WO2004055804A1 - 光磁気記録媒体及び光磁気記憶装置 - Google Patents

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WO2004055804A1
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optical recording
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rom
signal
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Tetsuo Hosokawa
Nobuhide Aoyama
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Fujitsu Limited
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    • G11B7/0079—Zoned data area, e.g. having different data structures or formats for the user data within data layer, Zone Constant Linear Velocity [ZCLV], Zone Constant Angular Velocity [ZCAV], carriers with RAM and ROM areas
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    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/26—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of record carriers

Definitions

  • the present invention generally relates to a magneto-optical recording medium, and more particularly to a magneto-optical recording medium capable of simultaneously reproducing ROM / RAM. Background technology
  • FIG. 1 shows a plan view of an example of a conventional ISO standard magneto-optical disk.
  • the lead-in 2 and the lead-out 4 have ROM information composed of phase pits formed on the polycarbonate substrate by projections and depressions, and record information such as disc use.
  • the depth of the phase pit serving as the ROM information is set so that the light intensity modulation during reproduction is maximized.
  • a user area 6 on which a magneto-optical recording film is formed by a sputter device. In this user area 6, a user can freely record information.
  • FIG. 2 is an enlarged partial plan view of the user area 6.
  • a land 10 sandwiched by a group 8 serving as a tracking guide has a phase pit 16 serving as a header part 12 and a user data part 14.
  • the information of the header part 12 is composed of a sector one mark, VFO, ID, etc. according to a sector one format.
  • the user data section 14 is a flat land 10 sandwiched between groups 8 and records a magneto-optical signal.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view taken along the line III_III in FIG.
  • the magneto-optical disk is composed of a substrate i 8 such as a poly-polycarbonate, a dielectric film 20, a magneto-optical recording film 22 such as TbFeCo, a dielectric film 24, an A 1 film 26, and a protective layer. It is configured by laminating an ultraviolet curing film 28 as the above.
  • FIG. 3 is modified from FIG. 2 so that it has the same width in the radial direction as the area of the land 10 in order to perform magneto-optical recording also in the area of group 8. I have.
  • a weak laser beam should be applied to the magneto-optical disk.
  • the polarization plane of the laser beam changes as much as possible depending on the direction of magnetization of the recording layer, and the presence or absence of a signal is determined based on the intensity of the polarization component of the reflected light. This enables reading of RAM information.
  • Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 6-220820 discloses a ROM (read only memory) -RAM (random access memory). Simultaneous reproduction of concurrent ROM—RAM optical disk is disclosed.
  • ROM—RAM read only memory
  • Such a magneto-optical recording medium capable of simultaneous reproduction by ROM—RAM has a radial cross-sectional structure shown in FIG.
  • ROM information is fixedly recorded by a phase pit PP, and RAM information is recorded on a row of phase pits by a magneto-optical recording OMM.
  • the cross-sectional view taken along the IV-IV line in the disk radial direction in FIG. 5 corresponds to FIG.
  • the group 8 shown in FIG. 2 is not provided because the phase pit PP serves as a tracking guide.
  • an object of the present invention is to provide a magneto-optical recording medium capable of stably reproducing both ROM information and RAM information in simultaneous reading of ROM-RAM information.
  • Another object of the present invention is to provide a magneto-optical recording medium capable of improving ROM signal jitter and magneto-optical (MO) signal jitter on a ROM in simultaneous reading of ROM-RAM information.
  • Still another object of the present invention is to provide a magneto-optical storage device capable of improving the R ⁇ M signal jitter and the MO signal jitter on the ROM in simultaneous reading of ROM-RAM information.
  • a substrate having a ROM region in which a plurality of phase bits serving as ROM signals are formed, and a RAM signal formed in a region corresponding to the ROM region of the substrate are recorded.
  • the average inclination angle of the end of each phase pit at a position within the range of ⁇ 20% of the depth of each phase pit is 10 ° to 40 °.
  • a magneto-optical recording medium is provided.
  • the width of each phase pit is 300 nm to 500 nm, and the degree of modulation of each phase pit is 10% to 30%.
  • the magneto-optical recording medium further includes a dielectric layer inserted between the substrate and the magneto-optical recording film. The thickness of this dielectric layer is 10% or more of the reproducing laser beam wavelength, and the reflectivity of the reproducing laser beam in a portion where no phase pit is formed is 18% to 25%.
  • the width of each phase pit is 30% to 50% of the reproduction laser beam diameter.
  • a magneto-optical storage device capable of at least reading information recorded on a magneto-optical recording medium, and irradiating the magneto-optical recording medium with a laser beam having linearly polarized light.
  • the magneto-optical storage device is characterized in that the average inclination angle of the end of each phase pit at a position of half of ⁇ 20% is 10 ° to 40 °.
  • the plane of polarization of the laser beam incident on the magneto-optical recording medium is set within a range of ⁇ 5 ° perpendicular to the length direction of each phase pit.
  • a substrate having a plurality of phase pits is provided.
  • a plurality of protrusions having a shape complementary to the shape of each of the phase bits, and an end of each of the protrusions at a position of 20% of half the height of each of the protrusions.
  • a stamper is provided, wherein the average inclination angle of the section is 10 ° to 40 °.
  • the average inclination angle of the end of each projection is 15 ° to 30 °.
  • Figure 1 is a plan view of a conventional ISO standard magneto-optical disc:
  • Figure 2 is an enlarged partial plan view of the user area
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view taken along the line I II —II I I of FIG. 2;
  • Figure 4 is a schematic cross-sectional view in the radial direction of a magneto-optical recording medium capable of simultaneously reproducing ROM and RAM;
  • Figure 5 is its plan view
  • FIG. 6 is a diagram showing the arrangement of phase pits which is a prerequisite for understanding the features of the magneto-optical recording medium of the present invention.
  • Figure 7 is an illustration of the inclination angle of the end of the phase pit formed on the substrate
  • Figure 8 is a schematic diagram of the stamper
  • FIG. 9 is an explanatory view of transferring a portion of the stamper to a substrate to form a phase pit;
  • FIG. 10 is a sectional configuration view of a magneto-optical recording medium according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 11 is a graph showing ⁇ signal jitter on R ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ and R ⁇ reproduced signal jitter with respect to the angle of the phase pit end;
  • FIG. 12 is a graph showing the relationship between the phase pit depth and the modulation degree of the phase pit reproduced signal when the inclination angle of the end of the phase pit is approximately 20 °;
  • Figure 13 is a graph showing the R ⁇ signal jitter and the ⁇ signal jitter on the R ⁇ section when the modulation depth is changed;
  • Fig. 14 is a graph showing the measurement results of the R ⁇ ⁇ ⁇ signal jitter and the ⁇ ⁇ ⁇ signal jitter on the R ⁇ section when the width of the phase pit is changed;
  • Figure 1 5 is diagram illustrating the polarization direction of the incident light beam with respect to the shape of the phase pit; reflectance with respect to the film thickness of 1 6-under Coat S i N layer when 3 3 sccm 2 gas flow rate ⁇
  • Fig. 17 is a graph showing the change of MO signal jitter on ROM and jitter of ROM playback signal when the thickness of the undercoat SIN layer is changed;
  • Figure 18 shows the change in film thickness with time for forming the undercoat SiN layer
  • Fig. 19 is a graph plotting the change in reflectivity with the deposition time using the N 2 gas flow rate as a parameter
  • Figure 20 is a graph showing ROM signal jitter and MO signal jitter on ROM versus deposition time
  • FIG. 21 is a block diagram of a magneto-optical disk drive according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 22 is a block diagram showing the detailed configuration of the main controller
  • Figure 23 shows a combination of 10] ⁇ 11, ROM 2, and RAM detection in each mode
  • FIG. 24 is a view for explaining the configuration of the encryptor and the decryptor and an example of their processing.
  • FIG. 6 is a diagram showing an arrangement state of phase pits which is a prerequisite for understanding the features of the magneto-optical recording medium of the present invention.
  • the reference symbol P d means the depth of the phase pit, that is, the optical depth.
  • the track pitch Tp is the interval between the phase pits in the radial direction
  • the pit width Pw is the width of the phase pits in the radial direction.
  • the track pitch T p l 6 / im, pit width:.
  • P w 0. 4 0 M m s shortest pit length 0. 8 / zm
  • groove depth P d 4 0
  • a polycarbonate substrate of nm was prepared.
  • the depth of the pit 32 formed on the substrate 30 by the thickness of the photo resist applied to the stamper in the stamper process and the irradiation of the substrate with ultraviolet rays is set to about 40 nm.
  • a plurality of substrates were prepared with the angle 01 of the end (edge) of the pit 32 shown in 7 adjusted.
  • the length of the phase pits 32 was 0.8 ⁇ m, the shortest length, and several random lengths at regular intervals.
  • the pit end angle 01 can be adjusted by irradiating the substrate 30 with ultraviolet light.
  • the pits 32 become shallower due to the UV irradiation, but the pits are made at approximately the same pit depth by correcting in advance the film thickness of the photoresist at the time of stamper fabrication.
  • a plurality of substrates having different end angles 01 were prepared. Note that the pit end angle of the substrate 30 can be adjusted by ultraviolet irradiation in a photo resist process at the time of forming the stamper. Alternatively, the pit angle ⁇ 1 may be adjusted by a method such as plasma processing. FIG.
  • FIG. 8 shows a conceptual diagram of the stamper 34, in which a convex portion 36 having a shape complementary to the shape of the phase pit 32 is formed at a position corresponding to the phase pit 32 of the substrate 30. I have.
  • the end of the projection 36 has an inclination angle of ⁇ 2.
  • FIG. 9 is a conceptual diagram showing that the projection 36 of the stamper 34 is transferred to the substrate 30 to form the phase pit 32.
  • 0 1 is substantially equal to 0 2.
  • the stamper 34 is formed of a nickel alloy, and the stamper is set in a mold, and a substrate 30 having the phase pit 32 is formed by transfer processing using a molding machine.
  • the convex shape 36 formed on the stamper 34 is transferred to the resin substrate 30 at the time of molding, and the substrate 30 on which the phase pit 32 is formed is formed of polycarbonate or the like.
  • the substrate is inserted into a sputtering apparatus having a plurality of film formation chambers having a degree of ultimate vacuum of 5 ⁇ 10 5 Pascal (Pa) or less.
  • the substrate 30 is transported to the first champer on which the Si target is mounted, Ar gas and N 2 gas are introduced, and 3 kW DC power is applied to the substrate to form an undercoat by reactive sputtering.
  • a single SiN layer (dielectric layer) 38 was formed.
  • the laser beam was focused on the mirror surface where no phase pit was formed, and the reflectivity of a plurality of samples in which the undercoat SiN layer 38 was changed was also measured.
  • the measurement was performed by irradiating a laser beam having a polarization plane perpendicular to the longitudinal direction of the phase pit to a sample mounted on a recording / reproducing apparatus.
  • Figure 11 shows the MO signal jitter on the ROM and the ROM playback signal jitter with respect to the angle of the phase pit end.
  • the film forming conditions of the undercoat SiN layer 38 were set to a thickness of 80 nm, and the flow rate of the N 2 gas was set to 33 sccm.
  • An atomic force microscope (AFM) was used to measure the tilt angle of the phase pit, and the angle 01 shown in Fig. 7 was measured. Angle 0 1 was measured at a position of half the depth of phase pit 32 ⁇ 20%. The reflectivity at the mirror surface of this sample is 23%. As is evident from Fig.
  • the MO signal jitter in the ROM increases when the phase pit tilt angle is steep, and rises sharply when the tilt angle is 40 ° or more. Conversely, when the phase pit tilt angle becomes gentle, the ROM signal jitter rises and rises sharply when the tilt angle is 10 ° or less.
  • the inclination angle of the end of the phase pit should be between 10 ° and 40 °. You can see that it should be set. More preferably, the inclination angle is in the range of 15 ° to 35 ° which achieves a jitter of 8% or less. It is unclear why the MO signal jitter on the ROM section was reduced by reducing the tilt angle at the end of the phase pit. Therefore, it is supposed that the disturbance of the polarization plane during reproduction is reduced, which is the cause of the improvement of the MO signal jitter on the ROM part.
  • the modulation degree was defined as 100 X phase pit signal amplitude / reflection level (%).
  • the reflection level is a reflection level from a flat portion where no phase pit is formed.
  • the flat portion is a portion of the medium in FIG. 6 where the phase pit is not formed. Deep phase pit If it does, the modulation will increase.
  • the height of the protrusion of the stamper is adjusted to be almost the same as the depth of the phase pit of the substrate.
  • FIG. 13 is a diagram showing the ROM signal jitter and the 1 ⁇ signal jitter on the 101 ⁇ section when the modulation factor is changed. As is evident from FIG. 13, good characteristics are obtained for both the ROM signal jitter and the MO signal jitter on the ROM section when the modulation factor is between 10% and 30%.
  • Fig. 14 shows the measurement results of the ROM signal jitter and the MO signal jitter on the ROM section when the phase pit width was changed at a tilt angle of 20 ° and a depth of 40 nm at the end of the phase pit.
  • FIG. 14 the ROM signal jitter increases when the pit width is 500 nm or more, and the MO signal jitter increases remarkably when the pit width is 300 nm or less. Therefore, the width of the phase pit is preferably in the range of 300 nm to 500 nm.
  • Table 1 shows the MO signal jitter on the ROM when the polarization direction of the incident light was changed with a tilt angle of the phase pit end of 20 °, a pit depth of 40 nm, and a pit width of 390 nm. Showing,
  • the polarization direction is the polarization angle of the incident light beam 48 with respect to the length direction of the phase pit 32 shown in FIG.
  • Table 2 shows the results of measuring the jitter of the ROM signal at the phase pit with and without the MO signal using the same samples as those in Table 1.
  • the ROM signal detects the intensity change signal of the reproduction laser beam, leakage of the MO signal due to the change in the polarization direction does not occur in principle.
  • Table 2 in the state where the MO mark was erased, almost constant and good ROM signal jitter was obtained irrespective of the polarization direction of the reproduction laser beam.
  • the MO mark is recorded on the ROM, it leaks into the ROM playback signal and the jitter increases.
  • the jitter increases significantly when the raw laser beam has a horizontal plane of polarization.
  • the reproduction laser beam has a vertical polarization plane, the increase in jitter due to the MO signal is small.
  • FIG. 16 is a diagram showing a change in reflectance with respect to a change in the thickness of the undercoat SiN layer when the flow rate of the N 2 gas is 33 sccm.
  • the film thickness of the undercoat SiN layer was changed by changing the film formation time.
  • FIG. 17 shows changes in the MO signal jitter on the ROM and the ROM signal jitter when the thickness of the undercoat SiN layer 38 is changed.
  • the MO signal jitter on the ROM is 11.5% or more of the reproduction laser beam wavelength, that is, in this embodiment, the film thickness is thicker in the range of 75 nm or more, contrary to the ROM signal jitter, resulting in high reflection.
  • the jitter tends to increase.
  • the MO signal jitter is extremely large. This can be explained as an increase in jitter due to an increase in the amplitude of the ROM signal, which is a cause of noise in MO signal reproduction. From this result, undercoating is necessary to obtain good MO signal jitter on ROM.
  • the reflectance of the 5 i N layer 38 must be 25% or less.
  • the undercoat SiN layer has a thickness of 70 ntn or more.
  • the jitter slightly increased when the film thickness was 85 nm or more.
  • the jitter is a sufficiently small value in the range of up to 90 nm. For this reason, the conditions of the undercoat SIN layer are limited in order to reproduce the MO signal on the phase pit. It turns out that it is necessary.
  • the thickness of the undercoat SIN layer is set to be equal to the playback laser beam wavelength. 0% or more, preferably 11% or more, and the reflectance of the reproduction laser beam on the mirror surface where no phase pit is formed should be in the range of 18% to 25%. .
  • the reflectivity By setting the reflectivity to 18% or more, good ROM signal jitter can be obtained, and the thickness of the undercoat SiN layer is set to 10% or more, preferably 11%, of the reproduction laser beam wavelength.
  • the ratio By setting the ratio to not less than%, it is possible to obtain a good MO reproduction signal even on the phase pit.
  • the laser beam having a wavelength of 65 nm was used, and the pit depth was set to 40 nm in accordance with this.
  • the phase The same effect can be obtained by setting the depth to about 25 nm and setting the thickness of the undercoat SiN layer to 40 nm or more.
  • FIG. 20 shows changes in the ROM signal jitter and the MO signal jitter on the ROM when the N 2 gas flow rate is 28 sccm.
  • the film formation time needs more than 120 seconds.
  • the film formation time must be less than 160 seconds in order to make the reflectivity of the undercoat SIN layer 25% or less.
  • Figure 2 ⁇ shows the changes in the ROM signal jitter and the MO signal jitter on the ROM according to the deposition time of the undercoat SiN layer.
  • a good value of 8% or less can be obtained for the MO signal jitter on the ROM by setting the deposition time to 120 seconds to 160 seconds as described above.
  • the signal jitter is 8% or less with a deposition time of 140 seconds or more. Comparing with Fig. 19, it can be seen that a reflection rate of 18% or more is necessary to obtain good ROM signal jitter. .
  • the magneto-optical recording medium of the present invention reduces the leakage of the phase pit signal into the MO signal, the leakage from the MO signal to the phase pit signal, and improves the jitter of the phase pit signal and the MO signal.
  • 2 1 an embodiment of the magneto-optical disk apparatus suitable for recording or reproducing information on the magneto-optical recording medium of the c following the present invention that allows to obtain a less satisfactory reproduced signal noisy This will be described with reference to FIGS.
  • FIG. 21 is a block diagram of the magneto-optical disk drive.
  • a laser beam emitted from a semiconductor laser diode (LD) 54 is converted into a collimated beam by a collimator lens 56 and is incident on a polarization beam splitter 58.
  • LD semiconductor laser diode
  • the light reflected by the polarizing beam splitter 58 is focused by the condenser lens 60 on the photodetector 62 for an autonomous control (APC).
  • the electric signal that has been photoelectrically converted here is input to the main controller 66 via the amplifier 64 and used for APC control or reproduction of the ROM signal.
  • the polarization plane of the laser beam is set perpendicular to the length direction (track direction) of the phase pit or within a range of ⁇ 5 ° in the vertical direction.
  • the diameter of the laser beam is set in the range of about 2 to 10/3 times the width of each phase pit of the medium.
  • the laser beam transmitted through the polarizing beam splitter 58 is narrowed down to the diffraction limit by the objective lens 68 and irradiated on the magneto-optical recording medium 70 rotated by the motor 72.
  • the laser beam reflected by the magneto-optical recording medium 70 again enters the polarizing beam splitter 58 through the objective lens 68, is reflected there, and is guided to the servo optical system and the recording information detection system. That is, the reflected light from the magneto-optical recording medium 70 reflected by the polarizing beam splitter 58 enters the second polarizing beam splitter 74, and the transmitted light is guided to the servo optical system and reflected. The light is guided to a recorded information detection system.
  • the transmitted light of the second polarizing beam splitter 74 enters a quadrant 1 and a detector 80 via a converging lens 76 and a cylindrical lens 78 in the servo optical system. Photoelectric conversion is performed. Based on the output of the photoelectrically converted quadrant photodetector 80, the focus error signal (FES) is generated by the astigmatism generation circuit 82. Generate. At the same time, a track error signal (TES) is generated by the generation circuit 84 using the push-pull method. The focus error signal (FES) and the track error signal (TES) are input to the main controller 66.
  • FES focus error signal
  • TES track error signal
  • the reflected light of the second polarizing beam splitter 74 enters the Wollaston prism 86 and changes depending on the direction of magnetization of the magneto-optical recording on the magneto-optical recording medium 70.
  • the polarization characteristics of the reflected laser beam are converted to light intensity. That is, the polarization is detected by the Wollaston prism 86 into two beams whose polarization directions are orthogonal to each other. .
  • the electric signal photoelectrically converted by the two-division photodetector 90 is amplified by the amplifiers 92 and 93 and then added by the addition amplifier 94 to become a first ROM signal (ROM1).
  • the signal is subtracted by a subtraction amplifier (differential amplifier) 96 to become a RAM signal (RAM), which is input to the main controller 66.
  • the first ROM signal (ROMl) is also used as a feed pack signal for suppressing light intensity modulation by the phase pit signal.
  • the flow of the light beam in signal reading has been mainly described.
  • the flow of output signals from the photodetectors 62, 80, 90 will be described with reference to the detailed configuration of the main controller 66 shown in FIG.
  • the reflected light of the polarizing beam splitter 58 incident on the APC photodetector 62 is photoelectrically converted by the main controller 66, and the reflected light passes through the amplifier 64. 2 is input as the ROM signal (ROM2).
  • the main controller 66 includes a first ROM signal (ROM1) output from the summing amplifier 94, a RAM signal (RAM) output from the differential amplifier 96, and an FES generation circuit.
  • the focus error signal (FES) from 82 and the track error signal (TES) from the TES generation circuit 84 are input.
  • recording data and read data are input / output to / from the main controller 66 through the interface circuit 1 • 0 with the data source 98.
  • the first ROM signal (ROM1), the second ROM signal (ROM2), and the RAM signal (RAM) input to the main controller 66 are provided for each mode. That is, it is detected and used in response to ROM and RAM reproduction, ROM only reproduction, and recording (WR ITE).
  • FIG. 23 is a diagram showing combinations of detection of ROM 1, ROM 2, and detection of RAM in each mode. Due to the combination of ROM1, ROM2 and RAM detection in each of these modes, the main controller 66 shown in FIG. 22 is equipped with ROM switching switches SW1, SW2. have. The states of the ROM switching switches SW1 and SW2 shown in FIG. 22 are at the time of the ROM and RAM playback in the mode shown in FIG.
  • FIG. 21 Figure 2 2 R OM switched Esui pitch SW 1 shown in, the SW 2 state, LD controller in c main controller 6 6 is switched to a state which is inverted respectively 150 receives the outputs of the encryptor 151 and the ROM switch SW1, and generates a command signal for the LD driver 102 (see FIG. 21).
  • the LD driver 102 follows the command signal generated by the LD controller 150, and during playback of the ROM and RAM, the LD 504 responds to the first ROM signal (ROM 1).
  • the light emission power is subjected to negative feedback control, and during reproduction and recording of only the ROM, the light emitting power of the LD 54 is negatively feedback controlled in accordance with the second ROM signal (ROM2).
  • data from the data source 98 is input to the main controller 66 through the interface 100.
  • this input data is encrypted by the encryptor 151 in order to secure security, and as the recording data, the magnetic head controller 15 2 To the magnetic head driver 104 (see Fig. 21).
  • the magnetic head driver 104 drives the magnetic head 106 and modulates the magnetic field according to the encrypted recording data.
  • a signal instructing recording is sent from the encoder 151 to the LD driver 102, and the LD driver 102 receives the second ROM signal (ROM 2).
  • the emission power of the LD 54 is negatively controlled so that the laser power becomes optimal for recording.
  • FIG. 24 is a diagram illustrating an example of the configuration of the encryptor 151 and the decryptor 156 and an example of their processing.
  • the digital ROM signal which is the ROM recording data to be subjected to magneto-optical recording, passes through the buffer memory 300 and is re-generated by the demodulator 15 It is input to encoder 301 together with the generated ROM signal.
  • encoder 301 encoding processing for encrypting the RAM signal is performed using the ROM signal.
  • the output of the encoder 301 performs an interleave process in an interleave circuit 302, in which a serial bit sequence output from the encoder 301 is replaced according to a predetermined rule. This is to ensure the randomness of the sign.
  • the synchronization and conversion circuit 303 synchronizes with the clock signal reproduced from the ROM signal, converts the signal into an NRZI signal, and uses the signal as RAM recording information.
  • the RAM recording information is magneto-optically recorded on the ROM area fixedly recorded by the phase pit in the land area of the magneto-optical recording medium 70.
  • the RAM signal read from the magneto-optical recording medium input to the decoder 156 is encrypted by the synchronization detection and demodulation circuit 305, the interleaving circuit 306, and the decoder 307.
  • the processing that is the reverse of the processing of the synchronization and conversion circuit 303, the interleave circuit 302, and the encoder 301 in the unit 151, respectively, is performed to obtain a decrypted RAM signal.
  • one bit extracted from the ROM signal is output as RAM information together with the RAM signal, and this is recorded. Then, by performing a parity check in the decoder 307 during reproduction, it is possible to correct an error by combining the ROM and RAM signals.
  • the motor driver 10 shown in FIG. 21 is transmitted through the motor controller 159. 8 controls the rotation of the motor 72 as part of the seek operation.
  • the servo control signal output from the servo controller 153 is input to the actuator driver 110 shown in FIG. 21 and drives the actuator 112 based on FES and NO or TES.
  • the operation at the time of reproduction will be described. It has been described earlier that the light intensity modulation by the phase pit signal, that is, the read R ⁇ M signal is noisy to the RAM signal. Revealed. Therefore, the first ROM signal (ROM 1) is negatively fed back to the LD 54 via the LD driver 102 from the summing amplifier 94, and the light emission of the LD 54 is controlled to control the first ROM signal (ROM 1). R OM 1) can be reduced and flattened. By taking such a measure, it is possible to efficiently suppress crosstalk to the read RAM signal. However, when performing simultaneous readout of the R RM and RAM signals, it is difficult to obtain the ROM signal because the ROM1 signal is flat due to the negative feedback control as described above.
  • the ROM signal must be detected by another method.
  • the current injected into the LD 54 is subjected to negative feedback modulation by the first ROM signal (ROM1) during reproduction. That is, the light intensity is modulated in the same pattern as the ROM signal.
  • This light intensity modulation can be detected by the APC photodetector 62.
  • the phase pit signal can be obtained as the second ROM signal (ROM2).
  • the second ROM signal (ROM2) is clock-regenerated by the synchronization detection circuit 1554 in the main controller 66 shown in FIG.
  • step 5 demodulation corresponding to EFM magnetic field modulation is performed, and it can be obtained as ROM information.
  • the demodulated ROM information is further decrypted by the decryptor 1556 corresponding to the encryption in the encryptor 151, and is output as reproduction data.
  • the motor controller 1559 is used based on the clock reproduced from the second ROM signal (ROM2) obtained by the synchronization detection circuit 154.
  • the rotation of the motor 72 is controlled as part of the seek operation by the motor driver 108 via the.
  • the RAM signal can be detected as the output of the differential amplifier 96 without being affected by the ROM signal by the ROM signal negative feedback means including the LD driver 102 to the LD 54.
  • the output of the differential amplifier 96 is synchronously detected by the synchronous detection circuit 157 in the main controller 66, demodulated in accordance with NR ZI modulation by the demodulator 158, and is decoded by the decoder 156. Decoded and output as a RAM signal.
  • the main controller 66 in FIG. 22 has a delay circuit 160. As described above, this delay circuit 160 generates a phase pit edge, which is ROM information, during reproduction of the RAM signal. In order to reduce the influence of polarization noise, when recording RAM information on ROM information, the timing of RAM information recording was shifted slightly to adjust the timing. It is for. When reproducing only the ROM signal, it is not necessary to consider the effect on the RAM signal. Therefore, as in the case of recording, the second RAM signal (RAM2) is used as the LD feed pack signal, and the ROM is used. The information demodulates and reproduces the first ROM signal (ROM 1).
  • the magneto-optical storage device of the present invention can use not only a concurrent ROM-RAM medium but also an MO medium or a CD medium.
  • the magneto-optical recording medium of the present invention is configured as described above in detail, in simultaneous reading of ROM_RAM information, both ROM information and RAM information can be reproduced stably, and ROM signal jitter and ROM on ROM can be read.
  • the AM signal jitter can be improved. Therefore, the magneto-optical recording medium of the present invention can simultaneously reproduce ROM-RAM with good quality. And a reproduction medium can be provided.

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Description

明 細 書 光磁気記録媒体及び光磁気記憶装置 技 術 分 野
本発明は、 一般的に光磁気記録媒体に関し、 特に、 R O M / R A M同時再生可 能な光磁気記録媒体に関する。 背 景 技 術
従来の I S O規格の光磁気ディスクの一例の平面図を図 1 に示す。 リー ドイン 2 と リードアウ ト 4はポリカーボネー ト基板に凹凸によ り形成された位相ピッ ト で構成される R O M情報を有しており、 ディスクの使用等の情報が記録される。 この R O M情報となる位相ピッ トの深さは再生時の光強度変調が最大になるよ う に設定されている。 リー ドイ ン 2 と リー ドアウ ト 4の間に光磁気記録膜がスパッ タ装置によ り成膜されたユーザエリア 6があり、 このユーザエリア 6にはユーザ が自由に情報を記録できる。
図 2はユーザエリア 6 を拡大した一部平面図である。 トラッキングガイ ドとな るグループ 8 に挟まれたラン ド 1 0にへッダ一部 1 2 となる位相ピッ ト 1 6 とュ 一ザデータ部 1 4を有している。 ヘッダー部 1 2の情報は、 セクタ一 · フォーマ ッ トに従いセクタ一マーク、 V F O , I Dなどから構成される。 ユーザデータ部 1 4はグループ 8 に挟まれた平坦なラン ド 1 0であって、 光磁気信号が記録され る。
図 3は図 2の I I I _ I I I線概略断面図である。 光磁気ディスクは、 ポリ力 ーポネー ト等の基板 i 8、 誘電体膜 2 0、 T b F e C o等の光磁気記録膜 2 2、 誘電体膜 2 4， A 1 膜 2 6、 保護層と しての紫外線硬化膜 2 8 を積層して構成さ れる。 ただし、 図 3においては、 グループ 8の領域でも光磁気記録を行わせるた めに、 ラン ド 1 0の領域と半径方向において同様の幅を有するごと く、 図 2を修 正して示されている。
光磁気信号の読み出しの際は、 弱いレーザビームを光磁気ディスクに当てるこ とによ り レーザビームの偏光面が記録層の磁化の向きによって極力一効果によつ て変わり、 このときの反射光の偏光成分の強弱によ り信号の有無を判断する。 こ れによ り、 R A M情報の読み出しが可能である。
このよ う な光ディスクメモ リ一の特徴を活かす研究開発が進められ、 例えば、 特開平 6— 2 0 2 8 2 0号公報に R OM (リー ドオンリーメモリ） 一 RAM (ラ ンダムアクセスメモリ） による同時再生可能なコンカ レン ト R OM— RAM光デ イスクについて開示されている。 かかる R OM— RAMによる同時再生が可能な 光磁気記録媒体は図 4に示す半径方向の断面構造を有し、 一例と してポリカーボ ネー ト等の基板 1 8、 誘電体膜 2 0 , T b F e C o等の光磁気記録膜 2 2、 誘電 体膜 2 4 , A 1 膜 2 6、 保護層と しての紫外線硬化膜 2 8を積層して構成される c かかる構造の光磁気記録媒体において、 図 5に示すよ うに、 R OM情報は位相 ピッ ト P Pによ り 固定記録され、 RAM情報は位相ピッ ト P P列上に光磁気記録 OMMによ り記録される。 尚、 図 5におけるディスク半径方向の I V— I V線断 面図が図 4に一致する。 図 5に示した例では、 位相ピッ ト P Pが トラッキングガ イ ドとなるので図 2に示したようなグループ 8は設けられていない。
このよ うな R OM情報と R AM情報を同一記録面に有する光記録媒体において. 位相ピッ ト； P Pからなる R OM情報と光磁気記録 OMMからなる R AM情報を同 時に再生するためには、 多く の課題がある。 第一に、 ROM情報と共に RAM情 報を安定に再生するには、 R OM情報読み出しにおいて生じる光強度変調が R A M情報再生の際のノイズ原因の一つとなる。 このため従来技術においては、 R〇 M情報の読み出しに伴う光強度変調信号を読み出し駆動用レーザに負帰還させる ことによ り光強度変調ノィズを低減させているが、 R OM情報の光強度変調度が 大きい場合はノイズ低減効果が十分ではないという問題がある。 また、 高速でレ 一ザ強度をフィー ドパック制御することは困難である。 一発明の H示
よって、 本発明の目的は、 ROM— RAM情報の同時読み出しにおいて、 R O M情報及ぴ RAM情報共に安定に再生できる光磁気記録媒体を提供することであ る。 本発明の他の目的は、 ROM— RAM情報の同時読み出しにおいて、 ROM信 号ジッタと R OM上の光磁気 （MO) 信号ジッタを改善可能な光磁気記録媒体を 提供することである。
本発明の更に他の目的は、 R OM— R AM情報の同時読み出しにおいて、 R〇 M信号ジッタ と R OM上の MO信号ジッタを改善可能な光磁気記憶装置を提供す ることである。
本発明の一側面によると、 R OM信号となる複数の位相ピッ 卜が形成された R OM領域を有する基板と、 前記基板の前記 R OM領域に対応する領域に成膜され た RAM信号が記録される光磁気記録膜を具備し、 前記各位相ピッ トの深さの半 分 ± 2 0 %の範囲内の位置における各位相ピッ 卜の端部の平均傾斜角度が 1 0° 〜 4 0° であることを特徴とする光磁気記録媒体が提供される。
好ましくは、 各位相ピッ トの幅は 3 0 0 n m〜 5 0 0 n mであり、 各位相ピッ 卜の変調度は 1 0 %〜 3 0 %である。 光磁気記録媒体は更に、 基板と光磁気記録 膜の間に挿入された誘電体層を備えている。 この誘電体層の膜厚は再生レーザビ ーム波長の 1 0 %以上であり、 且つ位相ピッ トは形成されていない部分での再生 レーザビームの反射率は 1 8 %〜 2 5 %である。 好ましく は、 各位相ピッ トの幅 は再生レ一ザビーム径の 3 0 %〜 5 0 %である。
本発明の他の側面による と、 光磁気記録媒体に記録された情報を少なく と も読 み出し可能な光磁気記憶装置であって、 直線偏光を有するレーザビームを前記光 磁気記録媒体に照射する光学へッ ドと、 前記光磁気記録媒体で反射された反射光 から再生信号を生成する光検出器とを具備し、 前記光磁気記録媒体は、 R OM信 号となる複数の位相ピッ 卜が形成された R OM領域を有する基板と、 前記基板の 前記 R OM領域に対応する領域に成膜された RAM信号が記録される光磁気記録 膜とを具備し、 前記各位相ピッ トの深さの半分 ± 2 0 %の位置における各位相ピ ッ 卜の端部の平均傾斜角度が 1 0 ° 〜 4 0 ° であることを特徴とする光磁気記憶 装置が提供される。
好ましく は、 光磁気記録媒体に入射する レーザビームの偏光面が各位相ピッ ト の長さ方向に対して垂直方向 ± 5° の範囲内に設定されている。
本発明の更に他の側面によると、 複数の位相ピッ トを有する基板を作成するた めのスタンパであって、 前記各位相ピッ 卜の形状と相補的な形状を有する複数の 凸部を具備し、 前記各凸部の高さの半分土 2 0 %に位置における各凸部の端部の 平均傾斜角度が 1 0° 〜 4 0° であることを特徴とするスタンパが提供される。 好ましく は、 各凸部の端部の平均傾斜角度は 1 5° 〜 3 0° である。 図面の簡単な説明
図 1は従来の I S O規格の光磁気デイスクの平面図 ：
図 2はユーザェリァを拡大した一部平面図 ；
図 3は図 2の I I I — I I I線概略断面図 ；
図 4は R OM— R AM同時再生可能な光磁気記録媒体の半径方向の概略断面 図 ；
図 5はその平面図 ；
図 6は本発明の光磁気記録媒体の特徴を理解するための前提となる位相ピッ ト の配置状態を示す図 ；
図 7は基板に形成された位相ピッ ト端部の傾斜角度の説明図 ；
図 8はスタンパの概略図 ；
図 9はスタンパの ΰ部を基板に転写して位相ピッ トを形成する説明図 ； 図 1 0は本発明実施形態の光磁気記録媒体の断面構成図 ；
図 1 1 は位相ピッ ト端部の角度に対する R ΟΜ上の ΜΟ信号ジッタと R ΟΜ再 生信号ジッタを示すグラフ ；
図 1 2は位相ピッ トの端部の傾斜角度を概略 2 0 ° と したときの、 位相ピッ ト 深さと位相ピッ ト再生信号の変調度の関係を示すダラフ ；
図 1 3は変調度を変えたときの R ΟΜ信号ジッタと R ΟΜ部上の ΜΟ信号ジッ タを示すグラフ ；
図 1 4は位相ピッ 卜の幅を変えたときの R ΟΜ信号ジッタ と R ΟΜ部上の ΜΟ 信号ジッタの測定結果を示すグラフ ；
図 1 5は位相ピッ トの形状に対する入射光ビームの偏光方向を説明する図 ； 図 1 6は Ν2ガス流量を 3 3 s c c mと したときのアンダーコー ト S i N層の 膜厚に対する反射率の変化を示すグラフ ； 図 1 7はアンダーコー ト S i N層の膜厚を変えたときの R OM上 MO信号ジッ タと R OM再生信号ジッタの変化を示すグラフ ；
図 1 8はアンダーコー ト S i N層の成膜時間に対する膜厚の変化を示すダラ フ ；
図 1 9は成膜時間に対する反射率の変化を N 2ガス流量をパラメータにしてプ ロッ 卜したグラフ ；
図 2 0は成膜時間に対する R OM信号ジッタと ROM上の MO信号ジッタを示 すグラフ ；
図 2 1 は本発明の実施形態の光磁気ディスク装置のプロ ック構成図 ；
図 2 2はメイ ンコン ト口ーラの詳細構成を示すブロ ック図 ；
図 2 3は各モー ドでの1 0]\11 , R OM 2、 及ぴ RAMの検出の組み合わせを 示す図 ；
図 2 4は暗号器及び復号器の構成とそれらの処理の一例を説明する図である。 発明を実施するための最良の形態
図 6は、 本発明の光磁気記録媒体の特徴を理解するための前提となる位相ピッ 卜の配置状態を示す図である。 図 6 において、 参照記号 P dは位相ピッ トの深さ, 即ち光学的深さを意味している。 トラック ピッチ T pは半径方向の位相ピッ ト相 互間の間隔、 ピッ ト幅 P wは半径方向の位相ピッ トの幅を意味する。 以下の実験 において、 トラックピッチ T p = l . 6 /i m、 ピッ ト幅： P w= 0. 4 0 M m s 最 短ピッ ト長さ 0. 8 /z m、 溝深さ P d = 4 0 n mのポリカーボネー ト基板を準備 した。 ここで、 スタンパプロセスでスタンパに塗布するフォ ト レジス トの膜厚と 基板への紫外線照射によ り、 基板 3 0に形成するピッ ト 3 2の深さを約 4 0 n m と して、 図 7に示すピッ ト 3 2の端部 （エッジ部） の角度 0 1 を調整した複数の 基板を準備した。
位相ピッ ト 3 2の長さは最短長さ 0. 8 μ mで一定間隔の数種類のランダムな 長さと した。 ピッ ト端部角度 0 1 は基板 3 0への紫外線照射によって調整可能で ある。 紫外線照射によってピッ ト 3 2が浅く なるが、 その分はスタンパ作成時の フォ トレジス 卜の膜厚で予め補正することにより、 ほぼ同じピッ ト深さでピッ ト 端部の角度 0 1 の異なる複数の基板を準備した。 尚、 基板 3 0のピッ ト端部角度 の調整は、 スタンパ作成時のフォ ト レジス トプロセスで紫外線照射によ り行う こ とも可能である。 或いは、 プラズマ処理等の方法によってピッ ト角度 Θ 1 を調整 してもよい。 図 8はスタンパ 3 4の概念図を示しており、 基板 3 0の位相ピッ ト 3 2に対応する位置に位相ピッ ト 3 2の形状と相補的な形状を有する凸部 3 6が 形成されている。 凸部 3 6 の端部は Θ 2の傾斜角を有している。
図 9はスタンパ 3 4の凸部 3 6 を基板 3 0に転写して位相ピッ ト 3 2を形成す る概念図を示す。 この場合には、 0 1は実質上 0 2に等しい。 スタンパ 3 4は二 ッケル合金から形成され、 金型にスタンパをセッ 卜して成型器による転写加工に よ り位相ピッ ト 3 2を有する基板 3 0が作成される。 スタンパ 3 4に形成された 凸部形状 3 6は成型時に樹脂基板 3 0に転写され、 位相ピッ ト 3 2が形成される 基板 3 0はポリカーボネー ト等から形成される。
基板を到達真空度 5 X 1 0 5パスカル （ P a ) 以下の複数の成膜室を有する スパッタ装置に挿入する。 S i ターゲッ トが装着された第 1 のチャンパに基板 3 0を搬送し、 A r ガスと N 2ガスを導入し、 3 k Wの D C電力を投入して反応性 スパッタ リ ングによ りアンダーコ一 ト S i N層 (誘電体層） 3 8を成膜した。 こ こで、 成膜時間と N 2ガスの流量を偏光することによ り、 アンダーコー ト S i N 層 3 8の膜厚と反射率が異なる複数のサンプルを作成した。 A r ガスの流量は 5 O s c c m ( l s c c m= l . 6 7 7 X 1 0— 8 m 3/ s ) と した。 次に、 基板 3 0を別のチャンパに移動し、 T b 2 2 (F e C o 1 2) 7 8等の希土類遷移金属材 料からなる記録層 4 0を成膜した。 基板 3 0を更に別のチャンパに移動し、 膜厚 7 n mの G d 1 9 ( F e C o 2。） 8 からなる記録補助層 4 2 を成膜した。 次に. 基板 3 0を第 1 のチヤンバに移動し、 膜厚 1 δ η ριの S i Nオーバコー ト層 4 4 を成膜した。 更に、 基板 3 0を別のチャンバに移動し、 膜厚 5 0 n mの A 1 から なる反射層 4 6 を成膜した。 A 1 反射層 4 6上に紫外線硬化樹脂コー トを施し、 図 1 0に示す光磁気記録媒体を作成した。
このよ う に作成した光磁気記録媒体のサンプルを波長 6 5 0 n m, 開口数 N A = 0. 5 5、 ビーム径 1 . 0 8 / m ( 1 / e 2) の記録再生装置に装着し、 4. 8 m/ s の線速になるよ う に回転させた。 このサンプルの R OM部に最短マーク 長 0. 8 /i mの 1 — 7変調で光変調記録を行い、 位相ピッ トによる R OM信号ジ ッタと R OM上の MO再生信号ジッタを測定した。 ここで、 ジッタとはマーク長 のばらつき量を意味する。 R OM部にも同様に最短マーク長が 0. の位相 ピッ 卜が形成されている。 また、 位相ピッ 卜の形成されていないミ ラー面にレー ザビームをフォーカス して、 アンダーコー ト S i N層 3 8 を変更した複数のサン プルの反射率も測定した。 尚測定は位相ピッ トの長手方向に垂直な偏光面を有す るレーザビームを記録再生装置に装着したサンプルに入射させることによ り行つ た。
図 1 1 に位相ピッ ト端部の角度に対する R OM上の MO信号ジッタ と R OM再 生信号ジッタを示す。 ここで、 アンダーコー ト S i N層 3 8の成膜条件は厚さ 8 0 n m、 N 2ガスの流量は 3 3 s c c mと した。 位相ピッ トの傾斜角度の測定に は原子間力顕微鏡 （AFM) を使用し、 図 7に示す角度 0 1 を測定した。 角度 0 1は位相ピッ ト 3 2の深さの半分 ± 2 0 %の位置で測定した。 このサンプルのミ ラー面での反射率は 2 3 %である。 図 1 1 から明らかなよ う に、 位相ピッ ト傾斜 角度が急になると R OM部の MO信号ジッタが上昇し、 傾斜角度が 4 0° 以上に なる と急激に上昇する。 逆に、 位相ピッ ト傾斜角度が緩く なると R OM信号ジッ タが上昇し、 傾斜角度が 1 0° 以下で急激に上昇する。
よって、 R OM部上の MO信号ジッタと R OM信号ジ タ共に良好なジッタと 認められる 1 0 %以下にするには位相ピッ ト端部の傾斜角度を 1 0° 〜 4 0 ° の 間に設定すれば良い事が分かる。 より好ましくは、 傾斜角度はジッタ 8 %以下を 達成する 1 5 ° 〜 3 5° の範囲内が良い。 位相ピッ ト端部の傾斜角度を緩くする と R OM部上の MO信号ジッタが何ゆえ小さくなるかはつき り した理由は不明だ 力 S、 恐らく MO膜の磁化方向の乱れが少なく り、 それによつて再生時の偏光面の 乱れが少なく なることが R OM部上の MO信号ジッタの改善原因と推察される。 図 1 2は位相ピッ トの端部の傾斜角度を概略 2 0 ° と したときの、 位相ピッ ト 深さ と位相ピッ ト再生信号の変調度の関係を示す図である。 ここで、 変調度は 1 0 0 X位相ピッ ト信号振幅/反射レベル （％) で定義した。 尚、 反射レベルは位 相ピッ トの形成されていない平担部からの反射レベルである。 例えば、 平担部は 図 6の媒体における位相ピッ 卜が形成されていない部分である。 位相ピッ トを深 くすると変調度が増加する。 尚、 当然のことながら基板の位相ピッ ト深さを調整 するために、 スタンパの凸部の高さを概略基板の位相ピッ トの深さと同程度わず かに調整する。 図 1 3は変調度を変えた時の R OM信号ジッタ と 1 01^部上の1^ 〇信号ジッタを示す図である。 図 1 3から明らかなよ うに、 変調度が 1 0 %〜 3 0 %の間で R OM信号ジッタ及び R OM部上の MO信号ジッタ共に良好な特性が 得られていることが分かる。
図 1 4は位相ピッ トの端部の傾斜角度 2 0° 、 深さ 4 0 n mで位相ピッ トの幅 を変えた時の R OM信号ジッタと R OM部上の MO信号ジッタの測定結果を示す 図である。 図 1 4から明らかなよ うに、 ピッ ト幅が 5 0 0 n m以上では R O M信 号ジッタが上昇し、 3 0 0 n m以下では MO信号ジッタの上昇が顕著となる。 よ つて、 位相ピッ 卜の幅は 3 0 0 n m〜 5 0 0 n mの範囲が好ましい。
表 1 に位相ピッ ト端部の傾斜角度 2 0° 、 ピッ ト深さ 4 0 n m、 ピッ ト幅 3 9 0 n mと して入射光の偏光方向を変えたときの R OM上の MO信号ジッタを示す,
Figure imgf000010_0001
表 1から R OM上の MO信号ジッタは水平方向よ り も垂直方向が良好で、 垂直 方向 ± 5 ° の範囲内に設定することによ り 良好なジッタが得られることが分かる, 尚、 ここで偏光方向とは、 図 1 5に示す位相ピッ 卜 3 2の長さ方向に対しての入 射光ビーム 4 8の偏光角度である。
表 1 の測定と同じサンプルで M O信号あり なしに応じた位相ピッ トの R O M信 号のジッタを測定した結果を表 2に示す。
表 2
Figure imgf000010_0002
R OM信号は再生レーザビームの強度変化信号を検出しているので、 原理的に は偏光方向変化による MO信号の漏れこみは発生しない。 表 2から明らかなよ う に、 MOマークを消去した状態では再生レーザビームの偏光方向によらずほぼ一 定で良好な R OM信号ジッタが得られている。 しかし、 MOマークを R OM上に 記録すると、 ROM再生信号への漏れこみが発生しジッタが増大する。 特に、 再 生レーザビームが水平方向の偏光面を有する場合にジッタの増加が著しい。 一方、 再生レーザビームが垂直偏光面を有する場合は、 MO信号によるジッタの上昇は わずかである。 以上の結果から、 R OMから MO信号への漏れこみ、 MOから R OM信号への漏れこみ共に再生レーザビームの偏光面を位相ピッ 卜の長手方向に 対して垂直方向にすることで抑制することが可能である。
次に、 アンダ一コー ト S i N層 3 8の条件に応じたジッタの改善方法について 説明する。 尚、 以下の実施例では位相ピッ ト端部の傾斜角度 1 8 ° の基板を使用 した。 図 1 6は N2ガス流量を 3 3 s c c mと したときのアンダーコー ト S i N 層の膜厚の変化に対する反射率の変化を示す図である。 ここでは、 成膜時間を変 えることでアンダーコ一 卜 S i N層の膜厚を変化させた。 図 1 7はアンダーコー ト S i N層 3 8の膜厚を変えたときの R OM上 MO信号ジッタと R OM信号ジッ タの変化を示す。 アンダーコ.ー ト S i N層の膜厚を厚く して反射率を高くするこ とによ り、 R OM信号ジッタは一貫して減少する。 即ち、 反射率が高いと R OM 信号の振幅が大き く なるのでジッタが改善する。
一方、 R OM上 MO信号ジッタは再生レーザビーム波長の 1 1 . 5 %以上、 即 ち本実施例では膜厚 7 5 n m以上の範囲で R OM信号ジッタと逆に膜厚を厚く し 高反射率化することでジッタが上昇傾向となる。 膜厚 8 5 n m以上では、 MO信 号ジッタ非常に大きく なつている。 これは、 MO信号再生にとってはノイズ原因 である R OM信号振幅が大きくなることによって、 ジッタが上昇したと説明でき る。 この結果から、 良好な R OM上 MO信号ジッタを得るには、 アンダーコー ト
5 i N層 3 8の反射率が 2 5 %以下である必要がある。
しかし、 アンダーコー ト S i N層の膜厚が 7 0 n m以下では、 反射率が低下す るにも関わらず MO信号ジッタは上昇している。 つま り、 アンダーコー ト S i N 層が 7 0 n m以下の低膜厚領域では、 R OM信号ジッタ及ぴ R OM上 MO信号ジ ッタ共に上昇してしま う。 よって、 アンダーコー ト S i N層は 7 0 n tn以上の膜 厚を有することが好ましい。 一方、 位相ピッ トの形成されていない通常のグルー ブの MO信号再生では、 膜厚 8 5 n m以上でわずかなジッタの上昇があるが膜厚
6 0 η π！〜 9 0 n mの範囲でジッタは十分に小さい値である。 このこと力 ら位相 ピッ ト上の MO信号再生のためには、 アンダーコー ト S i N層の条件を限定する 必要があることが分かる。
即ち、 R OM再生信号及び R OM上め MO再生信号共に実用上必要な 1 0 %以 下の良好なジッタを得るには、 アンダーコー ト S i N層の膜厚を再生レーザビー ム波長の 1 0 %以上、 好ましく は 1 1 %以上と し、 且つ位相ピッ トが形成されて いないミ ラー面での再生レーザビーム反射率を 1 8 %〜 2 5 %の範囲内にすれば よいことがわかる。 反射率を 1 8 %以上とすることによ り良好な R OM信号ジッ タが得られ、 またアンダーコ一 卜 S i N層の膜厚を再生レーザビーム波長の 1 0 %以上、 好ましく は 1 1 %以上とすることで、 位相ピッ ト上でも良好な MO再 生信号を得ることが可能となる。 尚、 本実施例では波長 6 5 0 n mのレーザビー ムを使用したのでそれに合わせてピッ ト深さを 4 0 n mとしたが、 例えば波長 4 0 5 n mの青紫レーザを使う場合は、 位相ピッ ト深さを 2 5 n m程度と し、 アン ダーコー ト S i N層の膜厚を 4 0 n m以上に設定すれば同様な効果が得られる。 図 1 8 にアンダーコー ト S i N層の成膜時間に対する膜厚の変化を、 図 1 9に 反射率の変化を N 2ガス流量をパラメータにしてプロ ッ トしたグラフをそれぞれ に示す。 上述したよ うに、 アンダーコー ト S i N層の条件を膜厚 7 0 n m以上且 つ反射率 2 5 %以下に調整するには、 図 1 8の矢印 5 0及ぴ図 1 9の矢印 5 2が 示す範囲の成膜条件を選択すればよい。 例と して、 N2ガス流量 2 8 s c c mの 場合の、 R OM信号ジッタ及ぴ R OM上 MO信号ジッタの変化を図 2 0に示す。 図 1 8 よ り アンダーコー ト S i N層の膜厚を 7 0 n m以上にするためには、 成膜 時間は 1 2 0秒以上必要である。 また、 図 1 9 よ りアンダーコー ト S i N層の反 射率 2 5 %以下のためには、 成膜時間は 1 6 0秒以下でなければならない。 図 2 ◦にアンダーコー ト S i N層の成膜時間に応じた R OM信号ジッタと RO M上 MO信号ジッタの変化を示す。 図 2 0から、 R OM上 MO信号ジッタは、 上 述したよ う に成膜時間を 1 2 0秒〜 1 6 0秒にすることで 8 %以下の良好な値が 得られるが、 R OM信号ジッタは 1 4 0秒以上の成膜時間で 8 %以下のジッタ と なる。 図 1 9 と比較すると、 良好な R OM信号ジッタを得るには 1 8 %以上の反 射率が必要であることが分かる。 .
以上説明した実施例ではアンダーコー ト層の誘電体材料と して S i Nを採用し た例について説明したが、 他の材料でも同様の効果が得られることは言うまでも なレヽ。 他の材料と しては、 A 1 N系， S i N系 （ S i A I N, S i A l O N) , S i o 2系等が採用可能である。
本発明の光磁気記録媒体は、 位相ピッ ト信号からの MO信号への漏れこみ、 M O信号から位相ピッ ト信号への漏れこみを減少させ、 位相ピッ ト信号及び MO信 号の各ジッタを改善して、 ノィズの少ない良好な再生信号を得る事を可能とする c 次に本発明の光磁気記録媒体に情報を記録又は再生するのに適した光磁気ディ スク装置の実施形態について図 2 1乃至図 2 4を参照して説明する。 図 2 1 は光 磁気ディスク装置のブロック構成図である。 図 2 1 において、 半導体レ一ザダイ オー ド （L D) 5 4から出射されたレーザビームはコ リ メータレンズ 5 6によ り コ リ メー トビームに変換されて偏光ビームスプリ ッタ 5 8に入射する。 偏光ビー ムスプリ ッタ 5 8での反射光は集光レンズ 6 0によ り オー トノ ヮ一コン トロール (AP C) 用のフォ トディテクタ 6 2にフォーカスされる。 ここで光電変換され た電気信号は、 アンプ 6 4を介してメインコン トローラ 6 6 に入力され、 A P C 制御又は R OM信号の再生に用いられる。
尚、 レーザビームの偏光面は、 前述したよ うに位相ピッ トの長さ方向 （ トラッ ク方向） に対して垂直もしく は垂直方向 ± 5 ° の範囲内に設定されている。 レー ザビームの直径は、 媒体の各位相ピッ 卜の幅の約 2倍〜 1 0 / 3倍の範囲内に設 定されている。
一方、 偏光ビームスプリ ッタ 5 8を透過したレーザビームは対物レンズ 6 8に よ り ほぼ回折限界にしぼられ、 モータ 7 2により回転される光磁気記録媒体 7 0 に照射される。 光磁気記録媒体 7 0で反射されたレーザビームは、 再び対物レン ズ 6 8を通して偏光ビームスプリ ッタ 5 8に入射し、 そこで反射されてサーボ光 学系と記録情報検出系に導かれる。 即ち、 偏光ビームスプリ ッタ 5 8で反射され た光磁気記録媒体 7 0からの反射光は、 第 2の偏光ビームスプリ ツタ 7 4に入射 し、 その透過光はサーボ光学系に導かれ、 反射光は記録情報検出系に導かれる。 第 2の偏光ビームスプリ ッタ 7 4の透過光は、 サーポ光学系における集光レン ズ 7 6及びシリ ン ドリ カルレンズ 7 8を介して四分割フォ 1、ディテク タ 8 0に入 射し、 そこで光電変換される。 光電変換された四分割フォ トディテクタ 8 0の出 力により、 非点収差法による生成回路 8 2でフォーカスエラー信号 （F E S ) の 生成を行う。 同時に、 プッシュプル法による生成回路 8 4で トラックエラー信号 (T E S ) の生成を行う。 フォーカスエラー信号 （F E S ) 及ぴ トラックエラー 信号 （T E S ) はメインコントローラ 6 6 に入力される。
一方、 記録情報検出系においては、 第 2の偏光ビームスプリ ッタ 7 4の反射光 はウォラス トンプリズム 8 6 に入射し、 光磁気記録媒体 7 0上の光磁気記録の磁 化の向きによって変わる反射レーザビームの偏光特性が光強度に変換される。 即 ち、 ウォラス トンプリズム 8 6において偏光検波によ り偏光方向が互いに直交す る二つのビームに分離され、 集光レンズ 8 8を通して二分割フォ トディテクタ 9 0に入射し、 それぞれ光電変換される。
二分割フォ トディテクタ 9 0で光電変換された電気信号は、 アンプ 9 2 , 9 3 で增幅された後加算アンプ 9 4で加算され、 第 1 の R OM信号 （R OM 1 ) とな り、 同時に減算アンプ （差動アンプ） 9 6で減算され、 RAM信号 （RAM) と なり、 それぞれメインコン トローラ 6 6に入力される。 第 1 の R OM信号 （ R O M l ) は、 位相ピッ ト信号による光強度変調の抑圧のためにフィー ドパック信号 と しても使用される。
ここまでは、 主に信号読み出しにおける光ビームの流れについて説明した。 次 に、 各フォ トディテクタ 6 2 , 8 0 , 9 0からの出力信号の流れについて、 図 2 2に示すメイ ンコン トローラ 6 6の詳細構成を参照しながら説明する。 図 2 2に おいて、 メインコン トローラ 6 6 には、 A P C用フォ トディテクタ 6 2に入射し た偏光ビームスプリ ッタ 5 8の反射光がここで光電変換され、 アンプ 6 4を通し て第 2の R OM信号 （R OM 2 ) と して入力される。 更に、 メイ ンコン トローラ 6 6には、 加算アンプ 9 4の出力である第 1 の R OM信号 （R OM 1 ) 、 差動ァ ンプ 9 6の出力である R AM信号 （RAM) 、 F E S生成回路 8 2からのフォー カスエラー信号 （ F E S ) 、 T E S生成回路 8 4からの トラックエラー信号 （T E S ) が入力される。
また、 図 2 1 に示すようにデータソース 9 8 との間でインタフェース回路 1 ◦ 0を通して記録用データ及ぴ読み出しデータがメインコン トローラ 6 6に入出力 される。 メイ ンコン トローラ 6 6 に入力される第 1 の R OM信号 （R OM 1 ) 、 第 2の R OM信号 （R OM 2 ) 、 及ぴ RAM信号 （R AM) は、 各モー ド毎に、 即ち、 R OM及び RAM再生時、 R OMのみ再生時、 及ぴ記録 （WR I T E) 時 に対応して検出され、 使用される。
図 2 3は、 各モー ドでの R OM 1 , R OM 2、 及ぴ RAMの検出の組み合わせ を示す図である。 このよ うな各モー ドでの R OM 1 , R OM 2、 及ぴ RAMの検 出の組み合わせのために、 図 2 2に示すメインコン トローラ 6 6は R OM切り替 えスィ ッチ SW 1 , SW2を有している。 図 2 2に示される R OM切り替えスィ ツチ SW 1 , SW 2の状態は、 図 2 3に示すモードにおける R OM及ぴ R AM再 生時である。 R OMのみ再生時及び記録時には、 図 2 2に示される R OM切り替 えスィ ッチ SW 1 , SW 2の状態が、 それぞれ反転された状態に切り替えられる c メインコン トローラ 6 6内の L Dコン トローラ 1 5 0は、 暗号器 1 5 1及ぴ R OM切り替えスィ ッチ SW 1の出力を受け、 L D ドライ ノく 1 0 2 (図 2 1参照） に対するコマン ド信号を生成する。 L D ドライ ノく 1 0 2は、 L Dコン トローラ 1 5 0で生成されたコマン ド信号に従い、 R OM及び R AM再生時には、 第 1 の R OM信号 （R OM 1 ) に応じて L D 5 4の発光パワーを負帰還制御し、 R OMの み再生時及び記録時には、 第 2の R OM信号 （R OM 2 ) に応じて L D 5 4の発 光パヮーを負帰還制御する。
光磁気信号記録時には、 データソース 9 8からのデータがイ ンターフェース 1 0 0を通してメインコン トローラ 6 6に入力される。 メインコン トローラ 6 6に おいて、 この入力データはセキュ リティを担保するために暗号器 1 5 1 によ り暗 号化が行われ、 記録データ と して、 磁気へッ ドコン ト ローラ 1 5 2を通して磁気 ヘッ ド ドライバ 1 0 4 (図 2 1参照） に供給される。 磁気ヘッ ド ドライバ 1 0 4 は磁気へッ ド 1 0 6を駆動し、 暗号化された記録データに対応して磁界を変調す る。 この際、 メインコン トローラ 6 6において、 喑号器 1 5 1から記録時を指示 する信号が L D ドライバ 1 0 2に送られ、 L D ドライ ノ 1 0 2は第 2の ROM信 号 （ROM 2 ) に応じて、 記録に最適なレーザパワーになるように L D 5 4の発 光パワーを負帰還制御する。
図 2 4は暗号器 1 5 1及び復号器 1 5 6の構成とそれらの処理の一例を説明す る図である。 暗号器 1 5 1 において、 光磁気記録の対象となる R OM記録データ であるデジタル R OM信号がパッファメモリ 3 0 0を通して、 復調器 1 5 5で再 生された R OM信号と共にエンコーダ 3 0 1 に入力される。 エンコーダ 3 0 1 に おいて、 R OM信号を利用して R AM信号を暗号化するためのェンコ一ド処理が 行われる。 エンコーダ 3 0 1 の出力は、 インターリーブ回路 3 0 2において、 ェ ンコーダ 3 0 1 の出力であるシリ アルビッ ト列を所定規則で入れ替えるィンター リーブ処理を行う。 これは、 正負符号のランダム性を担保するためである。 次い で、 同期及び変換回路 3 0 3によ り、 R OM信号から再生されるクロ ック信号に 同期化され、 N R Z I信号に変換されて R AM記録情報と される。 この R AM記 録情報は、 光磁気記録媒体 7 0のラン ド領域に位相ピッ トによ り 固定記録されて いる R OM領域上に重ねて光磁気記録される。
復号器 1 5 6 に入力される光磁気記録媒体から読み出した R AM信号は、 同期 検出及ぴ復調回路 3 0 5、 ディンターリーブ回路 3 0 6、 及ぴデコーダ 3 0 7に おいて、 暗号器 1 5 1 における同期及ぴ変換回路 3 0 3、 インターリーブ回路 3 0 2及びエンコーダ 3 0 1 の処理と各々逆の処理が行われて、 暗号の解かれた R AM信号を得ることができる。 上記構成によ り、 誤り訂正においても R OMと R AM信号を組み合わせることが可能である。 例えば、 図 2 4において、 破線矢印 で示されるよ うに、 復号器 1 5 6 における R AM信号の再生時に R OM再生信号 の一部を用いて誤り訂正を行う。 例えば、 エンコーダ 3 0 1 において、 R OM信 号よ り取り 出した 1 ビッ ト分を R AM信号と合わせて R AM情報と して出力し、 これを記録するよ うに構成する。 そして、 再生時にデコーダ 3 0 7において、 パ リティチェックを行わせることによ り R OMと R AM信号を組み合わせた誤り訂 正が可能である。
図 2 2を再ぴ参照すると、 第 1 の R OM信号 （R OM 1 ) から再生されたクロ ックに基づき、 モータコン トローラ 1 5 9 を介して、 図 2 1 に示されるモータ ド ライバ 1 0 8によ り シーク動作の一部と してモータ 7 2の回転を制御する。 サー ボコン トローラ 1 5 3から出力されるサーボ制御信号が図 2 1 に示すァクチユエ ータ ドライバ 1 1 0に入力され、 F E S及びノ又は T E Sに基づいてァクチユエ ータ 1 1 2 を駆動する。
次に、 再生時の動作について説明する。 位相ピッ ト信号、 即ち、 読み出される R〇M信号による光強度変調が、 R AM信号に対してノィズとなることは先に説 明した。 従って、 加算アンプ 9 4から第 1の ROM信号 （R OM 1 ) を L D 5 4 に L D ドライバ 1 0 2を介して負帰還させ、 L D 5 4の発光を制御して第 1 の R OM信号 （R OM 1 ) を低減し、 平坦化することが可能である。 このよ うな対応 で、 読み出される R AM信号へのクロス トークを効率的に抑えることができる。 しかし、 R〇M及び R AM信号の同時読み出しを行う場合、 R OM 1信号が、 上記のよ うに負帰還制御によ り平坦であるため、 R OM信号を得ることが難しく なる。 従って、 別の方法によ り R OM信号を検出しなければならない。 本発明に 実施形態においては、 再生時に第 1 の R OM信号 （R OM 1 ) によって L D 5 4 への注入電流が負帰還変調されている。 即ち、 R OM信号と同じパターンで光強 度変調されている。 この光強度変調は、 AP C用フォ トディテクタ 6 2によ り検 出することが可能である。 MP Fループ動作時には、 AP Cループをオフとする ことにより、 位相ピッ ト信号を第 2の R O M信号 （R OM 2 ) と して得ることが できる。
従って、 本発明においては、 この第 2の R OM信号 （R OM 2 ) が、 図 2 2に 示すメインコン トローラ 6 6 において、 同期検出回路 1 5 4によ り クロック再生 され、 復調器 1 5 5で E F M磁界変調に対応する復調を行い、 R OM情報と して 得ることができる。 復調された R OM情報は更に、 暗号器 1 5 1 における暗号化 に対応する復号化が復号器 1 5 6によ り行われ、 再生データと して出力される。
R OM情報及び RAM情報の同時再生時は、 同期検出回路 1 5 4によ り得られ る第 2の R OM信号 （R OM 2 ) から再生されたクロ ックに基づき、 モータコン トローラ 1 5 9を介してモータ ドライバ 1 0 8によ り シーク動作の一部と してモ ータ 7 2の回転を制御する。 R AM信号は L D 5 4への L D ドライバ 1 0 2を含 む R OM信号負帰還手段によ り R OM信号の干渉を受けずに差動アンプ 9 6 の出 力と して検出できる。
差動アンプ 9 6の出力は、 メインコン トローラ 6 6 において同期検出回路 1 5 7に同期検出され、 復調器 1 5 8で NR Z I変調に対応した復調が行われ、 復号 器 1 5 6 によ り復号化され、 RAM信号と して出力される。 尚、 図 2 2のメイン コン トローラ 6 6は遅延回路 1 6 0を有している。 この遅延回路 1 6 0は、 先に 説明したよ うに RAM信号の再生時に R OM情報である位相ピッ トエッジが発生 する偏光ノィズの影響を低減するために、 R OM情報の上に RAM情報を記録す る際に、 RAM情報を記録するタイ ミングをわずかにずらす処理を行ったことに 対応するタイ ミ ング調整のためのものである。 R OM信号のみの再生時は、 RA M信号への影響を考慮する必要がないので、 記録時と同様に L Dフィー ドパック 信号と して第 2の R AM信号 （R AM 2 ) を用い、 R O M情報は第 1 の R O M信 号 （R OM 1 ) を復調再生する。
尚、 本発明の光磁気記憶装置は、 コンカ レン ト R OM— R AM媒体だけでなく M O媒体もしくは C D系媒体も使用可能である。 産業上の利用可能性
本発明の光磁気記録媒体は以上詳述したように構成したので、 R OM_ R AM 情報の同時読み出しにおいて、 R OM情報及ぴ R AM情報共に安定に再生できる と共に ROM信号ジッタ と ROM上の R AM信号ジッタを改善するこ とができる, よって、 本発明の光磁気記録媒体は、 良好な品質で R OM— R AM同時再生可能 であり、 本発明は用途に応じた R OM_ R AM同時記録及び再生媒体を提供する ことができる。

Claims

請 求 の 範 囲
1. R OM信号となる複数の位相ピッ 卜が形成された R OM領域を有する基板 と、
前記基板の前記 R OM領域に対応する領域に成膜された R AM信号が記録され る光磁気記録膜を具備し、
前記各位相ピッ 卜の深さの半分 ± 2 0 %の範囲内の位置における各位相ピッ ト の端部の平均傾斜角度が 1 0 ° 〜 4 0° であることを特徴とする光磁気記録媒体 c
2. 前記平均傾斜角度は 1 5 ° 〜 3 0° である請求項 1記載の光磁気記録媒体 c
3. 前記各位相ピッ トの幅が 3 0 0 n m〜 5 0 0 n mである請求項 1記載の光 磁気記録媒体。
4. 前記各位相ピッ トの変調度が 1 0 %〜 3 0 %である請求項 1記載の光磁気記 録媒体。
5. 前記基板と前記光磁気記録膜の間に挿入された誘電体層をさらに具備し、 該誘電体層の膜厚は再生レーザビーム波長の 1 0 %以上であり、 且つ前記位相 ピッ トが形成されていない部分での前記光磁気記録媒体の再生レーザビームの反 射率が 1 8 %〜 2 5 %である請求項 1記載の光磁気記録媒体。
6. 前記各位相ピッ 卜の幅が再生レーザビーム径の 3 0 %〜 5 0 %である請求 項 1記載の光磁気記録媒体。
7. 光磁気記録媒体に記録された情報を少なく とも読み出し可能な光磁気記憶 装置であって、
直線偏光を有するレーザビームを前記光磁気記録媒体に照射する光学へッ ドと . 前記光磁気記録媒体で反射された反射光から再生信号を生成する光検出器とを 具備し、
前記光磁気記録媒体は、 R OM信号となる複数の位相ピッ 卜が形成された R O M領域を有する基板と、
前記基板の前記 R OM領域に対応する領域に成膜された R AM信号が記録され る光磁気記録膜とを具備し、 前記各位相ピッ トの深さの半分 ± 2 0 %の範囲内の位置における各位相ピッ ト の端部の平均傾斜角度が 1 0。 〜 4 0° であることを特徴とする光磁気記憶装置 c
8. 前記光磁気記録媒体に入射するレーザビームの偏光面が前記各位相ピッ ト の長さ方向に対して垂直方向 ± 5 ° の範囲内に設定されている請求項 7記載の光 磁気記憶装置。
9. 前記各位相ピッ トの幅が前記レーザビームの直径の 3 0 %〜 5 0 %になる よ うに前記レーザビームの直径が設定されている請求項 7記載の光磁気記憶装置
1 0. 前記光磁気記録媒体は前記基板と前記光磁気記録膜の間に挿入された誘 電体層を更に含み、 該誘電体層の膜厚は前記レーザビームの波長の 1 0 %以上で あり、 且つ位相ピッ トを有さない部分での前記光磁気記録媒体の再生光反射率が
1 8 %〜 2 5 %の範囲内である請求項 7記載の光磁気記憶装置。
1 1. 複数の位相ピッ トを有する基板を作成するためのスタンパであって、 前記各位相ピッ トにの形状と相補的な形状を有する複数の凸部を具備し、 前記各凸部の高さの半分 ± 2 0 %に位置における各凸部の端部の平均傾斜角度 が 1 0° 〜 4 0 ° であることを特徴とするスタンパ。
1 2. 前記平均傾斜角度が 1 5° 〜 3 0 ° である請求項 1 1記載のスタンパ。
1 3. 光磁気記録媒体に記録された情報を少なく と も読み出し可能な光磁気記 憶装置であって、
直線偏光を有するレーザビームを前記光磁気記録媒体に照射する光学へッ ドと . 前記光磁気記録媒体で反射された反射光から再生信号を生成する光検出器とを 具備し、
前記光磁気記録媒体は、 R OM信号となる複数の位相ピッ トが形成された R O M領域を有する基板を有しており、
前記光磁気記録媒体に入射する レーザビームの偏光面が前記各位相ピッ トの長 さ方向に対して垂直方向 ± 5° の範囲内に設定されていることを特徴とする光磁 気記憶装置。
1 4. 前記光磁気記録媒体は、 前記基板の前記 R OM領域に対応する領域に成 膜された R AM信号が記録される光磁気記録膜を有しており、
前記各位相ピッ トの変調度が 1 0 %〜 3 0 %である請求項 1 3記載の光磁気記 憶装置。
1 5. 前記光磁気記録媒体は、 前記基板の前記 R OM領域に対応する領域に成 膜された R AM信号が記録される光磁気記録膜を有しており、
前記各位相ピッ 卜の幅が前記レーザビームの直径の 3 0 %〜 5 0 %になるよう に、 前記レーザビームの直径が設定されている請求項 1 3記載の光磁気記憶装置 ,
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