(57)【要約】ランド及びグルーブから成る記録トラックを有し、記録再生に使用するレーザビームの記録媒体面でのビームの直径が０．７μｍ以下である光記録媒体であって、交互に形成された複数のランド及び複数のグルーブを有する透明基板と、該透明基板上に設けられた光記録可能な記録層とを含んでいる。各ランドと各グルーブの境界の中心高さでのランドの幅をｗ１、ランドの平坦頂部の幅をｗ２、各グルーブの深さをｄとするとき、０．４≦ｗ２／ｗ１≦０．８  且つ  ２５ｎｍ≦ｄ≦４５ｎｍである。少なくとも各ランドは曲面形状のエッジ部を有している。
2003102943.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ランド及びグルーブからなる記録トラックを有し、記録再生に使用するレーザビームの記録媒体面でのビームの直径が０．７μｍ以下である光記録媒体であって、
交互に形成された複数のランド及び複数のグルーブを有する透明基板と、
該透明基板上に設けられた光記録可能な記録層とを具備し、
前記各ランドと各グルーブの境界の中心高さでのランドの幅をｗ１、ランドの平坦頂部の幅をｗ２、各グルーブの深さをｄとするとき、
０．４≦ｗ２／ｗ１≦０．８  且つ  ２５ｎｍ≦ｄ≦４５ｎｍ
であり、
少なくとも前記各ランドは曲面形状のエッジ部を有することを特徴とする光記録媒体。
【請求項２】
前記各グルーブは曲面形状のエッジ部を有している請求項１記載の光記録媒体。
【請求項３】
前記記録層は希土類遷移金属材料からなる光磁気記録層から構成される請求項１記載の光記録媒体。
【請求項４】
ランド及びグルーブからなる記録トラックを有し、記録再生に使用するレーザビームの記録媒体面でのビームの直径が０．７μｍ以下である光磁気記録媒体であって、
交互に形成された複数のランド及び複数のグルーブを有する透明基板と、
該透明基板上に設けられた、相対的にカー回転角が大きく室温での保持力が小さい希土類遷移金属材料からなる再生層と、
該再生層上に設けられた、相対的にカー回転角が小さく室温での保持力が大きい希土類遷移金属材料からなる記録層とを具備し、
前記各ランドと各グルーブの境界の中心高さでのランドの幅をｗ１、ランドの平坦頂部の幅をｗ２、各グルーブの深さをｄとするとき、
０．４≦ｗ２／ｗ１≦０．８  且つ  ２５ｎｍ≦ｄ≦４５ｎｍ
であり、
少なくとも前記各ランドは曲面形状のエッジ部を有することを特徴とする光磁気記録媒体。
【請求項５】
前記再生層と前記記録層の間に挿入された非磁性層を更に具備した請求項４記載の光磁気記録媒体。
【請求項６】
前記再生層と前記記録層の間に挿入された磁性中間層を更に具備した請求項４記載の光磁気記録媒体。
【請求項７】
ランド及びグルーブからなる記録トラックを有し、記録再生に使用するレーザビームの記録媒体面でのビームの直径が０．７μｍ以下である光磁気記録媒体であって、
交互に形成された複数のランド及び複数のグルーブを有する透明基板と、
該透明基板上に設けられた、室温で面内方向の磁化容易性を有する第一再生層と、
該第一再生層上に設けられた、室温で面内方向の磁化容易性を有する第二再生層と、
該第二再生層上に設けられた非磁性遮断層と、
該非磁性遮断層上に設けられた、単層で室温において垂直方向の磁化容易性を有する記録層と、
該記録層上に設けられた非磁性オーバーコート層と、
該非磁性オーバーコート層上に設けられた金属層とを具備し、
前記各ランドと各グルーブの境界の中心高さでのランドの幅をｗ１、ランドの平坦頂部の幅をｗ２、各グルーブの深さをｄとするとき、
０．４≦ｗ２／ｗ１≦０．８    且つ    ２５ｎｍ≦ｄ≦４５ｎｍ
であり、
少なくとも前記各ランドは曲面形状のエッジ部を有することを特徴とする光磁気記録媒体。
【請求項８】
前記第一及び第二再生層のキュリー温度をそれぞれＴｃ１，Ｔｃ２としたとき、
Ｔｃ２＜Ｔｃ１    且つ    １６０℃≦Ｔｃ２≦１９０℃
である請求項７記載の光磁気記録媒体。
【請求項９】
前記第一再生層は２５ｎｍ〜３５ｎｍの膜厚ｔｒ１を有している請求項７記載の光磁気記録媒体。
【請求項１０】
前記第二再生層の膜厚をｔｒ２とするとき、
ｔｒ１×０．３≦ｔｒ２≦ｔｒ１×０．４
である請求項７記載の光磁気記録媒体。
【請求項１１】
前記非磁性オーバーコート層は５ｎｍ〜１５ｎｍの膜厚を有している請求項７記載の光磁気記録媒体。
【請求項１２】
前記金属層は５０ｎｍ〜９０ｎｍの膜厚を有している請求項７記載の光磁気記録媒体。
【請求項１３】
前記非磁性オーバーコート層はＳｉＮから構成される請求項７記載の光磁気記録媒体。
【請求項１４】
前記金属層はＡｌを主成分として含んでいる請求項７記載の光磁気記録媒体。
【請求項１５】
前記非磁性遮断層は０．５ｎｍ〜２ｎｍの膜厚を有している請求項７記載の光磁気記録媒体。
【請求項１６】
ランド及びグルーブからなる記録トラックを有する光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記憶装置であって、
記録媒体面でのビームの直径が０．７μｍ以下であるレーザビームを前記光記録媒体に照射する光学ヘッドと、
前記光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、
前記光記録媒体は、交互に形成された複数のランド及び複数のグルーブを有する透明基板と、該透明基板上に設けられた光記録可能な記録層とを含んでおり、
前記各ランドと各グルーブの境界の中心高さでのランドの幅をｗ１、ランドの平坦頂部の幅をｗ２、各グルーブの深さをｄとするとき、
０．４≦ｗ２／ｗ１≦０．８    且つ    ２５ｎｍ≦ｄ≦４５ｎｍ
であり、
少なくとも前記各ランドは曲線形状のエッジ部を有することを特徴とする光記憶装置。
【発明の詳細な説明】
技  術  分  野
本発明は、一般的に光記録媒体に関し、特に、ランド・グルーブ記録方式の光磁気記録媒体に関する。
背  景  技  術
光ディスクの記録密度向上の一方法として、データを記録又は再生する際に使用するレーザの波長を短くする方法が検討されている。例えば、現在３．５インチの光磁気ディスク装置で使用されているレーザ波長は６５０ｎｍであるが、これを波長４０５ｎｍの青紫色レーザにすることにより、ビームスポット径が従来の約１．０μｍから０．６５μｍと小さくなり、高密度記録が可能となる。
光磁気ディスクは高密度記録媒体として知られているが、情報量の増大に伴い更なる高密度化が要望されている。高密度化は記録マークの間隔を詰めることによって実現できるが、その再生は、媒体上の光ビームの大きさ（ビームスポット）によって制限される。ビームスポット内に一つの記録マークしか存在しないように設定した場合、記録マークがあるかないかによって、‘１’，‘０’に対応する出力波形が再生信号として観測できる。
しかし、記録マークの間隔を詰めてビームスポット内に複数個存在するようにすると、媒体上のビームスポットが移動しても再生出力に変化が生じないため、出力波形は直線となって記録マークのありなしを識別できなくなる。このようなビームスポット以下の周期を持つ小さな記録マークを再生するためには、ビームスポットを小さく絞ればよいが、ビームスポットの大きさは光源の波長λと対物レンズの開口数ＮＡとで制約され、十分に小さく絞ることはできない。
最近、現行の光学系をそのまま利用してビームスポット以下の記録マークを再生する磁気誘導超解像（マグネティカリ・インデュースト・スーパー・リゾリューション：ＭＳＲ）技術を利用した再生方法を採用した光磁気ディスク装置が市販されている。ＭＳＲは、ビームスポット内の一つのマークを再生するとき他のマークをマスクすることで再生分解能を上げた再生方法である。このため、超解像ディスク媒体には、マークを記録するための記録層以外に信号再生時に一つのマークのみが再生されるように他のマークを隠しておくためのマスク層又は再生層が最低必要となる。
例えば、再生層と記録層の間に非磁性層を挿入し、記録層の記録マークを静磁結合によって再生層に転写することによって、情報の再生を行うＣＡＤ（センター・アパチャ・ディテクション）タイプのＭＳＲ媒体が提案されている。再生層として室温で面内方向の磁化容易性を有する面内膜を使用し、レーザビームの照射により高温になった部分のみ記録層の記録マークが再生層に転写されるようにすることで、再生部分以外が再生層でマスクされ超解像再生が可能となる。ＣＡＤ媒体ではアパチャ部以外の再生層磁化は面内なので検出されることはなく、隣接トラックからのクロストークに強くトラックピッチを狭くすることが可能である。
近年、光ディスクの高密度化を実現する手段として短波長レーザ或いは高ＮＡレンズ等によるビーム径縮小化開発が活発化している。例えば、現状の光磁気ディスク装置に使用されている波長６５０ｎｍ、開口数ＮＡ０．５５のレンズを使用する光学系ではビームスポット径が約１．０μｍ（１／ｅ２）であるが、同じＮＡ０．５５のレンズでもレーザビームの波長を４０５ｎｍにすることにより、０．６５μｍ程度のビームスポット径が得られる。ビームスポット径を小さくすることにより分解能が向上するので、小さいマークを記録することが可能となり記録密度が向上する。レーザビームの波長を６５０ｎｍから４０５ｎｍに変更することにより、マーク長及びトラックピッチとも縮小するので、約２．５倍の記録密度の向上が期待できる。
ところが、従来の波長６５０ｎｍのレーザビーム用のＣＡＤ媒体を波長４０５ｎｍのレーザビームで記録再生すると、波長換算したマーク長で十分な記録再生信号品質が得られないという問題が明らかになった。例えば、現在波長６５０ｎｍのレーザビームを使用したＣＡＤ媒体が実用化されているが、その最短マーク長０．４０μｍにおいて４５ｄＢ程度のＣＮ比が得られている。ビーム径で換算すると４０５ｎｍのレーザビームを使用すれば０．２５μｍのマークで４５ｄＢ程度のＣＮ比が得られるはずであるが、実際には０．２５μｍのマーク長では４０５ｎｍのレーザビームで記録再生しても、４２ｄＢ程度のＣＮ比しか得られないという問題があることが明らかになった。この問題はランド及びグルーブを記録トラックとして使用する光磁気記録媒体では、ランド部で顕著であり、ＣＡＤ方式の光磁気記録媒体に限らず一般の光磁気記録媒体でも同様に波長４０５ｎｍの青紫色レーザビームを使用した場合には、ランドの再生時に十分なＣＮ比が得られないことが明らかになった。
発明の開示
よって、本発明の目的は、短波長レーザを使用した小さいビーム径において、ランド及びグルーブ共に良好な記録再生特性を実現可能な光記録媒体を提供することである。
本発明の他の目的は、短波長レーザを使用した小さいビーム径において、ランド及びグルーブ共に良好な再生特性を実現可能な光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、ランド及びグルーブからなる記録トラックを有し、記録再生に使用するレーザビームの記録媒体面でのビームの直径が０．７μｍ以下である光記録媒体であって、交互に形成された複数のランド及び複数のグルーブを有する透明基板と、該透明基板上に設けられた光記録可能な記録層とを具備し、前記各ランドと各グルーブの境界の中心高さでのランドの幅をｗ１、ランドの平坦頂部の幅をｗ２、各グルーブの深さをｄとするとき、
０．４≦ｗ２／ｗ１≦０．８  且つ  ２５ｎｍ≦ｄ≦４５ｎｍ
であり、少なくとも前記各ランドは曲面形状のエッジ部を有することを特徴とする光記録媒体が提供される。
好ましくは、各グルーブは曲面形状のエッジ部を有しており、記録層は希土類遷移金属材料からなる光磁気記録層から構成される。
本発明の他の側面によると、ランド及びグルーブからなる記録トラックを有し、記録再生に使用するレーザビームの記録媒体面でのビームの直径が０．７μｍ以下である光磁気記録媒体であって、交互に形成された複数のランド及び複数のグルーブを有する透明基板と、該透明基板上に設けられた、相対的にカー回転角が大きく室温での保持力が小さい希土類遷移金属材料からなる再生層と、該再生層上に設けられた、相対的にカー回転角が小さく室温での保持力が大きい希土類遷移金属材料からなる記録層とを具備し、前記各ランドと各グルーブの境界の中心高さでのランドの幅をｗ１、ランドの平坦頂部の幅をｗ２、各グルーブの深さをｄとするとき、
０．４≦ｗ２／ｗ１≦０．８  且つ  ２５ｎｍ≦ｄ≦４５ｎｍ
であり、少なくとも前記各ランドは曲面形状のエッジ部を有することを特徴とする光磁気記録媒体が提供される。
本発明の更に他の側面によると、ランド及びグルーブからなる記録トラックを有し、記録再生に使用するレーザビームの記録媒体面でのビームの直径が０．７μｍ以下である光磁気記録媒体であって、交互に形成された複数のランド及び複数のグルーブを有する透明基板と、該透明基板上に設けられた、室温で面内方向の磁化容易性を有する第一再生層と、該第一再生層上に設けられた、室温で面内方向の磁化容易性を有する第二再生層と、該第二再生層上に設けられた非磁性遮断層と、該非磁性遮断層上に設けられた、単層で室温において垂直方向の磁化容易性を有する記録層と、該記録層上に設けられた非磁性オーバーコート層と、該非磁性オーバーコート層上に設けられた金属層とを具備し前記各ランドと各グルーブの境界の中心高さでのランドの幅をｗ１、ランドの平坦頂部の幅をｗ２、各グルーブの深さをｄとするとき、
０．４≦ｗ２／ｗ１≦０．８    且つ    ２５ｎｍ≦ｄ≦４５ｎｍ
であり、少なくとも前記各ランドは曲面形状のエッジ部を有す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、第１及び第２再生層のキュリー温度をそれぞれＴｃ１，Ｔｃ２としたとき、
Ｔｃ２≦Ｔｃ１  且つ  １６５℃≦Ｔｃ２≦１９０℃
である。
好ましくは、第１再生層は２５ｎｍ〜３５ｎｍの膜厚ｔｒ１を有しており、第２再生層の膜厚をｔｒ２とするとき、
ｔｒ１×０．３≦ｔｒ２≦ｔｒ１×０．４
である。
好ましくは、非磁性オーバーコート層は５ｎｍ〜１５ｎｍの膜厚を有しており、金属層は５０ｎｍ〜９０ｎｍの膜厚を有しており、非磁性遮断層は０．５ｎｍ〜２ｎｍの膜厚を有している。
本発明の更に他の側面によると、ランド及びグルーブからなる記録トラックを有する光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記憶装置であって、記録媒体面でのビームの直径が０．７μｍ以下であるレーザビームを前記光記録媒体に照射する光学ヘッドと、前記光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、前記光記録媒体は、交互に形成された複数のランド及び複数のグルーブを有する透明基板と、該透明基板上に設けられた光記録可能な記録層とを含んでおり、前記各ランドと各グルーブの境界の中心高さでのランドの幅をｗ１、ランドの平坦頂部の幅をｗ２、各グルーブの深さをｄとするとき、
０．４≦ｗ２／ｗ１≦０．８    且つ    ２５ｎｍ≦ｄ≦４５ｎｍ
であり、少なくとも前記各ランドは曲面形状のエッジ部を有することを特徴とする光記憶装置が提供される。
発明を実施するための最良の形態
図１を参照すると、本発明にかかるランド・グルーブ記録用光記録媒体の一部破断断面図が示されている。光記録媒体２は通常はディスク形状をしている。ガラス又はポリカーボネート等から形成された透明基板４は交互に形成されたランド８及びグルーブ１０を有している。基板４の隣接したランド８とグルーブ１０の中心間隔（トラックピッチ）は例えば０．４０μｍであり、基板４上には記録層６が積層されている。基板４のランド８とグルーブ１０の段差は、例えば３５ｎｍである。本発明に適用できる光記録媒体２は、少なくともランドとグルーブを記録トラックとする光学的記録媒体であればよい。記録層６としては、例えば光磁気記録層、相変化型記録層等を採用可能である。
基板４に形成したランド８のエッジ部８ａ及びグルーブ１０のエッジ部１０ａは共に所定の曲率半径を有する曲面形状をしている。更に、後で詳細に説明するように、各ランド８と各グルーブ１０の境界の中心高さでのランド８の幅をｗ１、ランド８の平坦頂部の幅をｗ２、各グルーブ１０の深さをｄとすると、
０．４≦ｗ２／ｗ１≦０．８  且つ    ２５ｎｍ≦ｄ≦４５ｎｍ
であるのが好ましい。光記録媒体２の製造に際しては、グルーブ及びピットが予め透明基板上に作成される。具体的には、ポジ型レジスト膜を有するスタンパを用い、グルーブ及びピットに相当する部分を除いた部分にレーザビームを露光する。次いで、現像及びエッチングして、グルーブ及びピットに相当する凸上の部分を形成する。ここで、ランドのエッジ部やグルーブのエッジ部に相当する部分に所定の曲率を持たせるためにイオンミリング、スパッタリング等でエッチングを行う。このようにして作成されたスタンパを射出成形機の金型に取りつけて、ポリカーボネート等の樹脂を射出成形機に供給して、交互に形成されたランド８及びグルーブ１０を有する透明基板４を作成する。その後、透明基板４の転写面（グルーブやピットが形成された面）上に記録層、保護層及び反射層を形成して光記録媒体が完成する。このような基板の製造方法は、例えば特開平１１−２３２７０７号に記載されている。
図２は本発明第１実施形態の光磁気記録媒体１２Ａの構成図を示している。図１に示した透明基板４上にＳｉＮからなる下地誘電体層１４，ＧｄＦｅＣｏから成る再生層１６，ＳｉＮから成る非磁性層１８，ＴｂＦｅＣｏから成る記録層２０がこの順に積層されている。更に、記録層２０上にＳｉＮオーバーコート層２２，Ａｌを含むメタル層２４が積層されている。本実施形態の光磁気記録媒体１２Ａは、記録層２０の記録マークが静磁結合により再生層１６に転写されるＣＡＤ（センター・アパチャ・ディテクション）タイプの磁気誘導超解像（ＭＳＲ）媒体である。再生層１６は、記録層２０に比較して相対的にカー回転角は大きく室温での保磁力が小さい。一方、記録層２０は、再生層１６に比較して相対的にカー回転角は小さく室温での保磁力が大きい。
図３は本発明第２実施形態の光磁気記録媒体１２Ｂの構成図を示している。図１に示した透明基板４上にＳｉＮからなる下地誘電体層１４，ＧｄＦｅＣｏから成る第１再生層２６，ＧｄＦｅから成る第２再生層２８，ＳｉＮから成る非磁性層３０，ＴｂＦｅＣｏから成る記録層３２がこの順に積層されている。記録層３２上には、ＳｉＮオーバーコート層２２，Ａｌを含むメタル層２４が積層されている。メタル層２４はＡｕ，Ｃｕ，Ａｇを主成分とする材料から形成されてもよい。本実施形態の光磁気記録媒体１２Ｂも、記録層３２の記録マークが静磁結合により第２再生層２８及び第１再生層２６に転写されるＣＡＤタイプのＭＳＲ媒体である。第１再生層２６及び第２再生層２８は、室温で面内方向の磁化容易性を有している。一方、記録層３２は単層で室温において垂直方向の磁化容易性を有している。
図４は本発明第３実施形態の光磁気記録媒体１２Ｃの構成図を示している。図１に示した透明基板４上にＳｉＮからなる下地誘電体層１４，ＧｄＦｅＣｏから成る第１再生層２６，ＧｄＧｅから成る第２再生層２８，ＳｉＮから成る非磁性層３０，ＴｂＦｅＣｏから成る記録層３２がこの順に積層されている。記録層３２上には、ＧｄＦｅＣｏから成る記録補助層３４，ＳｉＮオーバーコート層２２，Ａｌを含むメタル層２４が積層されている。本実施形態の光磁気記録媒体１２Ｃも、記録層３２の記録マークが静磁結合により第２再生層２８及び第１再生層２６に転写されるＣＡＤタイプのＭＳＲ媒体である。第１再生層２６及び第２再生層２８は、室温で面内方向の磁化容易性を有している。一方、記録層３２は単層で室温において垂直方向の磁化容易性を有している。
図５は本発明第４実施形態の光磁気記録媒体１２Ｄの構成図を示している。図１に示した透明基板４上にＳｉＮからなる下地誘電体層１４，ＴｂＦｅＣｏから成る記録層３６，ＧｄＦｅＣｏから成る記録補助層３８，ＳｉＮオーバーコート層２２，Ａｌを含むメタル層２４がこの順に積層されている。本実施形態の光磁気記録媒体１２Ｄは通常タイプの光磁気記録媒体である。
図６は本発明第５実施形態の光磁気記録媒体１２Ｅの構成図を示している。図１に示した透明基板４上にＳｉＮからなる下地誘電体層１４，ＧｄＦｅＣｏから成る再生層３９，ＴｂＦｅＣｏから成る記録層３６，ＧｄＦｅＣｏから成る記録補助層３８がこの順に積層されている。記録補助層３８上には、ＳｉＮオーバーコート層２２，Ａｌを含むメタル層２４が積層されている。本実施形態の光磁気記録媒体１２Ｅは、再生層３９と記録層３６を有する２層膜媒体である。
次に、図４に示す第３実施形態の光磁気記録媒体１２Ｃの製造方法について詳細に説明する。隣接するランド８とグルーブ１０の間隔（トラックピッチ）が０．４０μｍで図１のｗ２／ｗ１の値とグルーブ１０の深さｄを変更した複数の基板４を用意した。基板を真空到達度５×１０−５Ｐａ以下の成膜チャンバ（スパッタチャンバ）を有する静止対向型のスパッタ装置に挿入した。まず、Ｓｉターゲットを装着した第１のチャンバに上記基板を搬送し、ＡｒガスとＮ２ガスを導入し、反応性スパッタリングにより４０ｎｍのＳｉＮ層を成膜した。
次に、基板をＧｄ３０Ｆｅ５６Ｃｏ１４合金ターゲットを装着した第２のチャンバに移動し、Ａｒガスを導入してＤＣスパッタリングにより室温でＲＥリッチ組成（補償温度が室温以上）のＧｄ３０Ｆｅ５６Ｃｏ１４から成る第１再生層２６を成膜した。第１再製層２６のキュリー温度は３０℃である。次に、基板をＧｄターゲットとＦｅターゲットを装着した第３のチャンバに移動し、Ａｒガスを導入してＤＣスパッタリングによりＧｄＦｅから成る第２再生層２８を成膜した。第１再生層２６はスパッタ時間を調整することにより膜厚を調整した。また、第２再生層２８の成膜では、ＧｄターゲットとＦｅターゲットの投入電力と成膜時間を変更することにより、組成と膜厚を調整した。第２再生層２８はＧｄとＦｅの組成を調整することでキュリー温度を変化させた。即ち、第２再生層２８のＧｄ組成を１３ａｔ％〜２１ａｔ％の範囲で変化させた。Ｇｄ１３％でのキュリー温度は１５０℃，Ｇｄ２１％でのキュリー温度は２００℃である。
次に、基板を第１のチャンバに戻し、ＳｉＮ非磁性遮断層３０を成膜した。ＳｉＮ非磁性遮断層３０は成膜時間を変更することにより膜厚を調整した。次に、基板をＴｂ１９Ｆｅ７０Ｃｏ１１合金ターゲット装着をした第４のチャンバに移動し、Ａｒガスを導入してＤＣスパッタリングによりＴｂ１９Ｆｅ７０Ｃｏ１１から成る記録層３２を５０ｎｍの厚さで成膜した。記録層３２のキュリー温度は２１０℃である。次に、基板をＧｄ２０Ｆｅ６４Ｃｏ１６合金ターゲットを装着した第５のチャンバに移動し、Ａｒガスを導入してＤＣスパッタリングによりＧｄ２０Ｆｅ６４Ｃｏ１６から成る記録補助層３４を６ｎｍの厚さで成膜した。
次に、基板を第１のチャンバに移動してＳｉＮオーバーコート層２２を成膜した。更に、基板をＴｉを１．５ｗｔ％含むＡｌＴｉ合金ターゲットを装着した第６のチャンバに移動し、ＡｌＴｉメタル層２４を成膜した。オーバーコート層２２とメタル層２４は、成膜時間を変更することによりその膜厚を調整した。メタル層２４の上に紫外線硬化樹脂のコーティングを施し、図４に示す光磁気記録媒体１２Ｃを作成した。
以上の方法で作成した光磁気記録媒体１２Ｃの本発明の成膜基準条件とそのＣＮ比を、二つの基板溝で比較した結果をそれぞれ表１及び表２に示す。また、溝形状の写真を図７及び図８に示す。
2003102943.tif 000003
2003102943.tif 000004
作成した光磁気記録媒体１２Ｃに記録マークの長さ０．２５μｍ、線速７．５ｍ／ｓの条件で４０５ｎｍのレーザビーム（対物レンズのＮＡ＝０．５５）を用いて光変調記録を行い、スペクトラルアナライザでＣ／Ｎを測定した。表２から明らかなように、図７の角型溝ではランドのＣＮ比が低く、４２ｄＢ程度しか得られていないが、図８の丸型溝又は曲面溝ではランドでも４６ｄＢ近いＣＮ比が得られている。尚、ここで溝形状は基板表面への紫外線照射時間によって調整した。
次に、表１の成膜条件を固定して、基板のｗ２／ｗ１と溝深さを変更したサンプルを作成して、ランドのＣＮ比を測定した結果を図９及び図１０に示す。図９のｗ２／ｗ１を変更した基板の溝深さは３０ｎｍとし、図１０の溝深さを変更した基板のｗ２／ｗ１は０．６とした。図９より、ＣＮ比はｗ２／ｗ１を大きくした角型に近い溝形状で急激に低下する。また逆に、ｗ２／ｗ１を小さくすると隣接トラックを消去した際に熱的な影響を受けて記録マークが消去されることによりＣＮ比が低下する。ここで、隣接トラックの消去パワーは記録したマークを完全に消去できるパワーよりも１５％高いパワーに設定した。図９より、ｗ２／ｗ１はＣＮ比が４５ｄＢ以上である０．４〜０．８の範囲が好ましい。また、図１０より溝深さはＣＮ比が４５ｄＢ以上である２５ｎｍ〜４５ｎｍの範囲が好ましい。
同様の実験を図５に示す記録層単層の通常の光磁気記録媒体１２Ｄと、図６に示す再生層３９と記録層３６を有する２層膜光磁気記録媒体１２Ｅでも行った。図５及び図６に示す媒体の各層の条件は図４に示したＣＡＤ媒体と同様である。記録マーク長は０．４５μｍとして、同様の測定をした結果が図１１〜図１４に示されている。図１１は通常ＭＯ媒体のＣＮ比のｗ２／ｗ１依存性であり、図１２は通常のＭＯ媒体のＣＮ比の溝深さ依存性である。図１３は２層膜媒体のＣＮ比のｗ２／ｗ１依存性であり、図１４は２層膜媒体のＣＮ比の溝深さ依存性を示している。これらの結果から、記録層単層の通常ＭＯ媒体及び２層膜ＭＯ媒体においても、図４に示したＣＡＤ媒体とほとんど同様の結果が得られることが分かる。即ち、ｗ２／ｗ１はＣＮ比が４５ｄＢ以上である０．４〜０．８の範囲が好ましく、溝深さはＣＮ比が４５ｄＢ以上である２５ｎｍ〜４５ｎｍの範囲が好ましい。ランド及びグルーブのエッジ部の曲率半径は余り大きくない方が好ましい。角がとれている面取り程度でも十分クロストークを抑制し、ＣＮ比を改善することができる。
次に、表１の本発明の基準条件を中心とし、溝深さ３０ｎｍ，ｗ２／ｗ１＝６／１０の基板を用いて膜の各設計因子のパラメータを変更したサンプルを複数枚作成し、ランドで測定を行った。表３に本発明の基準条件と従来条件の比較を示す。
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図１５に第２再生層２８のＧｄ組成を変更して、キュリー温度Ｔｃを変えた時のＣＮ比を示す。図１５より、第２再生層２８のキュリー温度が１６０℃〜１９０°の範囲で４４ｄＢ以上の良好なＣＮ比が得られることが分かる。図１６に第１再生層２６の膜厚の変化に対するＣＮ比の変化を示す。図１７に第２再生層膜厚比（％）（第２再生層２８の膜厚／第１再生層２６の膜厚）に対するＣＮ比の変化を示す。図１６より、第１再生層２６の膜厚が２５ｎｍ未満でＣＮ比が急激に低下し、３０ｎｍより大きいとＣＮ比が緩やかに低下する。４４ｄＢ以上のＣＮ比を得るには３５ｎｍ以下の膜厚が好ましい。また、第２再生層２８の膜厚は第１再生層２６の膜厚に依存し、図１７に示すように第２再生層２８の膜厚が第１再生層２６の膜厚に対して３０％〜４０％の範囲で良好なＣＮ比が得られる。
図１８にＣＮ比の非磁性遮断層３０の膜厚依存性を示す。遮断層３０の膜厚が０．５ｎｍ未満では記録層３２と再生層２６，２８の間の交換結合力が急激に増加し、記録層３２と再生層２６，２８間の静磁結合力を妨げるため急激なＣＮ比の低下が発生する。一方、非磁性遮断層３０を厚くすると静磁結合力が低下するため、記録マークの転写性が低下し、ＣＮ比が低下する。よって、良好なＣＮ比を得るには、非磁性遮断層３０の膜厚は０．５ｎｍ〜２．０ｎｍの範囲が好ましい。
図１９はＣＮ比のオーバーコート層２２の膜厚依存性を示す。図２０は記録感度のオーバーコート層２２の膜厚依存性を示す。オーバーコート層２２を厚くするとＣＮ比が低下し、記録パワー（Ｐｗ）が低下する。一般に光記録においては、転送レートを高くするために高速回転化が必要とされるが、回転数を高く設定し線速度が高くなると、記録に必要なレーザパワーが高くなってしまう。特に、高密度記録に適した青紫色レーザは赤色レーザに比べて出力が低いため、高線速化するためには媒体の記録パワーＰｗをできるたけ低く抑えることが要求される。図１９及び図２０より、低い記録パワーでしかも良好なＣＮ比を得るには、オーバーコート層２２の膜厚は５ｎｍ〜１５ｎｍの範囲が好ましい。
図２１はＣＮ比のＡｌＴｉ層２４の膜厚依存性を示し、図２２は記録感度のＡｌＴｉ層２４の膜厚依存性を示す。ＡｌＴｉ層２４の膜厚が厚いほうがＣＮ比は大きくなるが、記録パワーＰｗも上昇してしまう。低い記録パワーでしかも良好なＣＮ比を得るにはＡｌＴｉ層２４の膜厚は５０ｎｍ〜９０ｎｍの範囲が好ましい。
図２３を参照すると、本発明による光ディスク装置の回路ブロック図が示されている。本発明の光ディスク装置は、コントロールユニット４０とエンクロージャ４１で構成される。コントロールユニット４０には、光ディスク装置の全体的な制御を行なうＭＰＵ４２、上位装置との間でコマンド及びデータのやり取りを行なうインタフェース４７、光ディスク媒体に対するデータのリード・ライトに必要な処理を行なう光ディスクコントローラ（ＯＤＣ）４４、ディジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）４６、バッファメモリ４８が設けられている。バッファメモリ４８は、ＭＰＵ４２、光ディスクコントローラ４４、及び上位インタフェース４７で共用される。
光ディスクコントローラ４４には、フォーマッタ４４ａとＥＣＣ処理部４４ｂが設けられている。ライトアクセス時には、フォーマッタ４４ａがＮＲＺライトデータを媒体のセクター単位に分割して記録フォーマットを生成する。ＥＣＣ処理部４４ｂがセクターライトデータ単位にＥＣＣコードを生成して記録フォーマットに付加し、更に必要ならＣＲＣコードを生成して付加する。更に、ＥＣＣエンコードの済んだセクターデータを例えば１−７ＲＬＬ符号に変換する。
フォーマッタ４４ａがＯＳ上からアクセスする際に用いられる論理ブロックアドレス（ＬＢＡ）を生成する。このＬＢＡは光ディスク媒体の記録容量に応じて予めプログラムされ、このプログラムがファームウエアの形でフォーマッタ４４ａに格納されている。フォーマッタ４４ａにはＬＢＡをトラックアドレス及びセクターアドレスに変換するプログラムが格納されている。更に、光ディスク媒体の物理フォーマット時に発見された欠陥セクター番号もフォーマッタ４４ａに格納される。
リードアクセス時には、復調されたセクタリードデータを１−７ＲＬＬ逆変換し、ＥＣＣ処理部４４ｂでＣＲＣチェックをした後にエラー検出訂正を行ない、更にフォーマッタ４４ａでセクター単位のＮＲＺデータを連結してＮＲＺリードデータのストリームとして上位装置に転送する。ライトＬＳＩ回路５０は光ディスクコントローラ４４により制御される。ＬＳＩ回路５０はライト変調部５１とレーザダイオード制御回路５２を有している。レーザダイオード制御回路５２の出力は、エンクロージャ４１側の光学ユニットに設けたレーザダイオードユニット６０に与えられる。
レーザダイオードユニット６０はレーザダイオード６０ａとモニタ用フォトディテクタ６０ｂを有している。ライト変調部５１は、ライトデータをＰＰＭ記録又はＰＷＭ記録のデータ形式に変換する。レーザダイオードユニット６０を使用して記録再生を行なう光ディスク、即ち書き換え可能な光磁気（ＭＯ）カートリッジ媒体として、本発明の光ディスク装置は１２８ＭＢ，２３０ＭＢ，５４０ＭＢ，６４０ＭＢ、１．３ＧＢ及び本発明の光記録媒体の何れかを使用することができる。対物レンズの開口数（ＮＡ）が０．５５以上であれば、波長４０５ｎｍの青紫色レーザを使用して、本発明の光記録媒体と下位互換可能である。
このうち、１２８ＭＢ，２３０ＭＢのＭＯカートリッジ媒体については、媒体上のマークの有無に対応してデータを記録するピットポジション記録（ＰＰＭ記録）を採用している。また、媒体の記録フォーマットはＣＡＶ（コンスタント・アンギュラー・ヴィロシティ）である。また、高密度記録可能な５４０ＭＢ，６４０ＭＢ及び１．３ＧＢのＭＯカートリッジ媒体については、マークのエッジ部分、即ちマークの前縁と後縁をデータに対応させるパルス幅記録（ＰＷＭ記録）を採用している。また、ゾーンＣＡＶを採用している。
このように本発明の光ディスク装置は、１２８ＭＢ，２３０ＭＢ，５４０ＭＢ，６４０ＭＢ又は１．３ＧＢの各記録容量のＭＯカートリッジ媒体に対応可能である。従って、光ディスク装置にＭＯカートリッジをローリングした際には、まず媒体のヘッダー部に複数のプリピットで形成されたＩＤ部をリードし、そのピット間隔からＭＰＵ４２が媒体の種別を認識し、認識結果をライトＬＳＩ５０に通知する。また、光ディスク装置にＣＡＤタイプのＭＯカートリッジをローリングした際には、ＭＰＵ４２により所定の設定値がこの媒体用に設定され、この設定値をライトＬＳＩ５０に通知する。
光ディスクコントローラ４４からのセクターライトデータは、１２８ＭＢ，２３０ＭＢ媒体であればライト変調部５１でＰＰＭ記録データに変換され、５４０ＭＢ，６４０ＭＢ、１．３ＧＢ媒体又は本発明の光記録媒体であればＰＷＭ記録データに変換される。ライト変調部５１で変換されたＰＰＭ記録データ又はＰＷＭ記録データは、レーザダイオード制御回路５２に与えられ、レーザダイオード６０ａを駆動して媒体にデータが書き込まれる。
リードＬＳＩ回路５４はリード復調部５５と周波数シンセサイザー５６を有している。レーザダイオード６０ａから出射されたレーザビームの戻り光はＩＤ／ＭＯ用ディテクタ６２により検出され、ヘッドアンプ６４を介してＩＤ信号及びＭＯ信号としてリードＬＳＩ回路５４に入力される。ヘッダーのアドレス情報等はＩＤ信号として検出され、識別子とトラックアドレス、セクタアドレスの連続データの再生により、光ビームの媒体上の位置を認識することができる。
リードＬＳＩ回路５４のリード復調部５５には、ＡＧＣ回路、フィルタ、セクターマーク検出回路等の回路機能が設けられ、入力したＩＤ信号及びＭＯ信号よりリードクロックとリードデータを作成し、ＰＰＭ記録データ又はＰＷＭ記録データを元のＮＲＺデータに復調する。スピンドルモータ７０の制御としてゾーンＣＡＶを採用していることから、ＭＰＵ４２からリードＬＳＩ回路５４に内蔵した周波数シンセサイザー５６に対し、ゾーン対応のクロック周波数を発生させるための分周比の設定制御が行なわれている。
周波数シンセサイザー５６はプログラマブル分周器を備えたＰＬＬ回路であり、媒体のゾーン（バンド）位置に応じて予め定めた固有の周波数を持つ基準クロックをリードクロックとして発生する。即ち、周波数シンセサイザー５６はプログラマブル分周器を備えたＰＬＬ回路で構成され、ＭＰＵ４２がゾーン番号に応じてセットした分周比（ｍ／ｎ）に従った周波数ｆｏの基準クロックを、
ｆｏ＝（ｍ／ｎ）・ｆｉ
に従って発生する。ここで、分周比（ｍ／ｎ）の分母の分周値ｎは１２８ＭＢ，２３０ＭＢ，５４０ＭＢ，６４０ＭＢ、１．３ＧＢ媒体又は本発明の光記録媒体の種別に応じた固有の値である。分子の分周値ｍは媒体のゾーン位置に応じて変化する値であり、各媒体につきゾーン番号に対応した値のテーブル情報として予め準備されている。
リードＬＳＩ回路５４は更に、ＤＳＰ４６に対してＭＯＸＩＤ信号Ｅ４を出力する。ＭＯＸＩＤ信号Ｅ４は、データ領域となるＭＯ領域でＨレベル（ビット１）となり、プリピットを形成したＩＤ領域でＬレベル（ビット０）に立ち下がる信号であり、媒体の記録トラック上のＭＯ領域とＩＤ領域の物理的な位置を示す信号である。リードＬＳＩ５４で復調されたリードデータは光ディスクコントローラ４４に与えられ、１−７ＲＬＬの逆変換後にＥＣＣ処理部４４ｂのエンコード機能によってＣＲＣチェックとＥＣＣ処理を受けてＮＲＺセクターデータに復元される。更に、フォーマッタ４４ａでＮＲＺリードデータのストリームに繋げた後に、バッファメモリ４８を経由して上位インタフェース４７により上位装置に転送される。
ＭＰＵ４２に対しては、ＤＳＰ４６を経由してエンクロージャ４１側に設けた温度センサ６６の検出信号が与えられている。ＭＰＵ４２は、温度センサ６６で検出した装置内部の環境温度に基づき、レーザダイオード制御回路５２におけるリード、ライト、イレイズの各発光パワーを最適値に制御する。レーザダイオード制御回路５２は、例えばライトパワーを６．０ｍＷに制御し、リードパワーを２．０ｍＷに制御する。１２８ＭＢ媒体から１．３ＧＢ媒体は光変調記録を行う。本発明の光磁気記録媒体では、光変調記録及び磁界変調記録の何れをも採用することができる。ＭＰＵ４２は更に、ＤＳＰ４６を経由してドライバ６８によりエンクロージャ４１側に設けたスピンドルモータ７０を制御する。ＭＯカートリッジの記録フォーマットはゾーンＣＡＶであることから、スピンドルモータ７０を例えば４５００ｒｐｍの一定速度で回転させる。データの記録時及び再生時とも、媒体の線速度は７．５ｍ／ｓである。
ＭＰＵ４２は更に、ＤＳＰ４６を経由してドライバ７２を介してエンクロージャ４１側に設けた電磁石７４を制御する。電磁石７４は装置内にローディングされたＭＯカートリッジのビーム照射側と反対側に配置されており、媒体に外部磁界を供給する。ＤＳＰ４６は、媒体に対しレーザダイオード６０ａからのレーザビームの位置決めを行なうためのサーボ機能を備え、目的トラックにシークしてオントラックするためのシーク制御部５７と、目的トラックにビームを引き込んだ後にトラックセンターに追従させるオントラック制御部５８を備えている。
ＤＳＰ４６のサーボ機能を実現するため、エンクロージャ４１側の光学ユニットに媒体からのビーム戻り光を受光するＦＥＳ用ディテクタ７５を設け、ＦＥＳ検出回路７６が、ＦＥＳ用ディテクタ７５の受光出力からフォーカスエラー信号を作成してＤＳＰ４６に入力している。エンクロージャ４１側の光学ユニットには媒体からのビーム戻り光を受光するＴＥＳ用ディテクタ７７が設けられており、ＴＥＳ検出回路７８がＴＥＳ用ディテクタ７７の受光出力からトラッキングエラー信号Ｅ１を作成し、ＤＳＰ４６に入力している。
トラッキングエラー信号Ｅ１はＴＺＣ検出回路（トラックゼロクロス検出回路）８０に入力され、トラックゼロクロスパルスＥ２を作成してＤＳＰ４６に入力している。ＤＳＰ４６は更に、媒体上のビームスポットの位置を制御するため、ドライバ８８，９２，９６を介してフォーカスアクチュエータ９０、レンズアクチュエータ９４及びＶＣＭ９８の駆動を制御する。
図２４を参照すると、光ディスク装置のエンクロージャ４１の概略構成が示されている。ハウジング１００内にはスピンドルモータ７０が設けられており、インレットドア１０４を介してＭＯカートリッジ１０６を装置内に挿入すると、内部のＭＯ媒体１２がスピンドルモータ７０の回転軸のハブにチャッキングされ、ＭＯ媒体１２のローディングが行なわれる。ローディングされたＭＯ媒体１２の下側には、ＶＣＭ９８により媒体のトラックを横切る方向に移動自在なキャリッジ１０８が設けられている。キャリッジ１０８上には対物レンズ１１０及びビーム立ち上げプリズム１１４が搭載されている。
固定光学系１１２に設けられているレーザダイオード６０ａからのレーザビームをビーム立ち上げプリズム１１４により反射して対物レンズ１１０に入射し、ＭＯ媒体１２の記録面にビームスポットをフォーカスしている。対物レンズ１１０は図２３のエンクロージャ４１に示したフォーカスアクチュエータ９０により光軸方向に移動制御され、又トラックアクチュエータ９４により媒体トラックを横切る半径方向に例えば数１０トラックの範囲内で移動することができる。ローディングされたＭＯ媒体１２の上側には、媒体に外部磁界を与える電磁石１０２が設けられている。
産業上の利用可能性
以上詳述したように、本発明によれば、データの記録再生にビームスポットの小さい青紫色レーザを用いた場合でも、良好なＣＮ比と十分に小さいクロストーク特性を有するランド及びグルーブを記録トラックとする光記録媒体を提供することが可能となる。更に、このような光記録媒体に対してデータの記録／再生を行うのに適した光ディスク装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
図１はランド・グルーブ記録用光記録媒体の一部破断断面図；
図２は本発明第１実施形態の光磁気記録媒体構成図；
図３は本発明第２実施形態の光磁気記録媒体構成図；
図４は本発明第３実施形態の光磁気記録媒体構成図；
図５は本発明第４実施形態の光磁気記録媒体構成図；
図６は本発明第５実施形態の光磁気記録媒体構成図；
図７は本発明の実験で使用した角型グルーブ（角型ランド）を有する基板の写真；
図８は本発明の実験で使用した丸型グルーブ（丸型ランド）を有する基板の写真；
図９は図４に示した第３実施形態の光磁気記録媒体（ＣＡＤ媒体）のＣＮ比のｗ２／ｗ１依存性を示す図；
図１０は図４に示した光磁気記録媒体（ＣＡＤ媒体）のＣＮ比の溝深さ依存性を示す図；
図１１は図５に示した第４実施形態の光磁気記録媒体（通常ＭＯ媒体）のＣＮ比のｗ２／ｗ１依存性を示す図；
図１２は図５に示した第４実施形態の光磁気記録媒体（通常のＭＯ媒体）の溝深さ依存性を示す図；
図１３は図６に示した第５実施形態の光磁気記録媒体（２層膜媒体）のＣＮ比のｗ２／ｗ１依存性を示す図；
図１４は図６に示した第５実施形態の光磁気記録媒体（２層膜媒体）のＣＮ比の溝深さ依存性を示す図；
図１５は図４に示した第３実施形態の光磁気記録媒体のＣＮ比の第２再生層のキュリー温度Ｔｃ依存性を示す図；
図１６は第３実施形態の光磁気記録媒体のＣＮ比の第１再生層膜厚依存性を示す図；
図１７は第３実施形態の光磁気記録媒体のＣＮ比の第２再生層膜厚依存性を示す図；
図１８は第３実施形態の光磁気記録媒体のＣＮ比の非磁性遮断層膜厚依存性を示す図；
図１９は第３実施形態の光磁気記録媒体のＣＮ比のオーバーコート層膜厚依存性を示す図；
図２０は第３実施形態の光磁気記録媒体の記録感度のオーバーコート層膜厚依存性を示す図；
図２１は第３実施形態の光磁気記録媒体のＣＮ比のＡｌ層膜厚依存性を示す図；
図２２は第３実施形態の光磁気記録媒体の記録感度のＡｌ層膜厚依存性を示す図；
図２３は本発明による光ディスク装置のブロック図；
図２４はＭＯカートリッジをローディングした装置内部構造の説明図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【国際調査報告】
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