CN1647183A - 光记录媒体、磁光记录媒体、信息记录/再生装置、信息记录/再生方法及磁记录装置 - Google Patents

光记录媒体、磁光记录媒体、信息记录/再生装置、信息记录/再生方法及磁记录装置 Download PDF

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Abstract

提供一种光记录媒体、磁光记录媒体、信息记录/再生装置、信息记录/再生方法及磁记录装置。其中,在用聚碳酸酯等形成的有平行平面的基板上依次形成反射层、核形成基底层、核形成层、记录层的层叠结构,在反射层和记录层之间形成的核形成层的表面呈有微小的核(突起部)的微小的凹凸形状。

Description

光记录媒体、磁光记录媒体、 信息记录/再生装置、信息记录/ 再生方法及磁记录装置
技术领域
本发明涉及光记录媒体、磁光记录媒体、信息记录/再生装置、信息记录/再生方法及磁记录装置。
背景技术
迄今已实用化了的光记录媒体、磁光记录媒体的大多数,是在厚度为1.0mm左右的基板上,层叠例如保护层、记录层、反射层(散热层)等,从不存在这些层叠膜的基板侧照射光束,进行信息的记录/再生。为了描述方便,将这样的越过基板的照射方式称为现有方式。例如,在特开2000-82245号公报中公开了采用现有方式的磁光记录媒体的一例。
另外,作为实现高密度的光记录媒体、磁光记录媒体的方法之一,是缩小照射记录膜的光束的光斑尺寸。一般说来,假设光斑尺寸为,物镜的数值孔径为NA,光束(激光)的波长为λ,则=λ/2NA的关系式成立。即,为了缩小光斑尺寸,如果使波长λ一定,则增大物镜的数值孔径NA是有效的。
可是,如果越增大数值孔径NA,焦距变得越短,在发生了基板厚度不均匀或基板倾斜的情况下,像差增大,所以有必要使基板厚度尽可能地薄。
因此,为了实现高密度的光记录媒体、磁光记录媒体,最好从形成记录层等层叠膜的一侧照射光束,进行记录/再生。以下,为了方便,将从形成记录层等层叠膜的一侧照射光束的方式称为前方照射方式。
图1是表示现有的前方照射方式磁光记录媒体的层叠结构的示意图。另外,图1中的层叠结构虽然表示剖面,但考虑到容易理解、容易看,而将表示剖面的平行斜线省略了(以下各图中的层叠结构也一样)。磁光记录媒体是一种在基板1上依次形成了反射层2、记录层8、保护层13、覆盖层14的层叠结构。该层叠结构对应于前方照射方式,记录/再生用的光束(激光)LB从覆盖层14的外侧通过物镜L,朝向覆盖层14、记录层8照射。
基板1有由聚碳酸酯等形成的平行平面。通常用银、铝等金属膜或合金形成反射层2,将入射的光束LB反射到入射侧。反射层2还有必要具有散热作用,所以通常取约50nm以上(“以上”即“≥”)的厚度。
在这样的磁光记录媒体的记录/再生中,为了进行高密度的记录/再生,有必要形成小的记录标记。为此,记录层8有必要具有微细的颗粒结构、表面结构。可是,记录层8与表面上凹凸多的反射层2、保护层13衔接,由于受该凹凸的影响,所以颗粒结构、表面结构非常粗糙。其结果,被记录的标记呈歪斜的状态,存在信号品质下降等问题。
该问题不只是磁光记录媒体的问题,而且也是相变光记录媒体等共同的问题。
另外,在磁光记录媒体中,如果记录层8的饱和磁化Ms大,则记录层8本身具有的反磁场的作用也增大,所以在不加外部磁场的状态下、或者在施加了擦除方向的磁场的状态下,还会发生不能记录的问题。即使在擦除方向的磁场中也能进行记录,这在进行磁场调制记录的情况下,需要较大的记录磁场,所以不好。
另外,由于记录层8的反磁场的影响,记录时还存在标记(记录标记)移位的问题。特别是在紧跟长标记(长记录标记)后面的标记中,有效的记录磁场增大(由磁头的磁场加在记录层8的反磁场上而产生的),所以容易产生标记的移位,也成为随机图形的跳动恶化的原因。另外,虽然通过形成记录辅助层,能降低记录层产生的反磁场,降低记录磁场,但由于记录辅助层的作用,存在记录层的矫顽力下降的问题。矫顽力下降,就不能稳定地保持微小标记,所以不好。另外,作为公开了与记录辅助层有关的技术的文献,有特开平11-126384号公报。
本发明就是鉴于这样的情况而完成的,目的在于设置核形成层作为记录层的基底,谋求记录层的微细化(微细颗粒结构、微细表面结构)。另外,目的在于通过形成具有微细颗粒结构、微细表面结构的记录层,能形成小的记录标记,提供一种能进行高密度的记录/再生的光记录媒体。
另外,本发明的目的还在于提供一种即使在设置了记录辅助层的情况下,也能增加记录层的矫顽力、能进行高密度的记录/再生的磁光记录媒体。
另外,本发明的目的还在于提供一种使用上述的光记录媒体或磁光记录媒体的信息记录/再生装置、信息记录/再生方法、磁记录装置。
发明内容
本发明的第一方面的光记录媒体是一种在基板上依次形成反射层及记录层,从记录层侧照射光,进行信息的记录/再生的光记录媒体,在反射层和记录层之间具备表面上具有凹凸的核形成层。
本发明的第二方面的光记录媒体是在本发明的第一方面中,用包含从W、Mo、Ta、Fe、Co、Ni、Cr、Pt、Ti、P、Au、Cu、Al、Ag、Si、Gd、Tb、Nd、以及Pd构成的组中选择的一种或两种以上的元素的材料形成核形成层。
本发明的第三方面的光记录媒体是在本发明的第一方面或第二方面中,使核形成层的表面粗糙度为0.3nm至1.5nm。
本发明的第四方面的光记录媒体是在本发明的第一方面或第二方面中,形成多层核形成层,在记录层侧形成的核形成层的表面张力比在反射层侧形成的核形成层的表面张力大。
本发明的第五方面的光记录媒体是在本发明的第一方面或第二方面中,记录层能进行晶态及非晶态之间的相变,晶态下的反射率和非晶态下的反射率不同。
在本发明的第一方面至第五方面的光记录媒体中,由于设置核形成层作为记录层的基底,所以能实现记录层的微细化(微细颗粒结构、微细表面结构)。另外,通过形成有微细的颗粒结构、表面结构的记录层,能形成小的记录标记,即,能提供能进行高密度的记录/再生的光记录媒体。
本发明的第六方面的磁光记录媒体是一种在基板上依次形成反射层及具有垂直磁各向异性的记录层,从记录层侧照射光,进行信息的记录/再生的磁光记录媒体,在反射层和记录层之间具备表面上具有凹凸的核形成层。
本发明的第七方面的磁光记录媒体是在本发明的第六方面中,用包含从W、Mo、Ta、Fe、Co、Ni、Cr、Pt、Ti、P、Au、Cu、Al、Ag、Si、Gd、Tb、Nd、以及Pd构成的组中选择的一种或两种以上的元素的材料形成核形成层。
本发明的第八方面的磁光记录媒体是在本发明的第六方面或第七方面中,使核形成层的表面粗糙度为0.3nm至1.5nm。
本发明的第九方面的磁光记录媒体是在本发明的第六方面或第七方面中,形成多层核形成层,在记录层侧形成的核形成层的表面张力比在反射层侧形成的核形成层的表面张力大。
在本发明的第六方面至第九方面的磁光记录媒体中,由于设置核形成层作为记录层的基底,所以能实现记录层的微细化(微细颗粒结构、微细表面结构)。另外,通过形成有微细的颗粒结构、表面结构的记录层,能形成小的记录标记,即,能提供能进行高密度的记录/再生的磁光记录媒体。
本发明的第十方面的磁光记录媒体是在本发明的第六方面或第七方面中,为了消除由记录层的磁化产生的反磁场,在反射层和核形成层之间具备具有垂直磁各向异性的记录辅助层。
本发明的第十一方面的磁光记录媒体是在本发明的第十方面中,在记录层是过渡族金属磁化占优势的磁性膜的情况下,记录辅助层成为稀土类磁化占优势的磁性膜。
本发明的第十二方面的磁光记录媒体是在本发明的第十方面中,在记录层是稀土类磁化占优势的磁性膜的情况下,记录辅助层成为过渡族金属磁化占优势的磁性膜。
本发明的第十三方面的磁光记录媒体是在本发明的第十方面中,在记录层及记录辅助层是过渡族金属磁化占优势的磁性膜的情况下,使记录辅助层的居里温度比记录层的居里温度高。
本发明的第十四方面的磁光记录媒体是在本发明的第十方面中,在记录层及记录辅助层是稀土类磁化占优势的磁性膜的情况下,使记录辅助层的居里温度比记录层的居里温度高。
在本发明的第十方面至第十四方面的磁光记录媒体中,即使在设置了记录辅助层的情况下,也能增加记录层的矫顽力,目的在于提供能进行高密度的记录/再生的磁光记录媒体。
本发明的第十五方面的信息记录/再生装置,是使用本发明的第一方面或第二方面的光记录媒体、或者使用本发明的第六方面或第七方面的磁光记录媒体中的任意一种媒体,进行信息的记录/再生的装置。
在本发明的第十五方面的信息记录/再生装置中,由于使用高密度的光记录媒体或磁光记录媒体中的任意一种,进行信息的记录/再生,所以能进行高密度的信息记录媒体的记录/再生。
在本发明的第十六方面及第十七方面的信息记录再生方法及装置中,在基板上依次形成了散热层及具有垂直磁各向异性的记录层的磁记录媒体的散热层和记录层之间,具备表面上有凹凸的核形成层,将光和磁场加在磁记录媒体上,进行信息的磁光记录,从记录层侧检测磁通,进行信息的磁再生。
在本发明的第十六方面及第十七方面的信息记录再生方法中,由于用高密度的磁记录媒体,进行信息的记录再生,所以能进行高密度的信息记录媒体的记录再生。
在本发明的第十八方面中,施加光进行加热用的元件和施加磁场的元件以及检测磁通的元件被安装在一个滑块上。
附图说明
图1是表示现有的前方照射方式磁光记录媒体的层叠结构的示意图。
图2是表示本发明的磁光记录媒体的简略的层叠结构的示意图。
图3(a)、(b)是表示反射层的表面形状及状态的示意图。
图4是表示本发明的第一实施方式的磁光记录媒体(媒体A)的层叠结构的示意图。
图5是表示现有的磁光记录媒体(媒体C)的层叠结构的示意图。
图6是表示媒体A、B、C的Hw-CNR特性的曲线图。
图7是对媒体A、B、C进行比较用的图表。
图8是表示媒体A、C的标记长度-跳动特性的曲线图。
图9(a)、(b)是说明层叠结构中的表面张力和表面形状的关系的示意图。
图10是表示元件等的表面张力的图表。
图11是表示核形成层材料的表面张力、表面粗糙度、表面粒径周期、记录层矫顽力等特性的图。
图12是表示层叠了核形成层的情况下的特性的图表。
图13是表示从媒体D将记录辅助层除去后的磁光记录媒体(媒体E)的层叠结构的示意图。
图14是表示媒体D、E的Hw-CNR特性的曲线图。
图15(a)、(b)是说明本发明的第二实施方式的磁光记录媒体(媒体F)的记录辅助层的作用的示意图。
图16是说明本发明的第二实施方式的磁光记录媒体(媒体G)的记录辅助层的作用的示意图。
图17是表示媒体D、E、G的标记长度-跳动特性的曲线图。
图18是说明本发明的第三实施方式的RAD方式磁光记录媒体(媒体H)的层叠结构的示意图。
图19是表示现有的RAD方式磁光记录媒体(媒体I)的层叠结构的示意图。
图20是对媒体H、I、J的特性进行比较用的图表。
图21是表示本发明的第四实施方式的DWDD方式磁光记录媒体(媒体K)的层叠结构的示意图。
图22是表示现有的DWDD方式磁光记录媒体(媒体L)的层叠结构的示意图。
图23是对媒体K、L、M的特性进行比较用的图表。
图24是表示本发明的第五实施方式的相变方式磁光记录媒体(媒体N)的层叠结构的示意图。
图25是对媒体N、P的特性进行比较用的图表。
图26是表示本发明的第六实施方式的信息记录/再生装置的概略的框图。
图27是表示本发明的第七实施方式的磁记录装置的概略的图。
图28是说明本发明的磁记录媒体的矫顽力和饱和磁化的温度变化的图。
图29是表示本发明的磁记录媒体的对应于激光记录功率的CNR特性的曲线图。
图30是表示本发明的磁记录装置中使用的一体型磁头的图。
图31是表示对应于本发明的磁记录媒体的记录电流的CNR特性的曲线图。
图32是表示本发明的磁记录媒体的基底层结构的CNR特性的图表。
具体实施方式
以下,参照表示其实施方式的附图,具体地说明本发明。
(本发明的记录媒体的简略的层叠结构)
图2是表示本发明的磁光记录媒体的简略的层叠结构的示意图。本发明虽然举例示出了磁光记录媒体,但在光记录媒体中也同样能适用。另外,在光记录媒体的情况下,不需要记录辅助层。
本发明的磁光记录媒体是在基板1上按照反射层2、记录辅助层3、核形成基底层4、核形成层5(在层叠两层以上的核形成层的情况下,位第一核形成层5)、记录层8、保护层13、覆盖层14的顺序形成的层叠结构。该层叠结构与图1相同,对应于前方照射方式,记录/再生用的光束LB从覆盖层14的外侧通过物镜L,朝向覆盖层14、记录层8照射。基板1与现有的磁光记录媒体相同,用聚碳酸酯形成,有平行平面。记录辅助层3、记录层8由具有垂直磁各向异性的磁性膜构成,例如,记录辅助层3中稀土类磁化占优势,记录层8中过渡族金属占优势。核形成层5的表面呈具有粒径微小的核(突起部)5a的微小的凹凸形状。保护层13防止由氮化膜等形成的记录层8的氧化、氮化。覆盖层14防止尘埃和划伤。
图3(a)、(b)是表示反射层的形成状态的示意图。反射层2为了获得散热效果而具有50nm左右以上的厚度,为了反映其下面的基板1的形状而呈平滑的表面。作为平滑的表面,表面粗糙度Ra最好在0.3nm左右以下。另外,所谓表面粗糙度Ra,概略地表示表面的粗糙程度,一般说来,用峰部高度的平均值和谷部高度的平均值的差表示。
作为反射层2的成膜方法,有使用金属靶的溅射法。图3(a)表示使用只由Ag构成的固体靶,用溅射法形成的反射层2的断面形状。另外,与图1中的层叠结构的情况相同,省略了表示断面的平行斜线。对于50nm的厚度来说,由于产生其一半(25nm)左右的凹凸,所以不是平滑的平面。
图3(b)表示使用在以Ag为主要成分的金属中例如以规定量添加Pd、Cu、Si等构成的合金靶,用溅射法形成的反射层2的断面形状。由于Pd、Cu、Si等的添加,对于50nm的厚度来说,能使表面粗糙度Ra为0.3nm左右以下。Pd等添加材料是为了抑制Ag的粒径扩大用的。
作为使反射层2的表面平滑化的方法,除了添加Pd等材料的方法以外,还有使Ag再形成得厚一些以后,通过对表面进行刻蚀,形成平滑的表面的方法。另外,通过使成膜时处理室内的压力为0.1Pa左右以下的低气压,延迟成膜速度,也是形成致密而平滑的表面的有效的方法。这样在基板1上形成平滑的反射层2。
在平滑的反射层2上形成的记录辅助层3有沿着抵消施加了记录用的磁场时由记录层产生的反磁场这样的方向作用的磁化。即,记录辅助层3能降低记录磁场(记录时必需的磁场)。记录层8在单层的情况下,特别是在长标记(标记是有同一信号的信号区,所谓长标记,是有同一信号的信号区继续的状态)之后的信号区中,虽然记录时产生信号区的移动(移位),但由于设有抵消反磁场这样的记录辅助层3,所以没有移位,能良好地进行跳动(参照图15、图16)。
作为记录辅助层3,形成例如稀土类磁化占优势的磁性膜。为了使后来形成的记录层8的磁化方向及大小均匀,作为基底的记录辅助层3最好用低气压成膜,使表面平滑。在将这样的记录辅助层3作为基底,形成记录层8的情况下,与在反射层2上直接形成了记录层8的情况相比,记录层8的矫顽力Hc低。其理由是由于有沿着与记录层8的磁化相反方向作用的磁化的记录辅助层3的影响,致使记录层8的垂直磁各向异性下降。记录层8能保持的最小的磁畴的大小d(通常,对应于最短标记的长度)和矫顽力Hc、饱和磁化Ms之间,有d=σ/(2MsHc)这样的关系。另外,σ是由材料、成膜条件等决定的常数。
即,矫顽力Hc的下降,使得最小的磁畴的大小增大,造成磁光记录媒体的记录密度下降。因此,为了高密度化,有必要减小最小的磁畴的大小d,增大矫顽力Hc。
为了减小最小的磁畴的大小d,在记录辅助层3和记录层8之间形成表面上有凹凸形状的核形成层5。核形成层5的表面最好呈周期为60nm左右以下、有粒径微小的核5a的微小的凹凸形状。利用核形成层5的表面形状的作用,能由磁化方向一致的微小磁畴(圆柱状磁畴)构成记录层8。由于记录层8中的磁化方向一致,所以记录层8的矫顽力Hc增大,能减小最小磁畴的大小d。即,通过形成核形成层5,能高密度化。
另外,作为核形成层5的基底,在形成核形成层5之前形成核形成基底层4。形成具有比核形成层5的表面张力低的表面张力的核形成基底层4,是为了可靠地控制核形成层5的表面的凹凸形状。后面再说明核形成基底层4的表面张力和核形成层5的表面张力的关系(参照图9)。
(第一实施方式)
图4是表示本发明的第一实施方式的磁光记录媒体(以下称媒体A)的层叠结构的示意图。媒体A是在基板1上依次形成了反射层2、记录辅助层3、核形成基底层4、第一核形成层5、第二核形成层6(核助长层6)、记录层8、保护层13及覆盖层14。在第一核形成层5及第二核形成层6的表面上形成各个粒径微小的核5a、6a,构成微小的凹凸形状的表面。对应于前方照射方式的事实与图2等相同,省略详细的说明。另外,即使对于沿正反向形成膜,做成层叠结构,越过基板进行记录的现有方式的磁光记录媒体来说,也能应用本发明。
媒体A的各层的详细结构如下。另外,数值等并不限定于此,根据实际需要可以变更。
基板1:在直径为120mm、厚度为1.2mm的玻璃板上,形成感光高分子材料制的平台·凹槽。平台及凹槽的宽度分别为0.25微米。凹槽的(沟的)深度为30nm。通过进行远紫外线(DUV)照射处理,形成表面粗糙度Ra为0.25nm左右以下(“以下”即“≤”)的极其平滑的表面形状。
反射层2:以Ag为主要成分的Ag、Pd、Cu、Si合金膜。厚度为50nm。
记录辅助层3:GdFeCo磁性膜。厚度为5nm。记录层8为过渡族金属磁化占优势,所以记录辅助层3呈稀土类磁化占优势的组成,具有比记录层8的居里温度高的居里温度。即使在记录层8的居里温度下,也有垂直磁化,如果呈饱和磁化Ms大的组成,则记录磁场降低效果大。这里,组成比为Gd25:Fe49:Co26。
核形成基底层4:SiN膜,厚度为0.5nm。
第一核形成层5:Cr膜,厚度为0.5n。
第二核形成层6:C膜,厚度为0.5nm。
记录层8:TbFeCo(Tb19:Fe62:Co19)磁性膜,厚度为25nm。
保护层13:SiN膜厚度为50nm。
覆盖层14:透明紫外线硬化树脂,厚度为15微米。
媒体A的各层成膜条件的详细说明如下。该条件也随装置等的不同而变化,并不限定于此,根据实际需要可以变更。
反射层2:以Ag为主要成分,添加了Pd、Cu的合金靶及Si靶,同时溅射成膜。气体压强为0.95Pa,通电功率在合金靶的情况下为500W,在Si靶的情况下为320W。
记录辅助层3:GdFeCo合金靶溅射成膜。气体压强为0.5Pa,通电功率为500W。
核形成基底层4:在氮气中溅射B掺杂的Si靶成膜。气体压强为0.3Pa,通电功率为800W。
第一核形成层5:Cr靶溅射成膜。气体压强为0.5Pa,通电功率为500W。
第二核形成层6:C靶溅射成膜。气体压强为0.5Pa,通电功率为500W。
记录层8:GdFeCo合金靶溅射成膜。气体压强为1.0Pa,通电功率为500W。
保护层13:在氮气中溅射B掺杂的Si靶成膜。气体压强为0.5Pa,通电功率为800W。
覆盖层14:用旋涂法涂敷了厚度为15微米的透明紫外线硬化树脂后,照射紫外线达30秒左右进行硬化。
为了与媒体A进行特性比较,做成了两种呈现有结构的磁光记录媒体。一种是呈图1所示结构的磁光记录媒体(以下称媒体B),一种是呈图5所示结构的磁光记录媒体(以下称媒体C)。图5是表示媒体C的层叠结构的示意图。媒体B是省略了媒体A中的记录辅助层3、核形成基底层4、第一核形成层5、第二核形成层6的结构的磁光记录媒体。媒体C是省略了媒体A中的核形成基底层4、第一核形成层5、第二核形成层6的结构的磁光记录媒体。媒体B、媒体C的成膜方法、成膜条件、厚度等都与媒体A相同。图6是表示媒体A、B、C的Hw-CNR特性曲线。横轴Hw表示记录磁场(单位:Oe),纵轴CNR(Carrier to Noise Ratio)表示信噪比(单位:dB)。转速为5.0m/s,标记长度为0.25微米,记录功率(记录时的照射功率)为9.0mW,再生功率(再生时的照射功率)为3.4mW。
对媒体B和媒体C进行比较。在媒体C的情况下,由于记录辅助层3的作用,记录磁场Hw降低。另外,在记录方向上(Hw>0),与媒体A进行比较,媒体B、媒体C的CNR都下降,外部磁场减弱。这是因为记录层8的矫顽力Hc降低了。
图7是表示对媒体A、B、C的特性进行比较的图表。对应于记录辅助层3的有无、核形成层5的有无,表示记录层矫顽力Hc(kOe)、记录磁场的阈值Hwth(Oe)、标记长度0.20微米及0.25微米的CNR(dB)。转速为5.0m/s,记录功率为9.0mW,再生功率为3.4mW。与媒体C相比,在媒体A的情况下,记录层的矫顽力增大,特别是短标记长度的CNR提高了。即,能确认利用核形成层5的作用,能实现高密度化。
图8是表示媒体A、C的标记长度-跳动特性的曲线。横轴表示标记长度(单位:dB),纵轴表示随机跳动(单位:%)。能确认利用核形成层的作用,能降低记录时的移动,特别是能改善短标记长度的随机跳动。
之所以在核形成层5的基底上核形成基底层4,是为了提供表面张力比作为核形成层5用的Cr低的基底。其次,说明层叠结构中的表面张力和表面形状的关系。
图9(a)、(b)是说明层叠结构中的表面张力和表面形状的关系的示意图。图9(a)表示核形成基底层4的表面张力γ1比核形成层5的表面张力γ2低的情况。在该情况下,成膜时核形成层5的材料凝聚生长容易,核5a的表面粒径周期λ变短,如图中λa所示。即,呈形成了微小的凹凸的表面形状。图9(b)表示核形成基底层4的表面张力γ1比核形成层5的表面张力γ2高的情况。在该情况下,成膜时核形成层5的材料难以凝聚,表面粒径周期λ变长,如图中λb所示,核5b的粒径也变大。即,呈形成了长周期的凹凸的平缓的表面形状。
图10是表示元素等的表面张力的图表。表示元素等各种材料30℃时的表面张力。为了使核形成层5的表面形状呈图9(a)所示的微小的凹凸形状,参照材料的表面张力,根据核形成层5的材料,适当地选择核形成基底层4的材料即可。
在媒体A的情况下,第一核形成层5的Cr膜的厚度为0.5nm,第二核形成层6的C膜的厚度为0.5nm。在使厚度为0.5nm以下的情况下,核5a的表面粒径周期λ变长,达60nm以上,表面粗糙度Ra变大,达1.5nm以上。如果表面粒径周期λ变长,则在它上面形成的记录层8的粒径(磁畴)也变大,记录分辨率下降。另外,如果表面粗糙度Ra变大,则记录层8的矫顽力Hc增大,产生记录时记录磁场不足的问题。即,核形成层5的表面粗糙度Ra最好为0.5nm至1.5nm,表面粒径周期λ最好为10nm至60nm左右。
在媒体A的情况下,虽然第一核形成层5的材料为Cr,但在核形成基底层4的材料为SiN的情况下,如果是表面张力比该SiN大的材料,则能形成与Cr同样的核5a。另外,利用第一核形成层(核形成层5)的材料,能使表面粗糙度Ra、记录层的矫顽力Hc进行各种变更。
图11是表示核形成层材料的表面张力、表面粗糙度、表面粒径周期、记录层的矫顽力等特性的图表。例如,试样1表示核形成层材料为Cr、所形成的膜的厚度为1nm的情况,表示表面张力在30℃时为2290mN/m,表面粗糙度Ra为1.3nm,表面粒径周期λ为54nm,记录层的矫顽力Hc在100℃时为7kOe,CNR在标记长度为0.2微米时为41.6dB。
在媒体A的情况下,即使不形成第二核形成层6,而只形成第一核形成层5(核形成层5),也能使记录层的矫顽力Hc比媒体C的值高。可是,通过形成第二核形成层6,在维持了由第一核形成层5形成的表面粒径周期λ的状态下,更加助长表面粗糙度Ra,能使记录层的矫顽力Hc更大。
图12是表示层叠了核形成层的情况下的特性的图表。例如,试样18表示核形成层材料为Cr、所形成的膜的厚度为0.5nm的情况,表示表面粗糙度Ra为1.1nm,表面粒径周期λ为50nm,记录层的矫顽力Hc在100℃时为5.5kOe,CNR在标记长度为0.2微米时为41dB。试样19虽然能用C作为第二核形成层材料,但也能使用C以外的材料。试样20表示使用W作为第二核形成层材料的情况,试样21表示使用Co作为第二核形成层材料的情况,试样22表示使用Ta作为第二核形成层材料的情况。这样,在层叠了核形成层的情况下,如用图9说明的那样,上侧层的核形成层材料如果选择其表面张力比下层侧的核形成层材料的表面张力高的材料,则材料凝聚、核生长容易,能使表面粒径周期λ小,使其为适当的值。
另外,在第二核形成层6上还能形成第三核形成层、第四核形成层,试样23表示形成第三核形成层的情况,试样24表示形成第四核形成层的情况。试样24表示第一核形成层材料为Cr、所形成的膜的厚度为0.5nm的情况,示出了第二核形成层材料为Co,所形成的膜的厚度为0.2nm,第四核形成层材料为W,所形成的膜的厚度为0.2nm,表面粗糙度Ra为1.5nm,表面粒径周期λ为58nm,记录层的矫顽力Hc在100℃时为7.3kOe,CNR在标记长度为0.2微米时为42.0dB。
通过形成多层核形成层,能改变核形成层表面的表面粗糙度Ra及表面粒径周期λ,还能改善记录层的矫顽力Hc及CNR。
在媒体A的情况下,记录层8是作为过渡族金属磁化占优势的组成的TbFeCo磁性膜,记录辅助层3是作为稀土类磁化占优势的组成的GdFeCo磁性膜。可是,记录层8在稀土类磁化占优势的情况下,使记录辅助层3为过渡族金属磁化占优势的组成,能谋求降低记录磁场。在任何情况下,最好在记录层8的居里温度Tcm附近记录辅助层3为具有垂直磁化的组成。
例如,在媒体A中,改变记录层8的Tb的组成比,使记录层8为稀土类磁化占优势的组成的TbFeCo磁性膜,改变记录辅助层3的Gd的组成比,使记录辅助层3为过渡族金属磁化占优势的组成的GdFeCo磁性膜,将这样的媒体作为媒体D。在媒体D中,其他的成膜方法、成膜条件、厚度等与媒体A的情况相同。
图13是表示从媒体D将记录辅助层除去后的磁光记录媒体(以下称媒体E)的层叠结构的示意图。为了与媒体D进行特性比较,媒体E是从媒体D的层叠结构将记录辅助层除去后的结构,其他条件与媒体D(媒体A)的情况相同。因此,媒体E是基板1、反射层2、核形成基底层4、第一核形成层5、第二核形成层6、记录层8保护层13及覆盖层14的层叠结构。
图14是表示媒体D、E的Hw-CNR特性曲线。横轴Hw表示记录磁场(单位:Oe),纵轴CNR表示信噪比(单位:dB)。转速为5.0m/s,标记长度为0.25微米,记录功率(记录时的照射功率)为9.0mW,再生功率(再生时的照射功率)为3.4mW。示出了即使采用作为稀土类磁化占优势的磁性膜的记录层8及作为过渡族金属磁化占优势的磁性膜的记录辅助层3的组合,也具有降低记录磁场Hw的效果。
(第二实施方式)
图15(a)、(b)是说明本发明的第二实施方式的磁光记录媒体(媒体F)的记录辅助层的作用的示意图。
图15(a)表示标记长度Lm长的情况,图15(b)表示标记长度Lm短的情况。用箭头LBS表示光束(LB)相对的传播方向。模式地表示通过照射光束,在媒体中产生的温度分布Tmed(在(b)中,由于与(a)中的温度分布相同,所以省略了图示)。在温度分布Tmed上重叠示出了记录辅助层3的居里温度Tcs比记录层8的居里温度Tcm高的情况。在记录辅助层3核记录层8之间形成核形成基底层4、核形成层5。
在媒体A中,将记录辅助层3做成与记录层8同样的过渡族金属磁化占优势的磁性膜,由于使记录辅助层3的居里温度Tcs比记录层8的居里温度Tcm高,所以能减少记录时磁畴(标记)的移动。将满足该条件的媒体作为媒体F。媒体F的结构基本上与媒体A、媒体D的结构相同,将记录辅助层3做成过渡族金属磁化占优势的磁性膜,使居里温度Tcs比居里温度Tcm高的情况与媒体A、媒体D不同。例如,居里温度Tcs为350℃,居里温度Tcm为300℃。记录层8与媒体A、媒体D相同,是过渡族金属磁化占优势的磁性膜。在媒体F中,其他的成膜方法、成膜条件、厚度等与媒体A、媒体D相同。
另外,在将记录层8做成稀土类磁化占优势的磁性膜的情况下,使记录辅助层3为稀土类磁化占优势的磁性膜,即使使记录辅助层3的居里温度Tcs比记录层8的居里温度Tcm高,也能减少记录时磁畴(标记)的移动。
在标记长度Lm长的情况下(该图a)记录时,表示在记录层8的区域(标记边界)8a1、8a2上存在用箭头表示的磁化的情况。另外,在记录辅助层3中,对应于区域8a1、8a2,存在区域3a1、3a2。区域8b1表示由于达到居里温度Tcm以上,所以呈磁化被消除的状态,与此相对应,区域3b1的磁化也被消除。另外,记录层8的各区域的边界核记录辅助层3的各区域的边界,由于居里温度Tcs与居里温度Tcm不同,所以对应于居里温度的差而产生偏移。
在该状态下,如果没有记录辅助层3,则欲将标记记录在区域8b1中时,从磁头(图中未示出)施加的记录磁场被反磁场Hmra抵消,所以记录磁场不足,记录标记的位置(区域8b1)移动。可是,这里由于存在对应于区域8a2的区域3a2,所以由区域3a2产生的磁场Hssa具有抵消反磁场Hmra的作用,能防止记录标记位置的移动。
在标记长度Lm短的情况下(该图b)记录时,表示在记录层8的区域(标记边界)8a3、8a4、8a5、8a6上存在用箭头表示的磁化的情况。另外,在记录辅助层3中,对应于区域8a3、8a4、8a5、8a6,存在区域3a3、3a4、3a5、3a6。区域8b2表示由于达到居里温度Tcm以上,所以呈磁化被消除的状态,与此相对应,区域3b2的磁化也被消除。
在该状态下,如果没有记录辅助层3,则由于区域8a6的磁化而产生的反磁场Hmrb的作用,区域8a2的边界部分被磁化,记录标记的位置移动。可是,这里由于存在对应于区域8a6的区域3a6,所以由区域3a6产生的磁场Hssb具有抵消反磁场Hmrb的作用,能防止记录标记位置的移动。
如果适当地调整居里温度Tcm和居里温度Tcs的差,则能产生对应于标记长度Lm长时的反磁场Hmra的磁场Hssa,能产生对应于标记长度Lm短时的反磁场Hmrb的磁场Hssb。即,即使在标记长度Lm的长短偏移的情况下,也能降低记录层8产生的反磁场的影响,能防止标记的移动。
另外,再生时,由于记录辅助层3和记录层8在磁性上被核形成层5分开,所以记录辅助层3的磁化状态不能再生。
如媒体F的情况所示,使记录辅助层3的组成与记录层8为同一磁化占优势的磁性膜,在调整居里温度Tcm和居里温度Tcs的差的方法中,难以对抵消记录层8的反磁场用的记录辅助层3所产生的磁化的大小进行微调。
图16是说明本发明的第二实施方式的磁光记录媒体(媒体G)中的记录辅助层的作用的示意图。通过使记录辅助层3的记录分辨率恶化,能对抵消记录层8的反磁场用的记录辅助层3所产生的磁化的大小进行微调。将这样的使记录辅助层3的记录分辨率恶化的媒体作为媒体G。记录辅助层3的记录分辨率通过变更记录辅助层3的成膜条件的气体压强,能进行控制,所以比较容易调整。媒体G与媒体F结构相同,使记录辅助层3的成膜条件的气体压强从媒体F(媒体D、媒体A)的情况下的0.5Pa增大到了1.5Pa。
图16表示与图15(a)相同的状态。记录层8与媒体F相同,示出了从表面8s一侧看到的区域8a1、8a2、8b1的边界的情况。另外,示出了从表面8s一侧看图15(a)中的区域8a1、8a2的磁化方向,分别为AM1、AM2。区域3a1、3a2、3b1的边界表示从表面3s一侧看到的情况。纵向曲线表示各区域的边界互相组合,使得记录辅助层3的记录分辨率恶化的情况。另外,示出了从表面3s一侧看图15(a)中的区域3a1、3a2的磁化方向,分别为AM3、AM4。
图17是表示媒体C、F、G的标记长度-跳动特性曲线。横轴表示标记长度(单位:dB),纵轴表示随机跳动(单位:%)。即使在使记录辅助层3的居里温度Tcs比记录层8的居里温度Tcm高的媒体F、使记录辅助层3的记录分辨率恶化了的媒体G中,由于记录辅助层3的作用,在各标记长度中能改善随机跳动。
(第三实施方式)
图18是表示本发明的第三实施方式的RAD方式磁光记录媒体(媒体H)的层叠结构的示意图。另外,RAD是后方孔检测分辨(RearAperture Detection Resolution),作为公开了这种技术的文献,是特开平4-271039号公报。
媒体H是一种在基板1上依次形成了反射层2、记录辅助层3、核形成基底层4、第一核形成层5、第二核形成层6、记录层8、中间层9、再生层12、保护层13及覆盖层14的结构。即,是一种对现有的RAD方式磁光记录媒体,增加了记录辅助层3、核形成基底层4、第一核形成层5、第二核形成层6的结构。在媒体A(图4)的结构中是一种增加了中间层9、再生层12的结构,对应于前方照射方式,与图4等相同,详细说明从略。
媒体H的各层结构基本上与媒体A相同,详细情况从略。主要结构如下。
记录辅助层3:GdFeCo(Gd25:Fe49:Co26)稀土类磁化占优势磁性膜(由于记录层8是过渡族金属磁化占优势,所以为稀土类磁化占优势)。
核形成基底层4:SiN膜,厚度为0.5nm。
第一核形成层5:Cr膜,厚度为0.5nm。
第二核形成层6:C膜,厚度为0.5nm。
记录层8:TbFeCo(Tb22:Fe60:Co18)过渡族金属磁化占优势磁性膜。
中间层9:GdFeCoSi(Gd30:Fe60:Co2:Si:8)磁性膜。
再生膜12:GdFeCo(Gd24:Fe63:Co13)磁性膜。
媒体H的各层成膜条件基本上与媒体相同,以下方面不同。该条件随装置等的不同而变化,不限定于该条件,能根据需要适当地变更。
中间层9:将Si芯片置于GdFeCo合金靶上,溅射成膜。气体压强为0.54Pa,通电功率为500W。
再生层12:GdFeCo合金靶溅射成膜。气体压强为0.86Pa,通电功率为800W。
图19是表示现有的RAD方式磁光记录媒体(媒体I)的层叠结构的示意图。媒体I是一种从媒体H将记录辅助层3、核形成基底层4、第一核形成层5、第二核形成层6除外了的结构,成膜条件等与媒体H相同。
在媒体H中,记录层8是过渡族金属磁化占优势的磁性膜,所以即使将记录辅助层3做成了稀土类磁化占优势的磁性膜,也具有减少记录时的标记的移动的效果。其理由,用图15说明过。与记录层8同样地将记录辅助层3做成了过渡族金属磁化占优势的磁性膜的媒体作为媒体J。另外,记录辅助层3的居里温度Tcs为350℃,比记录层8的居里温度Tcm300℃高。
另外,在媒体H中,形成记录辅助层3时的气体压强为0.5Pa,但在媒体J中,形成记录辅助层3时的气体压强为1.0Pa,比在媒体H的情况下高。适当地选择确定该气体压强,以便随机跳动达到最小。因此,记录辅助层3的分辨率下降,能减少记录标记的移动,这一点用图16说明过。
图20是对媒体H、I、J的特性进行比较的图表。关于媒体H、I、J示出了对应于记录层矫顽力Hc(kOe)、标记长度0.20微米、0.15微米的CNR(dB)、随机跳动(%)。相对于媒体I,媒体H、J的记录层矫顽力Hc、CNR、随机跳动偏移的特性也能改善。即,由于第一核形成层5、第二核形成层6的效果,记录层矫顽力Hc增加,短标记记录时的CNR能得以很大的改善。另外,由于记录辅助层3的效果,记录磁场降低,短标记的随机跳动能得以很大的改善。
如果对媒体H和媒体J进行比较,则由于变更(改善)了媒体J的记录辅助层3,所以媒体J的随机跳动能进一步改善。
(第四实施方式)
图21是表示本发明的第四实施方式的DWDD方式磁光记录媒体(媒体K)的层叠结构的示意图。图22是表示现有的DWDD方式磁光记录媒体(媒体L)的层叠结构的示意图。另外,DWDD是畴壁位移检测(Domain Wall Displacement Detection),作为公开了这种技术的文献,是特开平1-143041号公报。另外,媒体L是使现有的DWDD对应于前方照射方式的媒体。
媒体K是一种在基板1上依次形成了反射层2、记录辅助层3、核形成基底层4、第一核形成层5、第二核形成层6、记录层8、开关层10、控制层11、再生层12、保护层13及覆盖层14的结构。媒体L是一种在基板1上依次形成了反射层2、电介质层7、记录层8、开关层10、控制层11、再生层12、保护层13及覆盖层14的结构。媒体K的核形成基底层4对应于媒体L的电介质层7,所以媒体K是对现有的DWDD方式磁光记录媒体(媒体L),增加了记录辅助层3、第一核形成层5、第二核形成层6的结构,对应于前方照射方式,与图18等相同,详细的说明从略。
媒体K的各层结构基本上与媒体A、H相同,详细情况从略。主要结构如下。
记录辅助层3:GdFeCo(Gd23:Fe51:Co26)磁性膜。由于记录层8是稀土类磁化占优势的磁性膜,所以为过渡族金属磁化占优势的磁性膜。
核形成基底层4:SiN膜,厚度为0.5nm。
第一核形成层5:Cr膜,厚度为0.5nm。
第二核形成层6:C膜,厚度为0.5nm。
记录层8:TbFeCo(Tb24:Fe56:Co20)磁性膜。
开关层10:TbFeCo(Tb18:Fe80:Co2)磁性膜。
控制层11:TbFeCo(Tb19:Fe74:Co7)磁性膜。
再生层12:GdFeCo(Gd25:Fe65:Co10)磁性膜。
媒体K的各层成膜条件基本上与媒体A、H相同,以下方面不同。该条件随装置等的不同而变化,不限定于该条件,根据需要能适当地变更。
开关层10:将Co芯片置于TbFe合金靶上,溅射成膜。气体压强为0.5Pa,通电功率为500W。
控制层11:TbFeCo合金靶溅射成膜。气体压强为0.8Pa,通电功率为800W。
媒体L的成膜条件等与媒体K相同。
另外,在媒体L中,在反射层2和记录层8之间形成电介质层7。由于利用电介质层7更能控制散热性,所以能记录更好的标记。媒体K的核形成基底层4除了控制其散热性以外,还进行表面张力的调整,以便能适当地形成核5a、6a,这一点已经说过。
在媒体K中,由于记录层8是稀土类磁化占优势的磁性膜,所以将记录辅助层3做成了过渡族金属磁化占优势的磁性膜,但即使将记录辅助层3做成稀土类磁化占优势的磁性膜,也具有降低记录时的标记的移动的效果。其理由,用图15说明过。与记录层8同样地将记录辅助层3做成了稀土类磁化占优势的磁性膜的媒体作为媒体M。另外,记录辅助层3的居里温度Tcs为350℃,比记录层8的居里温度Tcm300℃高。
另外,在媒体K中,形成记录辅助层3时的气体压强为0.5Pa,但在媒体中,形成记录辅助层3时的气体压强为1.0Pa,比在媒体K的情况下高。因此,记录辅助层3的分辨率下降,能减少记录标记的移动,这一点用图16说明过。
图23是对媒体L、K、M的特性进行比较的图表。关于媒体L、K、M示出了对应于记录层矫顽力Hc(kOe)、标记长度0.12微米、0.10微米的CNR(dB)、标记长度0.15微米、0.10微米的随机跳动(%)。相对于媒体L,媒体K、M的记录层矫顽力Hc、CNR、随机跳动偏移的特性也能改善。即,由于第一核形成层5、第二核形成层6的效果,记录层矫顽力Hc增加,短标记记录时的CNR能得以很大的改善。另外,由于记录辅助层3的效果,记录磁场降低,短标记的随机跳动能得以很大的改善。
如果对媒体K和媒体M进行比较,则由于变更(改善)了媒体M的记录辅助层3,所以媒体M的随机跳动能进一步改善。
(第五实施方式)
图24是表示本发明的第五实施方式的相变方式光记录媒体(媒体N)的层叠结构的示意图。对应于前方照射方式,与图4等相同,详细的说明从略。另外,即使对于沿正反向成膜构成层叠结构,超越基板进行记录的现有方式的光记录媒体来说,也能适用本发明。
媒体N是一种在基板1上依次形成了反射层2、核形成基底层4、第一核形成层5、第二核形成层6、记录层8、保护层13及覆盖层14的结构。
媒体N的各层结构基本上与媒体A相同,只是记录层8不同。记录层8的结构及成膜条件等如下。
记录层8:GeSbTe(Ge70:Sb21:Te9)相变膜。这里形成的相变膜,例如是一种在晶态和非晶态时的反射率不同的膜。规定组成的合金靶溅射成膜。气体(Ar)压强0.5Pa,通电功率500W。
为了与媒体N进行特性比较,做成了呈现有的结构的光记录媒体(以下称媒体P)。媒体P是一种与图1中的磁光记录媒体相同的结构,是从媒体N将核形成基底层4、第一核形成层5、第二核形成层6除去后的结构。另外,与其他媒体同样是前方照射方式。
图25是对媒体N、P的特性进行比较的图表。在媒体N中,通过形成核形成层(第一核形成层5、第二核形成层6),特别是在短标记长度中能大幅度改善随机跳动。
(第六实施方式)
图26是表示本发明的第六实施方式的信息记录/再生装置的概略框图。作为信息记录/再生装置,虽然说明使用磁光记录再生装置30的情况,但光记录/再生装置同样能适用。
利用主轴电动机31,使本发明的磁光记录媒体32(以下称媒体32)以规定的转速旋转。从激光二极管33对媒体32照射激光。激光利用准直透镜34而呈平行光,通过分光器35,由物镜36聚焦,将焦点控制在媒体32的记录膜上。利用激光驱动单元37中的脉冲调制单元(图中未示出)调整激光二极管33,以便发生高电平的光输出和低电平的光输出。
记录信息时,激光按照应记录的信息,由脉冲调制单元调制成脉冲状,照射在媒体32上。然后,通过照射被控制成记录用的激光,在媒体32的表面部形成的激光点附近,利用偏置磁场施加单元39,例如在图中沿着向上的方向,施加规定大小的直流磁场,能记录信息。另外,由控制器38控制偏置磁场施加单元39。
擦除信息时,通过照射被控制成擦除用的激光,在媒体32的表面部形成的激光点附近,例如在图中施加方向向下的磁场,能擦除信息。
再生时,由控制器38通过激光驱动单元37直流驱动激光二极管33,照射激光,施加与记录时方向相同的再生磁场。通过照射被控制成再生用的激光,在媒体32的表面部上产生温度分布。利用该温度分布,形成掩蔽区和开口区,从开口区获得反射光。反射光利用分光器35变更光路,被导向透镜40。透镜40将反射光聚焦后导向光检测器41。利用光检测器41检测被聚焦的反射光,通过用控制器38进行信号处理,能使被记录的信息具有良好的CNR再生。
另外,在前方照射方式的情况下,偏置磁场施加单元39被配置在媒体32和物镜36之间,激光点与焦点重合在煤体32的表面上。
(第七实施方式)
图27是表示本发明的第七实施方式的磁记录装置的概略图。
利用主轴电动机51以规定的转速使本发明的记录媒体(磁记录媒体)52旋转。从激光二极管53对在记录媒体52的表面上形成的记录层68照射激光。激光利用准直透镜54而呈平行光,通过分光器55,由安装在光头滑块58上的物镜56聚焦,将焦点控制在记录层68上。激光二极管53利用激光驱动电路63进行脉冲调制,能发生高电平的光输出和低电平的光输出。
记录信息时,激光按照应记录的信息,由激光驱动电路63调制成脉冲状,照射在记录层68上。然后,通过照射被控制成记录用的激光,在记录层68的表面上形成的激光点附近,利用记录用线圈59,在图中沿着向上的方向,施加规定大小的直流磁场,能记录向上的磁场信息,另外,通过施加方向向下的磁场,能将向下的磁场信息作为磁畴记录下来。使记录用线圈59接近记录层68,能将记录用线圈59构成得极小。使记录用线圈59充分小,能进行磁场调制记录。另外,由记录用线圈驱动电路67控制记录用线圈59。光头滑块58、记录用线圈59等构成磁光记录部。
另外,在记录层上反射的光由分光器55将光路变更到图中右侧,由光检测器64变换成电信号,用聚焦信号检测电路65检测聚焦方向。根据用聚焦信号检测电路65检测的聚焦方向,控制聚焦用线圈驱动电路66,聚焦电流流过聚焦用线圈57,使物镜56在图中上下动作,控制激光点聚焦在记录层68上。
另一方面,再生时,利用安装在磁头滑块61上的作为检测磁通的元件的磁再生元件60,检测磁畴的变化(检测磁畴的磁通),利用再生元件驱动检测电路62,能使高密度记录的信息具有良好的CNR再生。磁再生元件60、磁头滑块61等构成磁再生部。
本发明的第七实施方式的记录媒体(磁记录媒体)52的结构如下。在基板上形成散热层、核形成层(记录层一侧的表面上有凹凸)、记录层(有垂直磁各向异性)、保护层、以及润滑层。这里,散热层是调整由照射的光发生的热用的层,所以担当基本上与第六实施方式中说明过的反射层大致相同的作用。
下面,说明该记录媒体52的制作方法。
基板采用平板玻璃基板,盘径为2.5英寸。散热层能使用金属或合金系列材料,这里,组成为AlSi(Al60:Si40),膜厚为40nm。在它上面形成了核形成层。核形成层作为两层结构,首先形成1nm的RuO,其次形成1nm的Ag。记录层作为单层膜,形成了25nm的TbFeCo(Tb21:Fe40:Co39)。保护层中形成了3nm的SiN、1nm的Cr、1nm的C。用通常的磁控溅射法形成了这些层。另外,各层使用各自的材料的靶,溅射气体使用Ar。另外,用Ru靶,在Ar和氧(O2)的混合气体中,通过反应性溅射,形成了RuO。SiN的形成也是用Si靶,在Ar和氮(N2)的混合气体中,通过反应性溅射形成的。将润滑材料涂敷在这样制作的记录媒体52的表面上。作为润滑材料使用氟系列树脂,用旋涂法进行涂敷。该润滑材料的厚度为1nm以下。图28中示出了对应于这样形成的记录媒体52的温度的矫顽力的变化和饱和磁化的一例。室温下的矫顽力为10kOe以上,但如果温度上升,则如图中的实线所示,在室温下10kOe以上的矫顽力变小,大约在350℃时变为0。如果用安装在光学用滑块58上的记录用线圈59发生的记录磁场,加热到达到能记录的矫顽力的温度,就能进行记录。
另外,该记录媒体52在室温下的饱和磁化值如图中的虚线所示,为100emu/cc以上,所以能用通常的磁阻元件再生来自被记录的标记的磁通。
用图27说明信息记录/再生方法。在通过光的照射,使记录媒体52升温,使记录层的矫顽力下降的状态下,通过施加磁场,进行记录(记录磁畴)。此后,检测来自被记录的磁畴的漏磁通,使信号再生。
首先,为了确认原理实验,在浮动滑块(光头滑块58)上形成小空心线圈(记录用线圈59),从空心部分入射光。由于照射光,记录媒体52的矫顽力下降,所以在该状态下使电流流过空心线圈,发生磁场。该磁场与欲记录的磁畴的尺寸相匹配,使磁通的方向向上和向下变化。为了检测磁通,使用磁再生头(磁头滑块61)。磁再生头是磁阻元件(磁再生元件60)安装在滑块上构成的。
图29表示本发明的磁记录媒体的激光记录功率的CNR的变化。这里,记录磁场为400奥斯特。另外,记录的标记尺寸为50nm。使用的磁再生头的再生心宽度为0.2微米,屏蔽间隙长度为0.09微米。记录用激光的波长为405nm,物镜的数值孔径NA为0.85。
如图29中的实线所示,使激光记录功率为15mW,再生特性几乎饱和。进行磁再生时,即使是这样的微小的标记也能再生,可知与用光使热磁记录的标记再生相比,再生特性能得以非常大的改善。
(第八实施方式)
在第七实施方式中,作为散热层使用AlSi膜。可是,实际上,这里也可以使用软磁性膜。其理由是,因为金属或合金的导热系数随材料的不同而不同,但与电介质相比,其值大很多。另外,用软磁性膜时,记录用线圈的磁场集中在记录膜中,所以能获得大的磁场。下面说明该例。另外,媒体和测定系统与第七实施方式大致相同。
这里作为软磁性膜,使用CoZrNb、FeCSi、NiFe,膜厚为80nm。用图29中的虚线表示这些记录媒体(磁记录媒体)激光记录功率的CNR的变化。由于软磁性膜的导热系数比AlSi小,所以可知能用低功率记录。另外,发现CNR发生与AlSi相同程度的若干增大。这能增大媒体上的磁场所产生的效果大。
(第九实施方式)
图30是表示本发明的磁记录装置的记录/再生用的一体型头的结构图。表示将光学系统(激光照射部:由光开口部74、波导路径75、光导入口81等构成)、记录用线圈79、以及磁再生元件(磁阻元件77)被一体化了的一体型头71H安装在一个滑块70上的形态。光学系统采用波导路径类型。在照射记录媒体(磁记录媒体)的光被射出的光开口部74的后侧形成了记录用线圈79。其理由是因为,如果记录媒体高速旋转,则实际上温度上升的地方偏移到光点位置后侧。在光开口部74和记录用线圈79之间形成了检测磁通的磁阻元件77。
该图(A)表示将一体型头71H安装在构成滑块70的滑块基板71的端部上的状态。
该图(B)是从该图(A)中的箭头B方向看到的图。即,是从滑块面(与记录媒体相对的面)看到的图。滑块基板71采用AlTiC。滑块基板71表示从一个晶片切出的状态。在滑块基板71的表面上形成了用作基底的平坦化层72的一部分。此后,蒸镀用于光屏蔽部73的Au。其厚度为100nm。在光刻技术(使用抗蚀剂和刻蚀的工艺)中,通过构图形成光屏蔽部73的下部面。用光刻胶作掩模,在它上面对与光开口部74对应的部分和其他不要的部分蒸镀Au。此后,用去除法等将光刻胶除去,形成了光开口部74和光屏蔽部73。这样形成的光开口部74的大小为图中的宽度方向100nm、高度方向60nm的大小,光屏蔽部73与波导路径75相对,厚度为50nm。
用溅射法在光屏蔽部73上形成氧化铝,研磨成平面,形成了平坦化层72。在平坦化层72上形成了厚度为200nm的坡莫合金(第一屏蔽层76)后,用光刻技术一边构图,一边形成了作为检测磁通的磁阻元件77。在它上面形成200nm的FeCo(第二屏蔽层78)。再形成1微米的光刻胶,再在它上面形成记录用线圈79及记录用磁极80。记录用磁极80的尺寸为宽=100nm,高=50nm。记录用线圈79及记录用磁极80成为对记录媒体施加磁场的元件。
该图(C)是从该图(A)中的箭头C方向看到的图。即,表示一体型头71H的侧视图。示出了在该图(B)中难以表示的记录用线圈79。这里,第二屏蔽层78和记录用磁极80沿上下方向((B)中的上下方向。在(C)中为从图纸表面至背面一侧的方向)用FeCo连接,磁路中没有空隙。另外,光导入口81从滑块70的外部,通过光导纤维等导入激光,能将光从光开口部74照射(施加)在记录媒体上。
用这样试作的一体型头71H,研究了记录/再生特性。图31是表示本发明的磁记录媒体的记录电流的CNR特性的曲线图。所测定的标记长度为50nm。这里,作为记录媒体(磁记录媒体),利用将软磁性膜用作散热层的记录媒体。其方法是从记录用磁极(80)发出的磁通通过软磁性膜,返回第二屏蔽层(78),所以欲记录的磁畴的磁场增大。
如果采用上述的结构,则用低的激光记录功率也能记录。记录时的记录电流Iw(流过记录用线圈的电流)为20mA。另外,流过磁阻元件(77)的读出电流Is为3mA。这些电流为通常的磁记录中用的值的大小。
图中实线表示将非磁性层用作散热层时的CNR特性。从图可知,将软磁性膜用作散热层的方法,其记录电流少,具有更高的CNR特性。
(第十实施方式)
图32是表示本发明中用的磁记录媒体的基底层结构的CNR特性的图表。这里,为了确认基底层(核形成层)的效果,制作了使基底层进行了各种变更的记录媒体(磁记录媒体),进行了特性评价。基本的制作方法与上述的相同,制作了以下结构的试样。
基板/散热层(软磁性膜:100nm)/基底层(核形成层)/记录层(20nm)/保护层(5nm)
记录层中使用了TbFeCo(Tb19:Fe50:Co31)。基底层中只使用SiN,此外作为本发明的特征研究了利用权利要求中记载的材料的一例的特征等。图32示出了试样30~40。
作为进行记录/再生的头,使用了第九实施方式的一体型头。为了进行记录/再生的评价,研究了标记长度(ML)为50nm的CNR。图32中示出了其结果。另外用基底层材料构成的两层结构中,左侧是靠近散热层的层。根据该结果,明显地看出将核形成层用于基底层是有效的。另外,记录电流是流过记录用线圈的电流。
产业上利用的可能性
本发明的光记录媒体、磁光记录媒体由于随机跳动特性、CNR良好,记录磁场也小,所以能提供高密度化可能的信息记录媒体。
本发明的信息记录/再生装置、信息记录/再生方法及磁记录装置能提供高密度的信息记录媒体的记录/再生可能的信息记录/再生装置。

Claims (18)

1、一种光记录媒体,在基板上依次形成反射层及记录层,从该记录层侧照射光,进行信息的记录/再生,其特征在于:在上述反射层和记录层之间具备表面上具有凹凸的核形成层。
2、根据权利要求1所述的光记录媒体,其特征在于:用包含从W、Mo、Ta、Fe、Co、Ni、Cr、Pt、Ti、P、Au、Cu、Al、Ag、Si、Gd、Tb、Nd以及Pd构成的组中选择的一种或两种以上的元素的材料形成上述核形成层。
3、根据权利要求1或2所述的光记录媒体,其特征在于:上述核形成层的表面粗糙度为0.3nm至1.5nm。
4、根据权利要求1或2所述的光记录媒体,其特征在于:上述核形成层形成多层,在记录层侧形成的核形成层的表面张力比在反射层侧形成的核形成层的表面张力大。
5、根据权利要求1或2所述的光记录媒体,其特征在于:上述记录层能进行晶态及非晶态之间的相变,晶态下的反射率和非晶态下的反射率不同。
6、一种磁光记录媒体,在基板上依次形成反射层及具有垂直磁各向异性的记录层,从记录层侧照射光,进行信息的记录/再生,其特征在于:在上述反射层和记录层之间具备表面上具有凹凸的核形成层。
7、根据权利要求6所述的磁光记录媒体,其特征在于:用包含从W、Mo、Ta、Fe、Co、Ni、Cr、Pt、Ti、P、Au、Cu、Al、Ag、Si、Gd、Tb、Nd以及Pd构成的组中选择的一种或两种以上的元素的材料形成上述核形成层。
8、根据权利要求6或7所述的磁光记录媒体,其特征在于:上述核形成层的表面粗糙度为0.3nm至1.5nm。
9、根据权利要求6或7所述的磁光记录媒体,其特征在于:上述核形成层形成多层,在记录层侧形成的核形成层的表面张力比在反射层侧形成的核形成层的表面张力大。
10、根据权利要求6或7所述的磁光记录媒体,其特征在于:为了消除由上述记录层的磁化产生的反磁场,在上述反射层和核形成层之间具备具有垂直磁各向异性的记录辅助层。
11、根据权利要求10所述的磁光记录媒体,其特征在于:在上述记录层是过渡族金属磁化占优势时,上述记录辅助层为稀土类磁化占优势。
12、根据权利要求10所述的磁光记录媒体,其特征在于:在上述记录层是稀土类磁化占优势时,上述记录辅助层为过渡族金属磁化占优势。
13、根据权利要求10所述的磁光记录媒体,其特征在于:在上述记录层及记录辅助层是过渡族金属磁化占优势时,使记录辅助层的居里温度比记录层的居里温度高。
14、根据权利要求10所述的磁光记录媒体,其特征在于:在上述记录层及记录辅助层是稀土类磁化占优势时,使记录辅助层的居里温度比记录层的居里温度高。
15、一种信息记录/再生装置,其特征在于:使用权利要求1或2所述的光记录媒体、或者使用权利要求6或7所述的磁光记录媒体中的任一种,进行信息的记录/再生。
16、一种信息记录/再生方法,使用在基板上依次形成散热层及具有垂直磁各向异性的记录层,具备在上述散热层和记录层之间形成的表面上有凹凸的核形成层的磁记录媒体,其特征在于:将光和磁场加在上述磁记录媒体上,进行信息的磁光记录,从上述记录层侧检测磁通,进行信息的磁再生。
17、一种磁记录装置,其特征在于具有:在基板上依次形成散热层及具有垂直磁各向异性的记录层、具备在上述散热层和记录层之间形成的表面上有凹凸的核形成层的磁记录媒体;将光和磁场加在该磁记录媒体上,进行信息的记录的磁光记录部;以及从上述记录层侧检测磁通,进行信息的再生的磁再生部。
18、根据权利要求17所述的磁记录装置,其特征在于:具有安装有施加上述光,对上述磁记录媒体加热用的元件;施加上述磁场的元件;以及检测上述磁通的元件的一个滑块。
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