JPS62298045A - 光磁気デイスク - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 産業上の利用分野 本発明は情報の記録に用いられる光磁気ディスクの薄膜
構成を改良した光磁気ディスクに関するものである。

従来の技術 近年、情報化社会の進展と共に書き換え可能な大容量光
磁気ディスクの実用化が強く望まれている。その中で特
に注目を集めている光磁気メモリは、ディジタル・メモ
リとして優れた特性を有していることが最近になって確
められて来た。

ところで、光磁気薄膜材料は、記録感度を決定する主要
因であるキュリ一温度、再生信号の品質を決定するカー
回転角、及び低温での膜作製等の制約から、希土類遷移
金属非晶質磁性体が用いられる。この希土類遷移金属は
、Ｆｅ、　Ｃｏ、　Ｎｉのいずれか１種以上と、Ｇｄ、
　Ｔｂ、　Ｄ）７を中心とする希土類元素のいずれか１
種以上の合金で構成される。具体的には、ＴｂＦｅ、　
ＧｄＴｂＦｅ、　ＴｂＦｅＣｏなどである。

しかしながら、これら磁性体薄膜は、他の磁性体材料に
比ベカー回転角が大きいものの、その角度は０．３〜０
．５度であり、十分な信号対雑音比が得られない。具体
的には、光磁気ディスクをディジタルメモリとして使用
する場合、次のような問題が生じる。つまり、ディスク
上に記録されたドメイン（領域）の長さが、記録・再生
に用いる光ビームスポット径より十分大きい場合には十
分な信号対雑音比が得られる反面、記録されたドメイン
長が光ビームスポット径と同程度になると急激に信号対
雑音比が劣化する。したがって、信号対雑音比が高密度
記録の限界を与え、さらに大きな信号対雑音比を得るこ
とが望まれている。

このような欠点を除くために、従来から光磁気ディスク
の構成に於いて、基板と磁性体薄膜の間にＳ　ｉｏ、　
ＺｎＳ、　Ｓ　ｉ３Ｎ４．　ＡＪＩＮなどの高屈折率誘
電体薄膜を用いる方式が提案されている。これは誘電体
薄膜による多重反射を利用し、カー回転角の増加を図る
ものである。したがって、誘電体薄膜の膜厚は、その屈
折率をｎ１記録・再生に用いるレーザ波長をλとすると
き、λ／ａ　ｎに設定される。

ところで、これら誘電体膜を用いた構造の光磁気ディス
クは、反射率の減少及び光エネルギ吸収率の増加を招く
。したがって、記録感度の向上が望める反面、再生時に
も同様のエネルギ吸収を生じる。しかしながら磁性体薄
膜は高温化によるカー回転角の劣化を生じるため、再生
時における光強度を小さくする必要がある。再生時にお
けるレーザ投入パワーを工。、光磁気ディスクの反射率
をＲ１カー回転角をθにとするとき、ショットノイズに
対する信号対雑音比Ｓ／Ｎは　　ｒ。

Ｓ／Ｎ　　α　工５　Ｒ８ｌｎ　２θＫ・・・・・・（
１）で表わされる。前述の誘電体膜を用いた構造の光磁
気ディスクでは、カー回転角θにの増加と共に、■。、
Ｈの低下を招き、大きな効果は得られなかったＯ 発明が解決しようとする問題点 光磁気ディスクでは、前述の如く信号対雑音比により高
密度記録の限界が与えられる。したがって光のエネルギ
吸収量を低減することにより、再生時の光強度を増加さ
せ大きな信号対雑音比を得ることは容易に考えられる（
例えば特開５６−７４８４４号公報）。

ところで、ディスクの回転方式には角度一定力式と線速
度一定力式がある。一般にデータファイル用ディスクド
ライブでは、高速アクセスの必要性から、角速度一定力
式が用いられる。したがって大きな信号対雑音比を得る
ために、光エネルギ吸収量を低減させた場合、同時に記
録感度の低下をも招き、次のような問題が生じる。つま
りディスクを角速度一定力式では、線速度が大きくなる
ディスク外周部に於いて、記録に大パワーのレーザが必
要となる。ところがドライブの装置規模、コスト面から
は半導体レーザを用いることが不可欠でアリ、その結果
ディスク回転数が著しく制約され、必要なデータ転送速
度が得られないという問題点を有していた。

本発明は上記問題点に鑑み、ディスク基板上に誘電体層
、保獲層、磁性体薄の順に形成された光磁気ディスクに
於いて、誘電体層の膜厚を内周から外周に向かって連続
的に減少するようにしたことにより、従来のものよりも
データ転送速度を損うことなく、大きな信号対雑音比を
得る優れた光磁気ディスクを提供するものである。

問題点を解決するだめの手段 この目的を達成するため、本発明の光磁気ディスクは、
基板上に形成てせた誘電体薄膜の膜厚が、内周部から外
周部に向かい減少する構成となっており、さらに保護膜
、磁性体薄膜を積層させた構成である。

尚、例えば、誘電体薄膜は、真空蒸着またはスパッタリ
ングなど公知の方法により形成されるが、所望の膜厚分
布は、蒸発源またはターゲットと基板との間に設けた膜
厚補正板により得ることができる。また、別の手段とし
て、蒸発源の位置またはターゲット上の放電領域を適切
に設定することによっても所望の膜厚分布を得ることが
できる。

作　　用 一般に光磁気ディスクは、記録ドメインの長さが短かく
なるに従って、再生信号は小さくなる。

角速度一定でディスクを回転させながら記録を行う場合
、内周部はど記録ドメイン長は短かくなり、外周部はど
長くなる。最短記録ドメイン長は最短パルス幅を最内周
部に記録したとき充分な信号対雑音比が得られることか
ら決定される。

一方、外周部はど媒体移動速度が大きくなるため、記録
時、消去時の光投入パワーを大きくする必要がある。つ
′まり半導体レーザを用いることのできる最大限の投入
パワーで十分記録できるという記録感度の制約からディ
スクの回転数が決定される。

したがって、ディスクの内周部では信号出力の大きさが
装置設計の限界を与えており、ディスクの外周部では記
録感度が装置設計の限界を与える。

本発明は、基板上に誘電体薄膜、保護膜、磁性体薄膜の
順に形成された光磁気ディスクに於いて、内周部の誘電
体薄膜の膜厚を外周部より厚くすることにより熱拡散を
利用して再生時の温度上昇を抑え、大きな再生パワーに
よる信号再生を可能とし、装置設計の限界を与える信号
出力を最大限得る。それと共に、外周部の誘電体薄膜の
膜厚を薄くすることにより熱拡散を防止し、記録感度の
低下を防ぎ、ディスクの高速回転を維持するものである
。

この構成により、従来の光磁気記録円盤と比較し、デー
タの転送速度の低下を招くことなく、記録密度を向上し
、ディスク１枚当たりの記憶容量を増加させるものであ
る。

実施例 以下、本発明の一実施例について図面を用いて詳述する
。第１図は、本発明の一実施例による光磁気記録円盤の
構造とその誘電体薄膜の膜厚分布との対応を示す対応図
である。第１図において、円盤状のプラスチック基板１
０１上に、基板の内周部から外周部に向かって膜厚が減
少している誘電体薄膜１０２が形成されている。さらに
厚みの均一な保護膜１０３、磁性体薄膜１０４が順に積
層されている。なお、光磁気ディスクの構成には光磁気
薄膜の酸化防止のため、さらに別の保獲層が必要である
が、本発明の主たる構成要素ではないのでここでは省略
する。

本実施例の光磁気ディスクは、直径１３０鵡φであり、
半径３０ｍから半径６０鵡までが記録再生に使用される
。使用領域の最内周部での誘電体薄厚は１１００八であ
り、さらに最外周部での膜厚は２ＯＡ以下になっている
。また、使用領域の最内周部から最外周部にかけて膜厚
は連続的に変化している。

次に本実施例の光磁気ディスクの作製方法について述べ
る。

第２図に誘電体薄膜作製装置の構成を示す略側面図を示
す。

誘電体薄膜形成には電子ビーム蒸発源を装備した蒸着装
置を用いている。まず２Ｘ１０　　Ｔｏｒｒまで排気し
た後、基板ホルダ２０１に装着された直径１３０１１１
φのプラスチック基板２０２を６゜ｒｐｍにて回転させ
ながら、ＳｉＯ蒸発源２０３からＳｉＯを蒸着する。こ
のとき、所望の膜厚分布を得るために、膜厚補正板２０
４を蒸発源と基板との間に配する。

これらの構成から成る製膜装置により、ＳｉＯを製膜し
た結果、屈折率は１．９７で、第１図に示す如くの膜厚
分布を有する誘電体膜が得られる。なお、膜成製速度は
、膜厚補正板２ｏ４の効果で、内周部１０人／ｓｅｃ、
　　外周部０．２八／ｓｅＣ以下となっている。

さらに、通常のＲＦマグネトロンスパッタリンクニヨリ
、Ｍ（ＪＯＸ−５ｉＯｙ　（０（Ｘ（１、０（Ｙ（２）
を４００人、　ＧｄＴｂＦｅを８００八順次形成させた
。

次に本発明により構成された光磁気ディスクの記録再生
特性を第３図に示す。なお、比較のため、従来構造によ
る光磁気ディスクについても併せて示した。第３図（ａ
）は本実施例の特性、第３図（ｂ）は従来の特性を示す
。記録は３０００ｒｐｍでディスクを回転させながら、
４．５１にの信号を記録した。したがって記録ドメイン
長は最内周部１．０μｍ、最外周部２．０μｍとなって
いる。

従来構造では最内周部の信号対雑音比（Ｃ／Ｎ）は５０
．０　ｄＢであったが、本実施例では外周部の記録感度
低下を招くことなく信号対雑音比（Ｃ／Ｎ　）５２、０
　ｄＢを得ることができる。

尚、第３図において実線Ａは記録パワーを、点線Ｂは信
号対雑音比を示すもので、以下各図においても同様であ
る。

次に本発明による第２の実施例について述べる。

誘電体膜の作製法をＲＦスパッタリングにし、材質をＺ
ｎＳに変えたことを除いて第１の実施例と同様の光磁気
ディスクを作製し、記録レーザパワー及び再生信号対雑
音比を測定した。第４図はその特性図である。記録再生
条件は第１の実施例と同様、ディスク回転数３００Ｏｒ
　ｐｍ　、記録再生周波数４．５片にて行った。

従来構造では最内周部の信号対雑音比（Ｃハ）は５０．
０　ｄＢであったが、本発明による第２の実施例では、
外周部の記録感度低下を招くことなく、信号対雑音比（
Ｃハ）ｓｓｄＢを得ることができる。

次に本発明による第３の実施例について述べる。

誘電体膜の材質をＳｉＮｘに変えたことを除いて、第２
の実施例と同様の光磁気ディスクを作製し、記録レーザ
パワー及び再生信号対雑音比を測定した。第５図はその
特性図である。記録再生条件は第１の実施例と同様、デ
ィスク回転数３００Ｏｒｐｍ、記録再生周波数４．５１
１ｔｌＩにて行った。

従来構造では最内周部の信号対雑音比（ＣＩＮ　）は５
０．○ｄＢであったが、本発明による第３の実施例では
、外周部の記録感度低下を招くことなく、信号対雑音比
（Ｃハ）ｓ４．ｓｄＢを得ることができるＯ なお、以上の各実施例では、基板にプラスチックを用い
たが、ガラス、金属など何如なる基板に対しても有効で
ある。

また、誘電体膜にＳｉｎ、　ＺｎＳ、　ＳｉＮｘ　を用
いたが、誘電体膜は光学的に透明であることは当然要求
されるものの、高屈折率、高熱伝導率であるほどその効
果は大きい。したがって、Ｔ　ｉ０２　、　ＡＩＮ、　
Ｂ　Ｎ　。

ＧａＮ、　Ｇｅ３Ｎ４．　ＧｅＯなどの誘電体膜を用い
ても本発明によれば大きな効果が得られる。

また、各実施例では、保護膜として、ＭｑＯＸ　。

ＳｉＯｘを用いた誘電体膜よりも小さな屈折率を有し、
磁性体膜の保護としての機能を有するものであれば、如
何なる保護膜を用いても良い。

さらに、各実施例では、磁性体膜としてＧｄＴｂＦｅを
用いたが、他の光磁気磁性体を用いても良いものである
。

発明の効果 本発明は、誘電体膜、保護膜、磁性体膜が順に基板上に
積層された光磁気ディスクであって、誘電体膜の膜厚を
内周部から外周部に向かうに従って減少させることによ
り、さらに内周部の膜厚をλ／４ｎ１外周部の膜厚を２
０Å以下にすることにより、外周部に於ける記録感度の
低下を招くことなく、内周部の信号対雑音比を２　ｄＢ
以上向上させ、その結果、最短記録ドメイン長を１μｍ
から０．８μｍに短かくすることができ、ディスク１枚
当たりの記憶容素を２５％増加させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例における光磁気ディスク
の構造と膜厚分布との対応図、第２図は本発明を実現す
るための光磁気ディスク誘電体膜作製装置の構成を示す
略側面図、第３図は同第１の実施例における光磁気ディ
スクの特性図、第４図は同第２の実施例における光磁気
ディスクの特性図、第６図は同第３の実施例における光
磁気ディスクの特性図である。 １０１．２０２・・・・・・基板、１０２・・・・・誘
電体膜、１０３・・・・・・保護膜、１０４・・・・・
・磁性体膜、２０１・・・・・・基板ホルダ、２０３・
・・・・・ＳｉＯ蒸発源、２０４・・・・・膜厚補正板
。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第３
図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 誘電体薄膜、保護膜、磁性体薄膜が順に基板上に積層さ
   れ、前記基板面より記録再生光が入射され、反射光によ
   り再生信号が得られる光磁気ディスクであって、前記誘
   電体薄膜が記録再生に使用される領域内で、内周部から
   外周部に向かって連続的に膜厚が減少するように構成さ
   れていることを特徴とする光磁気ディスク。