JP2000285536A - 光磁気記録媒体 - Google Patents

光磁気記録媒体

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JP2000285536A
JP2000285536A JP11093143A JP9314399A JP2000285536A JP 2000285536 A JP2000285536 A JP 2000285536A JP 11093143 A JP11093143 A JP 11093143A JP 9314399 A JP9314399 A JP 9314399A JP 2000285536 A JP2000285536 A JP 2000285536A
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magneto
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JP11093143A
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Kenji Tanase
健司 棚瀬
Morio Nakatani
守雄 中谷
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 記録密度が高密度になっても録層の各磁区を
正確に再生層に転写し、その転写した磁区を大きな再生
信号強度で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、非磁性層4と、マスク層
5と、記録層6と、保護層7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、マスク層5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る。また、再生
層3と非磁性層4との界面でもレーザ光の反射率が大き
くなるように再生層3の屈折率と非磁性層4の屈折率が
決定される。

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。また、検出される再生
信号の強度を増加させる必要もある。
【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大きな再生信号強度で検
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、非磁性層と、マスク層と、
記録層とを含む光磁気記録媒体である。
【0007】非磁性層は、再生層に接して形成される。
【0008】また、マスク層は、非磁性層に接して形成
された第1の温度以上で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。
【0009】また、記録層は、マスク層に接して形成さ
れる。
【0010】そして、再生層の屈折率をn1、非磁性層
の屈折率をn2とした場合、n1>n2の関係を満た
す。
【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、マスク層のうち、第
1の温度以上の領域は磁化が消滅し、第1の温度以下の
領域は面内磁化を保持する。そして、再生層とマスク層
との間には非磁性層が挿入され、再生層の屈折率n1と
非磁性層の屈折率n2との間にはn1>n2の関係が成
立する。
【0012】そうすると、記録層のうち、第1の温度以
上に昇温されたマスク層に隣接する記録層の磁区がマス
ク層の磁化が消滅した領域、および非磁性層を介して静
磁結合により再生層へ転写される。そして再生層に照射
されたレーザ光は、再生層表面で反射されると共に、再
生層と非磁性層との界面でも反射され、再生層の表面で
反射されたレーザ光と、再生層と非磁性層との界面で反
射されたレーザ光とが再生信号として検出される。
【0013】従って、請求項1に記載された発明によれ
ば、記録層の各磁区を独立に再生層へ静磁結合により転
写できると共に、再生信号の強度を大きくできる。
【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、非
磁性層4と、マスク層5と、記録層6と、保護層7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、非磁性層4は、SiNから
成り、マスク層5は、GdFe若しくはGdFeAlか
ら成り、記録層6は、TdFeCoから成り、保護層7
は、紫外線硬化樹脂から成る。
【0016】また、下地層2の膜厚は、350〜160
0Åであり、再生層3の膜厚は、150〜800Åであ
り、非磁性層4の膜厚は、50〜400Åであり、マス
ク層5の膜厚は、50〜400Åであり、記録層6の膜
厚は200〜2000Åであり、保護層7の膜厚は10
μm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、マスク層5を構成するGdFe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、マスク層5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、記録層6を構成するTbFeCo
は、垂直磁化膜である。
【0021】下地層2を構成するSiN、再生層3を構
成するGdFeCo、非磁性層4を構成するSiN、マ
スク層5を構成するGdFe若しくはGdFeAl、お
よび記録層6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を構成するSiN、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。
【0022】図2を参照して、マスク層5用のGdFe
の形成条件について説明する。ターゲットは、GdFe
であり、スパッタガスとしての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、3〜10mTorrの範囲で
あり、典型的には7mTorrである。また、DCパワ
ーは、0.5〜3.0W/cm2の範囲であり、典型的
には1.4W/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。
【0023】図3は、マスク層5用のGdFeAlの形
成条件である。GdFeAlを形成する場合には、Gd
Feターゲット上にAlチップを載せ、それをスパッタ
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6
0sccmである。また、反応圧力は、3〜10mTo
rrの範囲であり、典型的には7mTorrである。ま
た、DCパワーは、0.5〜3.0W/cm2の範囲で
あり、典型的には1.4W/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】なお、図2、3に示した形成条件でマスク
層5を形成する際には、透光性基板1は、33rpmで
回転されている。
【0025】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とマスク層5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350℃程度になるとキュリー温度T
c1に達し、磁化が消滅する。一方、マスク層5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。
【0026】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
再生する際にはマスク層5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。
【0027】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6の最短ドメイン長とほぼ一致す
る。
【0028】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。
【0029】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。
【0030】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。
【0031】従って、本願発明においては、レーザ光が
光磁気記録媒体10に照射された場合、マスク層5のう
ち磁化が消滅する領域を記録層6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に転写することを第1の特徴とする。
【0032】図6を参照して、非磁性層4を構成するS
iNの形成条件について説明する。ターゲットは、Si
であり、スパッタガスとしてのArガス流量は、40〜
80sccmの範囲であり、典型的には60sccmで
あり、N2ガス流量は、5〜20sccmの範囲であ
り、典型的には15sccmである。また、反応圧力
は、3〜10mTorrの範囲であり、典型的には7m
Torrである。また、DCパワーは、2.5〜4.0
W/cm2の範囲であり、典型的には3.6W/cm2
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。図6に示す形成条件でSiN
を形成することにより屈折率が1.8〜2.5の範囲の
SiNを形成することができる。
【0033】また、図7を参照して、再生層3を構成す
るGdFeCoの形成条件について説明する。ターゲッ
トはGdとFeCoであり、スパッタガスとしての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、3〜10
mTorrの範囲であり、典型的には7mTorrであ
る。また、DCパワーは、Gdターゲットに印加えるパ
ワーは0.2〜0.7W/cm2の範囲であり、典型的
には0.3W/cm2である。また、FeCoターゲッ
トに印加するパワーは、0.7〜1.8W/cm2の範
囲であり、典型的には0.9W/cm2である。更に、
基板温度は、20〜80℃の範囲であり、典型的には6
0℃である。図7に示す形成条件でGdFeCoを形成
することにより屈折率が2.5〜3.5の範囲のGdF
eCoを形成することができる。
【0034】本願発明においては、再生層3の屈折率と
非磁性層4の屈折率との差を大きくすることにより再生
層3の表面のみならず、再生層3と非磁性層4との界面
で多重反射させ、光磁気記録媒体10で反射された見か
け上のカー回転角を大きくし、再生信号を大きくするこ
とを第2の特徴とする。
【0035】図8を参照して、光磁気記録媒体10から
の信号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6は、信号に基づいた垂直磁化を有
し、再生層3、およびマスク層5は共に面内磁化を有す
る(図8の(a)参照)。
【0036】この状態で再生層3側からレーザ光LBが
照射されると、記録層6のうち、ある磁区60に隣接す
るマスク層5の領域50では磁化が消滅し、領域50以
外の領域は面内磁化を保持する(図8の(b)参照)。
そして、光磁気記録媒体10の温度上昇と共に、記録層
6の磁区60からの漏洩磁界が強くなり、磁区60は、
マスク層5の磁化が消滅した領域40、および非磁性層
4を介して静磁結合により再生層3へ転写され、再生層
3に磁区30が現れる(図8の(c)参照)。記録層6
の磁区60の両隣に存在する磁区は、隣接するマスク層
5の領域は面内磁化を保持するため、漏洩磁界が再生層
3に及ばず、再生層3へ転写されない。
【0037】従って、記録層6の磁区60だけがマスク
層5の磁化が消滅した領域50、および非磁性層4を介
して再生層3に転写される。
【0038】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。この場合、レーザ光は、再生層3の表面31のみ
ならず、再生層3と非磁性層4との界面32でも反射さ
れるため、カー回転角で決まる性能指数が大きくなり、
振幅の大きい再生信号が得られる。
【0039】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50、磁区60の温度が下
がると最初の状態に戻る(図8の(a)参照)。
【0040】上記説明した図8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。
【0041】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、1.3〜3.0mW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
ことによりマスク層5の磁化が消滅する領域50の長さ
を記録層6の最短ドメイン長とほぼ同等にできる。
【0042】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9を参照して説明する。図
9の(a)、(b)、および(c)は、上記図8の
(a)、(b)、および(c)と同じであるので、説明
を省略する。記録層6の磁区60がマスク層5の磁化が
消滅した領域50、および非磁性層4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9の(d)参照)。この場
合、マスク層5の領域50以外の領域は面内磁化を保持
しているため、磁区60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300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300を検出することができる。この場合、磁区3
00は、磁区30より大きくなっているので、磁区30
0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。更に、レーザ光LBは、再
生層3の表面301のみならず、再生層3と非磁性層4
との界面302でも反射されるため、検出されるレーザ
光の強度は更に強くなり、振幅の大きい再生信号が得ら
れる。
【0043】磁区300が検出された後、磁区300の
磁化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、マスク層5の領域50には、面内磁化が現れ
る。その結果、初期状態(図9の(a))に戻る。
【0044】上記説明した図9の(a)、(b)、
(c)、および(d)の過程を経て記録層6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。
【0045】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。再生層3が垂直磁化膜から構成さ
れる場合には、TbFeCoが用いられ、屈折率は、上
記と同様に2.5〜3.5の範囲に設定される。
【0046】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6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、0.5〜2.5mW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。
【0047】非磁性層4を構成する材料はSiNのみな
らず、再生層3に用いる磁性材料の屈折率より小さい屈
折率を有する材料であれば良い。
【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マスク層
の磁気特性である。
【図5】レーザ光の強度分布とマスク層のうち140℃
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】図1に示す光磁気記録媒体の非磁性層に用いる
SiNの形成条件である。
【図7】図1に示す光磁気記録媒体の再生層に用いるG
dFeCoの形成条件である。
【図8】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9】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・・・非磁性層 5・・・マスク層 6・・・記録層 7・・・保護層 10・・・光磁気記録媒体 50・・・磁化が消滅した領域 30、60、300・・・磁区 31、301・・・表面 32、302・・・界面

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た非磁性層と、 前記非磁性層に接して形成された第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
    内磁化を保持するマスク層と、 前記マスク層に接して形成された記録層とを含む光磁気
    記録媒体であって、 前記再生層の屈折率をn1、前記非磁性層の屈折率をn
    2とした場合、 n1>n2の関係を満たす光磁気記録媒体。
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