专利名称：对磁畴壁位移型磁－光盘退火的方法和磁－光盘的制作方法
技术领域：
本发明涉及磁畴壁位移读出型磁-光盘和其制造方法，更具体地说，涉及一种用来对位于信息记录轨道两侧的退火轨道退火的方法。
背景技术：
作为一种可重写的高密度记录系统，有这样一种系统，其中通过利用半导体激光的热能，磁畴被写在磁薄膜中来记录信息，通过使用磁-光效应，该信息被读出。另外，近年来，有进一步增加这种系统的磁-光盘的记录密度，使它作为大容量记录介质的日益增加的需求。顺便提及，磁-光盘等的线记录密度很大程度上依靠再现光系统的激光波长λ和物镜的数值孔径NA。换句话说，当再现光系统的激光波长λ和物镜的数值孔径NA被确定时，光束收敛的直径被确定，因此，在再现记录区域的时候的空间频率具有仅仅大约2 NA/λ的检测极限。
因此，为了利用传统的磁-光盘实现高密度，必须缩短再现光系统的激光波长和增加物镜的数值孔径NA。然而，存在着对改善激光的波长和物镜的数值孔径的限制。由于这个原因，设计记录介质的构成和记录方法和提高记录密度的技术正在开发。
例如，在日本专利申请公开No.06-290496中，披露了磁-光盘和它的制造方法，该光盘使用了垂直磁各向异性多层膜，其具有至少一个磁连接的磁畴壁位移层，一切换层和一存储层。
这种方法使用了灵巧的机构，其中，在再现的时候，在没有改变存储层中的记录数据的情况下，由辐射光束产生的热梯度被使用，并且磁畴壁位移层的记录标记的磁畴壁被移动，磁畴壁位移层被磁化，使得光束光点区域的一部分被均匀磁化，而光束的反射光的极化面的变化被检测，从而再现衍射极限之下的圈的被记录的畴。
通过使用这种再现系统，再现信号变为矩形(
图11D)，并且依靠光分辨率在不降低再现信号振幅的情况下，它能够再现在光的衍射极限下的循环的记录标记，并且该磁-光盘能够相当大程度地提高记录密度和传输速度。
注意，在这种类型的磁-光盘中，为了利用辐射光束的温度梯度，使得容易地促使磁畴壁位移层的记录标记的磁畴壁的位移，高强度的激光束被照射在相邻的两条退火轨道(引导槽)的部分上，其使得磁-光盘的信息记录轨道位于它们之间，退火轨道(引导槽)的磁性层被高温退火并且被退火处理，该退火处理使退火轨道(引导槽)部分的磁性层退化。通过这个退火处理过程，在信息记录轨道之间的切换连接被断开，并且磁畴壁没有沿着记录标记的信息域轨道的侧边部分形成。结果，磁畴壁矫顽力作用被减少，可以更稳定地移动磁畴壁。这种退火处理能够获得好的再现信号。
这种磁畴壁移位型磁-光盘的再现活动将结合图11A到11D进行描述。这里将讨论三层的结构管理记录标记的存储的存储层；磁畴壁位移层，其中磁畴壁移位并直接有助于再现信号；和切换层，其在存储层和磁畴壁位移层之间切换连接状态。
图11A是典型的视图，其显示了磁畴再现状态。粗线111表示了磁畴壁位移层的磁畴壁，而细线112表示了仅存储层的磁畴壁。图11B显示了记录膜的状态图，图11C为媒体的温度状态图，而图11D是再现信号。如上所述，注意到，存在于它们之间的成为信息记录轨道的两条退火轨道(引导槽)被进行退火处理，其处的磁性层通过高强度激光束的照射被退化。在再现的时候，退火轨道被加热直到Ts温度条件(图11A)，其中磁畴壁位移介质的磁畴壁位移层的磁畴壁通过光束116的照射被移位。这里，Ts是构成切换层的物质的居里温度，并且切换层22(图11B)处于通过在低温区域的切换连接而与存储层21和磁畴壁位移层23的连接状态。当磁-光盘在由箭头标记114表示的方向位移和通过光束的照射被加热到高于Ts温度时，在磁畴壁位移层和存储层之间的连接被置于断开状态(图11A的Ts表示的Ts恒温线内)。由于这个原因，一旦记录标记的磁畴壁达到这个Ts温度范围，临近信息记录轨道的两条退火轨道(引导槽)的退火处理(在图11A到11D中用激光退火处理部分由标记113表示)效果也产生了，并且磁畴壁位移层的磁畴壁即刻位移到一个位置，在该位置处磁畴壁能够稳定地存在相关于磁畴壁位移层的温度梯度的能量状态，也就是，向箭头标记115的方向使得磁畴壁能够越过信息记录轨道，该信息记录轨道处于由光束照射温度升高的线密度方向的最高温度处。以这种方式，由再现光束覆盖的磁性状态的区域S的大部分变得相同，因此，在一般光束再现原理中，即使精确的记录标记也不能被再现，能够获得如图中所示的接近矩形的再现信号。
发明概述本发明提供一种其中再现信号的错误率和不稳定被改善的磁畴壁位移型磁-光盘，和这种盘的制造方法。
根据本发明的一个方面，提供一种磁畴壁位移型磁-光记录介质的制造方法，包括步骤在衬底上沉积磁性层以制备盘；和利用会聚光束照射磁性层，同时施加磁场，利用在信息轨道之间的会聚光束退火磁性层。
根据本发明的另一个方面，提供一种磁畴壁位移型磁-光盘，包括磁畴壁位移层，其中磁畴壁移位；存储层，其根据信息控制记录磁畴；切换层，其设置在磁畴壁位移层和存储层之间，并且具有低于那些层的居里温度；和断开区域，其设置在磁畴壁位移层中并且断开在信息轨道之间的切换连接；其中在信息轨道和断开区域之间的边界处的剩磁的极性被取向到确定的方向。
附图简述图1是解释本发明的制造方法的视图；图2表示要在本发明的制造方法中使用的退火装置；图3A，3B，3C和3D表示来显示本发明的第一个实施例的活动的时序图；图4表示退火磁场的应用的一个例子；图5表示退火磁场的应用的另一个例子；图6表示本发明的第一个实施例的不稳定特性曲线；图7表示本发明的第二个实施例的脉冲宽度波动特性曲线；图8表示了要被使用在本发明的制造方法中的退火装置的另一个例子；图9表示了其中平行于在盘表面内的光束扫描方向的退火磁场被应用的情况；图10表示了施加垂直于盘表面内的光束扫描方向的退火磁场的情况；和图11A，11B，11C和11D是解释磁畴壁位移型磁-光记录介质的再现方法的视图。
实施发明的具体方式图1显示了表示本发明的磁-光盘的退火方法特性的示意图。它展示了磁-光盘3的剖视图，该磁-光盘处于其中在磁-光盘衬底1上放置磁性层2的步骤阶段，该衬底1包括玻璃或塑料材料，磁性层2包括至少一个磁畴壁移位的磁畴壁位移层，一个保持信息为记录磁畴的存储层，和设置在磁畴壁位移层和存储层之间的切换层，并且具有低于已经完成的那些层的居里温度。而在图1的阶段任何保护层仍然没有形成，不论当退火盘时该保护层是否存在。这里，字符d表示一个信息记录轨道，信息轨道是一个区域，其形成记录磁畴从而把信息保持为用户数据等。通常，设置在衬底上的凸起部分被称为脊。图1的磁-光盘具有结构，其中用于形成退火轨道的光束从没有形成磁性层2的衬底后侧处进入。字符a和a’使信息记录轨道d存在于它们之间，表示退火轨道，其利用具有比在信息记录轨道d上记录信息的光强度强的光强度的激光而形成。
在本图中，退火轨道a和a’也用作引导槽，控制在再现步骤中信息记录轨道d的中心处的光束。通常，设置在衬底上的凹入部分被称为凹槽。
在本实施例中，在衬底1上的脊(凸起部分)被作为信息记录轨道而凹槽(凹入部分)作为退火轨道，但磁-光盘的构造不限于此。例如，其中脊(凸起部分)作为退火轨道而凹槽(凹入部分)作为信息记录轨道的结构也是允许的。
由字符b和b’表示的激光点表示对退火轨道a和a’退火时的会聚光束，其从衬底的背面进入。
在图中，激光点b和b’被表示成好象这两个点同时被照射。要澄清的是，施加到与信息记录轨道相邻的两条退火轨道的退火磁场的方向是不同的。
字符c和c’表示退火轨道a和a’被退火的情况下施加的磁场的极性。在本实施例中，当退火轨道a被退火时，施加的磁场方向为从衬底的一侧到衬底的另一侧(即衬底的背侧)，在该衬底上提供了磁性层2，当退火轨道a’被退火时，施加的磁场方向为从衬底的背侧到其上提供磁性层2的一侧。此外，夹着信息记录轨道d的相邻的退火轨道处的退火磁场具有相反的极性。
为了通过施加垂直于衬底表面的退火磁场形成退火轨道，如图2所示的装置是适当的。
磁-光盘100被保持在具有磁夹具等的主轴马达上，并且是这样构成的，它依靠轴的旋转而旋转，在磁-光盘100中，磁性层2形成在由玻璃或塑料制成的磁-光盘衬底1上，还形成保护层3。
由半导体激光源产生的用来形成退火轨道的激光通过准直透镜8变成平行光线，并且穿过光束分离器9和通过聚光透镜6被会聚。于是，磁-光盘100的预定位置从后面利用会聚激光束被照射。注意，聚光透镜6由驱动激励器5驱动。
在这种情况下，聚光透镜6是这样构成的，由激励器5控制它在聚焦方向和跟踪方向移动，以便激光连续地把焦点聚在磁性层2上。聚光透镜6也沿着刻在磁-光盘上的引导槽移动。
另一方面，从磁-光盘面的表面反射的反射光通过与入射光相反的路线，并到达光束分离器11，并且以直角被反射，穿过λ/2板10。该λ/2板是一个滤光器，用来在入射光的极化方向旋转反射光90度。
另外，反射光进入极化的光束分离器11，并且由于磁-光盘100的磁-光盘磁化的极性而进入两个聚光透镜12。两个光检测器13分别检测进入检测器的入射光的强度。检测结果分别由差动放大电路14和求和放大电路15被放大，差动放大电路14差动地放大根据极化方向分别会聚和检测的信号，求和放大电路15求和放大根据极化方向分别被会聚和检测的信号。光磁信号和通过相加来自差动放大电路14和求和放大电路15的信号通过数字电路200被合成和二进制化，并且输出到控制器17。此外，磁-光盘的转数、退火半径、退火扇区信息等等被输入到控制器17中，用来控制退火功率的信号被输出到LD驱动器16中。LD驱动器16在根据该信号的预定条件下照射激光到衬底1上。
另外，控制器也同时控制磁头驱动器19，并且输出控制退火磁化等的极性的信号。
标记18表示磁头，当形成退火轨道时，磁头对磁-光盘1的激光照射部分施加磁场，并夹住磁-光盘100，以与聚光透镜6对置的方式配置。磁头18被用来记录信息和再现信息。在退火中，半导体激光7利用退火激光功率照射LD驱动器16，同时，通过磁头驱动器19，磁头18可以产生与施加的磁场的极化信号的极性的垂直磁场以对退火轨道退火(下文中称为“退火施加的磁场”)。磁头18是这样构成的，与光头连接它在磁-光盘1的半径方向移动，并且在退火步骤中，连续地对磁-光盘3的激光照射部分施加磁场，从而执行希望的退火。
然而，从来自磁-光盘的反射光再现信息的装置不是必需的。当通过来自磁-光盘的反射光控制切换退火施加的磁场的极性的时序时，或者当检查是否在退火轨道的退火之后在信息记录轨道上形成的期望的性质时，这种装置用作为检测预定格式等和再现磁-光信号的装置。在这种情况下，需要这种构造，其中例如根据退火的激光功率，施加的磁场等的参数通过控制器17被改变成与记录或再现相关的值。
在上述退火方法和退火装置的情况下，用图3A到3D描述退火退火轨道的动作。图3A显示了退火功率开/关信号，展示了退火的开始。图3B显示施加的磁场极性改变时序信号，展示来改变施加的磁场极性的时序。图3C显示了施加的磁场极性控制信号，控制器17输出到磁头驱动器19。图3D显示了磁头18的产生磁场。通过来自控制器17的退火开始命令，激光的照射功率被设置为希望的退火功率。虽然依靠磁-光盘特性的退火功率是不同的，但是它通常为记录功率的大约两倍。在激光功率辐射的同时，由磁头18施加退火磁场。在这种情况下，施加的退火磁场的极性可以产生与来自控制器17的施加的磁场控制信号之极性对应的的极性的磁场。如下面所描述的，磁场强度的绝对值最好大于约50 Oe。为了实现本发明的特性，必须在至少比一个周期多一倍时切换施加磁场的极性，并且这个切换时间由来自控制器17的施加的磁场极性改变时间信号来控制。施加的磁场极性改变时间信号能够通过计数用于旋转控制主轴的时钟而形成，也能通过检测例如促使反射率改变的相位凹坑的反射光形成，该相位凹坑预先嵌在磁-光盘的退火轨道中作为施加的磁场改变时间。后者使得能够以较高的位置精度来控制磁-光盘。
由于考虑到施加的退火磁场极性的切换部分具有对信息记录轨道的负面效应，退火磁场极性被切换的区域最好是相邻的信息记录轨道不是用户数据区域的区域，例如，最好为标题区，其表示扇区位置信息等。另外，施加的磁场极性切换区域可以被特别地提供。通过这些方法和工艺，能够控制对退火轨道退火时的施加磁场到预定的大小和极性，该退火轨道与信息记录轨道的两侧相邻。
在图4和5中展示了磁-光盘通过这些方法被退火的情况下施加的磁场极性改变时序的例子。在图4和5中，标记41表示退火轨道，标记42表示信息记录轨道。在退火轨道中间，由T表示的阴影部分在退火时具有在图面的向上方向上施加的磁场，并且在退火轨道中间，由F表示的阴影部分在退火时具有在图面的向下方向上施加的磁场。在图4中，仅仅当磁场施加装置移动到下一个退火轨道时，退火磁场极性的切换被执行，并且切换对退火轨道的一圈有一次。与此不同，在图5中，由于一圈退火轨道被分成4个连续的磁区域，施加的磁场极性的切换被执行5次。在图5中，空白部分42表示信息记录轨道。该图表明记录轨道的相邻部分T和F中的退火磁场的极性是相反的。
切换施加的磁场的时序不限于上面的描述。假设在对与信息轨道的两侧相邻退火轨道退火时施加的磁场具有相反的极性，切换的要点不仅适合CAV，而且适合区域CAV(zone CAV)、CLV和区域CLV的格式。
(实施例1)通过图2中描述的装置执行本发明。图2中的装置施加垂直于磁-光盘表面的退火磁场。
图6和7表示了本发明的实施例和比较例的特性，如下面所述。
在完成磁性层的形成后，在不同条件下利用激光束实施退火轨道的退火。
在图6中，纵轴表示了抖动特性。较好的抖动特性是抖动特性值比较小。图6的横坐标表示在退火退火轨道时磁场的施加方法。
从横坐标轴的左侧依次描述，分别是下列方法(1)其中，作为比较例1，在与信息记录轨道相邻的两个退火轨道上施加的磁场记作-300 Oe，并且对所有的退火轨道施大小相同、极性相同的退火磁场。(2)其中，作为比较例2，在与信息记录轨道相邻的两个退火轨道上施加的磁场记作+300 Oe，其与(1)中的退火磁场相同。(3)其中，作为比较例3，在与信息记录轨道相邻的两个退火轨道上施加的磁场记作0 Oe，在形成退火轨道时不施加退火磁场。(4)其中，作为例子1，在与信息记录轨道相邻的两个退火轨道上的施加的磁场以一圈的间隔被反转极性，产生的磁场记作±300 Oe，与图4相对应。
图7的横坐标轴与图6的相同，并且纵坐标轴表示相对于再现信号中的规则脉冲宽度的再现信号脉冲宽度的偏差量。假如脉冲宽度接近于“0”，表示它接近希望的脉冲宽度。
表1表示了退火磁场应用条件和再现特性。
表1退火磁场(在垂直于盘表面的方向上施加的磁场)和再现特性。
关于抖动特性，例1的抖动值低(图6，表1)。
评估了施加退火磁场的三种方法的脉冲宽度。比较例1和2的再现信号脉冲宽度的偏差大(图7，表1)。在4个实验中，即使在脉冲宽度方面，实施例1也具有最优秀的性能。
根据实验的结果，明显地，在其中与信息记录轨道相邻的两个退火轨道上施加的磁场在每一圈被反转并且产生的磁场记作±300 Oe的情况下，抖动特性是优异的，并且不产生脉冲宽度波动，在上述条件中它是最适宜的退火条件。
用这种方式，在退火轨道之间的边界有剩磁，在此处，尽管由于本发明的激光退火导致存在磁特性的退化，磁特性没有完全丢失，并且信息记录轨道通过两个相邻退火轨道采用预定的极性，该退火轨道使得信息记录轨道存在于它们之间，所以对于信息记录轨道中的磁记录轨道的影响被抵销，并且影响能够被均衡。用这种方式，能够提供这样的磁-光盘，其能够获得高质量的再现信号，并且进一步提高了记录密度。
在上述退火时，被证实，剩磁没有被通常使用的记录功率和通常使用的记录磁场反转。
(实施例2)图8是展示本发明的磁-光盘的退火方法的第二个实施例的特性的示意图。在图中，与实施例1的不同之处在于使用了环状磁头，在磁盘18处，在退火时施加了磁场，能够对记录介质上的加热区域施加在磁盘表面的面内方向的退火磁场。用这种方式，平行于磁-光盘表面的磁场能够被施加到加热的退火部分。在磁场被施加到磁-光盘表面以内的情况中，存在着平行和垂直于光束的扫描方向的两个方向。在图9中，显示了退火施加的磁场的例子，其中退火施加的磁场处于磁-光盘表面的面内方向，平行于光束扫描方向。在退火磁场以这种方向被施加的情况下，不必考虑磁场的极性，并且不论它是否是相同的极性或是不同的极性。在图10中，显示了退火施加的磁场的例子，其中退火磁场垂直于磁-光盘表面的平面。在图10的情况，当相反极性的退火磁场被施加时，由于存在着在信息记录轨道上增加的相邻退火轨道具有的剩磁的磁场环路的危险，必须确定地施加相同极性的退火磁场。
如图9和10所示，为了把产生的磁场的极性改变到光束的扫描方向，图8的环状磁头的方向可以被改变90°。如上面已经描述的，在图10中，尽管退火施加的磁场具有相同的极性，在退火施加的磁场平行于光束扫描方向的情况下，施加的磁场的极性不会产生任何特殊的问题。另外，在本实施例中，虽然为了产生平行于磁-光盘表面的磁场使用了环状磁头，但不限于此，不论它具有何种特定的形状都没关系，只要在退火时，提供的平行于磁-光盘表面的磁场能够被施加到激光照射部分即可。
用这种方式，在退火轨道之间的边界有剩磁，此处，尽管由于本发明的激光退火存在着磁特性的退化，磁性没有完全丢失，并且信息记录轨道被定向为磁-光盘表面里面的方向，使得对信息记录轨道中记录的垂直方向的磁区域的影响被减少，并且尽可能地均衡该影响。
注意，在上述退火时被证实，剩磁没有被通常使用的记录功率和记录磁场反转。
如上所述，在退火轨道之间的边界有剩磁，在此处，尽管由于本发明的退火激光存在磁特性的退化，磁特性没有完全丢失，并且信息记录轨道被均衡，并且通过两个退火轨道剩磁的影响被采用预定的极性，该退火轨道使得信息记录轨道存在于它们之间，所以信息记录轨道上的有害影响能够被抵销，并且抖动特性和脉冲宽度波动能够被改善。而且，在退火轨道和信息记录轨道之间的边界的剩磁被取向为磁-光盘表面以内的方向，所以对信息记录轨道中记录的垂直方向的磁区域的影响能够被均衡。用这种方式，能够获得比传统方法具有更高质量的再现信号。此外，由于信息记录轨道宽度能够被制造得比传统方法的更窄，所以能够进一步提高磁-光盘的记录密度。
权利要求
1.一种磁畴壁位移型磁-光记录介质的制造方法，包括下列步骤在衬底上沉积磁性层以制备盘；和利用会聚光束照射磁性层，同时施加磁场，利用在信息轨道之间的会聚光束退火磁性层。
2.根据权利要求1的制造方法，其中所述磁场平行于所述盘表面上的所述光束扫描的方向。
3.根据权利要求2的制造方法，其中在施加到彼此相邻的各个信息轨道上的所述磁场之间具有相同的大小和不同的极性。
4.根据权利要求2的制造方法，其中在施加到彼此相邻的各个信息轨道的所述磁场之间具有相同的大小和相同的极性。
5.根据权利要求1的制造方法，其中所述磁场垂直于盘表面，并且施加到彼此相邻的各个信息轨道上的磁场之间具有相同的大小和不同的极性。
6.根据权利要求1的制造方法，其中所述磁场垂直于在盘表面上的所述光束扫描的方向，并且施加到彼此相邻的各个信息轨道上的磁场之间具有相同的大小和相同的极性。
7.根据权利要求1的制造方法，其中所述磁场的强度不小于50 Oe。
8.根据权利要求1的制造方法，其中所述磁场在盘的每一圈切换它的极性。
9.根据权利要求1的制造方法，其中所述磁场在盘的一圈中多次切换它的极性。
10.根据权利要求9的制造方法，其中极性被切换的区域是用户数据区之外的区域。
11.一种磁畴壁位移型磁-光盘，包括磁畴壁位移层，其中磁畴壁移位；存储层，其根据信息控制记录磁畴；切换层，其设置在磁畴壁位移层和存储层之间，并且具有比它们低的居里温度；和断开区域，其设置在磁畴壁位移层中并且断开信息轨道之间的切换连接；其中信息轨道和断开区域之间的边界处的剩磁的极性取向到确定的方向。
12.根据权利要求11的磁畴壁位移型磁-光盘，其中所述剩磁的方向在预定圈被切换极性。
13.根据权利要求12的磁畴壁位移型磁-光盘，其中以盘的一圈作为一个单元进行所述切换。
全文摘要
提供一种磁畴壁位移型磁－光记录介质及其制造方法。该方法包括下列步骤:在衬底上沉积磁性层以制备盘;和利用会聚光束照射磁性层,同时施加磁场,利用在信息轨道之间的会聚光束退火磁性层。该磁－光盘包括:磁畴壁位移层,其中磁畴壁移位;存储层,其根据信息控制记录磁畴;切换层,其设置在磁畴壁位移层和存储层之间,并且具有低于那些层的居里温度;和断开区域,其设置在磁畴壁位移层中并且断开在信息轨道之间的切换连接,其中,在信息轨道和断开区域之间的边界处的剩磁的极性被取向到确定的方向。
文档编号G11B11/105GK1373477SQ02108478
公开日2002年10月9日 申请日期2002年1月16日 优先权日2001年1月16日
发明者宫冈康之 申请人:佳能株式会社