JPH0414641A - 光磁気記録膜の構造及びその記録方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、レーザー光を用いて記録、再生成いは消去を
行う光磁気記録において、超高密度光記録を行うのに有
効な光磁気記録膜の構造及びその記録方法に関する。

〔従来の技術〕

近年、高度情報化社会の進展により高密度で大容量のフ
ァイルメモリーに対するニーズが高まっている。これに
応えるメモリーの１つとして光記録が注目されている。

１度だけ記録ができる追記型に続き、何度も書換えがで
きる可逆光磁気記録が実用化された。ひきつづき、光磁
気記録の高性能化について研究が進められている。その
１つが、記録密度の向上で、現在波長の短いレーザー光
を用いて記録を行う手法が最も有望で、盛んに研究が行
なわれている。その場合、高密度記録を行うためのポイ
ントとして、（１）良好形状を有する微小記録磁区を形
成すること、（２）用いるレーザー光の波長で十分なカ
ー（Ｋｅｒｒ）回転角を有することの２点をあげること
ができる。これまで、後者に関する検討がさかんになさ
れており、その公知な例として、Ｕ　Ｓ　Ｐ４６９５５
１４をあげることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術では磁気光学効果の増大に関する検討はな
されているが、微小記録磁区を形成するためのディスク
構造、光磁気記録膜の構造や記録方法に関する検討はほ
とんどなされておらず、超高密度記録が可能な光磁気記
録実用化の障害の一つとなっていた。現在の製品に広く
用いられているＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏ系の光磁気材料では、
再生に際して光の波長が短くなるのにつれてＫｅｒｒ回
転角が減少するので、十分な再生信号出力が得られずエ
ラーの原因となることがあった。そこで、超高密度光記
録を実現するには、短波長の光に対して十分なＫｅｒｒ
効果を示す記録材料を開発すると共に、微小記録磁区を
形成する手法について検討することが重要であるが、現
在までのところ必ずしも十分な検討がなされているわけ
ではなかった。

本発明は、再生時に十分な再生信号出力を得るのに好適
であるとともに、微小な記録磁区を得るのに好適な光磁
気記録膜の構造及びその記録を提供することを目的とし
てなされたものである。

〔課題を解決するための手段〕

Ｋｅｒｒ回転が大きくかつ微小記録磁区を得る具体的手
法として、光磁気記録膜の厚さ方向に熱伝導率の分布を
設けることが有効であることを見出した。そして、この
記録膜にレーザー光を用いて記録を行うのに、微小記録
磁区を形成するには、記録膜の熱伝導の小さい方から記
録す朴ば良い。すなわち、光の波長が短くなるほど微小
光スポットに絞り込むことが可能で、スポットが照射さ
れた部分の温度が急上昇する。熱伝導率が大きいと周囲
へ熱が拡散し記録膜に広い部分で温度が上がるので微小
記録磁区の形成が困難である。そこで、記録光が入射し
てくる側の膜の熱伝導率は小さいので、微小光パルスを
照射すると、はぼ光の照射された部分の中心付近のみが
熱せられるので微小記録磁区の形成が可能である。この
場合、記録膜の熱伝導率の大きさに応じてパルス高やパ
ルス幅等の記録条件を選択する。

また本発明の効果は、光変調記録方式はもちろん磁界変
調記録方式でも得られ、記録方式にはよらない。消去の
場合には、逆に熱伝導率の大きい側から光を、入射する
ことで十分な消去磁区幅が容易に得られるので、小さな
レーザー出力で完全消去が可能である。

次に、記録膜の熱伝導率制御の具体的手法について説明
する。まず、熱伝導率が小さな記録材料としてＴｂ、Ｄ
ｙ、Ｈｏ、Ｇｄの内から選ばれる少なくとも１種類の元
素と、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉの内から選ばれる少なくとも１
種類の元素とからなる合金層を形成した。次に、熱伝導
率の大きな記録材料として、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ或いはＡ
ｕの内の少なくとも１種類の元素と、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ
の内から選ばれる少なくとも１種類の元素とを交互に積
層した多層膜層を作製した。この場合、熱伝導率の小さ
い層と大きい層とは磁気的に結合している。

このようにして作製した記録膜に、記録光を熱伝導率の
小さい層から照射して記録磁区を形成した。偏光顕微鏡
にて磁区を観察したところ、０．３μｍ以下の微小磁区
であった。再生は、交互積層多層膜側より行なったとこ
ろ、十分大きな再生信号出力が得られた。

この他、白金族元素のＰｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ａｕの内から
選ばれる少なくとも１種類の元素と、鉄族元素のＦｅ、
Ｃｏ、Ｎｉの内から選ばれる少なくとも１種類の元素と
を交互に積層した記録膜を形成するのに、白金族元素層
と鉄族元素層との膜厚比を記録膜の膜厚方向に連続的に
変化させることにより熱伝導率の分布を膜厚方向に設け
た。すなわち、白金族層が厚いと熱伝導率が大きくなり
、その抜栓々に白金族層の膜厚を薄くしていくことで熱
伝導率を小さくした。

このようにして作製した光磁気膜に記録を行なった。記
録光を、相対的に鉄族層の厚い側すなわち熱伝導率の小
さい側から入射して記録したところ、０．２５μｍ以下
の小さな磁区を形成できた。

また、この記録した情報を再生したところ、エラーを生
じることなく十分な再生信号出力が得られた。

このように、記録膜の熱伝導率を制御し、記録。

消去及び再生方法を工夫することにより超高記録密度を
有する光ディスクを得ることができた。

消去するには、熱伝導率の大きな側から光を入射すれば
良いことはいうまでもない。これは、消し残りなく完全
消去を行うには、十分幅広い消去磁区幅を得なければな
らない。そのためには、熱伝導率の大きい側から消去光
を照射すると、熱が周囲に拡散してゆき、広い範囲の消
去が可能である。ここで、熱拡散を利用することにより
／Ｊ％さなレーザーパワーでも所望の磁区幅が得られる
。この効果は、ここに述べた材料に限らず、熱を印加し
て記録や消去を行なう記録材料すべてに適用できる。

〔作用〕 ゛超高密度光記録を行うため記録磁区幅や消去磁区幅を
制御した。そのために光磁気記録膜の膜厚方向に熱伝導
率の分布を持たせ、熱伝導率の小さい側から記録光を入
射させると熱が拡散しにくいので微小区域しか熱せられ
ず、微小の記録磁区が得られるので超高密度光記録が可
能である。逆に、消去を行う場合には熱伝導率の大きい
側から光を入射すると、熱は周囲に拡散するので、小さ
なレーザーパワーでも十分な幅を有する消去磁区幅が得
られる。

〔実施例〕

以下、本発明の詳細を実施例１〜２を用いて説明する。

［実施例１コ 本実施例において作製したディスクの断面構造を第１図
に示す。

凹凸の案内溝を有するディスク基板１上に、無機誘電体
膜２として窒化シリコン膜をスパッタ法により形成した
。その時の条件は、ターゲットにＳｉ焼結体を、放電ガ
スにＡｒ／Ｎ２（＝９０／１０）混合ガスをそれぞれ用
い、放電ガス圧カニＩ　Ｘ　１０−２Ｔｏｒｒ、投入Ｒ
Ｆ電カニ　６．３Ｗ／ｃｄである。膜厚は５５０人、屈
折率は２．１０である。

ひきつづき、光磁気記録膜３をスパッタ法により形成し
た。

この時の光磁気記録膜の構造の詳細を第２図に示した。

まず最初に、鉄族元素層３１として００層を５人１．白
金族元素３２としてＲｔ層を８人の膜厚でそれぞれ交互
に積層し、途中から００層の厚さはそのままで、ｐｔ層
を１２人とした。そして記録膜全体の膜厚は２５０人で
ある。ｐｔツタ−ット及びＣＯケタ−ットを二元同時ス
パッタを行なった。この時のスパッタをＤＣマグネトロ
ンスパッタ法により行なった。放電ガスはＡ　ｒ　、放
電ガス圧力は５　Ｘ　１０　”−’Ｔｏｒｒ、スパッタ
のパワーは、４００Ｖ、０．３Ａ−０，４Ａである。各
層の膜厚は、投入する電流を制御して変化させた。

そして最後に、再び窒化シリコンの無機誘電体膜４を、
無機誘電体膜２と同一の条件にて４５０人の膜厚に形成
した。

このようにして作製した光磁気ディスクに光変調記録方
式を用いて記録を行なった。パルス幅及びパルス高さを
制御した。用いたレーザー光の波長は５３０ｎｍである
。記録は、無機誘電体膜２側から光を入射させて行なっ
た。レーザーパワーは６ｍＷ、パルス幅は２０ｎ　ｓ、
ディスク回転数は２４０Ｏｒｐｍである。記録した磁区
を偏光顕微鏡にてｗＡ察したところ、０．４μｍ幅で長
さ０．３μｍの磁区が形成されていた。これとは逆側か
ら光を入射すると条件を変えてもこのサイズの記録磁区
は得られなかった。そして５３０ｎｍの光にて記録光入
射と同一方向から光を入射させて再生したところ、エラ
ーなく再生することができ、その時のＣ／Ｎは５０ｄＢ
であった。ここで、再生レーザーパワーは１ｍＷとした
。

また、消去を記録光と同一方向から入射させて行なった
ところ、０．１μｍのトラックオフセットを考慮して完
全消去を行うのに７．５ｍＷ必要であったものが、記録
光と反対側すなわち、無機誘電体膜４側から光を入射さ
せて消去したところ６ｍＷで完全消去できた。ここで、
ｐｔ層の厚い側が熱伝導率が大きく、薄い側が逆に熱伝
導率が小さい。このように記録膜の膜厚方向の熱伝導率
を制御し、熱伝導率の小さい側から光を入射させて記録
することで微小記録磁区の形成ができ、その反対側から
消去光を入射すると小さなパワーで完全消去を行なうこ
とができた。

［実施例２］ 本実施例において作製した光磁気ディスクの断面構造は
第１図と同様である。凹凸の案内溝を有する基板１上に
、無機誘電体膜２として５００人の窒化シリコン膜を形
成した。その上に光磁気記録膜３を形成した。その時の
作製法及び条件は実施例１と同様である。

ここで、光磁気記録膜の詳細構造を第３図に示す。まず
無機誘電体膜２上に記録層（Ｉ）としてＴｂ、、Ｆｅ、
、Ｃｏ、。Ｎｂ、膜を９００人形成した。その時の条件
は、ターゲットにはＴｂＦｅＣｏＮｂ合金を、放電ガス
にＡｒをそれぞれ使用し、放電ガス圧カニ　５　Ｘ　１
０−’Ｔｏｒｒ、投入ＲＦ電力密度：４．２Ｗ／ｃｄに
てスパッタを行なった。ひきつづき、ｐｔ及びＣｏの交
互積層膜を形成した。ターゲットにはｐｔ及びＣｏ単体
を用い、二元同時のＤＣスパッタ法により膜作製した。

しかし、本発明の効果は、スパッタ法によらないことは
いうまでもない。放電ガスにＡｒを用い、放電ガス圧力
＝５Ｘ　Ｉ　Ｏ−’Ｔｏｒｒ、投入電力＝ｃｏターゲッ
ト：３５０Ｖ、０．４Ａ　、Ｐｔターゲット：３５０Ｖ
。

０．１５Ａ　とし、Ｃｏ：５人、Ｐｔ：１２人の膜を１
組とし、全膜厚１３０人に形成した。そして最後に、窒
化シリコンの無機誘電体膜４を形成した。その時の条件
及び誘電体膜厚は実施例１と同様とした。

このようにして作製したディスクに、４８０ｎｍの光を
用いて記録した。Ｔ　ｂ　Ｆ　ｅ　Ｃｏ　Ｎ　ｂ膜とＰ
　ｔ　／　Ｃｏ交互積層膜とを比較すると、ＦｅやＣｏ
を主成分とするＴｂＦｅＣｏＮｂＭの方が熱伝導率が小
さい。そこで、Ｔ　ｂ　Ｆ　ｅ　Ｃｏ　Ｎ　ｂ腹側がら
光を入射して光変調方式により記録し、形成された磁区
を偏光顕微鏡にて観察した。その結果、幅ｏ、４５μｍ
、長さ０．３μｍの微小磁区が形成されており、この磁
区を再生したところＣ／Ｎ＝４９　ａ　Ｂが得られた。

ここで、ディスクの回転数等駆動条件は実施例１と同様
である。また、Ｐ　ｔ　／　Ｃｏ交互積層多層膜側から
光を入射させて記録したが、磁区形状やサイズ、Ｃ／Ｎ
とも先の条件を越える条件を見出すことができなかった
。これは、ｐｔ層　Ｃｏ交互積層多層膜の熱伝導率が大
きいので、記録時に照射されたレーザー光がらの熱が周
囲に拡散するため広い領域があたためられる。そのため
、大きな記録磁区が形成され、ピット間干渉を生じたり
、記録ができない場合が生じたりする。

この現象を用・い、消去光をＰ　ｔ　／　Ｃｏ側から入
射することにより、小さなレーザーパワーで十分幅広い
消去磁区幅が得られ、容易に完全消去ができる。

この効果は光変調記録に限定されることなく、磁界変調
記録を用いても同様である。この場合も、記録時や消去
時の光の入射方向は同様である。この他、Ｔｂの代りに
［ｌｙ、ＨａやＧｄの内の１種を用いても良く、またＦ
ｅＣｏの他にＦｅＮｉ。

ＣｏＮｉを用いても良い。この場合もＴ　ｂ　Ｆ　ｅ　
Ｃ。

系と同様熱伝導率は小さい。また、Ｐ　ｔ　／　Ｃｏの
組合せの他にＰ　ｄ　／　Ｃｏ　、　Ｒｈ　／　Ｃｏ　
、　Ａ　ｕ　／Ｃｏをはじめとし、Ｃｏ以外にＦｅ、Ｎ
ｉを用いても良い。さらに、ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ａｕの
内の２種の合金、ＰｔＣｏ、ＰｄＣｏ。

ＡｕＣｏ、Ｃｏ以外にＦｅやＮｉとし 〔発明の効果〕 本発明によれば、記録膜中に熱伝導率の分布を持たせた
ものを用い、記録時に熱伝導率の小さい側からレーザー
光を入射することで、熱拡散を少なくし、微小記録磁区
の形成を可能とし、超高密度光記録を可能とした。また
、消去時には、記録膜の熱伝導率の大きな側から光を入
射させることで、小さなレーザーパワーでトラックオフ
セットを考慮しても十分な消去磁区幅が得られるので完
全消去が容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の光磁気ディスクの断面図、第
２図、第３図は本発明の実施例の光磁気記録膜部分の断
面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくともレーザー光を用いて情報の記録、再生成
   いは消去を行う光磁気記録において、その記録膜の厚さ
   方向に熱伝導率の分布を形成したことを特徴とする光磁
   気記録膜の構造。 ２、特許請求の範囲第１項記載の光磁気記録膜において
   、少なくとも記録のためのレーザー光の入射側の熱伝導
   率をその反対側に比べて小さくしたことを特徴とする光
   磁気記録膜の構造。 ３、特許請求の範囲第１項記載の光磁気記録膜において
   、少なくとも消去のためのレーザー光が入射する側の熱
   伝導率を、その反対側に比べ大きくしたことを特徴とす
   る光磁気記録膜の構造。 ４、特許請求の範囲第１項から第３項記載の光磁気記録
   膜の厚さ方向に熱伝導率の分布を形成するのに、熱伝導
   率を段階的或いは連続的に変化させたことを特徴とする
   光磁気記録膜の構造。 ５、特許請求の範囲第４項記載の熱伝導率を段階的に制
   御するのに、熱伝導率の異なる材料を少なくとも２種類
   積層し、さらに優位には熱伝導率の高い材料系としてＰ
   ｔ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｒｈの内より選ばれる少なくとも１種
   類の元素とＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉの内より選ばれる少なくと
   も１種類の元素とを交互に積層或いは合金を用い、一方
   熱伝導率の低い材料系として希土類元素と鉄族元素との
   合金を用い、さらに優位にはその希土類元素としてＴｂ
   、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｇｄの内より選ばれる少なくとも１種類
   の元素を、鉄族元素としてＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉの内より選
   ばれる少なくとも１種類の元素を用いたことを特徴とす
   る光磁気記録膜の構造。 ６、特許請求の範囲第１項及び第４項記載の光磁気記録
   膜として、鉄族元素としてＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉの内から選
   ばれる少なくとも１種類の元素と白金族元素としてＰｔ
   、Ｐｄ、Ａｕ、Ｒｈの内から選ばれる少なくとも１種類
   の元素とを交互に積層した多層膜を用い、鉄族元素と白
   金族元素の一層当りの厚さを制御することで、記録膜の
   膜厚方向に熱伝導率の分布を持たせたことを特徴とする
   光磁気記録膜の構造。 ７、特許請求の範囲第１項及び第４項記載の光磁気記録
   膜の膜厚方向に熱伝導率の分布を設ける際に、磁気的つ
   ながりを保持させたままで設けたことを特徴とする光磁
   気記録膜の構造。 ８、特許請求の範囲第１項及び第４項記載の膜厚方向に
   熱伝導率の分布を設けた光磁気記録膜に、パルス状の記
   録光を入射する場合、レーザー光入射側の材料の熱伝導
   率に応じてそのパルス幅またはパルス高或いはその両方
   を制御したことを特徴とする光磁気記録膜の記録方法。