KR100199079B1 - 광자기 기록 매체 및 그 재생 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기체와, 기체 상에 형성되어 실온으로부터 퀴리 온도까지 수직 자화를 나타내는 독출층과, 독출층 상에 형성되어 실온에서 대부분 면내 자화를 나타내고, 실온 이상의 온도에서 면내 자화에서 수직 자화로 이행하는 전사층과 및 전자층 상에 형성되어 실온으로부터 퀴리 온도까기 수직 자화를 나타내는 기록층을 구비한 광자기 기록 매체 및 그 재생 방법에 관한 것이다. 독출층 상에 광 스폿 지름보다 작은 기록 비트의 재생을 행할 수 있고, 또 잡음이 적게 되어 신호 품질이 향상된다.
Description
제1도는 본 발명에 따른 광자기 디스크의 구성을 도시하는 개략 단면도.
제2도는 제1도의 광자기 디스크의 기록 재생 동작을 도시하는 설명도.
제3도는 제1도의 광자기 디스크의 전사층의 자기 특성을 도시하는 자기 상태의 설명도.
제4도는 제3도의 실온으로부터 온도(T1)에 있어서, 전사층에 인가되는 외부인가 자계와 극 커 회전각과의 관계를 도시하는 설명도.
제5도는 제3도의 온도(T1)으로부터 온도(T2)에 있어서, 전사층에 인가되는 외부 인가 자계와 극 커 회전각과의 관계를 도시하는 설명도.
제6도는 제3도의 온도(T2)으로부터 온도(T3)에 있어서, 전사층에 인가되는 외부 인가 자계와 극 커 회전각과의 관계를 도시하는 설명도.
제7도는 제3도의 온도(T3)으로부터 퀴리 온도(Tc)에 있어서, 전사층에 인가되는 외부 인가 자계와 극 커 회전각과의 관계를 도시하는 설명도.
제8도는 Gdx(Fe0.82Co0.18)1-x의 퀴리 온도(Tc)와 보상 온도(Tcomp)의 조성 의존성을 도시하는 그래프.
제9도는 GdxFe1-x의 퀴리 온도(Tc)와 보상 온도(Tcomp)의 조성 의존성을 도시하는 그래프.
제10도는 GdxCo1-x의 퀴리 온도(Tc)와 보상 온도(Tcomp)의 조성 의존성을 도시하는 그래프.
제11도는 종래의 예를 나타낸 것으로, 광자기 디스크의 기록 재생 동작을 도시하는 설명도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 기판 2 : 투명 유전체층
3 : 독출층 4 : 전사층
5 : 기록층 6 : 보호층
7 : 오버코팅층 8 : 대물 렌즈
9 : 광 빔
본 발명은 광자기 기록 장치에 적용된 광자기 디스크, 광자기 테이프, 광자기 카드 등의 광자기 기록 매체와 그 재생 방법에 관한 것이다.
광자기 디스크는 기록 가능한 광 디스크로서 연구 개발되고 있고, 그 일부는 이미 컴퓨터용의 외부 메모리로서 실용화되고 있다.
광자기 디스크는 기록 매체로서 수직 자화막을 이용하여, 광을 이용해서 기록 재생을 행하기 위하여 면내 자화막을 이용한 플로피 디스크 또는 하드 디스크에 비해 기억 용량이 큰 것이 특징이다.
그러나, 근년에는 보다 큰 용량의 메모리가 요구되고, 하드 디스크를 비롯해서 광자기 디스크에 있어서도 기록 밀도를 보다 향상시키기 위한 연구가 활발하게 행해지고 있다.
광자기 디스크에 있어서는 그 기록 밀도가 기록 재생에 사용된 광 빔의 기록 매체 상에서의 크기에 의존하고, 광 빔 지름에 따라 재생가능한 기록 비트의 크기가 제약을 받는다.
그러나, 통상의 광 기록에 있어서, 광 빔은 집광 렌즈에 의해 회절 한계까지 조리개로 조절되기 때문에, 그 광 강도 분포는 가우스 분포로 이루어지고, 기록 매체상의 온도 분포도 대부분 가우스 분포로 이루어진다. 이 때문에, 임의의 온도 이상의 영역은 광 빔보다도 작아지게 된다. 여기에서, 이 온도 이상의 영역만을 재생에 관여시킬 수 있다면, 기록 밀도는 현저하게 향상된다.
이와 같이 해서, 상기의 제약을 회피하여 보다 고밀도 기록된 기록 비트를 재생하는 방법이, 예를 들면 일본 응용 자기 학회지, Vo1.15, No.5, p.838(1991)에 제안되어 있다.
이 방법에서 이용하는 광자기 디스크는 제11도에 도시하는 바와 같이, 기판(21)상에, 주로 독출층(22)와 기록층(23)을 구비하고 있다. 기록층(23)은 실온에서 높은 보자력을 가지고 있다. 또, 독출층(22)은 실온에서의 보자력은 작다. 독출층(22)의 재생 부위의 온도가 상승하면, 그 부위의 자화는 기록층(23)의 영향을 받아 기록층(23)의 자화의 방향과 일치한다. 즉, 독출층(22) 및 기록층(23)의 교환 결합력에 따라 기록층(23)의 자화가 독출층(22)에 전사된다.
상기의 구성에 따르면, 기록은 통상의 광 열자가 기록 방법으로 행해진다. 기록된 비트를 재생할 때에는 먼저 독출층(22)을 초기화한다. 즉, 독출층(22)의 자화방향이 소정의 방향(도면에서는 상방향)으로 일치되도록 보조 자계 발생 장치(26)에서 보조 자계를 인가한다. 다음에, 재생 빔(25)를 대물 렌즈(24)로 독출층(22)상으로 수렴시키고, 국부 온도를 상승시켜 기록층(23)의 자화 정보를 독출층(22)로 전사한다. 이렇게 하면, 재생 빔(25)의 조사된 부위의 중심 근방의 온도가 상승한 부위만의 정보를 재생할 수 있다. 따라서, 종래보다 작은 기록 비트의 재생이 가능해진다.
그러나, 상기의 종래의 구성에서는 재생 동작에 앞서 보조 자계 발생 장치(26)에 의해 보조 자계를 인가시켜야 한다. 또, 재생시에 기록층(23)에서 독출층(22)에 전사된 자화 정보는 그 부위의 온도가 내려가면 그대로 남아 버린다. 이 때문에, 다음의 기록 비트를 재생하기 위해서 재생 빔(25)를 이동시키면, 앞의 비트(직전에 전사된 자화 정보에 대응한 비트)가 본래대로 재생 빔(25)의 광 스폿 중에 존재하고, 이것이 잡음의 원인이 되어 기록 밀도를 향상시킬 때의 제약이 된다는 문제점을 가지고 있다.
본 발명의 목적은 고밀도의 기록 비트가 재생가능하고, 또한 신호 품질이 양호한 광자기 기록 매체 및 그 재생 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 광자기 기록 매체는 상기의 목적을 달성하기 위하여 기체(基體)와, 기체 상에 형성되어 실온으로부터 퀴리 온도까지 수직 자화를 나타내는 독출층과, 독출층 상에 형성되어 실온으로부터 대부분 면내 자화를 나타내고 실온 이상의 온도에서 면내 자화에서 수직 자화로 이행하는 전사층, 및 전사층 상에 형성되어 실온으로부터 퀴리 온도까지 수직 자화를 나타내는 기록층을 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.
이 구성에 따르면, 재생을 행하는 경우, 광자기 기록 매체에 광 빔을 조사하면, 조사 부위의 온도 분포는 대부분 가우스 분포로 이루어지므로 광 빔 지름보다 작은 중심 근방 영역의 온도가 주위 영역의 온도보다 상승한다.
이 온도 상승에 따라, 전사층의 온도 상승 부위는 면내 자화에서 수직 자화로 이행한다. 그 결과, 독출층, 전사층 및 기록층의 층간에 작용하는 교환 결합력에 의해 독출층의 자화 방향이 기록층의 자화 방향에 일치한다. 이와 같이 해서, 기록층에 기록된 정보가 전사층을 통해 독출층에 전사된다. 독출층에 전사된 정보는 반사광에 기초하여 재생할 수 있다. 따라서, 독출층 상의 광 스폿 지름보다 작은 기록 비트를 재생한다.
광 빔이 이동해서 다음의 기록 비트를 재생할 때, 앞의 재생 부위의 온도는 저하하고, 전사층이 수직 자화에서 면내 자화로 이행한다. 이것에 따라, 이 온도가 저하된 부위는 독출층, 전사층 및 기록층의 층간에 작용하는 교환 결합이 없어지고, 기록층에 기록된 자화 정보는 전사층의 면내 자화로 마스크되어 독출되지 않는다. 다시 말하면, 직전에 전사된 자화 정보에 대응한 비트는 독출층 상의 광 스폿 중에 존재하지 않는다. 이것에 의해, 잡음이 작게 되고, 신호 품질이 향상된다.
본 발명의 재생 방법은 상기 목적을 달성하기 위해 기체와, 기체 상에 형성되어 실온으로부터 퀴리 온도까지 수직 자화를 나타내는 독출층과, 독출층 상에 형성되어 실온에서 대부분 면내 자화를 나타내고 실온 이상의 온도에서 면내 자화에서 수직 자화로 이행하는 전사층, 및 전사층 상에 형성되어 실온으로부터 퀴리 온도까지 수직 자화를 나타내는 기록층을 구비한 광자기 기록 매체의 기체측에서 독출층으로 광 빔을 조사함으로써, 전사층을 면내 자화에서 수직 자화로 이행시키고, 독출층의 보자력보다 큰 보조 자계를 인가하면서 독출층으로부터의 반사광에 기초하여 정보를 재생하는 것을 특징으로 하고 있다.
이 구성에 따르면, 상기 광자기 기록 매체를 이용하여 독출층의 보자력보다 큰 보조 자계를 인가하면서 독출층에서의 반사광에 기초하여 정보를 재생하기 때문에, 재생을 행하는 경우, 상기 작용에 추가하여 독출층, 전사층 및 기록층의 층간에 교환 결합력이 작용하지 않는 영역에서는 독출층의 자화 방향은 보조 자계의 방향으로 일치된다. 이것에 의해, 인접 비트에서의 신호의 혼입이 거의 없어지고, 신호 품질이 더욱 향상된다.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 장점은 다음에 나타내는 설명에 의해 충분히 이해할 것이다. 또, 본 발명의 장점은 첨부 도면을 참조한 다음의 설명에서 명백히 이루어질 것이다.
본 발명의 한 실시예에 대해, 제1도 내지 제10도에 기초하여 설명하면, 다음과 같다.
본 실시예의 광자기 디스크(광자기 기록 매체)는 제1도에 도시하는 바와 같이, 기판(1:기체), 투명 유전체층(2), 독출층(3), 전사층(4), 기록층(5), 보호층(6) 및 오버코팅층(7)이 이 순서대로 적층된 구성을 갖고 있다.
독출층(3)에는 실온으로부터 퀴리 온도까지 수직 자화를 나타내는 재료가 이용된다. 실온에서의 보자력은 10~50kA/m인 것이 바람직하다. 또한, 퀴리 온도가 높을수록 극 커(Kerr) 회전각을 크게 할 수 있기 때문에, 퀴리 온도는 200~300℃인 것이 바람직하다.
전사층(4)에는 실온에서 대부분 면내 자화를 갖고, 실온 이상의 온도에서 면내 자화에서 수직 자화로 이해하는 재료가 이용된다.
기록층(5)에는 실온으로부터 퀴리 온도까지 수직 자화를 나타내는 재료가 이용도니다. 퀴리 온도는 기록에 적합한 온도 범위, 즉 150~250℃정도이면 좋다.
상기의 구성에 있어서, 기록 재생 동작을 제2도에 기초하여 설명하면 다음과 같다.
기록을 행하는 경우, 광 빔(9)는 대물 렌즈(8)에 의해 독출층(3)상에 수렴된다. 조사된 부위의 온도 분포는 가우스 분포로 이루어지므로, 광 스폿의 지름보다 작은 영역만이 온도 상승한다.
상승 과정에 있어서, 전사층(4)의 온도 상승 부위의 자화는 면내 자화에서 수직 자화로 이행한다. 이 때, 기록 자계가 인가되면, 상기 조사 부위는 기록 자계의 방향에 따른다. 그리고, 냉각 과정에 있어서, 전사층(4)의 자화 방향이 기록층(5)로 전사된다. 이것에 의해, 정보를 기록층(5)의 원하는 부위에 기록할 수 있다.
재생을 행하는 경우, 기록 때보다도 약한 광 빔(9)가 독출층(3)의 소망 부위에 조사되어 상기의 조사 부위가 온도 상승한다. 이 온도 상승에 따라, 전사층(4)의 온도 상승 부위는 면내 자화에서 수직 자화로 이행한다. 그 결과, 독출층(3), 전사층(4) 및 기록층(5)의 층간에 작용하는 교환 결합력에 의해 독출층(3)의 자화의 방향이 기록층(5)의 자화의 방향으로 일치한다. 다시 말하면, 기록층(5)의 영향을 받아 전사층(4)의 자화 방향이 기록층(5)의 자화 방향과 일치하고, 또 전사층(4)의 영향을 받아 독출층(3)의 자화 방향이 전사층(4)의 자화 방향과 일치한다.
상술한 바와 같이, 기록층(5)에 기록된 정보가 전사층(4)를 통해 독출층(3)에 전사된다. 독출층(3)으로 전사된 정보는 반사광에 기초하여 재생된다.
광 빔(9)가 이동해서 다음의 기록 비트를 재생할 때, 이전의 재생 부위의 온도는 저하하고, 전사층(4)가 수직 자화에서 면내 자화로 이행한다. 이것에 의해, 이 온도로 저하된 부위는 독출층(3), 전사층(4) 및 기록층(5)의 층간에 작용하는 교환 결합이 없어지고, 기록층(5)에 기록된 자화 정보는 전사층(4)의 면내 자화에 마스크 되어 독출되지 않는다.
자계 발생 장치(15)에 의해 독출층(3)의 보자력보다 큰 보조 자계를 인가하면, 축출층(3)의 자화 방향은 보조 자계의 방향으로 일치한다. 이것에 의해, 잡음의 원인인 인접 비트에서 신호의 혼입이 없어진다.
이상과 같이, 소정 이상의 온도를 가지는 영역만을 재생에 관여시키기 때문에, 광 빔(9)의 광 스폿 지름보다 작은 기록 비트를 재생할 수 있다. 따라서, 기록 밀도를 현저하게 향상시킬 수 있다. 또한, 재생에 관여한 영역 이외의 영역에서는 수직 자화가 한 방향으로 일치하기 때문에 잡음이 작아진다. 다시 말하면, 양호한 신호 품질이 얻어진다.
이하, 상기 광자기 디스크의 구체적인 예를 나타낸다.
기판(1)은 직경 86mm, 내경 15mm, 두께 1.2mm의 원반 형태의 유리로 이루어진다. 기판(1)의 편측의 표면에는 도시하지 않았지만, 광 빔 안내용의 요철 형태의 가이드 트랙이 피치가 1.6㎛, 그루브(groove: 凹부)의 폭이 0.8㎛, 랜드(凸부)의 폭이 0.8㎛로 형성되어 있다.
기판(1)의 가이드 트랙이 형성되어 있는 측면에 투명 유전체층(2)로서 A1N이 두께 80nm로 형성되어 있다.
투명 유전체층(2)상에 독출층(3)으로서 희토류 천이 금속 합금 박막인 DyFeCo가 두께 20nm로 형성되어 있다. DyFeCo의 조성은 Dy0.14(Fe0.8Co0.2)0.86이고, 그 퀴리 온도는 약 250℃이다, 독출층(3)의 실온에서의 보자력은 작고, 10~50kA/m로 설정되어 있다.
독출층(3)상으로 전사층(4)로서 희토류 천이 금속 합금 박막인 GdFeCo가 두께 50nm로 형성되어 있다. GdFeCo의 조성은 Gd0.26(Fe0.82Co0.18)0.74이고, 그 퀴리 온도는 약 300℃이다.
전사층(4)상에 기록층(5)로서 희토류 천이 금속 합금 박막인 DyFeCo가 두께 50nm로 형성되어 있다. DyFeCo의 조성은 Dy0.23(Fe0.78Co0.22)0.77이고, 그 퀴리 온도는 약 200℃이다.
기록층(5)상에는 보호층(6)으로서 A1N이 두께 20nm로 형성되어 있다.
보호층(6)상에는 오버코팅층(7)로서 폴리우레탄 아크릴레이트계의 자외선 경화형 수지가 두께 5㎛로 형성되어 있다.
상기 전사층(4)로서 사용되는 희토류 천이 금속 합금은 제3도의 자기 상태도로 도시하는 바와 같이, 수직 자화를 나타내는 조성 범위(제3도 중 A로 나타냄 )는 대단히 좁다. 이것은 희토류 금속과 천이 금속의 모멘트가 균형을 이루는 보상 조성(도면중 P로 나타냄)의 근처밖에 수직 자화가 나타나지 않기 때문이다.
희토류 금속과 천이 금속의 자기 모멘트는 각각의 온도 특성이 상이하고, 고온에서는 천이 금속의 자기 모멘트가 희토류 금속에 비해 크게 된다. 이 때문에, 실온의 보상 조성보다도 희토류 금속의 함유량을 많게 해두어 실온에서는 수직 자화를 나타내지 않고 면내 자화를 나타내도록 해둔다. 이 경우, 광 빔이 조사됨으로써 조사 부위의 온도가 상승하면, 천이 금속의 자기 모멘트가 상대적으로 크게 되어 희토류 금속의 자기 모멘트와 균형을 이루도록 수직 자화를 나타낸다.
제4도 내지 제7도는 전사층(4)의 히스테리시스 특성의 한 예를 나타내고 있다. 횡축은 전사층(4)의 막면에 수직 방향으로 인가되는 외부 자계(Hex)이고, 종축은 동일하게 막면에 수직한 방향으로 광을 입사시킨 경우의 극 커 회전각(θk)이다.
제4도는 제3도의 자기 상태도에서의 조성(P)의 전사층(4)의 실온으로부터 온도(T1)사이의 히스테리시스 특성을 나타내고, 제5도 내지 제7도는 각각 온도(T1)으로부터 온도(T2)까지의 히스테리시스 특성, 온도(T2)로부터 온도(T3)까지의 히스테리시스 특성 및 온도(T3)으로부터 퀴리 온도(Tc)까지의 히스테리시스 특성을 나타내고 있다.
온도(T1)으로부터 온도(T3)의 온도 범위에서는 외부 자계에 대해 극 커 회전각의 상승이 급격한 히스테리시스 특성을 나타내지만, 그것 이외의 온도 범위에서는 외부 자계가 제로일 때의 극 커 회전각은 거의 제로이다.
상기 독출층(3), 전사층(4) 및 기록층(5)가 조합됨으로써, 전사층(4)의 자화의 방향은 실온에서는 대부분 면내[다시 말하면, 전사층(4)의 층방향]에 있고, 100∼125℃의 온도에서 면내 방향에서 수직 방향으로 이행한다.
상기 광자기 디스크 다음의 순서로 제조되었다.
유리 기판(1)의 표면의 가이드 트랙은 반응성 이온 에칭법에 따라 직접 형성 되었다.
투명 유전체층(2), 독출층(3), 전사층(4), 기록층(5) 및 보호층(6)은 모두 스퍼터법에 의해 동일 스퍼터 장치 내에서 진공을 깨지 않고 형성되었다. 투명 유전체층(2) 및 보호층(6)의 A1N은 Al 타켓을 N2가스 분위기에서 스퍼터하는 반응성 스퍼터법에 의해 형성되었다. 독출층(3), 전사층(4) 및 기록층(5)는 FeCo 합금 타겟상에 Gd 또는 Dy의 칩을 나열하고, 이른바 복합 타겟, 또는 GdFeCo 및 DyFeCo의 3원 합금 타겟을 이용해서 Ar 가스로 스퍼터함으로써 형성되었다.
오버코팅층(7)은 스핀 코터에 의해 폴리우레탄 아크릴레이트계의 자외선 경화형 수지를 도포한 후, 자외선 조사 장치로 자외선을 비추고 경화시킴으로써 형성되었다.
상기의 실시예에서는 독출층(3)의 재료로서 DyFeCo를 채용했지만, 이것 이외에도 TbFeCo, GdTbFe, NdDyFeCo, GdDyFeCo, GdTbFeCo 등을 채용할 수 있다.
또한, 이러한 재료로 Nd, Pt, Pr, Pd중 적어도 1종류의 원소를 미량 첨가하는 것으로, 독출층(3)으로서 요구되는 특성을 거의 손상하지 않고, 단파장에서의 극 커 회전각을 증가시킬 수 있는 단파장 레이저를 이용한 경우라도 고품질의 재생 신호가 얻어지는 광자기 디스크를 제공할 수 있다.
또, 독출층(3)의 박막은 전사층(4)의 재료, 조성, 막 두께에 따라 설정되지만, 20~50nm가 적당하다.
상기 전사층(4)의 GdFeCo의 조성은 Gd0.26(Fe0.82Co0.18)0.74에 한정되는 것은 아니다. 전사층(4)는 실온에서 대부분 면내 자화를 갖고, 실온 이상의 온도에서 면내자화에서 수직 자화로 이행하는 재료이면 좋다. 희토류 천이 금속 합금에 있어서는 희토류와 천이 금속의 비율을 변경하면, 희토류와 천이 금속의 자화가 조화되는 보상 온도가 변한다. GdFeCo는 이 보상 온도 부근에서 수직 자화를 나타내는 재료계이기 때문에, Gd와 FeCo의 비율을 변경해서 보상 온도를 변경하면, 면내 자화에서 수직 자화로 이행하는 온도도 이것에 따라 변한다.
제8도는 Gdx(Fe0.82Co0.18)1-x의 계에 있어서의 X, 즉 Gd의 조성을 변경한 경우의 보상 온도 및 퀴리 온도를 조사한 결과이다.
보상 온도가 실온(25℃)이상인 조성 범위는 제8도에서 명확히 알 수 있는 바와 같이 X가 0.18이상이다. 이 중 바람직한 것은 0.19X0.29의 범위이다. 이 범위이면, 독출층(3)상에 전사층(4)와 기록층(5)를 적층한 실사용 구성에 있어서, 면내에서 수직 방향으로 자화 방향이 이동하는 온도가 실온 ∼200℃정도의 범위로 된다. 이 온도가 너무 높으면, 재생용의 레이저 파워가 기록용의 레이저 파워와 동일한 정도로 높아져 버리기 때문에, 기록층(5)에 기록이 행해져 기록 정보가 흐트러질 염려가 있다.
다음에, 상기의 GdFeCo계에 있어서, Fe와 Co의 비율을 변경한 경우, 즉, Gdx(Fe0.82Co0.18)1-x에 있어서, Y를 변경한 경우에서의 특성(보상 온도 및 퀴리 온도)변화에 대해 설명한다.
제9도는 Y가 0인 경우, 즉, GdxFe1-X의 특성을 도시한 도면이다. 제9도에 있어서, 예를 들면 Gd 조성, X가 0.3인 경우, 보상 온도는 약 120℃이고, 퀴리 온도는 200℃이다.
제10도는 Y가 1인 경우, 즉 GdxCo1-x의 특성을 도시한 도면이다. 제10도에 있어서, 예를 들면 Gd 조성, X가 0.3인 경우, 보상 온도는 약 220℃이고, 퀴리 온도는 400℃이다.
상술한 바와 같이, Gd 조성이 동일할지라도 Co량이 증가하면, 보상 온도 및 퀴리 온도가 상승하는 것을 알 수 있다.
제9도 및 제10도에 의해 Gdx(Fe1-YCoY)1-x에 있어서, Y의 값은 0.1Y＜0.5의 범위가 좋다.
상기 전사층(4)에 있어서, 면내 자화에서 수직 자화로 이행하는 온도 등의 특성은 당연한 것이면서 독출층(3)과 기록층(5)의 조성, 막 두께 등의 영향을 받는다. 이것은 양층 사이에 자기적인 교환 결합력이 작용하기 때문이다. 따라서, 독출층(3)과 기록층(5)의 재료, 조성, 막 두께에 따라 전사층(4)의 최적한 조성, 막 두께가 변한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시예의 광자기 디스크의 전사층(4)의 재료로서는 면내 자화에서 수직 자화로 급격한 GdFeCo가 최적이지만, 다음에 상술하는 희토류 천이 금속 합금에서도 마찬가지의 효과가 얻어진다.
GdxFe1-x는 제9도에 도시하는 바와 같은 특성을 갖고, 0.24X0.35의 범위에서 실온 이상으로 보상 온도를 갖는다.
GdxCo1-x는 제10도에 도시하는 바와 같은 특성을 갖고, 0.20X0.35의 범위에서 실온 이상으로 보상 온도를 갖는다.
천이 금소으로서 FeCo 합금을 이용하는 경우, Tbx(FeYCo1-y)1-x는 0.20X0.30(이때, Y는 임의의 값)의 범위에서 실온 이상으로 보상 온도를 갖는다. Dyx(FeYCo1-y)1-x는 0.24X0.33(이때, Y는 임의의 값)의 범위에서 실온 이상으로 보상 온도를 갖는다. Hox(FeYCo1-y)1-x는 0.25X0.45(이때, Y는 임의의 값)의 범위에서 실온 이상으로 보상 온도를 갖는다
상기 실시예에 있어서는 전사층(4)의 막 두께를 50nm로 했지만, 막 두께는 이것에 한정된 것은 아니다. 상술한 바와 같이, 전사층(4)의 자기 특성은 독출층(3)과 기록층(5)의 영향을 받기 때문에, 각각의 재료, 조성에 따라 전사층(4)의 막 두께는 변하지만, 전사층(4)의 두께로서는 20nm이상이 필요하다. 또한, 적당한 것은 50nm이상이면 좋고, 너무 두꺼우면 기록층의 정보가 전사되지 않기 때문에, 100nm정도 이하의 막 두께가 적당하다.
기록층(5)의 재료는 실온으로부터 퀴리 온도까지 수직 자화를 나타내는 재료로, 그 퀴리 온도가 기록에 적합한 온도 범위, 즉 150∼250℃정도이면 좋다. 본 실시예에서는 기록층(5)로서 DyFeCo를 채용했지만, DyFeCo는 그 수직 자기 이방성이 작은 재료이고, 그 때문에 기록시에 필요한 외부 자계가 낮을지라도 기록을 행할 수 있다.
DyFeCo 이외에는 TbFeCo, GdTbFe, NdDyFeCo, GdDyFeCo, GdTbFeCo가 기록층(5)로 적당하다. 또한, 상기 기록층(5)의 재료에 Cr, V, Nb, Mn, Be, Ni 중 적어도 1종류의 원소를 첨가하면, 보다 장기 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 기록층(5)의 막 두께는 전사층(4)의 재료, 조성, 막 두께와의 균형이 결정되지만, 20nm정도 이상에서 100nm이하가 적당하다.
상기의 투명 유전체층(2)의 A1N의 막 두께는 80nm로 한정된 것은 아니다.
투명 유전체층(2)의 막 두께는 광자기 디스크를 재생할 때, 독출층(3)에서의 극 커 회전각을 광의 간섭 효과를 이용해서 증대시키는, 이른바 커 효과 증강을 고려해서 결정한다. 재생시의 신호 품질(C/N)를 가능한 만큼 크게 하려면, 극 커 회전각을 크게 하는 것이 필요하고, 이 때문에 투명 유전체층(2)의 막 두께는 극 커 회전각이 최대로 커지도록 설정된다.
이 막 두께는 재생광의 파장, 투명 유전체층(2)의 굴절률에 따라 변화한다. 본 실시예의 경우는 780nm의 재생광 파장에 대해 굴절률 2.0의 A1N을 이용하기 때문에, 투명 유전체층(2)의 A1N의 막 두께를 30~120nm정도로 하면, 커 효과 증강의 효과가 크게 된다. 또, 바람직한 것은, 투명 유전체층(2)의 A1N의 막 두께는 70~100nm이고, 이 범위에서면 극 커 회전각이 대부분 최대로 된다.
상기 설명은 파장이 780nm의 재생 광에 대한 것이었지만, 예를 들면 파장이 1/2인 400nm의 재생 광에 대해서는 투명 유전체층(2)의 막 두께도 대부분 1/2로 하면 좋다.
또한, 투명 유전체층(2)의 재료의 다름 또는 제법에 따라 투명 유전체층(2)의 굴절률이 변한 경우는 굴절률과 막 두께를 곱한 값(광로 길이)이 동일하게 되도록 투명 유전체층(2)의 막 두께를 설정하면 좋다.
상기 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 투명 유전체층(2)의 굴절률이 클수록 그 막 두께는 작게 완료된다. 또, 굴절률이 클수록 극 커 회전각의 증강 효과도 크게 된다.
A1N은 스퍼터시의 스퍼터 가스인 Ar과 N2의 비율, 가스 압력 등을 변경함에 따라 그 굴절률이 변하지만, 대부분 1.8~2.1 정도로 비교적 굴절률이 큰 재료이고, 투명 유전체층(2)의 재료로서 적당하다.
또, 투명 유전체층(2)는 상기 커 효과 증강만이 아니고, 보호층(6)과 함께 독출층(3), 전사층(4) 및 기록층(5)의 희토류 천이 금속 합금 자성층의 산화를 방지하는 역할이 있다.
희토류 천이 금속에서 이루어지는 자성막은 대단히 산화되기 쉽고, 특히 희토류가 산화되기 쉽다. 이 때문에, 외부에서의 산소, 수분 침입을 극력 방지하지 않으면, 산화에 의해 그 특성이 현저하게 열화되어 버린다.
그 때문에, 본 실시예에 있어서는 독출층(3), 전사층(4) 및 기록층(5)의 양측을 A1N으로 삽입형의 구성을 취하고 있다. A1N은 그 성분에 산소를 포함하지 않은 질화막으로서, 대단히 내습성에 우수한 재료이다.
또, A1N은 굴절률이 2 전후로 비교적 크고 동시에 투명하며, 산소를 그 성분에 포함하지 않기 때문에, 장기 안정성에서 우수한 광자기 디스크를 제공할 수 있다. 부가해서, Aℓ 타겟를 이용해서 N2가스 또는 Ar과 N2혼합 가스를 도입해서 반응성 DC(직류 전류) 스퍼터링을 행하는 것이 가능하고, RF(고주파) 스퍼터링에 비교해서 성막 속도가 커지는 점에서도 유리하다.
A1N 이외의 투명 유전체층(2)의 재료로서는 비교적 굴절률이 큰 SiN, AℓSiN, AℓTaN, SiAℓON, TiN, TiON, BN, ZnS, TiO2, BaTiO3, SrTiO3등이 적당하다.
보호층(6)의 A1N의 막 두께는 본 실시예에서는 20nm로 했지만, 이것에 한정한 것은 아니다. 보호층(6)의 막 두께의 범위로서는 1~200nm가 적당하다.
본 실시예에 있어서는 독출층(3), 전사층(4) 및 기록층(5)의 자성층을 포함시킨 막 두께는 120nm이고, 이 막 두께로 되면, 광 픽업에서 입사된 광은 거의 자성층을 투과하지 않는다. 따라서, 보호층(6)의 막 두께에 특히 제한은 없고, 자성층의 산화를 장기간 널리 방지할 때에 필요한 막 두께이면 좋다. 산화 방지 능력이 낮은 재료이면 막 두께를 두껍게 하고, 높은 재료이면 얇게 하면 좋다.
보호층(6)은 투명 유전체층(2)와 함께 그 열 전도율이 광자기 디스크의 기록 감도 특성에 영향을 파급시킨다. 기록 감도 특성으로는 기록 또는 소거에 필요한 레이저 파워가 어느 정도 필요한가를 의미한다. 광자기 디스크에 입사된 광은 거의가 투명 유전체층(2)를 투과하고, 흡수막인 독출층(3), 전사층(4) 및 기록층(5)에 흡수시켜 열로 변한다. 이 때, 독출층(3), 전사층(4) 및 기록층(5)의 열이 투명 유전체층(2), 보호층(6)으로 열 전도에 따라 이동한다. 따라서, 투명 유전체층(2), 보호층(6)의 열 전도율 및 열 용량(비열)이 기록 감도에 영향을 파급시킨다.
이것은 광자기 디스크의 기록 감도를 보호층(6)의 막 두께 정도로 제어할 수 있는 것을 의미하고, 예를 들면 기록 감도를 올리는(낮은 레이저 파워로 기록, 소거 할 수 있다) 목적이면, 보호층(6)의 막 두께를 얇게 하면 좋다. 통상은 레이저 수명을 연장하기 때문에, 기록 감도는 어느 정도 높은 것이 유리하고, 보호층(6)의 막 두께는 얇은 것이 좋다.
A1N은 이 의미로도 적당하고 내습성으로 우수하기 때문에, 보호층(6)으로서 이용한 경우, 막 두께를 얇게 할 수 있고, 기록 감도의 높은 광자기 디스크를 제공할 수 있다.
본 실시예에서는 보호층(6)을 투명 유전체층(2)과 동일한 A1N으로 하고, 내습성이 우수한 광자기 디스크를 제공할 수 있고, 동시에 보호층(6)과 투명 유전체층(2)를 동일한 재료로 형성함으로써 생산성도 향상시킬 수 있다. A1N은 상술한 바와 같이, 대단히 내습성이 우수한 재료이기 때문에, 비교적 얇은 막 두께인 20nm로 설정할 수 있다. 생산성을 고려해서라도 얇은 편이 유리하다.
또, 보호층(6)의 재료로서는 A1N 이외에 상술한 목적, 효과를 고려하면 상술한 투명 유전체층(2)의 재료로서 이용되는 SiN, AℓSiN,AℓTaN, SiAℓON, TiN, TiON, BN, ZnS, TiO2, BaTiO3, SrTiO3가 적당하다.
또, 투명 유전체층(2)와 동일한 재료를 이용하면, 생산성 면에서도 유리하다.
이 중 특히, SiN, AℓSiN, AℓTaN, TiN, BN, ZnS는 그 성분에 산소를 포함하지 않고, 내습성으로 우수한 광자기 디스크를 제공할 수 있다.
기판(1)의 재료로서는 상기의 유리 이외에 화학 강화된 유리, 이 유리 기판상에 자외선 경화형 수지층을 형성한, 이른바 2P층 부착 유리 기판, 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 아몰퍼스폴리올레핀(APO), 폴리스틸렌(PS), 폴리염화비페닐(PVC), 에폭시 등의 기판(1)을 사용하는 것이 가능하다.
기판(1)에 화학 강화된 유리를 채용한 경우, 기계 특성(광자기 디스크 등의 경우, 면 흔들림, 편심, 휘어짐, 경사 등)에 우수한 것, 경도가 크고 모래나 먼지에 따라 흠집이 나기 어려운 것, 화학적으로 안정하기 때문에 각종 용제로 녹지 않는 것, 플라스틱에 비해 대전하기 어렵기 때문에 먼지나 티끌이 부착하기 어려운 것, 화학적으로 강화되어 있기 때문에, 쪼개지기 어려운 것, 내습성, 내산화성, 내열성에 우수하기 때문에 광자기 기록 매체의 장기 신뢰성이 향상할 것, 광학 특성에 우수하고 높은 신호 품질이 얻어지는 것 등이 이점으로서 열거된다.
또, 기판(1)로서 상기 유리, 화학 강화 유리를 이용한 경우에 광 빔 안내용의 가이드 트랙 및 어드레스 신호 등의 정보를 얻기 위해 미리 기판(1)에 형성된 프리피트로 불려지는 요철 신호를 기판(1)상에 형성하는 방법으로서는 이러한 유리기판(1)의 표면을 반응성 드라이 에칭함으로써 형성할 수 있다. 또, 2P층으로 불려지는 자외선 경화형 수지를 유리 기판(1)상에 도포한 후, 스탠퍼로 불려지는 형태를 이 수지층에 눌러 붙이고, 자외선을 조사해서 수지를 경화시킨 후, 스탠퍼를 벗기고 수지층 상에 상기 가이드 트랙, 프리피트 등을 형성하는 방법이 있다.
기판(1)에 PC를 채용한 경우, 사출 성형할 수 있기 때문에, 동일한 기판(1)을 대량으로 염가로 공급할 수 있는 것, 그밖의 플라스틱에 비해 흡수율이 낮기 때문에 광자기 기록 매체의 장기 신뢰성이 향상하는 것 , 내열성, 내충격성에 우수한 것 등이 이점으로 열거된다. 또 이 재료도 포함하고, 다음에 상술하는 사출 성형이 가능한 재료에 대해서는 가이드 트랙, 프리피트 등은 사출 성형시에 스탠퍼를 성형 금형 표면에 부착해 두면, 성형과 동시에 기판(1)의 표면으로 형성된다.
또, 이상의 실시예에서는 독출층(3), 전사층(4) 및 기록층(5)를 투명 유전체에서 이루어지는 투명 유전체층(2)와 보호층(6)에 끼운 구성을 나타내지만, 투명 유전체에서 이루어지는 보호층(6)과 오버코팅층(7)사이로 반사층(도시되지 않음)을 설치해도 좋고, 투명 유전체에서 이루어지는 보호층(6)과 오버코팅층(7)사이에 방열층(도시되지 않음)을 설치해도 좋다.
또, 상기의 실시예에서는 광자기 기록 매체로서 광자기 디스크에 대해 설명 했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니고, 광자기 테이프, 광자기 카드 등에도 응용할 수 있다. 또, 광자기 테이프의 경우, 기판(1) 대신에 테이프 베이스(기체)를 이용하면 좋다.
발명의 상세한 설명의 항에 있어서, 구체적인 실시 상태 또는 실시예는 본 발명의 기술 내용을 명확히 설명한 것이고, 그와 같은 구체적인 예만 한정해서 협의로 해석되야만 하는 것이 아니며, 본 발명의 정신과 다음에 기재하는 특허 청구 사항의 범위내에서 여러 가지로 변경해서 실시할 수 있다.
Claims (10)
- 기체(基), 기체 상에 형성되어 있으면서 실온으로부터 퀴리 온도까지 수직 자화를 나타내는 독출층, 상기 독출층 상에 형성되어 있으면서 실온에서는 대부분 면내 자화를 나타내고, 실온 이상의 온도에서는 면내 자화에서 수직 자화로 이행하는 전사층, 및 상기 전사층 상에 형성되어 있으면서 실온으로부터 퀴리 온도까지 수직 자화를 나타내는 기록층을 구비하되, 상기 기록층의 퀴리 온도상기 독출층의 퀴리 온도상기 전사층의 퀴리 온도의 관계로 되어 있는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
- 제1항에 있어서, 상기 기체와 상기 독출층 사이에 형성된 투명 유전체층, 상기 기록층 상에 형성된 보호층, 및 상기 보호층 상에 형성된 오버코팅층을 구비하는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
- 제2항에 있어서, 상기 전사층의 재료는 Gdx(Fe1-YCoY)1-x으로 되어 있으며, 여기서 0.18≤X이고, 0.1Y0.5인 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
- 제2항에 있어서, 상기 전사층의 재료는 GdxFe1-X으로 되어 있으며, 여기서 0.24X0.35인 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
- 제2항에 있어서, 상기 전사층의 재료는 GdxCo1-x으로 되어 있으며, 여기서 0.20X0.30인 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
- 제2항에 있어서, 상기 전사층의 재료는 Tbx(Fe1-YCoY)1-X으로 되어 있으며, 여기서 0.20X0.30이고, 0Y1인 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
- 제2항에 있어서, 상기 전사층의 재료는 Dyx(Fe1-YCoY)1-X으로 되어 있으며, 여기서 0.24X0.34이고, 0Y1인 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
- 제2항에 있어서, 상기 전사층의 재료는 Hox(Fe1-YCoY)1-X으로 되어 있으며, 여기서 0.25X0.45이고 0Y1인 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
- 제3항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전자층의 막 두께는 20~100nm인 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
- 기체, 상기 기체 상에 형성되어 있으면서 실온으로부터 퀴리 온도까지 수직 자화를 나타내는 독출층, 상기 독출층 상에 형성되어 있으면서 실온에서는 대부분 면내 자화를 나타내고, 실온 이상의 온도에서는 면내 자화에서 수직 자화로 이행하는 전사층, 및 상기 전사층 상에 형성되어 실온으로부터 퀴리 온도까지 수직 자화를 나타내는 기록층을 구비한 광자기 기록 매체의 기체측으로부터 상기 독출층에 광 빔을 조사함으로써 상기 전사층을 면내 자화에서 수직 자화로 이행시키고, 상기 독출층의 보자력보다 큰 보조 자계를 인가하면서 상기 독출층으로부터의 반사광에 기초하여 정보의 재생을 행하며, 상기 재생시에는 상기 독출층의 자화 방향이 저온부에서만 외부 자계에 따르는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체의 재생 방법.
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