JPS6342053A - 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、ＴｂＦｅ５ＧｄＦｅ、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５９−１７１０５
５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ＧｄＴｂＦ
ｅ）と、酸素を含有し・ない／ＩＮ又は５ｉｚＮａ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、記録また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１２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ｌ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は記録消去用のコーイルである。

ここで、情報の書込み及び読出しを上記の光学系で共通
に行なうことができるが、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１３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室内溝、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有する
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（Ｋ　ｅｒｒ）効果と称される磁気光
学効果に基き、照射されたレーザー光９が磁化の方向に
応じて偏向面が変化する（即ち、反転磁区で偏向面が入
射光に比べて書込み部分“１゛ではθ６回転し、非書込
み部分“Ｏ”では−〇８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、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１
４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
、さら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（Ｐ、４゜）とする。ＰＷＯから記録パワーがずれる
に従ってシフターが大きくなり、ビットの誤まりにつな
がる。

この最適記録パワー（ｐｗ。）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、ビット誤まり率が太き（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か、あるいは線速度が一定
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、シフター又はビット誤まり率が小さく
、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。

二０発明の構成 即ち、本発明は、情報記録層を有し、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）を行な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、少なくとも前記情報記録層の厚み
が、回転中心側に比べて外周側で薄（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１０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。また、反射膜１７
は必ずしも設けな（てもよい。

光磁気記録層２８は従来と同様に、例えばＴｂ−Ｆ　ｅ
　％　Ｇ　ｄ　　（ｏ、Ｇｄ−Ｆｅ５Ｄｙ−Ｆｅ。

Ｇ　ｄ　Ｔ　ｂ　Ｆ　ｅ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
は一般に次式で表わされ、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つＴＭ、。

（但し、ＲＥは希土類元素：Ｇｄ、’ｒｂ、Ｉ）ｙ。

）（ｏ等のうち少なくとも１種、ＴＭは鉄族遷移金属：
Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉのうち少なくとも１種を表わし、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ＡｌＮ５Ｓ　ｉ：＋Ｎ４で形成し
てよ（、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、Ａｆｆ等の反射膜１
７を設けてもよい。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、光
磁気記録層２８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（に
例えば半径１００Ｈのディスクでは厚さ１２００人（内
周部）から厚さ約８００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。

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（Ｐｗｏ）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、ある半径位置、
例えば記録領域の中央部において設定した最適記録パワ
ー（Ｐ　、１ｏ）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Ｐ、。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、光磁気
記録層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で書込みを行なおうとすれば、内
周部から外周部にかけて光磁気記録層の厚さを連続的に
薄くすればよいことが分る。第４図には、記録層の厚さ
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）が示されている
が、これは第３図と対応がとれている。

本発明に基けば、光磁気記録層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（Ｐ　ｗｏ）を変化させなくても一定としたまま
で、見かけ上のＰｌ。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ま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
、即ち記録層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、Ｆｅ
Ｃｏ合金２２、Ｔｂ２３、窒化シリコン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
ッタリングを行なう事で回転する基板１２上で合金化す
るものである。この場合、上述したように半径方向に磁
性層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、径方向に開口面積が狭
くなった開口２７を形成している。このようにして、磁
性層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、誘電体膜の製膜時はターゲット２４をス
パッタし、マスク２６は除去しておく。

次に、具体的な実験例によって本発明の詳細な説明する
。

止較■上 トラックピッチ１．６μｍ１深さ７００人のグル−プを
持ったφ２００鶴のポリカーボネート基板上に厚さ７０
０人の窒化ケイ素、厚さ１０００人のＴ　ｂ　Ｆ　ｅ　
Ｃ（但し、膜厚は一定）、厚さ７００人の窒化ケイ素を
順次スパッタリングにより積層し、記録特性を８周べた
。

即ち、回転数１２０ＯｒｐｍでＩＭＨｚの信号を内周部
から外周部まで一定の記録パワー（４，５ｍＷ）で記録
した。この再生信号をスペクトラムアナライザーに通し
て、Ｃ／　Ｎ　（Ｃａｒｒｉｅｒ　　ｔｏ　　Ｎｏ１ｓ
ｅＲａｔｉｏ　：記録周波数の信号出力とノイズレベル
との相対強度比）、２次高調波のレベルを測定したとこ
ろ、第７図に示すように半径方向で２次高調波が大きく
変化し、再生波形が内周部、外周部で歪んでしまってい
ることが分った。また、同じディスクをやはり記録パワ
ー４．５ｍＷで記録した際のビット誤まり率（ＢＥＲ）
の半径方向の変化を第７図に示す。第７図のデータから
、２次高調波が高くなる領域で誤まり率が大きくなる事
がわかる。

ス財ｌＩＬ 第５図及び第６図に示したスパッタリング装置Ｏを用い
て、第２図に示した厚み分布を有する磁性層を形成し、
これ以外は前記比較例と同様の層構成の光ディスクを作
成した。このディスクについて、前記比較例と同じ＜　
１２０Ｏｒｐｍでの回転下で１Ｍ　Ｈｚの信号を記録パ
ワー４．５ｍＷで記録したところ、第８図に示すような
Ｃ／Ｎと２次高調波の半径方向の分布を示した。この図
より、Ｃ／Ｎの低下が少なく２次高調波が低く抑えられ
、歪みの少ない再生が行われている事がわかる。

また、第８図には、ビット誤まり率（ＢＥＲ）の半径方
向の分布を示したが、これよりディスク全面にわたって
低ビット誤まり率が実現できる事がわかる０合金ターゲ
ツトを用いても同様の結果を得た。

此ｍ 前述のディスク基板上に、厚さ１４００人均一の窒化シ
リコン、半径方向の厚さが２５０人均一のＴｂＦｅＣｏ
、窒化シリコン５００人、Ａｌ１７００人を順次スパッ
タリング法により積層した。

このディスクを、回転数１２０Ｏｒｐｍで回転させ、Ｉ
ＭＨｚの信号を内周部から外周部まで一定の記録５　パ
ワー４．８ｍＷで記録した。

第９図に、再生Ｃ／Ｎと２次高調波（Ｓ、　Ｈ，／　Ｎ
　）、ビットエラーレート（Ｂ　Ｅ　Ｒ）の半径位置に
よる変化を示す。

この図より、半径７５ｍ１の位置では２次高調波が小さ
く、歪の少ない再生が行われるが、この位置から内、外
周部にずれるに従って歪が増え、これに伴ってビットエ
ラーレート（ＢＥＲ）も増えている。

去１１粗ｌ 磁性層ＴｂＦｅＣｏと反射層／ｌの膜厚を半径方向に第
１０図のように変化させ、他の構成は前記比較例と同一
にして、同様に記録した時のＣ／Ｎ、２次高調波（Ｓ、
Ｈ，／Ｎ）　、ビットエラーレート（ＢＥＲ）の半径位
置による変化を第１１図に示す。

この結果から、磁性層と反射層との双方を外周側で薄く
なるように変化させることによって良好な結果が得られ
ることが分る。この場合、反射層も内周部より外周部を
薄（シて反射層自体にも熱容量の差を径方向に生ぜしめ
ているので、より多様なコントロールを行なうことがで
きる。

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

例えば磁性層又は記録層の材質、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、読み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、記録層の厚みを径方向で変化させたが
、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０発明の作用効果 本発明は上述の如（、少なくとも情報記録層の厚さを回
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
は順次重クシているので、記録パワー（Ｐ、４゜）を変
化させなくても一定としたままで、見かけ上のＰｌ、１
０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、シフターやビッ
ト誤まり率を大幅に減少させることができる。しかも、
少なくとも情報記録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１１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図は光
磁気記録層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光
磁気記録層の厚さ毎に示すグラフ、 第４図は光磁気記録層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８図、第１１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、 第１０図は本実施例の各層の厚さ分布を示すグラフ である。 第１２図〜第１４図は従来例を示すものであって、第１
２図は光磁気記録装置の要部概略図、第１３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１４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、 １２　　　・・・・基板 １３　　　・・・・案内溝 １４　　　・・・・記録ピント １５、１６　・・・・誘電体膜 １７　　　・・・・反射層 ２１　　　・・・・光磁気ディスク ２２．２３．２４・・・ターゲット ２６　　　・・・・マスク ２８　　　・・・・光磁気記録層 である。 代理人　　弁理士　　逢　坂　　　宏 タトｍｖｐ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　内周壬や業２図 手省１−（ｍｍ） 第３図 第４図 ／＃２ 第５図 第６図 第７図 第８図 ＋径（ｍｍ） 第９図 第１ｏ図 半径（ｍｍ） 第１１図 半　イ（ヒ　　（ｍｍ） 第１２図 第１３図 第１４図 ｔｌ１９ Ｐｗ。 配性Ｉ？７− １良（ｄＢ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、情報記録層を有し、かつ回転させながら情報の処理
   を行なうように構成した情報記録媒体において、少なく
   とも前記情報記録層の厚みが、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。