXはTb、Dy、Gd、Nd。
Prのうちの1または2種類以上の合金、YはFe、G
o及びそれらの金属である。
(5)磁性膜3に、N、b、Ti、Ta、Cr、V。
ptなどの耐食性向上のための元素を添加する。
(6)基板1としてガラス、ポリカーボネート。
ポリオレフィン、アクリル、紫外線硬化樹脂等を用いる
。
(7)第7図に示す様な構造の媒体を、UV樹脂同志が
接する様に貼り合わせる。
〔発明の効果〕
以上詳細に説明した様に、本発明によれば、光磁気記録
層を構成する各層の膜厚、熱拡散率を変えることにより
光磁気記録層全体としての熱容量及び熱拡散率を制御す
ることができ、結果として磁界変調方式で記録を行った
ときの記録磁区7の形状を制御することができる。すな
わち、m界変調記録特有の記録磁区7の尾8を短がくす
ることができる。このため、高密度に記録を行った際も
良好な記録再生特性を与える光磁気記録媒体を得ること
ができる。
第15図は本発明により得られる光磁気記録媒体を用い
磁界変調記録を行ったときの記録再生特性を示している
。記録印加磁界の強度は±2000s、記録ドメイン長
は0.75μm、レーザ光の波長は830nm、集光レ
ンズのNAは0.6である。従来例と較べ、記録パワー
を増大させてもC/N比の低下がない。これは、記録磁
区7の尾8が短かくなり、隣接する記録磁区との重なり
が生じないためである。50dB以上のC/N比が得ら
れる。
【図面の簡単な説明】
6図は従来例の構成図、第7図〜第8図は本発明の詳細
な説明図、第9図〜第14図は本発明の実施例の構成図
及び特性を表す図。第15図は本発明の効果を表す図で
ある。 1・・・基板、2・・・誘電体膜、3・・・磁性膜、4
・・・誘電体膜、5・・・金属膜、6・・・保護コート
、7・・・記録磁区、 8・・・尾、 9・・・等混線、 1・・・ビームの進行 方向。 不 / 砧 礫2圏 吊 図 沸4面 ?−・・話特慮区 ♂−・A I−、ビームの」し乍オ匍 第 θ 困 $1面 0リ オ 図 ユ康ア (b) 不40 纂 ノρ団 壊 ツノ ■ 3門′ノ2 m 篤 ノ3 図 謝 /4圓 4A81外伝↓卒 デ C哄□1句。 〕1 ノfm 實乙銖ノぐツー 〔慣机

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、基板上に積層された光磁気記録層上に光ビームを集
    光して略連続的に照射し、該光ビームは媒体に対して相
    対的に移動し、同時に該光磁気記録層に変調磁界を印加
    することにより記録磁区を形成し情報を記録する光磁気
    記録媒体において、前記記録磁区の形状の制御を前記光
    磁気記録層の熱拡散率を制御することによって行ったこ
    とを特徴とする光磁気記録媒体。 2、前記記録磁区の突起の前記光ビームの移動方向の長
    さが前記記録磁区の前記光ビームの移動と垂直な方向の
    幅の0.7倍より短かいことを特徴とする光磁気記録媒
    体。 3、前記光磁気記録層が少なくとも磁性膜と金属膜から
    なることを特徴とする特許請求の範囲第1項又は第2項
    記載の光磁気記録媒体。 4、前記光磁気記録層が少なくとも前記磁性膜と前記金
    属膜の間に誘電体膜を持つ構造であることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項又は第2項記載の光磁気記録媒体
    。 5、前記金属膜の熱拡散率をK_M、前記光ビームの移
    動速度をv、前記光ビームの集光された光スポットの直
    径をDとするとき、 K_M>vD なる関係が成立していることを特徴とする特許請求の範
    囲第3項又は第4項記載の光磁気記録媒体。 6、前記誘電体膜の熱拡散率K_Dが、前記金属膜の熱
    拡散率K_Mよりも小さいことを特徴とする特許請求の
    範囲第4項記載の光磁気記録媒体。 7、前記磁性膜の熱拡散率K_Rと膜厚l_Rの積が、
    前記金属膜の熱拡散率K_Mと膜厚l_Mの積よりも小
    さいことを特徴とする特許請求の範囲第3項又は第4項
    に記載の光磁気記録媒体。 8、前記誘電体膜の熱拡散率をK_D、膜厚をl_D、
    前記光ビームの移動速度をv、前記光スポットの直径を
    Dとするとき K_D>4(l_D^2V/D) であることを特徴とする特許請求の範囲第4項に記載の
    光磁気記録媒体。 9、前記金属膜の熱拡散率が前記磁性膜の熱拡散率より
    も大きいことを特徴とする特許請求の範囲第3項又は第
    4項記載の光磁気記録媒体。 10、前記金属膜がAl、Au、Ag、Cu、Pt、R
    hのうち少なくとも1種類以上の元素からなることを特
    徴とする特許請求の範囲第3項又は第4項に記載の光磁
    気記録媒体。 11、前記金属膜がNb、Ti、Ta、Cr、Ni、M
    n、Zrのうち少なくとも1種類の元素を含み、それら
    の原子組成比の合計が30at%を越えないことを特徴
    とする特許請求の範囲第3項又は第4項に記載の光磁気
    記録媒体。 12、前記誘電体膜がAlN_x、SiN_x、ZrO
    _x、SiO_x、TaO_x、ZnS_x、ZnO_
    x、TiO_xのうちの1種あるいは2種以上の混合物
    または化合物からなることを特徴とする特許請求の範囲
    第4項に記載の光磁気記録媒体。 13、前記光磁気ディスクの再生信号強度が光パワーに
    対して飽和したのち高いパワーに対しても一定の飽和値
    を保つことを特徴とする光磁気ディスク媒体。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5873017A (ja) * 1981-10-26 1983-05-02 Ricoh Co Ltd 垂直磁気記録媒体
JPH02105352A (ja) * 1988-10-13 1990-04-17 Ricoh Co Ltd 光磁気記録媒体

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