JP3792592B2 - Magneto-optical recording medium and manufacturing method thereof - Google Patents

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JP3792592B2 JP2002090658A JP2002090658A JP3792592B2 JP 3792592 B2 JP3792592 B2 JP 3792592B2 JP 2002090658 A JP2002090658 A JP 2002090658A JP 2002090658 A JP2002090658 A JP 2002090658A JP 3792592 B2 JP3792592 B2 JP 3792592B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光磁気記録媒体及びその製造方法に関し、更に詳細には、情報が記録磁区として記録される記録層と、記録磁区を読み出すための再生層を備えた光磁気記録媒体及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
光磁気記録媒体は、動画像データや音声データなどのデジタルデータを記録または再生することができる情報記録媒体として広く利用されている。近年、動画像や音声データの高画質化、高音質化が進み、それらのデータ量は増加している。このため光磁気記録媒体においては、かかるデータ量の増加に十分に対応するために、更なる大容量化が要望されている。
【0003】
この要望に応えるために、微小な記録マークを形成して記録密度を向上させ、この微小な記録マークを微小な光スポット径で読み出す方法が検討されている。光スポット径は、光の波長に比例し、光を集光するレンズの開口数に反比例する。したがって光スポット径を微小化するには、記録再生の際に用いるレーザー光を短波長化するか、または対物レンズの開口数を上げることが効果的である。
【0004】
一方、微小な記録磁区を読み出す技術として、磁気超解像技術や磁区拡大再生技術が知られている。これらの技術は、記録層以外の磁性層として再生層を設けて、再生層に記録磁区を転写して情報の再生を行なう技術であり、特に、磁区拡大再生技術では、再生層に転写された磁区を再生層で拡大させることによって大きな信号振幅を得ることができると注目されている。例えば特開平8−7350号公報には、磁区拡大再生方式(MAMMOS: Magnetic Amplifying Magneto-Optical System)が開示されている。このMAMMOSでは、再生時に、レーザー光及び外部磁界の少なくとも一方を変調して適用することによって、情報記録層に形成されている記録マーク(記録磁区)を磁区拡大再生層に転写し、転写された磁区を外部磁界により磁区拡大再生層で拡大させる。磁区拡大再生層で拡大した磁区からは増幅された再生信号が検出されるので、記録層に微小な記録マークを形成しても、それを十分な信号強度で再生することができる。こうした技術によって、波長/開口数の1/2の値よりも小さい、微小な記録マークを再生することが可能である。磁区拡大再生技術によれば、例えば、波長680nm、対物レンズの開口数0.55の光学系を用いて、0.2μmの最短磁区長の記録磁区を読み出すことができる。
【0005】
こうした磁区拡大再生技術を良好にするための技術として、本出願人は特願2001−95497号にて、再生層を成膜する際に、再生層が中断と再開からなる操作を少なくとも一回含む成膜方法により成膜されていることを特徴とする光磁気記録媒体及びその製造方法を提案している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、記録密度の向上のために磁区長100nm以下という極めて微小な磁区を記録しようとすると、安定に記録することは難しい。この原因として、磁気力顕微鏡による磁区観察によれば、このように極めて微小な記録磁区では磁区の形状が均一でないことが分かっている。記録された磁区の形状が不均一であると、再生信号のノイズが増える等、不都合を生ずる。前述の特願2001−95497号においては、再生層の保磁力を低下させるための技術は述べられていたが、記録された磁区の形状を安定にする技術に関しては言及されていなかった。
【0007】
こうした状況を鑑み、本発明においては磁区長100nm以下という極めて微小な磁区であっても、記録磁区形状が安定した記録が可能な光磁気記録媒体及びその製造方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1の態様に従えば、光磁気記録媒体において、
情報が記録される記録層と;
前記情報を読み出すための再生層と;を備え、
前記記録層は、成膜時に、中断と再開からなる操作を少なくとも一回含む成膜方法により成膜されていることを特徴とする光磁気記録媒体が提供される。
【0009】
本発明の光磁気記録媒体の記録層は、成膜の途中で少なくとも一回中断された後、再開されることによって成膜されている。かかる記録層は、小さな磁界で磁気スピンが容易に反転するような微細な磁性粒子が均一に形成されて構成されているために、微小な記録磁区の形状安定性が向上する。以下にその理由について説明する。
【0010】
従来、記録層は、スパッタ法等により成膜を開始した後、層厚が所定の厚みになるまで連続して磁性材料を堆積することにより形成されていた。堆積された磁性粒子は、記録層の膜厚が厚くなるに伴って大きく成長するため、記録層中には、大きな磁性粒子の集合体が多数形成されていたと考えられる。こうした大きな磁性粒子の集合体は、記録の際に形成される磁区の形状を不安定にしやすい。従来の記録層は、かかる大きな磁性粒子の集合体を多数含むために、極めて微小な磁区を記録しようとした場合、磁区形状を同一に保つことが困難である。
【0011】
そこで本発明では、記録層の成膜の際に成膜が少なくとも一回中断することで、中断の時点で磁性粒子の成長または凝集を一旦止めることを試みた。その後、成膜を再開して、磁性膜上に新たに磁性粒子が堆積されることにより、その界面において物理的な粒界または境界が生じ、この粒界または境界により、新たな磁性粒子が中断前の磁性粒子から引き続いて成長または凝集することが防止されると考えられる。すなわち、成膜時の一時的な中断により磁性粒子が大きく成長することが防止されたために、記録層には磁性粒子が比較的均一に且つ微細に形成されていると考えられる。微細な磁性粒子は、磁気スピンを反転させるのに要する磁界強度が小さいために、記録磁界感度を向上させることにも効果があり、結果として、極めて微細な記録磁区であっても安定に記録することが可能となる。
【0012】
なお、本明細書において、用語「中断」とは、記録層の成膜中に、記録層に磁性粒子が実質的に堆積されないようにする操作をいい、例えば、スパッタ法により成膜する場合には、成膜室にスパッタ雰囲気ガスを導入したまま、投入電力だけを切断または低減することをいう。用語「再開」とは、磁性粒子の堆積が実質的に再開されるようにする操作をいい、例えば、スパッタ法により成膜する場合には切断または低減された投入電力を再投入することをいう。
【0013】
本発明の光磁気記録媒体において、記録層を形成する材料には、例えば、TbFeCo、TbFe、GdFe、GdFeCo、TbCo、DyFeCo、DyFe、DyCoのような希土類−遷移金属合金、あるいは、これらの合金にCr、Zrなどを添加した材料を用いることができる。また、再生層を形成する材料にはGdFeCo、GdFe、GdTbFeCo、GdDyFeCo、GdDyTbFeCoのような希土類−遷移金属合金、またはPt層とCo層との交互積層体、PtCo合金等の材料を用いることができる。
【0014】
本発明の第2の態様に従えば、情報が記録される記録層と、前記情報を読み出すための再生層とを備える光磁気記録媒体の製造方法において、
前記記録層を成膜する際に、中断と再開からなる操作を少なくとも一回含むことを特徴とする光磁気記録媒体の製造方法が提供される。
【0015】
本発明の製造方法は、記録層を成膜する際に、中断と再開からなる操作を少なくとも一回行なう。すなわち、記録層の成膜中に、記録層の膜厚が所定の膜厚になったときに、成膜を一時的に中断し、所定時間経過後、再び成膜を開始する操作を少なくとも一回実行して記録層を成膜する。かかる成膜方法により成膜された記録層は、微細な磁性粒子が均一に形成されて構成されているので、記録磁区の形状安定性が向上する。すなわち、本発明の製造方法によれば、形状安定性の優れた磁区を記録可能な光磁気記録媒体を製造することができる。
【0016】
本発明の製造方法において、中断と再開の操作の回数や、中断から再開までの時間間隔は、記録層の膜厚や生産効率に応じて適宜設定することが望ましい。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の光磁気記録媒体の実施例について図面を参照しながら具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0018】
【実施例1】
本実施例では、本発明に従う光磁気記録媒体の一具体例として、基板側から光を入射させる基板面入射タイプの光磁気記録媒体を製造した。図1に、光磁気記録媒体の断面構成の概略を示す。光磁気記録媒体10は、基板1上に、誘電体層2、再生層3、誘電体層4、記録層5、誘電体層6、ヒートシンク層7及び誘電体層8を順次積層した構造を有する。かかる光磁気記録媒体10においては、記録再生時に、レーザ光30が基板1側から入射される。かかる光磁気記録媒体10の製造方法について以下に説明する。
【0019】
基板1は、クロックピットに対応した凹凸を表面に有するランド/グルーブ基板であり、ランド幅とグルーブ幅は両方とも0.6μmとし、厚さは0.6mm、直径は122mmである。かかる基板1は、原盤露光装置(不図示)を用いてガラス原盤上に上記凹凸と逆のランド/グルーブのパターンを形成し、次いで射出成型機(不図示)に上記原盤から複製したスタンパを設置し、ポリカーボネートを基板材料として射出成形することにより作製した。かかる基板1上に、誘電体層2、再生層3、誘電体層4、記録層5、誘電体層6、ヒートシンク層7及び誘電体層8を、スパッタリング装置を用いて順次積層した。
【0020】
基板1を、複数のスパッタチャンバを有する連続スパッタリング装置の第1スパッタチャンバ内の基板キャリアに装着した。基板キャリアはスパッタチャンバ内でスパッタリングターゲットに対して回転可能に支持されており、基板1も基板キャリア内でスパッタリングターゲットに対して回転可能に支持されている。ターゲットとしてSiターゲットをスパッタチャンバ内に装着した後、チャンバ内を5×10−5Pa以下の真空度まで排気して、Arガスと窒素ガスを導入して反応性スパッタリングを行った。このスパッタリングにより基板上にSiNからなる誘電体層2を厚さ60nmで成膜した。本実施例では、誘電体層としてSiNを用いたが、AlSiN、AlTaN、TiN、TiON、TiO、ZnS、BN等を使用することもできる。
【0021】
次に、基板キャリアを、第2スパッタチャンバに搬送してArガスを導入してスパッタリングを行い、厚さ20nmのGdFeCoからなる再生層3を成膜した。第2スパッタチャンバは、GdターゲットとFeターゲットとCoターゲットとの3つのターゲットが装着されており、基板キャリアを回転しながら、これらの3つのターゲットによる3元同時スパッタリングを行った。ここで、GdターゲットとFeターゲットとCoターゲットへの投入電力を変更することによって、再生層3の組成比を調整することができる。
【0022】
再生層3の成膜後、基板キャリアを第3スパッタチャンバに搬送し、Arガスと窒素ガスを導入して反応性スパッタリングを行った。第3スパッタチャンバにはSiターゲットが装着されており、このスパッタリングにより基板上にSiNからなる誘電体層4を厚さ10nmで成膜した。
【0023】
次いで、基板キャリアを第4スパッタチャンバに搬送し、Arガスを導入してスパッタリングを行い、厚さ50nmのTbFeCoからなる記録層5を成膜した。第4スパッタチャンバは、TbターゲットとFeターゲットとCoターゲットとの3つのターゲットが装着されており、基板キャリアを回転しながら、これらの3つのターゲットによる3元同時スパッタリングを行った。ここで、TbターゲットとFeターゲットとCoターゲットへの投入電力を変更することによって、記録層5の組成比を調整することができる。
【0024】
記録層5の成膜では、成膜の途中で、少なくとも一回の中断と再開の操作を行なった。ここで、中断として、雰囲気ガスは導入したまま、投入電力だけを切断し、再開として、投入電力を再投入した。中断と再開のタイミングや時間などの詳細については後述する。本発明者らの知見によれば、成膜途中に、少なくとも一回以上の中断と再開を行なうことにより、記録された情報を再生するにあたって、再生層に転写された記録磁区を拡大させるために印加する外部磁界を低減させることが可能となる。
【0025】
次いで、基板キャリアを第5スパッタチャンバに搬送し、Arガスと窒素ガスを導入して反応性スパッタリングを行った。第5スパッタチャンバにはSiターゲットが装着されており、このスパッタリングにより基板上にSiNからなる誘電体層6を厚さ20nmで成膜した。
【0026】
次いで、基板キャリアを第6スパッタチャンバに搬送し、Arガスを導入してスパッタリングを行い、厚さ30nmのAl合金からなるヒートシンク層7を成膜した。第6スパッタチャンバは、Al合金ターゲットが装着されており、基板キャリアを回転しながら、スパッタリングを行った。
【0027】
最後に、基板キャリアを第7スパッタチャンバに搬送し、Arガスと窒素ガスを導入して反応性スパッタリングを行った。第7スパッタチャンバにはSiターゲットが装着されており、このスパッタリングにより基板上にSiNからなる誘電体層8を厚さ50nmで成膜した。こうして図1に示す積層構造を有する光磁気記録媒体10を得た。
【0028】
次に、光磁気記録媒体10と同じ構成を有し、従来の製造方法で製造された光磁気記録媒体と、本発明の製造方法で製造した光記録磁気媒体10とを比較して評価した結果について説明する。本発明の製造方法では、前述したように、記録層の成膜の際に一回以上の成膜の中断と再開を行なうが、その効果について以下に説明する。
【0029】
記録層5の膜厚は50nmであるが、中断の回数を0回、1回、2回、3回として記録媒体を作製した。このうち中断の回数が0回の記録媒体は従来通りの製造方法であり、比較用である。中断の回数が1回の場合、中断のタイミングは、誘電体層2の上に成膜された記録層の膜厚が半分(25nm)に達した時点とした。中断の回数が2回の場合、中断のタイミングは、誘電体層2の上に成膜された記録層の膜厚が15nm、30nmにそれぞれ達した時点とした。中断の回数が3回の場合、中断のタイミングは、誘電体層2の上に成膜された記録層の膜厚が10nm、25nm、40nmにそれぞれ達した時点とした。
【0030】
こうして製造した光磁気記録媒体10の評価は、光磁気記録媒体10に、波長650nm、開口数0.60の光学系を用いて記録を行なうことによって評価した。記録した記録磁区は、磁区長0.1μm、スペース長0.1μmの連続マークであり、光パルス磁界変調方式によって線速度2.5m/sで記録した。このように記録磁区を記録した後に再生を行ってノイズレベルを測定した結果を図2に示す。記録層の成膜の際に中断を行ったことにより、ノイズレベルが低減している傾向が分かる。こうした結果から推測される記録磁区の形状を模式的に示したものが図3である。図3(a)は、本発明の製造方法を用いて作製した光磁気記録媒体に記録した磁区の形状の模式図であり、微小な記録磁区でも均一に安定な形状であることを示している。図3(b)は、従来の製造方法を用いて作製した光磁気記録媒体に記録した磁区の形状の模式図であり、記録磁区の境界部分の形状が不安定な形状であることを示している。
【0031】
上記実施例では、ポリカーボネートを基板材料に用いたが、基板面入射タイプの光磁気記録媒体の場合は、透光性を有する別の基板材料を用いることも可能である。透光性を有する別の基板材料としては、例えば、アモルファスポリオレフィン、ガラス等を用いることができる。
【0032】
また、上記実施例では、本発明に従う光磁気記録媒体の製造方法として、スパッタリング装置を用いた製造方法の例を説明したが、本発明の製造方法は、これに限定されず、基板面に薄膜を形成する別の製造方法にも適用可能である。例えば、蒸着法やCVD(Chemical Vapor Deposition)法などの成膜方法にも、本発明の製造方法を適用することができる。また、スパッタリング装置も、RFマグネトロン・スパッタリング方式、DCマグネトロン・スパッタリング方式、枚葉式、自公転方式等の多様な種類のスパッタリング装置が存在するが、薄膜の成膜の制御が可能なスパッタリング装置であれば、どのようなスパッタリング装置であっても本発明の製造方法を適用することができる。
【0033】
【実施例2】
この実施例では、本発明に従う光磁気記録媒体の変形例として、基板と反対側(膜面側)から光を入射させる膜面入射タイプの光磁気記録媒体を作製した。図4に、膜面入射タイプの光磁気記録媒体の概略断面構造を示す。光磁気記録媒体20は、基板21上に、誘電体層22、ヒートシンク層23、誘電体層24、記録層25、誘電体層26、再生層27及び誘電体層28を順次積層した構造を有する。図4に示すように、レーザ光40は基板21と反対側から入射される。かかる光磁気記録媒体20の製造方法を以下に説明する。
【0034】
かかる基板21上に、誘電体層22、ヒートシンク層23、誘電体層24、記録層25、誘電体層26、再生層27及び誘電体層28を、スパッタリング装置を用いて順次積層した。スパッタリング装置を用いて順次積層した。なお、以下の説明では、本発明に従う製造方法の実施例として、スパッタリング装置を用いた製造方法の例を説明するが、本発明の製造方法は、基板表面に薄膜を形成する別の製造方法にも適用可能である。
【0035】
基板21を、複数のスパッタチャンバを有する連続スパッタリング装置の第1スパッタチャンバ内の基板キャリアに装着した。基板キャリアはスパッタチャンバ内でスパッタリングターゲットに対して回転可能に支持されており、基板21も基板キャリア内でスパッタリングターゲットに対して回転可能に支持されている。ターゲットとしてSiターゲットをスパッタチャンバ内に装着した後、チャンバ内を5×10−5Pa以下の真空度まで排気して、Arガスと窒素ガスを導入して反応性スパッタリングを行った。このスパッタリングにより基板上にSiNからなる誘電体層22を厚さ50nmで成膜した。
【0036】
次に、基板キャリアを、第2スパッタチャンバに搬送してArガスを導入してスパッタリングを行ない、厚さ30nmのAl合金からなるヒートシンク層23を成膜した。第2スパッタチャンバは、Al合金ターゲットが装着されており、基板キャリアを回転しながら、スパッタリングを行った。
【0037】
次いで、基板キャリアを第3スパッタチャンバに搬送し、Arガスと窒素ガスを導入して反応性スパッタリングを行った。第3スパッタチャンバにはSiターゲットが装着されており、このスパッタリングにより基板上にSiNからなる誘電体層24を厚さ10nmで成膜した。
【0038】
次いで、基板キャリアを第4スパッタチャンバに搬送し、Arガスを導入してスパッタリングを行ない、厚さ50nmのTbFeCoからなる記録層25を成膜した。第4スパッタチャンバは、TbターゲットとFeターゲットとCoターゲットとの3つのターゲットが装着されており、基板キャリアを回転しながら、これらの3つのターゲットによる3元同時スパッタリングを行った。ここで、TbターゲットとFeターゲットとCoターゲットへの投入電力を変更することによって、記録層25の組成比を調整することができる。実施例1と同様に、記録層25の成膜では、記録層の膜厚が25nmに達した時点で成膜一時的に中断し、60秒経過後、スパッタリングを再開して成膜を行った。
【0039】
次いで、基板キャリアを第5スパッタチャンバに搬送し、Arガスと窒素ガスを導入して反応性スパッタリングを行った。第5スパッタチャンバにはSiターゲットが装着されており、このスパッタリングにより基板上にSiNからなる誘電体層26を厚さ10nmで成膜した。
【0040】
次いで、厚さ20nmのGdFeCoからなる再生層27を、第6スパッタチャンバで成膜した。第6スパッタチャンバは、GdターゲットとFeターゲットとCoターゲットとの3つのターゲットが装着されており、基板キャリアを回転しながら、これらの3つのターゲットによる3元同時スパッタリングを行った。ここで、GdターゲットとFeターゲットとCoターゲットへの投入電力を変更することによって、再生層27の組成比を調整することができる。
【0041】
次いで、基板キャリアを第7スパッタチャンバに搬送し、Arガスと窒素ガスを導入して反応性スパッタリングを行った。第7スパッタチャンバにはSiターゲットが装着されており、このスパッタリングにより基板上にSiNからなる誘電体層28を厚さ60nmで成膜した。こうして図4に示した積層構造を有する光磁気記録媒体20を得た。
【0042】
実施例1と同様に、記録層25の中断回数を変えてノイズレベルを測定することで評価した結果を、図5に示す。記録層25の膜厚は50nmであるが、中断の回数を0回、1回、2回、3回として記録媒体を作製した。実施例1と同様に、このうち中断の回数が0回の記録媒体は従来通りの製造方法であり、比較用である。中断の回数が1回の場合、中断のタイミングは、誘電体層24の上に成膜された記録層の膜厚が半分(25nm)に達した時点とした。中断の回数が2回の場合、中断のタイミングは、誘電体層24の上に成膜された記録層の膜厚が15nm、30nmにそれぞれ達した時点とした。中断の回数が3回の場合、中断のタイミングは、誘電体層24の上に成膜された記録層の膜厚が10nm、25nm、40nmにそれぞれ達した時点とした。こうして製造した光磁気記録媒体を膜面入射用の評価機でノイズ測定を行った結果を、図5に示す。実施例1の光磁気磁気記録媒体と同様に、中断を行うことでノイズレベルの低減が図れ、極めて微小な磁区であっても記録層に安定な形状を保って記録できることを確認できた。
【0043】
実施例2では、基板21としてガラス基板を用いたが、膜面入射タイプの光磁気記録媒体の場合は、ポリカーボネート若しくはアモルファスポリオレフィン等の透光性を有する別の基板材料またはAl基板等の透光性を有しない基板材料を用いることができる。
【0044】
以上、本発明の光磁気記録媒体及びその製造方法について実施例により具体的に説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、上記実施例では、スパッタ法により再生層を成膜した例を挙げたが、これに限らず、蒸着法等の他の気相法を用いてもよい。
【0045】
【発明の効果】
本発明の光磁気記録媒体の記録層は、少なくとも一回の中断と再開からなる操作を含む成膜方法により成膜されているために、均一性の高い微小な磁性粒子から形成されている。このため、記録層に磁区が記録される際の形状安定性が極めて高くなり、100nm以下の極めて微小な磁区であっても安定な形状を保って記録できる。さらに、記録層が均一性の高い微小な磁性粒子から形成されているため、記録磁界感度も優れている。
【0046】
本発明の製造方法は、記録層の成膜の際に、成膜を途中で中断した後、再開する操作を少なくとも一回行なうので、磁性粒子が集合体となって堆積することが抑制され、記録層に、均一性の高い微細な磁性粒子を形成することができる。本発明の製造方法は、情報再生時に記録磁区が転写される再生層を備える光磁気記録媒体、または、転写された磁区が拡大する磁区拡大再生層を備える光磁気記録媒体の製造方法として最適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、本発明に従う実施例1における光磁気記録媒体の概略断面図であり、さらに、レーザ光が基板側から入射している様子を模式的に表した図である。
【図2】 図2は、実施例1における光磁気記録媒体を製造する際に、記録層の成膜時に成膜を中断した回数とノイズレベルとの関係を示したグラフである。
【図3】 図3(a)は、本発明に従う光磁気記録媒体の記録層に記録された微小記録磁区を模的に表し、図3(b)は、従来の光磁気記録媒体の記録層に記録された微小記録磁区を模的に表した模式図である。
【図4】 図4は、実施例2における光磁気記録媒体の概略断面図であり、さらに、レーザー光が基板と反対側(誘電体層側)の面から入射している様子を模式的に表した図である。
【図5】 図5は、実施例2における光磁気記録媒体を製造する際に、記録層の成膜時に成膜を中断した回数とノイズレベルとの関係を示したグラフである。
【符号の説明】
1,21 基板
2,4,6,8,22,24,26,28 誘電体層
3,27 再生層
5,25 記録層
7,23 ヒートシンク層
10,20 光磁気記録媒体
30,40 レーザー光
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a magneto-optical recording medium and a manufacturing method thereof, and more specifically, a magneto-optical recording medium including a recording layer in which information is recorded as a recording magnetic domain, and a reproducing layer for reading the recording magnetic domain, and a manufacturing method thereof. About.
[0002]
[Prior art]
Magneto-optical recording media are widely used as information recording media capable of recording or reproducing digital data such as moving image data and audio data. In recent years, moving images and audio data have been improved in image quality and sound quality, and their data amounts are increasing. For this reason, in the magneto-optical recording medium, in order to sufficiently cope with the increase in the amount of data, a further increase in capacity is desired.
[0003]
In order to meet this demand, a method of forming a minute recording mark to improve the recording density and reading the minute recording mark with a minute light spot diameter has been studied. The light spot diameter is proportional to the wavelength of light and inversely proportional to the numerical aperture of the lens that collects the light. Therefore, in order to reduce the light spot diameter, it is effective to shorten the wavelength of the laser beam used for recording or reproduction or increase the numerical aperture of the objective lens.
[0004]
On the other hand, a magnetic super-resolution technique and a magnetic domain expansion reproduction technique are known as techniques for reading out minute recording magnetic domains. These technologies are technologies for reproducing information by providing a reproducing layer as a magnetic layer other than the recording layer and transferring the recording magnetic domain to the reproducing layer. In particular, in the magnetic domain expansion reproducing technology, the information is transferred to the reproducing layer. It has been noticed that a large signal amplitude can be obtained by expanding the magnetic domain in the reproducing layer. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 8-7350 discloses a magnetic domain expanding reproduction system (MAMMOS: Magnetic Amplifying Magneto-Optical System). In this MAMMOS, at the time of reproduction, at least one of a laser beam and an external magnetic field is modulated and applied to transfer a recording mark (recording magnetic domain) formed on the information recording layer to the magnetic domain expansion reproducing layer. The magnetic domain is expanded by the magnetic domain expansion reproducing layer by an external magnetic field. Since the amplified reproduction signal is detected from the magnetic domain expanded by the magnetic domain expansion reproducing layer, even if a minute recording mark is formed on the recording layer, it can be reproduced with sufficient signal strength. By such a technique, it is possible to reproduce a minute recording mark smaller than a value of 1/2 of wavelength / numerical aperture. According to the magnetic domain expansion reproduction technique, for example, a recording magnetic domain having a shortest magnetic domain length of 0.2 μm can be read out using an optical system having a wavelength of 680 nm and an objective lens numerical aperture of 0.55.
[0005]
As a technique for improving such a magnetic domain expansion reproduction technique, the present applicant includes, in Japanese Patent Application No. 2001-95497, at least one operation of the reproduction layer including interruption and resumption when forming the reproduction layer. A magneto-optical recording medium characterized by being formed by a film forming method and a method for manufacturing the same are proposed.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, it is difficult to record stably when trying to record a very small magnetic domain having a magnetic domain length of 100 nm or less in order to improve the recording density. As a cause of this, according to magnetic domain observation by a magnetic force microscope, it is known that the shape of the magnetic domain is not uniform in such a very small recording magnetic domain. If the shape of the recorded magnetic domain is not uniform, there will be inconveniences such as an increase in the noise of the reproduced signal. In the aforementioned Japanese Patent Application No. 2001-95497, a technique for reducing the coercive force of the reproducing layer was described, but a technique for stabilizing the recorded magnetic domain shape was not mentioned.
[0007]
In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide a magneto-optical recording medium capable of recording with a stable recording magnetic domain shape and a method for manufacturing the same even with a very small magnetic domain having a magnetic domain length of 100 nm or less.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, in the magneto-optical recording medium,
A recording layer on which information is recorded;
A reproduction layer for reading out the information;
The magneto-optical recording medium is provided, wherein the recording layer is formed by a film forming method including at least one operation of interruption and resumption at the time of film formation.
[0009]
The recording layer of the magneto-optical recording medium of the present invention is formed by being interrupted at least once during the film formation and then restarted. Such a recording layer is formed by uniformly forming fine magnetic particles so that the magnetic spin is easily reversed by a small magnetic field, so that the shape stability of the minute recording magnetic domain is improved. The reason will be described below.
[0010]
Conventionally, a recording layer has been formed by depositing a magnetic material continuously after starting film formation by sputtering or the like until the layer thickness reaches a predetermined thickness. Since the deposited magnetic particles grow greatly as the film thickness of the recording layer increases, it is considered that a large number of large magnetic particle aggregates were formed in the recording layer. Such an aggregate of large magnetic particles tends to destabilize the shape of the magnetic domain formed during recording. Since the conventional recording layer includes a large number of such large magnetic particle aggregates, it is difficult to keep the magnetic domain shape the same when recording extremely small magnetic domains.
[0011]
Therefore, in the present invention, an attempt was made to temporarily stop the growth or aggregation of the magnetic particles at the time of interruption by interrupting the film formation at least once when forming the recording layer. After that, the film formation is restarted, and new magnetic particles are deposited on the magnetic film, resulting in a physical grain boundary or boundary at the interface, and the new magnetic particle is interrupted by this grain boundary or boundary. It is believed that subsequent growth or aggregation from the previous magnetic particle is prevented. That is, it is considered that the magnetic particles are relatively uniformly and finely formed in the recording layer because the magnetic particles are prevented from growing greatly due to the temporary interruption during the film formation. The fine magnetic particles have a small magnetic field intensity required to reverse the magnetic spin, and are effective in improving the recording magnetic field sensitivity. As a result, even a very fine recording magnetic domain can be recorded stably. It becomes possible.
[0012]
In the present specification, the term “interruption” refers to an operation that prevents magnetic particles from being substantially deposited on the recording layer during the formation of the recording layer. For example, when the film is formed by sputtering. Means to cut or reduce only the input power while the sputtering atmosphere gas is introduced into the film forming chamber. The term “resume” refers to an operation that causes the deposition of magnetic particles to be substantially resumed. For example, in the case of forming a film by sputtering, it refers to reapplying a cut or reduced input power. .
[0013]
In the magneto-optical recording medium of the present invention, the material for forming the recording layer includes, for example, rare earth-transition metal alloys such as TbFeCo, TbFe, GdFe, GdFeCo, TbCo, DyFeCo, DyFe, and DyCo, or alloys thereof. A material to which Cr, Zr, or the like is added can be used. In addition, as a material for forming the reproduction layer, a material such as a rare earth-transition metal alloy such as GdFeCo, GdFe, GdTbFeCo, GdDyFeCo, or GdDyTbFeCo, or an alternately laminated body of Pt layers and Co layers, a PtCo alloy, or the like can be used. .
[0014]
According to a second aspect of the present invention, in a method of manufacturing a magneto-optical recording medium comprising a recording layer on which information is recorded and a reproducing layer for reading the information,
There is provided a method of manufacturing a magneto-optical recording medium, wherein the recording layer is formed at least once including an operation of interruption and resumption when forming the recording layer.
[0015]
In the production method of the present invention, when the recording layer is formed, the operation consisting of interruption and resumption is performed at least once. That is, during the recording layer formation, when the recording layer thickness reaches a predetermined thickness, the film formation is temporarily interrupted, and at least one operation of starting the film formation again after a predetermined time has elapsed. The recording layer is formed by executing the process once. Since the recording layer formed by such a film forming method is configured by uniformly forming fine magnetic particles, the shape stability of the recording magnetic domain is improved. That is, according to the manufacturing method of the present invention, a magneto-optical recording medium capable of recording a magnetic domain having excellent shape stability can be manufactured.
[0016]
In the manufacturing method of the present invention, it is desirable to appropriately set the number of operations for interruption and resumption and the time interval from interruption to resumption according to the film thickness of the recording layer and production efficiency.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, examples of the magneto-optical recording medium of the present invention will be specifically described with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto.
[0018]
[Example 1]
In this example, as a specific example of the magneto-optical recording medium according to the present invention, a substrate surface incident type magneto-optical recording medium in which light is incident from the substrate side was manufactured. FIG. 1 shows an outline of a cross-sectional configuration of the magneto-optical recording medium. The magneto-optical recording medium 10 has a structure in which a dielectric layer 2, a reproducing layer 3, a dielectric layer 4, a recording layer 5, a dielectric layer 6, a heat sink layer 7, and a dielectric layer 8 are sequentially laminated on a substrate 1. . In the magneto-optical recording medium 10, the laser beam 30 is incident from the substrate 1 side during recording and reproduction. A method for manufacturing the magneto-optical recording medium 10 will be described below.
[0019]
The substrate 1 is a land / groove substrate having irregularities corresponding to clock pits on the surface, and both the land width and the groove width are 0.6 μm, the thickness is 0.6 mm, and the diameter is 122 mm. Such a substrate 1 is formed by forming a land / groove pattern opposite to the above irregularities on a glass master using a master exposure apparatus (not shown), and then installing a stamper copied from the master on an injection molding machine (not shown). Then, it was manufactured by injection molding using polycarbonate as a substrate material. On the substrate 1, a dielectric layer 2, a reproducing layer 3, a dielectric layer 4, a recording layer 5, a dielectric layer 6, a heat sink layer 7 and a dielectric layer 8 were sequentially laminated using a sputtering apparatus.
[0020]
The substrate 1 was mounted on a substrate carrier in a first sputtering chamber of a continuous sputtering apparatus having a plurality of sputtering chambers. The substrate carrier is rotatably supported with respect to the sputtering target in the sputtering chamber, and the substrate 1 is also rotatably supported with respect to the sputtering target within the substrate carrier. After mounting a Si target as a target in the sputtering chamber, the inside of the chamber was evacuated to a vacuum level of 5 × 10 −5 Pa or less, and reactive sputtering was performed by introducing Ar gas and nitrogen gas. By this sputtering, a dielectric layer 2 made of SiN was formed on the substrate with a thickness of 60 nm. In this embodiment, SiN is used as the dielectric layer, but AlSiN, AlTaN, TiN, TiON, TiO 2 , ZnS, BN, or the like can also be used.
[0021]
Next, the substrate carrier was transferred to the second sputtering chamber, Ar gas was introduced, and sputtering was performed to form a reproduction layer 3 made of GdFeCo having a thickness of 20 nm. The second sputtering chamber was equipped with three targets, a Gd target, an Fe target, and a Co target, and three-way simultaneous sputtering with these three targets was performed while rotating the substrate carrier. Here, the composition ratio of the reproducing layer 3 can be adjusted by changing the input power to the Gd target, Fe target, and Co target.
[0022]
After the reproduction layer 3 was formed, the substrate carrier was transferred to the third sputtering chamber, and reactive sputtering was performed by introducing Ar gas and nitrogen gas. A Si target was mounted in the third sputtering chamber, and the dielectric layer 4 made of SiN was formed on the substrate with a thickness of 10 nm by this sputtering.
[0023]
Next, the substrate carrier was transferred to the fourth sputtering chamber, Ar gas was introduced and sputtering was performed, and the recording layer 5 made of TbFeCo having a thickness of 50 nm was formed. The fourth sputtering chamber is equipped with three targets, a Tb target, an Fe target, and a Co target, and three-way simultaneous sputtering with these three targets was performed while rotating the substrate carrier. Here, the composition ratio of the recording layer 5 can be adjusted by changing the input power to the Tb target, Fe target, and Co target.
[0024]
In forming the recording layer 5, at least one interruption and resumption operation was performed during the film formation. Here, as interruption, only the input power was cut off while the atmospheric gas was introduced, and the input power was restarted as restart. Details of the timing and time of interruption and resumption will be described later. According to the knowledge of the present inventors, in order to expand the recording magnetic domain transferred to the reproducing layer when reproducing the recorded information by interrupting and resuming at least once during the film formation. It is possible to reduce the external magnetic field to be applied.
[0025]
Next, the substrate carrier was transported to the fifth sputtering chamber, and reactive sputtering was performed by introducing Ar gas and nitrogen gas. A Si target was mounted in the fifth sputtering chamber, and a dielectric layer 6 made of SiN was formed on the substrate to a thickness of 20 nm by this sputtering.
[0026]
Next, the substrate carrier was transported to the sixth sputtering chamber, Ar gas was introduced and sputtering was performed, and a heat sink layer 7 made of an Al alloy having a thickness of 30 nm was formed. The sixth sputter chamber was equipped with an Al alloy target and sputtered while rotating the substrate carrier.
[0027]
Finally, the substrate carrier was transported to the seventh sputtering chamber, and reactive sputtering was performed by introducing Ar gas and nitrogen gas. A Si target was mounted in the seventh sputtering chamber, and a dielectric layer 8 made of SiN was formed on the substrate to a thickness of 50 nm by this sputtering. Thus, the magneto-optical recording medium 10 having the laminated structure shown in FIG. 1 was obtained.
[0028]
Next, a result of comparing and evaluating a magneto-optical recording medium having the same configuration as the magneto-optical recording medium 10 and manufactured by the conventional manufacturing method and the magneto-optical recording medium 10 manufactured by the manufacturing method of the present invention. Will be described. In the manufacturing method of the present invention, as described above, the film formation is interrupted and resumed one or more times when the recording layer is formed. The effects thereof will be described below.
[0029]
The film thickness of the recording layer 5 was 50 nm, but the recording medium was produced with the number of interruptions being 0, 1, 2, and 3. Of these, the recording medium with zero interruptions is a conventional manufacturing method and is for comparison. When the number of interruptions was one, the interruption timing was the time when the film thickness of the recording layer formed on the dielectric layer 2 reached half (25 nm). When the number of interruptions was two, the interruption timing was the time when the film thickness of the recording layer formed on the dielectric layer 2 reached 15 nm and 30 nm, respectively. When the number of interruptions was three, the interruption timing was the time when the film thickness of the recording layer formed on the dielectric layer 2 reached 10 nm, 25 nm, and 40 nm, respectively.
[0030]
The magneto-optical recording medium 10 thus manufactured was evaluated by performing recording on the magneto-optical recording medium 10 using an optical system having a wavelength of 650 nm and a numerical aperture of 0.60. The recorded magnetic domain was a continuous mark having a magnetic domain length of 0.1 μm and a space length of 0.1 μm, and was recorded at a linear velocity of 2.5 m / s by the optical pulse magnetic field modulation method. FIG. 2 shows the result of measuring the noise level by recording after recording the magnetic domains in this way. It can be seen that the noise level tends to decrease due to the interruption during the formation of the recording layer. FIG. 3 schematically shows the shape of the recording magnetic domain estimated from these results. FIG. 3A is a schematic diagram of the shape of the magnetic domain recorded on the magneto-optical recording medium produced using the manufacturing method of the present invention, and shows that the shape is uniformly stable even with a small recording magnetic domain. . FIG. 3B is a schematic diagram of the shape of the magnetic domain recorded on the magneto-optical recording medium manufactured using the conventional manufacturing method, and shows that the shape of the boundary portion of the recording magnetic domain is an unstable shape. Yes.
[0031]
In the above embodiment, polycarbonate is used as the substrate material. However, in the case of a substrate surface incident type magneto-optical recording medium, another substrate material having translucency can be used. As another substrate material having translucency, for example, amorphous polyolefin, glass or the like can be used.
[0032]
In the above embodiment, an example of a manufacturing method using a sputtering apparatus has been described as a method for manufacturing a magneto-optical recording medium according to the present invention. However, the manufacturing method of the present invention is not limited to this, and a thin film is formed on the substrate surface. The present invention can also be applied to another manufacturing method for forming the film. For example, the manufacturing method of the present invention can also be applied to a film forming method such as a vapor deposition method or a CVD (Chemical Vapor Deposition) method. In addition, there are various types of sputtering devices such as RF magnetron sputtering method, DC magnetron sputtering method, single wafer method, self-revolution method, etc., but these are sputtering devices that can control film formation. As long as there is any sputtering apparatus, the manufacturing method of the present invention can be applied.
[0033]
[Example 2]
In this example, as a modification of the magneto-optical recording medium according to the present invention, a film surface incident type magneto-optical recording medium in which light is incident from the opposite side (film surface side) to the substrate was manufactured. FIG. 4 shows a schematic cross-sectional structure of a film surface incidence type magneto-optical recording medium. The magneto-optical recording medium 20 has a structure in which a dielectric layer 22, a heat sink layer 23, a dielectric layer 24, a recording layer 25, a dielectric layer 26, a reproducing layer 27, and a dielectric layer 28 are sequentially laminated on a substrate 21. . As shown in FIG. 4, the laser beam 40 is incident from the side opposite to the substrate 21. A method for manufacturing the magneto-optical recording medium 20 will be described below.
[0034]
On the substrate 21, a dielectric layer 22, a heat sink layer 23, a dielectric layer 24, a recording layer 25, a dielectric layer 26, a reproducing layer 27, and a dielectric layer 28 were sequentially laminated using a sputtering apparatus. The layers were sequentially stacked using a sputtering apparatus. In the following description, an example of a manufacturing method using a sputtering apparatus will be described as an example of a manufacturing method according to the present invention. However, the manufacturing method of the present invention is a different manufacturing method for forming a thin film on a substrate surface. Is also applicable.
[0035]
The substrate 21 was mounted on a substrate carrier in a first sputtering chamber of a continuous sputtering apparatus having a plurality of sputtering chambers. The substrate carrier is rotatably supported with respect to the sputtering target in the sputtering chamber, and the substrate 21 is also rotatably supported with respect to the sputtering target within the substrate carrier. After mounting a Si target as a target in the sputtering chamber, the inside of the chamber was evacuated to a vacuum level of 5 × 10 −5 Pa or less, and reactive sputtering was performed by introducing Ar gas and nitrogen gas. A dielectric layer 22 made of SiN was formed to a thickness of 50 nm on the substrate by this sputtering.
[0036]
Next, the substrate carrier was transferred to the second sputtering chamber, Ar gas was introduced, and sputtering was performed to form a heat sink layer 23 made of an Al alloy having a thickness of 30 nm. The second sputter chamber was equipped with an Al alloy target and sputtered while rotating the substrate carrier.
[0037]
Next, the substrate carrier was transferred to the third sputtering chamber, and reactive sputtering was performed by introducing Ar gas and nitrogen gas. A Si target is mounted in the third sputtering chamber, and a dielectric layer 24 made of SiN is formed on the substrate with a thickness of 10 nm by this sputtering.
[0038]
Next, the substrate carrier was transferred to the fourth sputtering chamber, Ar gas was introduced, and sputtering was performed to form a recording layer 25 made of TbFeCo having a thickness of 50 nm. The fourth sputtering chamber is equipped with three targets, a Tb target, an Fe target, and a Co target, and three-way simultaneous sputtering with these three targets was performed while rotating the substrate carrier. Here, the composition ratio of the recording layer 25 can be adjusted by changing the input power to the Tb target, Fe target, and Co target. In the same manner as in Example 1, the film formation of the recording layer 25 was temporarily interrupted when the film thickness of the recording layer reached 25 nm, and after 60 seconds, the sputtering was resumed to form the film. .
[0039]
Next, the substrate carrier was transported to the fifth sputtering chamber, and reactive sputtering was performed by introducing Ar gas and nitrogen gas. A Si target was mounted in the fifth sputtering chamber, and a dielectric layer 26 made of SiN was formed on the substrate with a thickness of 10 nm by this sputtering.
[0040]
Next, a reproduction layer 27 made of GdFeCo having a thickness of 20 nm was formed in a sixth sputtering chamber. The sixth sputtering chamber was equipped with three targets, a Gd target, an Fe target, and a Co target, and three-way simultaneous sputtering with these three targets was performed while rotating the substrate carrier. Here, the composition ratio of the reproducing layer 27 can be adjusted by changing the input power to the Gd target, Fe target, and Co target.
[0041]
Next, the substrate carrier was transported to the seventh sputtering chamber, and Ar gas and nitrogen gas were introduced to perform reactive sputtering. A Si target was mounted in the seventh sputtering chamber, and a dielectric layer 28 made of SiN was formed on the substrate to a thickness of 60 nm by this sputtering. Thus, the magneto-optical recording medium 20 having the laminated structure shown in FIG. 4 was obtained.
[0042]
Similar to Example 1, the results of evaluation by measuring the noise level by changing the number of interruptions of the recording layer 25 are shown in FIG. The film thickness of the recording layer 25 was 50 nm, but the recording medium was produced by setting the number of interruptions to 0, 1, 2, and 3. As in Example 1, the recording medium with zero interruptions is a conventional manufacturing method and is for comparison. When the number of interruptions was one, the interruption timing was the time when the film thickness of the recording layer formed on the dielectric layer 24 reached half (25 nm). When the number of interruptions was two, the interruption timing was the time when the film thickness of the recording layer formed on the dielectric layer 24 reached 15 nm and 30 nm, respectively. When the number of interruptions was three, the interruption timing was the time when the film thickness of the recording layer formed on the dielectric layer 24 reached 10 nm, 25 nm, and 40 nm, respectively. FIG. 5 shows the result of noise measurement performed on the magneto-optical recording medium manufactured in this way using an evaluator for film surface incidence. Similar to the magneto-optical magnetic recording medium of Example 1, it was confirmed that the noise level can be reduced by interrupting the recording layer, and recording can be performed while maintaining a stable shape even in a very small magnetic domain.
[0043]
In Example 2, a glass substrate was used as the substrate 21, but in the case of a film surface incident type magneto-optical recording medium, another substrate material having translucency such as polycarbonate or amorphous polyolefin, or translucency such as an Al substrate is used. A substrate material having no properties can be used.
[0044]
As described above, the magneto-optical recording medium and the manufacturing method thereof according to the present invention have been specifically described with reference to the embodiments. However, the present invention is not limited thereto. For example, in the above-described embodiment, an example in which the reproduction layer is formed by the sputtering method has been described.
[0045]
【The invention's effect】
Since the recording layer of the magneto-optical recording medium of the present invention is formed by a film forming method including an operation including at least one interruption and resumption, the recording layer is formed of fine magnetic particles with high uniformity. For this reason, the shape stability when magnetic domains are recorded on the recording layer becomes extremely high, and even a very small magnetic domain of 100 nm or less can be recorded while maintaining a stable shape. Furthermore, since the recording layer is formed of fine magnetic particles with high uniformity, the recording magnetic field sensitivity is also excellent.
[0046]
In the production method of the present invention, when the recording layer is formed, the operation of resuming the film formation is interrupted and then resumed at least once, so that the accumulation of magnetic particles as an aggregate is suppressed, Fine magnetic particles with high uniformity can be formed on the recording layer. The manufacturing method of the present invention is optimal as a manufacturing method of a magneto-optical recording medium having a reproducing layer to which a recording magnetic domain is transferred at the time of reproducing information, or a magneto-optical recording medium having a magnetic domain expanding and reproducing layer in which the transferred magnetic domain expands. is there.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a magneto-optical recording medium in Example 1 according to the present invention, and is a diagram schematically showing a state in which laser light is incident from the substrate side.
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the number of times film formation was interrupted during the formation of a recording layer and the noise level when the magneto-optical recording medium in Example 1 was manufactured.
FIG. 3 (a) schematically shows a minute recording magnetic domain recorded on a recording layer of a magneto-optical recording medium according to the present invention, and FIG. 3 (b) shows a recording layer of a conventional magneto-optical recording medium. It is the schematic diagram which represented typically the micro recording magnetic domain recorded on (1).
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a magneto-optical recording medium in Example 2, and further schematically shows that laser light is incident from a surface opposite to the substrate (dielectric layer side). FIG.
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the number of times film formation was interrupted during the formation of a recording layer and the noise level when the magneto-optical recording medium in Example 2 was manufactured.
[Explanation of symbols]
1, 21 Substrate 2, 4, 6, 8, 22, 24, 26, 28 Dielectric layer 3, 27 Reproducing layer 5, 25 Recording layer 7, 23 Heat sink layer 10, 20 Magneto-optical recording medium 30, 40 Laser light

Claims (1)

基板と、情報が記録され且つTeFeCoからなる記録層と、前記記録層に記録された記録磁区が転写された後、拡大され且つ前記情報読み出される再生層とを備える光磁気記録媒体の製造方法において、
前記記録層をスパッタリングにより成膜し、
前記記録層を成膜する際に、中断と再開からなる操作を一回または二回行なうことを特徴とする光磁気記録媒体の製造方法。
Substrate and a recording layer in which information is composed of recorded and TeFeCo, after the recording magnetic domain recorded in the recording layer is transferred, the magneto-optical recording medium and a reproducing layer expanded and the information is read out In the manufacturing method,
The recording layer is formed by sputtering,
A method of manufacturing a magneto-optical recording medium, wherein an operation including interruption and resumption is performed once or twice when forming the recording layer.
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