本发明涉及到一种磁记录介质，特别是一种用磁畴壁移动重放系统能够重放 信息信号的光磁记录介质，和制造此介质的一种方法。

已知有多种方法重放存储在磁存储介质上的信息信号。特别是，本申请人在 公开号为平6-290496的日本专利中提出的一种磁性壁移动重放系统能够通过应 用磁畴壁移动现象使信息信号具有高分辨能力。即使用其中由磁畴壁在带状记录 磁道上形成信息信号的磁光介质，用重放光束的辐射加热记录磁道以形成一可移 动区域，磁畴壁不受限制，因此，由温度倾斜所形成的驱动力作用在磁畴壁上， 使磁畴壁高速移动，探测此移动，信息信号的重放就实现了。

图6A和6B是用在此磁畴壁移动重放系统中的常规的磁光介质31构造的局 部放大视图。图6A是纵向截面视图而图6B则是平面视图。在图中，磁光介质31 包括衬底32，它是由诸如聚碳酸酯等透明树脂材料做的，并被构造成具有带状 部分，所以凹槽G和槽脊L平行交替形成，在衬底32形成的由磁性材料组成的 磁层33，以及由紫外固化树脂形成的保护层34。在槽脊L上的磁层33包含一个 其上记录有信息信号的带状记录磁道RT。磁层33通过层压由磁性材料，例如， 诸如Tb、Gd、Dy等过渡金属材料制成的三个层，即移动层33a，交换层33b， 和存储层33c来形成。在这里，移动层33a是一层垂直的磁化薄膜，它的磁矫顽 力要小于存储层33c的磁矫顽力，而其磁畴壁的灵活性比存储层33c的强；交换 层33b是一层磁性材料的薄膜，它的居里温度要低于移动层33a和存储层33c； 存储层33c是一层垂直的磁化薄膜。

另外，在凹槽G的底面和侧面上形成的磁层33是这样的截面区S，其中， 垂直方向的磁各向异性被弱化了(图6A和6B的阴影部分)。记录磁道RT和记录 磁道两边的分割区域S没有经受磁耦合或经受磁耦合的程度极其小。通过使用高 功率激光束辐射至凹槽加热，或用干蚀刻的办法来形成这样的分割区域S。

当把信息信号记录在磁光介质31的记录磁道RT上的时候，分割区域S已位 于记录磁道RT两边，形成了为记录畴的磁畴壁，使得跨越记录磁道RT的两端而 没有闭合。因此，重放光束的辐射使得磁畴壁很容易地移动，由此，磁畴壁移动 重放成为可能。

在上面描述的磁光介质中，信息信号只是记录在记录磁道RT上，并且信息 信号不能记录在包括磁特性差的磁层33的分割区域S上。因此，为了增加信息 信号的记录密度，通过窄化分割区域S的宽度以增加磁道密度是很有效的。在传 统的方法中，为了形成分割区域S，采用的一种方法是通过蚀刻来去除磁本体， 另一种方法是使用激光束来使磁本体退火。然而，蚀刻不能阻止发生在磁光介质 上的金属污染。另外，因为汇聚激光的方法和汇聚的条件不是最优化的，所以激 光退火不能够窄化分割区域的宽度。

本发明的一个目的是提供一种磁畴壁移动重放系统的磁光介质，通过在形成 分割区域以窄化分割区域宽度的时候最优化激光的辐射条件，使得其记录密度不 比传统的少，同时提供了该介质的制造方法。

上面讨论的问题通过磁畴壁移动类型磁光介质的制造方法来实现：

步骤(A)，在全部衬底上形成一个磁层；

步骤(B)，形成分割区域，其中，磁层的垂直磁各向异性被减弱，多个带状 记录磁道从带状记录磁道的两侧被夹在分割区域之间，并且通过用光束或波长不 超过550nm的带电粒子束在从磁层的对侧的方向，面对衬底朝向衬底、并且平行 地、等间隔地扫描衬底上的汇聚能量束而磁性地将它们彼此分离。

另外，用上述的制造方法制造的磁畴壁移动类型磁光介质也能达到以上所描 述的目标。

将用后面的实施例来详细说明。

图1A和1B表示本发明的磁光介质的结构，图1A是截面视图而图1B是平面 视图；

图2A、2B、2C、2D和2E是表示本发明的制造方法的附图；

图3是表示在本发明的制造方法中的能量束的辐射方法的附图；

图4是表示在本发明的制造方法中的能量束的辐射方法的附图；

图5A和5B是描述根据磁畴壁移动重放系统的一种信息信号的重放方法的附 图；

图6A和6B是表示一种常规的磁光介质结构的附图。

下面将描述作为本发明的制造磁记录介质的一种方法。顺便提及，在所有的 图中，同样的符号表示相同的部分。图1A和1B是作为用本发明制造的磁记录介 质的磁光介质1的结构的局部放大图，图1A是纵截面视图，而图1B是平面视图。 在这里磁光介质1是由一个片状的衬底2、形成在衬底2上的磁层3、以及形成 在磁层3上的保护层4构成。

衬底2由一种透明的树脂材料构，如聚碳酸脂成。它的厚度tS为1.2mm，它 的表面上有互相平行的带状凹槽G和槽脊L。

磁层3包括三个由磁性材料组成的层压层，它们分别为：移动层3a，交换 层3b和存储层3c。磁层3的厚度tM为80nm。像Tb、Gd、Dy这样的稀土元素和 Fe、Co这样的过渡金属的合金适合于用作磁性材料。移动层3a是一层垂直的磁 化薄膜，它的磁矫顽力要小于存储层3c的磁矫顽力，而其磁畴壁的移动则大于 存储层33c；交换层3b是一层磁性材料的薄膜，它的居里温度要低于移动层3a 和存储层3c；存储层3c是一层垂直的磁化薄膜。

槽脊L上形成的磁层3包括一个带状的记录磁道RT，信息信号就存储在这 里。另外，在记录磁道RT两边的在凹槽G的底面和侧面上生成的磁层3为分割 区域S，其中垂直的磁各向异性被减弱了。记录磁道RT被分割区域S彼此磁性 地分开。顺便提及，在图1B中，WS是分割区域S的宽度，而WT是记录磁道RT 的宽度。

关于本发明的磁光介质的组成不限于以上的实施例，也可以是其它的结构， 其中，在槽脊L上形成磁层3作为分割区域S，而在凹槽G上形成磁层作为记录 磁道RT。

保护层4是一片薄的薄膜，如由紫外固化树脂薄膜或树脂材料制成，它的厚 度tP最好不小于1μm。当保护层为由SiN、SiO2、石墨和如金刚石的碳等构成 的硬薄膜的情况下，其厚度最好不大于1μm。

接下来，将叙述以上所描述的磁光介质1的制造方法。图2A，2B，2C，2D和2E 是磁光介质1的对应制造步骤中的局部放大视图。

首先，产生如图2A中所示的衬底2。衬底2由聚碳酸脂等树脂注塑成形来 形成，槽脊L和凹槽G在其上平行生成。槽脊的宽度WT是0.65μm，凹槽的宽 度WS为0.25μm，凹槽G的深度为0.1μm。另外，在凹槽G中形成的分割区域 S的宽度WS要窄于记录磁道RT的宽度WT。

顺便提及，如图2A所示，凹槽G的深度为从槽脊L的水平面到凹槽G的水 平面的高度QG。

顺便提及，这种磁光介质的记录密度的期望值是0.9到1.3GB/cm2。

接下来，如图2B所示，在形成槽脊L和凹槽G的衬底2的表面上用诸如溅 射薄膜的方法按序层压为磁性材料的薄膜的移动层3a、交换层3b和存储层3c， 以形成磁层3。

再接下来，如图2C所示，沿着从磁层3的对侧、面对着衬底2、朝向衬底2 的方向辐射凹槽G的磁层3，这样，能量束11沿着凹槽G扫描而形成分割区域S。

分割区域S(凹槽G)和记录磁道RT(槽脊L)在高度上有所不同。当能量 束11扫描时，高度上的结构差别作为寻迹导引而加倍。

图2D是沿图2C中的光束的辐射方向看去的平面图。这就是已经经过辐射的 画阴影线的那部分，并且磁层3的垂直磁各向异性已经降低。辐射汇聚直径为D 的能量束11以经过凹槽G。这是因为分割区域S的宽度是能量束11的汇聚直径 D的40％到80％。

如果能量束11是波长不超过550nm的光束，那么它的汇聚直径D可以是0.05 到0.6μm。另外，如果能量束11是像电子束和离子束这样的带电粒子束，那么 它的汇聚直径D可以是0.02到0.2μm。

这样的能量束11的辐射给在凹槽G中形成的磁层3加热，使构成磁层3的 原子之间的耦合状态改变，使垂直磁各向异性降低，这样就形成了分割区域S。

在离子束辐射的情况下，离子被注入到在凹槽G中形成的磁层3中，或者对 构成磁层3的原子进行溅射，以改变磁层2中的组成或原子的耦合状态，使其垂 直磁各向异性降低。这样便形成了分割区域S。

虽然没有阐述，但是如果在磁层3上生成一层绝缘层和/或热辐射层的话， 则在该步骤实现了镀膜。

再下一步，如图2E所示，在磁层3上用了一种紫外固化树脂材料去发射紫 外光，让树脂材料固化，或者在磁层3上粘一个由树脂材料做的薄片以形成保护 层4，这样磁光介质1就完成了。

顺便提及，为了形成的分割区域S有足够窄的宽度WS，能量束11的汇聚直 径D需要变小。特别地，下面将描述用光束来做能量束11时的使汇聚直径D变 小的方法。

图3是一个光学系统，其中，光束是聚集并辐射到磁层3上的能量束11。在 此图中，标号12表示产生光束的光源，从12产生出来的平行传播的光束11汇 聚到具有聚光器13的磁层3上面。在这里，光束的波长为λ，聚光器13的数 值孔径为NA，光束的汇聚直径D和λ/NA成比例，因此当在波长λ变短和数值 孔径NA变大的情况下，光束的汇聚直径D会变小。聚光器透镜的数值孔径一般 倾向于不超过0.6，为了使分割区域S的宽度WS不超过0.48μm，光束的波长λ 最好不要超过550nm。实际上，半导体激光器、He-Cd激光器(442nm)、氩离子 激光器(515或448或458nm)、氪离子激光器(413nm)等都可用作光源12。高 的二次谐波或更密级，例如半导体激光器和YGA激光器可用来获得更短波长的光 束。另外，希望使用NA≥0.65的聚光器13。

例如，光束的波长是400nm，聚光器13的NA为0.85，光束的汇聚直径D可 以做到0.42μm。另外，在这时形成的分割区域S的宽度WS为0.25μm，相当于汇 聚直径D的60％。

如图4所示，如果一个相邻场光产生元件14，诸如由高折射率材料做的半球 型透镜的SIL(固体下沉透镜)，和微孔径元件放置在衬底2的表面附近，相邻场 光产生元件14产生的相邻场光作为光束辐射，它的汇聚直径D可以做的更小， 例如，大约在0.05到0.2μm左右。由于分割区域的宽度WS是汇聚直径D的40％ 到80％，吸收相邻场光能使形成的分割区域不超过0.1μm。

顺便提及，由于当聚光器13的数字口径NA越大，它的焦距越短，所以聚光 器13必须放置得离磁层3更近。另外，为了使相邻场光作为一束光束辐射到磁 层3上，必须设置相邻场光产生元件14，使它与磁层3的间距不超过0.1μm。

假定光束是从不存在磁层3的衬底后表面辐射出来，衬底2的厚度(大约为 0.6到1.2mm)使得聚光器13或相邻场光产生元件14不能够放得离磁层3足够 近，衬底的光特性偏差受到影响。因此，光束的辐射必须在已形成了磁层3的前 表面实现，即沿着面向衬底并对着衬底的磁层的反侧的方向。

另外，如果在磁层3上形成保护层4，光将辐射穿过保护层4，保护层4的 厚度(1至30μm)或光特性的不均匀性导致了汇聚到磁层3上的光束强度有变 化。另外，当保护层4厚的时候，聚光器13或相邻场光产生元件14不能够设置 得离磁层3足够近。因此，由光束辐射形成的分割区域S应该早于在磁层3上形 成保护层4。尤其在保护层4的厚度不下于1μm的情况下，由光束辐射形成的分 割区域S应该早于在磁层3上形成保护层4。

另外，在能量束11是带电粒子束如电子束和离子束的情况下，在磁层3上 形成保护层4以形成分割区域S之前，最好用带电粒子束沿面对衬底并朝向衬 底的磁层的反侧的方向辐射磁层3，以致衬底2或保护层4不会屏蔽带电粒子束。

另外，在磁层3上有热辐射层的情况下，为了使作为能量束11的光束或带 电粒子束不被热辐射层屏蔽掉，在磁层3上形成热辐射层以形成分割区域S之 前，最好从面对衬底并朝向衬底的磁层的反侧辐射能量束11。

另外，在磁层3上有绝缘层的情况下，由于类似的原因，在磁层3上形成绝 缘层以形成分割区域S之前，最好从面对衬底并朝向衬底的磁层的反侧辐射能量 束11。

然而，在制造绝缘层的材料很容易被能量束11穿透并且绝缘层厚度不超过 1μm的情况下，由于绝缘层造成的能量束的衰减是有限的。因此，分割区域S可 以在用绝缘层保护磁层3并接着在这种情况下能量束11穿过绝缘层辐射到磁层 3上之后形成分割区域S。

在绝缘层和能量束之间应用这项技术，例如是用SiN和Si3N4作为绝缘层的 材料，绝缘层的膜层厚度做的不超过1μm，以及作用波长为400到550nm之间的 光束。

至于能量束11的一个扫描方法，用从衬底2来的反射光探测到能量束11的 汇聚位置，所以基于探测到的信号，可以实现扫描用的在准确辐射到形成分割区 域S的位置的能量束11的寻迹控制和/或聚焦控制。或与能量束11一起辐射控 制用光束，所以通过此来基于深测信号，能够在扫描用能量束11上实现寻迹控 制和/或聚焦控制。

下面将描述重放来自带有重放设备的上述的磁光介质1的信息信号的一种方 法。这种重放设备包括用于光头和磁光介质1的驱动装置。图5A和5B是磁光 介质1的局部放大视图，显示了通过移动层系统的一个信息信号重放系统，图5A 是一个沿着记录磁道平行的方向截得的截面图，而图5B是一个从低表面截取的 平面视图。在磁层3上形成了记录磁道RT，具有向上和向下方向磁化的磁化区 域交替形成。在磁化区域和前面及后面的磁化区域之间的边界部分，形成了磁畴 壁W1，W2，....W6。这里，在记录磁道RT的两边，形成了分割区域S，在分割区 域S里垂直磁各向异性被减弱，因而形成的磁畴壁W1，W2，....W6跨越记录磁道 RT的两端而没有闭合地形成。

在重放信息信号的时候，穿过衬底2在记录磁道RT上汇聚重放用低能光束 21，光头实现辐射。同时，(未示出)驱动装置驱动磁光介质1，由此重放用的 光束21朝着箭头A指示的方向扫描记录磁道RT。随着重放用光束21的辐射， 磁层3的温度升高，在重放用光束21辐射区域外围，形成了如图中等温线22 所示的热分布。在这些图中，标号22代表温度Ts的等温线，大约和交换层3b 的居里温度相当，当此等温线越靠近内部，所表示的温度越高，而参考字符Xp表 示温度的峰值位置。如后所述，在记录磁道RT的移动层3a中，只有在温度不 小于Ts的区域内，即被等温线22包围着的一个区域内，磁畴壁才可移动。在 另一个区域内，磁畴壁移动是不可能的。

在离重放用光束21的辐射区域足够远的位置，磁层3的温度较低，在这个 位置中，移动层3a、交换层3b和存储层3c相互经历了交换耦合，磁化及在磁 存储层3c中形成的磁畴壁在交换层3b和移动层3a中转换形成。另外，由于温 度分布大约一致，移动磁畴壁转录进移动层3a的驱动力不起作用，因此磁畴壁 保持固定。然而，在越靠近重放用光束21辐射区的位置，磁层3的温度升高， 很容易超过等温线22的最前面的部分，交换层3b的温度达到了不低于Ts，能 够消除磁化。因而，由于在被高于TS的等温线22包围的区域中切断了在移动层 3a、交换层3b、以及存储层3c之间的交换耦合，并且在移动层3a和记录磁道 RT之间的磁耦合及其两侧的分割区域S都没有参与磁耦合或者说磁耦合极其小， 所以，在移动层3a中的磁畴壁可无限制地移动。而且，由于周围的温度下降， 磁畴壁上受到的驱动力朝着更高温度和更低能量的方向。因而，已经穿过等温线 22最前面部分的磁畴壁(图5A和5B中的W1)迅速朝达到如在移动层3a中的 箭头B所示的最高温度的Xp位置移动。顺便提及，在图中，移动前的磁畴壁W1 用虚线表示。伴随着此磁畴壁的移动，在一个方向(在图例中方向朝下)上有磁 化的一磁化区域Mex延伸并形成。顺便提及，存储层3c是由具有轻微程度的磁 畴壁移动材料做成，因而在存储层3c中，磁畴壁不会移动。

从而，一旦磁畴壁W1，W2....W6相继穿过等温线22的最前面部分，它们就 朝着Xp位置移动。每次交替形成具有向上和向下并延伸的磁化区域Mex。由于 磁光效应(Kerr效应)，来自本磁化区域Mex的读出光束21的反射光的极化方 向依磁化区域Mex的磁化方向而旋转。用光头探测到此极化方向的旋转。由于 被探测到的信号包括对应于磁畴壁移动的信号中的变化，磁畴壁作为一个信息信 息信号。

下面将描述本发明的几个实施例。

(实施例1)

现在描述本发明的磁光介质的生产方法。

聚碳酸酯经过注塑成型以产生衬底2。顺便提及，槽脊L(宽度WT：0.53μm) 和凹槽G(宽度Ws：0.33μm、深度0.07)在注塑时形成。本实施例中，槽脊 L将成为记录磁道RT，凹槽G将成为分割区域S。

这样的槽脊宽度和凹槽宽度形成的记录密度在1到1.4GB/cm2之间。

于是将衬底放到溅射镀膜的设备里，这样就形成了磁层3。顺便提及，因为 生成磁层3的镀膜的过程必须十分仔细，不能破坏其真空状态，所以用来溅射镀 膜的设备至少有三种靶。

首先但是相当重要的，厚度为30nm的移动层3a与衬底相连。磁移动层的成 分为GdFeCo。紧接着，镀上一层厚度为10nm的成分为DyFe的交换层3b。最后 镀上一层厚40nm的成分为TbFeCo的存储层3c。至此，磁层的镀膜制造结束了。

以上制造将在整个衬底2上形成磁层。因为凹槽G的倾斜部分倾斜于靶表面 倾斜，所以磁层的厚度为20nm，而槽脊L和凹槽G的平坦部分中的磁层厚度保 持40nm不变。

形成磁层的衬底从充满惰性气体(N2)的气氛中拿出来，将它放到一个光辐 射的设备里。本实施例中，考虑到分割区域的宽度WS为0.33μm，所以采用一个 光波长为488nm的氩(Ar)离子激光器和一个数值孔径NA为0.8的聚光镜。

从这个光学系统的上述条件所得到的光束的汇聚直径D为0.55μm。分割区 域的宽度WS相当于汇聚直径D的60％。

顺便提及，光束通过检测衬底2的折射光线进行跟踪控制和聚焦控制以决定 光束汇聚的位置并扫描凹槽G。

至于汇聚光束辐射的分割区域，温度会达到450℃，这个温度高于磁层的居 里点，以及磁畴壁运动开始的温度，这将导致磁层的结构及组成的变化及垂直磁 各向异性的消失。特别是在磁层的薄膜厚度厚的底部，垂直磁各向异性可以保持 至微小的程度，但在磁层的薄膜厚度薄的侧壁内，垂直磁各向异性消失。这样相 应的记录磁道RT就被彼此磁性地分开了。

分割区域形成以后，接着要镀上防护层4。在本实施例中，螺旋型涂层法适 用紫外线固化树脂以提供厚度约为10μm之后，再用一束紫外光束照射整个表 面使它变硬。

如上所描述的，给出了本发明中的磁光介质。

尽管用常规方法的磁畴壁移动重放系统中的磁光介质的记录密度为 0.8GB/cm2，但本发明中的记录密度被成功地提高到近1.25到1.75倍。 (实施例2)

除了上面提到的方法，在生产衬底2时，槽脊L的宽度可以是0.53μm，凹 槽G的宽可以是0.073μm，其深度为0.06μm，衬底的生成和磁本体的镀膜与

实施例1中的一样。

本实施例中，槽脊L为记录磁道RT，而凹槽G为分割区域S。由这样的槽脊 宽度和凹槽宽度得到的记录密度是1.4到1.9GB/cm2。

本实施例中，为了缩短分割区域的宽度WS到0.073μm，以使其宽度小于实 施例1中分割区域的宽度，用波长为266nm的紫外线固体激光器作为光束，数值 孔径NA为0.8和SIL聚光镜作为邻近场发光元件。

从这个光学系统的这些条件所得到的光束的汇聚直径D为0.13μm。分割区 域的宽度WS相当于汇聚直径D的56％。

在这里，因为导致相邻场光激活的距离非常小，所以SIL固定在衬底的记录 磁道表面上0.035μm处。

顺便提及，本实施例中，为了光束能精确地扫描凹槽G，采用寻迹控制和聚 焦控制，其中，同时辐射到槽脊L上的另一光检测折射光，利用该折射光来决定 光束的位置和深度。

当分割区域形成以后，接着要镀上防护层4。本发明中，要将含有TiO2粒子 的聚乙烯的薄片(厚度为10μm)和衬底2用一种粘合材料粘合在一起。

如上所描述的，给出了本发明中的磁光介质。  

用常规方法制成的磁畴壁移动重放系统中的磁光介质的记录密度为 0.8GB/cm2，而在本实施例中，成功地将记录密度提高到近1.75到2.38倍。

(例3)

在生产衬底2的时候，槽脊L的宽度是0.19μm，凹槽G的宽是0.53μm， 衬底的生成和磁性物质的镀膜与实施例中的一样。然而，在本实施例中，与例1 和例2不同，凹槽G为记录磁道RT，槽脊L为分割区域S。由这样的槽脊宽度和 凹槽宽度得到的记录密度为1.2到1.6GB/cm2。

另外，为了使分割区域的宽度WS为0.19μm，要用到波长为410nm的半导体 激光器和一个数值孔径NA为0.8的聚光镜。从这个光学系统的这些条件中得到 的光束的汇聚直径D为0.41μm。分割区域的宽度WS相当于汇聚直径D的46％。

顺便提及，通过检测衬底2的折射光线，光束经历了跟踪控制和聚焦控制， 以决定光束的汇聚位置，并且扫描槽脊L，以便形成分割区域S。另外，用同实 施例1中一样的方法形成防护层。

用常规方法制成的磁畴壁移动重放系统中的磁光介质的记录密度为 0.8GB/cm2，而在本实施例中，成功地将记录密度提高到近1.5到2.0倍。