KR20000029419A - 광자기 기록 매체 및 광자기 기록 매체의 제조 방법 - Google Patents

광자기 기록 매체 및 광자기 기록 매체의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고밀도 기록 재생이 가능한 광자기 기록 매체를 재현성이 좋게 제작할 수 있다.
재생층(14)은 GdFeCo 막이고, 실온에서의 포화 자화의 값은 8 ~ 100 emu/cc 이다. 중간층(15)은 (GdFeCo)Si 막이고, 실온에서의 포화 자화의 값은 140 ~ 250 emu/cc이고, 퀴리 온도까지 보상 온도가 보이지 않는 RE 리치의 면내 자화막이다. 기록층(16)은 TbFeCo 막이고, 실온에서의 포화 자화의 값은 50 ~ 150 emu/cc 이다. 이러한 포화 자화를 갖는 자성막을 순차로 성막하여, 얻어진 광자기 디스크(1)의 지터의 기록 파워 마진은 ±11 %로서 충분한 값을 나타냈다.

Description

광자기 기록 매체 및 광자기 기록 매체의 제조 방법{MAGNETO-OPTICAL RECORDING MEDIUM AND METHOD OF MANUFACTURING MEGNETO-OPTICAL RECORDING MEDIUM}
본 발명은 광자기 디스크, 광자기 테이프, 광자기 카드 등의 광자기 기록 매체에 관한 것으로, 특히 자기 초해상(Magnetically Induced Super Resolution) 재생이 가능한 광자기 기록 매체 및 광자기 기록 매체의 제조 방법에 관한 것이다.
광자기 디스크는 앞으로의 멀티 미디어 시대에 대비하여 방대한 데이터를 저장하는 메모리의 중심적 존재로서 위치가 매겨지고, 기록 용량의 더한층의 증대화가 요망되고 있다. 광자기 디스크의 기록 밀도를 증대시키기 위해서는 기록 마크 길이를 레이저광의 스폿 직경보다도 짧게 함과 동시에 기록 마크 간격을 좁힐 필요가 있다. 이러한 미세한 기록 마크를 형성하는 것은 비교적 간단하지만, 미세한 기록 마크를 재생할 때에는 조사하는 레이저광의 파장 λ와 대물 렌즈의 개구수 NA의 제약에 의해 재생 가능한 기록 마크의 길이에 한계가 있었다.
그래서 레이저 광경보다도 작은 기록 마크를 재생할 수 있는 자기 초해상(MSR) 재생 방법이 여러 가지 제안되고 있다. 이들 방법은 공통적으로 기록층과 재생층을 포함하는 복수의 자성층을 적층한 광자기 디스크를 회전시키면서 재생 레이저광을 조사함으로써 광자기 디스크의 원주 방향에 온도 분포를 생기게 하고, 이 온도 분포를 이용해서 작은 기록 마크를 판독하도록 하고 있다. 이에 의해 실질적으로 재생 레이저광의 스폿 직경보다도 작은 광 스폿으로 재생한 경우와 동등한 분해능이 얻어진다.
그렇지만 이들 종래 방법으로서는 이하에 나타내는 몇 개의 문제점이 있었다. 우선, 스폿 내의 저온 영역에서 기록 마크를 판독하는 방식에서는 원주 방향의 분해능은 우수하지만, 근접 트랙이 영향을 주는 크로스 토크가 크다. 또 스폿 내의 고온 영역에서 기록 마크를 판독하는 방식에서는 크로스 토크는 저감되지만, 재생층을 초기화하기 위해서 3.5 ~ 4 kOe의 대형의 초기화 자석을 사용할 필요가 있어 장치가 소형화 될 수 없다. 또한 재생층의 자화 방향이 온도 분포에 의해 면내 방향에서 수직 방향으로 변화한 영역으로부터 기록 마크를 판독하는 방식에서는 대형의 초기화 자석을 사용하지 않고 재생할 수 있지만, 스폿 내의 전사되는 영역이 넓어 높은 재생 출력이 얻어지지 않는다. 또 스폿 내에서 전사되는 영역을 좁게 하여 분해능을 높이기 위해서 중간 온도 영역에서만 기록 마크를 판독하는 방식이 제안되었지만, 수백 Oe의 재생 자계를 인가하고 또한 수 kOe의 초기화 자석이 필요하였다.
그래서 본원 출원인은 이들 문제점을 해결할 수 있는 MSR 재생 방법을 제안하고 있다(특개평 7-244877호 공보). 이 재생 방법에 의해 수백 Oe의 재생 자계의 인가로 중간 온도 영역에서 정보를 판독하고, 즉 더블 마스크를 형성하여 초기화 자석을 사용하지 않고 고분해능 재생을 실현한다. 이 재생 방법에 사용되는 광자기 디스크는 희토류-천이 금속 함금으로 되는 재생층, 중간층 및 기록층을 갖추고 있다. 매체를 회전시키고 재생용 레이저광을 조사함으로써 생기는 레이저 스폿 내의 온도 분포를 이용하여 저온 영역에 프런트 마스크를 형성하고, 고온 영역에 리어 마스크를 형성한다. 중간 온도 영역에서는 기록층의 자화 방향이 재생층에 전사된다.
광자기 디스크의 자기 광학적 출력을 검출한 경우에, 레이저 스폿 내에서 저온 영역 및 고온 영역에는 마스크가 형성되어 있으므로 광자기 신호를 판독하는 일은 없고, 중간 온도 영역에서만 광자기 신호를 판독할 수 있다. 이상과 같이 본원 출원인에 의해 제안된 광자기 디스크로서는 대형의 초기화 자석을 설치하는 일이 없이 재생 시의 수백 Oe의 자계 인가로 실질적으로 빔 스폿보다도 좁은 영역에서 기록 마크를 고분해능으로 판독할 수 있다.
한쪽 면이 640MB의 기록 용량을 갖는 현행의 광자기 디스크의 트랙 피치는 1.1 ㎛이고, 이것에 기록되는 기록 마크의 최단 마크 길이는 0.64 ㎛이다. 기록 용량을 더 증대하여 3.5 인치 사이즈의 한쪽 면에 1.0 GB 이상의 용량을 기록 가능하게 하기 위해서는, 더 좁은 트랙 피치로 더 미소한 기록 마크를 재생할 필요가 있다. 예를 들어 한쪽 면이 1 GB인 경우는 트랙 피치는 1.0 ㎛, 최단 마크 길이는 0.43 ㎛이고, 1.1 GB의 경우는 트랙 피치는 l.0 ㎛, 최단 마크 길이는 0.41 ㎛, 1.2 GB의 경우는 트랙 피치는 0.95 ㎛, 최단 마크 길이는 0.38 ㎛로 된다. 또 l.3 GB의 기록 용량을 실현하기 위해서는 0.9 ㎛의 트랙 피치로 최단 0.38 ㎛의 기록 마크가 재생 가능하지 않으면 안 된다.
상술한 MSR 재생 가능한 광자기 디스크에 상술한 바와 같은 1.0 GB 이상의 용량을 기록하고, 이것을 재생할 경우는 트랙 피치가 좁기 때문에 마스크 형성 상태가 불안정하게 되어 기록층, 중간층 및 재생층의 자기 특성에 따라서는 지터의 기록 파워 마진이 낮아지는 문제가 있었다. 또 현행의 광자기 드라이브는 소형화 및 소비 전력의 저감을 위해 출력 자계의 상한이 300 Oe 정도이지만, 기록층, 중간층 및 재생층의 자기 특성에 따라서는 300 Oe보다 높은 재생 자계가 필요하게 되는 경우가 있었다. 또한 기록층, 중간층 및 재생층의 자기 특성에 따라서는 고밀도 기록된 정보를 반복하여 기록/재생한 경우에 재생 신호의 품질이 열화하기 쉬워서 내구성이 낮아지는 문제가 있었다.
상술한 재생층, 중간층 및 기록층과 같은 자성막은 희토류-천이 금속 합금의 원소 조성을 설정하여 그것에 의거해서 스퍼터 법에 의해 성막 된다. 그렇지만 형성하는 막의 원소 조성을 일정하게 해도 성막 장치의 종류, 성막 조건 등이 다를 경우에는 자성막의 자기 특성이 변화하기 때문에 상술한 바와 같은 문제가 생겨서, 제품에 필요한 지터 등의 특성을 갖는 광자기 디스크를 재현성이 좋게 제조할 수 없는 문제가 있었다. 또한 동일 장치 및 같은 성막 조건이어도 다량의 광자기 디스크를 순차적으로 처리할 사이에 장치 내의 타깃이 소모하기 때문에 조성이 변화한다. 그 때문에 제품 레벨의 제 특성을 갖는 광자기 디스크를 재현성이 좋게 제조할 수 없는 문제가 있었다.
본 발명은 그러한 사정에 비추어 이루어진 것으로서, 소정 범위의 포화 자화를 갖는 자성막을 갖춤으로써, 또 소정 범위의 퀴리 온도를 갖는 자성막을 갖춤으로써, 3.5 인치 사이즈에서 한쪽 면이 1.0 GB 이상으로 고밀도로 기록된 정보를 300 Oe 이하의 재생 자계의 인가로 실용 레벨의 지터의 기록 파워 마진을 가지며 자기 초해상 재생이 가능한 광자기 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또 반복 기록/재생에 대하여 높은 내구성을 갖는 고밀도 기록된 광자기 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한 자성막을 원소 조성이 아니라 포화 자화에 의해서 규정함으로써, 소망하는 자기 특성을 갖는 광자기 기록 매체를 재현성이 좋게 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도1은 본 발명의 광자기 디스크의 막 구성을 나타내는 단면도.
도2는 본 발명의 광자기 디스크의 막 구성과 재생시의 자화 상태를 나타내는 도면.
도3은 실시 형태 1의 광자기 디스크의 지터의 기록 파워 마진을 나타내는 그래프.
도4는 재생층의 포화 자화와 마스크 형성의 필요 재생 자계의 관계를 나타내는 그래프.
도5는 재생층의 포화 자화와 재생 신호 품질의 관계를 나타내는 그래프.
도6은 중간층의 포화 자화와 마스크 형성의 필요 재생 자계의 관계를 나타내는 그래프.
도7은 중간층의 포화 자화와 재생 신호 품질의 관계를 나타내는 그래프.
도8은 기록층의 포화 자화와 마스크 형성의 필요 재생 자계의 관계를 나타내는 그래프.
도9는 기록층의 포화 자화와 재생 신호 품질의 관계를 나타내는 그래프.
도10은 기록층의 퀴리 온도와 기록 파워의 관계를 나타내는 그래프.
도11은 광자기 디스크의 환경 온도와 기록 파워의 관계를 나타내는 그래프.
도12는 중간층의 퀴리 온도와 재생 파워의 관계를 나타내는 그래프.
도13은 중간층의 자화 용이 축 특성과 재생 자계의 관계를 나타내는 그래프.
도14는 중간층의 퀴리 온도와 자화 용이 축 특성의 관계를 나타내는 그래프.
도15는 기록층의 퀴리 온도와 레이저광의 파워의 관계를 나타내는 그래프.
도16은 비교예의 지터의 기록 파워 마진 및 필요 재생 자계를 나타내는 그래프.
도17은 실시 형태 2의 랜드 기록 디스크의 트랙 피치에 대한 재생 특성 및 필요 재생 자계를 나타내는 그래프.
도18은 실시 형태 2의 그루브 기록 디스크의 트랙 피치에 대한 재생 특성 및 필요 재생 자계를 나타내는 그래프.
도19는 실시 형태 2의 트랙 피치에 대한 마스크 형성의 필요 재생 자계의 관계를 나타내는 그래프.
도20은 실시 형태 2의 기록층과 마스크 형성의 필요 재생 자계의 관계를 나타내는 그래프.
도21은 실시 형태 5의 광자기 디스크의 지터의 기록 파워 마진을 나타내는 그래프.
도22는 실시 형태 6의 광자기 디스크의 막 구성을 나타내는 단면도.
[부호의 설명]
1, 2 광자기 디스크 11, 19 자외선 경화막
12 기판 13 하부 유전체층
14 재생층 15 중간층
16 기록층 17 상부 유전체층
18 열 전도층
제1 발명에 관한 광자기 기록 매체는 적어도 재생층, 중간층 및 기록층을 적층한 자성 적층막을 가지며, 상기 재생층 및 상기 기록층은 적층 방향의 자화 용이 특성을 갖는 자성막이며, 상기 중간층은 실온에서 면내 방향의 자화 용이 특성을 갖는 자성막인 광자기 기록 매체로서, 상기 재생층, 상기 중간층 및 상기 기록층은 실온에서 8 emu/cc ~ 100 emu/cc, 140 emu/cc ~ 250 emu/cc 및 50 emu/cc ~ 150 emu/cc의 포화 자화를 각각 갖는 것을 특징으로 한다.
제1 발명에서는 재생층, 중간층 및 기록층의 포화 자화 범위를 특정함으로써, 고밀도 기록된 MSR 매체를 300 Oe 이하의 재생 자계의 인가로 재생 가능하게 한다. 재생시에 저온 영역에서 형성되는 프런트 마스크는 중간층 및 기록층의 포화 자화에 관여하고, 고온 영역에서 형성되는 리어 마스크는 재생층의 포화 자화에 관여하고 있다. 각 자성막에서 300 Oe 이하의 재생 자계로 각 측의 마스크가 형성 가능한 포화 자화의 값이 하한치가 된다. 또 반복 기록/재생해도 재생 품질이 열화하지 않는 포화 자화의 값이 상한치가 된다.
또 재생시에 프런트 마스크가 형성되기 위한 재생 자계의 크기는 기록층의 포화 자화와 관련된다. 기록층의 포화 자화의 범위를 특정함으로써 작은 재생 자계라도 프런트 마스크를 형성할 수 있다. 또 프런트 마스크의 형성이 미세한 기록 마크의 재생에 크게 영향을 줌으로써, 기록층의 포화 자화를 조정함으로써 MSR 재생을 위한 재생 자계의 크기를 조정할 수 있다.
제2 발명에 관한 광자기 기록 매체는 제1 발명에 있어서, 상기 재생층, 상기 중간층 및 상기 기록층은 240℃ ~ 350℃, 160℃ ~ 220℃ 및 240℃ ~ 350℃의 퀴리 온도를 각각 갖는 것을 특징으로 한다.
제2 발명에서는 재생층, 중간층 및 기록층의 퀴리 온도의 범위를 한정함으로써, 고밀도 기록된 MSR 매체를 현행의 광자기 드라이브를 사용해서 재생 가능하게 한다. 광자기 드라이브가 갖는 광원의 파워 한계, 300 Oe 이하의 재생 자계로 더블 마스크를 형성 가능하게 하는 것, 충분한 재생 파워 마진을 얻는 것 등을 고려하여 각 자성층의 퀴리 온도의 범위를 정하고 있다.
제3 발명에 관한 광자기 기록 매체는 제1 또는 제2 발명 중 어느 하나에 있어서, 상기 재생층 및 상기 기록층은 각각 GdFeCo 및 TbFeCo로 되는 희토류 천이 금속으로 형성되어 있고, 상기 중간층은 GdFeCo로 되는 희토류 천이 금속에 Si, Al 및 Cr로 되는 그룹에서 선택되는 비자성 금속을 함유한 것을 특징으로 한다.
제3 발명에서는 중간층에 비자성 금속을 첨가함으로써, 그 밖의 자기 특성을 유지한 채로 중간층의 퀴리 온도를 낮게 할 수 있다.
제4 발명에 관한 광자기 기록 매체는 제1 내지 제3 발명 중 어느 한 항에 있어서, 기판, 보호 수지층 및 열 전도층을 더 갖추고, 상기 기판측에서 상기 재생층, 상기 중간층, 상기 기록층 및 상기 열 전도층의 순서로 적층하고, 양면의 최외층을 상기 보호 수지층으로 피복한 것을 특징으로 한다.
제4 발명에서는 광자기 기록 매체의 기판 측에서 빔광을 조사하여 기록/재생한다. 열 전도층에 의해 매체의 면내 방향으로 열이 확산되어 광자기 기록 매체의 내구성이 향상한다. 또 매체의 양면에, 예를 들어 자외선 경화 수지층과 같은 보호 수지층을 코팅하고 있기 때문에 기판 및 자성층에 대하여 외측으로부터의 흠, 마모 등이 방지되어 내구성이 향상한다.
제5 발명에 관한 광자기 기록 매체는 제1 내지 제3 발명 중 어느 한 항에 있어서, 기판, 보호 수지층 및 열 전도층을 더 갖추고, 상기 기판측에서 상기 열 전도층, 상기 기록층, 상기 중간층 및 상기 재생층의 순서로 적층하고, 양면의 최외층을 상기 보호 수지층으로 피복한 것을 특징으로 한다.
제5 발명에서는 광자기 기록 매체의 기판의 반대 측에서 빔광을 조사하여 기록/재생한다. 열 전도층에 의해 매체의 면내 방향으로 열이 확산되어 광자기 기록 매체의 내구성이 향상한다. 또 매체의 양면에 예를 들어 자외선 경화 수지층과 같은 보호 수지층을 코팅하고 있으므로 기판 및 자성층에 대하여 외측으로부터의 흠, 마모 등이 방지되어 내구성이 향상한다.
제6 발명에 관한 광자기 기록 매체는 제4 또는 제5 발명에 있어서, 상기 열 전도층은 5 nm ~ 25 nm의 막 두께를 갖는 것을 특징으로 한다.
제6 발명에서는 열 전도층의 막 두께는 5 nm ~ 25 nm인 것이 바람직하다. 열 전도층으로서, 예를 들어 AlTi를 사용한 경우는 5 nm보다 얇게 형성하면 신호 품질이 충분하지 못하고, 또 AlCr을 사용한 경우는 25 nm보다 두껍게 형성하면 기록 파워 감도가 악화하는 경향에 있다.
제7 발명에 관한 광자기 기록 매체는 제4 또는 제6 발명에 있어서, 상기 기판과 상기 재생층 사이에 제1 유전체층을, 상기 기록층과 열 전도층 사이에 제2 유전체층을 갖추고 상기 제1 유전체층은 65 nm ~ 110 nm의 막 두께를 가지며 상기 제2 유전체층은 20 nm ~ 60 nm의 막 두께를 갖는 것을 특징으로 한다.
제7 발명에서는 제1 유전체층의 막 두께는 65 nm ~ 110 nm인 것이 바람직하고, 제2 유전체층의 막 두께는 20 nm ~ 60 nm인 것이 바람직하다. 열 전도층으로서, 예를 들어 AlCr을 사용한 경우는 제1 유전체층을 65 nm보다 얇게 형성하면 신호 품질이 충분하지 못하고, 또 열 전도층으로서 AlTi를 사용한 경우는 제1 유전체층을 110 nm보다도 두껍게 형성하면 기록 파워 감도가 악화하는 경향이 있다. 또 열 전도층이 AlCr또는 AlTi 중 어느것이든지 제2 유전체층이 20 nm보다 얇을 경우는 환경에 대한 내구성이 충분하지 못하고, 60 nm보다도 두꺼울 경우는 기록 파워 감도가 악화하는 경향이 있다.
제8 발명에 관한 광자기 기록 매체는 제1 내지 제7 발명 중 어느 하나에서, 상기 자성 적층막은 랜드부 및 그루브를 갖는 기판 상에 형성되어 있고, 상기 랜드부에 기록 마크를 형성하게 되어 있는 것을 특징으로 한다.
제8 발명에서는 랜드부에 기록 마크를 형성하고, 그루브부를 트래킹 제어하기 위해 사용한다. 이러한 랜드 기록의 광자기 기록 매체에서는 트랙 피치가 0.85 ㎛ ~ 0.9 ㎛ 정도로 좁은 경우라도 300 Oe 이하의 낮은 재생 자계의 인가로 프런트 마스크도 리어 마스크도 형성할 수 있어, 고밀도 기록된 MSR 매체의 정보가 재생 가능하다.
제9 발명에 관한 광자기 기록 매체는 적어도 재생층, 중간층 및 기록층을 적층한 자성 적층막을 가지며, 상기 재생층 및 상기 기록층은 적층 방향의 자화 용이 특성을 갖는 자성막이며, 상기 중간층은 실온에서 면내 방향의 자화 용이 특성을 갖는 자성막인 광자기 기록 매체로서, 상기 자성 적층막은 그루브 및 랜드부를 갖는 기판 상에 형성되고, 상기 그루브는 0.72 ㎛ ~ 0.76 ㎛의 폭 치수를 갖고 대략 0.9 ㎛ 피치로 형성되어 있고, 상기 재생층, 상기 중간층 및 상기 기록층은 실온에서 각각 8 emu/cc ~ 100 emu/cc, 140 emu/cc ~ 250 emu/cc 및 50 emu/cc ~ 150 emu/cc의 포화 자화와 240℃ ~ 350℃, 160℃ ~ 220℃ 및 240℃ ~ 350℃의 퀴리 온도를 갖는 것을 특징으로 한다.
제9 발명에서는 재생층, 중간층 및 기록층에 포화 자화 및 퀴리 온도가 특정한 범위의 것을 사용함으로써 랜드부의 폭 치수가 0.72 ㎛ ~ 0.76 ㎛이고 랜드부가 대략 0.9 ㎛ 피치, 즉 트랙 피치가 0.9 ㎛ 정도인 고밀도 기록된 기록 마크를 실용적인 지터의 기록 파워 마진을 가지므로 재생이 가능하다.
제10 발명에 관한 광자기 기록 매체의 제조 방법은 적어도 재생층, 중간층 및 기록층을 적층한 자성 적층막을 가지며, 상기 재생층 및 상기 기록층은 적층 방향의 자화 용이 특성을 갖는 자성막이며, 상기 중간층은 실온에서 면내 방향의 자화 용이 특성을 갖는 자성막인 광자기 기록 매체의 제조 방법으로서, 기판 상에 상기 재생층을 실온에서 8 emu/cc ~ 100 emu/cc의 포화 자화를 갖도록 형성하는 과정과, 상기 재생층 상에 상기 중간층을 실온에서 140 emu/cc ~ 250 emu/cc의 포화 자화를 갖도록 형성하는 과정과, 상기 중간층 상에 상기 기록층을 실온에서 50 emu/cc ~ 150 emu/cc의 포화 자화를 갖도록 형성하는 과정을 갖는 것을 특징으로 한다.
또, 제11 발명에 관한 광자기 기록 매체의 제조 방법은 적어도 재생층, 중간층 및 기록층을 적층한 자성 적층막을 가지며, 상기 재생층 및 상기 기록층은 적층 방향의 자화 용이 특성을 갖는 자성막이며, 상기 중간층은 실온에서 면내 방향의 자화 용이 특성을 갖는 자성막인 광자기 기록 매체의 제조 방법으로서, 기판 상에 상기 기록층을 실온에서 50 emu/cc ~ 150 emu/cc의 포화 자화를 갖도록 형성하는 과정과, 상기 기록층 상에 상기 중간층을 실온에서 140 emu/cc ~ 250 emu/cc의 포화 자화를 갖도록 형성하는 과정과, 상기 중간층 상에 상기 재생층을 실온에서 8 emu/cc ~ 100 emu/cc의 포화 자화를 갖도록 형성하는 과정을 갖는 것을 특징으로 한다.
또한 제12 발명에 관한 광자기 기록 매체의 제조 방법은 제10 또는 제11 발명에서, 상기 재생층 및 상기 기록층은 각각 GdFeCo 및 TbFeCo로 되는 희토류 천이 금속으로 형성되어 있고, 상기 중간층은 GdFeCo로 되는 희토류 천이 금속에 Si, Al 및 Cr로 되는 그룹에서 선택되는 비자성 금속을 함유한 것을 특징으로 한다.
또한 제13 발명에 관한 광자기 기록 매체의 제조 방법은 제10 또는 제12의 발명에 있어서, 상기 기록층 상에 열 전도층을 형성하는 과정과, 양면의 최외층을 보호 수지층으로 피복하는 과정을 더 갖는 것을 특징으로 한다.
또한 제14 발명에 관한 광자기 기록 매체의 제조 방법은 제11 또는 제12의 발명에 있어서, 상기 기판과 상기 기록층 사이에 열 전도층을 형성하는 과정과, 양면의 최외층을 보호 수지층으로 피복하는 과정을 더 갖는 것을 특징으로 한다.
제10 내지 제14 발명에서는 재생층, 중간층 및 기록층의 포화 자화가 소정의 값이 되도록 성막하므로, 고밀도 기록 재생을 위한 소망하는 자기 특성을 갖는 광자기 기록 매체가 확실히 얻어진다. 제12 발명에서는 다른 자기 특성을 유지한 채로 중간층의 퀴리 온도를 낮게 할 수 있다. 제13 및 제14 발명에서는 열 전도층에 의해 광자기 기록 매체의 내구성이 향상하고, 매체의 양면에, 예를 들어 자외선 경화 수지층과 같은 보호 수지층을 코팅하여 놓았으므로 기판 및 자성층에 대하여 외측으로부터의 흠, 마모 등이 방지되어 내구성이 향상한다.
[발명의 실시 형태]
이하, 본 발명을 그 실시 형태를 나타내는 도면에 근거하여 구체적으로 설명한다.
실시 형태 1.
도1은 본 발명의 광자기 디스크의 막 구성을 나타내는 단면도이다. 광자기 디스크(1)는 폴리카보네이트 제의 기판(12) 상에, SiN으로 되는 하부 유전체층(13)), GdFeCo로 되는 재생층(14), GdFeCoSi로 되는 중간층(15), TbFeCo로 되는 기록층(16), SiN으로 되는 상부 유전체층(17)) 및 AlCr로 되는 열 전도층(18)을 차례로 적층해서 구성되어 있고 광자기 디스크(1)의 양면의 최외층 즉 기판(12)과 열 전도층(18)의 각각의 표면이 제1 및 제2 자외선 경화막(11, 19)으로 피복되어 있다.
기판(12)은 트래킹을 위한 그루브를 갖는 랜드 기판이고, 직경 치수가 3.5 인치로 판 두께가 1.2mm, 그루브의 깊이는 67 nm, 0.9 ㎛의 트랙 피치로 랜드부가 형성되어 있고, 랜드 폭은 0.73 ㎛이다. 여기서, 그루브의 깊이는 λ/(6.5n) nm(λ는 레이저광의 파장이고, λ= 685 nm, n은 기판의 굴절률이고, n=1.58)이며 랜드 폭은 그래프 깊이에 대한 절반 값 폭이다.
재생층(14)은 41 nm 두께의 Gd24.6Fe61.8Co13.6막이고, 천이 금속 자화 우세( 이하, TM 리치라고 함)로서, 수직 방향 즉 적층 방향으로 자화 용이 축을 갖고 있다. 실온(10℃ ~ 35℃)에서의 포화 자화 값은 100 emu/cc보다 낮고 170℃ 부근까지 온도와 더불어서 상승한다. 또 퀴리 온도는 대략 270℃이고, 실온에서의 보자력 값은 1.5 kOe 이내이다.
중간층(15)은 41 nm의 두께의 (Gd33.8Fe62.4Co3.8)92Si8막이고, 퀴리 온도까지 보상 온도가 보이지 않는 희토류 자화 우세( 이하, RE 리치라고 함)로서, 실온(10℃ ~ 35℃)에서는 면내 방향에 자화 용이 축을 갖고 있으며, 실온보다 높은 소정 온도 이상으로 되면 자화 용이 축이 면내 방향부터 수직 방향으로 변화한다. 실온에서의 포화 자화 값은 250 emu/cc 이내이고, 대략 180℃의 퀴리 온도까지 단조롭게 감소한다. 퀴리 온도를 낮게 설정하기 위해서 중간층(15)에는 비자성 원소인 Si가 첨가되어 있다. Si 대신에 A1 또는 Cr 등의 원소를 첨가하고 있어도 좋다.
기록층(16)은 50 nm 두께의 Tb22.2Fe60.3Co17.5막이고, TM 리치로서 수직 방향에 자화 용이 축을 갖고 있다. 실온에서의 포화 자화 값은 150 emu/cc 이내이고, 150℃ 정도까지 온도와 더불어서 상승한다. 퀴리 온도는 대략 270℃이고, 실온에서의 보자력 값은 10 kOe 이상이다. 이들 재생층(14), 중간층(15) 및 기록층(16)의 퀴리 온도를 각각 Tc1, Tc2 및 Tc3으로 한 경우에, Tc2＜Tc1, Tc2＜Tc3의 관계를 충족하고 있다. 또 재생층(14) 및 기록층(16)의 실온에서의 보자력을 각각 Hc1 및 Hc3으로 한 경우에, Hc3＞Hc1의 관계를 충족하고 있다.
또 하부 유전체층(13)은 70 nm, 상부 유전체층(17)은 25 nm, 열 전도층(18)은 15 nm의 막 두께를 갖고 있다. 이들 적층막은 DC 스퍼터 법에 의해 순차적으로 형성하고 있다. 스퍼터 조건을 표1에 나타낸다. 그리고 재생층(14), 중간층(15) 및 기록층(16)은 상술한 포화 자화 값을 갖도록 미리 성막 장치 및 성막 조건을 설정하고 있다. 또 타깃의 수명에 대해서도 미리 테스트해 두어, 상술한 포화 자화 값을 갖는 자성막이 확실히 성막되도록 설정되어 있다.
적층막 Ar 가스압(Pa) 투입 전력(kW)
하부 유전체층재생층중간층기록층열 전도층상부 유전체층 2.05.05.07.00.82.2 2.71.01.01.02.22.5
이상과 같은 막 구성의 광자기 디스크(1)에 최단 마크 길이가 0.38 ㎛의 랜덤 데이터를 광변조 기록하고, 선속 7.5m/s로 재생하여 평가하였다. 재생시에는 기록 마크의 기록 방향과 같은 방향의 재생 자계를 300 Oe로 인가하였다. 재생 레이저광은 광자기 디스크(1)의 기판(12)측에서 조사되었다. 도2는 도1의 광자기 디스크의 막 구성 및 재생시의 자화 상태를 나타내는 도면이고, 재생층, 중간층 및 기록층만 나타내고, 그 밖의 막 층은 생략하고 있다. 도2에 나타내는 바와 같이, 광자기 디스크(1)가 회전하여, 재생용 레이저광이 자성층에 조사될 때 온도분포가 생긴다. 저온 영역에서는 중간층(15)과 기록층(16) 사이에 작용하는 교환 결합력보다도 재생 자계가 큰 경우에, 중간층(15)의 자화 방향이 재생 자계와 같은 방향으로 된다. 중간층(15)과 교환 결합한 재생층(14)의 자화 방향은 기록 마크와 관계없이 재생 자계와 역방향으로 되고, 이것에 의해 프런트 마스크가 형성된다. 고온 영역에서는 재생층(14)과 중간층(15) 사이에 작용하는 교환 결합력이 절단되어, 재생층의 자화 방향이 재생 자계와 같은 방향으로 됨으로써 리어 마스크가 형성된다. 중간 온도 영역에서는 재생층(14), 중간층(15) 및 기록층(16)간에 재생 자계보다도 큰 교환 결합력이 작용하고 있어서, 기록층(16)의 자화 방향이 재생층(14)에 전사된다.
이와 같이 광자기 디스크(1)의 자기 광학적 출력을 검출할 경우에, 레이저 스폿 내에서 저온 영역 및 고온 영역에는 마스크가 형성되어 있으므로 광자기 신호를 판독하는 일이 없이, 중간 온도 영역에서만 광자기 신호를 판독할 수 있다.
도3은 광자기 디스크(1)의 지터의 기록 파워 마진을 나타내는 그래프이다. 종축은 랜덤 지터를 나타내고, 횡축은 레이저광의 기록 파워를 나타내고 있다. 실용상은 랜덤 지터가 12.5 % 이하인 것이 바람직하다. 그래프로부터, 광자기 디스크(1)의 지터의 기록 파워 마진은 ±11 %를 나타내고 있는 것을 알 수 있다. 이것은 실용상 충분한 값이다.
이와 같이, 실시 형태 1의 광자기 디스크(1)는 트랙 피치가 0.9 ㎛에서 최단 기록 마크가 0.38 ㎛이므로, l.3 GB의 기록 용량을 갖는 고밀도 기록의 광자기 디스크의 재생이 충분한 지터의 기록 파워 마진을 가지고 실현할 수 있다고 말할 수 있다.
상술한 바와 같은 막 구성의 광자기 디스크로, 고밀도로 기록된 정보의 MSR 재생이 가능해지는 자성막의 자기 특성을 조사하였다. 우선, 300 Oe의 재생 자계의 인가로 재생할 수 있는 각 자성층의 포화 자화의 범위를 조사하였다. 도4는 재생층의 조성에 의한 리어 마스크 형성의 필요 재생 자계의 변화를 나타내는 그래프이다. 종축은 리어 마스크를 형성하기 위해서 필요한 재생 자계 Hrear를 나타내고, 횡축은 재생층의 포화 자화 Ms1을 나타내고 있다. 그래프로부터, 300 Oe 이내의 자계로 재생하기 위해서는 재생층(14)의 포화 자화 Ms1은 8 emu/cc 이상의 값이 필요한 것을 알 수 있다.
재생층(14)의 포화 자화가 커지면, 재생 신호의 품질 열화의 정도가 커진다. 도5는 재생층의 포화 자화와 재생 신호 품질의 관계를 나타내는 그래프이다. 종축은 기준 CNR와의 차인 △CNR을 나타내고, 횡축은 재생층의 포화 자화 Ms1을 나타내고 있다. △CNR는 최적 기록 파워에 대하여 약 13 % 증가의 소거 파워로 10 만회 연속 소거했을 때의 신호 품질의 열화의 정도를 측정하고 있다. 그래프로부터 △CNR의 허용 범위인 1 dB 이내로 재생층(14)의 포화 자화 Ms1은 100 emu/cc 이하인 것을 알 수 있다.
도6은 중간층의 조성에 의한 프런트 마스크 형성의 필요 재생 자계의 변화를 나타내는 그래프이다. 종축은 프런트 마스크를 형성하기 위해서 필요한 재생 자계 Hfront를 나타내고, 횡축은 중간층의 포화 자화 Ms2를 나타내고 있다. 그래프로부터 300 Oe 이내의 자계로 재생하기 위해서는 중간층(15)의 포화 자화 Ms2는 140 emu/cc 이상의 값이 필요한 것을 알 수 있다. 도7은 중간층의 포화 자화와 재생 신호 품질의 관계를 나타내는 그래프이다. 종축은 기준 CNR와의 차인 △CNR를 나타내고, 횡축은 중간층의 포화 자화 Ms2를 나타내고 있다. △CNR는 최적 기록 파워에 대하여 약 13 % 증가의 소거 파워로 10 만회 연속 소거했을 때의 신호 품질의 열화의 정도를 측정하고 있다. 그래프로부터 △CNR의 허용 범위인 1 dB 이내로 중간층(15)의 포화 자화 Ms2는 250 emu/cc 이하인 것을 알 수 있다.
도8는 기록층의 조성에 의한 프런트 마스크 형성의 필요 재생 자계의 변화를 나타내는 그래프이다. 종축은 프런트 마스크를 형성하기 위해서 필요한 재생 자계 Hfront를 나타내고, 횡축은 기록층의 포화 자화 Ms3를 나타내고 있다. 그래프로부터, 300 Oe 이내의 자계로 재생하기 위해서는 기록층(16)의 포화 자화 Ms3는 50 emu/cc 이상의 값이 필요한 것을 알 수 있다. 도9는 기록층의 포화 자화와 재생 신호 품질의 관계를 나타내는 그래프이다. 종축은 기준 CNR와의 차인 △CNR를 나타내고, 횡축은 기록층의 포화 자화 Ms3를 나타내고 있다. △CNR는 최적 기록 파워에 대하여 약 13 % 증가의 소거 파워로 10 만회 연속 소거할 때의 신호 품질의 열화의 정도를 측정하고 있다. 그래프로부터 △CNR의 허용 범위인 1 dB 이내에서 기록층(16)의 포화 자화 Ms3는 150 emu/cc 이하인 것을 알 수 있다.
이상으로부터, 1.3 GB 정도의 기록 용량을 갖는 광자기 디스크를 300 Oe 이하의 재생 자계의 인가로 재생할 수 있는 각 자성층의 포화 자화의 범위는 재생층(14)은 8 emu/cc ~ 100 emu/cc이고, 중간층(15)은 140 emu/cc ~ 250 emu/cc이고, 기록층(16)은 50 emu/cc ~ 150 emu/cc 라고 말할 수 있다. 상술한 실시 형태 1의 광자기 디스크(1)는 이 조건을 만족하고 있다.
다음에, 현행의 광자기 드라이브를 사용하여 재생할 수 있는 각 자성층의 퀴리 온도의 범위를 조사하였다. 도10은 기록층의 퀴리 온도에 대하여 변화하는, 기록 파워의 실온에서의 감도를 나타내는 그래프이다. 3.5 인치의 최외주 조건에서의 값이다. 종축은 레이저광의 기록 파워를 나타내고, 횡축은 기록층(16)의 퀴리 온도 Tc3를 나타내고 있다. 기록 파워 감도는 신호가 나오기 시작하는 파워 Pwth와 충분히 신호가 얻어지는 파워 Pw의 쌍방을 나타내고 있다. 도11은 광자기 디스크의 환경 온도와 기록 파워의 관계를 나타내는 그래프이다. 종축은 기록 파워를 나타내고, 횡축은 환경 온도를 나타내고 있다. 선속 12.6 m/s에서의 측정 결과이다. 도11로부터 환경 온도가 낮을수록, 보다 높은 기록 파워가 필요한 것을 알 수 있다.
도10에 나타내는 바와 같이, 광자기 드라이브가 갖는 레이저 다이오드의 파워 한계가 약 13 mW인 경우, 기록 파워 Pwth에 관하여서는 퀴리 온도 Tc3는 450℃까지 허용된다고 말할 수 있지만, 실제로는 충분히 신호가 얻어지는 기록 파워가 사용되는 것과, 또한 도11에 나타내는 바와 같이 환경 온도가 0℃까지 동작을 보증하기 위해서는 보다 높은 기록 파워가 필요한 것으로인해, 기록층(16)의 퀴리 온도 Tc3는 350℃가 상한이라고 말할 수 있다.
도12는 중간층의 퀴리 온도에 대하여 변화하는, 재생 파워의 감도를 나타내는 그래프이다. 종축은 레이저광의 재생 파워를 나타내고, 횡축은 중간층(15)의 퀴리 온도 Tc2를 나타내고 있다. 재생 파워 감도는 신호가 나오기 시작하는 파워 Prth에 관해서 환경 온도가 0℃와 25℃의 경우를 나타내고, 0℃로 충분히 신호가 얻어지는 파워 Pr에 관해서도 나타내고 있다. 그래프로부터 알 수 있듯이, 25℃보다도 0℃ 쪽이 보다 높은 재생 파워가 필요하게 된다. 실제로 충분히 신호가 얻어지는 재생 파워 Pr은 더 높은 값을 나타내고 있고, 고주파 중첩의 한계가 6.4 mW인 경우에, 중간층(15)의 퀴리 온도 Tc2는 220℃이 상한이라고 말할 수 있다.
도13은 중간층의 자화 용이 축 특성과 재생 자계의 관계를 나타내는 그래프이다. 종축은 재생 자계를 나타내고, 횡축은 중간층(15)이 면내 자화로부터 수직 자화로 변하는 온도를 나타내고 있다. 그래프로부터 알 수 있듯이, 중간층이 수직 자화로 변하는 온도가 고온이 될수록 재생 자계의 값은 낮아진다. 300 Oe 이하의 재생 자계로 재생하기 위해서는 수직 자화로 변하는 온도는 130 ℃ 이상이 필요한 것을 알 수 있다. 또한, 도14는 중간층의 퀴리 온도와 자화 용이 축 특성의 관계를 나타내는 그래프이다. 종축은 중간층(15)이 면내 자화로부터 수직 자화로 변하는 온도를 나타내고, 횡축은 중간층(15)의 퀴리 온도 Tc2를 나타내고 있다. 그래프로부터, 수직 자화로 변하는 온도가 130℃ 이상인 중간층(15)의 퀴리 온도 Tc2는 160℃ 이상인 것을 알 수 있다.
중간층(15)의 퀴리 온도 Tc2가 160℃ 이상인 경우의 재생 파워 Prth는 도12에 나타내는 바와 같이, 약 4.1 mW 이상이다. 재생 신호가 보이고 나서 꺼지기 시작할 때까지 ±20 % 정도의 충분한 재생 파워 마진을 확보하기 위해서는 재생 신호가 4.1 mW에서 보이기 시작한 경우는, 꺼지기 시작하는 재생 파워 Peth는 6.2 mW가 된다. 도15는 기록층의 퀴리 온도와 레이저광의 파워의 관계를 나타내는 그래프이다. 종축은 레이저광의 파워를 나타내고, 횡축은 기록층(16)의 퀴리 온도 Tc3를 나타내고 있다. 그래프로부터 재생 파워 Peth가 6.2 mW 이상에서는 기록층(16)의 퀴리 온도 Tc3는 240℃ 이상이 필요한 것을 알 수 있다.
재생층(14)은 기록층(16)에 형성된 기록 마크를 재생할 필요가 있으므로, 재생층(14)의 퀴리 온도 Tc1의 범위는 기록층(16)과 같고, 240℃ ~ 350℃이다.
이상으로부터, l.3 GB 정도의 기록 용량을 갖는 광자기 디스크를, 현행의 광자기 드라이브를 사용하여 재생할 수 있는 각 자성층의 퀴리 온도의 범위는 재생층(14)은 240℃ ~ 350℃이고, 중간층(15)은 160℃ ~ 220℃이고, 기록층(16)은 240℃ ~ 350℃라고 말할 수 있다. 상술한 실시 형태 1의 광자기 디스크(1)는 이 조건을 만족하고 있다.
이러한 포화 자화 및 퀴리 온도의 범위에서 벗어난 자성층을 갖는 비교예의 광자기 디스크에 관해서, 실시 형태 1과 같이 형성된 기록 마크를 재생하여 평가하였다. 이 광자기 디스크는 실시 형태 1과 같은 기판을 구비하고, 재생층(14) 및 기록층(16)은 보상 조성, 즉 자발 자화 Ms의 값이 거의 영이고, 중간층(15)의 퀴리 온도 Tc2는 150℃이다. 도16은 비교예의 광자기 디스크의 지터의 기록 파워 마진 및 필요 재생 자계를 나타내는 그래프이다. 종축은 랜덤 지터를 나타내고, 횡축은 레이저광의 기록 파워를 나타내고 있다. 그래프 중, 'O'은 재생 자계가 300 Oe의 경우를, '△' 은 350 Oe의 경우를, 'ㅁ'는 400 Oe의 경우를 나타내고 있다.
비교예의 광자기 디스크는 반복 연속 소거에서의 내구성은 높고, 10 만회 소거 후라도 신호 품질의 열화는 거의 보이지 않았다. 그렇지만, 실시 형태 1의 광자기 디스크에 비하여(도3참조) 보텀 지터의 값이 높다. 또한, 랜덤 지터가 12.5 % 이하인 기록 파워 마진은 ±8. 3 % 이고, 실시 형태 1의 광자기 디스크(1)보다도 좁은 것을 알 수 있었다. 또한, 재생 자계는 300 Oe에서는 재생할 수 없고, 350 Oe 이상이 필요하였다.
실시 형태 2.
실시 형태 1과 같은 막 구성을 갖는 광자기 디스크를, 트랙 피치가 다른 기판을 사용하여 형성하여 2T = 0.4 ㎛의 마크를 기록하였다. 각각의 광자기 디스크에 관해서, 필요 재생 자계 및 CNR를 조사하였다. 도17은 그 결과를 나타내는 그래프이고, 종축은 CNR 및 필요 재생 자계 Hrth를 나타내고, 횡축은 트랙 피치를 나타내고 있다. 그래프로부터 트랙 피치가 좁아질수록 CNR가 저하하는 경향이 보인다. 특히, 트랙 피치가 0.9 ㎛보다 좁은 경우는 1.1 ㎛의 경우에 비하여 1.5 dB 이상, CNR가 열화하고 있다고 말할 수 있다. 필요 재생 자계는 트랙 피치에 대하여 큰 변화는 없었다.
다음에, 실시 형태 1과 같은 막 구성을 갖는 광자기 디스크를, 트랙 피치가 다른 그루브 기판을 사용해서 형성하여, 각각에 관해서 마찬가지로 필요 재생 자계 및 CNR를 조사하였다. 도18은 그 결과를 나타내는 그래프이고, 종축은 CNR 및 필요 재생 자계 Hrth를 나타내고, 횡축은 트랙 피치를 나타내고 있다. 그루브 기판을 사용한 경우는 그래프로부터 트랙 피치가 1.1 ㎛에서 0.85 ㎛까지 CNR의 저하는 보이지 않지만, 0.9 ㎛ 이하에서 필요 재생 자계가 급격히 커지는 것을 알 수 있다. 도17 및 도18로부터 이 막 구성의 광자기 디스크를 사용하여 1 GB 이상의 기록 용량을 실현하기 위해서, 트랙 피치는 0.9 ㎛까지 좁게 할 수 있다는 것을 알 수 있다. 또한, 랜드 기판을 사용함으로써, 좁은 트랙 피치로 300 Oe 이하의 재생 자계에서의 MSR 재생이 가능하다고 말할 수 있다.
또한 좁은 트랙 피치에서의 재생을 가능하게 하기 위해서, 상술한 그루브 기판을 사용하여, 프런트 마스크 및 리어 마스크 각각에 관해서 필요 재생 자계를 조사하였다. 도19는 그 결과를 나타내는 그래프이고, 종축은 필요 재생 자계를 나타내고, 횡축은 트랙 피치를 나타내고 있다. 그래프로부터 명백하듯이, 트랙 피치가 0.9 ㎛보다도 좁을 때에, 프런트 마스크의 형성의 필요 재생 자계가 급격히 커지고 있다. 이로부터, 트랙 피치가 좁아지면 필요 재생 자계가 증대하는 원인은 프런트 마스크 형성 때문인 것을 알 수 있다. 그래서, 프런트 마스크를 형성하기 위한 재생 자계를 저감할 수 있는 기록층(16)의 조성에 관해서 조사하였다. 도20은 그 결과를 나타내는 그래프이고, 종축은 프런트 마스크를 형성하기 위해서 필요한 재생 자계를 나타내고, 횡축은 기록층(16)의 Tb 함유량을 나타내고 있다. 그래프 중, 'O'은 랜드 기판, '×'은 그루브 기판에 관한 것이다. 그래프로부터 300 Oe 이하의 재생 자계로 재생 가능한 기록층(16)의 조성 범위는 랜드 기판에 비하여 그루브 기판 쪽이 좁은 것을 알 수 있다.
이상, 도18 ~ 도20에 나타낸 것으로부터, 0.9 ㎛ 정도의 좁은 트랙 피치로 300 Oe 이하의 재생 자계를 사용한 MSR 재생은 그루브 기판보다도 랜드 기판 쪽이 적합하다고 말할 수 있다. 또한, 그루브 기판이어도 기록층(16)의 Tb 함유량을 조정함으로써 상술한 MSR 재생은 가능하지만, 기록층(16)의 조성 마진은 랜드 기판보다도 그루브 기판 쪽이 좁은 것을 알 수 있었다. 또한, 이것들로부터, 랜드 기판 및 그루브 기판의 어느 것에서도, 기록층(16)의 포화 자화를 조정함으로써 필요 재생 자계의 크기를 조정할 수 있는 것을 알 수 있다. 즉, 기판의 트랙 피치에 따라서 기록층(16)의 조성을 설정하여, 소망하는 크기의 재생 자계를 인가하여 MSR 재생을 할 수 있다.
실시 형태 3.
상술한 실시 형태 1과 같은 광자기 디스크를, AlCr로 되는 열 전도층(18)의 막 두께만을 다르게 형성하여, 기록 파워 감도 및 신호 품질로서의 SNR를 측정하였다. 그 결과, 열 전도층(18)의 막 두께가 8 nm인 것은 20 nm인 것보다도 SNR가 2 dB 정도 낮고, 그 때문에 지터의 극소치가 충분히 낮은 값을 나타내고 있지 않는다. 또한, 열 전도층(18)의 막 두께가 l0 nm 이상인 것은 실시 형태 1과 같은 정도의 낮은 지터를 나타냈다(도3참조). 또한, 열 전도층(18)의 막 두께가 30 nm인 것은 8 nm의 것보다도 기록 파워 감도가 2 mW 정도 나쁘고, 그 때문에 현행의 광자기 드라이브를 사용한 재생이 곤란하다. 이것들로부터, AlCr의 열 전도층(18)의 막 두께는 10 nm ~ 25 nm가 바람직한 것을 알 수 있다.
또한, 열 전도층(18)으로서 AlTi 막을 사용한 경우에도, 광자기 디스크는 실시 형태 1과 같은 재생 특성을 나타냈다. 그리고, AlTi 막의 막 두께만을 다르게 하여 광자기 디스크를 형성하여, 그 막 두께에 대한 기록 파워 감도 및 SNR를 측정하였다. 그 결과, 열 전도층(18)의 막 두께가 3 nm인 것은 15 nm인 것보다도 SNR이 2 dB 정도 낮고, 그 때문에 지터의 극소치가 충분히 낮은 값을 나타내지 않는다. 또한, 열 전도층(18)의 막 두께가 25 nm인 것은 3 nm인 것보다도 기록 파워 감도가 2 mW 정도 나쁘고, 그 때문에 현행의 광자기 드라이브를 사용한 재생이 곤란하다. 이것들로부터, AlTi의 열 전도층(18)의 막 두께는 5 nm ~ 20 nm가 바람직한 것을 알 수 있다. 따라서, 본 발명에 관한 광자기 디스크의 열 전도층(18)의 막 두께의 최적 범위는 5 nm ~ 25 nm라고 말할 수 있다.
실시 형태 4.
상술한 실시 형태 1과 같은 광자기 디스크(1)를, SiN으로 되는 하부 유전체층(13)의 막 두께만을 다르게 형성하여, 반사율, 기록 파워 감도 및 SNR를 측정하였다. 그 결과, 하부 유전체층(13)의 막 두께가 75 nm 근방의 것이 반사율의 극소치를 나타냈다. 하부 유전체층(13)의 막 두께가 60 nm인 것은 90 nm인 것보다도 SNR이 1.6 dB 정도 낮고, 또한 하부 유전체층(13)의 막 두께가 98 nm인 것은 60 nm인 것보다도 기록 파워 감도가 1.5 mW 정도 악화하였다. 이것들로부터, 광자기 디스크(1)의 하부 유전체층(13)의 막 두께는 65 nm ~ 95 nm가 바람직한 것을 알 수 있다. 단, 이 범위는 열 전도층(18)을 AlCr 막으로 형성한 경우이다. 열 전도층(18)을 AlTi로 형성한 경우는 하부 유전체층(13)의 막 두께가 105 nm에서 충분한 기록 파워가 얻어지고, 115 nm에서 허용 범위 밖이었다. 따라서, 본 발명에 관한 광자기 디스크의 하부 유전체층(13)의 막 두께의 최적 범위는 65 nm ~ 110 nm라고 말할 수 있다.
다음에, 실시 형태 1과 같은 광자기 디스크를, SiN으로 되는 상부 유전체층(17)의 막 두께만을 다르게 형성하여, 기록 파워 감도 및 환경 온도 내구성을 측정하였다. 그 결과, 상부 유전체층(17)의 막 두께가 15 nm인 것은 온도 80℃, 습도 85 %의 환경하에서 200 시간 후에 부식과 같은 결함이 생겼다. 또한, 상부 유전체층(17)의 막 두께가 65 nm인 것은 20 nm인 것보다도 기록 파워 감도가 2 mW 정도 악화하였다. 이것들로부터, 본 발명에 관한 광자기 디스크의 상부 유전체층(17)의 막 두께는 20 nm ~ 60 nm가 바람직하다고 말할 수 있다.
실시 형태 5.
상술한 실시 형태 1과 같은 광자기 디스크를, 기판(12)만을 다르게 형성하였다. 실시 형태 5의 기판은 그루브의 깊이는 93 nm(λ/(4.4n) nm), 랜드 폭은 0.75 ㎛의 폴리카보네이트 제의 랜드 기판이다. 그 밖의 치수 및 구성은 실시 형태 1과 같아서, 그 설명을 생략한다. 이러한 광자기 디스크에 관해서 랜덤 지터를 평가하였다. 도21은 그 결과를 나타내는 그래프이다. 종축은 랜덤 지터를 나타내고, 횡축은 레이저광의 기록 파워를 나타내고 있다. 그래프로부터, 랜덤 지터가 12.5 % 이하인 기록 파워 마진은 ±11 % 인 것을 알 수 있다. 따라서, 고밀도로 기록된 실시 형태 5의 광자기 디스크의 지터의 기록 파워 마진은 ±11 %를 나타내고 있는 것을 알 수 있다. 이것은 실용상 충분한 값이다.
실시 형태 6.
도22는 실시 형태 6의 광자기 디스크의 막 구성을 나타내는 단면도이다. 광자기 디스크(2)는 폴리카보네이트 제의 기판(12) 상에, AlCr로 되는 열 전도층(18), SiN으로 되는 하부 유전체층(13), TbFeCo로 되는 기록층(16), GdFeCoSi로 되는 중간층(15), GdFeCo로 되는 재생층(14) 및 SiN으로 되는 상부 유전체층(17)을 적층하여 구성되어 있고, 광자기 디스크(2)의 최외층, 즉 기판(12)과 상부 유전체층(17)의 각각의 표면이 제1 및 제2 자외선 경화막(11, 19)으로 피복되어 있다. 광자기 디스크(2)는 막의 적층 순서가 다른 것 외는 도1에 나타내는 광자기 디스크(1)와 같아서, 각 자성막의 포화 자화, 퀴리 온도 등의 자기 특성 및 막 두께, 혹은 기판 사양에 관하여는 설명을 생략한다.
이상과 같은 막 구성의 광자기 디스크(2)에, 최단 마크 길이가 0.38 ㎛의 랜덤 데이터를 광변조 기록하고, 선속 7.5m/s로 재생하여 평가하였다. 재생시에는 기록 마크의 기록 방향과 같은 방향의 재생 자계를 300 Oe로 인가하였다. 또한, 재생 레이저광은 기판(12)으로부터 먼 측, 즉 재생층(14)에 가까운 측에서 조사되었다. 그 결과, 1.3 GB의 기록 용량을 갖는 고밀도 기록의 광자기 디스크(2)의 재생이 실시 형태 1과 같이, 충분한 지터의 기록 파워 마진을 가지고 실현할 수 있는 것을 알 수 있다.
또, 본 발명의 광자기 기록 매체의 재생층, 중간층 및 기록층은 상술한 실시 형태 1 ~ 실시 형태 6의 광자기 디스크에 사용한 자성막에 한하지 않는다. 상술한 범위의 자기 특성을 갖는 자성막이면, 13.5 인치 직경으로 한쪽 면이 1.3 GB의 고밀도로 기록된 매체를 MSR 재생을 할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에서는 소정 범위의 포화 자화를 갖는 자성막을 사용하여 광자기 기록 매체를 형성하므로, 트랙 피치가 0.9 ㎛, 최단 마크 길이가 0.38 ㎛ 정도의 고밀도 기록 매체를 재생 자계가 300 Oe 이하에서 MSR 재생하기가 가능해진다. 또한, 소정 범위의 퀴리 온도를 갖는 자성막을 사용하여 광자기 기록 매체를 형성하고 있으므로, 현행의 광자기 드라이브를 사용한 재생이 가능하게 되어, 현상 매체와의 호환성을 유지할 수 있다. 그리고 또한, 이러한 광자기 기록 매체는 반복 기록/재생에 대한 내구성에 우수하다. 또한, 자성막을 그 포화 자화가 소정의 값이 되도록 성막함으로써, 소망하는 자기 특성을 갖는 광자기 기록 매체를 재현성 좋게 제조할 수 있고, 고밀도 기록 재생이 확실해지는 등, 본 발명은 우수한 효과를 발휘한다.

Claims (15)

  1. 적어도 재생층, 중간층 및 기록층을 적층한 자성 적층막을 가지며, 상기 재생층 및 상기 기록층은 적층 방향의 자화 용이 특성을 갖는 자성막이며, 상기 중간층은 실온에서 면내 방향의 자화 용이 특성을 갖는 자성막인 광자기 기록 매체로서,
    상기 재생층, 상기 중간층 및 상기 기록층은 실온에서 8 emu/cc ~ 100 emu/cc, 140 emu/cc ~ 250 emu/cc 및 50 emu/cc ~ 150 emu/cc의 포화 자화를 각각 갖는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 재생층, 상기 중간층 및 상기 기록층은 240℃ ~ 350℃, 160℃ ~ 220℃ 및 240℃ ~ 350℃의 퀴리 온도를 각각 갖는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 재생층 및 상기 기록층은 각각 GdFeCo 및 TbFeCo로 되는 희토류 천이 금속으로 형성되어 있고, 상기 중간층은 GdFeCo로 되는 희토류 천이 금속에 Si, A1 및 Cr로 되는 그룹에서 선택되는 비자성 금속을 함유한 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    기판, 보호 수지층 및 열 전도층을 더 갖추고, 상기 기판측으로부터 상기 재생층, 상기 중간층, 상기 기록층 및 상기 열 전도층의 순서로 적층하고, 양면의 최외층을 상기 보호 수지층으로 피복한 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    기판, 보호 수지층 및 열 전도층을 더 갖추고, 상기 기판측으로부터 상기 열 전도층, 상기 기록층, 상기 중간층 및 상기 재생층의 순서로 적층하고, 양면의 최외층을 상기 보호 수지층으로 피복한 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 열 전도층은 5 nm ~ 25 nm의 막 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 광 자기 기록 매체.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 열 전도층은 5 nm ~ 25 nm의 막 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 광 자기 기록 매체.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 기판과 상기 재생층 사이에 제1 유전체층을, 상기 기록층과 열 전도층 사이에 제2 유전체층을 갖추고, 상기 제1 유전체층은 65 nm ~ 110 nm의 막 두께를 갖고, 상기 제2 유전체층은 20 nm ~ 60 nm의 막 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 광 자기 기록 매체.
  9. 제1항, 제2항, 제6항, 제7항 및 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자성 적층막은 랜드부 및 그루브를 갖는 기판 상에 형성되어 있고, 상기 랜드부에 기록 마크를 형성하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
  10. 적어도 재생층, 중간층 및 기록층을 적층한 자성 적층막을 가지며, 상기 재생층 및 상기 기록층은 적층 방향의 자화 용이 특성을 갖는 자성막이며, 상기 중간층은 실온에서 면내 방향의 자화 용이 특성을 갖는 자성막인 광자기 기록 매체로서,
    상기 자성 적층막은 그루브 및 랜드부를 갖는 기판 상에 형성되고, 상기 그루브는 0.72 ㎛ ~ 0.76 ㎛의 폭 치수를 가지며 약 0.9 ㎛ 피치로 형성되어 있고, 상기 재생층, 상기 중간층 및 상기 기록층은 실온에서 각각 8 emu/cc ~ 100 emu/cc, 140 emu/cc ~ 250 emu/cc 및 50 emu/cc ~ 150 emu/cc의 포화 자화와, 240℃ ~ 350℃, 160℃ ~ 220℃ 및 240℃ ~ 350℃의 퀴리 온도를 갖는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
  11. 적어도 재생층, 중간층 및 기록층을 적층한 자성 적층막을 가지며, 상기 재생층 및 상기 기록층은 적층 방향의 자화 용이 특성을 갖는 자성막이며, 상기 중간층은 실온에서 면내 방향의 자화 용이 특성을 갖는 자성막인 광 자기 기록 매체의 제조 방법으로서,
    기판 상에 상기 재생층을 실온에서 8 emu/cc ~ 100 emu/cc의 포화 자화를 갖도록 형성하는 과정과, 상기 재생층 상에 상기 중간층을 실온에서 140 emu/cc ~ 250 emu/cc의 포화 자화를 갖도록 형성하는 과정과, 상기 중간층 상에 상기 기록층을 실온에서 50 emu/cc ~ 150 emu/cc의 포화 자화를 갖도록 형성하는 과정을 갖는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체의 제조 방법.
  12. 적어도 재생층, 중간층 및 기록층을 적층한 자성 적층막을 가지며, 상기 재생층 및 상기 기록층은 적층 방향의 자화 용이 특성을 갖는 자성막이며, 상기 중간층은 실온에서 면내 방향의 자화 용이 특성을 갖는 자성막인 광자기 기록 매체의 제조 방법으로서,
    기판 상에 상기 기록층을 실온에서 50 emu/cc ~ 150 emu/cc의 포화 자화를 갖도록 형성하는 과정과, 상기 기록층 상에 상기 중간층을 실온에서 140 emu/cc ~ 250 emu/cc의 포화 자화를 갖도록 형성하는 과정과, 상기 중간층 상에 상기 재생층을 실온에서 8 emu/cc ~ 100 emu/cc의 포화 자화를 갖도록 형성하는 과정을 갖는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체의 제조 방법.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 재생층 및 상기 기록층은 각각 GdFeCo 및 TbFeCo로 되는 희토류 천이 금속으로 형성되어 있고, 상기 중간층은 GdFeCo로 되는 희토류 천이 금속에 Si, A1 및 Cr로 되는 그룹에서 선택되는 비자성 금속을 함유한 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체의 제조 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 기록층 상에 열 전도층을 형성하는 과정과, 양면의 최외층을 보호 수지층으로 피복하는 과정을 더 갖는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체의 제조 방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 기판과 상기 기록층 사이에 열 전도층을 형성하는 과정과, 양면의 최외층을 보호 수지층으로 피복하는 과정을 더 갖는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체의 제조 방법.
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