JPH0883444A - Optical recording medium and its production as well as its recording method - Google Patents

Optical recording medium and its production as well as its recording method

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Publication number
JPH0883444A
JPH0883444A JP21595994A JP21595994A JPH0883444A JP H0883444 A JPH0883444 A JP H0883444A JP 21595994 A JP21595994 A JP 21595994A JP 21595994 A JP21595994 A JP 21595994A JP H0883444 A JPH0883444 A JP H0883444A
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JP
Japan
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film
recording
recording medium
optical recording
coercive force
Prior art date
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Pending
Application number
JP21595994A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshihiko Kudo
嘉彦 工藤
Masahiro Orukawa
正博 尾留川
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Priority to US08/348,203 priority patent/US5993937A/en
Publication of JPH0883444A publication Critical patent/JPH0883444A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE: To obtain a disk for reproduction only or writing once which enables a super-resolution reproducing operation at a low operating temp. and is recorded at a high density by varying the coercive forces of recording films in correspondence to the information to be recorded. CONSTITUTION: Regions 11a, 11b of a part of the magneto-optical films 1 on a substrate are composed of parts which are 10 to 50nm and 3 to 20mn respectively in the average sizes in the intra-surface direction and perpendicular direction of surface roughness and parts which are <=10μm or 3nm respectively in the average size in the intra-surface direction and perpendicular direction of surface roughness. The coercive force of the recording films consisting of rare earth to transition metal magnetic films formed on the substrate are varies in the respective parts of 11a, 11b on the substrate. As a result, the super- resolution reproducing operation at a low operating temp. is made possible and the narrowing of track pitches is made possible. Further, the optical recording medium for reproduction only which can be arranged on the same plane as the plane of the reloadable recording medium is obtd.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は情報の記録に用いる光記
録媒体に関するものである。特に、コンピュータの外部
記憶装置、映像あるいは音声の記録装置、ゲーム機等の
記憶装置、あるいはこれらを統合したマルチメディア等
に用いられるものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical recording medium used for recording information. In particular, it is used for an external storage device of a computer, a video or audio recording device, a storage device such as a game machine, or a multimedia in which these are integrated.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、再生専用の光記録媒体は、CD、
LD、CD−ROMなど、 音声、映像、データファイ
ルようとして、広く普及している。しかしながら、今日
の光記録媒体の普及に伴い、その取り扱うデータが広汎
になると共に、更に高密度化に対する要求が強まってい
る。
2. Description of the Related Art In recent years, read-only optical recording media are CDs,
It is widely used for audio, video and data files such as LD and CD-ROM. However, with the spread of today's optical recording media, the data to be handled has become widespread, and the demand for higher density has increased.

【0003】その解決策の一つとして、再記録可能な光
記録媒体では、以下に述べる方法により、レーザースポ
ット径以下の小さな記録ドメインを再生する方法が提案
されている。これは、記録膜と再生膜を別個に設けた構
成とし、再生ビーム照射領域の中の一部の限られた狭い
領域でのみ、記録膜に記録されている情報が再生膜に転
写される状態を形成しながら再生する方法で、超解像再
生と呼ばれる方法である。
As one of the solutions, there has been proposed a method of reproducing a recording domain having a diameter smaller than the laser spot diameter by a method described below for a re-recordable optical recording medium. This is a structure in which the recording film and the reproducing film are separately provided, and the information recorded on the recording film is transferred to the reproducing film only in a limited narrow area of the reproducing beam irradiation area. This is a method of reproducing while forming a film, which is a method called super-resolution reproduction.

【0004】これは、特開平03-93058に示されている方
式で、基本的には高保磁力の記録膜と低保磁力の再生膜
の2層の垂直磁化膜で構成され、各磁性膜間には交換結
合力が作用している構成となっている。次に、この構成
の光記録媒体の再生原理を簡単に説明する。室温では、
強力な外部磁界(3Koe以上)により、再生膜の磁化の
みが一方向に揃えられる。一方、再生光が照射され、一
定温度以上に昇温した領域では再生膜の保磁力は急激に
低下し、交換結合作用により記録膜中の記録ドメインが
磁化の向きとして再生膜に転写される。従って、再生光
スポット内で一定温度以上に昇温した再生膜部分からの
み記録ドメインが検出,再生され、一定温度まで昇温さ
れていない部分からは全く信号が再生されないこととな
る。
This is the method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 03-93058, which basically comprises two layers of perpendicularly magnetized films, a recording film having a high coercive force and a reproducing film having a low coercive force. Has a structure in which the exchange coupling force acts. Next, the reproduction principle of the optical recording medium having this structure will be briefly described. At room temperature,
Due to the strong external magnetic field (3 Koe or more), only the magnetization of the reproducing film is aligned in one direction. On the other hand, the coercive force of the reproducing film is drastically decreased in the region where the reproducing light is irradiated and the temperature is raised to a certain temperature or higher, and the recording domain in the recording film is transferred to the reproducing film as the direction of magnetization by the exchange coupling action. Therefore, the recording domain is detected and reproduced only from the reproducing film portion whose temperature has risen above a certain temperature in the reproducing light spot, and no signal is reproduced from the portion where the temperature has not risen to the certain temperature.

【0005】この方式は、従来の光磁気記録のように、
ユーザーが記録する光記録媒体には有効な手段である
が、再生専用の光記録媒体には適用されない。再生専用
の光記録媒体に対し、超解像再生を行う方法としては、
固相状態の反射率と液相状態の反射率の違いを利用する
方法がある(安田ほか、インターナショナル シンホ゜シ゛ウム オフ゜チカル メモ
リー アント゛ オフ゜チカル テ゛ータ ストレッシ゛/Yasuda etal. Internati
onal Symposium Optical Memory and Optical Data St
orage '93 Th3.2, 1993 )。この光記録媒体は、位相ピ
ットの形で情報が記録された基板上にGeSbTe膜を
設け、更に熱的感度を改善するために反射膜を積層した
構成となっている。
This system, like the conventional magneto-optical recording,
Although it is an effective means for an optical recording medium recorded by a user, it is not applied to a read-only optical recording medium. As a method of performing super-resolution reproduction on a reproduction-only optical recording medium,
There is a method that utilizes the difference between the reflectance in the solid state and the reflectance in the liquid state (Yasuda et al., International Symposium Off-Axis Memory Memory Off-Axis Optical Data Storage / Yasuda et al. Internati
onal Symposium Optical Memory and Optical Data St
orage '93 Th3.2, 1993). This optical recording medium has a structure in which a GeSbTe film is provided on a substrate on which information is recorded in the form of phase pits, and a reflective film is laminated to improve thermal sensitivity.

【0006】次に、この構成の光記録媒体の再生原理を
簡単に説明する。基板側より光を投入して再生する場
合、低温部分では、GeSbTeが固相状態であり、G
eSbTeの反射率が大きいため、基板上の位相ピット
情報を反映した反射光が得られる。しかしながら、再生
光によって一定温度以上に昇温した部分では、GeSb
Teが液相状態となり、GeSbTeの反射率が激減す
るため、基板上の位相ピット情報を反映した反射光が極
めて小さくなる。従って、位相ピット信号は、再生光ス
ポット内の低温部からのみ検出,再生されことになり、
再生専用光記録媒体において、超解像再生が可能とな
る。
Next, the reproducing principle of the optical recording medium having this structure will be briefly described. When light is input from the substrate side for reproduction, GeSbTe is in a solid state at a low temperature portion, and
Since the reflectance of eSbTe is high, reflected light that reflects the phase pit information on the substrate can be obtained. However, in the portion where the temperature rises above a certain temperature due to the reproduction light, GeSb
Since Te is in a liquid phase and the reflectance of GeSbTe is drastically reduced, the reflected light that reflects the phase pit information on the substrate becomes extremely small. Therefore, the phase pit signal is detected and reproduced only from the low temperature part in the reproduction light spot,
Super-resolution reproduction is possible in a reproduction-only optical recording medium.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような再生専用の超解像再生媒体の構成では以下に掲げ
る欠点を有している。
However, the structure of the above-mentioned read-only super-resolution reproducing medium has the following drawbacks.

【0008】第1の欠点は、常にGeSbTeの液相状
態にまで昇温しながら再生するために、再生時に数百度
以上(上記例では、600℃以上)に加熱しなければな
らず、再生専用でありながら極めて大きなパワーが要求
されるということである。このことは、高出力レーザー
が必要とされるのみならず、繰り返し再生に伴う基板の
熱劣化によるノイズ上昇、あるいはGeSbTe膜自身
の特性劣化による再生SN比の低下を招くという課題が
ある。
[0008] The first drawback is that in order to constantly regenerate the GeSbTe while raising the temperature to the liquid state, GeSbTe must be heated to several hundred degrees or more (600 ° C. or more in the above example) during regeneration, and is exclusively for regeneration. However, it means that extremely large power is required. This not only requires a high-power laser, but also causes an increase in noise due to thermal deterioration of the substrate due to repeated reproduction, or a decrease in reproduction SN ratio due to deterioration of the characteristics of the GeSbTe film itself.

【0009】また、第2の課題は、光ビーム照射領域の
高温部をマスクし、低温部のみを再生するため、隣接ト
ラックのクロストークを拾い易く、トラックピッチを詰
めることが困難であるという課題がある。
The second problem is that the high temperature portion of the light beam irradiation area is masked and only the low temperature portion is reproduced, so that crosstalk between adjacent tracks is easily picked up and it is difficult to reduce the track pitch. There is.

【0010】また、第3の課題として、一部が再生専用
であり他の部分が再記録可能な記録媒体、いわゆるパー
シャルROMとしての使用、あるいは再生専用のアドレ
ス情報,管理情報をもつ書換え可能なデータファイルと
しての使用と、超解像再生機能の両立が困難であること
が挙げられる。すなわち、GeSbTe膜自体は結晶状
態と非晶質状態の可逆変化を用いる書換え可能な記録膜
であるが、これを超解像再生するためには、常にこの膜
を液相状態にしながら、つまり情報が記録されていたに
しても、それを消去しながら再生することとなり、相変
化記録された情報は2度と再生が不可能となる。
A third problem is that a part of the recording medium is read-only and the other part is re-recordable, so-called partial ROM, or rewritable with read-only address information and management information. It is difficult to achieve both the use as a data file and the super-resolution reproduction function. That is, the GeSbTe film itself is a rewritable recording film that uses a reversible change between a crystalline state and an amorphous state. However, in order to perform super-resolution reproduction of the GeSbTe film, the film must always be in the liquid phase state, that is, the information Even if is recorded, it is reproduced while erasing it, and the information recorded in the phase change cannot be reproduced again.

【0011】本発明は上記課題に鑑み、低い動作温度で
超解像再生動作が可能で、しかもトラックピッチを詰め
ることができ、更に書換え可能な記録媒体と同一面上に
配置することが可能な再生専用の光記録媒体を提供する
ものである。
In view of the above problems, the present invention can perform a super-resolution reproducing operation at a low operating temperature, can reduce a track pitch, and can dispose the recording medium on the same surface as a rewritable recording medium. An optical recording medium for reproduction only is provided.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の一つの光記録媒体は、基板上の少なくとも
一部の領域を、記録情報に対応して、面粗さが一定値だ
け異なる部分から構成し、前記基板上に形成された記録
膜の保磁力をそれぞれの部分において異ならせるという
構成を備えたものである。
In order to solve the above-mentioned problems, one optical recording medium of the present invention has at least a partial area on a substrate, the surface roughness of which is a constant value corresponding to recording information. However, the coercive force of the recording film formed on the substrate is made different in each part.

【0013】また、本発明の別の光記録媒体は、少なく
とも一部の領域に、記録情報に対応して、記録膜である
磁性膜の組成を変化させることによって磁気異方性の大
きさが異なる部分を形成することにより、前記記録膜の
保磁力をそれぞれの部分において異ならせるという構成
を備えたものである。
In another optical recording medium of the present invention, the magnitude of magnetic anisotropy is changed in at least a part of the area by changing the composition of the magnetic film, which is a recording film, corresponding to the recorded information. By forming different portions, the coercive force of the recording film is made different in each portion.

【0014】さらに、本発明の別の光記録媒体は、少な
くとも一部の領域に、記録情報に対応して、記録膜中の
透過電子顕微鏡によって観察される微細構造(組成,密
度,結晶性などの揺らぎに由来する)あるいは結晶粒の
大きさを異ならせた部分を形成することにより、前記記
録膜の保磁力をそれぞれの部分において異ならせるとい
う構成を備えたものである。
Furthermore, in another optical recording medium of the present invention, a microstructure (composition, density, crystallinity, etc.) observed in a recording film by a transmission electron microscope in at least a part of the area, corresponding to recording information. (Due to fluctuations in the recording film) or different sizes of crystal grains are formed to make the coercive force of the recording film different in each part.

【0015】さらに、本発明の前記光記録媒体への記録
方法は、情報記録時に、記録膜を構成する積層された磁
性膜と添加元素の膜を相互に拡散させうる光強度で記録
することにより、 記録情報に対応して、磁気異方性の
大きさの異なる部分を形成し、前記記録膜の保磁力をそ
れぞれの部分において異ならせるという構成、または記
録膜中の透過電子顕微鏡によって観察される微細構造あ
るいは結晶粒の大きさを成長させうる光強度で記録する
ことにより、 記録情報に対応して、前記微細構造ある
いは結晶粒の大きさが異なる部分を形成し、前記記録膜
の保磁力をそれぞれの部分において異ならせるという構
成を備えたものである。
Further, according to the method of recording on the optical recording medium of the present invention, at the time of information recording, the laminated magnetic films constituting the recording film and the film of the additional element are recorded with a light intensity capable of mutually diffusing. , A structure in which portions having different magnitudes of magnetic anisotropy are formed in accordance with recording information and the coercive force of the recording film is made different in each portion, or observed by a transmission electron microscope in the recording film. By recording with a light intensity capable of growing the fine structure or crystal grain size, a portion having different fine structure or crystal grain size is formed corresponding to the recorded information, and the coercive force of the recording film is increased. It has a configuration in which each part is different.

【0016】[0016]

【作用】本発明は上記した構成によって低い動作温度で
超解像再生動作が可能で、しかもトラックピッチを詰め
ることができる高SN比の再生専用の光記録媒体もしく
はライトワンスの光記録媒体を提供するもので、しかも
書換え可能な記録媒体と同一面上に配置することが可能
となる。
The present invention provides an optical recording medium for reproduction only or a write-once optical recording medium having a high SN ratio, which is capable of performing super-resolution reproducing operation at a low operating temperature and having a narrow track pitch by the above-described structure. However, it is possible to arrange the recording medium on the same surface as the rewritable recording medium.

【0017】その原理についてもう少し詳しく述べる。
まず、記録膜の保磁力を変化させる手段について説明す
る。
The principle will be described in more detail.
First, a means for changing the coercive force of the recording film will be described.

【0018】記録膜である磁性膜中に透過電子顕微鏡に
よって観察される組成,密度,結晶性等のゆらぎに由来
する微細構造や結晶粒界が存在すると、その部分で膜中
の均質性が損なわれるために磁壁エネルギーに乱れが生
じる。ここで、磁壁エネルギーは磁壁に蓄えられるエネ
ルギーであるから、磁壁エネルギーが位置により変化す
る場合は、磁壁を移動させるためにはその微分値で表さ
れる力が必要になる。一方、磁壁は磁化の源であるスピ
ンの向きが徐々に遷移していく領域であって、一定の幅
を有するから、微細構造や結晶粒の大きさが磁壁の幅よ
り小さくなれば、磁壁内でそれらに起因する不均質性が
平均化される結果、それらと磁壁との相互作用は小さく
なり、磁壁の移動は容易になる。
If there is a fine structure or grain boundaries due to fluctuations in composition, density, crystallinity, etc. observed by a transmission electron microscope in the magnetic film as a recording film, the homogeneity in the film is impaired at that portion. As a result, the domain wall energy is disturbed. Here, since the domain wall energy is the energy stored in the domain wall, when the domain wall energy changes depending on the position, a force represented by its differential value is required to move the domain wall. On the other hand, the domain wall is a region in which the direction of spin, which is the source of magnetization, gradually transitions and has a constant width. Therefore, if the fine structure or the size of crystal grains becomes smaller than the width of the domain wall, As a result, the inhomogeneities caused by them are averaged, so that the interaction between them and the domain wall becomes small, and the domain wall moves easily.

【0019】また、結晶質磁性膜において結晶磁気異方
性が大きい場合には、各結晶粒内の磁化は、それぞれの
磁化容易軸方向に向き易い。通常の多結晶膜では、各結
晶粒の結晶面の向き(すなわち磁化容易軸の向き)がラ
ンダムに分布しているので、磁性膜を一方向に磁化させ
ようとすると、各結晶粒毎に異なる向きの磁化が回転し
ながら一方向に揃っていく過程をとる。ここで、結晶粒
の大きさが磁壁の幅より充分大きいと、各結晶粒の境界
に磁壁が存在し易くなって磁壁の移動が妨げられるのに
対して、結晶粒の大きさが磁壁の幅より小さくなれば、
磁壁が複数の結晶粒にまたがるので、各結晶粒の結晶磁
気異方性が磁壁内で平均化される結果、磁壁との相互作
用は小さくなり、磁化させ易くなる。
When the crystalline magnetic film has a large magnetocrystalline anisotropy, the magnetization in each crystal grain tends to be oriented in the direction of the easy axis of magnetization. In a normal polycrystalline film, the crystal plane orientation of each crystal grain (that is, the orientation of the easy axis of magnetization) is randomly distributed. Therefore, when the magnetic film is magnetized in one direction, it differs for each crystal grain. It takes a process in which the magnetization of the direction rotates and aligns in one direction. Here, if the size of the crystal grain is sufficiently larger than the width of the domain wall, the domain wall is likely to exist at the boundary of each crystal grain and the movement of the domain wall is hindered. If it gets smaller,
Since the domain wall extends over a plurality of crystal grains, the magnetocrystalline anisotropy of each crystal grain is averaged within the domain wall, and as a result, the interaction with the domain wall is reduced and the magnetization is facilitated.

【0020】すなわち、磁壁の幅と微細構造や結晶粒の
大きさとの一定の大小関係により、保磁力を変化させる
ことが可能となる。
That is, it is possible to change the coercive force by a certain magnitude relationship between the width of the domain wall and the fine structure or the size of the crystal grain.

【0021】ところで、基板上に一定の面粗さが存在す
ると、その上にスパッタ法や蒸着法等で形成される磁性
膜はその形成過程において、その粗面を構成する各微小
面方向に方向性を持って成長する性質がある。粗面を構
成する微小面は様々な方向性を有するので、粗面上に形
成された磁性膜はその微小面の境界付近で、密度,結晶
性等において不均質なものとなる。また、大きな結晶磁
気異方性を有する結晶質磁性膜が粗面上に形成される
と、各結晶粒の向き(すなわち磁化容易軸の向き)がバ
ラバラになる。
By the way, when a certain surface roughness is present on the substrate, the magnetic film formed on the substrate by the sputtering method, the vapor deposition method or the like is oriented in the direction of each minute surface constituting the rough surface during the formation process. It has the property of growing with nature. Since the minute surface forming the rough surface has various orientations, the magnetic film formed on the rough surface becomes heterogeneous in density, crystallinity, etc. near the boundary of the minute surface. Further, when a crystalline magnetic film having a large magnetocrystalline anisotropy is formed on a rough surface, the orientation of each crystal grain (that is, the orientation of the easy axis of magnetization) becomes different.

【0022】従って、基板上に一定の面粗さが存在する
場合、その上に形成された磁性膜中には、その面粗さを
反映した密度,結晶性等のゆらぎに由来する微細構造や
結晶粒界が発生することになる。
Therefore, when a certain surface roughness is present on the substrate, the magnetic film formed on the substrate has a fine structure or a fine structure derived from fluctuations in density, crystallinity, etc., which reflect the surface roughness. Grain boundaries will be generated.

【0023】かかる微細構造や結晶粒界が存在すると、
前述の如く、磁壁の幅と微細構造や結晶粒の大きさとの
一定の大小関係により、保磁力を変化させることが可能
となる。
When such a fine structure and grain boundaries exist,
As described above, the coercive force can be changed by the constant magnitude relationship between the width of the domain wall and the fine structure or the size of the crystal grain.

【0024】ただし、前記微細構造や結晶粒の大きさが
一定以上になると、光学的再生の際にノイズとして検出
され、再生SN比を低下させてしまう。従って、前記微
細構造,結晶粒の大きさは、ノイズ発生の原因とならな
いように一定寸法以下である必要がある。
However, if the fine structure or the size of the crystal grains exceeds a certain level, it is detected as noise during optical reproduction, and the reproduction SN ratio is lowered. Therefore, it is necessary that the fine structure and the size of the crystal grains are equal to or less than a certain dimension so as not to cause noise generation.

【0025】さらに、磁性膜にある種の元素を添加する
と、その磁性膜の磁気異方性が増加または減少する場合
がある。例えば、希土類−遷移金属系磁性膜や3d遷移
金属系磁性膜に重希土類金属元素や他の3d遷移金属元
素を添加した場合である。一般に、保磁力の大きさと磁
気異方性の大きさとは正の関係にあり、ほぼ同一の材料
では磁気異方性が大きければ保磁力も大きくなり、磁気
異方性が小さければ保磁力も小さくなる。従って、記録
膜である磁性膜中に組成変化による磁気異方性の異なる
部分が存在すると、それぞれの部分で保磁力を変化させ
ることが可能となる。
Furthermore, when a certain element is added to the magnetic film, the magnetic anisotropy of the magnetic film may increase or decrease. For example, it is a case where a heavy rare earth metal element or another 3d transition metal element is added to a rare earth-transition metal magnetic film or a 3d transition metal magnetic film. Generally, there is a positive relationship between the magnitude of coercive force and the magnitude of magnetic anisotropy, and if the magnetic anisotropy is large, the coercive force is large for almost the same material, and if the magnetic anisotropy is small, the coercive force is small. Become. Therefore, if there are portions having different magnetic anisotropies due to composition changes in the magnetic film that is the recording film, the coercive force can be changed at each portion.

【0026】次に、本願発明にかかる光記録媒体の再生
原理について説明する。図1において、11は光磁気膜
からなる記録膜で記録情報に対応した低保磁力部11a
と高保磁力部11bとで構成されている。12は再生光
スポットであり、13は初期化のための磁界、14はバ
イアス磁界である。また、曲線15は再生時の光磁気膜
の温度を示す曲線で、再生光スポット12の位置に対応
している。また、曲線16は高保磁力部11bの保磁力
の温度特性を示し、曲線17は低保磁力部11aの保磁
力の温度特性を示す。
Next, the reproducing principle of the optical recording medium according to the present invention will be described. In FIG. 1, reference numeral 11 is a recording film made of a magneto-optical film, and a low coercive force portion 11a corresponding to recorded information.
And a high coercive force portion 11b. Reference numeral 12 is a reproducing light spot, 13 is a magnetic field for initialization, and 14 is a bias magnetic field. A curve 15 is a curve showing the temperature of the magneto-optical film at the time of reproduction, and corresponds to the position of the reproduction light spot 12. Curve 16 shows the temperature characteristic of the coercive force of the high coercive force portion 11b, and curve 17 shows the temperature characteristic of the coercive force of the low coercive force portion 11a.

【0027】再生時には、再生光照射に先だって初期化
磁界13にて、光磁気膜は一様に上向き(または下向
き)に磁化される。このとき、初期化磁界13の磁界強
度H2は、高保磁力部11bの室温での保磁力H3以上で
あることが要求される。記録媒体が移動して再生光スポ
ット12を通過すると、光磁気膜の温度は、曲線15の
様に変化する。このとき、初期化磁界13とは逆向き
の、弱いバイアス磁界14が印加されており、その磁界
強度はH1である。
During reproduction, the magneto-optical film is uniformly magnetized upward (or downward) by the initializing magnetic field 13 prior to irradiation of reproducing light. At this time, the magnetic field strength H2 of the initializing magnetic field 13 is required to be equal to or higher than the coercive force H3 of the high coercive force portion 11b at room temperature. When the recording medium moves and passes the reproducing light spot 12, the temperature of the magneto-optical film changes as shown by a curve 15. At this time, a weak bias magnetic field 14 having a direction opposite to that of the initializing magnetic field 13 is applied, and its magnetic field strength is H1.

【0028】再生光スポット12の通過に伴い、光磁気
膜の温度が上昇するが、温度T1に到達するまでは低保
磁力部11a及び高保磁力部11bは共にバイアス磁界
14よりも大きな保磁力を有するため、磁化の向きは一
切変化しない。しかしながら、T1より高く、T2より低
い温度領域においては、曲線17に示される低保磁力部
11aでは保磁力よりもバイアス磁界強度H1が優るた
めに、バイアス磁界14の向きに従って磁化が反転す
る。一方、高保磁力部11bでは、バイアス磁界強度H
1よりも曲線16に示される保磁力が優るために磁化は
反転することなく、初期化磁界13によって決められた
方向のままである。更に温度が上昇し、T2より高い温
度領域においては、曲線16に示される高保磁力部11
bでも保磁力よりバイアス磁界強度H1が優り、バイア
ス磁界14の向きに従って磁化が反転する。つまり、再
生光スポット12内のうち温度がT1以上でかつT2以下
の領域Xでのみ、記録された情報に従って磁化が反転し
た状態がつくり出され、記録情報の検出,再生に寄与す
ることとなる。すなわち、通常の再生方法では検出困難
な再生光スポット径以下の記録ドメインが検出でき、再
生可能となる。
The temperature of the magneto-optical film rises as the reproducing light spot 12 passes, but both the low coercive force portion 11a and the high coercive force portion 11b have a coercive force larger than that of the bias magnetic field 14 until the temperature T1 is reached. Since it has, the direction of magnetization does not change at all. However, in the temperature region higher than T1 and lower than T2, the bias magnetic field strength H1 is superior to the coercive force in the low coercive force portion 11a shown by the curve 17, so that the magnetization is reversed according to the direction of the bias magnetic field 14. On the other hand, in the high coercive force portion 11b, the bias magnetic field strength H
Since the coercive force shown by the curve 16 is superior to 1, the magnetization does not reverse and remains in the direction determined by the initializing magnetic field 13. In the temperature region where the temperature further rises and is higher than T2, the high coercive force portion 11 shown by the curve 16 is formed.
Also in b, the bias magnetic field strength H1 is superior to the coercive force, and the magnetization is inverted according to the direction of the bias magnetic field 14. That is, in the reproducing light spot 12, only in the region X where the temperature is equal to or higher than T1 and equal to or lower than T2, the state in which the magnetization is inverted according to the recorded information is created, which contributes to the detection and reproduction of the recorded information. . That is, it is possible to detect a recording domain having a reproducing light spot diameter or less, which is difficult to detect by a normal reproducing method, and it becomes possible to reproduce.

【0029】また、上記再生方法の説明では、光磁気膜
の最高温度をT2以上にする程度の再生光強度とした
が、当該最高温度をT1以上T2以下にする程度の再生光
強度としても、再生光スポット12内のうち温度がT1
以上でかつT2以下の領域でのみ、記録された情報に従
って磁化が反転した状態がつくり出されるので、超解像
再生動作が可能である。
In the above description of the reproducing method, the reproducing light intensity is set so that the maximum temperature of the magneto-optical film is T2 or more, but the reproducing light intensity may be set so that the maximum temperature is T1 or more and T2 or less. The temperature in the reproduction light spot 12 is T1
Only in the area above and below T2, the state in which the magnetization is inverted is created according to the recorded information, so that the super-resolution reproducing operation is possible.

【0030】このような超解像再生を実現するための光
記録媒体は、記録された情報に応じて保磁力が異なり、
比較的大きい磁気光学効果を有する磁性膜であれば、実
現可能である。
The optical recording medium for realizing such super-resolution reproduction has different coercive force depending on the recorded information.
Any magnetic film having a relatively large magneto-optical effect can be realized.

【0031】ところで、本願発明の光記録媒体を用いて
このような超解像再生を実現するための再生方法として
は、光磁気膜の温度をT1以上に上昇させながら再生す
ることと、バイアス磁界14が必要であるが、初期化磁
界13は必ずしも必要ではない。つまり、図1の原理図
では再生動作前に磁化を上向きに揃えるために初期化磁
界を設けたが、光磁気膜の温度をT2以上に上昇させな
がら再生した場合には、下向きのバイアス磁界により、
再生光スポット12通過後は一様に下向きの磁化となる
ため、次に再生する時にはバイアス磁界を上向きにする
ことにより、初期化磁界を省略することも可能である。
By the way, as a reproducing method for realizing such super-resolution reproduction using the optical recording medium of the present invention, reproduction is performed while the temperature of the magneto-optical film is raised to T1 or higher, and a bias magnetic field is used. 14 is required, but the initialization magnetic field 13 is not always necessary. That is, in the principle diagram of FIG. 1, an initializing magnetic field is provided to align the magnetization upward before the reproducing operation. However, when reproducing while increasing the temperature of the magneto-optical film to T2 or more, a downward bias magnetic field is applied. ,
Since the magnetization is uniformly downward after passing through the reproduction light spot 12, the initialization magnetic field can be omitted by making the bias magnetic field upward during the next reproduction.

【0032】これらの再生方法は、従来の超解像再生方
法との互換を確保するのに好都合である。
These reproduction methods are convenient for ensuring compatibility with the conventional super-resolution reproduction method.

【0033】さらに、本願発明の光記録媒体のうちのい
くつかへの記録方法について説明する。
Further, a method of recording on some of the optical recording media of the present invention will be described.

【0034】一般に、基板上にスパッタ法等により形成
されたままの磁性膜では、密度,結晶性等のゆらぎに由
来する微細構造や結晶粒は、微細なものとなり易く、特
に低圧力で成膜した場合にその傾向が強い。かかる状態
は、物質のエネルギー状態として準安定状態にあり、加
熱によって微細構造や結晶粒は、より安定な状態に遷移
すべく、隣接する微細構造どうしまたは結晶粒どうしが
統合される形で成長していく。
Generally, in a magnetic film as it is formed on a substrate by a sputtering method or the like, fine structures and crystal grains due to fluctuations in density, crystallinity, etc. are likely to be fine, and the film is formed especially at low pressure. If you do, the tendency is strong. This state is a metastable state as the energy state of the substance, and the fine structure and crystal grains grow in a form in which adjacent fine structures or crystal grains are integrated in order to transition to a more stable state by heating. To go.

【0035】そこで、微細構造や結晶粒の大きさが磁性
膜の磁壁の幅より小さい、成膜状態の磁性膜を記録膜と
し、情報記録時に、記録膜中の微細構造あるいは結晶粒
の大きさを成長させうる光強度で記録することにより、
記録情報に対応して微細構造あるいは結晶粒の粗大な
部分を形成できる。かかる微細構造や結晶粒の大きさが
異なる部分が存在すると、前述の如く、磁壁の幅と微細
構造や結晶粒との一定の大小関係により、保磁力を変化
させることが可能となる。
Therefore, a magnetic film in a film-forming state having a fine structure or crystal grain size smaller than the width of the magnetic domain wall of the magnetic film is used as a recording film, and the fine structure or crystal grain size in the recording film at the time of information recording. By recording with a light intensity that can grow
A fine structure or a coarse portion of crystal grains can be formed corresponding to the recorded information. When there are such portions having different fine structures or crystal grains, as described above, the coercive force can be changed by the constant magnitude relationship between the width of the domain wall and the fine structure or crystal grains.

【0036】ところで、上記記録方法により形成された
微細構造や結晶粒の粗大化した部分は、磁性膜の溶融温
度以上に加熱し、急冷することによって、微細化可能で
あるため、上記微細構造等の大小により記録された情報
の消去も可能である。
By the way, the fine structure formed by the above-mentioned recording method or the coarsened portion of the crystal grains can be made finer by heating the magnetic film to a melting temperature or higher and quenching it. It is also possible to erase the recorded information depending on the size of.

【0037】また、ある磁気異方性を有する磁性膜と前
記磁性膜の磁気異方性を増加または減少させる添加元素
からなる膜の積層膜を記録膜とする光記録媒体は、その
ままの状態では記録膜中に磁気異方性が明らかに異なる
部分は存在しない。しかし、一定温度以上に前記記録膜
を加熱すると、積前記層された磁性膜と添加元素の膜は
相互に拡散し始め、合金化し始める。その合金化した部
分においては、前記記録膜の磁気異方性が増加または減
少し、その結果、保磁力も増加または減少する。
Further, an optical recording medium having a laminated film of a magnetic film having a certain magnetic anisotropy and a film made of an additive element for increasing or decreasing the magnetic anisotropy of the magnetic film as a recording film is as it is. There is no portion in the recording film where the magnetic anisotropy is obviously different. However, when the recording film is heated to a certain temperature or higher, the laminated magnetic film and the film of the additional element begin to diffuse into each other and start alloying. In the alloyed portion, the magnetic anisotropy of the recording film increases or decreases, and as a result, the coercive force also increases or decreases.

【0038】そこで、情報記録時に、前記積層された磁
性膜と添加元素の膜を相互に拡散させうる光強度で記録
することにより、 記録情報に対応して、磁気異方性の
大きさが異なる部分を形成し、前記記録膜の保磁力をそ
れぞれの部分において異ならせることが可能となる。
Therefore, at the time of recording information, by recording the laminated magnetic film and the film of the additional element with a light intensity that allows mutual diffusion, the magnitude of magnetic anisotropy varies depending on the recorded information. By forming the portions, the coercive force of the recording film can be made different in each portion.

【0039】[0039]

【実施例】以下本発明の一実施例の光記録媒体につい
て、図面を参照しながら説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An optical recording medium according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0040】<第1の実施例>図2は、本発明の第1の
実施例における光記録媒体の構成を示す断面図であり、
図3は、本実施例の光記録媒体における基板の斜視図及
び断面図である。
<First Embodiment> FIG. 2 is a sectional view showing the structure of an optical recording medium according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a perspective view and a sectional view of a substrate in the optical recording medium of this embodiment.

【0041】図2において、基板21上に、第1保護膜
22、記録膜23、第2保護膜24、反射膜25が、R
Fスパッタ法及びDCスパッタ法により順に形成され、
さらに保護コート層26が、スピンコート法により形成
されている。ここで、各構成要素の材料を一例で示せ
ば、基板21はポリカーボネイト等の透明プラスチック
やガラスであり、第1保護膜22及び第2保護膜24は
SiN等の窒化膜であり、記録膜23はGdTbFeC
o膜等の希土類−遷移金属系磁性膜、反射膜25はAl
膜等の金属膜、保護コート層26はアクリル系UV樹脂
である。また、各膜等の厚さの一例は、第1保護膜22
は100nm、記録膜23は15〜40nm、第2保護
膜24は10〜20nm、反射膜25は40nm、保護
コート層26は5μmである。
In FIG. 2, the first protective film 22, the recording film 23, the second protective film 24, and the reflective film 25 are formed on the substrate 21 by R.
Sequentially formed by the F sputtering method and the DC sputtering method,
Further, the protective coat layer 26 is formed by the spin coat method. Here, as an example of the material of each component, the substrate 21 is a transparent plastic such as polycarbonate or glass, the first protective film 22 and the second protective film 24 are nitride films such as SiN, and the recording film 23. Is GdTbFeC
The rare earth-transition metal magnetic film such as an o film and the reflective film 25 are made of Al.
The metal film such as a film and the protective coating layer 26 are acrylic UV resins. An example of the thickness of each film is the first protective film 22.
Is 100 nm, the recording film 23 is 15 to 40 nm, the second protective film 24 is 10 to 20 nm, the reflective film 25 is 40 nm, and the protective coat layer 26 is 5 μm.

【0042】図3に基板21を拡大して模式的に示して
いる。図3(a)においてハッチング部分が、記録情報に
対応して基板表面に形成された記録ドメイン31を表
し、そのA−A’断面図が図3(b)である。本実施例の
光記録媒体では、基板上において、記録ドメイン部分3
1をそれ以外の部分に比較して粗面化することによっ
て、記録情報を表現している。また、32及び33から
なる凹凸溝は再生時に光スポットをトラッキング制御す
るためのガイドである。
FIG. 3 is an enlarged schematic view of the substrate 21. In FIG. 3A, the hatched portion represents the recording domain 31 formed on the surface of the substrate corresponding to the recording information, and the sectional view taken along the line AA ′ is FIG. 3B. In the optical recording medium of this embodiment, the recording domain portion 3 is formed on the substrate.
The recorded information is expressed by roughening 1 in comparison with other portions. The concave and convex groove formed by 32 and 33 is a guide for tracking control of the light spot during reproduction.

【0043】このような基板21の作製は、記録情報に
対応して、粗面部と鏡面部(平滑面部)が形成された原
盤を用い、射出成形法等の従来の基板の大量複製法等に
よって容易にできる。以下、その作製手順を2つの方法
について図面を参照しながら説明する。
In order to manufacture the substrate 21 as described above, a master having a rough surface portion and a mirror surface portion (smooth surface portion) corresponding to recorded information is used, and a conventional mass copying method of the substrate such as injection molding is used. You can easily. The manufacturing procedure will be described below for two methods with reference to the drawings.

【0044】まず、第1の方法について説明する。この
方法は本実施例のように、記録ドメイン部分をそれ以外
の部分に比較して粗面化することによって、記録情報を
表現する場合の方法である。図4(a)において、41が
ガラス原盤、42はフォトレジスト、43がアルゴンレ
ーザビーム、44はエッチングイオン粒子線、45が紫
外線、46がNi膜、47がNi電鋳層、48がスタン
パ、21が基板である。作製手順は図4(a)の1)2)3)・・
・の順である。 1)・・・鏡面に磨かれたガラス原盤41上に塗布したフォ
トレジスト42を熱処理後、記録されるべき情報に応じ
て強度変調されたアルゴンレーザビーム43にてカッテ
ィング露光する。 2)・・・現像液で現像することにより、記録されるべき情
報に応じてフォトレジスト42が除去された部分と除去
されない部分が形成される。ここまでの手順は、従来の
手順と全く同一である。 3)・・・本実施例では、次にプラズマイオンエッチングが
施される。この工程は、現像によってガラス原盤41が
露出した部分の面を粗らす目的で行われる。本実施例で
は、CF4ガスとNeガスの混合ガスあるいはCF4ガス
とArガスの混合ガスを用い、1〜20mTorrの圧力,
0.7〜2.0W/cm2のパワーで、20〜120秒のエ
ッチングを施した。ここで、Heガスを混合するのは、
ガラス原盤表面を粗らすことにより発生するノイズを減
少させる効果を有するからである。例えば、CF4ガス
に半分の量のNeガスを混合してエッチング処理をした
場合に、ノイズ量を約2dB低減できた。 4)・・・プラズマイオンエッチングの完了後、ガラス原盤
41の露出部、及びフォトレジスト42の表面は粗面化
している。 5)・・・さらに、紫外線45を全体に照射し、 6)・・・再び現像液で現像することにより、ガラス原盤4
1上に形成されたフォトレジスト42は全て除去され
る。 7)・・・次に、ガラス原盤41にNi膜46をスパッタ成
膜した後、それを電極としてニッケル電鋳層47を一定
の厚さまで設けて、スタンパ48ができる。 8)・・・その後、ガラス原盤41からスタンパ48を剥離
し、記録すべき情報に応じて粗面部と鏡面部が形成され
たスタンパ48が完成する。この場合、記録ドメイン部
が粗面となっている。 9)・・・このスタンパ48を用いて、射出成形法等によっ
て、スタンパ48の面粗さに対応した基板21が作製さ
れる。
First, the first method will be described. This method is a method for expressing recording information by roughening the recording domain portion in comparison with other portions as in the present embodiment. In FIG. 4A, 41 is a glass master, 42 is a photoresist, 43 is an argon laser beam, 44 is an etching ion particle beam, 45 is an ultraviolet ray, 46 is a Ni film, 47 is a Ni electroformed layer, and 48 is a stamper. 21 is a substrate. The manufacturing procedure is 1) 2) 3) in Fig. 4 (a).
・ In order. 1) ... After heat-treating the photoresist 42 applied on the glass master 41 polished to a mirror surface, cutting exposure is performed with an argon laser beam 43 whose intensity is modulated according to the information to be recorded. 2) ... By developing with a developer, a portion where the photoresist 42 is removed and a portion where the photoresist 42 is not removed are formed depending on the information to be recorded. The procedure up to this point is exactly the same as the conventional procedure. 3) ... In this embodiment, plasma ion etching is next performed. This step is performed for the purpose of roughening the surface of the portion where the glass master 41 is exposed by the development. In this embodiment, a mixed gas of CF 4 gas and Ne gas or a mixed gas of CF 4 gas and Ar gas is used, and a pressure of 1 to 20 mTorr,
Etching was performed for 20 to 120 seconds with a power of 0.7 to 2.0 W / cm 2 . Here, mixing He gas is
This is because it has an effect of reducing noise generated by roughening the surface of the glass master. For example, when a half amount of Ne gas was mixed with CF 4 gas and etching was performed, the noise amount could be reduced by about 2 dB. 4) ... After completion of the plasma ion etching, the exposed portion of the glass master 41 and the surface of the photoresist 42 are roughened. 5) ... Further, the entire surface is irradiated with ultraviolet rays 45, and 6).
All the photoresist 42 formed on 1 is removed. 7) ... Next, a Ni film 46 is formed by sputtering on the glass master 41, and then a nickel electroformed layer 47 is formed to a certain thickness using the Ni film 46 as an electrode to form a stamper 48. 8) After that, the stamper 48 is peeled off from the glass master 41, and the stamper 48 in which the rough surface portion and the mirror surface portion are formed according to the information to be recorded is completed. In this case, the recording domain portion has a rough surface. 9) ... Using this stamper 48, the substrate 21 corresponding to the surface roughness of the stamper 48 is manufactured by an injection molding method or the like.

【0045】なお、基板材質がガラスで、射出成形法等
による複製が難しい場合には、ガラス基板をガラス原盤
に見立てて上記作製手順の1)〜6)を行って、直接基板を
作製すると良い。
If the substrate material is glass and it is difficult to reproduce it by injection molding or the like, the glass substrate may be regarded as a glass master and the above production steps 1) to 6) may be performed to directly produce the substrate. .

【0046】次に、第2の方法について説明する。この
方法は本実施例と異なり、記録ドメイン部分をそれ以外
の部分に比較して平滑化する(記録ドメイン以外の部分
を粗面化する)ことによって、記録情報を表現する場合
の方法である。図4(b)において、各数字の示すものは
図4(a)と同一であるが、フォトレジスト42としてア
ルゴンレーザに感光して軟化するかあるいはアルゴンレ
ーザ照射による高温状態において軟化する性質を有する
ものを用いる。作製手順は図4(b)の1)2)3)・・・の順で
ある。 1)・・・鏡面に磨かれたガラス原盤41上にフォトレジス
ト42を塗布し、熱処理を行う。ここまでの手順は、従
来の手順と全く同一である。 2)・・・本実施例では、次にプラズマイオンエッチングが
施される。この工程は、フォトレジスト42の全面を粗
らす目的で行われる。本実施例では、N2ガスとHeガス
の混合ガスあるいはO2ガスとHeガスの混合ガスを用
い、1〜20mTorrの圧力,0.2〜0.5W/cm2のパ
ワーで、20〜120秒のエッチングを施した。ここ
で、Heガスを混合するのは、フォトレジスト表面を粗
らすことにより発生するノイズを減少させる効果を有す
るからである。例えば、N2ガスに半分の量のHeガス
を混合してエッチング処理をした場合に、ノイズ量を約
2dB低減できた。 3)・・・プラズマイオンエッチングの完了後、フォトレジ
スト42の表面は粗面化している。 4)・・・粗面化されたフォトレジスト42上に、記録され
るべき情報に応じて強度変調されたアルゴンレーザビー
ム43を照射して、粗面化されたフォトレジスト表面を
軟化させて平滑化する。従って、記録されるべき情報に
応じてフォトレジスト42の表面に平滑面部と粗面部が
形成される。 5)・・・次に、フォトレジスト42上にNi膜46をスパ
ッタ成膜した後、それを電極としてニッケル電鋳層47
を一定の厚さまで設けて、スタンパ48ができる。 6)・・・その後、ガラス原盤41及びフォトレジスト42
からスタンパ48を剥離し、記録すべき情報に応じて平
滑面部と粗面部が形成されたスタンパ48が完成する。 7)・・・このスタンパ48を用いて、射出成形法等によっ
て、スタンパ48の面粗さに対応した基板21が作製さ
れる。
Next, the second method will be described. This method is different from the present embodiment in that the recording information is expressed by smoothing the recording domain portion in comparison with other portions (roughening the portion other than the recording domain). In FIG. 4 (b), although each numeral indicates the same as that in FIG. 4 (a), the photoresist 42 has the property of being softened by being exposed to an argon laser or being softened in a high temperature state by irradiation with an argon laser. Use one. The manufacturing procedure is in the order of 1) 2) 3) ... Of FIG. 1) ... A photoresist 42 is applied on a glass master 41 having a mirror surface, and heat treatment is performed. The procedure up to this point is exactly the same as the conventional procedure. 2) ... In this embodiment, plasma ion etching is next performed. This step is performed for the purpose of roughening the entire surface of the photoresist 42. In this embodiment, a mixed gas of N 2 gas and He gas or a mixed gas of O 2 gas and He gas is used, with a pressure of 1 to 20 mTorr and a power of 0.2 to 0.5 W / cm 2 , and 20 to 120. Second etching was performed. The He gas is mixed here because it has an effect of reducing noise generated by roughening the photoresist surface. For example, when a half amount of He gas was mixed with N 2 gas for etching, the noise amount could be reduced by about 2 dB. 3) ... After completion of the plasma ion etching, the surface of the photoresist 42 is roughened. 4) ... Irradiating the roughened photoresist 42 with an argon laser beam 43 whose intensity is modulated according to the information to be recorded, to soften and smooth the roughened photoresist surface. Turn into. Therefore, a smooth surface portion and a rough surface portion are formed on the surface of the photoresist 42 according to the information to be recorded. 5) ... Next, a Ni film 46 is formed by sputtering on the photoresist 42, and the nickel electroformed layer 47 is formed by using the Ni film 46 as an electrode.
To a certain thickness to form the stamper 48. 6) After that, the glass master 41 and the photoresist 42
The stamper 48 is peeled off from the stamper 48, and the stamper 48 in which the smooth surface portion and the rough surface portion are formed according to the information to be recorded is completed. 7) ... Using this stamper 48, the substrate 21 corresponding to the surface roughness of the stamper 48 is manufactured by an injection molding method or the like.

【0047】ここで、図3にもどって、記録ドメイン部
分31内の面粗さを、面内方向の寸法α及び垂直方向の
寸法βで表し、記録ドメイン部分31内でのそれぞれの
平均値を<α>及び<β>で表す。このとき、<β>〜
5nmの場合の記録膜(GdTbFeCo膜)23の保
磁力と<α>との関係を示したのが図5であり、<α>
〜45nmの場合の記録膜23の保磁力と<β>との関
係を示したのが図6である。
Here, returning to FIG. 3, the surface roughness in the recording domain portion 31 is represented by an in-plane dimension α and a vertical dimension β, and respective average values in the recording domain portion 31 are represented. Represented by <α> and <β>. At this time, <β>
FIG. 5 shows the relationship between the coercive force of the recording film (GdTbFeCo film) 23 and <α> in the case of 5 nm.
FIG. 6 shows the relationship between the coercive force of the recording film 23 and <β> in the case of ˜45 nm.

【0048】図5から、面粗さの面内方向の平均寸法<
α>が約10nm以上となることによって保磁力が増加
し始めることが分かり、また、図6から、面粗さの垂直
方向の平均寸法<β>が約3nm以上となることによっ
て保磁力が増加し始めることが分かる。
From FIG. 5, the average dimension of the surface roughness in the in-plane direction <
It can be seen that the coercive force starts to increase when α> is about 10 nm or more, and from FIG. 6, the coercive force increases when the average surface roughness <β> in the vertical direction is about 3 nm or more. I know you will start.

【0049】ところで、GdTbFeCo膜の磁気異方
性定数Ku〜2x106erg/cc,交換スティフネス定数
A〜2x10-7erg/cmだから、磁壁の幅δ〜π(A/
Ku)1/2は約10nmとなる。
By the way, since the magnetic anisotropy constant Ku of the GdTbFeCo film is Ku˜2 × 10 6 erg / cc and the exchange stiffness constant A is 2 × 10 −7 erg / cm, the width of the domain wall δ˜π (A /
Ku) 1/2 is about 10 nm.

【0050】このことは、図5で面粗さの面内方向の平
均寸法<α>が約10nm以上となることによって保磁
力が増加し始めることと良く対応している。この結果
は、基板上の面粗さを反映した微細構造等が存在し、磁
壁の幅とかかる微細構造等との一定の大小関係により、
保磁力が変化するという本発明における前述の作用を裏
付けるものである。その他TbFe膜,GdTbFe膜
等の他の希土類−遷移金属系磁性膜の磁壁の幅δは、1
0〜20nm程度と見積もられるが、上記GdTbFe
Co膜と同様に、保磁力と面粗さ寸法との対応関係が認
められた。
This corresponds well with the fact that the coercive force starts to increase when the average dimension <α> of the surface roughness in the in-plane direction in FIG. 5 becomes about 10 nm or more. This result shows that there is a fine structure that reflects the surface roughness on the substrate, and due to the constant magnitude relationship between the width of the domain wall and such fine structure,
This supports the above-mentioned effect of the present invention that the coercive force changes. In addition, the width δ of the domain wall of other rare earth-transition metal magnetic films such as TbFe film and GdTbFe film is 1
It is estimated to be about 0 to 20 nm, but the above GdTbFe
Similar to the Co film, a correspondence relationship between the coercive force and the surface roughness dimension was confirmed.

【0051】図7は、基板上に<α>〜40nm,<β
>〜5nmである粗面部分と、<α>〜80nm,<β
>〜1nmである平滑面部分を設けた本実施例の光記録
媒体の、それぞれの部分における保磁力の温度依存性を
示している。曲線71は粗面部分を、曲線72は平滑面
部分を示している。ここで、記録膜であるGdTbFe
Co膜のキュリー温度は本実施例の場合約210℃であ
るが、室温からキュリー温度に至る全温度領域において
2倍前後の保磁力差が得られている。
FIG. 7 shows that <α> to 40 nm, <β on the substrate.
Rough surface portion of> ~ 5 nm, and <α> ~ 80 nm, <β
The temperature dependence of the coercive force in each part of the optical recording medium of the present example provided with a smooth surface part of> ~ 1 nm is shown. A curve 71 shows a rough surface portion, and a curve 72 shows a smooth surface portion. Here, the recording film GdTbFe
The Curie temperature of the Co film is about 210 ° C. in this embodiment, but a coercive force difference of about double is obtained in the entire temperature range from room temperature to the Curie temperature.

【0052】以上より、記録情報に対応して、面粗さの
面内方向及び垂直方向の平均寸法がそれぞれ10nm以
上及び3nm以上である部分、並びに面粗さの面内方向
及び垂直方向の平均寸法がそれぞれ10nm以下あるい
は3nm以下である部分を有する基板上に、希土類−遷
移金属系磁性膜からなる記録膜を形成すれば、記録情報
に対応した保磁力の異なる部分を有する光記録媒体を得
ることができる。
From the above, in correspondence with the recorded information, the portions where the average surface roughness in the in-plane direction and the average direction in the vertical direction are 10 nm or more and 3 nm or more, respectively, and the average surface roughness in the in-plane direction and the vertical direction, respectively. If a recording film made of a rare earth-transition metal magnetic film is formed on a substrate having a dimension of 10 nm or less or 3 nm or less, an optical recording medium having a portion having a different coercive force corresponding to recorded information is obtained. be able to.

【0053】ただし、保磁力を増加させるために面粗さ
の面内方向及び垂直方向の平均寸法がそれぞれ10nm
以上及び3nm以上であっても、本実施例の光記録媒体
としては必要十分ではない。すなわち、粗面化したこと
に起因する再生時のノイズ発生等を防止する必要がある
ためである。図8に、波長830nmのレーザを用い、
<β>〜5nmの時の、面粗さの面内方向の平均寸法<
α>と再生ノイズの関係を示すが、<α>が約50nm
以上となると、再生ノイズが急増している。さらに、<
α>〜45nmの時、面粗さの垂直方向の平均寸法<β
>が20nm以上になると、再生ノイズの増大とともに
その部分での反射率が90%以下に低下した。このよう
な記録情報に対応する反射率変化が大きいと、本来光磁
気信号として超解像再生されるべき記録ドメインが、反
射率変化信号として通常に検出されてしまい、不適当で
ある。
However, in order to increase the coercive force, the average of the surface roughness in the in-plane direction and the average size in the vertical direction are each 10 nm.
The above and 3 nm or more are not necessary and sufficient for the optical recording medium of the present embodiment. That is, it is necessary to prevent the occurrence of noise during reproduction due to the roughened surface. In FIG. 8, using a laser with a wavelength of 830 nm,
<Β> ~ 5 nm average surface roughness in the in-plane direction <
The relationship between α> and playback noise is shown, but <α> is approximately 50 nm.
When it becomes above, the reproduction noise has increased rapidly. Furthermore, <
When α> 45 nm, average surface roughness in the vertical direction <β
When> was 20 nm or more, the reproduction noise increased and the reflectance at that portion decreased to 90% or less. If the reflectance change corresponding to such recorded information is large, the recording domain that should originally be super-resolution-reproduced as a magneto-optical signal is normally detected as a reflectance change signal, which is unsuitable.

【0054】以上より、面粗さの面内方向及び垂直方向
の平均寸法は、それぞれ50nm以下及び20nm以下
であることが望ましい。
From the above, it is desirable that the average dimensions of the surface roughness in the in-plane direction and in the vertical direction are 50 nm or less and 20 nm or less, respectively.

【0055】次に、記録情報に対応した保磁力の異なる
部分(すなわち、記録ドメイン)の最小寸法を、波長8
30nmの光スポットでは検出困難な0.6μm以下に
設定したこの光記録媒体を、前記「作用」の欄で記載し
た再生方法により再生する。
Next, the minimum dimension of a portion having different coercive force (that is, the recording domain) corresponding to the recorded information is set to the wavelength 8
This optical recording medium set to 0.6 μm or less, which is difficult to detect with a light spot of 30 nm, is reproduced by the reproducing method described in the above-mentioned “Action” section.

【0056】図1における初期化磁界13を3kOe、
バイアス磁界14を500Oeとし、線速度5m/sの条
件で、記録ドメイン寸法を種々に設定したこの光記録媒
体を再生した時のCN比の変化(曲線91)を図9に示
す。参考までに、通常の記録再生したときのCN比の変
化(曲線92)をも併せて示す。尚、縦軸のCN比は、
記録ドメイン寸法2μmのときのCN比を0dBとして
プロットしている。図9から分かる通り、本実施例によ
ると、より小さな記録ドメイン寸法に対しても大きなC
N比を確保することができ、高密度の光記録媒体が実現
できるものである。
The initialization magnetic field 13 in FIG. 1 is set to 3 kOe,
FIG. 9 shows a change in the CN ratio (curve 91) when reproducing this optical recording medium in which the recording domain size was variously set under the condition that the bias magnetic field 14 was 500 Oe and the linear velocity was 5 m / s. For reference, the change in the CN ratio (curve 92) during normal recording and reproduction is also shown. The CN ratio on the vertical axis is
The CN ratio when the recording domain size is 2 μm is plotted as 0 dB. As can be seen from FIG. 9, according to the present embodiment, a large C is obtained even for a smaller recording domain size.
The N ratio can be secured and a high density optical recording medium can be realized.

【0057】さらに、図7からも明らかなように、再生
時に必要な温度上昇が200℃以下程度と低く、かつ、
光スポット中の検出領域がトラック方向に比較的幅の狭
い高温部であることから、低い動作温度で超解像再生動
作が可能であって、しかもトラックピッチを詰めること
ができる高SN比の再生専用の光記録媒体を実現できる
ことができる。
Further, as is clear from FIG. 7, the temperature rise required for regeneration is as low as 200 ° C. or lower, and
Since the detection area in the light spot is a high-temperature portion with a relatively narrow width in the track direction, super-resolution reproduction operation is possible at a low operating temperature, and reproduction with a high SN ratio can reduce the track pitch. It is possible to realize a dedicated optical recording medium.

【0058】また、本発明の原理から明らかなように各
構成要素の材料及び厚さはこれらに限られる訳ではな
く、例えば、第1または第2保護膜については、他の窒
化膜,ZnS膜等のカルコゲン化膜,SiO膜等の酸化
膜あるいはそれらの混合物の膜でもよく、記録膜につい
ては、比較的高い磁気光学効果を有するTbFe,Gd
TbFe,TbFeCo,DyFe,GdDyFe,D
yFeCo,GdDyFeCo,NdTbFeCo等の
他の希土類−遷移金属系磁性膜であってもよい。
Further, as is clear from the principle of the present invention, the material and thickness of each constituent element are not limited to these. For example, for the first or second protective film, another nitride film or ZnS film is used. It may be a chalcogenized film such as SiO 2 film, an oxide film such as SiO film, or a film of a mixture thereof. For the recording film, TbFe, Gd having a relatively high magneto-optical effect are used.
TbFe, TbFeCo, DyFe, GdDyFe, D
Other rare earth-transition metal based magnetic films such as yFeCo, GdDyFeCo, NdTbFeCo may be used.

【0059】すなわち、膜構成に関しては、記録される
べき情報に対応して保磁力の異なる記録膜の存在こそが
本発明の必須構成要件であり、保護膜、反射膜、保護コ
ート層等は信頼性、信号品質、記録あるいは再生時の熱
分布等に関する諸特性の確保あるいは改善のために、適
宜設けられるものである。
That is, regarding the film structure, the existence of a recording film having a different coercive force corresponding to the information to be recorded is an essential constituent requirement of the present invention, and the protective film, the reflective film, the protective coat layer, etc. are reliable. It is provided as appropriate in order to secure or improve various characteristics relating to performance, signal quality, heat distribution during recording or reproduction, and the like.

【0060】さらに、この光記録媒体で、記録情報に対
応して、基板の面粗さが一定値だけ異なる部分を、基板
上の一部の領域(例えば、内周側領域あるいは外周側領
域等)にのみ設けた場合には、希土類−遷移金属系磁性
膜自身が書換え可能な記録膜であるので、書換え可能な
領域も同一面上に配置した光記録媒体(いわゆるパーシ
ャルROM)とすることが可能となる。
Further, in this optical recording medium, a portion where the surface roughness of the substrate differs by a constant value in accordance with the recorded information is a partial region on the substrate (for example, the inner peripheral side region or the outer peripheral side region or the like). )), Since the rare earth-transition metal magnetic film itself is a rewritable recording film, the rewritable area may be an optical recording medium (so-called partial ROM) arranged on the same surface. It will be possible.

【0061】ところで、本実施例においては、記録ドメ
イン部分31を記録ドメイン31以外の部分より粗面化
して、保磁力の大きい部分としたが、逆に記録ドメイン
31以外の部分を記録ドメイン部分31より粗面化し
て、保磁力の大きい部分としても、前記「作用」の欄で
記載した再生方法により、本発明の目的とする超解像再
生動作が可能である。
By the way, in the present embodiment, the recording domain portion 31 is made rougher than the portion other than the recording domain 31 to have a large coercive force. On the contrary, the portion other than the recording domain 31 is the recording domain portion 31. Even in the case where the surface is roughened and the coercive force is large, the super-resolution reproducing operation which is the object of the present invention can be performed by the reproducing method described in the above-mentioned "Operation" section.

【0062】<第2の実施例>本発明の第2の実施例に
おける光記録媒体は、図2の媒体構成において、記録膜
23として比較的高い磁気光学効果を有する貴金属/遷
移金属系多層膜,遷移金属酸化窒化膜,フェライト膜等
の3d遷移金属系磁性膜を用い、基板21としてガラス
を用いた場合である。本実施例の光記録媒体では、記録
膜23以外の構成要素は実施例1の場合と同一であって
良い。
<Second Embodiment> An optical recording medium according to a second embodiment of the present invention has a noble metal / transition metal multilayer film having a relatively high magneto-optical effect as the recording film 23 in the medium structure of FIG. , A transition metal oxynitride film, a ferrite film or the like is used, and glass is used as the substrate 21. In the optical recording medium of the present embodiment, the constituent elements other than the recording film 23 may be the same as in the first embodiment.

【0063】まず、SiN膜等の誘電体膜上にDCスパ
ッタ法等で作製したPt/Co,Pd/Co等の貴金属
/遷移金属系多層膜の場合、垂直磁気異方性定数Kuが
0.7〜2x106erg/cc程度,交換スティフネス定数
Aが0.8〜1.3x10-6erg/cm程度であることか
ら、その磁壁の幅δは20〜43nm程度と見積もられ
る。ここで、貴金属膜1層当たりの膜厚は0.8〜3.5
nm、遷移金属膜1層当たりの膜厚は0.1〜1.5n
m、貴金属/遷移金属多層膜全体の膜厚は15〜40n
mとした。
First, in the case of a noble metal / transition metal-based multilayer film such as Pt / Co or Pd / Co formed on a dielectric film such as a SiN film by the DC sputtering method or the like, the perpendicular magnetic anisotropy constant Ku is 0. Since the exchange stiffness constant A is about 7 to 2 × 10 6 erg / cc and the exchange stiffness constant A is about 0.8 to 1.3 × 10 −6 erg / cm, the width δ of the domain wall is estimated to be about 20 to 43 nm. Here, the film thickness per noble metal film is 0.8 to 3.5.
nm, the thickness of each transition metal film is 0.1 to 1.5 n
m, the total thickness of the noble metal / transition metal multilayer film is 15 to 40 n
m.

【0064】また、SiN膜等の誘電体膜上に反応性イ
オンビームスパッタ法等で作製したFeON,FeCo
ON等の遷移金属酸化窒化膜の場合、垂直磁気異方性定
数Kuが4〜8x105erg/cc程度,交換スティフネス
定数Aが0.6〜1.2x10 -6erg/cm程度であること
から、その磁壁の幅δは30〜50nm程度と見積もら
れる。ここで、遷移金属酸化窒化膜の膜厚は20〜60
nmとした。
Further, the reactive film is formed on the dielectric film such as the SiN film.
FeON, FeCo produced by the on-beam sputtering method or the like
For transition metal oxynitride films such as ON, the perpendicular magnetic anisotropy is determined.
Number Ku is 4-8x10Fiveerg / cc, exchange stiffness
Constant A is 0.6 to 1.2x10 -6erg / cm
Therefore, the width δ of the domain wall is estimated to be about 30 to 50 nm.
Be done. Here, the film thickness of the transition metal oxynitride film is 20 to 60.
nm.

【0065】さらに、SiN膜等の誘電体膜上に反応性
RFスパッタ法等で作製したCoフェライト,Bi・C
o置換ガーネットフェライト等のフェライト膜の場合、
垂直磁気異方性定数Kuが0.2〜1.5x106erg/cc
程度,交換スティフネス定数Aが0.3〜1.5x10-6
erg/cm程度であることから、その磁壁の幅δは30〜
50nm程度と見積もられる。ここで、フェライト膜の
膜厚は100〜300nmとした。
Further, Co ferrite, Bi.C, etc. prepared on the dielectric film such as SiN film by the reactive RF sputtering method or the like.
o In the case of ferrite film such as substituted garnet ferrite,
Perpendicular magnetic anisotropy constant Ku is 0.2 to 1.5 × 10 6 erg / cc
Degree, exchange stiffness constant A is 0.3 to 1.5x10 -6
Since it is about erg / cm, the width δ of the domain wall is 30 to
It is estimated to be about 50 nm. Here, the film thickness of the ferrite film was 100 to 300 nm.

【0066】ところで、基板21の拡大模式図である図
3において、実施例1の場合と同様に、記録ドメイン部
分31内の面粗さを、面内方向の寸法α及び垂直方向の
寸法βで表し、記録ドメイン部分31内でのそれぞれの
平均値を<α>及び<β>で表す。
By the way, in FIG. 3 which is an enlarged schematic view of the substrate 21, the surface roughness in the recording domain portion 31 is expressed by the dimension α in the in-plane direction and the dimension β in the vertical direction, as in the case of the first embodiment. The respective average values in the recording domain portion 31 are represented by <α> and <β>.

【0067】また、このような基板21の作製は、実施
例1の場合と同様に、記録情報に対応して、粗面部と鏡
面部(平滑面部)が形成された原盤を用い、射出成形法
等の従来の基板の大量複製法等によって容易にできる。
Further, as in the case of the first embodiment, the substrate 21 as described above is manufactured by an injection molding method using a master having a rough surface portion and a mirror surface portion (smooth surface portion) corresponding to recorded information. It can be easily performed by a conventional method such as mass replication of substrates.

【0068】図10は、記録ドメイン部分31内の面粗
さの垂直方向の平均寸法<β>〜7nmとした場合の記
録膜(Pt/Co多層膜,FeCoON膜,Bi・Co
置換YIG膜)23の保磁力と面粗さの面内方向の平均
寸法<α>との関係を示したものである。図11は、<
α>〜45nmの場合の記録膜23の保磁力と面粗さの
垂直方向の平均寸法<β>との関係を示したものであ
る。
FIG. 10 shows a recording film (Pt / Co multilayer film, FeCoON film, Bi.Co) when the average surface roughness in the recording domain portion 31 in the vertical direction <β> to 7 nm.
3 shows the relationship between the coercive force of the (replacement YIG film) 23 and the average surface roughness in the in-plane direction <α>. FIG. 11 shows
It shows the relationship between the coercive force of the recording film 23 and the average vertical surface roughness dimension <β> in the case of α> 45 nm.

【0069】図10から、保磁力が増加し始める面粗さ
の面内方向の平均寸法<α>は、Pt/Co多層膜では
約20nm,FeCoON膜では約30nm,Bi・Co
置換YIG膜では約30nmであることが分かる。ま
た、図11から、保磁力が増加し始める面粗さの垂直方
向の平均寸法<β>は、Pt/Co多層膜,FeCoO
N膜,Bi・Co置換YIG膜ともに約5nmであること
が分かる。
From FIG. 10, the average in-plane dimension <α> of the surface roughness at which the coercive force begins to increase is about 20 nm for the Pt / Co multilayer film, about 30 nm for the FeCoON film, and Bi · Co.
It can be seen that the substituted YIG film has a thickness of about 30 nm. Further, from FIG. 11, the average vertical dimension <β> of the surface roughness at which the coercive force starts to increase is as follows: Pt / Co multilayer film, FeCoO
It can be seen that both the N film and the Bi / Co substituted YIG film have a thickness of about 5 nm.

【0070】この結果は、基板上の面粗さを反映した微
細構造等が存在し、磁壁の幅とかかる微細構造等との一
定の大小関係により、保磁力が変化するという本発明に
おける前述の作用を裏付けるものである。
The result is that the coercive force changes according to a certain size relationship between the width of the domain wall and the microstructure, etc., which has a microstructure reflecting surface roughness on the substrate. It supports the action.

【0071】基板上に<α>〜45nm,<β>〜7n
mである部分と、<α>〜80nm,<β>〜1.5n
mである部分を設けた本実施例の光記録媒体の、それぞ
れの部分における保磁力の温度依存性を測定すると、室
温からキュリー温度に至る全温度領域において1.6倍
前後の保磁力差が得られていることが確認された。
<Α> to 45 nm, <β> to 7n on the substrate
m, <α> to 80 nm, <β> to 1.5 n
When the temperature dependence of the coercive force in each part of the optical recording medium of the present example provided with the part m is measured, the coercive force difference of about 1.6 times is found in the entire temperature range from room temperature to the Curie temperature. It was confirmed that it was obtained.

【0072】以上より、記録情報に対応して、面粗さの
面内方向及び垂直方向の平均寸法がそれぞれ20nm以
上及び5nm以上である部分、並びに面粗さの面内方向
及び垂直方向の平均寸法がそれぞれ20nm以下あるい
は5nm以下である部分を有する基板上に、Pt/Co
多層膜等の貴金属/遷移金属系多層膜,FeCoON膜
等の遷移金属酸化窒化膜,Bi・Co置換YIG膜等の
フェライト膜からなる記録膜を形成すれば、記録情報に
対応した保磁力の異なる部分を有する光記録媒体を得る
ことができる。
From the above, in correspondence with the recorded information, the portions where the average dimensions of the surface roughness in the in-plane direction and the vertical direction are 20 nm or more and 5 nm or more, respectively, and the average of the surface roughness in the in-plane direction and the vertical direction, respectively. Pt / Co is formed on a substrate having portions each having a dimension of 20 nm or less or 5 nm or less.
If a recording film made of a noble metal / transition metal-based multilayer film such as a multilayer film, a transition metal oxynitride film such as a FeCoON film, or a ferrite film such as a Bi / Co-substituted YIG film is formed, the coercive force corresponding to the recorded information is different. An optical recording medium having a portion can be obtained.

【0073】ただし、実施例1で述べたと同様に、粗面
化したことに起因する再生時のノイズ発生及び反射率変
化を防止して本発明の超解像再生動作を達成するため、
面粗さの面内方向の平均寸法<α>を50nm以下に
し、さらに、面粗さの垂直方向の平均寸法<β>を20
nm以下にする必要がある。
However, in the same manner as described in the first embodiment, in order to achieve the super-resolution reproducing operation of the present invention by preventing the occurrence of noise and the change in reflectance during reproduction due to the roughening of the surface,
The average dimension <α> of the surface roughness in the in-plane direction is 50 nm or less, and the average dimension <β> of the surface roughness in the vertical direction is 20 nm or less.
It must be less than or equal to nm.

【0074】従って、この光記録媒体を、実施例1の場
合と同様に前記「作用」の欄で記載した再生方法により
再生することによって、低い動作温度で超解像再生動作
が可能であって、しかもトラックピッチを詰めることが
できる高SN比の再生専用の光記録媒体を実現すること
ができる。
Therefore, by reproducing this optical recording medium by the reproducing method described in the above section "Operation" as in the case of Example 1, the super-resolution reproducing operation is possible at a low operating temperature. Moreover, it is possible to realize a read-only optical recording medium with a high SN ratio that can reduce the track pitch.

【0075】また、本発明の原理から明らかなように各
構成要素の材料及び厚さはこれらに限られる訳ではな
く、例えば、第1または第2保護膜については、他の窒
化膜,ZnS膜等のカルコゲン化膜,SiO膜等の酸化
膜あるいはそれらの混合物の膜でもよく、特に、第2保
護膜は適宜省略も可能である。記録膜については、その
磁壁の幅δが20〜50nm程度であって比較的高い磁
気光学効果を有する他の3d遷移金属系磁性膜であって
もよい。
Further, as is clear from the principle of the present invention, the material and thickness of each constituent element are not limited to these. For example, for the first or second protective film, another nitride film or ZnS film is used. It may be a chalcogenized film such as the above, an oxide film such as a SiO film, or a film of a mixture thereof, and in particular, the second protective film may be appropriately omitted. The recording film may be another 3d transition metal-based magnetic film having a domain wall width δ of about 20 to 50 nm and a relatively high magneto-optical effect.

【0076】すなわち、膜構成に関しては、記録される
べき情報に対応して保磁力の異なる記録膜の存在こそが
本発明の必須構成要件であり、保護膜、反射膜、保護コ
ート層等は信頼性、信号品質、記録あるいは再生時の熱
分布等に関する諸特性の確保あるいは改善のために、適
宜設けられるものである。
That is, regarding the film structure, the existence of the recording film having a different coercive force corresponding to the information to be recorded is an essential constituent requirement of the present invention, and the protective film, the reflective film, the protective coat layer, etc. are reliable. It is provided as appropriate in order to secure or improve various characteristics relating to performance, signal quality, heat distribution during recording or reproduction, and the like.

【0077】さらに、この光記録媒体で、記録情報に対
応して、基板の面粗さが一定値だけ異なる部分を、基板
上の一部の領域(例えば、内周側領域あるいは外周側領
域等)にのみ設けた場合には、希土類−遷移金属系磁性
膜自身が書換え可能な記録膜であるので、書換え可能な
領域も同一面上に配置した光記録媒体(いわゆるパーシ
ャルROM)とすることが可能となる。
Further, in this optical recording medium, a portion where the surface roughness of the substrate is different by a constant value in accordance with the recorded information is defined as a partial region on the substrate (for example, the inner peripheral region or the outer peripheral region). )), Since the rare earth-transition metal magnetic film itself is a rewritable recording film, the rewritable area may be an optical recording medium (so-called partial ROM) arranged on the same surface. It will be possible.

【0078】ところで、本実施例においては、記録ドメ
イン部分31を記録ドメイン31以外の部分より粗面化
して、保磁力の大きい部分としたが、逆に記録ドメイン
31以外の部分を記録ドメイン部分31より粗面化し
て、保磁力の大きい部分としても、前記「作用」の欄で
記載した再生方法により、本発明の目的とする超解像再
生動作が可能である。
By the way, in the present embodiment, the recording domain portion 31 is made rougher than the portion other than the recording domain 31 to have a large coercive force. On the contrary, the portion other than the recording domain 31 is the recording domain portion 31. Even in the case where the surface is roughened and the coercive force is large, the super-resolution reproducing operation which is the object of the present invention can be performed by the reproducing method described in the above-mentioned "Operation" section.

【0079】<第3の実施例>図12は、本発明の第3
の実施例における光記録媒体の構成を示す断面図であ
り、図13は、本実施例の光記録媒体において、記録情
報に対応して記録膜の磁気異方性を部分的に異ならせる
ための記録装置の概略を示すものである。
<Third Embodiment> FIG. 12 shows the third embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a cross-sectional view showing the structure of the optical recording medium in the example of FIG. 13, and FIG. 13 is a view for partially making the magnetic anisotropy of the recording film different corresponding to the recording information in the optical recording medium of the example. 1 shows an outline of a recording device.

【0080】図12において、基板121上に、第1保
護膜122、磁性膜123、添加元素膜124、第2保
護膜125、反射膜126が、RFスパッタ法及びDC
スパッタ法により順に形成され、さらに保護コート層1
27が、スピンコート法により形成されており、磁性膜
123及び添加元素膜124から記録膜128が構成さ
れている。ここで、各構成要素の材料を一例で示せば、
基板121はポリカーボネイト等の透明プラスチックや
ガラスであり、第1保護膜122及び第2保護膜125
はSiN等の窒化膜であり、磁性膜123はGdTbF
eCo膜等の希土類−遷移金属系磁性膜、添加元素膜1
24はTb膜等の重希土類金属膜、反射膜126はAl
膜等の金属膜、保護コート層127はエポキシ系UV樹
脂である。また、各膜等の厚さの一例は、第1保護膜1
22は100nm、磁性膜123は15〜30nm、添
加元素膜124は0.1〜0.4nm、第2保護膜125
は10〜20nm、反射膜126は40nm、保護コー
ト層127は5μmである。
In FIG. 12, the first protective film 122, the magnetic film 123, the additional element film 124, the second protective film 125, and the reflective film 126 are formed on the substrate 121 by the RF sputtering method and DC.
The protective coat layer 1 is formed in order by the sputtering method.
27 is formed by a spin coating method, and a recording film 128 is composed of the magnetic film 123 and the additional element film 124. Here, if the material of each component is shown as an example,
The substrate 121 is made of transparent plastic such as polycarbonate or glass, and has a first protective film 122 and a second protective film 125.
Is a nitride film such as SiN, and the magnetic film 123 is GdTbF.
Rare earth-transition metal based magnetic film such as eCo film, additional element film 1
24 is a heavy rare earth metal film such as a Tb film, and the reflective film 126 is Al.
The metal film such as a film and the protective coat layer 127 are epoxy UV resin. An example of the thickness of each film is the first protective film 1
22 is 100 nm, the magnetic film 123 is 15 to 30 nm, the additional element film 124 is 0.1 to 0.4 nm, and the second protective film 125.
Is 10 to 20 nm, the reflective film 126 is 40 nm, and the protective coat layer 127 is 5 μm.

【0081】図13において、131は基板上に上記の
各膜を形成済みの光記録媒体(便宜上、磁性膜,添加元
素膜以外の各膜の表示は省略している。)、121は基
板、123は磁性膜、123aは記録されたドメイン部
分、124は添加元素膜、132は記録用レーザ光、1
33は光学ヘッド、134はスピンドルモータである。
In FIG. 13, reference numeral 131 is an optical recording medium in which the above-mentioned films are formed on the substrate (for convenience, the films other than the magnetic film and the additive element film are not shown), 121 is the substrate. Reference numeral 123 is a magnetic film, 123a is a recorded domain portion, 124 is an additive element film, 132 is a recording laser beam,
33 is an optical head, and 134 is a spindle motor.

【0082】光記録媒体131を1.4m/secの速度で
定速度回転させ、記録用レーザ光132を光学ヘッド1
33で走査しながら、本来書換え可能な記録膜であるG
dTbFeCo膜(本実施例ではGd18Tb6Fe71C
o5の組成でキュリー温度約230℃である。)の通常
の記録パワーの約1.5倍以上の強度で、記録情報に対
応して照射する。この記録処理によって記録ドメイン部
分123aにおいて、磁性膜GdTbFeCo膜と添加
元素膜Tb膜とが相互拡散して一体となり、この部分に
おいてのみ磁性膜123の組成のTb量が増加する。
The optical recording medium 131 is rotated at a constant speed of 1.4 m / sec, and the recording laser beam 132 is emitted to the optical head 1.
While being scanned at 33, the rewritable recording film G
dTbFeCo film (Gd18Tb6Fe71C in this embodiment)
The Curie temperature is about 230 ° C. with the composition of o5. ) Is irradiated at an intensity of about 1.5 times or more higher than the normal recording power of), corresponding to the recorded information. By this recording process, in the recording domain portion 123a, the magnetic film GdTbFeCo film and the additional element film Tb film are mutually diffused and integrated, and the Tb amount of the composition of the magnetic film 123 increases only in this portion.

【0083】その結果、記録情報に対応して記録ドメイ
ン部分123aの磁気異方性が大きくなり、この部分の
保磁力がそれ以外の部分より大きくなる。
As a result, the magnetic anisotropy of the recording domain portion 123a increases corresponding to the recording information, and the coercive force of this portion becomes larger than that of the other portions.

【0084】図14に、GdTbFeCo膜におけるT
b量と保磁力の関係を示す。Tbx[Gd19Fe76Co
5]100-xで組成を表した場合、Tb量xが6at%から
6.5at%に増加すると保磁力が1kOeから1.8kOe
に増加することが分かる。
FIG. 14 shows the T in the GdTbFeCo film.
The relationship between the b amount and the coercive force is shown. Tbx [Gd19Fe76Co
5] When the composition is expressed by 100-x, the coercive force increases from 1 kOe to 1.8 kOe when the Tb amount x increases from 6 at% to 6.5 at%.
You can see that it increases.

【0085】すなわち、本実施例のような磁性膜と添加
元素膜の積層膜からなる記録膜を有する光記録媒体を前
述のように記録処理することによって、部分的に記録膜
の組成を変え、記録情報に対応した保磁力の異なる部分
を有する光記録媒体を得ることができる。実際、このよ
うにして得られた光記録媒体の、それぞれの部分におけ
る保磁力の温度依存性を測定すると、室温からキュリー
温度に至る全温度領域において1.5倍前後の保磁力差
が得られていることが確認された。
That is, the composition of the recording film is partially changed by performing the recording process on the optical recording medium having the recording film composed of the laminated film of the magnetic film and the additional element film as in this embodiment, as described above. An optical recording medium having portions having different coercive forces corresponding to recorded information can be obtained. Actually, when the temperature dependence of the coercive force in each part of the optical recording medium thus obtained was measured, a coercive force difference of about 1.5 times was obtained in the entire temperature range from room temperature to the Curie temperature. Was confirmed.

【0086】ところで、記録膜の反射率はこのように添
加元素が微量に増加することによってはほとんど変化せ
ず、また、記録膜の形態もほとんど変化しないため再生
ノイズ上昇の原因ともならない。
By the way, the reflectance of the recording film is hardly changed by such a slight increase of the additive element, and the form of the recording film is hardly changed, so that it does not cause an increase in reproduction noise.

【0087】従って、この光記録媒体を、実施例1の場
合と同様に前記「作用」の欄で記載した再生方法により
再生することによって、低い動作温度で超解像再生動作
が可能であって、しかもトラックピッチを詰めることが
できる高SN比の再生専用の光記録媒体を提供すること
ができる。さらに、本実施例に示すような記録ドメイン
の形成方法は、通常の光ディスクドライブでも実施可能
であるので、再生専用ディスクだけでなく、ライトワン
スディスクとしても使用可能であるまた、本発明の原理
から明らかなように各構成要素の材料及び厚さはこれら
に限られる訳ではなく、例えば、第1または第2保護膜
については、他の窒化膜,ZnS膜等のカルコゲン化
膜,SiO膜等の酸化膜あるいはそれらの混合物の膜で
もよく、磁性膜については、比較的高い磁気光学効果を
有するTbFe,GdTbFe,TbFeCo,DyF
e,GdDyFe,DyFeCo,GdDyFeCo,
NdTbFeCo等の他の希土類−遷移金属系磁性膜あ
るいは遷移金属酸化窒化膜,フェライト膜等の3d遷移
金属系磁性膜であってもよく、添加元素膜はTb等の他
の重希土類金属膜であってもよい。
Therefore, by reproducing this optical recording medium by the reproducing method described in the above-mentioned "Operation" as in the case of Example 1, the super-resolution reproducing operation is possible at a low operating temperature. Moreover, it is possible to provide a read-only optical recording medium having a high SN ratio that can reduce the track pitch. Further, since the method of forming a recording domain as shown in this embodiment can be carried out by an ordinary optical disk drive, it can be used not only as a read-only disk but also as a write-once disk. Obviously, the material and thickness of each component are not limited to these, and for example, for the first or second protective film, other nitride film, chalcogenized film such as ZnS film, SiO film, etc. It may be an oxide film or a film of a mixture thereof, and the magnetic film may be TbFe, GdTbFe, TbFeCo, DyF having a relatively high magneto-optical effect.
e, GdDyFe, DyFeCo, GdDyFeCo,
It may be another rare earth-transition metal magnetic film such as NdTbFeCo or a 3d transition metal magnetic film such as a transition metal oxynitride film or a ferrite film, and the additive element film is another heavy rare earth metal film such as Tb. May be.

【0088】すなわち、膜構成に関しては、記録される
べき情報に対応して保磁力の異なる記録膜の存在こそが
本発明の必須構成要件であり、保護膜、反射膜、保護コ
ート層等は信頼性、信号品質、記録あるいは再生時の熱
分布等に関する諸特性の確保あるいは改善のために、適
宜設けられるものである。
That is, regarding the film structure, the existence of the recording film having a different coercive force corresponding to the information to be recorded is an essential constituent requirement of the present invention, and the protective film, the reflective film, the protective coat layer, etc. are reliable. It is provided as appropriate in order to secure or improve various characteristics relating to performance, signal quality, heat distribution during recording or reproduction, and the like.

【0089】さらに、この光記録媒体で、記録情報に対
応して、記録膜の組成が異なる部分を、基板上の一部の
領域(例えば、内周側領域あるいは外周側領域等)にの
み設けた場合には、希土類−遷移金属系磁性膜自身が書
換え可能な記録膜であるので、書換え可能な領域も同一
面上に配置した光記録媒体(いわゆるパーシャルRO
M)とすることが可能となる。
Further, in this optical recording medium, a portion having a different composition of the recording film is provided only in a partial area (for example, the inner peripheral area or the outer peripheral area) corresponding to the recorded information. In this case, since the rare earth-transition metal magnetic film itself is a rewritable recording film, the rewritable region is also arranged on the same surface (so-called partial RO).
M).

【0090】ところで、本実施例においては、記録ドメ
イン部分123aの磁気異方性が記録ドメイン123a
以外の部分より大きくなるように組成を変えて、記録ド
メイン部分123aを保磁力の大きい部分としたが、逆
に、記録ドメイン部分123aの磁気異方性が記録ドメ
イン123a以外の部分より小さくなるように組成を変
えて、記録ドメイン部分123aを保磁力の小さい部分
としても、前記「作用」の欄で記載した再生方法によ
り、本発明の目的とする超解像再生動作が可能である。
By the way, in this embodiment, the magnetic anisotropy of the recording domain portion 123a is determined by the recording domain 123a.
The recording domain portion 123a is made to have a large coercive force by changing the composition so that the recording domain portion 123a has a larger magnetic anisotropy than that of the recording domain portion 123a. Even if the composition is changed to a recording domain portion 123a having a small coercive force, the reproducing method described in the above section "Action" enables the super-resolution reproducing operation which is the object of the present invention.

【0091】この場合の光記録媒体は、図12の磁性膜
123としてGdTbFeCo膜,添加元素膜124と
してFe膜を用い、図13の記録装置で前述の記録処理
を行うことによって得られる。このことは、図15に示
すGdTbFeCo膜におけるFe量と保磁力の関係、
すなわち、Fex[Gd62Tb20Co18]100-xで組成を
表した場合、Fe量xが70 .5at%から71.5at%に
増加すると保磁力が1.7kOeから0.9kOeに減少する
ことから理解できる。ここで添加元素膜はCo等の他の
3d遷移金属膜であってもよい。
The optical recording medium in this case can be obtained by using the GdTbFeCo film as the magnetic film 123 in FIG. 12 and the Fe film as the additional element film 124 and performing the above-described recording process in the recording apparatus in FIG. This means that the relationship between the amount of Fe and the coercive force in the GdTbFeCo film shown in FIG.
That is, when the composition is expressed by Fex [Gd62Tb20Co18] 100-x, it can be understood that the coercive force decreases from 1.7 kOe to 0.9 kOe when the Fe amount x increases from 70.5 at% to 71.5 at%. Here, the additional element film may be another 3d transition metal film such as Co.

【0092】<第4の実施例>図16は、本発明の第4
の実施例における光記録媒体の構成を示す断面図であ
る。
<Fourth Embodiment> FIG. 16 shows a fourth embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view showing the configuration of the optical recording medium in Example of FIG.

【0093】図16において、基板161上に、第1保
護膜162、記録膜163、第2保護膜164、反射膜
165が、RFスパッタ法及びDCスパッタ法等により
順に形成され、さらに保護コート層166が、スピンコ
ート法により形成されている。ここで、各構成要素の材
料を一例で示せば、基板161はガラスであり、第1保
護膜162及び第2保護膜164はSiN等の窒化膜で
あり、記録膜163はBi・Co置換YIG膜等のフェラ
イト膜やFeCoON等の遷移金属酸化窒化膜、反射膜
165はAl膜等の金属膜、保護コート層166はエポ
キシ系UV樹脂である。また、各膜等の厚さの一例は、
第1保護膜162は100nm、記録膜163は100
〜300nm、第2保護膜164は10〜20nm、反
射膜165は40nm、保護コート層166は5μmで
ある。
In FIG. 16, a first protective film 162, a recording film 163, a second protective film 164 and a reflective film 165 are sequentially formed on a substrate 161 by an RF sputtering method, a DC sputtering method and the like, and a protective coating layer is further formed. 166 is formed by the spin coating method. Here, as an example of the material of each constituent element, the substrate 161 is glass, the first protective film 162 and the second protective film 164 are nitride films such as SiN, and the recording film 163 is Bi / Co substituted YIG. A ferrite film such as a film, a transition metal oxynitride film such as FeCoON, a reflective film 165 is a metal film such as an Al film, and a protective coating layer 166 is an epoxy UV resin. In addition, an example of the thickness of each film is
The first protective film 162 has a thickness of 100 nm, and the recording film 163 has a thickness of 100 nm.
˜300 nm, the second protective film 164 is 10 to 20 nm, the reflective film 165 is 40 nm, and the protective coat layer 166 is 5 μm.

【0094】また、本実施例の光記録媒体において、記
録情報に対応して、記録膜中の透過電子顕微鏡によって
観察される微細構造あるいは結晶粒の大きさを部分的に
異ならせるために、第3の実施例で用いた図12に示す
記録装置を用いる。
Further, in the optical recording medium of the present embodiment, in order to partially differ the fine structure or the size of crystal grains observed by the transmission electron microscope in the recording film according to the recorded information, The recording apparatus shown in FIG. 12 used in the third embodiment is used.

【0095】光記録媒体121を1.4m/secの速度で
定速度回転させ、記録用レーザ光122を光学ヘッド1
23で走査しながら、本来書換え可能な記録膜であるB
i・Co置換YIG膜(本実施例では(Bi,Y)3 Fe
3.4(Co,Ge)1.6O12の組成でキュリー温度約30
0℃である。)の通常の記録パワーの約2.0倍以上の
強度で、記録情報に対応して照射する。この記録処理に
よって記録ドメイン部分123aにおいて、Bi・Co置
換YIG膜が熱処理されて、この部分においてのみ記録
膜の結晶粒が成長する。
The optical recording medium 121 is rotated at a constant speed of 1.4 m / sec, and the recording laser beam 122 is supplied to the optical head 1.
The recording film B which is originally rewritable while scanning at 23
i.Co-substituted YIG film ((Bi, Y) 3Fe in this embodiment)
Curie temperature about 30 with composition of 3.4 (Co, Ge) 1.6 O12
0 ° C. ) Is irradiated at an intensity of about 2.0 times or more of the normal recording power of), corresponding to the recorded information. By this recording process, the Bi / Co-substituted YIG film is heat-treated in the recording domain part 123a, and the crystal grains of the recording film grow only in this part.

【0096】その結果、記録情報に対応して、結晶粒の
平均寸法が、記録ドメイン部分123aにおいて、それ
以外の部分より大きくなる。
As a result, the average size of the crystal grains becomes larger in the recording domain portion 123a than in other portions, corresponding to the recording information.

【0097】ところで、記録膜中に透過電子顕微鏡によ
って観察される組成,密度,結晶性等のゆらぎに由来す
る微細構造や結晶粒界が存在すると、その部分で膜中の
均質性が損なわれるために磁壁エネルギーに乱れが生じ
る。ここで、磁壁エネルギーは磁壁に蓄えられるエネル
ギーであるから、磁壁エネルギーが位置により変化する
場合は、磁壁を移動させるためにはその微分値で表され
る力が必要になる。一方、磁壁は磁化の源であるスピン
の向きが徐々に遷移していく領域であって、一定の幅を
有するから、微細構造や結晶粒の大きさが磁壁の幅より
小さくなれば、磁壁内でそれらに起因する不均質性が平
均化される結果、それらと磁壁との相互作用は小さくな
り、磁壁の移動は容易になる。すなわち、磁壁の幅と微
細構造や結晶粒の大きさとの一定の大小関係により、保
磁力を変化させることが可能となる。
By the way, if there is a fine structure or a grain boundary derived from fluctuations in composition, density, crystallinity, etc. observed by a transmission electron microscope in the recording film, homogeneity in the film is impaired at that portion. The domain wall energy is disturbed. Here, since the domain wall energy is the energy stored in the domain wall, when the domain wall energy changes depending on the position, a force represented by its differential value is required to move the domain wall. On the other hand, the domain wall is a region in which the direction of spin, which is the source of magnetization, gradually transitions and has a constant width. Therefore, if the fine structure or the size of crystal grains becomes smaller than the width of the domain wall, As a result, the inhomogeneities caused by them are averaged, so that the interaction between them and the domain wall becomes small, and the domain wall moves easily. That is, it becomes possible to change the coercive force by a certain magnitude relationship between the width of the domain wall and the fine structure or the size of the crystal grain.

【0098】SiN膜等の誘電体膜上に反応性RFスパ
ッタ法等で作製したBi・Co置換ガーネットフェライ
ト等のフェライト膜の場合、垂直磁気異方性定数Kuが
0.2〜1.5x106erg/cc程度,交換スティフネス
定数Aが0.3〜1.5x10-6erg/cm程度であること
から、その磁壁の幅δは30〜50nm程度と見積もら
れる。
In the case of a ferrite film such as Bi / Co-substituted garnet ferrite formed on the dielectric film such as SiN film by the reactive RF sputtering method, the perpendicular magnetic anisotropy constant Ku is 0.2 to 1.5 × 10 6. Since the exchange stiffness constant A is about erg / cc and the exchange stiffness constant A is about 0.3 to 1.5 × 10 −6 erg / cm, the width δ of the domain wall is estimated to be about 30 to 50 nm.

【0099】また、SiN膜等の誘電体膜上に反応性イ
オンビームスパッタ法等で作製したFeON,FeCo
ON等の遷移金属酸化窒化膜の場合、垂直磁気異方性定
数Kuが4〜8x105erg/cc程度,交換スティフネス
定数Aが0.6〜1.2x10 -6erg/cm程度であること
から、その磁壁の幅δは30〜50nm程度と見積もら
れる。
Further, a reactive film is formed on the dielectric film such as the SiN film.
FeON, FeCo produced by the on-beam sputtering method or the like
For transition metal oxynitride films such as ON, the perpendicular magnetic anisotropy is determined.
Number Ku is 4-8x10Fiveerg / cc, exchange stiffness
Constant A is 0.6 to 1.2x10 -6erg / cm
Therefore, the width δ of the domain wall is estimated to be about 30 to 50 nm.
Be done.

【0100】従って、まず記録膜成膜の際の基板温度を
適宜調整することによって、記録膜中の微細構造や結晶
粒の大きさが30nm以下である光記録媒体を作製し、
次に図13の記録装置を用い、前記記録処理を行うこと
によって、記録ドメイン部分123aにおける微細構造
や結晶粒の大きさを記録膜の磁壁幅である30nm以上
に成長させると、記録ドメイン部分123aにおける保
磁力はそれ以外の部分より大きくなる。
Therefore, first, by appropriately adjusting the substrate temperature at the time of forming the recording film, an optical recording medium having a fine structure in the recording film and a crystal grain size of 30 nm or less is manufactured,
Next, by using the recording apparatus of FIG. 13 to perform the recording process, the fine structure and the size of the crystal grains in the recording domain portion 123a are grown to 30 nm or more which is the domain wall width of the recording film. The coercive force at is larger than the other parts.

【0101】基板上に結晶粒の平均寸法が15nm程度
であるBi・Co置換YIG膜を設け、その一部を熱処理
して結晶粒の平均寸法を45nm程度に成長させた本実
施例の光記録媒体において、それぞれの部分における保
磁力の温度依存性を調べた結果、室温からキュリー温度
に至る全温度領域において1.5倍前後の保磁力差が得
られていることが確認された。
An optical recording of this embodiment was carried out by forming a Bi.Co-substituted YIG film having an average crystal grain size of about 15 nm on a substrate and heat-treating a part of the film to grow the average crystal grain size to about 45 nm. As a result of examining the temperature dependence of the coercive force in each part of the medium, it was confirmed that a coercive force difference of about 1.5 times was obtained in the entire temperature range from room temperature to the Curie temperature.

【0102】以上のように、記録情報に対応して、膜中
の微細構造や結晶粒の平均寸法が、30nm以上である
部分及び30nm以下である部分を有する記録膜を形成
すれば、記録情報に対応した保磁力の異なる部分を有す
る光記録媒体を得ることができる。
As described above, if a recording film having a fine structure or a portion having an average size of crystal grains of 30 nm or more and 30 nm or less is formed corresponding to the recording information, the recording information is It is possible to obtain an optical recording medium having portions having different coercive forces corresponding to.

【0103】ただし、保磁力を増加させるために記録膜
中の微細構造や結晶粒の平均寸法が30nm以上であっ
ても、本実施例の光記録媒体としては必要十分ではな
い。すなわち、記録膜中の微細構造や結晶粒の平均寸法
を拡大したことに起因する再生時のノイズ発生等を防止
する必要があるためである。このノイズ発生を抑制する
には、記録膜中の微細構造や結晶粒の平均寸法は50n
m以下であることが望ましい。
However, even if the fine structure in the recording film or the average size of the crystal grains is 30 nm or more in order to increase the coercive force, it is not necessary and sufficient for the optical recording medium of this embodiment. That is, it is necessary to prevent generation of noise at the time of reproduction due to enlargement of the fine structure in the recording film or the average size of crystal grains. In order to suppress the noise generation, the fine structure in the recording film and the average size of the crystal grains should be 50 n.
It is preferably m or less.

【0104】以上より、高保磁力部分における記録膜中
の微細構造や結晶粒の平均寸法は、30nm〜50nm
であることが望ましい。
From the above, the average size of the fine structure and crystal grains in the recording film in the high coercive force portion is 30 nm to 50 nm.
Is desirable.

【0105】従って、この光記録媒体を、実施例1の場
合と同様に前記「作用」の欄で記載した再生方法により
再生することによって、低い動作温度で超解像再生動作
が可能であって、しかもトラックピッチを詰めることが
できる高SN比の再生専用の光記録媒体を提供すること
ができる。さらに、本実施例に示すような記録ドメイン
の形成方法は、通常の光ディスクドライブでも実施可能
であるので、再生専用ディスクだけでなく、ライトワン
スディスクとしても使用可能であるまた、本発明の原理
から明らかなように各構成要素の材料及び厚さはこれら
に限られる訳ではなく、例えば、第1または第2保護膜
については、他の窒化膜,ZnS膜等のカルコゲン化
膜,SiO膜等の酸化膜あるいはそれらの混合物の膜で
もよく、記録膜については、その磁壁の幅δが20〜5
0nm程度であって比較的高い磁気光学効果を有する他
の3d遷移金属系磁性膜(Coフェライト等の他のフェ
ライト膜やFeON,FeCoON等の遷移金属酸化窒
化膜)であってもよい。
Therefore, by reproducing this optical recording medium by the reproducing method described in the above section "Operation" as in the case of Example 1, the super-resolution reproducing operation can be performed at a low operating temperature. Moreover, it is possible to provide a read-only optical recording medium having a high SN ratio that can reduce the track pitch. Further, since the method of forming a recording domain as shown in this embodiment can be carried out by an ordinary optical disk drive, it can be used not only as a read-only disk but also as a write-once disk. Obviously, the material and thickness of each component are not limited to these, and for example, for the first or second protective film, other nitride film, chalcogenized film such as ZnS film, SiO film, etc. It may be an oxide film or a film of a mixture thereof, and the recording film has a domain wall width δ of 20 to 5
Other 3d transition metal-based magnetic film having a relatively high magneto-optical effect of about 0 nm (other ferrite film such as Co ferrite or transition metal oxynitride film such as FeON or FeCoON) may be used.

【0106】すなわち、膜構成に関しては、記録される
べき情報に対応して保磁力の異なる記録膜の存在こそが
本発明の必須構成要件であり、保護膜、反射膜、保護コ
ート層等は信頼性、信号品質、記録あるいは再生時の熱
分布等に関する諸特性の確保あるいは改善のために、適
宜設けられるものである。
That is, regarding the film structure, the existence of a recording film having a different coercive force corresponding to the information to be recorded is an essential constituent requirement of the present invention, and the protective film, the reflective film, the protective coat layer, etc. are reliable. It is provided as appropriate in order to secure or improve various characteristics relating to performance, signal quality, heat distribution during recording or reproduction, and the like.

【0107】さらに、この光記録媒体で、記録情報に対
応して、記録膜中の微細構造や結晶粒の平均寸法が一定
値だけ異なる部分を、基板上の一部の領域(例えば、内
周側領域あるいは外周側領域等)にのみ設けた場合に
は、3d遷移金属系磁性膜自身が書換え可能な記録膜で
あるので、書換え可能な領域も同一面上に配置した光記
録媒体(いわゆるパーシャルROM)とすることが可能
となる。
Further, in this optical recording medium, a portion where the fine structure in the recording film and the average size of the crystal grains are different by a constant value in correspondence with the recording information is set as a partial region (for example, the inner circumference). If it is provided only in the side area or the outer peripheral side area), the 3d transition metal-based magnetic film itself is a rewritable recording film, so that the rewritable area is also arranged on the same plane (so-called partial recording). ROM).

【0108】[0108]

【発明の効果】以上のように、本発明は、記録されるべ
き情報に対応して記録膜の保磁力を異ならせることによ
り、低い動作温度で超解像再生動作が可能で、しかもト
ラックピッチを詰めることができる高密度の再生専用も
しくはライトワンス用あるいはパーシャルROM用の光
記録媒体を実現するものであり、また、その具体的作製
方法を提供するものである。
As described above, according to the present invention, by changing the coercive force of the recording film according to the information to be recorded, the super-resolution reproducing operation can be performed at a low operating temperature, and the track pitch can be improved. The present invention realizes a high-density read-only or write-once or partial ROM optical recording medium that can be filled with a high density, and provides a specific manufacturing method thereof.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の光記録媒体の再生動作を説明する原理
FIG. 1 is a principle diagram illustrating a reproducing operation of an optical recording medium of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施例における光記録媒体の構
成図
FIG. 2 is a configuration diagram of an optical recording medium according to a first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1の実施例の光記録媒体における基
板の斜視図及び断面図
FIG. 3 is a perspective view and a sectional view of a substrate in the optical recording medium according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第1の実施例の光記録媒体における基
板の作製手順を示す図
FIG. 4 is a view showing a procedure for manufacturing a substrate in the optical recording medium of the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第1の実施例の光記録媒体における基
板の面粗さの面内方向寸法と記録膜の保磁力との関係を
示す図
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the in-plane dimension of the surface roughness of the substrate and the coercive force of the recording film in the optical recording medium of the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第1の実施例の光記録媒体における基
板の面粗さの垂直方向寸法と記録膜の保磁力との関係を
示す図
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the vertical dimension of the surface roughness of the substrate and the coercive force of the recording film in the optical recording medium of the first embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第1の実施例の光記録媒体において、
基板の面粗さの異なる部分における記録膜の保磁力の温
度依存性を示す図
FIG. 7 is an optical recording medium of the first embodiment of the present invention,
The figure which shows the temperature dependence of the coercive force of the recording film in the part where surface roughness of a substrate differs.

【図8】本発明の第1の実施例の光記録媒体における基
板の面粗さの面内方向寸法と再生ノイズとの関係を示す
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the in-plane dimension of the surface roughness of the substrate and the reproduction noise in the optical recording medium of the first embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第1の実施例の光記録媒体を超解像再
生した時の、記録ドメイン寸法とシグナルレベルとの関
係を示す図
FIG. 9 is a diagram showing a relationship between a recording domain size and a signal level when super-resolution reproduction is performed on the optical recording medium of the first embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第2の実施例の光記録媒体における
基板の面粗さの面内方向寸法と記録膜の保磁力との関係
を示す図
FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the in-plane dimension of the surface roughness of the substrate and the coercive force of the recording film in the optical recording medium of the second embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第2の実施例の光記録媒体における
基板の面粗さの垂直方向寸法と記録膜の保磁力との関係
を示す図
FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the vertical dimension of the surface roughness of the substrate and the coercive force of the recording film in the optical recording medium of the second embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第3の実施例における光記録媒体の
構成図
FIG. 12 is a configuration diagram of an optical recording medium according to a third embodiment of the present invention.

【図13】本発明の第3の実施例における光記録媒体の
ための記録装置の概略図
FIG. 13 is a schematic diagram of a recording device for an optical recording medium in a third embodiment of the present invention.

【図14】GdTbFeCo膜におけるTb量と保磁力
の関係を示す図
FIG. 14 is a diagram showing a relationship between a Tb amount and a coercive force in a GdTbFeCo film.

【図15】GdTbFeCo膜におけるFe量と保磁力
の関係を示す図
FIG. 15 is a graph showing the relationship between the amount of Fe and the coercive force in a GdTbFeCo film.

【図16】本発明の第4の実施例における光記録媒体の
構成図
FIG. 16 is a configuration diagram of an optical recording medium according to a fourth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 光磁気膜 11a 低保磁力部 11b 高保磁力部 12 再生光スポット 13 初期化磁界 14 バイアス磁界 15 光磁気膜の温度曲線 16 高保磁力部における保磁力の温度曲線 17 低保磁力部における保磁力の温度曲線 21 基板 22 第1保護膜 23 記録膜 24 第2保護膜 25 反射膜 26 保護コート層 41 原盤 42 フォトレジスト 43 アルゴンレーザービーム 44 エッチングイオン粒子線 45 紫外線 46 Ni膜 47 ニッケル電鋳層 48 スタンパ 121 基板 122 第1保護膜 123 磁性膜 124 添加元素膜 125 第2保護膜 126 反射膜 127 保護コート層 128 記録膜 131 光記録媒体 132 記録用レーザ光 133 光学ヘッド 134 スピンドルモータ 161 基板 162 第1保護膜 163 記録膜 164 第2保護膜 165 反射膜 166 保護コート層 11 magneto-optical film 11a low coercive force portion 11b high coercive force portion 12 reproducing light spot 13 initialization magnetic field 14 bias magnetic field 15 temperature curve of magneto-optical film 16 coercive force temperature curve of high coercive force portion 17 coercive force of low coercive force portion Temperature curve 21 Substrate 22 First protective film 23 Recording film 24 Second protective film 25 Reflective film 26 Protective coating layer 41 Master disc 42 Photoresist 43 Argon laser beam 44 Etching ion particle beam 45 Ultraviolet ray 46 Ni film 47 Nickel electroformed layer 48 Stamper 121 Substrate 122 First Protective Film 123 Magnetic Film 124 Additional Element Film 125 Second Protective Film 126 Reflective Film 127 Protective Coating Layer 128 Recording Film 131 Optical Recording Medium 132 Recording Laser Light 133 Optical Head 134 Spindle Motor 161 Substrate 162 First Protection Film 163 recording film 1 64 Second protective film 165 Reflective film 166 Protective coating layer

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】基板上の少なくとも一部の領域が、記録情
報に対応して、面粗さの面内方向及び垂直方向の平均寸
法がそれぞれ10nm〜50nm及び3〜20nmであ
る部分、並びに面粗さの面内方向及び垂直方向の平均寸
法がそれぞれ10nm以下あるいは3nm以下である部
分から構成され、前記基板上に形成された希土類−遷移
金属系磁性膜からなる記録膜の保磁力をそれぞれの部分
において異ならせたことを特徴とする光記録媒体。
1. At least a part of a region on a substrate corresponding to recorded information, a portion having an average surface roughness in the in-plane direction and an average dimension in the vertical direction of 10 nm to 50 nm and 3 to 20 nm, respectively, and a surface. The recording film is formed of a portion having an average in-plane roughness of 10 nm or less or a vertical average size of 3 nm or less, and a coercive force of a recording film made of a rare earth-transition metal magnetic film formed on the substrate. An optical recording medium characterized in that parts are different.
【請求項2】基板上の少なくとも一部の領域が、記録情
報に対応して、面粗さの面内方向及び垂直方向の平均寸
法がそれぞれ20nm〜50nm及び5〜20nmであ
る部分、並びに面粗さの面内方向及び垂直方向の平均寸
法がそれぞれ20nm以下あるいは5nm以下である部
分から構成され、前記基板上に形成された3d遷移金属
系磁性膜からなる記録膜の保磁力をそれぞれの部分にお
いて異ならせたことを特徴とする光記録媒体。
2. At least a part of the area on the substrate corresponding to the recorded information, the surface roughness and the surface in which the average dimensions of the in-plane direction and the vertical direction are 20 nm to 50 nm and 5 to 20 nm, respectively. The roughness of the recording film is made up of a portion having an average in-plane direction and an average dimension in the vertical direction of 20 nm or less or 5 nm or less, respectively. An optical recording medium characterized by being different.
【請求項3】3d遷移金属系磁性膜が、貴金属/遷移金
属系多層膜,遷移金属酸化窒化膜,フェライト膜のいず
れかであることを特徴とする請求項2記載の光記録媒
体。
3. The optical recording medium according to claim 2, wherein the 3d transition metal-based magnetic film is any one of a noble metal / transition metal-based multilayer film, a transition metal oxynitride film, and a ferrite film.
【請求項4】ガラス原盤上にフォトレジストを塗布して
熱処理する工程と、記録情報に応じて強度変調されたレ
ーザにて前記フォトレジスト面を露光するカッティング
工程と、カッティング後に現像液で現像する工程と、現
像後に前記フォトレジスト面側からCF4ガスとNeガ
スの混合ガスあるいはCF4ガスとArガスの混合ガス
を用いてプラズマイオンエッチングにより前記現像によ
って露出したガラス原盤部分の面を粗らす工程と、プラ
ズマイオンエッチング後に前記ガラス原盤上に形成され
たフォトレジストを全て除去する工程と、フォトレジス
ト除去後に前記ガラス原盤上に電鋳を行ってスタンパを
形成する工程と、前記スタンパをガラス原盤から剥離す
る工程と、前記スタンパを用いて記録情報に対応して面
粗さの異なる部分が形成された基板を成形する工程と、
前記基板上に記録膜である磁性膜を成膜する工程とから
構成されることを特徴とする光記録媒体の作製方法。
4. A step of applying a photoresist on a glass master and heat treating it, a step of exposing the photoresist surface with a laser whose intensity is modulated according to recording information, and a developing solution after cutting. After the development, the surface of the glass master portion exposed by the development is roughened by plasma ion etching using a mixed gas of CF 4 gas and Ne gas or a mixed gas of CF 4 gas and Ar gas from the photoresist surface side after development. And a step of removing all the photoresist formed on the glass master after plasma ion etching, a step of forming a stamper by electroforming on the glass master after removing the photoresist, and a glass stamper. The process of peeling from the master disc and the part with different surface roughness corresponding to the recorded information using the stamper A step of molding the formed substrate,
A method of manufacturing an optical recording medium, comprising: forming a magnetic film, which is a recording film, on the substrate.
【請求項5】ガラス原盤上にフォトレジストを塗布して
熱処理する工程と、前記フォトレジスト面をN2ガスと
Heガスの混合ガスあるいはO2ガスとHeガスの混合
ガスを用いてプラズマイオンエッチングにより粗らす工
程と、プラズマイオンエッチング後に記録情報に応じて
強度変調されたレーザにて前記粗面化されたフォトレジ
スト表面を軟化させて平滑化するカッティング工程と、
カッティング後に前記フォトレジスト上に電鋳を行って
スタンパを形成する工程と、前記スタンパをガラス原盤
及びフォトレジストから剥離する工程と、前記スタンパ
を用いて記録情報に対応して面粗さの異なる部分が形成
された基板を成形する工程と、前記基板上に記録膜であ
る磁性膜を成膜する工程とから構成されることを特徴と
する光記録媒体の作製方法。
5. A step of applying a photoresist on a glass master and heat treating it, and plasma ion etching the photoresist surface using a mixed gas of N 2 gas and He gas or a mixed gas of O 2 gas and He gas. A roughening step, and a cutting step of softening and smoothing the roughened photoresist surface with a laser whose intensity is modulated according to recorded information after plasma ion etching,
After cutting, a step of electroforming on the photoresist to form a stamper, a step of peeling the stamper from the glass master and the photoresist, and a portion having different surface roughness corresponding to recorded information using the stamper A method of manufacturing an optical recording medium, comprising: a step of molding a substrate on which is formed, and a step of forming a magnetic film as a recording film on the substrate.
【請求項6】少なくとも一部の領域に、記録情報に対応
して、記録膜である磁性膜の組成を変化させることによ
って磁気異方性の大きさが異なる部分を形成することに
より、前記記録膜の保磁力をそれぞれの部分において異
ならせたことを特徴とする光記録媒体。
6. The recording by forming a portion having a different magnetic anisotropy by changing the composition of a magnetic film, which is a recording film, in at least a part of the area in accordance with recording information. An optical recording medium characterized in that the coercive force of the film is made different in each part.
【請求項7】記録膜が、希土類−遷移金属系磁性膜であ
ることを特徴とする請求項6記載の光記録媒体。
7. The optical recording medium according to claim 6, wherein the recording film is a rare earth-transition metal magnetic film.
【請求項8】記録膜が、希土類−遷移金属系磁性膜と重
希土類金属膜あるいは遷移金属膜との積層膜であること
を特徴とする請求項6記載の光記録媒体。
8. The optical recording medium according to claim 6, wherein the recording film is a laminated film of a rare earth-transition metal magnetic film and a heavy rare earth metal film or a transition metal film.
【請求項9】ある磁気異方性を有する磁性膜と前記磁性
膜の磁気異方性を増加あるいは減少させる添加元素の膜
との積層膜を記録膜とする光記録媒体への情報記録の際
に、積層された前記磁性膜と前記添加元素の膜を相互に
拡散させうる光強度で記録することにより、記録情報に
対応して、磁気異方性の大きさが異なる部分を形成し、
前記記録膜の保磁力をそれぞれの部分において異ならせ
ることを特徴とする光記録媒体の記録方法。
9. When recording information on an optical recording medium using a laminated film of a magnetic film having a certain magnetic anisotropy and a film of an additive element for increasing or decreasing the magnetic anisotropy of the magnetic film as a recording film. In addition, by recording the laminated magnetic film and the film of the additional element with a light intensity capable of mutually diffusing, a portion having different magnetic anisotropy is formed corresponding to recorded information,
A recording method for an optical recording medium, wherein the coercive force of the recording film is made different in each part.
【請求項10】積層される磁性膜が、希土類−遷移金属
系磁性膜であり、添加元素の膜が、重希土類金属膜ある
いは遷移金属膜であることを特徴とする請求項9記載の
光記録媒体の記録方法。
10. The optical recording according to claim 9, wherein the laminated magnetic film is a rare earth-transition metal based magnetic film, and the film of the additional element is a heavy rare earth metal film or a transition metal film. Media recording method.
【請求項11】少なくとも一部の領域に、記録情報に対
応して、記録膜中の透過電子顕微鏡によって観察される
微細構造あるいは結晶粒の大きさを異ならせた部分を形
成することにより、前記記録膜の保磁力をそれぞれの部
分において異ならせたことを特徴とする光記録媒体。
11. At least a part of the area is formed with a portion having a different fine structure or crystal grain size observed by a transmission electron microscope in the recording film, corresponding to recorded information. An optical recording medium characterized in that the coercive force of the recording film is made different in each part.
【請求項12】記録膜中の微細構造あるいは結晶粒の大
きさが、30nm〜50nmである部分及び30nm以
下である部分から構成され、記録膜が、遷移金属酸化窒
化膜,フェライト膜のいずれかであることを特徴とする
請求項11記載の光記録媒体。
12. A recording film comprising a fine structure or a crystal grain size of 30 nm to 50 nm and 30 nm or less, wherein the recording film is either a transition metal oxynitride film or a ferrite film. The optical recording medium according to claim 11, wherein
【請求項13】記録膜が結晶質磁性膜からなる光記録媒
体への情報記録時に、前記記録膜中の透過電子顕微鏡等
によって観察される微細構造あるいは結晶粒を成長させ
うる光強度で記録することにより、記録情報に対応し
て、前記微細構造あるいは結晶粒の大きさが異なる部分
を形成し、前記記録膜の保磁力をそれぞれの部分におい
て異ならせることを特徴とする光記録媒体の記録方法。
13. When recording information on an optical recording medium having a recording film made of a crystalline magnetic film, recording is performed with a light intensity capable of growing a fine structure or crystal grains observed by a transmission electron microscope or the like in the recording film. Accordingly, a recording method of an optical recording medium, wherein portions having different fine structures or different crystal grain sizes are formed in accordance with recording information, and the coercive force of the recording film is made different in each portion. .
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