专利名称：磁光存储介质的制作方法
技术领域：
本发明涉及磁光存储介质，特别涉及AC-MAMMOS(磁放大磁光系统)型畴膨胀介质。
近年来，磁光存储介质大量涌入消费市场。磁光存储技术提供了高数据密度和快速数据读写速度的优点，并因此提供了适于在小尺寸介质上进行高容量数据存储的装置。
近年来，为了获得更高的介质数据密度，已经开发出被称为畴膨胀(DomEx)技术的很多新磁光存储技术。已知DomEx技术的两种确定形式是MAMMOS(磁放大磁光系统)和DWDD(磁畴壁移动检测)技术。MAMMOS介质可以分为两种类型AC-MAMMOS和ZF-MAMMOS；在读回期间，前者需要脉冲(AC)磁场，而后者需要施加零磁场(ZF)。
AC-MAMMOS介质包括至少两个磁性层。一个磁性层是存储层(或记录层)，其中在写入介质期间存储信息。第二磁性层是再现层(也称为读出层)。在读取信息期间，操作该再现层以产生膨胀的磁畴，该磁畴对应于存储层的磁畴。
特别地，在AC-MAMMOS中通常按照以下方式进行数据获取。在AC-MAMMOS读取操作期间，低功率激光点加热存储和读出层。这导致存储层的磁化和杂散磁场增加，而使再现层的矫顽磁性降低。同时，将脉冲磁场施加到该介质。当该磁场与记录位模式同步，且从一位开始平行于杂散场时，磁化方向与存储层中的位相同且与预磁化的读出层的磁化相反的畴将会成核并且在再现层内膨胀。
膨胀的畴大得足以借助克尔效应通过光学探测分辨出来，从而在读出信号中产生“峰”。克尔效应是入射激光从磁性材料反射回来时的偏振旋转。偏振旋转的大小和感应与磁性材料的磁化强度成比例，并且可以使用适当的探测器监测。
随后，通过脉冲场反向符号，读取该位，使再现层中膨胀畴收缩。相反，不读出磁化的位，因为它们的磁化强度已经与读出层的磁化强度相对准，并且因此在克尔信号中观察不到变化。
在例如H.Awano和N.Ohta的“Magnetooptical RecordingTechnology Toward 100Gb/in2”(IEEE Journal of Selected Topicsin Quantum Electronics；1998；vol.4；No.5 pp815-820)中可以发现关于AC-MAMMOS技术的进一步描述。
对于所有的常规和畴膨胀磁光存储介质来说，品质因数(FOM)都是重要参数，该品质因数近似等于反射率与克尔旋转角度和椭圆率的平方和的乘积的平方根(FOM=R(θ2+ϵ2),]]>其中R是反射率，θ是克尔旋转，ε是椭圆率)。该FOM指示了可以获得多强的光学读出信号。为了增加磁光存储介质的数据密度，需要使用波长较短的激光，因为这种激光可以使各个位之间的分辨率更高。然而，对于当前的磁光存储介质而言，当激光波长从660nm(红)减小到410nm(蓝)时，品质因数降低，因此减小了载波噪声比(CNR)，并因此增加了误差率。此外，光学探测器对蓝光波长的灵敏度降低，这更加减小了CNR。当探测器平均次数下降而使CNR降低到不可接收的低水平时，这对于高数据率很危险。克服该问题的一个选择是增加激光读回功率(增加到达探测器的光子数)，然而，这需要更小心的该介质的热学设计，以便减少有害激光引起的热。
为了实现高数据率介质，如果可以在较短激光波长下实现品质因数的提高是有利的，因为这允许更高的数据密度。此外，磁光存储介质具有增强的热消散，因此允许使用更高功率的激光，这将是有利的。
因此，本发明寻求提供一种改进的磁光介质，该介质单独地或者组合地消除或减轻了上述缺点中的一个或多个。
因此提供了一种磁光记录介质，包括-用于支撑其它层的衬底层；-用于存储信息的磁性存储层；-磁性再现层，用于再现磁性存储层的信息以读取信息；-分隔层，夹在磁性存储层和磁性再现层之间；以及-至少一层与磁性再现层相邻的金属层。
该额外金属层提供了增强的热消散特性以及增强的克尔效应，并且因此提高了品质因数(FOM)。此外，该额外的金属层可使反射率增加，因而将更多的从再现层反射的光耦合到探测器中，并因此进一步提高FOM。提高的FOM和热消散允许使用功率更高且波长更短的激光，因此能使该介质的数据密度增加。
位于存储和再现层之间的分隔层可以是例如非金属的或金属的、非磁性的(例如，在AC-MAMMOS介质的情况下)或磁性的(例如，在ZF-MAMMOS和DWDD介质的情况下)。此外，该分隔层可以由单层或多层构成。
根据本发明的第一特征，该至少一层金属层之一夹在存储层和再现层之间。这提供了热消散、反射率增加以及克尔效应改善的优点。
根据本发明的第二特征，该至少一层金属层之一在与磁性存储层相反的方向上和再现层相邻。类似地，这提供了热消散、反射率以及克尔效应增加的优点。
根据本发明的第三特征，该磁光存储介质包括两层金属层，所述金属层在磁性再现层各侧上与该磁性再现层相邻。通过将金属层放置在再现层两侧上，增大了热消散、反射率以及增强了克尔效应。
根据本发明的第四特征，该磁光存储介质进一步包括夹在衬底和存储层之间的反射层。该反射层提供了增加的反射率并将光耦合到存储和再现层中。该层还可以辅助写入或读出聚焦产生的热的消散。
根据本发明的第五特征，该反射层位于衬底层上；第一介电层位于反射层上；磁性存储层位于第一介电层上；分隔层位于磁性存储层上；金属层位于分隔层上；磁性再现层位于金属层上；第二介电层位于磁性再现层上；以及覆盖层位于第二介电层上。这提供了具有高数据密度的高效磁光存储介质。尤其提供了一种磁光存储介质，其能被设计成具有适当的机械、热学、磁性和光学特性，以允许高数据密度存储。
根据本发明的第六特征，该反射层位于衬底层上；第一介电层位于该反射层上；磁性存储层位于该第一介电层上；分隔层位于该磁性存储层上；磁性再现层位于该分隔层上；金属层位于该磁性再现层上；第二介电层位于该金属层上；以及覆盖层位于该第二介电层上。尤其提供了一种高效磁光存储介质，其能被设计成具有适当的机械、热学、磁性和光学特性，以允许高数据密度存储。
根据本发明的第七特征，该反射层位于衬底层上；第一介电层位于该反射层上；磁性存储层位于该第一介电层上；分隔层位于该磁性存储层上；两个金属层中的第一金属层位于该分隔层上；磁性再现层位于该第一金属层上；两个金属层中的第二金属层位于该磁性再现层上；第二介电层位于该第二金属层上；以及覆盖层位于该第二介电层上。
根据本发明的第八特征，该至少一层金属层的金属包括过渡金属。因此该金属可以是过渡金属或包含过渡金属的合金。尤其是，包含这些金属之一的薄层允许更多的热传导通过该层，并允许反射率增加。
根据本发明的第九特征，该至少一层金属层的金属包括选自以下组的金属，该组包括Pt、Pd、Ta、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Cu、Ag、Au和W。特别是，这些金属提供邻接再现层的一个或几个金属原子层，以增强克尔效应并因此进一步提高FOM。
根据本发明的第十特征，该至少一层金属层的厚度小于2nm。因此，优选使用很薄的层，从而不显著减弱存储层和再现层之间的磁耦合或者光学或机械特性，并同时提供增加的热消散、反射率和克尔效应。
根据本发明的第十一特征，该分隔层是介电层。这提供了适当的层，以用于控制该磁光存储介质的叠层的光学特性。
根据本发明的第十二特征，该至少一层金属层耦合到磁性再现层，使得该至少一层金属层引起克尔旋转增加。这提供的优点是允许FOM增加，因此允许该磁光存储介质的数据密度增加。
根据本发明的第十三特征，该至少一层金属层耦合到磁性再现层，以使该至少一层金属层引起热消散增加。这允许使用提高的激光功率，因而使得该磁光存储介质能够具有更高的数据密度。此外，该层优选提供了增加的克尔效应以及由此改善了FOM。
根据本发明的第十四特征，该至少一层金属层耦合到磁性再现层，以使该至少一层金属层引起反射率增加。这提供的优点是，增加了耦合到再现层中的光，因而改善了FOM，并因此能够实现更高的数据密度。
根据本发明的第十五特征，该磁光记录介质是畴膨胀介质，例如磁放大磁光系统(MAMMOS)介质或畴壁移动检测(DWDD)介质。
通过下面结合实施例的阐述，本发明的这些和其它特征将变得明显。
将仅通过示例的方式参照附图描述本发明的实施例，附图中
图1示出了典型MAMMOS介质；以及图2示出了根据本发明实施例的磁光介质。
在下文中，将描述本发明的优选实施例，但是明显的是本发明不限于此用途。特别是，描述了应用于AC-MAMMOS介质的优选实施例，然而本发明同样适用于所有畴膨胀介质，包括例如ZF-MAMMOS和DWDD介质。
图1示出了典型MAMMOS介质100。
所示出的介质包括由聚碳酸酯介质制成的衬底101。该衬底为其它各层提供了机械基底。在该衬底顶上放置了反射和导热层103。该层执行两项功能在读写操作期间充当光反射器；以及在这些操作期间辅助由激光产生的热的消散。在本优选实施例中，该反射导热层103直接沉积在该衬底的顶上，并且由薄的铝铬(AlCr)薄膜制成。
在该反射导热层103顶上是介电层105，该介电层105用于控制该叠层的光学特性，使得尽可能多的光耦合到存储和再现层。在本优选实施例中，该反射层是Si3N4(氮化硅)层。
介电层105顶上是磁性硬TbFeCo(铽铁钴)存储层107。该存储层107中，信息存储在磁性稳定的且半永久性的畴中。每个畴或位的尺寸很小，长度在20-100nm的量级，从而在磁盘上获得高密度的信息。典型地，当前可以获得数据密度达到20Gbit/in2，该数字有望在将来显著增加。该存储层很薄，通常在20nm的量级。
存储层107之后是另一介电层109，该介电层109由Si3N4材料制成，且该介电层109顶上是再现层111，其静磁地耦合到存储层107，并通过提供膨胀磁畴促进光学检测来辅助读取操作。在本优选实施例中，该再现层111由磁性软GdFeCo(钆铁钴)材料制成。该再现层因此比存储层需要更低的磁场强度以产生磁畴。
再现层111顶上是第三介电层113，且该层之上是由丙烯酸类树脂制成的覆盖层，该覆盖层为下面的层提供机械保护。
可以利用热-磁写入技术实现所述介质的数据存储。特别是，通过聚焦的激光点将该存储层加热到居里温度，然后在磁场下冷却。然后“冷冻”被加热区域的磁化，其方向平行于磁场方向。在冷却阶段施加的磁场的方向受到将要存储的数据位的数据值控制。这样，就产生了磁畴，其磁场方向对应于该位的数据值。
通过MAMMOS处理实现了存储介质100的读取，其中记录层中的畴在低功率加热激光和磁场的控制下在再现层中被放大。通过检测磁化对入射激光的克尔旋转的影响，光学读取了再现层的放大畴的磁场方向。
为了提高性能，通过引入邻接再现层的金属层改进了图1的磁光盘。因此，金属层优选直接位于再现层下和/或上。
因此，图2示出了根据本发明实施例的磁光介质。
因此，在本优选实施例中，该磁光介质包括与图1所述的相同的层，只是增加了直接邻接再现层放置的一个或两个额外的金属层。因此，所述金属层邻接该再现层并尤其与再现层直接接触。
因此，如图所示，根据本实施例的磁光介质200包括与介电层113相邻的覆盖层115，介电层113又与第一金属层201相邻。第一金属层201直接与再现层111相邻，再现层111又与第二金属层203相接触。其它的层与图1的介质相同，因此包括与第二金属层203相邻的介电层109。然后存储层107之后是存储层107，存储层107与另一介电层105相邻，介电层105又与衬底101上的反射导热层103相邻。
通过邻接再现层放置金属层，可以获得很多优点。特别是，这些金属层提供了额外的热分布，并因此充当除了通过反射导热层103获得的热分布之外的散热器。这允许使用更高的读回激光功率，因此允许更大的载波噪声比(CNR)。
此外，额外的金属层的引入使得较短波长下的克尔旋转和椭圆率增加。期望至少对于Pt和Pd的情况，克尔效应的增加部分是由金属层的最初几个原子层在与再现层的磁性材料邻接放置时变成磁性极化的而引起的。增强的克尔效应导致光学读出信号的更强的变化。因此，获得了增强的品质因子(FOM)以及增加的CNR，并且由此对于相同的激光波长和功率产生了更少的误差。
因此，通过增加激光功率以及增强克尔效应补偿了较短波长下FOM的降低，由此允许使用更短的激光波长。因此，对于蓝色激光(大约405nm)，可获得可接受的误差性能。这允许光学检测分辨更小的畴，因此使得磁光存储介质的数据密度增加。
优选地，该磁光介质包括在再现层各侧上的金属层，但是在其它实施例中，可以只包括这些金属层中的一层。因此，特别是可以只包括位于再现层上与存储层相对侧上的金属层。这使得入射光的反射率增加以及热导率增加。
金属层优选包括过渡金属，因为认为这些金属具有最适当的机械、光学和热学特性。特别是，该金属层优选由钯(Pd)和/或铂(Pt)制成。这些金属具有另外的优点，即当邻接磁性材料放置时，顶部的几个原子层可表现出磁性极化，由此增强了较短波长下的克尔效应。
该金属层优选为薄的，且每层金属层的厚度优选小于2nm。这提供了适当的热导率并增强了克尔效应，同时没有显著增加该介质的总厚度或影响存储和再现层之间的磁耦合。
此外，对于这种尺寸的金属层厚度而言，该金属层将增加读回辐射从再现层的反射。这就减少了读回激光到达存储层并被该层吸收或反射的可能性。因此，也可以减少从存储层读出不想要的“鬼影”读回信号(一种“印透”效应)的可能性。
在本优选实施例中，介电层109沉积在存储层和再现层之间。然而，其它实施例中可以使用具有其它特性的分隔层。因此，虽然介电层提供了对介质光学特性的适当控制，但也可使用其它材料，特别是，分隔层可以由例如金属或其它磁性或非磁性材料制成。
在不同的实施例中，分隔层可以是磁性的或非磁性的分隔层。特别是，对于AC-MAMMOS介质而言，优选非磁性分隔层。对于DWDD介质而言，分隔层优选是磁性的，并且例如可以包括多达三个成份不同的叠层。对于ZF-MAMMOS介质而言，分隔层优选包括非磁性和磁性叠层。
可以理解，可以对本文中描述的优选实施例进行修改，特别是，可以从该介质中略去几个所描述的层，也可以包含其它未描述的层，或者对所描述的层采用不同的顺序。但是，该介质要至少包含磁性存储层和磁性再现层，这两个磁性层之间某处有分隔层，以及至少一个与磁性再现层相邻的金属层。
可以理解，可以使用任何适当的方法来制造该磁光介质。本领域的技术人员将会知道多种适当的制造方法，但是优选将该磁光介质作为磁光盘制造，使用聚碳酸酯衬底并在随后的步骤中分别溅射沉积剩余的层。
虽然已经参照优选实施例描述了本发明，但是本发明并不意图限制为本文中阐述的具体表现。本发明的范围仅由所附的权利要求书进行限定。
权利要求
1.一种磁光记录介质，包括-用于支撑其它层的衬底层；-用于存储信息的磁性存储层；-磁性再现层，用于再现磁性存储层的信息以读取该信息；-分隔层，夹在磁性存储层和磁性再现层之间；以及-至少一层与磁性再现层相邻的金属层。
2.根据权利要求1所述的磁光记录介质，其中至少一层金属层之一夹在存储层和再现层之间。
3.根据权利要求1所述的磁光记录介质，其中至少一层金属层之一在与磁性存储层相反的方向上和再现层相邻。
4.根据权利要求1所述的磁光记录介质，其中该磁光存储介质包括两层金属层，分别在磁性再现层的每侧上与该磁性再现层相邻。
5.根据权利要求1所述的磁光记录介质，进一步包括夹在衬底和存储层之间的反射层。
6.根据权利要求5所述的磁光记录介质，其中反射层位于衬底层上；第一介电层位于该反射层上；磁性存储层位于该第一介电层上；分隔层位于该磁性存储层上；金属层位于该分隔层上；磁性再现层位于该金属层上；第二介电层位于该磁性再现层上；以及覆盖层位于该第二介电层上。
7.根据权利要求5所述的磁光记录介质，其中反射层位于衬底层上；第一介电层位于该反射层上；磁性存储层位于该第一介电层上；分隔层位于该磁性存储层上；磁性再现层位于该分隔层上；金属层位于该磁性再现层上；第二介电层位于该金属层上；以及覆盖层位于该第二介电层上。
8.根据权利要求5所述的磁光记录介质，其中反射层位于衬底层上；第一介电层位于该反射层上；磁性存储层位于该第一介电层上；分隔层位于该磁性存储层上；两个金属层中的第一金属层位于该分隔层上；磁性再现层位于该第一金属层上；两个金属层中的第二金属层位于该磁性再现层上；第二介电层位于该第二金属层上；以及覆盖层位于该第二介电层上。
9.根据权利要求1所述的磁光记录介质，其中至少一层金属层的金属包括过渡金属。
10.根据权利要求9所述的磁光记录介质，其中至少一层金属层的金属包括选自以下组中的金属，该组包括a.铂b.钯c.钽d.锆e.铌f.钼g.钌h.铑i.铜j.银k.金l.钨
11.根据权利要求1所述的磁光记录介质，其中该至少一层金属层的厚度小于2nm。
12.根据权利要求1所述的磁光记录介质，其中该分隔层是介电层。
13.根据权利要求1所述的磁光记录介质，其中该至少一层金属层耦合到磁性再现层，以使该至少一层金属层引起克尔旋转增加。
14.根据权利要求1所述的磁光记录介质，其中该至少一层金属层耦合到磁性再现层，以使该至少一层金属层引起热消散增加。
15.根据权利要求1所述的磁光记录介质，其中该至少一层金属层耦合到磁性再现层，以使该至少一层金属层引起反射率增加。
16.根据权利要求1所述的磁光记录介质，其中该磁光记录介质是畴膨胀介质。
17.根据权利要求1所述的磁光记录介质，其中该磁光记录介质是磁放大磁光系统(MAMMOS)介质。
18.根据权利要求17所述的磁光记录介质，其中该磁光记录介质是AC MAMMOS介质。
19.根据权利要求17所述的磁光记录介质，其中该磁光记录介质是ZF MAMMOS介质。
20.根据权利要求16所述的磁光记录介质，其中磁光记录介质是畴壁移动检测(DWDD)介质。
全文摘要
本发明涉及一种磁光存储介质(200)，特别涉及畴膨胀存储介质。该介质(200)包括用于长期存储信息的磁存储层(107)，以及磁性耦合到该层的磁性再现或读出层(111)，其中在读出期间可以产生增强的磁畴。磁性层(107、111)被非金属的或金属的、非磁性的或磁性的层(109)分隔开，并且至少一层金属层(201、203)(例如钯或铂)与磁性再现层(111)相邻放置。该金属层(201、203)优选位于磁性再现层(111)的每侧上。(多个)金属层(201、203)提供增加的热消散以及克尔效应，并由此允许磁光存储介质(200)具有增加的数据密度。
文档编号G11B11/105GK1682300SQ03822089
公开日2005年10月12日 申请日期2003年8月8日 优先权日2002年9月18日
发明者G·N·菲利普 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司