(57)【要約】本発明は、磁区拡大記憶媒体と、改良された読出し性能を備えた製造方法とに関する。記憶媒体の基板及び／又はその記憶層は、熱読取り輪郭の正面と適合する、磁区の所定形状を定めるよう処理される。特に、トラック方向において反転された逆三日月形状の磁区が定められる。これは解像及びジッタ値の向上を可能にする。【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁壁を移動して読出層内の磁区を拡大することで、記憶層内の磁区によって示される情報を再生する磁区拡大記憶媒体であって、
前記磁区の所定形状を定めるよう、当該記憶媒体の基板は、局地的に変更された表面構造を有し、或いは、前記記憶層は、局地的に変更された磁気特性を有し、
前記所定形状は、所定熱読取り輪郭に適合する曲率を有する、
ことを特徴とする記憶媒体。
【請求項２】
前記磁区は、当該記憶媒体の回転方向に対し逆の三日月形状を有し、該三日月形状の凹面の曲率は、前記所定熱読取り輪郭の前記対向曲率と実質的に適合することを特徴とする請求項１に記載の記憶媒体。
【請求項３】
前記基板は射出成形形式を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の記憶媒体。
【請求項４】
当該記憶媒体は、磁気増幅光磁気システムディスク又は磁壁移動検知ディスクであることを特徴とする上記請求項のうちいずれか1項に記載の記憶媒体。
【請求項５】
磁壁を移動して読出層内の磁区を拡大することで、記憶層内の磁区によって示される情報を再生する磁区拡大記憶媒体の製造方法であって、
前記磁区の所定形状を定めるよう、前記記憶媒体の基板の表面構造又は前記記憶層の磁気特性を局地的に処理するステップを有し、
前記所定形状は、所定熱読取り輪郭に適合する曲率を有する、
ことを特徴とする製造方法。
【請求項６】
前記磁区は、前記記憶媒体の回転方向に対し逆の三日月形状に定められることで、該三日月形状の凹面の曲率は、前記熱読取り輪郭の前記対向曲率と実質的に適合することを特徴とする請求項5に記載の製造方法。
【請求項７】
前記基板の前記表面構造は、前記処理ステップで処理されることを特徴とする請求項5又は６に記載の製造方法。
【請求項８】
前記基板は、電子ビーム記録方法又は前記磁気特性に局地化された相違を誘発するよう構成された記録方法によって処理されることを特徴とする請求項５乃至７のうちいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項９】
前記基板は、射出成形マスター基板から得られるスタンパを用いることによって処理されることを特徴とする請求項５乃至７のうちいずれか1項に記載の製造方法。
【請求項１０】
前記マスター基板は、電子ビーム記録方法によってマスタリングされることを特徴とする請求項９に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁区拡大データ記憶媒体及びそのような媒体の製造方法に関する。記憶媒体内では、磁気データ記憶層内の磁区が磁気読出層に転写された後、読出層内に転写された磁区の磁壁が移動され、それによって、前記転写された磁区を拡大し、データ記憶層内の磁区によって示された情報を再生する。
【背景技術】
【０００２】
現在の光磁気記憶システムにおいて、記録されるマークの最小幅は回析限界、即ち、集束レンズの開口数（ＮＡ）及びレーザ波長によって決定される。幅の減少は概ねより短い波長レーザ及びより高いＮＡ集束光学素子に基づく。微小な磁区への書込み能力は、光磁気（ＭＯ）媒体における地域記憶密度を増大する上で最も重要である。幸いなことに、書込みはレーザのスポットサイズに限定されない熱磁気的な工程であるが、むしろ、加熱領域の大きさ及び交互外部磁界の周波数に限定される。現在、小さな磁区の書込み能力は小さな磁区の読出し能力を遥かに凌ぐ。書込みは、例えば光度変調（ＬＩＭ）においてレーザ出力を変調することによって、若しくは、例えば磁界変調（ＭＦＭ）において外部磁界を変調することによって、又は、例えばレーザ励起ＭＦＭ（ＬＰ−ＭＦＭ）においてそれらの両方を変調することによって達成される。
【０００３】
ＭＦＭ書込みにおいて、外部電磁石は記録データ転送速度で切り替わるのに十分な程に小さくされ、継続的なレーザ照射が媒体に適用されている間に、外部磁界を入力データで変調することによって、データがディスクに書き込まれる。ＭＦＭのための書込み密度はＬＩＭよりも大幅に向上している。なぜならば、磁区の大きさは最早回析限界によって制限されないからである。磁界が切り替わるときの熱輪郭の形状の故に、記録された磁区は今や三日月形を帯びる。
【０００４】
ＬＩＭ及びＭＦＭの両方を組み合わせることによって、さらにより小さく良好に定められたマークが書き込まれ得ることが示された。この技術はレーザ励起ＭＦＭ（ＬＰ−ＭＦＭ）と呼ばれる。パルス状のレーザ照射は、書込み限界での急激な温度勾配を生じさせ、よって、より良く定められた磁区を生じる。ビット転移は、外部磁界の切替と、レーザの切替で誘引される温度勾配とによって決定される。このようにして記録された小さな三日月形状のマークの読出しのために、磁気超解像（ＭＳＲ）又は磁区拡大（ＤｏｍＥｘ）方法が提案されている。これらの技術は幾つかの磁気静的な或いは交換結合された希土類遷移金属（ＲＥ−ＴＭ）層を備えた記録媒体に基づいている。ＭＳＲによれば、光磁気データ記憶層上の光磁気読出層は、読出し中に、記憶層内の隣接するビットをマスクするために配置されているのに対し、磁区拡大技術を用いることで、記憶層内の磁区は、光磁気読出層に転写・拡大される。ＭＳＲに対する磁区拡大技術の利点の故に、回析限界以下の長さを有するビットは、回析限界スポットと同程度のビットのような、より小さな信号対雑音比（ＳＮＲ）を検知し得る。例えば、Ｈ．Ａｗａｎｏ  ｅｔ  ａｌ．によるＡｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ  ６９，  ｎｒ２７（１９９６）４２５７−４２５９に記載されているような、ＲＦ−ＭＡＭＭＯＳ（磁気増幅光磁気システム）は、磁気静的に結合された記憶層及び読出層に基づく磁区拡大法である。この方法では、読出層内の拡大された磁区の拡大及び崩壊のために、磁界変調が用いられる。レーザ加熱直後に、記憶層からの書込みマークは、外部磁界の補助を受けて、読出層に転写される。この読出層の低保磁力の故に、転写されたマークは拡大して光学スポットを充填し、マスクの大きさに依存しない飽和信号レベルを検知し得る。外部磁界の逆転は拡大された磁区を崩壊する。他方、記憶層内のスペースは転写されず、拡大は起こらない。従って、この場合には如何なる信号も検知されない。
【０００５】
磁壁移動検知（ＤＷＤＤ）は、交換結合された記憶層及び読出層に基づく他のＤｏｍＥｘ方法であり、Ｔ．Ｓｈｉｒａｔｏｒｉ  ｅｔ  ａｌ．によって、Ｐｒｏｃ．  ＭＯＲＩＳ９７，Ｊｐｎ．，１９９７，Ｖｏｌ．２２，Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ  Ｎｏ．２２，ｐｐ．４７−５０において提案されている。ＤＷＤＤ媒体においては、記憶層内に記録されたマークは、交換結合力の結果、中間切替層を介して移動層に移転される。再生層スポットがディスク記録トラック上に照射されると、温度が上昇する。切替層がキューリ温度を超えると、磁化が失われ、各層間の交換結合力の消失を引き起こす。交換結合力は移動層内に移動されたマークを保持する力の１つである。それが消失すると、記録されたマークを囲んでいる磁壁が、低磁壁エネルギーを有する高温区画へ移動し、小さな記録されたマークが拡大することを許容する。移動層に移転された磁壁は恰もゴムバンドによって引っ張られるかのように移動する。仮に所謂回析限界、即ち、読出し光学素子の光学解像限界よりも大きいデータ密度で記録がなされるとしても、これはレーザビームを介した読取りを許容する。
【０００６】
よって、ＭＡＭＭＯＳ及びＤＷＤＤのような磁区拡大技術は、信号対雑音比はＭＳＲよりも大きいが、光学スポットの大きさに比べより小さなビットの読出しを可能にする。多様なディスクスタックは、常に、記録層と読出層とを含み、それらは磁気静的に或いは交換結合によって結合され得る。ＲＦ−ＭＡＭＭＯＳは、読出し中に外部電界を変調することを要求する。それは出力消費を増大するが、極めて高密度で且つ大きな信号対雑音比での読出しを可能にする。ゼロ磁界増幅光磁気システム（ＺＦ−ＨＡＭＭＯＳ）及びＤＷＤＤのような代替的な技術は、読出し中に外部磁界を必要としないが、幾分より小さな密度、より小さな信号及びより小さなデータ転送速度に限定されることが予期されている。本発明もこれらの代替的な技術と共に用いられ得る。
【０００７】
光学記憶媒体のグループにおいて、ＲＯＭ（読出し専用メモリ）形式は予備記録データ安価で且つ迅速な再生のために用いられる追加物として見られる。ＲＯＭのこれらの特性は光学記憶製品群の成功のために必須であると考えられる。磁区拡大媒体の場合、ＲＯＭによる解決策は些細なものではない。その理由は、データが記憶層内の磁化方向によって定められ、例えば、射出成形によっては、予備記録媒体内に容易に再生されないからである。
【０００８】
米国特許第５，９９３，９３７号及び欧州特許公報第０８４８３８１Ａ２は、記録された情報を定めるための平坦領域及び起伏領域を備えた射出成形された基板上に磁区拡大スタックを有する磁区拡大ＲＯＭ媒体を開示している。
【０００９】
Ｔ．Ｓａｋａｍｏｔｏ及びＹ．ＴａｎａｋａによるＭＯＲＩＳ  ２００２  ｐａｐｅｒ  Ｍｏ−Ｄ２のような最近の出版物において、読出し中の逆転方向がより低いジッタ及びより高い解像を生み、よって、読出し性能を向上することが、異なる磁区拡大技術のために明らかにされた。しかしながら、そのような逆転の利用は現在のシステムにおいては非実際的である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、読出し性能の向上した磁区拡大ＲＯＭ媒体のための実際的な解決策を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のこの目的は、請求項１に記載の磁区拡大記憶媒体及び請求項５に記載の製造方法によって達成される。
【００１２】
従って、磁区拡大ＲＯＭ媒体内に適合形状を備えた磁区を設けることによって、実際に方向を逆転することなしに、逆回転方向によって達成される利点が得られる。よって、低ジッタ及び高密度を実際的な方法で得ることができ、再生装置又はシステムに何らの変更も必要としない。
【００１３】
磁区は記憶媒体のトラック方向に対して逆三日月形状を有し、三日月形状の凹面の端部の曲率が、所定熱読取り輪郭の正面部分の曲率と実質的に適合するのが好ましい。それによって、ＭＦＭ記録スキームの照準的な三日月形状及びＲＯＭ媒体のピット形状とは違って、磁壁は熱輪郭と同一の形状を有することで、磁壁の移動はトラック内の横位置の全てに関して同時に開始し、ジッタの低減をもたらし、高密度を可能にする。その上、拡大の直後、磁壁の長さは増大しない。さらに、基板は射出成形されたＲＯＭ形式を有し得る。
【００１４】
製造方法において、基板の表面構造は処理ステップで処理され得る。それによって、マーク及びスペース領域の異なる磁化が正面の粗さ又はエンボス加工構造によって定められ得る。具体的には、基板は電子ビーム記録方法によって処理され得る。そのような電子ビーム記録方法は、磁区拡大媒体の記憶層における高密度書込みに必要な小さな構造の形成を可能にする。高解像情報構造を定めるために、磁気特性に局地化された相違を引き起こす他の方法も用いられ得る。
【００１５】
さらに、基板は射出成形マスター基板から得られるスタンパを用いることによって処理され得る。マスター基板は電子ビーム記録方法によってマスタリングされ得る。
【００１６】
よって、読出し特性の向上した磁区拡大ＲＯＭ媒体が実際的な実現可能な方法で提供され得る。
【００１７】
添付の図面を参照して、本発明のさらなる詳細を好適実施態様に基づいて以下に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
磁区拡大ＲＯＭディスクに基づいて好適実施態様を以下に記述する。ＲＯＭディスクでは、例えば、電子ビーム記録によってマスタリングされる射出成形されたＲＯＭ形式が用いられ、従来技術のＬＰ−ＭＦＭと同様な形状を備えた三日月形状の磁区を定めている。
【００１９】
図１は、標準的な三日月形状の磁区３０、例えば、ＭＦＭ磁区のための読出し機構を例示している。磁区において、光学読取りスポット２０に面する正面曲率は、例えば照射スポット又はレーザスポットのような光学読取りスポット２０の熱エネルギーによって生成される温度輪郭の温度輪郭線１０に適合していない。黒い矢印は、ディスクの移動方向を示し、光学読取りスポット２０と温度輪郭の温度輪郭線１０との間の空間位置ずれを説明している。
【００２０】
左三日月形状の磁区３０の正面曲率におけるより小さな矢印は、温度輪郭によって発生する保磁力の低減に起因する、読出層内における磁壁の移動を示している。図１から分かるように、標準的な三日月形状の磁区３０の正面曲率の中央部が初めに加熱されるので、磁壁の移動はトラックの中央（濃い灰色の矢印）で開始する。トラックの外側領域及び端部は後で加熱されることから、それらの磁壁の移動は（ハッチングされた矢印によって示されるように）後に開始する。三日月形状の磁区３０の非均一な加熱処理の故に、遅く且つ不規則な磁壁の移動の応答が得られ、それはジッタ及びより低い密度の原因となる。磁壁の長さ、よって、磁壁のエネルギーが拡大中に増大されなければならないという事実は、拡大速度の低減、ひいては、データ転送速度の低下を引き起こす。
【００２１】
従って、好適実施態様によれば、正面曲率が温度輪郭の温度輪郭線と適合する凹面形状を有するよう、トラック方向で反転された逆三日月形状の磁区に記録し書込むことが提案されている。
【００２２】
図２は、所定パターンのそのような逆三日月形状の磁区を備えたトラック部分を示している。図２において、矢印はＲＯＭ媒体、即ち、ＲＯＭディスクの移動方向を示している。図２の下方には、上記の磁区パターンと一致し得る符号情報が示されている。
【００２３】
図３は、記憶層の逆三日月形状の磁区４０、例えば、逆ＭＦＭ磁区を用いて得られる改良された読出し機構を示している。図３に示されるように、記憶層の対応する磁区４０から転写されているので、光学読取りスポット２０によって生成された温度輪郭の温度輪郭線１０は、読出層の左転写された逆三日月形状の磁区５０の正面部分の凹面形状と少なくとも実質的に適合している。このようにして、ＲＯＭ形式は逆のディスク回転によって得られる同一の利点を有するが、そのようなシステムの如何なる実用的な困難性もない。記憶層の逆三日月形状の磁区４０の好適な形状は、正面部分の曲率が、読出層における熱輪郭の曲率、即ち、読出し温度における温度輪郭線１０に極めて近似するように選択される。それによって、転写された逆三日月形状の磁区５０の磁壁は、温度輪郭線１０と同様な形状を有することで、全てがトラックの同一の長手位置に位置する図３内の小さな矢印によって示されるように、読出層における磁壁の移動はトラック内の横位置の全てに関し同時に開始する。この結果、小さなジッタが得られ、高密度な書込みが可能になる。その上、拡大の直後、磁壁の長さは増大せず、よって、磁壁のエネルギーは増大せず、且つ、上述の好適実施態様の形状を有さない磁区に比べ、より容易で且つより迅速な、小さなタイミングジッタを備えた拡大が得られる。
【００２４】
情報は、射出成形によって或いはガラス基板上に被覆された感光性樹脂の層をエンボス加工することによって、基板上に複製されるのが一般的である。代替的に、情報は基板自体の上に打刻或いは定められ得る。超解像又は磁区拡大読取りを実現するための光磁気記録媒体又はディスクは、記録された情報に依存して保磁力が相違し且つ比較的大きな光磁気効果を保有する如何なる磁気層又はフィルムからでも構成され得る。逆三日月形状の磁区４０の異なる磁化方向は、基板の表面状態、即ち、基板表面が微細な凸部及び／又は凹部を有するか或いは非マーク部分の平坦面を有するかによって定められ得る。これは磁気記憶層のフィルムの結晶成長状態に対して直接的に影響を及ぼし、異なる磁気的特性のフィルムが成長する。微細な凹凸面上に形成された磁気記憶層の保磁力は、平坦面に形成された磁気記憶層の保磁力よりも大きくなる傾向にある。これは、基板の平坦面が固定力を低減するという事実に起因する。よって、マーク部分と非マーク部分とを反対方向に磁化するために保磁力の相違を利用することが可能である。換言すれば、基板上に記録された情報は、磁化方向に関する情報として、記憶層に移転し得る。代替的に、記録する情報は基板上の記録する磁区部分を他の部分に比べ粗くすることによって表現され得る。面内方向における表面の粗さの平均寸法が約１０ｎｍ又はそれ以上になると、保磁力は増大し始め、直交方向における表面の粗さの平均寸法が３ｎｍ又はそれ以上になると、保磁力は増大し始める。然るに、記録する情報に依存して、ＲＥ−ＴＭ合金磁性記憶層は、内面方向及び直交方向における表面の平均粗さが各々１０ｎｍ又はそれ以上並びに３ｎｍ又はそれ以上の部分を有し、且つ、内面方向及び直交方向における表面の平均粗さが各々１０ｎｍ又はそれ以下並びに３ｎｍ又はそれ以下の部分を有する基板上に形成されると、記録する情報に依存して保磁力の異なる部分を保有する光磁気記録媒体が得られる。米国特許第５，９９３，９３７はそのような書込みスキームに関するさらなる詳細を開示している。
【００２５】
さらに代替的に、記憶層の逆三日月形状の磁区４０、例えば、逆ＭＦＭ磁区を定めるために、記憶層はその磁気特性を局地的に変更するのに適した如何なる方法によっても直接的に処理され得る。
【００２６】
以下において、図４のフロー図を参照して、そのような磁区拡大ＲＯＭディスクの製造方法を記述する。図４によれば、マスター基板が射出成形によって形成される(ステップ１００)。次に、マスター基板は、例えば、図２に示されるような逆三日月形状の磁区部分のような適合曲率を備えた磁区部分を定めるように処理される（ステップＳ１０１）。マスター基板の対応する処理は、上記の例で示されたような表面処理であり得る。従来技術のＬＰ−ＭＦＭ記録と同様であるが、適合曲率を得るために、トラック方向で反転された逆三日月形状の磁区を磁気記憶層内に定めるよう、マスター基板のマスタリング処理は、例えば、電子ビーム記録することによって得られる。しかしながら、鉄エッチング処理、鉄ビームリソグラフィ又はそれらの類似方法のような他の適切な処理スキームも、マスター基板の処理のために用いられ得る。図４のステップＳ１０２において、マスター基板を用いてスタンパが形成される。次に、ステップＳ１０３において、このスタンパは、磁区拡大媒体のための基板を加工又は製造するために用いられる。この加工は射出成形方法又はその類似方法に基づき得る。よって、記録する情報に従って処理された表面部分を備えたマスター基板を用いることによって、基板は従来技術の基板の大量複製方法によって容易に加工され得る。図４のステップＳ１０１及びＳ１０２は、スタンパがステップＳ１０１において始めに形成され、次に、適合曲率を備えた磁区部分を定めるためにステップＳ１０２で処理されるよう変更し得ることが留意されるべきである。この場合、記録する情報はマスター基板上ではなくスタンパ上に書込まれる。
【００２７】
さらに代替的に、適合曲率を有する軸部分を定めるために、各個別のＲＯＭディスクの基板はスタンパを用いないで直接的に処理され得る。
【００２８】
磁気記録層及び読出層は、比較的高い光磁気効果を有する任意のＲＥ−ＴＭ化合物で構成することが可能であり、例えば、ＴｂＦｅ，ＧｄＴｂＦｅ，ＴｂＦｅＣｏ，ＧｄＦｅ，ＧｄＦｅＣｏ，ＤｙＦｅ，ＧｄＤｙＦｅ，ＤｙＦｅＣｏ，ＧｄＤｙＦｅＣｏ及びＮｄＴｂＦｅＣｏ；  遷移金属酸化物及び窒化物化合物フィルム、フェライトフィルム若しくは三次元遷移金属磁気フィルム；  例えばＣｏ／Ｐｔ若しくはＣｏ／Ｐｄの多層；  又は、ＲＥ−ＴＭ層との組み合わせを用い得る。
【００２９】
本発明は如何なる磁区拡大ＲＯＭ媒体にも適用され得るのに加え、適合曲率を有する提案の磁区部分を定めるために、如何なる適切な基板又は磁気記憶層をも用い得る。さらに、熱読取り輪郭に適合する正面曲率を有する如何なる磁区形状をも用い得る。よって、好適実施態様は添付の特許請求の範囲の範囲内で変化し得る。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】標準的なＭＦＭ磁区を備えた読出し機構を示す概略図である。
【図２】本発明の好適実施態様に従って反転されたＭＦＭ磁区を備えたトラック部を示す概略図である。
【図３】本発明の好適実施態様に従って反転された三日月形状の磁区を備えた読出し機構を示す概略図である。
【図４】本発明の好適実施態様に従って製造方法を示すフロー図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
2006506761.tif 000006
2006506761.tif 000007