JP2001023257A - 記録再生装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁界変調コイルに関する磁気漏洩を減少させ
て磁束密度を上げることを可能とした記録再生装置を提
供すること。 【解決手段】 磁気光学効果を応用した記録媒体に磁界
と光を印加してデータの記録再生を行う記録再生装置に
おいて、前記磁界を発生するための磁気変調コイル１
を、その両面に磁性体層２，３を形成した上で、支持基
板１０に積層した。円錐状の光路６の内側壁にも磁性体
層４を形成することは好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気光学効果を応
用した記録再生装置及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近では、画像などを表すために大容量
のデータを扱うことが多い。このため、フロッピーディ
スクなどの磁気記録媒体に代わって光磁気を利用した光
磁気記録媒体（光磁気ディスク）が使われるようになっ
てきた。

【０００３】光磁気ディスクにおいては、データを記録
する際は、最初に強力な外部磁界によって初期化し、磁
化の方向を一方向に揃えておく。その後記録する位置に
レーザ光を照射して、記録媒体部分の温度をキュリー点
近傍以上、もしくは補償点近傍以上に加熱し、その部分
の保磁力（Ｈｃ）をほとんどゼロとした上で、初期化の
磁化の方向と逆向きの外部磁場を印加して磁化の向きを
反転させる。レーザ光の照射を止めると、記録媒体は常
温に戻り磁化の向きは固定される。つまり、データが熱
磁気的に記録される。再生の際は、直線偏光したレーザ
光を記録媒体に照射し、その反射光や透過光の偏光面が
磁化の向きに応じて回転する現象（磁気光学効果）を利
用して光学的にデータの読み出しを行う。

【０００４】したがって、記録再生装置としての記録密
度向上には、光の集光性能を上げビームスポットを小さ
くすることと、磁界変調コイルからの発生磁界を大きく
し、極力狭い記録トラックで記録再生を可能にすること
である。

【０００５】しかしながら、光の集光性能は光源波長と
対物レンズのＮＡ（ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ａｐｅｒｔｕ
ｒｅ開口数）によって決まるものでほぼ限界に近い。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】一方、磁界変調コイル
の磁界を大きくするためには、電流を大きくし、コイル
のターン数を増やすことが考えられるが、スペース上の
制約のほか、結果として消費電力が大きくなってしま
い、記録再生装置の発熱等による機械的な損傷や、はな
はだしい場合には過負荷による回路破損が生じる等の問
題があった。

【０００７】また、磁界変調コイルを支持する支持基板
は光発生手段と一体化された構造が多く小型薄形で、レ
ーザ光の光路が形成されており、記録媒体の所定の位置
に光を収束させるためのレンズが装着されるために寸法
精度が厳しく要求され、製造歩留低下の一因となってい
た。

【０００８】それ故に本発明の課題は、磁界変調コイル
に関する磁気漏洩を減少させて磁束密度を上げることを
可能とした記録再生装置を提供することにある。

【０００９】本発明の他の課題は、シリコンの異方性エ
ッチングを利用し、磁界変調コイルを支持する支持基板
を容易にかつ精度よく形成することのできる、記録再生
装置の製造方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、磁気光
学効果を応用した記録媒体に磁界と光を印加してデータ
の記録再生を行う記録再生装置において、前記磁界を発
生するための扁平な磁気変調コイルを、その両面に磁性
体層を形成した上で、支持基板に積層していることを特
徴とする記録再生装置が得られる。

【００１１】前記支持基板は前記光を前記記録媒体に照
射するための光路を有し、前記光路は前記記録媒体に向
って口径を絞り込んだ円錐状であり、前記円錐状の光路
の内側壁にも磁性体層を形成してもよい。

【００１２】また本発明によれば、上述した記録再生装
置の製造方法において、前記支持基板としてシリコン基
板を用意し、前記シリコン基板に一面側から所定箇所を
除きボロン拡散を行って所定厚さの高濃度ボロン拡散層
を形成し、しかる後に、前記シリコン基板に反対面側か
らエッチングによって前記所定箇所に前記円錐状の光路
を形成することを特徴とする記録再生装置の製造方法が
得られる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１を参照して、本発明の実施の
形態に係る記録再生装置ついて図面を参照しながら詳細
に説明する。

【００１４】この記録再生装置は、磁気光学効果を応用
した光磁気ディスクなどの光磁気記録媒体（図示せず）
に磁界とレーザ光を印加してデータの記録再生を行うも
のであり、磁界を発生するために従来と同様に扁平な磁
界変調コイル１を含んでいる。この磁界変調コイル１
は、その上下両面に磁性体層２，３を形成した上で、支
持基板１０の上面に積層され支持されている。

【００１５】支持基板１０の下面側には、レンズ保持台
９によってレンズ５が備えられている。レンズ５の厚み
は０．５〜２ｍｍであるが、光の波長により変更され
る。

【００１６】レンズ保持第９及び支持基板１０は、レー
ザ光を光磁気記録媒体に照射するための光路６を有して
いる。この光路６はレンズ５に対応して設けられ、光磁
気記録媒体に向って口径を絞り込んだ略円錐状を呈して
いる。即ち、光路６の入口７は出口８よりも大径であ
る。さらに、円錐状の光路６の内側壁には磁性体層４が
形成されている。

【００１７】レーザ光を発生する光発生手段（図示せ
ず）は、レーザ光の光軸が磁界変調コイル１の中心を通
るように配置され、レーザ光をレンズ５に向けて照射す
る。したがって、レーザ光はレンズ５及び光路６を通っ
て光磁気記録媒体の所定の位置に収束する。

【００１８】次に、図２をも参照して、支持基板１０の
製造方法を説明する。

【００１９】支持基板１０はシリコン単結晶支持基板で
あって結晶面（１００）のウエーハであり、円錐状の光
路はアルカリエッチング溶液で異方性エッチングを行い
形成する。磁界変調コイル１を支持する部分にシリコン
層を残すためのエッチングストップの方法として、高濃
度に不純物が拡散された層でエッチング速度が急激に減
少することを利用した。

【００２０】まず図２（ａ）に示すように、シリコン基
板１１を用意し、このシリコン基板１１の両面に熱酸化
等の方法で酸化膜（ＳｉＯ₂ ）１２，１３を形成し、磁
界変調コイル１を支持する所定箇所についてはフォトリ
ソグラフフィー技術を用いて一方の酸化膜１２を選択的
に除去し、ボロン（Ｂ）の拡散を行なって所定厚さの高
濃度ボロン拡散層１４を形成する。ここで、ボロンの拡
散深さは、エッチングしないシリコン層の厚み（図２
（ｄ）のｄ）と同じ寸法とする。ボロンの拡散条件は、
残すシリコン層の厚みの寸法で決めるものであるが、少
なくとも表面のボロン濃度は１×１０²⁰ａｔｍ／ｃｍ³
以上であることが望ましい。

【００２１】次に、図２（ｂ）に示すように、高濃度ボ
ロン拡散層１４についてフッ酸−硝酸（ＨＦ−ＨＮ
Ｏ₃ ）系で等方的にフォトエッチングし、光路６の出口
８となる部分を形成する。

【００２２】さらに図２（ｃ）に示すように、フォトエ
ッチングで他方の酸化膜１３を選択的に除去し光路６の
入口７となる部分に円形の窓を開けた後、ヒドラジン溶
液のアルカリエッチング溶液で異方性エッチングを行っ
た。この異方性エッチングはシリコンの結晶方位からθ
で示す角度が５４．７°となる性質をもつため、光路６
は上述した所定箇所に対応した位置に円錐状に形成され
る。異方性エッチングが進みエッチング面がボロン層に
達すると、エッチング速度が極端に遅くなるため、エッ
チング溶液の温度とエッチング時間の制御で精度よくエ
ッチングストップができる。

【００２３】最後に、図２（ｄ）に示すように、フッ酸
系酸で酸化膜１２，１３を全面除去し、磁界変調コイル
支持基板１０を完成させる。

【００２４】図１及び図２を再び参照して、本発明の実
施例に係る記録再生装置について説明する。

【００２５】磁性体層２〜４は、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ
系でスパッタ法を用いて薄膜を形成し、フォトエッチン
グで不要な部分を除去した。磁界変調コイル１は、フォ
トレジストでコイルのフレーム形状をパターニングし電
気メッキ法で形成した。磁界変調コイル１と磁性体層
２，３との間にはフォトレジストを塗布後約２００℃加
熱して絶縁層を形成した。

【００２６】本実施例で試作した記録再生装置の主な各
部の寸法を以下に述べる。

【００２７】 ・磁界変調コイル１：外径２００μｍ、コイル幅×コイル厚さ５×３μｍ 巻数１０ターン ・磁性体層２〜４ ：外径４００μｍ（磁性体層２，３），厚さ２〜３４μｍ ・光 路６ ：入口（７）３００μｍ，出口（８）２０μｍ ・シリコン層ｄ ：１０μｍ 試作で得られた磁界変調コイル１に電流７５ｍＡを加
え、図１のＰ点における磁束密度を測定したところ２８
０Ｇ（ガウス）であった。

【００２８】これに対し磁性体層２〜４を形成しないで
同寸法に試作した記録再生装置の磁束密度は電流７５ｍ
Ａに対し７５Ｇと小さかった。

【００２９】したがって本実施例の記録再生装置は磁束
密度において大幅な改善がなされたといえる。これは磁
性体層２〜４によってコイルを囲む磁気回路を構成する
ことによって磁気漏洩が著しく少なくなって、磁界がＰ
点に収束するものと考えられる。

【００３０】なお、本実施例における磁性体層２〜４に
は、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ系を用いたが、Ｃｏ−Ｎｂ−
Ｚｒ系、パーマロイ等の透磁率の高い金属薄膜でも差支
えがない。

【００３１】さらに磁界変調コイル１は、Ｃｕ、Ａｇ、
Ａｕなど電気抵抗の小さい導電体であればいずれからで
も作られ得るものであり、またメッキによる他に、金属
泊、スパッタ成膜、イオンプレーティング成膜等をパタ
ーニングして形成しても差支えない。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
記録再生装置に磁性体層を配置し磁気漏洩の少ない磁気
回路を構成することによって、磁束密度を上げることが
できる。

【００３３】また、その製造方法において、シリコンの
異方性エッチングと不純物濃度差によるエッチング速度
の違いを利用した方法をとれば、容易に、かつ精度よく
磁界変調コイル支持基板を形成し、記録再生装置を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る記録再生装置に含ま
れる磁界変調コイル及び支持基板の模式的な断面図であ
る。

【図２】図１の記録再生装置に含まれた支持基板の製造
方法を説明するための工程説明図である。

【符号の説明】 １ 磁界変調コイル ２ 磁性体層 ３ 磁性体層 ４ 磁性体層 ５ レンズ ６ 光路 ７ 光路の入口 ８ 光路の出口 ９ レンズ保持台 １０ 支持基板 １１ シリコン基板 １２ 酸化膜 １３ 酸化膜 １４ 高濃度ボロン拡散層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 秀夫 宮城県仙台市太白区郡山六丁目７番１号 株式会社トーキン内 (72)発明者 佐藤 正博 宮城県仙台市太白区郡山六丁目７番１号 株式会社トーキン内 (72)発明者 渡辺 健次郎 東京都品川区北品川六丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 小島 直人 東京都品川区北品川六丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 5D075 AA03 CC04 CE20 CF03

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気光学効果を応用した記録媒体に磁界
   と光を印加してデータの記録再生を行う記録再生装置に
   おいて、 前記磁界を発生するための扁平な磁気変調コイルを、そ
   の両面に磁性体層を形成した上で、支持基板に積層して
   いることを特徴とする記録再生装置。
2. 【請求項２】 前記支持基板は前記光を前記記録媒体に
   照射するための光路を有し、前記光路は前記記録媒体に
   向って口径を絞り込んだ円錐状であり、前記円錐状の光
   路の内側壁にも磁性体層を形成したことを特徴とする請
   求項１記載の記録再生装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の記録再生装置の製造方法
   において、前記支持基板としてシリコン基板を用意し、
   前記シリコン基板に一面側から所定箇所を除きボロン拡
   散を行って所定厚さの高濃度ボロン拡散層を形成し、し
   かる後に、前記シリコン基板に反対面側からエッチング
   によって前記所定箇所に前記円錐状の光路を形成するこ
   とを特徴とする記録再生装置の製造方法。