DE69030991T2

DE69030991T2 - Magnetooptisches medium

Info

Publication number: DE69030991T2
Application number: DE69030991T
Authority: DE
Inventors: Takeo Nagano-Ken 392 Kawase; Hiromu Nagano-Ken 392 Miyazawa; Satoshi Nagano-Ken 392 Nebashi; Shinya Nagano-Ken 392 Ootsuki
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1989-03-28
Filing date: 1990-03-28
Publication date: 1997-10-16
Anticipated expiration: 2010-03-29
Also published as: EP0762413B1; EP0426864B1; JPH02254648A; DE69030991D1; EP0426864A1; US5667887A; DE69033563D1; WO1990011602A1; DE69033563T2; EP0762413A1; EP0426864A4

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein magnetooptisches Medium zum Durchführen des Auslesens von Signalen unter Verwendung des magnetooptischen Effekts (Kerr-Effekt).
Bei einem herkömmlichen magnetooptischen Medium, wie es aus der Offenbarung der japanischen Patentanmeldung Nr. 27458/87 entnommen werden kann, wurde berücksichtigt, daß beim Kerr- Effekt-Auslesesystem unter Verwendung des von einem magnetooptischen Medium reflektierten Lichts das Signal-Rausch- Verhältnis (S/N-Verhältnis) proportional zu log (θ * R) ist (wobei θ einen Kerr-Drehwinkel und R den Anteil des reflektierten Lichts bezeichnet), wobei der Brechungsindex und die Filmdicke jeder Dünnfilmschicht im Hinblick auf das oben beschriebene S/N-Verhältnis, die Schutzeigenschaften und die Wärmeleitungseigenschaften etc. optimiert wurden.
Da die Phasendifferenz zwischen P-polarisiertem Licht und S- polarisiertem Licht schlechtestenfalls die Fluktuation von ungefähr ± 15º besitzt, gibt es bei einem massenproduzierten magnetooptischen Kopf jedoch einen solchen Fall, in dem ein geeignetes S/N-Verhältnis bei der Durchführung des Kerr-Effekt- Auslesens nicht erzielt werden kann, und zwar selbst bei einem magnetooptischen Medium, welches mittels der herkömmlichen Technologie möglichst geeignet ausgelegt ist.
Die deutsche Patentanmeldung Nr. DE 3,623,285 offenbart ein magnetooptisches Aufzeichnungsmedium, umfassend eine aus SiN bestehende Schutzschicht und einen senkrecht magnetisierten amorphen Film, der aus einer Legierung der Formel (R1-x Mx)a (Fe1- yCoy)100-a hergestellt ist, wobei R wenigstens eines von La, Ce, Pr, Nd, Sm, Ho, Er und Yb ist, M wenigstens eines von Tb, Gd und Dy ist; 0 ≤ x < 0,5 , 0 < y < 1 und 10 ≤ a ≤ 40. Allerdings wendet sie sich nicht dem oben erwähnten Problem zu, welches durch die Phasendifferenzfluktuation verursacht ist. Alternative Schutzschichten, die aus SiO&sub2; und AlSiN bestehen, sind in der japanischen Patentanmeldung Nr. 63031049 und in Journal of Applied Physics, Vol 57, No. 8, April 1985, pp. 3891-3893 offenbart.
Die vorliegende Erfindung beabsichtigt, einen derartigen, wie oben beschriebenen, diskutierten Gesichtspunkt zu lösen und ihre Aufgabe ist es, ein magnetooptisches Medium bereitzustellen, das äußerst geeignet in einer derartigen Art und Weise ausgebildet ist, daß ein S/N-Verhältnis hinreichend ist, um das Aufzeichnen und Lesen mit hoher Dichte bei der Temperatur in einem Laufwerk zu ermöglichen, welches in der Praxis Verwendung findet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein magnetooptisches Medium vorgesehen, wie es durch Anspruch 1 definiert ist.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun beispielhaft mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen:
Figur 1 eine Seitenflächen-Schnittansicht einer Ausführungsform des magnetooptischen Mediums gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
Figur 2 eine Ansicht ist, die die Änderung des Brechungs- Vermögens mit der Filmdicke von AlSiN zeigt;
Figur 3 eine Ansicht ist, die die Änderung des Brechungsvermögens mit der Filmdicke von Al zeigt;
Figur 4 eine Ansicht ist, die eine Ausführungsform der äußerst geeigneten Berechnung der Filmzusammensetzung zeigt;
Figur 5 eine Ansicht ist, die die Änderung des S/N- Verhältnisses des magnetooptischen Mediums gemäß der vorliegenden Erfindung mit der Fluktuation der Phasendifferenz der bei Massenproduktion verwendeten magnetooptischen Köpfe zeigt;
Figur 6 eine Ansicht ist, die die Änderung des S/N- Verhältnisses des magnetooptischen Mediums gemäß der herkömmlichen Technologie mit der Fluktuation der Phasendifferenz der bei Massenproduktion verwendeten magnetooptischen Köpfe zeigt;
Fig. 7 eine Ansicht ist, die die Änderung des S/N-Verhältnisses in dem Fall zeigt, in dem das mittels der konventionellen Technologie hergestellte magnetooptische Medium bei Änderung der Phasendifferenz des magnetooptischen Kopfs gelesen wurde, und zwar bei der Umgebungstemperatur von 25ºC und 55ºC;
Fig. 8 eine Ansicht ist, die die Änderung des S/N-Verhältnisses in dem Fall zeigt, in dem das durch Bilden der Aufzeichnungsschicht als NdDyFeCo auf der Grundlage der vorliegenden Ausführungsform 2 hergestellte magnetooptische Medium bei Änderung der Phasendifferenz des magnetooptischen Kopfs gelesen wird, und zwar bei der Umgebungstemperatur von 25ºC, 40ºC und 55ºC;
Fig. 9 eine Ansicht ist, die die Änderung des S/N-Verhältnisses in dem Fall zeigt, in dem das durch Bilden der Aufzeichnungsschicht als NdDyTbFeCo auf der Grundlage der vorliegenden Ausführungsform 2 hergestellte magnetooptische Medium bei Änderung der Phasendifferenz des magnetooptischen Kopfs gelesen wird, und zwar bei der Umgebungstemperatur von 25ºC, 40ºC und 55ºC;
Fig. 10 eine Ansicht ist, die das minimale S/N-Verhältnis Sω bei der Phasendifferenz zwischen ± 15 Grad in dem Fall zeigt, in dem der Spurabstand des magnetooptischen Mediums der herkömmlichen Technologie und der vorliegenden Ausführungsform 2 verändert wurde;
Fig. 11 eine Ansicht ist, die die Änderung des minimalen S/N- Verhältnisses Sω bei der Phasendifferenz zwischen ± 15 Grad in dem Fall zeigt, in dem das Intervall des kürzesten Aufzeichnungs-Pit-Abstands des magnetooptischen Mediums bei der herkömmlichen Technologie und der vorliegenden Ausführungsform 2 verändert wurde;
Fig. 12 eine Ansicht ist, die die Änderung des minimalen S/N- Verhältnisses Sω bei der Phasendifferenz zwischen ± 15 Grad in dem Fall zeigt, in dem der Zusammensetzungsanteil x + y (Atom- %) der in dem Aufzeichnungsfilm enthaltenen Seltenen Erden verändert wurde, und zwar bei den Dünnfilm-Zusammensetzungstypen 1, 2 und 3 der vorliegenden Ausführungsform 3, bei welcher NdDyFeCo verwendet wurde;
Fig. 13 eine Ansicht ist, die die Änderung des minimalen S/N- Verhältnisses Sω bei der Phasendifferenz zwischen ± 15 Grad sowie das S/N-Verhältnis Sp bei der Phasendifferenz von 0 Grad in dem Fall zeigt, in dem der Zusammensetzungsanteil x (Atom-%) von Nd, das in dem Aufzeichnungsfilm enthalten ist, verändert wurde, und zwar bei den Dünnfilm-Zusammensetzungstypen 1, 2 und 3 der vorliegenden Ausführungsform 3, bei welcher NdDyFeCo verwendet wurde;
Fig. 14 eine Ansicht ist, die die Änderung des minimalen S/N- Verhältnisses Sω bei der Phasendifferenz zwischen ± 15 Grad in dem Fall zeigt, in dem der Zusammensetzungsanteil x + y (Atom- %) der in dem Aufzeichnungsfilm enthaltenen Seltenen Erden verändert wurde, und zwar bei den Dünnfilm-Zusammensetzungstypen 1, 2 und 3 der vorliegenden Ausführungsform 3, bei der NdDyFeCo verwendet wurde;
Fig. 15 eine Ansicht ist, die die Änderung des minimalen S/N- Verhältnisses Sw bei der Phasendifferenz zwischen ± 15 Grad und das S/N-Verhältnis Sp bei der Phasendifferenz von 0 Grad in dem Fall zeigt, in dem der Zusammensetzungsanteil x (Atom-%) von in dem Aufzeichnungsfilm enthaltenen Nd verändert wurde, und zwar bei den Dünnfilm-Zusammensetzungstypen 1, 2 und 3 der vorliegenden Ausführungsform 3, bei der NdDyFeCo verwendet wurde;
Fig. 16 eine Ansicht ist, die die Änderung der Phasendifferenz Ph, welche das Spitzen-S/N-Verhältnis liefert, und das minimale S/N-Verhältnis Sw bei der Phasendifferenz zwischen ± 15 Grad in dem Fall zeigt, in dem die Dicke L&sub1; des ersten Schutzfilms bei der vorliegenden Ausführungsform 4 verändert wurde;
Fig. 17 eine Ansicht ist, die die Änderung der Phasendifferenz Ph, welche das Spitzen-S/N-Verhältnis liefert, und das minimale S/N-Verhältnis von Sw zwischen ± 15 Grad in dem Fall zeigt, in dem die Dicke L&sub2; des zweiten Schutzfilms bei der vorliegenden Ausführungsform 5 verändert wurde;
Fig. 18 eine Ansicht ist, die die Änderung der Laserleistung P&sub1; zeigt, wenn das S/N-Verhältnis 45 dB erreicht hat und zwar in dem Fall, in dem die Dicke L&sub2; des zweiten Schutzfilms bei der vorliegenden Ausführungsform 5 verändert wurde;
Fig. 19 eine Ansicht ist, die die Änderung der Phasendifferenz Ph zeigt, die den Spitzenwert des S/N-Verhältnisses liefert, und das minimale S/N-Verhältnis Sw zwischen ± 15 Grad in dem Fall zeigt, in dem die Dicke Lr des reflektierenden Films bei der vorliegenden Ausführungsform 6 verändert wurde;
Fig. 20 eine Ansicht ist, die die Änderung der Laserleistung P&sub1; zeigt, wenn das S/N-Verhältnis 45 dB erreicht hat, und zwar in dem Fall, in dem die Dicke Lr des Reflexionsfilms bei der vorliegenden Ausführungsform 6 verändert wurde;
Fig. 21 eine Ansicht ist, die die Beziehung zwischen Q und Sw bei der vorliegenden Ausführungsform 7 zeigt.
1 transparentes Substrat,
2 erste Schutzschicht,
3 zweite Schutzschicht,
4 Aufzeichnungsschicht,
5 reflektierende Schicht,
6 Haftschicht.

[Ausführungsform 1]

Im Folgenden wird mit Bezug auf Zeichnungen detailliert eine Ausführungsform der magnetooptischen Platte gemäß der vorliegenden Erfindung erklärt.
Fig. 1 ist eine Seitenflächen-Schnittansicht einer Ausführungsform der magnetooptischen Platte gemäß der vorliegenden Erfindung.
In Fig. 1 bezeichnet die Bezugsziffer 1 ein transparentes Substrat, wie ein Substrat, das aus Glas, Acrylharz, PC (Polycarbonat)-Harz etc. hergestellt ist, und dessen Dicke ist ungefähr 1,2 mm. Die Bezugsziffern 2 und 3 bezeichnen aus AlSiN (Aluminium-Silicium-Nitrid) hergestellte Dünnfilme, die als Schutzschicht verwendet sind. Die Bezugsziffer 4 bezeichnet einen magnetischen Dünnfilm, dessen leicht magnetisierbare Achse senkrecht zur Filmoberfläche ist. Er ist aus NdDyFeCo, Tb, FeCo, DyFeCo etc. hergestellt und ist als eine Aufzeichnungsschicht vorgesehen. Die Bezugsziffer 5 bezeichnet eine reflektierende Schicht, die aus Al hergestellt ist. Die Bezugsziffer 6 bezeichnet eine Haftschicht, die aus Epoxidharz, Heißschmelz-Haftmittel etc. hergestellt ist, und zum Zusammenkleben zweier entgegengesetzter magnetooptischer Platten dient. Das Brechungsvermögen des oben beschriebenen Substrats 1 beträgt 1,5 und die aus AlSiN bestehende Schutzschicht besitzt ein Brechungsvermögen, das von der Filmdicke abhängt, wie es in Fig. 2 gezeigt ist. Die aus Al bestehende reflektierende Schicht 5 besitzt ein Brechungsvermögen, welches von der Filmdicke abhängt, wie es in Fig. 3 gezeigt ist. Das eingefallene Licht geht vom Substrat 1 durch die Schutzschicht 2, und die an der Grenzfläche zur Aufzeichnungsschicht 4 reflektierte Komponente sowie die Komponente, welche die Aufzeichnungsschicht 4 und die Schutzschicht 3 durchquert und an der reflektierenden Schicht 5 reflektiert wird, interferieren miteinander, und der Kerr- Drehwinkel steigt. Die Laserwellenlänge der Lichtquelle bei der vorliegenden Ausführungsform beträgt 825 nm. Das Ergebnis der Berechnung des Reflexionsvermögens (R), der Phasendifferenz (δ) sowie des charakteristischen Index (Q) bei den verschiedenen Aufzeichnungsfilmdicken unter den oben beschriebenen Bedingungen sind wie in Fig. 4 gezeigt. Obwohl die Optimierung der Filmbeschaffenheit durch Wiederholen der wie oben beschrieben Berechnung erdacht ist, ist auch darauf zu achten, ein geeignetes Reflexionsvermögen, einen geeigneten Schutzeffekt sowie eine geeignete Aufzeichnungsempfindlichkeit zu bewahren.
Als ein Beispiel der Filmbeschaffenheit, die dazu erdacht ist, einer derartigen, wie oben beschrieben Optimierung unterworfen zu werden, wurde ein magnetooptisches Medium gebildet, bei welchem die Beschaffenheit derart ist, daß das Substrat 1 aus PC-Harz mit der Dicke von 1,2 mm hergestellt ist, die Dicke der aus AlSiN bestehenden Schutzschicht 2 zwischen 400 Å und 700 Å liegt, die Dicke der aus NdDyFeCo bestehenden Aufzeichnungsschicht zwischen 250 Å und 300 Å liegt, die Dicke der aus AlSiN bestehenden Schutzschicht 3 zwischen 200 Å und 300 Å liegt und die Dicke der aus Al bestehenden reflektierenden Schicht 5 zwischen 500 Å und 700 Å liegt. Hierbei ist der Grund, weswegen AlSiN als die Schutzschicht verwendet wurde, der, daß es im Hinblick auf den Schutzeffekt und die Wärmeleitungseigenschaften SiN und SiO&sub2; übertrifft. Der Grund, weswegen NdDyFeCo als eine Aufzeichnungsschicht verwendet wurde, ist der, daß die Lese-Eigenschaften gleich denen von TbFeCo sind und außerdem die Aufzeichnung bei einem niedrigeren magnetischen Feld als dem von TbFeCo durchgeführt werden kann, und billig ist.
Es wurde gesagt, daß die magnetooptischen Köpfe die Phasendifferenz zwischen dem Licht (P-polarisiertes Licht), welches in der gleichen Richtung wie der des einfallenden polarisierten Lichts polarisiert ist, und dem Licht (S-polarisiertes Licht), welches zu dem P-polarisierten Licht senkrecht schneidend polarisiert ist, aufweist, und diese ist schlechtestenfalls etwa + 15 Grad. Selbst in dem Bereich der Fluktuation dieses magnetooptischen Kopfs muß das hohe S/N-Verhältnis der magnetooptischen Platte garantiert sein. Deshalb wurde bei der magnetooptischen Platte mit der oben beschriebenen Beschaffenheit im Inneren eines gegenwärtigen magnetooptischen Kopfs eine Babinet-Soleil-Platte kombiniert, um ihm eine beabsichtigte Phasendifferenz zu geben, und um das S/N-Verhältnis zu messen, wobei das Ergebnis in Fig. 5 gezeigt ist. In Fig. 5 zeigt die Abszisse die Phasendifferenz aufgrund der Babinet-Soleil-Platte und die Ordinate zeigt das S/N-Verhältnis hierfür. Die Spitzenwert-Stelle des S/N-Verhältnisses befindet sich gerade an der Stelle, an der die Phasendifferenz bei 0 Grad liegt, und selbst wenn die interne Phasendifferenz des in Massenproduktion verwendeten magnetooptischen Kopfs etwa ± 15 Grad beträgt, so kann ein hinreichendes S/N-Verhältnis erzielt werden. In Fig. 6 ist das Ergebnis des gleichen Experiments an der magnetooptischen Platte gezeigt, welche die durch die herkömmliche Technologie gestaltete Beschaffenheit besitzt. In Fig. 6 kann, wenn die interne Phasendifferenz des magnetooptischen Kopfs im Bereich von 0 Grad oder + 15 Grad liegt, ein hinreichendes S/N- Verhältnis erzielt werden. Aber wenn es sich um einen magnetooptischen Kopf mit interner Phasendifferenz von - 15 Grad handelt, kann ein hinreichendes S/N-Verhältnis nicht erzielt werden.

[Ausführungsform 2]

Bei gegenwärtigen magnetooptischen Laufwerken gibt es derartige, bei welchen die Innentemperatur während des Betriebs aufgrund der Wärmeentwicklung der Schaltung und der Spule des Antriebs 50ºC bis 60ºC erreicht. Bei einer so hohen Temperatur wie oben beschrieben ändert sich die Phasendifferenz des magnetooptischen Mediums aufgrund des Einflusses der Doppelbrechung des Substrats. Deshalb sollte ein magnetooptisches Medium optisch derart ausgelegt werden, daß die Phasendifferenz selbst bei einer hohen Temperatur bei 0 Grad liegt. Fig. 7 zeigt das Ergebnis einer Messung des S/N- Verhältnisses des magnetooptischen Mediums, welches durch die herkömmliche Technologie gestaltet ist, und zwar durch Kombinieren einer Babinet-Soleil-Platte im Inneren des magnetooptischen Kopfs, um ihm beabsichtigt die Phasendifferenz zu geben. Wenn auch die Spitzenwert-Stelle des S/N-Verhältnisses bei 25ºC bei der Phasendifferenz von 10 Grad liegt, so ist die Spitze des S/N-Verhältnisses bei 55ºC zu 35 Grad verschoben. Deshalb muß ein Film unter Berücksichtigung des Ausmaßes einer Spitzenverschiebung bei hoher Temperatur ausgelegt werden. Das bedeutet, damit die Spitze des S/N-Verhältnisses bei hoher Temperatur bei der Phasendifferenz von 0 Grad ist, daß die Spitze des S/N-Verhältnisses bei 25ºC zuvor auf die Minusseite in der Phasendifferenz derart festgelegt wird, um die Verschiebung bei hoher Temperatur zu kompensieren. Es ist mit Bezug auf Fig. 4 ersichtlich, daß es ausreicht, die Filmdicke des Aufzeichnungsfilms kleiner als 250 Å zu machen. Allerdings ist es nach Fig. 4 nicht wünschenswert, daß der charakteristische Index Q deutlich kleiner wird, wenn die Dicke des Aufzeichnungsfilms kleiner als 125 Å wird. Außerdem muß die Dicke der jeweiligen Schichten optimiert werden, um ein geeignetes Reflexionsvermögen, einen geeigneten Schutzeffekt und eine geeignete Aufzeichnungsempfindlichkeit zu bewahren.
Als ein Beispiel der unter Berücksichtigung der Phasendifferenz bei hoher Temperatur optimierten Filmbeschaffenheit wurde wie in Fig. 1 gezeigt ein magnetooptisches Medium gebildet, bei welchem die Beschaffenheit derart war, daß das Substrat 1 aus PC-Harz mit der Dicke von 1,2 mm hergestellt wurde, die Dicke der aus AlSiN bestehenden Schutzschicht 2 zwischen 400 Å und 700 Å ist, die Dicke der aus NdDyFeCo bestehenden Aufzeichnungsschicht 4 zwischen 125 Å und 250 Å ist, die Dicke der aus AlSiN bestehenden Schutzschicht 3 zwischen 150 Å und 250 Å ist und die Dicke der aus Al bestehenden reflektierenden Schicht 5 zwischen 400 Å und 800 Å liegt. In Fig. 8 ist das S/N- Verhältnis für den Fall gezeigt, in dem das magnetooptische Medium der vorliegenden Ausführungsform 2 bei Änderung der Phasendifferenz des magnetooptischen Kopfs gelesen wurde. Die Umgebungstemperatur beim Lesen wurde variabel im Bereich von 25ºC bis 55ºC aufgenommen. Bei 55ºC wurde herausgefunden, daß die Spitzenwert-Stelle des S/N-Verhältnisses bei dieser Ausführungsform der Phasendifferenz von 0 Grad entspricht. Außerdem ist im Bereich von - 15 Grad bis + 15 Grad, welches die Phasendifferenzfluktuation des magnetooptischen Kopfs des massenproduzierten Laufwerks ist, das S/N-Verhältnis über dem Wert von 45 dB liegt, welcher als die ausreichende Signalqualität gefordert ist. Für die Umgebungstemperatur in dem Bereich von 25ºC bis 55ºC wurde auch herausgefunden, daß stets mehr als 45 dB als S/N-Verhältnis in dem Bereich von - 15 Grad bis + 15 Grad als die Phasendifferenzfluktuation des magnetooptischen Kopfs erzielt werden. Hierbei ist der Grund für die Verwendung von AlSiN als eine Schutzschicht der, daß es im Hinblick auf den Schutzeffekt und die Wärmeleitungseigenschaften SiN und SiO&sub2; übertrifft. Der Grund für die Verwendung von NdDyFeCo als die Aufzeichnungsschicht ist der, daß die gleichen Kerr-Ausleseeigenschaften wie diejenigen von TbFeCo erzielt werden können und es außerdem bei einem kleineren magnetischen Feld als dem von TbFeCo aufzeichnen kann, und billig ist.
Im übrigen kann der gleiche Effekt erzielt werden, selbst wenn die Aufzeichnungsschicht aus NdDyTbFeCo hergestellt ist. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, wurde ein magnetooptisches Medium gebildet, welches eine derartige Beschaffenheit hatte, daß das Substrat 1 aus PC-Harz und 1,2 mm dick hergestellt ist, die Dicke der aus AlSiN bestehenden Schutzschicht 2 zwischen 400 Å und 700 Å liegt, die Dicke der aus NdDyTbFeCo bestehenden Aufzeichnungsschicht 4 zwischen 125 Å und 250 Å liegt, die Dicke der aus AlSiN bestehenden Schutzschicht zwischen 150 Å und 250 Å liegt und die Dicke der aus Al bestehenden reflektierenden Schicht zwischen 400 Å und 800 Å liegt. In Fig. 9 ist das S/N- Verhältnis für den Fall gezeigt, in dem das magnetooptische Medium der vorliegenden Ausführungsform 2 bei Änderung der Phasendifferenz des magnetooptischen Kopfs gelesen wurde. Es ist gezeigt, daß in dem Temperaturbereich von 25ºC bis 55ºC im Bereich der Phasendifferenz des magnetooptischen Kopfs von + 15 Grad bis - 15 Grad das S/N-Verhältnis von 45 dB erzielt wird.
Im übrigen kann, selbst wenn der magnetooptische Aufzeichnungsfilm aus NdDyFeCo oder NdDyTbFeCo hergestellt ist, der gleiche Effekt wie bei der vorliegenden Ausführungsform 2 erzielt werden, wenn der reflektierende Film aus einer Aluminiumlegierung wie AlTi, AlCr, AlTa etc. hergestellt ist.
Die maximale Speicherkapazität, die in einer Platte enthalten sein kann, ist durch die Dichte der Aufzeichnungs-Bits bestimmt. Deshalb ist, wenn die Aufzeichnungsdichte erhöht wurde, die Überlegenheit der oben beschriebenen vorliegenden Ausführungsform gegenüber der herkömmlichen Technologie gezeigt.
In Fig. 10 ist die Änderung des S/N-Verhältnisses für den Fall gezeigt, in dem die Aufzeichnungsdichte in radialer Richtung der Platte erhöht ist. Der Spurabstand wurde verkleinert, um die Aufzeichnungsdichte zu erhöhen. Die Platte ist eine Einfachplatte, um das Überschreiben des magnetischen Feldmodulationssystems zu realisieren. Das Intervall der Aufzeichnungs-Bits beträgt 0,76 Mikron. Die Aufzeichnung ist bei der Lineargeschwindigkeit von 20 m/sec mit der Laserleistung von 7 mW bei einem Vormagnetisierungsfeld von 150 Oe bei Magnetfeldmodulation durchgeführt. Das Aufzeichnen und Lesen wurde bei einer Umgebung von 55ºC durchgeführt. In Fig. 10 ist das minimale S/N-Verhältnis im Bereich ± 15 Grad als Ordinate aufgetragen. Wie es aus Fig. 10 klar ersichtlich ist, kann, selbst wenn das Medium der vorliegenden Ausführungsform einen Spurabstand von 1,2 Mikron aufweist, mehr als 45 dB im Bereich von ± 15 Grad der dem Kopf innewohnenden Fluktuation der Phasendifferenz erzielt werden.
Fig. 11 zeigt die Änderung des S/N-Verhältnisses für den Fall, in dem die Aufzeichnungsdichte in der tangentialen Richtung der Platte erhöht wurde. Um die Aufzeichnungsdichte zu erhöhen, ist der Abstand des kürzesten Pits verkürzt. Der Spurabstand ist hierbei 1,6 Mikron. Die Platte ist eine Einfachplatte, um das Überschreiben des magnetischen Feldmodulationssystems zu realisieren. Die Aufzeichnung ist bei der Lineargeschwindigkeit von 20 m/sec. mit der Laserleistung von 7 mW und bei dem Vormagnetisierungsfeld von 150 Oe bei der Magnetfeldmodulation durchgeführt. Das Aufzeichnen und Lesen wurde bei der Umgebung von 55ºC durchgeführt. In Fig. 11 ist Sw, das minimale S/N- Verhältnis im Bereich von ± 15 Grad, als Ordinate aufgetragen.
Fig. 11 zeigt, daß das Medium der vorliegenden Ausführungsform es uns ermöglicht, mehr als 45 dB als S/N-Verhältnis unter der Bedingung von 0,4 Mikron Pit-Abstand zu erhalten.
Aus den oben beschriebenen Fig. 10 und 11 wurde herausgefunden,B1 daß das Medium der vorliegenden Ausführungsform eine Überlegenheit im Vergleich mit den Medien der herkömmlichen Technologie im Hinblick auf eine Verbesserung der Aufzeichnungsdichte aufweist.
Bei der vorliegenden Ausführungsform 2 besitzt das AlSiN zur Bildung der Schutzschichten 2 und 3 das Brechungsvermögen zwischen 1,95 und 2,05, und wenn es als:
(Alx Si100-x)N
dargestellt ist, ist es ausreichend, wenn die folgende Beziehung erfüllt ist:
0 Atom-% ≤ x ≤ 95 Atom-%.
Ein bevorzugterer Zusammensetzungsbereich ist wie folgt:
10 Atom-% ≤ x ≤ 50 Atom-%.

[Ausführungsform 3]

Die Dünnfilm-Mehrfachstruktur des magnetooptischen Mediums wurde auf die drei wie in Tabelle 1 gezeigten Typen festgelegt, und in den jeweiligen Fällen wurden die Zusammensetzungen der Aufzeichnungsschichten verändert. Diese Zusammensetzungen sind auf einem transparenten Substrat in einer derartigen Folge geschichtet, daß als erstes der Schutzfilm und Aufzeichnungsfilm und als zweites der Schutzfilm und der reflektierende Film vorgesehen sind.
Der erste Schutzfilm und der zweite Schutzfilm sind allerdings beide die als AlSiN hergestellten Filme. Tabelle 1
Die Einheit ist Å.
Signale wurden in das in einer wie oben beschriebenen Weise hergestellte magnetooptische Medium geschrieben und von diesem gelesen.
Beim Leseprozeß wurde die Phasendifferenz des Kopfs beabsichtigt unter Verwendung der Babinet-Soleil-Platte, die im Inneren des magnetooptischen Kopfs ausgebildet ist, von 0 Grad verschoben. Wenn die Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht wie folgt dargestellt ist:
Ndx Dyy (FeCo) 100-x-y,
ist die Beziehung zwischen dem Wert des Zusammensetzungsanteils X + Y von Seltenen Erden sowie der minimale S/N-Wert Sw im Bereich von ± 15 Grad, welches die Phasendifferenz des Kopfs bei der Umgebungstemperatur von 55ºC ist, in Fig. 12 gezeigt.
Wenn eine Beziehung wie folgt gilt:
25 Atom-% ≤ x + y ≤ 30 Atom-%,
so wurde, selbst wenn die Struktur von einem Typ von Tabelle 1 ist, Sw größer als 45 dB gemacht.
Auch die Beziehung zwischen dem Wert von x für den Fall, in dem x + y 28 Atom-% ist und dem S/N-Verhältnis Sp bei der Phasendifferenz des Kopfs von 0 Grad, ist in Fig 13 gezeigt. Die Umgebungstemperatur ist 55ºC. In Fig. 13 ist auch das minimale S/N-Verhältnis Sw im Bereich von ± 15 Grad des Kopf 5 gezeigt. Aus Fig. 13 wurde herausgefunden, daß im Falle der Beziehung:
0 Atom-% ≤ x ≤ 8 Atom-%
das S/N-Verhältnis von mehr als 45 dB im Bereich von ± 15 Grad gewährleistet ist. Dieser Bereich von x ist anwendbar im Bereich, in dem x + y zwischen 25 Atom-% und 30 Atom-% liegt.
Wenn die Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht dargestellt werden kann als:
Ndx (Dy 0,74 Tb 0,26)y (FeCO)100-x-y,
so ist die Beziehung zwischen dem Wert, des Zusammensetzungsanteils x + y Seltener Erden und dem minimalen S/N-Verhältnis Sw im Bereich der Phasendifferenz des Kopfs von + 15 Grad bei der Umgebungstemperatur von 55ºC in Fig. 14 gezeigt.
Wenn in einem Strukturtyp der Tabelle 1 eine Beziehung wie folgt gilt:
25 Atom-% ≤ x + y ≤ 30 Atom-%,
so wird Sw größer als 45 dB gemacht.
Außerdem ist in dem Fall, in dem x + y zu 28 Atom-% gemacht wird, die Beziehung zwischen dem Wert von x und dem S/N- Verhältnis Sp bei der Phasendifferenz des Kopfs von 0 Grad in Fig. 15 gezeigt. Die Umgebungstemperatur ist 55ºC. In Fig. 15 ist auch das minimale S/N-Verhältnis Sw im Bereich von ± 15 Grad, welches die Phasendifferenz des Kopfs ist, gezeigt.
Aus Fig. 15 wurde herausgefunden, daß im Falle einer Beziehung wie folgt:
0 Atom-% ≤ x ≤ 8 Atom-%
das S/N-Verhältnis von mehr als 45 dB im Bereich von ± 15 Grad gewährleistet ist. Dieser Bereich von x ist für den Bereich von x + y von mehr als 25 Atom-% und weniger als 30 Atom-% anwendbar. Hierbei kann das Verhältnis zwischen Dy und Tb willkürlich sein.
Wenn hierbei das Verhältnis von Fe und Co ausgedrückt ist durch:
Fe1-zCoz,
so ist die vorliegende Ausführungsform 3 anwendbar, wenn eine Beziehung wie: 0,07 ≤ z ≤ 0,43 gilt.

[Ausführungsform 4]

Auf einem transparenten Substrat ist ein magnetooptisches Medium durch Schichten des ersten Schutzfilms mit L&sub1; Å, eines Aufzeichnungsfilms mit 170 Å, eines zweiten Schutzfilms mit 200 Å sowie eines reflektierenden Films mit 600 Å hergestellt. Der erste und der zweite Schutzfilm sind jedoch aus AlSiN, SiN oder SiO&sub2; mit dem Brechungsvermögen zwischen 1,95 und 2,05 hergestellt. Ferner ist der Aufzeichnungsfilm aus NdDyFeCo oder NdDyTbFeCo hergestellt. Außerdem ist der reflektierende Film aus AlTi, AlCr oder AlTa hergestellt. Die Phase des magnetooptischen Kopfs wird durch Verwendung der Babinet-Soleil- Platte, die im Inneren des magnetooptischen Kopfs ausgebildet ist, verändert, um das magnetooptische Medium zu lesen. Die Umgebungstemperatur ist bei 55ºC festgelegt. Die Phase des Kopfs, bei welcher das S/N-Verhältnis des Lesesignals die Spitze zeigt, ist als die Phase Ph festgelegt, die zu dem magnetooptischen Medium selbst bei dessen Umgebungstemperatur gehört. Ferner ist der Wert des kleinsten S/N-Verhältnisses im Bereich von ± 15 Grad als Sw festgelegt. Die Beziehung zwischen der Dicke L&sub1; des ersten Schutzfilms und Ph und Sw ist in Fig. 16 gezeigt. Aus Fig. 16 wurde herausgefunden, daß Ph auf den Bereich innerhalb + 15 Grad eingeschränkt werden kann, und Sw wird größer als 45 dB, wenn L&sub1; zwischen 400 Å und 700 Å liegt.

[Ausführungsform 5]

Ein magnetooptisches Medium ist durch Schichten des ersten Schutzfilms mit 600 Å, eines Aufzeichnungsfilms mit 170 Å, des zweiten Schutzfilms mit L&sub2; Å und eines reflektierenden Films mit 600 Å auf einem transparenten Substrat hergestellt. Der erste und der zweite Schutzfilm sind jedoch aus AlSiN, SiN oder SiO&sub2; mit dem Brechungsvermögen zwischen 1,95 und 2,05 hergestellt. Ferner ist der Aufzeichnungsfum aus NdDyFeCo oder NdDyTbFeCo hergestellt. Außerdem ist der reflektierende Film aus AlTi, AlCr oder AlTa hergestellt. Das magnetooptische Medium ist durch Änderung der Phase des magnetooptischen Kopfs unter Verwendung der Babinet-Soleil-Platte, die im Inneren des magnetooptischen Kopfs ausgebildet ist, gelesen. Die Umgebungstemperatur ist bei 55ºC festgelegt. Die Phase des Kopfs, bei welcher sich die Spitze des S/N-Verhältnisses des Lesesignals zeigt, ist als die Phase Ph festgelegt, welche zu dem magnetooptischen Medium selbst bei dessen Umgebungsstemperatur gehört. Auch der Wert des kleinsten S/N-Verhältnisses im Bereich von ± 15 Grad, welches zu dem magnetooptischen Kopf gehört, ist als Sw bezeichnet. Hierbei ist die Beziehung zwischen der Dicke L&sub2; des zweiten Schutzfilms und Ph und Sw in Fig. 17 gezeigt. Aus Fig. 17 wurde herausgefunden, daß Ph auf den Bereich von ± 15 Grad eingeschränkt werden kann, wenn L&sub2; kleiner als 250 Å ist, und daß Sw größer als 45 dB wird.
Als nächstes ist die Beziehung zwischen der Dicke L&sub2; des zweiten Schutzfilms und der Aufzeichnungs-Laserleistung P&sub1; für den Fall gezeigt, in dem das S/N-Verhältnis 45 dB erreicht. Die Lineargeschwindigkeit bei der Aufzeichnung beträgt 15 m/sec. Hierbei ist die Phasendifferenz des magnetooptischen Kopfs bei 0 Grad festgelegt und die Umgebungstemperatur liegt bei 55ºC. In Fig. 18 ist L&sub2; an der Abszisse und P&sub1; an der Ordinate aufgetragen. Aus Fig. 18 wurde herausgefunden, daß P&sub1; auf weniger als 6 mW eingeschränkt werden kann, wenn L&sub2; größer als 150 Å ist, und daß die Signale mit niedriger Laserleistung effektiv aufgezeichnet werden können.

[Ausführungsform 6]

Ein magnetooptisches Medium ist durch Schichten des ersten Schutzfilms mit 600 Å, eines Aufzeichnungsfilms mit 170 Å, eines zweiten Schutzfilms mit 200 Å und eines reflektierenden Films mit Lr Å auf einem transparenten Substrat hergestellt. Der erste und der zweite Schutzfilm sind jedoch aus AlSiN, SiN oder SiO&sub2; mit dem Brechungsvermögen zwischen 1,95 und 2,05 hergestellt. Ferner ist der Aufzeichnungsfilm aus NdDyFeCo oder NdDyTbFeCo hergestellt. Außerdem ist der reflektierende Film aus AlTi, AlCr oder AlTa hergestellt. Das magnetooptische Medium wird bei Änderung der Phase des magnetooptischen Kopfs unter Verwendung der Babinet-Soleil-Platte, die im Inneren des magnetooptischen Kopfs ausgebildet ist, gelesen. Die Umgebungstemperatur ist bei 55ºC festgelegt. Die Phase des Kopfs, bei welcher das S/N-Verhältnis des Lesesignals die Spitze aufweist, ist als die Phase Ph festgelegt, welche zum magnetooptischen Medium selbst bei dessen Umgebungstemperatur gehört. Außerdem ist der Wert des kleinsten S/N-Verhältnisses im Bereich von ± 15 Grad, der zu dem magnetooptischen Kopf gehört, als Sw festgelegt. Die Beziehung zwischen der Dicke Lr des reflektierenden Films und Ph und Sw ist in Fig. 19 gezeigt. Aus Fig. 19 wurde herausgefunden, daß Ph auf den Bereich von ± 15 Grad eingeschränkt werden kann, wenn Lr größer als 400 Å ist, und daß Sw größer als 45 dB ist.
Als nächstes ist die Beziehung zwischen der Dicke Lr des reflektierenden Films und der Aufzeichnungs-Laserleistung P&sub1; für den Fall gezeigt, in dem das S/N-Verhältnis 45 dB erreicht. Die Lineargeschwindigkeit beim Aufzeichnen ist 15 m/sec. Hierbei ist die Phasendifferenz des optischen Kopf 5 bei 0 Grad festgelegt und die Umgebungstemperatur liegt. bei 55ºC. In Fig. 20 ist Lr an der Abszisse aufgetragen und P&sub1; ist an der Ordinate aufgetragen. Aus Fig. 20 wurde herausgefunden, daß P&sub1; auf unterhalb 6mW eingeschränkt werden kann, wenn Lr kleiner als 800 Å ist, und daß magnetooptische Signale mit einer niedrigen Laserleistung effektiv aufgezeichnet werden können.

[Ausführungsform 7]

Ein magnetooptisches Medium ist durch aufeinanderfolgendes Anordnen der ersten Schutzschicht, einer magnetooptischen Aufzeichnungsschicht, der zweiten Schutzschicht und einer reflektierenden Schicht auf einem transparenten Substrat gebildet. Bei der Einrichtung, bei welcher das Licht von dem oben beschriebenen transparenten Substrat auf die oben beschriebene Aufzeichnungsschicht und die oben beschriebene reflektierende Schicht einfällt, ist der Kerr-Drehwinkel des durch den Kerr-Effekt wiedergegebenen Lichts mit θ, das Kerr- Ellipsenverhältnis mit &epsi;, das Reflexionsvermögen mit R (%) und die Phasendifferenz zwischen der Polarisationsfläche des einfallenden Lichts und dem Licht der Richtung, die die Polarisationsfläche des einfallenden Lichts senkrecht schneidet, mit δ bezeichnet, und es werden folgende Beziehungen angenommen:
δ = ARCTAN (&epsi;/θ)
Q = R*SINθ*COS2δ
Außerdem ist in dem Fall, in dem die Phasendifferenz des magnetooptischen Kopfs im Bereich von ± 15 Grad geändert wurde, das kleinste S/N-Verhältnis als Sw bezeichnet. Hier entspricht ± 15 Grad dem Maximalwert der Phasendifferenz-Fluktuation, die zu dem massenproduzierten Laufwerk gehört.
Fig. 21 ist eine Ansicht, die die Beziehung zwischen Q und Sw zeigt. Aus Fig. 21 wurde herausgefunden, daß das S/N-Verhältnis von mehr als 45 dB, was zum stabilen Aufzeichnen und Lesen in dem massenproduzierten Laufwerk geeignet ist, auch erreicht werden kann, wenn Q größer als 0,3 ist.

[Ausführung]

Bei dem Signalerfassungssystem des magnetooptischen Kopfs ist die Phasendifferenz δ zwischen der Polarisationsrichtung des einfallenden Lichts (P-polarisiertes Licht) und der Richtung (S-polarisiertes Licht) senkrecht zur Polarisationsrichtung des einfallenden Lichts eine Größe, welche in Beziehung mit dem Kerr-Drehwinkel θ und der Kerr-Elliptizität &epsi; steht, und kann wie folgt ausgedrückt werden:
δ = ARCTAN (&epsi;/θ).
Je kleiner &epsi; relativ zu θ ist, umso mehr nähert sich δ zu 0. Andererseits ist das wiedergegebene S/N-Verhältnis des magnetooptischen Mediums eine Größe, die proportional zu log Q ist,
und Q selbst kann ausgedrückt werden als:
Q = R*SINθ*COS2δ .
Das bedeutet, daß, selbst wenn der Kerr-Drehwinkel einer gewissen Größe erreicht wurde, wenn die Kerr-Elliptizität bereits groß geworden ist, im Inneren des magnetooptischen Mediums die Phasendifferenz δ erzeugt wird und der Index Q sinkt, und sich ferner das S/N-Verhältnis verringert.
Um ein hohes S/N-Verhältnis zu erzielen, reicht es daher aus, daß das Brechungsvermögen und die Filmdicke der jeweiligen Schichten des Mehrfachschicht-Dünnfilms des magnetooptischen Mediums optimiert werden, um das große θ und das kleine &epsi; zu erhalten. Es ist außerdem notwendig, zu berücksichtigen, daß jede Schicht die optimalen Schutzeigenschaften und Wärmeleitungseigenschaften aufweist. Im besonderen wird, wenn die Aufzeichnung mit hoher Dichte betrachtet wird, die Auslegung des Mediums wie oben gezeigt notwendig, um ein hohes S/N-Verhältnis selbst mit Mikro-Aufzeichnungs-Pits stabil zu erzielen.

Industrielle Einsatzmöglichkeit

Das S/N-Verhältnis, welches hinreichend groß ist, um in dem Bereich, in dem die Temperatur des Laufwerks 25º bis 60º wird, in der Praxis nicht problematisch zu werden, kann wie oben beschrieben gemäß der vorliegenden Erfindung sichergestellt werden, selbst wenn der magnetooptische Kopf des Massenproduktions-Typs die Fluktuation der Phasendifferenz von ungefähr ± 15 Grad aufweist.
Im besonderen kann ein S/N-Verhältnis, welches hinreichend hoch ist, um in der Praxis nicht zu einem Problem zu werden, gewährleistet werden, selbst wenn die Signale mit hoher Dichte aufgezeichnet und gelesen werden.
Ferner kann selbst für den Fall, in dem ein Harz-Substrat wie Polycarbonat etc., in welchem die Phasendifferenz vorliegt, in dem transparenten Substrat verwendet ist, die Phasendifferenz des magnetooptischen Mediums durch Optimieren der Filmbeschaffenheit und Filmzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung zu 0 Grad gemacht werden. Die vorliegende Erfindung weist somit einen Vorteil insofern auf, als es ermöglicht wird, ein magnetooptisches Medium bereitzustellen, welches billig ist, jedoch ein hohes S/N-Verhältnis aufweist und für eine Aufzeichnung mit hoher Dichte geeignet ist.

Claims

1. Magnetooptisches Medium zur Verwendung in einem magnetooptischen Laufwerk, umfassend eine erste Schutzschicht (2), eine Aufzeichnungsschicht (4), eine zweite Schutzschicht (3) sowie eine reflektierende Schicht (5) auf einem transparenten Substrat (1) zum Durchführen einer Aufzeichnung und eines Lesens von einfallendem Licht auf der Aufzeichnungsschicht und der reflektierenden Schicht des transparenten Substrats, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schutzschicht eine Dicke zwischen 40 nm (400 Å) und 70 nm (700 Å) aufweist, die Aufzeichnungsschicht eine Dicke zwischen 12,5 nm (125 Å) und 30 nm (300 Å) aufweist, die zweite Schutzschicht eine Dicke zwischen 15 nm (150 Å) und 30 nm (300 Å) aufweist und die Reflexionsschicht eine Dicke zwischen 40 nm (400 Å) und 80 nm (800 Å) aufweist, wobei die Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht gewählt ist aus DyFeCo, TbFeCo, DyTbFeCo, NdTbFeCo, NdDyFeCo und NdDyTbFeCo, und wobei in den folgenden zwei Gleichungen Q größer als 0,3 ist und der Absolutwert von 8 kleiner als 5 Grad ist:

δ = ARCTAN (&epsi;/θ), und

Q = R x SIN θ x COS 2 δ ,

wobei θ der Kerr-Drehwinkel des Ausleselichts beim Kerr- Effekt ist, &epsi; die Kerr-Elliptizität ist, R(%) das Reflexionsvermögen ist und δ die Phasendifferenz ist, die im Medium zwischen einer Polarisationsebene des einfallenden Lichts und der Komponente senkrecht zu der Polarisationsebene des einfallenden Lichts bei einer Temperatur Td des Mediums entsteht, welche im Bereich 25ºC ≤ Td ≤ 60ºC liegt.

2. Magnetooptisches Medium nach Anspruch 1, wobei die Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht

Ndx(DyvTb1-v)y(FeCo)100-x-y

ist, wobei

25 Atom-% ≤ x + y ≤ 30 Atom-%,

0 Atom-% ≤ x ≤ 8 Atom-% und

0 ≤ v ≤ 1.

3. Magnetooptisches Medium nach Anspruch 1, wobei die Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht

NdxDyy(Fe1-zCoz)100-x-y

ist, wobei

25 Atom-% ≤ x + y ≤ 30 Atom-%,

0 Atom-% ≤ x ≤ 8 Atom-% und

0,07 ≤ z ≤ 0,43.

4. Magnetooptisches Medium nach Anspruch 1, wobei die Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht

Ndx(DyTb)y(Fe1-zCoz)100-x-y

ist, wobei

25 Atom-% ≤ x + y ≤ 30 Atom-%,

0 Atom-% ≤ x ≤ 8 Atom-% und

0,07 ≤ z ≤ 0,43.

5. Magnetooptisches Medium nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die erste und die zweite Schutzschicht aus einem Dielektrikum mit einem Brechungsindex zwischen 1,95 und 2,05 gebildet sind.

6. Magnetooptisches Medium nach Anspruch 5, wobei das Dielektrikum AlSiN ist.

7. Magnetooptisches Medium nach Anspruch 5, wobei das Dielektrikum SiN ist.

8. Magnetooptisches Medium nach Anspruch 5, wobei das Dielektrikum SiO&sub2; ist.