專利名稱：磁光記錄介質(zhì)、其制法、其上記錄方法和由其復(fù)制的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過利用激光照射所造成的溫度升高而用于記錄或清除信息和通過利用磁光作用而用于讀取記錄信號的磁光記錄介質(zhì)，一種制造磁光記錄介質(zhì)的方法，一種在磁光記錄介質(zhì)上記錄的方法，和一種由磁光記錄介質(zhì)復(fù)制的方法。
背景技術(shù)：
能夠通過檢測來自照射光束的反射光而復(fù)制信息的光學(xué)內(nèi)存包括其中信息記錄成相凹坑(pbase pits)的只讀內(nèi)存(ROM)型內(nèi)存，其中孔在記錄膜上通過光束照射而形成以記錄信息的一次寫入型光學(xué)內(nèi)存，其中記錄膜中的結(jié)晶相通過光束照射而改變以記錄信息的相改變型光學(xué)內(nèi)存，和其中記錄層的磁化方向通過光束照射和施加磁場而改變以記錄信息的磁光內(nèi)存。
在這些光學(xué)內(nèi)存中，信號復(fù)制時的分辨率基本上由復(fù)制光的波長λ和物鏡的數(shù)值孔徑(N.A.)確定，和檢測限度凹坑周期(detection limit pit cycle)是約λ/[2·(N.A.)]。
但難以降低復(fù)制光的波長或增加物鏡的數(shù)值孔徑。因此已經(jīng)嘗試通過設(shè)計一種記錄介質(zhì)或一種復(fù)制方法來增加信息記錄密度。
尤其是，已經(jīng)在試驗基礎(chǔ)上提出了各種裝置或方法用于增加磁光記錄介質(zhì)中的信息記錄密度。
例如，已知一項提高復(fù)制分辨率超過由波長和物鏡的數(shù)值孔徑所確定的上述檢測限度的技術(shù)，使得靠近復(fù)制光束的磁域壁接續(xù)被移置并檢測每個域壁的移置(參見日本專利延遲公開No.6-290496)。
日本專利延遲公開No.6-290496中的整個公開內(nèi)容在此作為參考完全并入本發(fā)明。
在該技術(shù)中，如果其中每個磁域壁在靠近復(fù)制光束時被移置的作為第一磁性層的復(fù)制層在信息軌道的每個相鄰對之間被磁分離，可得到尤其改進(jìn)的復(fù)制信號。
不用說，如果其中信息在高密度下記錄的記錄層中的微觀記錄磁域被轉(zhuǎn)移到復(fù)制層中，和如果記錄信息通過移置復(fù)制層中的域壁或通過類似方法而復(fù)制，記錄層中的微觀磁域需要保持穩(wěn)定性并通過磁力耦合而強(qiáng)烈地和穩(wěn)定地轉(zhuǎn)移到復(fù)制層中。
本發(fā)明所要解決的問題如下所述但記錄層的垂直磁各向異性可因為記錄膜的組成和成膜方法而下降。因此在一些情況下，難以在記錄層中穩(wěn)定地形成微觀記錄磁域。
另外，使用記錄層的垂直各向異性的穩(wěn)定的磁力耦合對于記錄磁域由記錄層轉(zhuǎn)移到復(fù)制層中是必需的。如果轉(zhuǎn)移能力根據(jù)記錄層的磁力特性而變化使得轉(zhuǎn)移穩(wěn)定性低，轉(zhuǎn)移噪音和伴隨域壁移置的噪音可增加到使得復(fù)制信號質(zhì)量明顯下降的程度。
為了穩(wěn)定進(jìn)行域壁移置，使用一種通過激光退火在信息軌道之間進(jìn)行磁分離的方法，一種通過使用具有地面/凹槽構(gòu)型的光學(xué)圓盤基材在信息軌道之間進(jìn)行關(guān)閉的方法，或類似方法。但由記錄層至復(fù)制層的轉(zhuǎn)移特性可根據(jù)激光退火條件或光學(xué)圓盤基材的地面/凹槽構(gòu)型而變化，使得來自光學(xué)圓盤基材的凹槽噪音的影響相當(dāng)大。
尤其是，如果在凹槽記錄時凹槽深度大或凹槽寬度小，記錄磁域的形狀可根據(jù)記錄層的微觀結(jié)構(gòu)而變化，使得通過轉(zhuǎn)移至復(fù)制層而復(fù)制的信號的量明顯下降。
如上所述，有可能在磁光記錄中不能得到足夠高的記錄密度或轉(zhuǎn)移速率。
考慮到常規(guī)技術(shù)的上述問題，本發(fā)明的一個目的是提供一種能夠在磁光記錄中提高記錄密度和轉(zhuǎn)移速率的磁光記錄介質(zhì)，一種制造磁光記錄介質(zhì)的方法，一種在磁光記錄介質(zhì)上記錄的方法，和一種由磁光記錄介質(zhì)復(fù)制的方法。
本發(fā)明的工業(yè)實用性
本發(fā)明可提供一種能夠在磁光記錄中提高記錄密度和轉(zhuǎn)移速率的磁光記錄介質(zhì)，一種制造磁光記錄介質(zhì)的方法，一種在磁光記錄介質(zhì)上記錄的方法，和一種由磁光記錄介質(zhì)復(fù)制的方法，因此是有用的。

發(fā)明內(nèi)容
方面1.一種磁光記錄介質(zhì)，包括具有多個在層壓方向上延伸的柱的記錄層；和放置在所述記錄層下方并用作所述柱的核的第一底層。
方面2.根據(jù)方面1的磁光記錄介質(zhì)，進(jìn)一步包括放置在所述記錄層和所述第一底層之間并通過其控制所述柱的寬度的第二底層。
方面3.根據(jù)方面1的磁光記錄介質(zhì)，其中所述第一底層是無定形結(jié)構(gòu)的磁薄膜。
方面4.根據(jù)方面2的磁光記錄介質(zhì)，其中所述第二底層是無定形結(jié)構(gòu)的磁薄膜。
方面5.根據(jù)方面1的磁光記錄介質(zhì)，其中所述第一底層形成為所述記錄層的一部分。
方面6.根據(jù)方面2的磁光記錄介質(zhì)，其中所述第二底層形成為所述記錄層的一部分。
方面7.根據(jù)方面1的磁光記錄介質(zhì)，其中所述第一底層在所示記錄層的側(cè)面上具有其中密度被改變的部分。
方面8.根據(jù)方面1的磁光記錄介質(zhì)，其中所述第一底層的結(jié)構(gòu)單元的寬度基本上是2nm或更低。
方面9.根據(jù)方面1的磁光記錄介質(zhì)，其中所述第一底層吸收基本上0.5mol％或更多的惰性氣體。
方面10.根據(jù)方面1的磁光記錄介質(zhì)，其中所述第一底層的膜厚度基本上在5-50nm的范圍內(nèi)。
方面11.根據(jù)方面2的磁光記錄介質(zhì)，其中所述第二底層具有多個在層壓方向上延伸的柱。
方面12.根據(jù)方面11的磁光記錄介質(zhì)，其中所述第二底層的柱的寬度基本上在2-40nm的范圍內(nèi)。
方面13.根據(jù)方面2的磁光記錄介質(zhì)，其中所述第二底層的膜厚度基本上在5-50nm的范圍內(nèi)。
方面14.根據(jù)方面3的磁光記錄介質(zhì)，其中所述無定形結(jié)構(gòu)是在原子級上無規(guī)的無定形結(jié)構(gòu)。
方面15.根據(jù)方面1的磁光記錄介質(zhì)，其中所述記錄層的柱的寬度大于所述第一底層的結(jié)構(gòu)單元的寬度。
方面16.根據(jù)方面1的磁光記錄介質(zhì)，其中所述記錄層比所述第一底層更多孔。
方面17.根據(jù)方面1的磁光記錄介質(zhì)，其中所述記錄層磁耦合至所述第一底層。
方面18.根據(jù)方面2的磁光記錄介質(zhì)，其中所述記錄層磁耦合至所述第二底層。
方面19.根據(jù)方面1的磁光記錄介質(zhì)，其中所述記錄層中的柱的結(jié)構(gòu)單元的寬度基本上在2-40nm的范圍內(nèi)。
方面20.根據(jù)方面1的磁光記錄介質(zhì)，其中所述記錄層的密度基本上在2.0-5.0g/cm3的范圍內(nèi)。
方面21.根據(jù)方面1的磁光記錄介質(zhì)，其中所述記錄層的膜厚度基本上在40-300nm的范圍內(nèi)。
方面22.根據(jù)方面2的磁光記錄介質(zhì)，其中所述記錄層由具有預(yù)定稀土金屬和預(yù)定過渡金屬的合金的薄膜形成；所述第一底層由具有預(yù)定稀土金屬和預(yù)定過渡金屬的合金的薄膜形成；和所述第二底層由具有預(yù)定稀土金屬和預(yù)定過渡金屬的合金的薄膜形成。
方面23.根據(jù)方面22的磁光記錄介質(zhì)，其中稀土金屬是Tb，Gd，Dy和Ho中的至少一種。
方面24.根據(jù)方面1的磁光記錄介質(zhì)，其中所述記錄層具有多層結(jié)構(gòu)。
方面25.根據(jù)方面1的磁光記錄介質(zhì)，其中所述第一底層為非磁薄膜。
方面26.根據(jù)方面2的磁光記錄介質(zhì)，其中所述第二底層為非磁薄膜。
方面27.根據(jù)方面25或26的磁光記錄介質(zhì)，其中所述非磁薄膜含有Al、Ti、Ta、Cr、Cu、Ag、Au、Pt、Nb、Si和Ru中的至少一種。
方面28.根據(jù)方面1的磁光記錄介質(zhì)，其中所述第一底層的表面粗糙度Ra基本上在0.1-1.5nm的范圍內(nèi)。
方面29.根據(jù)方面2的磁光記錄介質(zhì)，其中所述第二底層的表面粗糙度Ra基本上在0.2-2nm的范圍內(nèi)。
方面30.根據(jù)方面9的磁光記錄介質(zhì)，其中所述惰性氣體含有Ar，Ne，Kr和Xe中的至少一種。
方面31.根據(jù)方面1的磁光記錄介質(zhì)，其中所述記錄層吸收基本上0.5mol％或更多的惰性氣體。
方面32.根據(jù)方面31的磁光記錄介質(zhì)，其中所述惰性氣體含有Ar，Ne，Kr和Xe中的至少一種。
方面33.一種制造包括具有在層壓方向上延伸的多個柱的記錄層，和放置在記錄層下方并用作用于柱的核的第一底層的磁光記錄介質(zhì)的方法，所述方法包括形成所述第一底層的第一底層形成步驟；和在形成于所述第一底層形成步驟的第一底層上形成記錄層的記錄層形成步驟。
方面34.根據(jù)方面33的制造磁光記錄介質(zhì)的方法，所述磁光記錄介質(zhì)進(jìn)一步具有放置在記錄層和第一底層之間并通過其控制柱寬度的第二底層，所述方法進(jìn)一步包括在所形成的第一底層上形成第二底層的第二底層形成步驟，所述記錄層在所形成的第二底層上形成。
方面35.根據(jù)方面34的制造磁光記錄介質(zhì)的方法，其中在所述第一底層形成步驟中成膜時的壓力低于在所述第二底層形成步驟中成膜時的壓力。
方面36.根據(jù)方面35的制造磁光記錄介質(zhì)的方法，其中成膜時的壓力基本上等于或高于1.5Pa和低于6Pa。
方面37.根據(jù)方面34的制造磁光記錄介質(zhì)的方法，其中在所述第二底層形成步驟中成膜時的壓力低于在所述記錄層形成步驟中成膜時的壓力。
方面38.根據(jù)方面34的制造磁光記錄介質(zhì)的方法，其中在所述第一底層形成步驟中成膜時的沉積速率低于在所述第二底層形成步驟中成膜時的沉積速率。
方面39.根據(jù)方面34的制造磁光記錄介質(zhì)的方法，其中在所述第二底層形成步驟中成膜時的沉積速率低于在所述記錄層形成步驟中成膜時的沉積速率。
方面40.根據(jù)方面33的制造磁光記錄介質(zhì)的方法，其中在所述第一底層形成步驟中成膜時的沉積速率基本上在0.2-5nm/sec的范圍內(nèi)。
方面41.根據(jù)方面34的制造磁光記錄介質(zhì)的方法，其中在所述第二底層形成步驟中成膜時的沉積速率基本上在0.2-5nm/sec的范圍內(nèi)。
方面42.根據(jù)方面33的制造磁光記錄介質(zhì)的方法，其中在所述記錄層形成步驟中成膜時的沉積速率基本上在2-20nm/sec的范圍內(nèi)。
方面43.一種在磁光記錄介質(zhì)上記錄的方法，所述磁光記錄介質(zhì)包括具有多個在層壓方向上延伸的柱的記錄層，和放置在記錄層下方并用作用于柱的核的第一底層，所述方法包括將預(yù)定數(shù)據(jù)寫入記錄層的數(shù)據(jù)寫入步驟。
方面44.一種由磁光記錄介質(zhì)復(fù)制的方法，所述磁光記錄介質(zhì)包括具有多個在層壓方向上延伸的柱的記錄層，和放置在記錄層下方并用作用于柱的核的第一底層，所述方法包括讀取寫入記錄層的預(yù)定數(shù)據(jù)的讀取步驟。
附圖簡述

圖1是本發(fā)明實施方案1中的磁光記錄介質(zhì)的結(jié)構(gòu)的橫截面視圖。
圖2(a)是照相圖像，給出了對本發(fā)明實施方案1中的磁光記錄介質(zhì)的橫截面的SEM觀察結(jié)果。
圖2(b)是照相圖像，給出了常規(guī)磁光記錄的橫截面SEM觀察結(jié)果。
圖3是特性圖，給出了本發(fā)明實施方案1中的磁光記錄介質(zhì)的MsHc的溫度依賴性。
圖4是特性圖，給出了本發(fā)明實施方案1中的磁光記錄介質(zhì)的載體水平對標(biāo)記長度的依賴性。
圖5是本發(fā)明實施方案2中的磁光記錄介質(zhì)的結(jié)構(gòu)的橫截面視圖。
圖6是本發(fā)明實施方案3中的磁光記錄介質(zhì)的結(jié)構(gòu)的橫截面視圖。
圖7(a)是照相圖像，給出了對本發(fā)明實施方案3中的磁光記錄介質(zhì)的橫截面的SEM觀察結(jié)果。
圖7(b)是照相圖像，給出了對本發(fā)明實施方案3中的磁光記錄介質(zhì)的橫截面的SEM觀察結(jié)果，其中沒有提供用于核形成的種子層。
圖8是特性圖，給出了在本發(fā)明實施方案3中的磁光記錄介質(zhì)中遺漏比率對用于核形成的種子層的成膜條件的依賴性。
圖9(a)是本發(fā)明實施方案1中的磁光記錄介質(zhì)的記錄膜的結(jié)構(gòu)(尤其沿著磁化方向)的橫截面視圖。
圖9(b)是特性圖，給出了在本發(fā)明實施方案1的磁光記錄介質(zhì)中相對介質(zhì)在復(fù)制操作過程中的位置的溫度分布。
圖9(c)是特性圖，給出了在本發(fā)明實施方案1中的復(fù)制層中的磁域壁能量密度。
圖9(d)是特性圖，給出了用于移動在本發(fā)明實施方案1的復(fù)制層中磁域壁的力。
符號的說明如下10，20 30磁光記錄介質(zhì)11，21，31光學(xué)圓盤基材12，22，32介電層13，23，37復(fù)制層14，25，36中間轉(zhuǎn)換層15，26，35記錄層16，27，38第二介電層17，28外涂層24控制層19激光束的復(fù)制束斑點29a第一底層29b第二底層33種子層34晶粒生長層
具體實施例方式
本發(fā)明的優(yōu)選實施方案參考附圖而描述。
(實施方案1)以下描述本發(fā)明實施方案1中的磁光記錄介質(zhì)。
圖1是本發(fā)明實施方案1中的磁光記錄介質(zhì)(以下稱作“磁光圓盤”)10的結(jié)構(gòu)的橫截面視圖。
在圖1中，由聚碳酸酯制成的透明光學(xué)圓盤基材表示為參考數(shù)字11和用于保護(hù)記錄膜和用于調(diào)節(jié)介質(zhì)的光學(xué)特性的介電層表示為12。
作為多層膜形成的記錄膜由通過移置域壁而用于檢測信息的復(fù)制層13，用于控制復(fù)制層13和記錄層15之間的交換偶聯(lián)的中間層(中間轉(zhuǎn)換層)14，和其中保存有信息的記錄層15。
另外，提供了用于保護(hù)記錄膜的第二介電層16和外涂層17。
復(fù)制層13對應(yīng)于本發(fā)明的第一底層，中間層14對應(yīng)于本發(fā)明的第二底層，和記錄層15對應(yīng)于本發(fā)明的記錄層。
在圖1所示的本發(fā)明實施方案1的磁光記錄介質(zhì)10中，靠近復(fù)制光束的域壁接續(xù)被移置并檢測每個域壁的移置。其中超過由復(fù)制光的波長和物鏡的數(shù)值孔徑所確定的檢測限度的超分辨率復(fù)制的域壁移置檢測(DWDD)方法可用于在該磁光記錄介質(zhì)上記錄。
如上所述形成的多層記錄膜對應(yīng)于DWDD方法的一個例子，其中復(fù)制信號的幅度通過利用域壁的移置而增加。
本質(zhì)上例如，通過形成具有大界面飽和矯頑力的磁性層作為記錄層，形成具有小界面飽和矯頑力的磁膜作為其中域壁被移置的復(fù)制層，和使用具有對比低Curie溫度的磁膜作為用于轉(zhuǎn)換的中間層而能夠使用DWDD方法，例如描述于上述日本專利延遲公開No.6-290496。因此，本發(fā)明不限于上述膜結(jié)構(gòu)。
在上述DWDD方法中的復(fù)制原理參考圖9A-9D進(jìn)行描述。圖9(a)是旋轉(zhuǎn)圓盤上的記錄層的示意橫截面視圖。由三層復(fù)制層13，中間層14和記錄層15構(gòu)成的記錄膜在光學(xué)圓盤基材和介電層(未示)上形成。另一介電層(未示)在這些層上形成并另外形成作為由超聲固化樹脂形成的保護(hù)涂層的外涂層(未示)。
具有小域壁矯頑力的磁膜材料用作復(fù)制層13。具有低Curie溫度的磁膜用作中間層14。能夠保存小域直徑的平坦記錄磁域的磁膜用作記錄層15。
在常規(guī)磁光記錄介質(zhì)的復(fù)制層中，包括不關(guān)閉的域壁的磁域結(jié)構(gòu)通過形成保護(hù)帶或類似物而形成。
如圖所示，信息信號通過熱磁力記錄在記錄層15上作為記錄磁域而形成。如果記錄膜在室溫下沒有照射以激光斑點，記錄層15，中間層14和復(fù)制層13強(qiáng)烈地相互交換-耦合，因此，記錄層15中的記錄磁域直接轉(zhuǎn)移至復(fù)制層13并在其中形成。
圖9(b)給出了對應(yīng)于圖9(a)中的橫截面視圖的位置x在和記錄膜的溫度T的關(guān)系。如圖所示，圓盤在復(fù)制記錄信號時旋轉(zhuǎn)并沿著軌道用激光束的復(fù)制束斑點照射。此時，在記錄膜中，表現(xiàn)出如圖9(b)所示的溫度分布，存在其中的中間層溫度等于或高于Curie溫度Tc的溫度區(qū)域Ts，且復(fù)制層13和記錄層15的交換偶聯(lián)被中斷。
另外，如果施加復(fù)制束，如圖9(C)中的域壁能量密度σ的關(guān)系所示，域壁能量密度σ的梯度在圖9A和9B所示的位置上存在于圓盤旋轉(zhuǎn)的x方向。因此，在位x上驅(qū)動每層中的域壁的力F作用于域壁，如圖9(d)所示。
如果域壁能量密度σ的梯度增加，作用于記錄膜的力F增加并作用以移置在其中域壁能量密度σ較低的方向上的每個域壁，如圖9A-9D所示。在復(fù)制層13中，域壁矯頑力小和域壁移動性高。因此，如果僅存在具有不關(guān)閉的域壁復(fù)制層13，每個域壁容易通過該力F被移置。因此，復(fù)制層13中的每個域壁立即被移置成其中溫度高和域壁能量密度低的區(qū)域，如箭頭所示。如果域壁在復(fù)制束斑點中經(jīng)過，復(fù)制層13在光斑點的寬區(qū)域中被均勻磁化。
因此，復(fù)制信號幅度總是處于最大值，與記錄磁域的尺寸無關(guān)。
在常規(guī)DWDD方法中，形成包括不關(guān)閉的域壁的磁域結(jié)構(gòu)且其中軌道之間的交換偶聯(lián)被中斷的復(fù)制層13中的每個域壁被移置。因此平坦的微觀域需要被穩(wěn)定地記錄。但復(fù)制信號有可能波動，這取決于記錄磁域的形狀和至復(fù)制層13的轉(zhuǎn)移。根據(jù)本發(fā)明，可以限制復(fù)制信號的這些波動。
現(xiàn)在詳細(xì)描述制造本發(fā)明實施方案1的磁光圓盤10的方法。同時描述一種按照本發(fā)明在磁光記錄介質(zhì)上記錄的方法和一種按照本發(fā)明由磁光記錄介質(zhì)復(fù)制的方法(相應(yīng)的方法還根據(jù)實施方案2和3描述)。
如圖1所示，在多層結(jié)構(gòu)中具有上述磁膜的記錄膜在光學(xué)圓盤基材11上形成。地面部分形成在光學(xué)圓盤基材11中的凹槽的相對面上。長方形形式的凹槽自地面部分的上表面的深度h是60nm。在實施方案1的磁光圓盤10中，軌道節(jié)距是0.7μm和凹槽寬度是0.55μm。
ZiS·SiO2靶安裝在磁控管濺射裝置中并將由聚碳酸酯形成和具有形成于其中的凹槽的透明光學(xué)圓盤基材11固定到基材夾具上。然后，將腔的內(nèi)部通過低溫泵抽空至高真空5×10-6Pa或更低。在抽空狀態(tài)下，Ar氣體被引入腔直至達(dá)到0.5Pa。ZiS·SiO2的膜作為介電層12通過無線電頻率濺射同時旋轉(zhuǎn)基材而形成至厚度75nm。
隨后，另外在抽空狀態(tài)下，Ar氣體被引入腔直至達(dá)到0.5Pa且復(fù)制層13通過使用GdFeCoAl靶進(jìn)行DC磁控管濺射同時旋轉(zhuǎn)基材而形成至厚度30nm。然后，Ar氣體被引入腔直至達(dá)到1.8Pa且TbDyFeCoAl層作為中間層14通過使用Tb，Dy，Ho，F(xiàn)e，Co，和Al靶而形成至厚度15nm。另外，Ar氣體被引入腔直至達(dá)到2.0Pa和，通過使用相同的靶構(gòu)型進(jìn)行DC磁控管濺射，TbHoFeco的膜作為記錄層15形成至厚度60nm。每層的膜組成通過控制相對每個靶的輸入功率比率而調(diào)節(jié)至所需膜組成。
另外，Ar氣體被引入腔直至達(dá)到0.6Pa且ZiS·SiO2的膜作為第二介電層16通過無線電頻率濺射同時旋轉(zhuǎn)基材而形成至厚度90nm。
另外，外涂層17形成使得環(huán)氧丙烯酸酯樹脂滴加到介電層16上并通過旋涂至膜厚度6μm而施加到其上，然后通過用來自紫外燈的紫外線照射而固化。
由GdFeCoAl形成的復(fù)制層13的補(bǔ)償組成溫度是180℃和該層的Curie溫度是270℃。由TbDyFeCoAl形成的中間層14的Curie溫度是155℃，和稀土金屬組分在中間層14中在低于Curie溫度的任何溫度下是起主導(dǎo)作用的。
由TbHoFeCo形成的記錄層15的補(bǔ)償組成溫度是90℃。記錄層15通過控制組成而形成，其中設(shè)定相對每個靶的輸入功率使得該層的Curie溫度是295℃。
由GdFeCoAl形成的復(fù)制層13可在具有微觀結(jié)構(gòu)單元0.8nm或更低的無定形膜結(jié)構(gòu)中通過控制成膜速率和光學(xué)圓盤基材在成膜時的旋轉(zhuǎn)速度而形成，并可用作底層，后者是用于形成記錄層的柱狀結(jié)構(gòu)的核。
記錄層的柱狀結(jié)構(gòu)據(jù)說可以是其中在柱之間形成間隙的多孔膜結(jié)構(gòu)。這種柱狀結(jié)構(gòu)還描述于日本專利申請No.2001-365047和WO03/046905(PCT)的說明書。
日本專利申請No.2001-365047和WO03/046905(PCT)中的整個公開內(nèi)容在此作為參考完全并入本發(fā)明。
即，記錄層的柱狀結(jié)構(gòu)據(jù)說是在柱間具有特性分布如膜結(jié)構(gòu)分布或密度分布的結(jié)構(gòu)。尤其是，對于為多孔膜結(jié)構(gòu)的柱狀結(jié)構(gòu)，可以想見其中具有非常低的密度或間隙的區(qū)域在柱間形成的結(jié)構(gòu)。
中間層14在復(fù)制層13作為其中形成有8nm柱狀結(jié)構(gòu)的膜結(jié)構(gòu)而形成，并用作能夠控制記錄層15中的柱寬度的第二底層。
以下描述具體的成膜條件。
由GdFeCoAl形成的復(fù)制層13形成在成膜速率3nm/sec下在100rpm旋轉(zhuǎn)的同時而形成。由TbDyFeCoAl形成的中間層14在成膜速率5nm/sec下在40rpm旋轉(zhuǎn)的同時而形成。
作為由TbHoFeCo形成的記錄層15，具有結(jié)構(gòu)單元寬度15nm的柱狀結(jié)構(gòu)的磁薄膜可在成膜速率8nm/sec下在40rpm旋轉(zhuǎn)的同時而形成。
圖2(a)給出了通過掃描電子微觀(SEM)實際觀察的磁光圓盤的橫截面的照相。如圖2(a)所示，由TbHoFeCo形成并通過上述排列而制成的記錄層15可觀察到處于正在形成為具有柱狀結(jié)構(gòu)或其中柱在垂直于膜表面的方向上延伸的柱構(gòu)型的磁薄膜的狀態(tài)下。
相反，在如圖2(b)所示的膜結(jié)構(gòu)中，其中復(fù)制層或中間層沒有作用于形成柱狀結(jié)構(gòu)的核，記錄層可發(fā)現(xiàn)處于正在形成為微觀結(jié)構(gòu)的無定形薄膜使得基本上不能觀察到微觀結(jié)構(gòu)單元的狀態(tài)下。
圖3給出了本發(fā)明實施方案1中的磁光記錄介質(zhì)的記錄層15的飽和磁場Ms和矯頑力Hc的乘積Ms·Hc的溫度依賴性。如圖3，在對應(yīng)于實施方案1(參見圖2(a))的磁光圓盤的圖中由最上曲線表示的乘積Ms·Hc大致是在對應(yīng)于常規(guī)技術(shù)的例子(參見圖2(b))的圖中由最下曲線表示的乘積Ms·Hc的2倍。在室溫下，在實施方案1的情況下可得到作為乘積Ms·Hc的值1.8×106erg/cm2或更高。
記錄層在如上所述的柱構(gòu)型中形成以增加記錄膜的乘積Ms·Hc和穩(wěn)定化記錄磁域。因此，實施方案1的記錄介質(zhì)甚至在重復(fù)改寫的情況下也能夠穩(wěn)定地信號記錄/復(fù)制。
如上所述形成的磁光圓盤10的光學(xué)圓盤基材11具有長方形地面-凹槽構(gòu)型。但甚至在其中磁力分離通過使用形成為凹槽(其中記錄有信息)之間的下方地面的地面部分而進(jìn)行的排列的情況下或在記錄軌道之間的部位上進(jìn)行退火的方法的情況下，如果轉(zhuǎn)移至復(fù)制層的記錄磁域的域壁可容易地移置，可通過上述DWDD方法進(jìn)行復(fù)制。
在實施方案1中，該排列在軌道節(jié)距是1.0μm或更低時更有利；地面部分形成這樣一種構(gòu)型，該構(gòu)型使得其中記錄有信息的凹槽之間的寬度是0.2-0.8μm；和記錄磁域形成使得記錄信息的最短標(biāo)記長度是200nm或更低。
實施方案1的磁光記錄介質(zhì)的記錄層不限于上述排列。
如果具有結(jié)構(gòu)單元寬度1-40nm(更優(yōu)選，在范圍2-15nm)的柱構(gòu)型的記錄層在用作核以形成柱狀結(jié)構(gòu)的底層上形成，和如果記錄層的膜厚度不小于50nm(更優(yōu)選，60-200nm)，能夠得到類似復(fù)制特性的不同的排列是可能的。
實施方案1的磁光記錄介質(zhì)已根據(jù)如下形成的記錄層而描述生長記錄層柱狀結(jié)構(gòu)使得用作核以形成柱狀結(jié)構(gòu)的基種子層用作復(fù)制層，和用于控制柱寬度的晶粒生長層用作中間層。
基種子層和晶粒生長層可通過使用具有與用于磁超分辨率記錄的磁光記錄介質(zhì)中的記錄膜的復(fù)制層，中間層和控制層相同組成的磁膜而形成，同時實現(xiàn)不同的功能。
該方法可得到高密度相當(dāng)?shù)幕蚋哂涗?復(fù)制特性而不會增加記錄膜的層數(shù)。
另外，不具有微觀結(jié)構(gòu)單元的基種子層用作復(fù)制層，這樣可得到另外在DWDD特性上改進(jìn)的磁光記錄介質(zhì)。
圖4是特性圖，給出了，在其中使用了具有根據(jù)DWDD方法的膜結(jié)構(gòu)的記錄膜的情況下，在具有記錄層15的磁光記錄介質(zhì)中載體水平對標(biāo)記長度的依賴性，其中柱狀結(jié)構(gòu)沿著垂直于膜表面的方向上通過使用實施方案1的上述底層而形成。
在實施方案1中，記錄層15的膜結(jié)構(gòu)具有柱構(gòu)型和其中的微觀磁域的溫定性下得到改進(jìn)。因此，甚至具有標(biāo)記長度100nm的記錄磁域可穩(wěn)定地轉(zhuǎn)移至復(fù)制層13且所轉(zhuǎn)移的磁域的域壁可被移置。
因此，信號幅度增加。
確實，對于使用具有軌道節(jié)距0.7μm和凹槽寬度0.55μm的光學(xué)圓盤基材的情形，正如所述，可以理解，其中當(dāng)不超過標(biāo)記長度100nm時載體水平基本上沒有產(chǎn)生變化的磁光圓盤可在凹槽之間通過地面部分進(jìn)行記錄膜的磁化分離而實現(xiàn)。
在實施方案1中，記錄膜的磁化在凹槽之間通過地面部分而分離，使得信息能夠被記錄在復(fù)制層13的包含不關(guān)閉的域壁的凹槽中。
甚至在其中信息記錄在地面部分上的排列或其中信息記錄在地面和在凹槽上的排列的情況下，可得到類似特性。
如上所述，實施方案1的排列使得甚至在基于DWDD方法的高密度記錄/復(fù)制的情況下也可得到穩(wěn)定的復(fù)制信號特性。
如果在實施方案1中在凹槽處記錄，凹槽寬度和深度影響DWDD方法中的記錄/復(fù)制特性。
但相同的作用可在具有以下構(gòu)型的磁光記錄介質(zhì)時獲得，其中地面部分的高度和寬度之間的關(guān)系是使得軌道節(jié)距在0.4-1.0μm的范圍內(nèi)，凹槽寬度在0.2-0.8μm的范圍內(nèi)，和凹槽深度在20-200nm的范圍內(nèi)，和其中記錄層通過根據(jù)凹槽構(gòu)型調(diào)節(jié)種子層和晶粒生長層而形成。
如果凹槽(其中記錄有信息)之間的地面部分的高度小，λ/20n-λ/3n(n折射指數(shù)，以下使用相同的符號)，光學(xué)圓盤基材可容易形成且來自凹槽的噪音可下降。
在實施方案1的排列中，如上所述，200nm或更低的微觀磁域在具有能夠重寫記錄信息的柱狀結(jié)構(gòu)的記錄膜中穩(wěn)定地形成，這樣確保所需域壁移動性。
復(fù)制信號可根據(jù)DWDD方法通過移置所轉(zhuǎn)移的磁域而增加。
另外，因為記錄/復(fù)制軌道中的信息記錄/復(fù)制可穩(wěn)定地進(jìn)行，可以防止軌道的每個相鄰對之間在記錄或復(fù)制時的串寫或串?dāng)_。
(實施方案2)
圖5是本發(fā)明實施方案2中的磁光圓盤20的結(jié)構(gòu)的橫截面視圖。
由烯烴形成的光學(xué)圓盤基材表示為21。
在寬度方向上排列的用于記錄信息的軌道形成為凹槽構(gòu)型，和反轉(zhuǎn)V-形地面部分在軌道之間的邊界上形成。
以下描述按照本發(fā)明的一種格式化方法。
在實施方案2中，其中可進(jìn)行記錄信息的改寫的凹槽區(qū)域和其中形成有用于伺服裝置(servo)和地址凹坑(address pits)的搖擺凹坑(wobble pits)的凹坑區(qū)域相互平行地在軌道上交替形成。
該格式構(gòu)型允許一種工藝，其中信息在可改寫區(qū)域中通過檢測地址同時操作樣品伺服裝置體系或類似物中的跟蹤伺服裝置而記錄，或信息由可改寫區(qū)域復(fù)制。
假設(shè)激光波長是λ，如果凹槽(其中記錄有信息)之間的地面部分的高度可以是λ/20n-λ/3n，或λ可以是20nm-180nm，光學(xué)圓盤基材可容易形成且可降低凹槽的噪音。
該排列確?？梢詸z測到預(yù)凹坑如地址凹坑，且進(jìn)行軌道間的磁力分離的基于DWDD方法的記錄/復(fù)制可在凹槽記錄中實現(xiàn)。
實施方案2的磁光圓盤20具有由聚烯烴形成的透明光學(xué)圓盤基材21，用于保護(hù)記錄膜和用于調(diào)節(jié)介質(zhì)的光學(xué)特性的介電層22，通過移置磁域壁而用于檢測信息的復(fù)制層23，用于減少重像信號的控制層24，用于控制復(fù)制層和記錄層之間的交換偶聯(lián)的中間轉(zhuǎn)換層25，其中保存有信息的記錄層26，用于保護(hù)記錄膜的第二介電層27，和在第二介電層27上的外涂層28。
多層結(jié)構(gòu)中的記錄膜由四層構(gòu)成復(fù)制層23，控制層24，中間轉(zhuǎn)換層25和記錄層26。
在如此排列的實施方案2的磁光記錄介質(zhì)中，靠近復(fù)制光束的域壁如同實施方案1被接續(xù)移置并檢測每個域壁的移置，這樣能夠使超分辨率圖像復(fù)制超過由復(fù)制光的波長和物鏡的數(shù)值孔徑確定的檢測限度。
在實施方案2的磁光圓盤20的光學(xué)圓盤基材21上，地面在其中記錄有信息的凹槽之間的邊界上形成。自地面的上表面的凹槽深度h是45nm。每個相鄰軌道對中的凹槽通過地面相互磁性分離。
在實施方案2的磁光圓盤20中，軌道節(jié)距是0.55μm和凹槽寬度是0.4μm。
在如圖5構(gòu)成的磁光圓盤20中，用于磁光記錄介質(zhì)的薄膜通過成膜裝置而形成。
在成膜裝置中，薄膜在保持在基材夾具上的光學(xué)圓盤基材21上，在旋轉(zhuǎn)基材夾具的同時而形成，所述基材夾具定位使得朝向真空腔中的用于記錄膜的合金靶。
在該成膜之后，基材與基材夾具一起通過真空傳輸機(jī)械而移向另一真空腔并進(jìn)一步形成材質(zhì)不同或組成不同的記錄膜。將磁鐵放置在靶的背面，并將電力由直流電電源供給至陰極。因此，記錄膜和介電膜通過磁控管濺射而形成。
在制造記錄膜的工藝中，B-摻雜的Si靶首先設(shè)置在直流磁控管濺射裝置中。由聚烯烴形成和具有其中形成的凹槽的透明光學(xué)圓盤基材21隨后固定到基材夾具上。然后，將腔的內(nèi)部通過渦輪分子泵抽空以得到高真空6×10-6Pa或更低。
在抽空狀態(tài)下，Ar氣體和N2氣體被引入腔直至達(dá)到0.3Pa。SiN膜作為介電層22通過反應(yīng)性濺射同時旋轉(zhuǎn)基材而形成至厚度40nm。
隨后，另外在抽空狀態(tài)下，Ar氣體被引入腔直至達(dá)到0.6Pa。分別具有厚度10nm的膜在介電層22上作為由GdFeCoCr形成的復(fù)制層23通過使用由不同組成Gd26Fe60Co11Cr3，Gd24Fe59Co9Cr8和Cd23Fe57Co7Cr13(含量mol％)形成的三種合金靶，在旋轉(zhuǎn)基材的同時而形成。
然后，用于控制層24的10nm厚TbFeCoCr膜，用于中間層25的15nm厚TbDyFeCr膜和用于記錄層26的100nm厚TbFeCoCr膜接續(xù)通過DC磁控管濺射方法而形成。
另外，Ar氣體和N2氣體被引入腔直至達(dá)到0.3Pa且SiN的70nm厚膜作為第二介電層27通過反應(yīng)性濺射在旋轉(zhuǎn)基材的同時而形成。
另外，將由環(huán)氧丙烯酸酯樹脂形成的外涂層28通過旋涂施加到第二介電層27上并通過用紫外線照射而固化。
實施方案2中的復(fù)制層23由三種不同組成的磁膜構(gòu)成。
更具體地，復(fù)制層23由組成不同的三層構(gòu)成具有補(bǔ)償組成溫度170℃和Curie溫度250℃的層，具有補(bǔ)償組成溫度140℃和Curie溫度210℃的層，和具有補(bǔ)償組成溫度110℃和Curie溫度170℃的層。
通過形成這種結(jié)構(gòu)，磁域壁的所需移動性可以根據(jù)通過復(fù)制光束形成的溫度分布得以確保，并且能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)制信號的平穩(wěn)域放大復(fù)制。
由TbFeCoCr形成的控制層24的Curie溫度是160℃，和稀土金屬組分在控制層24中在低于Curie溫度的任何溫度下是主要的。
由TbFeCr形成的中間層25的Curie溫度是145℃，和過渡金屬組分在中間層25中在低于Curie溫度的任何溫度下是主要的。
具體地，由GdFeCoCr形成的三層結(jié)構(gòu)中的復(fù)制層23可在具有微觀晶粒結(jié)構(gòu)單元1.0nm或更低的無定形膜結(jié)構(gòu)中通過沉積層壓，設(shè)定基材旋轉(zhuǎn)速度300rpm，成膜Ar壓力0.5Pa和成膜速率10nm/sec而形成。
由TbFeCoCr形成的具有厚度10nm的控制層24形成和由具有厚度15nm的TbDyFeCr膜形成的中間層25可分別作為具有結(jié)構(gòu)單元2.0nm或更低的無定形磁薄膜，通過設(shè)定基材旋轉(zhuǎn)速度100rpm，成膜Ar壓力3.0Pa和成膜速率5nm/sec而形成。
由TbFeCoCr形成的記錄層26的補(bǔ)償組成溫度是100℃，和記錄層26中的組成被控制使得Curie溫度是260℃。
在記錄層的膜結(jié)構(gòu)中，控制在成膜過程中的Ar氣體壓力，成膜速率和固定在基材夾具上的光學(xué)圓盤基材的旋轉(zhuǎn)速度，以形成第一底層29a作為用于改變磁薄膜的結(jié)構(gòu)的核。
更具體地，具有厚度15nm的記錄膜的第一部分通過設(shè)定基材旋轉(zhuǎn)速度80rpm，成膜Ar氣體壓力0.4Pa和成膜速率1nm/sec而形成，以形成底層作為用于記錄層的核。
在這種情況下，第一底層的結(jié)構(gòu)單元小和膜結(jié)構(gòu)形成為在原子級上無規(guī)的無定形結(jié)構(gòu)或具有基本上小于2nm的結(jié)構(gòu)單元的結(jié)構(gòu)。
具有厚度15nm的另一部分通過設(shè)定Ar氣體壓力2.5Pa和成膜速率3nm/sec而形成，這樣形成能夠控制記錄層中的晶粒寬度的第二底層29b。
具有厚度70nm的記錄膜的其它部分通過設(shè)定成膜Kr氣體壓力4.5Pa和成膜速率10nm/sec而形成，這樣形成記錄膜26，它在由具有結(jié)構(gòu)單元寬度20nm的柱形成的柱狀結(jié)構(gòu)中是一種磁薄膜。
相應(yīng)于本發(fā)明的第一底層的第一底層29a，和相應(yīng)于本發(fā)明的第二底層的第二底層29b，以及相應(yīng)于本發(fā)明的記錄層的記錄層26。
通過對記錄層橫截面在高分辨率下的SEM觀察，可以觀察到其中磁薄膜具有柱狀結(jié)構(gòu)的狀態(tài)或其中柱在垂直于膜表面的方向上延伸的柱構(gòu)型，如同實施方案1。
記錄層的柱狀結(jié)構(gòu)中的柱寬度可通過控制在第二底層成膜過程中的氣體壓力和成膜速率而控制。
在相互鄰近的凹槽之間的傾斜部分上，記錄層的柱狀結(jié)構(gòu)與垂直于膜表面的方向傾斜，這樣進(jìn)行信息軌道凹槽之間的磁力分離。
因此，如同實施方案2，凹槽在基于DWDD方法記錄/復(fù)制時用作改寫區(qū)域，和磁力分離至少在每個相鄰凹槽對之間的記錄膜部分上進(jìn)行。
因此，由記錄層26轉(zhuǎn)移至復(fù)制層23的磁域的域壁被穩(wěn)定地移置，而且即使標(biāo)記長度短，可得到具有增加信號幅度的信號。
實施方案2中的磁光記錄介質(zhì)具有柱狀結(jié)構(gòu)，如同實施方案1。
但所述柱狀結(jié)構(gòu)不唯一地使用?？梢允褂闷渲杏涗泴拥慕Y(jié)構(gòu)單元具有寬度2-40nm的排列。記錄層的厚度可以是50nm或更多(更優(yōu)選，60-200nm)。
對于用于核形成以形成柱狀結(jié)構(gòu)的底層，膜厚度理想地在5-50nm的范圍內(nèi)(更優(yōu)選，在5-20nm的范圍內(nèi))。
另外，它用于控制柱狀結(jié)構(gòu)中的柱寬度的第二底層的膜厚度是5-50nm(更優(yōu)選，5-20nm)，可實現(xiàn)一種能夠得到高密度記錄/復(fù)制特性的磁光圓盤。
如果第二底層具有2-40nm的結(jié)構(gòu)單元，記錄層中的柱寬度可更有效地控制。
記錄層在由柱形成的柱狀結(jié)構(gòu)中形成，以確保甚至在重復(fù)重寫情況下的穩(wěn)定的信號記錄/復(fù)制。
如上所述構(gòu)成的磁光圓盤20具有地面-凹槽構(gòu)型并被排列以用在其中記錄有信息的凹槽之間的傾斜部分進(jìn)行磁力分離。
但本發(fā)明不限于該排列。甚至在其中磁力分離通過形成較深地面的方法的情況下或在記錄軌道之間的部位上進(jìn)行退火的情況下，轉(zhuǎn)移至復(fù)制層的記錄磁域的域壁可容易移置且可通過上述DWDD方法進(jìn)行復(fù)制。
在實施方案2中，如果軌道節(jié)距是1.0μm或更低；地面部分在具有凹槽寬度0.2-0.8μm的凹槽之間形成；和信息信號最大具有標(biāo)記長度300nm或更低，該排列更有利。
如果在實施方案2的磁光記錄介質(zhì)上記錄/復(fù)制信號，即使標(biāo)記長度小，記錄磁域也可穩(wěn)定地形成。另外，甚至可將具有標(biāo)記長度100nm的記錄磁域轉(zhuǎn)移至復(fù)制層23和所轉(zhuǎn)移的磁域的域壁可被移置用于復(fù)制。
因此在信號幅度中，通過放大復(fù)制的跳動限于13％或更低。
即使標(biāo)記長度是100nm，復(fù)制信號的幅度基本上飽和。
由此可以理解，因為由記錄層穩(wěn)定地轉(zhuǎn)移和在復(fù)制層中使用磁域移置進(jìn)行DWDD操作，可實現(xiàn)具有改進(jìn)的復(fù)制信號特性的磁光記錄介質(zhì)。
另外，線性速度是2.4m/sec。如果信號通過光學(xué)脈沖磁場調(diào)制記錄記錄和復(fù)制，復(fù)制功率和記錄功率中的每一個都在±20％或更多的范圍內(nèi)。
由以上可以理解，可得到改進(jìn)的記錄/復(fù)制界限特性使得基本上不出現(xiàn)復(fù)制跳動的波動。
另外，記錄層和底層分別取決于成膜時的Ar壓力。
如果作為用于形成柱狀結(jié)構(gòu)的核被提供的第一底層通過使用其中第一底層成膜時的壓力低于用于控制記錄層中的柱的晶粒寬度的第二底層成膜時的壓力的制造方法(更具體地，其中當(dāng)?shù)谝坏讓幼鳛橛糜谥鶢罱Y(jié)構(gòu)的核提供時真空腔中的氣體壓力在0.2Pa-3Pa的范圍內(nèi)，和當(dāng)形成第二底層和記錄層時的氣體壓力在1.5Pa-6Pa的范圍內(nèi)的制造方法)而形成，可以形成具有結(jié)構(gòu)單元寬度5nm或更多的柱狀結(jié)構(gòu)。
通過考慮成膜時的Ar流速和抽空速率，氣體壓力可設(shè)定為0.3-1.5Pa(用于第一底層)和設(shè)定在2.5Pa-4.5Pa的范圍內(nèi)(用于第二底層和記錄層)以實現(xiàn)相同的或更高作用。
優(yōu)選，在這種情況下，Ar流速在由真空泵的能力所確定范圍內(nèi)最大化。優(yōu)選在20SCCM(標(biāo)準(zhǔn)立方厘米/分鐘)或更高速率下引入Ar。
另外，如果作為用于柱狀結(jié)構(gòu)的核被提供的用于第一底層的磁薄膜的密度較低，該作用可以是進(jìn)一步改進(jìn)的。
較大量的Ar原子這樣被吸收在第一底層的結(jié)構(gòu)單元之間以更有效地用作柱狀結(jié)構(gòu)的核。
記錄層中的柱構(gòu)型中的柱寬度可通過第二底層控制。在柱寬度是2nm或更多的情況下，確保記錄100nm的標(biāo)記長度。
記錄層中的最短限度標(biāo)記長度取決于垂直磁各向異性。但如果形成柱狀結(jié)構(gòu)，如同實施方案2，和如果磁化和矯頑力的乘積(Ms·Hc)被設(shè)定至1.5×106或更高和垂直磁各向異性常數(shù)Ku被設(shè)定至5×105erg/cm3或更高(更優(yōu)選，1×106erg/cm3或更高)，可進(jìn)行標(biāo)記長度100nm或更低的記錄和復(fù)制。
上述柱狀結(jié)構(gòu)在多孔膜結(jié)構(gòu)中或在柱結(jié)構(gòu)中具有密度分布。在穩(wěn)定地具有柱狀結(jié)構(gòu)單元的排列中，包含在底層中的Ar原子的量等于或大于0.5mol％。
如果Ar原子在磁薄膜中的含量是0.5-4.0mol％，可得到相同的作用。
Ar的含量可用電子探頭X-射線微分析器(EPMA)或通過Rutherford后散射(RBS)方法或類似方法而檢測。
在其中形成有上述柱狀多孔膜結(jié)構(gòu)的記錄膜中，底層的密度和分布與記錄層相比得到提高。
尤其是，為了形成具有結(jié)構(gòu)單元尺寸5-40nm的柱狀結(jié)構(gòu)，最好形成底層為在室溫下具有密度2.0-5.0g/cm3的薄膜。
等于或大于0.5mol％的Ar原子的量也含在記錄層中。此外，如果在底層中和記錄層中含有Ne，Kr或Xe，也可得到同樣的效果。
涉及第一底層的表面不勻度的表面粗糙度Ra最好設(shè)定在0.1-1.5nm(更優(yōu)選0.1-1.0nm)的范圍內(nèi)。第二底層和記錄層的柱狀膜結(jié)構(gòu)可在用作核的精細(xì)不勻結(jié)構(gòu)上形成。
使用具有粗糙度1nm或更低的細(xì)表面不勻度的結(jié)構(gòu)能夠使靠近復(fù)制光束的域壁在使用域壁移置方法如DWDD的記錄和復(fù)制方法的情況下被平穩(wěn)地移置。
因此，為了提高根據(jù)DWDD方法的磁光記錄介質(zhì)的信號特性，第一和第二底層的膜厚度分別可被設(shè)定為值5-50nm(更優(yōu)選，5-20nm)和記錄層中的柱構(gòu)型中的柱寬度可設(shè)定為值2-40nm(更優(yōu)選，5-20nm)。可以理解，可得到膜表面的足夠的穩(wěn)定的垂直磁各向異性，使得甚至在記錄短標(biāo)記100nm或更低的情況下也可得到相同高密度記錄/復(fù)制。
由信號復(fù)制中的跳動可以理解，記錄層的膜厚度最低是100-180nm。
取決于記錄層的膜組成和磁力特性的膜厚度的最佳值在記錄層具有柱構(gòu)型結(jié)構(gòu)的情況下相對較大，使得柱狀結(jié)構(gòu)的形成變得容易。記錄層的膜厚度可設(shè)定為值40-300nm(更優(yōu)選，80-200nm)以確保記錄磁域可穩(wěn)定地通過使用柱狀結(jié)構(gòu)形成至甚至短標(biāo)記長度并可轉(zhuǎn)移至復(fù)制層?？梢岳斫?，記錄磁域可因此形成至甚至標(biāo)記長度100nm或更低。
在實施方案2中，如上所述，提供了一種能夠使用DWDD復(fù)制的磁性膜且磁力分離在其中記錄信息可改寫的軌道區(qū)域和相鄰該軌道區(qū)域的軌道之間的邊界上進(jìn)行。
提供了一種使用底層和在記錄層中具有柱狀結(jié)構(gòu)的排列(更具體地，記錄層中的柱構(gòu)型中的柱寬度是2-40nm，更優(yōu)選5-20nm)以確保磁域壁的所需移動性。
因此，復(fù)制信號可通過在DWDD方法的基礎(chǔ)上移置所轉(zhuǎn)移的磁域但不在記錄軌道之間的部位上進(jìn)行退火而增加，即使標(biāo)記長度是200nm或更低如上所述，實施方案2的排列使得甚至在基于DWDD方法的高密度記錄/復(fù)制的情況下也有可能得到穩(wěn)定的記錄/復(fù)制信號特性。
(實施方案3)圖6是本發(fā)明實施方案3中的磁光圓盤30的結(jié)構(gòu)的橫截面視圖。
由玻璃基材形成的光學(xué)圓盤基材表示為31。在光學(xué)圓盤基材31上，螺旋導(dǎo)向裝置凹槽通過使用光聚合物而形成，和反轉(zhuǎn)V-形地面在記錄軌道之間的邊界上形成以使記錄軌道相互分離。
在實施方案3的磁光圓盤30中，記錄膜在與本發(fā)明實施方案1相反的方向上層壓，和信息信號記錄/復(fù)制可通過使用磁頭如巨磁阻(GMR)頭而進(jìn)行。
磁光圓盤30具有其上形成有導(dǎo)向裝置凹槽和由玻璃制成的透明光學(xué)圓盤基材31，用于保護(hù)記錄膜的介電層32，作為用于形成柱狀膜結(jié)構(gòu)的核而被提供的種子層33，用于在柱狀膜結(jié)構(gòu)的晶粒寬度中生長晶粒的晶粒生長層34，其中保存有信息的記錄層35，用于控制復(fù)制層和記錄層之間的交換偶聯(lián)的中間轉(zhuǎn)換層36，通過移置磁域壁用于檢測信息的復(fù)制層37，用于保護(hù)記錄膜的介電層38，和潤滑膜39。
記錄膜在包括種子層33，晶粒生長層34，記錄層35，中間轉(zhuǎn)換層36和復(fù)制層37的多層膜結(jié)構(gòu)中形成。
種子層33對應(yīng)于本發(fā)明第一底層，和晶粒生長層34對應(yīng)于本發(fā)明第二底層，和記錄層35對應(yīng)于本發(fā)明記錄層。
在圖6所示的實施方案3的磁光記錄介質(zhì)中，當(dāng)記錄膜的溫度通過用光束照射而增加時，磁域壁被接續(xù)移置，如同在實施方案1的磁光記錄介質(zhì)中。檢測來自其壁被移動的磁域的復(fù)制信號。為了信號檢測，使用磁頭如GMR頭或隧道效應(yīng)磁阻(TMR)頭。
磁光圓盤通過使用波導(dǎo)用光束照射以增加磁光圓盤30的溫度，因此能夠進(jìn)行信號的磁性超分辨率復(fù)制。
實施方案3的磁光圓盤30通過形成在上述光學(xué)圓盤基材31上包括磁性層的多層膜而形成。地面在凹槽之間形成。自地面的上表面的凹槽深度h是65nm。地面是反轉(zhuǎn)V-形。凹槽通過地面相互獨立地變得磁性。在實施方案3的磁光圓盤30中，軌道節(jié)距是0.5μm和凹槽寬度是0.4μm。
如圖6所示構(gòu)成的磁光圓盤30通過在處于靜止態(tài)下朝向靶放置的光學(xué)圓盤基材31上形成薄膜而制成，如同實施方案2。
在磁光圓盤基材31上，70nm厚的SiN膜通過反應(yīng)性濺射形成為介電層32。磁膜在介電層32上通過DC磁控管濺射使用合金靶而形成。
用于種子層33的TbFeCoCr膜(10nm)，用于晶粒生長層34的TbHoFeCo膜(10nm)和用于記錄層35的TbFeCo膜(100nm)通過DC磁控管濺射使用合金靶而形成。
TbFeCoAl膜作為中間轉(zhuǎn)換層36形成至厚度15nm。
分別具有厚度10nm的膜作為由GdFeCoCr形成的復(fù)制層37通過DC磁控管濺射使用由組成Gd23Fe54Co7Cr16，Gd24Fe55Co9Cr12，Gd25Fe58Co10Cr7，和Gd26Fe58Co12Cr4(含量mol％)形成的四種合金靶被接續(xù)形成。
由SIN形成的第二介電層38通過反應(yīng)性濺射形成至20nm。
具有碳材料作為主要組分的潤滑層39通過在介電層38上的高速旋涂施用而形成。
在由TbFeCoCr形成的種子層33的成膜過程中，成膜Ar壓力是0.5Pa和成膜速率是1nm/sec。在由TbHoFeCo形成的晶粒生長層34在種子層33上的成膜過程中，成膜Ar壓力是2.0Pa和成膜速率是1.5nm/sec。
由TbFeCo形成的記錄層35是一種具有補(bǔ)償組成溫度30℃，和其組成被控制使得Curie溫度是310℃的磁膜。
如果形成該膜，成膜Ar壓力是3.5Pa和成膜速率是6nm/sec。磁膜可通過使用種子層33和晶粒生長層34作為底層而形成，這樣在柱構(gòu)型中的柱寬度是13nm。
由TbFeCoAl在記錄層上形成的中間轉(zhuǎn)換層36具有Curie溫度145℃。過渡金屬組分在低于Curie溫度的任何溫度下在中間轉(zhuǎn)換層36中是主要的。
如果形成該層，成膜Ar壓力是2Pa和成膜速率是5nm/sec。
由GdFeCoCr形成的復(fù)制層37通過接續(xù)層壓具有不同組成的四層而形成具有補(bǔ)償組成溫度60℃和Curie溫度135℃的層，具有補(bǔ)償組成溫度115℃和Curie溫度175℃的層，具有補(bǔ)償組成溫度160℃和Curie溫度220℃的層，和具有補(bǔ)償組成溫度185℃和Curie溫度270℃的層。
如果形成這些層，成膜Ar壓力是0.6Pa和成膜速率是10nm/sec。
在光學(xué)圓盤基材31上，地面反轉(zhuǎn)V-形在凹槽之間的邊界上形成。自地面的上表面的凹槽深度h是65nm。
凹槽被地面磁性地相互獨立地形成。
實施方案3中的光學(xué)圓盤基材31的軌道節(jié)距和凹槽寬度分別為0.5μm和0.4μm。
在使用玻璃作為如上形成的光學(xué)圓盤基材的材料的排列中，凹槽可甚至在軌道節(jié)距和地面寬度小的情況下通過使用對應(yīng)于主圓盤的壓模(stamper)和光聚合物轉(zhuǎn)移凹槽形狀而在基材上形成。
另外，在凹槽(是記錄/復(fù)制區(qū)域)之間的邊界上的偶聯(lián)可通過增加磁光記錄介質(zhì)的地面部分的傾斜角或改變傾斜部分的表面粗糙度而可靠地被中斷。
在實施方案3的磁光圓盤30上，成膜可通過靜止相對濺射方法而進(jìn)行，這樣濺射顆粒在取向上的變型與在旋轉(zhuǎn)光學(xué)圓盤基材的同時進(jìn)行成膜的情形等相比下降。
因此，記錄膜組成可根據(jù)靶組成分布而變得均勻和磁膜可在垂直于膜表面的方向上沉積和生長。該作用在形成柱狀結(jié)構(gòu)時較高。
在晶粒生長層的稀土金屬中包含Ho有效地增加柱構(gòu)型中的柱寬度。
圖8給出了在種子層33成膜時對于記錄標(biāo)記100nm，遺漏比率(有缺陷的記錄標(biāo)記的比例)對磁薄膜上的濺射電流密度的依賴性。
遺漏比率是出現(xiàn)不同于對應(yīng)于記錄信號的標(biāo)記長度(或頻率)的記錄標(biāo)記時的比率。
例如，遺漏速率1.0×10-1是指，10個記錄中的一個標(biāo)記具有不同于100nm的標(biāo)記長度并可造成錯誤。
如圖8所示，如果用于種子層的濺射的電流密度變成100A/m2或更高，遺漏比率增加突然性。
在種子層結(jié)構(gòu)中的磁薄膜的結(jié)構(gòu)是一種細(xì)無定形結(jié)構(gòu)且無論濺射時的電流密度是何值，不能在單個狀態(tài)下由種子層得到柱狀結(jié)構(gòu)。
但在種子層上或通過晶粒生長層形成的記錄層可具有其中柱垂直生長的柱狀膜結(jié)構(gòu)。
實際上，遺漏比率可通過改變?yōu)R射時用于種子層的電流密度而下降。更具體地，遺漏比率可在對應(yīng)于電流密度20-80A/cm2的成膜速率下有效地下降。
例如，1.E-01表示缺陷在比率0.1下出現(xiàn)(即，10％的記錄標(biāo)記不被記錄或記錄標(biāo)記尺寸改變)和有缺陷的記錄標(biāo)記不能被檢測為正常記錄標(biāo)記。
如圖7(a)所示，可以觀察到，由TbFeCo形成并在種子層33和晶粒生長層34上制成的記錄層35中的磁薄膜具有柱狀結(jié)構(gòu)或其中柱在垂直于膜表面的方向上延伸的柱構(gòu)型。
相反，如果沒有將種子層提供為用于形成柱狀結(jié)構(gòu)的核且記錄層僅在晶粒生長層34上形成，沒有形成其中膜生長在垂直于膜表面的方向上進(jìn)行的任何結(jié)構(gòu)，如圖7(b)所示。在這種情況下，盡管晶粒大，Ms·Hc小(參見圖3中的曲線(c))且不能形成微觀磁域，導(dǎo)致出現(xiàn)遺漏。
對于能夠形成柱構(gòu)型的種子層的功能，柱狀結(jié)構(gòu)可在成膜速率0.2-5nm/sec(更優(yōu)選，對應(yīng)于上述電流密度范圍20-80A/m2的0.4-3nm/sec)下形成。
用于磁膜的沉積成膜速率可通過調(diào)節(jié)輸入功率和放置膜厚度/膜分布修正板或類似物而設(shè)定。
因此，記錄層中的柱構(gòu)型中的柱寬度設(shè)定為5nm或更高，這樣能夠穩(wěn)定地記錄/復(fù)制至標(biāo)記長度100nm或更低。另外，記錄磁域通過使用具有波導(dǎo)或類似物的熱輔助措施和使用磁頭如GMR頭的記錄/復(fù)制方法能夠穩(wěn)定地形成并記錄記錄磁域，并將信號進(jìn)行復(fù)制。
如上所述，實施方案3的磁光記錄介質(zhì)具有能夠使用DWDD進(jìn)行復(fù)制的磁膜，且靜止相對的靶排列用于降低制造工藝中的節(jié)拍時間(tact time)。
也可利用具有受底層控制的柱狀結(jié)構(gòu)的記錄層得到在高密度記錄時具有改進(jìn)的信號特性的磁光記錄介質(zhì)。
另外，在通過信息信號重寫進(jìn)行改寫時，改寫功率界限(overwrite powermargin)可通過利用具有其中磁力分離通過使用地面部分而進(jìn)行的區(qū)域的排列，激光退火或類似方法而增加。
如上所述，利用具有底層的結(jié)構(gòu)，實施方案3的磁光記錄介質(zhì)具有其中柱狀膜結(jié)構(gòu)提供在記錄層中的結(jié)構(gòu)，更具體地其中形成有具有結(jié)構(gòu)單元寬度2-40nm(更優(yōu)選，5-20nm)的柱構(gòu)型的記錄層的結(jié)構(gòu)。
如果記錄層形成使得其膜厚度是50nm或更多(更優(yōu)選，60-200nm)，記錄磁域穩(wěn)定性可得到提高且即使標(biāo)記長度短，可得到改進(jìn)的復(fù)制信號特性。
以下描述使用本發(fā)明實施方案中的磁光記錄介質(zhì)之一用于記錄和復(fù)制的方法和裝置。
使用本發(fā)明實施方案中的磁光記錄介質(zhì)之一用于記錄和復(fù)制的裝置包括磁光記錄復(fù)制裝置，它排列使得能夠在高于普通水平的復(fù)制功率下使用按照本發(fā)明實施方案的上述磁光記錄介質(zhì)進(jìn)行記錄和復(fù)制。
使用本發(fā)明實施方案中的磁光記錄介質(zhì)之一用于記錄和復(fù)制的方法包括一種其中在磁光記錄介質(zhì)的記錄層中形成的記錄磁域被轉(zhuǎn)移至復(fù)制層且記錄的信息復(fù)制信號通過移置復(fù)制層中的域壁而檢測的復(fù)制方法。
使用磁光記錄介質(zhì)的該記錄和復(fù)制方法是一種通過使用激光進(jìn)行記錄，復(fù)制和清除的方法。激光斑點在復(fù)制時相對磁光記錄介質(zhì)移動。
磁光記錄介質(zhì)用激光斑點在復(fù)制層側(cè)照射以在其上形成沿著激光斑點的移動方向具有梯度的溫度分布，同時通過使用來自磁光記錄介質(zhì)的反射光進(jìn)行跟蹤控制。
如果形成該溫度分布，將力施加到在復(fù)制層中形成的域壁上以使域壁移向溫度較高的地方。在復(fù)制層中形成的溫度分布的溫度范圍高于其中該力變得大于由記錄層通過中間層所施加的偶聯(lián)力的溫度范圍。
用于由記錄層轉(zhuǎn)移信息的磁域在復(fù)制層中形成，且通過在復(fù)制層中的域壁移置而形成為放大域的信息根據(jù)入射光斑點的反射光的偏振平面的旋轉(zhuǎn)變化而檢測。
另外，磁頭用于記錄或擦除信息，同時磁光記錄介質(zhì)的溫度通過激光而增加，且信息通過使用GMR頭而復(fù)制。
在記錄信息時，磁光記錄介質(zhì)使用相對磁光記錄介質(zhì)移動的激光斑點照射，和磁頭放置在磁光記錄介質(zhì)的記錄層或復(fù)制層側(cè)上。
磁場方向根據(jù)所要記錄的信息調(diào)制以記錄磁光記錄介質(zhì)的記錄層中的信息，同時進(jìn)行跟蹤控制。
在復(fù)制信息時，磁光記錄介質(zhì)用激光斑點照射以形成沿著磁光記錄介質(zhì)的移動方向具有梯度的溫度分布。
用于復(fù)制信息的GMR頭放置在復(fù)制層側(cè)上，并將由記錄層通過中間層轉(zhuǎn)移和形成用于記錄信息的磁域利用復(fù)制層中的溫度梯度移動至具有較高溫度的地方。
用GMR頭檢測對應(yīng)于在放大態(tài)下通過域壁移置形成的磁域的信息。
此時，如果膜組成在復(fù)制層的深度方向上變化，信息通過基于對逐步轉(zhuǎn)移的記錄磁域的域壁移置的磁域放大而檢測。
另外，在其中通過磁光記錄介質(zhì)的中間層產(chǎn)生的偶聯(lián)力是磁力耦合力，交換偶聯(lián)力和靜電磁力耦合力之一的排列中，僅從其中信號可通過記錄層和復(fù)制層之間的磁力耦合力而轉(zhuǎn)移的溫度范圍進(jìn)行轉(zhuǎn)移。
所轉(zhuǎn)移的磁域被放大以檢測信號。
根據(jù)本發(fā)明，如上所述，提供了一種包括能夠使用上述DWDD進(jìn)行復(fù)制的磁膜，其中磁力分離在軌道區(qū)域(其中記錄信息可被改寫)和鄰近該軌道區(qū)域的軌道之間邊界的區(qū)域中進(jìn)行。
這樣可確保磁光記錄介質(zhì)中的域壁的所需移動性，且其中記錄層的柱狀結(jié)構(gòu)單元大于復(fù)制層中的柱狀結(jié)構(gòu)單元的這種排列使得記錄層中的記錄域穩(wěn)定化。
也可實現(xiàn)一種記錄/復(fù)制方法，它確保在被轉(zhuǎn)移至復(fù)制層的磁域的信號復(fù)制時的所需域壁移動性，并能夠穩(wěn)定地檢測復(fù)制信號。
在上述實施方案中的每種磁光記錄介質(zhì)中，使用由聚碳酸酯或聚烯烴或具有光聚合物的玻璃基材制成的光學(xué)圓盤基材。但這種光學(xué)圓盤基材不唯一地使用。使用其中導(dǎo)向裝置凹槽或預(yù)凹坑直接在玻璃元件上形成的排列，或其中使用環(huán)氧樹脂或任何其它塑料材料的排列的光學(xué)圓盤基材，或由金屬材料組成的圓盤基材都是足夠的。
該實施方案的光學(xué)圓盤基材已根據(jù)具有用于光斑點跟蹤導(dǎo)向的螺旋或環(huán)狀導(dǎo)向裝置凹槽或預(yù)凹坑的磁光記錄介質(zhì)而描述。
但也可以使用任何其它光學(xué)圓盤基材，如，其上形成具有地址信息或預(yù)凹坑的曲折螺旋導(dǎo)向裝置凹槽以用于樣品伺服裝置體系或類似體系的曲折跟蹤導(dǎo)向裝置(meandering tracking guide)的光學(xué)圓盤基材，或平面圓盤基材。
該實施方案的光學(xué)圓盤基材的軌道節(jié)距是0.5-0.8μm，和凹槽寬度是0.4-0.6μm。
但軌道節(jié)距和凹槽寬度不限于這些值。長方形或反轉(zhuǎn)V-形地面或凹槽可在上述排列的信息記錄軌道凹槽之間使用。
另外，具有寬度0.2-0.8μm的凹槽或地面部分可在其中記錄有信息的地面或凹槽之間形成，使得關(guān)閉在記錄軌道之間進(jìn)行和軌道節(jié)距是1.0μm或更低。
軌道節(jié)距可進(jìn)一步下降以實現(xiàn)較高密度的磁光記錄介質(zhì)。
可以增加地面表面的表面粗糙度以及地面表面和凹槽之間的傾斜表面的表面粗糙度。另外，其中記錄有信息的凹槽中的腔可在光滑的表面上形成以在相互鄰近的凹槽之間或地面表面和傾斜表面之間的邊界上進(jìn)行磁力分離。
在DWDD操作的域壁移動性特性上的一個有利的提高可按照該方式而實現(xiàn)。另外，改進(jìn)的磁光記錄介質(zhì)可通過基于DWDD方法的信息記錄軌道之間進(jìn)行退火而實現(xiàn)。
上述實施方案中的磁光記錄介質(zhì)已根據(jù)其中SiN膜和ZnS·SiO2膜用作第一和第二介電層的排列而描述。
但也可使用其它膜，如，ZnS膜或其它硫族元素化合物的膜，包括TaO2的氧化物的膜，包括AlN的氮化物的膜，或由這些材料形成的復(fù)合物的薄膜。
另外，可以采用其中介電層的膜厚度設(shè)定為20-300nm以通過增強(qiáng)作用增加信號量的排列。
如上所述，作為上述實施方案中形成磁光記錄介質(zhì)中的層的磁膜，GdFeCoAl和GdFeCoCr用于復(fù)制層。
另外，TbDyFeCoAl，TbDyFeCr，TbFeCoCr和TbHoFeCoAl用于控制層和中間轉(zhuǎn)換層。
另外，TbFeCo，TbHoFeCo和TbFeCoCr用于記錄層。
另外，GdFeCoAl和TbFeCoCr用于種子層。
另外，TbFeCoCr和TbHoFeCo用于晶粒生長層。
但也可使用任何這樣的磁光材料，其中使用稀土-過渡金屬鐵磁無定形合金，如TbFe，TbHoFe，TbCo，GdCo，GdTbFe，GdTbFeCo，GdTbHoFeCo和DyFeCoGdFeCoSi，或使用作為多晶材料的Mn磁膜，如MnBi，MnBiAl和PtMnSn，鉑族-過渡金屬合金，如石榴石，PtCo和PdCo，和金或鉑族-過渡金屬周期結(jié)構(gòu)合金膜，如Pt/Co和Pd/Co。
可以形成由包含一些這些材料和具有不同的材料種類或組成的多個記錄層形成的記錄膜。
用于提高耐腐蝕性的元素如Cr，Al，Ti，Pt，或Nb可加入上述磁性層。
另外，上述介電層可用作種子層和晶粒生長層。
盡管已經(jīng)描述其中稀土金屬是Tb、Gd、Dy或包含Ho的排列，其中加入任何其它金屬材料且柱狀結(jié)構(gòu)單元增加的其它排列也可具有相同的作用。
實施方案已經(jīng)根據(jù)其中復(fù)制層，控制層，中間轉(zhuǎn)換層和記錄層或類似層被合并的，和其中復(fù)制層和記錄層的膜厚度是30-60nm且控制層和中間轉(zhuǎn)換層的膜厚度是5-15nm的記錄膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行了描述。
但該膜結(jié)構(gòu)并不是唯一地使用。膜厚度可設(shè)定為5-200nm以得到足夠大地滿足本發(fā)明特性的記錄層和復(fù)制層之間的磁力耦合力。
更優(yōu)選，例如，復(fù)制層的厚度設(shè)定為10-100nm，控制層的厚度為5-50nm，中間轉(zhuǎn)換層的厚度為5-50nm，和記錄層的厚度為30-200nm。
另外，可以使用其中使用記錄助劑層，轉(zhuǎn)移控制層或類似層，或用于提高記錄/復(fù)制特性的磁膜的排列。
作為中間轉(zhuǎn)換層，可提供在多層結(jié)構(gòu)中的磁膜，其中組成或磁域壁能量密度在膜厚度方向上改變。
柱結(jié)構(gòu)形成層可以是這樣的所吸收的Ar氣體的量是0.5mol％或更多，成膜時的膜沉積速率是0.2-5nm/sec，這樣可提供用于柱狀結(jié)構(gòu)的核。
用于控制柱結(jié)構(gòu)形成層和柱的晶粒寬度的晶粒生長層可使得膜厚度是5-50nm(更優(yōu)選，5-20nm)。
該實施方案已經(jīng)對作為無定型磁薄膜提供的底層進(jìn)行了描述，如果使用非磁薄膜也可得到同樣效果。更具體地說，非磁薄膜的材料可以是含有Al，Ti，Ta，Cr，Cu，Ag，Au，Pt，Nb，Si和Ru的至少一種的材料。另外，可以使用含有上述材料的氧化物或氮化物，或含有這些的混合物。
如果第一底層的表面粗糙度設(shè)定為0.1-1.5nm，無論第一底層為什么材料，都可以得到同樣效果，這是因為，第一底層用作用于形成記錄層的柱狀結(jié)構(gòu)的核。
在所述第一底層上形成第二底層，其具有使用粗糙度Ra設(shè)定為0.2-2nm的精細(xì)表面不規(guī)則的結(jié)構(gòu)。
在其中通過如本實施方案所述的磁控管濺射方法形成記錄膜的情況下，底層的表面不規(guī)則度實現(xiàn)了通過記錄膜形成分子的成膜和膜生長的有利改進(jìn)。具有上述表面粗糙度的底層可以容易地實現(xiàn)柱狀膜結(jié)構(gòu)的形成和柱狀結(jié)構(gòu)的控制。
如果使用的方法能夠通過具有短波長和高N.A.的光學(xué)頭，GMR磁頭或類似物檢測記錄信號，可得到相同的作用，即使在使用作為單個層形成并具有上述柱狀結(jié)構(gòu)單元的記錄層的排列的情況下，或不通過域壁移置使用磁超分辨率和磁域放大的多層排列的情況下。
形成本發(fā)明磁光記錄介質(zhì)中的層的磁性層可，例如，通過磁控管濺射方法使用由相應(yīng)的金屬材料形成的靶或其中混合有所需材料的合金靶和通過例如，0.5-2.0Pa的成膜Ar氣體壓力而制成。
如果該制造工藝中的成膜條件如Ar氣體壓力，和成膜時的偏轉(zhuǎn)磁場或濺射氣體的種類，等，和涉及用于制造的裝置的因素得到適當(dāng)控制，即使改變所要形成的磁膜的稀土金屬組成(包括Gd)，也可制造出磁光記錄介質(zhì)。
例如，如果GdFeCo中的Gd含量比率在24-27％范圍內(nèi)改變，可以使用通過將成膜Ar氣體壓力從1.2Pa改變到0.4Pa而進(jìn)行成膜的方法。
另外，可以采用這樣的排列，其中記錄層中的柱狀結(jié)構(gòu)單元通過控制用于多靶濺射，靜止相對濺射或類似濺射的成膜裝置的條件，這樣增加矯頑力Hc和垂直磁各向異性Ku。
記錄層中的信號可可靠地轉(zhuǎn)移且基于磁域放大的復(fù)制可通過平穩(wěn)地移置復(fù)制層中的磁域壁而進(jìn)行。
盡管已經(jīng)描述了其中外涂層或潤滑層直接在記錄層上的介電層上形成的排列，也可以采用其中熱吸收層直接放置在記錄層上或放置在形成于記錄層上的介電層上的排列。
熱吸收層的材料可以是包含至少一種AlTi，Al，Cu，Ag和Au和熱導(dǎo)電率高于記錄膜的合金材料。
已經(jīng)描述了其中外涂層(保護(hù)層)由環(huán)氧丙烯酸酯樹脂或氨基甲酸(乙)酯樹脂形成的排列。
另外，可以使用其中該層通過使用紫外固化樹脂，熱固性樹脂，熱熔粘合劑或類似物而粘附到基材的另一層上的結(jié)構(gòu)。
包含礬土或類似物的潤滑材料或金剛石狀碳或類似物的保護(hù)膜和材料如全氟聚醚(PFPE)的組合可用于潤滑層以實現(xiàn)相同的或更好的作用。
盡管已經(jīng)描述根據(jù)DWDD方法的磁光記錄介質(zhì)和使用DWDD方法用于由記錄介質(zhì)復(fù)制的復(fù)制方法，但也可以使用其它復(fù)制方法，包括域-壁-移置磁域放大復(fù)制方法，使用收縮操作的復(fù)制-域放大復(fù)制方法，和復(fù)制-磁場-改變復(fù)制方法。
其中使用記錄和復(fù)制方法且柱狀結(jié)構(gòu)在記錄層中形成以提高信號質(zhì)量和記錄密度的排列是足夠使用的。
即使標(biāo)記長度是100nm或更低，也可提供一種高密度記錄和復(fù)制工藝，其中微觀磁域的穩(wěn)定性得到提高，和可以在到復(fù)制層的轉(zhuǎn)移進(jìn)行之后信息可穩(wěn)定地由復(fù)制層復(fù)制。即使在這種情況下，也可實現(xiàn)本發(fā)明的相同的或更好的作用。
從以上描述顯然看出，本發(fā)明能夠使記錄磁域穩(wěn)定，即使基于DWDD方法通過對所轉(zhuǎn)移的磁域的穩(wěn)定移置而進(jìn)行高密度記錄和復(fù)制信號放大。
另外，可實現(xiàn)在重復(fù)記錄和復(fù)制信息過程中具有改進(jìn)的記錄/復(fù)制特性的磁光記錄介質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明，其中具有柱狀結(jié)構(gòu)的記錄層通過使用底層而形成的排列使得有可能實現(xiàn)一種用于DWDD方法和即使記錄標(biāo)記小也具有改進(jìn)的特性的磁光記錄介質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明，如上所述，可以提高在磁光記錄介質(zhì)上高密度記錄的信息信號的分辨率，如果它在復(fù)制時沒有由光學(xué)衍射限度所造成的限制的話。
數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移速率可得到提高且記錄磁域至復(fù)制層的轉(zhuǎn)移特性可穩(wěn)定化，這樣提高通過DWDD方法由磁域轉(zhuǎn)移的復(fù)制信號的特性的穩(wěn)定性。
可提供一種能夠增加信號幅度和具有高記錄密度和改進(jìn)的信號特性的磁光記錄介質(zhì)。
另外，復(fù)制工藝可以使得疊加信號下降的方式進(jìn)行。因此，可以增加各種界限且磁光記錄介質(zhì)和記錄和復(fù)制裝置的制造成本可有利地下降。
本發(fā)明具有提高磁光記錄的記錄密度和轉(zhuǎn)移速率的優(yōu)點。
權(quán)利要求
1.一種磁光記錄介質(zhì)，包括具有多個在層壓方向上延伸的柱的記錄層；和放置在所述記錄層下方并用作所述柱的核的第一底層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的磁光記錄介質(zhì)，進(jìn)一步包括放置在所述記錄層和所述第一底層之間并通過其控制所述柱的寬度的第二底層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的磁光記錄介質(zhì)，其中所述第一底層是無定形結(jié)構(gòu)的磁薄膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的磁光記錄介質(zhì)，其中所述第二底層是無定形結(jié)構(gòu)的磁薄膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的磁光記錄介質(zhì)，其中所述第一底層形成為所述記錄層的一部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求2的磁光記錄介質(zhì)，其中所述第二底層形成為所述記錄層的一部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的磁光記錄介質(zhì)，其中所述第一底層在所示記錄層的面上具有其中密度被改變的部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的磁光記錄介質(zhì)，其中所述第一底層的結(jié)構(gòu)單元的寬度基本上是2nm或更低。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的磁光記錄介質(zhì)，其中所述第一底層吸收基本上0.5mol％或更多的惰性氣體。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的磁光記錄介質(zhì)，其中所述第一底層的膜厚度基本上在5-50nm的范圍內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求2的磁光記錄介質(zhì)，其中所述第二底層具有多個在層壓方向上延伸的柱。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的磁光記錄介質(zhì)，其中所述第二底層的柱的寬度基本上在2-40nm的范圍內(nèi)。
13.根據(jù)權(quán)利要求2的磁光記錄介質(zhì)，其中所述第二底層的膜厚度基本上在5-50nm的范圍內(nèi)。
14.根據(jù)權(quán)利要求3的磁光記錄介質(zhì)，其中所述無定形結(jié)構(gòu)是在原子級上無規(guī)的無定形結(jié)構(gòu)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1的磁光記錄介質(zhì)，其中所述記錄層的柱的寬度大于所述第一底層的結(jié)構(gòu)單元的寬度。
16.根據(jù)權(quán)利要求1的磁光記錄介質(zhì)，其中所述記錄層比所述第一底層更多孔。
17.根據(jù)權(quán)利要求1的磁光記錄介質(zhì)，其中所述記錄層磁耦合至所述第一底層。
18.根據(jù)權(quán)利要求2的磁光記錄介質(zhì)，其中所述記錄層磁耦合至所述第二底層。
19.根據(jù)權(quán)利要求1的磁光記錄介質(zhì)，其中所述記錄層中的柱的結(jié)構(gòu)單元的寬度基本上在2-40nm的范圍內(nèi)。
20.根據(jù)權(quán)利要求1的磁光記錄介質(zhì)，其中所述記錄層的密度基本上在2.0-5.0g/cm3的范圍內(nèi)。
21.根據(jù)權(quán)利要求1的磁光記錄介質(zhì)，其中所述記錄層的膜厚度基本上在40-300nm的范圍內(nèi)。
22.根據(jù)權(quán)利要求2的磁光記錄介質(zhì)，其中所述記錄層由具有預(yù)定稀土金屬和預(yù)定過渡金屬的合金的薄膜形成；所述第一底層由具有預(yù)定稀土金屬和預(yù)定過渡金屬的合金的薄膜形成；和所述第二底層由具有預(yù)定稀土金屬和預(yù)定過渡金屬的合金的薄膜形成
23.根據(jù)權(quán)利要求22的磁光記錄介質(zhì)，其中稀土金屬是Tb，Gd，Dy和Ho中的至少一種。
24.根據(jù)權(quán)利要求1的磁光記錄介質(zhì)，其中所述記錄層具有多層結(jié)構(gòu)。
25.根據(jù)權(quán)利要求1的磁光記錄介質(zhì)，其中所述第一底層為非磁薄膜。
26.根據(jù)權(quán)利要求2的磁光記錄介質(zhì)，其中所述第二底層為非磁薄膜。
27.根據(jù)權(quán)利要求25或26的磁光記錄介質(zhì)，其中所述非磁薄膜含有Al、Ti、Ta、Cr、Cu、Ag、Au、Pt、Nb、Si和Ru中的至少一種。
28.根據(jù)權(quán)利要求1的磁光記錄介質(zhì)，其中所述第一底層的表面粗糙度Ra基本上在0.1-1.5nm的范圍內(nèi)。
29.根據(jù)權(quán)利要求2的磁光記錄介質(zhì)，其中所述第二底層的表面粗糙度Ra基本上在0.2-2nm的范圍內(nèi)。
30.根據(jù)權(quán)利要求9的磁光記錄介質(zhì)，其中所述惰性氣體含有Ar，Ne，Kr和Xe中的至少一種。
31.根據(jù)權(quán)利要求1的磁光記錄介質(zhì)，其中所述記錄層吸收基本上0.5mol％或更多的惰性氣體。
32.根據(jù)權(quán)利要求31的磁光記錄介質(zhì)，其中所述惰性氣體含有Ar，Ne，Kr和Xe中的至少一種。
33.一種制造包括具有在層壓方向上延伸的多個柱的記錄層，和放置在記錄層下方并用作用于柱的核的第一底層的磁光記錄介質(zhì)的方法，所述方法包括形成所述第一底層的第一底層形成步驟；和在形成于所述第一底層形成步驟的第一底層上形成記錄層的記錄層形成步驟。
34.根據(jù)權(quán)利要求33的制造磁光記錄介質(zhì)的方法，所述磁光記錄介質(zhì)進(jìn)一步具有放置在記錄層和第一底層之間并通過其控制柱寬度的第二底層，所述方法進(jìn)一步包括在所形成的第一底層上形成第二底層的第二底層形成步驟，所述記錄層在所形成的第二底層上形成。
35.根據(jù)權(quán)利要求34的制造磁光記錄介質(zhì)的方法，其中在所述第一底層形成步驟中成膜時的壓力低于在所述第二底層形成步驟中成膜時的壓力。
36.根據(jù)權(quán)利要求35的方法，其中成膜時的壓力基本上等于或高于1.5Pa和低于6Pa。
37.根據(jù)權(quán)利要求34的方法，其中在所述第二底層形成步驟中成膜時的壓力低于在所述記錄層形成步驟中成膜時的壓力。
38.根據(jù)權(quán)利要求34的方法，其中在所述第一底層形成步驟中成膜時的沉積速率低于在所述第二底層形成步驟中成膜時的沉積速率。
39.根據(jù)權(quán)利要求34的方法，其中在所述第二底層形成步驟中成膜時的沉積速率低于在所述記錄層形成步驟中成膜時的沉積速率。
40.根據(jù)權(quán)利要求33的方法，其中在所述第一底層形成步驟中成膜時的沉積速率基本上在0.2-5nm/sec的范圍內(nèi)。
41.根據(jù)權(quán)利要求34的方法，其中在所述第二底層形成步驟中成膜時的沉積速率基本上在0.2-5nm/sec的范圍內(nèi)。
42.根據(jù)權(quán)利要求33的方法，其中在所述記錄層形成步驟中成膜時的沉積速率基本上在2-20nm/sec的范圍內(nèi)。
43.一種在磁光記錄介質(zhì)上記錄的方法，所述磁光記錄介質(zhì)包括具有多個在層壓方向上延伸的柱的記錄層，和放置在記錄層下方并用作用于柱的核的第一底層，所述方法包括將預(yù)定數(shù)據(jù)寫入記錄層的數(shù)據(jù)寫入步驟。
44.一種由磁光記錄介質(zhì)復(fù)制的方法，所述磁光記錄介質(zhì)包括具有多個在層壓方向上延伸的柱的記錄層，和放置在記錄層下方并用作用于柱的核的第一底層，所述方法包括讀取寫入記錄層的預(yù)定數(shù)據(jù)的讀取步驟。
全文摘要
記錄層的垂直磁各向異性變得較低，這取決于記錄層的組成和成膜方法。在這種情況下，難以穩(wěn)定地形成微觀記錄磁域而且有可能不能在磁光記錄中得到足夠高的記錄密度和轉(zhuǎn)移速率。根據(jù)本發(fā)明的磁光介質(zhì)包括具有多個在層壓方向上延伸的柱的記錄層，和放置在記錄層下方并用作用于柱的核的復(fù)制層。
文檔編號G11B11/10GK1497565SQ200310100709
公開日2004年5月19日 申請日期2003年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月8日
發(fā)明者村上元良, 尾留川正博, 正博 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社