JPH05342652A - 光磁気ディスク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】光磁気ディスクの記録層にかかる熱的ダメージ
を減少させて、記録層の記録，消去に対する繰り返し耐
久性を向上させる。 【構成】光磁気ディスクの記録層３の直上または直下
に、あるいはその両方に金属層６を設けた。例えば図２
（ａ）では、案内溝を設けた清浄なポリカーボネート製
の透明基板１上に、厚さ９０ｎｍのＳｉＮ_x 薄膜からな
る保護層２、厚さ２０ｎｍのＴｂＦｅＣｏ合金薄膜から
なる記録層３、厚さ５ｎｍのＳｉからなる金属層６、厚
さ２５ｎｍのＳｉＮ_x 薄膜からなる干渉層４、および厚
さ６０ｎｍのＡｌ合金薄膜からなる反射層５を、順次ス
パッタリング法により成膜して積層する。記録層３内に
生じた熱の一部が金属層６に拡散され、記録層にかかる
熱的ダメージが減少する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、透明基板上に、光照射
による発熱で磁気特性が変化する材料からなる記録層を
設けてなる光磁気ディスクに関し、特に、記録，消去の
繰り返しに対する耐久性に優れるとともに、感度が高
く、信号対雑音比も高い光磁気ディスクに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、光記録媒体は、高度情報化社会に
おける記録媒体の中心的役割を担うものとして注目さ
れ、積極的な研究が進められている。このような光記録
媒体の形態として、光ディスクは最も有力なものであ
り、現在文書ファイルやデータファイル等に実用化され
つつある。

【０００３】このような光ディスクには、コンパクトデ
ィスクやレーザーディスクに代表される再生専用型、ユ
ーザーによる情報の書き込みが可能な追記型、情報の書
き込み、消去が可能な書換え可能型の三種類があるが、
光磁気ディスクは、前記書換え可能型光ディスクの一つ
として開発されたものであり、光照射による発熱で磁気
特性が変化する材料からなる記録層が透明基板上に設け
てある。

【０００４】このような光磁気ディスクの記録層として
使用されているＴｂＦｅＣｏ等の磁性膜は、酸化されや
すいため単層のみでは長期保存できない。そのため従来
の光磁気ディスクは、図４（ａ）、（ｂ）に示すよう
に、基板上に３層または４層の多層膜を有する積層構造
となっている。すなわち、ポリカーボネイト樹脂等の透
明基板１上に直接記録層３を形成させずに、記録層３の
上下面を透明な保護層２および４で保護している。な
お、図４（ｂ）の４層構造ディスクでは、反射層５を設
けてあるため、保護層４は干渉層としての作用も有す
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】光磁気ディスクにおけ
る消去時のレーザパワーは、通常、図５に示すように、
消去比が十分となるパワーＰ１と、記録と消去とを繰り
返すことにより記録層が熱的ダメージを受けて破壊し始
める限界パワーＰ２との間に設定する。このＰ１〜Ｐ２
の範囲が狭いと、光磁気ディスク駆動装置間のレーザパ
ワーのばらつきや、使用環境の温度変化等によるレーザ
パワーのわずかな変動により、Ｐ１以下となって十分に
消去できなかったり、Ｐ２以上となって記録層の破壊が
始まりエラー発生が急増する事態となる。

【０００６】したがって、レーザパワー許容範囲（Ｐ１
〜Ｐ２の範囲）が広い光磁気ディスクが求められてお
り、そのためには、記録層の記録，消去に対する繰り返
し耐久性を向上させることが課題であった。また、繰り
返し耐久性の弱い光磁気ディスクの場合には、同一トラ
ックに対して何度も記録，消去を繰り返した後に、その
記録信号を再生させると、再生信号の振幅が非常に小さ
くなり、エラーが発生しやすくなる。これは、記録層を
なす磁性膜の垂直磁気異方性が記録，消去の繰り返しに
より徐々に失われて、カー効果による信号の再生が正確
に行われなくなるためである。すなわち、記録層の記
録，消去に対する繰り返し耐久性を向上させることは、
光磁気ディスクの再生特性を保持するためにも重要な課
題であった。

【０００７】本発明は、このような課題を解決するため
のものであり、記録層の直上または直下に金属層を設け
て、記録層内に生じた熱をこの金属層に拡散させること
により、記録層にかかる熱的ダメージを減少させて、記
録層の記録，消去に対する繰り返し耐久性を向上させる
ことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、透明基板上に、光照射による発熱で磁気
特性が変化する材料からなる記録層を設けてなる光磁気
ディスクにおいて、前記記録層の直上と直下とのいずれ
か一方または双方に、金属層を設けたことを特徴とする
光磁気ディスクを提供する。前記金属層の厚みが１〜１
５ｎｍであると好適である。

【０００９】本発明の光磁気ディスクにおける基板上の
積層構造は、前記金属層を従来の３層構造ディスクに設
けた場合には、図１（ａ）〜（ｃ）に示すような４層ま
たは５層構造となり、従来の４層構造ディスクに設けた
場合は、図２（ａ）〜（ｃ）に示すような５層または６
層構造となる。前記金属層の材料としては、融点が高
く、記録層と混ざり合わないものが好ましく、光学的に
は、吸収係数（消衰係数）が小さい材料であると干渉効
果を減衰させないために好ましい。そして具体的には、
融点は５００℃以上、吸収係数は波長５００〜９００ｎ
ｍにおいて１．０以下の金属であればいずれのものでも
よく、特にＳｉまたはＧｅ、もしくは前記いずれかの金
属と他の金属との合金が好適である。

【００１０】前記金属層は、従来の光磁気ディスクにお
ける記録層や保護層、反射層等と同様に、蒸着法やスパ
ッタリング法等の従来公知の手段により形成される。

【００１１】

【作用】本発明の光磁気ディスクによれば、情報の記
録，消去時に記録層内に生じた熱の一部が、記録層の直
上または直下に存在する金属層に移動して、記録層外に
拡散されるため、記録層内温度が必要以上に上昇するこ
とを抑えることができ、記録層にかかる熱的ダメージを
減少することができる。

【００１２】すなわち、光磁気ディスクでは、光照射に
よる発熱で記録層（磁性膜）の磁気的状態を変化させ
て、微小磁区（ピット）の形成，消去を行うことによ
り、情報を記録，消去している。この記録，消去に最低
限必要な温度をＴ_thとすると、図３に示すように、記録
時には、記録層の領域のうちＴ_thを超えた部分Ａにピッ
トが形成され、消去時にはこの部分Ａのピットが消去さ
れる。

【００１３】そのため、従来の光磁気ディスクに、記録
信号として（エラーが生じない程度に）十分な大きさの
ピットを形成するためには、ピット内に大きな温度分布
が生じていた（図３のグラフａ）。すなわちピット内の
最高到達温度Ｔ_max ' とＴ_thとの温度差が大きく、記録
層の高温となった部分に非常に大きな熱的ダメージが及
んでいた。

【００１４】これに比べて、本発明の光磁気ディスクで
は、前記金属層の作用によりピット内の温度分布が平坦
になって、最高到達温度Ｔ_max を非常に低く抑えること
ができる（図３のグラフｂ）ため、記録層にかかる熱的
ダメージを減少することができる。これに加えて、前記
金属層は、従来構造の光磁気ディスクにおいて記録層の
上下に保護層として設けてある誘電体膜と、記録層との
間に介在されるため、前記保護層から記録層への不純物
の侵入を防ぐ役目も果たしている。

【００１５】すなわち、保護層としては、主に高温高湿
環境下における信頼性の観点から、一般にＳｉＯ_x 、Ａ
ｌ₂ Ｏ₃ 、ＴｉＯ₂ 、ＳｉＮ_x 、ＴｉＮ_x 、ＺｎＳ、ま
たはＳｉＮ_x Ｏ_Y 等の金属および半金属の酸化物、窒化
物、硫化物が単独で用いられるか、これらの混合物が用
いられている。これらの材料は酸素、窒素、硫黄等、記
録層に特性劣化を及ぼす元素を含んでいるため、これら
の材料が、記録，消去の繰り返しに伴う熱によって記録
層内へ侵入すると、エラー発生の原因となる。しかしな
がら、本発明の光磁気ディスクは、前記金属層の存在に
より、このような保護層から記録層への不純物の侵入が
防止される。

【００１６】また、前記金属層のうち、記録層の直上に
設けられたものは、基板上に層構造を施して光磁気ディ
スクを製造する際、成膜時のピーニング現象から記録層
を保護する役目も果たす。基板上に層構造を施す際の成
膜方法としては、生産性の観点からスパッタリング法が
採用されることが多いが、この方法では、成膜物質がエ
ネルギーを有した状態で付着される面に入射する。その
ため、既に堆積された膜面上にスパッタリング法で成膜
を行うと、既に堆積された膜に何らかの影響が及ぶこと
になる。

【００１７】すなわち、従来の光磁気ディスクの場合に
は、記録層の上にスパッタリング法で保護層を成膜する
と、保護層をなす誘電体材料（前述のような、記録層に
特性低下を及ぼす元素を含む材料）が記録層内に打ち込
まれる可能性があり、その結果、記録層の特性低下が生
じることになる。これに対して、本発明の光磁気ディス
クのうち、前記金属層が記録層の直上に設けてあるもの
は、このようなピーニング現象から記録層が保護され
る。

【００１８】本発明における金属層の厚みは、１〜１５
ｎｍであることが好ましい。１ｎｍ未満では、この金属
層に記録層内の熱を移動させて、記録層内の温度を下げ
る作用と記録層への有害物質の侵入を防ぐ作用とが十分
に発揮できない。１５ｎｍより厚いと、記録層への有害
物質の侵入を防ぐ作用は大きいが、記録層内の温度が下
がり過ぎて必要な温度（Ｔ_th）より低くなり、感度が低
下するため好ましくない。また、光学的特性にも影響を
及ぼし、コントラストが低くなる等の現象が出てくる。
前記金属層のより好ましい膜厚は、３〜７ｎｍである。

【００１９】

【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明する
が、本発明は、この実施例に限定されるものではない。
初めに、比較例１として、従来の４層構造の光磁気ディ
スクを作製し、これの繰り返し記録，消去に対する耐久
性を測定した。

【００２０】図４（ｂ）に示すように、案内溝を設けた
清浄なポリカーボネート製の透明基板１上に、厚さ９０
ｎｍのＳｉＮ_x 薄膜からなる保護層２、厚さ２０ｎｍの
ＴｂＦｅＣｏ合金薄膜からなる記録層３、厚さ２５ｎｍ
のＳｉＮ_x 薄膜からなる干渉層４、および厚さ６０ｎｍ
のＡｌ合金薄膜からなる反射層５を、順次スパッタリン
グ法により成膜して積層し、反射層５の表面を紫外線硬
化型樹脂で被覆した。このようにして作製した片面ディ
スクを二枚、記録面を内側にしてホットメルト接着剤で
接着することにより、全面密着構造の光磁気ディスクを
作製した。

【００２１】この光磁気ディスクを駆動装置（レーザ光
の波長λ＝７８０ｎｍ、対物レンズの開口数ＮＡ＝０．
５３）にかけて線速度２．８３ｍ／ｓで回転させ、２−
７ＲＬＬ変調の３Ｔに相当する信号（１．８５ＭＨｚ、
Ｄｕｔｙ２５）を記録した。この時のＣ／Ｎの最大値は
４８．５ｄＢであり、この値を初期Ｃ／Ｎ最大値とし
た。なお、記録に必要なレーザパワー（記録パワー）は
５ｍＷであった。

【００２２】次いで、種々のレーザパワー（９、１０、
１１、１２ｍＷ）で同一トラックにおける記録，消去を
繰り返し行い、Ｃ／Ｎの低下の様子を調べた。その結果
を図６に示す。そして、この結果から、Ｃ／Ｎが前記初
期値（４８．５ｄＢ）から２ｄＢ低下する繰り返し回数
（これを寿命と設定）を、各レーザパワー値に対してプ
ロットしたグラフを図７に示す。図７のグラフによれ
ば、記録，消去を１０³回繰り返しても寿命に達しない
レーザパワー（これを、『１０³ 回繰り返し限界パワ
ー』と称する）は８．８ｍＷであった。

【００２３】次に実施例１〜６として、Ｓｉからなる金
属層を記録層の直上に設けた光磁気ディスクを作製し
て、これの繰り返し記録，消去に対する耐久性を測定し
た。すなわち、図２（ａ）に示すように、案内溝を設け
た清浄なポリカーボネート製の透明基板１上に、厚さ９
０ｎｍのＳｉＮ_x 薄膜からなる保護層２、厚さ２０ｎｍ
のＴｂＦｅＣｏ合金薄膜からなる記録層３、所定厚み
（0.７、１、５、10、15、18ｎｍ）のＳｉからなる金属
層６、厚さ２５ｎｍのＳｉＮ_x 薄膜からなる干渉層４、
および厚さ６０ｎｍのＡｌ合金薄膜からなる反射層５
を、順次スパッタリング法により成膜して積層し、前記
比較例１と同様の処理を施して各光磁気ディスクを作製
した。

【００２４】このようにして得られた各光磁気ディスク
を前述の駆動装置にかけ、前記比較例１と同様にして、
初期Ｃ／Ｎ最大値、記録パワー、１０³ 回繰り返し限界
パワーを測定し、１０³ 回繰り返し限界パワーについて
は比較例１に対する比を計算した。その結果を、比較例
１の結果とともに表１に示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】この結果より、記録層の直上にＳｉ層を設
けた実施例１〜６の光磁気ディスクは、Ｓｉ層のない比
較例１のものと比べて、繰り返し耐久性が大幅に向上し
ていることがわかる。特に、Ｓｉ層の厚みが１ｎｍ以上
であると、比較例１の結果と比較して、繰り返し耐久性
を示す１０³ 回繰り返し限界パワーが一割以上向上でき
る。Ｓｉ層が１５ｎｍより厚いものでは、干渉効果が減
少して、初期Ｃ／Ｎ最大値の低下が見られるとともに、
Ｓｉ層による熱拡散効果が大きすぎて記録層の感度が低
下し、記録，消去に大きなパワーが必要となり好ましく
ない。

【００２７】また、この結果から、記録層の直上におい
て接するＳｉ層を設けた光磁気ディスクでは、Ｓｉ層の
厚みが３〜７ｎｍであると、初期Ｃ／Ｎ最大値および記
録層の感度に影響を及ぼすことなく、繰り返し耐久性を
大幅に向上できると予想される。さらに、実施例７とし
て、Ｇｅからなる金属層を記録層の直上に設けた光磁気
ディスクを作製して、これの繰り返し記録，消去に対す
る耐久性を測定した。

【００２８】すなわち、実施例３におけるＳｉ層６の代
わりに、同じ厚み（５ｎｍ）のＧｅ層６を設けた以外
は、すべて実施例３と同様にして光磁気ディスクを作製
した。この光磁気ディスクについて、前記比較例１と同
様にして、初期Ｃ／Ｎ最大値、記録パワー、１０³ 回繰
り返し限界パワーを測定した。加えて、実施例８とし
て、Ｓｉからなる金属層を記録層の直上と直下との両方
に設けた光磁気ディスクを作製して、これの繰り返し記
録，消去に対する耐久性を測定した。

【００２９】すなわち、図２（Ｃ）に示すように、案内
溝を設けた清浄なポリカーボネート製の透明基板１上
に、厚さ９０ｎｍのＳｉＮ_x 薄膜からなる保護層２、厚
さ５ｎｍのＳｉからなる金属層６ａ、厚さ２０ｎｍのＴ
ｂＦｅＣｏ合金薄膜からなる記録層３、厚さ５ｎｍのＳ
ｉからなる金属層６ｂ、厚さ２５ｎｍのＳｉＮ_x 薄膜か
らなる干渉層４、および厚さ６０ｎｍのＡｌ合金薄膜か
らなる反射層５を、順次スパッタリング法により成膜し
て積層し、前記比較例１と同様の処理を施して各光磁気
ディスクを作製した。

【００３０】このようにして得られた各光磁気ディスク
を前述の駆動装置にかけ、前記比較例１と同様にして、
初期Ｃ／Ｎ最大値、記録パワー、１０³ 回繰り返し限界
パワーを測定し、１０³ 回繰り返し限界パワーについて
は比較例１に対する比を計算した。これら実施例７，８
の結果を、比較例１，実施例３の結果とともに、表２に
示す。

【００３１】

【表２】

【００３２】この結果より、実施例７のＧｅ層を設けた
光磁気ディスクは金属層のない比較例１のものと比べ
て、繰り返し耐久性が２５％程度向上していることがわ
かる。また、初期Ｃ／Ｎ最大値、記録パワーは比較例１
とほとんど変わらず、記録特性の低下は見られなかっ
た。また、実施例８のＳｉ層を記録層の上下に設けたも
のは、Ｓｉ層のない比較例１の結果と比較して繰り返し
耐久性が３９％向上でき、Ｓｉ層が記録層の直上にのみ
設けてある実施例３と比較して９％程度向上している。
また、記録特性については、比較例１と比べて、初期Ｃ
／Ｎ最大値が０．３ｄＢ低下し、記録パワーは０．３ｍ
Ｗ大きくなり、わずかな記録特性の低下が見られたが、
各種駆動装置によるテストにおいて特にエラーが生じる
ことはなかった。

【００３３】さらに、実施例９として、従来の３層構造
ディスクに、Ｓｉからなる金属層を記録層の直上に設け
た光磁気ディスクを作製して、これの繰り返し記録，消
去に対する耐久性を測定した。すなわち、図１（ａ）に
示すように、案内溝を設けた清浄なポリカーボネート製
の透明基板１上に、厚さ８０ｎｍのＳｉＮ_x 薄膜からな
る保護層２、厚さ８０ｎｍのＴｂＦｅＣｏ合金薄膜から
なる記録層３、厚さ５ｎｍのＳｉからなる金属層６、厚
さ８０ｎｍのＳｉＮ_x 薄膜からなる保護層４を、順次ス
パッタリング法により成膜して積層し、前記比較例１と
同様の処理を施して、各光磁気ディスクを作製した。

【００３４】また、これの比較例として、前記層構造か
らＳｉからなる金属層６を除いた、従来の３層構造の光
磁気ディスクを作製した。すなわち、図４（ａ）に示す
ように、案内溝を設けた清浄なポリカーボネート製の透
明基板１上に、厚さ８０ｎｍのＳｉＮ_x 薄膜からなる保
護層２、厚さ８０ｎｍのＴｂＦｅＣｏ合金薄膜からなる
記録層３、厚さ８０ｎｍのＳｉＮ_x 薄膜からなる保護層
４を、順次スパッタリング法により成膜して積層し、前
記比較例１と同様の処理を施して、各光磁気ディスクを
作製した。これを、比較例２とする。

【００３５】このようにして得られた各光磁気ディスク
について、前記比較例１と同様にして、初期Ｃ／Ｎ最大
値、記録パワー、および１０³ 回繰り返し限界パワーを
測定し、１０³ 回繰り返し限界パワーについては比較例
２に対する比を計算した。その結果を、比較例２との比
較において表３に示す。

【００３６】

【表３】

【００３７】この結果より、記録層の直上において接す
るＳｉ層を設けた実施例９の光磁気ディスクは、Ｓｉ層
のない比較例２のものと比べて、繰り返し耐久性が２４
％と大幅に向上していることがわかる。また、記録特性
の低下もみられなかた。

【００３８】

【発明の効果】以上説明してきたように、 本発明の光
磁気ディスクによれば、情報の記録，消去時に記録層内
に生じた熱の一部が、記録層の直上または直下に存在す
る金属層に移動，拡散されるため、記録層にかかる熱的
ダメージを減少することができる。その結果、記録層の
記録，消去に対する繰り返し耐久性を向上させることが
できる。そして、前記金属層をなす材料と金属層の厚み
を特定することにより、記録感度や信号対雑音比を高く
保持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光磁気ディスクの積層構造を示す断面
図である。

【図２】本発明の光磁気ディスクの積層構造を示す断面
図である。

【図３】記録層に形成されるピットＡの温度分布を、本
発明の光磁気ディスクと従来の光磁気ディスクとについ
て示すグラフである。

【図４】従来の光磁気ディスクの積層構造を示す断面図
である。

【図５】消去のレーザパワー範囲を示すグラフである。

【図６】種々のレーザパワーについて、記録，消去の繰
り返し回数に対するＣ／Ｎの低下の様子を調べた比較例
１の結果を示すグラフである。

【図７】図６の結果に基づき作成した、レーザパワー値
に対する初期Ｃ／Ｎが最大値より２ｄＢ低下する繰り返
し回数を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 透明基板 ３ 記録層 ６ 金属層 ６ａ 金属層 ６ｂ 金属層

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明基板上に、光照射による発熱で磁気
   特性が変化する材料からなる記録層を設けてなる光磁気
   ディスクにおいて、前記記録層の直上と直下とのいずれ
   か一方または双方に、金属層を設けたことを特徴とする
   光磁気ディスク。
2. 【請求項２】 前記金属層の厚みが１〜１５ｎｍである
   請求項１記載の光磁気ディスク。
3. 【請求項３】 前記金属層が、ＳｉまたはＧｅ、もしく
   は前記いずれかの金属と他の金属との合金からなる請求
   項１または２に記載の光磁気ディスク。