JP2000285535A - 光磁気記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 記録密度が高密度になっても記録層の各磁区
を正確に再生層に転写し、その転写した磁区を検出でき
る光磁気記録媒体を提供する。 【解決手段】 光磁気記録媒体１０は、透光性基板１
と、下地層２と、再生層３と、第１のマスク層４と、非
磁性層５と、第２のマスク層６と、記録層７と、保護層
８とを備える。再生層３は所定の温度以上で面内磁化膜
から垂直磁化膜になる磁性層であり、第１のマスク層４
は、室温で面内磁化膜であり、所定の温度以上で磁化が
消滅する磁性層であり、第２のマスク層６は、所定の温
度以上で面内磁化膜から垂直磁化膜となる磁性層であ
る。従って、第１のマスク層４の磁化が消滅する領域の
長さを記録層７の最短ドメイン長とほぼ同等の長さにす
ることにより記録層７の各磁区は独立に第１のマスク層
４の磁化が消滅した領域のみを介して再生層３へ転写で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、信号を記録および
／または再生する光磁気記録媒体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光磁気記録媒体は、書き換え可能で、記
憶容量が大きく、且つ、信頼性の高い記録媒体として注
目されており、コンピュータメモリ等として実用化され
始めている。また、最近では、記録容量が６．０Ｇｂｙ
ｔｅｓの光磁気記録媒体がＡＳ−ＭＯ（Ａｄｖａｎｃｅ
ｄ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｍａｇｎｅｔｏ Ｏｐｔｉｃａｌ
Ｄｉｓｋ）規格として進められ、実用化されようとして
いる。かかる高密度な光磁気記録媒体からの信号の再生
は、レーザ光を照射することにより、光磁気記録媒体の
記録層の磁区を再生層へ転写すると共に、その転写した
磁区だけを検出できるように再生層に検出窓を形成し、
その形成した検出窓から転写した磁区を検出するＭＳＲ
（Ｍａｇｎｅｔｉｃａｌｌｙ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｓｕｐ
ｅｒ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）法により行われている。

【０００３】また、光磁気記録媒体からの信号再生にお
いて交番磁界を印加し、レーザ光と交番磁界とにより記
録層の磁区を再生層へ拡大転写して信号を再生する磁区
拡大再生技術も開発されており、この技術を用いること
により１４Ｇｂｙｔｅｓの信号を記録および／または再
生することができる光磁気記録媒体も提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、記録密度が高
密度になるに伴い、レーザ光を照射して記録層の磁区を
再生層へ転写する際に複数の磁区が再生層へ転写され、
信号再生を正確に行うことができないという問題が生じ
た。この問題は、ＭＳＲ法により信号再生を行う光磁気
記録媒体および磁区拡大再生により信号再生を行う光磁
気記録媒体において生じている。

【０００５】そこで、本発明は、かかる問題を解決し、
記録密度が高くなっても記録層の各磁区を正確に再生層
に転写し、その転写した磁区を検出できる光磁気記録媒
体を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段および発明の効果】請求項
１に係る発明は、再生層と、第１のマスク層と、非磁性
層と、第２のマスク層と、記録層とを含む光磁気記録媒
体である。

【０００７】第１のマスク層は、再生層に接して形成さ
れ、第１の温度以上で所定の領域は磁化が消滅し、前記
所定の領域以外の領域は面内磁化を保持する。

【０００８】また、非磁性層は、第１のマスク層に接し
て形成される。

【０００９】また、第２のマスク層は、非磁性層に接し
て形成された第２の温度以上で面内磁化膜から垂直磁化
膜になる。

【００１０】また、記録層は、第２のマスク層に接して
形成される。

【００１１】請求項１に記載された光磁気記録媒体にお
いては、レーザ光が照射されると、第２のマスク層のう
ち第２の温度以上になった領域は面内磁化膜から垂直磁
化膜となり記録層の磁区と交換結合し、記録層の磁区と
交換結合した第２のマスク層の磁区の両隣の領域は面内
磁化から垂直磁化の方向に多少回転した磁化状態とな
る。そして、第１のマスク層のうち第１の温度以上にな
った所定の領域は磁化が消滅し、所定の領域以外の領域
は面内磁化を保持する。

【００１２】そうすると、面内磁化から垂直磁化の方向
に多少回転した第２のマスク層の磁区は、第２のマスク
層と第１のマスク層との間に非磁性層が存在するため、
第１のマスク層の面内磁化を保持する領域により再生層
への転写を阻止され、記録層と交換結合した第２のマス
ク層の磁区は非磁性層、および第１のマスク層の磁化が
消滅した領域を介して静磁結合により再生層へ転写され
る。

【００１３】従って、請求項１に記載された発明によれ
ば、記録層の第２の温度以上の領域の磁区が第２のマス
ク層に交換結合により転写され、その転写された磁区
は、第１のマスク層の磁化が消滅した領域のみを介して
再生層に転写され得るため、第１のマスク層の磁化が消
滅する領域が記録層の最短ドメイン長にほぼ等しくなる
ように光磁気記録媒体の回転数、レーザ光の照射強度を
制御することにより記録層の各磁区を独立に再生層へ転
写できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図を参照し
つつ説明する。図１を参照して、本願発明に係る光磁気
記録媒体の断面構造について説明する。光磁気記録媒体
１０は、透光性基板１と、下地層２と、再生層３と、第
１のマスク層４と、非磁性層５と、第２のマスク層６
と、記録層７と、保護層８とを備える。

【００１５】透光性基板１は、ガラス、ポリカーボネー
ト等から成り、下地層２は、ＳｉＮから成り、再生層３
は、ＧｄＦｅＣｏから成り、第１のマスク層４は、Ｇｄ
Ｆｅ若しくはＧｄＦｅＡｌから成り、非磁性層５は、Ｓ
ｉＮから成り、第２のマスク層６は、ＧｄＦｅＣｏから
成り、記録層７は、ＴｄＦｅＣｏから成り、保護層８
は、ＳｉＮから成る。

【００１６】また、下地層２の膜厚は、３００〜１５０
０Åであり、再生層３の膜厚は、１５０〜８００Åであ
り、第１のマスク層４の膜厚は、５０〜４００Åであ
り、非磁性層５の膜厚は、５０〜２００Åであり、第２
のマスク層６の膜厚は、５００〜１５００Åであり、記
録層７の膜厚は２５０〜２０００Åであり、保護層８の
膜厚は８００Å程度である。

【００１７】下地層２は、透光性基板１上にＧｄＦｅＣ
ｏ等の磁性層を直接形成すると、ＧｄＦｅＣｏ等の磁性
層の品質が低下し、記録特性や再生特性が低下するのを
防止するために形成される。

【００１８】再生層３を構成するＧｄＦｅＣｏは、室温
で面内磁化膜であり、レーザ光が照射され、１５０℃以
上に昇温されると垂直磁化膜となる。

【００１９】また、第１のマスク層４を構成するＧｄＦ
ｅ若しくはＧｄＦｅＡｌは、室温で面内磁化膜であり、
信号の再生温度である１５０℃より低い１４０℃程度で
磁化が消滅する。即ち、第１のマスク層４は、室温では
面内方向の磁化を有し、再生温度より低い温度で磁化が
消滅する磁性膜である。

【００２０】また、第２のマスク層６は、室温で面内磁
化膜であり１５０℃以上に昇温されると垂直磁化膜とな
る磁性層である。

【００２１】また、記録層７を構成するＴｂＦｅＣｏ
は、垂直磁化膜である。

【００２２】下地層２、およぼ保護層８を構成するＳｉ
Ｎ、再生層３を構成するＧｄＦｅＣｏ、第１のマスク層
４を構成するＧｄＦｅ若しくはＧｄＦｅＡｌ、非磁性層
５を構成するＳｉＮ、第２のマスク層６を構成するＧｄ
ＦｅＣｏ、および記録層７を構成するＴｄＦｅＣｏは、
スパッタリング法により形成される。下地層２、および
保護層８を構成するＳｉＮ、非磁性層５を構成するＳｉ
Ｎ、および記録層７を構成するＴｂＦｅＣｏは、周知の
条件で形成することができる。また、再生層３を構成す
るＧｄＦｅＣｏ、第１のマスク層４を構成するＧｄＦｅ
若しくはＧｄＦｅＡｌ、および第２のマスク層６を構成
するＧｄＦｅＣｏは、Ｇｄ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ａｌの４つの
ターゲットを用いて同時スパッタにより作製することが
できる。

【００２３】図２を参照して、第１のマスク層４の形成
条件について説明する。ターゲットは、ＧｄとＦｅであ
り、スパッタガスとしてのＡｒガス流量は、４０〜８０
ｓｃｃｍの範囲であり、典型的には６０ｓｃｃｍであ
る。また、反応圧力は、３〜１０ｍＴｏｒｒの範囲であ
り、典型的には７ｍＴｏｒｒである。また、ＤＣパワー
は、Ｆｅが０．４５〜２．２５Ｗ／ｃｍ²の範囲、典型
的には０．９Ｗ／ｃｍ²であり、Ｇｄが０．１３〜１．
５Ｗ／ｃｍ²の範囲、典型的には０．３Ｗ／ｃｍ²であ
る。また、基板温度は、２０〜８０℃の範囲であり、典
型的には６０℃である。

【００２４】図３は、第１のマスク層４用のＧｄＦｅＡ
ｌの形成条件である。ＧｄとＦｅとＡｌを同時にスパッ
タリングすることにより形成する。その場合のＡｒガス
流量は、４０〜８０ｓｃｃｍの範囲であり、典型的には
６０ｓｃｃｍである。また、反応圧力は、３〜１０ｍＴ
ｏｒｒの範囲であり、典型的には７ｍＴｏｒｒである。
また、ＤＣパワーは、Ｇｄが０．１３〜１．５Ｗ／ｃｍ
²の範囲、典型的には０．２５Ｗ／ｃｍ²であり、Ｆｅが
０．５〜１．５Ｗ／ｃｍ²の範囲、典型的には０．７Ｗ
／ｃｍ²であり、Ａｌが０．３〜１．５Ｗ／ｃｍ²の範
囲、典型的には０．７Ｗ／ｃｍ²である。また、基板温
度は、２０〜８０℃の範囲であり、典型的には６０℃で
ある。また、再生層３と、第２のマスク層６が垂直磁気
異方性を示す温度に差を設ける場合は、ＧｄのＤＣパワ
ーを変えれば良く、温度を低くした方のＤＣパワーを下
げる。

【００２５】なお、図２、３に示した形成条件で第１の
マスク層４を形成する際には、透光性基板１は、３３ｒ
ｐｍで回転されている。

【００２６】図４を参照して、本願発明に係る光磁気記
録媒体１０の再生層３、第１のマスク層４、および第２
のマスク層６の磁性特性について説明する。縦軸は磁
化、横軸は温度である。再生層３は、室温で面内磁化膜
であり、温度が室温以上に上昇して１５０℃程度になる
と垂直磁化膜となる。そして、更に温度が上昇して３５
０℃程度になるとキュリー温度Ｔｃ１に達し、磁化が消
滅する。また、第２のマスク層６も、室温で面内磁化膜
であり、温度が室温以上に上昇して１４５℃程度になる
と垂直磁化膜となる。そして、更に温度が上昇して３５
０℃程度になるとキュリー温度Ｔｃ１に達し、磁化が消
滅する。一方、第１のマスク層４は、室温で面内磁化膜
であり、温度上昇と共に磁化が弱くなり、１４０℃程度
になるとキュリー温度Ｔｃ２に達し、磁化が消滅する。
従って、第１のマスク層４のキュリー温度１４０℃より
高い１４５℃以上で再生層３、および第２のマスク層６
は垂直磁化を有する。

【００２７】一般に、光磁気記録媒体にレーザ光を照射
し、信号を再生する際の温度は１５０℃程度である。従
って、光磁気記録媒体１０にレーザ光を照射し、信号を
再生する際には第１の磁性層４のうち１４０℃以上の領
域は磁化が消滅し、１４０℃以上の領域以外の領域は、
面内方向の磁化を有する。

【００２８】図５を参照して、レーザ光は、一般にガウ
ス分布で表される強度分布を有し、この強度分布を有す
るレーザ光が光磁気記録媒体１０に照射されると、所定
の値Ｗを有する領域が１４０℃以上に昇温される。即
ち、所定の値Ｗを有する領域は、磁化が消滅し、それ以
外の領域は面内磁化を有する。そして、本願発明では、
所定の値Ｗが記録層７の最短ドメイン長とほぼ一致す
る。

【００２９】記録容量が６Ｇｂｙｔｅｓの場合、最短ド
メイン長は、０．２３５μｍであり、その場合、レーザ
光が照射された場合に１４０℃以上に昇温される領域が
０．２３５μｍとなるようにＧｄＦｅ中のＧｄの含有
量、もしくはＧｄＦｅＡｌ中のＧｄの含有量を制御す
る。同様に、記録容量が１４Ｇｂｙｔｅｓの場合には、
最短ドメイン長は、０．１μｍであり、レーザ光が照射
された場合に１４０℃以上に昇温される領域が０．１μ
ｍとなるようにＧｄＦｅ中のＧｄの含有量、もしくはＧ
ｄＦｅＡｌ中のＧｄの含有量を制御する。

【００３０】例えば、１４０℃以上に昇温される領域を
０．２３５μｍとするためには、ＧｄＦｅ中のＧｄの含
有量を２０ａｔ．％、ＧｄＦｅＡｌ中のＧｄの含有量を
１５ａｔ．％とする。また、１４０℃以上に昇温される
領域を０．１μｍとするためには、ＧｄＦｅ中のＧｄの
含有量を２０ａｔ．％、ＧｄＦｅＡｌ中のＧｄの含有量
を１５ａｔ．％とする。

【００３１】一般に、室温で面内磁化膜であり、再生温
度より低い１４０℃程度でキュリー温度に達する磁性材
料とするには、ＧｄＦｅ中のＧｄの含有量を１７〜２２
ａｔ．％の範囲、ＧｄＦｅＡｌ中のＧｄの含有量を１３
〜１８ａｔ．％の範囲とすれば良い。

【００３２】図６を参照して、光磁気記録媒体１０の再
生方法について説明する。信号が記録された状態では、
記録層７は、信号に基づいた垂直磁化を有し、再生層
３、第１のマスク層４、および第２のマスク層６は共に
面内磁化を有する（図６の（ａ）参照）。

【００３３】この状態で再生層３側からレーザ光ＬＢが
照射され、１２０℃程度の温度になると、記録層７のう
ち、ある磁区７０に隣接する第２のマスク層６の領域で
は面内から垂直方向に回転した磁化６１、６２、６３が
現れる（図６の（ｂ）参照）。そして、温度が１５０℃
程度になると、第２のマスク層６には記録層７の磁区７
０と交換結合した磁区６１が現れ、第１のマスク層４に
は磁化が消滅した領域４０が現れる。そうすると、第２
のマスク層６の磁区６１からの漏洩磁界も温度上昇と共
に強くなり非磁性層５、および第１のマスク層４の磁化
が消滅した領域４０を介して再生層３に及び、磁区６１
は、静磁結合により再生層３に転写され、再生層３には
磁区３０が現れる。第２のマスク層６の磁区６１の両隣
に生じた磁化６２、６３は、第１のマスク層４と第２の
マスク層６との間に非磁性層５が存在するため交換結合
により第１のマスク層４へ転写されることはなく、面内
磁化を保持する第１のマスク層４の磁化４１、４２によ
り再生層３へ漏洩磁界が及ぶこともないため、再生層３
には磁化６２、６３に影響された磁区が現れない（図６
の（ｃ）参照）。

【００３４】従って、記録層７の磁区７０だけが第２の
マスク層６に交換結合により転写され、非磁性層５、お
よび第１のマスク層４の磁化が消滅した領域４０を介し
て再生層３に転写される。そして、第１のマスク層４の
磁化が消滅した領域４０の長さを記録層７の最短ドメイ
ン長とほぼ同等にすることにより記録層７の各磁区を独
立に再生層３へ転写できる。

【００３５】照射されたレーザ光ＬＢは、再生層３に転
写された磁区３０によりその偏光面を回転されて反射
し、その反射光を検出することにより磁区３０が検出さ
れる。

【００３６】磁区３０の検出が終了した後、レーザ光Ｌ
Ｂが移動し、磁区３０、領域４０、磁区６１、７０の温
度が下がると最初の状態に戻る（図６の（ａ）参照）。

【００３７】上記説明した図６の（ａ）〜（ｃ）の過程
を経て光磁気記録媒体１０から信号が再生される。

【００３８】この場合、光磁気記録媒体１０に照射され
るレーザ光ＬＢの強度は、１．２〜３．０ｍＷの範囲で
あり、この範囲の強度を有するレーザ光ＬＢを照射する
こｔにより第１のマスク層４の磁化が消滅する領域４０
の長さを記録層７の最短ドメイン長とほぼ同等にでき
る。

【００３９】光磁気記録媒体１０は、ＭＳＲ法により信
号再生を行う光磁気記録媒体のみならず、磁区拡大によ
り信号再生を行う光磁気記録媒体としても使用可能であ
る。その場合の再生方法を図７を参照して説明する。図
７の（ａ）および（ｂ）は、上記図６の（ａ）および
（ｂ）と同じであるので、説明を省略する。記録層７の
磁区７０が第２のマスク層６、非磁性層５、および第１
のマスク層４の領域４０を介して再生層３へ転写され、
再生層３に磁区３０が現れたタイミングで外部から交番
磁界Ｈｅｘを印加すると、磁区３０の磁化と同じ方向の
磁界が印加されたタイミングで磁区３０は磁区３００に
拡大される（図７の（ｃ）参照）。この場合、第１のマ
スク層４の領域４０以外の領域は面内磁化を保持してい
るため、磁区７０の両隣の磁区からの漏洩磁界は再生層
３へ及ばないので、磁区３０は外部磁界により磁区３０
０に容易に拡大される。 拡大された磁区３００は、レ
ーザ光ＬＢと相互作用し、レーザ光ＬＢの反射光は磁区
３００の磁化によりその偏光面を回転される。従って、
偏光面が回転された反射光を検出することにより磁区３
００を検出することができる。この場合、磁区３００
は、磁区３０より大きくなっているので、磁区３００に
よりレーザ光の反射光はその偏光面を大きく回転され、
検出信号が大きくなる。

【００４０】磁区３００が検出された後、磁区３００の
磁化３０１と反対方向の外部磁界が印加されると共に、
レーザ光ＬＢが移動して温度が下がると磁区３００は面
内磁化を有し、第１のマスク層４の領域４０には、面内
磁化が現れ、第２のマスク層６の磁区６１は面内磁化膜
になる。その結果、初期状態（図７の（ａ））に戻る。

【００４１】上記説明した図７の（ａ）、（ｂ）、およ
び（ｃ）の過程を経て記録層７の各磁区が再生層３へ独
立に拡大転写され、信号が再生される。

【００４２】また、光磁気記録媒体１０の再生層３は、
室温で面内磁化膜であり、所定の温度以上で垂直磁化膜
となる磁性層として説明したが、これに限らず、垂直磁
化膜であっても良い。

【００４３】更に、光磁気記録媒体１０にレーザ光を照
射し、交番磁界を印加して記録層７の磁区を再生層３へ
転写し、拡大して再生する磁区拡大再生においては、照
射されるレーザ光の強度は、１．０〜２．５ｍＷの範囲
であり、印加される交番磁界の強度は、±３００Ｏｅ、
周波数は、２５ＭＨｚである。

【００４４】上記説明においては、再生層３が面内磁化
膜から垂直磁化膜になる温度と第２のマスク層６が面内
磁化膜から垂直磁化膜になる温度とは、１５０℃であ
り、同一として説明したが、必ずしも一致させる必要は
なく、異なる温度であってもよい。その場合、第２のマ
スク層６が面内磁化膜から垂直磁化膜になる温度の方が
再生層３が面内磁化膜から垂直磁化膜になる温度より低
温になるように設定することが好ましい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明に係る光磁気記録媒体の断面構造図で
ある。

【図２】図１に示す光磁気記録媒体の第１のマスク層の
形成条件である。

【図３】図１に示す光磁気記録媒体の第１のマスク層の
他の形成条件である。

【図４】図１に示す光磁気記録媒体の再生層と第１のマ
スク層の磁気特性である。

【図５】レーザ光の強度分布と第１のマスク層のうち１
４０℃以上に昇温度される領域との関係を説明する図で
ある。

【図６】光磁気記録媒体のＭＳＲ法による再生方法を説
明する図である。

【図７】光磁気記録媒体の磁区拡大による再生方法を説
明する図である。

【符号の説明】

１・・・透光性基板 ２・・・下地層 ３・・・再生層 ４・・・第１のマスク層 ５・・・非磁性層 ６・・・第２のマスク層 ７・・・記録層 ８・・・保護層 １０・・・光磁気記録媒体 ４０・・・磁化が消滅した領域 ３０、６１、７０、３００・・・磁区 ４１、４２、６１、６２、６３・・・磁化

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 再生層と、 前記再生層に接して形成され、第１の温度以上で所定の
   領域は磁化が消滅し、前記所定の領域以外の領域は面内
   磁化を保持する第１のマスク層と、 前記第１のマスク層に接して形成された非磁性層と、 前記非磁性層に接して形成された第２の温度以上で面内
   磁化膜から垂直磁化膜になる第２のマスク層と、 前記第２のマスク層に接して形成された記録層とを含む
   光磁気記録媒体。