【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はコンパクトディスク（ＣＤ）などのように基板上の凹凸により信号を記録し、レーザー光を照射して記録された信号の再生を行う情報記録媒体及びその再生方法に関し、特に高密度記録に好適な情報記録媒体及びその再生方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
基板上に形成された凹凸として情報を記録した情報記録媒体は、ＣＤやＣＤ−ＲＯＭに代表され、音楽やパソコンのソフトウェアの配布媒体としてめざましく普及が進んでいる。
【０００３】
この情報記録媒体は、通常、透明な基板上にアルミニウム反射膜、保護コートを積層して構成される。再生されるべき情報は基板上の凹凸よりなるピットとして記録されるが、このピットは基板の成型時にスタンパから転写されることにより形成される。この情報記録媒体は、通常、基板上の前記ピットによる照射レーザー光の反射光の強度や位相の変化を検出して再生される。ピットの大きさ、間隔はスタンパのピットの大きさ、間隔で決まるのでかなり小さくすることは可能であるが、その読み出しは再生時のレーザーの波長、レンズの開口率などによって制約を受ける。
【０００４】
このような再生時の制約から決まる記録密度を越えて読み出すための改善の試みが例えば特開平４−１６７２３７号公報に開示されている。これは基板と反射膜の間に相変化型の薄膜を挟み、再生のときにレーザー光の照射による加熱により、相変化型の薄膜の一部が結晶状態から溶融状態になるために反射率が低下することを利用し、この溶融部分をマスクとする超解像により、再生時の符号間干渉を減少させ、光の回折限界以下の周期の信号を再生可能とするものである。
【０００５】
また、特開平１−１７９２４４号公報には透明基板上の凹凸で信号を記録した情報記録媒体のピットの形成面上に、光磁気特性を有する磁性膜を形成し、カー回転角の変化を検出することで記録された信号を再生する方法が提案されている。この方法は、再生のときに昇温によりピット内の磁区が消滅することを利用し、これをマスクとする超解像により、再生時の符号間干渉を減少させ、光の回折限界以下の周期の信号を再生可能とするものである。
【０００６】
以上述べた超解像は、昇温部分がマスクとなるＦＡＤ（Ｆｒｏｎｔ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）である。一方、温度の低い部分がマスクとなり、高い部分がアパ−チャ（開口部）となるＲＡＤ（Ｒｅａｒ ＡｐｅｒｔｕｒｅＤｅｔｅｃｔｉｏｎ）超解像もある。ＲＡＤ超解像を使った情報記録媒体としては、透明基板上の表面粗さの差で信号を記録した情報記録媒体の基板上に光磁気垂直磁化膜を形成し、表面粗さの違いによる垂直磁化膜の保磁力の差と再生の時の温度上昇を利用して、ビットのない部分のみを磁化反転させながらカー回転角の変化を検出することで再生する方法が例えば特開平５−２６６５２３号公報に提案されている。この方法では、あらかじめ初期化磁石などにより光磁気垂直磁化膜の磁化の向きを一方向に初期化することが必要であり、再生には外部磁界の印加が必要である。
【０００７】
なお、特開平５−８１７１７号公報には初期化磁石が必要ないＲＡＤ超解像を用いた書換え可能な光磁気記録媒体が開示されている。この光磁気記録媒体は情報を光磁気記録する記録層と、室温で面内磁化を示す一方、所定温度以上では垂直磁化に移行する読み出し層とを備えており、レーザー光の照射により加熱されて、読み出し層の一部が垂直磁化に移行し、この部分に記録層の磁化を転写することにより、光の回折限界以下の周期の信号の再生を可能とするものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ＦＡＤ超解像では、線密度は向上するが、トラック密度の向上は期待できない。情報記録媒体のトラック密度を向上させるにはＲＡＤ超解像が必要である。ＲＡＤ超解像を使った情報記録媒体として、表面粗さを利用する方法では初期化磁石が必要なのでドライブ装置が複雑になり、また、表面を粗くする方法としてスタンパの製造にエッチングなどの工程を新たに導入する必要がある等の問題があった。
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は製造が比較的容易で、安価に多量の複製を製造できるとともに、そのドライブ方法が簡単なＲＡＤ超解像を使った高密度記録が可能な情報記録媒体を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、透明基板上の凹凸により信号を記録した情報記録媒体について、透明基板の情報を担う凹凸を形成した側の面である記録面上に、光磁気垂直磁化膜を形成し、この垂直磁化膜の磁化を一方向に揃えて、再生用の照射レ−ザ−光の反射光が主として所定の偏光成分からなるようにすることにより、ピット部とピットでない部分からの反射光の位相の違いによる干渉効果によって生じる、ピット部を含む領域からとピット部を全く含まない領域からとの反射光の強度の相違を、所定の偏光成分についての測定で検出が可能であることを見い出し、さらに、上記の光磁気垂直磁化膜が室温で面内磁化、所定の温度で垂直磁化になるような性質を示せば、所定の偏光成分についての測定をすることにより、垂直磁化となった領域のみからの反射光の強度変化を検出することができ、それにより解像度を高められることを見い出し、本発明を得るに至った。
【００１１】
すなわち、本発明の情報記録媒体は、透明基板上の凹凸により情報を記録した情報記録媒体において、前記透明基板の情報を担う凹凸を形成した側の面である記録面に、室温では面内磁化であり、所定温度以上に加熱されると面内磁化から垂直磁化に転移する再生層を有することを特徴とする情報記録媒体である。なお、前記再生層の面内磁化から垂直磁化への転移及び垂直磁化から面内磁化への転移はいずれも可逆的であり、前記再生層の温度が再度所定温度以下に低下すると、前記再生層は再び面内磁化となる。
【００１２】
本発明の情報記録媒体の一例の断面図を図１に示す。記録面に凹凸で情報を記録したポリカ−ボネ−ト等からなる透明基板１上に窒化ケイ素等からなる誘電体層２、室温では面内磁化であり、所定温度以上に加熱されると面内磁化から垂直磁化に転移する再生層３、窒化ケイ素等からなる誘電体層４、及びアルミニウム等からなる反射層５が積層されている。本例では上下２つの誘電体層及び反射層を有する場合のものを示しているが、これらの誘電体層及び反射層は省略することも可能である。なお、本発明において記録面とは透明基板の上下の基板面の内、情報を担う凹凸が形成されている側の面を指すものとする。
【００１３】
上記の本発明の情報記録媒体の再生方法としては、前記再生層が面内磁化から垂直磁化に転移した時点における、再生層の垂直方向の保磁力より大きな磁界を、記録面に垂直な方向に印加するとともに、前記情報記録媒体の記録面にレーザー光を照射して、再生層の照射部が部分的に垂直磁化になる温度まで昇温し、反射光の所定の偏光成分の強度変化を検出することで、記録された情報を再生する再生方法が使用できる。
【００１４】
前記再生層が面内磁化から垂直磁化に転移した時点における、再生層の垂直方向の保磁力より大きな磁界が、記録面に垂直な方向に印加された状態で、前記再生層が加熱されて垂直磁化となった領域に、直線偏光のレーザー光が照射されると、前記の垂直磁化となった領域の磁化の向きは、印加されている外部磁界により一方向に揃えられているので、カー効果により、その領域からの反射光の偏光面は基準面に対してカー回転角だけ回転する。一方、加熱が不十分で再生層が垂直磁化となっていない領域からの反射光については、その領域はカー効果を示さないので、反射光の偏光面は基準面に対して変化しない。したがって、検光子等を用いて、反射光から、基準面に対してカー回転角だけ回転した偏光成分を抽出することにより、加熱によって再生層が垂直磁化となった領域のみについての情報を抽出することができる。すなわち、再生層が垂直磁化となっていない領域をマスクとし、加熱によって再生層が垂直磁化となった領域をアパ−チャとするＲＡＤ超解像再生が可能となる。
【００１５】
一般に、照射レーザー光はビームスポット（記録面上の照射領域）の中心部でその強度がより大きいので、ビームスポットよりも小さな領域の再生層が垂直磁化となるように、照射レーザー光のパワーを調節することができる。本発明の情報記録媒体と、その情報再生のための検出器とを相対運動させることにより、情報を連続的に再生する場合には、記録面内でその相対運動の方向と直行する方向では、再生層が垂直磁化となる領域は常にビームスポット内に含まれる。相対運動の方向については、再生層が垂直磁化となる領域が後方へ伸張するため、必ずしも、この領域がビームスポット内に全て含まれるとは限らない。しかし、再生層が垂直磁化となった領域でビームスポット外に出ている領域については、ビームスポット外であるから、その領域からの反射光は無く、結局、常にビームスポットよりも小さなアパーチャを得ることができる。すなわち、照射レーザー光のビームスポットよりも小さな領域のみの情報を抽出することができる。
【００１６】
なお、本発明の情報記録媒体は円板状のディスク媒体として、その円板面に垂直で、円板の中心を通る軸の回りに回転させて使用することが一般的であるが、カード状媒体又はテープ状媒体として、直線的に相対運動させて使用することも考えられる。
【００１７】
照射レーザー光の記録面での反射光は、記録面の凹凸に対応して、その段差に相当する分だけ位相が異なっている。記録面に形成された凹又は凸のピット部とピットでない部分との高さの差が、照射レーザー光の波長をλ、透明基板の屈折率をｎとして、λ／４ｎに近い程、ピット部からの反射光とピットでない部分からの反射光とが互いに干渉してその強度が低下するので、ピット部とピットでない部分との両方を含む領域からの反射光は、ピット部を含まない領域又はピットでない部分を含まない領域からの反射光に比べてその強度が小さくなる。「反射光の発生領域」を「強度変化を検出すべき反射光が、その領域からの反射光である領域」を意味するものと定義すると、この強度の低下は、反射光の発生領域に含まれるピット部とピットでない部分との面積比に比例するので、上記のアパーチャの大きさを適当に定めて、反射光の強度変化を検出することにより、記録面上のピットの有無を検出することができる。
【００１８】
すなわち、上記アパーチャの幅を記録ピットの幅よりも大きくして、ピットが存在する部分では、反射光の発生領域にピット部とピットでない部分との両方が含まれるようにして、その結果生じる反射光の強度の低下からピットの存在を検出するようにしても良いし、両者の幅をほぼ等しくして、相対運動方向のピットの端部では、反射光の発生領域にピット部とピットでない部分との両者が含まれるようにして、その結果生じる反射光の強度の低下からピットの存在を検出するようにしても良い。また、同様の方法により、相対運動方向のピットの端部そのものを検出するようにすることも考えられる。なお、アパーチャの幅及び記録ピットの幅とは、記録面内で相対運動方向に直交する方向の各々の長さを表すものとする。
【００１９】
記録面に形成された凹又は凸のピット部とピットでない部分との高さの差は、干渉効果を最も有効に発生させるために、ｋを自然数として、（２ｋ−１）・λ／４ｎであることが最も好ましいが、（４ｋ−３）・λ／８ｎ〜（４ｋ−１）・λ／８ｎの範囲にあれば十分であり、実用的にはλ／８ｎ〜３λ／８ｎの範囲にあれば十分である。
【００２０】
なお、本発明の情報記録媒体の情報の再生では、再生のためのレーザー光は、透明基板の記録面に対向する面の側から照射される。
【００２１】
以下に上述のピット部の検出原理と超解像について再度図面を参照して説明する。ピット部とピットでない部分の光磁気信号（後述）に差が生じる理由を図３（ａ）に示す。照射レーザー光がピット部を照射しているときは、レーザー光のビームスポット３０の直径がピットの幅よりも広いために、ピットの中央付近３１から反射してきた光と、ピットのまわり３２から反射してきた位相の異なる光の干渉が起こり、ピットが無い部分に比べて反射光強度が弱められる（３３は対物レンズを示す）。つまり、ピットの有無により反射光の強度３４が変調される。反射光強度の変調はＣＤなどの従来の再生専用媒体の再生原理である。ここで、入射光が偏光しており、再生層が垂直磁化膜でありかつ磁化の向きがあらかじめ揃っていると、反射光の偏光面は入射光の偏光面に対して、再生層の材料や誘電体薄膜などの構造で決まる所定のカー回転角だけ回転したものとなる。この反射光の偏光面に主軸を持った２色性の検光子３５を通して検出器で検出するか、あるいは偏光ビームスプリッタで反射光を互いに垂直な偏光面に分離し差動検出するなどの通常の光磁気ディスクの検出方法により得られた出力３６（これを「光磁気信号」と称する）で、所定のカー回転角に対応した成分の光が検出される。光磁気信号３６は、（反射率）×（カー回転角）に比例し、再生層の磁化の向きが揃えられているので、カー回転角は一定で、この光の強度は先に述べた反射率の変化により変調される。
【００２２】
次に本発明の再生層によるピット再生の超解像について説明する。図３（ｂ）のように、情報の再生に使用されるレーザー光及びレンズ等からなる光学系により定まる回折限界付近の狭い間隔でピットが並んでいると、ピットからの反射率の変化のみによる再生出力はほとんど零になる。ところが、再生層３７からの光磁気信号は照射レ−ザ−光３８による加熱で再生層内の磁化の向きが垂直に立った領域３９（アパーチャ）からのみ得られるので、再生可能な大きさの出力となる。この方式はアパーチャがビームスポットのやや後方に来るので、ＲＡＤの一種であり、アパーチャの幅がビームスポットより狭いので隣のトラックへの信号の漏れ込み（クロストーク）も小さくなる。
【００２３】
本発明の情報記録媒体の再生方法が機能するためには、再生層が垂直磁化となった領域の磁化の向きが所定の方向に向いていることが必要である。実際、再生層が垂直磁化に変化するときに、外部磁界が印加されていないと、垂直磁化となった領域の磁化の向きは上下ばらばらに混じった状態になるため、再生信号はほとんど検出されなくなる。
【００２４】
再生層が垂直磁化となった領域の磁化の向きを所定の方向に向けるため、記録面に垂直な方向の外部磁界を印加する必要がある。外部磁界を印加した状態で、再生層を加熱して、面内磁化から垂直磁化に転移させる場合には、印加した外部磁界の強さが、垂直磁化へ転移した時点における、再生層の膜面に垂直な方向の保磁力より大きければ、再生層の温度がさらに上昇して、再生層の保磁力が大きくなる場合でも、再生層の磁化の向きを揃えるという目的を達成することができる。垂直磁化へ転移した時点における、再生層の膜面に垂直な方向の保磁力は一般に小さいため、印加する外部磁界の強さとしては１００ Ｏｅ程度で十分なことが多い。また、この外部磁界を印加する領域は、少なくとも再生層が垂直磁化となる領域を包含していれば良い。
【００２５】
再生時に必要な上記の外部磁界の印加は、前記再生層に、垂直磁化膜よりなる初期化層を積層し、製造時に、あらかじめこの初期化層の磁化を一方向に揃えた状態に初期化しておくことにより、省略することが可能である。すなわち、再生層が加熱されて垂直磁化に転移すると、前記初期化層の磁化が交換結合により再生層に転写されるため、再生層の垂直磁化となった領域の磁化の向きを所定の方向に揃えることができる。
【００２６】
本発明の初期化層を備えた情報記録媒体の一例の断面図を図７に示す。記録面に凹凸で情報を記録したポリカ−ボネ−ト等からなる透明基板１上に窒化ケイ素等からなる誘電体層２、室温では面内磁化であり、所定温度以上に加熱されると面内磁化から垂直磁化に転移する再生層３、垂直磁化膜よりなる初期化層６、及び窒化ケイ素等からなる誘電体層４が積層されている。本例では上下２つの誘電体層を有する場合のものを示しているが、これらの誘電体層は省略することも可能である。
【００２７】
上記の初期化層を備えた情報記録媒体の再生方法としては、前述と同様に、この情報記録媒体の記録面にレーザー光を照射して、再生層の照射部が部分的に垂直磁化になる温度まで昇温し、反射光の所定の偏光成分の強度変化を検出することで、記録された情報を再生する再生方法が使用できる。この場合には、上記のように、再生層が垂直磁化となった領域の磁化の向きを所定の方向に揃えるための外部磁界の印加は不要である。
【００２８】
本発明の情報記録媒体の再生方法は、上記のように、照射したレーザー光の反射光の所定の偏光成分を抽出して、その強度変化を検出するものであるが、この信号の検出のみについては通常の光磁気記録媒体の再生のための光学系及び信号処理系をそのまま使用して行うことも可能である。すなわち、前述のように、通常の光磁気記録媒体の検出方法により得られる光磁気信号は、通常は記録膜の磁化の向きに対応する偏光角（カ−回転角）により変調されているが、本発明の場合では、この光磁気信号の変化はピット部とピットでない部分からの反射光の干渉の程度の変化を現わすことになり、したがって、この光磁気信号によりピットの有無を検出することができる。
【００２９】
本発明の初期化層を有する情報記録媒体において、初期化層に光磁気記録の可能な垂直磁化膜を用い、これを書換え可能部での記録層とすることにより、本発明の情報記録媒体を、再生専用部と書換え可能部との両方を有するパーシャルＲＯＭに適用することができる。
【００３０】
すなわち、透明基板の記録面に、再生専用部と書換え可能部とを有し、前記再生専用部と書換え可能部はともに、室温では面内磁化であり、所定温度以上に加熱されると面内磁化から垂直磁化に転移する再生層及び光磁気記録が可能な記録層を有し、前記再生専用部は記録面の凹凸により記録した情報を有し、かつ前記再生専用部の記録層の磁化の向きが、あらかじめ一方向に揃えられた状態に初期化されていることを特徴とする情報記録媒体である。
【００３１】
上記の本発明の再生専用部と書換え可能部とを備えた情報記録媒体の一例の断面図を図１０に示す。再生専用部として記録面の一部に凹凸により必要な情報を記録したポリカ−ボネ−ト等からなる透明基板１上に窒化ケイ素等からなる誘電体層２、室温では面内磁化であり、所定温度以上に加熱されると面内磁化から垂直磁化に転移する再生層３、光磁気記録が可能な記録層７、及び窒化ケイ素等からなる誘電体層４が積層されている。本例では上下２つの誘電体層を有する場合のものを示しているが、これらの誘電体層は省略することも可能である。
【００３２】
透明基板の記録面の再生専用部のみ、凹凸を形成して必要な情報を記録し、記録面の他の部分は光磁気記録が可能なように平滑にしておけば、成膜工程で記録面の全面にわたって同一の膜を成膜しても、記録面に形成した凹凸で情報を記録した部分以外は光磁気記録による書換え可能部として使用することができる。この書換え可能部でも、本発明の初期化層を有する情報記録媒体の再生方法と同様な方法により、前述のように再生層が垂直磁化となった領域をアパーチャとするＲＡＤ超解像により、照射レーザー光及び再生用の光学系により定まる回折限界以下の周期の信号の再生が可能である。また、レーザー光の照射方法を工夫することにより、書換え可能部へのＲＡＤ超解像による書き込みも可能である。すなわち、本発明の再生専用部と書換え可能部とを備えた上記の情報記録媒体では、再生専用部と書換え可能部との記録密度を同程度に揃えることも可能である。さらに、本発明の上記の情報記録媒体の再生専用部では、記録層が前述の初期化層の機能を果たすので、この再生専用部の記録層の磁化の向きを、あらかじめ同一方向に揃えておくことにより、この再生専用部の情報の再生においては、外部磁界の印加を必要としない。また、前述のように、本発明の情報記録媒体の再生専用部の情報の再生は、信号の検出そのものは、通常の光磁気記録媒体の再生に使用する光学系及び信号処理系を使用して行うことが可能なので、上記の本発明の再生専用部と書換え可能部とを備えた情報記録媒体の、再生専用部の情報の再生と書換え可能部の情報の再生とを、同じ光学系及び信号処理系で行うことが可能である。すなわち、上記の本発明の再生専用部と書換え可能部とを備えた情報記録媒体の、再生専用部の情報の再生と書換え可能部の情報の記録及び再生とを、ほとんど同一の光学系及び信号処理系で行うことも可能である。なお、再生専用部に記録される情報としては、各種のコンピュータプログラム及び種々のデータ、さらに音楽等の音声情報、静止画や動画等の画像情報等が挙げられるが、情報記録媒体のセクターマーク等の物理フォーマット情報、トラッキングのためのサーボ情報、媒体の識別やテストに使用するための情報等も考えられる。
【００３３】
本発明の情報記録媒体に使用される再生層は室温で面内磁化であり、温度の上昇に伴って垂直磁化になる材料で、適当なカ−回転角を持ったものであれば特に限定されないが、キュリ−温度が３００℃以上で希土類リッチのＧｄＦｅＣｏ、ＧｄＮｄＦｅＣｏ、ＧｄＤｙＦｅＣｏ、ＧｄＴｂＦｅＣｏなどが好ましい。ＧｄＦｅＣｏであればＣｏ／ＦｅＣｏ比が０．２以上、０．６以下でかつ補償温度が１５０〜３５０℃であるものが好ましい。なお、再生層の面内磁化から垂直磁化への転移温度は１００〜３００℃であることが好ましく、使用するレ−ザ−の能力等を考慮すれば、１２０〜２００℃であることがさらに好ましい。再生層の膜厚は初期化層がない場合は、１５ｎｍ以上、１５０ｎｍ以下が好ましい。再生層の膜厚が６０ｎｍ以下の場合は再生層の上に反射膜を積層して設けることが望ましい。初期化層がある場合は、再生層の膜厚は３０ｎｍ以上、１５０ｎｍ以下が好ましい。再生層が３０ｎｍ以上必要なのは初期化層からの交換結合により再生層の磁化ル−プがシフトして磁界がなくてもカ−回転が生じるためである。
【００３４】
初期化層はＴｂＦｅＣｏ、ＤｙＦｅＣｏなどの垂直磁気異方性及び保磁力が大きな材料であれば特に限定されないが、キュリ−温度は２５０℃以上で室温での保磁力が３〜２０ｋＯｅ程度であることが好ましい。室温での保磁力は２０ｋＯｅ以下でないと室温での電磁石による初期化が難しくなる。初期化層の膜厚は、１０ｎｍ以上、１００ｎｍ以下が好ましい。
【００３５】
再生専用部と書換え可能部とを備えた情報記録媒体の場合、再生層は上記初期化層がある場合と同様の材料、膜厚が好ましい。記録層は、初期化層とほぼ同様の材料であるが、再生時の記録保持と記録感度の関係からキュリ−温度は２００℃以上、３００℃以下が好ましく、膜厚は１５ｎｍ以上、８０ｎｍ以下が好ましい。
【００３６】
本発明の情報記録媒体において、基板と再生層の間に窒化ケイ素などからなる誘電体層を設けること、再生層又は初期化層若しくは記録層の上に同じく窒化ケイ素などからなる誘電体層を設けることによりカ−回転角が増大し、かつ再生層又は初期化層若しくは記録層の酸化が防止される。さらに、これらの膜を保護するために樹脂等より成る保護コートを設けることもできる。また、初期化層がない場合、基板／誘電体層／再生層／誘電体層／反射層の反射型構造の媒体とすることもできる。この構造ではカ−回転角をかなり大きくすることができる。さらに、再生層と初期化層又は記録層との間に、初期化層又は記録層よりもキュリー温度の低い中間層を介在させてアパーチャをさらに小さくすることにより、解像度を向上させることも可能である。また、再生層の膜厚を薄くするために、再生層と初期化層又は記録層との間に、両者の交換結合を弱める作用を有する第２の中間層を介在させること等も可能である。これらは特に本発明の再生専用部と書換え可能部とを備えた情報記録媒体でより有効である。
【００３７】
【実施例】
実施例１、比較例
図１に示すようなＲＡＤ超解像情報記録媒体を製造した。トラックピッチ（図２の２６）１．１μｍのポリカーボネートからなる透明基板１上にスパッタ法により窒化ケイ素からなる誘電体層２（膜厚：１００ｎｍ）、Ｇｄ２８Ｆｅ３６Ｃｏ３６からなる再生層３（膜厚：２３ｎｍ、室温で面内磁化膜、１５０℃以上で垂直磁化膜、補償温度：２５０℃、キュリー温度：３５０℃以上）、窒化ケイ素からなる誘電体層４（膜厚：３０ｎｍ）、アルミニウムからなる反射層５（膜厚：４５ｎｍ）を順番に成膜した。ポリカ−ボネ−トからなる透明基板１は、図２に示すように、Ｖ溝グル−ブ２８の間のランド２７上に深さ（２２で示す）０．１３μｍのピット２１が形成されている。ピットの幅２５は約０．５μｍでピット長２３を０．３〜１．０μｍ、ピットピッチ２４をピット長２３の２倍とした。なお、本実施例ではクロスト−クを測定するため、１つのトラックに対してピット長２３を一定として３トラック置きにピットが形成されている。
【００３８】
比較例として再生層３を常時垂直磁化膜であるＴｂ２０Ｆｅ６８Ｃｏ１２とした媒体も作製した。
【００３９】
これらの媒体を波長７８０ｎｍ、ＮＡ０．５５の光磁気ヘッドでレーザーを照射しながら、線速８ｍ／ｓで再生した。再生には光磁気信号を用いた。
【００４０】
実施例１の媒体でピット長０．５μｍで再生パワーを２．５ｍＷとして再生磁界を変化させるとＣ／Ｎは図４のように変化した。再生磁界１００〜３００ ＯｅでＣ／Ｎは最大となった。５０ Ｏｅ以下では出力がほとんど得られず、３００ Ｏｅを越えると徐々にＣ／Ｎは下がった。Ｇｄ２８Ｆｅ３６Ｃｏ３６の１５０℃での保磁力が約８０ Ｏｅなので再生にはそれ以上の磁界が必要であることが分かった。また、再生磁界を１５０ Ｏｅとして再生パワーを変化させると図５のように徐々にＣ／Ｎは上がり２ｍＷ以上で飽和した。
【００４１】
実施例１の媒体を再生パワー２．５ｍＷ、再生磁界１５０ Ｏｅとして、比較例の媒体を再生パワー１．５ｍＷ、再生磁界０ Ｏｅ（比較例の媒体の最適再生条件）で再生した。図６にピット長に対するＣ／Ｎの変化を示す。ピット長が短いほど実施例１のＣ／Ｎ６１と比較例の媒体のＣ／Ｎ６３の差は大きくなった。また、実施例１の媒体のＳＵＭ信号（反射光量に比例した出力）でのＣ／Ｎ６２は長いピット長では光磁気信号６１に比べて大きいがピット長が短くなると逆転し、光磁気による超解像の有効性が確認された。
【００４２】
また、隣接トラックでのクロストークをピット長１．０μｍのときについて調べると、光磁気信号で実施例１の場合−５０ｄＢ、比較例の場合−２４ｄＢ、実施例１の媒体のＳＵＭ信号の場合−２６ｄＢとなった。光磁気信号で実施例１の場合に圧倒的に低くなりさらにトラックピッチを下げる余裕があることが確認された。
【００４３】
実施例２
実施例１と同じ基板で、図７に示すようなＲＡＤ超解像再生専用媒体を製造した。ポリカーボネートからなる透明基板１上にスパッタ法により窒化ケイ素からなる誘電体層２（膜厚：８０ｎｍ）、Ｇｄ２８Ｆｅ３６Ｃｏ３６からなる再生層３（膜厚：８０ｎｍ、室温で面内磁化膜、１５０℃以上で垂直磁化膜、補償温度：２５０℃、キュリー温度：３５０℃以上）、Ｔｂ１９Ｆｅ６６Ｃｏ１５からなる初期化層６（膜厚：４０ｎｍ、室温での保磁力：８ｋＯｅ、キュリー温度３３０℃）、窒化ケイ素からなる誘電体層４（膜厚：８０ｎｍ）を順番に成膜した。成膜後、２０ｋＯｅの磁界の電磁石で初期化を行った。
【００４４】
この媒体を波長７８０ｎｍ、ＮＡ０．５５の光磁気ヘッドでレーザーを照射しながら、線速８ｍ／ｓで再生した。再生には光磁気信号を用いた。
【００４５】
ピット長０．５μｍで再生パワーを２．５ｍＷとして再生磁界を変化させるとＣ／Ｎは図８のように変化した。再生磁界がないときＣ／Ｎは最大となった。
【００４６】
再生パワー２．５ｍＷ、再生磁界なしで、再生したときのピット長に対するＣ／Ｎの変化を図９に示す。ピット長が短いほど実施例１とほとんど同じＣ／Ｎが短いピット長まで得られた。初期化層により再生磁界なしでの再生が可能となった。
【００４７】
実施例３
図１０に示す媒体構造でＲＡＤ超解像の再生専用部と書換え可能部とを備えた情報記録媒体を製造した。ポリカーボネートからなる透明基板１上にスパッタ法により窒化ケイ素からなる誘電体層２（膜厚：８０ｎｍ）、Ｇｄ２８Ｆｅ３６Ｃｏ３６からなる再生層３（膜厚：８０ｎｍ、室温で面内磁化膜、１５０℃以上で垂直磁化膜、補償温度：２５０℃、キュリー温度：３５０℃以上）、Ｔｂ１９Ｆｅ７０Ｃｏ１１からなる記録層７（膜厚：３０ｎｍ、室温での保磁力：８ｋＯｅ、キュリー温度２７０℃）、窒化ケイ素からなる誘電体層４（膜厚：８０ｎｍ）を順番に成膜した。成膜後、２０ｋＯｅの磁界の電磁石で記録層の初期化を行った。基板はトラックピッチ１．０μｍ（Ｖ溝グル−ブ）とし、再生専用部のランド上に深さ０．１３μｍで最短ピット長を０．５μｍとするランダムパタ−ンのピットを形成した。書換え可能部には波長７８０ｎｍ、ＮＡ０．５５の光磁気ヘッドで最短マ−ク長０．５μｍとするランダムパタ−ンを書き込んだ。上記と同じヘッドでレーザー光を照射しながら、線速１０ｍ／ｓ、再生パワ−２．８ｍＷ、再生磁界なしで光磁気信号により再生したところ、再生専用部、書換え可能部ともに良好な再生信号が得られた。また、書換え可能部のプレピットの再生も同じ方法で良好に行なうことができた。
【００４８】
上記実施例ではＶ溝グル−ブのランド上にピットを形成したが、このほかにトラッキングをサンプルサ−ボで行なう場合には、デ−タ領域にはグル−ブがないこともあるが、この場合でも何らかわることなく本発明での高密度記録の再生が可能である。また、本発明により狭いトラックピッチでもチドリマ−クなどによるサンプルサ−ボのサ−ボ信号が良好に得られる。
【００４９】
【発明の効果】
本発明により従来のピット形成と全く同じ方法で作製した基板で、超解像の再生専用媒体が作製でき、線密度及びトラック密度の両方の向上が可能となる。また、本発明の初期化層を有する情報記録媒体では、再生のために外部磁界を印加する必要がないので、ドライブ装置を簡単なものとすることができる。
【００５０】
また、例えばＣＤ−ＲＯＭのように同一情報を記録した大量の複製物の頒布を行う場合を考えると、光磁気記録を用いる超解像の書換え可能媒体では、一枚一枚個別に情報を記録せねばならないため、生産性が低く、非常に高コストとなるのに対して、本発明の情報記録媒体では、超解像を用いた高密度記録でありながら、情報の記録を基板の作製時にスタンパからの転写によって、非常に短時間で行うことができるので、生産性が非常に高く、低コストで多量の複製物を製造することができる。
【００５１】
さらに、本発明の初期化層を有する情報記録媒体は、光磁気記録を用いる超解像の書換え可能媒体と同一の方法により再生することができるので、この書換え可能媒体用のドライブで再生することができるように互換性を持たせることも可能である。
【００５２】
また、本発明の初期化層を有する情報記録媒体の初期化層として、光磁気記録の可能な記録層を使用することにより、再生専用部と、書換え可能部とに対して、異なる膜を別々に成膜することなく、両部に対して同一の膜を成膜することで、再生専用部と書換え可能部との両部を同時に作製することができ、したがって、成膜工程が非常に容易で、かつ超解像を用いた高密度記録媒体であるとともに、再生専用部と書換え可能部との記録密度の揃ったパーシャルＲＯＭを提供することができる。しかも、このパーシャルＲＯＭは再生専用部の情報の再生と、書換え可能部の情報の再生とを同一の再生機構で行うことが可能である。
【００５３】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の情報記録媒体の構造の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の情報記録媒体の基板の構造の一例を示す図である。
【図３】本発明の情報記録媒体でピットからの反射光の位相の違いによる干渉効果および本発明の超解像の原理を説明する図である。
【図４】本発明の情報記録媒体（実施例１）のピット長０．５μｍでのＣ／Ｎの再生磁界依存性を示す図である。
【図５】本発明の情報記録媒体（実施例１）のピット長０．５μｍでのＣ／Ｎの再生パワ−依存性を示す図である。
【図６】本発明の情報記録媒体（実施例１）と比較例のピット長に対するＣ／Ｎの変化を示す図である。
【図７】本発明の情報記録媒体の構造の別の一例を示す断面図である。
【図８】本発明の情報記録媒体（実施例２）のピット長０．５μｍでのＣ／Ｎの再生磁界依存性を示す図である。
【図９】本発明の情報記録媒体（実施例２）のピット長に対するＣ／Ｎの変化を示す図である。
【図１０】本発明の情報記録媒体の構造の別の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１：透明基板
２：誘電体層
３：再生層
４：誘電体層
５：反射層
６：初期化層
７：記録層[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to an information recording medium, such as a compact disk (CD), for recording a signal by means of irregularities on a substrate and irradiating a laser beam to reproduce the recorded signal, and a reproducing method therefor. The present invention relates to a suitable information recording medium and a reproducing method thereof.
[0002]
[Prior art]
An information recording medium on which information is recorded as unevenness formed on a substrate is typified by a CD or a CD-ROM, and has been remarkably spread as a distribution medium of music and software of a personal computer.
[0003]
This information recording medium is usually formed by laminating an aluminum reflective film and a protective coat on a transparent substrate. The information to be reproduced is recorded as pits having irregularities on the substrate, and these pits are formed by being transferred from a stamper during molding of the substrate. This information recording medium is usually reproduced by detecting a change in the intensity or phase of reflected light of the irradiation laser light by the pits on the substrate. Since the size and interval of the pits are determined by the size and interval of the pits of the stamper, they can be considerably reduced, but their reading is limited by the wavelength of the laser during reproduction, the aperture ratio of the lens, and the like.
[0004]
For example, Japanese Patent Laid-Open Publication No. 4-167237 discloses an attempt to improve the readout beyond the recording density determined by such restrictions during reproduction. This is because a phase-change thin film is sandwiched between a substrate and a reflective film, and a portion of the phase-change thin film changes from a crystalline state to a molten state due to heating by laser beam irradiation during reproduction, so that the reflectance is increased. Utilizing the decrease, super-resolution using the fused portion as a mask reduces inter-symbol interference during reproduction, and enables reproduction of a signal having a period equal to or less than the diffraction limit of light.
[0005]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-179244 discloses that a magnetic film having magneto-optical characteristics is formed on a pit formation surface of an information recording medium in which a signal is recorded on a transparent substrate with irregularities, and a change in the Kerr rotation angle is detected. A method of reproducing a recorded signal by doing so has been proposed. This method utilizes the fact that magnetic domains in pits disappear due to temperature rise during reproduction, and super resolution using this as a mask reduces inter-symbol interference during reproduction and reduces the period below the diffraction limit of light. Can be reproduced.
[0006]
The super-resolution described above is FAD (Front Aperture Detection) in which the temperature-raised portion serves as a mask. On the other hand, there is also a RAD (Rear Aperture Detection) super-resolution in which a low temperature portion becomes a mask and a high temperature portion becomes an aperture. As an information recording medium using RAD super-resolution, a magneto-optical perpendicular magnetization film is formed on a substrate of an information recording medium on which a signal is recorded by a difference in surface roughness on a transparent substrate, and a perpendicular magnetic film is formed by the difference in surface roughness. Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-266523 discloses a method of reproducing by detecting a change in the Kerr rotation angle while reversing the magnetization of only a portion without a bit by utilizing a difference in coercive force of a magnetic film and a temperature rise during reproduction. It is proposed in the gazette. In this method, it is necessary to initialize the magnetization direction of the magneto-optical perpendicular magnetization film in one direction by an initialization magnet or the like in advance, and to apply an external magnetic field for reproduction.
[0007]
JP-A-5-81717 discloses a rewritable magneto-optical recording medium using RAD super-resolution that does not require an initialization magnet. This magneto-optical recording medium includes a recording layer for magneto-optically recording information, and a readout layer that exhibits in-plane magnetization at room temperature and shifts to perpendicular magnetization at a predetermined temperature or higher, and is heated by irradiation with laser light. A portion of the readout layer shifts to perpendicular magnetization, and the magnetization of the recording layer is transferred to this portion, thereby enabling reproduction of a signal having a period equal to or less than the diffraction limit of light.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In the FAD super-resolution, the linear density is improved, but the track density cannot be expected to be improved. To improve the track density of an information recording medium, RAD super-resolution is required. As an information recording medium using RAD super-resolution, a method using surface roughness requires an initialization magnet, which complicates the drive device. In addition, as a method for roughening the surface, a process such as etching for manufacturing a stamper is used. There were problems such as the need to introduce a new one.
[0009]
The problem to be solved by the present invention is to provide an information recording medium which is relatively easy to manufacture, can produce a large number of copies at low cost, and can perform high-density recording using RAD super-resolution with a simple driving method. It is to be.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors formed a magneto-optical perpendicular magnetization film on a recording surface, which is a surface of a transparent substrate on which irregularities carrying information are formed, with respect to an information recording medium on which a signal is recorded by the irregularities on the transparent substrate, By aligning the magnetization of this perpendicular magnetization film in one direction so that the reflected light of the irradiation laser light for reproduction is mainly composed of a predetermined polarization component, the reflected light from the pit portion and the non-pit portion is not reflected. We found that it is possible to detect the difference in the intensity of the reflected light between the area containing the pits and the area not containing the pits, which is caused by the interference effect due to the phase difference, by measuring a predetermined polarization component. Furthermore, if the above-mentioned magneto-optical perpendicular magnetization film is shown to have such a property that it becomes in-plane magnetization at room temperature and becomes perpendicular magnetization at a predetermined temperature, by measuring a predetermined polarization component, the region where the perpendicular magnetization is obtained is obtained. Only The can detect changes in the intensity of the reflected light, thereby found that increased resolution, leading to obtaining the present invention.
[0011]
That is, in the information recording medium of the present invention, in the information recording medium in which information is recorded by the irregularities on the transparent substrate, the recording surface which is the surface on which the irregularities carrying the information of the transparent substrate are formed has in-plane magnetization at room temperature. An information recording medium having a reproducing layer that changes from in-plane magnetization to perpendicular magnetization when heated to a predetermined temperature or higher. Note that the transition from the in-plane magnetization to the perpendicular magnetization and the transition from the perpendicular magnetization to the in-plane magnetization of the reproducing layer are both reversible, and when the temperature of the reproducing layer falls below a predetermined temperature again, the reproducing layer Becomes in-plane magnetization again.
[0012]
FIG. 1 shows a cross-sectional view of an example of the information recording medium of the present invention. A dielectric layer 2 made of silicon nitride or the like on a transparent substrate 1 made of polycarbonate or the like having information recorded on a recording surface with irregularities. A reproducing layer 3 that changes from magnetization to perpendicular magnetization, a dielectric layer 4 made of silicon nitride or the like, and a reflective layer 5 made of aluminum or the like are laminated. In this example, the case where the upper and lower dielectric layers and the reflective layer are provided is shown, but the dielectric layer and the reflective layer can be omitted. In the present invention, the recording surface refers to the surface of the upper and lower substrate surfaces of the transparent substrate on which the unevenness for carrying information is formed.
[0013]
As a method for reproducing the information recording medium of the present invention, a magnetic field larger than the coercive force in the perpendicular direction of the reproducing layer in the direction perpendicular to the recording surface at the time when the reproducing layer changes from in-plane magnetization to perpendicular magnetization. Along with the application, the recording surface of the information recording medium is irradiated with a laser beam to raise the temperature to a temperature at which the irradiated portion of the reproducing layer becomes partially perpendicularly magnetized, and the intensity change of a predetermined polarization component of the reflected light is detected. By doing so, a reproducing method for reproducing the recorded information can be used.
[0014]
At the time when the reproducing layer transitions from in-plane magnetization to perpendicular magnetization, a magnetic field larger than the perpendicular coercive force of the reproducing layer is applied in a direction perpendicular to the recording surface, and the reproducing layer is heated and When the linearly polarized laser light is applied to the magnetized region, the magnetization direction of the perpendicular magnetization region is aligned in one direction by the applied external magnetic field, so that the Kerr effect is applied. As a result, the polarization plane of the reflected light from the area rotates by the Kerr rotation angle with respect to the reference plane. On the other hand, with respect to the reflected light from a region where the heating is insufficient and the reproducing layer is not perpendicularly magnetized, since the region does not exhibit the Kerr effect, the polarization plane of the reflected light does not change with respect to the reference plane. Therefore, by extracting a polarization component rotated by the Kerr rotation angle with respect to the reference plane from the reflected light by using an analyzer or the like, information on only the region where the reproducing layer is perpendicularly magnetized by heating is extracted. be able to. That is, it is possible to perform RAD super-resolution reproduction using a region where the reproducing layer is not perpendicularly magnetized as a mask and an area where the reproducing layer is perpendicularly magnetized by heating as an aperture.
[0015]
In general, the intensity of the irradiation laser beam is greater at the center of the beam spot (irradiation area on the recording surface). Therefore, the power of the irradiation laser beam is set so that the reproducing layer in the area smaller than the beam spot becomes perpendicularly magnetized. Can be adjusted. When the information recording medium of the present invention and the detector for reproducing the information are moved relative to each other to continuously reproduce the information, in the direction perpendicular to the direction of the relative movement in the recording surface, The region where the reproducing layer has perpendicular magnetization is always included in the beam spot. Regarding the direction of the relative motion, the region where the reproducing layer is perpendicularly magnetized extends rearward, so that this region is not always completely included in the beam spot. However, the region where the reproducing layer is perpendicularly magnetized and is outside the beam spot is outside the beam spot, so there is no reflected light from that region, and eventually an aperture smaller than the beam spot is always obtained. be able to. That is, it is possible to extract information only in an area smaller than the beam spot of the irradiation laser light.
[0016]
It should be noted that the information recording medium of the present invention is generally used as a disk-shaped disk medium by rotating it around an axis perpendicular to the disk surface and passing through the center of the disk. It is also conceivable to use the medium as a medium or a tape-shaped medium with linear relative motion.
[0017]
The phase of the reflected laser light on the recording surface differs from that of the recording surface by an amount corresponding to the step. As the height difference between the concave or convex pits formed on the recording surface and the non-pits is closer to λ / 4n, where λ is the wavelength of the irradiation laser beam and n is the refractive index of the transparent substrate, the pits are closer. Since the intensity of the reflected light from the non-pits and the reflected light from the non-pits interfere with each other, the reflected light from the region including both the pits and the non-pits is an area not including the pits or The intensity is lower than that of light reflected from a region that does not include a non-pit portion. If the “reflected light generation area” is defined as “the area where the reflected light whose intensity change is to be detected is the reflected light from that area”, this decrease in intensity is included in the reflected light generation area. It is proportional to the area ratio between the pit portion and the non-pit portion, so the size of the aperture is appropriately determined, and the presence or absence of the pit on the recording surface is detected by detecting the change in the intensity of the reflected light. Can be.
[0018]
In other words, the width of the aperture is made larger than the width of the recording pit, and in the portion where the pit exists, the area where the reflected light is generated includes both the pit portion and the non-pit portion. The presence of the pits may be detected from the decrease in light intensity, or the widths of the pits may be made substantially equal. May be included, and the presence of a pit may be detected from the resulting decrease in the intensity of the reflected light. It is also conceivable to detect the end of the pit itself in the direction of relative movement by the same method. In addition, the width of the aperture and the width of the recording pit represent each length in a direction perpendicular to the direction of relative movement in the recording surface.
[0019]
The difference between the height of the concave or convex pits formed on the recording surface and the height of the non-pits is represented by (2k-1) .lambda. / 4n, where k is a natural number, in order to most effectively generate the interference effect. Most preferably, it is sufficient to be in the range of (4k-3) .lambda. / 8n to (4k-1) .lambda. / 8n, and practically in the range of .lambda. / 8n to 3.lambda./8n. Is enough.
[0020]
In reproducing information from the information recording medium of the present invention, a laser beam for reproduction is irradiated from the side of the transparent substrate facing the recording surface.
[0021]
Hereinafter, the detection principle of the pit portion and the super-resolution will be described again with reference to the drawings. FIG. 3A shows the reason why a difference occurs in the magneto-optical signal (described later) between the pit portion and the non-pit portion. When the irradiation laser beam is irradiating the pit portion, since the diameter of the beam spot 30 of the laser beam is wider than the width of the pit, the light reflected from the vicinity 31 of the center of the pit and the light reflected from around the pit 32 Interference of light having different phases occurs, and the intensity of reflected light is weakened as compared with a portion having no pit (33 denotes an objective lens). That is, the intensity 34 of the reflected light is modulated by the presence or absence of the pit. The modulation of the reflected light intensity is the principle of reproduction of a conventional read-only medium such as a CD. Here, if the incident light is polarized, the reproducing layer is a perpendicular magnetization film, and the direction of magnetization is aligned in advance, the polarization plane of the reflected light is different from the polarization plane of the incident light in the material of the reproducing layer or the like. It is rotated by a predetermined Kerr rotation angle determined by the structure of the dielectric thin film or the like. Normally, the reflected light is detected by a detector through a dichroic analyzer 35 having a principal axis on the polarization plane of the reflected light, or the reflected light is separated into mutually perpendicular polarization planes by a polarizing beam splitter and differentially detected. At an output 36 (referred to as a "magneto-optical signal") obtained by the method of detecting a magneto-optical disk, light having a component corresponding to a predetermined Kerr rotation angle is detected. The magneto-optical signal 36 is proportional to (reflectance) × (Kerr rotation angle), and the magnetization direction of the reproducing layer is aligned. Therefore, the Kerr rotation angle is constant, and the intensity of this light is equal to the aforementioned reflection. Modulated by a change in rate.
[0022]
Next, super-resolution of pit reproduction by the reproduction layer of the present invention will be described. As shown in FIG. 3B, when pits are arranged at a narrow interval near a diffraction limit determined by an optical system including a laser beam and a lens used for reproducing information, only a change in reflectance from the pits occurs. The reproduction output becomes almost zero. However, the magneto-optical signal from the reproducing layer 37 can be obtained only from the region 39 (aperture) in which the direction of magnetization in the reproducing layer stands vertically by heating with the irradiation laser light 38, so that it has a reproducible size. Output. This method is a kind of RAD since the aperture is slightly behind the beam spot, and the width of the aperture is narrower than the beam spot, so that signal leakage (crosstalk) to an adjacent track is reduced.
[0023]
In order for the reproducing method of the information recording medium of the present invention to function, the direction of magnetization in the region where the reproducing layer has perpendicular magnetization needs to be oriented in a predetermined direction. Actually, when an external magnetic field is not applied when the readout layer changes to perpendicular magnetization, the direction of magnetization in the region where perpendicular magnetization is mixed in upper and lower directions, so that the readout signal is hardly detected. .
[0024]
In order to direct the direction of magnetization in a region where the reproducing layer has perpendicular magnetization to a predetermined direction, it is necessary to apply an external magnetic field in a direction perpendicular to the recording surface. When the reproducing layer is heated to change from in-plane magnetization to perpendicular magnetization while an external magnetic field is applied, the surface of the reproducing layer at the time when the intensity of the applied external magnetic field changes to perpendicular magnetization is changed. If the coercive force is larger than the direction perpendicular to the direction of the magnetic field, even if the temperature of the reproducing layer further rises and the coercive force of the reproducing layer increases, the object of aligning the magnetization directions of the reproducing layer can be achieved. Since the coercive force in the direction perpendicular to the film surface of the reproducing layer at the time of the transition to the perpendicular magnetization is generally small, about 100 Oe is often sufficient as the intensity of the external magnetic field to be applied. The region to which the external magnetic field is applied only needs to include at least a region where the reproducing layer has perpendicular magnetization.
[0025]
The application of the external magnetic field required at the time of reproduction is performed by laminating an initialization layer made of a perpendicular magnetization film on the reproduction layer, and initializing the magnetization of the initialization layer in one direction in advance during manufacture. By setting, it is possible to omit. That is, when the reproducing layer is heated and transitions to perpendicular magnetization, the magnetization of the initialization layer is transferred to the reproducing layer by exchange coupling. Can be aligned.
[0026]
FIG. 7 shows a cross-sectional view of an example of the information recording medium provided with the initialization layer of the present invention. A dielectric layer 2 made of silicon nitride or the like on a transparent substrate 1 made of polycarbonate or the like having information recorded on a recording surface with irregularities. A reproduction layer 3 that changes from magnetization to perpendicular magnetization, an initialization layer 6 made of a perpendicular magnetization film, and a dielectric layer 4 made of silicon nitride or the like are stacked. In this example, the case where the upper and lower dielectric layers are provided is shown, but these dielectric layers can be omitted.
[0027]
As described above, as a method for reproducing the information recording medium having the initialization layer, the recording surface of the information recording medium is irradiated with a laser beam, and the irradiated portion of the reproduction layer becomes partially perpendicularly magnetized. A reproducing method for reproducing recorded information by raising the temperature to the temperature and detecting a change in intensity of a predetermined polarization component of the reflected light can be used. In this case, as described above, it is not necessary to apply an external magnetic field for aligning the magnetization direction of the region where the reproducing layer is perpendicular to a predetermined direction.
[0028]
The reproducing method of the information recording medium of the present invention, as described above, extracts a predetermined polarization component of the reflected light of the irradiated laser light and detects a change in intensity thereof. Can be performed using an optical system and a signal processing system for reproducing an ordinary magneto-optical recording medium as they are. That is, as described above, a magneto-optical signal obtained by a normal method for detecting a magneto-optical recording medium is usually modulated by a polarization angle (a car rotation angle) corresponding to the direction of magnetization of a recording film. In the case of the present invention, this change in the magneto-optical signal represents a change in the degree of interference between the reflected light from the pit portion and the non-pit portion. Therefore, it is necessary to detect the presence or absence of the pit based on the magneto-optical signal. Can be.
[0029]
In the information recording medium having the initialization layer according to the present invention, the information recording medium according to the present invention is formed by using a perpendicular magnetization film capable of magneto-optical recording as the initialization layer and using this as a recording layer in the rewritable portion. The present invention can be applied to a partial ROM having both a read-only section and a rewritable section.
[0030]
That is, the recording surface of the transparent substrate has a read-only portion and a rewritable portion, and both the read-only portion and the rewritable portion have in-plane magnetization at room temperature and become in-plane when heated to a predetermined temperature or higher. A read-only layer that changes from magnetization to perpendicular magnetization and a recording layer capable of magneto-optical recording, the read-only section has information recorded by irregularities on the recording surface, and the magnetization of the recording layer of the read-only section. An information recording medium characterized in that the orientation is initialized in advance to a state in which the orientation is aligned in one direction.
[0031]
FIG. 10 shows a cross-sectional view of an example of an information recording medium provided with the read-only section and the rewritable section of the present invention. A dielectric layer 2 made of silicon nitride or the like on a transparent substrate 1 made of polycarbonate or the like in which necessary information is recorded on a part of the recording surface as a read-only part by irregularities. A reproducing layer 3 that changes from in-plane magnetization to perpendicular magnetization when heated to a temperature or higher, a recording layer 7 capable of magneto-optical recording, and a dielectric layer 4 made of silicon nitride or the like are laminated. In this example, the case where the upper and lower dielectric layers are provided is shown, but these dielectric layers can be omitted.
[0032]
If only the read-only part of the recording surface of the transparent substrate is formed with irregularities to record the necessary information, and the other part of the recording surface should be smooth to enable magneto-optical recording, Even if the same film is formed over the entire surface of the recording medium, the portion other than the portion where information is recorded by the unevenness formed on the recording surface can be used as a rewritable portion by magneto-optical recording. Also in this rewritable portion, irradiation is performed by RAD super-resolution in which the area where the reproducing layer is perpendicularly magnetized as described above is apertured by a method similar to the method of reproducing an information recording medium having an initialization layer according to the present invention. It is possible to reproduce a signal having a period equal to or less than the diffraction limit determined by the laser light and the reproduction optical system. In addition, by devising a method of irradiating a laser beam, writing to a rewritable portion by RAD super-resolution is possible. That is, in the above-described information recording medium having the read-only section and the rewritable section of the present invention, the recording densities of the read-only section and the rewritable section can be made substantially equal. Furthermore, in the read-only section of the information recording medium of the present invention, the recording layer fulfills the function of the above-mentioned initialization layer, and the magnetization directions of the recording layer of the read-only section are aligned in the same direction in advance. Thus, the reproduction of the information in the read-only section does not require the application of an external magnetic field. As described above, in the reproduction of information in the read-only portion of the information recording medium of the present invention, the detection of the signal itself is performed by using an optical system and a signal processing system used for normal reproduction of a magneto-optical recording medium. Since it is possible to perform the reproduction of the information of the reproduction-only portion and the reproduction of the information of the rewritable portion of the information recording medium including the reproduction-only portion and the rewritable portion of the present invention, the same optical system and signal can be used. It can be performed in a processing system. That is, in the information recording medium having the read-only section and the rewritable section of the present invention, the reproduction of the information in the read-only section and the recording and reproduction of the information in the rewritable section are performed by almost the same optical system and signal. It is also possible to use a processing system. The information recorded in the read-only section includes various computer programs and various data, audio information such as music, image information such as still images and moving images, and the like. Physical format information, servo information for tracking, information for identifying and testing a medium, and the like.
[0033]
The reproducing layer used in the information recording medium of the present invention is not particularly limited as long as it is a material having an in-plane magnetization at room temperature and a perpendicular magnetization with a rise in temperature and having a suitable angle of rotation. However, rare earth-rich GdFeCo, GdNdFeCo, GdDyFeCo, GdTbFeCo, etc. having a Curie temperature of 300 ° C. or higher are preferable. GdFeCo preferably has a Co / FeCo ratio of 0.2 or more and 0.6 or less and a compensation temperature of 150 to 350 ° C. The transition temperature from the in-plane magnetization to the perpendicular magnetization of the reproducing layer is preferably 100 to 300 ° C., and more preferably 120 to 200 ° C. in consideration of the ability of the laser to be used. . When there is no initialization layer, the thickness of the reproducing layer is preferably 15 nm or more and 150 nm or less. When the thickness of the reproducing layer is 60 nm or less, it is desirable to provide a reflective film on the reproducing layer. When there is an initialization layer, the thickness of the reproducing layer is preferably 30 nm or more and 150 nm or less. The reason why the reproducing layer is required to be 30 nm or more is that the magnetization loop of the reproducing layer shifts due to exchange coupling from the initialization layer and car rotation occurs even without a magnetic field.
[0034]
The initialization layer is not particularly limited as long as it is a material having a large perpendicular magnetic anisotropy and coercive force, such as TbFeCo and DyFeCo, but the Curie temperature is 250 ° C. or more and the coercive force at room temperature is about 3 to 20 kOe. preferable. If the coercive force at room temperature is not less than 20 kOe, it becomes difficult to perform initialization by an electromagnet at room temperature. The thickness of the initialization layer is preferably from 10 nm to 100 nm.
[0035]
In the case of an information recording medium provided with a read-only section and a rewritable section, the readout layer is preferably made of the same material and thickness as in the case where the initialization layer is provided. The recording layer is substantially the same material as the initialization layer, but the Curie temperature is preferably 200 ° C. or more and 300 ° C. or less, and the film thickness is 15 nm or more and 80 nm or less from the relationship between recording retention and recording sensitivity during reproduction. preferable.
[0036]
In the information recording medium of the present invention, a dielectric layer made of silicon nitride or the like is provided between the substrate and the reproduction layer, and a dielectric layer also made of silicon nitride or the like is provided on the reproduction layer or the initialization layer or the recording layer. This increases the car rotation angle and prevents oxidation of the reproducing layer, the initialization layer, or the recording layer. Further, a protective coat made of a resin or the like can be provided to protect these films. When there is no initialization layer, the medium may have a reflection type structure of a substrate / dielectric layer / reproducing layer / dielectric layer / reflective layer. With this structure, the car rotation angle can be considerably increased. Further, between the reproducing layer and the initialization layer or the recording layer, an intermediate layer having a lower Curie temperature than the initialization layer or the recording layer is interposed to further reduce the aperture, so that the resolution can be improved. is there. In order to reduce the thickness of the reproducing layer, it is also possible to interpose a second intermediate layer having a function of weakening exchange coupling between the reproducing layer and the initialization layer or the recording layer. . These are particularly effective in an information recording medium having a read-only section and a rewritable section according to the present invention.
[0037]
【Example】
Example 1, Comparative Example
A RAD super-resolution information recording medium as shown in FIG. 1 was manufactured. Track pitch (26 in FIG. 2) Dielectric layer 2 (thickness: 100 nm) made of silicon nitride on a transparent substrate 1 made of 1.1 μm polycarbonate by sputtering, and Gd 28 Fe 36 Co 36 Layer 3 (thickness: 23 nm, in-plane magnetic film at room temperature, perpendicular magnetic film at 150 ° C. or higher, compensation temperature: 250 ° C., Curie temperature: 350 ° C. or higher), dielectric layer 4 made of silicon nitride (film) The reflective layer 5 (thickness: 45 nm) made of aluminum was formed in this order. In the transparent substrate 1 made of polycarbonate, as shown in FIG. 2, pits 21 having a depth (indicated by 22) of 0.13 μm are formed on lands 27 between V-groove grooves 28. . The pit width 25 was about 0.5 μm, the pit length 23 was 0.3 to 1.0 μm, and the pit pitch 24 was twice the pit length 23. In this embodiment, in order to measure crosstalk, pits are formed every three tracks with a constant pit length 23 for one track.
[0038]
As a comparative example, the reproducing layer 3 is made of Tb, which is always a perpendicular magnetization film 20 Fe 68 Co 12 Was also prepared.
[0039]
These media were reproduced at a linear velocity of 8 m / s while irradiating a laser with a magneto-optical head having a wavelength of 780 nm and an NA of 0.55. A magneto-optical signal was used for reproduction.
[0040]
When the reproducing magnetic field was changed with the medium of Example 1 having a pit length of 0.5 μm and a reproducing power of 2.5 mW, the C / N changed as shown in FIG. The C / N reached a maximum at a reproducing magnetic field of 100 to 300 Oe. At 50 Oe or less, almost no output was obtained, and at over 300 Oe, the C / N gradually decreased. Gd 28 Fe 36 Co 36 Since the coercive force at 150 ° C. was about 80 Oe, it was found that a higher magnetic field was required for reproduction. When the reproducing power was changed by setting the reproducing magnetic field to 150 Oe, the C / N gradually increased as shown in FIG. 5 and was saturated at 2 mW or more.
[0041]
The medium of Example 1 was reproduced at a reproducing power of 2.5 mW and a reproducing magnetic field of 150 Oe, and the medium of the comparative example was reproduced at a reproducing power of 1.5 mW and a reproducing magnetic field of 0 Oe (optimum reproducing conditions of the medium of the comparative example). FIG. 6 shows a change in C / N with respect to the pit length. The shorter the pit length, the greater the difference between the C / N 61 of Example 1 and the C / N 63 of the medium of Comparative Example. The C / N 62 of the medium according to the first embodiment in the SUM signal (output proportional to the amount of reflected light) is larger at a long pit length than the magneto-optical signal 61, but is reversed when the pit length is short, and is reversed by the magneto-optical. The effectiveness of the image was confirmed.
[0042]
In addition, when the crosstalk in the adjacent track is examined when the pit length is 1.0 μm, the magneto-optical signal is -50 dB in the first embodiment, -24 dB in the comparative example, and -24 dB in the comparative example, and SUM signal in the medium of the first embodiment. 26 dB. It was confirmed that the magneto-optical signal was overwhelmingly lower in the case of the first embodiment, and that there was room to further reduce the track pitch.
[0043]
Example 2
A RAD super-resolution read-only medium as shown in FIG. 7 was manufactured on the same substrate as in Example 1. A dielectric layer 2 (thickness: 80 nm) made of silicon nitride on a transparent substrate 1 made of polycarbonate by sputtering, 28 Fe 36 Co 36 Layer 3 (film thickness: 80 nm, in-plane magnetic film at room temperature, perpendicular magnetic film at 150 ° C. or more, compensation temperature: 250 ° C., Curie temperature: 350 ° C. or more), Tb 19 Fe 66 Co Fifteen An initialization layer 6 (thickness: 40 nm, coercive force at room temperature: 8 kOe, Curie temperature: 330 ° C.) and a dielectric layer 4 (thickness: 80 nm) made of silicon nitride were formed in this order. After the film formation, initialization was performed with an electromagnet having a magnetic field of 20 kOe.
[0044]
The medium was reproduced at a linear velocity of 8 m / s while irradiating a laser with a magneto-optical head having a wavelength of 780 nm and an NA of 0.55. A magneto-optical signal was used for reproduction.
[0045]
When the reproducing magnetic field was changed with a pit length of 0.5 μm and a reproducing power of 2.5 mW, the C / N changed as shown in FIG. When there was no reproducing magnetic field, C / N became maximum.
[0046]
FIG. 9 shows the change in C / N with respect to the pit length when reproduction was performed with a reproduction power of 2.5 mW and no reproduction magnetic field. As the pit length was shorter, almost the same C / N as in Example 1 was obtained up to the shorter pit length. The initialization layer enabled reproduction without a reproducing magnetic field.
[0047]
Example 3
An information recording medium having the medium structure shown in FIG. 10 and having a read-only section for RAD super-resolution and a rewritable section was manufactured. A dielectric layer 2 (thickness: 80 nm) made of silicon nitride on a transparent substrate 1 made of polycarbonate by sputtering, 28 Fe 36 Co 36 Layer 3 (film thickness: 80 nm, in-plane magnetic film at room temperature, perpendicular magnetic film at 150 ° C. or more, compensation temperature: 250 ° C., Curie temperature: 350 ° C. or more), Tb 19 Fe 70 Co 11 A recording layer 7 (thickness: 30 nm, coercive force at room temperature: 8 kOe, Curie temperature 270 ° C.) and a dielectric layer 4 (thickness: 80 nm) made of silicon nitride were formed in this order. After the film formation, the recording layer was initialized with an electromagnet having a magnetic field of 20 kOe. The substrate had a track pitch of 1.0 μm (V-groove groove), and random pattern pits having a depth of 0.13 μm and a minimum pit length of 0.5 μm were formed on the land of the read-only section. A random pattern having a minimum mark length of 0.5 μm was written in the rewritable portion using a magneto-optical head having a wavelength of 780 nm and an NA of 0.55. When reproducing with a magneto-optical signal with a linear velocity of 10 m / s, reproducing power of -2.8 mW, and no reproducing magnetic field while irradiating a laser beam with the same head as described above, good reproduction signals were obtained in both the reproduction-only section and the rewritable section. Obtained. Also, the reproduction of the pre-pits of the rewritable portion was successfully performed by the same method.
[0048]
In the above embodiment, pits are formed on the lands of the V-groove groove. However, if tracking is performed by a sample servo, there may be no groove in the data area. Even in this case, high-density recording according to the present invention can be reproduced without any change. Further, according to the present invention, a servo signal of a sample servo due to a tide mark or the like can be obtained well even with a narrow track pitch.
[0049]
【The invention's effect】
According to the present invention, a super-resolution read-only medium can be manufactured using a substrate manufactured by exactly the same method as the conventional pit formation, and both the linear density and the track density can be improved. Further, in the information recording medium having the initialization layer of the present invention, it is not necessary to apply an external magnetic field for reproduction, so that the drive device can be simplified.
[0050]
Considering the case of distributing a large number of copies in which the same information is recorded, such as a CD-ROM, information is recorded individually on a super-resolution rewritable medium using magneto-optical recording. Since the productivity must be low, the productivity is low and the cost is extremely high. Since the transfer from the stamper can be performed in a very short time, the productivity is very high, and a large number of copies can be manufactured at low cost.
[0051]
Further, since the information recording medium having the initialization layer of the present invention can be reproduced by the same method as a super-resolution rewritable medium using magneto-optical recording, it can be reproduced by a drive for this rewritable medium. It is also possible to make them compatible with each other.
[0052]
Further, by using a recording layer capable of magneto-optical recording as the initialization layer of the information recording medium having the initialization layer of the present invention, different films can be separately provided for the read-only section and the rewritable section. By forming the same film on both portions without forming a film on both portions, both the read-only portion and the rewritable portion can be manufactured at the same time, thus making the film formation process extremely easy. In addition, it is possible to provide a partial ROM that is a high-density recording medium using super-resolution and has a uniform recording density of a read-only section and a rewritable section. In addition, the partial ROM can reproduce the information in the reproduction-only section and the information in the rewritable section by the same reproduction mechanism.
[0053]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing an example of the structure of an information recording medium of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an example of the structure of a substrate of the information recording medium of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating an interference effect due to a difference in phase of light reflected from a pit in the information recording medium of the present invention and a principle of super-resolution according to the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing the reproduction magnetic field dependence of C / N at a pit length of 0.5 μm of the information recording medium (Example 1) of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing the reproduction power dependence of C / N at a pit length of 0.5 μm of the information recording medium (Example 1) of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating a change in C / N with respect to a pit length of the information recording medium of the present invention (Example 1) and a comparative example.
FIG. 7 is a sectional view showing another example of the structure of the information recording medium of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing the reproduction magnetic field dependence of C / N at a pit length of 0.5 μm of the information recording medium (Example 2) of the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing a change in C / N with respect to a pit length of the information recording medium (Example 2) of the present invention.
FIG. 10 is a sectional view showing another example of the structure of the information recording medium of the present invention.
[Explanation of symbols]
1: Transparent substrate
2: Dielectric layer
3: Regeneration layer
4: Dielectric layer
5: reflective layer
6: Initialization layer
7: Recording layer
