KR960015209B1 - 광자기 기록 방법 및 광자기 메모리 소자 - Google Patents

광자기 기록 방법 및 광자기 메모리 소자 Download PDF

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Abstract

내용없음.

Description

광자기 기록 방법 및 광자기 메모리 소자
제1도 내지 제7도는 본 발명의 제1실시예를 도시하고 있는 것으로서, 제1도는 본 발명의 광자기 기록 방법의 설명도인데, a도는 광 비임의 광강도의 시간 변화를 도시하고, b도는 수직 자화막의 자화 상태를 도시한 도면이다.
제2도는 제1도의 광자기 기록 방법을 상세히 설명하는 설명도인데, a도는 광 비임의 광강도의 시간 변화를 도시하고, b도 내지 f도는 수직 자화막의 자화 상태를 시간 경과에 따라 나타낸 도면이다.
제3도는 광자기 디스크 장치의 개략 구성도이다.
제4도는 타원형의 단면을 갖는 광 비임에 의해 형성된 광 스폿과 기록 트랙의 관계를 도시하는 설명도이다.
제5도는 제4도의 광 비임이 조사되는 영역에 인가되는 반자계를 도시하는 설명도이다.
제6도는 원형 단면을 갖는 광 비임에 의해 형성된 광 스폿과 기록 트랙과의 관계를 도시하는 설명도이다.
제7도는 제6도의 광 비임이 조사되고 있는 영역에 인가되는 반자계를 도시하는 설명도이다.
제8도 내지 제10도는 본 발명의 제2실시예를 도시하는 것으로서, 제8도는 광자기 디스크의 개략 구성도이다.
제9도는 제8도의 광자기 디스크에 있어서의 광자기 기록 매체층의 개략 구성을 도시하는 단면도이다.
제10도는 제8도의 광자기 디스크에 있어서의 다른 광자기 기록 매체층의 개략 구성을 도시하는 단면도이다.
제11도 내지 제13도는 본 발명의 제3실시예를 도시하는 것으로서, 제11도는 광자기 디스크의 개략 구성도이다.
제12도는 제11도의 광자기 디스크에 있어서의 광자기 기록 매체층의 개략 구성을 도시하는 단면도이다.
제13도는 제11도의 광자기 디스크에 있어서의 다른 광자기 기록 매체층의 개략 구성을 도시하는 단면도이다.
제14도 및 제15도는 본 발명의 제4실시예를 도시하는 것으로서, 제14도는 광자기 기록 매체층내에 면내 자화막을 갖는 광자기 디스크의 대략 구성을 도시하는 단면도이다.
제15도는 광자기 기록 매체층내에 면내 자화막을 갖는 광자기 디스크의 다른 개략 구성을 도시하는 단면도이다.
제16도 및 제17도는 본 발명의 제5실시예를 도시하는 것으로서, 제16도는 광자기 기록 매체층내에 면내 자화막을 갖는 반사형 광자기 디스크의 개략 구성을 도시하는 단면도이다.
제17도는 광자기 기록 매체층내에 면내 자화막을 갖는 반사형 광자기 디스크의 다른 개략 구성을 도시하는 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 기판 2 : 광자기 기록 매체층
15 : 기록 트랙 16 : 광 스폿
45 : 광 비임 46 : 전자석
본 발명은 광자기 디스크 등의 광자기 메모리 소자에 광변조 기록에 의해 중복기입을 행하는 광자기 기록 방법 및 이 방법에 의한 광변조 기록에 적합한 광자기 메모리 소자에 관한 것이다.
근래 광자기 디스크 등의 광자기 메모리 소자는 정보를 개선할 수 있는 고밀도 대용량 메모리 소자로서 주목되고 있다. 그 중에서도 정보를 개선할 때 정보를 소거할 필요가 없는, 이른바 중구 기입(overwrite) 가능한 광자기 메모리 소자의 필요성이 점차 높아지고 있다.
상기 중복 기입 방법으로서는 자계 변조 기록과 교환 결합막을 이용한 광변조기록이 고려되고 있다.
자계 변조 기록에 의한 중복 기입은, 일정 강도의 광 비임을 광자기 메모리 소자의 소정의 기록 영역에 조사하면서 자기 헤드가 정보 기록에 따라 반전하는 자계를 그의 기록 영역에 인가함으로써 정보를 기록한다. 이러한 자기 헤드는 고주파 강자계를 발생할 수 있도록 하드 디스크 장치 등에서 채용되고 있는 슬라이더를 구비한 부상형 자기 헤드가 이용되고 있다.
광변조 기록에 의한 중복 기입에서는 1987년 응용 물리학회 춘기 예고집의 제721페이지, 강연 번호 28p-ZL-3에 기재되어 있는 바와 같이, 유리 기판상에 자성체로 이루어지는 메모리층과 보조층을 적층한 2층 구조의 교환 결합막으로 구성된 광자기 메모리 소자를 사용하고 있다. 중복 기입을 행하는 경우, 먼저 초기화용 자석으로 보조층을 일방향으로 고르게 자화시킨다. 그리고, 보조 자석으로 메모리층의 소정의 기록 영역에 상기 방향과는 역방향으로 자계를 인가하면서 정보에 따라 광강도가 강약으로 변화하는 광 비임을 그 기록 영역에 조사함으로써 정보를 기록한다.
또, 제13회 일본 응용 자기 학회 학술 강연 개요집(1989년)의 제192페이지, 강연 번호 23aC4에는 유리 기판상에 자성체로 이루어지는 초기화층, 제어층, 기록 보조층, 정보 기록층을 적층한 4층 구조의 교환 결합막으로 이루어지는 광자기 메모리 소자를 사용하고 있다. 초기화층의 자화는 미리 일방향으로 고르게 되어 있고, 동작시에 반전되는 경우는 없다. 중복 기입을 행하는 경우 보조 자석에 의해 정보기록층의 소정의 기록 영역에 상기 방향과는 역방향으로 자계를 인가하면서 정보에 따라 광강도가 강약으로 변화는 광 비임을 그 기록 영역에 조사함으로써 정보를 기록한다.
그런데, 상기 자계 변조 기록에 의한 중복 기입은 자기 헤드가 부상을 개시할 때, 자기 헤드를 탑재한 슬라이더는 광자기 메모리 소자 위를 활주하기 때문에 광자기 메모리 소자에 손상이 생기거나 자기 헤드가 충돌한다는 문제점을 가지고 있다. 즉, 광자기 메모리 소자의 큰 특징인 비접촉에 의한 정보의 기록재생이 유명 무실해진다.
또, 2층 구조의 교환 결합막으로 이루어지는 광자기 메모리 소자를 사용한 광변조 기록에 따른 중복 기입은 초기화를 위해 수 킬로오르스테드(kOe)의 자계를 발생하는 대형 초기화용 자석을 필요로 한다는 문제점을 갖고 있다.
4층 구조의 교환 결합막으로 이루어지는 광자기 메모리 소자를 사용한 광변조 기록에 의한 중복 기입은 미리 초기화층을 초기화해 두면 그 이후 새롭게 초기화할 필요는 없으나 제조시에 각층의 보자력과 큐리 온도가 소정 값이 되도록 제어하기 곤란하다는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 광자기 메모리 소자에 대해 중복 기입이 가능하고 초기화 자계가 필요없는 광자기 기록 방법을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 광자기 기록 방법은 일정 크기의 외부 자계를 수직 자화막에 대해 수직 방향으로 인가하면서 정보에 따라 광강도의 세기를 조절한 광 비임을 수직 자화막에 조사해서, 광강도가 강할 때에는 광 비임이 조사되고 있는 영역의 수직 자화막의 자화 방향을 외부 자계의 방향으로 향하게 하고, 광강도가 약할 때에는 광 비임이 조사되고 있는 영역의 수직 자화막의 자화 방향을 그 영역의 주위의 영역의 자화로 생기는 외부 자계의 방향과는 반대 방향인 반자계 방향으로 향하도록 함으로써 정보를 개서하는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 따르면 초기화용 자석을 이용하지 않고 광변조 기록에 의한 중복 개입을 실현할 수 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 광자기 기록 방법에 따른 광변조 기록에 적합한 광자기 메모리 소자를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 광자기 메모리 소자는 기판상에 수직 자화막과 면내 자화막을 가진다.
상기 구성에 따르면, 초기화용 자석을 이용하지 않고 광변조 기록에 의한 중복 기입을 실현할 수 있다. 특히, 면내 자화막이 반자계의 자로(磁路)로 되므로 광 비임이 조사되어 있는 영역의 반자계가 증대한다. 따라서, 확실한 기록이 가능하다.
본 발명의 또 다른 목적, 특징 및 우수한 점은 이하의 설명으로부터 충분히 알 수 있고, 또 본 발명의 장점은 첨부 도면을 참조한 이하의 설명으로 명백하여지게 된다.
본 발명의 제1실시예에 대해서 제1도 내지 제7도에 기초하여 설명하면 다음과 같다.
본 실시예에서 사용되는 광자기 메모리 소자로서의 광자기 디스크는 제3도에 도시하는 바와 같이 원반상의 투광성이 있는 기판(1) 상에 광자기 기록 매체층(2)를 설치한 구성으로 되어 있다. 통상 기판(1)의 광자기 기록 매체층(2) 쪽에는 광 비임(45)를 안내하기 위한 홈(도시하지 않음)이 동심원상 또는 나선상으로 형성되어 있다.
상기 광자기 기록 매체층(2)는, 예를 들면 제1유전체막, 자성체로 이루어지는 수직 자화막, 제2유전체막을 기판(1)측으로부터 차례로 적층한 3층 구조로 되어 있다. 제1 및 제2유전체 막을 수직 자화막을 보호하는 작용을 한다. 또, 제1유전체막은 자기 케르 효과를 강조하는 작용도 한다. 또, 제2유전체막 상에 반사막을 더 설치한 4층 구조로 해도 좋다.
3층 구조의 광자기 기록 매체층(2)를 갖는 광자기 디스크는 구체적으로는, 예컨대 폴리카보네이트로 이루어지는 기판(1) 상에 제1유전체막으로서 AlN을 80nm, 수직 자화막으로서 Dy20Fe56Co24를 10nm, 제2유전체막으로서 AlN을 80nm를 차례로 형성함으로써 얻어진다. 이러한 수직 자화막의 실온에 있어서의 보자력은 5kOe, 큐리 온도는 200℃ 이었다.
또, 4층 구조의 광자기 기록 매체층(2)를 갖는 광자기 디스크는 구체적으로는, 예를 들면 폴리카보네이트로 이루어지는 기판(1) 상에 제1유전체막으로서 AlN을 80 nm, 수직 자화막으로서 Dy20Fe56Co24를 20nm, 제2유전체막으로서 AlN을 25nm, 반사막으로서 Al을 50nm를 차례로 형성함으로써 얻어진다.
본 실시예에서 사용되는 광자기 기록 재생 장치로서의 광자기 디스크 장치는 기본적으로 광자기 디스크의 기판(1) 측에 배치된 광학 헤드(43)과 광자기 디스크의 광자기 기록 매체층(2)측으로 광학 헤드(43)에 대향하여 배치된 전자석(46)으로 구성되어 있다.
광학 헤드(43)은 반도체 레이저 등의 광원을 갖고 있고, 광원으로부터의 출사광을 집광해서 광자기 기록 매체층(2)로 광 비임(45)를 조사하는 대물 렌즈(44)를 구비한다.
전자석(46)은 원주상의 자기 코어(47)과 이 자기 코어(47)에 감긴 코일(48)로 구성되고, 광 비임(45)가 조사되는 광자기 기록 매체층(2)에 일정한 크기의 외부 자계 Hex를 광자기 기록 매체층(2)에 대해 수직 방향으로 인가할 수 있도록 되어 있다.
상기 구성에 중복 기입, 즉 중복 기입으로 정보를 개서할 때 소정 방향으로 회전 구동되고 있는 광자기 디스크에 전자석(46)에 의해 일정한 크기의 외부 자계 Hex를 광자기 기록 매체층(2)에 대해 수직 방향(하향)으로 인가하면서 정보에 따라 광강도를 강약으로 변조한 광 비임(45)를 조사한다.
광 비임(45)의 광강도를 제1도의 (a)에 도시하는 바와 같이 변화시킨 경우의 중고 기입 동작에 대해서 설명한다. 여기서, 세로측은 광강도, 가로축은 시간을 나타낸다.
(a)와 같이 광 비임(45)의 광강도를 변화시켰을 때의 광자기 기록 매체층(2)에 있어서의 수직 자화막의 자화상태를 동도면의 (b)에 도시한다. 자화 방향은 상향 또는 하향 화살표로 나타낸다. 또, 광자기 기록 매체층(2)의 트랙 방향의 위치와 그 위치에 조사되는 광 비임(45)의 광강도가 대응하도록 도시되어 있다.
광 비임(45)의 광강도가 소거 파워 레벨 PE(하이 레벨)에 있을 때, 수직 자화막의 자화 방향은 외부 자계 Hex의 방향, 즉 하향으로 된다. 이에 대해, 광 비임(45)의 광강도가 O(로우 레벨)으로 되면 자화 방향은 상기 하향 자화에 의해 생기는 반자계 방향(파선으로 도시), 즉 상향으로 된다.
상기 중복 기입 동작에 대해 제2도에 기초하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
광 비임(45)의 광강도를 (a)와 같이 변화시킨 경우를 고려한다. 광 비임(45)의 광강도는 처음에 소거 파워 레벨 PE(하이 레벨)에 있고, 시각 t2에서 기록 파워 레벨 PL(로우 레벨)로 내려가고, 시각 t3에서 다시 소거 파워 레벨 PE로 돌아온다고 하자. 또 소거 파워 레벨 PE란 수직 자화막의 온도를 큐리 온도 이상으로 올릴 수 있는 레이저 파워이고, 기록 파워 레벨 PL이란 수직 자화막의 온도를 큐리 온도까지 올릴 수 없는 레이저 파워로, 통상 0이거나 또는 정보 재생시의 레이저 파워이다.
이와 같이 광 비임(45)의 광강도를 변화시켰을 때의 광자기 기록 매체층(2)에 있어서의 수직 자화막의 자화 상태를 동도면의 (b) 내지 (f)에 도시한다. 또 자화방향은 상향 또는 하향 화살표로 나타냄과 동시에 광자기 기록 매체층(2)의 트랙방향 위치와 그 위치에 조사되는 광 비임(45)의 광강도가 대응하도록 도시되어 있다.
시각 t1에서는 광 비임(45)의 광강도는 소거 파워 레벨 PE이므로 광 비임(45)가 조사되고 있는 수직 자화막의 영역(11)은 큐리 온도 이상을 승온되어 있다(사선은 큐리 온도 이상인 것을 나타낸다). 따라서, 영역(11)의 자화는 소실된다. 영역(11)의 양측 영역(12,12)는 큐리 온도보다도 낮기 때문에 자화되지만, 고온이기 때문에 그 크기는 작다. 영역(12)의 자화 방향은 영역(12)보다도 더욱 외측에 있는 소거 영역(13)의 자화(외부 자계 Hex의 방향 즉 하향)에 의해 생기는 반자계(파선으로 도시)의 방향, 즉 외부 자계 Hex의 방향과는 반대인 상향으로 되어 있다.
시각 t2로 될 때까지 광 비임(45)의 광강도는 소거 파워 레벨 PE이므로 광자기 디스크의 회전에 따라 큐리 온도 이상으로 승온되어 있는 영역(11)은 (c)와 같이 오른쪽으로 이동하고, 이러한 이동에 따라 하향 자화되는 소거 영역(13)도 오른쪽으로 확대된다. 이것은 광 비임(45)의 광강도가 소거 파워 레벨 PE에 있을 때 자화 방향은 외부 자계 Hex 방향으로 정렬되기 때문이다.
시각 t2에서 광 비임(45)의 광강도가 기록 파워 레벨 PL로 내려가면 영역(11,12)의 온도는 급격히 저하한다. 따라서 영역(12)의 자화가 커지므로 소거 영역(13)의 자화로 생기는 반자계와의 상호 작용이 커진다. 따라서, 상향 자화 영역(12)가 증대하여 (d)에 도시하는 바와 같이 기록 영역(12a 및 12a)가 형성된다. 또, 기록 영역(12a)의 상향 자화로 생기는 반자계에 의해 하향 자화 영역(14)가 형성된다.
시각 t3에서 다시 광 비임(45)의 광강도가 소거 파워 레벨 PE로 상승되면, (e)에 도시하는 바와 같이 광 비임(45)가 조사되어 있는 영역(11)은 큐리 온도 이상으로 승온되어 이 영역(11)의 자화는 소실한다. 또 이것에 따라 영역(14)도 감소하여 영역(14b)로 된다.
시각 t4에서는 큐리 온도 이상으로 승온되어 있는 영역(11)이 (f)와 같이 오른쪽으로 이동하고, 이러한 이동에 수반하여 하향 자화 영역(14b)가 오른쪽으로 확대되어 영역(14a)로 된다. 이것은 상기와 같이 광 비임(45)의 광강도가 소거 파워 레벨 PE에 있을 때 자화 방향은 외부 자계 Hex 방향으로 고르게 되기 때문이다.
이상과 같이 하여 기록 파워 레벨 PL의 광 비임(45)의 조사에 의해 광자기 기록 매체층(2)의 수직 자화막에 외부 자계 Hex와는 반대 방향인 상향 자화 영역(12a)를 형성할 수 있다.
상기 구체예에서 도시한 2종류의 광자기 디스크를 이용하여 실제로 중복 기입 테스트를 행하였다. 테스트 조건으로서는 광자기 디스크의 회전 속도를 900rpm, 소거 파워 레벨 PE를 7mW, 기록 파워 레벨 PL을 0mW, 외부 자계 Hex를 150 Oe, 기록 부위는 광자기 디스크의 반경 30mm의 위치에 설정하였다.
이러한 조건을 토대로, 먼저 100ns의 주기로 200ns의 기간, 소거 파워 레벨 PE의 광 비임(45)를 조사한 바, 광자기 디스크상에 약 2.8㎛ 간격으로 0.5㎛의 길이를 갖는 기록 비트를 형성할 수 있다.
그 후 1500ns의 주기로 200ns의 기간, 소거 파워 레벨 PE의 광 비임(45)를 조사한 바, 상기 기록 비트는 소거되고 광자기 디스크상에 약 4.2㎛ 간격으로 0.5㎛의 길이를 갖는 기록 비트를 형성할 수 있었다.
상기 광 비임(45)는 제4도에 도시하는 바와 같이 광자기 디스크 기록 트랙(15)상에 타원형의 광 스폿(16)을 형성하도록, 또 타원형의 장축은 기록 트랙(15)의 방향과 거의 평행해지도록 설정되어 있다. 따라서, 제5도에 도시하는 바와 같이 광비임(45)가 조사되고 있는 광자기 기록 매체층(2)에 있어서의 수직 자화막의 영역(23)(사선으로 도시)의 회전 방향측의 영역(23a)의 자화는 이것에 영역(24a)의 자화에 의해 생기는 외부 자계 Hex의 방향과는 반대 방향인 반자계(파선으로 도시)와 강하게 작용하나 광 비임(45)가 조사되고 있는 수직 자외막의 영역(23)의 반회전 방향측의 인접하는 영역(23b)에 인접하는 영역(24b)는 영역(23a)으로부터 떨어져 있으므로 영역(23a)의 자화는 영역(24b)의 자화로 생기는 반자계의 영향을 별로 받지 않는다.
그런데, 정보의 기록은 광 비임(45)가 조사되고 있는 영역(23) 전체에 대하여 행해지는 것이 아니고 회전 방향측의 영역(23a)에서 행해진다. 그래서, 영역(23a)는 상기와 같은 영역(24b)의 자화로 생기는 반자계의 영향을 별로 받지 않는다. 따라서, 영역(24b)의 자화가 상향인 경우에 영역(23a)에 있어서의 상향의 반자계가 약해지는 일이 없어지므로 안정된 광변조 기록에 의한 중복 기입을 실현할 수 있다.
이에 대해, 제6 및 제7도의 비교예에 도시하는 바와 같이 기록 트랙(15)상의 광 스폿(17)이 원형인 경우 광 비임(45)가 조사되고 있는 광자기 기록 매체층(2)에 있어서 수직 자화막 영역(25)(사선으로 도시)에는 회전 방향측에 인접하는 영역(26a)의 자화로 생기는 외부 자계 Hex의 방향과는 반대 방향인 반자계(파선으로 도시)가 인가될 뿐만 아니라 반 회전 방향측에 인접하는 영역(26b)의 자화는 생기는 반자계도 동등하게 인가된다. 따라서, 영역(25)의 상향 반자계가 약화되는 경우가 있다. 이것에 의해 광 변조 기록에 의한 중복 기입의 신뢰성이 손상되는 경우가 있다. 그러므로, 원형의 광 스폿(17)보다도 상기 타원형의 광 스폿(16)이 바람직하다.
이와 같이 타원형 단면을 갖는 광 비임(45)를 이용하여 장축을 기록 트랙(15)와 거의 평형으로 함으로써 안정한 광변조 기록에 의한 중복 기입이 가능하다.
또, 상기 광자기 기록 매체중(2)의 수직 자화막은 교환 결합막이 아니고 단층막이므로 그의 보작력 및 큐리 온도의 허용 범위가 넓다. 따라서, 광자기 디스크를 이용하게 제조할 수 있다.
또, 전자석(46)은 일정한 외부 자계 Hex를 인가할 뿐이므로 광자기 디스크에 너무 근접시킬 필요가 없다. 따라서 비접점으로 광자기 디스크를 기록·재생할 수 있다.
타원형 단면을 갖는 광 비임(45)는 반도체 레이저의 출사광을 그대로 이용하면 얻어진다. 또 프리즘에서 비임 형상을 정형해도 좋다. 또, 1984년도 응용 물리학회 추계 예고집 제55페이지, 강연 번호 13p-E-4에 기재되어 있는 바와 같이 A/O(acous tic/optic) 변조기를 복수의 다른 주파수로 구동하므로써 의사적으로 긴 원형의 광 비임(45)를 형성해도 좋다.
타원형의 장축과 단축의 비는 기본적으로는 1을 초과하면 되고, 그 비가 커질수록 영역(23a)(제5도)는 영역(24b)의 자화로 생기는 반자계의 영향이 작아진다.
이상의 실시예에서 광 비임(45)의 광강도가 기록 파워 레벨 PL에 있는 기간은 0.1~1.0㎛인 기록 비트 길이가 얻어지는 기간에 대응해 있는 것이 좋다.
이상과 같이, 본 실시예의 광자기 기록 방법에 따르면, 초기화용 자석을 이용하지 않고 광변조 기록에 따른 증폭 기입이 가능하다.
또 상기 광자기 디스크에 있어서 광자기 기록 매체층(2)에 2층 구조의 교환 결합 자성막을 이용하면 외부 자계 Hex가 필요없어진다.
이 경우, 광자기 기록 매체층(2)는, 예를 들면 제1유전체 막, 수직 자화막 및 바이어스 자성막으로 이루어지는 교환 결합 자성막, 제2유전체 막을 기판(1) 측으로부터 차례로 적층한 구조로 되어 있다. 바이어스 자성막은 수직 자화막에 대해 미리 수직 방향으로 고르게 자화되어 있고, 그 자화는 수직 자화막의 큐리 온도로 되어서 소실하지 않도록 되어 있다. 그러므로, 바이어스 자성막의 자화는 수직 자화막에 대해 상기 실시예의 전자석(46)과 거의 동일한 기능을 한다. 따라서, 외부자계 Hex가 필요 없어지게 되어 상기 광자기 디스크 장치에서 전자석(46)을 생략할 수 있다.
상기 교환 결합 자성막을 포함하는 광자기 기록 매체층(2)를 갖는 광자기 디스크는 구체적으로는, 예를 들면 폴리카보네이트로 이루어지는 기판(1)상에 제1유전체막으로서 AlN을 80nm, 수직 자화막으로서 Dy24Fe71C5를 50nm, 바이어스 자성막으로 Gd12Tb12Co76을 100nm, 제2유전체막으로 AlN을 100nm를 차례로 형성하여 얻어진다. 이 수직 자화막의 실온에 있어서의 보자력은 15kOe이상, 큐리 온도는 190℃이고, 바이어스 자성막의 실온에서의 보자력은 1.7kOe, 큐리 온도는 300℃ 이상이었다.
상기 구체예에서 나타낸 광자기 디스크를 이용하여 실제로 중복 기입 테스트를 행한 바 상기 실시예와 동일한 길이의 기록 비트가 얻어졌다. 테스트 조건은 상기 실시예와 동일하다. 다만, 상기와 같이 전자석(46)에 의한 외부 자계 Hex를 인가할 필요는 없다.
본 발명의 제2실시예에 대해서 제8도 내지 제10도에 기초하여 설명하면 이하와 같다. 또 설명의 편의상, 상기 실시예의 도면에 도시한 부재와 동일 기능을 갖는 부재에는 동일 부호를 붙이고 설명을 생략한다.
본 실시예의 광자기 디스크와 상기 실시예의 광자기 디스크의 차이점은 제8도에 도시하는 바와 같이 광자기 기록 매체층(2)상에 면내 자화막(21)을 형성한 것이다.
광자기 기록 매체층(2)는, 예를 들면 제9도에 도시하는 바와 같이 제1유전체막(3a), 자성체로 이루어지는 수직 자화막(4), 제2유전체막(3b)를 기판(1)측으로부터 차례로 적층한 제3층 구조로 되어 있다. 제1 및 제2유전체막(3a 및 3b)는 수직 자화막을 보호하는 작용을 한다. 또, 제1유전체막(3a)는 상기 케르 효과를 강조하는 작용도 한다. 또 제10도에 도시하는 바와 같이 제2유전체막(3b)상에 반사막(5)를 더 설치한 4층 구조로 해도 좋다.
수직 자화막(4)에는, 예를 들면 2kOe 정도의 Hc(보자력)을 갖는 RE-TM(회토류-천이 금속 합금)이 이용된다. 면내 자화막(21)에는 퍼말로이, SiFeAl, CoTi 등이 이용된다. 먼저 자화막(21)이 막두께는 20nm 이상으로 할 필요는 없다. 기판(1)에는 유리 혹은 폴리카보네이트 등이 플라스틱이 이용된다.
3층 구조의 광자기 기록 매체층(2)는 구체적으로는, 예를 들면 제1유전체막(3a)로서 AlN을 80nm, 수직 자화막(4)로서, Dy20Fe56C24를 1000nm, 제2유전체막(3b)로서 AlN을 80mm를 차례로 형성한 구성으로 되어 있다. 이러한 수직 자화막(4)의 실온에서의 보잘겨은 5KOe, 큐리 온도는 200℃였다.
또, 4층 구조의 광자기 기록 매체층(2)는 구체적으로는, 예를 들면 제1유전체막(3a)로서 AlN을 80mm, 수직 자화막(4)로서 Dy20Fe56Co24를 20mm, 제2유전체막(3b)로서 AlN을 25nm, 반사막(5)로서 Al을 50nm를 차례로 형성한 구성으로 되어 있다.
본 실시예의 광자기 디스크에서는 광자기 기록 매체층(2) 상에 면내 자화막(21)을 형성했으므로 상기 광자기 기록 방법으로 중복 기입한 경우, 광 비임(45)가 조사되고 있는 영역에 인접한 영역의 하향 자화에서 나온 반자계는 제8도의 파선으로 도시하는 바와 같이 면내 자화막(21)을 통해 들어온다. 즉, 공간으로 확산되는 반자계가 감소한다. 다시 말하자면, 광 비임(45)가 조사되고 있는 영역을 통과하는 반자계의 강도가 증대한다. 따라서, 반자계를 효율적으로이용할 수 있도록 되어 상기 광변조에 의한 중복 기입을 확실히 할 수 있다.
또, 상기 광자기 기록 매체층(2)의 수직 자화막(4)는 교환 결합막이 아니고 단층막이므로, 그 보자력 및 큐리 온도의 허용 범위가 넓어서 광자기 디스크를 용이하게 제조할 수 있다.
또, 전자석(46)은 일정한 외부 자계 Hex를 인가할 뿐이므로, 광자기 디스크에 너무 근접시킬 필요는 없다. 따라서, 비접촉으로 광자기 디스크의 기록 및 재생을 행할 수 있다.
본 발명의 제3실시예에 대해 제11도 내지 제13도에 기초하여 설명하면 이하와 같다. 또, 설명의 편의상 상기 실시예의 도면에 도시한 부재와 동일 기능을 갖는 부재에는 동일 부호를 붙이고 설명을 생략한다.
본 실시예의 광자기 디스크와 상기 실시예의 광자기 디스크의 차이점은 제11도에 도시하는 바와 같이 광자기 기록 매체층(2)의 기판(1)측에도 면내 자화막(22)를 형성한 것이다. 면내 자화막(22)에는 면내 자화막(21)과 마찬가지로 면내 방향에 자화 용이축을 갖는 재료가 사용된다. 면내 자화막(22)의 막두께는 광 비임(45)가 투과하도록 20nm 이하로 설정된다.
상기 광자기 기록 매체층(2)는, 예를 들면 제12도에 도시하는 바와 같이 3층 구조로 되어 있다. 또, 제13도에 도시하는 바와 같이 반사막(5)를 갖는 4층 구조로 해도 좋다.
상기 구성에 따르면, 광자기 기록 매체층(2)의 상하면에 각각 면내 자화막(21 및 22)를 형성했으므로 상기 광자기 기록 방법으로 중복 기입을 행한 경우 광 비임(45)가 조사되어 있는 영역에 인접한 영역의 하향 자화로 생기 반자계는 제11도의 파선으로 도시하는 바와 같이 면내 자화막(21 및 22)를 통해서 되돌아 온다. 따라서 공간으로 확산되는 반자계가 거의 없어진다. 바꿔 말하면, 광 비임(45)가 조사되고 있는 영역을 통과하는 반자계의 강도가 매우 증대한다. 따라서, 반자계를 한층 효율적으로 이용할 수 있게 되어 상기 광변조에 의한 중복 기입을 확실히 할 수 있다.
본 발명의 제4실시예에 대해 제14도 및 제15도에 기초하여 설명하면 이하와 같다. 또, 설명의 편의상, 상기 실시예의 도면에 도시한 부재와 동일 기능을 갖는 부재에서 동일 부호를 붙이고 설명을 생략한다.
본 실시예의 광자기 디스크와 상기 실시예의 광자기 디스크의 차이점은 수직자화막(4)에 접하도록 면내 자화막(21 또는 22)를 배치한 것이다. 따라서, 면내 자화막(21 또는 22)는 광자기 기록 매체층(2a) 내에 포함되게 된다.
광자기 기록 매체층(2a)는, 예를 들면 제14도에 도시하는 바와 같이 제1유전체막(3a), 자성체로 이루어지는 수직 자화막(4), 면내 자화막(21), 제2유전체막(3b)를 기판(1)측으로부터 차례로 적층한 구조로 되어 있다.
또, 면내 자화막(21)을 형성할 뿐만 아니라 제15도에 도시하는 바와 같이 제1유전체막(3a)와 수직 자화막(4) 사이에 광 비임(45)를 투과할 수 있는 면내 자화막(22)를 다시 형성해도 좋다.
상기 구성에 따르면, 면내 자화막(21 또는 22)간 수직 자화막(4)에 접하고 있으므로 상기 광자기 기록 방법으로 중복 기입을 행한 경우, 공간으로 확산되는 반자계가 더욱 감소한다. 따라서, 반자계를 한층 효율적으로 이용할 수 있다.
본 발명의 제5실시예의 광자기 디스크에 대해 제16도 및 제17도에 기초하여 설명하면 이하와 같다. 또, 설명의 편의상 상기 실시예의 도면에 나타낸 부재와 동일 기능을 갖는 부재에는 동일 부호를 붙이고 설명을 생략한다.
본 실시예의 광자기 디스크와 상기 실시예의 광자기 디스크의 차이점은 반사형으로 하기 위해 광자기 기록 매체층(2a)내에 광 비임(45)를 투과할 수 있는 면내 자화막(22)를 배치하고, 반사막(5)를 형성한 점에 있다.
광자기 기록 매체층(2a)는, 예를 들면 제16도에 도시하는 바와 같이 제1유전체막(3a), 자성체로 이루어지는 수직 자화막(4), 면내 자화막(22), 제2유전체막(3b), 반사막(5)를 기판(1)측으로부터 차례로 적층한 구조로 되어 있다.
또 제17도에 도시하는 바와 같이, 면내 자화막(22)을 제1유전체막(3a)와 수직자화막(4) 사이에 더 형성해도 좋다.
상기 구성에 따르면, 광 비임(45)를 투과할 수 있는 면내 자화막(22)가 수직 자화막(4)에 접하고 있어서 반자계를 한층 효율적으로 이용할 수 있는 반사형 광자기 디스크가 얻어진다.
이상 실시예에서는 광자기 메모리 소자의 한예로서 광자기 디스크를 들어 설명했으나, 본 발명은 광자기 카드나 광자기 테이프 등에서도 응용할 수 있다. 광자기 테이프에 응용하는 경우 상기 기판(1) 대신에 유연한 베이스(기체 : 基體), 예를 들면 폴리에틸렌 텔레프탈레이트 테이프를 이용하면 된다.
발명의 상세한 설명에서의 구체적인 실시 양태 또는 실시예는 어디까지나 본 발명의 기술 내용을 명확히 하는 것으로 그와 같은 구체예에만 한정하여 협의로 해석할 것이 아니고 본 발명의 정신과 다음에 기재하는 특허 청구 사항의 범위 내에서 다양하게 변경 실시가 가능하다.

Claims (12)

  1. 투광성을 갖는 기판(base substrate)과, 이 기판 상에 형성되고 정보가 기록될 수직 자화막(magnetic thin film with perpendicular magnetization formed there on)을 갖는 광자기 메모리 소자를 기록 트랙의 방향으로 구동하는 단계; 일정한 세기의 외부 자계를 상기 수직 자화막의 표면에 수직인 방향으로 인가하는 단계; 강한 세기의 광 비임을 상기 수직 자화막에 조사함으로써 상기 수직 자화막 내에 상기 외부 자계의 방향으로 정렬된 자화를 갖는 소거 영역(erased area)을 형성하는 단계; 및 상기 기록 트랙이 이동함에 따라 상기 수직 자화막 내의 상기 소거 영역 부근의 영역에 약한 세기의 광 비임을 조사하면서, 바로 직전에 형성된 상기 소저 영역으로부터 발생된 반자계(demagnetizing field)를 사용하여, 상기 수직 자화막 내에 상기 외부 자계의 방향에 반대인 방향으로 정렬된 자화를 갖는 기록 영역(recording area)을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 강한 세기의 광 비임은 상기 수직 자화막의 온도를 큐리 온도 이상으로 상승시키기 위한 세기의 광 비임으로 정의되고, 상기 약한 세기의 광 비임은 상기 수직 자화막의 온도를 큐리 온도 이상으로부터 큐리 온도 이하로 낮추기 위한 세기의 광 비임으로 정의되며, 상기 수직 자화막의 상하 양면중 어느 한쪽 또는 양쪽에 면내 자화막(in-plane magnetization film)을 형성하여 상기 반자계가 상기 면내 자화막을 통과하여 상기 수직 자화막 내로 되돌아오게 함으로써 상기 수직 자화막 이외의 공간으로 상기 반자계가 확산되는 것을 저감하도록 한 것을 특징으로 하는 광자기 기록 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광 비임에 의해 상기 수직 자화막 상에 형성되는 광 스폿은 타원형으로 되고, 상기 타원형의 광 스폿의 장축은 상기 기록 트랙에 거의 평행해지도록 세트되어 있는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 방법.
  3. 투광성을 갖는 기판과, 이 기판상에 형성되고 정보가 기록될 수직 자화막과, 이 수직 자화막 상에 형성되고 상기 수직 자화막의 표면에 수직인 방향으로 미리 자화되어 있으며, 상기 수직 자화막의 큐리 온도 이상으로 승온되어도 그 자화가 소실되지 않도록 되어 있는 바이어스 자성막(bias magnetic film)을 갖는 광자기 메모리 소자를 기록 트랙의 방향으로 구동하는 단계; 강한 세기의 광 비임을 상기 수직 자화막에 조사함으로써 상기 바이어스는 자성막의 자화 방향에 의해 결정되는 제1방향으로 정렬된 자화를 갖는 소거 영역을 형성하는 단계; 및 상기 기록 트랙이 이동함에 따라 상기 수직 자화막 내의 상기 소거 영역 부근의 영역에 약한 세기의 광 비임을 조사하면서 바로 직전에 형성된 상기 소거 영역으로부터 발생된 반자계를 사용하여 상기 제1방향에 반대인 방향으로 정렬된 자화를 갖는 기록 영역을 형성화는 단계를 포함하며, 상기 강한 세기의 광 비임은 상기 수직 자화막의 온도를 큐리 온도 이상으로 상승시키기 위한 세기의 광 비임으로 정의되고, 상기 약한 세기의 광 비임은 상기 수직 자화막의 온도를 큐리 온도 이상으로부터 큐리 온도 이하로 낮추기 위한 세기의 광 비임으로 정의되며, 상기 수직 자화막의 상하 양면중 어느 한쪽 또는 양쪽에 면내 자화막을 형성하여 상기 반자계가 상기 면내 자화막을 통과하여 상기 수직 자화막 내로 되돌아오게 함으로써 상기 수직 자화막 이외의 공간으로 상기 반자계가 확산되는 것을 저감하도록 한 것을 특징으로 하는 광자기 기록 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 광 비임에 의해 상기 수직 자화막 상에 형성되는 광 스폿은 타원형으로 되고, 상기 타원형의 광 스폿의 장축은 상기 기록 트랙에 거의 평행해지도록 세트되어 있는 것을 특징을 하는 광자기 기록 방법.
  5. 투광성을 갖는 기판; 이 기판상에 형성되고, 정보가 기록될 수직 자화막을 갖는 광자기 기록 매체층; 상기 광자기 기록 매체층 상에 형성되고, 상기 수직 자화막으로부터 발생된 반자계의 통로가 되어 상기 반자계를 상기 수직 자화막 내로 되돌아가게 함으로써 상기 수직 자화막 이외의 공간으로 상기 반자계가 확산되는 것을 저감하도록 하기 위한 제1면내 자화막을 포함하는 것을 특징으로 하는 광자기 메모리 소자.
  6. 제5항에 있어서, 상기 기판과 상기 광자기 기록 매체층과의 사이에 형성되고, 상기 수직 자화막으로부터 발생된 반자계의 통로가 되어 상기 반자계를 상기 수직 자화막 내로 되돌아가게 함으로써 상기 수직 자화막 이외의 공간으로 상기 반자계가 확산되는 것을 저감하도록 하기 위한 투광성을 갖는 제2면내 자화막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광자기 메모리 소자.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제2면내 자화막의 막두께는 20nm 이하로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 광자기 메모리 소자.
  8. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 광자기 기록 매체층의 제1유전체막, 상기 수직 자화막, 제2유전체막을 기판측으로부터 차례로 적층하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 광자기 메모리 소자.
  9. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 광자기 기록 매체층은 제1유전체막, 상기 수직 자화막, 제2유전체막, 반사막을 기판측으로부터 차례로 적층하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광자기 메모리 소자.
  10. 투광성을 갖는 기판과 제1유전체막과; 정보가 기록될 수직 자화막과; 상기 수직 자화막으로부터 발생된 반자계의 통로가 되어 상기 반자계를 상기 수직 자화막 내로 되돌아가게 함으로써 상기 수직 자화막 이외의 공간으로 상기 반자계가 확산되는 것을 저감하도록 하기 위한 제1면내 자화막과; 제2유전체막을 차례로 적층하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광자기 메모리 소자.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제1유전체막과 상기 수직 자화막과의 사이에 형성되고, 상기 수직 자화막으로부터 발생된 반자계의 통로가 되어 상기 반자계를 상기 수직 자화막 내로 되돌아가게 함으로써 상기 수직 자화막이외의 공간으로 상기 반자계가 확산되는 것을 저감하도록 하기 위한 투광성을 갖는 제2면내 자화막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광자기 메모리 소자.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 제2유전체막 상에 형성된 반사막을 더 포함하고, 상기 제1면내 자화막은 투과성을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 광자기 메모리 소자.
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