JPH1092017A

JPH1092017A - 情報記録媒体

Info

Publication number: JPH1092017A
Application number: JP8240411A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Shiratori; 力白鳥
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-09-11
Filing date: 1996-09-11
Publication date: 1998-04-10

Abstract

(57)【要約】【課題】単純な記録方式でヒートモードによる記録を
行っても、形成されるマーク列の幅が情報パターンによ
らず一定となるようにすること。および製造工程を複雑
化することなく、前後の磁壁が分離している記録マーク
を形成することが可能な磁壁移動検出超高密度光磁気記
録媒体を提供すること。【解決手段】情報トラックの両側にプリグループが設
けられており、該プリグループの幅（ｗ）と深さ（ｄ）
がｄ≧ｗを満たすことを特徴とする情報記録媒体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学的に情報の再
生もしくは記録が可能な情報記録媒体、特にその基板構
造に関する。

【０００２】

【従来の技術】光で検出が可能な光学的状態の変化に対
応させて情報を記録する光記録媒体は、高密度化が可能
であり、光ディスクや光カード等として実用化されてい
る。

【０００３】光記録媒体上に形成される光学的状態の変
化の形態としては、凹凸のピット、反射膜の有無・変
形、屈折率変化、磁化反転等がある。このうち、磁化反
転は、反射光等の偏向状態の変化として検出され、その
他の形態では、反射光等の光量の変化として検出され
る。

【０００４】光記録媒体への記録・再生は、このような
光学的状態の変化を伴うマークを、情報に対応したマー
ク列として形成して記録し、このマーク列を反射光量等
の変化として時系列的に検出して再生する。

【０００５】このような光学的状態の変化をレーザービ
ームの照射加熱によって生起させる記録モードにおいて
は、形成される状態変化領域（記録マーク）の大きさや
形状は、局所的な加熱によって記録膜上に誘起される温
度分布によって決まる。

【０００６】記録膜上に誘起される温度分布は膜面方向
の熱拡散の影響を受けるため、単位時間当たりの入射熱
量を一定にして定線速で加熱領域を移動させた場合もで
も、移動距離や、直前に加熱した領域からの距離の違い
によって、形成される温度分布は複雑な変化の仕方をす
る。このため、単純に情報に対応させた加熱操作を行う
と、情報のパターンによって形成されるマークの幅が変
動してしまう。このようなマーク列を光ビームの走査に
よって時系列的に読み出すと、マーク検出のタイミング
ジッターが増大するため、元の情報を正しく再生できな
い危険性がある。

【０００７】この問題を回避するため、単位時間当たり
の入射熱量や、加熱時間などを情報パターンに応じて調
整して記録する記録補償方式が種々提案されているが、
この場合記録手段が複雑化するという問題がある。

【０００８】また、本願発明者らは特開平６−２９０４
９６において、相対的に磁壁抗磁力が小さな第１の磁性
層と、相対的にキュリー温度が近い第２の磁性層と、相
対的に磁壁抗磁力が大きく、キュリー温度の高い第３の
磁性層を順次積層させた光磁気記録媒体並びに、この光
磁気記録媒体を用いて、記録マークの境界部に存在する
磁壁を温度勾配によって移動させ、この磁壁移動に伴う
磁化反転を、反射光の偏向状態の変化として検出する高
密度記録再生方法を提案している。この方法において
は、記録マークの前方境界部の磁壁と後方境界部の磁壁
とが分離独立して形成されていることが、磁壁の移動を
安定化し再生特性を向上させる上で望ましい。

【０００９】しかし従来の基板上に記録膜を成膜してこ
の媒体を作製すると、膜面方向に概ね一様な記録膜が形
成されるため、前後の磁壁が完全に分離しているような
記録マークを形成することは困難であった。このため、
記録膜の成膜後にトラックの両側を高出力のレーザーで
アニールするなどしてトラック側部の磁性膜を変質もし
くは消失させる処理を行い、この処理部にまたがるよう
に記録マークを形成することで前後の磁壁を分離させる
ようにしていた。この場合、媒体の製造工程が複雑にな
り、コストアップになるという問題があった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点に
鑑みて為されたものであり、単純な記録方式でヒートモ
ードによる記録を行っても、形成されるマーク列の幅が
情報パターンによらず一定となり、再生エラーレートを
低減させることが可能な情報記録媒体を提供することを
目的とする。

【００１１】また本発明の他の目的は、特開平６−２９
０４９６に提案されている超高密度記録再生方法におい
て、媒体の製造工程を複雑化することなく、再生特性を
向上させることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的は下記の情報記
録媒体によって達成される。即ち本発明は、光学的に情
報の再生もしくは記録が可能な情報記録媒体において、
情報トラックの両側にプリグループが設けられており、
該プリグループの深さをｄ、幅をｗとしたとき、ｄ≧ｗ
を満たすことを特徴とする情報記録媒体である。

【００１３】また本発明は、該プリグループ上の記録膜
の膜厚が、該情報トラック上の記録膜の膜厚の１／２以
下になっていることを特徴とする情報記録媒体である。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明において、光学的に情報の
再生もしくは記録が可能な情報記録媒体において、情報
トラックの両側にプリグループが設けられており、該プ
リグループの深さをｄ、幅をｗとしたとき、ｄ≧ｗであ
り、好ましくはｄ＞１．２５ｗ、より好ましくはｄ＞
１．５ｗある。ｄの上限については特に制限はないがｄ
＞１０ｗ程度であれば十分である。

【００１５】また、該プリグループ上の記録膜の膜厚
が、該情報トラック上の記録膜の膜厚の１／２以下、好
ましくは１／５以下、より好ましくは１／１０以下であ
り、本願発明ではプリグループに膜が存在しない場合も
含む。

【００１６】本発明の情報記録媒体によれば、プリグル
ープ内にはほとんど記録膜が付着していないか、あるい
は、情報トラック上の記録膜とは著しく特性の異なる記
録膜が付着している。このため、プリグループ上にはみ
出して情報トラックへの記録を行っても、プリグループ
部には実質的に記録が行われないようにすることができ
る。従って、単純に情報に対応させた加熱操作によって
記録を行った場合であっても、情報のパターンに関わら
ず、形成されるマークの幅を情報トラック上に限定し、
一定幅のマーク列にすることができる。

【００１７】また、本発明を特開平６−２９０４９６に
提案されている記録媒体に適用した場合、プリグループ
内の磁性層は磁壁エネルギーを蓄積するような磁性を呈
さない膜にすることが可能であり、情報トラックの両側
のプリグループにまたがる形で磁区を形成すれば、記録
マークの側部に磁壁が存在せず前後の磁壁が完全に分離
しているような記録マークを形成することができる。

【００１８】この提案では、温度勾配に伴なう磁壁エネ
ルギーσ_wのトラック方向ｘに対する勾配を利用して、
磁壁に作用する力ｆ＝（δσ_w／δｘ）によって磁壁エ
ネルギーの低い領域に磁壁を移動させることを基本動作
としている。記録マークの前後の磁壁が分離していない
と、一方の磁壁が移動した時に、記録マーク側部に新た
に磁壁が成生されたり、逆に存在していた磁壁が消滅し
たりする。この磁壁の成生、消滅が、基本動作である上
述の磁壁の移動現象に影響を与えるため、動作が乱れ、
再生信号の品質が低下してしまう。本発明を適用するこ
とによりこの問題が解決される。

【００１９】

【実施例】以下、本発明を適用した具体的な実施例につ
いて図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一
実施例における情報記録媒体の概略断面図である。基板
１１は、例えば、円形のディスク状であり、その表面に
幅Ｗと高さＤとの関係が所定の関係に規定されたグルー
プがスパイラル状または同心円状に形成されている。こ
のグループを光ヘッド案内溝として使用してもよいし、
別途光ヘッド案内溝を設けてもよい。

【００２０】この基板表面上に、光磁気記録材料や相変
化記録材料等からなる記録層（１２）にが積層されてい
る。記録層の前後に誘電体材料や金属材料等からなる保
護層や反射層等が積層されていてもよい。これらの層
は、例えば、マグネトロンスパッタ装置による連続スパ
ッタリング、あるいは連続蒸着等によって被着形成す
る。

【００２１】実施例１〜７及び比較例１〜７基板表面のグループの幅と深さを表１に示すように変化
させた各種サンプルを作製した。グループとグループと
の間のランド幅が一定になるように、グループ幅に応じ
てトラックピッチを変化させた。ここで、表１に示した
ような幅の狭いグループを、カッティングマシンのレー
ザーの回折限界の制約を受けずに形成するために、スタ
ンバの製造方法を以下のようにした。

【００２２】まず、ガラス盤上に光可溶化型フォトレジ
ストを所定のグループ深さに応じた膜厚を塗布し、カッ
ティングマシンにより、レーザーを照射して所定のトラ
ックピッチでカッティングを行う。この時、照射レーザ
ーのスポットサイズ等を調整して、露光部の幅がランド
幅に相当する幅になるようにする。また、照射レーザー
の強度や回転数等を調整して、露光部のレジストをガラ
ス面まで充分に反応させる。

【００２３】次に、上記カッティング後の原盤を現像
し、電鋳工程を経てマザースタンパを作製する。最後
に、上記マザースタンパに剥離処理を施して再度電鋳
し、反転スタンパを製造する。

【００２４】このようにして作製したスタンパを用いて
基板を成形することにより、基板表面に凸型のランド部
の幅が０．７ｕｍで一定で、凹型のグループ部の幅がト
ラックピッチに応じて０．２〜０．８ｕｍになっている
の基板が形成できた。

【００２５】本実施例における記録層は光磁気記録材料
で構成した。

【００２６】光磁気記録材料としては種々考えられる
が、例えばＰｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ
などの希土類金属元素の一種類あるいは二種類以上が１
０〜５０ａｔ％と、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉなどの鉄族元素の
一種類あるいは二種類以上が９０〜５０％とで構成され
る希土類−鉄族非晶質合金によって構成し得る。

【００２７】また、耐食性向上などのために、これにＣ
ｒ，Ｍｎ，Ｃｕ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｐｔ，Ｉｎなどの
元素を少量添加してもよい。

【００２８】飽和磁化は、希土類元素と鉄族元素との組
成比により制御することが可能である。保磁力は、飽和
磁化の調整によって制御できるが、本質的には材料元素
の選択により、垂直磁気異方性を調整する。一般に、Ｔ
ｂ，Ｄｙなどの系の材料は垂直磁気異方性が大きく保磁
力も大きいのに対し、Ｇｄ系の材料は異方性が小さく保
磁力も小さい。また、非磁性元素の添加により垂直磁気
異方性は低下する。

【００２９】キュリー温度も、組成比により制御するこ
とが可能であるが、飽和磁化と独立に制御するために
は、鉄族元素として、Ｆｅの一部をＣｏで置き換えた材
料を用い、置換量を制御する方法がより好ましく利用で
きる。即ち、Ｆｅ１ａｔ％をＣｏで置換することによ
り、６℃程度のキュリー温度上昇が見込めるので、この
関係を用いて所望のキュリー温度となるようにＣｏの添
加量を調整する。また、Ｃｒ，Ｔｉなどの非磁性元素を
微量添加することにより、逆にキュリー温度を低下させ
ることも可能である。あるいは、二種類以上の希土類元
素を用いてそれらの組成比を調整することでもキュリー
温度を制御できる。

【００３０】本実施例における記録層の具体的な成膜工
程の一例を以下に示す。直流マグネトロンスパッタリン
グ装置に、ＢドーブしたＳｉ、およびＴｂ，Ｆｅ，Ｃｏ
各ターゲットを取り付け、前述のごとく成形された基板
を基板ホルダーに固定した後、１×１０^ー5Ｐａ以下の高
真空になるまでチャンバー内をクライオポンプで真空排
気した。

【００３１】真空排気をしたままＡｒガスをチャンバー
内に導入し、基板を回転させながら、ＳｉＮ層を７０ｎ
ｍ、ＴｂＦｅＣｏ層を８０ｎｍ、最後にＳｉＮ層を５０
ｎｍ順次成膜した。このディスクを真空チャンバーから
取り出して、膜面上にＵＶ樹脂をコートした。

【００３２】磁性層は、室温で鉄族元素副格子磁化優勢
で保磁力が１５ｋＯｅ程度になるように、希土類元素と
鉄族元素との組成比を調整した。また、キュリー温度が
１５０℃程度となるようにＣｏ添加量を調整した。Ｔ
ｂ，Ｆｅ，Ｃｏの各ターゲットに直流パワーを印加して
成膜し、パワー配分を調整することによって組成を制御
した。

【００３３】ＳｉＮ層成膜時にはＡｒガスに加えてＮ₂
ガスを導入し、直流反応性スパッタにより成膜した。

【００３４】このようにして作製した光磁気ディスク
を、レーザ波長７８０ｎｍ・対物レンズＮＡ０．５５の
光学ヘッドを持つドライブ装置にセットし、５０Ｈｚの
一定周期で回転させ、半径３０ｍｍの位置で記録特性の
測定を行なった。記録バイアス磁界を３００Ｏｅとし、
記録パワーを７．５ｍＷとして、（１−７）ＲＬＬラン
ダムデータをマークエッジ記録した。レーザの駆動波形
は、入力信号に対して立ち上がりを１Ｔ遅らせて、ｎＴ
の幅の信号に対して（ｎ−１）Ｔの幅のレーザパルスを
照射するようにした。クロック周波数は２５ＭＨｚと
し、最短マーク長が０．７５ｕｍになるようにした。

【００３５】このランダムデータを再生パワー１．５ｍ
Ｗで再生し、得られたアナログ信号波形をＤＣレベルで
スライスし二値化して、立ち上がりエッジのインターバ
ルを測定した。そして、全てのデータパターンに対する
１０⁵サンプルでの相対ジッタ分布を導出し、ジッタマ
ージンを各サンプルについて比較した。

【００３６】横軸をグループ幅（ｗ）として、グループ
深さ（ｄ）がｄ≧ｗになっている本発明の実施例のサン
プルは、グループ幅が深さよりも大きくなっている比較
例のサンプルに比べて、ジッターマージンが拡大してい
る。

【００３７】また、各サンプルの破断図をＳＥＭで観察
し、情報トラック上とプリグループ内との膜の堆積状態
を比較した。この結果、グループ幅が深さに対して１．
５倍以上広い時は、情報トラック上とプリグループ内と
で膜はほぼ一様に同等の膜厚に堆積していたが、グルー
プ幅の減少に伴って、プリグループ内の膜の着きまわり
悪化し、グループ内の膜厚が減少していた。一方、情報
トラック上の膜厚は、グループ幅によらず一定であっ
た。グループ幅が深さの１．０倍未満になると、グルー
プ内の膜厚は情報トラック上の膜厚の少なくとも１／２
以下に減少し、幅の深さの２／３倍以下になると、ＳＥ
Ｍ上では、グループ内に膜が観察されなかった。

【００３８】また、プリグループ上の記録膜の膜厚が、
該情報トラック上の記録膜の１／２以上になるジッター
マージンとＣ／Ｎが悪化した。

【００３９】次に、本発明を特開平６ー２９０４９６に
提案されている記録媒体に適用した場合について述べ
る。

【００４０】この場合、記録膜として、少なくとも、第
１、第２、第３の磁性層が順次積層されている光磁気記
録膜を用いる。第１の磁性層は、周囲温度近傍の温度に
おいて第３の磁性層に比べて相対的に磁壁移動度の大き
な垂直磁化膜からなり、第２の磁性層は、第１の磁性層
及び第３の磁性層よりもキュリー温度の低い磁性層から
なり、第３の磁性層は垂直磁化膜からなっている。第１
の磁性層には、第２の磁性層側の構成部でキュリー温度
が低下するように膜厚方向にキュリー温度の勾配を付与
してもよい。

【００４１】

【表１】実施例８〜１４及び比較例８〜１４実施例１〜７及び比較例１〜７で用いた各基板上に、以
下のような成膜工程で記録膜を成膜した。実施例１〜７
及び比較例１〜７で用いた各基板に対応して、それぞれ
実施例８〜１４及び比較例８〜１４とする。

【００４２】直流マグネトロンスパッタリング装置に、
ＢドーブしたＳｉ、及びＧｄ，Ｔｂ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｒ
の各ターゲットを取り付け、前述の基板を基板ホルダー
に固定した後、１×１０^ー5Ｐａ以下の高真空になるまで
チャンバー内をクライオポンプで真空排気した。

【００４３】真空排気をしたままＡｒガスをチャンバー
内に導入し、基板を回転させながら、ＳｉＮ層を７０ｎ
ｍ、第１磁性層としてＧｄ₂₀Ｆｅ₇₀Ｃｒ₁₀層を３０ｎ
ｍ、第２磁性層としてＴｂ₂₀Ｆｅ₇₆Ｃｒ₄層を１０ｎ
ｍ、第３磁性層としてＴｂ₂₀Ｆｅ₆ ₆Ｃｏ₁₂Ｃｒ₄層を８
０ｎｍ、最後にＳｉＮ層を５０ｎｍ順次成膜した。この
ディスクを真空チャンバーから取り出して、膜面上にＵ
Ｖ樹脂をコートした。

【００４４】各磁性層は、全て補償組成近傍になるよう
に希土類元素と鉄族元素との組成比を調整した。キュリ
ー温度は、第１の磁性層が２１０℃、第２の磁性層が１
６０℃、第３の磁性層が２９０℃になるように、Ｃｏ及
びＣｒの添加量を調整した。

【００４５】このようにして作製した光磁気ディスク
を、レーザー波長７８０ｎｍ・対物レンズＮＡ０．５５
の光学ヘッドを持つドライブ装置にセットし、７．５Ｈ
ｚの一定周期で回転させ、半径３１．８ｍｍの位置で記
録特性の測定を行なった。

【００４６】摺動型の磁気ヘッドにより、磁界を７．５
ＭＨｚで変調しながら、３．０ｍＷのＤＣレーザーを照
射して、マーク長０．１ｕｍの繰り返しパターンを磁界
変調記録した。

【００４７】この信号を再生パワー１．５ｍＷで再生
し、Ｃ／Ｎを測定した結果を、各サンプルについて比較
した。ここでは、通常の１ビーム光学系で評価し、再生
ビーム自身による加熱で、磁壁を移動させるための温度
勾配を形成した。

【００４８】横軸をグループ幅として、グループ深さご
とにＣ／Ｎをプロットした結果を図３に示す。図から明
らかなように、グループ幅がグループ深さの１．０倍以
下になっている本発明の実施例のサンプルは、グループ
幅がこれらよりも広くなっている比較例のサンプルに比
べて、Ｃ／Ｎが向上している。本実施例におけるプリグ
ループ内の記録膜の膜厚と、情報トラック上の記録膜の
膜厚の関係は前記の実施例と同様であった。

【００４９】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の第
１の効果は、複雑なレーザー駆動による記録補償等を行
うことなしに、望ましい記録マークが形成可能であり、
良好な再生特性が得られることである。特に、マークエ
ッジ記録を行った場合、検出されるエッジ信号のジッタ
ーが抑制される。この結果として、高密度化が可能とな
り、また、媒体ならびに記録装置を低コスト化できる。

【００５０】本発明の第２の効果は、特開平６−２９０
４９６に開示されている光磁気記録媒体と組み合わせた
場合において、媒体の製造工程を複雑化させることな
く、記録マークの前方境界部の磁壁と後方境界部の磁壁
とを分離独立して形成させることが可能となり、コスト
アップなく、超高密度再生特性を向上させることができ
ることにある。

【００５１】本発明は、例示した媒体に限定されるもの
ではない。特に前記第１の効果は、相変化型記録媒体や
その他の追記型記録媒体等、ヒートモードによる記録を
行う媒体であれば、どそのようなものについても適用・
応用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の一実施例における情報記録媒
体の概略断面図。

【図２】図２は、ジッタマージンのグループ幅に対する
依存性を示した図。

【図３】図３は、Ｃ／Ｎのグループ幅に対する依存性を
示した図。

【符号の説明】

１１基板１２記録層Ｗプリグループの幅Ｄプリグループの深さ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光学的に情報の再生もしくは記録が可能
な情報記録媒体において、情報トラックの両側にプリグ
ループが設けられており、該プリグループの深さをｄ、
幅をｗとしたとき、ｄ≧ｗを満たすことを特徴とする情
報記録媒体。
【請求項２】該プリグループ上の記録膜の膜厚が、該
情報トラック上の記録膜の膜厚の１／２以下になってい
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の情報記
録媒体。