KR100209286B1 - 고밀도 기록용 광자기 디스크 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기록밀도 향상을 위한 마크경계 기록방식용 고밀도 기록용 광자기 디스크에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 디스크를 형성하는 기판상에 적층되는 광자기 기록용 자성막으로서 TM-rich 조성의 비정질 TbFeCo 합금의 재생 전용막과, RE-rich 조성의 비정질 TbFeCo 합금의 기록 전용막을 적층, 형성시키므로써 각각 단파장 영역에서 높은 커회전각을 나타내고 미소자구를 형성하여 기록밀도를 증가시켜 고밀도 광자기 기록특성을 실현할 수 있도록 한 것에 관한 것이다.

Description

고밀도 기록용 광자기 디스크
제1(a)도 제1(b)도는 종래기술에 의한 광자기 디스크의 단면도.
제2도는 본 발명에 의한 광자기 디스크의 단면도.
제3도는 비정질 TbFeCo 합금에 있어서 Tb 함유량에 따른 보자력과 커회전각의 변화를 도시한 그래프.
제4도는 TM-rich 및 RE-rich 조성의 비정질 TbFeCo 합금의 기록자구의 형성모형을 나타낸 그래프.
제5도는 TM-rich 및 RE-rich 조성의 비정질 TbFeCo 합금의 보자력 및 자벽에너지 변화에 따른 자구길이의 변화를 도시한 그래프.
제6도는 본 발명과 종래기술(A)의 외부자계에 다른 기록자구의 변하를 도시한 그래프.
제7도는 본 발명과 종래기술(B)의 자구크기에 따른 C/N비의 변하를 도시한 그래프.
제8도는 본 발명의 Tb 함유량에 따른 기록레이저의 출력 변하를 도시한 그래프.
제9도는 본 발명과 종래기술(A)의 기록/소거 반복횟수에 따른 자구 길이의 변화를 도시한 그래프.
제10도는 본 발명의 확산 방지막 유무에 따른 기록/소거 반복에 대한 C/N비의 변화를 도시한 그래프이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1, 10, 10A : 기판 2, 20, 20A : 유전체막
3A, 30 : TM-rich 조성의 비정질막 3B : 확산 방지막
3C, 30A : RE-rich 조성의 비정질막 4, 40, 40A : 보호막
5, 50, 50A : 반사막
본 발명은 기록밀도 향상을 위한 마크경계(mark edge) 기록 방식용 고밀도 기록용 광자기 디스크에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 디스크를 형성하는 기판상에 적층되는 광자기 기록용 자성막으로서 TM-rich 조성의 비정질 TbFeCo 합금의 재생 전용막과 RE-rich 조성의 비정질 TbFeCo 합금의 기록 전용막을 적층, 형성시키므로써 각각 단파장 영역에서 높은 커회전각(kerr angle)을 나타내고 미소자구를 형성하여 기록밀도를 증가시켜 고밀도 광자기 기록특성을 실현할 수 있도록 한 것에 관한 것이다.
일반적으로, 광자기 기록방식은 자기기록매체의 열자기적 특성에 의한 정보의 기록과 광자기적 특성에 의한 정보의 재생으로 이루어지는데, 즉 정보의 기록은 자성 기록막면에 수직한 방향으로 자화용이축을 형성한 수직자화막에 레이저광을 조사하여 국부적으로 큐리온도(Curie temperature) 이상으로 승온시킨 후 기록정보에 대응한 방향으로 외부자계를 인가하여 역자구를 형성시키므로써 이루어지며, 기록된 정보의 재생은 저출력의 레이저광을 기록되어진 자구에 조사하여 강자기 상호반응인 커 효과(kerr effect), 혹은 패러데이 효과(Faraday effect)를 이용하여 디지털 방식으로 정보가 재생되게 하는 것이다.
현재, 광자기 기록밀도의 향상을 위하여 제안된 바 있는 단파장 레이저광(600nm 이하의 파장)의 실용화에는 상당한 시간이 소요될 것으로 예상되는바, 이러한 문제점을 감안하여 제1(a)도, 제1(b)도에 도시된 바와 같이 기판(10)상에 유전체막(20)을 적층한 후, TM-rich 조성의 비정질 TbFeCo 합금의 광자기 기록용 자성막(30)을 적층한 (A) 구조와, RE-rich 조성의 비정질 TbFeCo 합금의 광자기 기록용 자성막(30A)을 적층한 (B) 구조에서와 같이, 광자기 기록매체인 비정질 TbFeCo 합금을 이용하여 기록방식을 현재의 마크국부(mark position)에서 마크경계로 대체, 적용하므로써 약 2배의 기록밀도의 향상을 달성할 수 있었으나, 종래의 비정질 TbFeCo 합금은 높은 C/N비(carrier to noise ratio)를 얻기 위하여 커회전각이 큰 TM-rich 조서을 선택하엿으나, 이는 종래의 마크국부 방식에서 정보의 기록/소거의 반복에서 발생되는 기록자구의 확장에는 큰 문제가 되지 않지만 정학한 자구의 형태가 요구되어지는 마크경계 방식에서는 기록/소거 반복에 의한 확장된 자구는 C/N비의 감소를 초래하는 것이었다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 고밀도 기록용 광자기 디스크를 형성하는 기판상에 자성막으로서 단파장 영역에서 높은 커회전각으로 인해 높은 C/N비가 가능한 TM-rich 조성의 비정질 TbFeCo 합금의 재생 전용막과, 안정된 자구 형태를 유지하여 고밀도 기록이 가능한 RE-rich 조성의 비정질 TbFeCo 합금으로 된 기록 전용막을 적층, 형성한 고밀도 기록이 가능한 마크경계 기록 방식용 광자기 디스크를 제공하는데 있는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 고밀도 광자기 디스크를 형성하는 기판(1)상에 유전체막(2)을 적층한 후 비정질 TbFeCo 합금으로 된 광자기 기록용 자성막(3)을 적층시키되, 상기 자성막은 TM-rich 조성의 재생 전용막(3A)과 RE-rich 조성의 기록전용막(3C)의 2층막으로 구성된 것이며, 상기에서 재생 전용막(3A)과 기록전용막(3C)의 사이에서 이들 막 구조의 계면혼합에 의한 C/N비 감소를 방지하는 확산 방지막(3B)을 적층시키는 것이다.
이하, 본 발명에 의한 고밀도 기록용 광자기 디스크를 첨부도면을 참조하여 구체적으로 설명하면 아래와 같다.
고밀도 기록용 광자기 디스크의 구성은 제2도에 개략적으로 도시된 바와 같이 기판(1)상에 유전체막(2)이 적층되고, 유전체막(2)상에 DC 마그네트론 스퍼터링 방식으로 비정질 TbFeCo 합금으로 된 광자기 기록용 자성막(3)을 적층시키되, 상기 자성막(3)은 안정된 기록지구 형성을 위한 보자력 버위내에서 최대의 커 회전각을 갖도록 제3도의 TM-rich 조성의 비정질 TbFeCo 합금의 재생 전용막(3A)과, 상기 재생 전용막(3A)과 기록 전용막(3C)사이에 이들 층구조의 계면혼합에 의한 C/N비 감소를 방지하도록 적층되는 비정질 SiN의 확산 방지막(3B)과, 고밀도 기록을 위한 미소자구 형성가 형성된 미소자구의 안정성을 위한 보자력의 조성범위내에서 최대의 커 회전각을 갖도록 제3도의 RE-rich 조성의 비정질 TbFeCo 합금의 기록 전용막(3C)으로 이루어진 것이며, 상기에서 비정질 TbFeCo 합금은 Tb 함유량이 8atm% 이하에서는 결정화되고 41atm% 이상에서는 상자성체가 되는 것으로, 상기 자성막(3)상에 SiN 보호막(4)과 자성막(3)을 투과하는 레이저광을 반사시키는 금속 반사막(5)을 적층하여 구성한 것이다.
제2도에 표시된 재생 전용막(3A)은 제3도에 표시된 TM-rich 조성인 Tb 함유량이 8atm% 이상부터 23.5atm%(보상조성)이하(8atm% Tb 23.5atm%)인 비정질 TbFeCo 합금으로서 안정된 기록자구 형성을 위한 보자력의 범위내에서 최대의 커회전각을 나타내는 조성범위를 채택하였다. 또한, 제2도에 표시된 기록 전용막(3C)의 조성은 제3도에 표시된 RE-rich 조성인 Tb 함유량이 보상조성(23.5atm%) 이상부터 41atm% 이하(23.5atm% Tb 41atm%)인 비정질 TbFeCo 합금으로서 고밀도 기록을 위한 미소자구 형성과 형성된 미소자구의 안정성을 위한 보자력의 조성 범위내에서 최대의 커회전각을 나타내는 조성범위를 채택하였다. 이때 비정질 TbFeCo 합금의 TM-rich 조성은 Tb 함유량이 8atm% 이상부터 23.5atm%(보상조성)이하(8atm% Tb 23.5atm%)이고 RE-rich 조성은 Tb 함유량이 보상조성(23.5atm%) 이상부터 41atm% 이하(23.5atm% Tb 41atm%)로서, 특히 Tb 함유량이 20~23.5atm%인 TM-rich 조성의 재생 전용막과 Tb 함유량이 23.5~28atm%인 RE-rich 조성의 기록 전용막일 때 그 효과가 더욱 향상됨을 알 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 고밀도 기록용 광자기 디스크는 제4(a)도, 제4(b)도에 도시된 바와 같이 TM-rich(A) 및 RE-rich(B) 조성의 비정질 TbFeCo 합금의 기록자구의 형성모형을 나타낸 것으로, TM-rich(A) 및 RE-rich(B) 조성의 비정질 제4(a)도는 적색 레이저광을 조사했을 경우 비정질 TbFeCo막 면에서의 온도 분포를 나타낸 것이며, 제4(b)도는 제4(a)도의 온도 분포에 따른 TM-rich 및 RE-rich 조성에서 형성되어진 기록자구를 나타내고 있는 것으로, TM-rich 조성의 경우(A)에 (b)도에서 보는 바와 같이 온도 변화에 따른 보자력의 변하는 완만하고 동시에 큐리온도 근처에서 높은 포화 자화값에 의한 방출자계가 외부자계에 더해져서 (c)도에 나타낸 바와 같이 큰 기록자구를 형성한다. 한편, RE-rich 조성의 (B)는 온도 변화에 따른 보자력의 변화는 급격하고, 동시에 큐리온도 근처에서 낮은 포화 자화값으로 인하여 방출자계의 외부자계에 대한 기여는 거의 무시되어진다. 그 결과, (c)도에서 나타낸 바와 같이 작은 기록자구를 형성한다.
그리고 기록/소거 반복에 의한 TM-rich 및 RE-rich 조성 비정질 TbFeCo 합금의 기록자구 길이 변화는 제5도에 표시된 바와 같이 비정질의 구조완화(structure relaxation)에 따른 보자력(Ho) 및 자벽 에너지(σw)의 변화에 기인하는 것으로서, TM-rich 조성의 경우(A) 초기 기록자구의 크기는 보자력과 자벽 에너지의 평형점인 가에 상응하는 길이 가'인데 비하여, 기록/소거 반복에서 비롯된 비정질 구조의 완화에 의하여 평형점이 나로 이동하여 자구의 길이는 대량 확장된 나'가 된다. 한편, RE-rich 조성의 경우(B), 초기 기록자구 평형점은 다가 되고 이에 상응하는 길이는 TM-rich과 동일 길이인 다'가 된다. 그러나, 기록/소거 반복후 평형점은 라로 이동하여 지구의 길이는 TM-rich 조성의 경우 완만한 보자력 변화에 의해 기록/소거 반복 후 크게 확장되나, RE-rich 조성의 경우 급격한 보자력 변화에 의해 소량 확장되는 것이다.
이하의 실시예에서 본 발명에 의한 고밀도 기록용 광자기 디스크(제2도)를 종래기술(제1(a)도, 제1(b)도)과 비교한 첨부도면 제6도 내지 제10도를 참조하여 구체적으로 설명하면, 기록 레이저 출력 8mW, 기록 주파수 3.7MHz, 디스크 회전수 1800rpm에서의 본 발명(제2도)과 종래 기술 제1(a)도와 같은 광자기 디스크 구조에서 외부 기록자계에 따른 기록자구의 변화를 도시한 제6도로부터, 종래 디스크의 경우 외부자계의 증가에 비례하여 기록자구의 크기는 증가하였으나, 최소 기록자구의 크기가 1μm로 제한된 반면에, 본 발명은 최소 기록자구에 제한이 없어 고밀도 기록용 광자기 기록매체로서 RE-rich 조성이 기록 전용막(3C)으로서 적합함을 알 수 있었다.
그리고, 재생 레이저 출력 1mW, 디스크 회전수 1800rpm에서의 본 발명(제2도)과 종래기술(제1(b)도)와 같은 구조의 디스크에서 자구크기에 따른 C/N비의 변화를 도시한 제7도로부터 본 발명은 종래 대스크의 경우에서보다 3dB정도 C/N비가 증가하였는데, 이는 재생 전용 TM-rich 조성의 자성막(3A)의 커회전각이 종래의 것보다 크기 때문이며, 이로부터 TM-rich 조성이 재생 전용막(3A)으로서 적합함을 알 수 있었다.
한편, 제8도로부터 Tb의 조성변화에 따른 기록 레이저 출력은 보상조성(Tb=23.5atm%) 근처에서 최대값을 나타내며, 종래기술에 의한 디스크(제1(a)도, 제1(b)도)조성에서 대칭된 값을 나타내므로 본 발명가 종래 기술 제1(a)도, 제1(b)도에서의 기록감도에는 차이가 없음을 확인할 수 있었다.
그리고, 제9도로부터 종래의 디스크 제1(a)도의 경우 기록/소거의 반복횟수 증가에 따라 기록자구의 길이는 증가하나, 본 발명의 디스크에서는 기록자구의 길이 변화는 기록/소거의 반복횟수가 107까지도 일정하게 되므로 마크경계 기록방식에 적합한 것을 알 수 있는 것이다.
또한, 제10도는 본 발명의 확산 방지막의 유무에 따른 기록/소거 반복에 대한 C/N비의 변화를 나타낸 것이다. 확산 방지막이 없는 디스크는 2층막 구조의 계면혼합에 의하여 C/N비가 감소하나 본 발명에 의해 확산 방지막(3B)이 적층된 경우 기록/소거 반복횟수가 107까지도 C/N비가 감소되지 않음을 알 수 있었다.
이상에서와 같이 본 발명에 의한 고밀도 기록용 광자기 디스크는 광자기 디스크를 형성하는 기판상에 비정질 TbFeCo 합금으로 된 광자기 기록용 자성막으로서 TM-rich 조성의 재생 전용막과 RE-rich 조성의 기록 전용막을 적층, 형성하고 이들 사이에 C/N비 감소방지용 확산 방지막을 개재시킨 것으로서 재싱 전용막에 의해 높은 커회전각에 의한 높은 C/N비 달성이 가능하고 기록 전용막의 미소한 기록자구에 의한 고밀도 기록이 가능한 것이다.

Claims (2)

  1. 고밀도 기록용 광자기 디스크에 있어서, 기판(1)상에 유전체막(2)을 적층하고, 광자기 기록용 자성막으로서 TM-rich 조성의 비정질 TbFeCo 합금의 재생 전용막(3A)과 RE-rich 조성의 비정질 TbFeCo 합금의 기록 전용막(3C)을 적층하며, 보호막(4)과 반사막(5)을 순서대로 적층하여 형성된 것을 특징으로 하는 고밀도 기록용 광자기 디스크.
  2. 제1항에 있어서, 상기 재생 전용막(3A)과 기록 전용막(3C)사이에 C/N비 감소방지용 확산 방지막(3B)이 형성됨을 특징으로 하는 고밀도 기록용 광자기 디스크.
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