JP3800059B2 - 光磁気記録媒体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光磁気記録媒体に関し、特にランドおよびグルーブの両方を記録再生トラックとして用いる光磁気記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
書き換え可能でリムーバブルな光磁気記録媒体（以下、光ディスクと略すことがある）は、パソコン用ファイルメモリや音楽、画像データの保存など広く用いられるようになっている。そのニーズに応えるために、記録容量を増加させるための様々な技術が開発されている。記録容量を高める方法としては、半径方向と周方向に記録密度を高める手法がある。
【０００３】
半径方向に記録密度を高める方法として、ランド（平坦部分）・グルーブ（溝部分）の双方を記録トラックとして使用するランド・グルーブ記録フォーマットがある。この方法は従来、ランドもしくはグルーブの一方のみを記録トラックとして使用してきたものを、双方とも記録トラックとして用いることにより、記録密度を高める方法である。
【０００４】
このランド・グルーブ記録方法においては、隣接するトラックに記録された信号間のクロストーク、即ちランドに隣接するグルーブに記録された信号からのクロストーク、あるいはグルーブに隣接するランドに記録された信号からのクロストークの影響が表れ、これらのクロストークを抑える必要がある。
また一般に、ランド・グルーブ記録においては、再生レーザ光の入射面から見て凹面であるランドトラックと、凸面であるグルーブトラックとの間でのクロストークの特性に差が見られる。そして、ランドからグルーブへ漏れ込む信号量とグルーブからランドへ漏れ込む信号量とに差異があって、それらに留意しながら複雑な設計がなされているのが現状である。
また、ランドおよびグルーブが記録トラックとして隣接しているために、ジッターの現象も、より複雑になる。
【０００５】
一方、周方向に記録密度を高めていく手法として、磁気的超解像（ＭＳＲ＝Ｍａｇｎｅｔｉｃａｌｌｙ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｓｕｐｅｒ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）がある。これは、磁性多層膜における各層の磁気特性と温度特性、およびレーザ光により生じた磁性膜の温度分布を利用して、記録層に記録された光のスポットよりも小さな記録信号を読み出す技術である。この手法により、従来の光学系をそのまま利用して超高密度化を実現することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
それ故、光ディスクの高密度化という観点から、ランド・グルーブ記録とＭＳＲを組み合わせることで更なる高密度化を図ることが可能となる。しかしながら、その場合、上述のクロストーク特性やジッターの現象も更に複雑なものとなり、ＭＳＲとの組合せにおいては様々なパラメータを調和させて最適な信号品質を得ることは、ますます困難なものとなる。
本発明は、上記事情に鑑みてなされてものであって、その目的は、ランド・グルーブ記録とＭＳＲとを組み合わせて記録の高密度化を図る上で、その信号特性が最適となるランド・グルーブ特性を有する光磁気記録媒体を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、以下に述べる本発明に係る光磁気記録媒体によって達成される。
即ち請求項１に係る光磁気記録媒体は、基板上のランド部およびグルーブ部の両方を記録再生トラックとして用い、対物レンズを介するレーザ光を照射して再生を行う光磁気記録媒体において、前記グルーブ部のトラック幅（Ｗｇ）とランド部のトラック幅（Ｗｌ）との比Ｗｇ／Ｗｌが０．６５以上、０．８５以下であり、前記レーザ光の波長をλ、前記対物レンズの開口数をＮＡ、および前記基板の屈折率をｎとした場合、グルーブ間距離Ｇｐが１．０×λ／ＮＡ以上、１．２×λ／ＮＡ以下であり、かつグルーブの溝の深さＤがλ／１１ｎ以上、λ／８ｎ以下であることを特徴とする。
このような構成の光磁気記録媒体は、ランド・グルーブ両面に関連するジッターおよびパワーマージン特性を好適にバランスさせるため、良好な信号品質特性を有する。
【０００８】
請求項２に係る光磁気記録媒体は、請求項１の光磁気記録媒体において、前記再生が磁気的超解像（ＭＳＲ）を用いて行われることを特徴とする。
良好な信号品質特性を生み出すランド・グルーブ特性と、ＭＳＲとを組み合わせることで、光ディスクの記録密度の高密度化を更に図ることができる。
【０００９】
請求項３に係る光磁気記録媒体は、請求項１の光磁気記録媒体において、前記基板のグルーブ側面の傾斜角が２５°以上、４０°以下であり、かつ前記基板のランド面およびグルーブ面の算術平均粗さ（Ｒａ）がいずれも０．７ｎｍ以下であり、かつ、これら算術平均粗さ（Ｒａ）の差が０．１ｎｍ以下であることを特徴とする。
このような構成の光磁気記録媒体は、ランド・グルーブ両面に関連するジッターおよびパワーマージン特性を、さらに好適にバランスさせるため、一層良好な信号品質特性を有する。
なお、本発明において、上記算術平均粗さ（Ｒａ）は、粗さ曲線から、その平均線の方向に基準長さＬだけ抜き取り、その抜き取り部分の平均線から測定曲線までの偏差の絶対値を計算し、平均した値であり、下記式で求められる。また本明細書では、この算術平均粗さ（Ｒａ）を面粗度と記載することがある。
【００１０】
【数１】
【００１１】
請求項４に係る光磁気記録媒体は、請求項１の光磁気記録媒体において、室温で垂直磁気異方性を有する第１の磁性層と、室温で面内磁気異方性を有する第２の磁性層と、室温で垂直磁気異方性を有する第３の磁性層とが順次積層された多層磁性膜層を備えてなることを特徴とする。
このような構成の光磁気記録媒体は、ＭＳＲに適しており、良好な信号品質特性を有する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の光磁気記録媒体（以下、光ディスクと略すことがある）は、グルーブ（溝）とランドとの両方を記録トラックとして基板上に有し、該基板の裏面側からレーザ光を照射して記録および再生を行う構成をなすものである。
以下、本発明の光ディスクの１例を図面を参照して説明するが、本発明の光ディスクは実施の形態や実施例に限定されるものではない。即ち、本発明の光ディスクは記録トラックとして基板上にグルーブとランドが形成されてなるものであれば適用可能である。
【００１３】
図１は、本実施の形態による光磁気記録媒体１の部分切り欠き斜視図である。本発明の光ディスク１は、記録信号の記録および再生を複数回行うことができるものであり、例えば、ディスクカートリッジ（図示せず）に収納されて、記録再生装置（図示せず）に対して着脱自在に用いられる。
【００１４】
図２は、本発明による光磁気情報記録媒体の一例の模式的断面図である。ランドおよびグルーブからなる凹凸の溝トラックが形成されている透明ディスク基板２上に、スパッタリングにより第１の誘電体層３、磁性層４、第２の誘電体層５、および反射層６を常法により順次積層し、さらに保護層７を設けて光ディスク１を作製した。
【００１５】
まず透明ディスク基板２について、そのランド部およびグルーブ部のトラック幅を、以下のように設定する。即ち、対物レンズを介するレーザ光を照射して基板上のランド部およびグルーブ部の両方を記録再生トラックとして用いる際に、前記グルーブ部のトラック幅（Ｗｇ）とランド部のトラック幅（Ｗｌ）との比Ｗｇ／Ｗｌが０．６５以上、０．８５以下であるようにする。Ｗｇ／Ｗｌが０．６５未満では、ランド部からグルーブ部へのクロストークが増加し、グルーブ部の再生パワーマージンが減少する。また、Ｗｇ／Ｗｌが０．８５を超えると、グルーブ部からランド部へのクロストークが増大し、ランド部の再生パワーマージンが減少する。このことについては後述する。
【００１６】
基板２の溝（グルーブ部）の深さＤおよびグルーブピッチＧｐについては、レーザ光の波長をλ、対物レンズの開口数をＮＡ、および基板の屈折率をｎとした場合、グルーブ間距離Ｇｐが１．０×λ／ＮＡ以上、１．２×λ／ＮＡ以下であり、かつ溝の深さＤがλ／１１ｎ以上、λ／８ｎ以下であるようにする。
溝の深さＤについては、その値が小さくなるとクロストークが増加すると共に、アドレスピットが読めなくなり、トラッキングが追従できなくなるといった現象が起こる。一方、Ｄが大きくなるとランドとグルーブの光学特性、即ち感度および磁界特性に差が出てしまう。この光学特性に差が出た場合は、ランドとグルーブでのレーザパワー設定値の差が大きくなり、その場合はシステム構成がより困難になる。
また、グルーブ間距離Ｇｐについては、その値が小さくなった場合は、クロストークが増加する。一方、大きくした場合は高密度化できないという欠点を有する。
本発明においては、溝の深さおよびグルーブピッチを上記範囲とすることにより最適化できるという知見を得た。
【００１７】
本実施の形態では、基板２のグルーブピッチＧｐは１．３４μｍ、グルーブ溝の深さＤは４５ｎｍとした。使用するレーザ光の波長λは６３５ｎｍ、対物レンズの開口数ＮＡは０．５８、そして基板２としてポリカーボネートを用い、この屈折率ｎは１．５８である。
【００１８】
さらに、本実施の形態による光磁気記録媒体は、磁気的超解像（ＭＳＲ）と組み合わせることによって、より高密度になり得る。
【００１９】
図３は、図２におけるランド−グルーブ形状の拡大断面を模式的に示す図である。図３においてＲａL 、ＲａG はそれぞれランドの面粗度（算術平均粗さ（Ｒａ））およびグルーブの面粗度（算術平均粗さ（Ｒａ））を示し、θは、グルーブ側面が透明ディスク基板２の水平面となす角である。ここで、本実施の形態においては、グルーブ側面傾斜角θは２５°以上４０°以下であり、かつランド部面粗度ＲａL およびグルーブ部面粗度ＲａG はいずれも０．７ｎｍ以下で、両面粗度の差が０．１ｎｍ以下であるように形成した。傾斜角および面粗度を上記のように特定することで、ランド・グルーブ双方間のバランスが更に良くなる。図３において符号２ａはグルーブ面、符号２ｂはランド面である。
【００２０】
また、本実施の形態による光ディスク１において、磁性層４は、基板側から順に、室温で垂直磁気異方性を有する第１の磁性層と、室温で面内磁気異方性を有する第２の磁性層と、室温で垂直磁気異方性を有する第３の磁性層とが順次積層された多層磁性膜である。
ここで第１の磁性層は再生層であり、本実施の形態において、ＧｄＦｅＣｏから構成される。第２の磁性層は中間層であり、ＧｄＦｅＣｏＳｉから構成される。第３の磁性層は記録層であり、ＴｂＦｅＣｏから構成される。
【００２１】
透明ディスク基板２のグルーブ面２ａ−ランド面２ｂの凹凸形状に沿って磁性層４が成膜される。
各層の厚さは、基板２は１．２ｍｍ、誘電体層３は７０〜９０ｎｍとした。上述のように３層からなる磁性層４の厚さは、第１の磁性層が３０〜５０ｎｍ、第２の磁性層が３０〜５０ｎｍ、そして第３の磁性層は４０〜６０ｎｍである。また誘電体層５は２０〜３０ｎｍ，反射層６は１０〜２０ｎｍである。
【００２２】
次に、上記と同様の構成で種々のＷｇ／Ｗｌ比を有する光磁気記録媒体について、ダブルマスクＲＡＤ（Ｄ−ＲＡＤ＝Ｄｏｕｂｌｅ−Ｒｅａｒ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）タイプの磁気的超解像（ＭＳＲ）によって信号再生の際のパワーマージンおよびジッターボトム値の測定を行った。
【００２３】
ここで、実験に用いたＤ−ＲＡＤタイプの磁気的超解像は、例えば特開２０００−５７６４６号公報に見られるような既知のＤ−ＲＡＤ技術である。磁気的超解像では、記録層に記録された情報信号の再生時に、再生磁界を印加することによって、再生光スポット内の一部の領域において、再生光照射側の磁性層の磁化が一定の方向を向くようにする。これにより、より小さな再生磁界で、磁気的超解像による情報信号の再生が可能となる。Ｄ−ＲＡＤタイプはこの磁気的超解像の中でも特に周方向の分解能が高いので、光磁気記録媒体の記録密度をより高めることができる。
【００２４】
図４は、Ｄ−ＲＡＤ方式の磁気的超解像による信号再生を説明するための図であり、（ａ）は再生時の状態を再生光照射側から見た平面図であり、（ｂ）は記録層を構成する各層の再生時の磁化状態を模式的に示す図である。
図４に示すように、光ディスクから情報信号を再生する際は、光ディスクを回転駆動させながら、再生層５４ａの側からレーザ光による再生光Ｌａを照射すると共に、該再生光Ｌａによる再生光スポットＳを含む領域に再生磁界Ｈｒを印加する。なお、図中の矢印Ａは再生光スポットの走行方向を示している。また図中の矢印Ｈｒは、再生磁界を示しており、図中Ｂで示す領域は、再生磁界Ｈｒを印加している領域を示している。
【００２５】
そして、図中Ｂ１で示す領域は、再生磁界Ｈｒを印加している領域の内、再生光スポットＳの走行方向に対して前方側に位置する領域であり、比較的に温度の低い低温領域となる。また、図中Ｂ２で示す領域は、再生磁界Ｈｒを印加している領域の内、再生光スポットＳの走行方向に対して後方側に位置する領域であり、比較的に温度の高い高温領域となる。また、図中Ｂ３で示す領域は、再生磁界Ｈｒを印加している領域の内、再生光スポットＳの中央付近の領域であり、低温領域Ｂ１よりも温度が高く、高温領域Ｂ２よりも温度が低い中間温度領域となる。
ここで、上述のように５４ａは再生層、５４ｂは中間層、そして５４ｃは記録状態保持層であり、本発明におけるそれぞれ第１の磁性層、第２の磁性層、そして第３の磁性層に相当する。
なお、磁気的超解像の動作については既に公知であり、ここでは詳細を省略する。
【００２６】
グルーブピッチＧｐ（図２参照）が１．３４μｍ、溝の深さＤが４５ｎｍのディスク（ポリカーボネート製）を用い、グルーブ幅Ｗｇとランド幅Ｗｌの比Ｗｇ／Ｗｌに対する、（１）グルーブ部の再生パワーマージンおよび、ランド部の再生パワーマージンと、（２）グルーブ部におけるジッターのボトム値および、ランド部におけるジッターのボトム値を測定した。上記（１），（２）の結果をそれぞれ図５、図６に示した。
上記比Ｗｇ／Ｗｌの測定には、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ＝Ａｔｏｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を用いた。この場合、グルーブ幅Ｗｇは、丘状部分の高さの半値幅として見積もった。
【００２７】
図５に示す再生パワーマージンは、両隣のトラックに測定するトラックの記録パワーに対して５％アップの記録パワーで信号を記録、即ちクロストーク信号を含んだ状態で測定を行った。
図６のジッターのボトム値は、両隣のトラックを消去状態で測定した。
上述の再生パワーマージンとジッターとは、レーザ光の波長が６３５ｎｍ、対物レンズのＮＡが０．５８である評価機を用いて線速度を毎秒７．６ｍとして測定し、ジッター１１％でスライスした際の再生パワーの中心値に対するマージンを再生パワーマージンとした。
【００２８】
図５において、グルーブ幅Ｗｇが広くなる方向、即ちＷｇ／Ｗｌが大きくなると、グルーブ部におけるランド部からのクロストークが小さくなるため、グルーブ部の再生パワーマージンは拡大する（図５における◆のライン）。この時、グルーブピッチＧｐは一定であるため、ランド部の幅は狭くなりグルーブ部からのクロストークが増加することから、ランド部の再生パワーマージンは減少する（図５における■のライン）。
一方、Ｗｇ／Ｗｌが小さい領域では、ランド幅が広いためランド部の再生パワーマージンが増加する（図５における■のライン）。
【００２９】
次に、図６においては、Ｗｇ／Ｗｌが小さくなると、グルーブ部ではランド部からのクロストークが増加し、Ｗｇ／Ｗｌが０．９付近で８％台だったジッターが０．５５では１０％にまで急激に増加する（図６における◆のライン）。
一方、ランド部については、０．９を超えてＷｇ／Ｗｌ比が大きくなるとグルーブ部からランド部へのクロストークの影響によるジッターの上昇が見られる（図６における■のライン）。
【００３０】
上記の図５および６からＷｇ／Ｗｌ比と信号特性について考察すると、ランドおよびグルーブ部において、その信号品質が互いにトレードオフの関係を持っているために、ランド・グルーブ記録を行う光ディスクにおいては、ランド・グルーブ双方の再生パワーマージンとジッターの両特性をバランス良く同時に満足することが必要不可欠である。そのため、十分な再生パワーマージンが確保できるようランド部・グルーブ部双方のクロストークの影響が適度に抑えられ、かつジッターの急激な上昇が見られない０．６５以上、０．８５以下となるＷｇ／Ｗｌ比の領域を利用するのが最適であることが分かる。
【００３１】
以上の実験から、透明ディスク基板２の特性・形状を上述のように作製することによって、光ディスクの光磁気的信号特性において、ランド・グルーブ双方間のジッター特性のバランスを良くして、ランド部およびグルーブ部のクロストーク特性を悪化させずに良好に維持できるようになることが分かる。そして、今まで困難であったランド、グルーブ双方トラックのクロストークとジッター特性に現れる信号品質を良好に同時に満足することが可能となり、ＭＳＲを用いた高密度記録媒体の再生に最適である。
【００３２】
【発明の効果】
以上詳細に説明したとおり、本発明による光磁気記録媒体によれば、次のような効果を奏することができる。
請求項１に係る発明により、グルーブ部のトラック幅（Ｗｇ）とランド部のトラック幅（Ｗｌ）との比Ｗｇ／Ｗｌ、グルーブ間距離、およびグルーブの深さをパラメータとして、ランド・グルーブ形状を決定することにより、ランドとグルーブ双方で記録を行い、かつ双方で良好な信号品質を有する光磁気記録媒体の提供が可能となる。また、ランドとグルーブとの光学特性を等価にすることができ、ランドとグルーブ双方のジッター特性とクロストーク特性のどちらも良好な特性を得ることができる。さらに、従来の光磁気ディスクと同じ光学系を用いての高密度化が実現可能である。
請求項２に係る発明により、磁気的超解像（ＭＳＲ）を合わせて用いることにより、良好な信号品質を有する更なる高密度の光磁気記録媒体を提供できる。
また、請求項３に係る発明により、ランド・グルーブ両面の面粗度および傾斜角を設定することにより、より良好な信号品質を有する光磁気記録媒体の提供が可能となる。
また、請求項４に係る発明により、ＭＳＲに適した良好な信号品質を有する光磁気記録媒体を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による光磁気記録媒体の一例の部分切り欠き斜視図である。
【図２】本発明による光磁気記録媒体の一例の模式的断面図である。
【図３】本発明による光磁気記録媒体の透明ディスク基板の模式的部分断面図である。
【図４】ダブルマスクＲＡＤ方式の磁気的超解像による信号再生を説明するための図であり、（ａ）は再生時の状態を再生光照射側から見た平面図であり、（ｂ）は記録層を構成する各層の再生時の磁化状態を模式的に示す図である。
【図５】パワーマージン特性とＷｇ／Ｗｌとの関係を示すグラフである。
【図６】ジッターボトム値とＷｇ／Ｗｌとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１…光磁気記録媒体、２…透明ディスク基板、２ａ…グルーブ面、２ｂ…ランド面、θ…グルーブ側面傾斜角、ＲａL …ランドの算術平均粗さ（Ｒａ）、ＲａG…グルーブの算術平均粗さ（Ｒａ）、３…第１の誘電体層、４…磁性層、５…第２の誘電体層、６…反射層、７…保護層、５４ａ…再生層、５４ｂ…中間層、５４ｃ…記録状態保持層。
【発明の属する技術分野】
本発明は、光磁気記録媒体に関し、特にランドおよびグルーブの両方を記録再生トラックとして用いる光磁気記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
書き換え可能でリムーバブルな光磁気記録媒体（以下、光ディスクと略すことがある）は、パソコン用ファイルメモリや音楽、画像データの保存など広く用いられるようになっている。そのニーズに応えるために、記録容量を増加させるための様々な技術が開発されている。記録容量を高める方法としては、半径方向と周方向に記録密度を高める手法がある。
【０００３】
半径方向に記録密度を高める方法として、ランド（平坦部分）・グルーブ（溝部分）の双方を記録トラックとして使用するランド・グルーブ記録フォーマットがある。この方法は従来、ランドもしくはグルーブの一方のみを記録トラックとして使用してきたものを、双方とも記録トラックとして用いることにより、記録密度を高める方法である。
【０００４】
このランド・グルーブ記録方法においては、隣接するトラックに記録された信号間のクロストーク、即ちランドに隣接するグルーブに記録された信号からのクロストーク、あるいはグルーブに隣接するランドに記録された信号からのクロストークの影響が表れ、これらのクロストークを抑える必要がある。
また一般に、ランド・グルーブ記録においては、再生レーザ光の入射面から見て凹面であるランドトラックと、凸面であるグルーブトラックとの間でのクロストークの特性に差が見られる。そして、ランドからグルーブへ漏れ込む信号量とグルーブからランドへ漏れ込む信号量とに差異があって、それらに留意しながら複雑な設計がなされているのが現状である。
また、ランドおよびグルーブが記録トラックとして隣接しているために、ジッターの現象も、より複雑になる。
【０００５】
一方、周方向に記録密度を高めていく手法として、磁気的超解像（ＭＳＲ＝Ｍａｇｎｅｔｉｃａｌｌｙ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｓｕｐｅｒ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）がある。これは、磁性多層膜における各層の磁気特性と温度特性、およびレーザ光により生じた磁性膜の温度分布を利用して、記録層に記録された光のスポットよりも小さな記録信号を読み出す技術である。この手法により、従来の光学系をそのまま利用して超高密度化を実現することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
それ故、光ディスクの高密度化という観点から、ランド・グルーブ記録とＭＳＲを組み合わせることで更なる高密度化を図ることが可能となる。しかしながら、その場合、上述のクロストーク特性やジッターの現象も更に複雑なものとなり、ＭＳＲとの組合せにおいては様々なパラメータを調和させて最適な信号品質を得ることは、ますます困難なものとなる。
本発明は、上記事情に鑑みてなされてものであって、その目的は、ランド・グルーブ記録とＭＳＲとを組み合わせて記録の高密度化を図る上で、その信号特性が最適となるランド・グルーブ特性を有する光磁気記録媒体を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、以下に述べる本発明に係る光磁気記録媒体によって達成される。
即ち請求項１に係る光磁気記録媒体は、基板上のランド部およびグルーブ部の両方を記録再生トラックとして用い、対物レンズを介するレーザ光を照射して再生を行う光磁気記録媒体において、前記グルーブ部のトラック幅（Ｗｇ）とランド部のトラック幅（Ｗｌ）との比Ｗｇ／Ｗｌが０．６５以上、０．８５以下であり、前記レーザ光の波長をλ、前記対物レンズの開口数をＮＡ、および前記基板の屈折率をｎとした場合、グルーブ間距離Ｇｐが１．０×λ／ＮＡ以上、１．２×λ／ＮＡ以下であり、かつグルーブの溝の深さＤがλ／１１ｎ以上、λ／８ｎ以下であることを特徴とする。
このような構成の光磁気記録媒体は、ランド・グルーブ両面に関連するジッターおよびパワーマージン特性を好適にバランスさせるため、良好な信号品質特性を有する。
【０００８】
請求項２に係る光磁気記録媒体は、請求項１の光磁気記録媒体において、前記再生が磁気的超解像（ＭＳＲ）を用いて行われることを特徴とする。
良好な信号品質特性を生み出すランド・グルーブ特性と、ＭＳＲとを組み合わせることで、光ディスクの記録密度の高密度化を更に図ることができる。
【０００９】
請求項３に係る光磁気記録媒体は、請求項１の光磁気記録媒体において、前記基板のグルーブ側面の傾斜角が２５°以上、４０°以下であり、かつ前記基板のランド面およびグルーブ面の算術平均粗さ（Ｒａ）がいずれも０．７ｎｍ以下であり、かつ、これら算術平均粗さ（Ｒａ）の差が０．１ｎｍ以下であることを特徴とする。
このような構成の光磁気記録媒体は、ランド・グルーブ両面に関連するジッターおよびパワーマージン特性を、さらに好適にバランスさせるため、一層良好な信号品質特性を有する。
なお、本発明において、上記算術平均粗さ（Ｒａ）は、粗さ曲線から、その平均線の方向に基準長さＬだけ抜き取り、その抜き取り部分の平均線から測定曲線までの偏差の絶対値を計算し、平均した値であり、下記式で求められる。また本明細書では、この算術平均粗さ（Ｒａ）を面粗度と記載することがある。
【００１０】
【数１】
請求項４に係る光磁気記録媒体は、請求項１の光磁気記録媒体において、室温で垂直磁気異方性を有する第１の磁性層と、室温で面内磁気異方性を有する第２の磁性層と、室温で垂直磁気異方性を有する第３の磁性層とが順次積層された多層磁性膜層を備えてなることを特徴とする。
このような構成の光磁気記録媒体は、ＭＳＲに適しており、良好な信号品質特性を有する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の光磁気記録媒体（以下、光ディスクと略すことがある）は、グルーブ（溝）とランドとの両方を記録トラックとして基板上に有し、該基板の裏面側からレーザ光を照射して記録および再生を行う構成をなすものである。
以下、本発明の光ディスクの１例を図面を参照して説明するが、本発明の光ディスクは実施の形態や実施例に限定されるものではない。即ち、本発明の光ディスクは記録トラックとして基板上にグルーブとランドが形成されてなるものであれば適用可能である。
【００１３】
図１は、本実施の形態による光磁気記録媒体１の部分切り欠き斜視図である。本発明の光ディスク１は、記録信号の記録および再生を複数回行うことができるものであり、例えば、ディスクカートリッジ（図示せず）に収納されて、記録再生装置（図示せず）に対して着脱自在に用いられる。
【００１４】
図２は、本発明による光磁気情報記録媒体の一例の模式的断面図である。ランドおよびグルーブからなる凹凸の溝トラックが形成されている透明ディスク基板２上に、スパッタリングにより第１の誘電体層３、磁性層４、第２の誘電体層５、および反射層６を常法により順次積層し、さらに保護層７を設けて光ディスク１を作製した。
【００１５】
まず透明ディスク基板２について、そのランド部およびグルーブ部のトラック幅を、以下のように設定する。即ち、対物レンズを介するレーザ光を照射して基板上のランド部およびグルーブ部の両方を記録再生トラックとして用いる際に、前記グルーブ部のトラック幅（Ｗｇ）とランド部のトラック幅（Ｗｌ）との比Ｗｇ／Ｗｌが０．６５以上、０．８５以下であるようにする。Ｗｇ／Ｗｌが０．６５未満では、ランド部からグルーブ部へのクロストークが増加し、グルーブ部の再生パワーマージンが減少する。また、Ｗｇ／Ｗｌが０．８５を超えると、グルーブ部からランド部へのクロストークが増大し、ランド部の再生パワーマージンが減少する。このことについては後述する。
【００１６】
基板２の溝（グルーブ部）の深さＤおよびグルーブピッチＧｐについては、レーザ光の波長をλ、対物レンズの開口数をＮＡ、および基板の屈折率をｎとした場合、グルーブ間距離Ｇｐが１．０×λ／ＮＡ以上、１．２×λ／ＮＡ以下であり、かつ溝の深さＤがλ／１１ｎ以上、λ／８ｎ以下であるようにする。
溝の深さＤについては、その値が小さくなるとクロストークが増加すると共に、アドレスピットが読めなくなり、トラッキングが追従できなくなるといった現象が起こる。一方、Ｄが大きくなるとランドとグルーブの光学特性、即ち感度および磁界特性に差が出てしまう。この光学特性に差が出た場合は、ランドとグルーブでのレーザパワー設定値の差が大きくなり、その場合はシステム構成がより困難になる。
また、グルーブ間距離Ｇｐについては、その値が小さくなった場合は、クロストークが増加する。一方、大きくした場合は高密度化できないという欠点を有する。
本発明においては、溝の深さおよびグルーブピッチを上記範囲とすることにより最適化できるという知見を得た。
【００１７】
本実施の形態では、基板２のグルーブピッチＧｐは１．３４μｍ、グルーブ溝の深さＤは４５ｎｍとした。使用するレーザ光の波長λは６３５ｎｍ、対物レンズの開口数ＮＡは０．５８、そして基板２としてポリカーボネートを用い、この屈折率ｎは１．５８である。
【００１８】
さらに、本実施の形態による光磁気記録媒体は、磁気的超解像（ＭＳＲ）と組み合わせることによって、より高密度になり得る。
【００１９】
図３は、図２におけるランド−グルーブ形状の拡大断面を模式的に示す図である。図３においてＲａL 、ＲａG はそれぞれランドの面粗度（算術平均粗さ（Ｒａ））およびグルーブの面粗度（算術平均粗さ（Ｒａ））を示し、θは、グルーブ側面が透明ディスク基板２の水平面となす角である。ここで、本実施の形態においては、グルーブ側面傾斜角θは２５°以上４０°以下であり、かつランド部面粗度ＲａL およびグルーブ部面粗度ＲａG はいずれも０．７ｎｍ以下で、両面粗度の差が０．１ｎｍ以下であるように形成した。傾斜角および面粗度を上記のように特定することで、ランド・グルーブ双方間のバランスが更に良くなる。図３において符号２ａはグルーブ面、符号２ｂはランド面である。
【００２０】
また、本実施の形態による光ディスク１において、磁性層４は、基板側から順に、室温で垂直磁気異方性を有する第１の磁性層と、室温で面内磁気異方性を有する第２の磁性層と、室温で垂直磁気異方性を有する第３の磁性層とが順次積層された多層磁性膜である。
ここで第１の磁性層は再生層であり、本実施の形態において、ＧｄＦｅＣｏから構成される。第２の磁性層は中間層であり、ＧｄＦｅＣｏＳｉから構成される。第３の磁性層は記録層であり、ＴｂＦｅＣｏから構成される。
【００２１】
透明ディスク基板２のグルーブ面２ａ−ランド面２ｂの凹凸形状に沿って磁性層４が成膜される。
各層の厚さは、基板２は１．２ｍｍ、誘電体層３は７０〜９０ｎｍとした。上述のように３層からなる磁性層４の厚さは、第１の磁性層が３０〜５０ｎｍ、第２の磁性層が３０〜５０ｎｍ、そして第３の磁性層は４０〜６０ｎｍである。また誘電体層５は２０〜３０ｎｍ，反射層６は１０〜２０ｎｍである。
【００２２】
次に、上記と同様の構成で種々のＷｇ／Ｗｌ比を有する光磁気記録媒体について、ダブルマスクＲＡＤ（Ｄ−ＲＡＤ＝Ｄｏｕｂｌｅ−Ｒｅａｒ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）タイプの磁気的超解像（ＭＳＲ）によって信号再生の際のパワーマージンおよびジッターボトム値の測定を行った。
【００２３】
ここで、実験に用いたＤ−ＲＡＤタイプの磁気的超解像は、例えば特開２０００−５７６４６号公報に見られるような既知のＤ−ＲＡＤ技術である。磁気的超解像では、記録層に記録された情報信号の再生時に、再生磁界を印加することによって、再生光スポット内の一部の領域において、再生光照射側の磁性層の磁化が一定の方向を向くようにする。これにより、より小さな再生磁界で、磁気的超解像による情報信号の再生が可能となる。Ｄ−ＲＡＤタイプはこの磁気的超解像の中でも特に周方向の分解能が高いので、光磁気記録媒体の記録密度をより高めることができる。
【００２４】
図４は、Ｄ−ＲＡＤ方式の磁気的超解像による信号再生を説明するための図であり、（ａ）は再生時の状態を再生光照射側から見た平面図であり、（ｂ）は記録層を構成する各層の再生時の磁化状態を模式的に示す図である。
図４に示すように、光ディスクから情報信号を再生する際は、光ディスクを回転駆動させながら、再生層５４ａの側からレーザ光による再生光Ｌａを照射すると共に、該再生光Ｌａによる再生光スポットＳを含む領域に再生磁界Ｈｒを印加する。なお、図中の矢印Ａは再生光スポットの走行方向を示している。また図中の矢印Ｈｒは、再生磁界を示しており、図中Ｂで示す領域は、再生磁界Ｈｒを印加している領域を示している。
【００２５】
そして、図中Ｂ１で示す領域は、再生磁界Ｈｒを印加している領域の内、再生光スポットＳの走行方向に対して前方側に位置する領域であり、比較的に温度の低い低温領域となる。また、図中Ｂ２で示す領域は、再生磁界Ｈｒを印加している領域の内、再生光スポットＳの走行方向に対して後方側に位置する領域であり、比較的に温度の高い高温領域となる。また、図中Ｂ３で示す領域は、再生磁界Ｈｒを印加している領域の内、再生光スポットＳの中央付近の領域であり、低温領域Ｂ１よりも温度が高く、高温領域Ｂ２よりも温度が低い中間温度領域となる。
ここで、上述のように５４ａは再生層、５４ｂは中間層、そして５４ｃは記録状態保持層であり、本発明におけるそれぞれ第１の磁性層、第２の磁性層、そして第３の磁性層に相当する。
なお、磁気的超解像の動作については既に公知であり、ここでは詳細を省略する。
【００２６】
グルーブピッチＧｐ（図２参照）が１．３４μｍ、溝の深さＤが４５ｎｍのディスク（ポリカーボネート製）を用い、グルーブ幅Ｗｇとランド幅Ｗｌの比Ｗｇ／Ｗｌに対する、（１）グルーブ部の再生パワーマージンおよび、ランド部の再生パワーマージンと、（２）グルーブ部におけるジッターのボトム値および、ランド部におけるジッターのボトム値を測定した。上記（１），（２）の結果をそれぞれ図５、図６に示した。
上記比Ｗｇ／Ｗｌの測定には、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ＝Ａｔｏｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を用いた。この場合、グルーブ幅Ｗｇは、丘状部分の高さの半値幅として見積もった。
【００２７】
図５に示す再生パワーマージンは、両隣のトラックに測定するトラックの記録パワーに対して５％アップの記録パワーで信号を記録、即ちクロストーク信号を含んだ状態で測定を行った。
図６のジッターのボトム値は、両隣のトラックを消去状態で測定した。
上述の再生パワーマージンとジッターとは、レーザ光の波長が６３５ｎｍ、対物レンズのＮＡが０．５８である評価機を用いて線速度を毎秒７．６ｍとして測定し、ジッター１１％でスライスした際の再生パワーの中心値に対するマージンを再生パワーマージンとした。
【００２８】
図５において、グルーブ幅Ｗｇが広くなる方向、即ちＷｇ／Ｗｌが大きくなると、グルーブ部におけるランド部からのクロストークが小さくなるため、グルーブ部の再生パワーマージンは拡大する（図５における◆のライン）。この時、グルーブピッチＧｐは一定であるため、ランド部の幅は狭くなりグルーブ部からのクロストークが増加することから、ランド部の再生パワーマージンは減少する（図５における■のライン）。
一方、Ｗｇ／Ｗｌが小さい領域では、ランド幅が広いためランド部の再生パワーマージンが増加する（図５における■のライン）。
【００２９】
次に、図６においては、Ｗｇ／Ｗｌが小さくなると、グルーブ部ではランド部からのクロストークが増加し、Ｗｇ／Ｗｌが０．９付近で８％台だったジッターが０．５５では１０％にまで急激に増加する（図６における◆のライン）。
一方、ランド部については、０．９を超えてＷｇ／Ｗｌ比が大きくなるとグルーブ部からランド部へのクロストークの影響によるジッターの上昇が見られる（図６における■のライン）。
【００３０】
上記の図５および６からＷｇ／Ｗｌ比と信号特性について考察すると、ランドおよびグルーブ部において、その信号品質が互いにトレードオフの関係を持っているために、ランド・グルーブ記録を行う光ディスクにおいては、ランド・グルーブ双方の再生パワーマージンとジッターの両特性をバランス良く同時に満足することが必要不可欠である。そのため、十分な再生パワーマージンが確保できるようランド部・グルーブ部双方のクロストークの影響が適度に抑えられ、かつジッターの急激な上昇が見られない０．６５以上、０．８５以下となるＷｇ／Ｗｌ比の領域を利用するのが最適であることが分かる。
【００３１】
以上の実験から、透明ディスク基板２の特性・形状を上述のように作製することによって、光ディスクの光磁気的信号特性において、ランド・グルーブ双方間のジッター特性のバランスを良くして、ランド部およびグルーブ部のクロストーク特性を悪化させずに良好に維持できるようになることが分かる。そして、今まで困難であったランド、グルーブ双方トラックのクロストークとジッター特性に現れる信号品質を良好に同時に満足することが可能となり、ＭＳＲを用いた高密度記録媒体の再生に最適である。
【００３２】
【発明の効果】
以上詳細に説明したとおり、本発明による光磁気記録媒体によれば、次のような効果を奏することができる。
請求項１に係る発明により、グルーブ部のトラック幅（Ｗｇ）とランド部のトラック幅（Ｗｌ）との比Ｗｇ／Ｗｌ、グルーブ間距離、およびグルーブの深さをパラメータとして、ランド・グルーブ形状を決定することにより、ランドとグルーブ双方で記録を行い、かつ双方で良好な信号品質を有する光磁気記録媒体の提供が可能となる。また、ランドとグルーブとの光学特性を等価にすることができ、ランドとグルーブ双方のジッター特性とクロストーク特性のどちらも良好な特性を得ることができる。さらに、従来の光磁気ディスクと同じ光学系を用いての高密度化が実現可能である。
請求項２に係る発明により、磁気的超解像（ＭＳＲ）を合わせて用いることにより、良好な信号品質を有する更なる高密度の光磁気記録媒体を提供できる。
また、請求項３に係る発明により、ランド・グルーブ両面の面粗度および傾斜角を設定することにより、より良好な信号品質を有する光磁気記録媒体の提供が可能となる。
また、請求項４に係る発明により、ＭＳＲに適した良好な信号品質を有する光磁気記録媒体を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による光磁気記録媒体の一例の部分切り欠き斜視図である。
【図２】本発明による光磁気記録媒体の一例の模式的断面図である。
【図３】本発明による光磁気記録媒体の透明ディスク基板の模式的部分断面図である。
【図４】ダブルマスクＲＡＤ方式の磁気的超解像による信号再生を説明するための図であり、（ａ）は再生時の状態を再生光照射側から見た平面図であり、（ｂ）は記録層を構成する各層の再生時の磁化状態を模式的に示す図である。
【図５】パワーマージン特性とＷｇ／Ｗｌとの関係を示すグラフである。
【図６】ジッターボトム値とＷｇ／Ｗｌとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１…光磁気記録媒体、２…透明ディスク基板、２ａ…グルーブ面、２ｂ…ランド面、θ…グルーブ側面傾斜角、ＲａL …ランドの算術平均粗さ（Ｒａ）、ＲａG…グルーブの算術平均粗さ（Ｒａ）、３…第１の誘電体層、４…磁性層、５…第２の誘電体層、６…反射層、７…保護層、５４ａ…再生層、５４ｂ…中間層、５４ｃ…記録状態保持層。
Claims (4)
- 基板上のランド部およびグルーブ部の両方を記録再生トラックとして用い、対物レンズを介するレーザ光を照射して再生を行う光磁気記録媒体において、
前記グルーブ部のトラック幅（Ｗｇ）とランド部のトラック幅（Ｗｌ）との比Ｗｇ／Ｗｌが０．６５以上、０．８５以下であり、
前記レーザ光の波長をλ、前記対物レンズの開口数をＮＡ、および前記基板の屈折率をｎとした場合、グルーブ間距離Ｇｐが１．０×λ／ＮＡ以上、１．２×λ／ＮＡ以下であり、かつグルーブの溝の深さＤがλ／１１ｎ以上、λ／８ｎ以下であることを特徴とする光磁気記録媒体。 - 前記再生が磁気的超解像（ＭＳＲ）を用いて行われることを特徴とする請求項１に記載の光磁気記録媒体。
- 前記基板のグルーブ側面の傾斜角が２５°以上、４０°以下であり、かつ前記基板のランド面およびグルーブ面の算術平均粗さ（Ｒａ）がいずれも０．７ｎｍ以下であり、かつ、これら算術平均粗さ（Ｒａ）の差が０．１ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の光磁気記録媒体。
- 前記光磁気記録媒体は、室温で垂直磁気異方性を有する第１の磁性層と、室温で面内磁気異方性を有する第２の磁性層と、室温で垂直磁気異方性を有する第３の磁性層とが順次積層された多層磁性膜層を備えてなることを特徴とする請求項１に記載の光磁気記録媒体。
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