专利名称：磁光记录介质的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种磁光记录介质，并尤其涉及一种台面和沟槽都用作记录和再现轨道的磁光记录介质。
背景技术：
可擦写和可读取的磁光记录介质(下面简称为光盘)广泛用作个人电脑的文件存储器并广泛用于存储音乐和图象数据。为了应付这些需求，已经研发并正在研发各种技术，用来增大记录容量。作为增大记录容量的方法，可以采用一种提高径向和圆周方向上的记录密度的方法。
作为一种提高径向上的记录密度的方法，可采用台面-沟槽记录格式，其中，台面(平坦部分)和沟槽(开槽的部分)二者都用作记录轨道。尽管传统上仅台面和沟槽中的一个用作记录轨道，但是这个方法是台面和沟槽二者都用作记录轨道的方法，来提高记录密度。
在台面-沟槽记录方法中，出现记录在相邻轨道上的信号之间的串扰的影响，即来自记录于邻近台面的沟槽上的信号的串扰或来自记录于邻近沟槽的台面上的信号的串扰，因此需要抑制串扰。
此外，在台面-沟槽记录中，在从再现激光束的入射平面观察时，可以观察到具有凹陷表面的台面轨道和具有凸起表面的沟槽轨道之间的串扰特性存在差异。因此，在从台面泄漏到沟槽中的信号量与从沟槽泄漏到台面中的另一信号量有所不同，并且在目前条件下，不得不采取复杂的结构来对它们加以关注。
此外，由于台面和沟槽作为记录轨道彼此紧密地定位，因此跳动现象更复杂。
另一方面，作为一种提高圆周方向上的记录密度的方法，可采用磁感应超分辨技术(MSR)。MSR是一种这样的技术，其中，记录在记录层上并且小于光斑的记录信号利用磁性多层薄膜不同层之间的磁特性和温度特性以及由激光造成的磁性薄膜的温度分布予以读出。根据这种技术，可以按原样利用传统的光学系统，来实现非常高的增密作用(densification)。
因此，从光盘的高增密作用的角度来看，通过将台面-沟槽与MSR相结合可以预期更高的增密作用。然而，在这种情况下，上面描述的串扰特性以及跳动特性也进一步复杂，通过结合MSR，使得协调各种参数来实现最佳的信号品质变得更加困难。
本发明就是鉴于上述情形作出的，并且本发明的目的是通过将台面-沟槽与MSR相结合来提供一种磁光记录介质，该磁光记录介质具有台面-沟槽特性，利用该特性，可优化信号特性，从而实现高的记录增密作用。
发明内容
上述主题是由如下所述的根据本发明的磁光记录介质予以实现的。
尤其是，根据本发明，在一种磁光记录介质中，基片上的台面和沟槽部分都用作记录和再现轨道，并且穿过物镜的激光照射在记录和再现轨道上来执行再现，这种磁光记录介质特征在于沟槽部分的轨道宽度(Wg)和台面部分的轨道宽度(Wl)之间的比率Wg/Wl等于或大于0.65，但等于或小于0.85，在此，激光的波长由λ表示，物镜的数值孔径由NA表示，而基片的折射率由n表示，沟槽间距Gp等于或大于1.0×λ/NA，但等于或小于1.2×λ/NA，并且除此之外，沟槽的深度D等于或大于λ/11n，但等于或小于λ/8n。
具有如刚刚描述的这种结构的磁光记录介质，由于与台面和沟槽的两个表面相关的跳动和储备功率特性得到良好的平衡，因而呈现出良好的信号品质特性。
此外，根据本发明，上述磁光记录介质特征在于利用磁感应超分辨技术(MSR)来进行再现。
由于提供良好信号品质特性的台面及沟槽特性与MSR相结合，因此，可以进一步提高光盘记录介质的高增密作用。
此外，根据本发明，上述磁光记录介质特征在于基片沟槽的侧面的倾角等于或大于25°，但等于或小于40°，基片的台面表面和沟槽表面的轮廓算术平均偏差粗糙度(Ra)都等于或小于0.7nm，并且轮廓算术平均偏差粗糙度之间的差值等于或小于0.1nm。
具有如刚刚描述的这种结构的磁光记录介质，由于与台面和沟槽的两个表面相关的跳动和储备功率特性得到更好的平衡，因而呈现出更优的信号品质特性。
此外，根据本发明上述磁光记录介质特征在于磁光记录介质包括多层的磁性薄膜层，其中依次层叠了第一磁性层、第二磁性层和第三磁性层，第一磁性层在室温下具有垂直方向的磁各向异性，第二磁性层在室温下具有面内磁各向异性，而第三磁性层在室温下具有垂直方向的磁各向异性。
具有如刚刚描述的这种结构的磁光记录介质适用于MSR，并具有良好的信号品质特性。
图1是根据本发明的磁光记录介质的示例的局部切除的透视图；图2是根据本发明的磁光记录介质的示例的示意性剖面图；图3是根据本发明的磁光记录介质的透明盘基的示意性局部剖面图；图4是通过双屏蔽RAD(double mask RAD)方法的磁感应超分辨技术进行信号再现的示意图，其中图4(a)是从再现光照射一侧看到的再现时的状态的平面图，而图4(b)是在形成记录层的不同层进行再现时的磁化状态的示意图；图5是示出储备功率特性和比率Wg/Wl之间的关系的曲线；图6是跳动下限值(bottom value)与比率Wg/Wl之间的关系曲线。
具体实施例方式
本发明的磁光记录介质(下面简称为光盘)构造成沟槽和台面二者都作为记录轨道设置在基片上，并且激光从后表面侧照射在基片上，以进行记录和再现。
下面，参照附图描述本发明的光盘的示例。然而，本发明的光盘不局限于某个实施例或工作示例。尤其是，本发明的光盘可以应用于任何沟槽和台面作为记录轨道形成在基片上的光盘。
图1是根据本发明的磁光记录介质1(下面简称为光盘1)的局部切除的透视图。本发明的光盘1允许多次进行记录信号的记录和再现，并且，例如，容纳在盘盒(未示出)中，并可取下地装载到记录和再现设备(未示出)内。
图2是根据本发明的光信息记录介质的示例的示意性剖面图。第一电介质层3、磁性层4、第二电介质层5和反射层6通过溅射的普通方法依次层叠在盘基2上，该盘基上形成有台面和沟槽形式的凹陷和凸起沟槽轨道，并且还提供了一保护层7，来保护光盘1。
首先，盘基2的台面部分和沟槽部分的轨道宽度以如下方式设定。尤其是，当激光通过物镜照射以使用基片上的台面部分的沟槽部分二者作为记录和再现轨道时，沟槽部分的轨道宽度Wg和台面部分的轨道宽度Wl之间的比率Wg/Wl设定为0.65或更大，但为0.85或更小。在比率Wg/Wl小于0.65时，从台面部分向沟槽部分的串扰增大，并且沟槽部分的再现储备功率减小。如果比率Wg/Wl超过0.85，则从沟槽部分向台面部分的串扰增加，而台面部分的再现储备功率降低。这将在下面予以描述。
盘基2的沟槽的深度D和沟槽间距Gp设定为在激光的波长由λ表示，物镜的数值孔径由NA表示，而基片的折射率由n表示时，沟槽间距Gp设定为等于或大于1.0×λ/NA，但等于或小于1.2×λ/NA，而沟槽的深度设定为等于或大于λ/11n，但等于或小于λ/8n。
对于沟槽的深度D，如果它的值小于λ/11n，那么串扰增大并且出现地址凹坑不能被读取且不能够进行循轨的现象。另一方面，如果深度D超过λ/8n，那么在台面和沟槽之间出现光学特性即灵敏度的差异以及磁场特性的差异。如果出现光学特性的差异，那么台面和沟槽之间的激光功率设定值的差变大，而在这种情况下，系统的构造变得更困难。
同时，对于沟槽间距Gp，随着它的值减小，串扰增大。另一方面，如果该值设定为较大的值，那么不利的是高的增密作用不能实现。
在本实施例中，已经观察到通过将沟槽的深度和沟槽间距设定在上面指定的各自范围内，可以实现优化。
在本实施例中，盘基2的沟槽间距Gp设定为1.34μm，而沟槽的深度设定为45nm。所使用的激光的波长λ为635nm，物镜的数值孔径NA设定为0.58。此外，盘基2使用聚碳酸酯，并且盘基2的折射率n设定为1.58。
此外，根据本实施例的磁性记录介质可以通过结合磁感应超分辨技术(MSR)来实现更高的增密作用。
图3是示出图2中的台面-沟槽结构的放大横截面的示意图。参照图3，RaL和RaG分别代表台面的轮廓算术平均偏差粗糙度和沟槽的轮廓算术平均偏差粗糙度。θ表示在沟槽的侧面和盘基2的水平面之间限定的角度。在此，在本实施例中，沟槽侧面倾角θ等于或大于25°，但等于或小于40°，除此之外，台面部分轮廓算术平均偏差粗糙度RaL和沟槽轮廓算术平均偏差粗糙度RaG都等于或小于0.7nm，同时轮廓算术平均偏差粗糙度之间的差值可以等于或小于0.1nm。在如上所述以这种方式指定倾角和轮廓算术平均偏差粗糙度的情况下，台面和沟槽之间的平衡得以进一步改善。
台面部分的轮廓算术平均偏差粗糙度RaL、沟槽部分的轮廓算术平均偏差粗糙度RaG和沟槽侧倾角θ利用AFM(原子间力显微镜)加以测量。
此外，在根据本实施例的光盘1中，磁性层4是一个多层的磁性薄膜，自基片一侧开始顺序层叠第一磁性层、第二磁性层和第三磁性层，第一磁性层在室温下具有垂直方向的磁各向异性，第二磁性层在室温下具有面内磁各向异性，而第三磁性层在室温下具有垂直方向的磁各向异性。
在此，第一磁性层为再现层，在本实施例中由GdFeCo制成。第二磁性层是中间层，由GdFeCoSi制成。第三磁性层是记录层，由TbFeCo制成。第一、二电介质层由氮化硅(Si3N4)制成。反射层由Al-Ti合金制成。
磁性层4沿着盘基2的沟槽2a-台面2b的凹-凸结构形成。
各层的厚度被设定为盘基2为1.2mm厚，第一电介质层3为70到90nm厚。由如上所述的三层构成的磁性层4设定为第一磁性层是30到50nm厚，第二磁性层是30到50nm厚，而第三磁性层是40到60nm厚。此外，第二电介质层5是20到30nm厚，而反射层6是10到20nm厚。
下面，对具有类似于上述结构的结构并具有各种Wg/Wl比率的磁光记录介质，由双屏蔽RAD(D-RAD＝双后孔探测)类型的磁感应超分辨技术(MSR)对信号再现时的储备功率和跳动下限值进行测量。
在此，试验中所使用的D-RAD类型的磁感应超分辨技术是一种公知的技术，例如在日本专利公开2000-57646号中公开。在磁感应超分辨技术中，在对记录于记录层上的信息信号进行再现时，施加再现磁场，使得在再现光斑区域的一部分内，再现光照射一侧的磁性层的磁化指向一个固定方向。这可以利用相对低的再现磁场通过磁感应超分辨技术来实现信息信号的再现。由于在各种磁感应超分辨技术中，D-RAD类型的磁感应超分辨技术在圆周方向上呈现出非常高的分辨力，因此，可以进一步提高磁光记录介质的记录密度。
图4是说明通过D-RAD类型的磁感应超分辨技术进行信号再现的视图，图4(a)是从再现光照射一侧看到的再现时的状态的平面图，而图4(b)是示意性示出构成记录层的各层在再现时的磁化状态的视图。
如图4所示，当要从光盘上再现信息信号(记录凹坑P)时，激光束形式的再现光La从再现层54a一侧照射到光盘上，并且再现磁场Hr施加到包含由再现光La所形成的再现光斑S在内的区域上，同时，光盘被驱动旋转。要指出的是图中的箭头标记A表示再现光斑的运行方向。此外，图中的另一箭头标记Hr表示再现磁场，而图中由B标识的区域表示施加了再现磁场Hr的区域。
此外，图中由B1标识的区域是在施加了再现磁场Hr的区域中沿再现光斑S的运行方向定位于前侧上的区域，并且是温度相对低的低温区域。在图中由B2标识的区域是在施加了再现磁场Hr的区域中沿再现光斑S的运行方向定位于后侧上的区域，是一个温度相对高的高温区域。此外，在图中由B3标识的区域是在施加了再现磁场Hr的区域中再现光斑S中心附近的区域，是温度高于低温区域B1但低于高温区域B2的中温区域。
在此，如上所述，附图标记54a标识再现层，54b标识中间层，而54c标识记录状态保持层，它们分别对应于本发明中的第一磁性层、第二磁性层和第三磁性层。
要指出的是磁感应超分辨技术的工作原理已经是公知的，因此在此省略对它的说明。
在图5和6中示出，在使用沟槽间距Gp(参照图2)为1.34μm、沟槽深度D为45nm的光盘(由聚碳酸酯制成)的情况下，再现储备功率和跳动下限值相对于沟槽宽度和台面宽度之间的比率Wg/Wl的曲线。
比率Wg/Wl是利用AFM(原子间力显微镜)在估算沟槽部分的宽度Wg是峰状部分高度的半值宽度的情况下加以确定的。
图5所示的再现储备功率是在如下状态下予以测量的，该状态为信号被记录在待测量的轨道上，同时比施加到待测量轨道上的记录功率高5％的记录功率施加到待测量轨道相对侧上的轨道上，即，在包含串扰信号的状态下。
图6中的跳动下限值是在相对侧轨道被擦除的状态下进行测量的。
上述再现储备功率和跳动是在7.6米每秒的线速度下利用测定器(evaluation machine)来测量的，其中，激光的波长为635nm，物镜的NA是0.58，而再现功率在由11％的跳动值切割时相对于中心值的余量被作为再现储备功率。
在图5中，随着沟槽宽度Wg增加，即，随着比率Wg/Wl增大，在沟槽部分处来自台面部分的串扰减小，并因此，沟槽部分的再现储备功率增大(图5中的◆线)。此时，由于沟槽间距Gp是固定不变的，因此台面部分的宽度减小，且来自沟槽部分的串扰增大，因此，台面部分的再现储备功率增加(图5中的■线)。
另一方面，在比率Wg/Wl低的区域内，由于台面宽度较大，因此，台面部分的再现储备功率增大(图5中的■线)。
在图6中，随着比率Wg/Wl减小，在沟槽部分处来自台面部分的串扰增加，从而，在比率Wg/Wl为0.9左右处呈现出8％大小的跳动在比率Wg/Wl为0.55处突然增大到10％(图6中的◆线)。
同时，对于台面部分，随着比率Wg/Wl增大而超过0.9，可以观察到由于从沟槽部分向台面部分的串扰的影响而造成的跳动增大(图6中的■线)。
从上述图5和6中研究比率Wg/Wl以及信号特性，由于台面和沟槽部分的信号品质具有相互折衷的关系，因此，根本上需要采用台面和沟槽记录的光盘以良好平衡条件同时满足台面和沟槽二者的再现储备功率和跳动特性。因此，可以意识到利用Wg/Wl等于或大于0.65但等于或小于0.85的区域是最佳的，在这个区域内，台面部分和沟槽部分二者的串扰影响得以适当抑制，从而可以确保足够的再现储备功率，除此之外也不会出现突然的跳动增加。
从上述试验可以得出，在透明盘基2具有如上所述的特性和结构时，可以改善在光盘磁光信号特性中台面和沟槽之间的跳动特性与保持台面和沟槽部分的串扰特性之间的良好平衡，而不会使它们恶化。此外，可以有利地并同时满足在台面和沟槽二者的串扰和跳动特性内出现的信号品质，在此之前这是很困难的，并且这对利用MSR的高密度记录介质的再现来说是最优的。
如上所述，根据本发明的磁光记录介质可以呈现出以下效果
根据本发明，由于沟槽部分的轨道宽度(Wg)与台面部分的轨道宽度(Wl)之间的比率Wg/Wl、沟槽间距和沟槽的深度被用作确定台面和沟槽结构的参数，因此，可以提供这样一种磁光记录介质，该记录介质允许在它的台面和沟槽二者上进行记录，并在台面和沟槽处都呈现出良好的信号品质。此外，可以使台面和沟槽的光学特性彼此相当，从而在台面和沟槽二者的跳动特性和串扰特性方面都可以获得良好的特性。此外，利用与传统磁光盘所用的相同的光学系统可以实现高的增密作用。
根据本发明，在额外使用磁感应超分辨技术(MSR)的情况下，可以提供一种具有良好信号品质的更高密度的磁光记录介质。
此外，在根据本发明来设定台面和沟槽相对表面的相对粗糙度和倾角的情况下，可以提供一种具有更好信号品质的磁光记录介质。
此外，根据本发明，可以提供一种具有良好信号品质并适用于MSR的磁光记录介质。
权利要求
1.一种磁光记录介质，其中，基片上的台面部分和沟槽部分二者都用作记录和再现轨道，激光在穿过物镜后照射在记录和再现轨道上，来进行再现，其特征在于沟槽部分的轨道宽度(Wg)和台面部分的轨道宽度(Wl)之间的比率(Wg/Wl)等于或大于0.65，但等于或小于0.85，并且在激光的波长由λ表示，物镜的数值孔径由NA表示，而基片的折射率由n表示的情况下，沟槽间距(Gp)等于或大于1.0×λ/NA，但等于或小于1.2×λ/NA，除此之外，沟槽的深度(D)等于或大于λ/11n，但等于或小于λ/8n。
2.如权利要求1所述的磁光记录介质，其特征在于，利用磁感应超分辨技术进行再现。
3.如权利要求1所述的磁光记录介质，其特征在于，基片沟槽的侧面的倾角等于或大于25°，但等于或小于40°，基片的台面表面和沟槽表面的轮廓算术平均偏差粗糙度(Ra)等于或小于0.7nm，并且轮廓算术平均偏差粗糙度之间的差值等于或小于0.1nm。
4.如权利要求1所述的磁光记录介质，其特征在于，所述磁光记录介质包括多层的磁性薄膜层，其中依次层叠了第一磁性层、第二磁性层和第三磁性层，第一磁性层在室温下具有垂直方向的磁各向异性，第二磁性层在室温下具有面内磁各向异性，而第三磁性层在室温下具有垂直方向的磁各向异性。
5.如权利要求4所述的磁光记录介质，其特征在于，所述磁光记录介质的第一磁性层为再现层并由GdFeCo制成，具有30到50nm的膜厚度，第二磁性层是中间层并由GdFeCoSi制成，具有30到50nm的膜厚度，而第三磁性层是记录层并由TbFeCo制成，具有40到60nm的膜厚度。
6.如权利要求1所述的磁光记录介质，其特征在于，所述磁光记录介质的第一电介质层和第二电介质层由氮化硅制成，第一电介质层具有70到90nm的膜厚度，第二电介质层具有20到30nm的膜厚度，而反射层由Al-Ti合金制成，并具有10到20nm的膜厚度。
全文摘要
本发明公开了一种磁光记录介质，用于MSR再现，其中，台面和沟槽的表面都用作记录轨道并具有高信号品质。在基片上的台面部分和沟槽部分通过经物镜施加激光束而都用作记录和再现轨道，沟槽部分的轨道宽度(Wg)和台面部分的轨道宽度(Wl)之间的比率(Wg/Wl)设定成不小于0.65且不大于0.85，此外，激光的波长为λ，物镜的数值孔径为NA，基片的折射率为n，沟槽之间的间距(Gp)不小于1.0×λ/NA且不大于1.2×λ/NA，并且，沟槽的深度(D)不小于λ/11n且不大于λ/8n。
文档编号G11B7/007GK1592923SQ0281968
公开日2005年3月9日 申请日期2002年10月1日 优先权日2001年10月9日
发明者和田丰, 中山比吕史, 竹内厚, 有马光雄 申请人:索尼株式会社