KR980011186A - 광자기 기록 매체 및 그 재생 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 초해상 광자기 기록 매체는 재생층과, 면내 자화층과, 기록층을 갖고 있다. 재생층과 기록층과는 정자 결합되어 보상 조성에 대해 천이 금속 부격자 모멘트를 보다 많이 포함하고 있는 희토류 천이 금속 합금이고, 단독으로 존재하는 경우에는 수직 자화 상태가 된다. 면내 자화층은 그 퀴리 온도 이하에서는 재생층과 교환 결합하여 재생층을 면내 자화 상태로 된다. 재생층은 면내 자화층에 의해서 면내 자화 상태가 되기 때문에, 희토류 금속 부격자 모멘트를 많이 함유하고 있는 재료를 이용할 필요가 없다. 따라서, 면내 자화층의 퀴리 온도 이상의 고온 부분에서는 재생층과 기록층과의 천이 금속 부격자 모멘트의 방향을 평행하게 할 수 있다. 이 때문에, 이 매체의 재생의 극성이 재생층이 없는 타입의 광자기 기록 매체와 동극성이 되어 호환성을 얻는 것이 용이해진다.

Description

광자기 기록 매체 및 그 재생 방법
제1도는 실시 형태 1에 따른 광자기 기록 매체의 재생 원리를 설명하기 위한 설명도.
제2도는 종래의 광자기 기록 매체의 재생 원리를 설명하기 위한 설명도.
제3도는 실시 형태 1에 따른 광자기 디스크에 있어서 구성의 개략을 도시한 단면도.
제4도는 제3도에 도시한 광자기 디스크와 종래의 광자기 디스크와의 CNR의 표식 길이 의존성을 도시한 그래프.
제5도는 제3도에 도시한 광자기 디스크와 종래의 광자기 디스크와의 재생 신호파형의 모습을 도시한 설명도.
제6도는 실시 형태 2에 따른 광자기 기록 매체의 재생 원리를 설명하기 위한 설명도.
제7도는 실시 형태 2에 따른 광자기 디스크에 있어서 구성의 개략을 도시한 단면도.
제8도는 제7도에 도시한 광자기 디스크에 있어서 CNR의 표식 길이 의존성을 도시한 그래프.
제9도는 제3도 및 제7도에 도시한 광자기 디스크에 있어서 CNR의 재생 전력 의존성을 도시한 그래프.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1：재생층 2：면내 자화층
3：비자성 중간층 4：기록층
[발명이 속하는 기술분야 및 그 분야의 종래기술]
본 발명은 광자기 기록 재생 장치에 적용되는 광자기 디스크, 광자기 테이프, 광자기 카드등의 광자기 기록 매체 및 그 재생 방법에 관한 것이다.
종래부터, 재기록 가능한 광기록 매체로서 광자기 기록 매체가 실용화되고 있다. 이러한 광자기 기록 매체에서는 반도체 레이저로부터 출사되는 집광된 광 빔을 이용하여 기록 재생이 행해진다. 그러나, 이 광자기 기록 매체에는 기록용 자구인 기록 자구의 지름 및 기록 자구의 간격이 이 광 빔의 지름에 비해 작아지면 재생 특성이 열화해 버린다고 하는 결점이 있다.
이것은 목적으로 하는 기록 자구 상에 집광된 광 빔의 빔 지름내에 이 기록 자구에 인접하는 기록 자구도 포함되기 때문에, 개개의 기록 자구를 분리하여 재생할 수 없게 되는 것이 원인이다.
광자기 기록 매체에 있어서의 상기한 결점을 해소하기 위한 구성이 특개평6-150418호 공보에 제안되고 있다. 이 구성은 재생층과 비자성 중간층과 기록층이 기술된 순서로 적층된 구성이다. 이 재생층은 실온에서 면내 자화 상태이고, 온도 상승과 함께 수직 자화 상태로 된다. 또한, 이러한 구성에서는 비자성 중간층을 끼워 재생층과 기록층이 정자 결합(magnetostatic coupling)하고 있고, 재생층의 수직 자화 상태에 있는 부분은 기록층의 자화를 전사하고 있다. 또한, 동일하게 면내 자화 상태의 부분은 기록층의 자화를 마스크하고 있다. 이 때문에, 기록층에서는 면내 자화 상태로 되어 있는 재생층에 접하고 있는 부분의 기록 자구 정보는 재생되지 않는다. 따라서, 광 빔의 빔지름 내에 재생에 관련된 기록 자구와 이 자구에 인접한 기록 자구가 포함되어 버려도 개개의 기록 자구를 분리하여 재생하는 자기적 초해상 재생이 가능해진다.
상기 공보에 기재된 광자기 기록 매체에서는 재생층의 재료로서 실온에서 RErich(Rare Earth metal rich) 조성의 희토류 천이 금속 합금을 이용할 필요가 있다. 이것은 재생층이 실온에서 면내 자화 상태이고, 온도 상승과 함께 수직 자화 상태로 되는 자기 특성을 실현하기 위해서이다. 이것에 대해, 기록층의 재료로서는 퀴리 온도 근방에서 TMrich(Transition metal rich) 조성의 희토류 천이 금속 합금을 이용하는 것이 바람직하다.
여기서, RErich 조성이란 희토류 천이 금속 합금의 보상 조성에 대해 희토류 금속(RE) 부격자 모멘트의 크기가 천이 금속(TM) 부격자 모멘트보다 커지는 조성을 의미하고 있다. 보상 조성이란 희토류 천이 금속 합금의 조성에서 RE 부격자 모멘트의 크기와 TM 부격자 모멘트의 크기가 균형이 잡히는 조성이다.
마찬가지로, TMrich 조성이란 동일하게 천이 금속의 부격자 모멘트가 보다 커지는 조성을 의미하고 있다.
이러한 이유로부터 상기 광자기 기록 매체에서는 재생층을 갖지 않은 광자기 기록 매체와 비교해서 재생 극성이 반전해 버린다고 하는 문제를 갖고 있다. 이것은 RErich 조성의 재생층과 TMrich 조성의 기록층이 양층의 전체 자화의 방향을 일치시키도록 정자 결합하기 위해서, 재생층과 기록층의 TM 부격자 모멘트의 방향이 반평행해지기 때문이다. 이 때문에, 상기 공보에서의 광자기 기록 매체와 재생층이 없는 광자기 기록 매체와의 호환성을 도모하기 위해서는 이러한 극성 반전을 고려하여 기록 재생을 행하는 것이 필요해진다.
[발명이 이루고자 하는 기술적 과제]
본 발명의 목적은 재생 극성을 반전시키는 일없이 자기적 초해상 재생을 실현시킬 수 있는 광자기 기록 매체 및 그 재생 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 광자기 기록 매체는 상기 목적을 달성하기 위해 수직 자화막으로 이루어진 재생층과, 수직 자화막으로 이루어지고 상기 재생층과 정자 결합하는 기록층과, 상기 재생층과 기록층 사이에 설치되고, 퀴리 온도 이하에서 상기 재생층의 자화 방향을 층면에 대해서 수직 방향으로부터 면내 방향으로 바꾸는 면내 자화층을 포함하고 있다.
상기 구성에 의하면, 원래 수직 자화 상태인 재생층은 면내 자화층에 따라 면내 자화 상태로 된다. 따라서, 재생층의 면내 자화 상태를 실현하기 위해 원래 면내 자화 상태인 재료를 이용할 필요가 없다. 이 때문에 재생층으로서 기록층과 마찬가지로 보상 조성에 대해서 TM 부격자 모멘트를 보다 많이 함유하고 있는 수직 자화막을 채용하는 것이 가능해진다. 따라서, 면내 자화층이 그 퀴리 온도이상으로 되어 있는 부분에서는 재생층의 TM 부격자 모멘트의 방향과 기록층의 TM 부격자 모멘트의 방향을 평행으로 할 수 있다. 이 때문에, 재생의 극성은 재생층이 없는 타입의 광자기 기록 매체와 동극성이 되고, 이들 광자기 기록 매체사이에서의 호환성을 얻는 것이 용이해진다.
본 발명의 또 다른 목적, 특징, 및 우수한 점은 이하에 도시한 기재에 의해서 충분히 알 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 이점은 첨부 도면을 참조한 다음 설명에서 명백하게 될 것이다.
[발명의 구성 및 작용]
이하, 본 발명의 제1 실시 형태를 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
우선, 광자기 기록 매체의 재생 동작 원리를 설명하기 위해 비교예로서 종래의 자기적 초해상 재생 동작에 대해서 설명하기로 한다.
제2도는 종래의 초해상 광자기 기록 매체(이하, 종래 매체로 함)에서의 재생 상태를 설명하기 위한 설명도이다. 이 도면에 도시한 바와 같이, 종래 매체는 재생층(91)과 비자성 중간층(92)과 기록층(93)을 갖고 있다. 재생층(91)은 회토류 금속과 천이 금속과의 합금으로 이루어진다. 재생층(91)은 실온에서 면내자화 상태이고, 온도 상승에 따라 수직 자화 상태로 된다.
또한, 기록층(93)은 희토류 금속과 천이 금속과의 합금으로 이루어진다. 이 합금은 실온에서 보상 온도를 갖는다. 보상 온도란 RE 부격자 모멘트의 크기와 TM 부격자 모멘트의 크기가 균형이 잡히고, 전체 자화가 제로(0)가 되는 온도이다. 또한, 기록층(93)에는 기록 자구(106…)가 형성되어 있다. 이 도면에서 기록 자구(106)는 기록층(93)에 형성된 상향의 TM 부격자 모멘트를 갖는 부분이다. 기록층(93)에서의 하향의 TM 부격자 모멘트를 갖는 부분은 초기화된 상태이고, 이 부분은 기록 자구가 아니다. 이러한 기록층에서의 상향의 TM 부격자 모멘트를 갖는 부분이 기록 자구이고, 하향의 TM 부격자 모멘트를 갖는 부분은 기록 자구가 아니라는 것은, 후술한 모든 자기 기록 매체에 대해서도 동일하다. 또, 희토류 금속과 천이 금속과의 합금은 페리 자성체이고, 페리 자성체에서는 RE 부격자 모멘트의 방향에 대해서, TM 부격자 모멘트의 방향은 반드시 반평행해진다. 따라서, 재생의 극성을 생각하는 경우, TM 부격자 모멘트의 방향이 결정되면 RE 부격자 모멘트의 방향도 필연적으로 결정된다. 이 때문에, 제2도에서는 TM 부격자 모멘트에 대해서만 기재하고 있다. 또한, 이것은 제1도 및 제6도에 대해서도 동일하다.
또한, 제2도에 도시한 바와 같이 상기 재생층(91)에도 기록층(93)의 기록 자구(106…)에 대응해서, 자구(102 내지 105)가 형성되어 있다. 또한, 이들 양층(91 및93)은 비자성 중간층(92)을 끼워서 정자 결합하고 있다.
이러한 종래 매체에서는 광 빔(94)이 재생층(91)측으로부터 집광 조사되어, 정보의 재생이 행해진다. 광 빔(94)의 조사에 따라 종래 매체에서는 광 빔(94)의 강도 분포에 대응한 가우스 분포형의 온도 분포가 형성된다. 제2도에 도시한 바와 같이 종래 매체에서는 광 빔(94)의 조사에 의해 등온선(101)으로 표시되는 온도 분포가 형성된다. 등온선(101)의 내부는 고온 부분을 나타낸다. 고온 부분에서의 비자성 중간층(92)에는 기록층(93)으로부터의 누설 자계가 침입하고 있다. 이와 같이, 누설 자계는 기록층(93)이 온도 상승한 부분으로부터만 발생한다.
또한, 고온 부분에서는 재생층(91)의 이 부분은 수직 자화 상태로 되어 있고, 기록층(93)의 기록 자구(106…)의 자화를 전사하고 있다. 재생층(91)에 형성되어 있는 자구 중, 자구(103, 102)는 고온 부분의 자구이다. 또한, 재생층(91)에서의 등온선(101)의 외부는 저온 부분이고, 면내 자화 상태로 되어 기록층(93)의 기록 자구(106…)를 마스크하고 있다. 제2도에서의 자구(104 및105)는 재생층(91)의 저온 부분의 자구를 도시하고 있다. 재생 동작 중, 종래 매체는 이동하고 있으므로, 고온 부분은 광 빔(94)의 빔 스폿(100)에 대해서 어긋나 있다. 상기 자구(103)는 재생층(91)의 고온 부분의 자구이지만, 빔 스폿(100)으로부터 벗어나 있으므로 재생에 관련되는 일은 없다.
상기 온도 분포를 갖는 종래 매체에서는 재생층(91)의 저온 부분은 기록층(93)의 자화를 마스크하도록 작용하고 있다. 또한, 고온 부분에서는 재생층(91)의 전체 자화가 기록층(93)으로부터 발생하는 누설 자계의 방향을 향한다. 따라서, 재생층(91)에서의 고온 부분의 수직 자화 성분만이 정보로서 재생되어 초해상 재생 동작이 실현된다.
여기서, 재생층(91)에서는 희토류 금속(RE) 부격자 모멘트의 크기와 천이 금속(TM) 부격자 모멘트의 크기가 동일한 크기가 되는 보상 조성에 대해 RE 부격자 모멘트를 많이 함유하고 있는 것이 필요하다. 이것은 재생층(91)이 실온에서 면내 자화 상태이고, 광 빔(94)의 조사에 의한 온도 상승에 따라 수직 자화 상태가 되는 특성을 실현하기 위해서이다. 이와 같이, 재생층(91)에서의 TM 부격자 모멘트의 비율이 RE 부격자 모멘트보다도 적으므로, TM 부격자 모멘트의 방향과 재생층(91)의 전체 자화의 방향과는 반평행해진다.
한편, 기록층(93)에서는 양호한 기록 특성을 얻기 위해 실온에서 보상 온도를 갖는 희토류 천이 금속 합금이 이용되고 있다. 이 합금은 온도 상승 과정에서 TM 부격자 모멘트의 크기가 RE 부격자 모멘트보다 커진다. 이 때문에, 기록층(93)의 TM 부격자 모멘트의 방향과 전체 자화의 방향과는 평행해진다.
이상으로부터, 재생층(91)의 자구(103, 102)의 고온 부분에서는 TM 부격자 모멘트의 방향은 기록층(93)의 누설 자계에 대해서 반평행해지도록 정렬되게 된다. 따라서, 이 종래 매체에서는 재생층을 갖지 않고, 기록층으로부터 직접 재생을 행하는 타입의 광자기 기록 매체에 대해서 재생의 극성, 즉, TM 부격자 모멘트도 방향이 반전하게 된다. 이 때문에, 재생층이 없는 광자기 기록 매체와의 호환성을 도모하기 위해서는 이러한 극성 반전을 고려하여 기록 재생을 행하는 것이 필요해진다.
다음에, 본 실시 형태에 따른 초해상 광자기 기록 매체(이하, 본 광자기 기록 매체로 함)에서의 재생 동작 원리에 대해 설명하기로 한다. 제1도는 본 광자기 기록 매체의 재생상태를 설명하기 위한 설명도이다. 이 도면에 도시한 바와 같이, 본 광자기 기록 매체는 재생층(1)과 면내 자화층(2)과 비자성 중간층(3)과 기록층(4)을 갖고 있다. 이들 비자성 중간층(3) 및 기록층(4)은 상기 비자성 중간층(92) 및 기록층(93)과 동일한 구성이다.
면내 자화층(2)은 퀴리 온도 이하에서는 재생층(1)과 교환 결합하여 재생층(1)을 면내 자화 상태로 하는 기능이 있다. 재생층(1)은 보상 조성에 대해 TM 부격자 모멘트를 많이 포함하고 있는 희토류 천이 금속 합금이고, 단독으로 존재하는 경우에는 수직 자화 상태로 된다.
제1도에 도시한 바와 같이, 본 광자기 기록 매체에 재생층(1) 측으로부터 광 빔(17)이 조사되면 종래 매체와 마찬가지로 가우스 분포형의 온도 분포가 형성된다. 그리고, 본 광자기 기록 매체에는 등온선(11)으로 표시되는 온도 분포가 형성된다. 등온선(11)의 내부는 고온 부분을 나타낸다. 그리고, 고온 부분에서는 면내 자화층(2)은 면내 자화층(2)의 퀴리 온도를 넘어 버린다. 이 때문에, 고온 부분에서의 재생층(1)은 본래의 자화 상태인 수직 자화 상태로 되고, 기록층(3)과의 정자 결합에 의해 고온 부분의 기록 자구(16…)의 자화를 전사한다. 재생층(1)에 형성되어 있는 자구(12 내지 15)중 자구(13 및 12)는 고온 부분의 자구이다.
또한, 재생층(1)에서의 등온선(11)의 외부는 저온 부분(제1 마스크)이고, 면내 자화층(2)에 의해서 면내 자화 상태로 되기 때문에, 이 부분의 기록층(3)의 기록 자구(16…)를 마스크하고 있다. 제1도에서의 자구(14, 15)는 재생층(1)의 저온 부분의 자구를 도시하고 있다.
종래 매체와 마찬가지로 재생 동작중에는 고온 부분은 광 빔(17)의 빔 스폿(10)에 대해서 어긋나고 있다. 따라서, 재생층(1)의 자구 중 자구(12)만이 재생되어 본 광자기 기록 매체의 초해상 재생이 실현된다.
상기한 바와 같이 본 광자기 기록 매체에서의 재생층(1)은 면내 자화층(2)에 의해서 면내 자화 상태로 되기 때문에, 제2도에 도시한 종래 매체와 같이 RE 부격자모멘트를 많이 함유하고 있는 희토류 천이 금속 합금을 재료로서 채용할 필요가 없다. 이 때문에, 재생층(1)으로서 보상 조성에 대해 TM 부격자 모멘트를 많이 함유하고 있는 수직 자화막을 채용하는 것이 가능해진다. 따라서, 재생층(1)의 TM 부격자 모멘트의 방향과 기록층(4)의 TM 부격자 모멘트의 방향을 평행하게 할 수 있다. 이 때문에, 본 광자기 기록 매체의 재생의 극성은 재생층이 없는 타입의 광자기 기록 매체와 동극성이 되고, 이 광자기 기록 매체와의 호환성을 얻는 것이 용이해진다.
이하에서, 본 광자기 기록 매체의 일례인 광자기 디스크(이하, 본 광자기 디스크로 함)에 대해 설명하기로 한다.
제3도는 본 광자기 디스크의 구성을 도시한 단면도이다. 도면에 도시한 바와 같이 본 광자기 디스크는 기판(6) 상에 투명 유전체층(7), 재생층(1), 면내 자화층(2), 비자성 중간층(3), 기록층(4), 보호층(8) 및 오버코트층(9)이 기술된 순서로 적층된 구성이다.
본 광자기 디스크에서는 기록 방식으로서 퀴리 온도 기록 방식이 이용되고 있다. 이 방식에서는 반도체 레이저로부터 출사된 광 빔이 대물 렌즈에 의해 재생층(1)으로 수렴된다. 그리고, 극 커 효과(polar kerr effect)로서 알려져 있는 광자기 효과에 의해 정보가 기록 재생되도록 되어 있다. 극 커 효과란 광 빔의 입사 표면에서의 법선 방향을 향하고 있는 자화에 의해 반사광에서의 편광면의 회전 방향이 역방향으로 되는 현상이다.
기판(6)은 예를 들면 폴리카보네이트등의 투명한 기재로 이루어지고, 디스크형으로 형성되어 있다. 투명 유전체층(7)은 AlN, SiN, AlSiN등의 산소를 포함하지 않은 재료로 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 투명 유전체층(7)의 막 두께는 입사하는 레이저 광에 대해서 양호한 간섭 효과가 실현되고, 커 회전각이 증대하도록 설정될 필요가 있다. 이 때문에, 재생광의 파장을 λ, 투명 유전체층(7)의 굴절율을 n으로 한 경우, 투명 유전체층(7)의 막 두께는 λ/(4n) 정도로 설정될 필요가 있다. 예를 들면, 레이저 광의 파장을 680㎚로 한 경우 투명 유전체층(7)의 막 두께를 40㎚ 내지 100㎚정도로 하면 된다.
재생층(1)은 희토류 천이 금속 합금으로 이루어진 자성막이다. 재생층(1)의 조성은 보상 조성의 경우보다도 TM 부격자 모멘트를 많이 함유하는 조성으로 설정되어 있다. 이것은 실온에서 퀴리 온도까지 본 광자기 디스크에서 재생 극성의 반전이 발생하지 않도록 하기 위해서이다. 또한, 재생층(1)은 단독으로 존재하는경우 막면에 대해 수직 자화 상태이다. 또한, 재생층(1)의 막 두께는 양호한 재생 신호를 얻기 위해 10㎚ 이상 80㎚로 하는 것이 바람직하다.
면내 자화층(2)은 퀴리 온도까지 면내 자화 상태로 되어 있다. 또한, 재생층(1)과 교환 결합함으로써 재생층(1)의 자화 방향을 수직 방향으로부터 면내 방향으로 바꾸는 특성을 갖고 있다. 또한, 면내 자화층(2)의 퀴리 온도는 60℃ 이상 220℃ 이하로 설정되는 것이 바람직하다. 이것은, 재생층(1)과의 교환 결합에 의해서 재생층(1)에 양호한 면내 자화 마스크를 형성하기 위해서이다. 또한, 면내 자화층(2)의 막 두께는 양호한 재생 신호를 얻기 위해 2㎚ 이상 80㎚로 하는 것이 바람직하다.
비자성 중간층(3)은 AlN, SiN, AlSiN 등의 유전체, 또는 Al, Ti, Ta등의 비자성 금속 합금으로 이루어진다. 비자성 중간층(3)의 막 두께는 재생층(1)과 기록층(4)이 양호하게 정자 결합할 수 있도록 1㎚ 내지 80㎚의 범위로 설정되어 있다. 기록층(4)은 희토류 천이 금속 합금의 수직 자화막으로 이루어진다. 기록층(4)의 막 두께는 15㎚ 내지 180㎚의 범위로 설정되어 있다. 이것은 재생층(1)에 충분한 크기의 누설 자계를 미치게 하기 위해서이다.
보호층(8)은 AlN, SiN, AlSiN 등의 유전체, 또는 Al, Ti, Ta 등의 비자성 금속의 합금으로 이루어진다. 보호층(8)은 재생층(1)이나 기록층(4)에 이용하는 희토류 천이 금속 합금의 산화를 방지할 목적으로 형성되어 있다. 보호층(8)의 막 두께는 5㎚ 내지 60㎚의 범위로 설정되어 있다.
오버코트층(9)은 자외선 경화 수지 또는 열경화 수지를 스핀 코트에 의해 도포하여 자외선을 조사할지 또는, 가열할지의 여부에 따라 형성된다.
(1) 본 광자기 디스크의 형성 방법
이상과 같은 구성의 본 광자기 디스크의 형성 방법에 대해서 이하에서 설명하기로 한다. 이하에 도시한 형성 방법은 본 광자기 디스크의 형성 방법의 일례이다. 이 예에 의해서 형성되는 본 광자기 디스크를 샘플#1로 한다.
우선, Al 타겟과 GdFeCo 합금 타겟과 GdFeAl 합금 타겟과 DyFeCo 합금 타겟을 각각 구비한 스퍼터 장치내에 예비 성형 홈(pregroove) 및 예비 성형 피트(prepit)를 갖고, 디스크형으로 형성된 폴리카보네이트 제조의 기판(6)을 기판 홀더에 배치하였다. 스퍼터 장치내를 1×10-6Torr까지 진공 배기한 후, 알곤과 질소의 혼합 가스를 도입하고, Al 타겟에 전력을 공급하여, 가스압 4×10-3Torr의 조건에서 기판(6)에 AlN으로 이루어진 투명 유전체층(7)을 막 두께 80㎚로 형성하였다.
다음에, 재차 스퍼터 장치내를 1×10-6Torr까지 진공 배기한 후, 알곤 가스를 도입하고, GdFeCo 합금 타겟에 전력을 공급하여 가스압을 4×10-3Torr로 하고, 상기 투명 유전체층(7)상에 Gd0.20(Fe0.84Co0.16)0.80으로 이루어진 재생층(1)을 막 두께40㎚로 형성하였다. 재생층(1)의 조성은 실온에서 보상 조성에 대해 TM 부격자 모멘트를 RE 부격자 모멘트보다 많이 함유하는 조성이다. 또한, 재생층(1)은 단독으로 존재하는 경우 실온으로부터 퀴리 온도(300℃)까지 항상 수직 자화 상태이다.
이어서, GdFeAl 타겟에 전력을 공급하고, 가스압을 4×10-3Torr로 하고, 재생층(1) 상에 (Gd0.10Fe0.90)0.75Al0.25로 이루어진 면내 자화층(2)을 막 두께 20㎚로 형성하였다. 면내 자화층(2)은 실온에서 퀴리 온도(140℃)까지 면내 자화 상태였다.
다음에, 알곤과 질소의 혼합 가스를 도입하고, Al 타겟에 전력을 공급하여 가스압 4×10-3Torr의 조건에서 면내 자화층(2) 상에 AlN으로 이루어진 비자성 중간층(3)을 막 두께 5㎚로 형성하였다.
이어서, 재차 스퍼터 장치내를 1×10-6Torr까지 진공 배기한 후, 알곤 가스를 도입하고, DyFeCo 합금 타겟에 전력을 공급하여 가스압을 4×10-3Torr로 하고, 상기 비자성 중간층(3) 상에 Dy0.23(Fe0.72Co0.28)0.77로 이루어진 기록층(4)을 막 두께 40㎚로 형성하였다. 기록층(4)은 25℃에서 보상 온도를 갖고, 퀴리 온도는 275℃였다.
이어서, 알곤과 질소의 혼합 가스를 도입하고, Al 타겟에 전력을 공급하여 가스압 4×10-3Torr의 조건으로 기록층(4) 상에 AlN으로 이루어진 보호층(8)을 막 두께 20㎚로 형성하였다.
다음에, 상기 보호층(8) 상에 자외선 경화 수지를 스핀코트에 의해 도포하고, 자외선을 조사함으로써 오버코트층(9)을 형성하였다.
이상으로부터, 본 광자기 디스크의 샘플 ＃1이 작성되었다.
(2) 기록 재생 특성
상기 (1)에 기술한 형성 방법에 의해서 작성된 샘플 ＃1에 대해 CNR(신호 대 잡음비)의 표식 길이(Mark length) 의존성을 측정하였다. 이 측정은 파장 680㎚의 반도체 레이저를 이용한 광픽업에 의해서 행해졌다. 또한, 이 때의 레이저 전력은 2.5㎽였다. 이 측정의 결과를 제4도에 도시한다.
또한, 비교를 위해 비교 샘플 ＃1·#2에서의 측정 결과도 동도면에 함께 도시한다. 이 비교 샘플#1은 제2도에 도시한 종래의 광자기 기록 매체의 구성에서 재생층(1)으로서 이하에 도시한 자기 특성을 갖는 GdFeCo를 이용한 구성이다. GdFeCo는 실온에서 면내 자화 상태이고, 120℃의 온도에서 수직 자화 상태로 되는 특성을 갖고, 그 퀴리 온도는 320℃이다. 즉, 이 비교 샘플 ＃1은 폴리카보네이트로 이루어진 기판 상에 80㎚의 AlN으로 이루어진 투명 유전체층, 40㎚의 Gd0.30(Fe0.75Co0.25)0.70으로 이루어진 재생층, 20㎚의 (Gd0.10Fe0.90)0.75Al0.25로 이루어진 면내 자화층, 5㎚의 AlN으로 이루어진 비자성 중간층, 40㎚의 Dy0.23(Fe0.72Co0.28)0,77로 이루어진 기록층, 20㎚의 AlN으로 이루어진 보호층 및 자외선 경화 수지로 이루어진 오버코트층이 기술된 순서로 적층된 구성이다.
또한, 비교 샘플 ＃2는 현재 시판되고 있는 재생층을 갖지 않고 기록층만 갖는 타입의 광자기 디스크이다. 즉, 비교 샘플 ＃2는 폴리카보네이트로 이루어진 기판 상에 80㎚의 AlN으로 이루어진 투명 유전체층, 25㎚의 Dy0.23(Fe0.72Co0.28)0.77로 이루어진 기록층, 20㎚의 AlN으로 이루어진 투명 유전체층, 40㎚의 Al로 이루어진 반사층 및 자외선 경화 수지로 이루어진 오버코트층이 기술된 순서로 적층된 구성이다.
또한, 이 도면에서 도시한 CNR의 표식 길이 의존성은 표식 길이에 대응하는 길이의 기록 자구를 표식 길이의 2배 길이의 기록 자구 피치로 연속 형성하고, 이 기록 자구를 재생할 때의 신호 대 잡음비를 도시한 것이다.
이 도면에 도시한 바와 같이, 비교 샘플#2의 CNR은 표식 길이가 0. 3㎛에서 제로로 되어 있다. 이것은 재생층에서의 인접한 기록 자구가 하나의 광 빔내에 복수개 포함되어 버리고, 개개의 기록 자구를 분리하여 재생할 수 없게 된 것에 따른 것이다.
이것에 대해, 샘플 #1에서는 비교 샘플 #1과 같은 정도의 CNR을 얻을 수 있는 것을 알 수 있다. 이것은 샘플 ＃1에서 비교 샘플 #1과 같은 면내 자화 마스크가 형성되어 자기적 초해상 재생이 실현하고 있는 것을 의미하고 있다.
제5도는 각각의 샘플에서 표식 길이를 0. 5㎛ 로 한 경우의 재생 신호 파형의 모습을 도시한 설명도이다. 재생 신호의 강도는 기록 자구의 위치에 대응하여 변화한다. 이 도면에 도시한 바와 같이, 샘플 ＃1의 신호 강도는 재생층을 갖지 않은 비교 샘플 ＃2와 동위상으로 변화하고 있다. 이것에 대해 비교 샘플 ＃1의 신호 강도는 비교 샘플 ＃2와 역위상으로 변화하고 있다. 이와 같이, 본 광자기 디스크에서는 비교 샘플 ＃1과 같이 재생층도 갖지 않는 광자기 디스크와 재생 신호 극성이 반전하는 일이 없다. 따라서, 이 광자기 디스크와 용이하게 호환이 취해질 수 있는 재생 신호를 얻는 것이 가능하다.
표 1은 샘플 ＃1에서의 재생층(1)의 막 두께를 바꾸고, 표식 길이 0. 4㎛에서의 CNR 측정의 결과를 나타낸 표이다. 이 측정에서는 재생층(1)의 막 두께가 다른각각의 샘플 #1에 대해, 재생 전력을 2. 5㎽에 설정한 때 CNR이 최대가 되도록 기록 조건을 바꿔서 기록을 행하고 있다.
표식 길이 0. 4㎛에서의 비교 샘플#2의 CNR은 29.5㏈이다. 따라서, 표 1로부터 알 수 있듯이 샘플 #1의 CNR은 재생층(1)의 막 두께가 10㎚ 이상 80㎚ 이하의 범위에서 비교 샘플#2보다 두꺼워진다.
[표 1]
샘플 ＃1의 구성에서는 재생층(1)의 막 두께를 얇게 한 경우, 조사되는 광 빔의 대부분은 재생층(1)을 투과해 버려 초해상 재생에 관련되는 광이 적어져 버린다. 또한, 재생층(1)과 기록층(4) 사이에 작용하는 정자 결합력은 재생층(1)의 막 두께에 비례한다. 따라서, 재생층(1)이 얇은 경우에는 이 정자 결합력이 매우 작아져 버려, 재생을 위한 충분한 정자 결합력을 얻을 수 없게 되어 버린다.
이들과 같은 이유로부터, 샘플 #1에서의 재생층(1)의 막 두께를 8㎚로 얇게 한경우, 샘플 ＃1의 CNR이 비교 샘플 ＃2의 CNR보다도 낮아져 버리는 것이다.
또한, 샘플 ＃1에서 재생층(1)의 막 두께를 100㎚로 두껍게 하는 경우, 본래의 자화 상태인 수직 자화 상태가 되려고 하는 재생층(1)의 힘이 커진다. 이 때문에, 면내 자화층(2)과의 교환 결합에 의해 면내 자화 상태가 되어야 되는 부분, 즉 온도 상승하지 않은 부분이 수직 자화 상태로 되어 버린다. 따라서, 양호한 초해상 재생이 실현되지 않게 되어, 샘플 ＃1의 CNR이 비교 샘플 ＃2의 CNR보다 낮아져 버린다.
이상과 같은 이유로부터 재생층(1)의 막 두께는 10㎚ 이상 80㎚ 이하인 것이 필요하다.
다음에, 표 2는 샘플 #1에서의 면내 자화층(2)의 막 두께를 바꿔서 표식 길이 0. 4㎛에서의 CNR을 측정한 결과를 나타낸 표이다. 이 측정에서는 면내 자화층(2)의 막 두께가 다른 각각의 샘플 #1에 대해서 재생 전력을 2. 5㎽로 설정한 때, CNR이 최대가 되도록 기록 조건을 바꿔 기록을 행하고 있다.
[표 2]
표 2로부터 알 수 있듯이, 면내 자화층(2)의 막 두께가 1㎚인 경우, CNR의 값은 27. 5㏈로 되어 비교 샘플 ＃2에서의 CNR의 값보다 낮아지고 있다. 이것은 내 자화층(2)의 막 두께가 지나치게 얇기 때문에, 재생층(1)을 면내 자화 상태로 할 수 없던 것에 의한 것이다. 재생층(1)의 자화 상태는 원래 수직 자화 상태이고, 면내 자화층(2)과 교환 결합함으로써 면내 자화 상태로 된다. 따라서, 재생층(1)의 면내 자화 상태를 실현하고, 초해상 재생을 가능하게 하기 위해서는 면내 자화층(2)의 막 두께를 2㎚ 이상으로 할 필요가 있다.
또한, 면내 자화층(2)의 막 두께가 100㎚의 경우에서도 샘플 ＃1의 CNR은 비교 샘플 #2의 CNR보다도 낮아져 버린다. 이것은 재생층(1)과 기록층(4) 사이에 작용하는 정자 결합력이 면내 자화층(2)의 막 두께가 두꺼워지는 만큼 작아지기 때문이다. 이 때문에, 면내 자화층(2)의 막 두께를 100㎚로 두껍게 하는 경우 충분한 크기의 정자 결합력을 얻을 수 없게 되므로, 샘플 ＃1의 CNR이 비교 샘플#2의 CNR보다도 낮아져 버린다.
이상과 같은 이유에 의해 면내 자화층(2)의 막 두께는 2㎚ 이상 80㎚ 이하인 것이 필요하다.
표 3은 샘플 #1에서의 비자성 중간층(3)의 막 두께를 바꿔서 표식 길이 0.4㎛에서의 CNR을 측정한 결과를 나타낸 표이다. 이 측정에서는 비자성 중간층(3)의 막 두께가 다른 각각의 샘플 ＃1에 대해 재생 전력을 2. 5㎽로 설정했을 때, CNR이 최대가 되도록 기록 조건을 바꿔서 기록을 행하고 있다.
[표 3]
표 3으로부터 알 수 있듯이, 비자성 중간층(3)의 막 두께가 0. 5㎚인 경우 샘플 ＃1에서의 CNR의 값은 25.0㏈로 되어 비교 샘플 ＃2에서의 CNR의 값(29.5㏈)보다 낮아지고 있다. 이것은 비자성 중간층(3)의 막 두께가 너무 얇아지기 때문에 재생층(1)과 기록층(4)의 양호한 정자 결합 상태를 얻을 수 없게 된 것에 의한 것이라고 생각되어진다. 이 결과로부터 양호한 정자 결합 상태를 얻기 위해서는 비자성 중간층(3)의 막 두께를 1㎚ 이상으로 설정할 필요가 있다고 할 수 있다.
또한, 비자성 중간층(3)의 막 두께가 100㎚의 경우에서도 샘플 ＃1의 CNR은 비교 샘플 #2의 CNR보다도 낮아져 버리는 것을 알 수 있다. 재생층(1)과 기록층(4) 사이에 작용하는 정자 결합력은 비자성 중간층(3)의 막 두께가 두꺼워지는 만큼 작아진다. 이 때문에, 비자성 중간층(3)의 막 두께를 100㎚로 두껍게 한 경우 충분한 크기의 정자 결합력을 얻을 수 없게 되므로, 샘플 ＃1의 CNR이 비교 샘플#2의 CNR보다도 낮아져 버린다.
이상과 같은 이유에 의해, 비자성 중간층(3)의 막 두께는 1㎚ 이상 80㎚ 이하인 것이 필요하다.
표 4는 샘플 #1에서의 기록층(4)의 막 두께를 바꿔서 표식 길이 0.4㎛에서의 CNR을 측정한 결과를 나타낸 표이다. 이 측정에서는 기록층(4)의 막 두께가 다른각각의 샘플 #1에 대해 재생 전력을 2.5㎽로 설정한 때 CNR이 최대가 되도록 기록 조건을 바꿔서 기록을 행하고 있다.
[표 4]
표 4로부터 알 수 있듯이, 기록층(4)의 막 두께를 10㎚로 얇게 한 경우, 샘플 ＃1의 CNR이 비교 샘플 ＃2의 CNR보다도 낮아져 버린다. 이것은 기록층(4)의 막 두께가 얇아지면 기록층(4)으로부터 발생하는누설 자계가 작아지고, 충분한 크기의 정자 결합력을 얻을 수 없게 되기 때문이다.
또한, 기록층(4)의 막 두께를 200㎚로 두껍게 한 경우에서도 샘플 ＃1의 CNR이 비교 샘플 ＃2의 CNR보다도 낮아져 버린다. 이것은 기록층(4)으로부터의 누설 자계가 지나치게 크게 된 것이 원인이다. 기록층(4)으로부터의 누설 자계가 커지면, 재생층(1)의 원래 면내 자화 상태로 되어야 되는 부분, 즉 온도 상승하지 않은 부분에도 큰 누설 자화가 작용한다. 이 때문에, 재생층(1)에 양호한 전면 마스크가 유지되지 않게 되고, 샘플 #1의 CNR이 비교 샘플 #2의 CNR보다도 낮아져 버린다. 이상과 같은 이유에서 샘플 ＃1에서의 기록층(4)의 막 두께는 15㎚ 이상 180㎚ 이하인 것이 필요하다.
여기까지는, 샘플 ＃1의 재생층(1)으로서 Gd0.20(Fe0.84Co0.16)0.80을, 면내 자화층(2)으로서 (Gd0.10Fe0.90)0.75Al0.25를, 그리고 기록층(4)으로서 Dy0.23(Fe0.72Co0.28)0.77을 이용한 예를 나타냈다. 이하에서는, 이들 이외의 재료·조성을 이용해도 상기한 바와 같은 초해상 재생을 실현할 수 있다는 것을 나타낸다.
표 5는 샘플 ＃1의 구성에서 재생층(1)의 재료를 Gdx(FeYCo1-Y)1-X로 하고, X와 Y와의 값을 바꿔서 표식 길이 0.4㎛에서의 CNR 측정을 행한 결과를 나타낸 표이다. 이 측정에서는 각각의 조성으로 이루어진 재생층(1)을 갖는 샘플 ＃1에 대해서 재생 전력을 2.5㎽로 설정한 때 CNR이 최대로 되도록 기록 조건을 바꿔서 기록을 행하고 있다.
표 5로부터 알 수 있듯이, 0.12≤X≤0.26, 0.60≤Y≤1.00의 범위에서는 상기 실시 형태에서 도시한 비교 샘플 ＃2의 CNR (29.5㏈)보다 높은 CNR을 얻을 수 있다. 또한, X〈0.12의 범위에서는 Gd의 함유율의 저하에 따라 재생층(1)의 전체 자화가 저하해버린다. 이 때문에, 재생층(1)에서의 재생 온도 근방의 온도로 되어 있는 부분[도 1의 등온선(11)의 내측]이 면내 자화 상태로 되어 버려 재생 특성이 열화해 버린다. 또한, X〉0.26의 범위에서는 재생층(1)의 보상 온도가 재생 온도 근방에까지 상승하고, 재생층(1)의 전체 자화가 작아진다. 이 때문에, 재생층(1)과 기록층(4)의 정자 결합력이 작아지므로 재생 특성이 열화해 버린다. 또한, Y〈0.6의 범위에서는 Co 함유량의 증가에 따라 재생층(1)에서의 재생 온도 근방의 온도로 되어 있는 부분이 면내 자화 상태로 되므로 재생 특성이 열화해 버린다.
이들 상기한 이유에 의해, 재생층(1)의 조성을 GdX(FeYCo1-Y)1-X로 한 경우, X, Y는 0.12≤X≤0.26, 0.60≤Y≤1.00의 범위인 것이 필요하다.
[표 5]
표 6은 샘플 #1의 구성에서 면내 자화층(2)의 조성을(GdXFe1-X)YAl1-Y로 하고, X와 Y와의 값을 바꿔서 표식 길이 0. 4㎛에서의 CNR 측정을 행한 결과를 나타난 표이다. 이 측정에서는 각각의 조성으로 이루어진 면내 자화층(2)을 갖는 샘플 #1에 대해 재생 전력을 2.5㎽로 설정했을 때 CNR이 최대가 되도록 기록 조건을 바꿔서 기록을 행하고 있다. 또한, 이 표에는 각각의 면내 자화층(2)의 조성에서의 퀴리 온도를 함께 기재하고 있다.
표 6으로부터 알 수 있듯이, 0≤X≤0.14 또는 0.32≤X≤1.00, 0.30≤Y≤1.00의 범위에서 비교 샘플 ＃2의 CNR (29.5㏈)보다 높은 CNR을 얻을 수 있다. 0. 14〈X〈0.32의 범위에서는 면내 자화층(2)에서의 전체 자화의 감소에 의해, 면내 자화층(2)이 수직 자화 상태로 되기 때문에, 재생층(1)을 면내 자화 상태로 할 수 없게 된다. 또한, Y〈0.30의 범위에서는 Al의 함유량의 증가에 따라 면내 자화층(2)의 퀴리 온도가 저하하기 때문에, 재생층(1)을 면내 자화 상태로 할 수 없게 된다.
[표 6]
이들 상기한 이유에 의해 면내 자화층(2)의 조성을 (GdXFe1-X)YAl1-Y로 한 경우, X, Y의 값은 0≤X≤0.14 또는 0.32≤X≤1.00, 0.30≤Y≤1.00의 범위인 것이 필요하다. 또한, 면내 자화층(2)의 퀴리 온도로서는 60℃ 이상 220℃ 이하일 필요가 있는 것을 알 수 있다.
또한, 면내 자화층(2)으로서 GdFeAl 이외의 재료를 사용하는 것도 가능하다. 표 7은 샘플 #1의 구성에서 면내 자화층(2)의 재료로서 (Gd0.10Fe0.90)0.75Z0.25를 이용한경우의 표식 길이 0.4㎛의 CNR 측정의 결과를 나타낸 표이다. 여기서, Z로서는 Ti, Ta, Pt, Au, Cu, Al0.5Ti0.5및 Al0.5Ta0.5를 이용하였다. 또한, 면내 자화층(2)의 막 두께는 20㎚였다. 이 측정에서는 각각의 조성으로 이루어진 면내 자화층(2)을 갖는 샘플 ＃1에 대해 재생 전력을 2.5㎽로 설정한 때, CNR이 최대가 되도록 기록 조건을 바꿔 기록을 행하고 있다. 또한, 이 표에는 각각의 면내 자화층(2)의 조성에서의 퀴리 온도도 함께 기재하고 있다. 이와 같이, 표 7에 도시한 모든 구성에서 비교 샘플 ＃1보다도 높은 CNR을 얻을 수 있다.
[표 7]
표 6 및 7로부터 면내 자화층(2)으로서는 퀴리 온도가 60℃ 내지 220℃의 범위인 것이 필요하다는 것을 알 수 있다. 또한, 상기 이외의 재료로서는 NdFeTi, NdFeTa, DyFeTi, DyFeTa, NdFe, NdFeAl, DyFe 및 DyFeAl이 사용 가능하다.
표 8은 샘플 ＃1의 구성에서 기록층(4)의 재료를 DyX(FYCo1-Y)1-X로 하고, X와 Y와의 값을 바꿔서 표식 길이 0.4㎛에서의 CNR 측정을 행한 결과를 나타낸 표이다. 이 측정에서는 각각의 조성으로 이루어진 기록층(4)을 갖는 샘플 #1에 대해 재생 전력을 2.5㎽로 설정한 때, CNR이 최대가 되도록 기록 조건을 바꿔 기록을 행하고 있다. 또한, 이 표에는 각각의 기록층(4)의 조성에서의 보상 온도와 퀴리 온도를 함께 기재하고 있다.
표 8로부터 알 수 있듯이, 0.18≤X≤0.26, 0.60≤Y≤0.90의 범위에서 비교 샘플 ＃2의 CNR (29.5㏈)보다 높은 CNR을 얻을 수 있다.
X〈0.18의 범위에서는 Dy의 함유율의 저하에 따라 실온에서의 기록층(4)의 자화가 커진다. 이 때문에, 실온에서 기록층(4)으로부터 큰 누설 자계가 발생한다. 이 누설 자계를 위해 재생층(1)에 양호한 면내 자화 마스크가 형성되지 않게 되어 초해상 재생이 실현하지 않게 된다. X〉0.26의 범위에서는 기록층(4)의 자화가 작아지고, 누설 자계도 작아진다. 이 때문에, 재생층(1)에의 자화 상태의 전사가 실현하지되지 않게 되어 CNR이 열화해 버린다.
[표 8]
또한, Y〈0.60의 범위에서는 Co의 함유량의 증가에 따라 기록층(4)의 보자력에서의 온도 의존성이 급격해진다. 이 때문에, 재생 온도 근방에서 기록층(4)의 보자력이 지나치게 작아지므로 기록 정보를 유지하는 것 자체가 곤란해진다. Y〉0.90의 범위에서는 Co 함유량의 감소에 따라 기록층(4)의 퀴리 온도가 저하한다. 이 때문에, 기록층(4)의 자화가 작아지므로 기록층(4)의 발생하는 누설 자계도 작아진다. 따라서, 재생층(1)으로의 기록층(4)의 자화 상태의 전사가 실현되지 않게 되어 CNR이 열화해 버린다.
이상으로부터, 기록층(4)에 DyX(FeYCO1-Y)1-X를 이용한 경우, X와 Y의 값은 0.18≤X≤0.26, 0.60≤Y≤0.90의 범위에 있는 것이 필요하다. 또한, 표 8에 도시한 보상 온도와 퀴리 온도를 고려하면, 기록층(4)으로서는 -100℃ 이상 60℃ 이하의 보상 온도와, 160℃ 이상 320℃ 이하의 퀴리 온도를 갖는 재료를 이용하는 것이 바람직하다고 할 수 있다. 따라서, 상기한 보상 온도 및 퀴리 온도의 조건을 만족하는 TbFeCo, TbDyFeCo, GdDyFeCo, GdTbFeCo, GdTbDyFeCo 등의 합금을 사용하는 것이 가능하다.
이상과 같이, 본 실시 형태에 도시한 광자기 기록 매체의 재생 방법은 수직 자화막으로 이루어진 재생층과 수직 자화막으로 이루어진 기록층이 정자 결합한 광자기 기록 매체의 재생 방법에 있어서, 재생층에 인접하여 면내 자화막이 형성되고, 상기 면내 자화막의 퀴리 온도 이하의 온도에서 상기 재생층의 자화 방향을 막면에 대해 수직 방향에서 면내 방향으로 바꿔 정보 재생시 마스킹으로 하여 이루어지는 광자기 기록 매체의 재생 방법이다.
또한, 본 실시 형태에 기재된 광자기 기록 매체는 수직 자화막으로 이루어진 재생층과 수직 자화막으로 이루어진 기록층이 정자 결합한 광자기 기록 매체에 있어서, 재생층에 인접하여 면내 자화막이 형성됨과 함께 상기 재생층이 희토류 금속과 천이 금속과의 합금으로 이루어지고, 실온 이상의 온도에서 희토류 부격자 모멘트와 천이 금속 부격자 모멘트가 균형을 이룬 보상 조성에 대해 천이 금속 부격자 모멘트를 보다 많이 함유하는 조성이고, 상기 면내 자화막의 퀴리 온도 이하의 온도에서 상기 재생층의 자화 방향을 막면에 대해 수직 방향에서 면내 방향으로 바꿔 상기 재생층의 면내 자화를 정보 재생시 마스킹으로 하는 구성이다.
상기 재생 방법 및 상기 구성에 따르면, 재생층의 온도 상승하지 않은 부분에서, 재생층을 안정하게 면내 자화 상태로 하고, 안정하게 면내 자화 마스크에 의한 전면 마스크를 형성하는 것이 가능해짐과 함께, 재생시에 재생 극성이 반전하는 일이 없는 자기적 초해상 재생이 가능해진다.
[실시 형태 2]
본 발명의 제2 실시 형태에 대해 이하에서 설명하기로 한다. 또, 상기 실시 형태 1에 도시한 부재와 같은 기능을 갖는 부재에는 동일한 부호를 병기하고, 그 설명을 생략하기로 한다.
제6도는 본 실시 형태에 따른 광자기 기록 매체(이하, 본 광자기 기록 매체로 함)의 재생 상태를 설명하기 위한 설명도이다. 본 광자기 기록 매체의 재생층(1)은 단독으로 존재하는 경우에는 수직 자화 상태이고, 면내 자화층(2)과 교환 결합한 부분은 수직 자화 상태에서 면내 자화 상태로 자기 특성이 변화한다. 이 때문에, 재생층(1)으로서 보상 조성에 대해서TM 부격자 모멘트를 많이 함유하고 있는 수직 자화막을 채용하는 것이 가능해진다.
본 광자기 기록 매체에서는 종래의 초해상 광자기 기록 매체와 마찬가지로, 정자 결합에 의해 재생층(1)에 자구가 형성되고, 이 자구가 재생됨에 따라서 초해상 재생이 실현된다. 또한, 재생층(1)과 기록층(4)이 모두 보상 조성에 대해 TM 부격자 모멘트를 많이 함유하는 조성이기 때문에, 재생층(1)의 TM 부격자 모멘트의 방향과 기록층(4)의 TM 부격자 모멘트의 방향이 평행해진다. 이 때문에, 재생의 극성이 반전하는 일없이, 기록층만 존재하는 종래의 광자기 디스크와 용이하게 호환성을 얻을 수 있다.
이상의 것은 실시 형태 1에서의 광자기 디스크와 공통되는 구성·효과이다.
본 광자기 기록 매체는 상기한 구성에 부가하여 재생층(1)의 퀴리 온도 이상으로 온도 상승한 범위를 기록층의 자화를 전사하지 않은 배면 마스크(제2 마스크)로서 이용하는 구성이다. 재생층(1)의 퀴리 온도 이상으로 온도 상승한 범위란 도 6에서의 등온선(21)의 내측 부분이다. 또한, 재생층(1)의 퀴리 온도는 160℃이상 220℃ 이하로 설정되어 있다.
상기 구성에 의해, 본 광자기 기록 매체에서는 재생층(1)의 면내 자화 상태인 부분(도 6에 도시한 등온선(11)의 외측)에 전면 마스크가 형성되고, 재생층(1)의 퀴리 온도 이상으로 온도 상승한 부분[등온선(21)의 내측]에서 배면 마스크가 형성된다. 즉, 이중 마스크에 의한 초해상 재생을 실현할 수 있다.
따라서, 제6도에 도시한 재생층(1)의 자구중, 자구(22)는 등온선(11)의 내측이고, 광 빔 스폿(10)의 내측이지만, 상기 배면 마스크를 위해 재생에 관련되는 일은 없다. 재생에 관련되는 것은 광 빔 스폿(10)의 내측에 있고 또한, 등온선(11)의 내측에서 등온선(21)의 외측에 있는 자구(12)뿐이다. 따라서, 제6도에 도시한 바와 같이 제1도보다도 더욱 작은 기록 자구(16…)를 보다 작은 피치로 기록한 경우에도 양호한 초해상 재생을 실현할 수 있다.
이하에서, 본 광자기 기록 매체의 일례인 광자기 디스크(이하, 본 광자기 디스크로 함)에 대해 설명하기로 한다.
본 광자기 디스크는 제7도에 도시한 바와 같이 기판(6), 투명 유전체층(7), 재생층(1), 면내 자화층(2), 비자성 중간층(3), 기록층(4), 보호층(8) 및 오버코트층(9)이 기술한 순서로 적층된 구성이다. 즉, 본 광자기 디스크는 실시 형태 1에 도시한 광자기 디스크와 같은 구성이다.
본 광자기 디스크에서는 기록 방식으로서 퀴리 온도 기록 방식이 이용되고 있다. 이 기록 방식에서는 반도체 레이저로부터 출사되는 광 빔이 대물 렌즈에 의해 재생층(1)에 수렴된다. 그리고, 극 커 효과로서 알려져 있는 광자기 효과에 의해 정보가 기록 재생되도록 되어 있다. 극 커 효과란 광 빔의 입사 표면에서의 법선 방향을 향하고 있는 자화에 따라 반사광에서의 편광면의 회전 방향이 역방향으로 되는 현상이다.
기판(6)은 예를 들면 폴리카보네이트등의 투명한 기재로 이루어지고, 디스크형으로 형성되어 있다. 투명 유전체층(7)은 AlN, SiN, AlSiN 등의 산소를 포함하지 않은 재료로 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 투명 유전체층(7)의 막 두께는 입사하는 레이저 광에 대해서 양호한 간섭 효과가 실현되고, 커 회전각이 증대되도록 설정될 필요가 있다. 이 때문에, 재생 광의 파장을 λ, 투명 유전체층(7)의 굴절율을 n으로 한 경우, 투명 유전체층(7)의 막 두께는 λ/(4n) 정도로 설정될 필요가 있다. 예를 들면, 레이저 광의 파장을 680㎚로 한 경우 투명 유전체층(7)의 막 두께를 40㎚ 내지 100㎚정도로 하면 좋다.
재생층(1)은 희토류 천이 금속 합금으로 이루어진 자성막이다. 재생층(1)의 조성은 보상 조성에 대해 TM 부격자 모멘트를 많이 함유하는 조성으로 설정되어 있다. 이것은 실온에서 퀴리 온도까지 본 광자기 디스크에서 재생 극성의 반전이 발생하지 않도록 하기 위해서이다. 또한, 재생층(1)은 단독으로 존재하는 경우, 막면에 대해 수직 자화 상태이다. 또한, 재생층(1)의 막 두께는 양호한 재생 신호를 얻기 위해 12㎚ 이상 80㎚로 하는 것이 바람직하다. 또한, 재생층(1)은 이중 마스크를 실현하기 위해 재생층(1)의 퀴리 온도가 160℃ 이상 220℃ 이하로 설정되어 있다.
면내 자화층(2)은 퀴리 온도까지 면내 자화 상태로 되어 있다. 또한, 재생층(1)과 교환 결합함으로써, 재생층(1)의 자화 방향을 수직 방향으로부터 면내 방향으로 바꾸는 특성을 갖고 있다. 또한, 면내 자화층(2)의 퀴리 온도는 60℃ 이상 140℃ 이하로 설정되는 것이 바람직하다. 이것은 재생층(1)과의 교환 결합에 의해서 재생층(1)에 양호한 면내 자화 마스크를 형성하기 위해서이다. 또한, 면내 자화층(2)의 막 두께는 양호한 재생 신호를 얻기 위해 2㎚ 이상 60㎚로 하는 것이 바람직하다.
비자성 중간층(3)은 AlN, SiN, AlSiN 등의 유전체, 또는 Al, Ti, Ta 등의 비자성 금속의 합금으로 이루어진다. 비자성 중간층(3)의 막 두께는 재생층(1)과 기록층(4)이 양호하게 정자 결합할 수 있도록, 1㎚ 내지 60㎚의 범위로 설정되어 있다. 기록층(4)은 희토류 천이 금속 합금의 수직 자화막으로 이루어진다. 기록층(4)의 막 두께는 15 내지 180㎚의 범위로 설정되어 있다. 이것은 재생층(1)에 충분한 크기의 누설 자계를 미치게 하기 위해서이다.
보호층(8)은 AlN, SiN, AlSiN 등의 유전체, 또는 Al, Ti, Ta 등의 비자성 금속의 합금으로 이루어진다. 보호층(8)은 재생층(1)이나 기록층(4)에 이용하는 희토류 천이 금속 합금의 산화를 방지할 목적으로 형성되고 있다. 보호층(8)의 막 두께는 5㎚ 내지 60㎚의 범위로 설정되어 있다. 오버코트층(9)은 자외선 경화 수지 또는 열경화 수지를 스핀 코트에 의해 도포하여 자외선을 조사할지 또는, 가열할지의 여부에 따라 형성된다.
(1)광자기 디스크의 형성 방법
이상과 같은 구성의 본 광자기 디스크의 형성 방법에 대해 이하에서 설명하기로 한다. 이하에 도시한 형성 방법은 본 광자기 디스크의 형성 방법의 일례이다. 이 예에 의해서 형성된 본 광자기 디스크를 샘플 ＃2로 한다.
우선, Al 타겟과 GdFeCo 합금 타겟과 GdFeAl 합금 타겟과, GdDyFeCo 합금타겟을 각각 구비한 스퍼터 장치 내에 예비 성형 홈 및 예비 성형 피트를 갖고, 디스크형으로 형성된 폴리카보네이트 제조의 기판(6)을 기판 홀더에 배치하였다. 스퍼터 장치 내를 1×10-6Torr까지 진공 배기한 후, 알곤과 질소의 혼합 가스를 도입하고, Al 타겟에 전력을 공급하여 가스압 4×10-3Torr의 조건에서 기판(6)에 AlN으로 이루어지는 투명 유전체층(7)을 막 두께 80㎚로 형성하였다.
다음에, 재차 스퍼터 장치 내를 1×10-6Torr까지 진공 배기한 후, 알곤 가스를 도입하고, GdFeCo 합금 타겟에 전력을 공급하여 가스압을 4×10-3Torr로 하고, 상기 투명 유전체층(7)상에 Gd0.16(Fe0.95Co0.05)0.84로 이루어지는 재생층(1)을 막 두께 40㎚로 형성하였다. 이 재생층(1)의 조성은 실온에서 보상 조성에 대해 TM 부격자 모멘트를 RE 부격자 모멘트보다 많이 함유하는 조성이다. 또한, 단독으로 존재하는 경우 실온으로부터 퀴리 온도(200℃)까지 항상 수직 자화 상태이다.
다음에, GdFeAl 타겟에 전력을 공급하고, 가스압을 4×10-3Torr로 하고, 재생층(1)상에 (Gd0.39Fe0.61)0.73Al0.27로 이루어지는 면내 자화층(2)을 막 두께 20㎚로 형성하였다. 면내 자화층(2)은 실온으로부터 퀴리 온도(110℃)까지 면내 자화 상태였다.
다음에, 알곤과 질소의 혼합 가스를 도입하고 Al 타겟에 전력을 공급하여 가스압 4×10-3Torr의 조건에서 면내 자화층(2)상에 AlN으로 이루어지는 비자성 중간층(3)을 막 두께 5㎚로 형성하였다.
다음에, 재차 스퍼터 장치 내부를 1×10-6Torr까지 진공 배기한 후, 알곤 가스를 도입하고, GdDyFeCo 합금 타겟에 전력을 공급하여 가스압을 4×10-3Torr로 하고 상기 비자성 중간층(3)상에 (Gd0.50Dy0.50)0.23(Fe0.80Co0.20)0.77로 이루어지는 기록층(4)을 막 두께 40㎚로 형성하였다. 기록층(4)은 25℃에서 보상 온도를 갖고 퀴리 온도는 275℃였다.
다음에, 알곤과 질소의 혼합 가스를 도입하고 Al 타겟에 전력을 공급하여 가스압 4×10-3Torr의 조건에서 기록층(4)상에 AlN으로 이루어지는 보호층(8)을 막 두께 20㎚로 형성하였다.
다음에, 상기 보호층(8)상에 자외선 경화 수지를 스핀 코트에 의해 도포하고 자외선을 조사함으로써 오버코트층(9)을 형성하였다.
이상에 의해, 본 광자기 디스크의 샘플 ＃2가 작성되었다.
(2) 기록 재생 특성
상기 (1)에 기술한 형성 방법에 의해서 작성된 본 광자기 디스크의 샘플 #2에 대해 CNR (신호 대 잡음비)의 표식 길이(Mark length) 의존성을 측정하였다. 이 측정은 파장 680㎚의 반도체 레이저를 이용한 광 픽업에 의해서 행해졌다. 또한, 이 때의 레이저 전력은 2.8㎽였다. 이 측정의 결과를 제8도에 도시한다.
비교를 위해, 실시 형태 1에 도시한 샘플 ＃1 및 비교 샘플 ＃2에서의 측정 결과도 동일 도면에 함께 도시한다. 또한, 이 도면에서 도시한 CNR의 표식 길이 의존성은 표식 길이에 대응하는 길이의 기록 자구를 표식 길이의 2배 길이의 기록 자구 피치로 연속 형성하고, 이 기록 자구를 재생할 때의 신호 대 잡음비를 나타내는 것이다.
이 도면에 도시한 바와 같이, 짧은 표식 길이에서 샘플 ＃2의 CNR이 비교 샘플 ＃2보다 커진다. 이것은 샘플 ＃1과 같이 초해상 재생이 샘플 ＃2에서 실현되고 있는 것을 의미한다. 또한, 표식 길이 0.4㎛ 이상에서는 샘플 ＃1의 CNR이 샘플 ＃2의 CNR보다 높아진다. 이것은 샘플#2의 재생층(1)의 퀴리 온도가 샘플#1의 재생층(1)의 퀴리 온도보다 낮기 때문에, 재생 신호가 작아지게 되는 것에 기인한다.
한편, 표식 길이 0.4㎛ 이하에서는 샘플 ＃2의 CNR이 샘플 #1의 CNR보다 높아진다. 이것은 샘플 #2에서 상술한 이중 마스크가 실현되고, 보다 높은 분해능의 초해상 재생이 실현되고 있는 것을 의미한다. 이상에서 보다 짧은 표식 길이, 즉 보다 큰 기록 밀도를 실현하기 위해서는 샘플 ＃1 보다도 샘플 ＃2 쪽이 유리하다는 것을 알 수 있다.
또한, 제9도는 샘플 ＃1과 샘플 ＃2에서, 표식 길이 0.3㎛에서의 CNR의 재생 전력 의존성을 도시한 그래프이다. 샘플 ＃1에서는 재생 전력의 상승과 함께 CNR이 서서히 증가하고, 재생 전력 2.0㎽ 이상에서 포화된다. 이에 대해, 샘플 #2에서는 재생 전력 2.2㎽근방의 재생 전력에서도 CNR의 상승이 관측된다. 이것은 샘플 #2에서는 2.0㎽ 이상에서 배면 마스크가 형성되어 이중 마스크가 형성되는 것을 의미한다.
또한, 본 광자기 디스크에서 얻어지는 재생 신호 파형은 실시 형태 1에 도시한 광자기 디스크의 파형과 동일하다. 따라서, 본 광자기 디스크에서도 도 2에 도시한 종래 매체의 일례인 비교 샘플 #1과 같이 재생 신호 극성이 반전하지 않는다. 따라서, 재생층을 갖지 않은 자기 디스크인 비교 샘플 ＃2와 용이하게 호환을 취할 수 있는 재생 신호를 얻는 것이 가능하다.
다음에, 표 9는 샘플 #2에서의 재생층(1)의 막 두께를 바꿔, 표식 길이 0.3㎛에서의 CNR을 측정한 결과를 나타낸 표이다. 이 측정에서는 각각의 막 두께로 이루어지는 재생층(1)을 갖는 샘플 ＃2에 대해, 재생 전력을 2.8㎽로 설정한 때 CNR이 최대가 되도록 기록 조건을 바꿔 기록을 행하였다.
[표 9]
또한, 본 광자기 디스크에서는 제9도에 도시한 바와 같이, CNR의 재생 전력 의존성의 측정 결과로부터 알 수 있듯이, 배면 마스크 형성에 따라, 2㎽ 이상의 재생 전력에서 CNR의 상승이 관측된다. 그래서, 표 9에 재생 전력을 2.8㎽로 한 경우의 CNR과 재생 전력을 2.0㎽로 한 경우의 CNR과의 차를 ΔCNR로서 기재한다. ΔCNR〉0인 경우, 본 실시 형태에 도시한 이중 마스크에 의한 초해상 재생이 실현되는 것을 의미한다.
제8도에 도시한 바와 같이, 표식 길이 0.3㎛에서 비교 샘플 ＃2에서는 CNR이 0㏈이 되어, 전혀 재생 신호를 얻을 수 없었다. 이에 대해, 표 9에 도시한 바와 같이 샘플#2에서는 재생층(1)의 막 두께가 12㎚ 이상 80㎚ 이하의 범위에서 재생 신호가 검출되고, 0 보다 큰 CNR이 존재한다. 따라서, 샘플 ＃2에서의 초해상 재생이 실현되고 있는 것을 알 수 있다. 또한, 표식 길이 0.3㎛에서의 측정에서 CNR을 얻을 수 있는 모든 막 두께의 범위에서 ΔCNR〉0이 된다. 따라서, 본 실시 형태에 도시한 이중 마스크에 의한 초해상 재생이 실현되고 있는 것이 확인되었다고 할 수 있다.
또한, 샘플 #2의 구성에서 재생층(1)의 막 두께를 얇게 한 경우 조사된 광 빔의 대부분이 재생층(1)을 투과하게 되어 초해상 재생의 효과가 작아진다. 또한, 재생층(1)과 기록층(4) 사이에 작용하는 정자 결합력이 매우 작아져 충분한 크기의 정자 결합력을 얻을 수 없게 된다. 이러한 이유로부터 샘플 ＃2에서의 재생층(1)의 막 두께를 10㎚로 얇게 한 경우 비교 샘플 ＃2와 같이 CNR이 0이 되어 재생 신호를 얻을 수 없게 된다.
또한, 샘플 ＃2에서 재생층(1)의 막 두께를 100㎚로 두껍게 한 경우 재생층(1)이 원래 갖고 있는 수직 자화 상태가 되고자 하는 힘이 커진다. 이 때문에, 면내 자화층(2)과의 교환 결합에 의해 면내 자화 상태가 되어야 할 부분, 즉 온도 상승하지 않은 부분이 수직 자화 상태로 되어 버린다. 따라서, 양호한 초해상 재생이 실현되지 않게 되고 비교 샘플 ＃2와 같이 CNR이 0이 되어, 재생 신호를 얻을 수 없게 된다.
이상과 같은 이유로부터 재생층(1)의 막 두께는 12㎚ 이상 80㎚ 이하인 것이 필요하다.
표 10은 샘플 ＃2에서의 면내 자화층(2)의 막 두께를 바꿔, 표식 길이 0.3㎛에서의 CNR을 측정한 결과를 나타낸 표이다. 이 측정에서는 각각의 막 두께로 이루어지는 면내 자화층(2)을 갖는 샘플 ＃2에 대해 재생 전력을 2. 8㎽로 설정한 때 CNR이 최대가 되도록 기록 조건을 바꿔 기록을 행하였다.
또한, 본 광자기 디스크에서는 도 9에 도시한 바와 같이, CNR의 재생 전력 의존성의 측정 결과로부터 알 수 있듯이, 배면 마스크 형성에 따라, 2㎽ 이상의 재생 전력에서 CNR의 상승이 관측된다. 그래서, 표 10에 재생 전력을 2.8㎽로 한 경우의 CNR과 재생 전력을 2.0㎽로 한 경우의 CNR과의 차를 ΔCNR로서 기재한다. ΔCNR〉0인 경우, 본 실시 형태에 도시한 이중 마스크에 의한 초해상 재생이 실현되는 것을 의미한다.
제8도에 도시한 바와 같이, 표식 길이 0.3㎛에서는 비교 샘플 ＃2에서는 CNR이 0이 되어 전혀 재생 신호를 얻을 수 없다. 이에 대해, 표 10으로부터 알 수 있듯이, 면내 자화층(2)의 막 두께가 2㎚ 이상 60㎚ 이하의 범위에서 재생 신호가 검출되고, 0 보다 큰 CNR이 존재하고 있다. 따라서, 샘플 #2에서의 초해상 재생이 실현되는 것을 알 수 있다.
[표 10]
또한, 표식 길이 0.3㎛에서 CNR을 얻을 수 있는 모든 막 두께의 범위에서 ΔCNR〉0으로 된다. 따라서, 본 실시 형태에 도시한 이중 마스크에 의한 초해상 재생이 실현되는 것이 확인되었다고 할 수 있다.
면내 자화층(2)의 막 두께가 1㎚인 경우, CNR이 0㏈이 되어 재생 신호를 얻을 수 없게 된다. 이것은 면내 자화층(2)의 막 두께가 지나치게 얇기 때문에, 재생층(1)의 자화 방향을 면내 자화 상태로 할 수 없었던 것에 기인한다. 재생층(1)의 자화 상태는 원래 수직 자화 상태이지만, 면내 자화층(2)과 교환 결합함으로써 면내 자화 상태가 된다. 따라서, 재생층(1)의 면내 자화 상태를 실현하고 초해상 재생을 가능하게 하기 위해서는 면내 자화층(2)의 막 두께는 2㎚ 이상인 것이 필요하다.
또한, 면내 자화층(2)의 막 두께가 80㎚인 경우에서도 샘플 ＃2의 CNR은 0㏈이 되어 재생 신호를 얻을 수 없게 된다. 재생층(1)과 기록층(4) 사이에 작용하는 정자 결합력은 면내 자화층(2)의 막 두께가 두껍게 될수록 작아진다. 이 때문에, 면내 자화층(2)의 막 두께를 80㎚로 두껍게 한 경우, 충분한 크기의 정자 결합력을 얻을 수 없게 된다고 생각할 수 있다. 샘플 ＃2의 경우, 샘플 ＃1에 비해서 재생층(1)의 퀴리 온도가 낮게 설정되어 있다. 이 때문에, 재생층(1)의 자화가 작아지므로 기록층(4)과의 정자 결합력이 약해진다. 이 때문에, 면내 자화층(2)의 막 두께의 상한은 샘플 ＃1에 비해서 얇게 된다. 이상과 같은 이유에 의해, 면내 자화층(2)의 막 두께는 2㎚ 이상 60㎚인 것이 필요하다.
표 11은 샘플 ＃2에서의 비자성 중간층(3)의 막 두께를 바꾸고, 표식 길이 0.3㎛에서의 CNR을 측정한 결과를 나타낸 표이다. 이 측정에서는 각각의 막 두께로 이루어지는 비자성 중간층(3)을 갖는 샘플 ＃2에 대해 재생 전력을 2.8㎽로 설정한 때 CNR이 최대가 되도록 기록 조건을 바꿔 기록을 행하였다.
[표 11]
또한, 본 광자기 디스크에서는 제9도에 도시한 바와 같이 CNR의 재생 전력 의존성의 측정 결과로부터 알 수 있듯이, 배면 마스크 형성에 따라 2㎽ 이상의 재생 전력에서 CNR의 상승이 관측된다. 그래서, 표 11에 재생 전력을 2. 8㎽로 한 경우의 CNR과 재생 전력을 2.0㎽로 한 경우의 CNR과의 차를 ΔCNR로서 기재한다. ΔCNR〉0인 경우, 본 실시 형태에 도시한 dlwnd 마스크에 의한 초해상 재생이 실현되는 것을 의미한다.
표식 길이 0.3㎛에서 비교 샘플 ＃2에서는 CNR이 0㏈이 되어 전혀 재생 신호를 얻을 수 없다. 이에 대해, 샘플 #2에서는 표 11로부터 알 수 있듯이, 비자성 중간층(3)의 막 두께가 1㎚ 이상 60㎚ 이하의 범위에서 재생 신호가 검출되고, 0 보다 큰 CNR이 존재한다. 따라서, 샘플 #2에서의 초해상 재생이 실현되는 것을 알 수 있다.
또한, 표식 길이 0.3㎛에 있어서, CNR을 얻을 수 있는 모든 막 두께의 범위에서 ΔCNR〉0이 된다. 따라서, 본 실시 형태에 도시한 이중 마스크에 의한 초해상 재생이 실현되고 있는 것이 확인되었다고 할 수 있다.
또한, 표 11에서 비자성 중간층(3)의 막 두께가 0.5㎚인 경우, CNR이 0㏈이 되어 재생 신호를 얻을 수 없다는 것을 알 수 있다. 이것은 비자성 중간층(3)의 막 두께가 지나치게 얇기 때문에, 양호한 정자 결합 상태를 얻을 수 없던 것에 의한 것이라고 생각되어진다. 양호한 정자 결합 상태를 얻기 위해서는 비자성 중간층(3)의 막 두께를 1㎚ 이상으로 설정하는 것이 필요하다.
또한, 비자성 중간층(3)의 막 두께가 80㎚ 이상인 경우에서도, CNR이 0㏈이 되어 재생 신호를 얻을 수 없게 된다. 재생층(1)과 기록층(4) 사이에 작용하는 정자 결합력은 비자성 중간층(3)의 막 두께가 두꺼울수록 작아진다. 이 때문에, 비자성 중간층(3)의 막 두께를 100㎚로 두껍게 한 경우, 충분한 크기의 정자 결합력을 얻을 수 없으므로, 재생 신호를 얻을 수 없다고 생각되어진다.
샘플 #2의 경우, 샘플 #1에 비해서 재생층(1)의 퀴리 온도가 낮게 설정되어 있기 때문에, 재생층(1)의 자화가 작아진다. 따라서, 재생층(1)과 기록층(4)과의 정자 결합이 약해지므로, 비자성 중간층(3)의 막 두께의 상한은 샘플 ＃1에 비해서 얇게 된다. 이상과 같은 이유에 의해, 비자성 중간층(3)의 막 두께가 1㎚ 이상 60㎚ 이하인 것이 필요하다.
표 12는 샘플 ＃2에서의 기록층(4)의 막 두께를 바꾸고, 표식 길이 0.3㎛에서의 CNR을 측정한 결과를 나타낸 표이다. 이 측정에서는 각각의 막 두께로 이루어지는 기록층(4)을 갖는 샘플 ＃2에 대해, 재생 전력을 2. 8㎽로 설정한 때 CNR이 최대가 되도록 기록 조건을 바꿔 기록을 행하였다.
또한, 본 광자기 디스크에서는 도 9에 도시한 바와 같이 CNR의 재생 전력 의존성의 측정 결과로부터 알 수 있듯이, 배면 마스크 형성에 따라 2㎽ 이상의 재생 전력에서 CNR의 상승이 관측된다. 그래서, 표 12에 재생 전력을 2.8㎽로 한 경우의 CNR과 재생 전력을 2.0㎽로 한 경우의 CNR과의 차를 ΔCNR로서 기재한다. ΔCNR〉0인 경우, 본 실시 형태에 도시한 이중 마스크에 의한 초해상 재생이 실현되는 것을 의미한다.
표식 길이 0.3㎛에 있어서, 비교 샘플 ＃2에서는 CNR이 0㏈이 되어 전혀 재생 신호를 얻을 수 없다. 이에 대해 표 12로부터 알 수 있듯이, 기록층(4)의 막 두께가 20㎚ 이상 200㎚ 이하의 범위에서 재생 신호가 검출되고, 0 보다 큰 CNR이 존재한다. 따라서, 샘플 #2에서의 초해상 재생이 실현되는 것을 알 수 있다.
[표 12]
또한, 표식 길이 0.3㎛에 있어서, CNR을 얻을 수 있는 모든 막 두께의 범위에서 ΔCNR〉0이 된다. 따라서, 본 실시 형태에 도시한 이중 마스크에 의한 초해상 재생이 실현되는 것이 확인되었다고 할 수 있다.
기록층(4)의 막 두께를 15㎚로 얇게 한 경우, CNR이 0㏈이 되어 재생 신호를 얻을 수 없게 된다. 이것은 기록층(4)의 막 두께가 얇게 됨으로써, 기록층(4)으로부터 발생하는 누설 자계가 작아지고, 재생층(1)의 충분한 크기의 정자 결합력을 얻을 수 없는 것에 기인한다.
또한, 기록층(4)의 막 두께를 240㎚로 두껍게 한 경우에도 CNR이 0이 되어, 재생 신호를 얻을 수 없게 된다. 이것은 기록층(4)으로부터의 누설 자계가 지나치게 커지고 있는 것에 원인이 있다. 기록층(4)으로부터의 누설 자계가 커지면, 재생층(1)의 원래 면내 자화 상태가 되도록 온도 상승하지 않은 부분에 대해도 큰 누설 자계가 작용한다. 이 때문에, 양호한 전면 마스크의 형성이 곤란해져, 재생 신호를 얻을 수 없게 된다. 샘플 ＃2의 경우, 샘플 ＃1에 비해서 재생층(1)의 퀴리 온도를 낮게 설정할 필요가 있다. 이 때문에, 재생층(1)의 자화가 작아지고, 기록층(4)과의 정자 결합이 작아진다. 따라서, 기록층(4)에서의 막 두께의 적당한 범위는 샘플 ＃1과 비교하여 다르게 된다.
이상과 같은 이유로부터, 기록층(4)의 막 두께가 20㎚ 이상 200㎚ 이하인 것이 바람직하다.
여기까지는 샘플 ＃2의 재생층(1)으로서 Gd0.16(Fe0.95Co0.05)0.84를 면내 자화층(2)으로서, (Gd0.39Fe0.61)0.73A- l0.27을 기록층(4)으로서, (Gd0.50Dy0.50)0.23(Fe0.80Co0.20)0.77을 이용하였다. 이하에서는 이들 이외의 재료·조성을 이용해도 상기와 같은 초해상 재생을 실현할 수 있는 것을 나타낸다.
표 13은 샘플 ＃2의 구성에서 재생층(1)을 GdX(FeYCo1-Y)1-X로 하고, X와 Y를 바꿔, 표식 길이 0.3㎛에서의 CNR 측정을 행한 결과를 나타낸 표이다. 이 측정에서는 각각의 조성으로 이루어지는 재생층(1)을 갖는 샘플#2에 대해, 재생 전력을 2.8㎽로 설정한 때 CNR이 최대가 되도록 기록 조건을 바꿔 기록을 행한다.
또한, 본 광자기 디스크에서는 도 9에 도시한 바와 같이, CNR의 재생 전력 의존성의 측정 결과로부터 알 수 있듯이, 배면 마스크 형성에 따라, 2㎽ 이상의 재생 전력에서 CNR의 상승이 관측된다. 그래서, 표 13에 재생 전력을 2.8㎽로 한 경우의 CNR과 재생 전력을 2.0㎽로 한 경우의 CNR과의 차를 ΔCNR로서 기재한다. ΔCNR〉0인 경우, 본 실시 형태에 도시한 이중 마스크에 의한 초해상 재생이 실현되는 것을 의미한다. 또한, 표 13에는 각각의 조성의 재생층(1)에서의 퀴리 온도를 함께 기재한다.
제8도에 도시한 바와 같이, 비교 샘플 ＃2에서는 표식 길이 0.3㎛에서 CNR이 0이 되어 전혀 재생 신호를 얻을 수 없다. 이에 대해 본 광자기 디스크에서는 표 13으로부터 알 수 있듯이, 0.12≤X≤0.18, 0.85≤Y≤1.00의 범위에서 0 이상의 CNR을 얻을 수 있고 비교 샘플 ＃2 보다 큰 CNR을 얻을 수 있는 것을 알 수 있다. X〈0.12의 범위에서 본 광자기 디스크의 CNR이 비교 샘플 #2와 같이 0이 된다. 이것은 Gd의 함유율의 저하에 따른 전체 자화의 증가에 따라 재생층(1)이 재생 온도 근방[제6도에서의 등온선(11)의 내측]에서 면내 자화 상태가 되어 재생 신호를 얻을 수 없는 것에 의한다.
[표 13]
또한, X〉0.18의 범위에서 비교 샘플 ＃2의 CNR (0㏈) 보다 큰 CNR을 얻을 수 있다. 그러나, 이 경우에는 ΔCNR=0이 되어, 본 광자기 디스크에 특유의 초해상 재생은 실현되지 않는다. 이것은 X의 증가, 즉 Gd의 함유율의 증가에 따라 퀴리 온도가 상승하고 배면 마스크[제6도의 등온선(21)의 내측]가 형성되지 않은 것에 의한 것이다. 또한, Y〈0.85의 범위에서도 비교 샘플 ＃2의 CNR(0㏈) 보다 큰 값을 얻을 수 있지만, ΔCNR=0이 된다. 이것은 Co의 함유량의 증가에 따라, 퀴리 온도가 상승하여 배면 마스크가 형성되지 않은 것에 의한 것이다. 즉, 본 광자기 디스크에 특유의 초해상 재생을 실현되기 위해서는 Gdx(FeYCO1-Y)1-X로 한 경우, X, Y는 0.12≤X≤0.18, 0.85≤Y≤1.00의 범위인 것이 필요하다. 또한, 이 표에서 재생층(1)의 퀴리 온도가 적어도 220℃ 이하인 것이 필요하다고 할 수 있다.
다음에, 재생층(1)으로서 GdFeCo 이외의 재료 (GdFe, GdFeAl, GdFeTi, GdFeTa, GdFePt, GdFeAu, GdFeCu)를 이용한 샘플에 대해 설명하기로 한다. 표 14는 각 샘플에서 사용한 재생층(1)의 조성을 나타낸 표이다. 또한, 이들 샘플 ＃11 내지 #21의 표식 길이 0.3㎛에서의 CNR 및 △CNR 측정의 결과, 각 샘플 #11 내지 ＃21에서의 재생층(1)의 퀴리 온도를 표 15에 나타낸다.
[표 14]
표 15에 도시한 바와 같이, (Gd0.16Fe0,84)YAl1-Y를 재생층(1)으로서 이용한 경우, Y=0.75에서, CNR이 0이 되어 초해상 재생이 실현되지 않았다. 이것은 재생층(1)의 퀴리 온도가 140℃로 지나치게 낮기 때문에, 재생층(1)에서 양호한 수직 자화 상태가 실현되지 않은 것에 의한다. 재생층(1)을 (Gd0.16Fe0.84)YAl1-Y로 한 경우, 0.80≤Y≤1.00의 범위에서 CNR〉0 또한 ΔCNR〉0이 되어, 본 광자기 기록 매체에 특유의 초해상 재생이 실현되는 것을 알 수 있다. 또한, 표 15에서 재생층(1)의 퀴리 온도가 적어도 160℃ 이상인 것이 필요하다.
따라서, 본 광자기 디스크에 특유의 초해상 재생을 실현되기 위해서는 재생층(1)의 퀴리 온도가 160℃ 이상 220℃ 이하인 것이 필요하다.
또한, 표 15에 도시한 바와 같이, 이 퀴리 온도 범위에서 퀴리 온도를 갖는 GdFeTi, GdFeTa, GdFePt, GdFeAu, GdFeCu 등의 자성 재료는 재생층(1)의 재료로서 사용하는 것이 가능하다.
또한, 재생층(1)의 재료로서는 상기한 재료 이외에, 160℃ 이상 220℃ 이하의 퀴리 온도를 갖는 NdGdFe, NdGdFeCo, DyGdFe, DyGdFeCo 등의 자성 재료를 이용하는 것도 가능하다.
[표 15]
표 16은 샘플 #2의 구성에서 면내 자화층(2)을 (GdXFe1-X)YAl1-Y로 하고, X와 Y를 바꿔 표식 길이 0.3㎛에서의 CNR의 측정을 행한 결과, ΔCNR 및 면내 자화층(2)의 각각의 조성에 있어서의 퀴리 온도를 나타낸 표이다.
표 16으로부터 알 수 있듯이, 0.10≤X≤0.14 또는 0.33≤X≤1.00, 0.35≤Y≤0.95의 범위에서 CNR〉0 또한 ΔCNR〉0이 되어, 본 광자기 디스크 특유의 초해상 재생이 실현한다. 이들 조성 범위는 실시 형태1에 도시한 광자기 디스크의 면내 자화층(2)과 동일한 이유에 의해 결정된다. 그러나 본 광자기 디스크에서는 이중 마스크에 의한 초해상 재생을 실현하기 위해 재생층(1)의 퀴리 온도는 실시 형태1에 도시한 광자기 디스크 보다도 낮게 설정된다. 이 때문에, 면내 자화층(2)의 조성 범위는 실시 형태1에 도시한 광자기 디스크에 이용할 수 있는 것 보다도 좁아진다.
[표 16]
또한, 표 16에 도시한 퀴리 온도에서 면내 자화층(2)이 60℃ 이상 140℃ 이하의 퀴리 온도인 경우에서, 본 광자기 디스크에 특유의 초해상 재생이 실현되는 것을 알 수 있다.
또한, 실시 형태 1에 도시한 광자기 디스크와 같이, 면내 자화층(2)으로서, 퀴리 온도가 60℃ 이상 140℃ 이하의 GdFeTi, GdFeTa, GdFePt, GdFeAu, GdFeAlTi, GdFeAlTa 등의 재료를 사용하는 것도 가능하다.
또한, 본 광자기 디스크의 기록층(4)으로서는 실시 형태 1에 도시한 광자기 기록 매체와 같이 보상 온도가 -100℃ 이상 60℃ 이하이고 퀴리 온도가 160℃ 이상 320℃ 이하인 DyFeCo, TbFeCo, TbDyFeCo, GdDyFeCo, GdTbFeCo 및 GdTbDyFeCo 등의 합금을 사용하는 것이 가능하다.
[발명의 효과]
이상과 같이, 본 실시 형태에 관한 광자기 기록 매체의 재생 방법은 수직 자화막으로 이루어지는 재생층과 수직 자화막으로 이루어지는 기록층이 정자 결합한 광자기 기록 매체의 재생 방법에 있었서, 재생층에 인접하여 면내 자화막이 형성되고, 상기 면내 자화막의 퀴리 온도 이하의 온도에서 상기 재생층의 자화 방향을 막 면에 대해 수직 방향으로부터 면내 방향으로 바꿔서 상기 재생층의 면내 자화에 의해 정보 재생시 제1 매스킹을 행함과 함께, 상기 재생층의 퀴리 온도 이상의 온도에서의 영역 부분을 제2 매스킹으로 한 광자기 기록 매체의 재생 방법이다.
또한, 본 실시 형태에 관한 광자기 기록 매체는 수직 자화막으로 이루어지는 재생층과 수직 자화막으로 이루어지는 기록층이 정자 결합한 광자기 기록 매체에 있어서, 재생층에 인접하여 면내 자화막이 형성됨과 함께 상기 재생층이 희토류 금속과 천이 금속과의 합금으로 이루어지고 실온 이상의 온도에서 희토류 부격자 모멘트와 천이 금속 부격자 모멘트가 균형을 이룬 보상 조성에 대해 천이 금속 부격자 모멘트를 보다 많이 함유하는 조성이고 상기 면내 자화막의 퀴리 온도 이하의 온도에서 상기 재생층의 자화 방향을 막 면에 대해 수직 방향에서 면내 방향으로 바꿔서 상기 재생층의 면내 자화에 의해 정보 재생시 제1 매스킹을 행함과 함께, 상기 재생층의 퀴리 온도 이상의 온도에서의 영역 부분을 제2 매스킹으로 한 구성이다.
상기 재생 방법 및 상기 구성에 의하면, 상기 재생 극성이 반전하지 않은 자기적 초해상 재생이 가능해짐과 함께, 이중 마스크에 의한 자기적 초해상 재생이 실현되고, 분해능이 보다 높은 재생을 행하는 것이 가능해진다.
발명의 상세한 설명의 항에서 이루어진 구체적인 실시 형태 또는 실시 예는 어디까지나 본 발명의 기술 내용을 밝히는 것으로, 그와 같은 구체예에만 한정하여 협의로 해석되어야 히는 것이 아니고, 본 발명의 정신과 다음에 기재하는 특허 청구 사항과의 범위 내에서 여러가지 변경하여 실시할 수 있는 것이다.

Claims (22)

  1. 광자기 기록 매체에 있어서, 수직 자화막으로 이루어지는 재생층과, 수직 자화막으로 이루어지고 상기 재생층과 정자 결합하는 기록층과, 상기 재생층과 상기 기록층 사이에 설치되고, 퀴리 온도 이하에서 상기 재생층의 자화 방향을 층면에 대해 수직 방향에서 면내 방향으로 바꾸는 면내 자화층을 포함하는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 재생층과 상기 기록층은 실온 이상의 온도에서 희토류 금속의 자기 모멘트와 천이 금속의 자기 모멘트가 균형을 이룬 보상 조성에 대해, 천이 금속 자기 모멘트를 보다 많이 함유하는 조성을 갖는, 희토류 금속과 천이 금속의 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 면내 자화층은 60℃ 이상 220℃ 이하의 퀴리 온도를 갖는 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
  4. 제3항에 있어서, 상기 면내 자화층은 GdFe, GdFeAl, GdFeTi, GdFeTa, GdFePt, GdFeAu, GdFeCu, GdFeAlTi, GdFeAlTa, NdFeTi, NdFeTa, DyFeTi, DyFeTa, NdFe, NdFeAl, DyFe 및 DyFeAl로 이루어지는 그룹 중에서 하나의 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
  5. 제3항에 있어서, 상기 면내 자화층은 (GdX1Fe1-X1)Y1Al1-Y1로 나타내지는 합금으로 이루어지고, 상기 X1 및 Y1은 0.00≤X1≤0.14 또는 0.32≤X1≤1.00, 0.30≤Y1≤1.00의 범위에 속하는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
  6. 제3항에 있어서, 상기 기록층은 -100℃ 이상 60℃ 이하의 보상 온도와, 160℃ 이상 320℃ 이하의 퀴리 온도를 갖는 희토류 천이 금속 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
  7. 제6항에 있어서, 상기 기록층은 DyFeCo, TbFeCo, TbDyFeCo, GdDyFeCo, GdTbFeCo 및 GdTb- DyFeCo로 이루어지는 그룹 중에서 하나의 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
  8. 제6항에 있어서, 상기 기록층은 DyX2(FeY2Co1-y2)1-X2로 나타내는 합금으로 이루어지고, 상기 X2 및 Y2는 0.18≤X2≤0.26, 0.60≤Y2≤0.90의 범위에 속하는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
  9. 제6항에 있어서, 상기 재생층은 GdX3(FeY3Co1-Y3)1-X3으로 나타내는 합금으로 이루어지고, 상기 X3 및 Y3는 0.12≤X3≤0.26, 0.60≤Y3≤1.00의 범위에 속하는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
  10. 제9항에 있어서, 상기 재생층의 막 두께는 10㎚ 이상 80㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
  11. 제10항에 있어서, 상기 면내 자화층의 막 두께는 2㎚ 이상 80㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
  12. 제11항에 있어서, 상기 기록층의 막 두께는 15㎚ 이상 180㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
  13. 광자기 기록 매체에 있어서, 수직 자화막으로 이루어지는 재생층과, 수직 자화막으로 이루어지고 상기 재생층과 정자 결합 하는 기록층과, 상기 재생층과 상기 기록층 사이에 설치되고, 퀴리 온도 이하에서 상기 재생층의 자화 방향을 층면에 대해 수직 방향에서 면내 방향으로 바꾸는 면내 자화층을 포함하고, 상기 재생층은 상기 면내 자화층보다도 높은 퀴리 온도를 가지며, 상기 퀴리 온도 이상의 부위로는 기록층의 자화가 전사되지 않은 광자기 기록 매체.
  14. 제13항에 있어서, 상기 재생층의 퀴리 온도는 160℃ 이상 220℃ 이하이며, 상기 면내 자화층의 퀴리 온도는 60℃ 이상 140℃ 이하인 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
  15. 제14항에 있어서, 상기 재생층은 GdFe, GdFeCo, GdFeAl, GdFeTi, GdFeTa, GdFePt, GdFeAu, GdFeCu, NdGdFe, NdGdFeCo, DyGdFe 및 DyGdFeCo로 이루어지는 그룹 중에서 하나의 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
  16. 제14항에 있어서, 상기 재생층은 GdX4(FeY4Co1-Y4)1-X4로 나타내는 합금으로 이루어지고, 상기 X4 및 Y4는 0.12≤X4≤0.18, 0.85≤Y4≤1.00의 범위에 속하는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
  17. 제14항에 있어서, 상기 면내 자화층은 (GdX5Fe1-X5)Y5Al1-Y5로 나타내는 합금으로 이루어지고, 상기 X5 및 Y5는 0.10≤X5≤0.14 또는 0.33≤X5≤1.00, 0.35≤Y5≤0.95의 범위에 속하는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
  18. 제17항에 있어서, 상기 재생층의 막 두께는 12㎚ 이상 80㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
  19. 제18항에 있어서, 상기 면내 자화층의 막 두께는 2㎚ 이상 60㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
  20. 제19항에 있어서, 상기 기록층의 막 두께는 20㎚ 이상 200㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
  21. 모두 수직 자화막으로 이루어지고 서로 정자 결합 하는 재생층 및 기록층과 면내 자화층을 갖는 광자기 기록 매체의 재생 방법에 있어서, 상기 면내 자화층의 퀴리 온도 이하의 부위에 대응하는 상기 재생층에 있어서의 부위를 상기 부위의 자화 방향을 층면에 대해 수직 방향에서 면내 방향으로 바꿈으로써 기록층의 자화를 전사하지 않는 제1 마스크로 하는 광자기 기록 매체의 재생 방법.
  22. 제21항에 있어서, 상기 재생층은 상기 면내 자화층 보다도 높은 퀴리 온도를 갖고, 상기 재생층에 있어서의 상기 퀴리 온도 이상의 부위를 상기 기록층의 자화를 전사하지 않는 제2 마스크로 하는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체의 재생 방법.
    ※ 참고사항：최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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