JPH0883444A

JPH0883444A - 光記録媒体及びその作製方法並びにその記録方法

Info

Publication number: JPH0883444A
Application number: JP6215959A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Kudo; 嘉彦工藤; Masahiro Orukawa; 正博尾留川
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-09-09
Filing date: 1994-09-09
Publication date: 1996-03-26

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は光記録媒体に関するもので、高密度
に記録された再生専用ディスク及びライトワンスディス
クを提供することを目的とする。【構成】記録情報に応じて、基板上に形成された記録
膜の保磁力を異ならせる構成とする。具体的には、基板
の面粗さ，記録膜の組成あるいは結晶粒径等を記録情報
に応じて一定量異ならせる。【効果】再生専用，ライトワンスディスクにおいて、
再生スポットの一部のみから信号を再生することがで
き、超解像再生が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は情報の記録に用いる光記
録媒体に関するものである。特に、コンピュータの外部
記憶装置、映像あるいは音声の記録装置、ゲーム機等の
記憶装置、あるいはこれらを統合したマルチメディア等
に用いられるものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、再生専用の光記録媒体は、ＣＤ、
ＬＤ、ＣＤ−ＲＯＭなど、音声、映像、データファイ
ルようとして、広く普及している。しかしながら、今日
の光記録媒体の普及に伴い、その取り扱うデータが広汎
になると共に、更に高密度化に対する要求が強まってい
る。

【０００３】その解決策の一つとして、再記録可能な光
記録媒体では、以下に述べる方法により、レーザースポ
ット径以下の小さな記録ドメインを再生する方法が提案
されている。これは、記録膜と再生膜を別個に設けた構
成とし、再生ビーム照射領域の中の一部の限られた狭い
領域でのみ、記録膜に記録されている情報が再生膜に転
写される状態を形成しながら再生する方法で、超解像再
生と呼ばれる方法である。

【０００４】これは、特開平03-93058に示されている方
式で、基本的には高保磁力の記録膜と低保磁力の再生膜
の２層の垂直磁化膜で構成され、各磁性膜間には交換結
合力が作用している構成となっている。次に、この構成
の光記録媒体の再生原理を簡単に説明する。室温では、
強力な外部磁界（３Koe以上）により、再生膜の磁化の
みが一方向に揃えられる。一方、再生光が照射され、一
定温度以上に昇温した領域では再生膜の保磁力は急激に
低下し、交換結合作用により記録膜中の記録ドメインが
磁化の向きとして再生膜に転写される。従って、再生光
スポット内で一定温度以上に昇温した再生膜部分からの
み記録ドメインが検出，再生され、一定温度まで昇温さ
れていない部分からは全く信号が再生されないこととな
る。

【０００５】この方式は、従来の光磁気記録のように、
ユーザーが記録する光記録媒体には有効な手段である
が、再生専用の光記録媒体には適用されない。再生専用
の光記録媒体に対し、超解像再生を行う方法としては、
固相状態の反射率と液相状態の反射率の違いを利用する
方法がある（安田ほか、インターナショナルシンホ゜シ゛ウムオフ゜チカルメモ
リーアント゛オフ゜チカルテ゛ータストレッシ゛／Yasuda etal. Internati
onal Symposium Optical Memory and Optical Data St
orage '93 Th3.2, 1993 ）。この光記録媒体は、位相ピ
ットの形で情報が記録された基板上にＧｅＳｂＴｅ膜を
設け、更に熱的感度を改善するために反射膜を積層した
構成となっている。

【０００６】次に、この構成の光記録媒体の再生原理を
簡単に説明する。基板側より光を投入して再生する場
合、低温部分では、ＧｅＳｂＴｅが固相状態であり、Ｇ
ｅＳｂＴｅの反射率が大きいため、基板上の位相ピット
情報を反映した反射光が得られる。しかしながら、再生
光によって一定温度以上に昇温した部分では、ＧｅＳｂ
Ｔｅが液相状態となり、ＧｅＳｂＴｅの反射率が激減す
るため、基板上の位相ピット情報を反映した反射光が極
めて小さくなる。従って、位相ピット信号は、再生光ス
ポット内の低温部からのみ検出，再生されことになり、
再生専用光記録媒体において、超解像再生が可能とな
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような再生専用の超解像再生媒体の構成では以下に掲げ
る欠点を有している。

【０００８】第１の欠点は、常にＧｅＳｂＴｅの液相状
態にまで昇温しながら再生するために、再生時に数百度
以上（上記例では、６００℃以上）に加熱しなければな
らず、再生専用でありながら極めて大きなパワーが要求
されるということである。このことは、高出力レーザー
が必要とされるのみならず、繰り返し再生に伴う基板の
熱劣化によるノイズ上昇、あるいはＧｅＳｂＴｅ膜自身
の特性劣化による再生ＳＮ比の低下を招くという課題が
ある。

【０００９】また、第２の課題は、光ビーム照射領域の
高温部をマスクし、低温部のみを再生するため、隣接ト
ラックのクロストークを拾い易く、トラックピッチを詰
めることが困難であるという課題がある。

【００１０】また、第３の課題として、一部が再生専用
であり他の部分が再記録可能な記録媒体、いわゆるパー
シャルＲＯＭとしての使用、あるいは再生専用のアドレ
ス情報，管理情報をもつ書換え可能なデータファイルと
しての使用と、超解像再生機能の両立が困難であること
が挙げられる。すなわち、ＧｅＳｂＴｅ膜自体は結晶状
態と非晶質状態の可逆変化を用いる書換え可能な記録膜
であるが、これを超解像再生するためには、常にこの膜
を液相状態にしながら、つまり情報が記録されていたに
しても、それを消去しながら再生することとなり、相変
化記録された情報は２度と再生が不可能となる。

【００１１】本発明は上記課題に鑑み、低い動作温度で
超解像再生動作が可能で、しかもトラックピッチを詰め
ることができ、更に書換え可能な記録媒体と同一面上に
配置することが可能な再生専用の光記録媒体を提供する
ものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の一つの光記録媒体は、基板上の少なくとも
一部の領域を、記録情報に対応して、面粗さが一定値だ
け異なる部分から構成し、前記基板上に形成された記録
膜の保磁力をそれぞれの部分において異ならせるという
構成を備えたものである。

【００１３】また、本発明の別の光記録媒体は、少なく
とも一部の領域に、記録情報に対応して、記録膜である
磁性膜の組成を変化させることによって磁気異方性の大
きさが異なる部分を形成することにより、前記記録膜の
保磁力をそれぞれの部分において異ならせるという構成
を備えたものである。

【００１４】さらに、本発明の別の光記録媒体は、少な
くとも一部の領域に、記録情報に対応して、記録膜中の
透過電子顕微鏡によって観察される微細構造（組成，密
度，結晶性などの揺らぎに由来する）あるいは結晶粒の
大きさを異ならせた部分を形成することにより、前記記
録膜の保磁力をそれぞれの部分において異ならせるとい
う構成を備えたものである。

【００１５】さらに、本発明の前記光記録媒体への記録
方法は、情報記録時に、記録膜を構成する積層された磁
性膜と添加元素の膜を相互に拡散させうる光強度で記録
することにより、記録情報に対応して、磁気異方性の
大きさの異なる部分を形成し、前記記録膜の保磁力をそ
れぞれの部分において異ならせるという構成、または記
録膜中の透過電子顕微鏡によって観察される微細構造あ
るいは結晶粒の大きさを成長させうる光強度で記録する
ことにより、記録情報に対応して、前記微細構造ある
いは結晶粒の大きさが異なる部分を形成し、前記記録膜
の保磁力をそれぞれの部分において異ならせるという構
成を備えたものである。

【００１６】

【作用】本発明は上記した構成によって低い動作温度で
超解像再生動作が可能で、しかもトラックピッチを詰め
ることができる高ＳＮ比の再生専用の光記録媒体もしく
はライトワンスの光記録媒体を提供するもので、しかも
書換え可能な記録媒体と同一面上に配置することが可能
となる。

【００１７】その原理についてもう少し詳しく述べる。
まず、記録膜の保磁力を変化させる手段について説明す
る。

【００１８】記録膜である磁性膜中に透過電子顕微鏡に
よって観察される組成，密度，結晶性等のゆらぎに由来
する微細構造や結晶粒界が存在すると、その部分で膜中
の均質性が損なわれるために磁壁エネルギーに乱れが生
じる。ここで、磁壁エネルギーは磁壁に蓄えられるエネ
ルギーであるから、磁壁エネルギーが位置により変化す
る場合は、磁壁を移動させるためにはその微分値で表さ
れる力が必要になる。一方、磁壁は磁化の源であるスピ
ンの向きが徐々に遷移していく領域であって、一定の幅
を有するから、微細構造や結晶粒の大きさが磁壁の幅よ
り小さくなれば、磁壁内でそれらに起因する不均質性が
平均化される結果、それらと磁壁との相互作用は小さく
なり、磁壁の移動は容易になる。

【００１９】また、結晶質磁性膜において結晶磁気異方
性が大きい場合には、各結晶粒内の磁化は、それぞれの
磁化容易軸方向に向き易い。通常の多結晶膜では、各結
晶粒の結晶面の向き（すなわち磁化容易軸の向き）がラ
ンダムに分布しているので、磁性膜を一方向に磁化させ
ようとすると、各結晶粒毎に異なる向きの磁化が回転し
ながら一方向に揃っていく過程をとる。ここで、結晶粒
の大きさが磁壁の幅より充分大きいと、各結晶粒の境界
に磁壁が存在し易くなって磁壁の移動が妨げられるのに
対して、結晶粒の大きさが磁壁の幅より小さくなれば、
磁壁が複数の結晶粒にまたがるので、各結晶粒の結晶磁
気異方性が磁壁内で平均化される結果、磁壁との相互作
用は小さくなり、磁化させ易くなる。

【００２０】すなわち、磁壁の幅と微細構造や結晶粒の
大きさとの一定の大小関係により、保磁力を変化させる
ことが可能となる。

【００２１】ところで、基板上に一定の面粗さが存在す
ると、その上にスパッタ法や蒸着法等で形成される磁性
膜はその形成過程において、その粗面を構成する各微小
面方向に方向性を持って成長する性質がある。粗面を構
成する微小面は様々な方向性を有するので、粗面上に形
成された磁性膜はその微小面の境界付近で、密度，結晶
性等において不均質なものとなる。また、大きな結晶磁
気異方性を有する結晶質磁性膜が粗面上に形成される
と、各結晶粒の向き（すなわち磁化容易軸の向き）がバ
ラバラになる。

【００２２】従って、基板上に一定の面粗さが存在する
場合、その上に形成された磁性膜中には、その面粗さを
反映した密度，結晶性等のゆらぎに由来する微細構造や
結晶粒界が発生することになる。

【００２３】かかる微細構造や結晶粒界が存在すると、
前述の如く、磁壁の幅と微細構造や結晶粒の大きさとの
一定の大小関係により、保磁力を変化させることが可能
となる。

【００２４】ただし、前記微細構造や結晶粒の大きさが
一定以上になると、光学的再生の際にノイズとして検出
され、再生ＳＮ比を低下させてしまう。従って、前記微
細構造，結晶粒の大きさは、ノイズ発生の原因とならな
いように一定寸法以下である必要がある。

【００２５】さらに、磁性膜にある種の元素を添加する
と、その磁性膜の磁気異方性が増加または減少する場合
がある。例えば、希土類−遷移金属系磁性膜や３ｄ遷移
金属系磁性膜に重希土類金属元素や他の３ｄ遷移金属元
素を添加した場合である。一般に、保磁力の大きさと磁
気異方性の大きさとは正の関係にあり、ほぼ同一の材料
では磁気異方性が大きければ保磁力も大きくなり、磁気
異方性が小さければ保磁力も小さくなる。従って、記録
膜である磁性膜中に組成変化による磁気異方性の異なる
部分が存在すると、それぞれの部分で保磁力を変化させ
ることが可能となる。

【００２６】次に、本願発明にかかる光記録媒体の再生
原理について説明する。図１において、１１は光磁気膜
からなる記録膜で記録情報に対応した低保磁力部１１ａ
と高保磁力部１１ｂとで構成されている。１２は再生光
スポットであり、１３は初期化のための磁界、１４はバ
イアス磁界である。また、曲線１５は再生時の光磁気膜
の温度を示す曲線で、再生光スポット１２の位置に対応
している。また、曲線１６は高保磁力部１１ｂの保磁力
の温度特性を示し、曲線１７は低保磁力部１１ａの保磁
力の温度特性を示す。

【００２７】再生時には、再生光照射に先だって初期化
磁界１３にて、光磁気膜は一様に上向き（または下向
き）に磁化される。このとき、初期化磁界１３の磁界強
度Ｈ2は、高保磁力部１１ｂの室温での保磁力Ｈ3以上で
あることが要求される。記録媒体が移動して再生光スポ
ット１２を通過すると、光磁気膜の温度は、曲線１５の
様に変化する。このとき、初期化磁界１３とは逆向き
の、弱いバイアス磁界１４が印加されており、その磁界
強度はＨ1である。

【００２８】再生光スポット１２の通過に伴い、光磁気
膜の温度が上昇するが、温度Ｔ1に到達するまでは低保
磁力部１１ａ及び高保磁力部１１ｂは共にバイアス磁界
１４よりも大きな保磁力を有するため、磁化の向きは一
切変化しない。しかしながら、Ｔ1より高く、Ｔ2より低
い温度領域においては、曲線１７に示される低保磁力部
１１ａでは保磁力よりもバイアス磁界強度Ｈ1が優るた
めに、バイアス磁界１４の向きに従って磁化が反転す
る。一方、高保磁力部１１ｂでは、バイアス磁界強度Ｈ
1よりも曲線１６に示される保磁力が優るために磁化は
反転することなく、初期化磁界１３によって決められた
方向のままである。更に温度が上昇し、Ｔ2より高い温
度領域においては、曲線１６に示される高保磁力部１１
ｂでも保磁力よりバイアス磁界強度Ｈ1が優り、バイア
ス磁界１４の向きに従って磁化が反転する。つまり、再
生光スポット１２内のうち温度がＴ1以上でかつＴ2以下
の領域Ｘでのみ、記録された情報に従って磁化が反転し
た状態がつくり出され、記録情報の検出，再生に寄与す
ることとなる。すなわち、通常の再生方法では検出困難
な再生光スポット径以下の記録ドメインが検出でき、再
生可能となる。

【００２９】また、上記再生方法の説明では、光磁気膜
の最高温度をＴ2以上にする程度の再生光強度とした
が、当該最高温度をＴ1以上Ｔ2以下にする程度の再生光
強度としても、再生光スポット１２内のうち温度がＴ1
以上でかつＴ2以下の領域でのみ、記録された情報に従
って磁化が反転した状態がつくり出されるので、超解像
再生動作が可能である。

【００３０】このような超解像再生を実現するための光
記録媒体は、記録された情報に応じて保磁力が異なり、
比較的大きい磁気光学効果を有する磁性膜であれば、実
現可能である。

【００３１】ところで、本願発明の光記録媒体を用いて
このような超解像再生を実現するための再生方法として
は、光磁気膜の温度をＴ1以上に上昇させながら再生す
ることと、バイアス磁界１４が必要であるが、初期化磁
界１３は必ずしも必要ではない。つまり、図１の原理図
では再生動作前に磁化を上向きに揃えるために初期化磁
界を設けたが、光磁気膜の温度をＴ2以上に上昇させな
がら再生した場合には、下向きのバイアス磁界により、
再生光スポット１２通過後は一様に下向きの磁化となる
ため、次に再生する時にはバイアス磁界を上向きにする
ことにより、初期化磁界を省略することも可能である。

【００３２】これらの再生方法は、従来の超解像再生方
法との互換を確保するのに好都合である。

【００３３】さらに、本願発明の光記録媒体のうちのい
くつかへの記録方法について説明する。

【００３４】一般に、基板上にスパッタ法等により形成
されたままの磁性膜では、密度，結晶性等のゆらぎに由
来する微細構造や結晶粒は、微細なものとなり易く、特
に低圧力で成膜した場合にその傾向が強い。かかる状態
は、物質のエネルギー状態として準安定状態にあり、加
熱によって微細構造や結晶粒は、より安定な状態に遷移
すべく、隣接する微細構造どうしまたは結晶粒どうしが
統合される形で成長していく。

【００３５】そこで、微細構造や結晶粒の大きさが磁性
膜の磁壁の幅より小さい、成膜状態の磁性膜を記録膜と
し、情報記録時に、記録膜中の微細構造あるいは結晶粒
の大きさを成長させうる光強度で記録することにより、
記録情報に対応して微細構造あるいは結晶粒の粗大な
部分を形成できる。かかる微細構造や結晶粒の大きさが
異なる部分が存在すると、前述の如く、磁壁の幅と微細
構造や結晶粒との一定の大小関係により、保磁力を変化
させることが可能となる。

【００３６】ところで、上記記録方法により形成された
微細構造や結晶粒の粗大化した部分は、磁性膜の溶融温
度以上に加熱し、急冷することによって、微細化可能で
あるため、上記微細構造等の大小により記録された情報
の消去も可能である。

【００３７】また、ある磁気異方性を有する磁性膜と前
記磁性膜の磁気異方性を増加または減少させる添加元素
からなる膜の積層膜を記録膜とする光記録媒体は、その
ままの状態では記録膜中に磁気異方性が明らかに異なる
部分は存在しない。しかし、一定温度以上に前記記録膜
を加熱すると、積前記層された磁性膜と添加元素の膜は
相互に拡散し始め、合金化し始める。その合金化した部
分においては、前記記録膜の磁気異方性が増加または減
少し、その結果、保磁力も増加または減少する。

【００３８】そこで、情報記録時に、前記積層された磁
性膜と添加元素の膜を相互に拡散させうる光強度で記録
することにより、記録情報に対応して、磁気異方性の
大きさが異なる部分を形成し、前記記録膜の保磁力をそ
れぞれの部分において異ならせることが可能となる。

【００３９】

【実施例】以下本発明の一実施例の光記録媒体につい
て、図面を参照しながら説明する。

【００４０】＜第１の実施例＞図２は、本発明の第１の
実施例における光記録媒体の構成を示す断面図であり、
図３は、本実施例の光記録媒体における基板の斜視図及
び断面図である。

【００４１】図２において、基板２１上に、第１保護膜
２２、記録膜２３、第２保護膜２４、反射膜２５が、Ｒ
Ｆスパッタ法及びＤＣスパッタ法により順に形成され、
さらに保護コート層２６が、スピンコート法により形成
されている。ここで、各構成要素の材料を一例で示せ
ば、基板２１はポリカーボネイト等の透明プラスチック
やガラスであり、第１保護膜２２及び第２保護膜２４は
ＳｉＮ等の窒化膜であり、記録膜２３はＧｄＴｂＦｅＣ
ｏ膜等の希土類−遷移金属系磁性膜、反射膜２５はＡｌ
膜等の金属膜、保護コート層２６はアクリル系ＵＶ樹脂
である。また、各膜等の厚さの一例は、第１保護膜２２
は１００ｎｍ、記録膜２３は１５〜４０ｎｍ、第２保護
膜２４は１０〜２０ｎｍ、反射膜２５は４０ｎｍ、保護
コート層２６は５μｍである。

【００４２】図３に基板２１を拡大して模式的に示して
いる。図３(ａ)においてハッチング部分が、記録情報に
対応して基板表面に形成された記録ドメイン３１を表
し、そのＡ−Ａ’断面図が図３(ｂ)である。本実施例の
光記録媒体では、基板上において、記録ドメイン部分３
１をそれ以外の部分に比較して粗面化することによっ
て、記録情報を表現している。また、３２及び３３から
なる凹凸溝は再生時に光スポットをトラッキング制御す
るためのガイドである。

【００４３】このような基板２１の作製は、記録情報に
対応して、粗面部と鏡面部（平滑面部）が形成された原
盤を用い、射出成形法等の従来の基板の大量複製法等に
よって容易にできる。以下、その作製手順を２つの方法
について図面を参照しながら説明する。

【００４４】まず、第１の方法について説明する。この
方法は本実施例のように、記録ドメイン部分をそれ以外
の部分に比較して粗面化することによって、記録情報を
表現する場合の方法である。図４(ａ)において、４１が
ガラス原盤、４２はフォトレジスト、４３がアルゴンレ
ーザビーム、４４はエッチングイオン粒子線、４５が紫
外線、４６がＮｉ膜、４７がＮｉ電鋳層、４８がスタン
パ、２１が基板である。作製手順は図４(ａ)の1)2)3)・・
・の順である。 1)・・・鏡面に磨かれたガラス原盤４１上に塗布したフォ
トレジスト４２を熱処理後、記録されるべき情報に応じ
て強度変調されたアルゴンレーザビーム４３にてカッテ
ィング露光する。 2)・・・現像液で現像することにより、記録されるべき情
報に応じてフォトレジスト４２が除去された部分と除去
されない部分が形成される。ここまでの手順は、従来の
手順と全く同一である。 3)・・・本実施例では、次にプラズマイオンエッチングが
施される。この工程は、現像によってガラス原盤４１が
露出した部分の面を粗らす目的で行われる。本実施例で
は、ＣＦ₄ガスとＮｅガスの混合ガスあるいはＣＦ₄ガス
とＡｒガスの混合ガスを用い、１〜２０ｍTorrの圧力，
０.７〜２.０Ｗ/ｃｍ²のパワーで、２０〜１２０秒のエ
ッチングを施した。ここで、Ｈｅガスを混合するのは、
ガラス原盤表面を粗らすことにより発生するノイズを減
少させる効果を有するからである。例えば、ＣＦ₄ガス
に半分の量のＮｅガスを混合してエッチング処理をした
場合に、ノイズ量を約２ｄＢ低減できた。 4)・・・プラズマイオンエッチングの完了後、ガラス原盤
４１の露出部、及びフォトレジスト４２の表面は粗面化
している。 5)・・・さらに、紫外線４５を全体に照射し、 6)・・・再び現像液で現像することにより、ガラス原盤４
１上に形成されたフォトレジスト４２は全て除去され
る。 7)・・・次に、ガラス原盤４１にＮｉ膜４６をスパッタ成
膜した後、それを電極としてニッケル電鋳層４７を一定
の厚さまで設けて、スタンパ４８ができる。 8)・・・その後、ガラス原盤４１からスタンパ４８を剥離
し、記録すべき情報に応じて粗面部と鏡面部が形成され
たスタンパ４８が完成する。この場合、記録ドメイン部
が粗面となっている。 9)・・・このスタンパ４８を用いて、射出成形法等によっ
て、スタンパ４８の面粗さに対応した基板２１が作製さ
れる。

【００４５】なお、基板材質がガラスで、射出成形法等
による複製が難しい場合には、ガラス基板をガラス原盤
に見立てて上記作製手順の1)〜6)を行って、直接基板を
作製すると良い。

【００４６】次に、第２の方法について説明する。この
方法は本実施例と異なり、記録ドメイン部分をそれ以外
の部分に比較して平滑化する（記録ドメイン以外の部分
を粗面化する）ことによって、記録情報を表現する場合
の方法である。図４(ｂ)において、各数字の示すものは
図４(ａ)と同一であるが、フォトレジスト４２としてア
ルゴンレーザに感光して軟化するかあるいはアルゴンレ
ーザ照射による高温状態において軟化する性質を有する
ものを用いる。作製手順は図４(ｂ)の1)2)3)・・・の順で
ある。 1)・・・鏡面に磨かれたガラス原盤４１上にフォトレジス
ト４２を塗布し、熱処理を行う。ここまでの手順は、従
来の手順と全く同一である。 2)・・・本実施例では、次にプラズマイオンエッチングが
施される。この工程は、フォトレジスト４２の全面を粗
らす目的で行われる。本実施例では、Ｎ₂ガスとＨeガス
の混合ガスあるいはＯ₂ガスとＨeガスの混合ガスを用
い、１〜２０ｍTorrの圧力，０.２〜０.５Ｗ/ｃｍ²のパ
ワーで、２０〜１２０秒のエッチングを施した。ここ
で、Ｈｅガスを混合するのは、フォトレジスト表面を粗
らすことにより発生するノイズを減少させる効果を有す
るからである。例えば、Ｎ₂ガスに半分の量のＨｅガス
を混合してエッチング処理をした場合に、ノイズ量を約
２ｄＢ低減できた。 3)・・・プラズマイオンエッチングの完了後、フォトレジ
スト４２の表面は粗面化している。 4)・・・粗面化されたフォトレジスト４２上に、記録され
るべき情報に応じて強度変調されたアルゴンレーザビー
ム４３を照射して、粗面化されたフォトレジスト表面を
軟化させて平滑化する。従って、記録されるべき情報に
応じてフォトレジスト４２の表面に平滑面部と粗面部が
形成される。 5)・・・次に、フォトレジスト４２上にＮｉ膜４６をスパ
ッタ成膜した後、それを電極としてニッケル電鋳層４７
を一定の厚さまで設けて、スタンパ４８ができる。 6)・・・その後、ガラス原盤４１及びフォトレジスト４２
からスタンパ４８を剥離し、記録すべき情報に応じて平
滑面部と粗面部が形成されたスタンパ４８が完成する。 7)・・・このスタンパ４８を用いて、射出成形法等によっ
て、スタンパ４８の面粗さに対応した基板２１が作製さ
れる。

【００４７】ここで、図３にもどって、記録ドメイン部
分３１内の面粗さを、面内方向の寸法α及び垂直方向の
寸法βで表し、記録ドメイン部分３１内でのそれぞれの
平均値を＜α＞及び＜β＞で表す。このとき、＜β＞〜
５ｎｍの場合の記録膜（ＧｄＴｂＦｅＣｏ膜）２３の保
磁力と＜α＞との関係を示したのが図５であり、＜α＞
〜４５ｎｍの場合の記録膜２３の保磁力と＜β＞との関
係を示したのが図６である。

【００４８】図５から、面粗さの面内方向の平均寸法＜
α＞が約１０ｎｍ以上となることによって保磁力が増加
し始めることが分かり、また、図６から、面粗さの垂直
方向の平均寸法＜β＞が約３ｎｍ以上となることによっ
て保磁力が増加し始めることが分かる。

【００４９】ところで、ＧｄＴｂＦｅＣｏ膜の磁気異方
性定数Ｋu〜２ｘ１０⁶erg/ｃｃ，交換スティフネス定数
Ａ〜２ｘ１０^-7erg/ｃｍだから、磁壁の幅δ〜π（Ａ／
Ｋu）^1/2は約１０ｎｍとなる。

【００５０】このことは、図５で面粗さの面内方向の平
均寸法＜α＞が約１０ｎｍ以上となることによって保磁
力が増加し始めることと良く対応している。この結果
は、基板上の面粗さを反映した微細構造等が存在し、磁
壁の幅とかかる微細構造等との一定の大小関係により、
保磁力が変化するという本発明における前述の作用を裏
付けるものである。その他ＴｂＦｅ膜，ＧｄＴｂＦｅ膜
等の他の希土類−遷移金属系磁性膜の磁壁の幅δは、１
０〜２０ｎｍ程度と見積もられるが、上記ＧｄＴｂＦｅ
Ｃｏ膜と同様に、保磁力と面粗さ寸法との対応関係が認
められた。

【００５１】図７は、基板上に＜α＞〜４０ｎｍ，＜β
＞〜５ｎｍである粗面部分と、＜α＞〜８０ｎｍ，＜β
＞〜１ｎｍである平滑面部分を設けた本実施例の光記録
媒体の、それぞれの部分における保磁力の温度依存性を
示している。曲線７１は粗面部分を、曲線７２は平滑面
部分を示している。ここで、記録膜であるＧｄＴｂＦｅ
Ｃｏ膜のキュリー温度は本実施例の場合約２１０℃であ
るが、室温からキュリー温度に至る全温度領域において
２倍前後の保磁力差が得られている。

【００５２】以上より、記録情報に対応して、面粗さの
面内方向及び垂直方向の平均寸法がそれぞれ１０ｎｍ以
上及び３ｎｍ以上である部分、並びに面粗さの面内方向
及び垂直方向の平均寸法がそれぞれ１０ｎｍ以下あるい
は３ｎｍ以下である部分を有する基板上に、希土類−遷
移金属系磁性膜からなる記録膜を形成すれば、記録情報
に対応した保磁力の異なる部分を有する光記録媒体を得
ることができる。

【００５３】ただし、保磁力を増加させるために面粗さ
の面内方向及び垂直方向の平均寸法がそれぞれ１０ｎｍ
以上及び３ｎｍ以上であっても、本実施例の光記録媒体
としては必要十分ではない。すなわち、粗面化したこと
に起因する再生時のノイズ発生等を防止する必要がある
ためである。図８に、波長８３０ｎｍのレーザを用い、
＜β＞〜５ｎｍの時の、面粗さの面内方向の平均寸法＜
α＞と再生ノイズの関係を示すが、＜α＞が約５０ｎｍ
以上となると、再生ノイズが急増している。さらに、＜
α＞〜４５ｎｍの時、面粗さの垂直方向の平均寸法＜β
＞が２０ｎｍ以上になると、再生ノイズの増大とともに
その部分での反射率が９０％以下に低下した。このよう
な記録情報に対応する反射率変化が大きいと、本来光磁
気信号として超解像再生されるべき記録ドメインが、反
射率変化信号として通常に検出されてしまい、不適当で
ある。

【００５４】以上より、面粗さの面内方向及び垂直方向
の平均寸法は、それぞれ５０ｎｍ以下及び２０ｎｍ以下
であることが望ましい。

【００５５】次に、記録情報に対応した保磁力の異なる
部分（すなわち、記録ドメイン）の最小寸法を、波長８
３０ｎｍの光スポットでは検出困難な０.６μｍ以下に
設定したこの光記録媒体を、前記「作用」の欄で記載し
た再生方法により再生する。

【００５６】図１における初期化磁界１３を３ｋＯe、
バイアス磁界１４を５００Ｏeとし、線速度５ｍ/ｓの条
件で、記録ドメイン寸法を種々に設定したこの光記録媒
体を再生した時のＣＮ比の変化（曲線９１）を図９に示
す。参考までに、通常の記録再生したときのＣＮ比の変
化（曲線９２）をも併せて示す。尚、縦軸のＣＮ比は、
記録ドメイン寸法２μｍのときのＣＮ比を０ｄＢとして
プロットしている。図９から分かる通り、本実施例によ
ると、より小さな記録ドメイン寸法に対しても大きなＣ
Ｎ比を確保することができ、高密度の光記録媒体が実現
できるものである。

【００５７】さらに、図７からも明らかなように、再生
時に必要な温度上昇が２００℃以下程度と低く、かつ、
光スポット中の検出領域がトラック方向に比較的幅の狭
い高温部であることから、低い動作温度で超解像再生動
作が可能であって、しかもトラックピッチを詰めること
ができる高ＳＮ比の再生専用の光記録媒体を実現できる
ことができる。

【００５８】また、本発明の原理から明らかなように各
構成要素の材料及び厚さはこれらに限られる訳ではな
く、例えば、第１または第２保護膜については、他の窒
化膜，ＺｎＳ膜等のカルコゲン化膜，ＳｉＯ膜等の酸化
膜あるいはそれらの混合物の膜でもよく、記録膜につい
ては、比較的高い磁気光学効果を有するＴｂＦｅ，Ｇｄ
ＴｂＦｅ，ＴｂＦｅＣｏ，ＤｙＦｅ，ＧｄＤｙＦｅ，Ｄ
ｙＦｅＣｏ，ＧｄＤｙＦｅＣｏ，ＮｄＴｂＦｅＣｏ等の
他の希土類−遷移金属系磁性膜であってもよい。

【００５９】すなわち、膜構成に関しては、記録される
べき情報に対応して保磁力の異なる記録膜の存在こそが
本発明の必須構成要件であり、保護膜、反射膜、保護コ
ート層等は信頼性、信号品質、記録あるいは再生時の熱
分布等に関する諸特性の確保あるいは改善のために、適
宜設けられるものである。

【００６０】さらに、この光記録媒体で、記録情報に対
応して、基板の面粗さが一定値だけ異なる部分を、基板
上の一部の領域（例えば、内周側領域あるいは外周側領
域等）にのみ設けた場合には、希土類−遷移金属系磁性
膜自身が書換え可能な記録膜であるので、書換え可能な
領域も同一面上に配置した光記録媒体（いわゆるパーシ
ャルＲＯＭ）とすることが可能となる。

【００６１】ところで、本実施例においては、記録ドメ
イン部分３１を記録ドメイン３１以外の部分より粗面化
して、保磁力の大きい部分としたが、逆に記録ドメイン
３１以外の部分を記録ドメイン部分３１より粗面化し
て、保磁力の大きい部分としても、前記「作用」の欄で
記載した再生方法により、本発明の目的とする超解像再
生動作が可能である。

【００６２】＜第２の実施例＞本発明の第２の実施例に
おける光記録媒体は、図２の媒体構成において、記録膜
２３として比較的高い磁気光学効果を有する貴金属／遷
移金属系多層膜，遷移金属酸化窒化膜，フェライト膜等
の３ｄ遷移金属系磁性膜を用い、基板２１としてガラス
を用いた場合である。本実施例の光記録媒体では、記録
膜２３以外の構成要素は実施例１の場合と同一であって
良い。

【００６３】まず、ＳｉＮ膜等の誘電体膜上にＤＣスパ
ッタ法等で作製したＰｔ／Ｃｏ，Ｐｄ／Ｃｏ等の貴金属
／遷移金属系多層膜の場合、垂直磁気異方性定数Ｋuが
０.７〜２ｘ１０⁶erg/ｃｃ程度，交換スティフネス定数
Ａが０.８〜１.３ｘ１０^-6erg/ｃｍ程度であることか
ら、その磁壁の幅δは２０〜４３ｎｍ程度と見積もられ
る。ここで、貴金属膜１層当たりの膜厚は０.８〜３.５
ｎｍ、遷移金属膜１層当たりの膜厚は０.１〜１.５ｎ
ｍ、貴金属／遷移金属多層膜全体の膜厚は１５〜４０ｎ
ｍとした。

【００６４】また、ＳｉＮ膜等の誘電体膜上に反応性イ
オンビームスパッタ法等で作製したＦｅＯＮ，ＦｅＣｏ
ＯＮ等の遷移金属酸化窒化膜の場合、垂直磁気異方性定
数Ｋuが４〜８ｘ１０⁵erg/ｃｃ程度，交換スティフネス
定数Ａが０.６〜１.２ｘ１０ ^-6erg/ｃｍ程度であること
から、その磁壁の幅δは３０〜５０ｎｍ程度と見積もら
れる。ここで、遷移金属酸化窒化膜の膜厚は２０〜６０
ｎｍとした。

【００６５】さらに、ＳｉＮ膜等の誘電体膜上に反応性
ＲＦスパッタ法等で作製したＣｏフェライト，Ｂｉ・Ｃ
ｏ置換ガーネットフェライト等のフェライト膜の場合、
垂直磁気異方性定数Ｋuが０.２〜１.５ｘ１０⁶erg/ｃｃ
程度，交換スティフネス定数Ａが０.３〜１.５ｘ１０^-6
erg/ｃｍ程度であることから、その磁壁の幅δは３０〜
５０ｎｍ程度と見積もられる。ここで、フェライト膜の
膜厚は１００〜３００ｎｍとした。

【００６６】ところで、基板２１の拡大模式図である図
３において、実施例１の場合と同様に、記録ドメイン部
分３１内の面粗さを、面内方向の寸法α及び垂直方向の
寸法βで表し、記録ドメイン部分３１内でのそれぞれの
平均値を＜α＞及び＜β＞で表す。

【００６７】また、このような基板２１の作製は、実施
例１の場合と同様に、記録情報に対応して、粗面部と鏡
面部（平滑面部）が形成された原盤を用い、射出成形法
等の従来の基板の大量複製法等によって容易にできる。

【００６８】図１０は、記録ドメイン部分３１内の面粗
さの垂直方向の平均寸法＜β＞〜７ｎｍとした場合の記
録膜（Ｐｔ／Ｃｏ多層膜，ＦｅＣｏＯＮ膜，Ｂｉ・Ｃｏ
置換ＹＩＧ膜）２３の保磁力と面粗さの面内方向の平均
寸法＜α＞との関係を示したものである。図１１は、＜
α＞〜４５ｎｍの場合の記録膜２３の保磁力と面粗さの
垂直方向の平均寸法＜β＞との関係を示したものであ
る。

【００６９】図１０から、保磁力が増加し始める面粗さ
の面内方向の平均寸法＜α＞は、Ｐｔ／Ｃｏ多層膜では
約２０ｎｍ，ＦｅＣｏＯＮ膜では約３０ｎｍ，Ｂi・Ｃｏ
置換ＹＩＧ膜では約３０ｎｍであることが分かる。ま
た、図１１から、保磁力が増加し始める面粗さの垂直方
向の平均寸法＜β＞は、Ｐｔ／Ｃｏ多層膜，ＦｅＣｏＯ
Ｎ膜，Ｂi・Ｃｏ置換ＹＩＧ膜ともに約５ｎｍであること
が分かる。

【００７０】この結果は、基板上の面粗さを反映した微
細構造等が存在し、磁壁の幅とかかる微細構造等との一
定の大小関係により、保磁力が変化するという本発明に
おける前述の作用を裏付けるものである。

【００７１】基板上に＜α＞〜４５ｎｍ，＜β＞〜７ｎ
ｍである部分と、＜α＞〜８０ｎｍ，＜β＞〜１.５ｎ
ｍである部分を設けた本実施例の光記録媒体の、それぞ
れの部分における保磁力の温度依存性を測定すると、室
温からキュリー温度に至る全温度領域において１.６倍
前後の保磁力差が得られていることが確認された。

【００７２】以上より、記録情報に対応して、面粗さの
面内方向及び垂直方向の平均寸法がそれぞれ２０ｎｍ以
上及び５ｎｍ以上である部分、並びに面粗さの面内方向
及び垂直方向の平均寸法がそれぞれ２０ｎｍ以下あるい
は５ｎｍ以下である部分を有する基板上に、Ｐｔ／Ｃｏ
多層膜等の貴金属／遷移金属系多層膜，ＦｅＣｏＯＮ膜
等の遷移金属酸化窒化膜，Ｂｉ・Ｃｏ置換ＹＩＧ膜等の
フェライト膜からなる記録膜を形成すれば、記録情報に
対応した保磁力の異なる部分を有する光記録媒体を得る
ことができる。

【００７３】ただし、実施例１で述べたと同様に、粗面
化したことに起因する再生時のノイズ発生及び反射率変
化を防止して本発明の超解像再生動作を達成するため、
面粗さの面内方向の平均寸法＜α＞を５０ｎｍ以下に
し、さらに、面粗さの垂直方向の平均寸法＜β＞を２０
ｎｍ以下にする必要がある。

【００７４】従って、この光記録媒体を、実施例１の場
合と同様に前記「作用」の欄で記載した再生方法により
再生することによって、低い動作温度で超解像再生動作
が可能であって、しかもトラックピッチを詰めることが
できる高ＳＮ比の再生専用の光記録媒体を実現すること
ができる。

【００７５】また、本発明の原理から明らかなように各
構成要素の材料及び厚さはこれらに限られる訳ではな
く、例えば、第１または第２保護膜については、他の窒
化膜，ＺｎＳ膜等のカルコゲン化膜，ＳｉＯ膜等の酸化
膜あるいはそれらの混合物の膜でもよく、特に、第２保
護膜は適宜省略も可能である。記録膜については、その
磁壁の幅δが２０〜５０ｎｍ程度であって比較的高い磁
気光学効果を有する他の３ｄ遷移金属系磁性膜であって
もよい。

【００７６】すなわち、膜構成に関しては、記録される
べき情報に対応して保磁力の異なる記録膜の存在こそが
本発明の必須構成要件であり、保護膜、反射膜、保護コ
ート層等は信頼性、信号品質、記録あるいは再生時の熱
分布等に関する諸特性の確保あるいは改善のために、適
宜設けられるものである。

【００７７】さらに、この光記録媒体で、記録情報に対
応して、基板の面粗さが一定値だけ異なる部分を、基板
上の一部の領域（例えば、内周側領域あるいは外周側領
域等）にのみ設けた場合には、希土類−遷移金属系磁性
膜自身が書換え可能な記録膜であるので、書換え可能な
領域も同一面上に配置した光記録媒体（いわゆるパーシ
ャルＲＯＭ）とすることが可能となる。

【００７８】ところで、本実施例においては、記録ドメ
イン部分３１を記録ドメイン３１以外の部分より粗面化
して、保磁力の大きい部分としたが、逆に記録ドメイン
３１以外の部分を記録ドメイン部分３１より粗面化し
て、保磁力の大きい部分としても、前記「作用」の欄で
記載した再生方法により、本発明の目的とする超解像再
生動作が可能である。

【００７９】＜第３の実施例＞図１２は、本発明の第３
の実施例における光記録媒体の構成を示す断面図であ
り、図１３は、本実施例の光記録媒体において、記録情
報に対応して記録膜の磁気異方性を部分的に異ならせる
ための記録装置の概略を示すものである。

【００８０】図１２において、基板１２１上に、第１保
護膜１２２、磁性膜１２３、添加元素膜１２４、第２保
護膜１２５、反射膜１２６が、ＲＦスパッタ法及びＤＣ
スパッタ法により順に形成され、さらに保護コート層１
２７が、スピンコート法により形成されており、磁性膜
１２３及び添加元素膜１２４から記録膜１２８が構成さ
れている。ここで、各構成要素の材料を一例で示せば、
基板１２１はポリカーボネイト等の透明プラスチックや
ガラスであり、第１保護膜１２２及び第２保護膜１２５
はＳｉＮ等の窒化膜であり、磁性膜１２３はＧｄＴｂＦ
ｅＣｏ膜等の希土類−遷移金属系磁性膜、添加元素膜１
２４はＴｂ膜等の重希土類金属膜、反射膜１２６はＡｌ
膜等の金属膜、保護コート層１２７はエポキシ系ＵＶ樹
脂である。また、各膜等の厚さの一例は、第１保護膜１
２２は１００ｎｍ、磁性膜１２３は１５〜３０ｎｍ、添
加元素膜１２４は０.１〜０.４ｎｍ、第２保護膜１２５
は１０〜２０ｎｍ、反射膜１２６は４０ｎｍ、保護コー
ト層１２７は５μｍである。

【００８１】図１３において、１３１は基板上に上記の
各膜を形成済みの光記録媒体（便宜上、磁性膜，添加元
素膜以外の各膜の表示は省略している。）、１２１は基
板、１２３は磁性膜、１２３ａは記録されたドメイン部
分、１２４は添加元素膜、１３２は記録用レーザ光、１
３３は光学ヘッド、１３４はスピンドルモータである。

【００８２】光記録媒体１３１を１.４ｍ/secの速度で
定速度回転させ、記録用レーザ光１３２を光学ヘッド１
３３で走査しながら、本来書換え可能な記録膜であるＧ
ｄＴｂＦｅＣｏ膜（本実施例ではＧｄ18Ｔｂ6Ｆｅ71Ｃ
ｏ5の組成でキュリー温度約２３０℃である。）の通常
の記録パワーの約１.５倍以上の強度で、記録情報に対
応して照射する。この記録処理によって記録ドメイン部
分１２３ａにおいて、磁性膜ＧｄＴｂＦｅＣｏ膜と添加
元素膜Ｔｂ膜とが相互拡散して一体となり、この部分に
おいてのみ磁性膜１２３の組成のＴｂ量が増加する。

【００８３】その結果、記録情報に対応して記録ドメイ
ン部分１２３ａの磁気異方性が大きくなり、この部分の
保磁力がそれ以外の部分より大きくなる。

【００８４】図１４に、ＧｄＴｂＦｅＣｏ膜におけるＴ
ｂ量と保磁力の関係を示す。Ｔｂx［Ｇｄ19Ｆｅ76Ｃｏ
5］100-xで組成を表した場合、Ｔｂ量ｘが６at％から
６.５at％に増加すると保磁力が１ｋＯeから１.８ｋＯe
に増加することが分かる。

【００８５】すなわち、本実施例のような磁性膜と添加
元素膜の積層膜からなる記録膜を有する光記録媒体を前
述のように記録処理することによって、部分的に記録膜
の組成を変え、記録情報に対応した保磁力の異なる部分
を有する光記録媒体を得ることができる。実際、このよ
うにして得られた光記録媒体の、それぞれの部分におけ
る保磁力の温度依存性を測定すると、室温からキュリー
温度に至る全温度領域において１.５倍前後の保磁力差
が得られていることが確認された。

【００８６】ところで、記録膜の反射率はこのように添
加元素が微量に増加することによってはほとんど変化せ
ず、また、記録膜の形態もほとんど変化しないため再生
ノイズ上昇の原因ともならない。

【００８７】従って、この光記録媒体を、実施例１の場
合と同様に前記「作用」の欄で記載した再生方法により
再生することによって、低い動作温度で超解像再生動作
が可能であって、しかもトラックピッチを詰めることが
できる高ＳＮ比の再生専用の光記録媒体を提供すること
ができる。さらに、本実施例に示すような記録ドメイン
の形成方法は、通常の光ディスクドライブでも実施可能
であるので、再生専用ディスクだけでなく、ライトワン
スディスクとしても使用可能であるまた、本発明の原理
から明らかなように各構成要素の材料及び厚さはこれら
に限られる訳ではなく、例えば、第１または第２保護膜
については、他の窒化膜，ＺｎＳ膜等のカルコゲン化
膜，ＳｉＯ膜等の酸化膜あるいはそれらの混合物の膜で
もよく、磁性膜については、比較的高い磁気光学効果を
有するＴｂＦｅ，ＧｄＴｂＦｅ，ＴｂＦｅＣｏ，ＤｙＦ
ｅ，ＧｄＤｙＦｅ，ＤｙＦｅＣｏ，ＧｄＤｙＦｅＣｏ，
ＮｄＴｂＦｅＣｏ等の他の希土類−遷移金属系磁性膜あ
るいは遷移金属酸化窒化膜，フェライト膜等の３ｄ遷移
金属系磁性膜であってもよく、添加元素膜はＴｂ等の他
の重希土類金属膜であってもよい。

【００８８】すなわち、膜構成に関しては、記録される
べき情報に対応して保磁力の異なる記録膜の存在こそが
本発明の必須構成要件であり、保護膜、反射膜、保護コ
ート層等は信頼性、信号品質、記録あるいは再生時の熱
分布等に関する諸特性の確保あるいは改善のために、適
宜設けられるものである。

【００８９】さらに、この光記録媒体で、記録情報に対
応して、記録膜の組成が異なる部分を、基板上の一部の
領域（例えば、内周側領域あるいは外周側領域等）にの
み設けた場合には、希土類−遷移金属系磁性膜自身が書
換え可能な記録膜であるので、書換え可能な領域も同一
面上に配置した光記録媒体（いわゆるパーシャルＲＯ
Ｍ）とすることが可能となる。

【００９０】ところで、本実施例においては、記録ドメ
イン部分１２３ａの磁気異方性が記録ドメイン１２３ａ
以外の部分より大きくなるように組成を変えて、記録ド
メイン部分１２３ａを保磁力の大きい部分としたが、逆
に、記録ドメイン部分１２３ａの磁気異方性が記録ドメ
イン１２３ａ以外の部分より小さくなるように組成を変
えて、記録ドメイン部分１２３ａを保磁力の小さい部分
としても、前記「作用」の欄で記載した再生方法によ
り、本発明の目的とする超解像再生動作が可能である。

【００９１】この場合の光記録媒体は、図１２の磁性膜
１２３としてＧｄＴｂＦｅＣｏ膜，添加元素膜１２４と
してＦｅ膜を用い、図１３の記録装置で前述の記録処理
を行うことによって得られる。このことは、図１５に示
すＧｄＴｂＦｅＣｏ膜におけるＦｅ量と保磁力の関係、
すなわち、Ｆｅx［Ｇｄ62Ｔｂ20Ｃｏ18］100-xで組成を
表した場合、Ｆｅ量ｘが７0 .５at％から７１.５at％に
増加すると保磁力が１.７ｋOeから０.９ｋOeに減少する
ことから理解できる。ここで添加元素膜はＣｏ等の他の
３ｄ遷移金属膜であってもよい。

【００９２】＜第４の実施例＞図１６は、本発明の第４
の実施例における光記録媒体の構成を示す断面図であ
る。

【００９３】図１６において、基板１６１上に、第１保
護膜１６２、記録膜１６３、第２保護膜１６４、反射膜
１６５が、ＲＦスパッタ法及びＤＣスパッタ法等により
順に形成され、さらに保護コート層１６６が、スピンコ
ート法により形成されている。ここで、各構成要素の材
料を一例で示せば、基板１６１はガラスであり、第１保
護膜１６２及び第２保護膜１６４はＳｉＮ等の窒化膜で
あり、記録膜１６３はＢi・Ｃｏ置換ＹＩＧ膜等のフェラ
イト膜やＦｅＣｏＯＮ等の遷移金属酸化窒化膜、反射膜
１６５はＡｌ膜等の金属膜、保護コート層１６６はエポ
キシ系ＵＶ樹脂である。また、各膜等の厚さの一例は、
第１保護膜１６２は１００ｎｍ、記録膜１６３は１００
〜３００ｎｍ、第２保護膜１６４は１０〜２０ｎｍ、反
射膜１６５は４０ｎｍ、保護コート層１６６は５μｍで
ある。

【００９４】また、本実施例の光記録媒体において、記
録情報に対応して、記録膜中の透過電子顕微鏡によって
観察される微細構造あるいは結晶粒の大きさを部分的に
異ならせるために、第３の実施例で用いた図１２に示す
記録装置を用いる。

【００９５】光記録媒体１２１を１.４ｍ/secの速度で
定速度回転させ、記録用レーザ光１２２を光学ヘッド１
２３で走査しながら、本来書換え可能な記録膜であるＢ
i・Ｃｏ置換ＹＩＧ膜（本実施例では（Ｂｉ,Ｙ）3 Ｆｅ
3.4（Ｃｏ,Ｇｅ）1.6Ｏ12の組成でキュリー温度約３０
０℃である。）の通常の記録パワーの約２.０倍以上の
強度で、記録情報に対応して照射する。この記録処理に
よって記録ドメイン部分１２３ａにおいて、Ｂi・Ｃｏ置
換ＹＩＧ膜が熱処理されて、この部分においてのみ記録
膜の結晶粒が成長する。

【００９６】その結果、記録情報に対応して、結晶粒の
平均寸法が、記録ドメイン部分１２３ａにおいて、それ
以外の部分より大きくなる。

【００９７】ところで、記録膜中に透過電子顕微鏡によ
って観察される組成，密度，結晶性等のゆらぎに由来す
る微細構造や結晶粒界が存在すると、その部分で膜中の
均質性が損なわれるために磁壁エネルギーに乱れが生じ
る。ここで、磁壁エネルギーは磁壁に蓄えられるエネル
ギーであるから、磁壁エネルギーが位置により変化する
場合は、磁壁を移動させるためにはその微分値で表され
る力が必要になる。一方、磁壁は磁化の源であるスピン
の向きが徐々に遷移していく領域であって、一定の幅を
有するから、微細構造や結晶粒の大きさが磁壁の幅より
小さくなれば、磁壁内でそれらに起因する不均質性が平
均化される結果、それらと磁壁との相互作用は小さくな
り、磁壁の移動は容易になる。すなわち、磁壁の幅と微
細構造や結晶粒の大きさとの一定の大小関係により、保
磁力を変化させることが可能となる。

【００９８】ＳｉＮ膜等の誘電体膜上に反応性ＲＦスパ
ッタ法等で作製したＢｉ・Ｃｏ置換ガーネットフェライ
ト等のフェライト膜の場合、垂直磁気異方性定数Ｋuが
０.２〜１.５ｘ１０⁶erg/ｃｃ程度，交換スティフネス
定数Ａが０.３〜１.５ｘ１０^-6erg/ｃｍ程度であること
から、その磁壁の幅δは３０〜５０ｎｍ程度と見積もら
れる。

【００９９】また、ＳｉＮ膜等の誘電体膜上に反応性イ
オンビームスパッタ法等で作製したＦｅＯＮ，ＦｅＣｏ
ＯＮ等の遷移金属酸化窒化膜の場合、垂直磁気異方性定
数Ｋuが４〜８ｘ１０⁵erg/ｃｃ程度，交換スティフネス
定数Ａが０.６〜１.２ｘ１０ ^-6erg/ｃｍ程度であること
から、その磁壁の幅δは３０〜５０ｎｍ程度と見積もら
れる。

【０１００】従って、まず記録膜成膜の際の基板温度を
適宜調整することによって、記録膜中の微細構造や結晶
粒の大きさが３０ｎｍ以下である光記録媒体を作製し、
次に図１３の記録装置を用い、前記記録処理を行うこと
によって、記録ドメイン部分１２３ａにおける微細構造
や結晶粒の大きさを記録膜の磁壁幅である３０ｎｍ以上
に成長させると、記録ドメイン部分１２３ａにおける保
磁力はそれ以外の部分より大きくなる。

【０１０１】基板上に結晶粒の平均寸法が１５ｎｍ程度
であるＢi・Ｃｏ置換ＹＩＧ膜を設け、その一部を熱処理
して結晶粒の平均寸法を４５ｎｍ程度に成長させた本実
施例の光記録媒体において、それぞれの部分における保
磁力の温度依存性を調べた結果、室温からキュリー温度
に至る全温度領域において１.５倍前後の保磁力差が得
られていることが確認された。

【０１０２】以上のように、記録情報に対応して、膜中
の微細構造や結晶粒の平均寸法が、３０ｎｍ以上である
部分及び３０ｎｍ以下である部分を有する記録膜を形成
すれば、記録情報に対応した保磁力の異なる部分を有す
る光記録媒体を得ることができる。

【０１０３】ただし、保磁力を増加させるために記録膜
中の微細構造や結晶粒の平均寸法が３０ｎｍ以上であっ
ても、本実施例の光記録媒体としては必要十分ではな
い。すなわち、記録膜中の微細構造や結晶粒の平均寸法
を拡大したことに起因する再生時のノイズ発生等を防止
する必要があるためである。このノイズ発生を抑制する
には、記録膜中の微細構造や結晶粒の平均寸法は５０ｎ
ｍ以下であることが望ましい。

【０１０４】以上より、高保磁力部分における記録膜中
の微細構造や結晶粒の平均寸法は、３０ｎｍ〜５０ｎｍ
であることが望ましい。

【０１０５】従って、この光記録媒体を、実施例１の場
合と同様に前記「作用」の欄で記載した再生方法により
再生することによって、低い動作温度で超解像再生動作
が可能であって、しかもトラックピッチを詰めることが
できる高ＳＮ比の再生専用の光記録媒体を提供すること
ができる。さらに、本実施例に示すような記録ドメイン
の形成方法は、通常の光ディスクドライブでも実施可能
であるので、再生専用ディスクだけでなく、ライトワン
スディスクとしても使用可能であるまた、本発明の原理
から明らかなように各構成要素の材料及び厚さはこれら
に限られる訳ではなく、例えば、第１または第２保護膜
については、他の窒化膜，ＺｎＳ膜等のカルコゲン化
膜，ＳｉＯ膜等の酸化膜あるいはそれらの混合物の膜で
もよく、記録膜については、その磁壁の幅δが２０〜５
０ｎｍ程度であって比較的高い磁気光学効果を有する他
の３ｄ遷移金属系磁性膜（Ｃｏフェライト等の他のフェ
ライト膜やＦｅＯＮ，ＦｅＣｏＯＮ等の遷移金属酸化窒
化膜）であってもよい。

【０１０６】すなわち、膜構成に関しては、記録される
べき情報に対応して保磁力の異なる記録膜の存在こそが
本発明の必須構成要件であり、保護膜、反射膜、保護コ
ート層等は信頼性、信号品質、記録あるいは再生時の熱
分布等に関する諸特性の確保あるいは改善のために、適
宜設けられるものである。

【０１０７】さらに、この光記録媒体で、記録情報に対
応して、記録膜中の微細構造や結晶粒の平均寸法が一定
値だけ異なる部分を、基板上の一部の領域（例えば、内
周側領域あるいは外周側領域等）にのみ設けた場合に
は、３ｄ遷移金属系磁性膜自身が書換え可能な記録膜で
あるので、書換え可能な領域も同一面上に配置した光記
録媒体（いわゆるパーシャルＲＯＭ）とすることが可能
となる。

【０１０８】

【発明の効果】以上のように、本発明は、記録されるべ
き情報に対応して記録膜の保磁力を異ならせることによ
り、低い動作温度で超解像再生動作が可能で、しかもト
ラックピッチを詰めることができる高密度の再生専用も
しくはライトワンス用あるいはパーシャルＲＯＭ用の光
記録媒体を実現するものであり、また、その具体的作製
方法を提供するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光記録媒体の再生動作を説明する原理
図

【図２】本発明の第１の実施例における光記録媒体の構
成図

【図３】本発明の第１の実施例の光記録媒体における基
板の斜視図及び断面図

【図４】本発明の第１の実施例の光記録媒体における基
板の作製手順を示す図

【図５】本発明の第１の実施例の光記録媒体における基
板の面粗さの面内方向寸法と記録膜の保磁力との関係を
示す図

【図６】本発明の第１の実施例の光記録媒体における基
板の面粗さの垂直方向寸法と記録膜の保磁力との関係を
示す図

【図７】本発明の第１の実施例の光記録媒体において、
基板の面粗さの異なる部分における記録膜の保磁力の温
度依存性を示す図

【図８】本発明の第１の実施例の光記録媒体における基
板の面粗さの面内方向寸法と再生ノイズとの関係を示す
図

【図９】本発明の第１の実施例の光記録媒体を超解像再
生した時の、記録ドメイン寸法とシグナルレベルとの関
係を示す図

【図１０】本発明の第２の実施例の光記録媒体における
基板の面粗さの面内方向寸法と記録膜の保磁力との関係
を示す図

【図１１】本発明の第２の実施例の光記録媒体における
基板の面粗さの垂直方向寸法と記録膜の保磁力との関係
を示す図

【図１２】本発明の第３の実施例における光記録媒体の
構成図

【図１３】本発明の第３の実施例における光記録媒体の
ための記録装置の概略図

【図１４】ＧｄＴｂＦｅＣｏ膜におけるＴｂ量と保磁力
の関係を示す図

【図１５】ＧｄＴｂＦｅＣｏ膜におけるＦｅ量と保磁力
の関係を示す図

【図１６】本発明の第４の実施例における光記録媒体の
構成図

【符号の説明】

１１光磁気膜１１ａ低保磁力部１１ｂ高保磁力部１２再生光スポット１３初期化磁界１４バイアス磁界１５光磁気膜の温度曲線１６高保磁力部における保磁力の温度曲線１７低保磁力部における保磁力の温度曲線２１基板２２第１保護膜２３記録膜２４第２保護膜２５反射膜２６保護コート層４１原盤４２フォトレジスト４３アルゴンレーザービーム４４エッチングイオン粒子線４５紫外線４６Ｎｉ膜４７ニッケル電鋳層４８スタンパ１２１基板１２２第１保護膜１２３磁性膜１２４添加元素膜１２５第２保護膜１２６反射膜１２７保護コート層１２８記録膜１３１光記録媒体１３２記録用レーザ光１３３光学ヘッド１３４スピンドルモータ１６１基板１６２第１保護膜１６３記録膜１６４第２保護膜１６５反射膜１６６保護コート層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上の少なくとも一部の領域が、記録情
報に対応して、面粗さの面内方向及び垂直方向の平均寸
法がそれぞれ１０ｎｍ〜５０ｎｍ及び３〜２０ｎｍであ
る部分、並びに面粗さの面内方向及び垂直方向の平均寸
法がそれぞれ１０ｎｍ以下あるいは３ｎｍ以下である部
分から構成され、前記基板上に形成された希土類−遷移
金属系磁性膜からなる記録膜の保磁力をそれぞれの部分
において異ならせたことを特徴とする光記録媒体。
【請求項２】基板上の少なくとも一部の領域が、記録情
報に対応して、面粗さの面内方向及び垂直方向の平均寸
法がそれぞれ２０ｎｍ〜５０ｎｍ及び５〜２０ｎｍであ
る部分、並びに面粗さの面内方向及び垂直方向の平均寸
法がそれぞれ２０ｎｍ以下あるいは５ｎｍ以下である部
分から構成され、前記基板上に形成された３ｄ遷移金属
系磁性膜からなる記録膜の保磁力をそれぞれの部分にお
いて異ならせたことを特徴とする光記録媒体。
【請求項３】３ｄ遷移金属系磁性膜が、貴金属／遷移金
属系多層膜，遷移金属酸化窒化膜，フェライト膜のいず
れかであることを特徴とする請求項２記載の光記録媒
体。
【請求項４】ガラス原盤上にフォトレジストを塗布して
熱処理する工程と、記録情報に応じて強度変調されたレ
ーザにて前記フォトレジスト面を露光するカッティング
工程と、カッティング後に現像液で現像する工程と、現
像後に前記フォトレジスト面側からＣＦ₄ガスとＮｅガ
スの混合ガスあるいはＣＦ₄ガスとＡｒガスの混合ガス
を用いてプラズマイオンエッチングにより前記現像によ
って露出したガラス原盤部分の面を粗らす工程と、プラ
ズマイオンエッチング後に前記ガラス原盤上に形成され
たフォトレジストを全て除去する工程と、フォトレジス
ト除去後に前記ガラス原盤上に電鋳を行ってスタンパを
形成する工程と、前記スタンパをガラス原盤から剥離す
る工程と、前記スタンパを用いて記録情報に対応して面
粗さの異なる部分が形成された基板を成形する工程と、
前記基板上に記録膜である磁性膜を成膜する工程とから
構成されることを特徴とする光記録媒体の作製方法。
【請求項５】ガラス原盤上にフォトレジストを塗布して
熱処理する工程と、前記フォトレジスト面をＮ₂ガスと
Ｈｅガスの混合ガスあるいはＯ₂ガスとＨｅガスの混合
ガスを用いてプラズマイオンエッチングにより粗らす工
程と、プラズマイオンエッチング後に記録情報に応じて
強度変調されたレーザにて前記粗面化されたフォトレジ
スト表面を軟化させて平滑化するカッティング工程と、
カッティング後に前記フォトレジスト上に電鋳を行って
スタンパを形成する工程と、前記スタンパをガラス原盤
及びフォトレジストから剥離する工程と、前記スタンパ
を用いて記録情報に対応して面粗さの異なる部分が形成
された基板を成形する工程と、前記基板上に記録膜であ
る磁性膜を成膜する工程とから構成されることを特徴と
する光記録媒体の作製方法。
【請求項６】少なくとも一部の領域に、記録情報に対応
して、記録膜である磁性膜の組成を変化させることによ
って磁気異方性の大きさが異なる部分を形成することに
より、前記記録膜の保磁力をそれぞれの部分において異
ならせたことを特徴とする光記録媒体。
【請求項７】記録膜が、希土類−遷移金属系磁性膜であ
ることを特徴とする請求項６記載の光記録媒体。
【請求項８】記録膜が、希土類−遷移金属系磁性膜と重
希土類金属膜あるいは遷移金属膜との積層膜であること
を特徴とする請求項６記載の光記録媒体。
【請求項９】ある磁気異方性を有する磁性膜と前記磁性
膜の磁気異方性を増加あるいは減少させる添加元素の膜
との積層膜を記録膜とする光記録媒体への情報記録の際
に、積層された前記磁性膜と前記添加元素の膜を相互に
拡散させうる光強度で記録することにより、記録情報に
対応して、磁気異方性の大きさが異なる部分を形成し、
前記記録膜の保磁力をそれぞれの部分において異ならせ
ることを特徴とする光記録媒体の記録方法。
【請求項１０】積層される磁性膜が、希土類−遷移金属
系磁性膜であり、添加元素の膜が、重希土類金属膜ある
いは遷移金属膜であることを特徴とする請求項９記載の
光記録媒体の記録方法。
【請求項１１】少なくとも一部の領域に、記録情報に対
応して、記録膜中の透過電子顕微鏡によって観察される
微細構造あるいは結晶粒の大きさを異ならせた部分を形
成することにより、前記記録膜の保磁力をそれぞれの部
分において異ならせたことを特徴とする光記録媒体。
【請求項１２】記録膜中の微細構造あるいは結晶粒の大
きさが、３０ｎｍ〜５０ｎｍである部分及び３０ｎｍ以
下である部分から構成され、記録膜が、遷移金属酸化窒
化膜，フェライト膜のいずれかであることを特徴とする
請求項１１記載の光記録媒体。
【請求項１３】記録膜が結晶質磁性膜からなる光記録媒
体への情報記録時に、前記記録膜中の透過電子顕微鏡等
によって観察される微細構造あるいは結晶粒を成長させ
うる光強度で記録することにより、記録情報に対応し
て、前記微細構造あるいは結晶粒の大きさが異なる部分
を形成し、前記記録膜の保磁力をそれぞれの部分におい
て異ならせることを特徴とする光記録媒体の記録方法。