JP3999978B2 - Magneto-optical recording medium - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光磁気ディスク,光磁気テープ,光磁気カード等の光磁気記録媒体に関し、特に磁気超解像(Magnetically Induced Super Resolution )再生が可能な光磁気記録媒体に関する。
【0002】
【従来の技術】
光磁気ディスクは、これからのマルチメディア時代に備えて膨大なデータを格納するメモリの中心的存在として位置付けられ、記録容量のさらなる増大化が要望されている。光磁気ディスクの記録密度を増大させるためには、記録マーク長をレーザ光のスポット径よりも短くすると共に記録マーク間隔を詰める必要がある。このような微細な記録マークを形成するのは比較的簡単であるが、微細な記録マークを再生する際には照射するレーザ光の波長λと対物レンズの開口数NAとの制約により、再生可能な記録マークの長さに限界があった。
【0003】
そこで、レーザ光径よりも小さい記録マークを再生できる磁気超解像(MSR)再生方法が種々提案されている。これらの方法は共通して、記録層と再生層とを含む複数の磁性層を積層した光磁気ディスクを回転しつつ再生レーザ光を照射することにより光磁気ディスクの周方向に温度分布を生ぜしめ、この温度分布を利用して小さな記録マークを読出すようにしている。これにより、実質的に再生レーザ光のスポット径よりも小さな光スポットで再生した場合と同等の分解能が得られる。
【0004】
しかしながら、これらの従来法では以下に示すいくつかの問題点があった。まず、スポット内の低温領域から記録マークを読出す方式では周方向の分解能には優れているが、近接トラックが影響するクロストークが大きい。また、スポット内の高温領域から記録マークを読出す方式ではクロストークは低減されるが、再生層を初期化するために3.5 〜4kOeの大型の初期化磁石を用いる必要があり、装置が小型化できない。さらに、再生層の磁化方向が温度分布により面内方向から垂直方向に変化した領域から記録マークを読出す方式では、大型の初期化磁石を用いずに再生できるが、スポット内の転写される領域が広く、高い再生出力が得られない。また、スポット内の転写される領域を狭くして分解能を高めるために、中温度領域のみから記録マークを読み出す方式が提案されたが、数百Oeの再生磁界を印加し、且つ、数kOeの初期化磁石が必要であった。
【0005】
そこで本願出願人は、これらの問題点を解決できるMSR再生方法を提案している(特開平7−244877号公報)。この再生方法により、数百Oeの再生磁界の印加で中温度領域から情報を読み出し、即ち、ダブルマスクを形成し、初期化磁石を使用せずに高分解能再生を実現する。この再生方法に用いられる光磁気ディスクは、希土類−遷移金属合金からなる再生層,中間層及び記録層とを備えている。媒体を回転せしめ、再生用レーザ光を照射することにより生じるレーザスポット内の温度分布を利用して低温領域にフロントマスクを形成し、高温領域にリアマスクを形成する。中間温度領域では、記録層の磁化方向が再生層に転写される。
【0006】
光磁気ディスクの磁気光学的出力を検出した場合に、レーザスポット内において低温領域及び高温領域にはマスクが形成されているので光磁気信号を読出すことはなく、中間温度領域のみから光磁気信号を読出すことができる。以上の如く、本願出願人により提案した光磁気ディスクでは、大型の初期化磁石を設けることなく、再生時の数百Oeの磁界の印加で、実質的にビームスポットよりも狭い領域から記録マークを高分解能で読み出すことができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
片面640 MBの記録容量を有する現行の光磁気ディスクのトラックピッチは1.1 μmであり、これに記録される記録マークの最短マーク長は0.64μmである。記録容量をさらに増大し、3.5 インチサイズの片面に 1.0GB以上の容量を記録可能にするためには、さらに狭いトラックピッチで、さらに微小な記録マークを再生する必要がある。例えば、片面1GBの場合はトラックピッチは1.0 μm, 最短マーク長は0.43μmであり、1.1 GBの場合はトラックピッチは1.0 μm, 最短マーク長は0.41μm、1.2 GBの場合はトラックピッチは0.95μm, 最短マーク長は0.38μmとなる。また1.3 GBの記録容量を実現するためには、0.9 μmのトラックピッチで最短0.38μmの記録マークが再生可能でなければならない。
【0008】
前述したMSR再生可能な光磁気ディスクに、上述した如き 1.0GB以上の容量を記録し、これを再生する場合は、トラックピッチが狭いためにマスク形成状態が不安定となり、記録層,中間層及び再生層の磁気特性によっては、ジッタの記録パワーマージンが低くなるという問題があった。また、現行の光磁気ドライブは小型化及び消費電力の低減のために出力磁界の上限が300 Oe程度であるが、記録層,中間層及び再生層の磁気特性によっては 300Oeより高い再生磁界が必要となる場合があった。さらに、記録層,中間層及び再生層の磁気特性によっては、高密度記録された情報を繰り返して記録/再生した場合に再生信号の品質が劣化し易く、耐久性が低くなるという問題があった。
【0009】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、所定範囲の飽和磁化を有する磁性膜を備えることにより、また所定範囲のキュリー温度を有する磁性膜を備えることにより、3.5 インチサイズに片面1.0 GB以上に高密度記録された情報を、300 Oe以下の再生磁界の印加で、実用レベルのジッタの記録パワーマージンを有して磁気超解像再生できる光磁気記録媒体を提供することを目的とする。また、繰り返し記録/再生に対して高い耐久性を有する、高密度記録された光磁気記録媒体を提供することを目的とする。さらに、磁性膜を元素組成でなく飽和磁化によって規定することにより、所望の磁気特性を有する光磁気記録媒体を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
第1発明に係る光磁気記録媒体は、少なくとも再生層、中間層及び記録層を積層した磁性積層膜を備え、前記再生層及び記録層は積層方向の磁化容易特性を有する磁性膜であり、前記中間層は室温で面内方向の磁化容易特性を有する磁性膜であり、再生レーザ光の照射による光磁気信号の読出しが可能な光磁気記録媒体において、前記再生層及び記録層は、夫々、GdFeCo及びTbFeCoを含む希土類遷移金属で形成されており、前記中間層は、GdFeCoを含む希土類遷移金属に、Si,Al及びCrからなるグループから選択される非磁性金属を含み、前記磁性積層膜は、グルーブ部及びランド部を有する基板上に形成され、前記グルーブ部またはランド部は0.72μm〜0.76μmの幅寸法を有して略0.9μmのトラックピッチで形成されており、前記再生層,中間層及び記録層は、室温で夫々、8emu/cc〜100emu/cc,140emu/cc〜250emu/cc及び50emu/cc〜150emu/ccの飽和磁化と、240℃〜350℃,160℃〜220℃及び240℃〜350℃のキュリー温度とを有し、前記レーザ光の照射により生じる低温領域では前記中間層及び記録層の飽和磁化によりマスクが形成され、前記レーザ光の照射により生じる高温領域では前記再生層の飽和磁化によりマスクが形成される構成としたことを特徴とする。
【0011】
第1発明にあっては、再生層、中間層及び記録層の飽和磁化の範囲を特定することにより、高密度記録されたMSR媒体を300 Oe以下の再生磁界の印加で再生可能とする。再生時に低温領域で形成されるフロントマスクは中間層及び記録層の飽和磁化に関与し、高温領域で形成されるリアマスクは再生層の飽和磁化に関与している。各磁性膜において、300 Oe以下の再生磁界で各側のマスクが形成可能であるような飽和磁化の値が下限値となる。また、繰り返し記録/再生しても再生品質が劣化しないような飽和磁化の値が、上限値となる。
【0012】
また、再生時にフロントマスクが形成されるための再生磁界の大きさは、記録層の飽和磁化に関係する。記録層の飽和磁化の範囲を特定することにより、小さな再生磁界でもフロントマスクを形成できる。また、フロントマスクの形成が微細な記録マークの再生に大きく影響することから、記録層の飽和磁化を調整することにより、MSR再生のための再生磁界の大きさを調整できる。
【0014】
また、再生層、中間層及び記録層のキュリー温度の範囲を限定することにより、高密度記録されたMSR媒体を、現行の光磁気ドライブを用いて再生可能とする。光磁気ドライブが備える光源のパワー限界、300Oe以下の再生磁界でダブルマスクを形成可能にすること、十分な再生パワーマージンを得ること等を考慮して、各磁性層のキュリー温度の範囲を定めている。
【0016】
また、中間層に非磁性金属を添加することにより、その他の磁気特性を保ったまま中間層のキュリー温度を低くできる。
【0017】
第2発明に係る光磁気記録媒体は、第1発明において、さらに、基板,保護樹脂層及び熱伝導層を備え、前記基板側から前記再生層,中間層,記録層及び熱伝導層の順に積層してあり、両面の最外層を前記保護樹脂層で被覆してあることを特徴とする。
【0018】
第2発明にあっては、光磁気記録媒体の基板の側からビーム光を照射して記録/再生する。熱伝導層により媒体の面内方向に熱が拡散され、光磁気記録媒体の耐久性が向上する。また、媒体の両面に例えば紫外線硬化樹脂層のような保護樹脂層をコーティングしてあるので、基板及び磁性層に対して外側からの疵,摩耗等が防止され、耐久性が向上する。
【0019】
第3発明に係る光磁気記録媒体は、第1発明において、さらに、基板,保護樹脂層及び熱伝導層を備え、前記基板側から前記熱伝導層,記録層,中間層及び再生層の順に積層してあり、両面の最外層を前記保護樹脂層で被覆してあることを特徴とする。
【0020】
第3発明にあっては、光磁気記録媒体の基板と反対の側からビーム光を照射して記録/再生する。熱伝導層により媒体の面内方向に熱が拡散され、光磁気記録媒体の耐久性が向上する。また、媒体の両面に例えば紫外線硬化樹脂層のような保護樹脂層をコーティングしてあるので、基板及び磁性層に対して外側からの疵,摩耗等が防止され、耐久性が向上する。
【0021】
第4発明に係る光磁気記録媒体は、第2又は第3発明において、前記熱伝導層は、5nm〜25nmの膜厚を有していることを特徴とする。
【0022】
第4発明にあっては、熱伝導層の膜厚は5nm〜25nmであることが好ましい。熱伝導層として例えばAlTiを用いた場合は、5nmより薄く形成すると信号品質が十分でなく、またAlCrを用いた場合は、25nmより厚く形成すると記録パワー感度が悪化する傾向にある。
【0023】
第5発明に係る光磁気記録媒体は、第2又は第4発明において、前記基板と再生層との間に第1の誘電体層を、前記記録層と熱伝導層との間に第2の誘電体層を備え、前記第1の誘電体層は65nm〜110nmの膜厚を有し、前記第2の誘電体層は20nm〜60nmの膜厚を有することを特徴とする。
【0024】
第5発明にあっては、第1の誘電体層の膜厚は65nm〜110nmであることが好ましく、第2の誘電体層の膜厚は20nm〜60nmであることが好ましい。熱伝導層として例えばAlCrを用いた場合は、第1の誘電体層を65nmより薄く形成すると信号品質が十分でなく、また熱伝導層としてAlTiを用いた場合は、第1の誘電体層を110nmよりも厚く形成すると記録パワー感度が悪化する傾向にある。また、熱伝導層がAlCr又はAlTiのいずれであっても、第2の誘電体層が20nmより薄い場合は環境に対する耐久性が十分でなく、60nmよりも厚い場合は記録パワー感度が悪化する傾向にある。
【0025】
第6発明に係る光磁気記録媒体は、第1乃至第5発明のいずれかにおいて、前記ランド部に記録マークを形成すべくなしてあることを特徴とする。
【0026】
第6発明にあっては、ランド部に記録マークを形成し、グルーブ部をトラッキング制御のために使用する。このようなランド記録の光磁気記録媒体では、トラックピッチが0.85μm〜0.9μm程度に狭い場合でも、300Oe以下の低い再生磁界の印加でフロントマスクもリアマスクも形成でき、高密度記録されたMSR媒体の情報が再生可能である。
【0029】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。
実施の形態1.
図1は、本発明の光磁気ディスクの膜構成を示す断面図である。光磁気ディスク1は、ポリカーボネート製の基板12上に、SiNからなる下地誘電体層13、GdFeCoからなる再生層14、GdFeCoSiからなる中間層15、TbFeCoからなる記録層16、SiNからなる上地誘電体層17及びAlCrからなる熱伝導層18を順に積層して構成されており、光磁気ディスク1の両面の最外層、即ち基板12と熱伝導層18との夫々の表面が第1及び第2の紫外線硬化膜11,19で被覆されている。
【0030】
基板12はトラッキングのためのグルーブを有するランド基板であり、径寸法が3.5 インチで板厚が1.2 mm,グルーブの深さは67nm,0.9 μmのトラックピッチでランド部が形成されており、ランド幅は 0.73 μmである。ここで、グルーブの深さはλ/(6.5 n)nm(λはレーザ光の波長であり、λ=685 nm,nは基板の屈折率であり、n=1.58)であり、ランド幅はグルーブ深さに対する半値幅である。
【0031】
再生層14は41nmの厚みのGd24.6Fe61.8Co13.6膜であり、遷移金属磁化優勢(以下、TMリッチという)で、垂直方向即ち積層方向に磁化容易軸を有している。室温(10℃〜35℃)での飽和磁化の値は100 emu/ccより低く、170 ℃付近まで温度とともに上昇する。またキュリー温度は略270 ℃であり、室温での保磁力の値は1.5 kOe以内である。
【0032】
中間層15は41nmの厚みの(Gd33.8Fe62.4Co3.8 )92Si8 膜であり、キュリー温度まで補償温度が見られない希土類磁化優勢(以下、REリッチという)で、室温(10℃〜35℃)では面内方向に磁化容易軸を有しており、室温より高い所定温度以上になると磁化容易軸が面内方向から垂直方向に変化する。室温での飽和磁化の値は250 emu/cc以内であり、略180 ℃のキュリー温度まで単調に減少する。キュリー温度を低く設定するために中間層15には非磁性元素であるSiが添加されている。Siの替わりにAl又はCr等の元素を添加してあっても良い。
【0033】
記録層16は50nmの厚みのTb22.2Fe60.3Co17.5膜であり、TMリッチで、垂直方向に磁化容易軸を有している。室温での飽和磁化の値は150 emu/cc以内であり、150 ℃程度まで温度とともに上昇する。キュリー温度は略270 ℃であり、室温での保磁力の値は10kOe以上である。これらの再生層14,中間層15及び記録層16のキュリー温度を夫々Tc1,Tc2及びTc3とした場合に、Tc2<Tc1,Tc2<Tc3の関係を満たしている。また、再生層14及び記録層16の室温における保磁力を夫々Hc1及びHc3とした場合に、Hc3>Hc1の関係を満たしている。
【0034】
また、下地誘電体層13は70nm、上地誘電体層17は25nm、熱伝導層18は15nmの膜厚を有している。これらの積層膜はDCスパッタ法により順次形成してある。スパッタ条件を表1に示す。なお、再生層14,中間層15及び記録層16は上述した飽和磁化の値を有するように予め成膜装置及び成膜条件を設定してある。また、ターゲットの寿命についても予めテストしておき、上述した飽和磁化の値を有する磁性膜が確実に成膜されるように設定されている。
【0035】
【表1】
【0036】
以上の如き膜構成の光磁気ディスク1に、最短マーク長が0.38μmのランダムデータを光変調記録し、線速7.5 m/sで再生して評価した。再生時には記録マークの記録方向と同方向の再生磁界を300 Oeで印加した。再生レーザ光は光磁気ディスク1の基板12側から照射された。図2は、図1の光磁気ディスクの膜構成及び再生時の磁化状態を示す図であり、再生層,中間層及び記録層のみを示し、その他の膜層は省略している。図2に示すように、光磁気ディスク1が回転し、再生用レーザ光が磁性層に照射されたとき温度分布が生じる。低温領域では、中間層15と記録層16との間に作用する交換結合力よりも再生磁界が大きい場合に、中間層15の磁化方向が再生磁界と同方向に揃う。中間層15と交換結合した再生層14の磁化方向は記録マークと無関係に再生磁界と逆方向に揃い、これによりフロントマスクが形成される。高温領域では、再生層14と中間層15との間に作用する交換結合力が切断され、再生層の磁化方向が再生磁界と同方向に揃うことによりリアマスクが形成される。中間温度領域では、再生層14、中間層15及び記録層16間に再生磁界よりも大きな交換結合力がはたらいており、記録層16の磁化方向が再生層14に転写される。
【0037】
このように光磁気ディスク1の磁気光学的出力を検出した場合に、レーザスポット内において低温領域及び高温領域にはマスクが形成されているので光磁気信号を読出すことはなく、中間温度領域のみから光磁気信号を読出すことができる。
【0038】
図3は、光磁気ディスク1のジッタの記録パワーマージンを示すグラフである。縦軸はランダムジッタを示し、横軸はレーザ光の記録パワーを示している。実用上はランダムジッタが12.5%以下であることが好ましい。グラフから、光磁気ディスク1のジッタの記録パワーマージンは±11%を示していることが判る。これは実用上十分な値である。
【0039】
このように、実施の形態1の光磁気ディスク1は、トラックピッチが0.9 μmで最短記録マークが0.38μmであるので、1.3 GBの記録容量を有する高密度記録の光磁気ディスクの再生が、十分なジッタの記録パワーマージンを有して実現できたと言える。
【0040】
上述した如き膜構成の光磁気ディスクで、高密度記録された情報のMSR再生が可能となる磁性膜の磁気特性を調べた。まず、300 Oeの再生磁界の印加で再生できる各磁性層の飽和磁化の範囲を調べた。図4は、再生層の組成によるリアマスク形成の必要再生磁界の変化を示すグラフである。縦軸はリアマスクを形成するために必要な再生磁界Hrearを示し、横軸は再生層の飽和磁化Ms1を示している。グラフから、300 Oe以内の磁界で再生するためには再生層14の飽和磁化Ms1は8emu/cc以上の値が必要であることが判る。
【0041】
再生層14の飽和磁化が大きくなると、再生信号の品質劣化の程度が大きくなる。図5は、再生層の飽和磁化と再生信号品質との関係を示すグラフである。縦軸は、基準CNRとの差であるΔCNRを示し、横軸は再生層の飽和磁化Ms1を示している。ΔCNRは、最適記録パワーに対して略13%増しの消去パワーで10万回連続消去したときの信号品質の劣化の度合いを測定している。グラフから、ΔCNRの許容範囲である1dB以内で、再生層14の飽和磁化Ms1は100 emu/cc以下であることが判る。
【0042】
図6は、中間層の組成によるフロントマスク形成の必要再生磁界の変化を示すグラフである。縦軸はフロントマスクを形成するために必要な再生磁界Hfront を示し、横軸は中間層の飽和磁化Ms2を示している。グラフから、300 Oe以内の磁界で再生するためには中間層15の飽和磁化Ms2は140 emu/cc以上の値が必要であることが判る。図7は、中間層の飽和磁化と再生信号品質との関係を示すグラフである。縦軸は、基準CNRとの差であるΔCNRを示し、横軸は中間層の飽和磁化Ms2を示している。ΔCNRは、最適記録パワーに対して略13%増しの消去パワーで10万回連続消去したときの信号品質の劣化の度合いを測定している。グラフから、ΔCNRの許容範囲である1dB以内で、中間層15の飽和磁化Ms2は250 emu/cc以下であることが判る。
【0043】
図8は、記録層の組成によるフロントマスク形成の必要再生磁界の変化を示すグラフである。縦軸はフロントマスクを形成するために必要な再生磁界Hfront を示し、横軸は記録層の飽和磁化Ms3を示している。グラフから、300 Oe以内の磁界で再生するためには記録層16の飽和磁化Ms3は50emu/cc以上の値が必要であることが判る。図9は、記録層の飽和磁化と再生信号品質との関係を示すグラフである。縦軸は、基準CNRとの差であるΔCNRを示し、横軸は記録層の飽和磁化Ms3を示している。ΔCNRは、最適記録パワーに対して略13%増しの消去パワーで10万回連続消去したときの信号品質の劣化の度合いを測定している。グラフから、ΔCNRの許容範囲である1dB以内で、記録層16の飽和磁化Ms3は150 emu/cc以下であることが判る。
【0044】
以上のことから、1.3 GB程度の記録容量を有する光磁気ディスクを、300 Oe以下の再生磁界の印加で再生できる各磁性層の飽和磁化の範囲は、再生層14は8emu/cc〜100 emu/ccであり、中間層15は140 emu/cc〜250 emu/ccであり、記録層16は50emu/cc〜150 emu/ccであると言える。上述した実施の形態1の光磁気ディスク1はこの条件を満たしている。
【0045】
次に、現行の光磁気ドライブを用いて再生できる各磁性層のキュリー温度の範囲を調べた。図10は、記録層のキュリー温度に対して変化する、記録パワーの室温における感度を示すグラフである。3.5 インチの最外周条件においての値である。縦軸はレーザ光の記録パワーを示し、横軸は記録層16のキュリー温度Tc3を示している。記録パワー感度は、信号が出始めるパワーPwth と十分に信号が得られるパワーPwとの両方を示している。図11は光磁気ディスクの環境温度と記録パワーとの関係を示すグラフである。縦軸は記録パワーを示し、横軸は環境温度を示している。線速12.6m/sでの測定結果である。図11から、環境温度が低いほど、より高い記録パワーが必要であることが判る。
【0046】
図10に示すように、光磁気ドライブが有するレーザダイオードのパワー限界が略13mWである場合、記録パワーPwth に関してはキュリー温度Tc3は450 ℃まで許容されると言えるが、実際には十分に信号が得られる記録パワーが用いられること、また図11に示すように、環境温度が0℃まで動作を保証するためにはより高い記録パワーが必要であることから、記録層16のキュリー温度Tc3は350 ℃が上限であると言える。
【0047】
図12は、中間層のキュリー温度に対して変化する、再生パワーの感度を示すグラフである。縦軸はレーザ光の再生パワーを示し、横軸は中間層15のキュリー温度Tc2を示している。再生パワー感度は、信号が出始めるパワーPrth について環境温度が0℃と25℃との場合を示し、0℃で十分に信号が得られるパワーPrについても示している。グラフから判るように、25℃よりも0℃の方がより高い再生パワーが必要になる。実際に十分に信号が得られる再生パワーPrはさらに高い値を示しており、高周波重畳の限界が6.4 mWである場合に、中間層15のキュリー温度Tc2は220 ℃が上限であると言える。
【0048】
図13は、中間層の磁化容易軸特性と再生磁界との関係を示すグラフである。縦軸は再生磁界を示し、横軸は中間層15が面内磁化から垂直磁化に変わる温度を示している。グラフから判るように、中間層が垂直磁化に変わる温度が高温になるほど再生磁界の値は低くなる。300 Oe以下の再生磁界で再生するためには、垂直磁化に変わる温度は130 ℃以上が必要であることが判る。また、図14は、中間層のキュリー温度と磁化容易軸特性との関係を示すグラフである。縦軸は中間層15が面内磁化から垂直磁化に変わる温度を示し、横軸は中間層15のキュリー温度Tc2を示している。グラフから、垂直磁化に変わる温度が130 ℃以上である中間層15のキュリー温度Tc2は160 ℃以上であることが判る。
【0049】
中間層15のキュリー温度Tc2が160 ℃以上である場合の再生パワーPrth は、図12に示すように、略4.1 mW以上である。再生信号が見えてから消え始めるまでに±20%程度の十分な再生パワーマージンを確保するためには、再生信号が4.1 mWから見え始めた場合は、消え始める再生パワーPeth は6.2 mWとなる。図15は、記録層のキュリー温度とレーザ光のパワーとの関係を示すグラフである。縦軸はレーザ光のパワーを示し、横軸は記録層16のキュリー温度Tc3を示している。グラフから、再生パワーPeth が6.2 mW以上では、記録層16のキュリー温度Tc3は240 ℃以上が必要であることが判る。
【0050】
再生層14は記録層16に形成された記録マークを再生する必要があるので、再生層14のキュリー温度Tc1の範囲は記録層16と同じであり、240 ℃〜350 ℃である。
【0051】
以上のことから、1.3 GB程度の記録容量を有する光磁気ディスクを、現行の光磁気ドライブを使用して再生できる各磁性層のキュリー温度の範囲は、再生層14は240 ℃〜350 ℃であり、中間層15は160 ℃〜220 ℃であり、記録層16は240 ℃〜350 ℃であると言える。上述した実施の形態1の光磁気ディスク1は、この条件を満たしている。
【0052】
このような飽和磁化及びキュリー温度の範囲から外れた磁性層を有する比較例の光磁気ディスクについて、実施の形態1と同様に形成された記録マークを再生し、評価した。この光磁気ディスクは実施の形態1と同様の基板を備え、再生層14及び記録層16は補償組成、即ち自発磁化Msの値がほぼ零であり、中間層15のキュリー温度Tc2は150 ℃である。図16は、比較例の光磁気ディスクのジッタの記録パワーマージン及び必要再生磁界を示すグラフである。縦軸はランダムジッタを示し、横軸はレーザ光の記録パワーを示している。グラフ中、‘○’は再生磁界が300 Oeの場合を、‘△’は350 Oeの場合を、‘□’は400 Oeの場合を示している。
【0053】
比較例の光磁気ディスクは、繰り返し連続消去における耐久性は高く、10万回消去後でも信号品質の劣化はほとんど見られなかった。しかしながら、実施の形態1の光磁気ディスクと比較して(図3参照)ボトムジッタの値が高い。また、ランダムジッタが12.5%以下である記録パワーマージンは±8.3 %であり、実施の形態1の光磁気ディスク1よりも狭いことが判った。さらに、再生磁界は300 Oeでは再生できず、350 Oe以上が必要であった。
【0054】
実施の形態2.
実施の形態1と同様の膜構成を有する光磁気ディスクを、トラックピッチが異なる基板を用いて形成し、2T=0.4 μmのマークを記録した。夫々の光磁気ディスクについて、必要再生磁界及びCNRを調べた。図17はその結果を示すグラフであり、縦軸はCNR及び必要再生磁界Hrth を示し、横軸はトラックピッチを示している。グラフから、トラックピッチが狭くなるほどCNRが低下する傾向が見られる。特に、トラックピッチが0.9 μmより狭い場合は1.1 μmの場合と比較して1.5 dB以上、CNRが劣化していると言える。必要再生磁界はトラックピッチに対して大きな変化はなかった。
【0055】
次に、実施の形態1と同様の膜構成を有する光磁気ディスクを、トラックピッチが異なるグルーブ基板を用いて形成し、夫々について同様に必要再生磁界及びCNRを調べた。図18はその結果を示すグラフであり、縦軸はCNR及び必要再生磁界Hrth を示し、横軸はトラックピッチを示している。グルーブ基板を用いた場合は、グラフから、トラックピッチが1.1 μmから0.85μmまでCNRの低下は見られないが、0.9 μm以下で必要再生磁界が急激に大きくなっていることが判る。図17及び図18から、この膜構成の光磁気ディスクを用いて1GB以上の記録容量を実現するために、トラックピッチは0.9 μmまで狭くできることが判る。また、ランド基板を用いることにより、狭いトラックピッチで、300 Oe以下の再生磁界でのMSR再生が可能であると言える。
【0056】
さらに狭いトラックピッチでの再生を可能とするために、上述したグルーブ基板を用いて、フロントマスク及びリアマスク夫々について必要再生磁界を調べた。図19はその結果を示すグラフであり、縦軸は必要再生磁界を示し、横軸はトラックピッチを示している。グラフから明らかなように、トラックピッチが0.9 μmよりも狭いときに、フロントマスクの形成に必要な再生磁界が急激に大きくなっている。このことから、トラックピッチが狭くなると必要再生磁界が増大する原因は、フロントマスク形成のためであることが判る。そこで、フロントマスクを形成するための再生磁界を低減できる記録層16の組成について調べた。図20はその結果を示すグラフであり、縦軸はフロントマスクを形成するために必要な再生磁界を示し、横軸は記録層16のTb含有量を示している。グラフ中、‘○’はランド基板、‘×’はグルーブ基板についてのものである。グラフから、300 Oe以下の再生磁界で再生可能な記録層16の組成範囲は、ランド基板と比較してグルーブ基板の方が狭いことが判る。
【0057】
以上、図18〜図20に示すことから、0.9 μm程度の狭いトラックピッチで、300 Oe以下の再生磁界を用いてのMSR再生は、グルーブ基板よりもランド基板の方が適していると言える。また、グルーブ基板であっても記録層16のTb含有量を調整することにより上述のMSR再生は可能であるが、記録層16の組成マージンはランド基板よりもグルーブ基板の方が狭いことが判った。また、これらのことから、ランド基板及びグルーブ基板のいずれにおいても、記録層16の飽和磁化を調整することにより必要再生磁界の大きさを調整できることが判る。即ち、基板のトラックピッチに応じて記録層16の組成を設定し、所望の大きさの再生磁界を印加してMSR再生できる。
【0058】
実施の形態3.
上述した実施の形態1と同様の光磁気ディスクを、AlCrからなる熱伝導層18の膜厚のみを異ならせて形成し、記録パワー感度及び信号品質としてSNRを測定した。その結果、熱伝導層18の膜厚が8nmのものは、20nmのものよりもSNRが2dB程度低く、そのためにジッタの極小値が十分に低い値を示していない。また、熱伝導層18の膜厚が10nm以上のものは、実施の形態1と同程度の低いジッタを示した(図3参照)。さらに、熱伝導層18の膜厚が30nmのものは、8nmのものよりも記録パワー感度が2mW程度悪く、そのために現行の光磁気ドライブを用いての再生が困難である。これらのことから、AlCrの熱伝導層18の膜厚は10nm〜25nmが好ましいことが判る。
【0059】
また、熱伝導層18としてAlTi膜を用いた場合でも、光磁気ディスクは実施の形態1と同様の再生特性を示した。そして、AlTi膜の膜厚のみを異ならせて光磁気ディスクを形成し、その膜厚に対する記録パワー感度及びSNRを測定した。その結果、熱伝導層18の膜厚が3nmのものは、15nmのものよりもSNRが2dB程度低く、そのためにジッタの極小値が十分に低い値を示していない。また、熱伝導層18の膜厚が25nmのものは、3nmのものよりも記録パワー感度が2mW程度悪く、そのために現行の光磁気ドライブを用いての再生が困難である。これらのことから、AlTiの熱伝導層18の膜厚は5nm〜20nmが好ましいことが判る。従って、本発明に係る光磁気ディスクの熱伝導層18の膜厚の最適な範囲は5nm〜25nmであると言える。
【0060】
実施の形態4.
上述した実施の形態1と同様の光磁気ディスク1を、SiNからなる下地誘電体層13の膜厚のみを異ならせて形成し、反射率、記録パワー感度及びSNRを測定した。その結果、下地誘電体層13の膜厚が75nm近傍のものが反射率の極小値を示した。下地誘電体層13の膜厚が60nmのものは、90nmのものよりもSNRが1.6 dB程度低く、また下地誘電体層13の膜厚が98nmのものは、60nmのものよりも記録パワー感度が1.5 mW程度悪化した。これらのことから、光磁気ディスク1の下地誘電体層13の膜厚は65nm〜95nmが好ましいことが判った。但し、この範囲は熱伝導層18をAlCr膜で形成した場合である。熱伝導層18をAlTiで形成した場合は、下地誘電体層13の膜厚が105 nmで十分な記録パワーが得られ、115 nmで許容範囲外であった。従って、本発明に係る光磁気ディスクの下地誘電体層13の膜厚の最適な範囲は65nm〜110 nmであると言える。
【0061】
次に、実施の形態1と同様の光磁気ディスクを、SiNからなる上地誘電体層17の膜厚のみを異ならせて形成し、記録パワー感度及び環境温度耐久性を測定した。その結果、上地誘電体層17の膜厚が15nmのものは、温度80℃,湿度85%の環境下で200 時間後に腐食のような欠陥が生じた。また、上地誘電体層17の膜厚が65nmのものは、20nmのものよりも記録パワー感度が2mW程度悪化した。これらのことから、本発明に係る光磁気ディスクの上地誘電体層17の膜厚は20nm〜60nmが好ましいと言える。
【0062】
実施の形態5.
上述した実施の形態1と同様の光磁気ディスクを、基板12のみを異ならせて形成した。実施の形態5の基板は、グルーブの深さは93nm(λ/(4.4n)nm),ランド幅は0.75μmのポリカーボネート製のランド基板である。その他の寸法及び構成は実施の形態1と同様であり、その説明を省略する。このような光磁気ディスクについてランダムジッタを評価した。図21はその結果を示すグラフである。縦軸はランダムジッタを示し、横軸はレーザ光の記録パワーを示している。グラフから、ランダムジッタが12.5%以下である記録パワーマージンは、±11%であることが判る。従って、高密度記録された実施の形態5の光磁気ディスクのジッタの記録パワーマージンは±11%を示していることが判る。これは実用上十分な値である。
【0063】
実施の形態6.
図22は実施の形態6の光磁気ディスクの膜構成を示す断面図である。光磁気ディスク2はポリカーボネート製の基板12上に、AlCrからなる熱伝導層18、SiNからなる下地誘電体層13、TbFeCoからなる記録層16、GdFeCoSiからなる中間層15、GdFeCoからなる再生層14及びSiNからなる上地誘電体層17を積層して構成されており、光磁気ディスク2の最外層、即ち基板12と上地誘電体層17との夫々の表面が第1及び第2の紫外線硬化膜11,19で被覆されている。光磁気ディスク2は膜の積層順序が異なることの他は図1に示す光磁気ディスク1と同様であり、各磁性膜の飽和磁化,キュリー温度などの磁気特性及び膜厚、並びに基板仕様については説明を省略する。
【0064】
以上の如き膜構成の光磁気ディスク2に、最短マーク長が0.38μmのランダムデータを光変調記録し、線速7.5 m/sで再生して評価した。再生時には記録マークの記録方向と同方向の再生磁界を300 Oeで印加した。また、再生レーザ光は基板12から遠い側、即ち再生層14に近い側から照射された。その結果、1.3 GBの記録容量を有する高密度記録の光磁気ディスク2の再生が、実施の形態1と同様に、十分なジッタの記録パワーマージンを有して実現できることが判った。
【0065】
なお、本発明の光磁気記録媒体の再生層、中間層及び記録層は、上述した実施の形態1〜実施の形態6の光磁気ディスクに用いた磁性膜には限らない。上述した範囲の磁気特性を有する磁性膜であれば、3.5 インチ径で片面1.3 GBの高密度記録された媒体をMSR再生できる。
【0066】
【発明の効果】
以上のように、本発明においては、所定範囲の飽和磁化を有する磁性膜を用いて光磁気記録媒体を形成してあるので、トラックピッチが0.9 μm、最短マーク長が0.38μm程度の高密度記録媒体を、再生磁界が300 Oe以下でMSR再生することが可能となる。また、所定範囲のキュリー温度を有する磁性膜を用いて光磁気記録媒体を形成してあるので、現行の光磁気ドライブを用いての再生が可能となり、現状媒体との互換性を保つことができる。さらに、このような光磁気記録媒体は、繰り返し記録/再生に対する耐久性に優れている。さらにまた、磁性膜をその飽和磁化が所定の値になるように成膜することにより、所望の磁気特性を有する光磁気記録媒体を再現性良く製造でき、高密度記録再生が確実となる等、本発明は優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光磁気ディスクの膜構成を示す断面図である。
【図2】本発明の光磁気ディスクの膜構成と再生時の磁化状態を示す図である。
【図3】実施の形態1の光磁気ディスクのジッタの記録パワーマージンを示すグラフである。
【図4】再生層の飽和磁化とマスク形成の必要再生磁界との関係を示すグラフである。
【図5】再生層の飽和磁化と再生信号品質との関係を示すグラフである。
【図6】中間層の飽和磁化とマスク形成の必要再生磁界との関係を示すグラフである。
【図7】中間層の飽和磁化と再生信号品質との関係を示すグラフである。
【図8】記録層の飽和磁化とマスク形成の必要再生磁界との関係を示すグラフである。
【図9】記録層の飽和磁化と再生信号品質との関係を示すグラフである。
【図10】記録層のキュリー温度と記録パワーとの関係を示すグラフである。
【図11】光磁気ディスクの環境温度と記録パワーとの関係を示すグラフである。
【図12】中間層のキュリー温度と再生パワーとの関係を示すグラフである。
【図13】中間層の磁化容易軸特性と再生磁界との関係を示すグラフである。
【図14】中間層のキュリー温度と磁化容易軸特性との関係を示すグラフである。
【図15】記録層のキュリー温度とレーザ光のパワーとの関係を示すグラフである。
【図16】比較例のジッタの記録パワーマージン及び必要再生磁界を示すグラフである。
【図17】実施の形態2のランド記録ディスクのトラックピッチに対する再生特性及び必要再生磁界を示すグラフである。
【図18】実施の形態2のグルーブ記録ディスクのトラックピッチに対する再生特性及び必要再生磁界を示すグラフである。
【図19】実施の形態2のトラックピッチに対するマスク形成の必要再生磁界の関係を示すグラフである。
【図20】実施の形態2の記録層とマスク形成の必要再生磁界の関係を示すグラフである。
【図21】実施の形態5の光磁気ディスクのジッタの記録パワーマージンを示すグラフである。
【図22】実施の形態6の光磁気ディスクの膜構成を示す断面図である。
【符号の説明】
1,2 光磁気ディスク
11,19 紫外線硬化膜
12 基板
13 下地誘電体層
14 再生層
15 中間層
16 記録層
17 上地誘電体層
18 熱伝導層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a magneto-optical recording medium such as a magneto-optical disk, a magneto-optical tape, and a magneto-optical card, and more particularly to a magneto-optical recording medium capable of reproducing magnetically super resolution (Magnetically Induced Super Resolution).
[0002]
[Prior art]
The magneto-optical disk is positioned as a central existence of a memory for storing a large amount of data in preparation for the future multimedia age, and further increase in recording capacity is demanded. In order to increase the recording density of the magneto-optical disk, it is necessary to make the recording mark length shorter than the spot diameter of the laser beam and reduce the recording mark interval. It is relatively easy to form such a fine recording mark, but when reproducing a fine recording mark, reproduction is possible due to the restriction of the wavelength λ of the laser beam to be irradiated and the numerical aperture NA of the objective lens. There was a limit to the length of various recording marks.
[0003]
Therefore, various magnetic super-resolution (MSR) reproducing methods capable of reproducing a recording mark smaller than the laser beam diameter have been proposed. In these methods, a temperature distribution is generated in the circumferential direction of the magneto-optical disk by irradiating the reproducing laser light while rotating the magneto-optical disk in which a plurality of magnetic layers including a recording layer and a reproducing layer are laminated. A small recording mark is read using this temperature distribution. As a result, the same resolution as that obtained when reproducing with a light spot substantially smaller than the spot diameter of the reproduction laser beam can be obtained.
[0004]
However, these conventional methods have some problems as described below. First, the method of reading the recording mark from the low temperature region in the spot is excellent in the resolution in the circumferential direction, but the crosstalk affected by the adjacent track is large. In addition, the method of reading the recording mark from the high temperature area in the spot reduces the crosstalk, but it is necessary to use a large initialization magnet of 3.5 to 4 kOe to initialize the reproducing layer, and the apparatus is downsized. Can not. Furthermore, in the method in which the recording mark is read from the area where the magnetization direction of the reproducing layer changes from the in-plane direction to the vertical direction due to the temperature distribution, reproduction can be performed without using a large initialization magnet. However, high playback output cannot be obtained. Further, in order to narrow the transferred area in the spot and increase the resolution, a method of reading the recording mark from only the intermediate temperature region has been proposed. However, a reproducing magnetic field of several hundred Oe is applied and several kOe of several kOe is applied. An initialization magnet was required.
[0005]
Therefore, the applicant of the present application has proposed an MSR regeneration method that can solve these problems (Japanese Patent Laid-Open No. 7-244877). By this reproducing method, information is read from the intermediate temperature region by applying a reproducing magnetic field of several hundred Oe, that is, a double mask is formed, and high-resolution reproduction is realized without using an initialization magnet. The magneto-optical disk used in this reproducing method includes a reproducing layer, an intermediate layer, and a recording layer made of a rare earth-transition metal alloy. A front mask is formed in the low temperature region and a rear mask is formed in the high temperature region by utilizing the temperature distribution in the laser spot generated by rotating the medium and irradiating the reproducing laser beam. In the intermediate temperature region, the magnetization direction of the recording layer is transferred to the reproducing layer.
[0006]
When the magneto-optical output of the magneto-optical disk is detected, the magneto-optical signal is not read out because the mask is formed in the low-temperature region and the high-temperature region in the laser spot, and only from the intermediate temperature region. Can be read out. As described above, in the magneto-optical disk proposed by the applicant of the present application, a recording mark can be formed from an area substantially smaller than the beam spot by applying a magnetic field of several hundred Oe during reproduction without providing a large initialization magnet. It can be read with high resolution.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The track pitch of the current magneto-optical disk having a recording capacity of 640 MB on one side is 1.1 μm, and the shortest mark length of the recording mark recorded on this is 0.64 μm. In order to further increase the recording capacity and to record a capacity of 1.0 GB or more on one side of a 3.5 inch size, it is necessary to reproduce smaller recording marks with a narrower track pitch. For example, for 1 GB single side, the track pitch is 1.0 μm and the shortest mark length is 0.43 μm. For 1.1 GB, the track pitch is 1.0 μm, the shortest mark length is 0.41 μm, and for 1.2 GB, the track pitch is 0.95 μm. , The shortest mark length is 0.38μm. Further, in order to realize a recording capacity of 1.3 GB, it is necessary to be able to reproduce a recording mark having a minimum length of 0.38 μm with a track pitch of 0.9 μm.
[0008]
When a capacity of 1.0 GB or more as described above is recorded on the above-described magneto-optical disk capable of reproducing MSR, the mask formation state becomes unstable due to the narrow track pitch, and the recording layer, intermediate layer, Depending on the magnetic characteristics of the reproducing layer, there has been a problem that the recording power margin of jitter becomes low. In addition, the current magneto-optical drive has a maximum output magnetic field of about 300 Oe in order to reduce the size and reduce power consumption. However, depending on the magnetic characteristics of the recording layer, intermediate layer, and reproducing layer, a reproducing magnetic field higher than 300 Oe is required. There was a case. Furthermore, depending on the magnetic characteristics of the recording layer, intermediate layer, and reproducing layer, there has been a problem that the quality of the reproduced signal is likely to deteriorate and the durability is lowered when information recorded at high density is repeatedly recorded / reproduced. .
[0009]
The present invention has been made in view of such circumstances, and by providing a magnetic film having a predetermined range of saturation magnetization and by providing a magnetic film having a predetermined range of Curie temperature, a single-sided surface of 3.5 inches can be obtained. It is an object of the present invention to provide a magneto-optical recording medium capable of reproducing information recorded at a density higher than GB with a magnetic power of 300 Oe or less and having a recording power margin of a practical level of jitter and super-resolution. To do. It is another object of the present invention to provide a high-density recorded magneto-optical recording medium having high durability against repeated recording / reproduction. It is another object of the present invention to provide a magneto-optical recording medium having desired magnetic characteristics by defining the magnetic film not by elemental composition but by saturation magnetization.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The magneto-optical recording medium according to the first invention comprises a magnetic laminated film comprising at least a reproducing layer, an intermediate layer and a recording layer. Preparation The reproducing layer and the recording layer are magnetic films having easy magnetization characteristics in the stacking direction, and the intermediate layer is a magnetic film having easy magnetization characteristics in the in-plane direction at room temperature. In a magneto-optical recording medium capable of reading The reproducing layer and the recording layer are each made of a rare earth transition metal containing GdFeCo and TbFeCo, and the intermediate layer is made of a rare earth transition metal containing GdFeCo selected from the group consisting of Si, Al and Cr. The magnetic multilayer film is formed on a substrate having a groove portion and a land portion, and the groove portion or the land portion has a width dimension of 0.72 μm to 0.76 μm and is approximately 0.9 μm. Formed with a track pitch, The reproducing layer, the intermediate layer, and the recording layer have a saturation magnetization of 8 emu / cc to 100 emu / cc, 140 emu / cc to 250 emu / cc, and 50 emu / cc to 150 emu / cc, respectively, at room temperature. And Curie temperatures of 240 ° C. to 350 ° C., 160 ° C. to 220 ° C. and 240 ° C. to 350 ° C. And a mask is formed by the saturation magnetization of the intermediate layer and the recording layer in the low temperature region generated by the laser light irradiation, and a mask is formed by the saturation magnetization of the reproducing layer in the high temperature region generated by the laser light irradiation. It is characterized by having a configuration.
[0011]
In the first invention, by specifying the saturation magnetization ranges of the reproducing layer, the intermediate layer, and the recording layer, it is possible to reproduce the high-density recorded MSR medium by applying a reproducing magnetic field of 300 Oe or less. The front mask formed in the low temperature region during reproduction is related to the saturation magnetization of the intermediate layer and the recording layer, and the rear mask formed in the high temperature region is related to the saturation magnetization of the reproduction layer. In each magnetic film, the saturation magnetization value at which a mask on each side can be formed with a reproducing magnetic field of 300 Oe or less is the lower limit. Further, the saturation magnetization value that does not deteriorate the reproduction quality even when repeatedly recorded / reproduced is the upper limit value.
[0012]
In addition, the magnitude of the reproducing magnetic field for forming the front mask during reproduction is related to the saturation magnetization of the recording layer. By specifying the saturation magnetization range of the recording layer, the front mask can be formed even with a small reproducing magnetic field. In addition, since the formation of the front mask greatly affects the reproduction of fine recording marks, the magnitude of the reproducing magnetic field for MSR reproduction can be adjusted by adjusting the saturation magnetization of the recording layer.
[0014]
Also By limiting the range of the Curie temperature of the reproducing layer, the intermediate layer, and the recording layer, it is possible to reproduce an MSR medium on which high density recording has been performed, using an existing magneto-optical drive. The Curie temperature range of each magnetic layer is determined in consideration of the power limit of the light source provided in the magneto-optical drive, enabling the formation of a double mask with a reproducing magnetic field of 300 Oe or less, and obtaining a sufficient reproducing power margin. Yes.
[0016]
Also By adding a nonmagnetic metal to the intermediate layer, the Curie temperature of the intermediate layer can be lowered while maintaining other magnetic properties.
[0017]
First 2 The magneto-optical recording medium according to the invention is: 1st invention The substrate further includes a substrate, a protective resin layer, and a heat conductive layer, and the reproduction layer, the intermediate layer, the recording layer, and the heat conductive layer are stacked in this order from the substrate side, and the outermost layers on both sides are the protective resin layers. It is characterized by being coated.
[0018]
First 2 In the invention, recording / reproduction is performed by irradiating the light beam from the substrate side of the magneto-optical recording medium. Heat is diffused in the in-plane direction of the medium by the heat conductive layer, and the durability of the magneto-optical recording medium is improved. Further, since a protective resin layer such as an ultraviolet curable resin layer is coated on both surfaces of the medium, wrinkles, abrasion, and the like from the outside are prevented with respect to the substrate and the magnetic layer, and durability is improved.
[0019]
First 3 The magneto-optical recording medium according to the invention is: 1st invention The substrate further includes a substrate, a protective resin layer, and a heat conductive layer. The heat conductive layer, the recording layer, the intermediate layer, and the reproduction layer are stacked in this order from the substrate side, and the outermost layers on both sides are the protective resin layers. It is characterized by being coated.
[0020]
First 3 In the invention, recording / reproduction is performed by irradiating the light beam from the side opposite to the substrate of the magneto-optical recording medium. Heat is diffused in the in-plane direction of the medium by the heat conductive layer, and the durability of the magneto-optical recording medium is improved. Further, since a protective resin layer such as an ultraviolet curable resin layer is coated on both surfaces of the medium, wrinkles, abrasion, and the like from the outside are prevented with respect to the substrate and the magnetic layer, and durability is improved.
[0021]
First 4 The magneto-optical recording medium according to the invention is 2 Or the second 3 In the present invention, the heat conductive layer has a thickness of 5 nm to 25 nm.
[0022]
First 4 In the invention, the thickness of the heat conductive layer is preferably 5 nm to 25 nm. For example, when AlTi is used as the heat conductive layer, the signal quality is not sufficient when it is formed thinner than 5 nm, and when AlCr is used as it is formed thicker than 25 nm, the recording power sensitivity tends to deteriorate.
[0023]
First 5 The magneto-optical recording medium according to the invention is 2 Or the second 4 In the present invention, a first dielectric layer is provided between the substrate and the reproducing layer, and a second dielectric layer is provided between the recording layer and the heat conductive layer, and the first dielectric layer has a thickness of 65 nm to The second dielectric layer has a thickness of 110 nm, and the second dielectric layer has a thickness of 20 nm to 60 nm.
[0024]
First 5 In the invention, the film thickness of the first dielectric layer is preferably 65 nm to 110 nm, and the film thickness of the second dielectric layer is preferably 20 nm to 60 nm. For example, when AlCr is used as the heat conductive layer, the signal quality is not sufficient when the first dielectric layer is formed thinner than 65 nm, and when AlTi is used as the heat conductive layer, the first dielectric layer is not formed. If it is formed thicker than 110 nm, the recording power sensitivity tends to deteriorate. Even if the heat conductive layer is either AlCr or AlTi, if the second dielectric layer is thinner than 20 nm, the environmental durability is not sufficient, and if it is thicker than 60 nm, the recording power sensitivity tends to deteriorate. It is in.
[0025]
First 6 The magneto-optical recording media according to the present invention are first to second. 5 In any of the invention ,in front It is characterized in that a recording mark is formed on the land portion.
[0026]
First 6 In the invention, the recording mark is formed in the land portion, and the groove portion is used for tracking control. In such a land-recording magneto-optical recording medium, even when the track pitch is as narrow as 0.85 μm to 0.9 μm, a front mask and a rear mask can be formed by applying a low reproducing magnetic field of 300 Oe or less, and high-density recording is performed. Information on the MSR medium can be reproduced.
[0029]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings showing embodiments thereof.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the film configuration of the magneto-optical disk of the present invention. The magneto-
[0030]
The
[0031]
The
[0032]
The
[0033]
The
[0034]
The
[0035]
[Table 1]
[0036]
Random data with the shortest mark length of 0.38 μm was optically modulated and recorded on the magneto-
[0037]
When the magneto-optical output of the magneto-
[0038]
FIG. 3 is a graph showing the recording power margin of jitter of the magneto-
[0039]
Thus, since the magneto-
[0040]
The magnetic characteristics of the magnetic film capable of MSR reproduction of information recorded at high density on the magneto-optical disk having the film structure as described above were examined. First, the saturation magnetization range of each magnetic layer that can be reproduced by applying a reproduction magnetic field of 300 Oe was examined. FIG. 4 is a graph showing the change in the required reproducing magnetic field for forming the rear mask depending on the composition of the reproducing layer. The vertical axis represents the reproducing magnetic field Hrear necessary for forming the rear mask, and the horizontal axis represents the saturation magnetization Ms1 of the reproducing layer. From the graph, it can be seen that the saturation magnetization Ms1 of the reproducing
[0041]
As the saturation magnetization of the
[0042]
FIG. 6 is a graph showing a change in the necessary reproducing magnetic field for forming the front mask depending on the composition of the intermediate layer. The vertical axis represents the reproducing magnetic field Hfront necessary for forming the front mask, and the horizontal axis represents the saturation magnetization Ms2 of the intermediate layer. From the graph, it can be seen that the saturation magnetization Ms2 of the
[0043]
FIG. 8 is a graph showing a change in the necessary reproducing magnetic field for forming the front mask depending on the composition of the recording layer. The vertical axis represents the reproducing magnetic field Hfront necessary for forming the front mask, and the horizontal axis represents the saturation magnetization Ms3 of the recording layer. From the graph, it can be seen that the saturation magnetization Ms3 of the
[0044]
From the above, the saturation magnetization range of each magnetic layer capable of reproducing a magneto-optical disk having a recording capacity of about 1.3 GB by applying a reproducing magnetic field of 300 Oe or less is 8 emu / cc to 100 emu / It can be said that the
[0045]
Next, the range of the Curie temperature of each magnetic layer that can be reproduced using the current magneto-optical drive was examined. FIG. 10 is a graph showing the sensitivity of the recording power at room temperature, which varies with the Curie temperature of the recording layer. This is the value at the outermost circumference of 3.5 inches. The vertical axis represents the recording power of the laser beam, and the horizontal axis represents the Curie temperature Tc3 of the
[0046]
As shown in FIG. 10, when the power limit of the laser diode of the magneto-optical drive is about 13 mW, it can be said that the Curie temperature Tc3 is allowed up to 450 ° C. with respect to the recording power Pwth. Since the obtained recording power is used and, as shown in FIG. 11, a higher recording power is required to guarantee the operation up to the ambient temperature of 0 ° C., the Curie temperature Tc3 of the
[0047]
FIG. 12 is a graph showing the reproduction power sensitivity that changes with respect to the Curie temperature of the intermediate layer. The vertical axis represents the reproduction power of the laser beam, and the horizontal axis represents the Curie temperature Tc2 of the
[0048]
FIG. 13 is a graph showing the relationship between the easy axis characteristics of the intermediate layer and the reproducing magnetic field. The vertical axis represents the reproducing magnetic field, and the horizontal axis represents the temperature at which the
[0049]
When the Curie temperature Tc2 of the
[0050]
Since the reproducing
[0051]
From the above, the range of Curie temperature of each magnetic layer that can reproduce a magneto-optical disk having a recording capacity of about 1.3 GB using the current magneto-optical drive is 240 ° C. to 350 ° C. for the reproducing
[0052]
With respect to the magneto-optical disk of the comparative example having the magnetic layer outside the range of the saturation magnetization and the Curie temperature, the recording mark formed in the same manner as in the first embodiment was reproduced and evaluated. This magneto-optical disk is provided with the same substrate as in
[0053]
The magneto-optical disk of the comparative example had high durability in repeated continuous erasure, and signal quality was hardly deteriorated even after erasing 100,000 times. However, the bottom jitter value is higher than that of the magneto-optical disk of the first embodiment (see FIG. 3). The recording power margin with random jitter of 12.5% or less was ± 8.3%, which was found to be narrower than that of the magneto-
[0054]
A magneto-optical disk having the same film configuration as that of the first embodiment was formed using substrates having different track pitches, and a mark of 2T = 0.4 μm was recorded. The required reproducing magnetic field and CNR were examined for each magneto-optical disk. FIG. 17 is a graph showing the results. The vertical axis represents CNR and the required reproducing magnetic field Hrth, and the horizontal axis represents the track pitch. From the graph, it can be seen that the CNR tends to decrease as the track pitch becomes narrower. In particular, when the track pitch is narrower than 0.9 μm, it can be said that the CNR is deteriorated by 1.5 dB or more as compared with the case of 1.1 μm. The required reproducing magnetic field did not change greatly with respect to the track pitch.
[0055]
Next, magneto-optical disks having the same film configuration as in the first embodiment were formed using groove substrates having different track pitches, and the necessary reproducing magnetic field and CNR were similarly examined for each. FIG. 18 is a graph showing the results. The vertical axis represents CNR and the required reproducing magnetic field Hrth, and the horizontal axis represents the track pitch. When a groove substrate is used, it can be seen from the graph that although the CNR does not decrease from 1.1 μm to 0.85 μm, the required reproducing magnetic field rapidly increases below 0.9 μm. 17 and 18, it can be seen that the track pitch can be reduced to 0.9 μm in order to realize a recording capacity of 1 GB or more by using the magneto-optical disk having this film configuration. Further, it can be said that MSR reproduction is possible with a reproducing magnetic field of 300 Oe or less with a narrow track pitch by using a land substrate.
[0056]
In order to enable reproduction at a narrower track pitch, the necessary reproducing magnetic field was examined for each of the front mask and the rear mask using the above-described groove substrate. FIG. 19 is a graph showing the results. The vertical axis represents the required reproducing magnetic field, and the horizontal axis represents the track pitch. As is apparent from the graph, when the track pitch is narrower than 0.9 μm, the reproducing magnetic field necessary for forming the front mask increases rapidly. From this, it can be seen that the cause of the increase in the required reproducing magnetic field when the track pitch is narrowed is the formation of the front mask. Therefore, the composition of the
[0057]
18 to 20, it can be said that the land substrate is more suitable than the groove substrate for MSR reproduction using a reproducing magnetic field of 300 Oe or less at a narrow track pitch of about 0.9 μm. Further, even with a groove substrate, the above-described MSR reproduction can be performed by adjusting the Tb content of the
[0058]
Magneto-optical disks similar to those in the first embodiment described above were formed by changing only the film thickness of the heat
[0059]
Further, even when an AlTi film was used as the heat
[0060]
The magneto-
[0061]
Next, magneto-optical disks similar to those of the first embodiment were formed by changing only the film thickness of the
[0062]
Embodiment 5 FIG.
A magneto-optical disk similar to that of the first embodiment described above was formed by changing only the
[0063]
FIG. 22 is a sectional view showing the film configuration of the magneto-optical disk according to the sixth embodiment. The magneto-
[0064]
Random data with the shortest mark length of 0.38 μm was optically modulated and recorded on the magneto-
[0065]
The reproducing layer, the intermediate layer, and the recording layer of the magneto-optical recording medium of the present invention are not limited to the magnetic films used in the magneto-optical disks of the first to sixth embodiments described above. With a magnetic film having magnetic characteristics in the above-described range, a medium recorded with a high density of 3.5 GB and a single side of 1.3 GB can be reproduced by MSR.
[0066]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, a magneto-optical recording medium is formed using a magnetic film having a saturation magnetization in a predetermined range, so that high-density recording with a track pitch of 0.9 μm and a shortest mark length of about 0.38 μm. The medium can be reproduced by MSR with a reproducing magnetic field of 300 Oe or less. In addition, since the magneto-optical recording medium is formed using a magnetic film having a Curie temperature within a predetermined range, reproduction using the existing magneto-optical drive is possible, and compatibility with the current medium can be maintained. . Further, such a magneto-optical recording medium is excellent in durability against repeated recording / reproduction. Furthermore, by forming the magnetic film so that the saturation magnetization thereof has a predetermined value, a magneto-optical recording medium having desired magnetic characteristics can be manufactured with good reproducibility, high-density recording / reproduction is ensured, etc. The present invention has an excellent effect.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a film configuration of a magneto-optical disk of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a film configuration of a magneto-optical disk of the present invention and a magnetization state during reproduction.
3 is a graph showing a recording power margin of jitter of the magneto-optical disk of
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the saturation magnetization of the reproducing layer and the necessary reproducing magnetic field for mask formation.
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the saturation magnetization of the reproduction layer and the reproduction signal quality.
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the saturation magnetization of the intermediate layer and the necessary reproducing magnetic field for mask formation.
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the saturation magnetization of the intermediate layer and the reproduction signal quality.
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the saturation magnetization of the recording layer and the necessary reproducing magnetic field for mask formation.
FIG. 9 is a graph showing the relationship between the saturation magnetization of the recording layer and the reproduction signal quality.
FIG. 10 is a graph showing the relationship between the Curie temperature of the recording layer and the recording power.
FIG. 11 is a graph showing the relationship between the environmental temperature and recording power of a magneto-optical disk.
FIG. 12 is a graph showing the relationship between the Curie temperature of the intermediate layer and the reproduction power.
FIG. 13 is a graph showing the relationship between the easy axis characteristics of the intermediate layer and the reproducing magnetic field.
FIG. 14 is a graph showing the relationship between the Curie temperature of the intermediate layer and the easy axis characteristics.
FIG. 15 is a graph showing the relationship between the Curie temperature of the recording layer and the power of the laser beam.
FIG. 16 is a graph showing a recording power margin of jitter and a necessary reproducing magnetic field in a comparative example.
FIG. 17 is a graph showing the reproduction characteristics and the necessary reproduction magnetic field with respect to the track pitch of the land recording disk of the second embodiment.
FIG. 18 is a graph showing the reproduction characteristics and the necessary reproduction magnetic field with respect to the track pitch of the groove recording disk of the second embodiment.
FIG. 19 is a graph showing the relationship of the necessary reproducing magnetic field for mask formation with respect to the track pitch in the second embodiment.
20 is a graph showing the relationship between the recording layer of
FIG. 21 is a graph showing a recording power margin of jitter of the magneto-optical disk according to the fifth embodiment.
22 is a cross-sectional view showing a film configuration of a magneto-optical disk according to
[Explanation of symbols]
1, 2 magneto-optical disk
11, 19 UV cured film
12 Substrate
13 Underlying dielectric layer
14 Playback layer
15 Middle layer
16 Recording layer
17 Upper dielectric layer
18 Thermal conduction layer
Claims (6)
前記再生層及び記録層は、夫々、GdFeCo及びTbFeCoを含む希土類遷移金属で形成されており、
前記中間層は、GdFeCoを含む希土類遷移金属に、Si,Al及びCrからなるグループから選択される非磁性金属を含み、
前記磁性積層膜は、グルーブ部及びランド部を有する基板上に形成され、前記グルーブ部またはランド部は0.72μm〜0.76μmの幅寸法を有して略0.9μmのトラックピッチで形成されており、前記再生層,中間層及び記録層は、室温で夫々、8emu/cc〜100emu/cc,140emu/cc〜250emu/cc及び50emu/cc〜150emu/ccの飽和磁化と、240℃〜350℃,160℃〜220℃及び240℃〜350℃のキュリー温度とを有し、前記レーザ光の照射により生じる低温領域では前記中間層及び記録層の飽和磁化によりマスクが形成され、前記レーザ光の照射により生じる高温領域では前記再生層の飽和磁化によりマスクが形成される構成としたことを特徴とする光磁気記録媒体。At least reproducing layer, an intermediate layer and a recording layer magnetic laminated film by laminating, the reproducing layer and the recording layer are magnetic films having an easy magnetization characteristic in the stacking direction, the intermediate layer plane direction of easy magnetization at room temperature In a magneto-optical recording medium, which is a magnetic film having characteristics, and capable of reading a magneto-optical signal by irradiation with a reproduction laser beam,
The reproducing layer and the recording layer are each formed of a rare earth transition metal containing GdFeCo and TbFeCo,
The intermediate layer includes a non-magnetic metal selected from the group consisting of Si, Al, and Cr in the rare earth transition metal including GdFeCo,
The magnetic laminated film is formed on a substrate having a groove portion and a land portion, and the groove portion or the land portion has a width dimension of 0.72 μm to 0.76 μm and is formed with a track pitch of about 0.9 μm. The reproducing layer, the intermediate layer, and the recording layer have a saturation magnetization of 8 emu / cc to 100 emu / cc, 140 emu / cc to 250 emu / cc, and 50 emu / cc to 150 emu / cc, respectively , and 240 ° C. to 350 at room temperature. And a Curie temperature of 160 ° C. to 220 ° C. and 240 ° C. to 350 ° C., and a mask is formed by saturation magnetization of the intermediate layer and the recording layer in a low temperature region generated by the laser light irradiation. A magneto-optical recording medium characterized in that a mask is formed by saturation magnetization of the reproducing layer in a high temperature region generated by irradiation.
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