KR100391741B1 - 광자기 기록 매체 및 그 기록 방법 - Google Patents

광자기 기록 매체 및 그 기록 방법 Download PDF

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샤프 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 광자기 기록 매체는 수직 자화막으로 이루어지는 제1 자성층과, 수직 자화막으로 이루어지고 제1 자성층에 교환 결합하는 제2 자성층과, 승온시에 제2 자성층 및 제1 자성층과 정적 자기 결합하여 제1 자성층의 자화가 전사되는 제3 자성층을 적어도 포함하고, 제2 자성층은 제1 자성층보다도 총 자화의 피크(peak)치가 크고, 또한, 퀴리 온도가 높은 구성이다. 이에 따라, 제1 자성층과 제2 자성층 간의 및 제2 자성층과 제3 자성층 간의 정적 자기 결합력이 커지고, 보다 작은 기록 자구(magnetic recording domain)를 재생층인 상기 제3 자성층으로 전사하여 안정적으로 재생할 수 있고, 재생력 마진(margin)을 넓게 하는 것이 가능해진다. 또한, 제3 자성층과의 정적 자기 결합을 위한 누설 자속을 발생시키는 역할을 제2 자성층이 담당하고，양호한 기록 상태를 실현시키는 역할을 제1 자성층이 담당함으로써 양호한 기록을 실현 가능케 하는 초해상 광자기 디스크를 제공하는 것이 가능해진다.

Description

광자기 기록 매체 및 그 기록 방법{MAGNETO-OPTICAL STORAGE MEDIUM AND RECORDING METHOD THEREOF}
본 발명은, 광자기 기록 재생 장치에 적용되는 광자기 디스크, 광자기 테이프, 광자기 카드 등의 광자기 기록 매체에 관한 것이다.
종래로부터, 재기입 가능한 광기록 매체로서 광자기 기록 매체를 이용한 광자기 디스크가 실용화되어 있다. 이러한 광자기 디스크에서는 반도체 레이저로부터 출사되는 광 빔을 광자기 기록 매체 상에 집광 조사하여, 광자기 기록 매체의 국부 온도를 상승시킴으로써 기록 소거가 행해진다. 그리고, 기록 소거가 발생하지 않는 강도의 광 빔을 광자기 기록 매체에 집광 조사하고, 그 반사광의 편광 상태를 판별함으로써 기록 정보의 재생이 행해진다.
그러나, 이러한 광자기 기록 매체에서는 광 빔의 빔 스폿(spot) 직경에 대하여 기록된 자구의 기록 비트 직경 및 기록 비트 간격이 작아지면, 재생 특성이 열화된다고 하는 문제가 있다. 이것은 목적으로 하는 기록 비트 상에 집광된 광 빔의 빔 스폿 내에 인접하는 기록 비트(bit)가 들어가기 위해서, 개개의 기록 비트를 분리하여 재생할 수 없게 되기 때문이다.
특개평9-180276호 공보(발행일 : 1997년 7월 11일, US. 5777953에 대응)에 상기 문제를 해결하는 광자기 기록 매체가 개시되어 있다. 이 광자기 기록 매체는 실온에 있어서 면내 자화 상태이고, 임계 온도 이상의 온도에서 수직 자화 상태로 되는 재생 자성층과, 비자성 중간층과, 정보를 기록하고 수직 자화막으로 이루어지는 기록 자성층으로 이루어지는 것이다.
또한, 특개평9-320134호 공보(발행일 : 1997년 12월 12일, US. 5939187에 대응)에 재생 특성 개선을 목적으로 한 광자기 기록 매체가 개시되어 있다. 이 광자기 기록 매체는 실온에 있어서 면내 자화 상태이고 임계 온도 이상의 온도에서 수직 자화 상태로 되는 재생 자성층과, 상기 임계 온도 근방에 퀴리(Curie)온도를 갖는 면내 자화층과, 비자성 중간층과, 정보를 기록하고 수직 자화막으로 이루어지는 기록 자성층으로 이루어지는 것이다.
또한, 특개평8-180486호 공보(발행일 : 1996년 7월 12일, US. 5659537에 대응)에 수직 자화 상태인 재생 자성층과, 비자성 중간층과, 정보를 기록하고 수직자화막으로 이루어지는 기록 자성층으로 이루어지는 광자기 기록 매체도 제안되어 있다.
상기 특개평9-180276호 공보 및 특개평9-320134호 공보에 기재된 광자기 기록 매체에서는, 임계 온도 이하의 온도 범위에 있어서 재생 자성층이 면내 자화 상태로 된다. 이에 따라, 기록 자성층에 기록된 기록 자구 정보가 재생층으로 전사되지 않고, 기록 자구 정보는 재생되지 않는다. 이에 반하여, 임계 온도 이상의 온도 범위에 있어서는 재생 자성층이 수직 자화 상태로 되고, 기록 자성층에 기록된 기록 자구 정보가 재생 자성층으로 전사되어 기록 자구 정보가 재생된다. 이 때문에, 재생 자성층 상에 집광된 광 빔의 빔 스폿 내에, 인접하는 기록 비트가 들어가는 경우에 있어서도, 광 빔의 재생력과 재생 자성층이 수직 자화 상태로 되는 임계 온도를 적절하게 설정하여 놓으면 개개의 기록 비트를 분리하여 재생할 수 있다. 그리고, 고 밀도로 기록된 정보를 재생하는 것이 가능한 자기적 초해상 재생을 실현할 수도 있다.
또한, 특개평8-180486호 공보에 기재된 광자기 기록 매체에서는 온도가 상승한 영역만의 자화 정보가 재생 자성층으로부터 기록 자성층으로 전사되고, 상기와 마찬가지로 자기적 초해상 재생을 실현할 수 있다.
그러나, 최근 광 디스크에 대하여, 또한 큰 기록 용량이 요구되고 있다. 그 때문에, 기록 자성층에 보다 작은 기록 자구를 형성하고, 그 기록 자구를 재생 자성층으로 전사하여 안정적으로 재생하는 것이 요구된다.
상기 특개평9-180276호 공보 및 특개평9-320134호 공보 및 특개평8-180486호공보에 기재된 광자기 기록 매체에 있어서 이용되는 기록 자성층은 보상 온도가 실온 근방에 존재하고 있고 정보의 기록과 유지가 행해지며, 또한, 재생시에 기록 자성층에 기록된 기록 자구 정보를 재생 자성층으로 전사시키는 누설 자속을 발생시키는 자성층이다. 따라서, 기록 자성층의 퀴리 온도는 기록 파워(power)가 너무 높아지지 않도록 225℃∼275℃로 설정되어 있다. 이 경우, 재생에 따라 광 빔 스폿의 중심의 온도가 퀴리 온도 근방까지 상승하면, 광 빔 스폿의 중심 근방의 기록 자성층의 총 자화가 작아진다. 따라서, 기록 자성층으로부터의 누설 자속이 작아짐으로써 기록 자성층과 재생 자성층과의 정적 자기 결합력이 약해지고, 재생 자성층으로의 자구 전사가 행해지지 않게 된다. 따라서, 온도 상승과 함께 기록 자성층의 총 자화가 매우 작아지기 때문에, 재생력 마진(margin)이 작아지고 보다 작은 기록 자구를 재생 자성층으로 전사하여 안정적으로 재생할 수 없게 된다고 하는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은 재생시에 있어서의 기록 자성층의 총 자화를 크게 할 수 있고, 작은 기록 자구를 안정적으로 재생할 수 있는 광자기 기록 매체 및 그 기록 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 광자기 기록 매체는 상기 목적을 달성하기 위해서, 실온에서 면내 자화 상태이고 소정 온도 이상의 온도에 있어서 수직 자화 상태로 되는 재생층과, 자화 정보가 기록됨과 함께, 상기 재생층과 정적 자기 결합하는 기록층과, 상기 기록층과 교환 결합하고, 상기 재생층과 정적 자기 결합하기 위한 누설 자속을 발생하는 자속 형성층을 포함하는 구성이다.
상기 광자기 기록 매체에 따르면, 재생할 때, 기록층으로부터 발생하는 누설 자속과, 재생층에서 수직 자화 상태로 된 자화가 정적 자기 결합하고, 기록층의 자화 정보가 재생층으로 전사된다. 이에 따라, 재생층에 있어서 소정 온도 이상이 된 영역의 자화 정보만이 재생되기 때문에, 고밀도로 기록된 자화 정보를 재생하는 것이 가능한 자기적 초해상 재생을 실현할 수 있다.
그런데, 종래와 같이 기록층만으로 정적 자기 결합을 위한 누설 자속을 발생시키는 역할과, 정보를 기록하는 역할의 쌍방을 담당하는 경우, 재생시, 재생력의 증대에 따라 기록층의 총 자화가 감소한다. 그 결과, 기록층으로부터 발생하는 누설 자속이 작아지고, 기록층과 재생층과의 정적 자기 결합이 약해져 안정된 재생을 행할 수 없고, 재생력 마진이 좁아져 있었다.
그래서, 상기 광자기 기록 매체에 따르면, 상기 기록층과 교환 결합하고, 재생층과 정적 자기 결합하기 위한 누설 자속을 발생하는 자속 형성층이 배치되어 있다. 이에 따라, 재생력의 증대에 따라 기록층의 총 자화가 감소하더라도 상기 기록층과 교환 결합한 자속 형성층으로부터 누설 자속이 발생된다. 따라서, 자속 형성층으로부터 발생되는 누설 자속에 기초하는 정적 자기 결합에 의해, 기록층의 자화 정보가 재생층으로 확실하게 전사된다. 그 결과, 재생력이 증대하더라도 안정된 재생을 행할 수 있고, 재생력 마진이 좁아지는 것을 확실하게 회피할 수 있다.
본 발명의 다른 목적, 특징, 및 우수한 점은 이하에 나타내는 기재에 의해서 충분히 알 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 이점은 첨부 도면을 참조한 다음의설명으로 명백하게 될 것이다.
도 1은 본 발명 실시의 일형태의 초해상 광자기 기록 매체의 재생 원리를 설명하는 단면 자화 상태도.
도 2는 종래의 초해상 광자기 기록 매체의 재생 원리를 설명하는 단면 자화 상태도.
도 3은 종래의 초해상 광자기 기록 매체의 기록층의 자기 특성의 일례를 나타내는 도면.
도 4는 종래의 초해상 광자기 기록 매체의 기록층의 자기 특성의 일례를 나타내는 도면.
도 5는 종래의 초해상 광자기 기록 매체의 기록층의 자기 특성의 일례를 나타내는 도면.
도 6은 종래의 초해상 광자기 기록 매체의 기록층의 자기 특성의 일례를 나타내는 도면.
도 7은 상기 초해상 광자기 기록 매체의 자속 형성층과 기록층의 적층 구조의 일례의 자기 특성을 나타내는 도면.
도 8은 본 발명의 실시 형태2의 초해상 광자기 기록 매체의 재생 원리를 설명하는 단면 자화 상태도.
도 9는 본 발명의 초해상 광자기 기록 매체의 자속 형성층과 기록층과 기록 보조층의 적층 구조의 자기 특성의 일례를 나타내는 도면.
도 10은 본 발명의 실시 형태3의 초해상 광자기 기록 매체의 재생 원리를 설명하는 단면 자화 상태도.
도 11은 본 발명의 실시 형태4의 초해상 광자기 기록 매체의 재생 원리를 설명하는 단면 자화 상태도.
도 12는 실시예 1의 초해상 광자기 디스크의 매체 구성을 나타내는 단면도.
도 13은 실시예 1의 초해상 광자기 디스크의 CNR 재생력 의존성을 나타내는 도면.
도 14는 실시예 2의 초해상 광자기 디스크의 매체 구성을 나타내는 단면도.
도 15는 실시예 2의 초해상 광자기 디스크의 CNR 기록 자계 의존성을 나타내는 도면.
도 16은 실시예 3의 초해상 광자기 디스크의 매체 구성을 나타내는 단면도.
도 17은 실시예 3의 초해상 광자기 디스크의 CNR 재생력 의존성을 나타내는 도면.
도 18은 실시예 4의 초해상 광자기 디스크의 매체 구성을 나타내는 단면도.
도 19는 실시예 4의 본 발명의 초해상 광자기 디스크의 CNR 기록 자계 의존성을 나타내는 도면.
도 20은 여러 가지 Fe, Co비의 자속 형성층(3)을 이용한 초해상 광자기 디스크의 CNR 재생력 의존성을 나타내는 도면.
도 21은 여러 가지 희토류, 천이 금속비의 자속 형성층(3)을 이용한 본 발명의 초해상 광자기 디스크의 CNR 재생력 의존성을 나타내는 도면.
도 22는 실시예 7의 초해상 광자기 기록 매체의 재생 원리를 설명하는 단면 자화 상태도.
도 23은 종래의 초해상 광자기 기록 매체의 재생 원리를 설명하는 단면 자화 상태도.
도 24는 실시예 7의 초해상 광자기 기록 매체의 다른 형태의 재생 원리를 설명하는 단면 자화 상태도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 재생층(제 3 자성층)
2 : 비자성 중간층
3 : 자속 형성층(제 2 자성층)
4 : 기록층
5 : 광빔
6 : 기록층
7 : 기록 보조층
8 : 면내 자화층(제 5 자화층)
9 : 기판
10 : 투명 유전체층
11 : 보호층
12 : 오버 코트층
13 : 제 2 재생층
20, 21, 22, 23, 24 : 초해상 광자기 기록 매체
25 : 광자기 디스크
26, 27, 28 : 초해상 광자기 디스크
29, 30, 31 : 초해상 광자기 기록 매체
50, 51 : 기록 적층체
Ms : 총 자화
Hc : 보자력
CNR : 신호 대 잡음비
[실시 형태1]
본 발명 실시의 일형태에 관해서, 도 1 내지 도 7에 기초하여 설명하면, 이하와 같다.
도 1은 본 발명 실시의 일형태에 따른 초해상 광자기 기록 매체(20)의 단면자화 상태를 설명하는 도면이다. 초해상 광자기 기록 매체(20)는 실온에 있어서 면내 자화 상태이고, 어떤 임계 온도 이상의 온도에 있어서 수직 자화 상태로 되는 재생층(1 : 제3 자성층)과, 비자성 중간층(2)과, 거의 실온에서 보상 온도를 갖는 자속 형성층(3 : 제2 자성층)과, 정보가 기록되는 기록층(4 : 제1 자성층)이 순차 적층되어 있다[이하, 자속 형성층(3)과 기록층(4)을 적층한 구성을 기록 적층체(50)으로 적는다]. 여기서, 재생층(1)은 면내 자화 상태로부터 수직 자화 상태로의 천이를 실현하기 위해서, 적어도 실온에 있어서 RErich(희토류 금속이 우세)인 것이 바람직하다.
또한, 상기 자속 형성층(3)과 기록층(4)은 교환 결합하고 있고, 재생층(1)은 자속 형성층(3) 및 기록층(4)과 정적 자기 결합하고 있다.
상기와 같은 구성의 초해상 자기 기록 매체(20)에서는 자속 형성층(3) 및 기록층(4)으로부터 발생하는 누설 자속과, 재생층(1)에서 수직 자화 상태로 된 자화가 정적 자기 결합하고, 기록층(4)의 자화 정보가 재생층(1)으로 전사된다. 이에 따라, 광 빔(5)의 조사로 임계 온도 이상의 온도가 된 영역의 자화 정보만이 재생된다고 하는 자기적 초해상 재생을 실현한다.
도 2는 종래의 초해상 광자기 기록 매체(21)의 단면 자화 상태를 설명하는 도면이다. 초해상 광자기 기록 매체(21)는 상기 자속 형성층(3)과, 기록층(4)이 없고, 기록층(6)이 설치되어 있는 점에서, 본 실시예의 초해상 광자기 기록 매체(20)와 다르지만, 다른 구성에 관해서는 초해상 광자기 기록 매체(20)와 마찬가지이고 그 설명을 생략한다.
재생층(1)과 비자성층(2)에는 본 실시 형태의 초해상 광자기 기록 매체(20)와 동일 자성막이 이용되고 있다. 또한, 기록층(6)은 정적 자기 결합을 위한 누설 자속을 발생시키는 역할과, 정보를 기록하는 역할의 양방을 담당하고 있다. 따라서, 초해상 광자기 기록 매체(21)의 기록층(6)은 재생층(1)과의 안정된 정적 자기 결합을 유지할 수 있는 누설 자속을 발생시킴과 함께, 양호한 기록 특성을 실현하는 것이 필요하게 된다.
도 3은 초해상 광자기 기록 매체(21)에 이용되고 있는 막 두께 40㎚의 Tb0.24(Fe0.85Co0.15)0.76으로 이루어지는 기록층(6)의 총 자화 Ms와 보자력 Hc의 온도 의존성을 나타내고 있다. 이 경우, 퀴리점이 250℃이고, 또한, 보자력 Hc가 온도 상승과 함께 급격하게 작아져 퀴리점에 있어서 영으로 되어 있다. 따라서, 퀴리점에 기록된 자구가 온도 강하 과정에 있어서 안정적으로 유지되어 양호한 기록 특성이 얻어진다. 그러나, 재생시, 재생력의 증대에 의해 기록층(6)의 온도가 150℃ 이상의 온도가 되면, 특히 광 빔의 조사 영역 중의 최고 도달 온도 부분에서는 기록층(6)의 총 자화 Ms가 감소해 간다. 그에 따라, 기록층(6)으로부터 발생하는 누설자속이 작아져 가는 것을 알 수 있다. 이에 따라, 재생층(1)과 기록층(6)과의 정적 자기 결합이 약해져 안정된 재생을 행할 수 없게 된다. 즉, 재생력의 증가에 따라, 안정된 재생을 할 수 없고, 재생력 마진이 좁아진다.
다음에, 도 4는 상기 도 3의 Tb0.24(Fe0.85Co0.15)0.76보다도 Co의 함유량을 높게 한 막 두께 40㎚의 Tb0.24(Fe0.60Co0.40)0.76의 총 자화 Ms와 보자력 Hc의 온도 의존성을 나타내고 있다. 희토류 천이 금속 합금 비정질 박막에 있어서는 천이 금속 중의 Co 함유율을 상대적으로 높게 함으로써, 퀴리 온도를 높게 할 수 있다. 이 경우, 총 자화 Ms의 피크치는 1.4×105A/m(140emu/㏄)와, 도 3의 Tb0.24(Fe0.85Co0.15)0.76의 총 자화 Ms의 피크치(0.7×105A/m)보다 커지고 있다. 또한, 총 자화 Ms가 피크치를 나타내는 온도는 250℃로 되어 있다. 따라서, 도 4의 Tb0.24(Fe0.60Co0.40)0.76을 기록층(6)으로서 이용하면 높은 온도까지 안정된 정적 자기 결합을 유지하는 것이 가능해지고, 도 3에 도시한 기록층(6 : Tb0.24(Fe0.85Co0.15)0.76)에 비하여 넓은 재생력 마진이 얻어지는 것을 알 수 있다. 그러나, 도 4의 Tb0.24(Fe0.60Co0.40)0.76은 퀴리 온도가 380℃로 높고, 또한, 300℃의 온도에 있어서도 40kA/m(500Oe) 이상의 큰 보자력을 갖고 있어 기록을 행하기 위해서 높은 기록 레이저 파워가 필요하게 된다.
일반적으로, 양호한 기록 감도를 얻기 위해서는, 기록층(6)의 기록 온도(이경우, 퀴리 온도)가 225℃∼275℃의 범위인 것이 바람직하다. 이 범위 이상으로 온도를 상승시키면, 자성막 등의 열 열화가 발생하고 기록 매체의 수명을 현저하게 저하시키기 때문에, 도 4의 Tb0.24(Fe0.60Co0.40)0.76을 기록층(6)으로서 이용하는 것은 곤란하다.
다음에, 도 5는 종래부터 이용되고 있는 막 두께 40㎚의 Dy0.23(Fe0.75Co0.25)0.77로 이루어지는 기록층(6)의 총 자화 Ms와 보자력 Hc의 온도 의존성을 나타내고 있다. DyFeCo는 TbFeCo에 비하여 수직 자기 이방성이 작아지기 때문에, 도 3에 비하여 보자력 Hc가 작아지고 있다. 또한, 총 자화 Ms 및 보자력 Hc는 모두 도 3과 거의 동일 온도 의존성을 나타내고 있고, 도 3의 경우와 마찬가지로 기록 특성은 양호하지만, 재생력 마진이 좁아지게 된다.
도 6은 막 두께 40㎚의 Dy0.23(Fe0.55Co0.45)0.77로 이루어지는 기록층(6)의 총 자화 Ms와 보자력 Hc의 온도 의존성을 나타내고 있다. 도 4에 도시한 TbFeCo에 비하여 DyFeCo의 수직 자기 이방성이 작기 때문에, 온도 상승과 함께 보자력이 급격하게 작아지고 200℃ 이상의 온도로 보자력 Hc가 16㎄/m(200Oe) 이하로 되어 있다. 도 6에 있어서의 총 자화 Ms는 도 4와 마찬가지로, 250℃에서 1.6×105A/m(160emu/㏄)와 높은 피크치를 나타내고 있지만, 200℃ 근방에 있어서 이미 보자력이 작아져 있고, 기록층(6)으로서 사용하는 경우 기록된 자화 정보를 안정적으로 유지할 수 없게 되기 때문에 재생력 마진이 좁아지게 된다.
한편, 기록에 관해서는 200℃ 이상의 온도에서 보자력 Hc가 작아져 있기 때문에, 양호한 기록 감도가 얻어지는 225℃∼275℃의 온도 범위에 있어서 보자력 Hc보다도 큰 기록 자계를 인가함으로써 자화 방향을 기록 자계의 방향으로 정렬시키는 것이 가능하다. 그러나, 기록 자화 방향이 고정되는 온도 강하 과정에 있어서 보자력 Hc가 서서히 밖에 커지지 않기 때문에, 자계 변조 기록 방식에 있어서는 기록된 자화 방향이 안정적으로 유지되지 않고, 양호한 기록 특성을 얻을 수 없게 된다. 따라서, 도 6의 Dy0.23(Fe0.55Co0.45)0.77은 기록층(6)으로서 사용하는 것은 곤란하였다.
이상과 같이, 도 2의 기록층(6)만으로 정적 자기 결합을 위한 누설 자속을 발생시키는 역할과, 정보를 기록하는 역할의 양방을 담당하는 경우에는 충분한 재생 특성 및 기록 특성을 얻을 수 없다.
그래서, 도 1의 초해상 광자기 기록 매체(20)에서는 상술한 바와 같이 기록층(6) 대신에 자속 형성층(3) 및 기록층(4)을 이용하고 있다.
도 7은 상기 자속 형성층(3)과 기록층(4)을 적층한 구성[기록 적층체(50)]의 총 자화 Ms와 보자력 Hc의 온도 의존성의 일례를 나타내고 있다. 여기서, 자속 형성층(3)으로서는 도 6에 도시한 막 두께 40㎚의 Dy0.23(Fe0.55Co0.45)0.77을 이용하고 있고, 기록층(4)으로서는 도 4에 도시한 TbFeCo보다도 더욱 Tb를 많이 함유하는 막 두께 20㎚의 Tb0.26(Fe0.82Co0.18)0.74를 이용하였다. 기록층(4)의 보상 온도는 100℃이고, 퀴리 온도는 250℃였다.
기록 적층체(50)의 총 자화 Ms의 온도 의존성은 기록층(4)의 보상 온도가100℃로 높기 때문에, 그 온도 부근에 있어서는 기록층(4)의 자화가 작아진다. 그러나, 기록 적층체(50)는 도 6의 DyFeCo와 거의 동일한 그래프로 되어 높은 피크치를 나타내고, 자속 형성층(3)으로부터 큰 누설 자속을 발생시킬 수 있다. 따라서, 재생층(1)과의 정적 자기 결합력을 강하게 할 수 있고, 재생력 마진을 넓게 하는 것이 가능해진다.
또한, 기록층(4)으로서 이용한 TbFeCo 박막은 Tb 함유량을 증가시켜 보상 온도를 높게 함으로써(구체적으로는 실온보다도 높게 한다), 퀴리 온도 근방에서의 보자력의 감소를 보다 급격하게 할 수 있다. 도 7에 도시한 기록 적층체(50)의 보자력 Hc는 기록층(4)의 퀴리 온도 250℃를 향하여 급격하게 감소하고 있고, 이에 따라 기록층(4)의 퀴리 온도 근방으로 가열하여 자계를 인가함으로써, 양호한 기록 특성이 얻어진다. 통상, 보상 온도를 상승시키면 총 자화가 감소하고 누설 자속이 작아지지만, 본 발명의 초해상 광자기 기록 매체(20)에 있어서는 자속 형성층(3)이 누설 자속의 발생원으로서 기능하기 때문에, 기록층(4)의 총 자화가 작아져도 양호한 재생 특성을 얻을 수 있다.
이상과 같이, 본 실시 형태의 광자기 기록 매체(20)는 자속 형성층(3)이 재생층(1)과의 정적 자기 결합을 위한 누설 자속을 발생시키는 역할을 담당하고, 기록층(4)이 양호한 기록 상태를 실현시키는 역할을 담당함으로써, 양호한 재생 특성 및 기록 특성을 구비한 광자기 기록 매체 및 그 기록 방법을 제공할 수 있다.
또, 상기한 바와 같이, 자속 형성층(3)은 적어도 기록층(4)의 총 자화가 감소하는 고온 영역에 있어서 큰 총 자화의 피크치를 갖는 것이 바람직하다. 그것을위해서는 자속 형성층(3)의 퀴리 온도를 Tc3, 기록층(4)의 퀴리 온도를 Tc4로 한 경우, 적어도 Tc3>Tc4이면 좋다. 또한, 자속 형성층(3)은 기록층(4)보다도 총 자화의 피크치가 크고, 피크가 되는 온도가 높은 쪽이 바람직하다.
또한, 실온에 있어서 너무 큰 자속을 누설시키면 재생층(1)의 자화에 악영향을 끼치기 때문에, 자속 형성층(3)은 실온 근방에 보상 온도를 갖고 있는 것이 바람직하다. 따라서, 자속 형성층(3)의 보상 온도는 상술한 바와 같이 기록층(4)의 보상 온도는 실온보다도 높은 것이 바람직하다는 것을 고려하면, 기록층(4)의 보상 온도보다도 낮은 것이 바람직하다.
또한, 광 빔의 조사 영역 중의 최고 도달 온도 부분에서 안정적으로 자속을 누설시킬 수 있고, 재생력 마진을 크게 하기 위해서는 자속 형성층(3)의 총 자화가 최대로 되는 온도는 재생층(1)의 상기 임계 온도보다 높은 온도인 것이 바람직하다.
또한, 도 1에 있어서는 재생층(1), 비자성 중간층(2), 자속 형성층(3), 기록층(4)이 순차 적층된 구성에 관해서 나타내고 있지만, 자속 형성층(3)과 기록층(4)의 적층순을 바꾸는 것도 가능하다. 그러나, 재생층(1)과 자속 형성층(3) 간에 안정된 정적 자기 결합 상태를 실현하기 위해서는, 재생층(1)과 자속 형성층(3)을 될 수 있는 한 근접하여 적층한 도 1에 도시한 구성쪽이 바람직하다.
[실시 형태2]
도 8은 본 발명의 제2 초해상 광자기 기록 매체(22)의 단면 자화 상태를 설명하는 도면이다. 초해상 광자기 기록 매체(22)는 도 1에 도시한 실시 형태1의 초해상 광자기 기록 매체(20)의 자속 형성층(3)과 기록층(4) 간에 기록 보조층(7 : 제4 자성층)을 설치한 점에서 초해상 광자기 기록 매체(20)와 다르지만, 다른 구성에 관해서는 동일하다. 초해상 광자기 기록 매체(20)와 동일 기능을 갖는 부재에 관해서는 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.
기록 보조층(7)은 기록층(4) 및 자속 형성층(3)에 비하여 수직 자기 이방성이 작은 자성막이다. 기록층(4)의 퀴리 온도 이하의 온도 범위에 있어서 기록층(4)으로부터 기록 보조층(7)으로 교환 결합의 기능을 하고, 또한, 기록 보조층(7)으로부터 자속 형성층(3)으로 교환 결합의 기능을 함으로써, 기록층(4)과 자속 형성층(3)의 부격자 자기 모멘트(moment)의 방향은 평행하게 된다.
한편, 기록층(4)의 퀴리 온도 이상의 온도 범위에 있어서는 보다 수직 자기 이방성이 작은 기록 보조층(7)이 자속 형성층(3)과 교환 결합함으로써, 자속 형성층(3)의 보자력이 현저하게 저감되든지, 또는, 자화 방향이 막면 수직 방향으로부터 기운 상태가 되어 실질적으로 보자력이 영에 가까워진다. 기록층(4)의 퀴리 온도 근방 이상의 온도에 있어서의 자속 형성층(3)의 보자력이 작아짐으로써, 보다 작은 기록 자계에서 자속 형성층(3)의 자화를 반전시키는 것이 가능해지고, 그 자화 방향이 기록층(4)에 전사되어 기록됨으로써 저자계에서 안정된 기록을 실현하는 것이 가능해진다.
도 9는 도 8에 도시한 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 초해상 광자기 기록 매체(22)에 있어서의 자속 형성층(3)과 기록 보조층(7)과 기록층(4)을 적층한 구조[이하, 기록 적층체(51)으로 적는다]의 총 자화 Ms와 보자력 Hc의 온도 의존성을 나타내고 있다. 여기서, 자속 형성층(3)과 기록층(4)으로서는 도 2에 도시한 막 두께 40㎚의 Dy0.23(Fe0.55Co0.45)0.77과, 막 두께 20㎚의 Tb0.26(Fe0.82Co0.18)0.74를 이용하고 있고, 기록 보조층(7)으로서는 자속 형성층(3)보다도 수직 자기 이방성이 작고, 기록층(4)보다도 퀴리 온도가 높은 자성막으로서 막 두께 10㎚의 Gd0.20(Fe0.70Co0.30)0.80을 이용하였다.
도 9에 도시한 총 자화 Ms와 보자력 Hc의 온도 의존성을 보면, 도 7에 도시한 초해상 광자기 기록 매체(20)의 총 자화 Ms와 보자력 Hc와 마찬가지로, 250 ℃에서 1.6×105A/m(160emu/㏄) 이상 (150℃∼300℃에서 1.2×105A/m(120emu/㏄) 이상)의 큰 자화를 갖고 있어 자속 형성층(3)으로부터 큰 누설 자속을 발생시킬 수 있고, 재생층(1)과의 정적 자기 결합력을 강하게 할 수 있는 것을 알 수 있다.
또한, 기록 보조층(7)이 존재하지 않는 도 7의 광자기 기록 매체(20)의 총 자화 Ms와 보자력 Hc에 있어서는 기록층(4)의 퀴리 온도 250℃ 이상에 있어서, 자속 형성층(3)의 보자력이 16㎄/m(200Oe) 정도 존재하고 있고, 기록을 행하기 위해서 적어도 16000A/m(200Oe) 이상의 자계가 필요하지만, 기록 보조층(7)을 설치한 도 9의 광자기 기록 매체(22)의 총 자화 Ms 및 보자력 Hc에 있어서는 기록층(4)의 퀴리 온도 250℃ 이상에 있어서, 자속 형성층(3)의 보자력이 거의 영으로 되어 있고, 보다 저 자계에서의 기록을 실현하는 것이 가능해진다.
이상과 같이, 본 실시 형태의 광자기 기록 매체(22)에서는 재생력 마진을 크게 할 수 있음과 함께, 실시 형태1보다도 더욱 양호한 기록 특성을 유지하는 것이가능해진다. 또, 상기한 바와 같이, 자속 형성층(3)은 적어도 기록층(4)보다도 큰 총 자화의 피크치를 갖는 것이 바람직하고, 그를 위해서는 자속 형성층(3)의 퀴리 온도를 Tc3, 기록층(4)의 퀴리 온도를 Tc4로 한 경우, 적어도 Tc3>Tc4인 것이 바람직하다. 또한, 기록 보조층(7)의 퀴리 온도를 Tc7로 하면, 기록층(4)의 퀴리 온도 Tc4에 있어서 자속 형성층(3)의 보자력을 저하시키기 위해서 기록 보조층(7)이 자성을 갖고 있는 것이 필요하고, 적어도 Tc7>Tc4인 것이 필요하다.
또한, 실시 형태1과 마찬가지로 실온에 있어서 기록 적층체(51)로부터 너무나 큰 자속을 누설시키면 재생층(1)의 자화에 악영향을 끼치기 때문에, 자속 형성층(3)은 실온 근방에 보상 온도를 갖고 있는 것이 바람직하다. 또한, 광 빔의 조사 영역 중의 최고 도달 온도 부분에서 안정적으로 자속을 누설시켜 재생력 마진을 크게 하기 위해서는, 자속 형성층(3)의 총 자화의 최대가 되는 온도는 재생층(1)의 상기 임계 온도보다 높은 온도인 것이 바람직하다.
또한, 도 8에 있어서는 재생층(1), 비자성 중간층(2), 자속 형성층(3), 기록 보조층(7), 기록층(4)이 순차 적층된 구성에 관해서 나타내고 있지만, 저자계 기록을 실현하기 위해서는 기록 보조층(7)과 기록층(4)과 자속 형성층(3)이 교환 결합하고 있으면 좋고, 예를 들면, 재생층(1), 비자성 중간층(2), 자속 형성층(3), 기록층(4), 기록 보조층(7)이 순차 적층된 구성, 재생층(1), 비자성 중간층(2), 기록 보조층(7), 기록층(4), 자속 형성층(3)이 순차 적층된 구성으로서도 좋지만, 재생층(1)과 자속 형성층(3) 간에 안정된 정적 자기 결합 상태를 실현하기 위해서는 재생층(1)과 자속 형성층(3)을 될 수 있는 한 근접하여 적층한 도 8에 도시한재생층(1), 비자성 중간층(2), 자속 형성층(3), 기록 보조층(7), 기록층(4)이 순차 적층된 구성, 또는, 재생층(1), 비자성 중간층(2), 자속 형성층(3), 기록층(4), 기록 보조층(7)이 순차 적층된 구성이 바람직하다.
또, 본 실시 형태2 및 상기 실시 형태1에서는 재생층(1)으로서 면내 자화로부터 수직 자화로 이행하는 재생층을 이용한 초해상 광자기 기록 매체(20·22)에 관해서 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한하는 것이 아니라, 재생층과 기록층이 정적 자기 결합한 구성의 초해상 광자기 기록 매체이면 적응 가능하다. 예를 들면, 특개평8-180486호 공보에 기재되어 있는 바와 같은 재생층(1)으로서 수직 자화 자성층을 이용한 초해상 광자기 기록 매체에도 적용할 수 있다(후술하는 실시예 7 참조).
[실시 형태3]
도 10은 본 발명의 제3 초해상 광자기 기록 매체(23)의 단면 자화 상태를 설명하는 도면이다.
초해상 광자기 기록 매체(23)는 도 1에 도시한 초해상 광자기 기록 매체(20)와 비교하여, 재생층(1)이 수직 자화 상태로 되는 임계 온도 근방에 퀴리 온도를 갖는 면내 자화층(8 : 제5자화층)을 적층하고 있는 점에서 다르지만, 그 이외의 구성은 동일하다. 초해상 광자기 기록 매체(20)와 동일 기능을 갖는 부재에 관해서는 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.
초해상 광자기 기록 매체(23)에 있어서는, 면내 자화층(8)의 퀴리 온도 이하의 온도 범위에 있어서 재생층(1)과 면내 자화층(8)이 교환 결합함으로써,재생층(1)에 있어서의 면내 자화 마스크가 강화된다. 따라서, 초해상 광자기 기록 매체(20)와 마찬가지로 넓은 재생력 마진과 양호한 기록 특성이 얻어짐과 함께, 보다 높은 재생분해능을 실현하는 것이 가능해진다.
이 초해상 광자기 기록 매체(23)에 있어서는 광 빔(5)의 입사측으로부터 재생층(1), 면내 자화층(8)이 순차 적층된 구성에 관해서 설명하였지만, 광 빔(5)의 입사측으로부터 면내 자화층(8), 재생층(1)을 순차 적층한 구성으로 하는 것도 가능하다. 그러나, 재생 신호를 생성하는 것은 재생층(1)의 수직 자화 상태로 된 영역이고, 광 빔(5)의 입사측으로부터 면내 자화층(8), 재생층(1)을 순차 적층한 구성에 있어서는 광 빔(5)이 면내 자화층(8)을 투과하여 재생층(1)으로부터의 재생 광을 검출하기 때문에, 반사광에 포함되는 재생 신호 성분이 작아져 상대적으로 재생 신호 품질이 열화하게 된다. 즉, 광 빔(5)의 입사측으로부터 재생층(1), 면내 자화층(8)이 순차 적층된 구성으로 하는 것이 바람직하다.
[실시 형태4]
도 11은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 초해상 광자기 기록 매체(24)의 단면 자화 상태를 설명하는 도면이다. 초해상 광자기 기록 매체(24)는 도 1에 도시한 초해상 광자기 기록 매체(20)와 비교하여, 기록 보조층(7)과, 재생층(1)이 수직 자화 상태로 되는 임계 온도 근방에 퀴리 온도를 갖는 면내 자화층(8)이 적층하여 설치되어 있는 점에서 다르다. 또, 초해상 광자기 기록 매체(20)와 동일 기능을 갖는 부재에 관해서는 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.
초해상 광자기 기록 매체(24)에 있어서는 면내 자화층(8)의 퀴리 온도 이하의 온도 범위에 있어서 재생층(1)과 면내 자화층(8)이 교환 결합함으로써, 재생층(1)에 있어서의 면내 자화 마스크가 강화된다. 따라서, 도 8의 초해상 광자기 기록 매체(22)와 마찬가지로 넓은 재생력 마진과 양호한 기록 특성과 저자계 기록을 실현할 수 있는 것 외에, 보다 높은 재생 분해능을 실현하는 것이 가능해진다.
초해상 광자기 기록 매체(24)에 있어서는 광 빔(5)의 입사측으로부터 재생층(1), 면내 자화층(8)이 순차 적층된 구성에 관해서 설명하였지만, 광 빔(5)의 입사측으로부터 면내 자화층(8), 재생층(1)을 순차 적층한 구성으로 하는 것도 가능하다. 그러나, 재생 신호를 생성하는 것은 재생층(1)이 수직 자화 상태로 된 영역이고, 광 빔(5)의 입사측으로부터 면내 자화층(8), 재생층(1)을 순차 적층한 구성에 있어서는 광 빔(5)이 면내 자화층(8)을 투과하여 재생층(1)으로부터의 재생 광을 검출하기 때문에, 반사광에 포함되는 재생 신호 성분이 작아져 상대적으로 재생 신호 품질이 열화하게 된다. 즉, 광 빔(5)의 입사측으로부터 재생층(1), 면내 자화층(8)이 순차 적층된 구성으로 하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 구체예에 관해서 설명한다.
[실시예 1]
본 발명의 실시 형태1의 초해상 광자기 기록 매체(20)를 도 12의 초해상 광자기 디스크(25)에 적용한 경우에 관해서 설명한다.
도 12는 이 초해상 광자기 디스크(25)의 구성을 나타내는 단면도이다. 이 초해상 광자기 디스크(25)는 기판(9), 투명 유전체층(10), 재생층(1), 비자성 중간층(2), 자속 형성층(3), 기록층(4), 보호층(11), 오버 코트(overcoating)층(12)이 이 순서로서 적층된 디스크 본체를 갖고 있다.
이러한 초해상 광자기 디스크(25)에서는 그 기록 방식으로서 기록층(4)을 퀴리 온도 근방으로 가열하여 자계를 인가한다고 하는 퀴리 온도 기록 방식이 이용되고, 그리고, 극카 효과(polar kerr effect)로서 알려져 있는 광자기 효과에 의해서 정보가 재생되도록 되어 있고, 반도체 레이저로부터 출사되는 광 빔(5)이 대물 렌즈에 의해 재생층(1)에 집광되어 기록 재생이 행해진다. 상기 극카 효과는 입사 표면에 수직인 자화의 방향에 의해 반사광의 편광면의 회전 방향이 역방향으로 되는 현상이다.
기판(9)은 예를 들면, 폴리카보네이트 등의 투명한 기재로 이루어지고 디스크형으로 형성된다.
투명 유전체층(10)은 AlN, SiN, AlSiN 등의 산소를 포함하지 않는 재료로 구성되는 것이 바람직하다. 투명 유전체층(10)의 막 두께는 입사하는 레이저광에 대하여 양호한 간섭 효과가 실현되고, 매체의 카 회전각이 증대되기 위해 설정될 필요가 있다. 따라서, 재생 광의 파장을 λ, 투명 유전체층(10)의 굴절율을 n으로 한 경우, 투명 유전체층(10)의 막 두께는(λ/4n) 정도로 설정된다. 예를 들면, 레이저광의 파장을 680㎚으로 한 경우, 투명 유전체층(10)의 막 두께를 40㎚ 이상 100㎚ 이하 정도로 설정하면 좋다.
재생층(1)은 희토류 천이 금속 합금 비정질 박막으로 이루어지는 자성막이고, 그 자기 특성이 실온에 있어서 면내 자화 상태이고, 온도 상승에 따라서 어떤임계 온도 이상의 온도로 수직 자화 상태가 되도록 조성 조정되어 있다. 재생층(1)으로서는 GdFeCo, GdDyFeCo, GdTbFeCo 등의 재료를 이용하는 것이 가능하다.
재생층(1)의 상기 임계 온도는 100℃ 이상 200℃ 이하인 것이 바람직하다. 임계 온도가 100℃보다 낮아지면, 약간의 온도 상승에 의해 재생층(1)이 수직 자화 상태로 되어 환경 온도의 변화에 대하여 안정된 재생 특성을 얻을 수 없게 된다. 또한, 임계 온도가 200℃보다 높아지면, 임계 온도와 기록층(3)의 퀴리 온도가 근접함으로써 재생력 마진을 확보하는 것이 곤란해진다.
재생층(1)의 막 두께는 10㎚ 이상 80㎚ 이하인 것이 바람직하다. 재생층(1)의 막 두께가 10㎚보다 얇아지면, 재생층(1)으로부터의 반사광이 감소하고 재생 신호 강도가 현저하게 저하하게 된다. 또한, 재생층(1)을 투과한 광 빔(5)이 자속 형성층(3)의 자화 정보를 재생함으로써, 재생 분해능의 열화를 초래하게 된다. 또한, 막 두께를 80㎚보다 두껍게 하면, 총 막 두께 증가에 의한 기록 감도 열화가 현저해진다고 하는 문제가 있다.
비자성 중간층(2)은 AlN, SiN, AlSiN 등의 유전체, 또는, Al, Ti, Ta 등의 비 자성 금속 또는 이들의 합금으로 이루어지고, 재생층(1)과 자속 형성층(3)이 안정적으로 정적 자기 결합할 수 있도록 그 막 두께가 0.5㎚ 이상 60㎚ 이하로 설정되어 있다. 비자성 중간층(2)의 막 두께가 0.5㎚보다 얇아지면, 비자성 중간층(2)이 연속적으로 형성되지 않고, 안정된 정적 자기 결합 상태를 유지할 수 없게 된다. 또한, 비자성 중간층(2)의 막 두께가 60㎚보다 두꺼워지면, 자속 형성층(3)과재생층(1)과의 거리가 멀어짐으로써 안정된 정적 자기 결합 상태를 유지할 수 없게 된다. 따라서, 자속 형성층(3)과 재생층(1)과의 거리는 60㎚ 이하인 것이 바람직하다.
자속 형성층(3)은 실온 근방에 보상 온도를 갖는 희토류 천이 금속 합금으로 이루어지는 수직 자화막으로 이루어지고, 기록층(4)보다도 수직 자기 이방성이 작은 재료인 것이 바람직하다.
또한, 이 자속 형성층(3)은 자계 변조 기록을 행하기 위해서는, 기록층(4)의 퀴리 온도에 있어서 보자력이 24㎄/m(300Oe) 이하인 것이 바람직하다.
자속 형성층(3)의 막 두께는 20㎚ 이상 80㎚ 이하의 범위로 설정되어 있다. 자속 형성층(3)의 막 두께가 20㎚보다 얇아지면, 자속 형성층(3)으로부터 발생하는 누설 자속이 작아짐으로써 안정된 정적 자기 결합 상태를 유지할 수 없게 된다. 또한, 자속 형성층(3)의 막 두께가 80㎚보다 두꺼워지면, 총 막 두께 증가에 의한 기록 감도 열화가 현저해진다.
자속 형성층(3)의 보상 온도는 -50℃ 이상 100℃ 이하인 것이 바람직하다. 보상 온도가 -50℃보다 낮아지면, 실온 근방에 있어서 큰 누설 자속이 자속 형성층(3)으로부터 발생하고, 재생 분해능의 저하를 초래하게 된다. 또한, 보상 온도가 100℃ 이상으로 되면 재생층(1)이 수직 자화 상태로 되는 온도 영역에 있어서, 자속 형성층(3)의 총 자화가 작아져 안정된 정적 자기 결합 상태를 유지할 수 없게 되기 때문이다.
또한, 자속 형성층(3)은 재생층(1)이 수직 자화 상태로 되는 임계 온도 근방에 있어서 자속 형성층(3)으로부터 큰 누설 자속을 발생시키기 위해 기록층(4)보다도 총 자화의 피크치가 큰 것이 필요하고, 적어도 기록층(4)의 퀴리 온도보다도 높은 것이 요구된다.
또한, 고온에 있어서 안정적으로 누설 자속을 공급하여 재생층(1)보다 안정된 정적 자기 결합 상태를 실현하기 위해서는, 자속 형성층(3)의 총 자화의 피크가 되는 온도는 상기 재생층(1)의 임계 온도보다 높은 것이 바람직하고, 퀴리 온도로서는 300℃ 이상인 것이 바람직하다.
이러한 자속 형성층(3)으로서는, 예를 들면, DyFeCo, HoFeCo, DyHoFeCo, GdDyFeCo, GdHoFeCo를 이용하는 것이 가능하다.
기록층(4)은 희토류 천이 금속 합금으로 이루어지는 수직 자화막으로 이루어져 자속 형성층(3)에 비하여 수직 자기 이방성이 크고, 또한, 실용적인 기록 감도를 실현하기 위해서 그 퀴리 온도가 220℃ 이상 280℃ 이하의 범위로 설정되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 자계 변조 기록된 자구를 안정적으로 유지하기 위해서, 기록층(4)의 퀴리 온도로부터의 온도 하강 과정에 있어서 기록층(4)의 보자력이 급격하게 커지는 것이 바람직하다. 그를 위해서는, 기록층(4)의 보상 온도가 50℃ 이상 200℃ 이하인 것이 바람직하다. 기록층(4)으로서는 TbFeCo, TbDyFeCo 등의 비교적 수직 자기 이방성이 큰 재료를 이용하는 것이 바람직하고, 또한, 자속 형성층(3)보다 수직 자기 이방성이 큰 것이 바람직하다.
기록층(4)의 막 두께는 10㎚ 이상 40㎚ 이하의 범위로 설정되어 있는 것이바람직하다. 기록층(4)의 막 두께가 10㎚보다 얇아지면, 기록층(4)이 자속 형성층(3)에 비하여 얇아지고, 자속 형성층(3)과 교환 결합함으로써 자속 형성층(3)의 자기 특성에 의한 영향이 상대적으로 강해진다. 그리고, 기록층(4)의 퀴리 온도로부터의 온도 하강 과정에 있어서 기록층(4)의 보자력이 서서히 커짐으로써, 기록 특성이 열화하게 된다. 또한, 기록층(4)의 막 두께가 40㎚보다 두꺼워지면, 총 막 두께의 증가에 의해 기록 감도 열화가 현저해진다.
보호층(11)은 AlN, SiN, AlSiN 등의 유전체, 또는, Al, Ti, Ta 등의 비자성 금속 합금으로 이루어지고, 재생 자성층(1) 및 기록 자성층(3)에 이용하는 희토류 천이 금속 합금의 산화를 방지하는 목적으로 형성되는 것이고, 그 막 두께가 5㎚ 이상 60㎚ 이하의 범위로 설정되어 있다.
오버 코트층(12)은 자외선 경화 수지 또는 열 경화 수지를 스핀 코팅(spin coat)에 의해 도포하여 자외선을 조사하거나, 또는, 가열하는 것에 의해 형성된다.
다음에, 이 구성의 광자기 디스크(25)의 형성 방법 및 기록 재생 특성의 구체예를 설명한다.
(1) 광자기 디스크(25)의 형성 방법
우선, Al 타겟(target)과, GdFeCo 합금 타겟과, DyFeCo 합금 타겟과, TbFeCo 합금타겟을 각각 구비한 스퍼터(sputtering) 장치 내의 기판 홀더(holder)에 0.6㎛ 폭의 랜드(land) 기록 영역과 그루브(groove) 기록 영역이 스파이럴(spiral)형으로 형성된 랜드·그루브 기록 가능한 디스크형으로 형성된 폴리카보네이트제(polycarbonate)의 기판(9)을 배치한다. 그리고, 스퍼터 장치 내를 1.3×10-4Pa(1× 10-6Torr)까지 진공 배기한 후, 아르곤(argon)과 질소의 혼합 가스를 도입한다. 또한, Al 타겟에 전력을 공급하여 가스압 0.53Pa(4×10-3Torr)의 조건으로, 기판(9) 상에 AlN으로 이루어지는 투명 유전체층(10)을 막 두께 60㎚로 형성한다.
다음에, 재차, 스퍼터 장치 내를 1.3×10-4Pa(1×10-6Torr)까지 진공 배기한 후, 아르곤 가스를 도입하였다. 그리고, GdFeCo 합금 타겟에 전력을 공급하여 가스압 0.53Pa(4×10-3Torr)로 하고, 상기 투명 유전체층(10) 상에 Gd0.30(Fe0.80Co0.20)0.70으로 이루어지는 재생층(1)을 막 두께 40㎚로 형성하였다. 재생층(1)은 실온에 있어서 면내 자화 상태이고, 110℃의 온도에서 수직 자화 상태로 되는 특성을 갖고, 그 퀴리 온도가 300℃이고, 보상 온도는 존재하지 않으며 실온으로부터 퀴리 온도까지 RErich 조성이었다.
다음에, 아르곤과 질소의 혼합 가스를 도입하고, Al 타겟에 전력을 공급하여 가스압 0.53Pa(4×10-3Torr)의 조건으로 재생층(1) 상에 AlN으로 이루어지는 비자성 중간층(2)을 막 두께 5㎚로 형성하였다.
다음에, 재차, 스퍼터 장치 내를 1.3×10-4Pa(1×10-6Torr)까지 진공 배기한 후, 아르곤 가스를 도입하였다. 그리고, DyFeCo 합금 타겟에 전력을 공급하여 가스압 0.53Pa(4×10-3Torr)으로 하고, 상기 비자성 중간층(2) 상에Dy0.23(Fe0.55Co0.45)0.77로 이루어지는 자속 형성층(3)을 막 두께 50㎚로 형성하였다. 그 자속 형성층(3)은 25℃로 보상 온도를 갖고 퀴리 온도가 375℃였다.
다음에, 계속해서, TbFeCo 합금 타겟에 전력을 공급하여 가스압 0.53Pa(4× 10-3Torr)로 하고, 상기 자속 형성층(3) 상에 Tb0.26(Fe0.82Co0.18)0.74로 이루어지는 기록층(4)을 막 두께 15㎚로 형성하였다. 그 기록층(4)은 100℃에 보상 온도를 갖고 퀴리 온도가 250℃이었다.
다음에, 아르곤과 질소의 혼합 가스를 도입하고, Al 타겟에 전력을 공급하여 가스압 0.53Pa(4×10-3Torr)의 조건으로 상기 기록층(4) 상에 AlN으로 이루어지는 보호층(11)을 막 두께 20㎚ 형성하였다.
마지막으로, 상기 보호층(11) 상에 자외선 경화 수지를 스핀 코팅에 의해 도포하여 자외선을 조사함으로써 오버 코트층(12)을 형성하였다.
(2) 기록 재생 특성
상기 실시예 1의 광자기 디스크(25)와 마찬가지로 하여, 도 2에 도시한 종래의 초해상 광자기 기록 매체(21)를 이용한 초해상 광자기 디스크(도시하지 않음)를 비교예 1로서 제작하였다. 비교예 1의 초해상 광자기 디스크는 자속 형성층(3)과 기록층(4) 대신에 막 두께 65㎚의 Tb0.24(Fe0.85Co0.15)0.76으로 이루어지는 기록층(6)을 설치하고 있다. 비교예 1에 있어서의 기록층(6)은 보상 온도가 25℃이고, 퀴리 온도가 250℃이었다.
상기 실시예 1의 초해상 광자기 디스크(25)와 비교예 1의 초해상 광자기 디스크를 파장 630㎚의 반도체 레이저를 이용한 광 픽업(optical pickup)을 갖는 평가 장치로, 선속 5 ㎧의 조건으로 자계 변조 기록 방식에 의해 마크(mark) 길이 0.3㎛의 반복 기록 자구를 랜드 기록 영역에 형성하였다. 그 기록 자구를 재생한 경우의 CNR(신호 대 잡음비)의 재생력 의존성을 도 13에 도시한다. 도 13 중, CNR1이 실시예 1의 결과를 나타내고, CNR11이 비교예 1의 결과를 나타내고 있다.
여기서, 마크 길이 0.3㎛는 마크 길이에 대응하는 길이(0.3㎛)의 기록 자구를 마크 길이 2배의 피치(0.6㎛)로 반복하여 형성한 것이다.
CNR1(실시예 1) 및 CNR11(비교예 1)과 함께 초해상 재생을 실현함으로써, 재생력 상승과 함께 재생층(1)이 면내 자화 상태로부터 수직 자화 상태로 천이하고, 그것에 따라 CNR이 커진다. CNR이 최대가 되는 재생력 1.6㎽에 있어서, CNR1과 CNR11은 모두 36㏈이었다. 또한, 재생력을 상승시키면, CNR11이 급격하게 감소하는 데 반하여 CNR1은 거의 변화하지 않고, 실시예 1에 있어서 보다 넓은 재생력 마진이 얻어지는 것을 알 수 있다.
비교예 1의 경우, 재생력의 상승에 따라 광 빔 스폿 중심의 온도가 기록층(6)의 퀴리 온도에 근접함으로써, 광 빔 스폿 중심에 있어서의 기록층(6)의 총 자화가 작아진다. 그에 따라, 기록층(6)으로부터의 누설 자속도 작아지기 때문에, 재생층(1)과 기록층(6)과의 정적 자기 결합이 약해져 안정된 재생을 행할 수 없게 된다.
이것에 대하여, 실시예 1에 있어서는 기록층(4)의 퀴리 온도 근방까지 자속형성층(3)의 총 자화가 계속해서 커지기 때문에, 광 빔 스폿 중심에 있어서의 자속 형성층(3)의 총 자화가 항상 최대로 되고, 또한, 자속 형성층(3)으로부터의 누설 자속이 재생력의 상승에 따라, 서서히 커지기 때문에 보다 넓은 재생력 마진이 얻어지게 된다.
이상으로부터, 실시 형태1의 초해상 광자기 기록 매체(20)를 이용한 초해상 광자기 디스크(25)는 비교예 1의 초해상 광자기 디스크와 비교하여 재생력을 올리더라도 안정된 재생을 행하는 수 있고, 넓은 파워 마진을 갖고 있는 것을 알 수 있다. 따라서, 상기 실시 형태1의 초해상 광자기 기록 매체(20)와 같은 구성으로 함으로써 양호한 광자기 기록 매체를 얻을 수 있다.
[실시예 2]
본 발명의 실시예 2에 관해서, 도면에 기초하여 설명하면 이하와 같다. 본 실시예 2에서는 상기 실시 형태2의 초해상 광자기 기록 매체(22)를 광자기 디스크에 적용한 경우에 관해서 설명한다. 또, 실시예 1과 동일한 기능을 갖는 부분에 관해서는 그 설명을 생략한다.
도 14에 도시한 본 실시예 2의 초해상 광자기 디스크(26)는 자속 형성층(3)과 기록층(4) 간에, 막 두께 10㎚의 Gd0.26(Fe0.78Co0.22)0.74로 이루어지는 기록 보조층(7)을 적층한 점에서 실시예 1의 초해상 광자기 디스크(25)와 다르지만, 그 밖의 구성에 대해서는 동일하다.
도 14는 초해상 광자기 디스크(26)의 구성을 나타내는 단면도이다. 초해상 광자기 디스크(26)는 기판(9), 투명 유전체층(10), 재생층(1), 비자성 중간층(2), 자속 형성층(3), 기록 보조층(7), 기록층(4), 보호층(11), 오버 코트층(12)이 이 순서로서 적층되어 있다.
상기 기록 보조층(7)은 퀴리 온도가 320℃이고, 기록층(4)의 퀴리 온도 250℃로 2.4㎄/m(30Oe)의 보자력을 갖고 있었다.
초해상 광자기 디스크(26)에 있어서의 마크 길이 0.3㎛에서의 CNR의 재생력 의존성을 실시예 1과 동일 조건으로 조사한 결과, 도 13에 도시한 실시예 1의 CNR1과 거의 마찬가지의 결과가 얻어지고, 실시예 2의 초해상 광자기 디스크(26)에 있어서도 실시예 1의 초해상 광자기 디스크(25)와 마찬가지로 넓은 재생력 마진이 얻어지는 것이 확인되었다.
다음에, 마크 길이 0.3㎛, 재생력 1.8㎽/기록 파워 5.5㎽의 조건에 있어서의 실시예 2의 초해상 광자기 디스크(26)의 CNR의 기록 자계 의존성(CNR2)을 도 15에 도시한다. 실시예 1의 초해상 광자기 디스크(25)의 CNR의 기록 자계 의존성(CNR1)도 도 15에 도시한다. 도 15에 있어서, 기록 자계 8000A/m(100Oe)는 기록 파워 5.5㎽의 연속 레이저광을 조사한 상태에서, ±8000A/m(±100Oe) 간에서 강도 변조된 교번 자계를 자기 헤드에 의해 인가하여 기록을 행한 것을 의미하고 있다.
기록 보조층(7)이 없는 실시예 1의 초해상 광자기 디스크(25)의 CNR1은 기록 자계 24000A/m(300Oe)에서 포화하고 있다. 이에 반하여, 기록 보조층(7)을 설치한 실시예 2의 초해상 광자기 디스크(26)의 CNR2는 기록 자계 8000A/m(100Oe)에서 포화하고 있고, 기록 보조층(7)을 설치함으로써 저자계 기록을 실현할 수 있는 것을알 수 있다.
이상의 결과로부터, 실시예 1의 초해상 광자기 디스크(25)에 있어서는 기록층(4)의 퀴리 온도에 있어서의 자속 형성층(3)의 보자력이 16㎄/m(200Oe)이고, 양호한 기록을 행하기 위해서는 24000A/m(300Oe)의 기록 자계가 필요하다. 그에 대하여, 실시예 2의 초해상 광자기 디스크(26)에 있어서는 기록층(4)의 퀴리 온도에 있어서의 보자력이 2.4㎄/m(30Oe) 정도로 매우 작은 기록 보조층(7)이 자속 형성층(3) 및 기록층(4)과 교환 결합하고 있다. 이것은 기록 보조층(7) 및 자속 형성층(3)의 자화가 저자계에서 용이하게 반전하기 때문에, 8000A/m(100Oe) 정도의 기록 자계에서 양호한 기록이 실현된 것이라고 생각된다.
이상으로부터, 초해상 광자기 디스크(26)와 같은 구성으로 함으로써, 비교예 1의 초해상 광자기 디스크(25)보다도 저자계 기록 특성을 향상시킬 수 있는 것을 알았다.
[실시예 3]
본 발명의 실시예 3에 관해서, 도면에 기초하여 설명하면 이하와 같다. 본 실시예 3에서는 초해상 광자기 기록 매체(23)를 광자기 디스크에 적용한 경우에 관해서 설명한다. 또, 여기서는 실시예 1, 실시예 2와 동일한 기능을 갖는 부분에 관해서는 그 설명을 생략한다.
도 16에 도시한 초해상 광자기 디스크(27)는 재생층(1)과 비자성 중간층(2) 간에, 막 두께 20㎚의 Gd0.13Fe0.87로 이루어지는 면내 자화층(8)이 형성된 점에서 실시예 1의 초해상 광자기 디스크(25)와 다르지만, 그 밖의 구성에 관해서는 동일하다.
도 16은 초해상 광자기 디스크(27)의 구성을 나타내는 단면도이다. 초해상 광자기 디스크(27)는 기판(9), 투명 유전체층(10), 재생층(1), 면내 자화층(8), 비자성 중간층(2), 자속 형성층(3), 기록층(4), 보호층(11), 오버 코트층(12)이 이 순서로서 적층된 디스크 본체를 갖고 있다.
상기 면내 자화층(8)은 퀴리 온도가 140℃이고, 상기 퀴리 온도까지 항상 면내 자화 상태를 나타내는 면내 자화막이었다.
또한, 마찬가지로 하여 실시예 3의 자속 형성층(3)과 기록층(4) 대신에, 막 두께 65㎚의 Tb0.24(Fe0.85Co0.15)0.76으로 이루어지는 기록층(6)만을 설치한 종래의 초해상 광자기 디스크(도시하지 않음)를 비교예 3으로서 제작하였다. 비교예 3에 있어서의 기록층(6)은 보상 온도가 25℃이고, 퀴리 온도가 250℃였다.
상기 초해상 광자기 디스크(27)와 비교예 3의 초해상 광자기 디스크에 대하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여 마크 길이 0.3㎛의 기록 자구를 재생한 경우의 CNR의 재생력 의존성을 조사한 결과를 도 17에 도시한다. 도 17 중, CNR3이 실시예 3의 결과를 나타내고, CNR33이 비교예 3의 결과를 나타내고 있다.
저퀴리 온도의 면내 자화층(8)을 재생층(1)에 교환 결합시킨 결과, 재생층(1)에 있어서의 면내 자화 마스크가 강화되고, 실시예 1의 CNR1 및 CNR11에 비교하여 실시예 3의 CNR3 및 CNR33은 저재생력에 있어서의 CNR이 작아져 최적 재생력의 CNR이 커지고 있고, 재생 분해능의 향상이 실현되고 있다.
CNR3과 CNR33을 비교하면, 실시예 1의 경우와 마찬가지로 CNR3의 재생력 마진이 CNR33의 재생력 마진에 비하여 넓어지고 있는 것을 알 수 있다.
이상의 결과로부터, 초해상 광자기 디스크(27)를 구성함으로써, 실시예 1의 초해상 광자기 디스크(25)와 마찬가지로 넓은 재생력 마진을 얻을 수가 있고, 또한, 재생 분해능을 향상시킬 수 있다는 것도 알았다.
[실시예 4]
본 발명의 실시예 4에 관해서, 도면에 기초하여 설명하면 이하와 같다. 본 실시예 4에서는 초해상 광자기 기록 매체(24)를 광자기 디스크에 적용한 경우에 관해서 설명한다. 또, 본 실시예에서는 (실시예1)∼(실시예 3)과 마찬가지인 기능을 갖는 부분에 관해서는 설명을 생략한다.
도 18에 도시한 초해상 광자기 디스크(28)는 자속 형성층(3)과 기록층(4) 간에 막 두께 10㎚의 Gd0.26(Fe0.78Co0.22)0.74로 이루어지는 기록 보조층(7)이 형성된 점에서 실시예 3의 초해상 광자기 디스크(27)와 다르지만, 다른 구성에 관해서는 동일하다.
도 18은 초해상 광자기 디스크(28)의 구성을 나타내는 단면도이다. 초해상 광자기 디스크(28)는 기판(9), 투명 유전체층(10), 재생층(1), 면내 자화층(8), 비자성 중간층(2), 자속 형성층(3), 기록 보조층(7), 기록층(4), 보호층(11), 오버 코트층(12)이 이 순서로서 적층되어 있다.
상기 기록 보조층(7)은 퀴리 온도가 320℃이고, 기록층(4)의 퀴리 온도 250℃로 2.4㎄/m(30Oe)의 보자력을 갖고 있었다.
초해상 광자기 디스크(28)에 있어서의 마크 길이 0.3㎛에서의 CNR의 재생력 의존성을 실시예 3과 동일 조건으로 조사한 결과, 도 17에 도시한 실시예 3의 CNR3과 거의 마찬가지의 결과가 얻어지고, 실시예 4에 있어서도 실시예 3과 마찬가지로 넓은 재생력 마진이 얻어지는 것이 확인되었다.
다음에, 마크 길이 0.3㎛/재생력 2.0㎽/기록 파워 5.8㎽의 조건에 있어서의 초해상 광자기 디스크(28)의 CNR의 기록 자계 의존성(CNR4)을 도 19에 도시한다. 실시예 3의 초해상 광자기 디스크(27)의 CNR의 기록 자계 의존성(CNR3)을 도 19에 도시한다. 도 19에 있어서, 기록 자계 8000A/m(100Oe)는 기록 파워 5.5㎽의 연속 레이저광을 조사한 상태에서, ±8000A/m(±100Oe) 간에서 강도 변조된 교번 자계를 자기 헤드에 의해 인가하여 기록을 행한 것을 의미하고 있다.
기록 보조층(7)이 없는 실시예 3의 초해상 광자기 디스크(27)의 CNR3은 기록 자계 24000A/m(300Oe)에서 포화하고 있는 데 반하여, 기록 보조층(7)을 설치한 실시예 4의 초해상 광자기 디스크(28)의 CNR4는 기록 자계 8000A/m(100Oe)에서 포화하고 있고, 기록 보조층(7)을 설치함으로써 저자계 기록을 실현할 수 있는 것을 알 수 있다.
이상의 결과는, 실시예 3에 있어서는 기록층(4)의 퀴리 온도에 있어서의 자속 형성층(3)의 보자력이 16㎄/m(200Oe)이고, 양호한 기록을 행하기 위해서 24000 A/m(300Oe)의 기록 자계가 필요하게 된다. 이에 대하여, 실시예 4에 있어서는 기록층(4)의 퀴리 온도에 있어서의 보자력이 2.4㎄/m(30Oe) 정도로 매우 작은 기록 보조층(7)이 자속 형성층(3) 및 기록층(4)과 교환 결합하고 있다. 이 때문에, 기록 보조층(7) 및 자속 형성층(3)의 자화가 저자계로 용이하게 반전하기 때문에, 8000 A/m(100Oe) 정도의 기록 자계에서 양호한 기록을 실현한 것이라고 생각된다.
이상의 결과로부터, 상기 초해상 광자기 디스크(28)와 마찬가지의 구성으로 함으로써, 초해상 광자기 디스크(25)보다도 더욱 재생 분해능 및 저자계 기록을 향상시키는 것을 알 수 있다.
이상, 실시예 1 및 실시예 2 및 실시예 3 및 실시예 4에 있어서는, 재생층(1) 및 면내 자화층(8)과, 자속 형성층(3) 및 기록 보조층(7) 및 기록층(4)을 안정적으로 정적 자기 결합시키는 목적으로서, 비자성 중간층(2)을 설치한 구성에 관해서 설명을 행하였지만, 정적 자기 결합하고 있으면 좋고, 비자성 중간층(2)에 한정되는 것은 아니다.
예를 들면, Gd, Tb, Dy, Nd 등의 퀴리 온도가 매우 낮은 희토류 금속을 설치한 경우나, 교환 결합을 절단하는 것이 가능한 정도로 강한 면내 자기 이방성을 갖는 Fe, Co 등의 천이 금속을 설치한 경우에 있어서도 안정된 정적 자기 결합 상태를 실현하는 것이 가능하고, 이 경우에도 실시예 1 및 실시예 2 및 실시예 3 및 실시예 4와 마찬가지인 기록 재생 특성을 얻을 수 있다.
[실시예 5]
본 실시예 5에 있어서는, 실시예 3에 기재한 매체 구성의 자속 형성층(3)의 재료를 바꾼 초해상 광자기 디스크(27)에 관해서, 그 기록 재생 특성을 조사한다.또, 본 실시예 5에 있어서는 상술한 각 실시예와 마찬가지의 기능을 갖는 부분에 관해서는 설명을 생략한다.
실시예 3의 초해상 광자기 디스크(27)에 있어서는, 재생층(1), 면내 자화층(8), 자속 형성층(3), 기록층(4)으로서 각각, GdFeCo, GdFe, DyFeCo, TbFeCo를 이용한 경우에 관해서 설명을 행하였다. 그러나, TbFeCo 기록층(4)의 퀴리 온도에 있어서 DyFeCo 자속 형성층(3)이 16㎄/m(200Oe) 정도의 보자력을 갖기 때문에, 도 19의 CNR3에 있어서 도시한 바와 같이 24000A/m(300Oe)의 기록 자계가 필요하게 된다. 여기서, 자속 형성층(3)으로서 TbFeCo 기록층(4)의 퀴리 온도에 있어서 보다 낮은 보자력을 갖는 재료를 이용함으로써, 실시예 3의 매체 구성에 있어서 보다 저자계에서의 기록을 실현하는 것이 가능해진다. 그것을 위해서는, 자속 형성층(3)으로서 DyFeCo보다 수직 자기 이방성이 작은 HoFeCo, HoDyFeCo, HoTbFeCo, GdDyFeCo, GdTbFeCo 등의 희토류 천이 금속 합금을 이용하는 것이 바람직하다.
표 1은 상기 자성 재료를 자속 형성층(3)으로서 이용한 경우의 자속 형성층(3)의 퀴리 온도 Tc3과, TbFeCo 기록층(4)의 퀴리 온도(250℃)에서의 자속 형성층(3)의 보자력 Hc3과, 도 19와 마찬가지로 하여 측정한 기록 자계 의존성에 있어서 CNR이 포화하는 기록 자계 Hrec를 나타내고 있다. Dy보다도 수직 자기 이방성 계수가 작은 Ho 또는 Gd를 희토류 금속으로서 이용하거나, 또는, 함유시킴으로써 Hc3가 DyFeCo의 경우에 비하여 작아지고 있고, 기록 자계 Hrec도 동시에 저하하고 있는 것을 알 수 있다.
Tc3 Hc3 Hrec
Dy0.23(Fe0.55Co0.45)0.77 375℃ 16㎄/m 24㎄/m
Ho0.27(Fe0.35Co0.65)0.73 340℃ 3.2㎄/m 8.8㎄/m
(Ho0.25Dy0.75)0.24(Fe0.50Co0.50)0.76 350℃ 8㎄/m 14.4㎄/m
(Ho0.50Tb0.50)0.25(Fe0.45Co0.55)0.75 365℃ 9.6㎄/m 17.6㎄/m
(Gd0.25Dy0.75)0.25(Fe0.50Co0.50)0.75 365℃ 9.6㎄/m 12㎄/m
(Gd0.50Tb0.50)0.25(Fe0.55Co0.45)0.75 375℃ 10.4㎄/m 12.8㎄/m
본 실시예 5에 있어서는, 자속 형성층(3)으로서 HoFeCo, HoDyFeCo, HoTbFeCo, GdDyFeCo, GdTbFeCo를 이용한 경우에 관해서 설명하였지만, 이것에 한정되는 것이 아니다.
이상의 결과로부터, 본 발명에 따르면 TbFeCo 기록층(4)의 퀴리 온도에 있어서 DyFeCo보다 낮은 보자력을 갖는 희토류 천이 금속 합금을 이용함으로써, 마찬가지의 저자계 기록을 실현하는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시예 5에 있어서는 실시예 3의 구성에서 자속 형성층(3)의 Hc3을 작게 함으로써 저자계 기록이 실현되는 것을 설명하였다. 실시예 1 및 실시예 2 및 실시예 4의 구성에 있어서도 자속 형성층(3)의 Hc3을 작게 함으로써, 보다 저자계에서의 기록을 실현할 수 있다.
[실시예 6]
본 실시예 6에 있어서는 실시예 4에 기재한 초해상 광자기 디스크(28)와 마찬가지의 매체 구성의 초해상 광자기 디스크에 관해서, DyFeCo 자속 형성층(3)의 조성을 바꿔 그 기록 재생 특성을 조사한다.
실시예 4의 초해상 광자기 디스크(28)에 있어서는 재생층(1), 면내 자화층(8), 자속 형성층(3), 기록 보조층(7), 기록층(4)으로서, 각각, GdFeCo, GdFe, DyFeCo, GdFeCo, TbFeCo를 이용한 경우에 관해서 설명을 행하였지만, 본 실시예 6에 있어서는 자속 형성층(3) 이외의 자성층에 실시예 4와 동일 자성층을 이용하고, DyFeCo 자속 형성층(3)만의 조성을 바꿔 자속 형성층(3)으로서 필요한 자기 특성에 관해서 조사한다.
표 2에 여러 가지 조성의 자속 형성층(3)의 퀴리 온도 Tc3과, 보상 온도 Tcomp3을 도시한다.
성분 Tc3 Tcomp3
No,1 Dy0.23(Fe0.70Co0.30)0.77 275℃ 25℃
No,2 Dy0.23(Fe0.65Co0.35a)0.77 300℃ 25℃
No,3 Dy0.23(Fe0.60Co0.40)0.77 345℃ 25℃
No,4 Dy0.23(Fe0.55Co0.45)0.77 375℃ 25℃
No,5 Dy0.23(Fe0.50Co0.50)0.77 380℃ 25℃
No,6 Dy0.23(Fe0.45Co0.55)0.77 385℃ 25℃
No,7 Dy0.21(Fe0.55Co0.45)0.79 390℃ -125℃
No,8 Dy0.22(Fe0.55Co0.45)0.78 385℃ -50℃
No,9 Dy0.23(Fe0.55Co0.45)0.77 375℃ 25℃
No,10 Dy0.24(Fe0.55Co0.45)0.76 360℃ 100℃
No,11 Dy0.25(Fe0.55Co0.45)0.75 345℃ 170℃
도 20은 표 2에 있어서 희토류 금속과 천이 금속의 비율을 일정하게 유지하고, Fe와 Co의 비율을 바꾼 No.1∼No.6의 초해상 광자기 디스크에 있어서의 마크 길이 0.3㎛에서의 CNR의 재생력 의존성을 실시예 3과 동일 조건으로 조사한 결과를 나타내고 있다.
자속 형성층(3)의 퀴리 온도가 저하함으로써, 총 자화가 최대로 되는 온도도 저하하기 때문에, 자속 형성층(3)의 퀴리 온도가 낮은 초해상 광자기 디스크일 수록, 낮은 재생력에서 CNR의 상승이 시작되는 것을 알 수 있다.
또한, DyFeCo 자속 형성층(3)의 퀴리 온도가 275℃인 No.1의 초해상 광자기 디스크의 경우, 실시예 3에 있어서 기재한 도 17에 도시한 자속 형성층(3)이 존재하지 않는 구성의 비교예의 초해상 광자기 디스크(CNR33)와 마찬가지의 재생력 의존성을 나타내고 있고, 자속 형성층(3)을 설치한 효과가 나타나지 않았다. 이것에 대하여, Co 함유율을 상대적으로 크게 하여 DyFeCo 자속 형성층(3)의 퀴리 온도를 300℃로 한 No.2의 초해상 광자기 디스크에 있어서는, No.1의 초해상 광자기 디스크에 비하여 보다 넓은 재생력 범위에 있어서 37㏈ 정도의 CNR가 얻어지고 있고, 자속 형성층(3)을 설치함으로써 재생력 마진 확대의 효과가 확인된다. 마찬가지로, 또한 자속 형성층(3)의 퀴리 온도를 높게 한 No.3∼No.6의 초해상 광자기 디스크에 있어서도 자속 형성층(3)을 설치함으로써 재생력 마진 확대의 효과를 확인할 수 있다.
이상의 결과로부터, 자속 형성층(3)의 퀴리 온도는 300℃ 이상인 것이 바람직한 것을 알 수 있다.
다음에, 도 21은 표 2에 있어서 Fe와 Co의 비율을 일정하게 유지하고, 희토류 금속과 천이 금속의 비율을 바꾼 No.7∼No.11의 초해상 광자기 디스크에 있어서의 마크 길이 0.3㎛에서의 CNR의 재생력 의존성을 실시예 3과 동일 조건으로 조사한 결과를 나타내고 있다.
희토류 천이 금속 합금은 페리 자성체(ferrimagnetism)이기 때문에, 보상 온도에 있어서 총 자화가 영으로 되고, 또한 온도가 상승함으로써 총 자화가 커지기 때문에, 보상 온도가 -125℃인 No.7의 초해상 광자기 디스크에 있어서는 환경 온도근방에 있어서 자속 형성층(3)이 이미 큰 총 자화를 갖게 되고, 재생 분해능이 저하하게 된다. 그 때문에, No.7의 최대 CNR은 33㏈ 정도로 매우 작아져 양호한 재생을 행하는 것이 곤란해진다. 이에 반하여, 보상 온도가 -50℃인 No.8의 초해상 광자기 디스크와, 보상 온도가 25℃인 No.9의 초해상 광자기 디스크와, 보상 온도가 100℃인 No.10의 초해상 광자기 디스크에 있어서는, 37㏈ 정도의 CNR과, 넓은 재생력 마진이 실현되어 있는 것을 알 수 있다. 그러나, 보상 온도가 170℃인 No.11의 초해상 광자기 디스크에 있어서는 39㏈에 가까운 CNR이 얻어지고 있지만, 재생력 마진이 매우 좁아져 안정된 재생을 행할 수 없게 된다.
이상의 결과로부터, 자속 형성층(3)의 보상 온도는 -50℃ 이상 100℃ 이하인 것이 바람직하다는 것을 알 수 있다.
[실시예 7]
이상의 각 실시예에 있어서는, 재생층(1)으로서 실온에 있어서 면내 자화 상태이고, 온도 상승과 함께 어떤 임계 온도 이상의 온도에 있어서 수직 자화 상태로 되는 RErich 조성의 희토류 천이 금속 합금을 이용한 초해상 광자기 기록 매체에 관해서 기재하였다. 그러나, 상술한 바와 같이, 본 발명은 재생층(1)과 기록층(4)이 적어도 승온시에(재생시에) 정적 자기 결합하는 구성의 초해상 광자기 기록 매체이면 적응 가능하다.
도 22는 실온에 있어서 수직 자화 상태이고, 거의 실온에서 보상 온도를 갖는 (즉, 실온으로부터 퀴리 온도까지 수직 자화 상태를 나타낸다) TMrich 조성의 제2 재생층(13)을 이용한 초해상 광자기 기록 매체에 대하여, 본 발명의 자속 형성층(3)과 기록층(4)을 정적 자기 결합시킨 구성의 초해상 광자기 기록 매체(29)의 단면 자화 상태를 설명하는 도면이다.
이에 대하여, 도 23은 특개평8-180486호 공보에 기재되어 있는 초해상 광자기 기록 매체(30)의 단면 자화 상태를 나타내고 있다. 초해상 광자기 기록 매체(30)는 실온에 있어서 수직 자화 상태이고, 거의 실온에서 보상 온도를 갖는 TMrich 조성의 제2 재생층(13), 비자성 중간층(2), 기록층(6)이 순차 적층되어 있다. 기록층(6)으로부터 발생하는 누설 자속과, 제2 재생층(13)의 총 자화가 정적 자기 결합함으로써, 온도가 상승한 영역의 기록층(6)의 자화 상태가 제2 재생층(13)으로 전사되어 초해상 재생이 실현된다. 이 경우, 제2 재생층(13)이 TMrich 조성이기 때문에, 제2 재생층(13)으로 전사된 자구의 TM 모멘트의 방향은 RErich 조성의 재생층(1)을 이용한 경우의 TM 모멘트의 방향과 역방향으로 된다.
또, 제2 재생층(13)이 재생 온도 부근에서 큰 자화를 갖는 것은 재생시에 자속 형성층(3)과 기록층(4)과의 정적 자기 결합이 강해지기 때문에 바람직하다. 따라서, 상술한 바와 같이 거의 실온에서 보상 온도를 갖고 있고, 재생 온도 부근에서 자화가 피크치를 취하는 자성층이 바람직하다.
도 23에 도시한 초해상 광자기 기록 매체(30)에 있어서도, 실시예 1의 비교예로서 예를 든 초해상 광자기 디스크와 마찬가지로, 기록층(6)이 정적 자기 결합을 위한 누설 자속을 발생하는 역할과, 정보를 기록하는 역할의 양방을 담당하고 있는 것으로 된다. 그 때문에, 도 22에 도시한 바와 같이 기록층(6) 대신에 자속 형성층(3)과 기록층(4)을 형성함으로써, 안정된 정적 자기 결합 상태를 실현하고,넓은 재생력 마진을 얻는 것이 가능해짐과 함께, 양호한 기록 특성을 얻을 수 있다. 또한, 도 24에 도시한 초해상 광자기 기록 매체(31)와 같이 기록 보조층(7)을 설치함으로써 넓은 재생력 마진과 양호한 기록 특성을 얻는 것이 가능해짐과 함께, 저자계 기록을 실현할 수 있다. 또, 자속 형성층(3)으로서는 상술한 각 실시 형태, 실시예에 기재된 것을 사용할 수 있다.
또, 본 실시예의 광자기 디스크(29)에서는, 예를 들면, 재생시에 재생 자계를 광 빔 조사 위치에 인가하고 있고, 제2 재생층(13)에 있어서의 정적 자기 결합이 발생하는 고온 영역 이외의 부분의 자화 방향을 상기 재생 자계의 방향에 따라서 정렬하여 두고, 고온 영역에만 자화를 전사함으로써 초해상 재생을 실현할 수 있다.
그런데, 이상과 같이 광자기 기록 매체 및 그 기록 방법은 이하와 같은 것이다.
제1 발명의 광자기 기록 매체는 수직 자화막으로 이루어지는 제1 자성층과, 수직 자화막으로 이루어지고 제1 자성층에 교환 결합하는 제2 자성층과, 승온시에 제2 자성층 및 제1 자성층과 정적 자기 결합하여 제1 자성층의 자화가 전사되는 제3 자성층을 적어도 갖고, 제2 자성층은 제1 자성층보다도 총 자화의 피크치가 크고, 또한, 퀴리 온도가 높아지도록 설정되어 있다.
제2 발명의 광자기 기록 매체는, 제1 발명의 광자기 기록 매체에 있어서 제1 자성층 또는 제2 자성층 혹은 그 양방에 접하고, 제1 자성층 및 제2 자성층보다도 수직 자기 이방성이 작고, 제1 자성층보다도 퀴리 온도가 높은 제4 자성층이 형성되어 있다.
제3 발명의 광자기 기록 매체는, 제1의 발명 또는 제2 발명의 광자기 기록 매체에 있어서 제2 자성층은 제1 자성층보다도 총 자화가 피크치로 되는 온도가 높게 설정되어 있다.
제4 발명의 광자기 기록 매체는, 제1 발명 내지 제3 발명 중 어느 하나의 광자기 기록 매체에 있어서 제2 자성층은 제1 자성층보다도 보상 온도가 낮게 설정되어 있다.
제5 발명의 광자기 기록 매체는, 제1 발명 내지 제4 발명 중 어느 하나의 광자기 기록 매체에 있어서 제3 자성층은 실온에서 면내 자화를 나타내고, 임계 온도를 경계로서 수직 자화로 이행하는 자성막으로 이루어진다.
제6 발명의 광자기 기록 매체는, 제1 발명 내지 제4 발명 중 어느 하나의 광자기 기록 매체에 있어서 제3 자성층은 실온 이상 퀴리 온도 이하의 온도에 있어서 수직 자화막이다.
제7 발명의 광자기 기록 매체는, 제5 발명의 광자기 기록 매체에 있어서 제2 자성층의 총 자화가 피크치로 되는 온도가 상기 임계 온도보다 높다.
제8 발명의 광자기 기록 매체는, 제1 발명 내지 제7 발명 중 어느 하나의 광자기 기록 매체에 있어서 제2 자성층의 보상 온도가 -50℃ 이상 100℃ 이하이다.
제9 발명의 광자기 기록 매체는, 제1 발명 내지 제8 발명 중 어느 하나의 광자기 기록 매체에 있어서 제2 자성층이 DyFeCo, HoFeCo, HoDyFeCo, HoTbFeCo, GdDyFeCo, GdTbFeCo 중 어느 하나이고, 제1 자성층이 TbFeCo이다.
제10 발명의 광자기 기록 매체의 기록 방법은, 제1 발명 내지 제9 발명 중 어느 하나의 광자기 기록 매체의 기록 방법이고, 제1 자성층의 퀴리 온도 근방으로 가열하여 자계를 인가함으로써 정보를 기록한다.
본 발명의 광자기 기록 매체에 따르면, 제3 자성층(재생층)과 제2 자성층(자속 형성층) 및 제1 자성층(기록층)의 정적 자기 결합력이 커지고, 보다 작은 기록 자구를 상기 제3 자성층(재생층)으로 전사하여 안정적으로 재생할 수 있어 재생력 마진을 넓게 하는 것이 가능해진다. 또한, 제3 자성층(재생층)과의 정적 자기 결합을 위한 누설 자속을 발생시키는 역할을 제2 자성층(자속 형성층)이 담당함으로써, 보다 넓은 재생력 마진을 갖고, 또한, 양호한 기록을 실현 가능한 초해상 광자기 디스크를 제공하는 것이 가능해진다.
또한, 게다가 제4 자성층(기록 보조층)을 구비함으로써, 저자계 기록을 실현하는 것이 가능해진다.
본 발명의 광자기 기록 매체의 기록 방법에 따르면, 저자계에서의 양호한 기록을 행하는 것이 가능해진다.
발명의 상세한 설명의 항에 있어서 이루어진 구체적인 실시 형태 또는 실시예는 어디까지나 본 발명의 기술 내용을 분명하게 하는 것이고, 그와 같은 구체예에만 한정하여 협의로 해석되어서는 안되고, 본 발명의 정신과 다음에 기재하는 특허 청구 사항의 범위 내에서 여러 가지로 변경하여 실시할 수 있는 것이다.

Claims (31)

  1. 수직 자화막으로 이루어지는 제1 자성층과,
    수직 자화막으로 이루어지고, 상기 제1 자성층에 교환 결합하는 제2 자성층과,
    승온시에 상기 제2 자성층 및 제1 자성층과 정적 자기 결합하여 상기 제1 자성층의 자화가 전사되는 제3 자성층
    을 포함하고,
    상기 제1 자성층과 교환 결합하여, 상기 제3 자성층과 정적 자기 결합하기 위한 누설 자속을 발생하는 상기 제2 자성층은, 상기 제3 자성층과 상기 제1 자성층의 사이에 구비되고, 상기 제1 자성층보다도 퀴리 온도가 높으며, 또한 상기 제1 자성층보다도 총 자화의 피크치가 크고 피크치로 되는 온도가 높게 설정되는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 자성층 및 제2 자성층보다도 수직 자기 이방성이 작고, 상기 제1 자성층보다도 퀴리 온도가 높은 제4 자성층이 상기 제1 자성층 및 제2 자성층 중 적어도 어느 하나의 한쪽에 접하여 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 자성층의 보상 온도는 실온보다도 높게 설정되어 있고, 상기 제2 자성층은 제 1 자성층보다도 보상 온도가 낮게 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 자성층의 보상 온도는 50℃ 이상 200℃ 이하로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 자성층의 막 두께는 10㎚ 이상 40㎚ 이하의 범위로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2 자성층과 제3 자성층을 될 수 있는 한 근접하여 적층하는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제3 자성층은 실온에서 면내 자화를 나타내고, 임계 온도를 경계로서 수직 자화로 이행하는 자성막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제3 자성층은 실온 이상 퀴리 온도 이하의 온도에서 수직 자화막인 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제2 자성층의 총 자화가 피크치로 되는 온도가 상기 제3 자성층의 임계 온도보다 높은 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제2 자성층의 보상 온도가 -50℃ 이상 100℃ 이하인 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제2 자성층의 막 두께는 20㎚ 이상 80㎚ 이하의 범위로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제2 자성층이 DyFeCo, HoFeCo, HoDyFeCo, HoTbFeCo, GdDyFeCo, GdTbFeCo 중 어느 하나이고, 상기 제1 자성층이 TbFeCo인 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제2 자성층의 퀴리 온도는 300℃ 이상으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
  16. 제2항에 있어서,
    상기 제2 자성층과 제3 자성층을 될 수 있는 한 근접하도록 상기 제4 자성층을 적층하는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 제3 자성층에 면하여, 상기 제3 자성층이 수직 자화 상태로 되는 임계 온도 근방에 퀴리 온도를 갖는 제5 자화층이 적층되는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제5 자화층이 광 입사면으로부터 상기 제3 자성층에 계속해서 적층되는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 제1 자성층 및 제2 자성층보다도 수직 자기 이방성이 작고, 상기 제1 자성층보다도 퀴리 온도가 높은 상기 제4 자성층이 상기 제1 자성층 및 제2 자성층 중 적어도 어느 하나의 한쪽에 접하여 적층되고, 상기 제3 자성층의 한쪽 면에 상기 제3 자성층이 수직 자화 상태로 되는 임계 온도 근방에 퀴리 온도를 갖는 상기 제5 자화층을 적층하는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제2 자성층과 제3 자성층을 될 수 있는 한 근접하여 적층하는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
  21. 제1항 기재의 광자기 기록 장치의 기록 방법에 있어서,
    제1 자성층의 퀴리 온도 근방으로 가열하여 자계를 인가함으로써 정보를 기록하는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 장치의 기록 방법.
  22. 실온에서 면내 자화 상태이고, 소정 온도 이상의 온도에 있어서 수직 자화 상태로 되는 재생층과,
    자화 정보가 기록됨과 함께, 상기 재생층과 정적 자기 결합하는 기록층과,
    상기 기록층과 교환 결합하고 상기 재생층과 정적 자기 결합하기 위한 누설 자속을 발생하는 자속 형성층
    을 포함하고,
    상기 자속 형성층은 상기 재생층과 기록층 사이에 구비되고, 상기 기록층보다도 총 자화의 피크치가 크고, 피크로 되는 온도가 높은 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 자속 형성층은 적어도 상기 기록층에 있어서 감소한 분을 보충하는 총 자화를 발생시키는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 자속 형성층은 상기 기록층보다도 높은 퀴리 온도를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
  25. 삭제
  26. 제22항에 있어서,
    상기 자속 형성층은 상기 기록층보다도 낮은 보상 온도를 가지고 있는 것을특징으로 하는 광자기 기록 매체.
  27. 제22항에 있어서,
    상기 자속 형성층은 총 자화가 피크로 되는 온도가 상기 재생층이 상기 수직 자화 상태가 되는 온도보다도 높은 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
  28. 제22항에 있어서,
    상기 자속 형성층은 상기 재생층과 될 수 있는 한 근접하여 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
  29. 제22항에 있어서,
    상기 기록층보다도 퀴리 온도가 높고, 상기 기록층 및 상기 자속 형성층보다도 수직 자기 이방성이 작은 기록 보조층을 더 포함하고, 상기 기록층의 퀴리 온도 이상에 있어서 상기 기록 보조층이 상기 자속 형성층과 교환 결합하는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
  30. 제22항에 있어서,
    상기 재생층이 수직 자화 상태로 되는 온도 근방에 퀴리 온도를 가지는 면내 자화층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
  31. 제29항에 있어서,
    상기 재생층이 수직 자화 상태로 되는 온도 근방에 퀴리 온도를 가지는 면내 자화층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
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