JPH06111394A - 光磁気ディスク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】凹凸の案内溝をもつディスク基板上に少なくと
も無機誘電体膜と光磁気記録膜を有する光磁気記録媒体
において、無機誘電体膜は光の吸収特性が異なる複数種
類の部分よりなり、その光の吸収特性の異なる部分をデ
ィスクの半径方向に交互になるように設けた光ディスク
を用いて記録，再生、或いは消去を行う。 【効果】高密度記録を実現できる。また、磁区幅が一定
であるため、長さのみを制御すればよく、制御の精度を
大きく向上させることができ、光の吸収特性の違いを利
用してディスク上の位置決めを行うこともできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光を用いて記
録，再生、或いは消去を行う光磁気記録に係り、特に、
超高密度光磁気記録に有効な光磁気記録媒体の構造及び
その記録方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の高度情報化社会の進展にともな
い、高密度大容量のファイルメモリへのニーズが高まっ
ている。その中で、光磁気記録は書換えやランダムアク
セスが可能であるため、画像ファイルや文書ファイルと
して応用されている。現在第一世代ディスクが製品化さ
れ、さらに高性能化を目指して研究開発が活発に行われ
ている。その一つに記録密度の更なる高密度化をあげる
ことができる。そのための手法として、波長の短いレー
ザ光を用いて、微小な磁区を形成し、それを再生するこ
とが最も一般的である。この他に、アイリスタに代表さ
れるように再生時に近接する記録磁区をマスクして実質
的に分解能をあげることにより、記録容量をさらに高密
度化した例が報告されている。特に、前者の波長の短い
レーザ光を用いて記録密度を向上させた例として特開平
1−251356 号公報をあげることができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、再
生時に用いる光スポットの形状に影響されたり、記録磁
区が近接することにより信号クロストークが生じるた
め、分解能が低下する場合があった。さらに、高密度記
録にとって重要である記録される磁区の幅や長さなどの
磁区形状を制御する場合に、媒体ばらつきや装置ばらつ
きなどを考えるとその制御は困難な場合がある。

【０００４】本発明の目的は、光記録層に形成されてい
る記録点の形状にかかわらず、超高密度記録が可能な光
ディスクを提供することにある。また、容易にガイドト
ラックを形成する手法を提供し、ディスクの価格低減を
図ること、及び、量産化に好適なプロセスを提供するこ
とにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】少なくともレーザ光と外
部印加磁界とを用いて記録，再生、或いは消去を行う光
磁気記録において、凹凸の案内溝を有するディスク基板
上に少なくとも無機誘電体膜と光磁気記録膜を有する光
磁気記録媒体において、さらにその無機誘電体膜の有す
る光の吸収特性が異なる複数種類の部分よりなり、その
光の吸収特性の異なる部分をディスクの半径方向に交互
になるように設けた光ディスクを用いて記録，再生、或
いは消去を行えば良い。

【０００６】ここで、上記無機誘電体膜は、光の吸収特
性として、用いるレーザ光の波長に対して吸収を有する
部分と吸収しない部分の二つの部分からなる。特に、情
報を記録するトラック部分の無機誘電体材料の光吸収特
性として再生光及び記録光の波長において光吸収がな
く、情報を記録するトラックとトラックの中間部分では
記録光に対して光吸収を有する材料を用いれば良い。こ
の差を利用することにより記録した磁区の分解能を向上
させることができる。すなわち、再生光の波長では磁区
が形成されている部分のみ再生できるので、たとえトラ
ックより大きな磁区が形成されていた場合でも、トラッ
ク以外の部分には再生光は透過しないので再生されるの
はトラック部分だけとなる。もちろん再生光と同じ波長
で記録または消去しても良い。

【０００７】上記無機誘電体の材料としては、窒化シリ
コン，酸化珪素，窒化アルミニウムを主体とする化合物
を用いればよい。また、無機誘電体膜の光の吸収特性の
制御は、膜の組成を制御することにより行うことができ
る。例えば窒化シリコン，酸化珪素，窒化アルミニウム
を主体とする化合物においてシリコンもしくはアルミニ
ウムと窒素もしくは酸素との組成比を制御する。この他
に、光の吸収特性を制御するのに、窒化シリコン，酸化
珪素，窒化アルミニウムを主体とする化合物において、
シリコンもしくはアルミニウム以外の金属元素を添加し
てもよい。その金属元素としてはＴｉ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｃ
ｒ、及びＣｏを用いることが好適である。これらの元素
の添加効果は光の吸収特性を制御する効果以外に、ピン
ホール密度の低減や熱伝導率の制御による磁区形状の制
御にも効果が有る。ここで、無機誘電体膜内に光吸収特
性の分布を形成するために、先の元素を添加する方法と
してイオンビームにより打ち込むなどの手法を用いれば
良い。

【０００８】光吸収の異なる部分は同心円状やスパイラ
ル状に形成すれば良い。これにより高密度光記録が実現
できる。

【０００９】また、この無機誘電体膜内に光吸収特性の
分布を形成することにより、反射率や位相の分布が形成
されるので、この分布をフォトディテクタを用いて検出
することにより、情報の位置合わせを行うことができ
る。また、形成される磁区の形状を屈折率の等しい範囲
内いっぱいに形成するとヘッドから見た磁区の形状は常
に一定の幅であり、長さのみを制御すれば良く、それに
より高精度で磁区長の制御ができるので、ピットエッジ
記録により高密度記録を実現できる。さらに、消し残り
等がヘッドから見てマスクされている部分にあったとし
ても、エラーやノイズの原因にならないので、ディスク
の信頼性の向上及び回路の簡素化を図ることもできる。

【００１０】

【作用】用いるレーザ光の波長に対して吸収を有する部
分と吸収しない部分の異なる光学的特性を有する二つの
部分からなる無機誘電体材料を用いる。その光学的特性
として情報を記録するトラック部分の無機誘電体材料の
光吸収特性として再生光及び記録光の波長において光吸
収がなく、情報を記録するトラックとトラックの中間部
分では記録光に対して光吸収を有する材料を用いれば良
い。この差を利用することにより記録した磁区の分解能
を向上させることができる。すなわち、再生光の波長で
は磁区が形成されている部分のみを再生できるので、た
とえトラックより大きな磁区が形成されていた場合で
も、トラック以外の部分には再生光は透過しないので再
生されるのをトラック部分だけとすることにより分解能
を向上させることができる。これにより高密度光記録が
実現できる。この光吸収特性の違いを利用して、情報の
位置決めを行うこともできる。これにより、作製プロセ
スの簡素化が図れるため、ディスクの低価格化及び量産
化を実現できる。

【００１１】

【実施例】本発明の詳細を実施例と図を用いてさらに詳
細に説明する。まず、用いた誘電体材料の光吸収特性を
図１に示す。窒化シリコンを誘電体材料として用い、そ
の窒素とシリコンとの比を変化させて光吸収特性を制御
した。そして、膜の作製は次のように行った。すなわ
ち、Ｓｉをターゲットに用い、Ａｒ／Ｎ₂ 混合標準ガス
を雰囲気ガスとして使用し、反応性スパッタ法により成
膜した。そして、膜の光吸収特性は窒素とシリコンとの
組成比の制御により行い、組成比のコントロールは雰囲
気ガス中の窒素濃度を変化させてスパッタすることによ
り行った。

【００１２】図１より、膜(Ｉ)は５５０ｎｍより短い波
長で光が透過しなくなり、また、膜(II)は４００ｎｍ以
下の波長の光が透過しないことがわかる。

【００１３】この光の吸収特性の異なる２種類の膜を用
いてディスクを作製した。その断面構造を示す模式図を
図２に示す。先に示したように、この光吸収特性は雰囲
気ガス中の窒素濃度を変化させることにより任意に選ぶ
ことができるので、用いるレーザ光の波長により選択す
れば良い。本実施例では記録には波長５３０ｎｍのレー
ザ光を、再生には４５０ｎｍのレーザ光をそれぞれ用い
た。

【００１４】ディスクの作製は、スパッタ法を用いて行
った。まず、凹凸の案内溝を有するガラスやプラスチッ
クのディスク基板１上に窒化シリコン膜２を形成した。
その時の作製条件は、ターゲットに純Ｓｉを放電ガスに
Ａｒ／Ｎ₂ 混合ガスをそれぞれ用い、放電ガス圧力が１
０ｍTorr，投入ＲＦ電力が６.６ｍＷ／cm²でスパッタし
た。次に、イオン打ち込み法によりディスク面に対して
同心円状もしくはスパイラル状に光の吸収特性の異なる
部分を設けた。ここで、その膜厚は５５ｎｍである。

【００１５】その上に、光磁気記録膜３としてTbFeCoＮ
b 膜を２０ｎｍの膜厚に形成した。その時の条件はTbFe
CoＮb 合金をターゲットにＡｒを放電ガスにそれぞれ用
い、放電ガス圧力が５ｍTorr，投入ＲＦ電力が４.２ｍ
Ｗ／cm²でスパッタした。この膜のキュリー温度は３０
０℃、補償温度は１００℃、保磁力は１０ｋＯｅであ
る。つづいて、誘電体膜４として窒化シリコン膜を形成
した。この膜の膜厚は２０ｎｍで、屈折率は１.７０ で
ある。そして、最後に金属層５としてＡｌＴｉ合金膜を
形成した。その時の条件はＡｌＴｉ合金をターゲットに
Ａｒを放電ガスにそれぞれ用い、放電ガス圧力が５ｍTo
rr，投入ＲＦ電力が３.６ｍＷ／cm²でスパッタした。こ
の膜の膜厚は４０ｎｍで、反射率は８５％である。ここ
ではＡｌＴｉ合金を用いたが、さらに再生信号出力を増
大させるためには反射率が高い材料を用いても良い。そ
して、最後に記録媒体表面を紫外線硬化型樹脂で表面コ
ートすることにより保護した。

【００１６】このディスクを用いて記録及び再生を行
い、再生信号出力のレーザパワー依存性を測定した結果
を図３に示す。まず、(１，７)変調方式により記録し
た。また、ピットエッジ記録方式により記録した場合の
(１，７)変調方式の最短パターンの１.３３Ｔ を記録し
た。そのときのＳ／Ｎを測定したところ、２５ｄＢが得
られた。

【００１７】図４に上記記録後の磁区形状を偏光顕微鏡
により観察した結果を示す。この図から、微小ドメイン
でも良好形状を有していることがわかる。この形状は記
録パルスの波形には依存していなかった。また、磁区の
形状も記録時の制御を行わなくてもエッジ記録を考えて
も、記録パルスの波形に依存しないで磁区幅及びエッジ
の形状が一定であり、そのため再生波形の特に立上り部
分の勾配が一定であるため、エッジシフトで±２ｎｓ以
下に制御できた。その結果、本構造のディスクを用い
て、２波長のビームを用いることにより、高密度記録を
実現できるので、好適な手法であった。この時の磁区幅
は高密度記録を念頭に置き、スポットサイズとトラック
オフセットを考慮して０.５５μｍ とした。しかし、再
生時のことを考慮すると、隣接トラックへ記録した磁区
がはみださなければ記録時の精密な制御を行わなくても
良い。これにより記録制御回路計が簡素化でき、価格低
減に役立つ。また、消去の磁区幅は再生時のディスク上
の窓幅とトラックオフセットを考慮して決定すれば良
い。消去光の波長は記録時の波長と同一のものを用い
る。また、情報の再生時には記録や消去に用いる光より
波長の短い光を用いることにより、分解能が向上するの
で、記録密度の向上に有効である。本実施例では光変調
方式により記録した場合について述べたが、磁界変調記
録方式に対しても利用できる。

【００１８】

【発明の効果】本発明によれば、光の吸収特性の違いと
用いる波長との組合せにより、高密度記録を実現でき
る。さらに、エッジ記録を用いることにより記録密度を
向上させることができる。その場合、どのような方式で
記録しても形成される磁区の形状は一定であり、しかも
磁区幅が一定であるため、長さのみを制御すればよく、
制御の精度を大きく向上させることができる。また、光
の吸収特性の違いを利用してディスク上の位置決めを行
うこともできる。これにより、ディスクの作製プロセス
の簡素化が図れ、ディスクの低価格化及び量産化を図る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】誘電体材料の光吸収特性図。

【図２】光磁気ディスクの断面図。

【図３】再生信号出力のレーザパワー依存性を示す特性
図。

【図４】偏光顕微鏡により観察した記録磁区の形状の説
明図。

【符号の説明】

１…ディスク基板、２…窒化シリコン膜、３…光磁気記
録膜、４…窒化シリコン膜、５…金属層。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくともレーザ光と外部印加磁界とを用
   いて記録，再生、或いは消去を行う光磁気記録におい
   て、凹凸の案内溝をもつディスク基板上に少なくとも無
   機誘電体膜，光磁気記録膜を形成し、さらに前記無機誘
   電体膜の有する光の吸収特性が異なる複数種類の部分よ
   りなり、その光の吸収特性の異なる部分をディスクの半
   径方向に一定間隔で交互になるように設けたことを特徴
   とする光磁気ディスク。
2. 【請求項２】請求項１において、光の吸収特性或いは分
   光特性の異なる複数種類の部分をディスクの半径方向に
   交互になるように設け、その間隔がある一定間隔であ
   り、それをディスク面上で同心円状或いはスパイラル状
   に形成した光磁気ディスク。
3. 【請求項３】請求項１において、用いるレーザ光に対し
   て吸収を有する部分と吸収しない部分の２種類からなる
   二つの部分よりなり、その部分がディスク面上で同心円
   状或いはスパイラル状に形成した光磁気ディスク。
4. 【請求項４】請求項１において、前記無機誘電体膜の材
   料として窒化シリコン，酸化珪素，窒化アルミニウムを
   主体とする化合物を用いた光磁気ディスク。
5. 【請求項５】請求項３において、光の吸収特性を制御す
   るのに膜の組成を制御することにより行い、窒化シリコ
   ン，酸化珪素，窒化アルミニウムを主体とする化合物に
   おいてシリコンもしくはアルミニウムと窒素もしくは酸
   素との組成比を制御した光磁気ディスク。
6. 【請求項６】請求項１，２または４において、光の吸収
   特性を制御するのに、窒化シリコン，酸化珪素，窒化ア
   ルミニウムを主体とする化合物でシリコンもしくはアル
   ミニウム以外の金属元素を添加し、その金属元素として
   Ｔｉ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｃｒ、及びＣｏを添加した光磁気デ
   ィスク。
7. 【請求項７】請求項１，２，３，４，５または６に記載
   の光磁気ディスクを用い、レーザ光として２種類の波長
   の異なる光源を備え、記録時と再生時とで異なる波長の
   レーザ光を用い、前記無機誘電体膜で記録点を形成する
   位置における無機誘電体膜が記録光及び再生光を吸収せ
   ず、近接する位置の無機誘電体膜は少なくとも再生光を
   吸収する光磁気ディスクの記録方式。
8. 【請求項８】請求項１，２，３，４，５または６におい
   て、前記無機誘電体膜の光吸収特性の違いを用い、さら
   に優位には反射率の違いおよび／または光の位相の違い
   を利用して情報の位置決めを行なった光磁気ディスクの
   構造及び記録方式。