KR100308857B1 - 광자기기록매체및그기록방법과광자기기록장치 - Google Patents

광자기기록매체및그기록방법과광자기기록장치 Download PDF

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요시떼루 무라까미
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Abstract

광자기 기록 매체는 적어도 기록층과 기록층에 정자 결합한 기록 보조층을 갖고 있다. 기록 보조층은 기록 온도 미만에 있어서 면내 자화 상태이고 기록 온도 이상에 있어서 수직 자화 상태가 된다. 이로써 기록 자계를 저감할 수 있다.

Description

광자기 기록 매체 및 그 기록 방법과 광자기 기록 장치{MAGNETO-OPTICAL RECORDING MEDIUM, MAGNETO-OPTICAL RECORDING METHOD, AND MAGNETO-OPTICAL RECORDING APPARATUS}
본 발명은 광자기 기록이 행해지는 광자기 디스크, 광자기 테이프, 광자기 카드등의 광자기 기록 매체 및 그 기록 방법 및 광자기 기록 장치에 관한 것이다.
종래부터, 재기록 가능한 광기록 매체로서, 광자기 기록 매체가 실용화되고 있다. 이러한 광자기 기록 매체로는, 반도체 레이저 광을 기록 매체 상에 집광시키고, 온도 상승한 부분의 자화 방향을 외부로부터 가해진 기록 자계의 방향으로 정렬시킴으로써 기록이 행해지며, 동일한 반도체 레이저 광의 파워를 감소시킨 후, 기록 매체 상에 집광시켜, 반사광의 편광 상태를 검출함으로써 재생이 행해진다.
기록시에 필요로 되는 기록 자계를 작게 하는 것을 목적으로 하여, Magneto-optical Recording International Symposium 1994 (28-F-03)에서, 기록층인 TbFeCo에 Co로 이루어지는 자성층을 교환 결합시킨 구성의 광자기 기록 매체가 제안되고 있다. 또한, International Symposium on Optical Memory 1995 (Fr-D5)에서, 기록층인 TbFeCo에 GdFeCo 로 이루어지는 자성층을 교환 결합시킨 구성의 광자기 기록 매체가 제안되고 있다. 이들 광자기 기록 매체에서는, 기록층에 어떤 자성층을 교환 결합시키고 있다. 이 때문에, 기록시에 이 자성층을 자화 반전시킴으로써 그것과 교환 결합한 기록층을 자화 반전시키는 것이 가능해지고, 상기한 예와 동일하게가 자성층으로서 기록층보다도 저자계에서 자화 반전하는 재료를 이용함으로써 저자계로의 기록 동작이 가능해진다.
그런데, 광자기 기록 매체에서는 광자기 기록 매체 상에 집광된 반도체 레이저로부터 출사되는 광 빔의 빔 지름에 대해 기록용 자구인 기록 비트 지름 및 기록 비트 간격이 작아지면, 재생 특성이 열화해진다고 하는 결점이 생기고 있다. 이러한 결점은 목적으로 하는 기록 비트 상에 집광된 광 빔의 빔 지름 내에 인접하는 기록 비트가 들어가기 때문에, 개개의 기록 비트를 분리하여 재생할 수 없게 되는 것이 원인이다.
상기한 결점을 해소하기 위해, 특개평6-150418호 공보에서, 실온에서 면내 자화 상태이며 온도 상승과 함께 수직 자화 상태로 되는 재생층, 및 이 재생층과 기록층 사이의 비자성 중간층을 설치하고, 재생층과 기록층이 정자 결합한 구조의 자기적 초해상 광자기 기록 매체가 제안되고 있다.
이에 따라, 면내 자화 상태에 있는 부분의 기록 자구 정보가 마스크되고, 집광된 광 빔의 빔 지름 내에 인접하는 기록 비트가 들어가는 경우에도, 개개의 기록 비트를 분리하여 재생한다고 하는 자기적 초해상 재생이 가능해진다.
확실히, 상기 종래 예에 도시된 바와 같이 기록층에 자성층을 교환 결합시킴으로써, 기록 자계를 저감하는 것이 가능하지만, 최근의 기록 재생 장치의 고속화·소형화·저소비 전력화에 따라 광자기 기록 매체 및 자기적 초해상 광자기 기록 매체에서는, 한층 더 기록 자계의 저감이 필요해지고 있다.
본 발명의 목적은 기록 자계를 더욱 저감시킬 수 있는 광자기 기록 매체 및 그 기록 방법과 광자기 기록 장치를 제공하는 것에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 광자기 기록 매체는 기록 온도 이상의 온도로 가열된 기록층에 외부 자계가 인가됨으로써 상기 기록층으로의 정보의 기록이 행해지는 광자기 기록 매체에 있어서, 기록층에 정자 결합하고 있고, 또한 기록 온도 미만의 온도에서는 면내 자화 상태이며 기록 온도 이상에서는 수직 자화 상태로 되는 기록 보조층을 갖는 것을 특징으로 하고 있다.
상기 구성에서는 정보의 기록시, 기록 보조층의 자화 방향이 외부 자계에 의해 기록 정보에 대응한 자화 방향(수직 방향)으로 되어 누설 자계가 발생한다. 이에 따라, 기록층에는 누설 자계와 외부 자계를 더한 자계가 작용하게 된다. 따라서, 외부 자계만으로 정보를 기록하는 경우보다도 낮은 자계로 기록을 행하는 것이 가능해진다.
이와 같이, 본 발명의 광자기 기록 매체는 기록 보조층으로부터의 누설 자계를 기록층에 작용시킴으로써 기록층에 기록을 행할 수 있는 것으로서, 교환 결합력을 이용한 상기 종래 예의 광자기 기록 매체와는 근본적으로 다르다. 일반적으로, 기록층에 교환 결합한 자성층을 자화 반전시키는데 필요한 외부 자계보다도, 온도 상승과 함께 수직 자화 상태로 되는 면내 자화층의 자화 방향을 가열하에서 원하는 방향(상부 또는 하부)으로 향하는데 필요한 외부 자계 쪽이 낮기 때문에, 본 발명의 광자기 기록 매체에 따르면, 종래의 광자기 기록 매체보다도 낮은 자계로 정보를 기록하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명의 광자기 기록 방법은 적어도 기록층과 기록 보조층이 정자 결합한 광자기 기록 매체에 광 빔을 조사함과 함께 외부 자계를 인가함으로써 기록층에 정보를 기록하는 광자기 기록 방법으로서, 외부 자계에 따라 기록 보조층의 자화 방향을 외부 자계의 방향으로 향하고, 기록 보조층으로부터의 누설 자계와 외부 자계를 더한 자계에 따라 기록층의 자화 방향을 외부 자계의 방향으로 향하게 하는 것을 특징으로 하고 있다.
상기 방법에 따르면, 광자기 기록 매체로의 정보의 기록을 외부 자계에 기록 보조층으로부터의 누설 자계를 가한 자계에 의해 행하기 때문에, 인가되는 외부 자계를 저감시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 광자기 기록 장치는 적어도 기록층과 기록 보조층이 정자 결합한 광자기 기록 매체에 광 빔을 조사하여, 기록 부위를 기록 온도 이상으로 가열하는 가열 수단을 갖는 광자기 기록 장치에 있어서, 기록층이 단독으로 존재하는 경우에 기록 온도 이상으로 가열된 부위의 자화 방향을 인가 자계의 방향으로 향하는데 필요한 인가 자계를 Mr로 하고, 기록 보조층의 기록 온도 이상으로 가열된 부위의 자화 방향을 인가 자계의 방향으로 향하는데 필요한 인가 자계를 Mh로 했을 때, 기록층 및 기록 보조층 중 기록 부위에 대응하는 부분에 Mh≤Mg<Mr로 설정된 외부 자계Mg를 인가하는 외부 자계 인가 수단을 갖는 것을 특징으로 하고 있다.
상기 구성에서는, 인가되는 외부 자계가 작기 때문에, 장치의 소형화를 도모할 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적, 특징, 및 우수한 점은 이하에 도시하는 기재에 의해 충분히 알 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 효과는 첨부 도면을 참조한 다음 설명으로 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 광자기 디스크의 기록 재생 원리를 도시하는 설명도.
도 2는 제1 실시 형태에 따른 광자기 디스크의 막 구성을 도시하는 설명도.
도 3은 제1 실시 형태에 따른 광자기 디스크의 기록 재생 특성을 도시하는 그래프.
도 4는 제2 실시 형태에 따른 광자기 디스크의 기록 재생 원리를 도시하는 설명도.
도 5는 제2 실시 형태에 따른 광자기 디스크의 막 구성을 도시하는 설명도.
도 6은 제3 실시 형태에 따른 광자기 디스크의 기록 재생 원리를 도시하는 설명도.
도 7은 제3 실시 형태에 따른 광자기 디스크의 막 구성을 도시하는 설명도.
도 8은 제3 실시 형태에 따른 광자기 디스크의 기록 재생 특성을 도시하는 그래프.
도 9는 제4 실시 형태에 따른 광자기 디스크의 기록 재생 원리를 도시하는설명도.
도 10은 제4 실시 형태에 따른 광자기 디스크의 막 구성을 도시하는 설명도.
도 11은 제5 실시 형태에 따른 초해상 광자기 디스크의 재생 원리를 도시하는 설명도.
도 12는 제5 실시 형태에 따른 초해상 광자기 디스크의 기록 원리를 설명하는 설명도.
도 13은 제5 실시 형태에 따른 초해상 광자기 디스크의 막 구성을 도시하는 설명도.
도 14는 제5 실시 형태에 따른 초해상 광자기 디스크의 기록 재생 특성을 도시하는 그래프.
도 15는 제5 실시 형태에 따른 초해상 광자기 디스크의 막 구성을 도시하는 설명도.
도 16은 제6 실시 형태에 따른 초해상 광자기 디스크의 재생 원리를 설명하는 설명도.
도 17은 제6 실시 형태에 따른 초해상 광자기 디스크의 기록 원리를 설명하는 설명도.
도 18은 제6 실시 형태에 따른 초해상 광자기 디스크의 막 구성을 도시하는 설명도.
도 19는 제6 실시 형태에 따른 초해상 광자기 디스크의 기록 재생 특성을 도시하는 그래프.
도 20은 제6 실시 형태에 따른 초해상 광자기 디스크의 막 구성을 도시하는 설명도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 기록층
2: 비자성 중간층
3: 기록 보조층
4: 광 빔
10: 보호층
11: 오버코트층
〔제1 실시 형태〕
이하, 본 발명의 제1 실시 형태를 도면을 이용하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 제1 실시 형태의 광자기 기록 매체에서 기록이 행해질 때의 자화 상태를 설명하는 것이다.
제1 실시 형태의 광자기 기록 매체는,기록층(1)과 비자성 중간층(2)과 기록 보조층(3)을 갖고 있다. 제1 실시 형태의 광자기 디스크에서는, 그 기록 방식으로서 퀴리 온도 기록 방식이 이용되고 있고, 반도체 레이저로부터 출사되는 광 빔(4)이 대물 렌즈에 의해 기록층(1) 상에 집광되고, 온도 상승한 부분의 기록층(1)의 자화 방향을 외부 자계의 방향과 평행하게 함으로써 기록이 행해진다.
여기서, 기록층(1)은 실온으로부터 기록이 행해지는 기록 온도까지 막면에대해 수직 방향으로 자화를 갖는 수직 자화막이다. 기록 보조층(3)은 온도 상승하지 않은 영역에서 막면에 대해 면내 방향으로 자화를 갖는 면내 자화 상태이고, 기록 온도에서 막면에 대해 수직 방향으로 자화를 갖는 수직 자화 상태로 되는 자성막이다.
기록층(1)은 집광된 광 빔(4)에 의해 기록 온도까지 온도 상승된다. 이와 같이 기록 온도까지 온도 상승한 기록 온도 영역(5)에서, 기록층(1)의 보자력은 매우 작아져 외부로부터의 자계에 의해 그 자화 방향이 외부로부터 가해진 자계의 방향과 평행해진다. 이에 따라 기록이 행해진다.
즉, 상기 기록 온도는 상기 기록층(1)의 퀴리 온도를 포함하고 있다. 기록시에는 기록층(1) 및 기록 보조층(3)을 기록층(1)의 퀴리 온도 근방으로까지 가열함으로써 기록층(1) 및 기록 보조층(3)의 보자력을 감소시킨다. 그것과 동시에, 자계 변조방식에 기초하여, 기록해야 할 정보에 따라 외부 자계(6)의 방향을 광자기 기록 매체의 막면에 수직으로 상향 또는 하향으로 변조한다. 그리고, 기록층(1)의 자화의 방향을 이 외부 자계(6)의 방향과 동일한 방향으로 함으로써 정보를 기록할 수 있다.
제1 실시 형태에서는 기록 보조층(3)이 기록 온도 영역(5)의 외측에서 면내 자화 상태이며, 기록 온도 영역(5)의 내측에서 수직 자화 상태로 되기 때문에, 기록 온도 영역(5)의 외측에서는 기록 보조층(3)으로부터의 누설 자계가 존재하지 않고, 기록 온도 영역(5)의 내측에서는 기록 보조층(3)으로부터 발생하는 누설 자계(7)가 존재하게 된다. 여기서, 기록 보조층(3)의 자화 방향은 외부 자계(6)의방향과 평행해진다. 이 때문에, 기록 보조층(3)으로부터 발생하는 누설 자계(7)도 외부 자계(6)와 평행해진다. 따라서, 기록층(1)에 대해 외부 자계(6)와 기록 보조층(3)으로부터 발생하는 누설 자계(7)가 외부로부터 가해진 자계로서 작용하기 때문에, 종래보다 작은 외부 자계로 기록이 가능해진다.
또한, 기록 보조층(3) 내에서의 승온 전에 저온의 부위는 아직 자화 방향이 외부 자계(6)의 방향으로 향해져 있지 않고, 면내 자화 상태로 되어 있다. 그리고, 승온시에 수직 자화 상태로 변할 때에 동시에 외부 자계(6)의 방향에 따른 방향을 향하게 되어 있다. 이 때문에, 승온 전부터 이미 수직 자화 상태로 되어 있는 자성층에 외부 자계를 인가하여 자화 반전시키는 것에 비해, 기록 보조층(3)의 자화 방향을 용이하게 즉 작은 자계 강도로 외부 자계(6)의 방향으로 향하게 할 수 있다. 이 때문에, 기록에 필요한 외부 자계(6)를 더 작게 할 수 있다.
이러한 광자기 기록 매체에 정보를 기록하는 광자기 기록 장치는 적어도 상기 광 빔(4)을 조사하여 광자기 기록 매체를 가열하는 가열 수단과, 외부 자계(6)를 인가할 수 있는 외부 자계 인가 수단을 구비하고 있다. 여기서, 기록층(1)이 단독으로 존재하는 경우에 기록 온도 이상으로 가열된 기록층(1)을 자화 반전시키는데 필요한 자계를 Mr로 하고, 기록 온도 이상으로 가열된 기록 보조층(3)의 자화 방향을 인가되는 외부 자계의 방향(수직 방향)으로 향하게 하는데 필요한 자계를 Mh로 하면, 외부 자계 인가 수단은 적어도 Mh 이상의 외부 자계(6)를 인가할 수 있도록 설정되어야한다. 또한, 상기 원리에 따라 기록을 행하기 때문에 외부 자계(6)가 Mr 미만이라도 기록이 가능하다. 따라서, 인가해야 할 외부 자계를 저감하여 외부 자계 인가 수단을 소형화하기 위해서는 외부 자계(6)를 Mh 이상 Mr 미만으로 설정해 두는 것이 바람직하다.
제1 실시 형태에서는 광자기 기록 매체로서 광자기 디스크를 적용한 경우에 대해 설명하기로 한다.
제1 실시 형태에 따른 광자기 디스크는 도 2에 도시된 바와 같이 기판(8), 투명 유전체층(9), 기록층(1), 비자성 중간층(2), 기록 보조층(3), 보호층(10), 오버코트층(11)이 기술된 순서로 적층된 디스크 본체를 갖고 있다.
기판(8)은 예를 들면 폴리카보네이트등의 투명한 기재로 이루어지고, 디스크형으로 형성된다.
투명 유전체층(9)은 AlN, SiN, AlSiN 등의 산소를 포함하지 않은 재료로 구성되는 것이 바람직하고, 그 막 두께는 입사하는 레이저 광에 대해 양호한 간섭 효과가 실현되고, 매체의 커(kerr) 회전각이 증대하도록 설정될 필요가 있고, 재생광의 파장을 λ, 투명 유전체층(9)의 굴절율을 n 으로 한 경우, 투명 유전체층(9)의 막 두께는 (λ/4n) 정도로 설정된다. 예를 들면, 레이저 광의 파장을 680㎚로 한 경우, 투명 유전체층(9)의 막 두께를 40㎚ 내지 100㎚정도로 설정하면 좋다.
기록층(1)은 희토류 천이 금속 합금으로 이루어지고, 막면에 대해 수직 방향으로 자화를 갖는 수직 자화막이다. 또한, 기록층(1)의 막 두께는 양호한 기록 재생 특성을 얻기 때문에 10㎚이상 80㎚이하로 하는 것이 바람직하다.
비자성 중간층(2)은 AlN, SiN, AlSiN 등의 유전체 또는 Al, Ti, Ta 등의 비자성 금속 합금으로 이루어지고, 기록층(1)과 기록 보조층(3)이 양호하게 정자 결합하도록, 그 막 두께가 1㎚ 내지 80㎚로 설정되어 있다.
기록 보조층(3)은 희토류 천이 금속 합금으로 이루어지고, 실온에서 막면에 대해 면내 방향으로 자화를 갖고 기록층(1)의 기록 온도에서 막면에 대해 수직 방향으로 자화를 갖도록 자기 특성이 설정되어 있다. 또한, 기록 보조층(3)의 막 두께는 기록층(1)에 충분한 크기의 누설 자계를 미치게 하도록 10㎚ 내지 200㎚의 범위로 설정되어 있다.
보호층(10)은 AlN, SiN, AlSiN 등의 유전체 또는 Al, Ti, Ta 등의 비자성 금속 합금으로 이루어지고, 기록층(1)이나 기록 보조층(3)에 이용하는 희토류 천이 금속 합금의 산화를 방지할 목적으로 형성된 것으로서, 그 막 두께가 5㎚ 내지 60㎚의 범위로 설정되어 있다.
오버코트층(11)은 자외선 경화 수지 또는 열경화 수지를 스핀코트에 의해 도포하고, 자외선을 조사하든지 또는 가열하든지에 의해 형성된다.
이하, 본 실시 형태의 광자기 디스크의 구체예(이하, 실시예 1이라고 기술함)에 대해 (1) 광자기 디스크의 형성 방법, (2) 기록 재생 특성으로 나눠 설명하기로 한다.
(1) 광자기 디스크의 형성 방법
본 실시 형태의 광자기 디스크는 이하의 순서로 형성한다.
우선, Al 타겟과, DyFeCo 합금 타겟과, GdFeCo 합금 타겟을 각각 구비한 스퍼터 장치 내에 프리그루브(pregroove) 및 프리피트(prepit)를 갖고 디스크형으로 형성된 폴리카보네이트 제품의 기판(8)을 기판 홀더에 배치한다. 스퍼터 장치 내를 1×10-6Torr 까지 진공 배기한 후, 알곤과 질소의 혼합 가스를 도입하고 Al 타겟에 전력을 공급하고 가스압 4×10-3Torr의 조건에서 기판(8)에 AlN으로 이루어지는 투명 유전체층(9)을 막 두께 80㎚로 형성하였다.
다음에, 재차 스퍼터 장치 내를 1×10-6Torr까지 진공 배기한 후, 알곤 가스를 도입하고 DyFeCo 합금 타겟에 전력을 공급하여 가스압 4×10-3Torr 로 하고 상기 투명 유전체층(9) 상에 Dy0.25(Fe0.75Co0.25)0.75로 이루어지는 기록층(1)을 막 두께20㎚로 형성하였다. 그 기록층(1)은 그 퀴리 온도까지 막면에 대해 수직 방향으로 자화를 갖는 수직 자화막이고, 보상 온도가 80℃, 퀴리 온도가 250℃였다.
다음에, 알곤과 질소의 혼합 가스를 도입하고 Al 타겟에 전력을 공급하여, 가스압 4×10-3Torr의 조건에서 기록층(1) 상에 AlN으로 이루어지는 비자성 중간층(2)을 막 두께 20㎚로 형성하였다.
다음에, 재차 스퍼터 장치 내를 1×10-6Torr까지 진공 배기한 후, 알곤 가스를 도입하고 GdFeCo 합금 타겟에 전력을 공급하여 가스압 4×10-3Torr로 하고, 상기 비자성 중간층(2) 상에 Gd0.31(Fe0.70Co0.30)0.69로 이루어지는 기록 보조층(3)을 막 두께 60㎚로 형성하였다. 그 기록 보조층(3)은 2.5℃로 면내 자화 상태이고, 200℃이상의 온도에서 수직 자화 상태였다. 또한, 기록 보조층(3)의 퀴리 온도는 320℃였다.
다음에, 알곤과 질소의 혼합 가스를 도입하고 A1 타겟에 전력을 공급하여, 가스압 4×10-3Torr의 조건에서 기록 보조층(3) 상에 AlN으로 이루어지는 보호층(10)을 막 두께 20㎚로서 형성하였다.
다음에, 상기 보호층(10) 상에 자외선 경화 수지를 스핀코트에 의해 도포하여 자외선을 조사함으로써 오버코트층(11)을 형성하였다.
(2)기록 재생 특성
상기 디스크에 대해, 파장 680㎚의 반도체 레이저를 이용한 광 픽업에 의해 측정한 CNR (신호 대 잡음비)의 기록 자계 의존성을 실시예 1로서 도 3에 도시한다. 비교를 위해, 기록 보조층(3) 대신에 Al 반사막 40㎚를 형성한 종래의 광자기 기록 매체에서의 CNR의 기록 자계 의존성을 비교예 1로서 동일 도면에 도시한다. 또한, 여기서 도시하는 CNR의 기록 자계 의존성은 트랙 피치 1.1㎛·기록 자구 피치1.2㎛·기록 파워 6.5㎽·재생 파워1.5㎽의 조건에서 측정한 결과를 나타내고 있다.
도 3에서, 비교예 1은 기록 자계 -8.0㎄/m에서 CNR이 제로이므로 -8.0㎄/m의 자계로 소거 가능한 것을 알 수 있다. 또한, 기록 자계 8.0㎄/m에서 CNR이 포화하고 있어 8.0㎄/m의 자계로 기록 가능한 것을 알 수 있다. 상기 디스크에 대해 일정 강도의 광 빔을 조사하고, 정보에 따라 변조시킨 기록 자계로 자계 변조 기록한 바, 8.0㎄/m의 강도의 변조 자계로 기록이 가능하였다.
한편, 실시예 1의 광자기 디스크에서는 기록 자계 -4.0㎄/m에서 CNR이 제로이므로 -4.0㎄/m의 자계로 소거 가능한 것을 알 수 있다. 또한, 기록 자계 4.0㎄/m에서 CNR이 포화하고 있어 4.0㎄/m의 자계로 기록 가능한 것을 알 수 있다. 상기 디스크에 대해 일정 강도의 광 빔을 조사하고, 정보에 따라 변조시킨 기록 자계로 자계 변조 기록한 바, 4.0㎄/m의 강도의 변조 자계로 기록이 가능하였다.
즉, 종래의 비교예 1의 광자기 디스크에서 ±8.0㎄/m의 기록 소거 자계가 필요한 것에 비해, 실시예 1의 광자기 디스크에서는 ±4.0㎄/m의 기록 소거 자계로 충분하다는 것이 확인되었다.
다음에, 표 1은 실시예 1에서의 기록층(1)의 막 두께를 변화시켜 실시예 1과 동일 기록 재생 조건에서의 CNR과 기록 소거 자계를 측정한 결과를 나타낸 것이다. 여기서, CNR 측정에서 각각의 기록층(1)의 막 두께에 대해 CNR이 최대가 되도록 기록 파워를 변화시켜 기록을 행하고 있다.
기록층 막두께(㎚) CNR(㏈) 기록 소거 자계(㎄/m)
5 32.0 ±2.5
10 41.0 ±3.2
15 45.5 ±3.6
20 46.0 ±4.0
30 45.5 ±4.2
40 45.0 ±4.8
60 43.5 ±6.3
80 43.0 ±7.2
100 43.0 ±8.5
비교예 1에서, 기록 소거 자계가 ±8.0㎄/m(이 값은 비교예 1에서 기록층의 막 두께를 변화시킨 경우에서의 대략 최량의 값)인 것에 비해, 실시예 1에서는 기록층(1)의 막 두께가 100㎚로 두꺼워진 경우, 기록층(1)에서 존재하는 반자계의 증가에 따라 기록 소거 자계가 ±8.5㎄/m로 비교예 1보다도 커져 있다. 따라서, 비교예 1보다도 기록 소거 자계를 낮게 하기 위해서는 기록층(1)의 막 두께가 80㎚이하일 필요가 있는 것을 알 수 있다. 또한, 기록층(1)의 막 두께가 5㎚인 경우 기록층(1)이 너무 얇아짐에 따라 CNR이 32.0㏈로 현저히 저하하여 광자기 디스크로서 신호 재생이 곤란해진다. 이상과 같은 이유로, 기록층(1)의 막 두께는 10㎚이상 80㎚이하 일 필요가 있다. 또한, 기록층(1)과 기록 보조층(3) 간의 다중 반사에 따른 광학적 간섭 효과를 이용하여 높은 CNR을 얻기 위해서는, 기록층(1)의 막 두께를 15㎚이상 40㎚이하로 하는 것이 바람직하다.
다음에, 표 2는 실시예 1에서의 비자성 중간층(2)의 막 두께를 변화시켜, 실시예 1과 동일 기록 재생 조건에서의 CNR과 기록 소거 자계를 측정한 결과를 나타낸 것이다. 여기서, CNR 측정에서 각각의 비자성 중간층(2)의 막 두께에 대해 CNR이 최대가 되도록 기록 파워를 변화시켜 기록을 행하고 있다.
비자성 중간층 막두께(㎚) CNR(㏈) 기록 소거 자계(㎄/m)
0.5 33.0 ±9.4
1 41.0 ±3.1
5 44.5 ±3.4
10 46.0 ±3.8
20 46.0 ±4.0
40 45.0 ±4.5
60 44.5 ±5.0
80 44.0 ±7.0
100 44.0 ±8.0
표 2로부터 알 수 있듯이, 비자성 중간층(2)의 막 두께가 0.5㎚인 경우, CNR의 현저한 저하로 기록 소거 자계의 현저한 증가가 관측된다. 이것은 비자성 중간층(2)이 불균일해지고, 기록층(1)과 기록 보조층(3) 간의 안정된 정자 결합이 실현되지 않는 것에 따른다. 또한, 비자성 중간층(2)의 막 두께가 100㎚인 경우, 기록층(1)과 기록 보조층(3) 간의 거리가 커짐에 따라 기록 보조층(3)의 외부 자계 강조 효과를 볼 수 없게 되고, 비교예1과 동일하게±8.0㎄/m의 기록 소거 자계가 필요해지는 것을 알 수 있다. 이상과 같은 이유로, 비자성 중간층(2)의 막 두께는 1㎚이상 80㎚이하일 필요가 있다.
다음에, 표 3은 실시예 1에서의 기록 보조층(3)의 막 두께를 변화시켜 실시예 1과 동일 기록 재생 조건에서의 CNR과 기록 소거 자계를 측정한 결과를 나타낸 것이다. 여기서, CNR 측정에서 각각의 기록 보조층(3)의 막 두께에 대하여 CNR이 최대가 되도록 기록 파워를 변화시켜 기록을 행하고 있다.
기록 보조층 막두께(㎚) CNR(㏈) 기록 소거 자계(㎄/m)
5 42.0 ±8.0
10 44.5 ±6.4
20 46.0 ±4.0
50 46.0 ±3.6
100 45.5 ±2.7
150 45.0 ±2.4
200 41.5 ±2.2
250 33.0 ±2.0
표 3으로부터 알 수 있듯이, 기록 보조층(3)의 막 두께를 5㎚로 얇게 한 경우, 기록 보조층(3)이 너무 얇아짐에 따라 기록 보조층(3)의 외부 자계 강조 효과를 볼 수 없게 되고, 비교예 1과 동일하게 ±8.0㎄/m의 기록 소거 자계가 필요해지는 것을 알 수 있다. 또한, 기록 보조층(3)의 막 두께를 250㎚로 한 경우, CNR이 33.0㏈로 현저히 저하하고 있다는 것을 알 수 있다. 이것은 기록 보조층(3)의 막 두께 증가에 따르는 열용량의 증가에 따라, 기록 파워의 부족이 발생하는 것에 기인하고 있고, 실용적인 기록 보조층(3)의 막 두께는 200㎚이하가 된다. 이상과 같은 이유로, 기록 보조층(3)의 막 두께는 10㎚이상 200㎚이하일 필요가 있다.
상기 실시예1에서는 기록층(1)으로서 Dy0.25(Fe0.75Co0.25)0.75를 이용하고, 기록 보조층(3)으로서 Gd0.31(Fe0.70Co0.30)0.69를 이용한 경우의 결과에 대해 나타내고 있지만, 이 이외의 조성·재료에서도 동일한 기록 소거 자계의 저감이 가능하다.
표 4는 실시예 1의 구성에서 기록 보조층(3)을 GdX(FeYCo1-Y)1-X로 하고, X와 Y를 변화시켜, 실시예 1과 동일 기록 재생 조건에서의 CNR과 기록 소거 자계를 측정한 결과를 도시하는 것이다. 여기서, CNR 측정에서 각각의 구성에 대해 CNR이 최대가 되도록 기록 파워를 변화시켜 기록을 행하고 있다. 또한, 표 4에 기록 보조층(3)이 수직 자화 상태로 되는 온도를 Tp(℃)로서 함께 기재한다.
X Y Tp(℃) CNR(㏈) 기록 소거 자계(㎄/m)
0.28 0.70 100 46.0 ±8.0
0.29 0.70 130 45.5 ±7.4
0.30 0.70 185 46.0 ±5.2
0.31 0.70 200 46.0 ±4.0
0.32 0.70 225 45.0 ±5.5
0.33 0.70 250 46.0 ±6.9
0.34 0.70 265 45.5 ±9.5
0.31 0.50 - 45.0 ±9.2
0.31 0.55 - 45.5 ±8.2
0.31 0.60 210 46.5 ±7.3
0.31 0.65 205 46.0 ±5.1
0.31 0.70 200 46.0 ±4.0
0.31 0.75 200 46.5 ±4.8
0.31 0.80 190 45.5 ±6.7
0.31 0.85 180 45.5 ±8.0
표 4로부터 알 수 있듯이, 0.29≤X≤0.33, 0.60≤Y≤0.80의 범위에서는 비교예 1에서의 기록 소거 자계(±8㎄/m)보다 작은 기록 소거 자계가 실현되는 것을 알 수 있다. X<0.29의 범위에서는 기록 보조층(3)의 보상 온도가 낮아짐으로써 기록보조층(3)의 자화가 작아지고 기록층(1) 간의 양호한 정자 결합을 유지하는 것이 곤란해진다. X>0.33의 범위에서는 기록층(1)의 퀴리 온도에서 기록 보조층(3)이 면내 자화 상태로 되어 기록층(1)과의 양호한 정자 결합을 유지하는 것이 곤란해진다. 또한, Y<0.60의 범위에서는 Co 함유율의 증가에 따라 기록 보조층(3)에서 수직 자화 상태를 실현하는 것이 곤란해지고, 기록 보조층(3)의 면내 자화에 따라 기록층(1)의 누설 자계가 강조되어, 기록 소거 자계가 비교예 1에서의 기록 소거 자계(±8㎄/m)보다 커져 버린다. Y>0.80의 범위에서는 Co 함유율의 감소에 따라 기록 보조층(3)의 퀴리 온도가 저하하고, 기록 보조층(3)의 자화가 작아지고, 기록층(1) 간의 양호한 정자 결합을 유지하는 것이 곤란해진다.
또한, 기록 보조층(3)이 수직 자화 상태로 되는 온도 Tp를 보면 기록층(1)의 퀴리 온도 250℃에 대하여 Tp가 130℃이상 250℃이하의 온도 범위에서 기록 소거 자계 저감 효과가 나타나는 것을 알 수 있다. 즉, 기록층(1)의 퀴리 온도를 Tc1로 한 경우, 기록 보조층(3)이 수직 자화 상태로 되는 온도 Tp는 다음의 조건
Tc1-120℃≤Tp≤Tc1
을 만족할 필요가 있는 것을 알 수 있다.
또, 기록층(1)으로서는 DyFeCo 이외에 현재 광자기 기록 매체로서 이용되고 있는 TbFeCo, TbDyFeCo, GdTbFeCo, GdDyFeCo 등의 희토류 천이 금속 합금을 이용하는 것도 가능하다.
〔제2 실시 형태]
이하, 본 발명의 제2 실시 형태를 도면을 이용하여 상세히 설명하기로 한다.또, 설명의 편의상, 상기한 실시 형태의 도면에 도시한 부재와 동일한 기능을 갖는 부재에는 동일한 부호를 부기하여 그 설명을 생략한다.
도 4는 본 제2 실시 형태의 광자기 기록 매체에서 기록이 행해질 때의 자화 상태를 설명하는 것이다.
본 제2 실시 형태의 광자기 기록 매체는 기록층(1)과, 비자성 중간층(2)과, 기록 보조층(3)과, 면내 자화층(12)을 갖고 있다. 본 제2 실시 형태의 광자기 디스크에서는 그 기록 방식으로서 퀴리 온도 기록 방식이 이용되고 있고, 반도체 레이저로부터 출사되는 광 빔(4)이 대물 렌즈에 의해 기록층(1) 상에 집광되고, 온도 상승한 부분의 기록층(1)의 자화 방향을 외부 자계의 방향과 평행하게 함으로써 기록이 행해진다.
여기서, 기록층(1)은 실온으로부터 기록이 행해지는 기록 온도까지 막면에 대해 수직 방향으로 자화를 갖는 수직 자화막이다. 기록 보조층(3)은 온도 상승하지 않는 영역에서는 막면에 대해 면내 방향으로 자화를 갖는 면내 자화 상태이고, 기록 온도에서는 막면에 대해 수직 방향으로 자화를 갖는 수직 자화 상태로 되는 자성막이다.
면내 자화층(12)은 기록 보조층(3)과 교환 결합하고 있고, 또한 기록 온도에서 자화를 갖지 않도록 그 퀴리 온도가 설정되어 있다. 기록 보조층(3)은 이와 같이 면내 자화층(12)과 교환 결합함으로써 온도 상승하지 않는 영역에서는 막면에 대해 면내 방향으로 자화를 갖는 면내 자화 상태이고, 기록 온도에서는 막면에 대하여 수직 방향으로 자화를 갖는 수직 자화 상태로 되는 특성을 실현하는 것이다.
기록층(1)은 집광된 레이저 광(4)에 의해 기록 온도까지 온도 상승된다. 이와 같이 기록 온도까지 온도 상승한 기록 온도 영역(5)에서 기록층(1)의 보자력이 작아지고, 외부로부터 자계가 가해짐에 따라 기록층(1)의 자화 방향이 외부로부터 가해진 자계의 방향과 평행해진다. 이와 같이 함으로써 기록이 행해진다.
본 제2 실시 형태에서는 기록 보조층(3)이 면내 자화층(12)과 교환 결합하고 있고, 기록 온도 영역(5)의 외측에서는 면내 자화층(12)의 작용에 따라 자화의 방향이 확실하게 면내 방향을 향해 누설 자계가 발생하지 않는다. 또한, 기록 온도 영역(5)의 내측에서는 면내 자화층(12)의 보자력이 작아지기 때문에, 기록 보조층(3)은 수직 자화 상태로 되고, 그 자화 방향은 외부 자계(6)의 방향과 평행해져 누설 자계(7)가 발생한다. 즉, 면내 자화층(12)을 갖지 않은 구조와 비교하여 기록 온도 영역(5) 외에서는, 기록 보조층(3)의 자화의 방향이 막면에 대해 경사 방향을 향하는 일이 없으므로 누설 자계가 생기지 않는다. 따라서, 기록층(1)에 악영향을 끼치게 되는 결함 발생을 방지할 수 있다. 이와 같이 함으로써, 누설 자계(7)가 발생하는 범위를 확실하게 기록 자구의 크기로 제어할 수 있다. 이 때문에, 자계 발생 영역을 좁게 하여 고밀도로 기록하는 것이 가능해진다.
본 제2 실시 형태에서는 광자기 기록 매체로서 광자기 디스크를 적용한 경우에 대해 설명한다.
본 제2 실시 형태에 따른 광자기 디스크는 도 5에 도시된 바와 같이 기판(8), 투명 유전체층(9), 기록층(1), 비자성 중간층(2), 기록 보조층(3), 면내 자화층(12), 보호층(10), 오버코트층(11)이 기술된 순서로 적층된 디스크 본체를갖고 있다.
기판(8), 투명 유전체층(9), 기록층(1), 비자성 중간층(2), 보호층(10), 오버코트층(11)은 제1 실시 형태와 동일하고 그 막 두께 및 자기 특성 등도 제1 실시 형태와 동일하게 설정되는 것이 바람직하다.
기록 보조층(3)과 면내 자화층(12)은 희토류 천이 금속 합금으로 이루어지고, 기록 보조층(3)과 면내 자화층(12)이 상호 교환 결합하고 있다. 이와 같이, 교환 결합함으로써 기록 보조층(3)은 실온에서는 막면에 대해 면내 방향으로 자화를 갖는 한편, 기록층(1)에의 기록 온도에서는 막면에 대해 수직 방향으로 자화를 갖도록 자기 특성이 설정되어 있다.
이하, 본 실시 형태의 광자기 디스크의 구체예(이하, 실시예 2라 기술함)에 대해 (1) 광자기 디스크의 형성 방법, (2) 기록 재생 특성으로 나눠 설명하기로 한다.
(1) 광자기 디스크의 형성 방법
이하, 실시예 2의 광자기 디스크의 형성 방법에 대해 순서적으로 설명하기로 한다.
우선, A1 타겟과, DyFeCo 합금 타겟과, 기록 보조층(3)과 면내 자화층(12)에 대응하는 2종류의 GdFeCo 합금 타겟을 각각 구비한 스퍼터 장치 내에 프리그루브 및 프리피트를 갖고 디스크형으로 형성된 폴리카보네이트 제품의 기판(8)을 기판 홀더에 배치한 후, 실시예 1과 같이 함으로써 막 두께 80㎚의 AlN으로 이루어지는투명 유전체층(9), 막 두께 20㎚의 Dy0.25(Fe0.75Co0.25)0.75로 이루어지는 기록층(1), 막 두께 20㎚의 AlN으로 이루어지는 비자성 중간층(2)을 형성하였다.
다음에, 기록 보조층(3)에 대응하는 GdFeCo 합금 타겟을 이용하여 막 두께40㎚의 Gd0.26(Fe0.80Co0.20)0.74로 이루어지는 기록 보조층(3)을 형성하였다. 이 기록 보조층(3)은 단독으로 존재하는 경우에는 항상 막면에 대해 수직 방향으로 자화를 갖는 수직 자화막이고, 그 퀴리 온도는 300℃였다.
다음에, 면내 자화층(12)에 대응하는 GdFeCo 합금 타겟을 이용하여 Gd0.11(Fe0.90Co0.10)0.89로 이루어지는 면내 자화층(12)을 막 두께 20㎚로 형성하였다. 이 면내 자화층(12)은 항상 막면에 대하여 면내 방향으로 자화를 갖는 면내 자화막이고, 그 퀴리 온도는 220℃였다.
이와 같이, 기록 보조층(3)과 면내 자화층(12)을 연속하여 형성함으로써 양자가 교환 결합하여 면내 자화층(12)의 퀴리 온도 이하의 온도에서 원래 수직 자화 상태이던 기록 보조층(3)을 면내 자화 상태로 하는 것이 가능해지고, 실시예 1과 동일한 온도 상승에 따라 면내 자화 상태로부터 수직 자화 상태로 추이하는 기록 보조층을 실현하는 것이 가능해진다.
다음에, 실시예 1과 동일하게 함으로써 막 두께 20㎚의 AlN으로 이루어지는 보호층(10)과, 오버코트층(11)이 형성된다.
(2) 기록 재생 특성
상기 디스크에 대해 파장 680㎚의 반도체 레이저를 이용한 광 픽업에 의해CNR(신호 대 잡음비)의 기록 자계 의존성을 측정한 결과, 도 3에 도시하는 실시예 1과 동일한 특성을 얻을 수 있었다. 즉, 실시예 2의 광자기 디스크에서도 46㏈의 CNR을 얻을 수 있음과 함께, ±4.0㎄/m의 기록 소거 자계로 기록 소거가 가능한 것이 확인되었다.
다음에, 실시예 2에서의 기록층(1) 및 비자성 중간층(2)의 막 두께를 변화시켜 기록 소거 자계의 크기를 비교예 1의 기록 소거 자계(±8㎄/m)와 비교한 바, 실시예 1과 동일하게, 기록층(1)의 막 두께가 10㎚이상 80㎚이하이고, 비자성 중간층(2)의 막 두께가 1㎚이상 80㎚이하일 필요가 있는 것이 확인되었다.
다음에, 표 5는 실시예 2에서의 기록 보조층(3)의 막 두께를 변화시켜 동일 기록 재생 조건에서의 CNR과 기록 소거 자계를 측정한 결과를 도시하는 것이다. 여기서, CNR 측정에서 각각의 기록 보조층(3)의 막 두께에 대해 CNR이 최대가 되도록 기록 파워를 변화시켜 기록을 행하고 있다.
기록 보조층 막두께(㎚) CNR(㏈) 기록 소거 자계(㎄/m)
5 45.0 ±8.0
10 45.5 ±6.5
15 45.5 ±5.8
20 46.0 ±4.9
30 45.5 ±4.2
40 46.0 ±4.0
60 46.0 ±4.6
80 45.5 ±5.2
100 45.0 ±6.3
120 45.5 ±7.2
140 45.0 ±9.4
표 5로부터 알 수 있듯이, 기록 보조층(3)의 막 두께를 5㎚로 얇게 한 경우, 기록 보조층(3)이 너무 얇아짐에 따라 기록 보조층(3)의 외부 자계 강조 효과를 볼수 없게 되고, 비교예 1과 동일하게 ±8.0㎄/m의 기록 소거 자계가 필요해지는 것을 알 수 있다. 또한, 기록 보조층(3)의 막 두께를 140㎚로 한 경우, ±9.4㎄/m의 기록 소거 자계가 필요해지는 것을 알 수 있다. 이것은 실시예2에서는 기록 보조층(3)으로서 원래 수직 자화 상태인 자성막을 이용하고, 면내 자화층(12)과의 교환 결합에 의해 온도 상승에 따르는 면내 자화 상태로부터 수직 자화 상태에의 추이를 실현하고 있기 때문에, 기록 보조층(3)의 막 두께가 두꺼워지면 기록 보조층(3) 자체의 자기 특성이 강해지고, 온도 상승에 따르는 면내 자화 상태로부터 수직 자화 상태에의 추이가 실현되지 않게 되어 항상 수직 자화 상태로 되기 때문이다. 이상과 같은 이유로, 기록 보조층(3)의 막 두께는 10㎚이상 120㎚이하일 필요가 있다.
다음에, 표 6은 실시예 2에서의 면내 자화층(12)의 막 두께를 변화시켜 동일 기록 재생 조건에서의 CNR과 기록 소거 자계를 측정한 결과를 나타내는 것이다. 여기서, CNR 측정에서 각각의 면내 자화층(12)의 막 두께에 대해 CNR이 최대가 되도록 기록 파워를 변화시켜 기록을 행하고 있다.
면내 자화층 막두께(㎚) CNR(㏈) 기록 소거 자계(㎄/m)
3 45.0 ±9.0
5 45.5 ±6.5
10 45.5 ±5.8
20 46.0 ±4.0
50 45.5 ±4.2
100 45.5 ±4.0
150 42.5 ±4.4
200 30.5 ±4.2
250 25.0 ±4.3
표 6으로부터 알 수 있듯이, 면내 자화층(12)의 막 두께를 3㎚로 얇게 한 경우, 면내 자화층(12)이 너무 얇기 때문에 기록 보조층(3)을 면내 자화 상태로 하고자 하는 힘이 약해져 기록 보조층(3)에서의 온도 상승에 따르는 면내 자화 상태로부터 수직 자화 상태에의 추이가 실현되지 않게 되고, 기록 보조층(3)이 항상 수직 자화 상태로 되기 때문에, ±9.0㎄/m의 기록 소거 자계가 필요해지는 것을 알 수 있다. 또한, 면내 자화층(12)의 막 두께를 200㎚로 한 경우, CNR이 30.5㏈로 현저히 저하하는 것을 알 수 있다. 이것은 면내 자화층(12)의 막 두께 증가에 따르는 열용량의 증가에 따라 기록 파워의 부족이 발생한 것에 기인하고, 실용적인 면내 자화층(12)의 막 두께는 150㎚이하로 된다. 이상과 같은 이유로, 면내 자화층(12)의 막 두께는 5㎚이상 150㎚이하일 필요가 있다.
또한, 상기 실시예 2에서는 기록층(1)으로서 Dy0.25(Fe0.75Co0.25)0.75를 이용하고, 기록 보조층(3)으로서 Gd0.26(Fe0.80Co0.20)0.74를 이용하고, 면내 자화층(12)으로서 Gd0.11(Fe0.90Co0.10)0.89를 이용한 경우의 결과에 대해 나타내고 있지만, 이 이외의 조성·재료에서도 동일한 기록 소거 자계의 저감이 가능하다.
표 7은 실시예 2의 구성에서 기록 보조층(3)을 GdX(FeYCo1-Y)1-X로 하고, X와 Y를 변화시켜, 실시예 1과 동일 기록 재생 조건에서의 CNR과 기록 소거 자계를 측정한 결과를 나타낸 것이다. 여기서, CNR 측정에서 각각의 구성에 대해 CNR이 최대가 되도록 기록 파워를 변화시켜 기록을 행하고 있다.
X Y CNR(㏈) 기록 소거 자계(㎄/m)
0.20 0.80 46.0 ±9.0
0.22 0.80 45.5 ±7.6
0.24 0.80 46.0 ±6.6
0.25 0.80 46.5 ±5.2
0.26 0.80 45.0 ±4.0
0.27 0.80 45.5 ±4.5
0.28 0.80 45.0 ±6.5
0.29 0.80 46.0 ±5.8
0.30 0.80 46.5 ±5.0
0.31 0.80 46.0 ±4.2
0.32 0.80 46.5 ±5.9
0.33 0.80 46.0 ±7.9
0.34 0.80 46.0 ±9.5
0.26 0.55 45.5 ±8.5
0.26 0.60 45.0 ±7.4
0.26 0.65 45.5 ±5.5
0.26 0.70 46.5 ±4.8
0.26 0.75 46.0 ±4.2
0.26 0.80 46.0 ±4.0
0.26 0.85 46.5 ±5.2
0.26 0.90 45.0 ±8.0
0.26 0.95 45.5 ±8.5
표 7로부터 알 수 있듯이, 0.22≤X≤0.33, 또한 0.60≤Y≤0.85의 범위에서 비교예 1에서의 기록 소거 자계(±8㎄/m)보다 작은 기록 소거 자계가 실현되는 것을 알 수 있다. X<0.22의 범위, 및 X>0.33의 범위에서는 기록 온도 영역(5)에서의 수직 자화 상태의 실현이 곤란해지고, 기록 보조층(3)이 면내 자화 상태로 됨에 따라 기록 소거 자계 저감 효과를 얻을 수 없게 된다. 또한, Y<0.60의 범위에서는 Co 함유율의 증가에 따라 기록 온도 영역(5)에서 기록 보조층(3)에서 수직 자화 상태를 실현하는 것이 곤란해지고, 기록 소거 자계 저감 효과를 얻을 수 없게 된다. 또한, Y>0.85의 범위에서는 Co 함유율의 감소에 따라 기록 보조층(3)의 퀴리 온도가 저하하여 기록 보조층(3)의 자화가 작아져 기록 온도 영역(5)에서 기록층(1) 간의 양호한 정자 결합을 유지하는 것이 곤란해진다.
다음에, 표 8은 실시예 2의 구성에서 면내 자화층(12)을 GdX(FeYCO1-Y)1-X로 하고, X와 Y를 변화시켜 실시예 1과 동일 기록 재생 조건에서의 CNR과 기록 소거 자계를 측정한 결과를 도시하는 것이다. 여기서, CNR 측정에서 각각의 구성에 대해 CNR이 최대가 되도록 기록 파워를 변화시켜 기록을 행하고 있다. 또한, 표 8에 면내 자화층(12)의 퀴리 온도 Tc12를 모두 기재한다.
X Y Tc12(℃) CNR(㏈) 기록 소거 자계(㎄/m)
0.05 0.90 250 46.0 ±9.0
0.06 0.90 240 45.5 ±7.6
0.08 0.90 225 46.0 ±5.5
0.11 0.90 220 46.0 ±4.0
0.13 0.90 210 45.0 ±6.5
0.14 0.90 200 45.5 ±9.5
0.33 0.90 165 45.0 ±9.2
0.36 0.90 165 46.0 ±7.4
0.40 0.90 160 46.5 ±5.5
0.50 0.90 155 46.0 ±6.4
0.70 0.90 145 46.5 ±7.2
0.80 0.90 140 46.0 ±7.9
0.90 0.90 130 46.0 ±8.9
0.11 0.84 250 45.0 ±9.5
0.11 0.86 235 45.5 ±7.5
0.11 0.88 225 46.5 ±6.4
0.11 0.90 220 46.0 ±4.0
0.11 0.95 200 46.0 ±4.8
0.11 1.00 200 46.5 ±6.2
표 8로부터 알 수 있듯이, 0.06≤X≤0.13, 또는 0.36≤X≤0.80, 또한 0.86≤Y≤1.00의 범위에서 비교예 1에서의 기록 소거 자계(±8㎄/m)보다 작은 기록 소거 자계가 실현되는 것을 알 수 있다. X<0.06의 범위에서는 면내 자화층(12)의 퀴리 온도가 높아짐에 따라 보다 높은 온도까지 면내 자화층(12)의 자화가 존재하고, 기록 온도 영역(5)에서 기록 보조층(3)의 수직 자화 상태를 실현하는 것이 곤란해져 기록 소거 자계 저감 효과를 얻을 수 없게 된다. 또한, 0.13<X<0.36의 범위에서는 면내 자화층(12) 자체의 면내 자화 상태의 유지가 곤란해져 기록 소거 자계 저감 효과를 얻을 수 없게 된다. 또한, X>0.80의 범위에서는 면내 자화층(12)의 퀴리 온도가 낮아짐으로써 기록 온도 영역(5)의 외측 즉 온도 상승하지 않는 영역에서 기록 보조층(3)이 수직 자화 상태로 되어 기록 소거 자계 저감 효과를 얻을 수 없게 된다. 또한, Y<0.86의 범위에서는 Co 함유율의 증가에 따라 면내 자화층(12)의 퀴리 온도가 높아져 보다 높은 온도까지 면내 자화층(12)의 자화가 존재하고, 기록 온도 영역(5)에서 기록 보조층(3)의 수직 자화 상태를 실현하는 것이 곤란해져 기록 소거 자계 저감 효과를 얻을 수 없게 된다.
여기서, 표 8에 기재된 면내 자화층(12)의 퀴리 온도(Tcl2)를 보면, 기록 보조층(3)의 퀴리 온도Tc3이 300℃인 경우에 대해, 면내 자화층(12)의 퀴리 온도 Tc12가 140℃이상 240℃이하의 범위에 있을 때, 기록 소거 자계 저감 효과가 있는 것을 알 수 있다. 즉, 면내 자화층(12)의 퀴리 온도 Tc12는 다음의 조건
Tc3-160℃≤Tcl2≤Tc3-60℃
을 만족할 필요가 있는 것을 알 수 있다.
또, 기록층(1)으로서는 기록 온도 근방의 온도 범위 내에 퀴리 온도를 갖는 자성막이면 좋고, DyFeCo이외에 현재 광자기 기록 매체로서 이용되고 있는 TbFeCo, TbDyFeCo, GdTbFeCo, GdDyFeCo 등의 희토류 천이 금속 합금을 이용하는 것이 가능하다.
〔제3 실시 형태〕
이하, 본 발명의 제3 실시 형태를 도면을 이용하여 상세히 설명하기로 한다.또, 설명의 편의상, 상기한 실시 형태의 도면에 도시한 부재와 동일한 기능을 갖는 부재에는 동일한 부호를 부기하여 그 설명을 생략한다.
도 6은 본 실시 형태 3의 광자기 기록 매체에서 기록이 행해질 때의 자화 상태를 설명하는 것이다.
본 제3 실시 형태의 광자기 기록 매체는 기록층(1)과, 기입층(13)과, 비자성 중간층(2)과 기록 보조층(3)을 갖고 있다. 본 제3 실시 형태의 광자기 디스크에서는 그 기록 방식으로서 퀴리 온도 기록 방식이 이용되고 있고, 반도체 레이저로부터 출사되는 광 빔(4)이 대물 렌즈에 의해 기록층(1) 상에 집광되고 온도 상승한 부분의 기록층(1) 및 기록층(13)의 자화 방향을 외부 자계의 방향과 평행하게 함으로써 기록이 행해진다.
여기서, 기록층(1) 및 기입층(13)은 실온으로부터 기록층(1)의 퀴리 온도를 포함한 기록이 행해지는 기록 온도까지 막면에 대해 수직 방향으로 자화를 갖는 수직 자화막이다. 기입층(13)은 기록층(1)보다 높은 퀴리 온도를 갖고 기록층(1)에 교환 결합하고 있다. 또한, 기록 온도 근방의 온도 범위내에서 기록층(1)보다도 보자력이 작기 때문에 기록층(1)의 자화 반전에 필요한 자계 강도보다도 낮은 자계로 자화 반전하도록 되어 있다.
기록 보조층(3)은 온도 상승하지 않는 영역에서 막면에 대하여 면내 방향으로 자화를 갖는 면내 자화 상태이고, 기록 온도에서 막면에 대해 수직 방향으로 자화를 갖는 수직 자화 상태로 되는 자성막이다.
기록층(1) 및 기록층(13)은, 집광된 레이저 광(4)에 의해 기록 온도까지 온도 상승시켜진다. 여기서, 기록층(13)의 퀴리 온도는 기록층(1)의 퀴리 온도보다 높게 설정되어 있고, 또한 기록층(13)의 자기 특성은 외부로부터 가해진 자계에 대해 용이하게 자화 반전하도록 설정되어 있다. 그 때문에, 이와 같이 기록 온도까지 온도 상승한 기록 온도 영역(5)에서 기록층(1)의 자화는 소실하는 한편, 용이하게 자화 반전 가능한 기입층(13)의 자화는 존재하고, 이 때 정보에 따라 변조된 외부 자계(6)가 가해짐에 따라 기록층(13)의 자화 방향이 외부 자계(6)의 방향과 평행해진다. 그리고, 교환 결합력에 의해 기록층(1)의 자화 방향이 기입층(13)의 자화 방향으로 정렬됨으로써 기록이 행해진다.
본 제3 실시 형태에서는 기록 보조층(3)이 기록 온도 영역(5)의 외측에서 면내 자화 상태이고, 기록 온도 영역(5)의 내측에서 수직 자화 상태로 되기 때문에 기록 온도 영역(5)의 외측에서는 기록 보조층(3)으로부터의 누설 자계가 존재하지 않고, 기록 온도 영역(5)의 내측에서는 기록 보조층(3)으로부터 발생하는 누설 자계(7)가 존재하게 된다. 여기서, 기록 보조층(3)의 자화 방향은 외부 자계(6)의 방향과 평행해지기 때문에, 기록 보조층(3)으로부터 발생하는 누설 자계(7)도 외부 자계(6)와 평행해진다. 그리고, 외부 자계(6)와, 기록 보조층(3)으로부터 발생하는 누설 자계(7)가 기입층(13)에 작용한다. 여기서, 기입층(13)은 상기된 바와 같이 기록층(1)보다도 낮은 자계로 자화 반전한다. 따라서, 제1 실시 형태, 제2 실시 형태보다 더 작은 외부 자계로 기록층(1)에 정보를 기록하는 것이 가능해진다.
본 제3 실시 형태에서는, 광자기 기록 매체로서 광자기 디스크를 적용한 경우에 대해 설명하기로 한다.
본 제3 실시 형태에 따른 광자기 디스크는 도 7에 도시된 바와 같이 기판(8), 투명 유전체층(9), 기록층(1), 기록층(13), 비자성 중간층(2), 기록 보조층(3), 보호층(10), 오버코트층(11)이 기술된 순서대로 적층된 디스크 본체를 갖고 있다.
기판(8), 투명 유전체층(9), 기록층(1), 비자성 중간층(2), 기록 보조층(3), 보호층(10), 오버코트층(11)은, 제1 실시 형태와 동일하게 형성된다.
본 제3 실시 형태에 따른 기입층(13)은 기록층(1)과 교환 결합하도록 형성되어 있고, 기록층(1)의 자계에 대한 감도를 개선하도록 하여 기록층(1)보다도 높은 퀴리 온도로 설정되는 것이 바람직하고, 또한 그 막 두께로는 5㎚이상 60㎚이하인 것이 바람직하다.
이하, 본 실시 형태의 광자기 디스크에 대해 (1) 광자기 디스크의 형성 방법, (2) 기록 재생 특성으로 나눠 구체적으로 설명하기로 한다.
(1) 광자기 디스크의 형성 방법
우선, Al 타겟과, DyFeCo 합금 타겟과, 기록층(13)과 기록 보조층(3)에 대응하는 2종류의 GdFeCo 합금 타겟을 각각 구비한 스퍼터 장치 내에 프리그루브 및 프리피트를 갖고 디스크형으로 형성된 폴리카보네이트 제품의 기판(8)을 기판 홀더에 배치한 후, 막 두께 80㎚의 AlN 으로 이루어지는 투명 유전체층(9), 막 두께 15㎚의 Dy0.25(Fe0.75Co0.25)0.75로 이루어지는 기록층(1), 막 두께 10㎚의 Gd0.25(Fe0.75Co0.25)0.75로 이루어지는 기록층(13), 막 두께 20㎚의 AlN 으로 이루어지는 비자성 중간층(2), 막 두께 60㎚의 Gd0.31(Fe0.70Co0.30)0.69로 이루어지는 기록 보조층(3), 막 두께 20㎚의 AlN 으로 이루어지는 보호층(10), 그리고 오버코트층(11)을, 제1 실시 형태와 동일하게함으로써 형성하였다. 여기서, 막 두께 10㎚의 Gd0.25(Fe0.75Co0.25)0.75로 이루어지는 기입층(13)은 기록층(1)과 교환 결합시키도록 기록층(1)의 형성에 연속하여 기입층(13)에 대응하는 GdFeCo 합금 타겟에 전력을 공급하고, 가스압 4×10-3Torr의 조건으로 형성하였다. 기입층(13)은 그 퀴리 온도까지 막면에 대해 수직 방향으로 자화를 갖는 수직 자화막이고, 퀴리 온도가 320℃였다.
(2) 기록 재생 특성
상기 디스크에 대해 파장 680㎚의 반도체 레이저를 이용한 광 픽업에 의해 측정한 CNR(신호 대 잡음비)의 기록 자계 의존성을 실시예 3으로서 도 8에 도시한다. 비교를 위해, 기록 보조층(3) 대신에 Al 반사막 40㎚를 형성한 종래의 광자기 기록 매체에서의 CNR의 기록 자계 의존성을 비교예 3으로서 동일 도면에 도시한다. 또한, 여기서 도시하는 CNR의 기록 자계 의존성은 트랙 피치 1.1㎛·기록 자구 피치 1.2㎛·기록 파워 6.5㎽·재생 파워 1.5㎽의 조건으로 측정된 결과를 나타내고 있다.
도 8에서, 비교예 3은 기록 자계 -5.0㎄/m에서 CNR이 제로이므로 -5.0㎄/m의 자계로 소거 가능한 것을 알 수 있다. 또한, 기록 자계 5.0㎄/m에서 CNR이 포화하고 있어 5.0㎄/m의 자계로 기록 가능한 것을 알 수 있다. 상기 디스크에 대하여일정 강도의 광 빔을 조사하고, 정보에 따라 변조시킨 기록 자계로 자계 변조 기록한 바, 5.0㎄/m의 강도의 변조 자계로 기록이 가능하였다.
한편, 실시예 3의 광자기 디스크에서는 기록 자계 -2.0㎄/m에서 CNR이 제로이므로 -2.0㎄/m의 자계로 소거 가능한 것을 알 수 있다. 또한, 기록 자계 2.0㎄/m로 CNR이 포화하고 있어 2.0㎄/m의 자계로 기록 가능한 것을 알 수 있다. 상기 디스크에 대해 일정 강도의 광 빔을 조사하고, 정보에 따라 변조시킨 기록 자계로 자계 변조 기록한 바, 2.0㎄/m의 강도의 변조 자계로 기록이 가능하였다.
즉, 종래 비교예 3의 광자기 디스크에서는 ±5.0㎄/m의 기록 소거 자계가 필요해지는 반면에, 실시예 3의 광자기 디스크에서는 ±2.0㎄/m의 기록 소거 자계로 기록 소거가 가능하다는 것이 확인되었다.
다음에, 표 9는 실시예 3에서의 기록층(1)과 기입층(13)의 막 두께를 변화시켜 실시예 3과 동일 기록 재생 조건에서의 CNR과 기록 소거 자계를 측정한 결과를 도시하는 것이다. 여기서, CNR 측정에서 각각의 기록층(1)의 막 두께 및 기입층(13)의 막 두께에 대해 CNR이 최대가 되도록 기록 파워를 변화시켜 기록을 행하고 있다.
기록층 막두께(㎚) 기입층 막두께(㎚) CNR(㏈) 기록 소거 자계(㎄/m)
5 10 32.0 ±1.9
10 10 44.5 ±2.0
15 10 46.0 ±2.0
20 10 46.0 ±2.2
30 10 45.5 ±3.2
40 10 43.0 ±3.8
60 10 43.5 ±4.3
80 10 43.0 ±4.8
100 10 43.0 ±5.3
15 3 45.5 ±5.0
15 5 45.0 ±3.2
15 10 46.0 ±2.0
15 15 46.0 ±2.0
15 20 45.5 ±2.8
15 25 45.0 ±3.5
15 30 43.5 ±3.9
15 40 43.0 ±4.2
15 60 43.0 ±4.5
15 80 43.0 ±4.8
15 100 43.0 ±5.8
비교예 3에서는 기록 소거 자계가 ±5.0㎄/m인 것에 반해, 실시예 3에서는 기록층(1)의 막 두께가 100㎚로 두꺼운 경우, 기록층(1)에서 존재하는 반자계의 증가에 따라 기록 소거 자계가 ±5.3㎄/m로 비교예 3보다도 커져 기록층(1)의 막 두께가 80㎚이하일 필요가 있는 것을 알 수 있다. 또한, 기록층(1)의 막 두께가 5㎚의 경우, 기록층(1)이 너무 얇아짐에 따라 CNR이 32.0㏈로 현저히 저하하여 광자기 디스크로서 신호 재생이 곤란해진다. 이상과 같은 이유로, 기록층(1)의 막 두께는 10㎚이상 80㎚이하인 것이 필요하다. 또한, 기록층(13)의 막 두께가 100㎚로 된 경우, 기입층(13)에서 존재하는 반자계의 증가에 따라 기록 소거 자계가 ±5.8㎄/m로 비교예3보다도 커져 기입층(13)의 막 두께가 80㎚이하일 필요가 있는 것을 알 수 있다. 또한, 기입층(13)의 막 두께가 3㎚인 경우, 기입층(13)이 너무 얇아짐에 따라, 기입층(13)에 따른 기록 소거 자계 저감의 효과를 볼 수 없어 비교예 3과 동일하게 ±5.0㎄/m의 기록 소거 자계가 필요해진다. 이상과 같은 이유로, 기입층(13)의 막 두께는 5㎚이상 80㎚이하인 것이 필요하다. 또한, 기록층(1) 및 기입층(13)과 기록 보조층(3) 사이에서의 다중 반사에 따른 광학적 간섭 효과를 이용하여 높은 CNR을 얻기 위해서는, 기록층(1), 기입층(13)의 전체막 두께를 20㎚이상 40㎚이하로 하는 것이 바람직하다.
또한, 비자성 중간층(2)의 막 두께, 및 기록 보조층(3)의 막 두께에 대해서는 실시예 1과 동일하게 각각 비자성 중간층(2)의 막 두께가 1㎚이상 80㎚이하이고, 기록 보조층(3)의 막 두께가 10㎚이상 200㎚이하일 필요가 있다.
상기 실시예3에서는 기록층(1)으로서 Dy0.25(Fe0.75Co0.25)0.75를 이용하고, 기록층(13)으로서 Gd0.25(Fe0.75Co0.25)0.75를 이용하고, 기록 보조층(3)으로서 Gd0.31(Fe0.70Co0.30)0.69를 이용한 경우의 결과에 대해 나타내고 있지만, 이 이외의 조성·재료에서도 동일한 기록 소거 자계의 저감이 가능하다.
표 10은 실시예 3의 구성에서 기록층(13)을 Gdx(FeyCo1-y)1-x로 하고, X와 Y를 변화시켜 실시예 3과 동일 기록 재생 조건에서의 CNR과 기록 소거 자계를 측정한 결과를 나타내는 것이다. 여기서, CNR 측정에서 각각의 구성에 대해 CNR이 최대가 되도록 기록 파워를 변화시켜 기록을 행하고 있다. 또한, 표 10에 기입층(13)의 퀴리 온도Tc13을 함께 기재한다.
X Y Tc13(℃) CNR(㏈) 기록 소거 자계(㎄/m)
0.17 0.75 345 39.0 ±5.5
0.19 0.75 340 45.0 ±4.1
0.21 0.75 335 46.0 ±2.8
0.23 0.75 325 46.5 ±2.4
0.25 0.75 320 46.0 ±2.0
0.27 0.75 310 46.0 ±3.9
0.29 0.75 305 45.0 ±5.0
0.25 0.55 365 35.0 ±6.0
0.25 0.60 350 41.5 ±4.7
0.25 0.65 345 46.5 ±3.4
0.25 0.70 330 46.0 ±2.4
0.25 0.75 320 46.0 ±2.0
0.25 0.80 300 45.5 ±3.7
0.25 0.85 240 46.0 ±5.0
0.25 0.90 210 45.5 ±5.0
표 10으로부터 알 수 있듯이, 0.19≤X≤0.27, 0.60≤Y≤0.80의 범위에서 비교예 3에서의 기록 소거 자계(±5㎄/m)보다 작은 기록 소거 자계가 실현되는 것을 알 수 있다. X<0.19의 범위에서는 기록층(13)의 Gd 함유율의 저하에 따라 기입층(13)의 수직 자화 상태를 유지하는 것이 곤란해지고, CNR이 열화하여 기록 소거 자계가 커진다. 또한, X>0.27의 범위에서는 기록층(13)의 Gd 함유율의 증가에 따라 기록 온도 영역(5)에 상당하는 온도 범위에서 기록층(13)의 자화가 작아지고, 기록 보조층(3)과의 양호한 정자 결합을 유지하는 것이 곤란해져 비교예 3과 동일한 기록 소거 자계(±5㎄/m)로 되어 버린다. 또한, Y<0.60의 범위에서는 Co 함유율의 증가에 따라 기록층(13)에서 수직 자화 상태를 실현하는 것이 곤란해지고, CNR가 열화하여 기록 소거 자계가 커진다. 또한, Y>0.80의 범위에서는 Co 함유율의 감소에 따라 기록층(13)의 퀴리 온도가 기록층(1)의 퀴리 온도보다 낮아지고, 기록층(1)의 기록 특성을 기입층(13)에 따라 개선하는 효과를 얻는 것이 곤란해져 비교예 3과 동일한 기록 소거 자계(±5㎄/m)로 되어 버린다.
또한, 기록층(1)은 실시예 1과 동일하게 DyFeCo이외에 현재 광자기 기록 매체로서 이용되고 있는 TbFeCo, TbDyFeCo, GdTbFeCo, GdDyFeCo 등의 희토류 천이 금속 합금을 이용하는 것이 가능하다.
또한, 기록 보조층(3)으로는 실시예 1과 동일한 GdFeCo 합금을 이용하는 것이 가능하다.
〔제4 실시 형태〕
이하, 본 발명의 제4 실시 형태를 도면을 이용하여 상세히 설명하기로 한다. 또, 설명의 편의상, 상기한 실시 형태의 도면에 도시한 부재와 동일한 기능을 갖는 부재에는 동일한 부호를 부기하여 그 설명을 생략한다.
도 9는 본 제4 실시 형태의 광자기 기록 매체에서 기록이 행해질 때의 자화 상태를 설명하는 것이다.
본 제4 실시 형태의 광자기 기록 매체는 기록층(1), 기입층(13), 비자성 중간층(2), 기록 보조층(3), 및 면내 자화층(12)을 갖고 있다. 본 제4 실시 형태의 광자기 디스크에서는 그 기록 방식으로서 퀴리 온도 기록 방식이 이용되고 있고, 반도체 레이저로부터 출사되는 광 빔(4)이 대물 렌즈에 의해 기록층(1) 상에 집광되고, 온도 상승한 부분의 기록층(1), 기입층(13)의 자화 방향을 외부 자계의 방향과 평행하게 함으로써 기록이 행해진다.
여기서, 기록층(1) 및 기입층(13)은 실온으로부터 기록이 행해지는 기록 온도까지 막면에 대해 수직 방향으로 자화를 갖는 수직 자화막이다. 면내 자화층(12)은 기록 보조층(3)과 교환 결합하고 있고, 또한 기록 온도에서 자화를갖지 않도록 그 퀴리 온도가 설정되어 있다. 기록 보조층(3)은 이와 같이 면내 자화층(12)과 교환 결합함으로써 온도 상승하지 않는 영역에서는 막면에 대해 면내 방향으로 자화를 갖는 면내 자화 상태이고, 기록 온도에서는 막면에 대해 수직 방향으로 자화를 갖는 수직 자화 상태로 되는 특성을 실현하는 것이다.
기록층(1), 기입층(13)은 집광된 레이저 광(4)에 의해 기록 온도까지 온도 상승시킬 수 있다. 여기서, 기록층(13)의 퀴리 온도는 기록층(1)의 퀴리 온도 보다 높게 설정되어 있고 또한, 기입층(13)의 자기 특성은 외부로부터 가해진 자계에 대해 용이하게 자화 반전하도록 설정되어 있다. 그 때문에, 이와 같이 기록 온도까지 온도 상승한 기록 온도 영역(5)에서 기록층(1)의 자화는 소실하고, 용이하게 자화 반전 가능한 기입층(13)의 자화가 존재하게 된다. 외부로부터 자계가 가해짐으로써 기입층(13)의 자화 방향이 외부로부터 가해진 자계의 방향과 평행하게 되어 기록층(1)의 자화 방향이 기입층(13)의 자화 방향으로 정렬되어짐으로써 기록이 행해진다.
본 제4 실시 형태에서는 기록 보조층(3)이 면내 자화층(12)과 교환 결합함으로써 기록 온도 영역(5) 근방에서 자화 방향이 막면에 대해 경사 방향을 향하는 것이 억제된다. 이 때문에, 기록 온도 영역(5)의 외측에서 확실하게 면내 자화 상태이고 기록 온도 영역(5)의 내측에서 수직 자화 상태가 되는 특성을 갖는다. 따라서, 기록 온도 영역(5)의 외측에서는 기록 보조층(3)으로부터의 누설 자계가 존재하지 않고 기록 온도 영역(5)의 내측에서는 기록 보조층(3)으로부터 발생하는 누설 자계(7)가 존재하게 된다. 여기서, 기록 보조층(3)의 자화 방향은 외부 자계(6)의방향과 평행하게 되기 때문에, 기록 보조층(3)으로부터 발생하는 누설 자계(7)도 외부 자계(6)와 평행해진다. 그리고, 기입층(13)에 대해 외부 자계(6)와 기록 보조층(3)으로부터 발생하는 누설 자계(7)가 외부로부터 가해진 자계로서 작용한다. 이 때, 기입층(13)은 기록층(1)이 자화 반전하는 강도 보다도 낮은 자계로 자화 반전하고, 이 자화 반전에 의해 기록층(1)의 자화 방향을 규정한다. 따라서, 또한 작은 외부 자계에서 기록층(1)에 기록을 행하는 것이 가능해진다.
본 제4 실시 형태에서는 광자기 기록 매체로서 광자기 디스크를 적용한 경우에 대해 설명하기로 한다.
이 광자기 디스크는 도 10에 도시한 바와 같이 기판(8), 투명 유전체층(9), 기록층(1), 기입층(13), 비자성 중간층(2), 기록 보조층(3), 면내 자화층(12), 보호층(10), 오버코트층(11)이 기술된 순서로 적층된 디스크 본체를 갖고 있다.
기판(8), 투명 유전체층(9), 기록층(1), 기입층(13), 비자성 중간층(2), 기록 보조층(3), 면내 자화층(12), 보호층(10), 오버코트층(11)은 각각 제1 실시 형태, 제2 실시 형태, 제3 실시 형태와 동일하게 형성된다.
이하, 본 실시 형태의 광자기 디스크에 대해 (1) 광자기 디스크의 형성 방법, (2) 기록 재생 특성으로 나눠서 구체적으로 설명하기로 한다.
(1) 광자기 디스크의 형성 방법
우선, Al 타겟과, DyFeCo 합금 타겟과, 기입층(13)과 기록 보조층(3)과 면내 자화층(12)에 대응하는 3종류의 GdFeCo 합금 타겟을 각각 구비한 스퍼터 장치 내에 프리그룹 및 프리피트를 갖고 디스크형으로 형성된 폴리카보네이트 제품의 기판(8)을 기판 홀더에 배치한 후, 막 두께 80㎚의 AlN으로 이루어지는 투명 유전체층(9), 막 두께 15㎚의 Dy0.25(Fe0.75Co0.25)0.75로 이루어지는 기록층(1), 막 두께 10㎚의 Gd0.25(Fe0.75Co0.25)0.75로 이루어지는 기입층(13), 막 두께 20㎚의 AlN으로 이루어지는 비자성 중간층(2), 막 두께 40㎚의 Gd0.26(Fe0.80Co0.20)0.74로 이루어지는 기록 보조층(3), 막 두께 20㎚의 Gd0.11(Fe0.90Co0.10)0.89로 이루어지는 면내 자화층(12), 막 두께 20㎚의 AlN으로 이루어지는 보호층(10), 그리고 오버코트층(11)을 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태 및 제3 실시 형태와 동일하게 형성하였다.
(2) 기록 재생 특성
상기 디스크에 대해 파장 680㎚의 반도체 레이저를 이용한 광 픽업에 의해 CNR (신호 대 잡음비)의 기록 자계 의존성을 조사한 결과, 도 8에 도시한 실시예 3과 동일한 특성을 얻을 수 있었다. 즉, 실시예 4의 광자기 디스크에서도 46㏈의 CNR이 얻어짐과 함께 ±2.0㎄/m의 기록 소거 자계로 기록 소거가 가능한 것이 확인되었다.
제4 실시 형태에서 제3 실시 형태와 동일하게 기록층(1)의 막 두께가 10㎚ 이상 80㎚ 이하일 필요가 있고, 기입층(13)의 막 두께가 5㎚ 이상 80㎚ 이하일 필요가 있다. 또한, 기록층(1), 기입층(13)과 기록 보조층(3)과의 사이에서의 다중 반사에 의한 광학적 간섭 효과를 이용하여 높은 CNR을 얻기 위해서는 기록층(1), 기입층(13)과의 전체막 두께를 20㎚ 이상 40㎚ 이하로 하는 것이 바람직하다. 다음에, 비자성 중간층(2)의 막 두께는 제2 실시 형태와 동일하게 1㎚ 이상 80㎚ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 제2 실시 형태와 동일하게 기록 보조층(3)의 막 두께가 10㎚ 이상 120㎚ 이하이고, 면내 자화층(12)의 막 두께가 5㎚ 이상 150㎚ 이하인 것이 필요하다.
상기 실시예 4에서는 기록층(1)으로서 Dy0.25(Fe0.75Co0.25)0.75를 이용하고, 기록층(13)으로서 Gd0.25(Fe0.75Co0.25)0.75를 이용하고, 기록 보조층(3)으로서 Gd0.26(Fe0.80Co0.20)0.74를 이용하고, 면내 자화층(12)으로서 Gd0.11(Fe0.90Co0.10)0.89를 이용한 경우의 결과에 대해 도시하고 있지만, 이 외의 조성·재료에서도 동일한 기록 소거 자계의 저감이 가능하다. 즉, 제4 실시 형태에서는 제2 실시 형태에서 기재한 기록층(1), 기록 보조층(3), 면내 자화층(12) 및 제3 실시 형태에서 기재한 기록층(1), 기입층(13), 기록 보조층(3)과 동일한 조성의 희토류 천이 금속 합금을 이용하는 것이 가능하다.
〔제5 실시 형태〕
본 발명에 따른 기록 보조층(3) 및 면내 자화층(12)은 기록층(1)과 재생층(14)을 갖는 초해상 광자기 기록 매체에서도 기록 소거 자계를 저감시키는 것이 가능하다. 이하, 본 발명을 초해상 광자기 기록 매체에 적용한 제5 실시 형태를 도면을 이용하여 상세하게 설명하기로 한다. 또, 설명의 편의상 상기한 실시 형태의 도면에 도시한 부재와 동일한 기능을 갖는 부재에는 동일한 부호를 부기하여 그 설명을 생략한다.
도 11 및 도 12는 실온에서 면내 자화 상태로서 재생 온도에서 수직 자화 상태가 되는 재생층(14)과, 수직 자화막인 기록층(1)과, 실온에서 면내 자화 상태이고 기록 온도에서 수직 자화 상태가 되는 기록 보조층(3)이 정자 결합한 구성의 초해상 광자기 기록 매체에 대해 각각 재생과 기록이 행해질 때 자화 상태를 설명하는 것이다. 여기서, 재생층(14)과 기록층(1)을 정자 결합시키도록 비자성 중간층(15)이 설치되고 기록층(1)과 기록 보조층(3)을 정자 결합시키도록 비자성 중간층(2)이 설치된다.
본 제5 실시 형태의 광자기 디스크에서는 극 커 효과(polar kerr effect)를 이용한 신호 재생이 행해지고 있고, 도 11에 도시한 바와 같이 반도체 레이저로부터 출사되는 광 빔(4)이 대물 렌즈에 의해 재생층(14) 상에 집광되고, 재생층(14)이 수직 자화 상태가 된 부분 즉, 재생 온도에까지 온도 상승한 재생 온도 영역(16)의 범위에서만 기록층(1)의 정보가 재생층(14)에 전사되어 정보가 재생되게 된다. 재생층(14)이 면내 자화 상태인 부분의 기록층(1)의 정보는 재생층(14)의 면내 자화에 의해 마스크되어 집광된 광 빔스폿 보다도 작은 재생 온도 영역(16)이 형성된다. 이와 같이 해서 자기적 초해상 재생이 실현한다.
여기서, 재생 온도 영역(16)에서는 기록 보조층(3)이 면내 자화 상태이고, 기록층(1)의 재생층(14)과는 반대 측에 면내 자화막이 정자 결합 상태로 존재하게 된다. 이러한 기록 보조층(3)을 설치함으로써 기록층(1)으로부터 발생하는 누설 자계가 효율적으로 밀폐되어 재생층(14)에 대해 보다 강한 누설 자계를 미치게 하는 것이 가능해진다. 그 결과로서 재생 신호 품질을 개선하는 것이 가능해진다.
또한, 그 기록 방식으로서는 퀴리 온도 기록 방식이 이용되고 있고 도 12에도시한 바와 같이 반도체 레이저로부터 출사되는 광 빔(4)이 대물 렌즈에 의해 재생층(14) 및 기록층(1) 상에 집광되고, 온도 상승한 부분의 기록층(1)의 자화 방향을 외부 자계(6)의 방향과 평행하게 함으로써 기록이 행해진다.
여기서, 기록층(1)은 실온으로부터 기록이 행해지는 기록 온도까지 막면에 대해 수직인 방향으로 자화를 갖는 수직 자화막이고, 기록 보조층(3)은 온도 상승하지 않은 영역에서 막면에 대해 면내 방향으로 자화를 갖는 면내 자화 상태이고 기록 온도에서 막면에 대해 수직 방향으로 자화를 갖는 수직 자화 상태가 되는 자성막이 이용되고 있다.
기록층(1)은 집광된 레이저 광(4)에 의해 기록 온도까지 온도 상승시킬 수 있다. 이와 같이 기록 온도까지 온도 상승한 기록 온도 영역(5)에서 기록층(1)의 보자력이 작아지고 외부로부터 자계가 가해짐으로써 기록층(1)의 자화 방향이 외부로부터 가해진 자계의 방향과 평행해짐으로써 기록이 행해진다.
본 제5 실시 형태에서는 기록 보조층(3)이 기록 온도 영역(5)의 외측에서 면내 자화 상태이고 기록 온도 영역(5)의 내측에서 수직 자화 상태가 되기 때문에 기록 온도 영역(5)의 외측에서는 기록 보조층(3)으로부터의 누설 자계가 존재하지 않고 기록 온도 영역(5)의 내측에서는 기록 보조층(3)으로부터 발생하는 누설 자계(7)가 존재하게 된다. 여기서, 기록 보조층(4)의 자화 방향은 외부 자계(6)의 방향과 평행하게 되기 때문에, 기록 보조층(3)으로부터 발생하는 누설 자계(7)도 외부 자계(6)와 평행해진다. 따라서, 기록층(1)에 대해 외부 자계(6)와 기록 보조층(3)으로부터 발생하는 누설 자계(7)가 외부로부터 가해진 자계로서 작동하기 때문에 종래에 의해 작은 외부 자계로 기록이 가능해진다.
또한, 재생층(14)도 기록 온도 영역(5)에서 수직 자화 상태로 되어 있지만, 기록 온도 영역(5)에서는 기록층(1)이 퀴리 온도 근방까지 온도 상승하고 있고, 기록층(1)으로부터 재생층(14)으로 작용하는 정자 결합력은 매우 작아지기 때문에, 재생층(14)의 기록 온도 영역(5)에서의 자화 방향도 외부 자계(6)의 방향과 동일 방향이 된다. 이 때문에, 재생층(14)은 누설 자계(7)와 동일하게 외부 자계(6)에 의한 기록을 보조하도록 작용하게 된다.
본 제5 실시 형태에서는 광자기 기록 매체로서 광자기 디스크를 적용한 경우에 대해 설명하기로 한다.
본 제5 실시 형태에 따른 광자기 디스크는 도 13에 도시한 바와 같이 기판(8), 투명 유전체층(9), 재생층(14), 비자성 중간층(15), 기록층(1), 비자성 중간층(2), 기록 보조층(3), 보호층(10), 오버코트층(11)이 기술된 순서로 적층된 디스크 본체를 갖고 있다.
기판(8), 투명 유전체층(9), 비자성 중간층(2), 기록 보조층(3), 보호층(10), 오버코트층(11)에 대해서는 제1 실시 형태와 동일하게 형성된다.
재생층(14)은 희토류 천이 금속 합금으로 이루어지는 자성막이고 그 자기 특성이 실온에서 면내 자화 상태이고 재생 온도에서 수직 자화 상태가 되도록 조성 조정되고 있다.
비자성 중간층(15)은 AlN, SiN, AlSiN 등의 유전체 또는 Al, Ti, Ta 등의 비자성 금속 합금으로 이루어지고 재생층(14)과 기록층(1)이 정자 결합하도록 그 막두께가 1㎚ 내지 80㎚로 설정되어 있다.
기록층(1)은 희토류 천이 금속 합금으로 이루어지는 수직 자화막으로 이루어지고, 기록 보조층(3) 간의 양호한 정자 결합을 실현하기 위해서 실시예 1과 동일하게그 막 두께가 10㎚ 내지 80㎚로 설정되어 있다.
이하, 본 실시 형태의 구체예에 대해 (1) 광자기 디스크의 형성 방법, (2) 기록 재생 특성으로 나눠서 설명하기로 한다.
(1) 광자기 디스크의 형성 방법
우선, Al 타겟과, GdDyFeCo 합금 타겟과, 재생층(14)과 기록 보조층(3)에 대응하는 2종류의 GdFeCo 합금 타겟을 각각 구비한 스퍼터 장치 내에 프리그루브 및 프리피트를 갖고 디스크형으로 형성된 폴리카보네이트 제품의 기판(8)을 기판 홀더에 배치한다. 스퍼터 장치 내를 1×10-6Torr까지 진공 배기한 후, 알곤과 질소의 혼합 가스를 도입하고 Al 타겟에 전력을 공급하여 가스압 4×10-3Torr의 조건에서 기판(8)에 AlN으로 이루어지는 투명 유전체층(9)을 막 두께 80㎚로 형성하였다.
다음에, 재차 스퍼터 장치 내를 1×10-6Torr까지 진공 배기한 후, 알곤 가스를 도입하고 재생층(14)에 대응하는 GdFeCo 합금 타겟에 전력을 공급하여 가스압 4×10-3Torr로 하고 상기 투명 유전체층(9) 상에 Gd0.30(Fe0.82Co0.18)0.70으로 이루어지는 재생층(14)을 막 두께 20㎚로 형성하였다. 그 재생층(14)은 100℃까지 막면에 대해 면내 방향으로 자화를 갖는 면내 자화 상태이고, 100℃ 이상의 온도에서 막면에대해 수직 방향으로 자화를 갖는 수직 자화 상태였다. 또한, 재생층(14)의 퀴리 온도는 250℃였다.
다음에, 알곤과 질소의 혼합 가스를 도입하고 Al 타겟에 전력을 공급하여 가스압 4×10-3Torr의 조건에서 재생층(14) 상에 AlN으로 이루어지는 비자성 중간층(15)을 막 두께 20㎚으로 형성하였다.
다음에, 재차 스퍼터 장치 내를 1×10-6Torr까지 진공 배기한 후, 알곤 가스를 도입하고 GdDyFeCo 합금 타겟에 전력을 공급하여 가스압 4×10-3Torr로 하고, 상기 비자성 중간층(15) 상에 (Gd0.50Dy0.50)0.23(Fe0.80Co0.20)0.77로 이루어지는 기록층(1)을 막 두께 40㎚로 형성하였다. 그 기록층(1)은 그 퀴리 온도까지 막면에 대해 수직 방향으로 자화를 갖는 수직 자화막이고 보상 온도가 25℃, 퀴리 온도가 275℃였다.
다음에, 알곤과 질소의 혼합 가스를 도입하고 Al 타겟에 전력을 공급하여 가스압 4×10-3Torr의 조건에서 기록층(1) 상에 AlN으로 이루어지는 비자성 중간층(2)을 막 두께 5㎚로 형성하였다.
다음에, 재차 스퍼터 장치 내를 1×10-6Torr까지 진공 배기한 후, 알곤 가스를 도입하고 기록 보조층(3)에 대응하는 GdFeCo 합금 타겟에 전력을 공급하여 가스압 4×10-3Torr로 하고 상기 비자성 중간층(2) 상에 Gd0.31(Fe0.70Co0.30)0.69로 이루어지는 기록 보조층(3)을 막 두께 60㎚로 형성하였다. 그 기록 보조층(3)은 25℃에서 면내 자화 상태이고, 200℃ 이상의 온도에서 수직 자화 상태였다. 또한, 기록 보조층(3)의 퀴리 온도는 285℃였다.
다음에, 알곤과 질소의 혼합 가스를 도입하고 Al 타겟에 전력을 공급하여 가스압 4×10-3Torr의 조건에서 기록 보조층(3) 상에 AlN으로 이루어지는 보호층(10)을 막 두께 20㎚로서 형성하였다.
다음에, 상기 보호층(10) 상에, 자외선 경화 수지를 스핀 코트에 의해 도포하여 자외선을 조사함으로써 오버코트층(11)을 형성하였다.
(2 )기록 재생 특성
상기 디스크에 대해 파장 680㎚의 반도체 레이저를 이용한 광 픽업에 의해 측정한 CNR (신호 대 잡음비)의 기록 자계 의존성을 실시예 5로서 도 14에 도시한다. 비교를 위해 비자성 중간층(2) 및 기록 보조층(3)을 형성하지 않는 종래의 초해상 광자기 기록 매체에서의 CNR의 기록 자계 의존성을 비교예 5로서 동일 도면에 도시한다. 또한, 여기서 도시하는 CNR의 기록 자계 의존성은 트랙 피치 1.1㎛·기록 자구 피치 1.2㎛·재생 파워 2.5㎽의 조건에서 측정된 결과를 도시하고 있다. 또한, 각각의 디스크에서 최대의 CNR을 얻을 수 있도록 기록 파워를 변화시켜 CNR 측정을 행하였다.
도 3 및 도 8에 기재한 실시예 1, 비교예 1, 실시예 3, 비교예 3에서의 CNR의 포화치가 46㏈인 것에 반해, 도 14에 도시한 실시예 5 및 비교예 5에서의 CNR의포화치는 49㏈이 되고 있어 3㏈의 CNR 상승을 볼 수 있다. 이것은 실시예 5 및 비교예 5에서 재생층(14)에서의 면내 자화 마스크에 의한 초해상 재생이 실현하고 재생 분해능이 상승한 것을 의미하고 있다.
또한, 도 14에서 비교예 5는 기록 자계 -15.0㎄/m에서 CNR가 제로이므로 -15.0㎄/m의 자계로 소거 가능한 것을 알 수 있다. 또한, 기록 자계 15.0㎄/m에서 CNR이 포화하고 있어 15.0㎄/m의 자계로 기록 가능한 것을 알 수 있다. 상기 디스크에 대해 일정 강도의 광 빔을 조사하고, 정보에 따라 변조시킨 기록 자계로 자계 변조 기록한 바, 15.0㎄/m의 강도의 변조 자계로 기록이 가능하였다.
한편, 실시예 5에서는 기록 자계 -5.0㎄/m에서 CNR이 제로이므로 -5.0㎄/m의 자계로 소거 가능한 것을 알 수 있다. 또한, 기록 자계 5.0㎄/m에서 CNR이 포화하고 있어 5.0㎄/m의 자계로 기록 가능한 것을 알 수 있다. 상기 디스크에 대해 일정 강도의 광 빔을 조사하고, 정보에 따라 변조시킨 기록 자계로 자계 변조 기록한 바, 5.0㎄/m의 강도의 변조 자계로 기록이 가능하였다.
즉, 종래의 비교예 5의 초해상 광자기 디스크에서, ±15.0㎄/m의 기록 소거 자계가 필요해지는 것에 반해, 실시예 5의 초해상 광자기 디스크에서는 ±5.0㎄/m의 기록 소거 자계로 충분한 것이 확인되었다. 여기서, 비교예 1의 기록 소거 자계 ±8.0㎄/m에 비해 비교예 5의 기록 소거 자계가 ±15.0㎄/m로 커지고, 실시예 1의 기록 소거 자계 ±4.0㎄/m에 비해 실시예 5의 기록 소거 자계가 ±5.0㎄/m과 커지고 있지만, 이것은 비교예 5 및 실시예 5에서의 초해상 재생 특성을 최적화해야 하고 기록층(1)으로서 다른 자기 특성 및 막 두께를 채용하고 있는 것에 따른다.
본 실시예에서는 재생층(14)으로서 막 두께 20㎚의 Gd0.30(Fe0.82Co0.18)0.70을 이용하고, 비자성 중간층(15)으로서 막 두께 20㎚의 AlN을 이용하고, 기록층(1)으로서 막 두께 40㎚의 (Gd0.50Dy0.50)0.23(Fe0.80Co0.20)0.77을 이용하고, 비자성 중간층(2)으로서 막 두께 5㎚의 AlN을 이용하고, 기록 보조층(3)으로서 막 두께 60㎚의 Gd0.31(Fe0.70Co0.30)0.69를 이용한 경우의 결과에 대해 도시하고 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니다.
재생층(14)으로서는 실온에서 면내 자화 상태이고 재생 온도에서 수직 자화 상태가 되면 좋고 희토류 금속으로서 Gd를 주성분으로 한 GdDyFeCo, GdTbFe, GdTbFeCo 등의 희토류 천이 금속 합금을 사용하는 것이 가능하다. 또한 재생층(14)의 막 두께로서는 충분한 초해상 재생 효과를 얻기 위해 6㎚ 이상 80㎚ 이하인 것이 바람직하다.
비자성 중간층(15)으로서는 그 외에 SiN, SiAlN, TaO2등의 투명 유전체막 및 Al, Ti, Ta 등의 비자성 금속 합금을 사용하는 것이 가능하다. 또한, 기록층(1)과 재생층(14) 간의 양호한 정자 결합 상태를 실현하기 위해 비자성 중간층(15)의 막 두께가 1㎚ 이상 80㎚ 이하인 것이 바람직하다.
기록층(1)으로서는 희토류 금속으로서 Dy 또는 Tb를 주성분으로 한 TbFeCo, DyFeCo, TbDyFeCo, GdTbFeCo, GdDyFeCo 등의 희토류 천이 금속 합금을 사용하는 것이 가능하다. 또한, 기록 보조층(3) 간의 양호한 정자 결합을 실현하기 위해 실시예 1과 동일하게그 막 두께가 10㎚ 이상 80㎚ 이하인 것이 바람직하다.
비자성 중간층(2)으로서는 그 외에 SiN, SiAlN, TaO2등의 투명 유전체막 및 Al, Ti, Ta 등의 비자성 금속 합금을 사용하는 것이 가능하다. 또한, 기록층(1)과 기록 보조층(3) 간의 양호한 정자 결합 상태를 실현하기 위해 비자성 중간층(2)의 막 두께가 1㎚ 이상 80㎚ 이하인 것이 바람직하다.
기록 보조층(3)으로서는 실온에서 면내 자화 상태이고 기록 온도에서 수직 자화 상태가 되면 좋고, 희토류 금속으로서 Gd를 주성분으로 한 GdDyFeCo, GdTbFe, GdTbFeCo 등의 희토류 천이 금속 합금을 사용하는 것이 가능하다. 또한 기록 보조층(3)의 막 두께로서는 기록 소거 자계 저감이 실현되고 또한, 양호한 기록 특성을 얻도록 10㎚ 이상 200㎚ 이하인 것이 바람직하다.
다음에, 본 제5 실시 형태에서의 기록 보조층(3)을 제2 실시 형태에 기재의 기록 보조층(3)과 면내 자화층(12)으로 대체함으로써 제5 실시 형태 기재의 초해상 재생 효과와 기록 소거 자계의 저감을 실현하는 것이 가능하다.
여기서는 도 15에 도시한 바와 같이 기판(8), 투명 유전체층(9), 재생층(14), 비자성 중간층(15), 기록층(1), 비자성 중간층(2), 기록 보조층(3), 면내 자화층(12), 보호층(10), 오버코트층(11)이 기술된 순서로 적층된 디스크에 대해 조사하였다.
기판(8), 투명 유전체층(9), 비자성 중간층(2), 기록 보조층(3), 면내 자화층(12), 보호층(10), 오버코트층(11)에 대해서는 제2 실시 형태 기재의 실시예 2와 동일하게 형성된다. 또한, 기록층(1), 재생층(14), 비자성 중간층(15)은 실시예 5와 같이 하여 형성된다.
상기 초해상 광자기 디스크에 대해 파장 680㎚의 반도체 레이저를 이용한 광 픽업에 의해 CNR의 기록 자계 의존성을 측정한 결과, 도 14에 도시하는 실시예 5와 동일한 특성을 얻을 수 있었다. 즉, 실시예 5 기재의 기록 보조층(3)을 실시예 2 기재의 기록 보조층(3)과 면내 자화층(12)으로 대체한 경우에서도 실시예 5와 동일하게 초해상 재생 효과에 의해 49㏈의 CNR가 얻어짐과 함께 ±5.0㎄/m의 기록 소거 자계로 기록 소거가 가능한 것이 확인되었다.
〔제6 실시 형태〕
본 발명에 따른 기록 보조층(3)은 기록층(1), 기입층(13)과 재생층(14)을 갖는 초해상 광자기 기록 매체에서도 기록 소거 자계를 저감시키는 것이 가능하다. 이하, 본 발명을 초해상 광자기 기록 매체에 적용한 제6 실시 형태를 도면을 이용하여 상세하게 설명한다. 또, 설명의 편의상 상기한 실시 형태의 도면에 도시한 부재와 동일한 기능을 갖는 부재에는 동일한 부호를 부기하여 그 설명을 생략한다.
도 16 및 도 17은 실온에서 면내 자화 상태로서 재생 온도에서 수직 자화 상태가 되는 재생층(14)과, 수직 자화막인 기록층(1)과, 기록층(1)의 자계 감도 개선을 목적으로 한 기입층(13)과, 실온에서 면내 자화 상태이고 기록 온도에서 수직 자화 상태가 되는 기록 보조층(3)이 정자 결합한 구성의 초해상 광자기 기록 매체에 대해 각각 재생과 기록이 행해질 때의 자화 상태를 설명하는 것이다. 여기서, 재생층(14)과 기록층(1), 기입층(13)을 정자 결합시키도록 비자성 중간층(15)이 설치되고, 기록층(1), 기입층(13)과 기록 보조층(3)을 정자 결합시키도록 비자성 중간층(2)이 설치된다.
본 제6 실시 형태의 광자기 디스크에서는 극 커 효과를 이용한 신호 재생이 행해지고 있고 도 16에 도시한 바와 같이 반도체 레이저로부터 출사되는 광 빔(4)이 대물 렌즈에 의해 재생층(14) 상에 집광되고 재생층(14)이 수직 자화 상태가 된 부분 즉 재생 온도 영역(16)의 범위에서만 기록층(1)의 정보가 정자 결합에 의해 재생층(14)에 전사되어 정보가 재생되게 된다. 재생층(14)이 면내 자화 상태인 부분의 기록층(1)의 정보는 재생층(14)의 면내 자화에 의해 마스크되어 집광된 광 빔스폿 보다도 작은 재생 온도 영역(16)이 형성됨으로써 자기적 초해상 재생이 실현한다.
여기서, 재생 온도 영역(16)에는 기록 보조층(3)이 면내 자화 상태이기 때문에, 기록층(1), 기입층(13)의 재생층(14)과 반대측에 면내 자화막이 정자 결합 상태로 존재하게 된다. 이러한 기록 보조층(3)을 설치함으로써 기록층(1), 기입층(13)으로부터 발생하는 누설 자계가 효율적으로 밀폐되어 재생층(14)에 대해 보다 강한 누설 자계를 미치게 하는 것이 가능해진다. 그 결과로서, 초해상 재생 신호 품질을 개선하는 것이 가능해진다.
또한, 그 기록 방식으로서는 퀴리 온도 기록 방식이 이용되고 있고 도 17에 도시한 바와 같이 반도체 레이저로부터 출사되는 광 빔(4)이 대물 렌즈에 의해 재생층(14), 기록층(1), 및 기입층(13) 상에 집광되고 온도 상승한 부분의 기록층(1), 기입층(13)의 자화 방향을 외부 자계(6)의 방향과 평행하게 함으로써 기록이 행해진다. 여기서, 기록층(1) 보다도 퀴리 온도가 높은 기입층(13)이 기록층(1)에 접하여 형성되어 있기 때문에, 기록층(1)으로의 기록은 기록층(1)의 퀴리 온도 이상에서의 기입층(13)의 자화 상태에 의해 결정된다. 기입층(13)은 기록층(1)에 비해 외부 자계에 대해 감도가 높은 자성막이 이용되고 있고 기록층(1)이 단독으로 존재하는 경우와 비해 보다 작은 외부 자계에서의 자화 반전이 가능해진다.
또한, 기록 보조층(3)이 기입층(13)에 대해 정자 결합하는 형태로 형성되어 있다. 기록 보조층(3)으로서는 온도 상승하지 않을 때에는 막면에 대해 면내 방향으로 자화를 갖는 면내 자화 상태이고, 기록 온도에서는 막면에 대해 수직 방향으로 자화를 갖는 수직 자화 상태가 되는 자성막이 이용된다. 기록 온도로까지 승온한 기록 온도 영역(5)에서 기입층(13)에 대해 외부로부터 자계가 가해짐으로써 기입층(13)의 자화 방향이 외부로부터 가해진 자계의 방향과 평행해진다. 그리고, 온도 저하에 따라 기록층(1)의 자화 방향이 기입층(13)의 자화 방향으로 정렬되어짐으로써 기록이 행해진다.
본 제6 실시 형태에서는 기록 보조층(3)이 기록 온도 영역(5)의 외측에서 면내 자화 상태이고 기록 온도 영역(5)의 내측에서 수직 자화 상태가 되기 때문에, 기록 온도 영역(5)의 외측에서는 기록 보조층(3)으로부터의 누설 자계가 존재하지 않고 기록 온도 영역(5)의 내측에서는 기록 보조층(3)으로부터 발생하는 누설 자계(7)가 존재하게 된다. 여기서, 기록 보조층(3)의 자화 방향은 외부 자계(6)의 방향과 평행하게 되기 때문에, 기록 보조층(3)으로부터 발생하는 누설 자계(7)도 외부 자계(6)와 평행해진다. 따라서, 기입층(13)에 대해 외부 자계(6)와 기록 보조층(3)으로부터 발생하는 누설 자계(7)가 외부로부터 가해진 자계로서 작용하기 때문에, 종래보다 작은 외부 자계로 기록이 가능해진다.
또한, 재생층(14)도 기록 온도 영역(5)에서 수직 자화 상태로 되어 있지만, 기록 온도 영역(5)에서는 기록층(1), 기입층(13)이 퀴리 온도 근방까지 온도 상승하고 있고, 기록층(1), 기입층(13)으로부터 재생층(14)으로 작용하는 정자 결합은 매우 작아지기 때문에, 재생층(14)의 기록 온도 영역(5)에서의 자화 방향도 외부 자계(6)의 방향과 동일 방향이 된다. 따라서, 재생층(14)도 누설 자계(7)와 동일하게 외부 자계(6)에 의한 기록을 보조하도록 작용하게 된다.
본 제6 실시 형태에서는 광자기 기록 매체로서 광자기 디스크를 적용한 경우에 대해 설명하기로 한다.
본 제6 실시 형태에 따른 광자기 디스크는 도 18에 도시한 바와 같이 기판(8), 투명 유전체층(9), 재생층(14), 비자성 중간층(15), 기록층(1), 기입층(13), 비자성 중간층(2), 기록 보조층(3), 보호층(10), 오버코트층(11)이 기술된 순서로 적층된 디스크 본체를 갖고 있다.
기판(8), 투명 유전체층(9), 재생층(14), 비자성 중간층(15), 비자성 중간층(2), 기록 보조층(3), 보호층(10), 오버코트층(11)에 대해서는 제5 실시 형태와 동일하게 형성된다.
기록층(1), 기입층(13)은 희토류 천이 금속 합금으로 이루어지는 수직 자화막으로 이루어지고 기입층(13)이 기록층(1)과 교환 결합하도록 형성되어 있고 기록층(1)의 자계에 대한 감도를 개선하도록 기입층(13)이 기록층(1) 보다도 높은 퀴리온도로 설정되는 것이 필요하다.
이하, 본 실시 형태의 구체예에 대해 (1) 광자기 디스크의 형성 방법, (2) 기록 재생 특성으로 나눠서 설명하기로 한다.
(1) 광자기 디스크의 형성 방법
우선, Al 타겟과, GdDyFeCo 합금 타겟과, 재생층(14)과 기입층(13)과 기록 보조층(3)에 대응하는 3종류의 GdFeCo 합금 타겟을 각각 구비한 스퍼터 장치 내에 프리그룹 및 프리피트를 갖고 디스크형으로 형성된 폴리카보네이트 제품의 기판(8)을 기판 홀더에 배치한다. 스퍼터 장치 내를 1×10-6Torr까지 진공 배기한 후, 알곤과 질소와의 혼합 가스를 도입하고 Al 타겟에 전력을 공급하여 가스압 4×10-3Torr의 조건에서 기판(8)에 AlN으로 이루어지는 투명 유전체층(9)을 막 두께 80㎚로 형성한다.
다음에, 재차 스퍼터 장치 내를 1×10-6Torr까지 진공 배기한 후, 알곤 가스를 도입하고 재생층(14)에 대응하는 GdFeCo 합금 타겟에 전력을 공급하여 가스압 4×10-3Torr로 하고 상기 투명 유전체층(9) 상에 Gd0.30(Fe0.82Co0.18)0.70으로 이루어지는 재생층(14)을 막 두께 20㎚로 형성하였다. 그 재생층(14)은 100℃까지 막면에 대해 면내 방향으로 자화를 갖는 면내 자화 상태이고 100℃ 이상의 온도에서 막면에 대해 수직 방향으로 자화를 갖는 수직 자화 상태였다. 또한, 재생층(14)의 퀴리 온도는 250℃였다.
다음에, 알곤과 질소의 혼합 가스를 도입하고 Al 타겟에 전력을 공급하여 가스 4×10-3Torr의 조건에서 재생층(14) 상에 AlN으로 이루어지는 비자성 중간층(15)을 막 두께 20㎚로 형성하였다.
다음에, 재차 스퍼터 장치 내를 1×10-6Torr까지 진공 배기한 후, 알곤 가스를 도입하고 GdDyFeCo 합금 타겟에 전력을 공급하여 가스압 4×10-3Torr로 하고 상기 비자성 중간층(15) 상에 (Gd0.50Dy0.50)0.23(Fe0.80Co0.20)0.77로 이루어지는 기록층(1)을 막 두께 40㎚로 형성하였다. 그 기록층(1)은 그 퀴리 온도까지 막면에 대해 수직 방향으로 자화를 갖는 수직 자화막이고 보상 온도가 25℃, 퀴리 온도가 275℃였다.
다음에, 기입층(13)에 대응하는 GdFeCo 합금 타겟에 전력을 공급하여 가스압 4×10-3Torr로 하고 상기 기록층(1) 상에 Gd0.25(Fe0.75Co0.25)0.75로 이루어지는 기입층(13)을 막 두께 20㎚로 형성하였다. 기입층(13)은 그 퀴리 온도까지 막면에 대해 수직 방향으로 자화를 갖는 수직 자화막이고 그 퀴리 온도가 320℃였다.
다음에, 알곤과 질소의 혼합 가스를 도입하고 Al 타겟에 전력을 공급하여 가스압 4×10-3Torr의 조건에서 기입층(13) 상에 AlN으로 이루어지는 비자성 중간층(2)을 막 두께 5㎚로 형성하였다.
다음에, 재차 스퍼터 장치 내를 1×10-6Torr까지 진공 배기한 후, 알곤 가스를 도입하고 기록 보조층(3)에 대응하는 GdFeCo 합금 타겟에 전력을 공급하여 가스압 4×10-3Torr로 하고 상기 비자성 중간층(2) 상에 Gd0.31(Fe0.70Co0.30)0.69로 이루어지는 기록 보조층(3)을 막 두께 60㎚로 형성하였다. 그 기록 보조층(3)은 25℃에서 면내 자화 상태이고, 200℃ 이상의 온도에서 수직 자화 상태였다. 또한, 기록 보조층(3)의 퀴리 온도는 320℃였다.
다음에, 알곤과 질소의 혼합 가스를 도입하고 Al 타겟에 전력을 공급하여, 가스압 4×10-3Torr의 조건에서 기록 보조층(3) 상에 AlN으로 이루어지는 보호층(10)을 막 두께 20㎚로서 형성하였다.
다음에, 상기 보호층(10) 상에 자외선 경화 수지를 스핀 코트에 의해 도포하여 자외선을 조사함으로써 오버코트층(11)을 형성하였다.
(2) 기록 재생 특성
상기 디스크에 대해 파장 680㎚의 반도체 레이저를 이용한 광픽업에 의해 측정한 CNR (신호 대 잡음비)의 기록 자계 의존성을 실시예 6으로서 도 19에 도시한다. 비교를 위해, 비자성 중간층(2) 및 기록 보조층(3)을 형성하지 않은 종래의 초해상 광자기 기록 매체에서의 CNR의 기록 자계 의존성을 비교예 6으로서 동일 도면에 도시한다. 또한, 여기서 도시한 CNR의 기록 자계 의존성은 트랙 피치 1.1㎛·기록 자구 피치 1.2㎛·재생 파워 2.5㎽의 조건에서 측정된 결과를 도시하고 있다. 또한, 각각의 디스크에서 최대의 CNR을 얻을 수 있도록 기록 파워를 변화시켜 CNR 측정을 행하였다.
도 14에 도시한 실시예 5 및 비교예 5에서의 CNR의 포화치와 동일하게 실시예 6 및 비교예 6에서도 49㏈의 CNR을 얻을 수 있고, 실시예 6 및 비교예 6에서도 재생층(14)에서의 면내 자화 마스크에 의한 초해상 재생이 실현하고 재생 분해능이 상승하고 있는 것이 확인되었다.
또한, 도 19에서 비교예 6의 CNR은 기록 자계 -11.0㎄/m에서 CNR이 제로이므로 -11.0㎄/m의 자계에서 소거 가능한 것을 알 수 있다. 또한, 기록 자계 11.0㎄/m에서 CNR가 포화하고 있어 11.0㎄/m의 자계에서 기록 가능한 것을 알 수 있다. 상기 디스크에 대해 일정 강도 광 빔을 조사하고, 정보에 따라 변조시킨 기록 자계로 자계 변조 기록한 바, 11.0㎄/m의 강도의 변조 자계로 기록이 가능하였다.
한편, 실시예 6의 광자기 디스크에서는 기록 자계 -3.0㎄/m에서 CNR이 제로이므로 -3.0㎄/m의 자계에서 소거 가능한 것을 알 수 있다. 또한, 기록 자계 3.0㎄/m에서 CNR이 포화하고 있어 3.0㎄/m의 자계에서 기록 가능한 것을 알 수 있다. 상기 디스크에 대해 일정 강도의 광 빔을 조사하고 정보에 따라 변조시킨 기록 자계에서 자계 변조 기록한 바, 3.0㎄/m의 강도의 변조 자계로 기록이 가능하였다.
즉, 종래 비교예 6의 초해상 광자기 디스크에서 ±11.0㎄/m의 기록 소거 자계가 필요해지는 것에 반해, 실시예 6의 초해상 광자기 디스크에서는 ±3.0㎄/m의 기억 소거 자계로 충분한 것이 확인되었다. 여기서, 비교예 3의 기록 소거 자계 ±5.0㎄/m에 비해 비교예 6의 기록 소거 자계가 ±11.0㎄/m로 커지고 있지만 이것은 비교예 6에서 초해상 재생 특성을 최적해야하고, 기록층(1)으로서 비교예 3과다른 자기 특성 및 막 두께를 채용하고 있는 것에 기인한다. 실시예 6에서도 비교예 6과 동일한 특성의 기록층(1)을 채용하고 있음으로써, 실시예 3의 기록 소거 자계 보다 큰 자계가 필요해진다.
본 실시예에서는 재생층(14)으로서 막 두께 20㎚의 Gd0.30(Fe0.82Co0.18)0.70을 이용하여 비자성 중간층(15)으로서 막 두께 20㎚의 AlN을 이용하고 기록층(1)으로서 막 두께 40㎚의 (Gd0.50Dy0.50)0.23(Fe0.80Co0.20)0.77을 이용하고 기록층(13)으로서 막 두께 20㎚의 Gd0.25(Fe0.75Co0.25)0.75를 이용하고 비자성 중간층(2)으로서 막 두께 5㎚의 AlN을 이용하여, 기록 보조층(3)으로서 막 두께 60㎚의 Gd0.31(Fe0.70Co0.30)0.69를 이용한 경우의 결과에 대해 도시하고 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니다.
재생층(14)으로서는 실온에서 면내 자화 상태이고 재생 온도에서 수직 자화 상태가 되면 좋고, 희토류 금속으로서 Gd를 주성분으로 한 GdDyFeCo, GdTbFe, GdTbFeCo 등의 희토류 천이 금속 합금을 사용하는 것이 가능하다. 또한 재생용(14)의 막 두께로서는 충분한 초해상 재생 효과를 얻기 위해 5㎚ 이상 80㎚ 이하인 것이 바람직하다.
비자성 중간층(15)으로서는 그 외에 SiN, SiAlN, TaO2등의 투명 유전체막 및 Al, Ti, Ta 등의 비자성 금속 합금을 사용하는 것이 가능하다. 또한, 기록층(1)과 재생층(14) 간의 양호한 정자 결합 상태를 실현하기 위해 비자성 중간층(15)의 막 두께가 1㎚ 이상 80㎚ 이하인 것이 바람직하다.
기록층(1)으로서는 희토류 금속으로서 Dy 또는 Tb를 주성분으로 한 TbFeCo, DyFeCo, TbDyFeCo, GdTbFeCo, GdDyFeCo 등의 희토류 천이 금속 합금을 사용하는 것이 가능하고, 기록층(13)으로서는 제3 실시 형태의 표 10에서 기재한 것과 동일한 GdFeCo를 사용하는 것이 가능하다. 또한, 기록층(1), 기입층(13)의 막 두께로서는 실시예 3과 동일하게 할 필요가 있다. 즉, 기록층(1)의 막 두께가 10㎚ 이상 80㎚ 이하이고 기록층(13)의 막 두께가 5㎚ 이상 80㎚ 이하일 필요가 있다.
비자성 중간층(2)으로서는 그 외에 SiN, SiAlN, TaO2등의 투명 유전체막 및 Al, Ti, Ta 등의 비자성 금속 합금을 사용하는 것이 가능하다. 또한, 기록층(1)과 기록 보조층(3) 간의 양호한 정자 결합 상태를 실현하기 위해 비자성 중간층(2)의 막 두께가 1㎚ 이상 80㎚ 이하인 것이 바람직하다.
기록 보조층(3)으로서는 실온에서 면내 자화 상태이고 기록 온도에서 수직 자화 상태가 되면 좋고, 희토류 금속으로서 Gd를 주성분으로 한 GdDyFeCo, GdTbFe, GdTbFeCo 등의 희토류 천이 금속 합금을 사용하는 것이 가능하다. 또한 기록 보조층(3)의 막 두께로서는 기록 소거 자계 저감이 실현되고 또한 양호한 기록 특성을 얻도록 10㎚ 이상 200㎚ 이하인 것이 바람직하다.
다음에, 본 제6 실시 형태에서의 기록 보조층(3)을 제2 실시 형태 기재의 기록 보조층(3)과 면내 자화층(12)으로 대체함으로써 제6 실시 형태 기재의 초해상 재생 효과와 기록 소거 자계의 저감을 실현하는 것이 가능하다.
여기서는 도 20에 도시한 바와 같이 기판(8), 투명 유전체층(9),재생층(14), 비자성 중간층(15), 기록층(1), 기입층(13), 비자성 중간층(2), 기록 보조층(3), 면내 자화층(12), 보호층(10), 오버코트층(11)이 기술된 순서로 적층된 디스크에 대해 조사하였다.
기판(8), 투명 유전체층(9), 재생층(14), 비자성 중간층(15), 기록층(1), 기입층(13), 비자성 중간층(2), 보호층(10), 오버코트층(11)에 대해서는 실시예 6과 동일하게 형성된다. 또한, 기록 보조층(3), 면내 자화층(12)은 실시예 2와 동일하게 형성된다.
상기 디스크에 대해 파장 680㎚의 반도체 레이저를 이용한 광 픽업에 의해 CNR의 기록 자계 의존성을 측정한 결과, 도 19에 도시한 실시예 6과 동일한 특성을 얻을 수 있었다. 즉, 실시예 6 기재의 기록 보조층(3)을 실시예 2 기재의 기록 보조층(3)과 면내 자화층(12)으로 대체한 경우에서도, 실시예 6과 동일하게 초해상 재생 효과에 의해 49㏈의 CNR을 얻을 수 있음과 함께 ±3.0㎄/m의 기록 소거 자계로 기록 소거가 가능한 것이 확인되었다.
이상과 같이, 본 발명에 따른 제1 광자기 기록 매체는 기록 온도 이상의 온도로 가열된 기록층에 외부 자계가 인가됨으로써 상기 기록층으로의 정보의 기록이 행해지는 광자기 기록 매체에서 기록층에 정자 결합하고 있고, 또한 기록 온도 미만의 온도에서 면내 자화 상태로 기록 온도 이상에서 수직 자화 상태가 되는 기록 보조층을 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에서는 정보의 기록 시, 기록 보조층의 자화 방향이 외부 자계에의해 기록 정보에 대응한 자화 방향(수직 방향)으로 향해서 누설 자계가 발생한다. 이에 따라, 기록층에는 누설 자계와 외부 자계를 더한 자계가 작용하게 된다. 따라서, 외부 자계만으로 정보를 기록하는 경우 보다도 저자계로 기록을 행하는 것이 가능해진다.
이와 같이, 본 발명의 광자기 기록 매체는 기록 보조층으로부터의 누설 자계를 기록층에 작용시킴으로써 기록층에 기록을 행할 수 있는 것이고 교환 결합력을 이용한 상기 종래 예의 광자기 기록 매체는 근본적에 다르다. 일반적으로 기록층에 교환 결합한 자성층을 자화 반전시키는데 필요한 외부 자계 보다도 온도 상승과 함께 수직 자화 상태가 되는 면내 자화층의 자화 방향을 가열 하에서 원하는 방향(상 또는 하)으로 향하는데 필요한 외부 자계 쪽이 낮기 때문에, 본 발명의 광자기 기록 매체에 의하면 종래의 광자기 기록 매체 보다도 저자계로 정보를 기록하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명의 제2 광자기 기록 매체는 상기 제1 광자기 기록 매체에서 기록층과 정자 결합한 재생층을 갖고 있고, 재생층은 실온에서 면내 자화 상태이고, 재생 온도 근방의 온도 범위에서 수직 자화 상태가 되는 재료로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의하면 기록 보조층으로부터 발생하는 누설 자계가 기록 자계를 보조함으로써 자기적 초해상 광자기 기록 매체에서의 기록 자계를 저감하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명의 제3 광자기 기록 매체는 제1 또는 제2 광자기 기록 매체에서 퀴리 온도가 기록 온도 근방의 온도로 설정되고, 기록 보조층과 교환 결합한 면내 자화층을 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에서는 기록 보조층에 교환 결합한 면내 자화층에 의해 기록 보조층의 자화 방향이 막면에 대해 경사 방향으로 향하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 기록 보조층으로부터의 누설 자계가 안정되고 기록 동작을 확실하게 행하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명의 제4 광자기 기록 매체는 제1 내지 제3 중 어느 하나의 광자기 기록 매체에서 기록 온도 근방의 온도 범위 내에서 기록층 보다도 낮은 자계로 자화 반전하는 재료로 이루어지고, 기록층에 교환 결합한 기입층을 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 구성의 광자기 기록 매체에서는 기록층에 교환 결합한 기입층을 갖고 있기 때문에, 기입층을 자화 반전시킴으로써 기록층의 자화 방향을 자화 반전시킬 수 있다. 따라서, 기입층으로서 기록층 보다도 낮은 자계로 자화 반전하는 것을 사용하면, 더욱 낮은 자계로의 기록이 가능해진다.
또한, 본 발명의 제5 광자기 기록 매체는 제1 또는 제2 광자기 기록 매체에서 기록층, 제1 비자성 중간층, 기록 보조층, 보호층이 기술된 순서로 적층되어 이루어지고 기록층의 막 두께가 10㎚ 이상 80㎚ 이하, 제1 비자성 중간층의 막 두께가 1㎚ 이상 80㎚ 이하, 기록 보조층의 막 두께가 110㎚ 이상 200㎚ 이하로 설정되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의하면, 기록층과 기록 보조층과의 정자 결합이 안정되게 실현되고 기록 보조층으로부터 발생하는 누설 자계가 기록 자계를 보조함으로써 광자기 기록 매체에서의 기록 자계를 저감하는 것이 가능해진다.
또한, 기록층, 제1 비자성 중간층, 기록 보조층의 막 두께가 최적화되고 광자기 기록 매체 및 자기적 초해상 광자기 기록 매체에서의 기록 자계를 안정되게 저감하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명의 제6 광자기 기록 매체는 제3 광자기 기록 매체에서 기록층, 제1 비자성 중간층, 기록 보조층, 면내 자화층, 보호층이 기술된 순서로 적층되어 이루어지고 기록층의 막 두께가 10㎚ 이상 80㎚ 이하, 제1 비자성 중간층의 막 두께가 1㎚ 이상 80㎚ 이하, 기록 보조층의 막 두께가 10㎚ 이상 120㎚ 이하, 면내 자화층의 막 두께가 5㎚ 이상 150㎚ 이하로 설정되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의하면, 기록층과 기록 보조층과의 정자 결합이 안정되게 실현되고 기록 보조층으로부터 발생하는 누설 자계가 기록 자계를 보조함으로써, 광자기 기록 매체에서의 기록 자계를 저감하는 것이 가능해진다.
또한, 기록층, 제1 비자성 중간층, 기록 보조층, 면내 자화층의 막 두께가 최적화되고 광자기 기록 매체 및 자기적 초해상 광자기 기록 매체에서의 기록 자계를 안정되게 저감하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명의 제7 광자기 기록 매체는 제4 광자기 기록 매체에서 기록층, 기입층, 제1 비자성 중간층, 기록 보조층, 보호층이 기술된 순서로 적층되어 이루어지고 기록층의 막 두께가 10㎚ 이상 80㎚ 이하, 기입층의 막 두께가 5㎚ 이상 80㎚ 이하, 제1 비자성 중간층의 막 두께가 1㎚ 이상 80㎚ 이하, 기록 보조층의 막두께가 10㎚ 이상 200㎚ 이하로 설정되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의하면, 기록층과 기록 보조층과의 정자 결합이 안정되게 실현되고 기록 보조층으로부터 발생하는 누설 자계가 기록 자계를 보조함으로써, 광자기 기록 매체에서의 기록 자계를 저감하는 것이 가능해진다.
또한, 기록층, 기입층, 제1 비자성 중간층, 기록 보조층의 막 두께가 최적화되고 광자기 기록 매체 및 자기적 초해상 광자기 기록 매체에서의 기록 자계를 안정되게 저감하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명의 제8 광자기 기록 매체는 제4 광자기 기록 매체에서 기록층, 기입층, 제1 비자성 중간층, 기록 보조층, 면내 자화층, 보호층이 기술된 순서로 적층되어 이루어지고 기록층의 막 두께가 10㎚ 이상 80㎚ 이하, 기입층의 막 두께가 5㎚ 이상 80㎚ 이하, 제1 비자성 중간층의 막 두께가 1㎚ 이상 80㎚ 이하, 기록 보조층의 막 두께가 10㎚ 이상 120㎚ 이하, 면내 자화층의 막 두께가 5㎚ 이상 150㎚ 이하로 설정되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의하면, 기록층과 기록 보조층과의 정자 결합이 안정되게 실현되고 기록 보조층으로부터 발생하는 누설 자계가 기록 자계를 보조함으로써 광자기 기록 매체에서의 기록 자계를 저감하는 것이 가능해진다.
또한, 기록층, 기입층, 제1 비자성 중간층, 기록 보조층, 면내 자화층의 막 두께가 최적화되고 광자기 기록 매체 및 자기적 초해상 광자기 기록 매체에서의 기록 자계를 안정되게 저감하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명의 제9 광자기 기록 매체는 제5 또는 제7 광자기 기록 매체에서 기록 보조층이 다음의 수학식 1 만족하는 조성인 것을 특징으로 한다.
Figure pat00001
상기 구성에 의하면, 기록 보조층의 자기 특성이 최적화되고 광자기 기록 매체 및 자기적 초해상 광자기 기록 매체에서의 기록 자계를 안정되게 저감하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명의 제10 광자기 기록 매체는 제5 또는 제7 광자기 기록 매체에서 기록층의 퀴리 온도를 Tc1으로 하고 기록 보조층이 수직 자화 상태가 되는 온도를 Tp로 한 경우 Tc1과 Tp가 다음의 조건
Tc1-120℃≤Tp≤Tc1
을 만족하는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의하면 기록층의 퀴리 온도와 기록 보조층이 수직 자화 상태가 되는 온도와의 관계가 최적화되고 광자기 기록 매체 및 자기적 초해상 광자기 기록 매체에서의 기록 자계를 안정되게 저감하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명의 제11 광자기 기록 매체는 제6 또는 제8 광자기 기록 매체에서 기록 보조층이 수학식 2를 만족하는 조성인 것을 특징으로 한다.
Figure pat00002
상기 구성에 의하면, 기록 보조층의 자기 특성이 최적화되고 광자기 기록 매체 및 자기적 초해상 광자기 기록 매체에서의 기록 자계를 안정되게 저감하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명의 제12 광자기 기록 매체는 제6 또는 제8 광자기 기록 매체에서 면내 자화층은 수학식 3을 만족하는 조성인 것을 특징으로 한다.
Figure pat00003
상기 구성에 의하면, 면내 자화층의 자기 특성이 최적화되고 광자기 기록 매체 및 자기적 초해상 광자기 기록 매체에서의 기록 자계를 안정되게 저감하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명의 제13 광자기 기록 매체는 제6 또는 제8 광자기 기록 매체에서 기록 보조층의 퀴리 온도를 Tc3로 하고 면내 자화층의 퀴리 온도를 Tc12로 한 경우 Tc3와 Tc12가 다음의 조건
Tc3-160℃≤Tc12≤Tc3-60℃
을 만족하는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의하면, 기록 보조층의 퀴리 온도와 면내 자화층의 퀴리 온도와의 관계가 최적화되고 광자기 기록 매체 및 자기적 초해상 광자기 기록 매체에서의 기록 자계를 안정되게 저감하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명의 제1 광자기 기록 방법은 적어도 기록층과 기록 보조층이 정자 결합한 광자기 기록 매체에 광 빔을 조사함과 함께 외부 자계를 인가함으로써 기록층에 정보를 기록하는 광자기 기록 방법으로서 외부 자계에 의해 기록 보조층의 자화 방향을 외부 자계의 방향으로 향하고, 기록 보조층으로부터의 누설 자계와 외부 자계를 더한 자계에 의해 기록층의 자화 방향을 외부 자계의 방향으로 향하는 것을 특징으로 한다.
상기 방법에 의하면, 광자기 기록 매체로의 정보의 기록을 외부 자계에 기록 보조층으로부터의 누설 자계를 가한 자계에 의해 행하기 위해서, 인가되는 외부 자계를 저감시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 광자기 기록 방법은 제1 광자기 기록 방법에서 기록 보조층 내에서의 자화 방향이 외부 자계의 방향으로 향하지 않은 부위를 면내 자화 상태로 하는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의하면, 기록 보조층의 자화 방향을 용이하게 외부 자계의 방향으로 향하게 할 수 있고, 저자계에서의 기록을 실현할 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 광자기 기록 장치는 적어도 기록층과 기록 보조층이 정자 결합한 광자기 기록 매체에 광 빔을 조사하여 기록 부위를 기록 온도 이상으로 가열하는 가열 수단을 갖고 이루어지는 광자기 기록 장치에서 기록층이 단독으로 존재하는 경우에 기록 온도 이상으로 가열된 기록층의 부위의 자화 방향을 인가 자계의 방향으로 향하는데 요하는 인가 자계를 Mr로 하고, 기록 보조층의 기록 온도 이상으로 가열된 부위의 자화 방향을 인가 자계의 방향으로 향하게 하는데 요하는 인가 자계를 Mh로 할 때, 기록층 및 기록 보조층의 기록 부위에 대응하는 부분에Mh≤Mg＜Mr로 설정된 외부 자계 Mg를 인가하는 외부 자계 인가 수단을 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에서는 인가하는 외부 자계가 작기 때문에, 장치의 소형화를 꾀할 수 있다.
또한, 발명의 상세한 설명의 항에서 이루어진 구체적인 실시 형태 또는 실시예는 어디까지나 본 발명의 기술적 내용을 밝히는 것이고, 그와 같은 구체예에만 한정하여 협의에 해석되어야 되는 것은 아니고, 본 발명의 정신과 다음에 기재하는 특허 청구 사항의 범위 내에서 여러가지로 변경하여 실시할 수 있는 것이다.

Claims (21)

  1. 광자기 기록 매체의 기록층에 정보를 기록하는 광자기 기록 방법에 있어서,
    광자기 기록 매체로서, 기록 온도 이상의 온도로 가열됨과 함께 외부 자계가 인가됨으로써 정보의 기록이 행해지는 기록층과, 상기 기록층에 정자 결합하고 있으며, 또한 상기 기록 온도 미만의 온도에서는 면내 자화 상태이고 상기 기록 온도 이상에서는 수직 자화 상태가 되는 기록 보조층을 포함하고, 상기 기록 온도는 상기 기록층의 퀴리 온도 근방인 광자기 기록 매체를 사용하고,
    상기 광자기 기록 매체에 단일 강도의 광 빔을 조사하는 단계와,
    상기 광자기 기록 매체의 상기 광 빔이 조사된 부위에 대해 외부 자계를 인가함으로써 상기 기록 보조층의 자화 방향을 상기 외부 자계의 방향으로 향하게 하는 단계와,
    상기 기록 보조층으로부터의 누설 자계와 상기 외부 자계를 더한 자계에 의해 상기 기록층의 자화 방향을 상기 외부 자계의 방향으로 향하게 하는 단계
    를 포함하되, 상기 외부 자계는 하나이며, 상기 외부 자계의 방향은 기록할 정보에 대응하여 변조되고, 상기 기록 온도인 상기 기록층의 퀴리 온도 근방에 도달한 부위의 상기 기록 보조층의 자화 방향을 상기 외부 자계의 방향으로 향하게 하는 한편, 상기 기록 온도 미만의 부위인 상기 기록 보조층의 자화 방향을 면내 자화 상태로 하는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광자기 기록 매체는, 상기 기록층과 정자 결합하고 실온에서 면내 자화 상태이며 재생 온도 근방의 온도 범위에서 수직 자화 상태가 되는 재생층을 포함하는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 광자기 기록 매체는, 상기 기록 온도 근방에서 퀴리 온도를 가지며 상기 기록 보조층과 교환 결합한 면내 자화층을 갖는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 광자기 기록 매체는, 상기 기록층에 교환 결합함과 함께, 상기 기록 온도 근방의 온도 범위 내에서 상기 기록층의 자화 반전에 필요한 자계 강도보다도 낮은 자계로 자화 반전하는 기입층을 갖는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 광자기 기록 매체는 상기 기록층, 제1 비자성 중간층, 상기 기록 보조층, 보호층이 기술된 순서로 적층되어 있고,
    상기 기록층의 막 두께는 10㎚ 이상 80㎚ 이하이고,
    상기 제1 비자성 중간층의 막 두께는 1㎚ 이상 80㎚ 이하이고,
    상기 기록 보조층의 막 두께는 110㎚ 이상 200㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 광자기 기록 방법.
  6. 제3항에 있어서, 상기 광자기 기록 매체는 상기 기록층, 제1 비자성 중간층, 상기 기록 보조층, 상기 면내 자화층, 보호층이 기술된 순서로 적층되어 있고,
    상기 기록층의 막 두께는 10㎚ 이상 80㎚ 이하이고,
    상기 제1 비자성 중간층의 막 두께는 1㎚ 이상 80㎚ 이하이고,
    상기 기록 보조층의 막 두께는 10㎚ 이상 120㎚ 이하이고,
    상기 면내 자화층의 막 두께는 5㎚ 이상 150㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 광자기 기록 방법.
  7. 제4항에 있어서, 상기 광자기 기록 매체는 상기 기록층, 상기 기입층, 제1 비자성 중간층, 상기 기록 보조층, 보호층이 기술된 순서로 적층되어 있고,
    상기 기록층의 막 두께는 10㎚ 이상 80㎚ 이하이고,
    상기 기입층의 막 두께는 5㎚ 이상 80㎚ 이하이고,
    상기 제1 비자성 중간층의 막 두께는 1㎚ 이상 80㎚ 이하이고,
    상기 기록 보조층의 막 두께는10㎚ 이상 200㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 광자기 기록 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 광자기 기록 매체는,
    상기 기록 온도 근방에서 퀴리 온도를 갖고, 상기 기록 보조층과 교환 결합한 면내 자화층과,
    상기 기록층에 교환 결합함과 함께 상기 기록 온도 근방의 온도 범위 내에서상기 기록층의 자화 반전에 필요한 자계 강도 보다도 낮은 자계로 자화 반전하는 기입층을 포함하고,
    상기 기록층, 상기 기입층, 제1 비자성 중간층, 상기 기록 보조층, 상기 면내 자화층, 보호층이 기술된 순서로 적층되어 있고,
    상기 기록층의 막 두께는 10㎚ 이상 80㎚ 이하이고,
    상기 기입층의 막 두께는 5㎚ 이상 80㎚ 이하이고,
    상기 제1 비자성 중간층의 막 두께는 1㎚ 이상 80㎚ 이하이고,
    상기 기록 보조층의 막 두께는 10㎚ 이상 120㎚ 이하이고,
    상기 면내 자화층의 막 두께는 5㎚ 이상 150㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 광자기 기록 방법.
  9. 제5항에 있어서, 상기 기록 보조층은 다음의 수학식
    GdX1(FeY1Co1-Y1)1-X1
    여기서, 0.29≤X1≤0.33
    0.60≤Y1≤0.80
    을 만족하는 조성인 것을 특징으로 하는 광자기 기록 방법.
  10. 제5항에 있어서, 상기 기록층의 퀴리 온도를 Tc1으로 하고 상기 기록 보조층이 수직 자화 상태가 되는 온도를 Tp로 한 경우, Tc1과 Tp가 다음의 조건
    Tc1-120℃≤Tp≤Tc1
    을 만족하는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 방법.
  11. 제6항에 있어서, 상기 기록 보조층은 다음의 수학식
    GdX2(FeY2Co1-Y2)1-X2
    여기서, 0.22≤X2≤0.33
    0.60≤Y2≤0.85
    을 만족하는 조성인 것을 특징으로 하는 광자기 기록 방법.
  12. 제6항에 있어서, 상기 면내 자화층은 다음의 수학식
    GdX3(FeY3Co1-Y3)1-X3
    여기서, 0.06≤X3≤0.13 또는 0.36≤X3≤0.80
    0.80≤Y3≤1.00
    을 만족하는 조성인 것을 특징으로 하는 광자기 기록 방법.
  13. 제6항에 있어서, 상기 기록 보조층의 퀴리 온도를 Tc3로 하고 상기 면내 자화층의 퀴리 온도를 Tc12로 한 경우, Tc3와 Tc12가 다음의 조건
    Tc3-160℃≤Tc12≤Tc3-60℃
    을 만족하는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 방법.
  14. 제7항에 있어서, 상기 기록 보조층은 다음의 수학식
    GdX1(FeY1Co1-Y1)1-X1
    여기서, 0.29≤X1≤0.33
    0.60≤Y1≤0.80
    을 만족하는 조성인 것을 특징으로 하는 광자기 기록 방법.
  15. 제7항에 있어서, 상기 기록층의 퀴리 온도를 Tc1으로 하고 상기 기록 보조층이 수직 자화 상태가 되는 온도를 Tp로 한 경우, Tc1과 Tp가 다음의 조건
    Tc1-120℃≤Tp≤Tc1
    을 만족하는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 방법.
  16. 제7항에 있어서, 상기 기록층은 다음의 수학식
    GdX4(FeY4Co1-Y4)1-X4
    여기서, 0.19≤X4≤0.27
    0.60≤Y4≤0.80
    을 만족하는 조성인 것을 특징으로 하는 광자기 기록 방법.
  17. 제8항에 있어서, 상기 기록 보조층은 다음의 수학식
    GdX2(FeY2Co1-Y2)1-X2
    여기서, 0.22≤X2≤0.33
    0.60≤Y2≤0.85
    을 만족하는 조성인 것을 특징으로 하는 광자기 기록 방법.
  18. 제8항에 있어서, 상기 면내 자화층은 다음의 수학식
    GdX3(FeY3Co1-Y3)1-X3
    여기서, 0.06≤X3≤0.13 또는 0.36≤X3≤0.80
    0.80≤Y3≤1.00
    을 만족하는 조성인 것을 특징으로 하는 광자기 기록 방법.
  19. 제8항에 있어서, 상기 기록 보조층의 퀴리 온도를 Tc3로 하고 상기 면내 자화층의 퀴리 온도를 Tc12로 한 경우, Tc3와 Tc12가 다음의 조건
    Tc3-160℃≤Tc12≤Tc3-60℃
    을 만족하는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 방법.
  20. 제3항에 있어서, 상기 기록 보조층 내에 있어서의 자화 방향이 외부 자계의 방향으로 향하지 않는 부위를 상기 면내 자화층에 의해 면내 자화 상태로 만드는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 방법.
  21. 광자기 기록 장치에 있어서,
    광자기 기록 매체로서, 기록 온도 이상의 온도로 가열됨과 함께 외부 자계가 인가됨으로써 정보의 기록이 행해지는 기록층과, 상기 기록층에 정자 결합하고 있으며 또한 상기 기록 온도 미만의 온도에서는 면내 자화 상태이고 상기 기록 온도 이상에서는 수직 자화 상태가 되는 기록 보조층을 포함하고, 상기 기록 온도는 상기 기록층의 퀴리 온도 근방인 광자기 기록 매체를 사용하고,
    상기 광자기 기록 매체에 단일 강도의 광 빔을 조사하여 기록 부위를 기록 온도 이상으로 가열하는 가열 수단과,
    상기 기록층이 단독으로 존재하는 경우 상기 기록층의 기록 온도 이상으로 가열된 부위의 자화 방향을 인가 자계의 방향으로 향하게 하는데 필요한 인가 자계를 Mr로 하고, 상기 기록 보조층의 기록 온도 이상으로 가열된 부위의 자화 방향을 인가 자계의 방향으로 향하게 하는데 필요한 인가 자계를 Mh로 할 때, 상기 기록층 및 상기 기록 보조층의 기록 부위에 대응하는 부분에 조건 Mh≤Mg＜Mr을 만족하는 외부 자계 Mg를 인가하는 외부 자계 인가 수단
    을 포함하되, 상기 외부 자계 인가 수단은 하나이고, 기록시에 상기 외부 자계 인가 수단의 자계 방향을 기록할 정보에 따라 변조하는 광자기 기록 장치.
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