TWI234154B - Optical recording medium, magnetic-optical recording medium and optical memory apparatus - Google Patents

Optical recording medium, magnetic-optical recording medium and optical memory apparatus Download PDF

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TWI234154B
TWI234154B TW091114383A TW91114383A TWI234154B TW I234154 B TWI234154 B TW I234154B TW 091114383 A TW091114383 A TW 091114383A TW 91114383 A TW91114383 A TW 91114383A TW I234154 B TWI234154 B TW I234154B
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TW
Taiwan
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recording medium
layer
optical recording
magneto
optical
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TW091114383A
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English (en)
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Tetsuo Hosokawa
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Fujitsu Ltd
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Description

1234154 A7 ----—------_B7_ 五、發明說明) ---~— 技術領域 ^ 發月 般有關於光記錄媒體，特別是，有關於凸 脊凹溝圮錄方式之磁光記錄媒體。 技術背景 二作為提高光碟記錄密度的一種方法，有人檢討將資料 記錄或再生時所用雷射光波長予以縮短的方法。例如，現 在3·5吋磁光碟裝置所使用之雷射光波長為650nm，改用波 長4〇5nm之藍紫雷射，則光束點徑從向來約1.0/zm變小為 ’使高密度記錄成為可能。 大家都知道磁光碟是為高密度記錄媒體，然隨著資料 置增大亦期望其更高密度化。高密度化雖可藉由縮小記錄 標記之間隔而達成，其再生卻受限於媒體上光束之大小（光 點）。光點内設定只有一個記錄標記存在時，由記錄標記之 有無，能觀測到‘Γ 、 ‘〇,對應輸出波形之再生信號。 但是，縮小記錄標記之間隔使光點内存在有複數個記 錄標記，則即使移動媒體上的光點再生輸出也無變化，因 此輸出波形呈直線而無法識別記錄標記之有無。為了再生 該等具有光點以下週期之極小記錄標記，只要縮小光點即 可唯光點之大小文制於光源波長λ及接物鏡數值孔徑 ΝΑ，並無法縮得很小。 最近，市售磁光碟裝置採用的再生方法，係利用熱磁 超解析（MagneticaUy induced Super Res〇luti〇n · MSR)技 術，即直接利用現行光學系以再生大小在光點以下之記錄 標記。MSR係再生光點内的一個標記時將其他標記罩住以 —————_丨11111圓 II I -- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格（210X297公€^' 一"
------------嚷…： (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -、¥ -4- 1234154 A7 ---------B7 五、發明説明（2 ) ----- =Γ7再生解析能的再生方法。因此，超解析光碟媒體上， IS錄標記用記錄層以外至少必須有隱藏其他標記的遮 曰$再生層，以便信號再生時只再生一個標記。 例如，有人提案CAD(中央孔徑檢測）方式之msr媒 體即在再生層與記錄層之間插入非磁性層，記錄層之記 錄標記因靜磁搞合而轉寫至再生層以便再生資訊。再生声 係使用室溫下具面内方向易磁化性之面内膜，只有在雷射 先束照射而達高溫之部分，記錄層之記錄標記會轉寫於再 生層使付再生部分以外均為再生層所遮，達成超解析再 生於CAD媒體，孔徑部以外的再生層磁化屬面内故不會 被檢則出來，抗相鄰磁執之串擾（⑽s"alk)且可縮小磁軌 間距。 、近年，為實現光碟之高密度化，盛行研發藉短波長雷 射或回NA物鏡等之光點桎縮小化。例如，現行磁光碟裝置 所使用之光學系，係波|65〇nm、使用數值孔徑^^^”之 物鏡’其光束點徑為m.0/zm(1/e2)，同樣ΝΑ〇·55物鏡若 雷射光束之波長使用4G5nm，可得約〇.65/zm之光束點徑。 縮小光束點徑可提高解析能力，使得記錄較小標記成為可 月匕並提同圯錄密度。將雷射光束之波長由65〇nm變更為 405nm，由於標記長及磁執間距均縮小，可望提高約二乃倍 之記錄密度。 然而，目前波長650nm雷射光束用之cad媒體以波長 405nm之雷射光束作記錄及再生時，顯現的問題是，波長 換算所得之標記長得不到足夠的記錄再生信號品質。例 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公爱） ......,¾…… (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· .¾. -5- 1234154 A7 ____ _B7_ 五、發明説明（3 ) (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) 如，使用波長650nm雷射光束之CAD媒體目前已實用化， 其最短標記長0 ·40 // m可得約45 dB之CN比。以光點彳查換瞀 若使用405nm雷射光束則在0.25 // m之標記應可得約45dB 之CN比，實際上對於〇.25/zm標記長，405nm雷射光束之 記錄及再生，卻發生問題，即僅得約42dB之CN比。該問題 在以凸脊及凹溝作為記錄磁執之磁光記錄媒體上，以凸脊 部較顯著，不僅CAD方式之磁光記錄媒體，一般之磁光記 錄媒體同樣地使用波長405nm之藍紫雷射光束時，顯然凸 脊再生時得不到充分之CN比。 發明之揭示 因此’本發明之目的，係提供在使用短波長雷射時小 光點徑的情況下，凸脊及凹溝均可實現良好的記錄再生特 性的光記錄媒體。 本發明另一目的，係提供在使用短波長雷射時小光點 徑的情況下，凸脊及凹溝均可實現良好的再生特性的光記 憶裝置。 ° 本發明提供一種光記錄媒體，根據本發明的一種側 面，係具有由凸脊及凹溝所構成之記錄磁軌，且用於記錄 再生時之雷射光束在記錄媒體面上之光束直徑為〇·7_ 以Τ者，包含有：透明基板，係、具有交互形成之複數凸脊 及複數凹溝者；及記錄層，係設於該透明基板上可進行光 記錄者，當以前述各凸脊與各凹溝之邊界之中心高度上凸 脊寬幅為wl，凸脊平坦頂部之寬幅為〜2，且各凹溝之深度 為d時，貝ij ^ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（2Κ)><297公爱） -6- 1234154 五、發明説明（4 〇.4^W2//wl^〇.8^25nm^d^45nm ? 且至^刖述各凸脊具有曲面形狀之邊緣部。 最好是，各凹溝具有曲面形狀之邊緣部，記錄層由稀 類過渡金屬材料所形成之磁光記錄層所構成。 本發明另提供一種磁光記錄媒體，根據本發明的另一 種側面，係具有由凸脊及凹溝所構成之記錄磁軌，且用以 記錄再生之雷射光束在記錄媒體面上之光束直徑為心 _下’包含有：ϋ明基板’係具有交互形成之複數凸脊 及稷數凹溝者；再生層，設置於該透明基板，妹由柯爾（Kerr) 旋轉角相對較大且室溫下保磁力相對較小之稀土類過渡金 屬材料所構成者；及記錄層，設置於該再生層上，係由柯 爾旋轉角相對較小且室溫下保磁力相對較大之稀土類過渡 f屬材料所構成者，當以前述各凸脊與各凹溝之邊界中心 高度上之凸脊寬幅為wl，凸#平坦頂部之寬幅為w2，且各 凹溝之深度為d時，則 ’ 〇j$W2/wis〇.8a25nm$d$45nm， 且至少前述各凸脊具有曲面形狀之邊緣部。 於 凸 室 第1 本發明另提供一種磁光記錄媒體，根據本發明的另一 種側面，係具有由凸脊及凹溝所構成之記錄磁執，且用 記錄再生之雷射光束在記錄媒體面上之光束直徑為〇 · 7 πι以下者，包含有：透明基板，係具有交互形成之複數 脊及複數凹溝者；第1再生層，設置於該透明基板，係在 溫下具有面内方向易磁化性者；第2再生層，設置於該/ 再生層，係在室溫下具有面内方向易磁化性者；非磁性遮 1234154 A7 B7 五、發明説明（5 ) 斷層，設置於該第2再生層；記錄層，設置於該非磁性遮斷 層，係單層且在室溫下具有垂直方向易磁化性者；非磁性 保護層，設置於該記錄層；及金屬層，係該非磁性保護層 上所設者，當以前述各凸脊與各凹溝之邊界中心高度上之 凸脊寬幅為wl，凸脊平坦頂部之寬幅為W2，且各凹溝之深 度為d時，則 0.4$w2/wlS0.8 且 25nmSd$45nm， 且至少前述各凸脊具有曲面形狀之邊緣部。 最好是，當第1及第2再生層之居禮溫度各為Tel、Tc2 時，
Tc2$Tcl 且 165°CSTc2$190°C。 最好是’當第1再生層具有25nm〜3 5nm之膜厚tr 1，第2 再生層之膜厚為tr2時， trlx 0·3 $ tr2 $ trlx 0.4。 最好是，非磁性保護層具有5nm〜15nm之膜厚，金屬層 具有50nm〜90nm之膜厚，非磁性遮斷層具有〇 5nm〜2nm之 膜厚。 本發明另提供一種光記憶裝置，根據本發明的另一種 側面，至少可讀出業經記錄於光記錄媒體之資訊，而該光 記錄媒體具有由凸脊及凹溝所構成之記錄磁軌，包含有： 光學頭，係可將雷射光束照射於前述光記錄媒體者，而該 雷射光束在記錄媒體面上之光束直徑在〇·7 # m以下；及光 檢測器，係用以由前述光記錄媒體所反射之反射光產生再 生信號者，且前述光記錄媒體包含具有交互形成之複數凸 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） ------------噥--------------Γ·#---------------嘬. (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -8- 1234154 A7 B7 五、發明説明（6 脊及複數凹溝之透明基板，及設於該透明基板上而可進行 光記錄之記錄層，當以前述各凸脊與各凹溝之邊界之中心 高度上之凸脊寬幅為wl，凸脊平坦頂部之寬幅為界2，且各 凹溝之深度為d時，則 0.4$w2/wl$0.8 且 25nm$d$45nm， 且至少前述各凸脊具有曲面形狀之邊緣部。 圖示之簡單說明 第1圖係凸脊凹溝記錄用光記錄媒體之部分斷裂面截 面圖； 第2圖係本發明第1實施例之磁光記錄媒體構成圖； 第3圖係本發明第2實施例之磁光記錄媒體構成圖 第4圖係本發明第3實施例之磁光記錄媒體構成圖 第5圖係本發明第4實施例之磁光記錄媒體構成圖 第6圖係本發明第5實施例之磁光記錄媒體構成圖； 第7圖係本發明實驗所用具有角型凹溝（角型凸脊）基 板之照片； 第8圖係本發明實驗所用具有丸型凹溝（丸型凸脊）基 板之照片； 第9圖係第4圖所示第3實施例磁光記錄媒體（CAD媒體） 之CN比與w2/wl的依存關係圖； 第10圖係第4圖所示第3實施例磁光記錄媒體（CAD媒 體）之CN比與溝深的依存關係圖； 第11圖係第5圖所示第4實施例磁光記錄媒體（普通M0 媒體）之CN比與w2/wl的依存關係圖； 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） ------……!%1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •、¥ -嘴- -9- 1234154 A7 ---—__B7_ 五、發明説明（7 ) 第12圖係第5圖所示第4實施例磁光記錄媒體（普通M〇 媒體）之CN比與溝深的依存關係圖·， (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 第13圖係第6圖所示第5實施例磁光記錄媒體（2層膜媒 體）之CN比與w2/wl的依存關係圖； 第14圖係第6圖所示第5實施例磁光記錄媒體（2層膜媒 體）之CN比與溝深的關係依存圖； 第15圖係第4圖所示第3實施例磁光記錄媒體之CN比 與第2再生層居禮溫度τ c的依存關係圖； 第16圖係第3實施例磁光記錄媒體之cn比與第1再生 層膜厚的依存關係圖； 第17圖係第3實施例磁光記錄媒體之cn比與第2再生 層膜厚的依存關係圖； 第1 8圖係第3實施例磁光記錄媒體之cn比與非磁性遮 斷層膜厚的依存關係圖； 第19圖係第3實施例磁光記錄媒體之cn比與保護層膜 厚的依存關係圖； 第2 0圖係第3實施例磁光記錄媒體之記錄靈敏度與保 護層膜厚的依存關係圖； 第21圖係第3實施例磁光記錄媒體之cn比與A1層膜厚 的依存關係圖； 第22圖係第3實施例磁光記錄媒體之記錄靈敏度與八1 層膜厚的依存關係圖； 第23圖係本發明光碟裝置之方塊圖； 第24圖係載入M0卡匣後的裝置内部構造的說明圖。 η，本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐〉 5u5 -10- 1234154 A7
脂，以作成具有交互形成之凸脊8及凹溝10之透明基板4。 然後，透明基板4的轉寫面（凹溝及凹坑的形成面）上再形成
本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -11- 1234154 A7 -------B2____ 五、發明説明（9 ) 吕己錄層、保護層及反射層以完成光記錄媒體。該等基板製 造方法，如特開平1 1 232707號之記載。 第2圖顯示本發明第1實施例磁光記錄媒體丨2 a之構 成。在第1圖所示之透明基板4上依序積層有SiN基底介電 層14、GdFeCo再生層16、SiN#磁性層18、TbFeC〇記錄層 20。在記錄層20上更積層有SiN保護層22、含A1金屬層24。 本實施例磁光記錄媒體12A，係記錄層20之記錄標記藉由 靜磁耦合而轉寫至再生層16的CAD(中央孔徑檢測）方式之 熱磁超解析（MSR)媒體。比起記錄層20，再生層16的柯爾 旋轉角相對較大且室溫下的保磁力相對較小。另一方面， 比起再生層1 6 ’ a己錄層2 0的柯爾旋轉角相對較小且室溫下 保磁力相對較大。 第3圖圖示本發明第2實施例磁光記錄媒體丨2B之構 成。於第1圖所示透明基板4上依序積層SiN基底介電層 14、GdFeCo第1再生層26、GdFe第2再生層28、SiN非磁性 層30、TbFeCo記錄層32。記錄層32上又積層SiN保護層22、 含A1金屬層24。金屬層24亦可由以Au、Cu、Ag為主成分之 材料所形成。本實施例磁光記錄媒體12β，同樣係記錄層 32之記錄標記藉由靜磁耦合轉寫於第2再生層28及第1再生 層26之CAD方式MSR媒體。第1再生層26及第2再生層2 8在 室溫下具有面内方向易磁化性。另一方面，記錄層32係單 層且室溫下具有垂直方向易磁化性。 第4圖圖示本發明第3實施例磁光記錄媒體12C之構 成。第1圖所示之透明基板4上依序積層有SiN基底介電層 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） ............ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂— -12- 1234154 A7 ____B7 _ 五、發明説明（10 ) 14、GdFeCo第1再生層26、GdFe第2再生層28、SiN非磁性 層30、TbFeCo記錄層32。記錄層32之上則更積層有GdFeCo 記錄補助層34、SiN保護層22、含A1金屬層24。本實施例 之磁光記錄媒體12C同樣地，係記錄層32之記錄標記因靜 磁耦合而轉寫於第2再生層28及第1再生層26之CAD方式 MSR媒體。第1再生層26及第2再生層28，在室溫下具有面 内方向易磁化性。另一方面，記錄層32為單層且室溫下具 有垂直方向易磁化性。 第5圖顯示本發明第4實施例磁光記錄媒體丨2D之構 成。在第1圖所示之透明基板4上依序積層有siN基底介電 層14、TbFeCo記錄層36、GdFeCo記錄補助層38、SiN保護 層22、含A1金屬層24等。本實施例磁光記錄媒體12D屬普 通方式之磁光記錄媒體。 第6圖顯示本發明第5實施例磁光記錄媒體丨2E之構 成。在第1圖所示之透明基板4上依序積層有SiN基底介電 層14、GdFeCo再生層39、TbFeCo記錄層36、GdFeCo記錄 補助層38等。記錄補助層3 8上另積層有SiN保護層22、含 A1金屬層24。本實施例磁光記錄媒體12E係具有再生層39 及記錄層36之2層膜媒體。 次詳細說明第4圖所示第3實施例磁光記錄媒體丨2c之 製造方法。先預備好複數基板4 ,其相鄰接之凸脊8與凹溝 10之間隔（磁軌間距）為〇·4〇 # m ,係變更第工圖w2/wl與 凹溝10深度d而得。將基板插入具有真空到達度5χ 1〇 —5ρ& 以下之成膜室（濺鍍）的靜止對向型濺鍍裝置内。首先， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公爱） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •、\吞. .¾. -13- 1234154 A7 ----______ 五、發明説明（ii ) 上述基板搬入已安裝si靶之第丨室，導入Ar氣體與^^2氣 體’以反應濺射法形成40nm之SiN層。 …：…：!%! (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 其次’將基板移到已安裝G^oFe^Co!4合金靶之第2 至’導入Ar氣體藉DC濺鍍法形成在室溫下富re組成（補償 溫度高於室溫）之GdsoFe^Co"第1再生層26。第1再生層26 之居禮溫度為300°C。然後再將基板移到已安裝Gd靶與Fe 靶之第3室，導入Ar氣體藉DC濺鍍法形成GdFe第2再生層 28 °第1再生層26藉調整濺鍍時間來調整膜厚。並且，第2 再生層28成膜時，藉改變Gd|&與Fe乾之投入電力與成膜時 間調整其組成與膜厚。第2再生層28因調整Gd與Fe之組成 而改變了居禮溫度。亦即，第2再生層28之Gd組成在 13&1%〜21&1%的範圍内變化。（}(113%時居禮溫度為15〇。〇、 Gd21%時居禮溫度為2〇〇°c。 其次’基板回到第1室，形成SiN非磁性遮斷層30。SiN 非磁性遮斷層30藉改變成膜時間而調整膜厚。然後，將基 板移到已安裝Tb^Fe^Co"合金靶之第4室，導入Ar氣體利 用DC濺鍍法形成50nm厚度之Tb^FeyoCon記錄層32。記錄 層32之居禮溫度為210°C。然後，將基板移到已安裝 Gd^FeMCob合金靶之第5室，導入Ar氣體利用DC濺鍍法形 成6nm厚度之Gd2〇Fe64Co16記錄補助層34。 其次，將基板移到第1室並形成SiN保護層22。進一 步，將基板移到已安裝含1.5wt%Ti之AlTi合金靶之第6室， 形成AlTi金屬層24。保護層22與金屬層24，均藉成膜時間 之變更來調整其膜厚。金屬層24之上再塗敷紫外線硬化樹 本紙張尺度適用中國國家標準⑽）Μ規格⑵0X297公爱） _14_ 1234154 A7 B7 _ 五、發明説明（12 ) 脂，作成了第4圖所示之磁光記錄媒體丨2C。 以上方法作成之磁光記錄媒體丨2C，其於本發明之成 膜基準條件，及以兩種基板溝比較其CN比之結果，各列於 表1及表2。又，溝形狀之照片示於第7圖及第8圖。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •、可| 表1 媒體設計因子 第2再生層居禮溫度（°C) 膜基準條件 Γ70 第1再生層膜厚（nm) 30 苐2再生層膜厚（ηηι) 10 非磁性遮斷層膜厚(ηπι) 1 保護廣膜厚（nm) 10 A1層膜厚（nm) 70 表2 第8圖 第7圖 溝形狀 溝深（nm) 6.0/10 29 8.5/10 49 CN 比（Land) 4578 42^2 CN 比（Groove) 46.2 45.3 所作成之磁光記錄媒體12C以記錄標記長〇·25// m、線 速度7.5m/s之條件，用405nm.射光束（接物鏡na=〇.55) 進行光調制記錄，並以光譜分析儀測定其（：1^比。由表2清 楚可見，第7圖角型溝之凸脊其CN比較低，僅得約“犯， 而第8圖丸型溝或曲面溝之凸脊可得接近46dB2CN比。 又此處之溝形狀係因基板表面上紫外線照射時間之不同 而調整過。 本紙張尺度適财_緖準（CNS) Α4規格⑵GX297公爱） -15- 1234154 A7 ______B7_ 五、發明説明（13 ) 其次，表1之成膜條件不變，改變基板之w2/wl及溝 深以作成樣本，其凸脊之CN比的測定結果示於第9圖及第 10圖。第9圖改變過界2/^；1的基板的溝深為3〇nm，第⑺圖 改變過溝深的基板的w2/wl為0.6。由第9圖可知，CN比在 w2/wl增大到近似角型溝形狀之處急遽下降。相反地，降 低w2/wl則因受到消去相鄰磁軌時的熱影響而消失掉記 錄標記’使得CN比降低。此處，相鄰磁軌之消去功率設定 付比月b夠元全消去已έ己錄標記之功率還高1 5 %。由第9圖可 知，w2/wl以CN比在45dB以上之0.4〜0.8範圍為宜。且由 第10圖’溝深以CN比在45dB以上之25nm〜45nm範圍為宜。 苐5圖所示單層記錄層之普通磁光記錄媒體1 、第6 圖所示具有再生層39與記錄層36之2層膜磁光記錄媒體 12E亦進行過同樣實驗。第5圖及第6圖所示媒體的各層的 條件與第4圖所示之CAD媒體相同。設記錄標記長為〇 45 # m，同樣方式的測定結果示於第η圖〜第14圖。第丨丨圖係 普通ΜΟ媒體其CN比對w2/wl的依存關係，第12圖係普通 MO媒體其CN比對溝深的依存關係。第13圖係2層膜媒體其 CN比對w2/wl的依存關係，第14圖係2層膜媒體其CN比對 溝深的依存關係。由這些結果可知，即使是記錄層單層之 普通MO媒體及2層膜MO媒體，亦獲得與第4圖所示CAD媒 體幾乎相同的結果。亦即，w2/ wl以CN比為45dB以上之 0.4〜0.8範圍為宜，溝深以CN比為45dB以上之25nm〜45nm 範圍為宜。凸脊及凹溝邊緣部之曲率半徑最好是不要太 大。去角之斜緣已足夠抑制交攪（cross talk)，並能夠改善 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂. -16- 1234154 A7 B7 五、發明説明（14 CN比。 其次，按表1本發明之基準條件，用溝深3〇nm、w2/ = 狀基板，改㈣的各設計因子的參數作成複數 個樣本，對凸脊進行測定。表3顯示本發明之基準條件與習 知條件之比較。 表3 某體設計因子 第2再生層居禮溫度（。C ) 第1再生層膜厚（nm) ¥2再生層膜厚（nm) ^磁性遮斷層膜厚（nmy~ 保護層（nm) A1層膜厚（nm)
多準條件TW 30 10 10 70 條件 30 6 2 20 40 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 第15圖顯示因變更第2再生層28之Gd組成以致居禮溫 度Tc改變時之CN比。由第15圖可知，第2再生層28之居禮 溫度在160°C〜190°C範圍時可得44dB以上良好的CN比。第 16圖顯示第1再生層26之膜厚與CN比之相對關係。第17圖 顯示第2再生層膜厚比（％)(第2再生層28之膜厚/第1再生 層26之膜厚）與CN比之相對關係。由第16圖可知，第1再生 層26之膜厚未滿25nm時CN比急遽降低，而大於30nm時CN 比則緩慢降低。欲得44dB以上之CN比則以3 5nm以下之膜 厚為宜。此外，第2再生層28之膜厚依存於第1再生層26之 膜厚，如第17圖所示，第2再生層28之膜厚為第1再生層26 膜厚的30%〜40%範圍内時可獲良好的CN比。 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公爱） 1234154 A7 ___ΒΊ _ 五、發明説明（15 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 第1 8圖顯示CN比對非磁性遮斷層3〇膜厚的依存關 係。當遮斷層30之膜厚未達〇·5ηηι時記錄層32與再生層 26、28之間的交換結合力大增，阻礙記錄層32與再生層26、 28之間的靜磁耦合力而造成cn比急遽下降。另一方面，增 厚非磁性遮斷層30會降低靜磁耦合力，故降低記錄標記之 轉寫性，也降低CN比。因此，欲獲得良好的cn比，非磁 性遮斷層30之膜厚以〇.5nm〜2.0nm範圍為宜。 -雙- 第19圖顯示CN比對保護層22膜厚之依存關係。第20 圖顯示記錄靈敏度對保護層22膜厚之依存關係。增厚保護 層22則降低CN比，亦降低記錄功率（Pw)。通常在光記錄， 為提尚傳送速率故有必要高速旋轉化，然設定高旋轉速度 而提尚線速度，則記錄上必要之雷射功率變高。尤其，由 於適合南禮、度記錄之藍紫雷射的輸出比紅色雷射還低，故 為了兩線速度化需盡可能壓低媒體的記錄功率pw。由第i 9 圖及第20圖可知’欲獲得低記錄功率且良好之cn比，保護 層22之膜厚以5nm〜15nm範圍為宜。 第21圖顯示CN比對AlTi層24膜厚之依存關係，第22圖 顯示記錄靈敏度對AlTi層24膜厚之依存關係。A1Ti層24膜 厚較厚者CN比也比較大，唯記錄功率Pw亦跟著上升。欲 獲得低記錄功率且良好之CN比則AlTi層24膜厚以 50nm〜90nm範圍為宜。 參照第2 3圖’顯示本發明之光碟裝置的電路方塊圖。 本發明之光碟裝置係由控制單元40及盒子41所構成。控制 單元40設有對光碟裝置作全面控制的mPU42、與上位裝置 _本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -18- 1234154 A7 B7 五、發明説明（16 ) 之間收送指令及資料的介面47、對光碟媒體讀寫資料時進 行必要之處理的光碟控制器（〇DC)44、數位信號處理器 (DSP)46、及緩衝記憶體48 〇緩衝記憶體48由MPU42、光 碟控制器44、及上位介面47所共用。 光碟控制器44内設有格式器44 a及ECC處理部44 b。 寫入存取（write access)時，格式器44 a將NRZ寫入資料分 割成媒體之扇區單位以產生記錄格式。ECC處理部44 b則 對扇區寫入資料產生ECC碼並附加於記錄格式，必要時更 產生CRC碼附加上去。進而將已ECC編碼之扇區資料變換 成例如（1，7)RLL碼。 格式器44 a產生邏輯塊位址（LBA)供0S過來存取 (access)時用。該LBA按光碟媒體之記錄容量預先程式化， 該程式以韌體之形式置於格式器44 a内。格式器44 a内另 有將LB A轉換成磁執位址及扇區位址的程式。甚且，光碟 媒體在實體格式化時所發現之缺陷扇區號碼亦置於格式器 44 a之内。 讀出（read access)時，（1，7)RLL逆轉換經解調之扇區讀 出資料，在ECC處理部44b做過CRC檢查後訂正錯誤，進 一步於格式器44 a連結扇區單位之NRZ資料作為NRZ讀出 資料流傳送至上位裝置。寫入LSI電路50受光碟控制器44 控制。LSI電路50具有寫入調變器51及雷射二極體控制電路 52。雷射二極體控制電路52之輸出係傳至設於盒子41側光 學單元内之雷射二極體單元60。 雷射二極體單元60具有雷射二極體60 a及監視用光檢 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -----------------—— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ·、¥ -·線- 1234154 A7 B7 五、發明説明（17 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 測器60 b。寫入調變器5 1將寫入資料轉換成PPM記錄或 PWM記錄之資料形式。對以雷射二極體單元60進行記錄及 再生之光碟，亦即可重錄之磁光（MO)卡匣媒體，本發明之 光碟裝置能使用 128MB、230MB、540MB、640MB、1.3GB 及本發明光記錄媒體之任一種。只要接物鏡之數值孔徑 (NA)為0.55以上，使用波長405nm之藍紫雷射，均可與本 發明之光記錄媒體向下相容。 當中，對於128MB、23 0MB之MO卡匣媒體，採用的是 對應於媒體上標記之有無以記錄資料的凹坑位置記錄 (PPM記錄）方式。並且，媒體之記錄格式為CAV(常數角速 率）方式。此外，對於可高密度記錄之540MB、640MB及 1.3 GB之MO卡匣媒體，採用的是將標記之邊緣部分，亦即 將標記之前緣與後緣與資料對應的脈寬記錄（PWM記錄）方 式。並且，採用區域（zone)CAV方式。 如此則本發明之光碟裝置可因應128MB、230MB、 540MB、640MB及1.3GB等各記錄容量之MO卡匣媒體。因 此，當MO卡匣載入光碟裝置時，先讀出媒體標頭（header) 部複數預製凹坑（pre-pit)所形成之ID部，從該凹坑之間隔 MPU42即識別媒體之種類，識另結果傳給寫人LSI50 〇又， CAD方式之MO卡匣載入光碟裝置時，由MPU42設定該媒 體用之特定設定值，該設定值並傳給寫入LSI50。 光碟控制器44過來之扇區寫入資料，如係128MB、 230MB媒體則由寫入調變器51轉換成PPM記錄資料，如係 540MB、640MB、1.3GB媒體或本發明之光記錄媒體則轉 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 1234154 A7 _B7_ 五、發明説明（18 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 換成PWM記錄資料。寫入調變器51所轉換之PPM記錄資料 或PWM記錄資料，傳至雷射二極體控制電路52，驅動雷射 二極體60 a將資料寫入媒體。 讀出LSI電路54具有讀出解調器55及頻率合成器56。雷 射二極體60 a所射出雷射光束之反射光為ID/MO檢測器62 檢測出來，此ID信號及MO信號經過前置放大器64輸入於 讀出LSI電路54。檢測出來的ID信號為標頭的位址資料 等，藉由讀取識別符（identifier)及磁執位址、扇區位址之 連續資料，即能夠分辨光束在媒體上的位置。 讀出LSI電路54之讀出解調器55具有AGC電路、濾波 器、及扇區標示檢測電路等電路功能，由輸入之ID信號及 MO信號產生讀時鐘（read clock)及讀出資料，並將PPM記錄 資料或PWM記錄資料解調成原來之NRZ資料。由於採用區 域CAV的關係，轉軸馬達70之控制，係由MPU42對讀出LSI 電路54之内藏頻率合成器56，進行分頻比之設定控制以產 生區域對應之時鐘頻率。 頻率合成器56係備有可程式分頻器之PLL電路，產生 具有按媒體之區域（band)位置預先設定固定頻率之基準時 鐘以作為讀時鐘。亦即，頻率合成器56由具備可程式分頻 器之PLL電路所構成，按區域號碼設定之分頻比（m/n)所導 出之頻率f〇之基準時鐘，由MPU42依 fo = (m/n) · fi 產生。此處，分頻比（m/n)之分母分頻值η係按128MB、 230MB、540MB、640MB、1.3GB媒體或本發明光記錄媒體 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -21- 1234154 A7 _B7_ 五、發明説明（19 ) 的種類的固有值。分子分頻值m係依媒體區域位置的變化 值，對於各媒體預先備有區域號碼對應值表（table)。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 讀出LSI電路54進而對DSP46輸出MOXID信號E4。 MOXID信號E4，係在資料領域即M0領域時為Η階 (level)(位元1)信號，在形成預製凹坑（pre-pit)的ID領域時 變為L階（位元0)信號，亦為顯示媒體記錄磁執上M0領域及 ID領域的實際位置的信號。在讀出LSI54經過解調之讀出 資料傳至光碟控制器44，經（1，7)RLL逆轉換後藉由ECC處 理部44b之編碼（encode)功能經CRC檢查及ECC處理而還 原成NRZ扇區資料。進而於格式器44 a連接NRZ讀出資料 流之後，經由緩衝記憶體48由上位介面47轉送至上位裝置。 設於盒子41側的溫度感測器66的檢測信號經由DSP46 傳給MPU42。MPU42根據溫度感測器66所檢測之裝置内部 環境溫度，控制雷射二極體控制電路52讀出（read)、寫入 (write)、及消除（erase)等各發光功率於最適當值。例如， 雷射二極體控制電路52控制記錄功率（write power)於 6.0mW，控制再生功率（read power)於 2.0mW。從 128MB媒 體至1.3GB媒體均進行光調制記錄。本發明之磁光記錄媒 體能夠採用光調制記錄及磁調制記錄之任何一種。MPU42 另經由DSP46透過驅動器68控制設置於盒子41側之轉軸馬 達70。由於MO卡匣之記錄格式為區域CAV，故令轉軸馬達 70以一定速度例如4500rpm旋轉。資料在記錄時及再生 時，媒體之線速度均為7.5m/s。 MPU42另經由DSP46透過驅動器72控制設置於盒子41 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -22- 1234154 A7 B7 五、發明説明（2〇 ) 側之電磁石74。電磁石74配置於，裝置内所載入M0卡匡其 光束照射側的反對側，對媒體提供外部磁場。DSP46對媒 體有伺服功能即雷射二極體60 a之雷射光束之定位，備有 尋覓目的磁執使其在軌（on track)的尋覓控制部57，及引導 光束於目的磁軌後使其遵循磁軌中心（track center)的在執 控制部58。 為實現DSP46之伺服功能，於盒子41側之光學單元内 設置一接受從媒體過來的光束反射光的FES用檢測器75， 而FES檢測電路76則由FES用檢測器75之受光輸出產生聚 焦錯誤（focus error)信號對DSP46輸入。盒子41側之光學單 元内另設置一接受從媒體過來的光束反射光的TES用檢測 器77,而TES檢測電路78則由TES用檢測器77之受光輸出產 生磁執錯誤（track error)信號E1，輸入至DSP46。 磁執錯誤信號E1傳給TZC檢測電路（磁執零交叉檢測 電路）80，產生磁執零交叉脈衝E2後再傳給DSP46。DSP46 另為了控制媒體上光點的位置，透過驅動器88、92、96控 制聚焦致動器90、磁軌致動器94及驅動VCM98。 參照第24圖，顯示光碟裝置的盒子41的大略構成。外 罩100之内部設有轉軸馬達70，經插入口 104將MO卡匣106 插入裝置内時，内部的MO媒體12即為轉軸馬達70之旋轉軸 上的輪軸（hub)所夾緊，而載入MO媒體12。經載入之MO媒 體12的下側，設置一藉由VCM98而可於媒體的磁執橫切方 向上自由移動的拖架108。拖架108上搭載有接物鏡110及光 束向上折射之鲮鏡114。 ΰ本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） ----------------------------------------------·_ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1234154 A7 B7
五、發明説明P 固定光學系112内設之雷射二極體6〇a所發出之雷射 光束經光束轉向鲮鏡114反射至接物鏡110，將光點聚焦於 M0媒體12之記錄面。接物鏡11〇受第23圖盒子41内的聚焦 致動器90的控制而移動於光軸方向，又藉由磁執致動器94 而可於板切媒體磁執的半控方向的例如數1 〇磁執的範圍内 移動。經載入之MO媒體12的上側，則設有一提供媒體外部 磁场的電磁石10 2。 產業利用之可能性 如上詳述，根據本發明，則即使資料之記錄及再生係 使用小光點之藍紫雷射，也能提供以具有良好CN比與極小 交攪特性之凸脊及凹溝作為記錄磁執的光記錄媒體。進而 能夠提供，適合對該等光記錄媒體作資料之記錄及再生的 光碟裝置。 -24- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 1234154 A7 ^^ ___B7 五、發明說明（22 ) 【元件標號對照表】 2··.光記錄媒體 41···盒 子 4···透明基板 42...MPU 6···記錄層 44.··光碟控制器（〇DC) 8···凸脊 44 a…格式器 8 a ···邊緣部 44 b ...ECC處理部 10.··凹溝 46···數位信號處理器⑺SP) 1G a ···邊緣部 47…介面 12···Μ0 媒體 48···緩衝記憶體 14···基底介電層 50…寫入LSI電路 16··.再生層（GdFeCo) 51...寫入調變器 18 · · ·非磁性層 52...LD控制電路 20···記錄層（TbFeCo) 54···讀出LSI電路 22·.·保護層 55···讀出解調器 24·.·金屬層 56···頻率合成器 26···第 1 再生層（GdFeCo) 57···尋覓控制部 28···第2再生層（GdFe) 58···在軌控制部 3 0 ·. ·非性層 60···雷射二極體單元 32·.·記錄層（TbFeCo) 60 a…雷射二極體 34···記錄補助層 60b…監視用PD 3 6…記錄層 62...ID/MO用檢測器 3 8 · · ·記錄補助層 64···前置放大器 39···再生層 66···溫度感測器 40·.·控制單元 68...驅動器 —------------..............丨-、可--------------- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（q^) Α4規格（210X297公釐） -25- 1234154 A7 B7 五、發明説明（23 ) 70.. .轉軸馬達 72 —驅動器 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 74.. .電磁石 75.. .FES用檢涓J器 76.. .FES檢測電路 77.. .TES用檢測器 78.. .TES檢測電路 8 0 · ·. T Z C 測電 5^ 88.. .驅動器 90.. .聚焦致動器 92.. .驅動器 94.. .磁執致動器 9 6...驅動器 98.. .VCM 100…外罩 102.. .電磁石 104···插入口 106.. .MO 卡匣 108.. .拖架 110…接物鏡 112…固定光學系 114.. .鲮鏡 w 1...凸脊之寬幅 w2···凸脊平坦頂部之寬幅 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐）

Claims (1)

1234154 六、申請專利範圍 i一種光記錄媒體，係具有由凸脊及凹溝所構成之記錄磁 軌，且用於記錄再生之雷射光束在記錄媒體面上之光束 直I為0.7//m以下者，包含有： 透明基板’係具有交互形成之複數凸脊及複數凹溝 者；及 頁 記錄層，係設置於該透朋基板上而可進行光記錄者， 又，當以前述各凸脊與各凹溝之邊界之中心高度上 之凸脊寬幅為W1 ,凸脊平坦頂部之寬幅為w2，且各凹溝 之深度為d時，則 〇.4$w2/wl$〇.8且25nm$d$45nm， 且至少前述各凸脊具有曲面形狀之邊緣部。 訂 2·如申請專利範圍第1項之光記錄媒體，其中前述各凹溝具 有曲面形狀之邊緣部。 3. 如申請專利範sm項之光記錄媒體，其中前述記錄層係 由稀土類過渡金屬材料所形成之磁光記錄層所構成。 4. —種磁光記錄媒體，係具有由凸脊及凹溝所構成之記錄 磁軌，且用於記錄再生之雷射光束在記錄媒體面上之光 束直徑為0.7# m以下者，包含有： 者透明基板，係具有交互形成之複數凸脊及複數凹溝 再生層，設置於該透明基板，係由柯爾旋轉角相對 :大且室溫下保磁力相對較小之稀土類過渡金 構成者，·及 記錄層，設置於該再生層，伤出 曰係由柯爾旋轉角相對較 (CNS) A4^ (210X297^)' -27- 1234154 A8 B8 C8
-28- 1234154 A8 B8 C8 D8 申睛專利範圍 金屬層，係該非磁性保護層上所設者， 又’當以前述各凸脊與各凹溝之邊界之中心高度上 之凸脊寬幅為wl，凸脊平坦頂部之寬幅為W2，且各凹溝 之深度為d時，則 0.4$w2/wl$0.8且25nm$d$45nm， 且至少前述各凸脊具有曲面形狀之邊緣部。 8·如申請專利範圍第7項之磁光記錄媒體，其中當以前述第 1及第2再生層之居禮溫度分別為Tel、Tc2時，則 Tc2$Tcl 且 165°C$Tc2$190°C。 9·如申請專利範圍第7項之磁光記錄媒體，其中前述第1再 生層具有25nm〜35nm之膜厚trl。 10.如申請專利範圍第7項之磁光記錄媒體，其中當以前述 第2再生層之膜厚為tr2時，則 trlx 0.3$ tr2$ trlx 0.4。 11·如申請專利範圍第7項之磁光記錄媒體，其中前述非磁 性保護層具有5nm〜15nm之膜厚。 12·如申請專利範圍第7項之磁光記錄媒體，其中前述金屬 層具有50nm〜90nm之膜厚。 13.如申請專利範圍第7項之磁光記錄媒體，其中前述非磁 性保護層係由SiN所構成。 14 ·如申請專利範圍第7項之磁光記錄媒體，其中前述金屬 層包含且以A1為主成分。 15·如申請專利範圍第7項之磁光記錄媒體，其中前述非磁 性遮斷層具有〇.5nm〜2nm之膜厚。 本紙張尺度適用中國國家標準（) A4規格（21〇><297公楚） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
-29- 1234154 六、申請專利範圍 16·—種光記憶裝置，至少可讀出業經記錄於光記錄媒體之 貝汛，而該光記錄媒體具有由凸脊及凹溝所構成之記錄 磁執，包含有： 光學頭’係可將雷射光束照射於前述光記錄媒體 者，而該雷射光束在記錄媒體面上之光束直徑在〇.7#瓜 以下；及 光檢測器，係用以由前述光記錄媒體所反射之反射 光產生再生信號者， 且前述光記錄媒體包含具有交互形成之複數凸脊及 複數凹溝之透明基板，及設置於該透明基板上而可進行 光記錄之記錄層， 又，當以前述各凸脊與各凹溝之邊界之中心高度上 之凸脊寬幅為wl，凸脊平坦頂部之寬幅為w2，且各凹溝 之深度為d時，則 〇.4$w2/w1$〇.8且25nm$d$45nm， 且至少前述各凸脊具有曲面形狀之邊緣部。
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