JPH0721610A

JPH0721610A - 光磁気記録媒体

Info

Publication number: JPH0721610A
Application number: JP16453693A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Sekiya; 昌彦関谷; Toru Horiguchi; 透堀口; Kiyoshi Chiba; 潔千葉
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1993-07-02
Filing date: 1993-07-02
Publication date: 1995-01-24

Abstract

(57)【要約】【目的】光変調によるダイレクトオーバーライトが可能
な光磁気記録媒体におけるＣ／Ｎの向上。【構成】基板部10／第１誘電体層20／記録層30／第２誘
電体層40／金属反射層50を、この順に備える。基板部10
は、基礎基板11とガイド上誘電体膜12と平坦化膜13をこ
の順に備える。ここで基礎基板11はトラッキングサーボ
ためのガイドを形成した面を有し、かつ基礎基板11の前
記ガイドを形成する部分は有機物樹脂からなる。また平
坦化膜13は、ガイド上誘電体膜12の上から前記ガイドに
よる凹凸を埋めて表面を平坦化させるよう形成する。さ
らにガイド上誘電体膜12の屈折率は、前記ガイドを形成
する部分の基礎基板11の材料と平坦化膜13のいずれより
も高いものを用いて構成する。そしてさらに記録層30
は、光磁気記録膜31と面内磁化膜32を隣接して形成した
２層膜により構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ等の光により情
報の記録、再生、消去等を行う光磁気記録媒体および光
磁気記録装置に関する。さらに詳細には、バイアス磁界
の方向および大きさを変えることなく、光パルスのパワ
ーレベルおよび／またはパルス幅の変調のみにより情報
のダイレクトオーバーライトを行う光磁気記録媒体およ
び光磁気記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光記録媒体は、高密度、大容量の情報記
録媒体として種々の研究開発が行われている。特に、情
報の消去可能な光磁気記録媒体は応用分野が広く、種々
の材料、システムが発表されており、すでに実用化が始
まっている。

【０００３】ところでフロッピーディスク、ハードディ
スク等と光磁気記録媒体とを特性面で比較したとき、光
磁気記録媒体の大きな欠点は、記録済の古い情報を消去
しつつ新しい情報の書き込み記録を行うダイレクトオー
バーライト（直接重ね書き）が難しいという点である。

【０００４】光磁気記録媒体のダイレクトオーバーライ
ト技術としては、これまでにも種々の方式が提案されて
いる。それらの中でも、特開平1-251357号公報、J. App
l. Phys. Vol.63 No.8 (1988) 3844、IEEE TRANS. Mag
n. Vol.23 No.1 (1987) 171、Appl. Phys. Lett. Vol.4
9 No.8 (1986) 473、IEEE TRANS. Magn. Vol.25 No.5(1
989) 3530 、J. Appl. Phys. Vol.69 No.8 (1991) 4967
等に記載のごとく、レーザ光照射により昇温された磁壁
境界領域の一部において、正味残留磁化の方向を自己反
転できる自己反転可能な光磁気記録膜を用い、バイアス
磁界の方向および大きさを変えることなく、光パルスの
パワーレベルおよび／またはパルス幅を消去レベルと書
き込みレベルとに変調させることにより、ダイレクトオ
ーバーライトを行う方式は、現在市販が開始されている
光磁気記録装置に比べ、光学系、磁石等の構造の大幅な
変更がなく、将来技術として最も注目される方式であ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、実際に
前述の従来方式によるダイレクトオーバーライトの確認
試験を行った。その際に用いた媒体は、直径 130ｍｍ、
厚さ1.2ｍｍで、1.6μｍピッチのスパイラル状のグルー
ブを有するポリカーボネート樹脂（ＰＣ）基板上に、前
述の自己反転可能な光磁気記録膜として（Gd₂₅Tb₇₅）₂₆
（Fe₈₀Co₂₀）₇₄（添数字は原子％による組成を示す）の
希土類遷移金属非晶質合金磁性薄膜（膜厚150ｎｍ）
を、透明誘電体であるAlSiＮ膜（膜厚80ｎｍ）で挟んだ
構成のものである。

【０００６】つづいて、上述の媒体のダイレクトオーバ
ーライト動作の試験を行った。評価用ドライブに設置し
た媒体の回転速度は、半径30ｍｍの位置にて線速度11.3
ｍ／secとした。記録と消去は、ビットの記録方向に350
Oeの大きさの外部バイアス磁界を印加した状態で、図２
に示す4ＭHzのパルス信号によって行った。その際、波
長830ｎｍのレーザを用いてのレーザパワーは、記録時
には8.0ｍＷ、消去時には5.5ｍＷとした。その後1.0ｍ
ＷのＤＣ光すなわち連続光を照射して、再生信号の測定
を行った。この時再生信号のＣ／Ｎは約37dBであった。

【０００７】つづいてこの測定を行った同じトラック上
にて、ビットの記録方向に350Oeの大きさの外部バイア
ス磁界を印加した状態で、図３に示す3ＭHzのパルス信
号により記録と消去を行った。すなわち、図２による元
の信号を、図３の信号にてダイレクトオーバーライトし
た。その後1.0ｍＷのＤＣ光すなわち連続光を照射し
て、再生信号の測定を行った。すると初めに記録されて
いた4ＭHzの信号は完全に消去され、3ＭHzの信号のみが
記録されていた。この時再生信号のＣ／Ｎは約37dBであ
った。

【０００８】以上のとおり、前述の光変調方式を用いる
ことによる基本的なダイレクトオーバーライト動作の確
認はできた。しかし、再生特性に関しては、Ｃ／Ｎ＝37
dBと低く、実用化レベルに到達させるためには、大幅な
Ｃ／Ｎの改善が課題とされる。

【０００９】また、本発明で対象とする光磁気記録媒体
は、基板上に、レーザ光照射により加熱された磁壁境界
領域の一部において、正味残留磁化の方向を自己反転で
きる自己反転可能な光磁気記録膜を形成した光磁気記録
媒体であり、前記光磁気記録媒体を移送しつつ、バイア
ス磁界の方向および大きさを変えることなく、パワーレ
ベルおよび／またはパルス幅が消去レベルと書き込みレ
ベルとの間で変調されたレーザ光の照射のみによりデー
タの直接重ね書きを行うものである。しかし前述のとお
り、従来構成の媒体で直接重ね書きを行ってみると、そ
の再生特性はＣ／Ｎ＝37dBと低いことが確認された。

【００１０】ところで、現在市販の光磁気記録装置にお
いては、情報の記録、再生、消去等を行う際に光による
トラッキングサーボの制御を精度良く、安定して行う必
要がある。このためのサーボ方式の一つには、トラック
１周内に複数個のサーボ領域を設定し、そこにサーボ用
のサンプルピットを形成したサンプルサーボ方式があ
る。この方式によれば、データ信号とサーボ信号とが空
間的、時間的に分離されるため、両者の信号の干渉を避
けることができる。しかしこの方式では、サンプル点が
小さな欠陥等でつぶれやすく、安定して十分なサーボを
行うことができない。

【００１１】そこでトラッキングサーボを安定して十分
行うために、記録膜を形成する基板の表面には、凹凸形
状のガイドをデータ領域に隣接して形成する方法が用い
られる。すなわち、基板表面に渦巻状もしくは同心円状
に配列した溝をデータ領域に隣接して設ける。そしてト
ラッキングサーボの制御は、このガイドからの回折光を
用いて行われる。

【００１２】しかし、こうした凹凸形状のガイドがデー
タ領域に隣接して設けられていることにより、データ信
号の品質が低下してしまうということが知られている。
すなわちガイドによる凹凸のために、光磁気記録膜にも
凹凸が形成され、トラッキングサーボ用のガイドに隣接
しているデータ領域においては、それによるビット形状
の崩れ等が生じて信号のＣ／Ｎ低下等が起こるものと考
えられる。

【００１３】さらに本発明で用いるところのダイレクト
オーバーライト方式での消去過程は、消去レベルのパワ
ーを有するレーザ光が記録膜に照射された時に生じる温
度プルファイルが、既に記録されている記録ビットに接
近する過程で起こる。詳細には、プロファイルの最高温
度の部分が記録ビット内に進入する前に、磁壁境界領域
の一部が前述の最高温度よりも低い温度に到達した時
に、正味残留磁化が自己反転し、消去が起こるというも
のである。従って、記録層にトラッキングサーボ用ガイ
ドによって凹凸が形成されると、その形状が上述の温度
プロファイル、正味残留磁化の自己反転の動作に影響を
与えると考えられ、消去過程が良好に動作しない可能性
がある。

【００１４】本発明者らは、上述の問題点を解決するた
めには、トラッキングサーボが安定して十分に可能で、
かつ記録膜が形成される基板の表面形状が平坦であるよ
うな基板を実現することが必要と考えた。この関連技術
としては特開平3-40248号公報等では、十分な強度のト
ラッキングサーボ信号を安定して得るために、トラッキ
ング用金属反射膜をガラス基板上に形成し、かつ、再生
信号品質を低下させないために、平坦化膜を設け、平坦
面上に形成された記録膜から十分な強度の再生信号を得
るという方式が提案されている。ところがこの方式は、
金属反射ガイドを形成する際に、エッチング等の煩雑な
方法を用いなければならないため、製造時の歩留り、コ
スト等の点で問題があり、大量生産には不向きである。

【００１５】本発明はかかるこれらの課題を解決するこ
とにより、バイアス磁界の方向および大きさを変えるこ
となく、光パルスのパワーレベルおよび／またはパルス
幅の変調によりダイレクトオーバーライトが可能な光磁
気記録媒体において、ガイドからトラッキングサーボの
ためのトラッキング信号が十分な強度で安定して得ら
れ、さらに記録膜が平坦面に設けられるために従来より
もＣ／Ｎが大幅に改善された高い情報再生信号品質が得
られ、しかも製造時の歩留り、コスト等も、特開平3-40
248号公報記載の方式よりも大幅に改善できる光磁気記
録媒体を得ることを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる光磁気記
録媒体は、基板部／第１誘電体層／記録層／第２誘電体
層／金属反射層をこの順に備え、光パルスのパワーレベ
ルおよび／またはパルス幅の変調のみによるダイレクト
オーバーライトが可能な光磁気記録媒体において、基板
部は基礎基板とガイド上誘電体膜と平坦化膜を備え、そ
の際に基礎基板は光によるトラッキングサーボための凹
凸形状のガイドをデータ用領域に隣接して形成した面を
有し、かつ基礎基板の少なくとも前記ガイドを形成する
部分においては有機物樹脂からなるものであり、ガイド
上誘電体膜は基礎基板の少なくとも前記ガイドを形成し
た部分の上に形成したものであり、平坦化膜はガイド上
誘電体膜の上から前記ガイドによる凹凸を埋めて表面を
平坦化させるよう形成したものであり、さらにガイド上
誘電体膜の屈折率は前記ガイドを形成する部分の基礎基
板材料と平坦化膜のいずれよりも高いものを用いて構成
したものであり、さらに記録層は、光磁気記録膜と面内
磁化膜を隣接して形成した２層膜により構成したもので
あることを特徴としている。

【００１７】本発明において、トラッキングサーボの制
御には、ガイド部からのトラッキングサーボ用光の回折
光が用いられる。その際には、ガイド部分からの十分な
反射光強度が得られることが、安定なトラッキングサー
ボ性能を得るためには必要である。具体的には、そのガ
イドでのトラッキングサーボ用光の反射率が10％以上で
あることが好ましい。このような条件を満足するために
は少なくともガイド上に、ガイドを形成する部分の基礎
基板材料と前記平坦化膜のいずれよりも屈折率が高く、
かつ透明性の高い誘電体材料からなるガイド上誘電体膜
を設ければよい。そしてこのガイド上誘電体膜は、十分
な反射光強度を得るためには、トラッキングサーボ用の
光の波長において屈折率ｎ≧1.6であることが好まし
い。

【００１８】このような材料としては、AlＮ、ZnＳ、Si
₃Ｎ₄、AlSiＮ、SiＯ、SiＯ₂、Zr ₂Ｏ₃、In₂Ｏ₃、
SnＯ₂、Ta₂Ｏ₅、AlＯＮ、SiＯＮ、ZrＯＮ、InＯＮ、
SnＯＮ、TaＯＮまたはこれらの混合体などが適用でき
る。

【００１９】より安定したトラッキングサーボ性能を
得、かつ高い再生信号強度を得るためには、トラッキン
グサーボ用の光に対する反射率が15％以上であることが
好ましい。そのためにはトラッキングサーボ用の光の波
長において、屈折率ｎ≧1.8である材料が好ましい。

【００２０】この点ではAlSiＮ、Si₃Ｎ₄、Zr₂Ｏ₃、
Ta₂Ｏ₅、ZrＯＮ、TaＯＮ等の無機窒化物および／また
は無機酸化物が好ましく、特に耐候性の点ではAlSiＮが
好ましい。

【００２１】ガイド上誘電体膜の膜厚ｄ（ｎｍ）に関し
ては周期的に高反射率が得られるところがあらわれるた
め、その高反射率が得られるいずれの膜厚を選択しても
問題ないが、生産性を考慮すると薄い方がよい。

【００２２】この膜厚ｄ（ｎｍ）は、誘電体膜の屈折率
によって異なるが、上述の無機窒化物、酸化物等の場合
には、屈折率ｎは1.6〜2.3の範囲であるため、20≦ｄ≦
160の範囲にあることが好ましい。

【００２３】窒化物および／または酸化物の誘電体にお
いては、窒化度および／または酸化度を低くすると光の
吸収率が高くなり、記録再生特性に悪影響をおよぼす。
しかしこれと同時に屈折率が高くなり、必要な反射光量
を得るための誘電体膜の膜厚を薄くできることから、生
産性を向上させることができる。

【００２４】また、誘電体膜としては、前述の各材料の
単一材料の単層膜に限ることなく、複数の種類の複層膜
を設けてもよい。

【００２５】こうした誘電体膜の製造方法としては、公
知の真空蒸着法、スパッタリング法等のＰＶＤ法、ある
いはＣＶＤ法等、種々の薄膜形成法が適用できる。しか
し、光ディスクとしては、高温高湿の耐環境試験での剥
離等を生じさせないために、基板との密着性が大きい条
件で作製することが好ましい。このためにはスパッタリ
ング法が好ましい。

【００２６】この誘電体膜は、少なくともガイド上に設
けることが必要である。また製造上の有利からは、ガイ
ドを有する基板表面全面に設けることが好ましい。

【００２７】ところで、上述のように100ｎｍ前後の膜
厚のガイド上誘電体膜を設けた場合、その表面形状は、
ガイド形状をそのまま残したものとなっている。この表
面を平坦化するためには、粘性の低い物質を塗布するな
どしてガイドによる凹凸を埋める必要がある。この平坦
化した面に記録膜を形成すると、情報の記録ビット形状
がガイド形状に影響されず、良好なビット形状が得ら
れ、高い再生信号が得られる。

【００２８】この平坦化膜の膜厚ｔ（ｎｍ）は、ガイド
上の部分において50≦ｔ≦500の範囲にあることが好ま
しい。すなわち、ガイドの深さは40ｎｍ以上であること
が好ましいことから、これを埋めるには平坦化膜の膜厚
は50ｎｍ以上であることが好ましい。またトラッキング
サーボ用の光の反射率をかせぎつつ、生産性を考慮する
と、この膜厚は500ｎｍ以下であることが好ましい。

【００２９】この平坦化膜に用いる材料は、ガイドによ
る凹凸を埋めて平坦面が得られるものであれば特に限定
はない。しかし、製造上の容易さから、樹脂を用いるこ
とが好ましい。

【００３０】このような樹脂としては、光ディスクに使
用可能な樹脂であれば特に制約はない。例えば、紫外線
硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂、エポキシ樹脂、シリケ
ート樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、熱可塑性
樹脂などを使用することができる。

【００３１】ただし本発明の目的の被膜を得るために
は、希釈して粘性を低くした上で塗布することが作業性
上好ましいことから、樹脂としては一般的な有機溶剤に
可溶であることが好ましい。

【００３２】光記録媒体の製造工程では、生産性が高
い、保護効果が大きい等の理由により紫外線硬化樹脂や
電子線硬化樹脂がしばしば使用される。電子線硬化型樹
脂より設備的に有利な紫外線硬化樹脂が最も良く利用さ
れている。このような紫外線硬化樹脂は通常例えば、ビ
スフェノールＡ型エポキシ化合物（オリゴマー）のアク
リレートのように水酸基やエポキシ基等の官能基を持つ
化合物（オリゴマー）をアクリル化またはメタアクリル
化することによって得られる比較的分子量が大きい、オ
リゴマーのアクリレートと称される化合物と単官能
（（メタ）アクリロイルオキシ基）または２〜６個の官
能基（（メタ）アクリロイルオキシ基）を持つ化合物と
光重合開始剤等の混合された組成物として市販されてお
り容易に手に入れることができる。例えば大日本インキ
化学（株）より“ＳＤ―１７”、“ＳＤ―３０１”、三
菱レイヨン（株）より“ＵＲ―４５０２”等の名称によ
り市販されている。また電子線硬化型の樹脂としては三
菱レイヨン（株）の“ＭＨ―７１３５”などがある。

【００３３】エポキシ樹脂としては、光ディスクに使用
可能なものであれば、特に制約はない。通常のビスフェ
ノールから誘導されたものを使用することができる。た
だし、この用途上透明性が要求されるので、硬化剤の選
択には充分注意する必要がある。効果速度、透明性の点
からペンタエリスリトールから誘導されるジアミンなど
が好ましく使用される。例えば油化シエル（株）のエポ
メート“Ｎ―００２”などを好ましい硬化剤として挙げ
ることができる。

【００３４】シリケート樹脂としては多くのものが市販
されているが前述のエポキシ樹脂と同様に、光ディスク
に使用することができるものであれば使うことができ
る。例えばアルキルシロキサン等の熱硬化タイプとアク
リルシリコーン化合物等の紫外線硬化タイプなどがあ
る。例えば昭和電工（株）のガラスレジン“ＧＲ―６５
０”や信越化学の“ＫＰ―８５”、“ＫＮＳ―５３０
０”などを使用することができる。

【００３５】熱可塑性樹脂としては、記録膜に影響を与
えず、適当な溶剤、特に有機溶剤に可溶であり、均一で
透明な塗布膜を与える有機重合体を使用することができ
る。例えばポリメチルメタアクリレート、ポリエチルメ
タアクリレートのようなアクリレート樹脂、ポリアクリ
ロニトル、ポリメタアクリロニトルのようなアクリルニ
トリル樹脂、フッ化ビニル・ヘキサフルオロプロピレン
共重合体のようなフッ素樹脂、塩化ビニル、酢酸ビニル
等のビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニ
ルブチラール樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹
脂等の樹脂およびそれらの混合物、共重合体等が好まし
く用いられる。

【００３６】平坦化膜の形成方法としては、スピンコー
ト、スクリーン印刷、ロールコート、スプレーコート、
ディッピング、スパッタコート等が使用可能である。こ
こで樹脂を硬化させたものからなる平坦化膜を形成する
際、作業性からは樹脂もしくはその希釈溶液を塗布して
形成する方法が好ましい。さらに生産性、コスト等をも
考慮した場合には、前述の方法の中でも、スピンコート
法が好ましい。

【００３７】ここでスピンコート法による場合、前述の
膜厚で平坦化膜を形成するには、塗布時の樹脂原料を溶
媒で希釈するなどして粘性率を低くする必要がある。そ
の際には温度20℃での硬化前の粘性率が、膜厚200〜500
ｎｍとするためには50ｃＰ以下、膜厚50〜200ｎｍとす
るためには30ｃＰ以下であることが好ましい。

【００３８】希釈用の溶媒としては、有機物樹脂基板を
用いる場合、基板への化学的なダメージを与えないもの
であり、かつ、樹脂硬化時には大部分揮発するような物
質であれば特に限定されないが、毒性等も考慮した取扱
い易さの点から、イソプロピルアルコール、ブチルアル
コール、エチルアルコール等が好ましい。

【００３９】一方、基礎基板表面に設けられているガイ
ドの深さは、安定したトラッキング性能を得るためには
40ｎｍ以上の深さのガイドを設けることが好ましい。さ
らにより安定したトラッキング性能を得るためには、70
ｎｍ以上の深さのガイドを設けることが好ましい。この
とき、ガイドの形状は特に限定するものではない。しか
し、ガイドおよびガイド上の誘電体膜からの反射の効果
を有利にするためにはＶ形状の溝が好ましい。

【００４０】基礎基板の材料は、少なくともガイドを形
成する部分においては、有機物樹脂を用いることが生産
性から好ましい。このとき、全体を有機物樹脂で形成し
た基板、あるいは２Ｐ法によりガラス基板上にガイドを
形成する部分だけ硬化性樹脂の層を形成した基板にする
こともできる。

【００４１】この基礎基板材料に用いる有機物樹脂とし
は、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹
脂、２―メチルペンテン樹脂、ポリオレフィン樹脂、あ
るいはそれらの共重合体等を用いることができる。中で
も機械強度、耐候性、耐熱性、透湿性、ならびに低価格
である点でポリカーボネート樹脂が好ましい。そしてこ
のポリカーボネード樹脂を用いて基板材料全体を形成す
ることが、生産性からは好ましい。

【００４２】また、現行の光ディスクに形成されている
トラッキングサーボのための凹凸形状のガイドは、約1.
6μｍピッチの同心円状もしくは渦巻状のものである
が、本発明はこの形状に限定されるものではない。また
このトラックピッチが1.6μｍより狭いものに対しても
適用可能であることは言うまでもない。

【００４３】本発明で用いる光磁気記録膜としては、レ
ーザ光照射により加熱された磁壁境界領域の少なくとも
一部において、バイアス磁界の方向および大きさを変え
ることなく、正味残留磁化の方向を自己反転することが
できる垂直磁化膜であればよい。例えば、希土類遷移金
属非晶質合金系の、TbFe、GdFe、DyFe、TbFeCo、GdFeC
o、DyFeCo、DyTbFeCo、GdTbFeCo、GdDyFeCo、GdDyTbFeC
o、NdDyFeCo、NdDyTbFeCo、NdFe、PrFe、CeFe等の希土
類と遷移金属を主成分とする非晶質合金膜、ならびにガ
ーネット膜、Co/Pt、Co/Pd等の多層膜、CoPt合金膜、Co
Pd合金膜等があげられる。

【００４４】なお前述の光磁気記録膜中には、その垂直
磁気異方性が失わない限り、他の元素が最大10原子％ま
で添加されても問題はない。例えばTi、Zr、Hf、Ｖ、N
b、Ta、Cr、Mo、Ｗ、Tc、Re、Ru、Os、Ir、Si、Ge、B
i、Pd、Au、Ag、Cu、Pt等の、希土類、Fe、Co、およびN
i以外の元素が１種もしくはそれ以上含まれても良い。
特に記録膜自身の酸化による腐食を防止するためには、
Ti、Zr、Hf、Ta、Cr、Reを添加することが好ましい。

【００４５】さらにより高い再生Ｃ／Ｎを得るために
は、光磁気記録膜として、その補償温度Ｔcompが50〜25
0℃であり、かつキュリー温度Ｔｃが100〜350℃である
ことが好ましい。さらにはＴcompが80〜160℃であり、
かつキュリー温度Ｔｃが200〜250℃であることがより好
ましい。

【００４６】また光磁気記録膜の膜厚が10ｎｍより薄く
なると、膜の不連続性、不均一性等の膜構造の点で問題
が多い。一方それが200ｎｍよりも厚くなると、熱容量
が大きくなるため、記録・消去の際に高いレーザパワー
が必要となる。従って膜厚としては、10〜200ｎｍの範
囲が好ましい。

【００４７】さらに、本発明で用いるところの金属反射
膜構成において、金属反射膜のカー効果エンハンスメン
トを高め、高い再生信号Ｃ／Ｎを得るためには、光磁気
記録膜全体の膜厚を15ｎｍ以下、より好ましくは60ｎｍ
以下、さらにより好ましくは40ｎｍ以下とするのが良
い。

【００４８】本発明で用いる面内磁化膜としては、磁化
の向きが膜面に平行なものであればＣ／Ｎの向上が得ら
れ特に限定はない。従って、パーマロイ、Fe、FeCo、N
i、CoNi、PtCoや、希土類遷移金属等あらゆる面内磁化
膜材料が使用可能である。

【００４９】また光磁気記録膜の表面に、Ar、Ｈ₂、Ｎ
₂、Ｏ₂、ＣＯ₂、ＣＯ、ＮＯ_x、もしくはこれらのう
ち１種以上の混合物等のガスによるプラズマ処理、逆ス
パッタ、イオン注入等を行って面内磁化膜を形成する方
法でも良い。

【００５０】ダイレクトオーバーライト時に高いＣ／Ｎ
を得るためには、いずれの材料を用いた場合でも、面内
磁化膜の膜厚ｈ（ｎｍ）は、0.1≦ｈ≦10が好ましく、
さらに0.1≦ｈ≦5がより好ましい。

【００５１】また、これらの材料の中でも、特に良好な
記録を行い高いダイレクトオーバーライト時のＣ／Ｎを
得るためには、光磁気記録膜のキュリー温度Ｔ_CWに近い
キュリー温度Ｔ_CIを持つ面内磁化膜材料であることが好
ましい。具体的には、Ｔ_CI≦Ｔ_CW±200であることが好
ましく、さらにはＴ_CI≦Ｔ_CW±100であることがより好
ましい。この点から、光磁気記録膜として、キュリー温
度Ｔ_Cが150〜350℃の希土類遷移金属合金膜を使用する
場合に、合金はPt_100-xCo_x（添字は原子％による組成
比）の組成ｘを適当に選べば上記の範囲のキュリー温度
Ｔ_CIを実現でき、また、膜自身の化学的安定性、成膜方
法の容易さ等の点で好ましい材料である。以上のような
観点から、Pt_100-xCo_xの組成ｘは10≦ｘ≦60が好まし
く、さらには、15≦ｘ≦40が好ましい。

【００５２】また面内磁化膜として、レーザ光の吸収が
起こる金属、合金等の材料を用いる場合には、本発明で
用いる金属反射膜によるカー効果エンハンスメントを高
める意味で、光磁気記録膜と面内磁化膜の合計膜厚を15
ｎｍ以上で100ｎｍ以下、より好ましくは60ｎｍ以下、
さらにより好ましくは40ｎｍ以下とするのが良い。

【００５３】また面内磁化膜を設ける位置としては、光
磁気記録膜に接していれば制限はないが、より高いＣ／
Ｎを得るためには光磁気記録膜の基板側とは反対の側の
面に接して設けることが好ましい。

【００５４】本発明の光磁気記録媒体を構成する第１お
よび第２誘電体層としては、カー効果エンハンスメント
を高めるという点で、屈折率ｎの高い材料、すなわちｎ
≧1.6である材料、さらに好ましくはｎ≧1.8である材料
が好ましい。また同じ理由から、第１誘電体層の膜厚
は、50ｎｍ以上で150ｎｍ以下が好ましく、さらには60
ｎｍ以上で120ｎｍ以下がより好ましい。また第２誘電
体層の膜厚は、10ｎｍ以上で80ｎｍ以下が好ましく、さ
らには30ｎｍ以上で60ｎｍ以下がより好ましい。

【００５５】このような透明誘電体材料としては、Al
Ｎ、ZnＳ、Si₃Ｎ₄、AlSiＮ、SiＯ、SiＯ₂、Zr
₂Ｏ₃、In₂Ｏ₃、SnＯ₂、Ta₂Ｏ₅、AlＯＮ、SiＯ
Ｎ、ZrＯＮ、InＯＮ、SnＯＮ、TaＯＮまたはこれらの混
合体などが適用できる。特に屈折率が1.8以上とうい点
では、Si₃Ｎ₄、AlSiＮ、ZnＳ、Zr₂Ｏ₃、Ta₂Ｏ₅、
ZrＯＮ、TaＯＮが好ましい。

【００５６】また透明誘電体層としては、前述の各材料
の単一材料の単層膜に限ることなく、複数の種類の複層
膜を設けても良い。

【００５７】また本発明で用いる金属反射層としては、
Ｃ／Ｎの評価に用いるドライブヘッドのレーザ光に対
し、記録層よりも反射率の高い材料であることがＣ／Ｎ
向上のために好ましい。具体的には、使用レーザ光波長
における光学定数である屈折率ｎと消衰係数ｋが、ｎ≦
3.5かつｋ≧3.5であるような材料を選択することが好ま
しい。さらに好ましくはｎ≦2.5かつ4.5≦ｋ≦8.5であ
り、この条件で作成した媒体では、金属反射層の反射率
向上によりカー効果エンハンスメントが向上し、Ｃ／Ｎ
のより一層の向上が実現できる。

【００５８】一方レーザ光による加熱で信号を記録する
際、金属反射層の熱伝導率が高過ぎると、熱の拡散が大
きく、強いレーザパワーを必要とする。このため現在多
用されているパワーが10ｍＷ以下の半導体レーザで信号
の記録を可能とするためには、金属反射層に用いる材料
の熱伝導率は100〔Ｗ／（ｍ・Ｋ）〕以下であることが
好ましく、さらには80〔Ｗ／（ｍ・Ｋ）〕以下、さらに
は50〔Ｗ／（ｍ・Ｋ）〕以下であることがより好まし
い。

【００５９】このような条件を満足する材料として、Al
もしくはAgにAuを添加した合金、すなわちAlAu合金もし
くはAgAu合金が挙げられる。なお、これら合金において
Auの添加量が0.5原子％より少ないと前述の熱伝導低下
の効果は小さく、逆に20原子％より多いと前述の光反射
率の低下が大きくＣ／Ｎの面で不利である。従ってAuの
含有量は0.5〜20原子％の範囲におさめることが好まし
い。

【００６０】さらに、反射率の低下をAlもしくはAg単独
膜に比べ2％以内に抑えＣ／Ｎ低下を防ぐためには、Au
含有量は0.5〜15原子％、さらには0.5〜10原子％である
ことが好ましい。

【００６１】このようにAu含有量を少なくすることは、
ターゲットや媒体のコストを低減する意味からも重要で
ある。

【００６２】さらにAu含有量を最小限にとどめるという
点からは、Ti、Zr、Hf、Ｖ、Nb、Ta、Cr、Mo、Ｗ、Tc、
Re、Ru、Os、Ir等の１種以上の特定元素を補助的に添加
することが好ましい。特定元素の添加量は5.0原子％以
内にとどめるべきであり、これより多いと金属反射膜の
反射率が低下し、Ｃ／Ｎも低下してしまう。5.0原子％
以内では、光磁気記録再生装置で使用される半導体レー
ザの波長である830ｎｍでの反射率の低下は、2％以内の
低下幅にとどまる。一方0.3原子％より少ないと、Auを
節約したことによる熱伝導率の上昇分を補うことができ
ない。従って、特定元素の添加量は0.3〜5.0原子％の範
囲に設定する必要がある。この範囲の特定元素の添加に
より、Auの添加量は0.5〜10原子％の範囲であれば、反
射膜の反射率はAlもしくはAg単独膜に比べ、2％以内の
低下に抑えることができ、Auのコストも低減できると同
時に、熱伝導率も20〜100〔Ｗ／（ｍ・Ｋ）〕の範囲に
設定することができる。

【００６３】なお、特に金属反射層自身の耐久性を高め
るという点で、上記特定元素群の中ではTi、Zr、Nb、T
a、Cr、Reが好ましい。これら金属反射層の膜厚範囲は1
0〜500ｎｍであるが、反射率の低下によるＣ／Ｎ低下を
抑え、かつレーザパワーが10ｍＷで記録可能とするため
には、好ましくは30〜200ｎｍ、特に好ましくは40〜100
ｎｍである。

【００６４】また、Au組成および／または特定元素組成
を上述の組成範囲に設定することにより、前述のとおり
その熱伝導率を100〔Ｗ／（ｍ・Ｋ）〕以下にすること
ができ、レーザパワーが10ｍＷ以下の信号を記録するこ
とも可能となる。

【００６５】また金属反射層上に透明誘電体層等の無機
保護層および／または有機保護層を設けたもの等の構成
も使用できる。

【００６６】上述の透明誘電体層、記録層、金属反射層
の無機薄膜の製造方法としては、公知の真空蒸着法、ス
パッタリング法等のＰＶＤ法、あるいはＣＶＤ法等、種
々の薄膜形成法が適用できる。しかし、光磁気記録媒体
としては、高温高湿の耐環境試験で生じる剥離を生じさ
せないために、特に高分子基板との密着性が大きい条件
で作製することが好ましい。このためにはスパッタリン
グ法が好ましい。

【００６７】有機保護層としは、平坦化膜の場合と同様
に、光および／または熱硬化型樹脂、あるいは熱可塑性
樹脂等が適用でき、コーティング法等により形成でき
る。なお、これら記録層の基板と反対側に設ける裏面保
護層は、少なくとも記録層の側面まで被覆するように設
けるのが好ましい。

【００６８】また記録層の下地表面、すなわち第１誘電
体層の表面に逆スパッタを行う方法も使用可能である。

【００６９】なお本方式において、記録・消去すなわち
重ね書きの際に照射するレーザーパルスの波形は、図２
と図３のような形には限定されない。すなわち前述の特
開平1-251357号公報開示のように、図２と図３における
記録・消去パルスをさらにパルス幅が狭い至近間隔で連
なる至近間隔パルス列を連続的に照射する形てもよい。
さらにはこの至近間隔パルス列からなる光パルスと先に
述べた連続照射パルスとを組み合わせた波形でも良い。

【００７０】但し、以上述べたところの光パルスのパワ
ーは、媒体の記録感度、すなわち記録層のキュリー温
度、および膜構成に応じて適宜設定する必要がある。

【００７１】

【実施例および比較例】図１は本発明の一実施例を示す
光磁気記録媒体の断面構成図である。図中、１０は基礎
基板１１とガイド上誘電体膜１２と平坦化膜１３によっ
て構成された基板部、２０は第１透明誘電体層、３０は
光磁気記録膜３１と面内磁化膜３２とで構成された記録
層、４０は第２透明誘電体層、５０は金属反射層、６０
は有機保護層である。そして図１に示す構成を備えた実
施例１〜７の光磁気記録媒体を、以下のようにして製作
した。

【００７２】まず、表面にサーボトラック用のガイドを
形成したポリカーボネート樹脂（ＰＣ）による基礎基板
１１を用意した。この基礎基板１１は、外形が直径130
ｍｍ、厚さ1.2ｍｍの円盤で、表面にサーボトラック用
ガイドとして1.6μｍピッチで深さ70ｎｍの溝が渦巻状
に形成してある。

【００７３】そして基礎基板１１上へのガイド上誘電体
膜１２の形成は、次のようにして行った。まず基礎基板
１１を、３ターゲットの高周波マグネトロンスパッタ装
置（アネルバ製ＳＰＦ―４３０Ｈ型）の真空槽内に固定
し、53μPaになるまで排気する。なお、膜形成において
基礎基板１１は15rpmで回転させた。またターゲットと
しては直径100ｍｍ、厚さ5ｍｍの円盤状のAlSi（50:5
0）の焼結体を用いた。そして真空槽内にAr／Ｎ₂混合
ガス（Ｎ₂ 30vol％）を導入し、圧力0.4Paになるよう
にガス流量を調整した。その上で放電電力400Ｗ、放電
周波数13.56ＭHzによる高周波スパッタリングを行い、
ガイド上誘電体膜１２としてのAlSiＮ膜を80ｎｍ堆積し
た上で、スパッタリング装置から取り出した。

【００７４】続いて平坦化膜１３の形成は、次のように
して行った。まず基礎基板１１をスピンコーターに取り
つけた。そしてスピンコーターを3000rpmで回転させな
がら、紫外線硬化性のフェノールノボラックエポキシア
クリレート樹脂を塗布した。このとき、樹脂は塗布前に
ブチルアルコールによって希釈し、温度20℃にて粘性率
がおよそ40ｃＰとなるように調整した。塗布後、スピン
コーターから取りはずし、紫外線照射装置を通過させて
樹脂を硬化させ、ガイド上以外の領域での厚さが約150
ｎｍとなる平坦化膜１３を設けた。

【００７５】このようにして用意した試料に対して、第
１透明誘電体膜２０を次のようにして形成した。まず試
料は、再び３ターゲットの高周波マグネトロンスパッタ
装置（アネルバ製ＳＰＦ―４３０Ｈ型）の真空槽内に固
定し、53μPaになるまで排気する。なお、膜形成におい
て基板１は15rpmで回転させた。

【００７６】そして第１透明誘電体層２０として、AlSi
Ｎ膜を形成した。すなわち、ターゲットとしては直径10
0ｍｍ、厚さ5ｍｍの円盤状のAlSi（50:50）の焼結体を
用い、真空槽内にAr／Ｎ₂混合ガス（Ｎ₂ 30vol％）を
導入し、圧力0.4Paになるようにガス流量を調整した。
放電電力400Ｗ、放電周波数13.56ＭHzで高周波スパッタ
リングを行い、第１透明誘電体層２０としてAlSiＮ膜を
110ｎｍ堆積した。

【００７７】次に光磁気記録膜３１として、ターゲット
をGdTbFeCo合金の円盤に変え、スパッタリングガスを純
Ar（純度99.999％）とし、圧力0.67Pa、放電電力100Ｗ
で（Gd₂₅Tb₇₅）₂₈（Fe₈₀Co₂₀）₇₂合金膜（組成は原子
％）を25ｎｍ堆積した。

【００７８】続いて面内磁化膜３２として、ターゲット
をPtの金属ターゲット上にCoのチップ（10×10×1ｍ
ｍ）を適当数配置したものに変え、圧力0.67Pa、放電電
力100ＷでPt８０Co２０合金膜（組成は原子％）を堆積
した。このとき、実施例１〜７に関しては、合金の膜厚
を変化させたサンプルを７種類（表１参照）作成した。

【００７９】続いて第２透明誘電体層４０として、ター
ゲットを前記のAlSiの焼結体ターゲットに戻し、スパッ
タリングガスもAr／Ｎ₂混合ガス（Ｎ₂ 30vol％）に戻
し、第１透明誘電体層２０と同様の放電条件で、AlSiＮ
膜を45ｎｍ堆積した。

【００８０】さらに金属反射層５０として、ターゲット
をAlAuTiの合金ターゲットに変え、スパッタリングガス
も純Ar（純度99.999％）に戻し、圧力0.67Pa、放電電力
100Ｗで、Al₉₂Au₅Ti₃合金膜を60ｎｍ堆積した。

【００８１】こうして得られた試料をスパッタリング装
置から取り出し、スピンコーターに取り付けた。そして
ディスクを3000rpmで回転させながら、紫外線硬化性の
フェノールノボラックエポキシアクリレート樹脂を塗布
した後、紫外線照射装置を通過させて樹脂を硬化させ、
約20μｍの有機保護層６０を設けた。この際には、約20
μｍと厚い膜厚で設定するため、ブチルアルコールで希
釈を行い、粘性率500ｃＰ前後の状態で塗布した。

【００８２】以上の手順で、図１に示す構成の実施例１
〜７を得た。また比較例１としては、面内磁化膜３２を
設けない以外は、実施例１〜７と同じ条件で光磁気記録
媒体を製作した。さらに比較例２としては、面内磁化膜
３２とガイド上誘電体膜１２を設けない以外は、実施例
１〜７と同じ条件で光磁気記録媒体を製作した。さらに
比較例３としては、面内磁化膜３２とガイド上誘電体膜
１２と平坦化膜１３を設けない以外は、実施例１〜７と
同じ条件で光磁気記録媒体を製作した。

【００８３】これら各試料のダイレクトオーバーライト
時のＣ／Ｎを測定した。測定には、光磁気記録再生装置
（パルステック工業製ＤＤＵ―１０００型）を用い、半
径30ｍｍ位置のトラックにおいて、ディスク回転速度36
00rpm、線速度11.3ｍ／secで、ビットの記録方向にバイ
アス磁界350Oeを印加し、図２と３に示すような変調を
かけた光パルスを順に照射することにより、ダイレクト
オーバーライトを行い、その時のＣ／Ｎを求めた。すな
わち、図２に示す信号によって記録した記録ビットを、
図３に示す信号によってダイレクトオーバーライトし
た。

【００８４】その結果、実施例１〜７と比較例１と３の
試料では、トラッキングサーボ状態は安定していた。し
かし比較例２の試料は、トラッキングサーボができず、
Ｃ／Ｎの測定も不能であった。そしてＣ／Ｎは、表１に
示したとおりであった。

【００８５】

【表１】

【００８６】

【発明の効果】本発明は以上詳述したごとく、バイアス
磁界の方向および大きさを変えることなく、光パルスの
パワーレベルおよび／またはパルス幅の変調によりダイ
レクトオーバーライトが可能な光磁気記録媒体におい
て、ガイドからトラッキングサーボのためのトラッキン
グ信号が十分な強度で安定して得られ、さらに記録膜が
平坦面に設けら、かつ光磁気記録膜に接して面内磁化膜
を有し、かつ記録層の裏面に透明誘電体層を介して金属
反射層を設けた金属反射膜構成であるために、従来より
もＣ／Ｎが大幅に改善された高い情報再生信号品質が得
られ、しかも製造時の歩留り、コスト等も、特開平3-40
248号公報記載の方式よりも大幅に改善できる光磁気記
録媒体を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の媒体の断面構成

【図２】ダイレクトオーバーライト信号

【図３】ダイレクトオーバーライト信号

【符号の説明】

１０基板部１１基礎基板１２ガイド上誘電体膜１３平坦化膜２０第１透明誘電体層３０記録層３１光磁気記録膜３２面内磁化膜４０第２透明誘電体層５０金属反射層６０有機保護層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板部／第１誘電体層／記録層／第２誘
電体層／金属反射層をこの順に備え、光パルスのパワー
レベルおよび／またはパルス幅の変調のみによるダイレ
クトオーバーライトが可能な光磁気記録媒体において、
基板部は基礎基板とガイド上誘電体膜と平坦化膜を備
え、その際に基礎基板は光によるトラッキングサーボた
めの凹凸形状のガイドをデータ用領域に隣接して形成し
た面を有し、かつ基礎基板の少なくとも前記ガイドを形
成する部分においては有機物樹脂からなるものであり、
ガイド上誘電体膜は基礎基板の少なくとも前記ガイドを
形成した部分の上に形成したものであり、平坦化膜はガ
イド上誘電体膜の上から前記ガイドによる凹凸を埋めて
表面を平坦化させるよう形成したものであり、さらにガ
イド上誘電体膜の屈折率は前記ガイドを形成する部分の
基礎基板材料と平坦化膜のいずれよりも高いものを用い
て構成したものであり、さらに記録層は、光磁気記録膜
と面内磁化膜を隣接して形成した２層膜により構成した
ものであることを特徴とする光磁気記録媒体。
【請求項２】面内磁化膜が、光磁気記録膜の基板部側
とは反対の側に形成されたことを特徴とする請求項１記
載の光磁気記録媒体。
【請求項３】ガイド上誘電体膜が、少なくともガイド
が形成された側の基礎基板面全面に渡って形成された請
求項１〜２のいずれかに記載の光磁気記録媒体。
【請求項４】基礎基板材料全体がポリカーボネート樹
脂からなる請求項１〜３のいずれかに記載の光磁気記録
媒体。
【請求項５】ガイドの深さが40ｎｍ以上である請求項
１〜４のいずれかに記載の光磁気記録媒体。
【請求項６】ガイドの深さが70ｎｍ以上である請求項
５記載の光磁気記録媒体。
【請求項７】ガイド上誘電体膜の屈折率ｎが、トラッ
キングサーボのために用いる光の波長において、ｎ≧1.
6 である請求項１〜６のいずれかに記載の光磁気記録媒
体。
【請求項８】ガイド上誘電体膜の屈折率ｎが、トラッ
キングサーボのために用いる光の波長において、ｎ≧1.
8 である請求項７記載の光磁気記録媒体。
【請求項９】ガイド上誘電体膜が無機窒化物および／
または無機酸化物からなる請求項７〜８のいずれかに記
載の光磁気記録媒体。
【請求項１０】ガイド上誘電体膜がAlSiＮからなる請
求項９記載の光磁気記録媒体。
【請求項１１】ガイド上誘電体膜の膜厚ｄ（ｎｍ）
が、20≦ｄ≦160 である請求項９〜１０のいずれかに記
載の光磁気記録媒体。
【請求項１２】平坦化膜が樹脂を硬化させたものから
なる請求項１〜１１のいずれかに記載の光磁気記録媒
体。
【請求項１３】平坦化膜の膜厚ｔ（ｎｍ）が、ガイド
上の部分において50≦ｔ≦500 である請求項１〜１２の
いずれかに記載の光磁気記録媒体。
【請求項１４】光磁気記録膜が希土類遷移金属非晶質
合金である請求項１〜１３のいずれかに記載の光磁気記
録媒体。
【請求項１５】面内磁化膜の膜厚ｈ（ｎｍ）が、0.1
≦ｈ≦10である請求項１〜１４のいずれかに記載の光磁
気記録媒体。
【請求項１６】面内磁化膜の膜厚ｈ（ｎｍ）が、0.1
≦ｈ≦5である請求項１５に記載の光磁気記録媒体。
【請求項１７】面内磁化膜がPtCo合金である請求項１
〜１６のいずれかに記載の光磁気記録媒体。
【請求項１８】 PtCo合金の組成が、Pt_100-xCo_x、10
≦ｘ≦60（添字は原子％）である請求項１７に記載の光
磁気記録媒体。
【請求項１９】 PtCo合金の組成が、Pt_100-xCo_x、15
≦ｘ≦40（添字は原子％）である請求項１８に記載の光
磁気記録媒体。