KR100216613B1 - 광 자기 기록 매체의 기록 방법 및 광 헤드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 투광성 기체, 기체상에 형성되며, 실온에서 면내 자기 이방성이 우위인 면내 자화를 나타내는 한편, 온도 상승에 따라 수직 자기 이방성이 우위인 수직 자화로 이행하는 독출층 및 독출층 위에 형성되며, 정보를 광 자기 기록하는 기록층을 가지고 있는 광 자기 기록 매체, 이 광 자기 기록 매체에 대한 기록 재생 방법 및 이 광 자기기록 매체에 적합한 광 헤드에 관한 것이다. 이들 구성에 의하면, 고밀도로 정보를 기록할 수 있고, 그 정보를 재생할 수 있다.

Description

광 자기 기록 매체의 기록 방법 및 광 헤드

본 발명은 광 자기 디스크, 광 자기 테이프, 광 자기 카드 등의 광 자기 기록매체, 광 자기 기록 매체에 대한 기록 재생 방법 및 광 자기 기록 매체에 광 빔을 조사하는 광 헤드에 관한 것이다.

광 자기 디스크는 재기록이 가능한 광 디스크로서 연구 개발되고 있고, 그일부는 이미, 컴퓨터용의 외부 메모리로서 실용화가 이루어지고 있다.

광 자기 디스크는 기록 매체로서 수직 자화막을 이용하여, 빛을 이용하여 기록 재생을 행하므로, 면내 자화막을 이용한 플로피 디스크 또는 하드 디스크에 비해 기록 용량이 크다.

그러나, 광 자기 디스크의 기록 밀도가 기록 재생에 사용되는 광 빔의 기록 매체 상에서의 크기에 의존하기 때문에, 어느 정도 이상으로 기억 용량을 크게 할 수 없다는 문제점을 가지고 있다.

다시 말하면, 기록 비트의 크기 및 기록 비트의 간격이 광 빔 스폿 지름에 비하여 작아지면, 광 빔 스폿 내에, 인접하는 기록 비트를 포함한 복수의 기록 비트가 들어오기 때문에, 잡음이 증가하고, 하나 하나의 기록 비트를 분리하여 재생할 수 없게 되어 버리는 문제점을 가지고 있다.

기록 밀도를 높이기 위해, 광 빔 스폿 지름을 작게 하는 수단으로서는, 광 원인 레이저의 파장을 짧게 하는 것, 대물 렌즈의 개구 수(NA)를 크게 하며, 빛의 조절 각도를 크게 하는 것 등의 방법이 있다.

레이저의 단파장화에 관해서는, 단파장용 반도체 레이저의 개발이 적극적으로 행해지고 있다. 그러나, 아직 출사 강도가 약하여, 광 자기 디스크의 기록 재생용 광원으로서 사용할 수 없다.

또, NA를 크케 한 경우, 광 빔을 광 빔 스폿으로서 광 자기 디스크 위에 수렴시키는 대물 렌즈와 광 자기 디스크 면과의 경사를 가능한 한 작게 할 필요가 있다. 그렇지 않으면, 기록 매체상의 광 빔 스폿 지름이 역으로 커져 버린다. 결국, NA를 크게 하면, 광 자기 디스크 장치의 광학계의 조립 정밀도, 또는, 광 자기 디스크의 휘어지는 양을 종래 이상으로 엄격히 관리하지 않으면, 광 빔 스폿 지름이 커져 버린다고 하는 새로운 문제가 발생한다.

이로 인해, 현상태의 광 자기 디스크에서 사용되는 반도체 레이저의 파장은 780∼830㎚로 되어 있고, 대물 렌즈의 NA는 0.45~0.55로 되어 있다. 따라서, 기록매체상의 광 빔 스폿 지름은 1.7∼2.㎛가 된다.

이 광 빔 스폿 지름과의 균형으로, 광 자기 디스크의 트랙 피치, 즉, 광 자기 디스크의 반지름 방향의 기록 비트 간격이 1.4∼1.6㎛로 설정되어 있다.

트랙 피치를 이보다 작게 하면, 재생시, 인접 트랙에 기록된 정보가 누설되는 크로스토크를 억제할 필요가 있다. 이로 인해 특별한 파형 처리를 행하는 보상 회로를 설치해야 하며, 광 자기 디스크 기록 및 재생 장치가 복잡하게 된다는 문제가 발생한다.

다음으로, 광 자기 디스크에 자계 변조 오버라이트를 행하는 경우, 충분한 크기의 자계를 얻기 위해, 자계 발생 기구를 광 자기 디스크에 근접시켜야 한다는 문제점을 갖는 동시에, 고속으로 자계를 변조할 수 없다는 문제점을 가지고 있다.

그래서, 이들을 해결하기 위해 일본국 특허 공개(소) 제62-175948호 공보에서는, 수직 자화막을 사용한 기록층과 기록 보조층으로 이루어진 2층 구조의 광 자기 기록 매체를 사용하여, 레이저 파워만을 변조시켜 오버라이트를 행하는, 광 변조 오버라이트 방법이 제안되고 있다.

그러나, 이 광 변조 오버라이트 방법에서는, 오버라이트를 행할 때, 기록 보조층의 자화 방향도 변화되어 버리기 때문에, 오버라이트 전에, 매회, 기록 보조층의 자화 방향을 가지런히 할 필요가 있다. 이로 인해, 기록 자계 발생 기구에 부가하여, 초기화 자계 발생 기구도 필요하게 되므로, 광 자기 디스크 장치의 대형화를 초래하는 것과 동시에 비용이 증가한다는 문제점을 가지고 있다.

본 발명의 목적은 고기록 밀도의 광 자기 기록 매체, 그 광 자기 기록 매체에 대한 정보의 기록 재생 방법 및 그 광 자기 기록 매체에 대해 정보의 기록 재생을 하기 위한 광 헤드를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 광 자기 기록 매체는, 상기의 목적을 달성하기 위해, 투광성 기체(基體), 기체 위에 형성되며, 실온에서 면내 자기 이방성이 우위인 면내 자화를 나타내는 한편, 온도 상승에 따라 수직 자기 이방성이 우위인 수직 자화로 이행(移行)하는 독출층, 및 독출층 위에 형성되며, 정보를 광 자기 기록하는 기록층을 가지고 있는 것을 특징으로 하고 있다.

이 구성에 의하면, 재생 동작시에 독출층에 광 빔이 조사되면, 조사된 부위의 온도 분포는 거의 가우스 분포가 되기 때문에, 광 빔의 지름보다 작은 중심 근방 영역만의 온도가 상승한다.

이 온도 상승에 따라 온도 상승 부위의 자화는 면내 자화에서 수직 자화로 이행한다. 이때, 독출층 및 기록층 2층간의 교환 결합력에 의해, 기록층의 자학 방향으로 독출층의 자화 방향이 따른다.

온도 상승 부위가 면내 자화에서 수직 자화로 이행하면, 온도 상승 부위만이 극 커 효과(Kerr effect)를 나타내게 되고, 이 부위로부터의 반사광에 기초하여 정보가 재생된다.

그리고, 광 빔이 이동하여 다음의 기록 비트를 재생할 때는, 먼저의 재생 부위 온도는 저하하고, 수직 자화에서 면내 자화로 이행하기 때문에, 극 커 효과를 나타내지 않게 된다. 이는 기록층에 기록된 자하가 독출층의 면내 자화에 의해 마스크되어 독출되지 않는다는 것을 의미하고 있다. 이로 인해, 잡음의 원인이 되어, 재생 분해능을 저하시키는 인접 기록 비트에서 신호 혼입이 없어진다.

이상과 같이, 소정 온도 이상으로 승온된 영역만을 재생에 관여시키므로, 종래보다 작은 기록 비트의 재생이 가능해져서, 기록 밀도가 현저히 향상한다.

또한, 독출층 재료로서, 예를 들면, 희토류 천이 금속 합금인 GdFeCo를 채용 함으로써, 면내 자화에서 수직 자화로 자화 방향이 매우 급격히 이행하는 독출층을 실현할 수 있다. 이로 인해, 재생시의 잡음이 작아지기 때문에, 더욱 고밀도로 기록하는 것이 가능한 광 자기 기록 매체를 제공할 수 있다.

본 발명의 기록 재생 방법은 상기의 목적을 달성하기 위해, 투광성 기체(基休),기체상에 형성되며, 실온에서 면내 자기 이방성이 우위인 면내 자화 상태를 나타내는 한편, 온도 상승에 따라 수직 자기 이방성이 우위인 수직 자화 상태로 이행하는 독출층, 및 독출층 위에 형성되며, 정보를 광 자기 기록하는 기록층을 가지고 있고, 상기 독출층은 희토류 천이 금속 합금으로 이루어져 있고, 그 보상 온도가 실온과 퀴리 온도 사이에 있지 않도록 설정되고, 또한, 희토류 금속 함유량이 보상 조성에 대응하는 최대 함유량보다 많아지도록 설정되어 있는 광 자기 기록 매체에 대해 정보를 기록 재생하는 기록 재생 방법이며, 독출층을 자화하는 일정 자계를 인가하면서, 기록 신호에 따라 비교적 낮은 제1레이저 파워와 비교적 높은 제2레이저 파워로 전환된 레이저 광을 조사함으로써 기록층의 자화 방향을 반전시켜서 기록하고, 제1레이저 파워보다 더욱 낮은 레이저 파워의 레이저 광을 조사함으로써 독출층의 레이저 스폿 지름보다 작은 영역을 수직 잦화 상태로 이행시키고, 또한, 독출층의 수직 자화 상태가 된 영역의 부격자 자화를 기록층의 부격자 자화에 대하여 안

정된 방향으로 일치시켜, 독출층의 수직 자화 상태로 된 영역에 의해 정보를 재생하 것을 특징으로 한다.

이 구성에 의하면, 상기의 광 자기 기록 매체에 대해 고밀도 기록 재생을 할수 있다.

본 발명의 광 헤드는 상기 목적을 달성하기 위해 반도체 레이저와, 반도체 레이저로부터의 레이저 빔을 평행한 광 빔으로 변환하는 조준 렌즈(collimater lens)와, 광 빔을 독출층 위에 수렴시키는 대물 렌즈를 포함하고 있고, 상기의 대물 렌즈의 개구는 광 빔의 직경보다 작아지게 설정되어 있는 것을 특징으로 한다.

이 구성에 의하면, 메인 로브에 의한 광 빔 스폿 지름을 더욱 작게 할 수 있으므로, 보다 고밀도로 기록된 정보를 재생할 수 있다. 더욱이, 상기의 광 자기 기록 매체를 사용함으로써, 사이드 로브에 기인한 크로스토크의 영향을 받지 않게 된다.

본 발명의 또 다른 목적, 특징 및 우수한 점은 이하 설명되는 상세한 설명에 의하여 충분히 알 수 있다. 또, 본 발명의 장점은 첨부 도면을 참조한 다음의 설명에서 명확해진다.

제1도내지 제38도 및 제47도내지 제53도는 본 발명의 제1실시예를 도시하는 것으로,

제1도는 광 자기 디스크의 개략 구성 및 재생 동작을 도시하는 설명도.

제2도는 제1도의 광 자기 디스크의 독출층의 자기 특성을 도시하는 자기 상태의 설명도.

제3도는 제2도의 실온으로부터 온도(T1)에 있어서, 독출층에 인가되는 외부 인가 자계와 극 커 회전 각과의 관계를 도시하는 설명도.

제4도는 제2도의 온도(T1)로부터 온도(T2)에 있어서, 독출층에 인가되는 외부인가 자계와 극 커 회전 각과의 관계를 도시하는 설명도.

제5도는는 제2도의 온도(T2)로부터 온도(T3)에 있어서, 독출층에 인가되는 외부 인가 자계와 극 커 회전 각과의 관계를 도시하는 설명도.

제6도는 제2도의 온도(T3)로부터 퀴리 온도(Tc)에 있어서, 독출층에 인가되는 외부 인가 자계와 극 커 회전 각과의 관계를 도시하는 설명도.

제7도는 제1도의 광 자기l 디스크의 독출층의 실온에서의 극 커 회전 각의 외부인가 자계 의존성을 실제 측정한 결과를 도시하는 그래프.

제8도는 제1도의 광 자기 디스크의 독출층의 120℃에서의 극 커 회전 각의 외부 인가 자계 의존성을 실측한 결과를 도시하는 그래프.

재9도는 제1도의 광 자기 디스크의 재생 신호 진폭을 재생 레이저 파워에 대해도시한 그래프.

제10도는 제1도의 광 자기 디스크의 재생 신호 품질(C/N)을 기록 비트 길이에 대해 도시한 그래프.

제11도는 제1도의 광 자기 디스크의 크로스토크와 재생 광 빔 강도와의 관계를도시하는 그래프.

제12도는 제1도의 광 자기 디스크의 효과를 도시하는 설명도.

제13은 Gdx(Fe0.82Co0.18)1-x의 퀴리 온도(Tc)와 보상 온도(Tcomp)의 조성 의존성을 도시한 그래프.

제14도는 GdxFe1-x의 퀴리 온도(Tc)와 보상 온도(Tcomp)의 조성 의존성을 도시한 그래프.

제15도는 GdxCo1-x의 퀴리 온도(Tc)와 보상 온도(Tcomp)의 조성 의존성을 도시한 그래프.

제16도는 제1도의 광 자기 디스크의 기판 상에 형성된 랜드, 그루브 형상의 한예를 도시하는 설명도.

제17도는 제1도의 광 자기 디스크의 기판 상에 형성된 랜드, 그루브 형상외의 한 예를 도시하는 설명도.

제18도는 제1도의 광 자기 디스크의 기판 상에 형성된 워블(wobble) 피트 배치의 한 예를 도시하는 설명도.

제19도는 제1도의 광 자기 디스크의 기판 상에 형성된 워블 피트의 배치의 다른 예를 도시하는 설명도.

제20도는 제1도의 광 자기 디스크의 기판 상에 형성된 워블링 그루브의 한 예를 도시하는 설명도.

제21도는 제1도의 광 자기 디스크에 있어서의 복수의 광 빔을 이용한 경우의 기록 재생 방법을 도시하는 살명도.

제22도는 제1도의 광 자기 디스크를 사용한 자계 변조 오버라이트 기록 방법을도시하는 설명도.

제23도는 제1도의 광 자기 디스크를 사용한 광 변조 오버라이트 기록 방법을 도시함과 동시에, 독출층 및 기록층의 자화 방법을 도시하는 설명도.

제24도는 제1도의 광 자기 디스크를 사용한 광 변조 오버라이트 기록 방법을 도시함과 동시에, 독출층 및 기록층 보존력의 온도 의존성을 도시하는 설명도.

제25도는 제1도의 광 자기 디스크에 대해 광 변조 오버라이트시 및 재생시에 조사되는 광 빔의 강도의 한 예를 도시하는 설명도.

제26도는 제1도의 광 자기 디스크에 대해 광 변조 오버라이트시 및 재생시에 조사되는 광 빔의 강도의 다른 예를 도시하는 설명도.

제27도는 제1도의 광 자기 디스크에 대해 광 변조 오버라이트시 및 재생시에 조사되는 광 빔의 강도의 다른 예를 도시하는 설명도.

제28도는 제1도의의 광 자기 디스크의 한쪽면 타입을 도시하는 설명도.

제29도는 제1도의 광 자기 디스크의 양면 타입을 도시하는 설명도.

제30도는 제1도의 광 자기 디스크의 독출층에 원소를 첨가한 때에 있어서의, 커 회전각의 증대 효과를 조사하기 위한 샘플의 개략 구성을 도시하는 설명도.

제31도는 제30도의 샘플의 커 회전각의 파장 의존성을 도시하는 그래프.

제32도는 제1도의 광 자기 디스크의 독출층에 원소를 첨가한 때에 있어서의 내습성 개선 효과를 조사하기 위한 샘플의 개략 구성을 도시하는 설명도.

제33도는 제32도의 샘플의 C/N의 시간 변화를 도시하는 그래프.

제34도는 제1도의 광 자기 디스크의 독출층의 막 두께를 변화시켜 측정된 커 히스테리시스 루프를 도시하는 그래프.

제34(a)도는 독출층의 막 두께가 20㎜인 광 자기 디스크에 있어서의 커 히스테리시스 루프를 도시하는 그래프.

제34(b)도는 독출층의 막 두께가 30㎜인 광 자기 디스크에 있어서의 커 히스테리시스 루프를 도시하는 그래프.

제34(c)도는 독출층의 막 두께가 40㎜인 광 자기 디스크에 있어서의 커 히스테리시스 루프를 도시하는 그래프.

제34(d)도는 독출층 막 두께가 50㎜인 광 자기 디스크에 있어서의 커 히스테리시스 루프를 도시하는 그래프.

제35도는 제1도의 광 자기 디스크의 독출층의 각형비를 보상 온도마다 막 두께에 대해 도시하는 그래프.

제36도는 제29도에서 각형비를 구하기 위한 계산 방법을 도시하는 설명도.

제37도는 제1도의 광 자기 디스크의 독출층의 각형비를 퀴리 온도마다 막 두께에 대해 도시하는 그래프.

제38도는 제1도의 광 자기 디스크에서 얻어진 커 루프를 도시하는 그래프.

제38(a)도는 기록층에 TbFeCo를 사용한 광 자기 디스크에서 얻어진 커 루프를 도시하는 그래프.

제38(b)도는 기록층에 DyFeCo를 이용한 광 자기 디스크에서 얻어진 커 루프를 도시하는 고래프.

제38도는 본 발명의 제2실시예의 광 자기 디스크의 개략 구성도.

제40도는 본 발명의 제3실시예의 광 자기 디스크의 개략 구성도.

제41도는 본 발명의 제4실시예의 광 자기 디스크의 개략 구성도.

제42도는 제41도의 독출층 및 기록층의 보자력의 온도 특성을 도시하는 설명도.

제43도는 본 발명의 제5실시예의 광 자기 디스크의 개략 구성도.

제44도는 본 발명의 제6실시예의 광 자기 디스크의 개략 구성도.

제45도는 제44도의 광 자기 디스크의 변형예를 도시하는 것으로, 방열층을 갖는 광 자기 디스크의 개략 구성도.

제46도는 제44도의 광 자기 디스크의 다른 변형예를 도시하는 것으로, 반사층을 갖는 광 자기 디스크의 개략 구성도.

제47도는 제1도의 광 자기 디스크의 단면 구조를 도시하는 설명도.

제48도는 비교예의 광 자기 디스크의 단면 구조를 도시하는 설명도.

제49도는 기록 비트를 확대 도시하는 설명도.

제49(a)도는 제47도의 광 자기 디스크에서의 기록 비트를 확대를 도시하는 설명도.

제49(b)도는 제48도의 광 자기 디스크에서의 기록 비트를 확대를 도시하는 설명도.

제50도는 제도1의 광 자기 디스크에 대해 정보를 기록 ·재생하는 광 헤드의 구성을 도시하는 블럭도.

제51도는 광 빔의 메인 로브와 사이드 로브와의 관계를 도시하는 설명도.

제52도는 광 빔의 메인 로브와 사이드 로브와의 관계 및 양자의 광 빔 강도를 도시하는 설명도.

제53도는 a/w를 변화시킨 경우에 있어서, 광 빔의 강도 분포를 도시하는 설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 기판 또는 기체 2, 21 : 투명 유전체층

3 : 독출층 4 : 기록층

5 : 보호층 6 : 오버코트층

7 : 재생 광 빔 8 : 집광 렌즈

9 : 기록매체층 11 : 광학 헤드

12 : 부상형 자기 헤드 13 : 서스펜션

14 : 광 자기 디스크 20 : 방열층

22 : 반사층 29, 30 : 중간층

본 발명의 제1실시예를 제1도 내지 제38도 및 제47도 내지 제53도에 기초하여설명하면, 아래와 같다.

본 실시예의 광 자기 디스크(광 자기 기록 매체)는 제1도에 도시하 바와 같이, 기판(1) (기체), 투명 유전체층(2), 독출층(3), 기록층(4), 보호층(5), 오버코트층(6)이 이 순서대로 적층된 구성을 갖는다.

독출층(3)으로서 사용되는 희토류 천이 금속 합금은 제2도의 자기 상태도에서 도시한 바와 같이, 수직 자화를 나타내는 조성 범위(제2도 중 A로 표시함)는 매우 좁다. 이는 희토류 금속과 천이 금속의 자기 모멘트가 일치하는 보상 조성(제2도 중 P로 도시함) 근처에서만 수직 자화가 나타나기 때문이다. 또한, 제2도의 횡축은 희토류 금속의 함유량을 도시하고 있고, 종축은 온도를 도시한다.

희토류 금속과 천이 금속의 자기 모멘트는 각각의 온도 특성이 다르고, 고온에서는 천이 금속의 자기 모멘트가 희토류 금속에 비해 커진다. 이로 인해, 실온의 보상 조성보다 희토류 금속의 함유량을 많게 하여 두고, 실온에서는 수직 자화를 나타내지 않고 면내 자화를 나타내도록 하여 둔다. 이 경우, 광 빔이 조사됨으로써, 조사 부위의 온도가 상승하면, 천이 금속의 자기 모멘트가 상대적으로 커져서, 희토류 금속의 자기 모멘트와 일치하게 되며, 수직 자화를 나타내게 된다.

제3도 내지 제6도는 독출층(3)의 히스테리시스 특성의 한 예를 나타내고, 횡축은, 독출층(3)의 막 면에 수직 방향으로 인가되는 외부 자계(Hex)이고, 종축은 동일한 막 면에 수직 방향으로 빛을 입사시킨 경우의 극 커 회전각(θk)이다.

제3도는 제2도의 자기 상태도에서의 조성(P)의 독출층(3)의 실온과 온도(Tl) 사이의 히스테리시스 특성을 나타내고, 제4도 내지 제6도는 각각, 온도(Tl)과 온도(T2) 사이의 히스테리시스 특성, 온도(T2)와 온도(T3) 사이의 히스테리시스 특성, 및 온도(T3)과 퀴리 온도(Tc) 사이의 히스테리시스 특성을 나타낸다.

온도(Tl)에서 온도(T3)의 온도 범위에서는 외부 자계에 대해 극 커 회전각 상승이 급격한 히스테리시스 특성을 나타내지만, 그 이외의 온도 범위에서는 극 커 회전각은 거의 0이다.

상기의 특성을 갖는 희토튜 천이 금속을 독출층(3)에 사용하여, 광 자기 디스크의 기록 밀도를 높일 수 있다. 즉, 광 빔의 크기보다 작은 기록 비트의 재생이 가능해진다. 이에 대해 아래에서 설명한다.

재생 동작시에, 기판(1) (제1도) 측에서 집광 렌즈(8)을 통하여 재생 광 빔(7)이독출층(3)에 조사된다. 재생 광 빔(7)이 조사된 독출층(3) 부위는 그 중심부 근방이 가장 온도가 상승하며, 주변 부위의 온도보다 높아진다. 이는 재생 광 빔(7)이 집광렌즈(8)에 의해 회절 한계까지 조절되어 있기 때문에, 그 광 강도 분포가 가우스 분포로 되어, 광 자기 디스크 위의 재생 부위의 온도 분포도 거의 가우스 분포로 되기 때문이다.

중심 근방의 온도가 T1 이상으로 도달하고, 주변 부위의 온도가 T1 이하가 되도록 재생 광 빔(7)의 강도가 설정되어 있는 경우, Tl 이상의 온도를 갖는 영역만을 재생에 관여시키므로, 재생 광 빔(7)의 지름보다 작은 기록 비트의 재생이 행해져서, 기록 밀도는 현저히 향상하게 된다.

즉, T1 이상의 온도를 갖는 영역의 자화는 면내 자화에서 수직 자화로 이행한다(극 커 회전각의 히스테리시스 특성은 제3도에서 제4도 또는 제5도로 이행한다). 이때, 독출층(3) 및 기록층(4)의 2층 사이의 교환 결합력에 의해 기록층(4)의 자화방향이 독출층(3)으로 전사된다. 한편, 재생 광 빔(7)의 중심 근방에 대응한 영역 이외의 주변 부위에서는 온도가 T1 이하이기 때문에, 면내 자화의 상태(제3도)가 유지된다. 이 결과, 막 면에 수직 방향으로부터 조사된 재생 광 빔(7)에 대해서는, 극 커 효과를 나타내지 않는다.

이렇게 해서, 온도 상승 부위가 면내 자화에서 수직 자화로 이행하면, 재생 광 빔(7)의 중심 근방만이 극 커 효과를 나타내게 되고, 이 부위에서의 반사광에 기초하여 기록층(4)에 기록된 정보가 재생된다.

재생 광 빔(7)이 이동하여(실제로는 광 자기 디스크가 회전하여), 다음의 기록 비트를 재생할 때는 먼저의 재생 부위 온도는 T1 이하로 저하되고, 수직 자화에서 면내 자화로 이행한다. 이에 수반하여, 이 온도가 저하된 부위는 극 커 효과를 나타내지 않는다. 따라서, 이 온도가 저하된 부위에서는 정보가 재생되지 않게 되고, 잡음의 원인인 인접 기록 비트로부터의 신호 혼입이 없어진다.

이상과 같이, 본 발명의 광 자기 디스크를 사용하면, 재생 광 빔(7)의 지름보다 작은 기록 비트의 재생이 확실하게 행해지고, 인접하는 기록 비트의 영향을 받지 않기 때문에, 기록 밀도를 현저히 높일 수 있다.

다음으로, 상기 구성의 광 자기 디스크에 대하여 정보의 기록 ·재생을 행하는 광 자기 기록 재생 장치의 광 헤드에 관해 설명한다.

광 헤드(50)는 제50도에 도시한 바와 같이, 광원인 반도체 레이저(51), 조준 렌즈(52), 정형 프리즘(53), 빔 스프리터(54 및 56), 대물 렌즈(집광 렌즈)(8), 렌즈(57 및 61), 실린더형 렌즈(58), 광 검출기(59, 63 및 64), 1/2 파장판(60), 및 편광 빔 스프리트(62)로 구성된다.

반도체 레이저(51)로부터 출사된 광 빔은 조준 렌즈(52)에 의해, 대물 렌즈(8)의 개구 지름(a)보다 큰 직경(w)을 갖는 평행광이 된다. 조준 렌즈(52)를 투과한 광 빔은 정형 프리즘(53)에 의해 원형이 된 후, 빔 스프리터(54) 및 대물 렌즈(8)를 통해 광 자기 디스크(70) 위의 소정 위치에 집광된다. 또, 광 자기 디스크(70)에서 반사된 반사광은 대물 렌즈(8)를 투과한 후, 빔 스프리터(54)에서 반사되어 빔 스프리터(56)로 입사된다. 빔 스프리터(56)에서 2분할된 반사광 중 한쪽 광은 렌즈(57) 및 실린더형 렌즈(58)을 통해 광 검출기(59)로 안내되고, 여기에서 포커스 서보 및 래디얼 서보를 행하기 위한 신호가 검출된다. 2분할된 반사광 중 또 한쪽 광은 1/2 파장판(60) 및 렌즈(61)을 통해 편광 빔 스프리터(62)로 입사되고, 다시 2분할되어 광 검출기(63 및 64)로 안내되고, 광 자기 신호, 즉 광 자기 디스크(70)에 기록되어 있는 정보가 검출된다. 또한, 광 헤드 구성은 물론 상기 광 헤드(50)의 구성에 한정되는 것은 아니고, 후술한 바와 같이, a/w를 작게 하여 메인 로브의 반지름을 작게 하는 것이 가능한 구성이면 된다.

다음으로, 광 빔의 직경(w)와, 대물 렌즈(8)의 개구 지름(a)와의 관계에 대해 설명한다. 제51도 및 제52도에 도시한 바와 같이, 광 빔을 집광하면, 광 빔 강도 분포가 가우스 분포를 이루고 있는 원형의 메인 로브와 이 메인 로브 외측에 동심원상으로 발생하는 사이드 로브를 갖는 스폿이 형성된다. 여기에서, 개구 지름(a)보다 광 빔의 직경(w)을 크게 하면 할수록, 즉 a/w를 작게 하면 할수록, 메인 로브의 반지름은 작아지지만, 반대로, 사이드 로브는 커지고, 또한 이 광 빔 강도도 커진다. 예를들어, 제53도에 도시한 바와 같이 a/w = 1.1의 경우에는 사이드 로보는 거의 형성되지 않으나, a/w=0.5의 경우에는 사이드 로브 형성이 현저하게 된다. 또한, a/w=0.5 경우의 메인 로브의 반지름(스폿의 중심에서 광 빔 강도가 1/e2가 될 때 까지의 거리)은 a/w =1.1 경우의 메인 로브의 반지름의 약 87 %가 되어 있다.

또, 광 자기 디스크(70)에서의 기록 밀도는 기록 ·재생에 사용되는 광 빔의 스폿의 크기로 좌우되지만, 상기한 바와 같은 메인 로브 반지름을 작게 하면 사이드 로브가 커진다. 그러나, 상기의 광 자기 디스크는 예를 들면, 상술한 바와 같이 a/w를 1 이하의 값으로 된 광 헤드를 사용하여도, 사이드 로브에 의해 기록 비트가 재생될 우려는 없다. 이것은 독출층(3)에서의 사이드 로브가 조사되어 있는 부위에 다소의 온도 상승이 발생해도 이 부위의 자화는 면내 자화 상태가 보존되고 자기 커 효과를 나타내지 않기 때문이다. 따라서, 메인 로브에 의해 재생된 기록 비트의 신호에 사이드 로브가 조사된 기록 비트로부터의 신호가 혼입되지 않는다. 이로 인해, a/w를 작게 하여, 즉 대물 렌즈(8)의 개구 지름(a)보다 광 빔의 직경(w)을 크게하여, 메인 로브의 반지름을 작게 해도 양호한 기록 ·재생이 행해지므로 광 자기 디스크에서의 기록 밀도를 고밀도화하는 것이 가능해졌다.

다음으로, 본 실시예의 광 자기 디스크의 구체 예를 도시한다.

기판(1)은 직경 86㎜, 내경 15㎜, 두께 1.2㎜의 원반상의 유리로 되어 있다. 기판(1)의 한편쪽 표면에는 도시하지 않았으나, 광 빔 안내용의 凹凸 형상의 가이드 트랙이 피치가 1.6㎛, 그루브(凹부)의 폭이 0.8㎛, 랜드(凸부) 폭이 0.8㎛로 형성되어 있다. 즉, 그루브 폭과 랜드 폭이 1: 1 되게 형성되어 있다.

기판(1)의 가이드 트랙이 형성되어 있는 측면에 투명 유전체층(20으로서 AIN이 두께 80㎚로 형성되어 있다.

투명 유전체층(2) 위에 독출층(3)으로서 희토류 천이 금속 합금 박막인 GdFeCo가 두께 50㎚로 형성되어 있다. GdFeCo의 조성은 Gd0.26(Fe0.82 Co0.18)0.74이고, 그 퀴리 온도는 약300 ℃이다.

독출층(3) 위에 기록층(4)로서 희토류 천이 금속 합금 박막인 DyFeCo가 두께 50㎚로 형성되어 있다. DyFeCo의 조성은 Dy0.23(Fe0.78Co0.22)0.77이고, 이 쿼리 온도는 약200℃이다.

상기 독출층(3)과 기록층(4)의 조합에 의해 독출층(3)의 자화 방향은 실온에서는 거의 면내[즉, 독출층(3)의 층방기에 있고], 100∼125℃ 정도의 온도에서 면내 방향에서 수직 방향으로 이행한다.

기록층(4) 위에는 보호층(5)으로서 AlN이 두께 20㎚로 형성되어 있다.

보호층(5) 위에는 오버 코트층(6)으로서 폴리우레탄아크릴레이트계의 자외선 경화형 수지가 두께 5㎛로 형성되어 있다.

상기의 광 자기 디스크는 다음과 같은 순서로 제조된다.

유리 기판(1) 표면의 가이드 트랙은 반응성 이온 에칭법에 의해 형성된다.

투명 유전체층(2), 독출층(3), 기록층(4) 및 보호층(5)은 어느 것도 스퍼터법에의해 동일 스퍼터 장치 내에서 진공을 깨뜨리지 않고 형성된다. 투명 유전체층(2)및 보호층(5)의 AIN은 AI 타겟을 N2 가스 분위기 중에서 스퍼터하는 반응성 스퍼터법에 의해 형성된다. 독출층(3) 및 기록층(4)는 FeCo 합금 타겟 위에 Gd 또는 Dy의 칩을 배열한, 이른바 복합 타겟 또는 GdFeCo 및 DyFeCo의 3원 합금 타겟을 이용하여 Ar 가스로 스퍼터함으로써 형성된다.

오버 코트층(6)은 스핀 코터에 의해 폴리우레탄아크릴레이트계의 자외선 경화형 수지를 도포한 후, 자외선 조사 장치에서 자외선을 쬐어 경화시킴으로써 형성된다.

다음으로, 상기의 광 자기 디스크를 사용하여 행한 동작 확인 결과를 설명한다.

상기의 독출층(3)과 기록층(4)의 조합에 의해 독출층(3)의 자화 방향은 실온에서는 거의 면내에 있고, 100∼125℃ 정도의 온도에서 면내 방향에서 수직 방향으로 이행한다.

제7도 및 제8도는 실제로 극 커 회전각의 히스테리시스 특성을 온도를 변화시켜 측정한 결과를 도시하는 도면이다. 제7도는 실온(25℃)에서의 히스테리시스 특성이고, 외부 자계(Hex)가 제로일 때의 극 커 회전각은 거의 제로이다. 이는 자화 방향이 막면에 수직인 방향으르는 거의 없고, 면내 방향에 있음을 도시하고 있다. 제8도는 120℃에서의 히스테리시스 특성이다. 외부 자화가 제로일 때에도 0.5 deg정도의 극 커 회전각이 있어, 수직 자화로 이행하고 있음을 알 수 있다.

이상은 정적 특성의 확인이지만, 다음에 광 픽업을 이용하여 동적인 측정을 행한 결과를 설명한다. 또한, 측정에 사용한 광 픽업의 반도체 레이저의 파장은780㎚이고, 대물 렌즈의 개구수(N.A.)는 0.55이며, a/w = 1.1이다.

먼저, 상기의 광 자기 디스크의 반지름 26.5㎜의 위치 랜드부에 회전수 1800rpm(선속 5 m/sec)하에서, 0.765㎛ 길이의 단일 주파수 기록 비트를 미리 기록한다. 기록은 먼저, 기록층(4)의 자화을 한 방향으로 정돈(소거 상태)하여, 기록용 외부 자계의 방향을 소거 방향과는 반대 방향으로 고정해 두어, 0.765㎛ 길이에 상당하는 기록 주파수(이 경우는, 약3.3MHz)로 레이저를 변조하여 행한다. 기록 레이저 파워는 8 ㎽ 정도였다.

이 기록 비트 열을 재생 레이저 파워를 변화시켜 재생해서 재생 신호 파형의 진폭을 조사한 결과를 제9도에 도시한다. 횡축이 재생 레이저 파워로서, 0.5 ㎽에서 3 ㎽ 범위에서 측정하였다. 종축이 재생 신호 진폭을 도시하고 있고, 재생 레이저 파워가 0.5㎽인 때의 진폭에서 규격화하여 도시하고 있다.

제9도에 있어서, a로 기록한 곡선이 본 발명의 광 자기 디스크에서의 결과이고, 제9도에 있어서, b의 곡선은 비교하기 위해 측정을 행한 종래의 광 자기 디스크의 결과이다. 종래의 광 자기 디스크는 상기와 같은 유리 기판(1) 위에 AlN을 80㎚, DyFeCo를 20㎚, AlN을 25㎚, AlNi를 30㎚을 이 순으로 적층하여, AlNi 위에 상기와 같은 오버코트층을 설치한 구성으로 되어 있다.

이 종래의 광 자기 디스크의 구성은 희토류 천이 금속 합금인 DyFeCo 자성층이 1층만 있고, 이 양측을 투명 유전체층인 AlN으로 샌드위치하여, 최후에 반사막인 AlNi를 설치한 구조이다. 이 구조는 반사막 구조라 불리며, 이미 시판되고 있는 8.89 ㎝(3.5 인치) 크기의 단판 사양의 광 자기 디스크가 대표적인 구성이다. 또, 주지한 바와 같이, 종래의 광 자기 디스크에서의 DyFeCo로 이루어진 기록층은 실온에서 고온까지 수직 자화를 갖고 있다.

제9도에 있어서, 도면 중 파선으로 나타내고 있는 직선은 0점(원점)과 0.5㎽ 에서의 진폭 규격치를 연결한 직선이고, 광 자기 신호의 재생 신호 진폭과 재생 레이저 파워와의 관계를 나타내는 직선이다.

재생 신호 진폭 ∝ 매체 반사광량 × 극 커 회전각

이 식에서, 매체 반사광량은 재생 레이저 파워에 비례하여 증가하기 때문에, 재생 레이저 파워로 치환할 수 있다.

종래의 광 자기 디스크의 측정 결과 곡선(b)이 이 직선보다 아래에 있는 것은 다음의 이유 때문이다. 즉, 재생 레이저 파워를 올리면 매체 반사광량은 그에 따라 증가되지만, 한쪽에서 기록 매체의 온도가 상승한다. 자성체의 자화는 일반적으로는 온도가 상승함에 따라 감소되고, 퀴리 온도에서 제로가 되는 성질을 가지고 있다. 따라서, 종래의 광 자기 디스크에 있어서는 온도가 상승함에 따라 극 커 회전각이 작아지기 때문에, 도면 중의 직선보다 위에 있지 않고, 아래쪽에 있게 된다.

한편, 본 발명의 광 자기 디스크의 측정 결과 곡선(a)는 재생 레이저 파워가 상승함에 따라, 급격하게 신호 진폭이 상승하고, 2∼2.25㎽ 정도로 진폭이 최대가 된다. 또,3 ㎽에서의 값 이외의 것은 모두 상기 직선보다 상측에 있고, 재생 레이저 파워의 증가분 이상의 진폭의 증가가 얻어지고 있음을 알 수 있다. 이 결과는 온도가 낮을 때에는 극 커 회전각이 거의 없고, 온도가 상승함에 따라 급격하게 면내 자화에서 수직 자화로 이행하여 간다고 하는, 본 발명의 독출층(3)의 특성을 반영하고 있으며, 그 동작을 뒷받침하는 것이다.

상기의 측정 결과는 랜드부에 대해 얻어졌으나, 동일한 측정을 그루브부에 대하여도 행한 바 동일한 결과가 얻어졌다.

다음으로, 기록 비트를 보다 작게 했을 경우의 재생 신호 품질을 조사한 결과에 대해 설명한다. 보다 작은 기록 비트의 재생이 가능하게 된다는 것은 기록 밀도의 향상을 의미한다.

제10도는 기록 비트 길이에 대한 재생 신호 품질(C/N)을 측정한 결과를 도시하는 그래프이다. 광 자기 디스크의 선속은 먼저의 실험과 동일하게 5 m/sec로 해두고, 기록 주파수를 변화시켜 기록하여, 그 C/N을 측정한다. 광 픽업 및 기록 방법은 먼저의 실험과 동일하다.

제10도에 있어서, a로 기록한 곡선은 본 발명의 광 자기 디스크의 측정 결과로, 재생 레이저 파워는 2.25㎽로 했다. 제10도에 있어서, b로 기록한 곡선은 먼저의 실험과 동일하게 종래의 광 자기 디스크의 측정 결과이며, 재생 레이저 파워는 1㎽이다.

기록 비트 길이가 0.6㎛ 이상인 긴 기록 비트에 있어서는 양자의 C/N에 거의 차이는 없으나, 0.6㎛ 이하로 되면 종래의 광 자기 디스크에서는 급격하게 C/N이 저하되어 버린다. 이것은 기록 비트 길이가 작아짐에 따라 광 빔의 조사 지름중에 존재하는 기록 비트의 수(면적)가 증가되어 하나 하나의 기록 비트를 식별할 수 없게 되기 때문이다.

광 픽업의 광학적 분해능을 나타내는 한 지표로서, 컷오프 공간 주파수가 있고, 이것은 광원인 레이저의 파장과 대물 렌즈의 개구수에 의해 정해진다. 본 실험에 사용한 광 픽업에서의 레이저 파장과 대물 렌즈의 개구수(각각 780㎚, 0.55)를 사요하여 컷오프 주파수를 구하여, 이를 기록 비트 길이로 환산하면, 780㎚/ (2*0.55) /2=0.35㎛로 된다. 다시 말하면, 본 실험에 사용한 광 픽업의 광학적 분해능의 한계는 기록 피트 길이로 0.355㎛이다. 상기 종래의 광 자기 디스크의 결과는 이 일을 반영하여 0.35㎛에서의 C/N이 거의 제로가 된다.

한편, 본 발명의 광 자기 디스크에서는 기록 비트 길이가 짧아짐에 따라 C/N은 감소하기는 하지만, 광학적 분해능인 0.355㎛보다 짧은 기록 비트에 있어서도 30dB 가까운 C/N이 얻어진다.

또한 측정은 랜드, 그루브 쌍방에 대해 행하여, C/N의 값, 경사 방향 모두에 거의 같은 결과이다.

이상의 결과에서, 본 발명의 광 자기 디스크를 사용하여 광학적 해석 한계보다 작은 기록 비트의 재생이 행해지는 것이 확인되었다. 이로 인해, 종래의 광 자기 디스크에 비해 기록 비트 밀도를 크게 향상시킬 수 있다.

또, a/w=0.8의 광 헤드를 사용하여 상기와 마찬가지로 신호 품질(C/N)을 측정한 바, 본 실시예의 광 자기 디스크에서는 상술한 메인 로브의 반지름이 a/w=1.1의 광 헤드를 사용했을 때의 반지름보다 작아짐으로써, 기록 비트 길이가 0.355㎛에 있어서, 신호 품질(C/N)이 5dB 이상 개선되었다. 또한, a/w0.5의 광 헤드를 사용한 경우도, 동일한 측정 결과가 얻어졌다.

다음으로, 상기 실험에서 확인된 본 발명에 추가하여, 또 하나의 중요한 효과인 크로스토크량에 관해 조사한 결과에 대해 설명한다.

광 자기 디스크에 있어서는 일반적으로는, 예를 들면 랜드 사양이라면 랜드의 폭을 가능한 한 넓게 하여, 그루브를 좁힌 가이드 트랙을 형성하여, 랜드부만을 기록 및 재생에 사용한다. 따라서, 랜드 사양의 광 자기 디스크에서의 크로스토크란, 임의의 랜드를 재생하고 있는 경우에, 양 인접 랜드에 기록된 기록 비트로부터의 누설이다. 그루브 사양의 광 자기 디스크에서의 크로스토크란 임의의 그루브를 재생하고 있는 경우에 양 인접 그루브에 기록된 기록 비트로부터의 누설이다.

예를 들면, IS10089 규격(ISO의 5.25 기록형 광 디스크에 관해서 정해진 규격)에 있어서는 1.6㎛ 피치의 가이드 트랙에 있어서, 최단 기록 비트(0.765㎛)에 대한 크로스토크량이 -26dB 이하로 되도록 정해진다.

본 실시예에서는 이 IS10089 규격으로 정해진 크로스토크 측정법에 기초하여,0.765㎛의 기록 비트에 대한 크로스토크량을 측정하였다. 다만, 본 발명의 광 자기 디스크의 효과를 확인하기 위해, 트랙 피치 1.6㎛, 랜드 폭과 그루브 폭이 동일하게 0.8㎛인 상술한 유리 기판(1)에서, 랜드부를 재생했을 때의 양 인접 그루브로부터의 크로스토크량과, 그루브부를 재생했을 때의 양 인접 랜드에서의 크로스토크량을 각각 측정하였다.

제11도에 랜드부를 재생했을 때의 측정 결과를 도시한다. 횡축은 재생 레이저 파워이고, 종축이 크로스토크량이다. 제11도에 있어서, a로 기록한 곡선은 본 발명의 광 자기 디스크의 측정 결과이고, b로 기록한 곡선은 상기 종래의 광 자기 디스크의 측정 결과이다.

종래의 광 자기 디스크(b)에서는 크로스토크량이 -15dB 정도로 큰 것에 대해 본 발명의 광 자기 디스크(a)에서는 -30dB 정도로 상기 ISO 규격에서 정해진 -26dB를 클리어하는 값이 얻어졌다.

또, 그루브부를 재생했을 때의 크로스토크에 관해서도, 동일한 결과가 얻어졌다.

이와 같은 결과가 얻어진 이유를 도 12를 기초하여 설명한다.

제12도는 광 자기 디스크를 바로 위에서 봤을 때의 개략 평면도이고, 한가운데의 랜드부와 양 인접의 그루브부의 원형(점선)으로 나타낸 기록 비트가 기록된다.

제12도에서의 큰 원 (실선)이 집광된 재생 광 빔(7)의 광 스폿이고, 광 스폿이 랜드를 따라가도록 서보가 걸려 있다. 제12도에 있어서, 랜드 폭 및 그루브 폭은 0.8㎛이고, 광 스폿 지름 (광 빔 직경)은 1.73㎛ (=면적 디스크 지름=1.22 * 780㎚/0.55)이며, 기록 비트 직경은 설명의 편의상, 0.335㎛의 크기로 도시하고 있다.

제12도에 있어서, 재생 광 빔(7) 중에는 7개의 기록 비트가 들어오고 있다. 종래의 광 자기 디스크이면, 각각이 수직 자화 [예를 들면, 기록 비트부의 자화 방향 이 지면에 수직 상향으로, 기록 비트 이외의 영역(소거부)에서의 자화는 수직 하향]를 나타내고, 극 커 효과를 나타내기 때문에, 광 빔 내의 각각의 신호를 분리할 수는 없게 된다. 이것이 상술한 실험 결과에서 종래의 광 자기 디스크의 0.35㎛에서의 C/N이 작았던 이유 및 인접 트랙에서의 크로스트크가 컸던 이유이다.

한편, 본 발명의 광 자기 디스크이면, 재생 광 빔(7)의 중심 근방의 주위보다 온도가 높은 영역에서는 독출층(3)의 자화가 수직으로 되고, 그 이외의 영역에서는 면내 자화 그대로이다. 따라서, 제12도와 같이 재생 광 빔(7) 중에 7개의 기록 비트가 있어도, 재생에 기여하는 것은 재생 광 빔(7)의 중심에 위치하는 하나뿐이므로, 0.335㎛로 매우 작은 기록 비트였어도, C/N이 약30dB 정도로 얻어진다. 또한, 양 인접 트랙에서의 크로스토크도 매우 작아진다.

이상, 설명한 바와 같이, 상기 독출층(3) 및 기록층(4)을, 피치가 1.6㎛로 랜드와 그루브 폭의 비율을 1 : 1로 한 트랙 형상을 갖는 기판(1) 상에 형성한 광 자기 디스크에 있어서, C/N의 값이 랜드 위에서도 그루브 위에서도 변화되지 않으며, 양쪽 모두 기록 재생에 이용할 수 있다는 것과, 랜드 위 및 그루브 위의 기록층(4)에 정보를 기록한 경우에 있어서도 크로스토크는 충분히 작은 것이 실험에 의해 확인되었다.

이로 인해, 트랙 길이 방향의 기록 밀도 및 트랙 밀도를 상승시킬 수 있고, 또한 랜드 및 그루브 모두를 기록 재생에 사용하기 때문에, 종래의 광 자기 디스크에 비하여 기록 밀도를 대폭적으로 증대시킬 수 있다.

또, a/w=0.8의 광 헤드를 사용하여, 상기와 동일하게 하여 크로스토크량을 측정한 바, 본 실시예의 광 자기 디스크에서는 -30dB 이하의 값이 얻어지고, 크로스토크가 거의 일어나고 있지 않을 것을 알 수 있다. 이에 대해, 종래의 광 자기 디스크에서는 -10dB∼-12dB로 되고, a/w를 작게 한 광 헤드를 사용하면, 상술한 사이드 로브에 의한 인접의 기록 비트의 재생이 행해지고, 신호의 혼입이 한층 커지는 것을 알 수 있었다. 또한, a/w=0.5의 광 헤드를 사용한 경우도, 동일한 측정 결과가 얻어졌다. 따라서, 사이드 로브의 출현이 현저해지는 a/w 1의 범위에서, 특히 본 실시예의 광 자기 디스크와 비교하여 광 자기 디스크와의 효과 차이가 현저하게 나타남을 알 수 있다.

이상의 여러가지 측정 결과에서, 본 실시예의 광 자기 디스크는 재생시에 a/w 를 작게, 즉 메인 로브의 반지름을 작게 한 광 헤드를 사용함으로써, 독출층(3)에서의 메인 로브의 중심부 부근의 온도가 높은 부분이 조사된 부위의 자화만이 면내 자화에서 수직 자화로 이행되고, 기록층(4)의 정보가 독출됨과 동시에, 사이드 로브에 의한 신호의 혼입이 저감된다. 이로 인해, 기록 밀도를 고밀도화할 수 있다.

다음으로, 그루브의 깊이가 70㎚인 광 자기 디스크와 그루브의 깊이가 200㎚인 광 자기 디스크에 관해서, 상술한 크로스토크 측정법에 의해 랜드부를 재생했을때의 양 인접 그루브에서의 크로스토크량을 측정하였다.

측정 결과, 그루브의 깊이가 200㎚인 광 자기 디스크에서는 그루브의 깊이가 70㎚인 광 자기 디스크에 비하여 크로스토크량이 3dB 이상 개선되었다.

그루브의 깊이를 70㎚에서 200㎚로 했을 때, 크르스토크량이 저감된 이유에 관해서, 제47도 내지 제49도에 기초하여 설명한다.

그루브의 깊이를 200㎚로 한 광 자기 디스크에서는, 제47도에 도시한 바와 같이, 그루브 위의 독출층(3) 및 기록층(4)과 그루브 사이의 랜드 위에 독출충(3) 및 기록층(4)이 상하로 거의 분리되어 있다. 이러한 이유로 인해, 그루브 위의 독출층(3) 및 기록층(4)와 그루브 사이의 랜드 위의 독출층(3) 및 기록층(4)과의 사이에 열이 전달되기 어렵다. 요컨대, 인접 트랙에 열이 전달되기 어렵다.

따라서, 랜드 상의 트랙에 정보를 기록한 경우, 제49(a)도에 도시한 바와 같이l, 기록 비트는 랜드를 따라서 확산되지만, 인접 그루브에는 확산되지 않는다.

한편, 그루브의 깊이를 70㎜로 한 광 자기 디스크에서는, 제48도에 도시한 바와 같이, 그루브 위의 독출층(3) 및 기록층(4)과, 그루브 사이의 랜드 상의 독출층(3)및 기록층(4)이 상하로 거의 분리되지 않는다. 이러한 이유로 인해, 그루브 위의 독출층(3) 및 기록층(4)와 그루브 사이의 랜드 상의 독출층(3)과 기록층(4)과의 사이에 열이 전달되기 쉽다. 다시 말하면, 인접 트랙에 열이 전달되기 쉽다. 따라서, 제49(b)도에 도시한 바와 같이, 기록 비트는 랜드를 따라 확산됨과 동시에, 인접 그루브에도 확산된다.

이 결과, 그루브의 깊이를 200㎚로 한 광 자기 디스크에서는, 그루브의 깊이를 70㎚로 한 광 자기 디스크에 비하여 크로스토크량이 작아진다.

그런데, 트랙킹 오차 신호의 강도는 그루브의 깊이가 다음 식을 만족시키도록 설정되어 있을 때, 최대로 된다.

d = λ (2k-1) / (8n)

여기에서, d는 그루브의 깊이고, λ는 광 빔의 파장이며, n은 투명 기판의 굴절율이고, k는 자연수(1, 2, 3,…)이다.

k = 2로 하면, 본 실시예의 경우, d ≒ 190㎚이 된다. 이때, 트랙킹 오차 신호의 강도가 최대로 되어 안정된 트랙킹이 가능해진다.

또, λ=670∼830㎚, n = 1.44∼1.55인 경우, 160㎚ ≤ d ≤ 215㎚이 된다. 이때, 트랙킹 오차 신호의 강도가 최대로 되어, 안정된 트랙킹이 가능해진다.

다시말하면, 그루브의 깊이를 설정하는 경우, 그루브 위의 독출층(3) 및 기록층(4)와 그루브 사이의 랜드 위의 독출층(3) 및 기록층(4)을 상하로 거의 분리할 수 있고, 또한 트랙킹 오차 신호의 간도가 커지게 하면 된다. 이를 고려하면, 그루브의 깊이를 130㎚ ≤ d ≤ 280㎚로 설정하는 것이 바람직하다.

또한, 투명 유전체층(2), 독출층(3) 및 기록층(4)의 각 층의 막 두께에 따라 상기 분리 정도가 변화되므로, 그루브의 깊이를 설정하는 경우 이에 관해서도 고려하는 것이 바람직하다.

상기의 독출층(3)의 GdFeCo의 조성은 Gd0.26(Fe0.82Co0.18)0.74에 한정되는 것은아니다. 독출층(3)은 실온에서 거의 면내 자화를 가지고, 실온 이상의 온도에서 면내 자화로부터 수직 자화로 이행하면 된다. 희토류 천이 금속 합금에 있어서는 희토류와 천이 금속의 비율을 변화시키면, 희토류와 천이 금속의 자화가 균형이 잡히는 보상 온도가 변화하게 된다. GdFeCo는 이 보상 온도 부근에서 수식 자화를 도시하는 재료계인 것으로, Gd와 FeCo의 비율을 변화시켜 보상 온도를 변화시키면, 면내 자화로부터 수직 자화로 이행하는 온도도 이에 따라 변화된다.

제13도는 Gdx(Fe0.82Co0.18)1-x의 계에서 X, 즉 Gd의 조성을 변화시킨 경우의 보상 온도 및 쿼리 온도를 조사한 결과이다.

보상 온도가 실온(25℃) 이상에 있는 조성 범위는 제1도에서 명백한 바와 같이 X가 0.18 이상이다. 이중, 바람직하게는 0.19X0.29의 범위이다. 이 범위이면, 독출층(3) 위에 기록층(4)을 적층한 실제 사용하는 구성에 있어서, 면내로부터 수직 방향으로 자화의 방향이 이동하는 온도가 실온∼200℃ 정도의 범위로 된다.

이 온도가 너무 높으면, 재생용의 레이저 파워가 기록용 레이저 파워와 동일하게 높아져 버리므로, 기록층(4)에 기록이 행해져 기록 정보가 교란될 우려가 있다.

다음으로, 상기의 GdFeCo계에 있어서, Fe와 Co의 비율을 변화시킨 경우,즉 GdX(Fe1-YCoY)1-X에 있어서, Y를 변화시킨 경우에서의 특성(보상 온도 및 퀴리 온도)의 변화에 관해 설명한다.

제14도는 Y가 0인 경우, 즉 GdXFe1-X의 특성을 도시한 도면이다. 제14도에 있어서, 예를 들면 Gd 조성이 X=0.3인 경우, 보상 온도는 약120℃이고, 퀴리 온도는 약200℃이다.

제15도는 Y가 1인 경우, 즉 GdXCol-X의 특성을 도시하는 도면이다. 제15도에 있어서, 예를 들면 Gd 조성이 X=0.3인 경우, 보상 온도는 약220℃이고, 퀴리 온도는 약 400℃이다.

상술한 바와 같이, Gd 조성이 동일해도 Co량이 증가하면, 보상 온도 및 퀴리온도가 상승되는 것을 알 수 있다.

재생시의 극 커 회전각이 가능한 한 큰 쪽이 높은 C/N을 얻을 수 있으므로, 독출층(3)의 퀴리 온도는 높은 쪽이 유리하다. 다만, Co량을 너무 증가시키면, 면내로부터 수직으로 자화 방향이 이행하는 온도도 높아지므로 주의가 필요하다.

이들 점을 고려하여, GdX(Fe1-YCoY)1-X에서의 Y의 값은 0.1 Y 0.5의 범위가 양호하다.

상기 독출층(3)에 있어서, 면내 자화로부터 수직 자화로 이행하는 온도 등의 특성은 당연히 기록층(4)의 조성, 막 두께 등의 영향을 받는다. 이것은 양 층 사이에 자기적인 교환 결합력이 작용하기 때문이다. 따라서, 기록층(4)의 재료, 조성 및 막 두께에 의해, 독출층(3)의 최적인 조성 및 막 두께가 변화된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 공 자기 디스크의 독출층(3)의 재료로서는 면내 자화로부터 수직 자화로 급격히 변하는 GdFeCo가 최적이지만, 후술하는 희토류 천이 금속 합금으로도 동일한 효과가 얻어진다.

GdxFe1-X는 제14도에 도시한 바와 같은 특성을 갖고 있고, 0.24X0.35의 범위에서 실온 이상으로 보상 온도를 갖는다.

GdXCo1-X는 제15도에 도시한 바와 같은 특성을 갖고 있고, 0.20X0.35의 범위에서 실온 이상으로 보상 온도를 갖는다.

천이 금속으로서 FeCo 합금을 사용하고 있는 경우, TbX(FeYCo1-Y)1-X는 0.20X0.35의 범위에서 실온 이상으로 보상 온도를 갖는다. DyX(FeYCo1-Y)1-X는 0.24X0.33(이때, Y는 임의임)의 범위에서 실온 이상으로 보상 온도를 갖는다. HoX(FeYCo1-Y)1-X는 0.25X0.45(이때, Y는 임의 임)의 범위에서 실온 이상으로 보상 온도를 갖는다.

이상의 재료에 첨가하여 광 픽업의 광원인 반도체 레이저의 파장이 상술한 780㎚보다 짧아졌을 경우에, 그 파장에서의 극 커 회전각이 큰 재료도 본 발명의 독출층(3)의 재료로서 매우 적합하다.

이미, 설명한 바와 같이, 광 자기 디스크 등의 광 디스크에 있어서, 이 기록 밀도를 제한하는 것은 광 빔의 크기이고, 이것는 레이저 파장과 대물 렌즈의 개구수에 의해 결정되는 것이다. 따라서, 지금보다 파장이 짧은 반도체 레이저가 출현하면, 그만큼 광 자기 디스크의 기록 밀도는 향상된다. 현재로는 이미 670-680㎚의 파장 반도체 레이저가 거의 실용화 레벨에 있고, 파장 400㎚ 이하의 SHG 레이저도 적극적으로 연구가 진행되고 있다.

희토류 천이 금속 합금의 극 커 회전각은 파장 의존성을 가지고 있고, 일반적으로는 파장이 짧아지면, 극 커 회전각은 감소되어 버린다. 단파장으로 극 커 회전각이 큰 막을 사용하면, 신호 강도가 커져서 고품질의 재생 신호가 얻어지게 된다.

상기 독출층(3)의 재료에 Nd, Pt, Pr, Pd 중 최소한 1종류의 원소를 미량 첨가하여, 독출층(3)으로서 요구되는 특성을 거의 손상하지 않고, 단파장에서의 극 커 회전각을 증가시킬 수 있고, 단파장 레이저를 사용한 경우라도 고품질인 재생 신호가 얻어지는 광 자기 디스크를 제공할 수 있다.

상기 원소를 첨가한 독출층(3)으로서는 구체적으로는, 예를 들면 Nd0.05 [Gd0.26(Fe0.82Co0.18)0.74]0.95, Pt0.05[Gd0.26(Fe0.82Co0.18)0.74]0.95, Pr0.05 [Gd0.26(Fe0.82Co0.18)0.74]0.95, Pd0.05[(Gd0.26(Fe0.82Co0.18)0.74]0.95가 있다.

상기 광 자기 디스크의 독출층(3)의 재료를 Gd0.26(Fe0.82Co0.l8)0.74에서 Nd0.05[Gd0.26(Fe0.82Co0.18)0.74]0.95로 대체하여 상기와 동일한 동작 확인을 행한 바, 거의같은 결과가 얻어졌다.

또한, 상기 독출층(3)의 재료에, 미량의 Cr, V, Nb, Mn, Be, Ni 중 최소한 1종류의 원소를 첨가하여, 독출층(3) 자체의 내환경성(耐環境性)이 향상된다. 즉, 수분, 산소 침입에 의한 독출층(3)의 재료의 산화에 의한 특설의 열화를 적게 하고, 장기적인 신뢰성이 우수한 광 자기 디스크를 제공할 수 있다.

상기 원소를 첨가한 독출층(3)으로서는 구체적으로는, 예를 들면 Cr0.05[Gd0.26(Fe0.82CO0.18)0.74]0.95,V0.05[Gd0.26(Fe0.82Co0.18)0.74]0.95,Nb0.05[Gd0.26(Fe0.82Co0.18)0.74]0.95,Mn0.05[Gd0.26(Fe0.82Co0.18)0.74]0.95,Be0.05[Gd0.26(Fe0.82Co0.18)0.74]0.95,Ni0.05[Gd0.26(Fe0.82Co0.18)0.74]0.95가 있다.

여기에서, 독출층(3)의 재료에 상기 원소를 첨가했을 때의 극 커 회전각의 증대 효과를 조사하기 위해 행한 실험에 관해서 설명한다.

실험에서 사용한 샘플 구성을 제30도에 도시한다.

샘플은 유리 기판(1) 상에 투명 유전체층(2)인 AlN을 80㎚ 형성하고, 그 위에 독출층(3)으로서 X0.1[Gd0.28(Fe0.8Co0.2)0.72]0.9의 조성 막을 50㎚m 퇴적한 다음에 기록층(4)로서 Dy0.23(Fe0.82Co0.18)0.77을 50㎚ 퇴적하여, 다시 전체를 20㎚의 AlN 보호층(5)에서 코팅함으로써 제작된다. 여기에서, X는 첨가 원소이고, Nd, Pr, Pt, Pd 중 하나이다.

유리 기판(1) 측에서 측정한 θK(커 회전각)의 파장 의존성을 도31에 도시한다. 비교 예로서, 독출층(3)에 상기 첨가물을 함유하지 않은 샘플에 대한 결과도 도31에 함께 도시한다.

첨가물을 포함하지 않은 샘플에서는,θK는 장파장 영역에서 크지만, 단파장 영역에서 작아진다. 한편, Nd, Pr, Pt, Pd를 첨가하면 단파장 영역에서 θK가 커진다.

일반적으로, 단파장 레이서를 사용하여 광 자기 디스크를 재생하면, 장파장 레이저를 이용하여 광 자기 디스크를 재생하는 경우에 비하여 레이저 광을 작게 조절할 수 있으므로, 고밀도로 기록된 기록 비트를 재생할 수 있다. 이때, 단파장에서 θK가 큰 재료로 이루어진 독출층(3)을 사용하면, 재생 신호 상도가 커져서, 고품질의 재생 신호가 얻어진다.

따라서, 상기 실험 결과에 의하면, 단파장 레이저를 사용한 기록 재생에는 상기 첨가 원소를 부가하는 것이 유효한 수단이 된다. 또한, 첨가 원소의 첨가량을 증가시킬수록, 단파장 영역에서 θK가 중가하는 효과는 현저해진다.

X0.1[Gd0.28(Fe0.8Co0.2)0.72]0.9의 조성에서는, 600㎚ 이하의 파장 영역에서의 θK의 크기는 θK(Pt를 첨가)≒θK(Nd를 첨가) θK(Pd를 첨가)≒θK(Pr를 첨가)인 관계가 있다(제31도 참조). 따라서, 소량의 Pt, Nd를 첨가하면, θK를 크게 할 수 있다. 또한, Pt 첨가는 독출층(3)의 내습성을 향상시키는 효과가 있다. 즉, Pt 첨가는 단파장 영역에서의 θK를 크게 함과 동시에, 내습성을 향상시키는 효과도 더불어 유지한다.

Xa[Gd0.28(Fe0.8Co0.2)0.72]1-a 조성의 재료가 비정질에서 결정질로 변화하는 첨가량을 표1에 도시한다.

[표 1]

표1에서, Nd는 Pt보다 다량으로 첨가할 수 있는 것을 알 수 있다. 즉, Pt를 다량으로 첨가하면, 그 재료는 비정질에서 결정질이 되고, 이로 인해, 결정 입자계에 의한 노이즈가 증가하나, Nd를 다량으로 첨가해도 그 재료는 비정질 그대로이고 조직은 균일하다. 따라서, Nd를 다량으로 첨가하는 일이 가능하다.

Pd 첨가는 독출층(30)의 내습성을 향상시키는 효과가 있고, 더구나 Pt보다 매장량이 많기 때문에, 값이 싸다. Pr는 Nd와 동일하게 다량으로 첨가해도 그 재료는비정질 그대로이고, 다량으로 첨가하는 것이 가능하다. 더구나, Nd보다 독출층(3)의 내습성을 향상시키는 효과가 있다.

다음으로, 독출층(3)의 재료에 상기 원소를 첨가했을 때의 내습성 개선 효과를 조사하기 위한 실험에 관해서 설명한다.

실험에서 사용한 샘플 구성을 제32도에 도시한다.

샘플은 8.89㎝(3.5인치) 직경의 그루브 부착 유리 기판(1) 상에 투명 유도체층(2)인 AlN을 80㎚ 형성하고, 그 위에 독출층(3)으로서 X0.1[Gd0.28(Fe0.8 Co0.2)0.72]0.9의 조성 막을 50㎚ 퇴적한 다음에, 기록층(4)으로서 Dy0.23 Fe0.82Co0.82)0.77을 퇴적하여, 다시 20㎚의 AlN 보호층(5)으로 코팅하고, 5㎛의 오버코트층(6)으로 코팅함으로써 제작된다. 여기에서, X는 첨가 원소이고, Pt, Pd, Nd, Pr, Ni, Mn, Be, V, Nb, Cr중 하나이다.

상기 광 자기 디스크의 샘플을 120℃, 2 기압(습도 100 %)의 항온조에 방치하어, 재생 신호의 C/N 비의 시간 변화를 조사하였다. 780㎚의 광을 이용하여 0.76㎛ 길이의 기록 비트를 기록 재생한 때의 C/N비의 시간 변화를 제33도에 도시한다.

C/N비는 초기치를 0dB로 하여 나타내고 있다. 비교예로서, 독출층(3)에 상기 첨가 물을 포함하지 않는 샘플에 대한 결과도 제33도에 함께 도시한다.

도면에서 명백한 바와 같이, Cr, V, Nb, Mn, Be, Ni, Pt, Pd를 첨가한 경우, 내습성이 향상된다. Cr 첨가는 내습성 향상에 가장 효과가 있다.

표2는 상기 광 자기 디스크의 샘플의 커 회전각(단위는 도)이고, 파장 780㎚의 광으로 측정된다. 비교 예로서, 독출층(3)에 첨가물을 포함하지 않은 광 자기 디스크 샘플의 커 회전각도 겸하여 도시한다.

[표 2]

표에서, 명백한 바와 같이, Ni 첨가는 내습성 향상에 대해 효과는 적으나, 커 회전각을 크게 하는 효과가 있다.

표 3은 Xa[Gd0.28(Fe0.8Co0.2)0.72]1-a의 조성 재료가 비정질에서 결정질로 변화하는 첨가량(a)를 도시한다.

[표 3]

표에서 명백한 바와 같이, V를 다량으로 첨가해도 비정질 그대로이고, 결정입자계에 의한 노이즈를 억제할 수 있으며, 더구나 내습성을 향상시킬 수 있다.

표4는 X0.05[Gd0.28(Fe0.8Co0.2)0.72]0.95의 조성 재료의 결정화 온도 Tcrst(비정질이 결정질로 변화하는 온도, 단위는℃)를 도시한다.

[표 4]

표에서 명백한 바와 같이, Nb 첨가는 결정화 온도를 높이는 작용을 한다. 이러한 이유로 인해, 반복 기록 재생을 행하여도 독출층(3)의 열화를 억제할 수 있고, 더구나 내습성을 향상시킬 수 있다. Mn은 흙속에 매장량이 많아 저가이다.

표5는 상기 광 자기 디스크의 샘플의 노이즈 레벨(단위는 dB)를 도시한다. 비교예로서, 독출층(3)에 첨가물을 포함하지 않은 광 자기 디스크의 샘플의 노이즈 레벨도 겸하여 도시한다. 또한, 비교예의 샘플의 노이즈 레벨을 0dB로 하였다.

[표 5]

Be, Ni 첨가에 의해 노이즈 레벨이 내려간다. Be 첨가는 Ni 첨가보다 내습성을 향상시킬 수 있다.

다음에, 상기 광 자기 디스크의 샘플을 이용하여 반복 기록 재생을 행했을때의 신호 품질의 열화를 조사했다.

표6은 실온에서 100 만번 반복하여 기록 재생 후의 C/N비(단위는 dB)를 도시한다. 비교예로서, 독출층(3)에 첨가물을 포함하지 않은 광 자기 디스크의 샘플의 C/N비도 겸하여 도시한다. 또한, 비교예의 샘플인 C/N비를 0dB로 하였다.

[표 6]

다음에, 본 실시예에 있어서는 독출층(3)의 막 두께를 50㎚로 했으나, 막 두께는 이에 한정되는 것은 아니다. 정보의 기록 재생은 제1도와 같이 독출층(3) 측에서 행해기나, 독출층(3)의 막 두께가 너무 얇으면, 기록층(4)의 정보가 들여다 보이게 된다. 즉, 독출층(3)의 면내 자화에 의한 마스크 효과가 작아진다.

상술한 바와 같이, 독출층(3)의 자기 특성은 기록층(4)의 영향을 받기 때문에, 각각의 재료, 조성에 의해 독출층(3)의 막 두께는 변화되어 가지만, 독출층(3)의 두께로서는 20㎚ 이상이 필요하다. 또, 매우 적합하게는 50㎚ 이상이면 양호하고, 너무 두꺼우면 기록층의 정보가 전사되지 않게 되므로 100㎚ 정도 이하의 막 두께가가장 양호하다.

독출층(3)의 막 두께가 20㎚, 30㎚, 40㎚, 50㎚의 광 자기 디스크(제1도)를 제작하고, 기판(1) 측에서 측정한 실온에서의 극 커 히스테리시스 루프를 제34(a)도 내지 제34(d)도에 각각 도시한다.

기록층(4)의 조성은 실온에서 보상 조성에 가까운 값으로 조정되어 있기 때문에 실온에서의 기록층(4)의 자기 유지력은 매우 크지만, 층분히 큰 자계를 인가하면 기록층(4)의 자화 방향은 반전한다. 이러한 이유로 인해, 독출층(3)이 기록층(4)의 자화 방향으로 교환 결합력에 의한 영향을 받아, 제34도와 같은 극 커 히스테리시스 루프를 도시한다.

어느 경우도 교환 결합력이 작용하고 있지만, 독출층(3)의 막 두께가 얇은 경우[제34(a)도 내지 제34(b)], 인가 자계가 제로인 때 독출층(3)의 자화가 완전히 기록층(4)의 자화와 동일한 방향으로 향하여, 기록층(4)의 정보가 독출층(3)에 의해 마스크되어 있지 않음을 알 수 있다. 이에 대해, 독출층(3)의 막 두께가 두꺼워지면[도34(c)], 마스크 효과가 서서히 나타나서, 독출층(3)의 막 두께가 50㎚인 도 34(d)에서는 기록층(4)의 정보가 독출층(3)에 의해 거의 완전하게 마스크되어 있음을 알 수 있다.

다음으로, 독출층(3)의 GdFeCo의 조성을 변화하여 보상 온도를 변화시키고, 동시에 막 두께도 변화시킬 때의 마스크 효과의 정도를 조사하기 위해, 제1도의 구성인 광 자기 디스크를 제작하여, 기판(1) 측에서 측정한 실온에서의 극 커 히스테리시스 루프로부터 각형비를 구한다. 결과를 제35도에 도시한다. 도면 중의 온도는보상 온도를 도시하고 있다.

또한, 각형비는, 제36도에 도시한 바와 같이, 각형비=θKr(자장 제로에서의 커 회전각)/θKs(자장 15 kOe에서의 커 회전각)에서 계산한다. 각형비=1인 때, 마스크 효과가 전혀 없음을 나타내고 있고, 각형비=0일 때, 완전히 정보가 마스크되어 있음을 나타내고 있다.

도면에서, 보상 온도가 높을수록, 또, 독출층(3)의 막 두께가 두꺼울수록 마스크 효과가 많음을 알 수 있다. 독출층(3)의 막 두께가 100㎚ 이하인 경우, 보상 온도가 100 ℃ 이하에서는 전혀 마스크 효과가 없다. 마스크 효과를 얻기 위해서는 보상 온도가 125℃ 이상일 필요가 있고, 바람직하게는 15℃ 이상의 보상 온도가 필요하다. 마찬가지로, 마스크 효과를 얻기 위해서는 독츨층(3)의 막 두께를 10㎚이상으로 할 필요가 있음을 알 수 있고, 바람직하게는 20㎚ 이상이 필요하다.

다음에, 독출층(3)의 GdFeCo의 조성을 변화하여, 그 자기적인 특성이 실온에서 퀴리 온도에 이르는 온도 영역에서 희토류 부격자의 자화가 과다하게 되도록 하여, 즉, 보상 온도를 유지하지 않은 조정으로 하여 막 두께를 변화시킬 때의 마스크 효과 정도를 조사하기 위해 각형비를 구한다. 결과를 제37도에 도시한다. 도면중의 온도는 퀴리 온도를 도시하고 있다.

도면에서, 퀴리 온도가 높을수록, 또 독출층(3)의 막 두께가 두꺼울수록 마스크 효과가 많음을 알 수 있다. 독출층(3)의 막 두께가 100㎚ 이하인 경우, 퀴리 온도가 100 ℃이하에서는 전혀 마스크 효과는 없다. 마스크 효과를 얻기 위해서는 퀴리 온도가 130℃ 이상일 필요가 있고, 바람직하게는 200℃ 이상의 퀴리 온도가 필요하다. 마찬가지로, 마스크 효과를 얻기 위해서는 독출층(3)의 막 두께를 10㎚이상으로 할 필요가 있음을 알 수 있고, 바람직하게는 20㎚ 이상이 필요하다.

상기에 있어서는 독출층(3)의 막 두께가 100㎚ 이하인 경우에 관해서 설명하였으나, 독출층(3)의 막 두께를 200㎚로 한 경우도 양호한 마스크 효과가 얻어진다. 그러나, 독출층(3) 및 기록층(4)의 온도를 상승시키기 위해 매우 큰 레이저 파워가 필요하게 된다. 반도체 레이저의 성능을 고려하면, 독출층(3)의 막 두께는 200㎚ 이하가 양호하고, 150㎚ 이하가 더욱 양호하다. 또, 반도체 레이저의 성능에서 독출층(3)의 보상 온도 및 퀴리 온도는 500 ℃이하가 양호하고, 450℃ 이하가 더욱 양호하다.

기록층(4)의 재료는 실온에서 퀴리 온도까지 수직 자화를 나타내는 재료이며, 이 퀴리 온도가 기록에 적합한 온도 범위, 즉 150∼250℃ 정도이면 된다. 상기 실시예에서는 기록층(4)으로서 DyFeCo를 채용했는데, DyFeCo는 그 수직 자기 이방성이 작은 재료이며, 이 때문에, 기록할 때에 필요한 외부 자계가 낮아도 기록을 행할 수 있다. 이는, 특히 후술하는 자계 변조 오버라이트 기록 방식에 있어서는 매우 유리한 점으로 되며, 기록용 외부 자계 발생 장치이 소형화 및 저 소비 전력화가 가능해진다.

DyFeDo 이외에는 TbFeCo, GdTbFe, NdDyFeCo, GdDyFeCo, GdTbFeCo가기록층(4)에 적합하다. 일 예를 들면, Tbx(FeYCo1-Y)1-x에 있어서, 임의의 Y에 대해, 0.10≤X≤0.30을 만족하면 된다. 더욱 구체적으르.는, 예를 들면 Tb0.18(Fe0.88Co0.12)0.82이다.

상기 광 자기 디스크의 기록층(4)의 재료를 Dy0.23(Fe0.78Co0.22)0.77에서 Tb0.18(Fe0.88Co0.12)0.82로 대체하여 상기와 동일한 동작을 확인한 바, 거의 동일한 결과가 얻어진다.

TblTeCo는 그 수직 자기 이방성 Ku가 약 3∼4 × 106 erg/cc로 큰 재료이며, 고온에서의 커 히스테리시스 루프의 각형이 흐트러지지 않으며, 재생 신호 품질이 매우 높은 광 자기 기록 매체를 공급할 수 있다.

참고로, 상기 TbFeCo를 기록층(4)으로서 이용한 광 자기 디스크에서 얻어진 커 히스테리시스 루프를 제38(a)도에 도시하고, 수직 자기 이방성(Ku)가 약 1×106 erg/cc인 DyFeCo를 기록층(4)으로 이용한 광 자기 디스크에서 얻어진 커 히스테리시스 루프를 제38(b)도에 도시한다. 또한, 커 히스테리시스 루프는 180℃ 이하에서, 광 자기 디스크의 기판(1)에 대해 기록층(4) 측에서 측정된다.

DyFeCo에서는 각형이 악화되어 있는 것에 대해, TbFeCo의 각형은 수직 자기 이방성(ku)가 큰 것을 도시하고 있다. 이러한 이유로 인해, 기록 비트는 깨끗한 에지 형상으로 되어, 재생 신호 품질이 향상된다.

또, 상기의 기록층(4)의 재료에 Cr, V, Nb, Mn, Be, Ni 중 최소한 1종류의 원소를 첨가하면, 보다 장기적인 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또, 기록층(4)의 막 두께는 독출층(3)의 재료, 조성 및 막 두께와의 균형으로 결정되는 것이지만, 20㎚정도 이상에서 100㎚ 이하가 적당하다.

투명 유전체층(2)의 AlN인 막 두께는 80㎚에 한정되는 것은 아니다.

투명 유전체층(2)의 막 두께는 광 자기 디스크를 재생할 때, 독출층(3)에서의 극 커 회전각을 광의 간섭 효과를 이용하여 증대시키는, 이른바 커 효과의 향상을 고려하여 결정된다. 재생시의 신호 품질(C/ N)을 가능한 크게 하는 것은 극 커 회전각을 크게 할 필요가 있고, 이러한 이유로 인해 투명 유전체 층(2)의 막의 두께는 극 커 회전각이 가장 크게 되도록 설정된다.

이 막의 두께는 재생 광의 파장 및 투명 유전체 층(2)의 굴절율에 의해 변화된다. 본 실시예의 경우는 780㎚의 재생 광 파장에 대해 굴절율 2.0의 AlN을 사용하고 있기 때문에, 투명 유전체층(2)의 AlN의 막 두께를 30∼120㎚ 정도로 하면, 커 효과가 향상된다. 또한, 바람직하게는 투명 유전체층(2)의 AlN의 막 두께는 70∼100㎚이고, 이 범위이면 극 커 회전각이 거의 최대가 된다.

상기의 설명은 파장이 780㎚의 재생광에 대한 것이나, 예를 들면 파장이 절반인 400㎚의 재생광에 대해서는 투명 유전체층(2)의 막 두께도 거의 절반으로 하면 양호하다.

또한, 투명 유전체층(2)의 재료의 차이 또는 제법에 의해 투명 유전체층(20)의 굴절율이 변한 경우는 굴절율과 막 두께를 곱한 값(광로 길이)이 동일하게 되도록 투명 유전체층(2)의 막 두께를 설정하면 좋다.

즉, 본 실시예에 있어서는 투명 유전체층(2)의 AlN 굴절율(2)과 막 두께 80㎚를 곱한 160㎚가 투명 유전체층(2)의 광로 길이가 되지만, ㅇl AlN 굴절율이 2에서 2.5로 변화한 경우는 160㎚/2.5=64㎚ 정도로 막 두께를 설정하면 양호하게 된다.

상기의 설명에서 알 수 있듯이, 투명 유전체층(2)의 굴절율은 클수록, 그 막 두께는 적어도 된다. 또, 굴절율이 클수록, 극 커 회전각의 향상 효과도 커진다.

AlN은 스퍼터시의 스퍼터 가스인 Ar과 N2의 비율, 가스 압력 등을 변화시킴으로써, 이 굴절율은 번하지만, 대개 1.8∼2.1 정도로 비교적 굴절율이 큰 재료이며, 투명 유전체층(2)의 재료로서 양호하다.

또, 투명 유전체층(2)는 상기의 커 효과 향상뿐 아니라, 보호층(5)와 함께 독출층(3)과 기록층(4)의 희토류 천이 금속 합금 자성층의 산화를 방지하는 역할을 한다.

희토류 천이 금속으로 이루어진 자성막은 매우 산화되기 쉬우며, 특히 희토류가 산화되기 쉽다. 이러한 이유로 인해 외부로부터의 산소, 수분 침입을 극력 방지하지 않으면, 산화에 의해 그 특성이 현저하게 열화되어 버린다.

이러한 이유로 인해, 본 실시예에 있어서는 독출층(3)과 기록층(4)의 양측을 AlN으로 끼워 넣는 형태의 구성을 취하고 있다. AlN은 그 성분에 산소를 함유하지 않은 질화막이며, 매우 내습성이 우수한 재료이다.

또한, AIN운 굴절율이 2전후로 비교적 크고, 또한 투명하며, 산소를 그 성분에 함유하지 않으므로, 장기적 안정성이 우수한 광 자기 디스크를 제공할 수 있다. 부가하여, A1 타겟을 이용하여, N2 가스 또는 Ar과 N2 혼합 가스를 도입하여 반응성 DC(직류 전류) 스퍼터링을 행할 수 있으며, RF(고주파) 스퍼터에 비하여 성막 속도가 빠른 것으로도 유리하다.

AlN 이외의 투명 유전체층(2)으로서는 비교적 굴절율이 큰 SiN, AlSiN, AlTaN, SiAlON, TiN, TiON, BN, ZnS, TiO2, BaTiO3, SrTiO3 등이 양호하다. 이중 특히, SiN, AlSiN, AlTiN, TiN, BN, ZnS는, 그 성분에 산소를 함유하지 않고, 내습성이 우수한 광 자기 디스크를 제공할 수 있다.

SiN, AlSiN, AlTaN, SiAlON, TiN, TiON, BN, ZnS, TiO2, BaTiO3, SrTiO3은 스퍼터링에 의해 형성된다. AlSiN, AlTaN, TiN, TiO2는 반응성 DC 스퍼터링을 행할 수 있으며, RF(고주파) 스퍼터에 비하여 성막 속도가 빠른 것으로도 유리하다. 또한, SiN, AlSiN, AlTaN, BN, SiAlON의 굴절율은 1.8∼2.1이고, TiN의 굴절율은 2∼2,4이며, ZnS, TiON의 굴절율은 2∼2.5이고, TiO2, BaTiO3, SrTiO3의 굴절율은 2.2∼2.8이며, 이들 굴절율은 스퍼터링 조건에 의해 변한다.

SiN 및 AlSiN은 열 전도율이 비교적 작기 때문에, 고 기록 감도 광 자기 디스크에 적합하다. AlTaN, TiN은 각각 Ta, Ti가 포함되어 있기 때문에, 내식성(공식성)이 우수한 광 자기 디스크가 얻어진다. BN은 매우 딱딱하여, 마모에 강하므로, 흠집 발생을 방지하여 장기 안정성이 우수한 광 자기 디스크가 얻어진다. ZnS, SiAlON, TiON은 타겟이 저가이다. TiO2, BaTiO3, SrTiO3은 굴절율이 매우 크므로, 재생 신호 품질이 우수한 광 자기 디스크가 얻어진다.

상기의 광 자기 디스크의 투명 유전체층(3)의 재료를 AlN에서 SiN으로 대체하여 상기와 동일한 동작 확인을 행한 바, 거의 동일한 결과가 얻어졌다.

보호층(5)의 AlN 막의 두께는, 본 실시예에서는 20㎚로 했으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 보호층(5)의 막 두께 범위로는 1∼200㎚이 양호하다.

본 실시예에 있어서는 독출층(3)과 기록층(4)의 양 자성층을 합친 막 두께는 100㎚이고, 이 막 두께가 되면 광 픽업에서 입사된 광은 거의 자성층을 투과하지 않는다. 따라서, 보호층(5)의 막 두께는 특별히 제한되지 않고, 자성층의 산화를 장기간에 걸쳐 방지하기에 필요한 막 두께이면 된다. 산화 방지 능력이 낮은 재료이면 막 두께를 두껍게, 산화 방지 능력이 높으면 얇게 하면 좋다.

보호층(5)은 투명 유도체층(2)와 함께 그 열 전도율이 광 자기 디스크의 기록감도 특성에 영향을 미친다. 기록 감도 특성이란 기록 혹은 소거에 필요한 레이저 파워가 어느 정도 필요한지를 의미한다. 광 자기 디스크에 입사된 광은 그 대부분이 투명 유도체층(2)을 통과하여 흡수막인 독출층(3) 및 기록층(4)에 흡수되어 열로 변한다. 이때, 독출층(3) 및 기록층(4)의 열이 투명 유전체층(2) 및 보호층(5)으로 열 전도에 의해 이동한다. 따라서, 투명 유전체층(2) 및 보호층(5)의 열 전도율 및 열 용량(비열)이 기록 감도에 영향을 미친다.

이것은, 광 자기 디스크의 기록 감도를 보호층(5)의 막 두께로 어느 정도 제어할 수 있음을 의미하고, 예를 들면 기록 감도를 상승시키는(저 레이저 파워로 기록 소거를 행함) 목적이면 보호층(5)의 막 두께를 얇게 하면 좋다. 통상은 레이저 수명을 연장하기 위해, 기록 감도는 어느 정도 높은 쪽이 유리하고, 보호층(5)의 막 두께는 얇은 쪽이 좋다.

AIN은 이 의미로도 양호하며, 내습성이 우수하기 때문에, 보호층(5)으로 이용할 경우, 막 두께를 얇게 할 수 있고 기록 감도의 높은 광 자기 디스크를 제공할 수 있다.

본 실시예에서는 보호층(5)을 투명 유도체층(2)와 같은 AIN으로 하여, 내습성이 우수한 광 자기 디스크를 제공할 수 있고, 또한 보호층(5)과 투명 유전체층(2)를 동일한 재료로 형성하여, 생산성도 향상시킬 수 있다. AlN은 상술한 바와 같이 내습성이 매우 우수한 재료이므로, 비교적 얇은 막 두께인 20㎚로 설정할 수 있다. 생산성을 고려해도 얇은 쪽이 유리하다.

또, 보호층(5)의 재료로서는 AlN 이외에, 상술한 목적 및 효과를 고려한다면, 전술한 투명 유전체층(2)의 재료로서 사용되는, SiN, AlSiN, AlTaN, SiAlON, TiN, TiON, BN, ZnS, TiO2, BaTiO3, SrTiO3이 양호하다.

또, 투명 유전체층(2)과 같은 재료를 사용하면 생산성의 점에서도 유리하다. 이중에 특히, SiN, AlSiN, AlTaN, TiN, BN, ZnS는 그 성분에 산소를 함유하지 않아, 내습성이 우수한 광 자기 디스크를 제공할 수 있다.

기판(1)의 재료로서는 상기 유리 이외에 화학 강화 유리, 이들 유리 기판 상에 자외선 경화형 수지층을 형성한 이른바 2P층 부착 유리 기판, 폴리카르보네이트(PC), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 아모르퍼 스폴리 올레 핀(APO), 폴리스티렌(PS), 폴리염화비닐(PVC), 에폭시 등을 사용할 수 있다.

기판(1)에 화학 강화된 유리를 채용한 경우, 기계 특성(광 자기 디스크 경우,면 진동, 편심, 휘어짐, 경사 등)이 우수하고, 경도가 강하여 모래나 먼지에 의해 손상되지 않고 화학적으로 안정되기 때문에 각종 용제에 용해되지 않고, 플라스틱에 비해 대전되기 어려우므로 먼지나 티끌이 부착하기 어렵고, 화학적으로 강화되고 있으므로 깨지기 어렵고, 내습성, 내산화성, 내열성이 우수하여, 광 자기 기록 매체의장기 신뢰성이 향상되며, 광학 특성이 우수하여 높은 신호 품질이 얻어지는 등을 이점으로 들 수 있다.

또한, 기판(1)으로서 상기의 유리, 화학 강화 유리를 사용한 경우에 광 빔 안 내용 가이드 트랙, 및 어드레스 신호 등의 정보를 얻기 위해 미리 기판에 형성되는 프리피트로 불리는 凹凸 신호를 기판 상에 형성하는 방법으로서는 이들 유리 기판 표면을 반응성 드라이 에칭함으로써 형성된다. 또, 2P층이로 불리는 자외선 경화형 수지를 조사하여 수지를 경화시킨 다음, 스탬퍼를 떼어 수지층 위에 상기 가이드 트랙, 프리 피트 등을 형성하는 방법이 있다.

기판(1)에 PC를 채용한 경우, 사출 성형이 가능하기 때문에 동일한 기판(1)을 대량으로 저가에 공급할 수 있고, 그 밖의 플라스틱에 비해 흡수율이 낮기 때문에 광 자기 기록 매체의 장기 신뢰성이 향상되며, 내열성, 내충격성이 우수한 것 등이 이점으로서 열거된다. 또한, 이 재료도 포함하여 후술하는 사출 성형이 가능한 재료에 관해서는, 가이드 트랙, 프리 피트 등은 사출 성형시에 스탬퍼를 성형 금형 표면에 부착해 두면, 성형과 동시에 기판(1)의 표면에 형성된다.

기판(1)에 PMMA를 채용한 경우, 사출 성형이 가능하기 때문에 동일한 기판(1)을 대량으로 저가에 공급할 수 있으며, 그밖의 플라스틱에 비해 볼굴절이 작기 때문에 광학 특성이 우수하여 높은 신호 품질이 얻어지고 내구성에 우수한 것 등을 이점으로 들 수 있다.

기판(1)에 APO를 채용한 경우, 사출 성형이 가능하기 때문에, 동일한 기판(1)을 대량으로 저가에 공급할 수 있으며, 다른 플라스틱에 비해 흡수율이 낮기 때문에 광 자기 기록 매체의 장기 신뢰성이 향상되며, 복굴절이 작기 때문에 광학 특성이 우수하여 높은 신호 품질이 얻어지고, 내열성 및 내충격성이 우수한 것 등을 이점으로 들 수 있다.

기판(1)에 PS를 채용한 경우, 사출 성형이 가능하기 때문에, 동일한 기판(1)을 대량으로 저가로 공급할 수 있고 다른 플라스틱에 비해 흡수율이 낮기 때문에 광 자기 기록 매체의 장기 신뢰성이 향상되는 점을 이점으로 들 수 있다.

기판(1)에 PVC를 채용한 경우, 사출 성형이 가능하기 때문에, 동일한 기판(1)을 대량으로 저가로 공급할 수 있으며, 다른 플라스틱에 비해 흡수율이 낮기 때문에 광 자기 기록 매체의 장기 신뢰성이 향상되고, 난연성(難燃性) 등을 이점으로 들 수 있다.

기판(1)에 에폭시를 채용한 경우, 다른 플라스틱에 비해 흡수율이 낮기 때문에 광 자기 기록 매체의 장기 신뢰성이 향상되며, 열 경화성 수지이기 때문에, 내열성이 매우 우수하다는 것을 이점으로 들 수 있다.

이상과 같이 기판(1)로서 각종 재료를 사용할 수 있으나, 그들 재료를 광 자기 디스크의 기판(1)로서 사용하는 경우, 다음과 같은 광학 특성 및 기계 특성을 만족하고 있는 것이 바람직하다.

굴절율: 1.44 ∼ 1.62

복굴절: 100㎚ ㅇl하(평행광으로 측정된 왕복 복굴절)

투과율: 90 % 이상

두께 변동: 土0.l㎜

경사(tilt): 10 mrad 이하

면 진동 가속도: 10 m/s2 이하

지름 방향 가속도: 3 m/s2 이하

기록층(4)에 레이저 광을 집광하기 위한 광 픽업은 기판(1)의 굴절율에 맞추어 설계되기 때문에, 기판(1)의 굴절율의 변동이 커지면 레이저 광을 충분히 집광할 수 없게 된다. 레이저 광의 집광 상태가 변화되어 가면 기록 매체[즉, 독출층(3)과 기록층(4)]의 온도 분포가 변화되어, 기록 재생에 영향을 미친다. 본 발명에 있어서 재생시의 기록 매체인 온도 분포가 특히 중요해지기 때문에, 사용하는 기판(1)의 굴절율을 1.44∼1.62 범위 내로 억제하는 것이 바람직하다.

또, 기판(1)을 통과하여 레이저 광을 입사시키기 때문에, 기판(1)에 복굴절이 존재하면, 레이저 광이 기판(1)을 통과할 때, 그 편광 상태가 변해 버린다. 본 발명은 독출층(3)의 자화 상태의 변화를 커 효과를 이용하여 편광 상태의 변화로서 재생하기 때문에, 기판(1)을 통과할 때에 편광 상태가 변해버리면 재생할 수 없게 되어 버린다. 이러한 이유로 인해, 평행광으로 측정했을 때의 기판(1)의 왕복 복굴절은 100㎚ 이하인 것이 바람직하다.

또, 기판(1)의 투과율이 낮아지면, 예를 들면 기록시에, 광 픽업으로부터의 광 빔이 기판(1)을 통과할 때, 그 광량이 감소되어 버린다. 이러한 이유로 인해 기록에 필요한 광량을 기록 매체에서 얻고자 하면, 보다 고 출력의 레이저 광원이 필요하게 된다. 특히 본 발명에서는 기록 매체가 기록층(4)과 독출층(3)의 2층으로 이루어져 있고, 종래의 단층[독출층(3)이 없는] 기록 매체에 비해, 기록 매체를 승온시키기 위해서는 더욱 많은 광량을 필요로 하기 때문에, 기판(1)의 투과율은 90 % 이상인 것이 바람직하다.

또, 기록 매체에 레이저 광을 집광하기 위한 광 픽업은 기판(1)의 두께에 맞추어 설계되기 때문에, 기판(1)의 두께 변동이 커지면 레이저 광을 충분히 집광할수 없게 된다. 레이저 광의 집광 상태가 변화되면 기록 매체의 온도 분포가 변화하게 되어 기록 재생에 악 영향을 미친다. 본 발명에서는 재생시의 기록 매체의 온도 분포가 특히 중요해지기 때문에, 사용하는 기판(1)의 두께 변동을 ±0.l㎜ 범위 내로 억제하는 것이 바람직하다.

또, 기판(1)이 경사져 있으면 광 픽업으로부터의 레이저 광은 경사진 기록 매체 면에 집광되게 되고, 경사에 따라서 집광 싱태가 변화하게 되며, 기판(1)의 두께가 변동했을 경우와 마찬가지로 기록 재생에 악 영향을 미친다. 이러한 이유로 인해, 본 발명에 있어서는 기판(1)의 경사를 10mrad 이하, 더욱 바람직하게는 5mrad 이하로 하는 것이 바람직하다.

또, 기판(1)이 광 픽업에 대하여 상하로 이동한 경우, 광 픽업은 그 상하 동작을 보상하여 기록 매체 면에 레이저 광을 집광하도록 동작하지만, 상하 동작이 너무 커지면 광 픽업의 보사 동작이 불완전한 것으로 되어, 기록 매체 면에서의 레이저 광의 집광 상태가 불완전하게 된다. 레이저 광의 집광 상태가 불완전하게 되면 기록 매체의 온도 분포가 변화되고, 기록 재생에 악 영향을 미친다. 본 발명에 있어서는 재생시의 기록 매체의 온도 분포가 특히 중요해지기 때문에, 사용하는 기판의 회전시 상하 동작에 관해서는 그 면 진동 가속도를 10 m/s2 이하로 억제하는 것이 바람직하다.

또, 기판(1)에는 미리 1.0∼1.6㎛ 피치로 광 빔 안내용의 가이드 트랙이 설치 되어 있으나, 가이드 트랙에 편심이 존재하면 회전시에 가이드 트랙은 광 픽업에 대해 반지름 방향으로 이동하게 된다. 이때, 광 픽업은 그 반지름 방향의 이동을 보상하여 가이드 트랙과 일정한 관계를 유지하기 위해 레이저 광을 집광시키지만, 가이드 트랙의 반지름 방향으로의 이동이 너무 커지면 광 픽업의 보상 동작이 불완전하게 되어, 가이드 트랙과 일정한 관계를 유지한 상태에서 레이저 광을 집광시킬 수 없게 된다. 본 발명에 있어서는 재생시의 기록 매체의 온도 분포가 특히 중요해지기 때문에, 사용하는 기판의 회전시의 반지름 방향으로의 이동에 관해서는 그 지름 방향 가속도를 3 m/s2 이하로 억제하는 것이 바람직하다.

집광된 레이저 광을 광 자기 디스크의 소정 위치로 안내하는 방법으로서, 스파이럴상, 또는 동심원 상의 가이드 트랙을 이용한 연속 서보 방식과 스파이럴상 또는 동심원 상의 피트 열을 이용한 샘플 서보 방식을 생각할 수 있다.

연속 서보 방식인 경우, 제16도에 도시한 바와 같이, 1.2∼1.6㎛ 피치로 0.2∼0.6㎛ 폭의 그루브가 λ/ (8n) 정도의 깊이로 형성되고, 랜드 부분에서 정보의 기록 재생이 행해지는 것이 일반적이다. 이는 랜드 사양의 광 자기 디스크라 칭한다. 여기에서,λ는 레이저 빔의 파장이고, n은 사용되는 기판의 굴절율이다.

이와 같은 일반적인 방식에 본 발명을 적용하는 것은 층분히 가능하다. 본 발명에 있어서는 인접 트랙의 기록 비트에 의한 크르스토크가 대폭적으로 저감됨으로써, 예를 들면 랜드 사양의 광 자기 디스크에 있어서는 0.5∼1.2㎛ 피치로,0.1∼0.4㎛ 폭의 그루브를 형성한 경우에도 인접 기록 비트르부터의 크로스토크에 영향받지 않고 기록 재생을 행하는 것이 가능해지며, 기록 밀도는 대폭적으로 향상된다.

또한, 제17도에 도시한 바와 같이, 0.8∼1.6㎛ 피치로 동일 폭의 그루브와 랜드를 형성하여 그루브 부분과 랜드 부분 양쪽에서 기록 재생을 행한 경우에 있어서도 인접 트랙의 기록 비트에서의 크로스토크에 영향받지 않고, 그루브 부분과 랜드 부분 양쪽에서 기록 재생을 행할 수 있으며, 기록 밀도는 대폭적으로 향상된다.

한편, 샘플 서보 방식인 경우는 제18도에 도시한 바와 같이, 1.2∼1.6㎛ 피치로워블 피트가 [λ/(4n)] 정도의 깊이로 형성되며, 레이저 빔이 항상 워블 피트의 중심을 주사하도록 정보의 기록 재생이 행해지는 것이 일반적이다.

이와 같은 일반적인 방식에, 본 발명을 적용하는 것은 충분히 가능하다. 본발명에 있어서는 인접하는 기록 비트에서의 크로스토크가 대폭적으로 저감됨으로써0.5∼1.2㎛ 피치로, 워블 피트를 형성한 경우에도 인접하는 기록 비트로부터의 크로스토크에 영향받지 않고, 기록 재생을 행하는 것이 가능해지며, 기록 밀도는 대폭적으로 향상된다.

또한, 제19도에 도시한 바와 같이, 0.8∼1.6 ㎛피치로 워블 피트를 형성하여, 워블 피트가 역극성으로 존재하는 위치에 정보를 기록 재생한 경우에 인접 기록 비트에서의 크로스 토크에 영향받지 않고, 기록 재생을 행하는 것이 가능하게 되어, 기록 밀도는 대폭적으로 향상된다.

또, 제20도에 도시한 바와 같이, 연속 서보 방식에 있어서, 그루브를 워블링시킴으로써 광 자기 디스크의 위치 정보를 얻는 경우는 워블링 상태가 역 위상이 된 부분에서 인접 그루브에 존재하는 기록 비트에서의 크로스토크가 커지는 문제가 존재했으나, 본 발명을 적용함으로써 워블링 상태가 역 위상이 된 부분에서도 인접 그루브에 존재하는 기록 비트에서의 크로스토크가 발생하지 않아, 양호한 기록을 재생 할 수 있게 된다.

본 실시예의 광 자기 디스크는 또한 후술하는 바와 같이 여러가지의 기록 재생용 광 픽업에도 매우 적합하다.

예를 들면, 복수의 광 빔을 사용한 멀티 빔 방식의 광 픽업을 채용하는 경우, 제21도에 도시한 바와 같이, 복수의 광 빔 양단의 광 빔이 가이드 트랙 위를 주사하도록 위치 결정하고, 그 사이에 위치하는 복수의 광 빔으로 기록 재생하는 방법이 일반적이지만, 본 발명의 광 자기 헤드 디스크를 사용함으로써, 광 빔의 간격을 좁혀도 인접 기록 비트에서의 크로스토크의 영향을 받지 않고 재생할 수 있게 되어, 가이드 트랙의 피치를 짧게 할 수 있거나, 한쌍의 가이드 트랙 사이에 더 많은 레이저 빔으로 기록 재생할 수 있으며, 기록 밀도는 대폭적으로 향상된다.

이상의 설명에서는 사용하는 광 픽업의 대물 렌즈의 개구 수(N.A.)가 일반적인 값인 0.4∼0.6을 갖고, 또 레이저 광의 파장이 67㎚∼840㎚이며, 가이드 트랙의 피치 등에 관해서 의논하였으나, NA를 더욱 크게 0.6~0.95로 하여 레이저 광을 더욱 작게 조절하여 본 발명의 광 자기 디스크를 적용함으로써, 가이드 트랙의 피치 및 폭을 더욱 좁힐 수 있으며, 또한 고밀도한 기록 재생이 가능해진다.

또, 파장 480㎚의 아르곤 레이저 광이나 SHG 소자를 이용한 335㎚∼600㎚ 파장의 레이저 광을 사용함으로써, 레이저 광을 더욱 작게 조절하여 본 발명을 적용함으로써 가이드 트랙의 피치 및 폭을 더욱 좁힐 수 있고 더욱 고밀도인 기록 재생이 가능해진다.

a/w에 관해서는 0.3∼1.0의 것을 사용할 수 있다. 여기에서, a는 렌즈의 광학적 유효 직경이고, w는 렌즈에 들어오는 광속의 직경으로 가우스 분포되어 있는 경우는 중심 강도의 l/e2의 강도가 되는 반지름이다.

다음에, 본 실시예의 광 자기 디스크에 적용할 때의 디스크 포맷에 관해서 기술한다.

일반적으로, 광 자기 디스크에 있어서는 다른 메이커 사이, 또는 상이한 광 자기 디스크 사이의 호환성을 유지하기 위해 각각의 반지름 위치에서의 기록, 소거 파워를 어떤 값 또는, 듀티로 설정하는지를, 내외주 일부에 [λ /(4n)] 정도 깊이의 프리 피트 열에서 미리 기록되어 있다. 또, 독취된 이들 값을 기본으로 실제로 기록 재생을 행하는 테스트 영역이 내외주에 설치되어 있다(예를 들면, IS10089 규격을 참조).

한편, 재생 파워에 관해서도 특정한 재생 파워로 하기 위한 정보가 내외주 일부에 프리 피트 열로 미리 기록되어 있다.

본 발명의 광 자기 디스크에 있어서는 재생시의 기록 매체의 온도 분포가 재생 특성에 많은 영향을 미치기 때문에 재생 파워의 설정 방법이 매우 중요하다.

재생 파워의 설정 방법으로서, 예를 들면 재생 파워에 관해서도 기록 파워와 동일하게 내외주에 재생 파워를 설정하기 위한 테스트 영역을 설치하고, 테스트 영역에서 얻어진 재생 파워로부터 각각의 반지름 위치에서의 재생 파워를 최적화하기 위한 정보를 내외주 일부에 피트 열로 미리 기억해 두는 쪽이 바람직하다.

특히, 광 자기 디스크의 회전 수가 항상 일정한 CAV 방식을 이용하는 광 자기 디스크 · 드라이브에 있어서는 반지름 위치에 따라 광 자기 디스크의 선속이 변하기 때문에, 반지름 위치에 따라 재생 레이저 파위를 변화시킨 쪽이 보다 바람직하다. 따라서, 가능한 한 많은 반지름 방향 영역으로 구획한 정보를 프리 피트 열로서 기록해 두는 쪽이 좋다.

또, 마찬가지로 각 반지름 위치에서 보다 최적인 재생 레이저 파워를 설정하는 방법으로서, 기록 영역을 반지름 위치에 의해 복수의 존으로 나누어, 존과 존의 경계 부분에 각각의 존마다 기록 파워 및 재생 파워를 테스트 영역에서 최적화함으로써, 재생시의 기록 매체의 온도 분포를 보다 정확하게 제어할 수 있으며, 양호한 기록 재생이 가능해진다.

다음으로, 본 실시예의 광 자기 디스크는 후술하는 바와 같이 여러가지 기록 방식에 적응하는 점에 관해서 설명한다.

먼저, 오버라이트가 가능하지 않은 제1세대의 광 자기 디스크의 기록 방법에 관해서 설명한다.

제1세대의 광 자기 디스크는 IS10089 규격(ISO의 5.25 기록형 광 디스크에 관해서 정한 규격)에 준하여 이미 많이 시판되고 있고, 오버라이트가 가능하지 않기 때문에 이미 정보가 기록되어 있는 곳에 새로이 정보를 기록하는 경우에는 일단 그 부분을 소거하고, 다음에 기록을 행하는 동작이 필요하게 된다. 이러한 이유로 인해, 최저2회의 광 자기 디스크의 회전이 필요하게 되어, 데이타 전송 속도가 지연된다는 결함이 있다.

그러나, 자성 막에 요구되는 성능은 후술하는 오버라이트 가능한 광 자기 디스크에 비하여 그 만큼 높지 않다는 이점은 있다.

오버라이트가 가능하지 않은 결점을 없애기 위해 예를 들면 복수개의 광학 헤드를 배치하여 회전 대기의 로스를 없애고, 데이타 전송 속도를 향상시키는 방법은 일부 장치에서 채용되고 있다.

예를 들면, 2개의 광학 헤드를 사용하여 선행하는 광학 헤드로 이미 기록되어 있는 정보를 소거하고, 뒤에 추종하는 광학 헤드로 새로운 정보를 기록하는 방법이다. 재생인 때는 어느 한쪽의 광학 헤드를 이용하여 재생한다.

또, 3개의 광학 헤드를 사용하여 기록하는 경우는 선행하는 광학 헤드가 이미 기록되어 있는 정보를 소거하고, 다음의 광학 헤드로 새로운 정보를 기록하며, 나머지 광학 헤드로 검증(새로운 정보를 바르게 기록하고 있는지를 확인)한다.

또, 복수의 광학 헤드를 사용하는 대신에 1개의 광학 헤드를 빔 스프리터를 사용하여 복수의 빔을 만들어 내고, 이것을 상기 복수의 광학 헤드와 동일하게 사용해도 된다.

이로 인해, 이미 기록되어 있는 정보의 소거 과정을 거치지 않고 새로운 정보를 기록하여, 제1세대의 광 자기 디스크를 사용하는, 의사 오버라이트가 실현될 수 있다.

본 실시예의 광 자기 디스크는 이미 실험 결과의 설명에서 나타난 바와 같이, 기록, 재생, 소거를 행하는 것을 확인할 수 있어, 본 기록 방식에 적용되는 광 자기 디스크로 되어 있다.

다음으로, 자계 변조 오버라이트 기록 방식에 관해서 설명한다.

자계 변조 오버라이트 기록 방식이란 광 자기 기록 매체에 일정한 파워의 레이저를 조사하면서 정보에 따라 자계 강도를 번조하여 기록하는 방법으로, 제22도에 기초하여 설명하면 다음과 같다.

제22도는 광 자기 디스크에 자계 변조 오버라이l트를 행하는 광 자기 디스크 장치의 한 예를 도시하는 모식도이고, 기록 및 재생시에 레이저 광을 조사하는 레이저 광원(도시되지 않음) 및 기록 및 재생시에 광 자기 디스크로부터의 반사광을 수광하는 수광 소자(도시되지 않음) 등을 내장한 광학 헤드(11)와, 광학 헤드(11)과 기계적 또는 전기적으로 연결된 부상형 자기 헤드(12)를 구비하고 있다.

부상형 자기 헤드(12)는 부상 슬라이더(12a)와 MnZn 페라이트 등으로 이루어진 코어에 코일이 감겨진 자기 헤드(12b)로 구성되며, 부상형 자기 헤드(12)는 서스펜션(13)에 의해 광 자기 디스크(14)로 압압되고, 광 자기 디스크(14)의 회전시에 수㎛ ∼수십㎛ 정도의 일정 간격으로 부상하고 있다.

이 상태에서 부상형 자기 헤드(12) 및 광학 헤드11)을 광 자기 디스크(14)의 기록 영역 내의 소정의 반지름 위치로 이동시키고, 광학 헤드(11)에서 광 자기 디스크(14)의 기록층에 2∼10㎽ 정도의 레이저 광을 집광하여 조사하고, 기록층(4)를 퀴리 온도(또는, 보자력(保磁力)이 거의 O이 되는 온도) 근방까지 승온시킨 다음, 기록할 정보에 따라 상향과 하향으로 반전하는 자계를 자기 헤드(12b)에 의해 인가시킨다. 이로 인해, 이미 기록되어 있는 정보의 소거 과정을 거치지 않고, 오버라이트 기록 방식으로 정보를 기록할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 자계 변조 오버라이트시에 레이저 파워를 일정하게 했으나, 자계의 극성이 전환될 때에 레이저 파워가 기록하지 않은 파워까지 내려가, 기록이 행해지지 않도록 하면, 기록되는 기록 비트 형상이 보다 깨끗하게 되어, 재생 신호 품질이 향상된다.

자계 변조 오버라이트에 있어서는, 고속 기록을 행하고자 하는 경우에는 고속으로 자계를 변조할 필요가 있으나, 자기 헤드(12b)의 소비 전력, 크기의 점에서 제약이 있고, 너무 큰 자계를 발생시키는 것은 곤란하다. 따라서, 광 자기 디스크(14)에는 비교적 작은 자계에서 기록할 수 있는 것이 요구된다.

본 실시예의 광 자기 디스크에 있어서는 기록층(4)의 퀴리 온도를 150∼250℃로 비교적 낮게 압압하여 기록하기 쉽게 함과 동시에, 수직 자기 이방성이 작은 재료인 DyFeCo를 채용하여, 기록시의 자계를 더욱 낮게 압압할 수 있고, 자계 변조 오버라이트 방식에 매우 적합한 구성으로 되어 있다.

다음에, 광 변조 오버라이트 기록 방식에 관해서 설명한다.

광 변조 오버라이트 기록 방식이란 자계 변조 오버라이트 기록 방식과는 전혀 반대이고, 광 자기 기록 매체에 일정한 자계 강도를 인가하여, 정보에 따라 레이저 파워를 변조하여 기록하는 방법이다. 이에 관해, 제3도 내지 제27도에 기초하여 설명하면 다음과 같다.

제24도는 후술하는 광 변조 오버라이트 기록 방식에 적합한 독출층(3) 및 기록층(4)의 막 면에 수직 방향의 보자력의 온도 의존성 및 기록 자장(Hw)를 도시하고 있다.

기록은 기록 저장(Hw)를 인가하면서 고저, 2레벨로 강도 변조된 레이저 광을 조사함으로써 행한다. 즉, 제25도에 도시한 바와 같이, 고 레벨(I)의 레이저 광이 조사되면 독출층(3) 및 기록층(4)와 함께 퀴리점(Tc1, Tc2) 부근 또는 그 이상이 되는 온도(TH)까지 승온되고, 저 레벨(II)의 레이저 광이 조사되면 기록층(4)만이 퀴리점(Tc2) 이상이 되는 온도(TL)까지 승온하도록 설정되어 있다.

따라서, 저 레벨(II)의 레이저 광이 조사되면, 독출층(3)의 보자력(Hl)은 충분히 작기 때문에, 자화는 기록 자장(Hw) 방향에 따르고, 또한 냉각 과정에서 기록층(4)에 전사된다. 즉, 제23도에 도시한 바와 같이, 자화는 상향이 된다.

다음에, 고 레벨(I)의 레이저 광이 조사되면, 보상 온도를 초과하기 때문에 독출층(3)의 자화 방향은 기록 자장(Hw)에 의해 저 레벨(II)의 레이저 광의 경우와는 반대 방향, 즉, 하향이 된다. 냉각 과정에서는 저 레벨(II)의 레이저 광과 동일한 온도까지 내려가지만, 독출층(3)과 기록층(4)의 냉각 과정이 상이하기(기록층(4) 쪽이 빠르게 냉각됨) 때문에, 우선 기록층(4)만 저 레벨(II)의 레이저 광이 조사된 온도(TL)로 되어 독출층(3)의 자화 방향이 기록층(4)에 전사되어, 하향이 된다. 그 후, 독출층(3)이 저 레벨(II)의 레이저 광과 동일한 온도까지 내려가고, 기록 자장(HW)방향에 따라 상향이 된다. 이때, 기록층(4)의 자화 방향은 그 보자력(H2)이 기록 자장(Hw)보다 충분히 크므로, 기록 자장(Hw) 방향에는 따르지 않는다.

재생시, 레이저 광의 강도가 제25도의 레벨(III)의 레이저 광이 조사되면, 독출층(3)의 온도는 TR(제24도)로 되고, 독출층(3)의 자화가 면내 자화에서 수직 자화로 이행하여, 기록층(4) 및 독출층(3)의 양층 모두 수직 자기 이방성을 도시한다. 이때, 기록 자장(Hw)은 인가되지 않거나, 인가되어도 기록층(4)의 보자력(H2)보다 층분히 작기 때문에 재생시에는 독출층(3)의 자화 방향은 기록층(4)와의 계면에 작용하는 교환력에 의해 기록층(4)의 방향과 일치한다.

이로 인해, 이미 기록되어 있는 정보의 소거 과정을 거치지 않고, 오버라이트 기록 방식으로 정보를 기록할 수 있다.

또한, 기록은 기록 자장(Hw)를 인가하면서, 제26도 또는 제27도에 도시한 바와같은 변조된 2타입의 레이저 광을 조사하여 행해도 된다.

즉, 타입(I)의 고 레벨인 레이저 광이 조사되면, 독출층(3) 및 기록층(4)가 동시에 퀴리점(TC1, Tc2) 부근 또는 그 이상이 되는 온도(TH)까지 승온하여 타입(II)의 저 레벨인 레이저 광이 조사하면, 기록층(4) 만이 퀴리점(Tc2) 이상이 되는 온도(TL)까지 승온하도록 설정되어 있다. 이렇게 하면, 특히 타입(I)의 고 레벨인 레이저 광이 조사될 때의 독출층(3)과 기록층(4)의 냉각 과정을 크게 상위시킬 수 있다. 즉, 기록층(4) 쪽이 빠르게 냉각된다. 이러한 이유로 인해, 보다 용이하게 중복 기입할 수 있다.

단, 타입(I)의 고 레벨이 레이저 광이 조사된 후, 잠깐 조사되는 레이저 광의 강도는 고 레벨 이하이면 된다.

이상의 기록 방식에 의하면, 광 변조 오버라이트시에 일뱐적으로는 필요로 하는 초기화용 자계를 인가할 필요가 없어지는 이점이 있다.

상기 광 자기 디스크(제1도)는 일반적으로는 한쪽면 타입으로 불린다. 이 광 자기 디스크는 투명 유전체층(2), 독출층(3), 기록층(4), 보호층(5)의 박막 부분을 일반적으로 기록 매체층으로 칭하게 되면, 제28도에 도시한 바와 같이, 기판(1), 기록 매체층(9), 오버코트층(6)의 구조가 된다.

이에 대해, 제29도에 도시한 바와 같이, 기판(1) 위에 기록 매체층(9)을 형성한것을 2개, 즉 기록 매체층(9 ·9)이 대향하도록 접착층(10)으로 접착한 광 자기 디스크는 양면 타입으로 부르고 있다.

또한, 접착층(10)의 재료는 폴리우레탄아크릴레이트계 접착제가 특히 좋다. 이 접착제는 자외선, 열 및 혐기성(嫌氣性)의 3타입의 경화 기능이 조합된 것이며, 자외선이 투과하지 않은 기록 매체층(9)의 투영 부분의 경화가 열 및 혐기성 경화 기능에 의해 경화된다는 이점을 갖고 있으며, 지극히 높은 내습성을 갖고, 장기 안정성이 매우 우수한 양면 타입의 광 자기 디스크를 제공할 수 있다.

한 쪽면 타입은 양면 타입에 비하여 광 자기 디스크의 두께가 절반으로 되기 때문에, 예를 들면 소형화가 요구되는 기록 재생 장치에 유리하다.

양면 타입은 양면 재생이 가능하기 때문에, 예를 들면 대용량을 요구하는 기록 재생 장치에 유리하다.

한쪽면 타입과 양면 타입 어느 것을 채용할 것인지는 상기와 같은 광 자기 디스크의 두께 및 용량을 고려하는 이외에, 후술하는 바와 같이, 기록 방식에도 크게 의존한다.

광 자기 디스크로의 정보 기록에는 주지하듯이 광 빔과 자계가 이용된다. 제22도에 도시한 바와 같이, 광 자기 디스크 장치에 있어서는 반도체 레이서 등의 광원에서의 광 빔을 집광 렌즈(8)에서 기판(1)을 통하여 기록 매체층(9) 상에 집광시켜서 조사하고, 이와 대치된 위치에 설치된 자석, 전자석 등의 자계 발생 장치[예를 들면, 부상형 자기 헤드(12)]에 의해 자계가 기록 매체층(9)에 인가되게 되어 있다. 기록할 때에는 광 빔 강도를 재생시보다 높게 하여, 집광된 부분의 기록 매체층(9)의 온도가 상승하여, 그 부분의 자성막 보자력이 약해진다. 이 때에 외부에서 보자력 이상의 강한 자계를 인가하면, 인가된 자계 방향으로 자성막이 고르게 자화되어 기록이 완료된다.

예를 들면, 정보에 따라 기록용 자계를 변조하는 자계 변조 오버라이트 방식 에서는 자계 발생 장치(다수는 전자석)를 극히 기록 매체층(9)에 근접시킬 필요가 있다. 이는 전자석 코일의 발열, 장치 소비 전력, 크기 등의 제한에 의해, 기록에 필요한 주파수(일반적으로는 수백 kHz∼수십 MHz)로 변조하여, 기록에 필요한 자계(일반적으로는 50 Oe∼수백 Oe 정도)를 발생시키려고 하면, 기록 매체에 0.2㎜ 이하 정도, 많은 경우는 50㎛ 정도까지 근접시킬 필요가 생긴다. 이러한 이유로 인해, 양면 타입의 광 자기 디스크에서는 기판(1)의 두께가 일반적으로 1.2㎜ 전후이며, 얇아도 0.5㎜ 정도 필요하기 때문에, 광 빔을 대치시켜서 전자석을 배치한 경우, 기록 자계 강도가 부족하게 되어, 기록을 행하지 않는다. 따라서, 기록 변조 오버라이트 방식에 적합한 기록 매체층(9)을 채용한 경우는 한쪽면 타입의 광 자기 디스크가 많이 사용된다.

이에 대해, 정보에 따라 광 빔을 변조하는 광 변조 오버라이트 방식에서는 기록용 자계가 한방향을 향한 채로, 또는 기록용 자계가 불필요하다. 그러므로, 발생 자계가 강한 예를 들면 영구 자석을 사용할 수 있고, 자계 변조 오버라이트 방식인 경우와 같이 기록 매체층(9)에 극히 근접시켜 배치하지 않아도, 기록 매체층(9)에서 수㎜ 정도 떨어지게 하여 배치할 수 있다. 따라서, 한쪽면 타입뿐 아니라, 양면 타입도 채용할 수 있다.

본 실시예의 광 자기 디스크를 한쪽면 디스크로서 사용할 경우, 구조상, 후술하는 바와 같은 변형이 가능하다.

제1변형예는 오버코트층(6) 상에 하드코트층(도시되지 않음)을 형성한 광 자기 디스크이고, 기판(1)/기록 매체층(9)/오버코트층(6)/하드코트층의 구조를 가지고 있다. 하드코트층으로서, 예를 들면 아크릴레이트계의 자외선 경화형 하드코트 수지막을, 예를 들면 폴리우레탄아크릴레이트계의 자의선 경화형 수지로 이루어진 막 두께가 6㎛의 오버코트층(6) 상에 형성된다. 하드코트층의 막 두께는, 예를 들면 3㎛ 이다.

오버코트층(6)을 형성하여, 기록 매체층(9)의 산화에 의한 특성 열화를 방지하고, 장기 신뢰성을 확보할 수 있다. 이에 부가하여, 하드코트 막을 설치하여, 예를들면 기록용의 자석이 디스크에 접촉되어 버려도, 경도가 높고, 내마모성이 우수한 하드코트 막의 작용으로 손상되지 않고, 또 손상이 발생하여도 이것이 기록 매체층(9)에까지 도달하는 것을 방지할 수 있다.

또, 당연하게도, 오버코트층(6)에 하드코트층의 기능을 부가시켜 오버 코트층(6)만으로 해도 된다.

제2변형예는 오버코트층(6) 위에 하드코트층을 형성함과 동시에, 기판(1)의 기록 매체층(9)과는 반대측 면에 하드코트층(도시되지 않음)을 형성한 광 자기 디스크이고, 하드코트층/기판(1)/기록 매체층(9)/오버코트층(6)/하드 코트층의 구조를 가지고 있다.

광 자기 디스크용의 기판(1)의 재료로서, PC를 비롯하여 플라스틱이 많이 사용되지만, 이들 재료는 유리에 비해 매우 부드러워, 손톱으로 문지른 것만으로도 손상이 생겨버린다. 이 손상은 광 빔으로 기록 재생할 때에, 심한 경우에는 서보 비상을 발생시켜, 정보의 기록 재생이 불가능하게 되는 경우도 있다.

본 실시예의 광 자기 디스크에 있어서는 광 빔의 중심 근방만을 이용하여 재생되므로 기판(1)의 표면의 손상 등의 결함이 재생에 미치는 영향이 종래의 광 자기 디스크보다 커져버린다. 이러한 이유로 인해, 하드코트층을 기판(1)의 기록 매체층(9)와는 반대측 면에 설치하여, 손상 발생이 방지될 수 있는 본 구성은 매우 유효하다.

또, 양면 타입에 있어서도 광 자기 디스크 각각의 기판(1 ·1) 표면에 하드 코트층을 설치하면, 동일한 효과가 있음이 명백하다.

제3변형예는, 상기 제1, 제2변형예의 오버코트층(6) 또는 하드 코트층 위에 또한, 대전 방지 코트층(도시되지 않음)또는 대전 방지 기능을 부가시킨 층을 형성한 광 자기 디스크이다.

기판(1)의 표면에 티끌, 먼지가 부착되면 손상과 마찬가지로 정보의 기록 재생이 불가능해지는 경우가 있다. 또, 오버코트막(6) 위에 먼지가 붙으면, 자계 변조 오버라이트 방식의 경우, 자석을 부상형 자기 헤드(12) (제22도)로서, 오버코트막(6) 위를 수㎛의 갭으로 배치할 수 있는 경우에는, 티끌, 먼지가 부상형 자기 헤드(12), 기록 매체층(9)의 손상을 발생시킨다.

본 구성과 같이, 기판(1) 측의 표면 또는 기록 매체층(9) 측 표면에 대전 방지 기능을 갖는 층이 설치된 구성을 취하면, 공기중의 티끌, 먼지 등이 기판(1)의 표면 또는 오버코트층(6) 위에 부착하는 것을 방지할 수 있다.

본 실시예의 광 자기 디스크에 있어서는 광 빔의 중심 근방만을 이용하여 재생되므로, 기판(1) 표면의 티끌, 먼지 등의 결함이 재생에 미치는 영향이 종래의 광 자기 디스크보다 많기 때문에, 본 구성은 극히 유효하다.

대전 방지층으로서는, 예를 들면 도전성 필러(pillar)를 혼입한 아크릴계 하드코트 수지를 사용할 수 있고, 그 막 두께는 약2∼3㎛가 적당하다.

또, 대전 방지층은 플라스틱의 기판(1), 유리 기판(1)을 불문하고, 표면 저항율을 낮추어 티끌, 먼지 등을 부착하기 어렵게 할 목적으로 설치된다.

또, 당연하게도 오버코트층(6) 또는 하드코트층에 대전 방지 효과를 부가시켜도 좋다.

또, 양면 타입에 있어서도, 광 자기 디스크 각각의 기판(1 ·1) 표면에 대해 본 구성을 적용할 수 있는 것이 명백하다.

제4변형예는 오버코트층(6) 상에 윤할층(도시되지 않음)을 형성한 광 자기 디스크이고, 기판(1)/기록매체층(9)/오버코트층(6)/윤활층의구조를 가지고 있다. 윤활층으로서는, 예를 들면 불소계 수지를 사용할 수 있고, 그 막 두께는 약2가 적당하다.

윤활층을 설치하여 자계 2변조 오버라이트 방식으로 부상형 자기 헤드(12)를 사용한 경우, 부상형 자기 헤드(12)와 광 자기 디스크와의 사이의 윤활성을 향상시킬 수 있다.

즉, 부상형 자기 헤드(12)는 기록 매체층(9) 위에 수㎛에서 수십㎛의 갭을 유지하면서 정보를 기록하기 위해 배치되는 것이며, 부상형 자기 헤드(12)를 기록 매체층(9)에 밀어붙이도록 작용하는 서스펜션(13)에 의한 압압과, 광 자기 디스크의 고속 회전에 의한 공기류에 의해 발생시켜 부상형 자기 헤드(12)를 기록 매체층(9)에서 떨어지도록 작용하는 부상력을 균형 맞추어, 상기 갭이 유지된다.

이와 같은 부상형 자기 헤드(12)를 사용하여 광 자기 디스크의 회전 개시시, 소정 회전수에 이르기까지의 시간 및 회전 종료시, 소정 회전수에서 정지에 이르기 까지의 사이, 부상형 자기 헤드(12)와 광 자기 디스크가 접하는 CSS(Contact-Start-Stop) 방식을 채용하는 경우에는 부상형 자기 헤드(12)와 광 자기 디스크가 흡착되면, 광 자기 디스크의 회전 개시시, 부상형 자기 헤드(12)가 파손되는일이 있다. 그러나, 본 실시예의 광 자기 디스크에 의하면, 오버코트층(6) 위에 윤활막을 설치했기 때문에, 부상형 자기 헤드(12)와 광 자기 디스크와의 사이의 윤활성이 향상되어 흡착에 의한 부상형 자기 헤드(12)의 파손을 방지할 수 있다.

당연한 것이지만, 기록 매체층(9)의 열화를 방지하고, 내습 보호 성능도 겸비한 재료이면, 오버코트층(6)과 윤활층을 따로 설치할 필요는 없다.

제5 변형예는, 기판(1)의 기록 매체층(9)와는 반대측 면에 투습 방지층(透濕防止層) (도시되지 않음)과 제2오버코트층(도시되지 않음)을 적층한 광 자기 디스크 로서, 오버코트층/투습 방지층/기판(1)/기록 매체층(9)/오버 코트층(6)의 구조를 가지고 있다.

투습 방지층에는, 예를 들면 AlN, AlSiN, SiN, AlTaN, SiO, ZnS, TiO2 등의 투명 유전체 재료를 사용할 수 있고, 그 막 두께는 5㎚ 정도가 적당하다. 제2오버코트 층은 특히 기판(1)으로서 PC 등의 흡착성이 높은 플라스틱을 기판(1)에 사용한 경우에 유효하다.

투습 방지층은 환경 습도 변화에 대한 광 자기 디스크의 휘어짐 변화를 낮게 억압하는 효과를 가지고 있다. 이에 관해서는 후술된다.

기판(1)의 광 입사측에 이 투습 방지막이 없는 경우는, 예를 들면 환경 습도가 크게 변화된 경우, 기록 매체층(9)이 없는 측, 즉 기판(1)의 입사광 측에서만 플라스틱 기판(1)에 수분이 흡습되거나 방습되거나 한다. 이 흡습, 방습에 의해 플라스틱의 기판(1)에는 국부적인 체적 변화가 발생하여, 플라스틱의 기판(1)에 휘어짐이 발생해 버린다.

이 광 자기 디스크의 휘어짐은 정보의 재생, 기록 등에 사용되는 광 빔의 광축에 대해 기판(1)이 경사진 상태로 되기 때문에, 서보가 어긋나 신호 품질을 열화 시키거나, 심한 경우에는 서보 비상이 발생되거나 한다.

또, 기판(1)에 경사가 존재하면, 광학 헤드(11) (제22도)에서의 레이저 광은 경사진 기록 매체층(9) 면에 집광되게 되고, 경사 상태에 따라서 집광상태가 변화하게 되며, 기록 재생에 악 영향을 미친다.

또한, 기판(1)이 광학 헤드(11)에 대해 상하로 이동한 경우, 광학 헤드(11)은 그 상하 이동을 보상하여 기록 매체층(9) 면에 레이저 광을 집광하기 위해 동작하지만, 상하 이동이 너무 커지면 광학 헤드(11)의 보상 동작이 불완전하게 되어, 기록 매체층(9) 면에서의 레이저 광의 집광 상태는 불안전한 것이 된다. 레이저 광의 집광 상태가 불완전한 것이 되면 기록 매체층(9)의 온도 분포가 변화하게 되어, 기록 재생에 영향을 미친다. 본 실시예에 있어서는 재생시의 기록 매체층(9)의 온도 분포가 특히 중요해지기 때문에, 최대 기판(1)의 휘어짐, 환경에 의한 휘어짐 변화를 억제시킬 필요가 있다.

본 구성의 광 자기 디스크인 경우, 투습 방지층이 있음으로써 기판(1) 표면측에서의 수분의 흡습, 방출이 없어지기 때문에, 환경 변화시의 기판(1)의 휘어짐을 대폭적으로 억제할 수 있고, 상기 설명과 같이, 본 발명의 광 자기 디스크에 특히 적합한 구성이 된다.

또한, 투습 방지층 상의 제2오버코트층은 투습 방지 층으로의 손상 발생의 방지, 기판(1) 표면의 보호 등 목적으로 설치되어 있고, 그 재료는 기록 매체층(9)위의 오버 코트층(6)과 동일해도 좋다.

또한, 본 구성에 부가되어 상술된 예를 들면, 하드코트층 또는 대전 방지층을 제2오버코트층 대신에 또는 그 상부에 설치해도 좋다.

이상의 실시예에서는 기판(1)에 피치가 1.6㎛의 그루브를 형성하였으나, 1.2㎛의 그루브로 해도 실용상 문제가 없는 기록 재생 특성이 얻어진다는 것이 확인되었다.

따라서, 예를 들면 레이저 파장이 780㎚보다 짧은 단파장 레이저를 이용하여, N.A.가 0.55보다 큰 집광 렌즈(8)를 사용하여, 재생 광 빔(7)의 스폿 지름을 작게 하면,1.2㎛ 이하의 피치(예를 들면 0.8㎛의 피치)의 그루브로 해도 실용상 문제가 없는 기록 재생이 가능하게 된다.

또한, 랜드의 폭 및 그루브 폭에는 제조상, 최소한 ±0.05㎛의 오차를 고려할 필요가 있다.

또, 랜드 폭과 그루브 폭의 비는 랜드 위에서의 C/N과 그루브 위에서의 C/N이 거의 동일하도록 설정하는 것이 바람직하다. 따라서, 그루브 깊이와의 균형으로, 그 비를 1 : 1에서 약간 어긋나게 해도 관계없다.

1개의 광 빔으로 기록 재생을 행하는 광 자기 디스크 장치에서는 트랙킹 ·서보를 랜드 위의 트랙에서 그루브 위의 트랙으로 전환하기에는 트랙킹 ·서보의 극성을 전환할 필요가 있다.

기록 방법으로서는 우선, 랜드 위의 트랙에 기록을 행하고, 모든 랜드 위의 트랙에 기록이 행해진 다음, 트랙킹 ·서보의 극성을 전환하고, 그루브 위의 트랙에 기록을 행한다. 또, 트랙을 광 자기 디스크의 반지름 방향에 논리적 영역으로 분할하고, 먼저, 어느 논리 분할 영역의 랜드 위의 트랙에 기록을 행하여, 그 논리 분할 영역의 모든 랜드 위의 트랙에 기록이 행해진 다음, 그 논리 분할 영역의 그루브 위의 트랙에 기록을 행하게 하면, 액세스 속도가 향상한다.

2개 이상의 광 빔을 사용하여, 각각의 광 빔을 랜드 위의 트랙과 그루브 위의 트랙에 트랙킹 ·서보를 행하는 광 자기 디스크 장치에서는, 트랙킹 ·서보의 극성을 전환시킬 필요는 없고, 더구나, 데이타의 고속 전송이 가능해진다. 또한, 기록할때의 열 간섭에 의해 기록 비트의 형상이 흐트러지지 않게, 복수의 광 빔을 어느 정도 분리시키는 것이 필요하다.

본 발명의 제2실시예를 제39도에 기초하여 설명하면, 아래와 같다. 또한, 설명의 편의상, 상기 제1실시예 도면에 도시한 부재와 동일한 기능을 갖는 부재에는 동일한 부호를 붙여, 그 설명을 생략한다.

본 실시예의 광 자기 디스크는 제39도에 도시한 바와 같이, 기판(1), 투명 유전체층(2), 독출층(3), 기록층(4), 방열층(20), 오버코트층(6)이 이 순으로 적층된 구성을 가지고 있다.

방열층(20)에는, 예를 들면, A1을 사용할 수 있고, 그 막 두께는, 약100㎚가 적당하다. 기판(1), 투명 유전체층(2), 독출층(3), 기록층(4), 오버코트층(6)에는, 상기 제1실시예와 동일한 재료를 사용할 수 있다.

기록층(4) 위에 방열층(20)을 설치했으므로, 기록시 기록 비트 형상을 보다 샤프하게 하는 효과가 있다. 이는 다음 이유에 의한다.

입사면 측에서 입사된 광 빔은 거의가 독출층(3) 및 기록층(4)에 흡수되어 열로 변한다. 이 때, 열은 독출층(3) 및 기록층(4)의 두께 방향으로 전도됨과 동시에, 층내 방향, 즉, 횡 방향으로도 전도된다. 이 횡 방향으로의 열 전도랴이 많고, 또한, 열 전도하는 속도가 늦으면, 예를 들면, 더욱 고속으로, 높은 기록 밀도로 기록을 행하고자 하는 경우, 다음에 기록하고자 하는 기록 비트에 대하여 열적인 악영향을 미친다. 이로 인해, 기존의 길이보다 긴 기록 비트로 되어 버리거나, 또는 가이드 트랙에 대해 횡 방향으로 확산된 기록 비트가 형성된다. 횡 방향으로 기록 비트가 확산 되어 버리면, 크로스토크 양의 증가에 이어, 양호한 기록 재생이 행해지지 않게 된다.

본 실시예에서는, 열 전도가 높은 A1으로 이루어진 방열층(20)을 기록층(4)위에 형성하고 있기 때문에, 횡 방향으로의 열 확산을 방열층(20)측, 즉, 두께 방향으로 시킬 수 있어서, 상기와 같은 옆 방향으로의 열 확산을 저감시킬 수 있다. 따라서, 보다 밀도가 높고, 보다 고속의 기록 조건하에서, 열 간섭이 없는 기록을 행할수 있다.

또, 방열층(20)을 설치하면, 아래에 설명하듯이, 광 빈조 오버라이트 기록 때에도 유리해진다.

방열층(20)이 있음으로써, 기록 과정에서, 광 빔 조사에 의해 일단 승온된 영역이 냉각될 때, 독출층(3)과 기록층(4) 각각의 층 온도 변화에, 보다 확실한 차이를 유지시킬 수 있다. 이 효과는 특히, 고 레벨의 레이저 광이 조사된 때의 독출층(3)과 기록층(4)의 냉각 과정이 크게 상이하기 때문에[기록층(4) 쪽이 빨리 냉각된다] 더욱 용이하게 중복 기입을 행할 수 있다.

방열층(20)의 재료인 A1은 독출층(3), 기록층(4)에 사용되는 희토류 천이 금속 합금막보다 그 열 전도율이 높고, 방열층(20)에 적합한 재료이다. 부수적으로, 투명 유전체층(2)에 AlN을 사용할 경우, 이 AlN은 A1 타겟을 Ar 및 N2 가스로 반응성 스퍼터함으로써 형성되므로, 동일한 A1 타겟을 Ar 가스로 스퍼터하여 방열층(20)을 용이하게 형성할 수 있다. 또, Al은 매우 싼 값인 재료이기도 하다.

방열층(20)의 재료는 A1 이외에 Au, Ag, Cu, SUS, Ta, Cr 등과 같이 독출층(3), 기록층(4)에서 열 전도율이 높은 재료이면 된다.

방열층에 Au, Ag, Cu를 채용한 경우, 내산화성, 내습성, 내공식성(耐孑飮'性)이 우수하므로 장기 신뢰성이 향상된다.

방열층에 SUS, Ta, Cr를 채용한 경우, 내산화성, 내습성, 내공식성에 극히 우수하므로 장기 신뢰성이 향상된다.

또한, 본 실시예에서는, 방열층(20)의 막 두께를 100㎚로 했으나, 두껍게 할수록 방열 효과는 높아지고, 덧붙여, 장기 신뢰성도 향상된다. 그러나, 이미 설명한 바와 같이, 광 자기 디스크의 기록 감도에도 영향을 미치므로, 재료의 열 전도율, 비열에 따른 막 두께의 설정이 필요하고, 5∼200㎚ 범위가 좋다. 특히, 10∼100㎚이 매우 적합하다. 열 전도율이 비교적 높고, 내식성이 우수한 재료이면, 막 두께는 10∼100㎚ 정도로 얇아도 되고, 제조시의 막 형성에 요하는 시간도 단축할 수 있다.

또, 기록층(4)와 방열층(20) 사이에 유전체층(도시되지 않음)을 삽입해도 관계없다. 유전체층에는, 투명 유전체층(2)과 같은 재료를 사용하면 좋고, AlN, SiN,AlSiN 등 제1실시예에서 설명한 재료를 사용할 수 있다. 특히, AlN, SiN, AlSiN, TiN, AlTaN, AnS, BN 등 성분에 산소를 함유하지 않은 질소막을 사용하면, 장기 신뢰성에 보다 우수한 광 자기 디스크를 제공할 수 있다. 유전체 층의 막 두께는 10∼100㎚ 범위가 양호하다.

본 발명의 제3실시예를 제40도에 기초하여 설명하면, 아래와 같다. 또한, 설명의 편의상, 상기 실시예의 도면에 도시한 부재와 동일한 기능을 갖는 부재에는 동일한 부호를 붙여, 그 설명을 생략한다.

본 실시예의 광 자기 디스크는 제40도에 도시한 바와 같이, 기판(1), 투명 유전체층(2), 독출층(3), 기록층(4), 투명 유전체층(21), 반사층(22), 오버코트층(6)이 이순으로 적층된 구성을 가진다.

투명 유전체층(21)에는, 예를 들면, AlN을 사용할 수 있고, 그 막 두꼐는 약30l가 적당하다. 반사층(22)에는, 예를 들면, Al을 사용할 수 있고, 그 막 두께는 약30㎚가 적당하다. 기판(1), 투명 유전체층(2), 독출층(3), 기록층(4), 오버코트층(6)에는 상기 실시예와 동일한 재료를 사용할 수 있다. 다만, 독출층(3)의 막 두께를 상기 제1실시예의 절반인 15㎚, 기록층(4)의 막 두께를 상기 제1실시예의 절반인 15㎚로 해두고, 양층 합하여 30㎚로 매우 얇은 막 두께로 하고 있다.

즉, 본 실시예의 광 자기 디스그에 있어서는 입사된 광 빔의 일부가 독출층(3) 및 기록층(4)를 투과하여, 투명 유전체층(21)을 투과하고, 반사층(22)에서 반사되도록 되어 있다.

이로 인해, 독출층(3) 표면에서 반사된 빛과, 반사층(22)에 의해 반사되어 다시 기록층(4) 및 독출층(3)을 투과한 빛이 간섭하여, 자기 광학 효과가 향상되어 극 커 회전각이 커진다. 이로 인해, 보다 고정밀도하게 정보의 재생이 행해지고, 재생 신호와 품질이 향상된다.

본 구성에 있어서는 향상 효과를 올리기 위해서는 투명 유전체층(2)의 막 두께는 70∼100㎚이 제일 적합하고, 이때, 투명 유전체층(21)의 막 두께는 15∼50㎚이 매우 적합하다.

투명 유전체층(2)의 막 두께를 70∼100㎚로 하면 좋은 이유는 제1실시예에 있어서 이미 설명한 바와 같이, 극 커 회전각의 향상 효과가 가장 높아지기 때문이다.

투명 유전체층(21)의 막 두께는 막 두께를 두껍게 하면 할수록, 극 커 회전각이 커지지만, 반사율이 작아진다. 반사율을 너무 작게 하면, 가이드 트랙에 서보를 행하기 위한 신호가 작아지고, 안정된 서보가 걸리지 않게 되어 버린다. 이로 인해, 투명 유전체층(21)의 막 두께는 15∼50㎚ 정도가 적합하다.

또, 투명 유전체층(2)의 굴절율보다 투명 유전체층(21)의 굴절율을 크게 하면, 보다 향상 효과를 높일 수 있다.

또, 독출층(3) 및 기록층(4)는 모두 희토류 천이 금속 합금으로 이루어진 광 흡수율이 높은 층이므로, 이들을 합친 막 두께가 50㎚ 이상이 되면 거의 빛이 투과 하지 않아, 향상 효과를 성취할 수 없게 된다. 따라서, 이들 2층을 합친 막 두께는 10∼50㎚이 매우 적합하다.

또, 반사층(22)의 막 두께는 너무 얇으면 반사층(22)을 빚이 투과해 버려, 향상 효과가 저하되므로, 최저로 20㎚ 정도는 필요하다. 또, 너무 두꺼우면 기록, 재생 등에 필요한 레이저 파워가 높아져서, 광 자기 디스크의 기록 감도를 저하시켜 버리므로, 100㎚ 이하 정도가 바람직하다. 따라서, 반사층(22)에 양호한 막 두께는 20~100㎚의 범위이다.

반사층(22)의 재료로서, A1을 채용한 이유르는 반도체 레이저의 파장 범위로 반사율이 약 80 %로 크며, 스퍼터링에 의한 형성일 때에, 투명 유전체층(2)의 AlN과 공통의 Al타겟을 사용하는 것이 가능한 것을 들 수 있다. 상술하듯이, AlN을 성막할 때에는 Ar와 N2의 혼합 가스 또는 N2 가스에 의해 반응성 스퍼터링을 행하고, 반사층(22)의 A1을 성막할 때에는, Ar 가스를 도입하여 스퍼터링을 행한다.

A1 이외의 반사층으로서는, Au, Pt, Co, Ni, Ag, Cu, SUS, Ta, Cr 등과 같이, 광 빔의 파장에서의 반사율이 50 % 이상의 재료이면 좋다.

반사층(22)에 Au, Pt, Cu, Co를 채용한 경우, 내산화성, 내습성, 내공식성이 우수하므로, 장기 신뢰성이 향상된다.

반사층(22)에 Ni을 채용한 경우, 열 전도율이 낮으므로, 광 자기 디스크가 고기록 감도로 되어, 내산화성, 내습성, 내공식성이 우수하므로, 장기 신뢰성이 향상된다.

반사층(22)에 Ag를 채용한 경우, 내산화성, 내습성, 내공식성이 우수하므로, 장기 신뢰성이 향상된다. 더구나, Ag 타겟은 저가이다.

반사층(22)에 SUS, Ta, Cr를 채용한 경우, 내산화성, 내습성, 내공식성에 극히 우수하므로, 장기 신뢰성에 보다 우수한 광 자기 디스크를 제공할 수 있다.

본 발명의 제4실시예를 제41도 및 제42도에 기초하여 설명하면, 아래와 같다. 또한, 설명의 편의상, 상기 실시예의 도면에 도시된 부재와 동일한 기능을 갖는 부재에는, 동일한 부호를 붙여, 그 설명을 생략한다.

본 실시예의 광 자기 디스크는 제41도에 도시한 바와 같이, 기판(1), 투명 유전체층(2), 독출층(3), 기록층(4), 보호층(5), 오버 코트층(6)이 이 순으로 적층된 구성을 가지고 있다. 상기 제1실시예의 광 자기 디스크의 구조와 유사하나, 아래에 상세히 기술하듯이, 독출층(3)의 자기 특성이 다르다.

독출층(3)은 희토류 천이 금속 합금으로 이루어져 있고, 희토류 금속의 부격자 자기 모멘트와 천이 금속의 부격자 자기 모멘트가 서로 반대 방향을 향하고 있는 페리 자성체이다. 이들 부격자 자기 모멘트의 온도 특성은 서로 다르고, 고온에 서는 천이 금속의 자기 모멘트가 희토류 금속의 자기 모멘트에 비해 상대적으로 커진다.

독출층(3)은 실온에서는 면내 자화 상태가 되도록, 실온에서 보상 조성보다 희토류 금속의 함유량을 많게 하여 둔다. 광 빔이 조사되면, 그 부분의 온도가 상승하고, 천이 금속의 부격자 자기 모멘트가 상대적으로 커진다. 따라서, 선체로서의 자화가 작아져서, 수직 자화를 나타내게 된다.

즉, 제42도의 보자력의 온도 특성에 도시한 바와 같이, 독출층(3)은 실온(TRooM)에서 자화가 막 면내 방향을 향하고 있는 면내 자화 상태이고, TP1 이상의 온도에서 자화가 막 면에 수직 방향을 향하고 있는 수직 자화 상태가 되어, 독출 온도(TREAD)에서 수직 자화막이 된다.

그래서, 본 실시예의 독출층(3)은 실온에서 보상 조성보다 희토류 금속의 함유량이 많은 RE 리치(rich)의 조성으로 하고 있다. 또한, 독출층(3)이 실온에서 퀴리 온도까지 향상 RE 리치의 조성일 필요가 있다. 여기에서, RE 리치란, 보상 조성에서 희토류 금속의 함유량이 많은 조성인 것이며, 후술하는 TM 리치란, 보상 조성에서 천이 금속의 함유량이 많은 조성인 것이다.

기록층(4)는 수직 자화막으로 이루어진 희토류 천이 금속 합금으로 이루어지고, 실온에서, 자화 방향으로 기록된 정보를 안정되게 보존하기 위해, 보자릭 (Hc2) (제42도 참조)이 층분히 높을 필요가 있다. 외부 자계 등 외란을 고려한 경우,100kA/m 정도의 보자력으로 충분하지만, 가능하면 400 kA/m 이상의 보자력을 가지는 것이 바람직하다.

다음에, 상기의 광 자기 디스크에 있어서의 광 변조 오버라이트에 관해 설명한다.

광 빔이 조사되어, 기록이 행해지는 퀴리 온도(Tc2) 근방까지 기록층(4)의 온도가 상승했을 때, 기록층(4)의 자화 방향은 기록 자계의 방향에 기록층(4)의 자화 방향을 일치시키는 정자기 결합력(精磁結合力)과, 독출층(3)과 기록층(4)의 부격자 자기 모멘트 방향을 일치시키는 교환 결합력과의 균형에 의해 결정된다. 그로 인해, 기록이 행해지는 퀴리 온도(Tc2) 근방에서, 상기 정자기 결합력과 교환 결합력이 기록층(4)에 미치는 힘의 방향은 역방향일 필요가 있다. 즉, 기록층(4)의 퀴리 온도(Tc2) 근방에서, 독출층(3)이 RE 리치이기 때문에, 기록층(4)은 TM 리치가 될 필요가 있다.

광 자기 디스크에 비교적 낮은 제1파워의 광 빔을 조사함으로써, 기록층(4)의 온도가 퀴리 온도(Tc2) 근방(제42도의 TL)까지 상승한 겅우, 기록층(4)의 자화는 매우 작아지거나 또는 없어지기 때문에, 독출층(3)의 자화 방향은 기록 자계의 방향으로 향한다. 또, 광 입사측의 독출층(3)의 온도가 기록층(4)의 온도보다 높아지도록, 즉, Tl1[독출층(3)의 평균적인 온돠 T22[기록층(4)의 평균적인 온도]로 되도록, 독출층(3)의 막 두께와 기록층(4)의 막 두께를 설정해 두면, 독출층(3)에서 기록층(4)에 작용하는 교환 결합력과 기록 자계가 기록층(4)에 미치는 정자기 결합력을 비교한 경우, 기록 자계가 기록층(4)에 미치는 정자기 결합력이 상대적으로 강해진다. 그 결과, 기록층(4)의 자화 방향을 기록 자계가 기록층(4)에 미치는 정자기 결합력에 의해 결정되는 방향으로 향하게 할 수 있다.

다음으로, 광 자기 디스크에 비교적 높은 제2파워의 광 빔을 조사함으로써, 기록층(4)의 온도가 퀴리 온도(Tc2) 이상(제42도의 TH)으로 상승한 경우, 동일한 과정을 거쳐 온도가 상승하지만, 온도 하강 과정에서 막 두께 방향의 온도 차이는 해소되고, 기록층(4)의 퀴리 온도 근방까지 온도가 하강한 시점에서, Tl1=T22 상태를 실현할 수 있다. 이때, 기록층(4)의 자화는 매우 작아지거나 또는 없어지기 때문에, 독출층(3)의 자화 방향은 기록 자계의 방향을 향한다.

이 경우, 상기 비교적 낮은 제1파워의 광 빔의 조사된 경우와 비교하여, 독출층(3)에서 기록층(4)에 작용하는 교환 결합력이 상대적으로 강해진다. 그 결과, 기록층(4)의 자화 방향을 독출층(3)에서의 교환 결합력에 의해 결정되는 방향으로 향하게 할 수 있다.

이렇게 하여, 비교적 낮은 제1파워의 광 빔이 조사된 경우와, 비교적 높은 제2 파워의 광 빔이 조사된 경우, 기록층(4)의 자화 방향을 변화시킬 수 있다. 즉, 광 변조 오버라이트가 가능해진다.

기록된 기록층(4)의 자화 방향을 독출하는 경우, 제1파워보다 더욱 낮은 파워의 광 빔을 조사한다. 조사되는 광 빔의 강도는 일반적으로 가우스 분포로 되어있기 때문에, 독출층(3)의 온도 분포도 가우스 분포로 된다. 이로 인해, 광 빔 지름보다 작은 중심 부분만이 독출층(3)을 수직 자화 상태로 할 수 있다.

독출층(3)의 자화 방향은 기록층(4)과의 교환 결합에 의해, 독출층(3)과 기록층(4)의 부격자 자기 모멘트의 방향을 일치시키도록 결정된다. 따라서, 광 빔의 중심 부분의 광 빔 지름보다 작은 범위만의 기록층(4)의 자화 방향을 독출할 수 있다.

또한, 기록층(4)이 퀴리 온도(Tc2) 근방에서 RE 리치인 경우, 광 변조 오버라이트를 행할 수는 없으나, 자계 변조 오버라이트 등의 기록 방법으로 기록된 정보를 독출할 수는 있다.

이상으로, 독출층(3)은, 실온(TRooM)에서 자화가 막 면내 방향을 향하고 있는 면내 자화 상태이며, 온도 상승에 따라 Tp1 이상의 온도로 자화가 막 면에 수직 방향을 향하고 있는 수직 자화 상태가 될 필요가 있고, 독출 온도(TREAD)에서 수직 자화막이 될 필요가 있었다. 그러나, 독출시의 재생 출력은 독출층(3)의 자화 경향에 의존하기 때문에, 독출층(3)은 실온에서 완전한 면내 자화 상대가 되고, 독출 온도에서 완전한 수직 자화 상태가 될 필요는 없다.

즉,실온과 독출 온도에 있어서, 독출층(3)의 자화 경향의 상태가 다르면, 독출시에 광 빔 중심부분의 광 빔 지름보다 작은 범위만의 기록층(4)의 자화 방향을 독출하는 효과가 얻어진다.

다음으로, 상기 광 자기 디스크의 구체예 및 그 제조 방법, 이 광 자기 디스크를 사용한 광 변조 오버라이트 및 그 재생 시험에 관해 설명한다.

Al, Gd, Dy, Fe, Co로 이루어진 5원 타겟을 구비한 스퍼터 장치 내에, 프리그루브 및 프리피트를 갖는 폴리카보네이트 제품의 기판(1)을 타겟에 대항하여 배치하고, 스퍼터 장치 내를 1 × 10-6 Torr지 진공 배기시킨 다음, 아르곤과 질소의 혼합 가스를 도입하여, Al의 타겟에 전력을 공급하여,4×10-3 Torr 가스 압력, 12㎚/min의 스퍼터 속도로 AlN으로 이루어진 80㎚ 막 두께의 투명 유전체층(2)를 형성하였다.

다음으로, 다시 1×10-6 Torr까지 진공 배기한 후, 아르곤 가스를 도입하여, Gd, Fe, Co의 타겟에 전력을 공급하고, 4×10-6 Torr 가스 압력, 15㎚/ min의 스퍼터 속도로 GdFeCo로 이루어진 50㎚ 막 두께의 독출충(3)올 형성하였다. 독출층(3)은 RE 리치이고, 보상 온도를 보유하지 않으며, 퀴리 온도(Tc1)은 300℃ 였다. GdFeCo의 조성 은 Gd0.26(Fe0.82Co0.18)0.74 이다.

다음으로, Gd에 공급하고 있던 전력을 정지시켜, Dy의 타겟에 전력을 공급하고, 동일하게 하여 DyFeCo로 이루어진 50㎚ 막 두께의 기록층(4)를 형성하였다. 기록층(4)는, 실온에서 TM 리치이고, 보자력(Hc2)를 800 kA/m로 하여, 보상 온도가 존재하지 않는 것으로 하여, 쿼리 온도 Tc2를 150℃로 하였다. 또, DyFeCo의 조성은 Dy0.23(Fe0.82Co0.18)0.77이다.

다음으로, 아르곤과 질소의 혼합 가스를 도입하여, A1의 타겟에 전력을 공급하여, 가스압력 4×10-3 Torr의 가스압력, 12㎚/min의 스퍼터 속도로 AlN으로 이루어진 20㎚ 막 두께의 보호층(5)을 형성한다. 보호층(5)은 독출층(3) 및 기록층(4)을 산화 등의 부식으로부터 보호할 수 있도록 막 두께를 결정하면 된다.

다음으로, 자외선 경화 수지를 스핀코트에 의해 도포하여 자외선을 조사함으로써 오바코트층(6)을 형성하였다.

여기에서, 독출층(3), 기록층(4)의 막 두께를 각각 50㎚로 했으나, 독출층(3)및 기록층(4)를 100㎚로 함으로써, 막 두께 방향의 온도 차이를 보다 유효하게 이용할 수 있었다.

상기의 광 자기 디스크를 광 자기 디스크 장치에 부착하여, 레이저 빔 조사 위치에서 광 자기 디스크의 선 속도가 10 m/s가 되게 회전시키고, 25 kA/m의 기록 자계를 인가한 상태에서, 제1레이저 파워를 6 ㎽로 하고, 제2레이저 파워를 10㎽로 하여,5 MHz의 주파수로 레이저 파워를 변조하여 기록을 행한 바, 기록층(4)에 2㎛ 주기로,1㎛ 길이의 반전 자구를 형성할 수 있었다.

또, 레이저 파워를 2㎽로 하여, 정보의 재생을 행한 바, 독출층(3)에 형성된 반전 자구에 따라서, 5MHz의 광 자기 신호를 독출층(3)에서 얻을 수 있었다.

다음으로, 5 MHz로 형성되어 있는 반전 자구상에, 10MHz의 주파수로 레이저 파워를 변조하여 오버라이트를 행한 바, 5MHz로 형성되어 있던 반전 자구는 없어지고, 기록층(4)에는 새로운 1㎛ 주기로 0.5㎛길이의 반전 자구를 형성할 수 있다.

다시, 레이저 파워를 2㎽로 하여 정보의 재생을 행한 바, 기록층(4)에 형성된 반전 자구에 따라 5 MHz의 광 자기 신호와 같은 정도 크기의 10MHz의 광 자기 신호만을 독출층(3)에서 얻을 수 있었다. 이것은 독출층(3)에 있어서, 온도 상승하여 수직 자화 상태로 된 부분만의 독출층(3)의 자화 상태를 재생하고 있음을 의미하고 있다.

본 발명의 제5실시예를 제43도에 기초하여 설명하면 아래와 같다. 또한, 설명의 편의상, 상기 실시예의 도면에 도시한 부재와 동일한 기능을 갖는 부재에는 동일한 부호를 붙여 그 설명을 생략한다.

본 실시예의 광 자기 디스크는 제43도에 도시한 바와 같이 기판(1), 투명 유전체층(2), 독출층(3) 면내 자화막으로 이루어진 중간층(29), 기록층(4), 보호막(5), 오버코트층(6)이 이 순으로 적층된 구성을 가지고 있다. 즉, 상기 제4실시예의 광 자기 디스크의 독출층(3)과 기록층(4)과의 사이에 면내 자화막으로 이루어진 중간층(29)을 설치한 구성으로 되어 있다.

광 변조 오버라이트 및 재생은 상기 제4실시예와 동일하게 행해지나 면내 자화막으로 이루어진 중간층(29)을 설치함으로써, 독출층(3)과 기록층(4)의 교환 결합력을 제어할 수 있고, 막 설계의 자유도가 개선된다.

중간층(29)은 중간층(29)의 퀴리 온도까지 항상 면내 자화 상태이면 된다. 그러나, 중간층(29)이 퀴리 온도 이상이 되면, 독출층(3)과 기록층(4)의 교환 결합이 해제되기 때문에, 보다 확실한 광 변조 오버라이트를 실현하기 위하여는 중간층(29)의 퀴리 온도가 기록층(4)의 퀴리 온도(Tc2)와 같은 정도, 극, 150∼250℃인 것이 바람직하다.

중간층(29)에는, 구체적으로는 예를 들면, DyFeCo로 이루어진 면내 자화막이 사용된다. DyFeCo 이외에는, TbFeCo NdDyFeCo가 적합하다. 또, 이들 재료에 Cr, V, Nb, Mn, Be, Ni 내 최소한 1종류의 원소를 첨가하면, 장기 신뢰성을 개선할 수 있다. 중간층(29)의 막 두께는 독출층(3)의 재료, 조성, 막 두께와의 균형으로 결정되지만, 1∼50㎚이 적당하다. 중간층(29)은 독출층(3) 및 기록층(4)과 함께 동일한 스퍼터 장치 내에서 연속하여 형성된다.

상기 실시예와 동일한 스퍼터 장치에서 DyFeCo로 이루어진 중간층(29)를 설치한 광 자기 디스크를 시험 제작하였다. 그밖의 구성은 상기 실시예와 동일하다.

중간층(29)의 쿼리 온도는 기록층(4)과 같은 150℃로 한다.

이 광 자기 디스크를 광 자기 디스크 장치에 부착하여, 상기 실시예와 같은 기록 재생 테스트를 행한 바, 양호한 오버라이트 특성과 재생 특성이 얻어진다. 다만, 본 실시예에 있어서는, 중간층(29)가 독출층(3)과 기록층(4)과의 교환 결합을 제어하여, 교환 결합력이 약해져 있다. 그로 인해, 최적의 기록 자계의 크기는 상기 실시예와는 다르고,22 kA/m으로 되었다.

본 발명의 제6실시예를 제44도 내지 제46에 기초하여 설명하면, 아래와 같다. 또한, 설명의 편의상 상기 실시예의 도면에 도시한 부재와 동일한 기능을 갖는 부재에는, 동일한 부호를 붙여 그 설명을 생략한다.

본 실시예의 광 자기 디스크는 제44도에 도시한 바와 같이, 기판(1), 투명 유전체층(2), 독출층(3), 비자성체로 이루어진 중간층(30), 기록층(4), 보호층(5), 오버코트층(6)이 이 순으로 적층된 구성을 가지고 있다.

기록시, 비자성막으로 이루어진 중간층(30)이 존재하지 않으면, 독출층(3)에서 기록층(4)로 강력한 교환 결합력이 작용하여, 기록 특성의 열화를 초래한다. 그래서, 본 실시예의 비자성막으로 이루어진 중간층(30)을 설치하고, 교환 결합을 해제시킴으로써, 안정된 기록이 가능해진다.

중간층(30)으로서는, 구체적으로는 예를 들면, 5㎚ 막 두께의 AlN이 사용된다. 중간층(30)은 기록층(4)와 독출층(3)의 교환 결합이 작용하지 않게 형성되어 있으므로, AlN이 기록층(4)와 독출층(3) 사이에 단분자층 이상 형성되어 있으면 좋다.

중간층(30)이 너무 두꺼워지면, 기록층(4)에서 발생하여 독출층(3)의 자화를 갖추기 위한 자화가 약해진다. 이로 인해, 중간층(30)의 막 두께는 50㎚ 이하가 적당하다.

본 실시예의 광 자기 디스크에서는, 구체적으로는, 기판(1)은 직경이 86㎚, 내부 지름이 15㎜, 두께가 1.2㎜인 원반형상 유리로 이루어져 있다. 기판(1)의 한쪽 표면에는 도시하고 있지 않으나 광 빔 안내용 凹凸상의 가이드 트랙이 피치가 1.6㎛, 그루브(凹부) 폭이 0.8㎛, 랜드(凸부) 폭이 0.8㎛로 형성되어 있다. 즉, 그루브 폭과 랜드 폭이 1:1이 되도록 형성되어 있다.

기판(1)의 가이드 트랙이 형성되어 있는 측의 면에 투명 유천체층(2)으로서, AlN이 두께 80㎚로 형성되어 있다.

투명 유천체층(2) 위에, 독출층(3)으로서 희토류 천이 금속 합금 박막인GdFeCo가 두께 50㎚로 형성되 어 있다. GdFeCo의 조성은 Gd0.26(Fe0.82Co0.18)0.74ㅇl고,퀴리 온도는 약300℃이다.

상기의 독출층(3)과 기록층(4)의 조합에 의해, 독출층(3)의 자화 방향은 실온에서는 거의 면내 [즉, 독출층(3)의 층 방향]이고, 100∼125℃ 정도의 온도에서 면내 방향에서 수직 방향으로 이행한다.

독출층(3) 위에 중간층(30)으로서, AlN이 두께 5㎚로 형성되어 있다.

중간층(30) 위에 기록층(4)으로서 희토류 천이 금속 합금 박막인 DyFeCo가, 두께 50㎚로 형성되어 있다. DyFeCo의 조성은 Dy0.23(Fe0.78Co0.22)0.77이고, 퀴리 온도는약200℃이다.

기록층(4) 위에는 보호층(5)으로서 AlN이 두께 20㎚로 형성되어 있다.

보호층(5) 위에는 오버 코트층(6)으로서, 폴리우레탄아크릴레이트계의 자외선경화형 수지가 두께 5㎛로 형성되어 있다.

이 광 자기 디스크는 상기 제1실시예에서 구체예로서 도시한 광 자기 디스크의 독출층(3)과 기록층(4) 사이에 중간층(30)을 설치한 것이고, 상기 제1실시예와 동일한 동작 확인을 행한 바, 거의 동일한 결과가 얻어졌다.

AlN 이외의 중간층(30)의 재료로서는 SiN, AlSiN, AlTaN, SiAlON, TiN, TiON, BN, ZnS, TiO2, B2TiO3, SrTiO3 등의 유전체 재료를 사용할 수 있다.

또 Al, Si, Ta, Ti, Cu, Au, Ag, Pt 등의 비자성 금속 재료, 또는 이들의 합금 재료를 사용할 수 있다.

상기의 광 자기 디스크의 변형예로서, 제45도에 도시한 바와 같이, 기판(1), 투명 유전체층(2), 독출층(3), 비자성막으로 이루어진 중간층(30), 기록층(4), 방열층(20), 오버코트층(6)이 이 순으로 적층된 광 자기 디스크가 있다. 방열층(20)에 관해서는, 상기 제1실시예에서 상세히 기술한 것과 같다.

상기의 광 자기 디스크 외의 변형예로서, 제46도에 도시한 바와 같이, 기판(1), 투명 유전체층(2), 독출층(3), 비자성막으로 이루어진 중간층(30), 기록층(4), 제2투명 유전체층(21), 반사층(22), 오버코트층(6)이 이 순으로 적층된 광 자기 디스크이다. 이 광 자기 디스크는 상기 광 자기 디스크의 기록층(4)과 오버코트층(6) 사이에 제2투명 유전체층(21) 및 반사층(22)을 설치한 것으로, 제2투명 유전체층(21) 및 반사층(22)에 관해서는, 상기 제1실시예에서 상세히 기술한 것과 같다.

전술한 제1내지 제6실시예에서는, 광 자기 기록 매체로서 광 자기 디스크를 예로 들어 설명했으나, 광 자기 카드, 광 자기 테이프에도 본 발명을 응용할 수 있다. 또한, 광 자기 테이프의 경우, 강성 기판(1) 대신에, 가요성이 있는 테이프의 베이스(기체;基體), 예를 들면, 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 이루어진 데이프 베이스를 사용하면 된다.

발명의 상세한 설명에서 설명한 구체적인 실시 상태, 또는 실시예는 어디까지나, 본 발명의 기술 내용을 명백하게 하는 것이며, 그러한 구체예에만 한정하여 협의로 해석될 수는 없는 것이며, 본 발명의 정신과 다음에 기재하는 특허 청구 사항의 범위 내에서, 여러가지로 번경하여 실시할 수 있다.

Claims (8)

1. 정보를 광 자기 기록하는 기록층과, 실온에서 면내 자화를 나타내는 한편, 광 빔의 조사에 의해 조사 부위가 소정 온도 이상으로 상승하면, 면내 자화에서 수직 자화로 이행하는 독출층을 포함하는 광 자기 기록 매체를 사용하여, 기록 자계를 인가하면서 광 헤드에서 광 빔을 조사하는 광 자기 기록 매체의 기록 재생 방법에 있어서, 광 자기 기록 매체의 소정 위치에 광 빔을 집광시키는 상기 광 헤드의 집광 렌즈의 개구보다 큰 직경을 갖는 광 빔을 상기 집광 렌즈에 입사시키는 것을 특징으로 하는 광 자기 기록 매체의 기록 재생 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 집광 렌즈의 광학적으로 유효한 직경을 a, 상기 광 빔의 직경을 w로 하면, a/w는 0.3∼1.0으로 설정되는 것을 특징으로 하는 광 자기 기록 매체의 기록 재생 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 집광 렌즈의 광학적으로 유효한 직경을 a, 상기 광 빔의 가우스 분포 강도가 1/e2에 대응하는 직경을 w로 하면, a/w는 0.3∼1.0으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 광 자기 기록 매체의 기록 재생 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 광 빔의 파장은 335㎚∼600㎚로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 광 자기 기록 매체의 기록 재생 방법.
5. 투광성 기체와, 상기 기체상에 형성되며, 실온에서 면내 자기 이방성이 우위인 면내 자화를 나타내는 한편, 온도 상승에 따라 수직 자기 이방성이 우위인 수직 자화로 이행하는 독출층과, 독출충 위에 형성되며, 정보를 광 자기 기록하는 기록층을 갖는 광 자기 기록 매체에서 정보를 재생하기 위하여 광 빔을 조사하는 광 자기 기록 매체의 광 헤드에 있어서, 반도체 레이저, 상기 반도체 레이저로부터의 레이저 빔을 평행한 광 빔으로 변환하는 조준렌즈, 광 빔을 독출층 위에 수렴시키는 대물 렌즈를 포함하고 있고, 상기 대물 렌즈의 개구는 광 빔의 직경보다 작도록 설정되어 있는것을 특징으로 하는 광 자기 기록 매체의 광 헤드.
6. 제2항에 있어서, 상기 대물 렌즈의 광학적으로 유효한 직경을 a, 상기 레이저 빔의 직경을 w로 하면, a/w는 0.3~1.0으로 설정되는 것을 특징으로 하는 광 자기 기록 매체의 광 헤드.
7. 제2항에 있어서, 상기 집광 렌즈의 광학적으로 유효한 직경을 a, 상기 광 빔의 가우스 분포 강도가 1/e2에 대응하는 직경을 w로 하면, a/w는 0.3∼1.0으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 광 자기 기록 매체의 광 헤드.
8. 제2항에 있어서, 상기 광 빔의 파장은 335㎚∼600㎚로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 광 자기 기록 매체의 광 헤드.

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