DE69225571T2 - Substrat für optisches Aufzeichnungsmedium und magneto-optisches Aufzeichnungsmedium mit einem solchen Substrat - Google Patents

Substrat für optisches Aufzeichnungsmedium und magneto-optisches Aufzeichnungsmedium mit einem solchen Substrat

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Description

    HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Technischer Bereich der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Substrat für ein optisches Aufzeichnungsmedium, welches besonders für ein magnetooptisches Aufzeichnungsmedium mit der Fähigkeit des direkten Überschreibens durch Verändern der Intensität und/oder der Pulsbreite des optischen Aufzeichnungspulses geeignet ist, und sie betrifft außerdem ein solches das Substrat verwendendes magneto-optisches Aufzeichnungsmedium.
    • 2. Beschreibung der verwandten Technik
  • Optische Scheiben sind intensiv untersucht, entwickelt und als Informationsspeichermedien mit hoher Dichte und Kapazität in den Handel gebracht worden. Die in den Handel gebrachten optischen Scheiben weisen benachbart zu Datenbereichen eine Führung in der Form eines konvexen oder konkaven Bereichs auf der Oberfläche des Substrats für die Servo-Spurführung durch einen optischen Strahl während des Aufzeichnens, der Wiedergabe, des Löschens etc. von Information auf. Die typische Führung ist eine auf der Oberfläche des Substrats ausgebildete Nut in der Form einer Spirale oder konzentrischer Kreise. Die Steuerung der Servo-spurführung wird mittels von der Führung reflektiertem Licht durchgeführt.
  • Jedoch ist bekannt, daß die Qualität des Signais durch die in der Nähe der Datenbereiche existierenden Führungen verschlechtert wird. Die konvexen oder konkaven Führungen reflektieren zur Aufzeichnungsschicht, was eine Deformation des Bit-Musters bewirkt, wodurch das C/N-Verhältnis (Träger-/Rausch-Verhältnis) gesenkt wird, etc.
  • Zum Lösen des zuvor genannten Problems sind einige Lösungen vorgeschlagen worden. Beispielsweise offenbart das am 18. Februar 1992 an Taki et al erteilte U.S.-Patent Nr. 5,089,358, welches als Stand der Technik unter Artikel 54(3) EPC zu betrachten ist, eine auf einer Grundplatte ausgebildete flache Schicht zum Erhalten einer ebenen Oberfläche, auf welcher eine Aufzeichnungsschicht so ausgebildet ist, daß das von der Aufzeichnungsschicht wiedergegebene Signal nicht verschlechtert wird. Taki et al bilden die Führungen durch Ausbilden von Mustern auf einer reflektierenden Metallschicht, welche auf einer Grundplatteaus Glas abgeschieden wurde, und bilden danach die flache Schicht auf den Führungen. Dieses Verfahren erfordert komplexe Schritte wie etwa Photolithographie und Ätzen und ist aufgrund der geringen Ausbeute und der hohen Kosten etc. nicht für die Massenproduktion geeignet.
  • In JP-A-3 137 838 wird das Problem der erhöhten Verstärkung des Kerr-Effekts und des verbesserten S/N-Verhältnisses des Informationslesesignals gelöst und gleichzeitig eine minimale Verringerung der Intensität des Spurführungsstrahls gewährleistet, indem eine Interferenzschicht und eine einebnende Schicht ausgebildet werden, welche beide aus lichtdurchlässigen Materialien mit Werten des Brechungsindex, welche höher sind als diejenigen eines Substrats, hergestellt werden. Auf der Interferenzschicht wird ein spurführender Reflektor in der Form eines kontinuierlichen spiralförmigen Metallstreifens angeordnet, was ziemlich komplizierte Produktionsschritte erfordert, wodurch die Produktivität gesenkt wird.
  • JP-A-57-60544, veröffentlicht am 12. April 1982, offenbart eine einebnende Harzschicht, welche auf einem Harzsubstrat mit konvexen oder konkaven Bereichen als ein Mittel der Servo-Spurführung auf der Oberfläche hiervon ausgebildet ist. Bei JP-A-57-60544 ist, da sowohl die einebnende Schicht als auch das Substrat aus einem Harz hergestellt sind, die Lichtreflexion von dem Mittel der Servo-Spurführung aufgrund einer kleinen Differenz des Brechungsindex hiervon unvorteilhaft gering, so daß die Servo-Spurführung nicht effizient ist.
  • JP-A-2-152041, veröffentlicht am 12. Juni 1990, offenbart eine einebnende Schicht aus Siliciumnitrid auf einem Substrat, welche durch Sputtern oder Aufdampfen von Siliciumnitrid auf ein Substrat erhalten wird, während die Oberfläche der abgeschiedenen Siliciumnitridschicht gefräst wird. Dieses Sputtern oder Aufdampfen unter gleichzeitigem Fräsen ist komplex und dadurch wird keine einebnende Schicht mit einer erwünschten ebenen oberen Oberfläche erhalten.
  • JP-B2-4-47910, veröffentlicht am 5. August 1990, (Stand der Technik unter Artikel 54(3) EPC), offenbart eine Dünnfilmbeschichtung auf einem Substrat mit konvexen oder konkaven Bereichen als Mittel der Servo-Spurführung, wobei die Dünnfilmbeschichtung die scharfen gewinkelten Kanten der konvexen oder konkaven Bereiche bedeckt und eine relativ flache oder glatte obere Oberfläche bildet, durch welche eine hierauf auszubildende Aufzeichnungsschicht nicht beschädigt wird. Bei JP-B2-4-47910, wenn die Dünnfilmbeschichtung eine organische Harzschicht ist, kann keine ausreichende Differenz des Wertes des Brechungsindex zwischen der Dünnfilmbeschichtung und dem Substrat erhalten werden, und wenn die Dünnfilmbeschichtung eine anorganische Schicht ist, kann die obere Oberfläche der Dünnfilmbeschichtung nicht geometrisch eben gemacht werden, wodurch das S/N-Verhältnis aufgrund von immer noch existierenden geometrisch konvexen oder konkaven Bereichen verringert wird.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Lösen der obengenannten Probleme, das Bereitstellen eines Substrats für ein optisches Aufzeichnungsmedium, durch welches ein zuverlässig großes Spurführungssignal von den Mitteln für eine Servo-Spurführung und eine verbesserte Qualität des wiedergegebenen Signals aufgrund einer Aufzeichnungsschicht, welche auf einer geometrisch ebenen Oberfläche des Substrats ausgebildet wird, erhalten und welche mit hoher Ausbeute und niedrigen Kosten hergestellt werden kann, und das Bereitstellen eines ein solches Substrat verwendenden magneto-optischen Aufzeichnungsmediums.
    • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Für die Erfüllung der obengenannten und weiteren Aufgaben der Erfindung stellt die vorliegende Erfindung ein Substrat für ein optisches Aufzeichnungsmedium zur Verfügung, umfassend eine Basis mit Führungsmitteln in der Form von konvexen oder konkaven Bereichen für die Servo-Spurführung mit einem optischen Strahl, wobei die Basis mindestens in den Bereichen hiervon, in denen die Führungsmittel ausgebildet sind, aus einem organischen Harzmaterial geformt ist; eine dielektrische Schicht auf der Basis mindestens in einem Bereich, in welchem die Führungsmittel ausgebildet sind; und eine einebnende Schicht auf der dielektrischen Schicht und der Basis zum Überdecken des konvexen oder konkaven Bereichs der Führungsmittel und zum Bilden einer flachen oberen Oberfläche der einebnenden Schicht; wobei die dielektrische Schicht einen Brechungsindex aufweist, welcher höher ist als derjenige des organischen Harzmaterials, das die Führungsmittel und die einebnende Schicht bildet.
  • Die vorliegende Erfindung stellt außerdem ein magneto-optisches Aufzeichnungsmedium bereit, umfassend A) das Substrat wie oben beschrieben und B) eine magneto-optische Aufzeichnungsschicht über dem Substrat, wobei die magneto-optische Aufzeichnungsschicht durch Verändern der Intensität und/oder der Pulsdauer beim Aufzeichnen eines optischen Pulses direkt überschrieben werden kann.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Figur 1 stellt schematisch ein Substrat für eine optische Scheibe der vorliegenden Erfindung dar.
  • Fig. 2 zeigt die Abhängigkeit des Reflexionsvermögens von der Dicke der AlSiN-Schicht 2 in dem Aufbau wie in Fig. 1 gezeigt.
  • Die Figuren 3A und 3B zeigen die für das Schreiben und Überschreiben in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendeten Pulse.
  • Fig. 4 ist ein Querschnitt durch ein magneto-optisches Aufzeichnungsmedium von Beispiel 1.
  • Die Figuren 5 und 6 sind jeweils Querschnitte durch magnetooptische Aufzeichnungsmedien der Vergleichsbeispiele 1 und 2.
  • Fig. 7 ist ein Querschnitt eines magneto-optischen Aufzeichnungsmediums von Beispiel 2.
  • Die Figuren 8 und 9 sind Querschnitte durch magneto-optische Aufzeichnungsmedien der Vergleichsbeispiele 3 und 4.
  • Die Figuren 10 und 11 sind Querschnitte durch magneto-optische Aufzeichnungsmedien der Beispiele 3 und 4.
    • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Bei der vorliegenden Erfindung wird ein von Führungen für die Servo-Spurführung reflektiertes Licht zum Steuern der Servo- Spurführung verwendet. Zum Erhalten eines stabilen Servo-Spurführungsvermögens ist es erforderlich, eine ausreichende Intensität des von den Führungen reflektierten Lichts zu erhalten. Spezifisch bevorzugt werden wenigstens 10 % der Reflexion eines Servo-Spurführungslichtstrahls von den Führungen. Um diese Bedingung zu erfüllen, genügt es, eine dielektrische Schicht aus einem Material mit einem Brechungsindex, welcher höher ist als derjenige der die Führungen bildenden Basis und derjenige der einebnenden Schicht, und mit einer hohen Transparenz wenigstens auf den Führungen anzuordnen. Da die typischen Harzmaterialien für die Basis einschließlich der Bereiche der Führungen einen Brechungsindex von 1,4 bis 1,6 aufweisen, wird bevorzugt, daß die dielektrische Schicht einen Brechungsindex von nicht weniger als 1,6 für die Wellenlänge des Lichtstrahls für die Servo-Spurführung aufweist, um eine ausreichende Intensität des reflektierten Lichts zu erhalten.
  • Materialien, welche die zuvor genannten Bedingungen erfüllen, umfassen AlN, ZnS, Si&sub3;N&sub4;, AlSiN, SiO, Zr&sub2;O&sub3;, In&sub2;O&sub3;, SnO&sub2;, Ta&sub2;O&sub5;, AlON, SiON, ZrON, InON, SnON und TaON und Mischungen hiervon.
  • Der Prozentsatz der Reflexion von Licht für die Servo-Spurführung beträgt vorzugsweise nicht mehr als 15 %, um ein stabilere Servo-Spurführungsvermögen und eine höhere Intensität des Wiedergabesignals zu erhalten. Um dies zu erreichen, beträgt der Brechungsindex des dielektrischen Materials vorzugsweise nicht weniger als 1,8 für die Wellenlänge des Lichts zur Servo-Spürführung. Diesbezüglich werden anorganische Oxide und/oder Nitride wie etwa AlSiN, Si&sub3;N&sub4;, Zr&sub2;O&sub3;, Ta&sub2;O&sub5;, ZrON und TaON bevorzugt, und unter dem Gesichtspunkt der Dauerhaftigkeit wird AlSiN besonders bevorzugt.
  • Wenn n Schichten übereinander angeordnet sind, eine Schicht Im mit einem Brechungsindex von nm± und einer Dicke hm sandwichartig zwischen einer Schicht Im-1 mit einem Brechungsindex von nm-1± und einer Schicht Im+1 mit einem Brechungsindex von nm+1± angeordnet ist, und ein Licht mit einer Wellenlänge λ von der Seite der Schicht Im+1 einfällt, wird die Amplitude der Reflexion Rm,m+1± durch die folgende Formel ausgedrückt:
  • wobei
  • ist und j die komplexe Zahl bezeichnet.
  • Die Gesamtreflexion kann durch Addieren aller Reflexionen von den Berührungsflächen zwischen benachbarten Schichten erhalten werden.
  • Beispielsweise ist bei der drei Schichten umfassenden Konstruktion wie in Fig. 1 gezeigt, wenn die Basis 1 aus Polycarbonat mit einem Brechungsindex von 1,58 besteht, die dielektrische Schicht 2 aus AlSiN mit einem Brechungsindex von 2,05, die einebnende Schicht 3 ein Harz mit einem Brechungsindex von 1,50 und die Dicke der dielektrischen Schicht unterschiedlich und die Gesamtreflexion von der Drei-Schichten-Konstruktion ist in Fig. 2 gezeigt.
  • Eine höhere Reflexion wird periodisch erhalten, wenn die Dicke der dielektrischen Schicht variiert wird. Jede eine höhere Reflexion bewirkende Dicke der dielektrischen Schicht kann vorteilhafterweise verwendet werden, doch wird unter dem Gesichtspunkt der Produktivität eine dünne Dicke bevorzugt.
  • Eine solche bevorzugte Dicke der dielektrischen Schicht hängt von dem Brechungsindex der dielektrischen Schicht ab. Wenn die dielektrische Schicht ein anorganisches Nitrid, Oxid oder dergleichen ist, liegt der Brechungsindex hiervon in einem Bereich von 1,6 bis 2,3 und die Dicke der dielektrischen Schicht liegt vorzugsweise in einem Bereich von 20 nm bis 160 nm.
  • Wenn der Grad der Nitridierung und/oder der Oxidierung der dielektrischen Schicht aus Nitrid und/oder Oxid verringert wird, werden die Aufzeichnungs- und Wiedergabeeigenschaften beeinflußt, doch der Brechungsindex wird erhöht, so daß die Dicke der dielektrischen Schicht dünner gemacht werden kann und die Produktivität verbessert ist.
  • Die dielektrische Schicht kann eine einzelne Schicht oder eine Mehrfachschicht aus verschiedenen Materialien sein.
  • Die dielektrische Schicht kann durch jedes Verfahren einschließlich PVD wie etwa Aufdampfen, Sputtern und CVD oder dergleichen gebildet werden. Für optische Scheiben wird bevorzugt, daß die dielektrische Schicht fest an dem Substrat anhaftet, um ein Abschälen der dielektrischen Schicht bei Dauerhaftigkeitstests, welche bei hohen Temperaturen und hoher Luftfeuchtigkeit durchgeführt werden, zu verhindern, und diesbezüglich wird das Sputter-Verfahren bevorzugt.
  • Die dielektrische Schicht wird wenigstens auf den Führungen, vorzugsweise aber auf der gesamten Oberfläche der die Führungen umfassenden Basis ausgebildet, da sie leicht hergestellt werden kann.
  • Wenn eine solche dielektrische Schicht mit einer Dicke von ungefähr 100 nm auf den Führungen oder der Basis abgeschieden wird, behält die obere Oberfläche der dielektrischen Schicht die Konfiguration der Führungen bei und kann nicht geometrisch eben sein. Da die Lichtreflexion von der Dicke der dielektrischen Schicht abhängt, wird die Dicke der dielektrischen Schicht im allgemeinen so gewählt, daß die maximale Lichtreflexion von den Datenbereichen, d.h. Bereichen ohne Führungen aus konvexen oder konkaven Bereichen, erhalten wird. Vorzugsweise weist die dielektrische Schicht eine gleichmäßige Dicke entlang der oberen Oberfläche der Basis einschließlich der Führungsbereiche auf, so daß die Lichtreflexion von den Führungen fast maximal ist. Die Differenz der Dicke der dielektrischen Schicht entlang der Schicht beträgt vorzugsweise weniger als 10 %.
  • Bei der vorliegenden Erfindung werden die durch die Führungen bewirkten konvexen oder konkaven Bereiche der oberen Oberfläche der dielektrischen Schicht überdeckt, beispielsweise durch Beschichten mit einem Material mit einer niedrigen Viskosität, um die obere Oberfläche geometrisch eben zu machen, auf welcher eine Aufzeichnungsschicht ausgebildet werden soll, so daß die Konfiguration der aufgezeichneten Bits nicht durch die Anwesenheit der Führungen beeinträchtigt wird und aufgrund des perfekten Bit-Musters ein Wiedergabesignal von hoher Qualität erhalten werden kann. Die Niveau-Differenz der oberen Oberfläche der einebnenden Schicht beträgt vorzugsweise weniger als wenige zehn Nanometer.
  • Die Dicke der einebnenden Schicht auf den Führungen liegt vorzugsweise in einem Bereich von 50 nm bis 500 nm. Da die Führungen eine Tiefe oder Höhe von mehr als 40 nm aufweisen, sollte die einebnende Schicht vorzugsweise eine Dicke von 50 nm oder mehr aufweisen, um die Führungen zu überdecken. Die Dicke der einebnenden Schicht beträgt vorzugsweise 500 nm oder weniger, wenn die Produktivität berücksichtigt wird.
  • Das für die einebnende Schicht zu verwendende Material unterliegt keinen besonderen Einschränkungen, solange es die konvexen oder konkaven Bereiche der Führungen überdecken und eine ebene obere Oberfläche bewirken kann, doch aufgrund der leichten Herstellung der Schicht ist es vorzugsweise ein Harz.
  • Solche Harze umfassen alle Harze, welche für optische Scheiben verwendet werden können, zum Beispiel durch Ultraviolett-Strahlung härtbare Harze, durch Elektronenstrahlen härtbare Harze, Epoxidharze, Silikatharze, Urethanharze, Polyesterharze, thermoplastische Harze etc.
  • Jedoch wird bevorzugt, daß die Harze in üblichen organischen Lösemitteln gelöst werden können, da die Harze mit einer verringerten Viskosität aufgrund von Verdünnung mit einem Lösemittel aufzutragen sind.
  • Bei der Herstellung von optischen Scheiben werden oft durch UV- Licht härtbare und durch Elektronenstrahlen härtbare Harze wegen ihrer hohen Produktivität und ausgezeichneten Schutzwirkung oder dergleichen verwendet. Die mittels UV-Licht härtbaren Harze werden am häufigsten verwendet, da die Geräte hierfür einfacher sind als diejenigen für das mittels Elektronenstrahlen härtbare Harz. Solche mittels UV-Licht härtbaren Harze sind im Handel erhältlich als Zusammensetzungen, welche eine Acrylat- Oligomer genannte Verbindung mit einem verhältnismäßig hohen Molekulargewicht, welche durch Acrylieren oder Methacrylieren einer Verbindung oder eines Oligomeren, welche eine funktionale Gruppe enthalten, etwa eine Hydroxyl- oder Epoxygruppe, erhalten wird, zum Beispiel, Acrylat einer/eines auf Bisphenol A basierenden Epoxyverbindung oder oligomeren, eine Verbindung mit einer funktionalen Gruppe, z.B. (Meth)Acryloyloxy, oder mit zwei bis sechs funktionalen Gruppen, z.B. (Meth)Acryloyloxy, und einen Starter umfassen. Beispielsweise sind SD-17, SD-301 etc., hergestellt von Dainippon Ink and Chemicals, Inc., und UR-4502, hergestellt von Mitsubishi Rayon, im Handel erhältlich. Außerdem ist zum Beispiel MH-71, hergestellt von Mitsubishi Rayon, als ein mittels Elektronenstrahlen härtbares Harz im Handel erhältlich.
  • Epoxidharze können alle diejenigen umfassen, welche für optische Scheiben verwendet werden können, typischerweise die von Bisphenol abgeleiteten Harze. Nichtsdestoweniger sollte das Aushärtungsmittel sorgfältig ausgewählt werden, da optische Scheiben transparent sein müssen. Unter dem Gesichtspunkt der Aushärtgeschwindigkeit und der Transparenz werden von Pentaerythritol abgeleitetes Diamin und dergleichen bevorzugt verwendet und als Beispiel für ein bevorzugtes Aushärtungsmittel kann Epomate N-002, hergestellt von Yuka Shell Epoxy, erwähnt werden.
  • Silikatharze sind ebenfalls alle diejenigen, welche für optische Scheiben verwendet werden können, einschließlich thermoplastischer Typen wie etwa Alkylsiloxan und mittels UV-Licht härtbaren Typen wie etwa Acrylsiliconverbindungen. Zum Beispiel kann Glas-Harz GR-650, hergestellt von Showa Denko, und KP-f5 und KNS-5300, hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co. Ltd., verwendet werden.
  • Thermoplastische Harze, die verwendet werden können, sind diejenigen, welche die Aufzeichnungsschicht nicht beeinflussen, die in einem geeigneten Lösemittel, insbesondere in einem organischen Lösemittel, löslich sind und eine gleichmäßige transparente Schicht bilden. Vorzugsweise können zum Beispiel Acrylatharze wie etwa Polymethylmethacrylat und Polyethylmethacrylat, Acrylnitrilharze wie etwa Polyacrylnitril und Polymethacrylnitril, auf Fluor basierende Harze wie etwa Vinylfluorid-Hexafluorpropylen-Copolymer, Vinylharze wie etwa Vinylchlorid und Vinylacetat, Polyvinylalkoholharze, Polyvinylbutyralharze, Polyesterharze, Polyurethanharze etc. und Mischungen und Copolymere hiervon verwendet werden.
  • Die einebnende Schicht kann durch Schleuderbeschichten, Siebdruck, Walzenbeschichtung, Sprühbeschichtung, Tauchen, Sputtern etc. gebildet werden. Wenn die einebnende Schicht eine gehärtete Harzschicht ist, wird die Harzschicht unter dem Gesichtspunkt der Verarbeitbarkeit vorzugsweise durch Auftragen eines Harzes oder einer verdünnten Harzlösung aufgebracht. Desweiteren wird Schleuderbeschichten in Anbetracht der Produktivität, der Kosten etc. am meisten bevorzugt.
  • Wenn die einebnende Schicht durch ein Schleuderbeschichtungsverf ahren aufgebracht wird, muß die Viskosität des aufzubringenden Harzes niedrig sein, d.h. durch Verdünnen eines Harzmaterials mit einem Lösemittel. Eine bevorzugte Viskosität der durch Schleuderbeschichtung aufzubringenden Harzlösung beträgt nicht mehr als 50 cP bei 20 ºC zum Erhalten einer Schichtdicke von 200 bis 500 nm und nicht mehr als 30 cP bei 20 ºC für eine Schichtdicke von 50 nm bis 200 nm. welches bei der Verwendung für eine Basis aus organischem Harz keine chemische Schädigung bei der Basis verursacht und während des Aushärtens des Harzes fast vollständig verflüchtigt werden kann. Unter dem Gesichtspunkt der Handhabung von giftigen Materialien umfassen bevorzugte Lösemittel Isopropylalkohol, Butylalkohol, Ethylalkohol etc.
  • Die auf der oberen Oberfläche der Basis ausgebildeten Führungen sind typischerweise Nuten, sind aber nicht darauf beschränkt. Die Nuten weisen vorzugsweise eine Tiefe von nicht weniger als 40 nm auf, damit ein stabiles Servo-Spurführungsvermögen erhalten werden kann, und noch bevorzugter nicht weniger als 70 nm, um ein noch stabileres Servo-Spurführungsvermögen zu erhalten. Die Konfiguration der Nuten als Führungen unterliegt keinen bestimmten Einschränkungen, doch wird eine V-Nut bevorzugt, um eine effiziente Reflexion von den Führungen und der die Führungen überlagernden dielektrischen Schicht zu erhalten.
  • Das Material der Basis ist vorzugsweise ein organisches Harz wenigstens in dem Bereich, in welchem die Führungen ausgebildet sind. Sowohl eine Basis, die gänzlich aus einem einzigen organischen Harz hergestellt ist, als auch eine Basis mit einer gehärteten Harzschicht, welche durch das 2P(Photopolymer)-Verfahren hergestellt wird, um Führungen auf der Oberfläche der Basis auszubilden, können als die Basis der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
  • Die für die Basis verwendeten organischen Harze umfassen Polycarbonatharze, Acrylharze, Epoxidharze, 2-Methylpentenharz, Polyolefinharze, oder Copolymere hiervon. Gegenüber anderen Harzen werden Polycarbonatharze unter den Gesichtspunkten der mechanischen Festigkeit, der Dauerhaftigkeit, der Wärmebeständigkeit, der Transparenz und der Kosten bevorzugt. Unter dem Gesichtspunkt der Produktivität wird vorzugsweise die gesamte Basis aus einem Polycarbonatharz hergestellt.
  • Die zur Zeit für die Servo-Spurführung verwendeten Führungen sind V-Nuten in der Form eines konzentrischen Kreises oder einer Spirale mit einem Abstand voneinander von ungefähr 1,6 um, mit einer Nutenbreite von ungefähr 0,6 um und einer Nutentiefe von typischerweise 70 nm. Nichtsdestoweniger sind die Konfiguration der Führungen und der Spurabstand bei der vorliegenden Erfindung nicht auf die zuvor genannten beschränkt.
  • Die auf dem wie oben beschrieben hergestellten Substrat auszubildende Aufzeichnungsschicht unterliegt keinen besonderen Beschränkungen. Verwendet werden können magneto-optische Aufzeichnungsschichten aus amorphen Legierungen von Seltenerdelementen und Übergangsmetallen, anorganische oder organische Auf-zeichnungsschichten vom Phasenübergangstyp, Aufzeichnungsschichten vom Aufzeichnungstyp zum einmaligen Beschreiben, oder alle anderen optischen Aufzeichnungsschichten.
  • Im einzelnen kann die optische Aufzeichnungsschicht zwischen transparenten dielektrischen Schichten sandwichartig angeordnet sein, eine reflektierende Metallschicht kann auf einer Seite der Aufzeichnungsschicht gegenüber der Lichteinfallsseite eingefügt sein, und/oder eine anorganische und/oder organische Schutzschicht kann über der Aufzeichnungsschicht ausgebildet werden.
  • Ferner ist zwar eine magneto-optische Aufzeichnungsschicht zwischen transparenten dielektrischen Schichten sandwichartig angeordnet, um den Kerr-Effekt zu verstärken, und diese Sandwich-Struktur soll auf der einebnenden Schicht des Substrats ausgebildet werden, doch kann die dielektrische Schicht zwischen der Aufzeichnungsschicht und der einebnenden Schicht eliminiert werden, indem die einebnende Schicht als Verstärkungsschicht genutzt wird. In diesem Fall beträgt die Dicke der einebnenden Schicht vorzugsweise 200 nm bis 300 nm, damit ein maximaler Verstärkungseffekt erhalten werden kann. Das Material der einebnenden Schicht unterliegt keinen besonderen Beschränkungen und kann beispielsweise mittels UV-Licht härtbares Harz, mittels Elektronenstrahlen härtbares Harz, Epoxidharz, Silikatharz, Urethanharz, Polyesterharz, thermoplastische Harze und dergleichen umfassen.
  • Das Substrat für ein optisches Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung kann besonders vorteilhaft für ein magneto-optisches Aufzeichnungsmedium verwendet werden, welches überschrieben werden kann, indem nur die Intensität und/oder die Pulsbreite eines optischen Pulses verändert werden.
  • Der Nachteil der magneto-optischen Aufzeichnungsmedien im Vergleich zu Disketten, Festplatten etc. liegt in der Tatsache, daß direktes Überschreiben schwierig ist. Hier bedeutet direktes Überschreiben das Schreiben von Information, während schon geschriebene Information gelöscht wird.
  • Verschiedene Methoden des direkten Überschreibens für magnetooptische Aufzeichnungsmedien sind vorgeschlagen worden. Unter anderen hat ein in U.S.-Patent Nr. 4,888,750; J. Appl. Phys. Band 63, Nr. 8 (1988) 3844; IEEE TRANS. Magn. Band 23, Nr. 1 (1987) 171; Appl. Phys. Lett. Band 49, Nr. 8 (1986) 473; IEEE TRANS. Magn. Band 25, Nr. 5 (1989) 3530; J. Appl. Phys. Band 69, Nr. 8 (1991) 4967; und anderen beschriebenes Verfahren Aufmerksamkeit erregt, weil es keine Modifikation der herkömmlichen magneto-optischen Aufzeichnungsvorrichtung hinsichtlich ihres optischen, magnetischen etc. Systems erfordert. Das vorgeschlagene Verfahren verwendet eine magneto-optische Aufzeichnungsschicht, bei welcher die Richtung der Netto-Restmagnetisierung in einem Teil des Wandbereichs einer magnetischen Domäne durch Erwärmen mit einem Laserstrahl selbst-invertiert werden kann, und führt das direkte Überschreiben durch Verändem der Intensität und/oder der Pulsbreite eines optischen Pulses durch, ohne die Richtung und Intensität des vormagnetisierenden Magnetfeldes zu ändern.
  • Die betreffenden Erfinder führten Versuche durch, um das direkte Überschreiben wie oben vorgeschlagen zu bestätigen. Das verwendete Medium umfaßt ein Polycarbonatsubstrat mit einem Durchmesser von 130 mm und einer Dicke von 1,2 mm und mit in einem Abstand von 1,6 um voneinander angeordneten Spiralrillen, eine magneto-optische Schicht aus einer amorphen Seltenerd-Übergangsmetall-Legierung (Gd&sub2;&sub5;Tb&sub7;&sub5;)&sub2;&sub8;(Fe&sub8;&sub0;Co&sub2;&sub0;)&sub7;&sub2; mit einer Dicke von 150 nm, als die selbst-invertierbare magneto-optische Aufzeichnungsschicht auf dem Substrat, und transparente dielektrische Schichten aus AlSiN mit einer Dicke von 80 nm, zwischen Welchen die magneto-optische Aufzeichnungsschicht sandwichartig angeordnet ist.
  • Das Überschreib-Verfahren wurde auf das zuvor genannte Medium angewendet. Die Drehgeschwindigkeit des Mediums war eine lineare Geschwindigkeit von 11,5 m/s an einem Punkt auf einem Radius von 30 mm. Das Schreiben und Löschen wurde mittels Pulssignalen von 4 MHz wie in Fig. 3A gezeigt unter einem externen vormagnetisierenden Magnetfeld von 350 Oersted in der Richtung der Bit-Aufzeichnung durchgeführt. Die Leistung des Lasers mit einer Wellenlänge von 830 nm betrug 15 mW für das Schreiben und 9,0 mW für das Löschen. Das Lesen wurde von einem Dauerlicht- Gleichstrom-Laser mit 1,0 mW durchgeführt. Somit wurde der C/N- Wert des wiedergegebenen Signals als ungefähr 37 dB ausgewertet.
  • Als nächstes wurde das direkte Überschreiben des zuvor genannten Mediums auf derselben Spur-wie zuvor ausgewertet unter einem externen vormagnetisierenden Magnetfeld von 350 Oe unter Verwendung von Pulssignalen von 3 MHz durchgeführt, wie in
  • Fig. 3B gezeigt. Die wiedergegebenen Signale wurden durch einen Dauerlicht-Gleichstrom-Laser mit 1,0 mW durchgeführt, wobei gefunden wurde, daß die anfänglich aufgezeichneten Signale von 4 MHz vollständig gelöscht waren und nur Signale von 3 MHz aufgezeichnet waren. Der C/N-Wert des Wiedergabesignals betrug dann ungefähr 37 dB.
  • Somit wurde das Überschreiben durch die zuvor genannte Veränderung des Laserpulses bestätigt. Nichtsdestoweniger waren die Eigenschaften des wiedergegebenen Signals, d.h. das C/N-Verhältnis, so gering, d.h. ungefähr 37 dB, daß für den Einsatz in der Praxis eine erhebliche Verbesserung vonnöten war.
  • Wie oben beschrieben, wird bei herkömmlichen optischen Scheiben das C/N-Verhältnis der wiedergegebenen Signale durch die Reflexion von der Gestalt der Führungen auf die Aufzeichnungsschicht verringert. Bei dem magneto-optischen Aufzeichnungsmedium des Typs zum direkten Überschreiben wie oben beschrieben tritt dasselbe Problem noch verstärkt auf. Bei dem betreffenden Überschreibungsverfahren erfolgt das Löschen von Information während des Verlaufs des Temperaturprofils, welches durch Abtasten mit einem Laserstrahl mit einer Lösch-Intensität beim Annähern an schon geschriebene Aufzeichnungsbits gebildet wird. Im einzelnen trifft zuerst der Bereich der Höchsttemperatur des Temperaturprofils auf die geschriebenen Aufzeichnungsbits, ein Teil des Wandbereichs der magnetischen Domäne erreicht eine bestimmte Temperatur, welche niedriger ist als die Höchsttemperatur, und die Netto-Restmagnetisierung invertiert sich, was das Löschen zur Folge hat. Demgemäß werden bei einer Aufzeichnungsschicht mit einem konvexen oder konkaven Bereich aufgrund der Führungen das obengenannte Temperaturprofil und die Selbst-Invertierung der Netto-Restmagnetisierung beeinträchtigt oder verändert und das Löschen kann gestört oder behindert werden.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das zuvor genannte Problem eines magneto-optischen Aufzeichnungsmediums, welches beim direkten Überschreiben entsteht, wenn nur die Intensität und die Breite eines optischen Pulses verändert wird, durch Vorsehen einer ebenen oberen Substratoberfläche, auf welcher die Aufzeichnungsschicht ausgebildet wird, gelöst werden, während ein erwünschtes Ausmaß an Reflexion eines optischen Strahls durch Einfügen einer dielektrischen Schicht erhalten wird, und somit kann das C/N-Verhältnis der wiedergegebenen Signale erheblich verbessert werden.
  • Somit wird gemäß der vorliegenden Erfindung auch ein magnetooptisches Aufzeichnungsmedium zur Verfügung gestellt, umfassend
  • A) ein Substrat, umfassend i) eine Basis mit Führungsmitteln in der Form von konvexen oder konkaven Bereichen für die Servo- Spurführung mit einem optischen Strahl, wobei die Basis wenigstens in einem Bereich, in welchem die Führungsmittel ausgebildet sind, aus einem organischen Harzmaterial hergestellt ist; ii) eine dielektrische Schicht auf der Basis wenigstens in dem Bereich, in welchem die Führungsmittel ausgebildet sind; und iii) eine einebnende Schicht auf der dielektrischen Schicht und der Basis zum Überdecken des konvexen oder konkaven Bereichs der Führungsmittel und zum Bewirken einer flachen oberen Oberfläche der einebnenden Schicht, wobei die dielektrische Schicht einen Brechungsindex aufweist, welcher höher ist als derjenige des die Führungsmittel und die einebnende Schicht bildenden Harzmaterials; und
  • B) eine magneto-optische Aufzeichnungsschicht über dem Substrat, wobei die magneto-optische Aufzeichnungsschicht durch Verändern der Intensität und/oder der Pulsdauer eines optischen Pulses für die Aufzeichnung direkt überschrieben werden kann.
  • Die bei dem zuvor genannten magneto-optischen Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung verwendete Aufzeichnungsschicht kann jede quermagnetisierbare Schicht sein, bei welcher die Richtung der netto verbleibenden Magnetisierung in wenigstens einem Teil des Wandbereichs der magnetischen Domäne durch Erwärmen mit einem optischen Strahl ohne Ändern der Richtung und Intensität der Vormagnetisierung, sofern vorhanden, selbstinvertiert werden kann. Solche Schichten umfassen beispielsweise amorphe Legierungen von Seltenerdelementen und Übergangsmetallen als Hauptbestandteilen, etwa TbFe, GdFe, DyFe, TbFeCo, GdFeCo, DyFeCo, DyTbFeCo, GdTbFeCo, GdDyFeCo, GdDyTbFeCo, NdDyFeCo, NdDyTbFeCo, NdFe, PrFe, CeFe, etc., Granatschichten, Mehrfachschichten wie etwa Co/Pt und Co/Pd, eine CoPt-Legierungsschicht, eine CoPd-Legierungsschicht und so weiter.
  • Die zuvor beschriebene Aufzeichnungsschicht kann ein zusätzliches Element in einer Menge von bis zu 10 atom % enthalten, solange die Quermagnetisierungsanisotropie nicht verschwindet. Zum Beispiel können ein oder mehrere Seltenerdelemente, Fe, Co und Ni, und andere Elemente wie etwa Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Tc, Re, Ru, Os, Ir, Si, Ge, Bi, Pd, Au, Ag, Cu, Pt etc. enthalten sein. Besonders bevorzugt können Ti, Zr, Hf, Ta, Cr und Re zugegeben werden, um die Korrosion der Aufzeichnungsschicht durch Oxidation zu verhindern.
  • Vorzugsweise liegt die Kompensationstemperatur Tcomp der Aufzeichnungsschicht in einem Bereich von 50 ºC bis 250 ºC, noch bevorzugter 80 ºC bis 160 ºC, und die Curie-Temperatur der Aufzeichnungsschicht liegt in einem Bereich von 100 ºC bis 350 ºC, noch bevorzugter 200 ºC bis 250 ºC, um ein höheres C/N-Verhältnis des Wiedergabesignals zu erhalten.
  • Die Dicke der Aufzeichnungsschicht liegt vorzugweise in einem Bereich von 10 nm bis 200 nm. Wenn die Dicke der Aufzeichnungsschicht weniger als 10 nm beträgt, kann die Schicht Probleme in der Schichtstruktur wie etwa Kontinuität und Gleichförmigkeit der Schicht aufweisen. Wenn die Dicke der Schicht mehr als 200 nm beträgt, wird die Wärmekapazität der Schicht so groß, daß eine höhere Intensität des optischen Strahls für das Schreiben und Löschen erforderlich wird.
  • Wenn eine transparente dielektrische Schicht zwischen dem Substrat und der Aufzeichnungsschicht angeordnet ist, um den Kerr- Effekt zu verstärken, wird die dielektrische Schicht vorzugsweise aus einem Material mit einem Brechungsindex von nicht weniger als 1,6, noch bevorzugter nicht weniger als 1,8, hergestellt.
  • Eine solche transparente dielektrische Schicht kann AlN, ZnS, Si&sub3;N&sub4;, AlSiN, SiO, Zr&sub2;O&sub3;, In&sub2;O&sub3;, SnO&sub2;, Ta&sub2;O&sub5;, AlON, SiON, ZrON, InON, SnON und TaON und Mischungen hiervon umfassen. Besonders bevorzugt werden Si&sub3;N&sub4;, AlSiN, ZnS, Zr&sub2;O&sub3;, Ta&sub2;O&sub5;, ZrON und TaON, da diese Materialien einen Brechungsindex von nicht weniger als 1,8 aufweisen.
  • Die transparente dielektrische Schicht kann nicht nur eine einzelne Schicht aus einem einzelnen Material, sondern auch eine Mehrfachschicht aus einer Mehrzahl von Materialien sein.
  • Außerdem bevorzugt wird, daß die Aufzeichnungsschicht eine Dikke von 15 nm bis 100 nm aufweist, noch bevorzugter nicht mehr als 60 nm, insbesondere nicht mehr als 40 nm, und eine reflektierende Metallschicht wird auf einer Seite der Aufzeichnungsschicht gegenüber der Substratseite angeordnet, um das C/N-Verhältnis des Wiedergabesignals zu erhöhen.
  • Die reflektierende Metallschicht weist vorzugsweise eine höhere Reflexion eines optischen Strahls eines Laufwerkskopfes als die Reflexion durch die Aufzeichnungsschicht auf, um das S/N-Verhältnis zu erhöhen. Genauer gesagt, wenn der komplexe Brechungsindex eines Materials als (n+ik) ausgedrückt wird, wird vorzugsweise ein Material ausgewählt, welches einen Brechungsindex n und einen Extinktionskoeffizienten k von n ≤ 3,5 und k ≥ 3,5, noch bevorzugter n ≤ 2,5 und 4,5 ≤ k ≤ 8,5 für die Wellenlänge des verwendeten optischen Strahls aufweist. Das magneto-optische Aufzeichnungsmedium, bei welchem eine reflektierende Metallschicht verwendet wird, welche die zuvor genannten Bedingungen erfüllt, weist eine höhere Lichtreflexion auf, wodurch der Kerr-Effekt verstärkt und somit das C/N-Verhältnis verbessert wird.
  • Wenn die reflektierende Metallschicht einen hohen Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten während der Aufzeichnung mit Wärme durch einen optischen Strahl aufweist, ist die Wärmeverteilung oder -leitung durch die reflektierende Metallschicht so hoch, daß eine hohe Intensität des optischen Strahls erforderlich ist. Um die Aufzeichnung mit einem üblicherweise verwendeten Halbleiterlaser mit einer Leistung von nicht mehr als 10 mW zu ermöglichen, weist daher das Material der reflektierenden Metallschicht vorzugsweise einen Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten von nicht mehr als 100 W/(m k), bevorzugter nicht mehr als 80W/(m k), noch bevorzugter nicht mehr als 50 W/(m k) auf.
  • Die Materialien, welche die oben genannten Bedingungen erfüllen, umfassen Al oder Ag als Legierung mit Au, d.h. AlAu-Legierungen oder AgAu-Legierungen; Beträgt der Gehalt an Au weniger als 0,5 atom %, ist die Verringerung des Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten durch das Legieren getinger, und wenn der Gehalt mehr als 20 atom % beträgt, ist die Lichtreflexion durch die Schicht verringert. Somit liegt der Gehalt an Au in den obengenannten Legierungen vorzugsweise in einem Bereich von 0,5 bis 20 atom %.
  • Um die Verringerung der Lichtreflexion im Vergleich mit der Ag- Metallschicht auf nicht mehr als 2 % zu unterdrücken und die Verringerung des C/N-Verhältnisses zu verhindern, liegt der Gehalt an Au in der AlAu-Legierung oder der AgAu-Legierung vorzugsweise in einem Bereich von 0,5 bis 15 atom %, noch bevorzugter 0,5 bis 10 atom %.
  • Der zuvor erwähnte niedrige Gehalt an Au ist auch hinsichtlich der Verringerung der Kosten des Targets und des Mediums vorteilhaft.
  • Zum Ermöglichen des minimalen Au-Gehalts können zusätzlich ein oder mehrere bestimmte Elemente wie etwa Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Tc, Re, Ru, Os, Ir etc. zugegeben werden. Der Gehalt an diesen zusätzlichen Elementen sollte 5 atom % nicht überschreiten, um die Verringerung der Lichtreflexion durch die reflektierende Metallschicht und die Verringerung des C/N-Verhältnisses zu verhindern. Wenn der Gehalt an den zusätzlichen Elementen nicht mehr als 5,0 atom % beträgt, kann die Verringerung der Reflexion eines in magneto-optischen Aufzeichnungsund Lesegeräten verwendeten Halbleiterlaserstrahls mit einer Wellenlänge von 830 nm nicht mehr als 2 % betragen. Wenn der Gehalt an den zusätzlichen Elementen weniger als 0,3 atom % beträgt, kann die Erhöhung des Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten aufgrund der Einsparung oder Verminderung des Au-Gehalts nicht komplementiert werden. Daher sollte der Gehalt an den zusätzlichen Elementen in einem Bereich von 0,3 bis 5,0 atom % liegen. Durch Zugeben eines zusätzlichen Elements in einer Menge von 0,3 bis 5,0 atom % in Kombination mit dem Gehalt an Au von 0,5 bis 10 atom % kann die Verringerung der Lichtreflexion durch die reflektierende Schicht im Vergleich zu derjenigen durch eine Al- oder Ag-Metallschicht auf weniger als 2 % unterdrückt werden, die Kosten von Au können verringert werden und der Wärmeleitfähigkeitskoeffizient der reflektierenden Schicht kann in einem Bereich von 20 bis 100 W/(m k) festgelegt werden.
  • Von den zuvor genannten zusätzlichen Elementen werden Ti, Zr, Nb, Ta, Cr und Re bevorzugt, da sie die Dauerhaftigkeit der reflektierenden Metallschicht verbessern können. Die reflektierende Metallschicht hat im allgemeinen eine Dicke von 10 bis 50 nm, und 30 bis 200 nm wird bevorzugt, und 40 bis 100 nm wird noch mehr bevorzugt, um die Verringerung des C/N-Verhältnisses aufgrund einer Verringerung der Reflexion zu verhindern und das Aufzeichnen mit einer Laserleistung von 10 mW zu ermöglichen.
  • Bei dem oben beschriebenen Gehalt an Au und/oder zusätzlichen Elementen kann der Wärmeleitfähigkeitskoeffizient der reflektierenden Schicht nicht mehr als 100 W/(m k) betragen und die Aufzeichnung kann mit einer Laserleistung von 10 mW durchgeführt werden.
  • Die Stelle der Anordnung der reflektierenden Metallschicht unterliegt keinen bestimmten Einschränkungen, solange sie auf einer Seite der Aufzeichnungsschicht angeordnet wird, welche der Seite gegenüberliegt, auf welcher der Lichtstrahl einfällt. Das heißt, die reflektierende Metallschicht kann direkt auf der magneto-optischen Aufzeichnungsschicht angeordnet sein, oder eine transparente dielektrische Schicht kann zwischen der reflektierenden Metallschicht und der magneto-optischen Aufzeichnungsschicht eingefügt sein, oder eine anorganische und/oder organische Schutzschicht, beispielsweise eine transparente dielektrische Schicht, kann ferner über der auf der Aufzeichnungsschicht ausgebildeten reflektierenden Metallschicht angeordnet sein.
  • Die anorganischen Schichten der transparenten dielektrischen Schicht, die Aufzeichnungsschicht und die reflektierende Metallschicht können durch jedes bekannte Verfahren ausgebildet werden, einschließlich PVD wie etwa Aufdampfen und Sputtern, CVD und andere Verfahren. Nichtsdestoweniger sollte die magneto-optische Aufzeichnungsschicht vorzugsweise fest mit der darunterliegenden Schicht, z.B. einem Polymersubstrat, verbunden werden, um ein Abschälen bei hoher Temperatur in einer Atmosphäre mit hoher Luftfeuchtigkeit zu verhindern.
  • Die organische Schutzschicht kann ein durch Licht härtbares und/oder durch Wärme härtbares Harz oder ein thermoplastisches Harz oder dergleichen sein und durch Beschichten etc. aufgebracht werden, wie im Fall der einebnenden Schicht. Die Schutzschicht auf einer Seite der Aufzeichnungsschicht gegenüber der Substratseite bedeckt vorzugsweise auch die Stirnseiten der Aufzeichnungsschicht.
  • Die Wellenkonfiguration des zum Schreiben und Löschen, d.h. zum Überschreiben verwendeten optischen Strahls ist nicht auf die in den Figuren 3A und 3B beschränkt. Beispielsweise können die Aufzeichungs- und Löschpulse zu einer Reihe von enger oder dichter aufeinanderfolgenden Pulsen oder einer Kombination einer solchen Reihe von enger oder dichter aufeinanderfolgenden Pulsen und einem kontinuierlichen Puls wie in den Fig. 3A und 3B gezeigt geändert werden.
  • Die Intensität eines optischen Strahls sollte in Abhängigkeit von der Aufzeichnungsempfindlichkeit, d.h. der Curie-Temperatur der Aufzeichnungsschicht, und der Schichtstruktur des Mediums gewählt werden.
  • Bei dem magneto-optischen Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung können hervorragende Überschreib-Eigenschaften, insbesondere ein erheblich verbessertes C/N-Verhältnis, aufgrund eines nur durch Verändern der Intensität und/oder der Pulsdauer eines optischen Strahls bewirktes Überschreiben erhalten werden.
  • Anzumerken ist, daß zwar in U.S.-Patent Nr. 4,888,750 beschrieben ist, daß das direkte Überschreiben ohne die Verwendung einer externen Vormagnetisierung zum Unterstützen des Aufzeichnungsprozesses erhalten wird, doch die Erfinder der vorliegenden Erfindung fanden, daß das C/N-Verhältnis durch Bewirken einer bestimmten Vormagnetisierung während des Überschreibens durch Verändern der Intensität und/oder der Breite des Pulses eines optischen Strahls verbessert werden kann. Im letzteren Fall werden die Richtung und die Intensität der Vormagnetisierung während des Überschreibens nicht verändert. Vorzugsweise weist das Substrat oder seine obere Oberfläche einen Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten von nicht mehr als 0,5 W/(m k) auf und der Gehalt X an Seltenerdelementen in atom % der magneto-optischen Aufzeichnungsschicht aus einer amorphen Seltenerd-Übergangsmetall-Legierung liegt in einem Bereich von 20 atom % bis 28 atom %, und das angelegte Vormagnetisierungsfeld Hex in Oe beträgt nicht weniger als 17 x (X - 24)² + 100 und nicht mehr als 30 x (X - 24)² + 400.
    • BEISPIELE Beispiel 1 und Vergleichsbeispiele 1 und 2
  • Magneto-optische Aufzeichnungsmedien mit dem in den Figuren 4 bis 6 gezeigten Aufbau wurden hergestellt und beurteilt. Bei diesen Figuren bezeichnet 11 eine Basis mit Führungsnuten 12 auf der Oberfläche hiervon, 13 bezeichnet eine dielektrische Schicht auf der Basis 11 und den Führungsnuten 12, 14 bezeichnet eine einebnende Schicht, 15 eine unter einer Aufzeichnungsschicht 16 liegende dielektrische Schicht, 16 bezeichnet eine Aufzeichnungsschicht, 17 eine über der Aufzeichnungsschicht 17 liegende dielektrische Schicht, 18 eine reflektierende Metallschicht und 19 eine organische Schutzschicht.
  • Eine Basis 11 aus einem Polycarbonat (PC) mit Führungen 12 für die Servo-Spurführung auf der Oberfläche hiervon wurde hergestellt. Die Basis 11 weist einen Durchmesser von 130 mm und eine Dicke von 1,2 mm auf, und die ausgebildeten Führungen 12 sind Nuten in einer Spiralform mit einem Abstand von 1,6 um voneinander und einer Tiefe von 70 nm und einer Breite von 0,6 um.
  • Mit dieser Basis 11 wurden drei Typen von Medien hergestellt, indem eine dielektrische Schicht 13 auf der Basis 11 und eine einebnende Schicht 14 auf der dielektrischen Schicht 13 aufgebracht wurden (Beispiel 1; Fig. 4); indem nur eine einebnende Schicht 14 auf der Basis 11 ohne eine dielektrische Schicht 13 aufgebracht wurde (Vergleichsbeispiel 1; Fig. 5); und indem eine dielektrische Schicht 15 (Aufzeichnungsschicht 16) direkt auf der Basis 11 ohne eine dielektrische Schicht 13 und eine einebnende Schicht 14 aufgebracht wurde (Vergleichsbeispiel 2; Fig. 6).
  • Die Basis 11 wurde in eine Vakuumkammer einer drei Targets aufnehmenden RF-Magnetron-Sputtervorrichtung (ANELVA Corporation SPF-430H) gesetzt und die Kammer wurde auf einen Druck von 5,0 x 10&supmin;&sup5; Pa evakuiert. Die Basis 11 wurde während des Abscheidens einer Schicht bei 15 U/min gedreht. Die dielektrische Schicht 13 aus AlSiN wurde wie folgt auf der Basis 11 gebildet. Das Target war eine Scheibe aus gesintertem AlSi (50 : 50 in atom %) mit einem Durchmesser von 100 mm und einer Dicke von 5 mm, und ein Gasstrom aus einem Gemisch von Ar/N&sub2; (N&sub2; 30 Volumenprozent) wurde in die Vakuumkammer eingeführt, um einen Druck von 0,4 Pa einzustellen. Das RF-Sputtern wurde bei einer Entladungsleistung von 400 W mit einer RF-Frequenz von 13,56 MHz durchgeführt, wobei eine AlSiN-Schicht als die dielektrische Schicht 13 mit einer Dicke von 80 nm abgeschieden wurde.
  • Die Basis 11 wurde sodann aus der Sputtervorrichtung entnommen und in einer Schleuderbeschichtungsvorrichtung angeordnet. Während die Basis 11 bei einer Geschwindigkeit von 3000 U/min gedreht wurde, wurde die Basis 11 mit einem mittels UV-Licht härtbaren Phenol-Novolak-Epoxyacrylatharz beschichtet. Das Beschichtungsharz wurde mit Butylalkohol verdünnt, um eine Viskosität bei 20 ºC von ungefähr 40 cP vor der Beschichtung aufzuweisen. Die beschichtete Basis wurde dann aus dem Gerät zur Schleuderbeschichtung entnommen und die Scheibe zum Härten des Harzes und zum Bilden einer einebnenden Schicht 14 mit einer Dicke von ungefähr 250 nm auf den ebenen Bereichen außer den Führungen der Basis 11 durch ein UV-Bestrahlungsgerät geführt (Beispiel 1).
  • Auf einer anderen Basis 11 wurde die dielektrische Schicht 13 nicht ausgebildet und eine einebnende Schicht 14 wurde direkt auf der Basis 11 auf dieselbe Weise wie zuvor in Beispiel 1 gebildet. Die Dicke der einebnenden Schicht 14 betrug ungefähr 250 nm (Vergleichsbeispiel 1).
  • Die dritte Basis 11 wurde mit keiner dielektrischen Schicht 13 oder einebnenden Schicht 14 versehen (Vergleichsbeispiel 2).
  • Jeder der drei solchermaßen hergestellten Substrat-Typen wurde wiederum in einer Vakuumkammer der drei Targets aufnehmenden RF-Magnetronsputtervorrichtung (ANELVA SPF-430H) angeordnet und die Kammer auf 5,3 x 10&supmin;&sup5; Pa evakuiert. Das Substrat wurde während des Abscheidens gedreht.
  • Auf jedem der Substrate wurde eine Mehrfachschicht mit demselben Aufbau ausgebildet, um ein magneto-optisches Aufzeichnungsmedium wie im folgenden beschrieben herzustellen.
  • Zuerst wurde eine unter einer Aufzeichnungsschicht 16 liegende dielektrische Schicht 15 aus AlSiN gebildet. Das Target war eine Scheibe aus gesintertem AlSi (50 : 50) mit einem Durchmesser von 100 mm und einer Dicke von 5 mm, und ein Gasstrom aus einem Ar/N&sub2;-Gemisch (30 Volumenprozent) wurde in die Vakuumkammer eingeführt, um darin einen Druck von 0,4 Pa zu erhalten. Das RF-Sputtern wurde bei einer Entladungsleistung von 400 W mit einer RF-Frequenz von 13,56 MHz durchgeführt, wodurch die dielektrische Schicht 15 aus AlSiN, 110 nm dick, abgeschieden wurde.
  • Das Target wurde dann durch eine Scheibe aus einer TbFeCo-Legierung (22 : 71 7 in atom %) ersetzt und ein Abscheiden wurde in einem Sputter-Gas aus reinem Ar (Reinheitsgrad 99,999%) bei einem Druck von 0,67 Pa bei einer Entladungsleistung von 100 W durchgeführt; wodurch eine Schicht aus einer TbFeCo-Legierung mit einer Tc von 190 ºC und einer Dicke von 20 nm als die magneto-optische Aufzeichnungsschicht abgeschieden wurde.
  • Dann wurde als Target wiederum das zuvor verwendete gesinterte AlSi-Target gewählt und als Sputter-Gas wurde wieder das Ar/N&sub2;- Gasgemisch (N&sub2; 30 Volumenprozent) verwendet, und das Sputtern wurde unter denselben Bedingungen wie diejenigen für die dielektrische Schicht 15 durchgeführt, wodurch eine transparente dielektrische Schicht 17 aus AlSiN mit einer Dicke von 25 nm abgeschieden wurde.
  • Schließlich wurde eine reflektierende Metallschicht 18 auf der dielektrischen Schicht 17 gebildet. Das Target bestand aus einer Mehrzahl von Ti-Scheibchen (5 x 5 x 1 mm) auf einer Al- Scheibe mit einem Durchmesser von 100 mm und einer Dicke von 5 mm, das Sputter-Gas war reines Ar (Reinheitsgrad 99,999%) und die Entladungsbedingungen waren dieselben wie die für die Aufzeichnungsschicht 16 verwendeten Bedingungen. So wurde eine Schicht aus AlTi (98 : 2) mit einer Dicke von 80 nm als die reflektierende Metallschicht 18 gebildet.
  • Die solchermaßen hergestellten Probenstücke wurden dann aus der Sputtervorrichtung entnommen und in einem Gerät zur Schleuderbeschichtung angeordnet. Während die Scheibe bei einer Geschwindigkeit von 3000 U/min gedreht wurde, wurde das Probenstück mit einem mittels UV-Licht härtbaren Phenol-Novolak-Epoxyacrylatharz beschichtet und durch ein UV-Bestrahlungsgerät geführt, um das Harz zu härten und eine organische Schutzschicht 19 mit einer Dicke von ungefähr 20 um zu bilden. Das verwendete Harz wurde vor der Beschichtung mit Butylalkohol auf eine Viskosität von ungefähr 500 cP verdünnt.
  • Solchermaßen wurden die magneto-optischen Aufzeichnungsmedien wie in Fig. 4 (Beispiel 1), Fig. 5 (Vergleichsbeispiel 1) und Fig. 6 (Vergleichsbeispiel 2) gezeigt erhalten.
  • Die Abhängigkeit des C/N-Verhältnisses jedes der zuvor genannten Probenstücke von der Aufzeichnungsleistung wurde gemessen. Die Messung wurde unter Verwendung eines magneto-optischen Aufzeichnungs- und Lesegeräts (Pulstech Industry, Typ DDU-1000) in einer Spur auf der Scheibe an einem Radius von 30 mm unter den Bedingungen einer Scheibendrehgeschwindigkeit von 1800 U/min, einer Signalfrequenz von 3,7 MHz (Tastgrad 33%), einem externen Magnetfeld von 300 Oe und einer Lese-Leistung von 1,5 mW durchgeführt, wobei die Aufzeichnungsleistung variiert wurde, und das C/N-Verhältnis wurde bestimmt. Wenn das C/N-Verhältnis den maximalen Wert erreichte, wurden die Aufzeichnungsleistung und dieses maximale C/N-Verhältnis aufgeschrieben.
  • Als ein Ergebnis konnte bei den Probenstücken von Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 2 eine stabile Servo-Spurführung erhalten werden, doch für das Probenstück von Vergleichsbeispiel 1 konnte keine Servo-Spurführung erhalten und keine Messung des C/N-Verhältnisses durchgeführt werden. Die jeweilige Schreib- Leistung für ein maximales C/N-Verhältnis betrug 5,5 mW für sowohl Beispiel 1 als auch Vergleichsbeispiel 2, und das jeweils maximale C/N-Verhältnis betrug 51 dB für Beispiel 1 und 48 dB für Vergleichsbeispiel 2.
    • Beispiel 2 und Vergleichsbeispiele 3 und 4
  • Magneto-optische Aufzeichnungsmedien mit den in den Figuren 7 bis 9 gezeigten Strukturen wurden auf eine Weise ähnlich der jeweiligen Weise wie in Beispiel 1 und den Vergleichsbeispielen 1 und 2 hergestellt, mit Ausnahme des Folgenden.
  • Bei allen Probenstücken für magneto-optische Aufzeichnungsmedien von Beispiel 2 und den Vergleichsbeispielen 3 und 4 wurde die reflektierende Metallschicht 18 nicht gebildet.
  • Die magneto-optische Aufzeichnungsschicht 16 war eine Schicht aus einer GdTbFeCo-Legierung. In der RF-Magnetron-Sputtervorrichtung (ANELVA SPF-430H) war das Target eine Scheibe aus GdTbFeCo, das Sputter-Gas war reines Ar (99,999% Reinheit), der Druck betrug 0,67 Pa und die Entladungsleistung betrug 100 W, und eine Legierungsschicht aus (Gd&sub2;&sub5;Tb&sub7;&sub5;)&sub2;&sub8;(Fe&sub8;&sub0;Co&sub2;&sub0;)&sub7;&sub2; wurde abgeschieden. Die abgeschiedene Legierungsschicht wies eine Dicke von 150 nm auf.
  • Die über der Aufzeichnungsschicht 16 liegende dielektrische Schicht 17 wurde auf dieselbe Weise wie bei Beispiel 1 und den Vergleichsbeispielen 1 und 2 abgeschieden, außer daß die Dicke der abgeschiedenen AlSiN-Schicht 80 nm, nicht 25 nm betrug. Das C/N-Verhältnis der solchermaßen hergestellten drei Proben für magneto-optische Aufzeichnungsmedien wurde nach einem direkten Überschreiben ausgewertet. Die Messung wurde unter Verwendung eines magneto-optischen Aufzeichnungs- und Lesegeräts (Pulstech Industry, Typ DDU-1000) durchgeführt, und zwar durch Anwenden von Laserpulsen mit Pulswellenkonfigurationen wie in den Figuren 3A und 3B gezeigt auf eine Spur auf der Scheibe bei einem Radius von 30 mm unter Bedingungen einer Scheibendrehgeschwindigkeit von 3600 U/min, einer linearen Geschwindigkeit von 11,3 m/s und einer Vormagnetisierung von 350 Oe in der Bit- Aufzeichnungsrichtung, um das Überschreiben durchzuführen, und das C/N-Verhältnis der solchermaßen überschriebenen Signale. e wurde bestimmt. Das heißt, das in Fig. 3A gezeigte Signal wurde zum Aufzeichnen von Bits verwendet, auf welche das in Fig. 3B gezeigte Signal angewendet wurde, um das Überschreiben durchzuführen.
  • Als ein Ergebnis konnte bei den Probenstücken von Beispiel 2 und Vergleichsbeispiel 4 eine stabile Servo-Spurführung erhalten werden, doch für das Probenstück von Vergleichsbeispiel 3 konnte keine Servo-Spurführung und keine Messung des C/N-Verhältnisses durchgeführt werden, Das jeweilige C/N-Verhältnis betrug 41 dB für Beispiel 2 und 37 dB für Vergleichsbeispiel 4. Somit wurde hier eine erhebliche Verbesserung des C/N-Verhältnisses im Einklang mit der vorliegenden Erfindung beobachtet.
    • Beispiel 3
  • Ein magneto-optisches Aufzeichnungsmedium wie in Fig. 10 gezeigt und ähnlich demjenigen von Beispiel 1 wurde hergestellt, außer daß die unter der Aufzeichnungsschicht 16 liegende dielektrische Schicht 15 eliminiert wurde.
  • Die Abhängigkeit des C/N-Verhältnisses des solchermaßen hergestellten Probenstücks von der Schreib-Leistung wurde auf dieselbe Weise gemessen wie in Beispiel 1.
  • Als ein Ergebnis konnte eine stabile Servo-Spurführung erhalten werden, und die Schreib-Leistung bei einem maximalen C/N-Verhältnis betrug 5,5 mW und das C/N-Verhältnis zu diesem Zeitpunkt betrug 51 dB.
    • Beispiel 4
  • Ein magneto-optisches Aufzeichnungsmedium wie in Fig. 11 gezeigt und ähnlich demjenigen von Beispiel 2 wurde hergestellt, außer daß die unter der Aufzeichnungsschicht 16 liegende dielektrische Schicht 15 eliminiert wurde.
  • Bei dem solchermaßen hergestellten Probenstück wurden das Beschreiben und das Überschreiben auf dieselbe Weise durchgeführt wie in Beispiel 2, und nach dem Überschreiben wurde das C/N- Verhältnis gemessen.
  • Als ein Ergebnis konnte eine stabile Servo-Spurführung erhalten werden und das C/N-Verhältnis nach dem Überschreiben betrug 41 dB.

Claims (30)

1. Substrat für ein optisches Aufzeichnungsmedium, umfassend eine Basis (11), Führungsmittel (12) für die Hilfsabtastung mit einem optischen Strahl und eine einebnende Schicht (14) zum Überdecken der Führungsmittel (12) und zur Bildung einer planaren oberen Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis (11) die Führungsmittel (12) in der Form von konvexen oder konkaven Bereichen umfaßt und mindestens in den Bereichen hiervon, in denen die Führungsmittel (12) gebildet sind, aus einem organischen Harzmaterial geformt ist, wobei das Substrat eine dielektrische Schicht (13) auf der Basis mindestens in einem Bereich aufweist, in der die Führungsmittel (12) gebildet sind, wobei die einebnende Schicht (14) auf der dielektrischen Schicht (13) und der Basis (11) angeordnet ist, und daß die dielektrische Schicht (15) einen Brechungsindex aufweist, welcher höher ist als der des organischen Harzmaterials, einschließlich der Führungsmittel (12) und der einebnenden Schicht (14).
2. Substrat nach Anspruch 1, worin die dielektrische Schicht (13) über die gesamte Oberfläche der Basis (11) auf mindestens der Seite der Führungsmittel (12) ausgebildet ist.
3. Substrat nach Anspruch 1, worin die Basis (11) vollständig aus Polycarbonatharz hergestellt ist.
4. Substrat nach Anspruch 1, worin das Führungsmittel (12) eine Nut ist, welche eine Tiefe von mehr als 40 nm aufweist.
5. Substrat nach Anspruch 4, worin die Tiefe der Führung (12) mehr als 70 nm beträgt.
6. Substrat nach Anspruch 1, worin die dielektrische Schicht (13) einen Brechungsindex von nicht weniger als 1,6 für den Lichtstrahl für die Hilfsabtastung aufweist.
7. Substrat nach Anspruch 6, worin der Brechungsindex für die dielektrische Schicht (13) nicht geringer als 1,8 für den Lichtstrahl für die Hilfsabtastung ist.
8. Substrat nach Anspruch 1, worin die dielektrische Schicht (13) ein anorganisches Nitrid und/oder Oxid ist.
9. Substrat nach Anspruch 8, worin die dielektrische Schicht (13) AlSiN ist.
10. Substrat nach Anspruch 8, worin die dielektrische Schicht (13) eine Dicke im Bereich von 20 nm bis 160 nm aufweist.
11. Substrat nach Anspruch 1, worin die einebnende Schicht (14) eine gehärtete Harzschicht ist.
12. Substrat nach Anspruch 1, worin die einebnende Schicht (14) eine Dicke im Bereich von 50 nm bis 500 nm auf dem Führungsmittel (12) aufweist.
13. Substrat nach Anspruch 10, worin die dielektrische Schicht (13) eine gleichmäßige Dicke entlang der oberen Oberfläche der Basis (11), welche das Führungsmittel (12) umfaßt, aufweist.
14. Substrat nach Anspruch 1, worin das Substrat eine aktuelle Reflexion des Lichtstrahls für die Hilfsabtastung von mindestens 20 % aufweist.
15. Magneto-optisches Aufzeichnungsmedium, umfassend
A) ein Substrat, umfassend eine Basis (11) mit einem Führungsmittel (12) in der Form von konvexen oder konkaven Bereichen für die Hilfsabtastung mit einem optischen Strahl, wobei die Basis (11) aus einem organischen Harzmaterial zumindest in einem Teil hiervon hergestellt ist, in welchem das Führungsmittel ausgebildet ist,
eine dielektrische Schicht (13) auf der Basis (11) mindestens in einem Bereich, in dem das Führungsmittel (12) ausgebildet ist, und
eine einebnende Schicht (14) zum Überdecken der konvexen oder konkaven Bereiche des Führungsmittels und zur Bildung einer glatten oberen Oberfläche der überdekkenden Schicht (14),
worin die dielektrische Schicht (13) einen Brechungsindex aufweist, welcher größer ist als der des organischen Harzmaterials, welches das Führungsmittel (12) bildet, und der der einebnenden Schicht (14) und
B) eine magneto-optische Aufzeichnungsschicht (16) auf dem Substrat, wobei die magneto-optische Aufzeichnungsschicht (16) durch eine Veränderung der Intensität und/oder Pulsdauer eines optischen Aufzeichnungspulses direkt überschrieben werden kann.
16. Medium nach Anspruch 15, worin die dielektrische Schicht (13) auf der gesamten Oberfläche der Basis (11) zumindest auf der Seite der Führungsmittel (12) ausgebildet ist.
17. Medium nach Anspruch 15, worin die Basis (11) vollständig aus Polycarbonatharz gebildet ist.
18. Medium nach Anspruch 15, worin das Führungsmittel (12) eine Nut mit einer Tiefe von mehr als 40 nm ist.
19. Medium nach Anspruch 18, worin die Tiefe der Führung (12) mehr als 70 nm beträgt.
20. Medium nach Anspruch 15, worin die dielektrische Schicht (13) einen Brechungsindex von nicht weniger als 1,6 für den Lichtstrahl zur Hilfsabtastung aufweist.
21. Medium nach Anspruch 20, worin der Brechungsindex der dielektrischen Schicht nicht weniger als 1,8 für den Lichtstrahl zur Hilfsabtastung beträgt.
22. Medium nach Anspruch 15, worin die dielektrische Schicht (13) ein anorganisches Nitrid und/oder Oxid ist.
23. Medium nach Anspruch 22, worin die dielektrische Schicht (13) AlSiN ist.
24. Medium nach Anspruch 22, worin die dielektrische Schicht eine-Dicke im Bereich von 20 nm bis 160 nm aufweist.
25. Medium nach Anspruch 15, worin die einebnende Schicht (14) eine gehärtete Harzschicht ist.
26. Medium nach Anspruch 15, worin die einebnende Schicht (14) eine Dicke im Bereich von 50 bis 500 nm auf dem Führungsmittel beträgt.
27. Medium nach Anspruch 24, worin die dielektrische Schicht (13) eine gleichförmige Dicke entlang der oberen Oberfläche der Basis (11) einschließlich der Führungsmittel (12) aufweist.
28. Medium nach Anspruch 15, worin das Substrat eine aktuelle Reflexion des Lichtstrahls für die Hilfsabtastung von mindestens 20 % aufweist.
29. Medium nach Anspruch 15, worin eine andere dielektrische Schicht (15) auf der einebnenden Schicht und unterhalb der magneto-optischen Aufzeichnungsschicht (16) angeordnet ist.
30. Medium nach Anspruch 15, worin die magneto-optische Aufzeichnungsschicht (16) direkt auf der einebnenden Schicht angeordnet ist.
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