KR0166681B1 - 광자기 기록매체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 희토-천이금속 합금막으로 된 광자기 기록매체에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 인접해 있는 자기적 성질이 다른 2개의 자성층간의 교환결합(exchange coupling)에 의해 수직자화를 구성하는 것으로 이미 어떤 정보가 기록되어 있는 상태에서 일련의 소거과정이 필요없이 광변조 방식으로 직접 정보를 기록할 수 있는 희토-천이금속 합금막으로 된 광자기 기록매체에 관한 것이다.

즉, 두개의 자성막 사이에 3∼9Å정도의두께로 Cr층을 제막함으로서 재기록시 잔류정보로 인한 CNR감소를 해결하였고 반복사용시의 에러율을 감소시켰으며 노이즈 레벨(noise level)의 증가를 방지하였다.

Description

광자기 기록매체

제1도는 종래의 2층자성막을 갖는 직접 재기록(direct overwrite)용 디스크의 단면도이고,

제2도는 본 발명의 3층자성막을 갖는 직접 재기록(direct overwrite)용 디스크의 단면도이며,

제3도는 광변조 방식에 이용되는 자성막의 이상적 온도의 존도를 나타내는 그래프이고,

제4도는 바이어스 자장(bias field)에 따른 C/N(carrier-to-noise ratio)의 변화를 나타내는 그래프이며,

제5도는 기록진동수에 따른 C/N의 변화를 나타내는 그래프이고,

제6도는 반복기록회수에 따른 C/N의 변화를 나타내는 그래프이고,

제7도는 광변조 직접 재기록 시스템의 기본개념도 및 기록과정을 나타내는 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

-- : 종래의 직접 재기록용 디스크

-- : 본 발명의 직접 재기록용 디스크

1 : 기판 2 : 보호막

3 : 기억자성막 4 : 기준자성막

5 : 상호확산방지막 6 : 레이저

7 : 렌즈 8 : 기록막

9 : 바이어스 마그네트(H_b) 10 : 초기화 마그네트(H_ini)

본 발명은 희토-천이금속 합금막으로 된 광자기 기록매체에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 인접해 있는 자기적 성질이 다른 2개의 자성층간의 교환결합(exchange coupling)에 의해 수직자화를 구성하는 것으로 이미 어떤 정보가 기록되어 있는 상태에서 일련의 소거과정이 필요없이 광변조 방식으로 직접 정보를 기록할 수 있는 광자기 기록매체에 관한 것이다.

광자기 기록매체는 기록막이 수직자화 기록막으로 되어 있고, 정보의 1, 0를 자화의 방향으로 변화시켜 작은 자구(magnetic domain)을 형성시킴으로써 정보를 기록한다. 즉, 광자기 기록매체에 있어서 집적된(focusing) 레이저 광을 기록막에 조사하면 기록매체의 일부의 온도가 국북적으로 큐리온도 이상으로 상승하여 해당부분이 자화를 잃게됨으로서 반대편에 위치한 전자석(electro-magnetic coil)에 의해 외부자계가 인가되어 레이저가 조사된 부분만 바라는 방향으로 자화되어 반전자구를 형성함으로서 정보신호(signal)의 1비트(bit)에 해당하는 정보기록이 가능하게 된다. 또한, 기록된 정보는 기록매체에 직선편광(Linear polarized beam)을 반사시키고 그 직선 편광의 회전(Kerr effect)을 이용함으로서 정보를 재생시킬 수 있다.

한편, 일본공개특허 소55-52535호 및 소56-153546호는 정보의 소거와 재기록을 가능하게 하는 기록매체로서의 광자기 기록매체를 기재하고 있으나, 종래의 광자기 디스크 기술은 한번 기록된 정보위에 다시 새로운 임의의 정보를 기록하려면 반드시 일련의 소거과정을 거친후에만 정보의 재기록이 가능해 짐으로서 정보의 재기록 시간이 길어지는 단점이 있었다.

따라서, 소거과정이 필요없는 직접기록방법이 제안되고 있으며 특히, 광변조 방식에 의한 직접기록방법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 상기 광변조 방식의 경우, 자화의 방향을 반전시킬때 고출력(High power)과 저출력(low power)의 변조로 1상태와 0상태를 기록하게 되는데 기존의 고출력으로 기록된 정보위에 저출력으로 자화반전을 시키면 고출력으로 기록시킨 자구의 크기(domain size)가 저출력으로 기록한 것보다 크기 때문에 잔류정보가 생겨 노이즈(Noise)의 원인이 될 뿐만 아니라 정보판독에 있어 에러(error)가 발생하게 된다.

또한, 2개의 희토-천이금속막이 인접해 있기 때문에 경계면에서 상호확산(interdiffusion)이 일어나 장시간 반복사용시 에러율(error rate)이 증가하게 되어 수명이 짧아지는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 재기록시 잔류정보의 발생이 없으며 인접한 2개의 희토-천이금속막 사이의 상호확산이 일어나지 않는 직접 재기록이 가능한 광자기 기록매체를 제공하는데 있다.

상술함 목적 뿐만 아니라 용이하게 표출될 수 있는 다른목적들을 해결하기 위하여 본 발명에서는 두개의 자성막 사이에 3∼9Å정도의 두께로 Cr층을 제막함으로서 재기록시 잔류정보로 인한 CNR감소를 해결하였고 반복사용시의 에러율을 감소시켰으며 노이즈 레벨(noise level)의 증가를 방지하였다.

본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

광변조 방식을 이용한 직접 재기록용 광자기 기록매체의 자성층은 일반적으로 기준 자성막(Reference layer)과 기억자성막(Memory layer)의 2층막으로 되어 있으며, 각각의 자성막의 성질은 제3도에 도시한 바와같이 온도에 따라 서로 다른 특성을 나타내는데 초기 상온에서는 기준자성막의 보자력이 기억자성막의 보자력보다 작아야 하고, 온도의 증가에 따라 두개의 자성층은 자화를 잃기 시작하는데 기준 자성막의 큐리온도가 기억자성막의 큐리온도보다 높아야 한다. 즉, 상온에서 기억자성막의 보자력이 기준자성막의 보자력보다 작아야 하고, 가열시에는 기억자성막의 스윗칭 자장(switching field)이 기준자성막보다 빠르게 감소하여야 한다.

또한, 광변조 방식에 의한 재기록을 위해서는 두개의 기록용과 하나의 재생용 즉, 3개의 출력 레벨(level)을 갖는 레이저(pick up)가 있어애 하며, 기준자성막의 보자력보다 큰 자장을 낼 수 있는 초기화 마그네트(initializing magnet)와 수백 O_e정도의 자장을 발생하는 정보기록용 바이어스 마그네트(bias magnet)가 필요하다.

상기 조건을 만족하는 2층 자성막에 있어서, 제7도에 도시된 바와같이 초기화 마그네트의 자화(H_ini)의 방향이 아랫쪽(↓)이고, 바이어스 마그네트의 자화(H_b)의 방향이 윗쪽(↑)으로 향해 있다면, H_ini에 의해 기준자성막의 자화방향이 아랫쪽(↓)으로 향하게 되고, 기억자성막은 보자력이 크기 때문에 상온에서는 영향을 받지 않는다. 이때 1과 0의 2진수 데이타에 상응하는 레이저를 고출력과 저출력으로 변조시키면 고출력의 경우에는 재질의 온도가 큐리온도까지 올라가게 되므로 기억자성막과 기준자성막 모두가 자성을 잃게 되고, 자성을 잃었던 재질은 냉각되면서 기준자성막의 방향이 바이어스 마그네트의 방향을 따르게 되고 기억자성막은 기준자성막의 자화방향에 따라 그대로 복사하게 된다. 또한, 저출력으로 가열하는 경우에는 기억자성막을 탈자되지만 기준자성막의 자화는 그대로 유지되며, 이때 자성을 잃었던 기억자성막은 기준자성막의 자화방향을 복사하게 된다. 즉, 고출력의 경우가 1상태라면 저출력의 경우 0상태로 기록할 수 있는 것이다.

따라서, 본 발명은 상기 매카니즘(mechanism)으로 정보를 직접 재기록할 수 있고, 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 통상의 스퍼터링(sputtering)시스템을 사용하여 기억자성막과 기준자성막 사이에 Cr층을 3∼9Å의 두께로 스퍼터링하여 기판/보호막/기억자성막/Cr막/기준자성막/보호막의 구조를 갖는 광자기 기록매체를 제조하였다.

다음의 실시예 및 비교예는 본 발명의 광자기 기록매체의 제조방법 및 이의 효과를 좀 더 구체적으로 설명하는 것이지만, 본 발명의 범주를 한정하는 것은 아니다.

[실시예 1]

4개의 챔버(chamber)로 구성된 스퍼터링 장치를 준비하고, 제1번 챔버의 타켓(Target)은 Si, 2번 타켓은 TbFe, 3번 타켓은 Cr, 4번 타켓은 TbFeCo를 장착하고, Ar과 N₂가스를 주입하여 통상의 방법으로 스퍼터링하여 Si₃N₄막, TbFe막, Cr막, TbFeCo막, Si₃N₄막의 순서로 제막하였다, 각 층의 두께는 Si₃N₄막이 800Å, TbFe막이 600Å, Cr막이 8Å, TbFeCo막이 500Å이었다.

제조된 시편의 보자력을 측정한 결과, 상온에서의 기억자성막(TbFe자성막)만의 보자력은 13KOe이었으며, 기준자성막(TbFeCo자성막)만의 보자력은 5KOe이었다.

제조된 시편의 특성을 알아보기 위하여 다음과 같은 실험을 행하였다.

광자기 디스크 드라이브 시스템을 이용하여 진동수 10MHz, 선속도 15m/s, 고출력(High Power: P_H)은 16mW, 저출력(Low Power: P_L)은 7mW로 바이어스 마그네트(H_b)를 변화시키면서 정보를 기록한 후 CNR을 측정하고, 그 결과를 제4도에 그래프로 도시하였으며, P_H16mW, P_L7mW, H_b500 Oe, 진동수는 5MHz로 기록된 기존정보위에 소거과정없이 상기와 같은 파우어도 기록진동수를 변화시키면서 재기록한 후 CNR을 측정하고, 그 결과를 제5도에 그래프로 도시하였따. 또한, 반복 기록시 노이즈 레벨(noise level)의 변화를 알아보기 위하여 P_H는 16mW, P_L은 6mW의 파우어, 진동스 2MHz로 반복재기록하면서 노이즈 레벨을 측정하고 그 결과를 제6도에 그래프로 도시하였다.

[비교예 1]

3개의 챔버로 구성된 스퍼터링 장치를 사용하여 기판/Si₃N₄/TbFe막/TbFeCo막/Si₃N₄의 구조를 갖는 종래의 광자기 기록매체를 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하고, 제조된 시편으로 실시예 1과 동일한 실험을 행하여 그 결과를 제4, 5, 6도에 그래프로 도시하였다.

제4도 및 제5도로 부터 알 수 있는 바와같이, 본 발명의 광자기 기록매체는 종래의 광자기 기록매체보다 전진동수 영역에서 CNR이 3∼5dB정도 향상되었음을 알 수 있으며, 본 발명의 광자기 기록매체에서는 재기록시 잔류정보가 거의 없음을 알 수 있었다.

또한, 제6도로 부터 종래의 광자기 기록매체에 반복재생시 10⁴회 이상에서는 노이즈 레벨이 급격히 증가하는 반면, 본 발명의 광자기 기록매체에 반복재생시에는 10⁶회 이상에서도 아무런 변화가 없어 기억자성막과 기준자성막 사이의 상호확산이 전혀 일어나지 않음을 알 수 있었다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 광자기 기록매체를 사용함으로서 임의의 정보를 기록한 후 새로운 정보를 기록할때 기존정보의 소거과정에 소요되는 시간이 절약되므로 기록시간을 단축할 수 있었으며, 잔류정보가 거의 없게 되므로 CNR이 약 3∼5dB정도 향상되었고, Cr층이 기준자성막과 기록자성막간의 상호확산을 방지하는 역할을 함으로써 장시간 반복사용후에도 노이즈 레벨이 전혀 증가하지 않았다.

Claims (2)

1. 광변조 방식을 이용하여 소거과정이 필요없이 직접재기록이 가능한 광자기 기록매체에 있어서, 기준자성막과 기억자성막 사이에 크롬(Cr)층을 형성시킨 것을 특징으로 하는 광자기 기록매체.
2. 제1항에 있어서, 크롬층은 3∼9Å의 두께로 형성된 것임을 특징으로 하는 광자기 기록매체.