JPS6332749A - 情報記録媒体 - 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】 イ、産業上の利用分野 本発明は情報記録媒体に関し、特に、光等によって熱的
に情報を書込み、この情報を磁気光学効果で読出す磁気
記録再生装置に使用される光磁気記録媒体に関するもの
である。

口、従来技術 情報記録媒体としての光ディスクは、高密度、大容量、
高速アクセスの特徴を持ち、種々の研究開発が行われて
いる。このうち、一度だけ追加記録できる光ディスクの
記録媒体としては、ＴｅＯｘ、ＴｅＣ，Ｔｅ−３ｎ−３
ｅ等が知られ、一部商品化されている。一方、書き換え
が可能である光記録としては、光磁気記録が注目されて
いる。

光磁気記録媒体としては、ＭｎＢ　ｉ、ＭｎＣｕＢ　ｉ
などの多結晶薄膜、ＴｂＦｅ、ＧｄＦｅ、ＧｄＣｏ、Ｄ
ｙＦｅ、、ＧｄＴｂＦｅ、ＴｂＤｙＦｅなどの非晶質薄
膜などが知られている。例えば、特開昭５９−１７１０
５５号公報には、記録感度が高くて組成制御の容易な希
土類−遷移金属アモルファス合金薄膜（例えばＧｄＴｂ
Ｆｅ）と、酸素を含有しないＡｆＮ又は５ｆ３Ｎ＋から
なる透明誘電体膜と、Ｔｉ又はＴｉＮからなる反射膜と
をこの順にて基板上に積層せしめた磁気光学記憶素子が
示されている。こうした光磁気記録媒体、例えば光磁気
ディスクは、記録密度を高くできる上に書換え可能であ
り、また記録又は再生の際に記録媒体とヘッド（レンズ
）が接触することがないために信頼性が高い等の特長が
ある。

第１３図には、光磁気ディスクとして構成された情報記
録媒体１を回転可能に組込んだ光磁気記録装置の要部が
示されている。この記録装置においては、半導体レーザ
ー等のレーザー光源１１から射出されたレーザー光９が
偏光板１０を通過後にハーフミラ−５を透過し、更にレ
ンズ６を介してディスク１の透明基板１２から光磁気記
録層８に入射し、スポットを結ぶ。記録層８からの反射
光３は逆方向へ戻り、ハーフミラ−５で反射され、更に
アナライザ４（検光子）を通過してフォトディテクタ２
に入射する。コイル７は記録消去用のコイルである。こ
こで、情報の書込み及び読出しを上記の光学系で共通に
行うことができるが、この場合には書込み時のレーザー
パワーを読出し時のそれよりも大きくすればよい。

第１４図には、媒体１の主要部を拡大して示すが、図中
の１３はトラッキング用の案内溝、１４は記録ビットで
あり、更に記録層８の上下には誘電体膜１５．１６が形
成され、反射膜１７・を介して、最上面には有機保護層
１８が形成されている。

記録に際しては、面に垂直な方向に磁化容易軸を存する
光磁気記録層８に対し、レーザー光９によって一様な磁
化極性と逆向きの反転磁区を選択的に形成することによ
って情報を書込む。そして、書込まれた情報を読出すに
は、いわゆるカー（Ｋｅｒｒ）効果と称される磁気光学
効果に基づき、照射されたレーザー光９が磁化の方向に
応じて偏光面が変化する（即ち、反転磁区で偏光面が入
射光に比べて書込み部分“１”ではθに回転し、非書込
み部分“０”では−θに回転する。）ことを利用し、そ
の反射光３をフォトディテクタ２で検出することができ
る。

しかしながら、こうした従来の光磁気ディスクにおいて
は、上記した希土類−遷移金属非晶質合金の欠点は、読
み出し特性であるカー回転角が０．３度程度と小さい事
である。この欠点を改善するために、磁性層を薄くし、
磁性層の裏面に反射膜を設け、磁性層の反射光を透過光
を利用し、見かけ上のカー回転角を大きくする事が考え
られている。

この光磁気ディスクにおいて、単一周波数の方形波でレ
ーザーを駆動し、信号を記録した時、その再生信号をス
ペクトラムアナライザーに入れ、周波数スペクトルをと
ると、記録周波数の整数倍の周波数において高次の成分
が観測される。即ち、第１５図に示すように、記録パワ
ーを変化させたとき、成るしきい値パワーを越えると、
記録が行われるようになるが、更にパワーを上げると、
２次高調波は減少して成るパワーで極小となり、再び増
加する傾向を示す。この２次高調波が極小となる記録パ
ワーを最適記録パワー（Ｐｗｏ　）とする。

Ｐｗｏから記録パワーがずれるに従ってジッターが大き
くなり、ビットの誤りにつながる。

この最適記録パワー（Ｐｗｏ　）は、光磁気の記録メカ
ニズムが基本的にはヒートモード（熱的書込みモード）
によるために、回転するディスクの線速度に依存するこ
とが分かった。

つまり、ディスクを角速度一定で回転する場合には、記
録半径位置（即ち、記録時のディスク径方向での位置）
により、線速度が変化するため、内周部から外周部まで
同一パワーで記録すると、ジッターが大きくなり、ビッ
ト誤り率が大きくなってしまうという欠点がある。

この欠点を補うためには、記録半径により記録パワーを
変化させるように記録半径の検出手段とレーザーのパワ
ーを制御する回路を工夫するが、或いは線速度が一定に
なるようにディスクを回転させるディスク駆動装置を使
用するなどの方策が考えられる。しかし、これらは、デ
ィスク駆動装置自体が複雑となり、高価になってしまう
。

ハ０発明の目的 本発明の目的は、ジッター又はビット誤り率が小さく、
しかも簡単な構成にして低コストに作製できる情報記録
媒体を提供することにある。

二９発明の構成 即ち、本発明は、情報記録層と反射層とを有し、（特に
角速度一定で）回転させながら情報の処理（即ち、記録
又は再生、消去等）を行うように構成した情報記録媒体
（特に光磁気ディスク）において、前記反射層の厚みが
、回転中心側に比べて外周側で薄くなるように半径方向
に連続的に若しくは順次変化していることを特徴とする
情報記録媒体に係るものである。

ホ、実施例 以下、本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図は、本実施例による情報記録媒体である光磁気デ
ィスク２１を示すが、このディスクは、第１４図に示し
たと同様の積層構造からなっている（但し、最上の有機
保護層１８は第１図では図示省略した。）光磁気記録Ｆ
ｉ８は従来と同様に、例えばＴｂ−Ｆｅ、Ｇｄ−Ｃｏ、
Ｇｄ−Ｆｅ。

Ｄｙ−Ｆｅ、ＧｄＴｂＦｅ、Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ、Ｇｄ−
Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ等の非晶質合金によってスパッタ法や
真空蒸着法で形成可能である。

この記録層の材質は一般に、次式で表され、膜面に垂直
な方向に磁化容易軸を有する非晶質合金であるのが望ま
しい。

ＲＥ　ｘ　ＴＭ　１−ｘ （ただし、ＲＥは希土類元素：　Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ。

Ｈｏ等のうち少なくとも１種、ＴＭは鉄族遷移金属：Ｆ
ｅ、ＣＯ５Ｎｉのうち少なくとも１種を表し、０．１０
≦Ｘ≦０．４０とする。Ｘがこの範囲を外れると垂直方
向に磁化容易軸を向けることが困難であり、かつ保磁力
も劣化する。Ｘは望ましくは、０．１５≦Ｘ≦０．３５
である。） 誘電体膜１５．１６もＡ６Ｎ、Ｓｉ３Ｎ＋で形成してよ
く、それらの種類も上下で同−又は異なっていてよく、
各々１層以上でもよい。更に、Ａ１等の反射Ｈ＊２７を
設けている。使用可能な基板用の樹脂としては、ポリカ
ーボネート、エポキシ樹脂、ポリメチルメタクリレート
、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン等が挙げられる
。

この光磁気ディスク２１において注目すべき構成は、反
射膜２７の厚さを内周部（回転中心側）に比べて外周部
側が薄くなるようにし、第２図に明示する如くに例えば
半径１００ｍｍのディスクでは厚さ約７００人（内周部
）から厚さ約５００人（外周部）へとほぼ直線的に連続
的に減少させていることである。但し、全域で４００Å
以上であるから、レーザー光は透過せず、カー回転角を
大きくできる。

本発明者は、本発明に到達する過程で次の如き事実を重
視した。

即ち、既述したように、最適記録パワー（Ｐｔｎｏ　）
は回転時のディスクの線速度に依存するが、これは具体
的には第３図に示す如くである。例えば、光磁気記録層
の厚みを従来のように均一であるとすれば、成る半径位
置、例えば記録領域の中央部で設定した最適記録パワー
（Ｐｗｏ　）に対し、線速度の小さい内周部側と線速度
の大きい外周部ではＰｗｏからずれた状態となり、最適
な記録パワーとはなっていない。ところが、反射膜２７
の厚さを種々変化させたところ、線速度に対する記録パ
ワーの関係は第３図の如くになる。従って、一定の記録
パワー：　Ｐｗｏで書込みを行おうとすれば、内周部か
ら外周部にかけて反射膜２７の厚さを連続的に薄くすれ
ばよいことが分かる。第４図には、反射膜の厚さを薄く
すると、Ｐｗｏが低下すること（即ち、薄いとレーザー
によって早く温度上昇すること：換言すれば、記録層８
が低パワーで十分に温度上昇すること）が示されている
が、これは第３図と対応がとれている。

本発明に基づけば、反射膜の厚さを内周部から外周部に
かけて半径方向に連続的に薄くしているので、記録パワ
ー（Ｐｗ）を変化させなくても一定としたままで、Ｐｗ
ｏを内周部よりも外周部側で低下させることによって、
各部での最適記録パワーを実現でき、ジッターやビット
誤り率を大幅に減少させることができるのである。しか
も、第１図及び第２図の如き構造、即ち反射膜の厚みを
変化させるだけでよいから、上記の優れた効果を非常に
簡単にかつ低コストに得ることができる。

こうした記録層の厚さの変化は、第５図及び第６図に示
す装置によって実現することができる。

即ち、第５図には、本発明の試料を作成するスパッタリ
ング装置の構成を例示する。ターゲットは３つあり、Ｆ
ｅＣｏ合金２２、Ｔｂ２３、アルミニウム２４の各ター
ゲットはディスク基板１２の直下にて基板１２に対向配
置される。磁性層を製膜する際は、ＦｅＣｏとＴｂ両方
のターゲット２２．２３へ電力２５を供給し、同時にス
パッタリングを行う事で、回転する基板１２上で合金化
するものである。誘電体膜の製膜には、図示省略したタ
ーゲットをスパッタする。そして、上述したように、半
径方向に、反射膜の厚みに勾配を持たせるためには、第
６図に明示するマスク２６を基板とターゲットの間に基
板に平行に挿入する。

このマスク２６には、径方向に開口面禎が狭くなった開
口２８を形成している。このマスク２６を用いて、Ａβ
ターゲット２４をスパッタすれば、得られた反射膜の厚
みを半径方向に第２図の如く変化させることができる。

なお、反射膜は、Ａ１以外に、Ａ　ｕ　％　Ａ　ｇなど
、反射率の高い金泥等で形成してよい。

次に、具体的な実験例によって本発明の詳細な説明する
。

ル較珂 トラックピッチ１．６μｍ１深さ７００人のグル−プを
持ったφ２００酊のポリカーボネート基板上に、窒化リ
ンコン１４００人、ＴｂＦｅＣｏ２５０人、窒化シリコ
ン５００人、Ａ　１７００人を）＠次スパッタリング法
により積層し、記録特性を調べた。この場合、第５図の
スパッタリング装置を用いたが、マスク２６は使用しな
かった。また、磁性層の形成は二元同時スパッタリング
法により行った。即ち、ＦｅＣｏ合金からなるターゲッ
トとＴｂターゲットとを同時にスパッタリングし、回転
する基板上で合金化するものである。ＦｅＣｏとＴｂの
組成比は、それぞれのターゲットへ投入する電力比によ
り制御した。ＩＣＰ発光分析によれば、この例の組成は
Ｔ　ｂ　ａａａ　（Ｆ　ｅ　、ｎ　ＣＯａｔａ　）ａｆ
ｆであった。

得られた光磁気ディスクについて、回転数１２０Ｏｒｐ
ｍで、１ＭＨｚの信号を内周部から外周部まで、一定の
記録パワー（４，８ｍＷ）で記録した。この時の再生時
のＣ／Ｎと二次高調波の半径上の位置による変化を第７
図に示す。

ここで、Ｃ／　Ｎ　（Ｃａｒｒｉｅｒ　ｔｏ　Ｎｏ１ｓ
ｅ　Ｒａｔｉｏ）とは、一定の周波数の信号を記録した
時の再生出力をスペクトラムアナライザーに通したとき
に得られる、記録周波数の信号出力とノイズレベルとの
相対強度比である。

第７図から、半径７５鶴の位置では、二次高調波が小さ
く、歪の少ない再生が行われるが、この位置より内周部
、外周部にずれるに従って、歪が増えている事がわかる
。

さらに、同じディスクにＥＦＭ変調の信号を４．８ｍＷ
で記録したときのジッター量とビット誤り率の半径方向
の変化を第８図、第９図に示したが、結果がいずれも不
良であることが分かる。

実ｌ桝 Ａ１反射層の厚みを第２図のように変化させた以外は、
前記比較例と同じ層構成を持つ光磁気ディスクを作成し
、記録再生特性を調べた。反射層Ａ１の膜厚を半径方向
に変化させるには、第５図の装置において第６図に示す
ようなマスクを基板とＡ１ターゲットの間に平行に設け
てＡＩのスパッタを行った。このようにして、第２図に
示す如くに／１／！ｊｉｉの膜厚を変化させた。

このディスクについての特性測定条件）よ、前記比較例
と同じとした。Ｃ／Ｎと２次高調波は、第１０図に示す
ように、半径方向でほぼ均一な分布を示した。また、ジ
ッター量、ビット誤り率も、第１１図、第１２図に示す
ように良好な結果が得られた。

以上、本発明を例示したが、上述の例は本発明の技術的
思想に基づいて更に変形が可能である。

例えば、反射膜の材質、形状等は種々変更してよく、そ
の形成方法も真空蒸着法等の他の方法を採用することが
できる。また、読取り波長も変更してよい。上述の誘電
体層１５．１６は必ずしも設けなくてもよい。上述の例
では、反射膜の厚みを径方向で連続的に変化させたが、
そのプロファイルはステップ状等様々であってよい。ま
た、本発明は光磁気ディスクに限らず、他の光学的読み
出し方式の媒体にも適用可能である。

へ６発明の作用効果 本発明は上述の如（、反射層の厚さを回転中心側よりも
外周側の方で半径方向で連続的に若しくは順次薄くして
いるので、記録パワー（Ｐｗ）を変化させなくても一定
としたままで、Ｐｗｏを回転中心側よりも外周側で低下
させることによって、各部での最適記録パワーを実現で
き、ジッターやビ４７ト誤り率を大幅に減少させること
ができる。しかも、反射層の厚みを変化させるだけで、
上記の優れた効果を非常に簡単にかつ低コストに得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第１２図は本発明の実施例を示すものであって
、 第１図は光磁気ディスクの要部拡大断面図、第２図は反
射膜の厚さ分布を示すグラフ、第３図は光磁気ディスク
の回転時の線速度に対する記録パワーの変化を反射膜の
厚さ毎に示すグラフ、 第４図は反射膜の厚さに対応した最適記録パワーの変化
を示すグラフ、 第５図はスパッタリング装置の概略断面図、第６図はタ
ーゲットとマスクの位置関係を示す平面図、 第７図、第８図、第９図は比較例による光磁気ディスク
の特性を示すグラフ、 第１０図、第１１図、第１２図は本実施例による光磁気
ディスクの特性を示すグラフ である。 第１３図〜第１５図は従来例を示すものであって、 第１３図は光磁気記録装置の要部概略図、第１４図は光
磁気ディスクの一部分の破断斜視図とその一部拡大図、 第１５図は光磁気ディスクの記録パワーによる特性変化
を示すグラフ である。 なお、図面に示す符号において、 ８・・・・・・・・・光磁気記録層 １２・・・・・・・・・基板 １３・・・・・・・・・案内溝 １４・・・・・・・・・記録ビット １５．１６・・・・・・・・・誘電体膜１７．２７・・
・・・・・・・反射層 ２１・・・・・・・・・光磁気ディスク２２．２３．２
４・・・・・・・・・ターゲット２６・・・・・・・・
・マスク である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、情報記録層と反射層とを有し、回転させながら情報
   の処理を行うように構成した情報記録媒体において、前
   記反射層の厚みが、回転中心側に比べて外周側で薄くな
   るように半径方向に連続的に若しくは順次変化している
   ことを特徴とする情報記録媒体。