JP2002092993A

JP2002092993A - 光磁気記録媒体

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Publication number: JP2002092993A
Application number: JP2000278395A
Authority: JP
Inventors: Susumu Imai; 奨今井; Hiroyuki Awano; 博之粟野; Masaki Sekine; 正樹関根; Manabu Tani; 学谷; Kazuko Inoue; 和子井上
Original assignee: Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Holdings Ltd
Priority date: 2000-09-13
Filing date: 2000-09-13
Publication date: 2002-03-29

Abstract

(57)【要約】【課題】磁気超解像技術や磁区拡大再生技術において
は、多層構造を有する構成となっているが、非磁性中間
層における熱制御が難しく、高分解能を得るためには、
記録層から再生層への磁区転写において適切なマスク形
成がなされている必要があり、このマスク形成には、再
生層の温度分布が大きく影響する。非磁性中間層の熱制
御は、この再生層の温度分布に大きく影響を与える。適
切な熱制御が非磁性中間層にて行われていないと、再生
層におけるマスク形成が不安定となり、記録層から再生
層への磁区転写が制御しにくくなるのである。【解決手段】基板上に、情報が記録される記録層を備
え、光が照射されて情報の記録及び再生の少なくとも一
方が行なわれる光磁気記録媒体において、記録層の光入
射側に、熱伝導率が２０Ｗｍ−１Ｋ−１以上の非磁性の
熱伝導性中間層が積層され、該熱伝導性中間層より光入
射側に再生層が積層されており、かつ該再生層において
記録層から転写された磁区が拡大再生されることを特徴
とする光磁気記録媒体が提供される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板上に記録層を
備える光磁気記録媒体に関し、更に詳細には、光の照射
により発生する熱を低減し、微小な磁区の記録再生がで
きる光磁気記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】光磁気記録媒体は、動画像データや音声
データなどのデジタルデータを記録または再生すること
ができる情報記録媒体として広く利用されている。近
年、動画像や音声データの高画質化、高音質化が進み、
それらのデータ量は増加している。このため光磁気記録
媒体においては、かかるデータ量の増加に十分に対応す
るために、更なる大容量化が要望されている。

【０００３】この要望に応えるために、微小な記録マー
クを形成して記録密度を向上させ、この微小な記録マー
クを微小な光スポット径で読み出す方法が検討されてい
る。光スポット径は、光の波長に比例し、光を集光する
レンズの開口数に反比例する。したがって光スポット径
を微小化するには、記録再生の際に用いるレーザー光を
短波長化するか、または対物レンズの開口数を上げれば
よい。

【０００４】一方、微小な記録磁区を読み出す技術とし
て、磁気超解像技術や磁区拡大再生技術の技術開発が進
められている。これらは、記録層以外に再生層を設け
て、再生層に記録磁区を転写して再生を行う技術であ
り、このうち磁区拡大再生技術では、再生層に転写され
た磁区を拡大させることによって大きな信号振幅を得る
ことができるため、注目されている。こうした技術によ
って、波長／開口数の１／２よりも微小な記録マークを
再生することが可能である。例えば、波長６８０ｎｍ、
対物レンズの開口数０．５５の光学系を用いて、０．２
μｍの最密磁区長の記録磁区を磁区拡大再生技術を用い
て読むことができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、波長／
開口数の１／５のように極めて微小な記録マークを安定
に記録再生しようとすると、次の問題があった。

【０００６】すなわち、磁気超解像技術や磁区拡大再生
技術においては、高分解能化に有利なことから静磁結合
型の記録媒体として、光照射に近い方から保護層、再生
層、非磁性中間層、記録層、ヒートシンク層という多層
構造を有する構成となっているが、非磁性中間層におけ
る熱制御が難しいという問題である。高分解能を得るた
めには、記録層から再生層への磁区転写において適切な
マスク形成がなされている必要があり、このマスク形成
には、再生層の温度分布が大きく影響する。非磁性中間
層の熱制御は、この再生層の温度分布に大きく影響を与
える。適切な熱制御が非磁性中間層にて行われていない
と、再生層におけるマスク形成が不安定となり、記録層
から再生層への磁区転写が制御しにくくなるのである。
例えば、再生層にＧｄＦｅＣｏ、非磁性中間層にＳｉ
Ｎ、記録層にＴｂＦｅＣｏを用いた場合、ＳｉＮの熱伝
導率が約１０Ｗｍ−１Ｋ−１と低いため、畜熱しやすく
なり、再生層への磁区転写が制御しにくかった。さら
に、記録時における記録層に関する熱制御も、非磁性中
間層に起因する熱の蓄積があることから困難であった。
このように非磁性中間層における熱制御が困難である
と、波長／開口数の１／５のように極めて微小な記録マ
ークを安定に記録再生することは困難となる。

【０００７】本発明は、上記従来技術の問題を解決する
ためになされたものであり、その目的は、波長／開口数
の１／５のように極めて微小な記録マークであっても、
非磁性中間層に起因する熱の蓄積を低減することが可能
な光磁気記録媒体を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の態様に従えば、
基板上に、情報が記録される記録層を備え、光が照射さ
れて情報の記録及び再生の少なくとも一方が行なわれる
光磁気記録媒体において、記録層の光入射側に、熱伝導
率が２０Ｗｍ−１Ｋ−１以上の非磁性の熱伝導性中間層
が積層され、該熱伝導性中間層より光入射側に再生層が
積層されており、かつ該再生層において記録層から転写
された磁区が拡大再生されることを特徴とする光磁気記
録媒体が提供される。

【０００９】このように熱伝導率が２０Ｗｍ−１Ｋ−１
以上の非磁性の熱伝導性中間層を非磁性中間層として採
用する構成をとったため、光照射により再生層及び記録
層に生じた熱を、記録層の光入射側で記録層の膜面に垂
直な方向に、すなわち膜厚の方向に速やかに拡散させる
ことができる。この熱伝導率の値は、現行の光磁気記録
媒体の再生層及び記録層に用いられている材料の熱伝導
率と同程度であるので、再生層及び記録層における不要
な熱の蓄積が低減される。また、熱伝導性中間層は非磁
性であるので、記録層に磁気的な影響を与えることなく
情報の記録再生を行なうことができる。これによって波
長／開口数の１／５のように極めて微小な記録マークで
あっても、非磁性中間層に起因する不要な熱の蓄積を低
減でき、かつ磁気的な悪影響を生ずることがない。

【００１０】本発明の態様の熱伝導性中間層は、Ａｕ、
Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｐｔ及びそれらを含む化合物からな
る群から選択された１種から構成される材料が望まし
い。このような材料を用いることで、２０Ｗｍ−１Ｋ−
１以上の熱伝導率を得ることが可能である。さらに、熱
伝導性中間層が金属のみであることが熱伝導率の点で有
利であり、特に好ましい。

【００１１】さらに、本発明の態様における記録層の厚
みｄ１と熱伝導性中間層の厚みｄ２との間に、２ｎｍ＜
ｄ１＜１００ｎｍ、１ｎｍ＜ｄ２＜５０ｎｍ、ｄ２＜ｄ
１／２の関係が成立することが、微小記録マークの記録
再生におけるＣ／Ｎ(Carrierto Noise ratio)を向上さ
せることが可能となり望ましい。また、熱伝導性中間層
の厚みｄ２と上記再生層の厚みｄ３の間に、１ｎｍ＜ｄ
２＜５０ｎｍ、１ｎｍ＜ｄ３＜１００ｎｍ、ｄ２＜ｄ３
の関係が成立することが、Ｃ／Ｎが良好であることから
好ましい。

【００１２】また、本発明の光磁気記録媒体において
は、記録層を構成する材料に、ＴｂＦｅＣｏやＤｙＦｅ
Ｃｏ、ＴｂＤｙＦｅＣｏなどの希土類遷移金属合金の磁
性材料を用いることができる。

【００１３】本発明の光磁気記録媒体において、記録層
の熱伝導性中間層と反対側に、ヒートシンク層を設ける
ことも可能である。ヒートシンク層としては、Ａｕ、Ｃ
ｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｐｔ及びそれらを含む化合物からなる
群から選択された１種から構成される材料が望ましい。
これにより放熱効果を一層向上させることができる。さ
らに、ヒートシンク層と記録層の間に誘電体層を設ける
構成としてもよい。

【００１４】本発明の光磁気記録媒体においては、記録
再生用の光を基板側から入射させても基板と反対側から
入射させてもよい。いずれにしても、光照射に近い方か
ら、再生層、熱伝導性中間層、記録層という順序とす
る。基板側から光を入射させる場合には、熱伝導性中間
層の方が記録層より基板に近い構成とすればよく、基板
と反対側から光を入射する場合には、記録層の方が熱伝
導性中間層より基板に近い構成とすればよい。

【００１５】また、記録再生用の光を基板側から入射さ
せた場合、本発明の光磁気記録媒体に用いられる基板
は、光透過性を有する材料から構成され、照射される波
長の光に対して少なくとも７０％の透過率を有すること
が望ましい。かかる基板材料として、ポリカーボネー
ト、ポリメチルメタクリレート、非晶質ポリオレフィン
などのプラスチック材料、ガラス、セラミック等を使用
することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に従う光磁気記録媒
体の実施例について図面を参照しながら具体的に説明す
るが、本発明はそれらの実施例に限定されるものではな
い。

【００１７】（実施例１）本実施例では、本発明に従う
光磁気記録媒体の一具体例として基板面側から光を入射
させるタイプの光磁気記録媒体を製造した。図１に、本
実施例で製造した光磁気記録媒体の断面構造を示す。

【００１８】光磁気記録媒体１０は、基板１上に、誘電
体層２、再生層３、熱伝導性中間層４、記録層５、誘電
体層６及びヒートシンク層７を順次積層した構造を有す
る。

【００１９】図１に示した構造において、基板１は、不
図示の射出成形機を用いて作製した透明なポリカーボネ
ート基板であり、その表面にプリフォーマットパターン
に対応した凹凸を有し、厚みは１．２ｍｍである。誘電
体層２は、再生層３を保護する機能を有しており、Ｓｉ
Ｎを用いた。さらに誘電体層２は、膜内で光を多重干渉
させて、カー回転角を実効的に増大させる機能も有して
いる。再生層３は、情報再生時に記録層５との静磁結合
により記録層５の磁化が転写され、拡大される層であ
り、ＧｄＦｅＣｏを用いて構成される。熱伝導性中間層
４は、再生層３内で蓄積する熱を記録層５側に拡散させ
るための層であり、Ａｌ合金から構成される。実験では
ＡｌＴｉを用いた。熱伝導性中間層４を構成するＡｌＴ
ｉの熱伝導率は約１００Ｗｍ−１Ｋ−１である。記録層
５は、情報が磁化情報として記録される層であり、Ｔｂ
ＦｅＣｏを用いて構成される。ヒートシンク層７は、記
録層５を透過した光を反射させると共に、光照射による
記録層の熱を基板１と反対側に拡散させるためヒートシ
ンクとしての機能を有する層であり、ＡｌＴｉを用いて
構成される。これらの層２〜７を、上記基板１のプリフ
ォーマットパターンに対応する凹凸が形成されている面
上に、不図示のスパッタ装置を用いて、以下に示す条件
にて順次成膜した。

【００２０】誘電体層２の成膜では、ターゲット材料と
してＳｉＮを用い、膜厚を６０ｎｍとした。再生層３の
成膜では、Ｇｄ単体ターゲットとＦｅＣｏ合金ターゲッ
トとを同時スパッタして成膜し、膜厚を２０ｎｍとし
た。熱伝導性中間層４の成膜では、ターゲット材料とし
てＡｌＴｉを用い、膜厚を１５ｎｍとした。記録層５の
成膜では、Ｔｂ単体ターゲットとＦｅＣｏ合金ターゲッ
トとを同時スパッタして成膜した。記録層５の膜厚は５
０ｎｍとした。誘電体層６の成膜では、ターゲット材料
としてＳｉＮを用い、膜厚を２０ｎｍとした。ヒートシ
ンク層７の成膜では、ターゲット材料としてＡｌＴｉを
用い、膜厚を５０ｎｍとした。このような成膜条件にて
各層２〜７を成膜することにより図１に示した積層構造
を有する光磁気記録媒体１０を製造した。

【００２１】こうして得られた光磁気記録媒体１０を、
波長６８０ｎｍのレーザー光源と開口数０．５５の対物
レンズを搭載した記録再生装置を用いて、基板側から記
録光または再生光を照射することにより、情報の記録ま
たは再生を行なった。この際、記録においては、光磁界
パルス変調方式を用いた。再生時においては、＋／−２
００［Ｏｅ］程度の交番磁界を印加した。このような記
録再生を行ったところ、０．１μｍの磁区長の記録磁区
を安定に記録でき、かつ磁区拡大再生を確認できた。磁
区拡大再生としては、通常再生した再生信号に比べ、信
号振幅が約５０％増大していることを確認した。すなわ
ち、熱伝導率が約１００Ｗｍ−１Ｋ−１であるＡｌＴｉ
を熱伝導性中間層４として用いたことで、波長／開口数
の１／５である磁区長の記録再生を安定に行うことがで
きた。

【００２２】次に、上記の膜厚及び材料の構成をサンプ
ルＮｏ．Ｓ１として、中間層の材料を変えた場合に関し
て、表１を用いて説明する。表1の中でサンプルＮｏ．
Ｓ２及びＳ３は、記録層と再生層にはＳ１と同じ材料と
膜厚を用い、中間層の材料のみを変えた場合である。以
下、表１〜表３の説明におけるＣ／Ｎの測定は全て、波
長６８０ｎｍのレーザー光源と開口数０．５５の対物レ
ンズを搭載した記録再生装置を用いて、基板側から再生
光を照射することにより測定した。記録磁区長は０．１
８μｍとし、光磁界パルス変調方式で記録した。再生時
には外部磁界を印加せずにＣ／Ｎを測定した。なお、交
番磁界を印加した磁区拡大再生においても、外部磁界を
印加せずに測定したＣ／Ｎが、再生層への磁区転写特性
を反映する重要な評価項目となっている。Ｓ２の中間層
のＳｉＮの熱伝導率は約１０Ｗｍ−１Ｋ−１、Ｓ３の中
間層のＡｕの熱伝導率は約３１０Ｗｍ−１Ｋ−１であ
る。Ｓ２のように中間層の熱伝導率が２０Ｗｍ−１Ｋ−
１より小さい場合に比較して、Ｓ１及びＳ３のように中
間層の熱伝導率が２０Ｗｍ−１Ｋ−１以上である場合の
方がＣ／Ｎが良好であることがわかった。Ｓ１及びＳ３
は、中間層の熱伝導率が２０Ｗｍ−１Ｋ−１以上である
ことで、熱伝導性中間層として機能することにより、非
磁性中間層に起因する熱制御が良好になったためであ
る。ここでは、熱伝導性中間層４としてＡｌＴｉとＡｕ
の場合に好適であることを説明したが、熱伝導性中間層
４に、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｐｔ及びそれらを含む
化合物からなる群から選択された１種から構成される材
料を用いて、２０Ｗｍ−１Ｋ−１以上の熱伝導率を得る
ことが可能である。また、熱伝導性中間層が金属のみで
あることが熱伝導率の点で有利であり、特に望ましい。

【００２３】次に、記録層の膜厚をＳ１の場合より薄く
した場合に関して、説明する。表１のＳ４〜Ｓ６では記
録層の膜厚を３０ｎｍとした。ここでも中間層の熱伝導
率が２０Ｗｍ−１Ｋ−１より小さいＳ５に比較して、Ｓ
４及びＳ６のように中間層の熱伝導率が２０Ｗｍ−１Ｋ
−１以上である場合の方がＣ／Ｎが良好であることがわ
かった。Ｓ４及びＳ６は、中間層の熱伝導率が２０Ｗｍ
−１Ｋ−１以上で、熱伝導性中間層として機能すること
により、非磁性中間層に起因する熱制御が良好になった
と考えられる。

【００２４】

【表１】

【００２５】次に、Ｓ１の再生層の膜厚を同じく保った
まま、記録層及び熱伝導性中間層の膜厚を変化させた場
合に関して、表２を用いて説明する。Ｓ７では、Ｓ１の
記録層の膜厚を１００ｎｍと厚くした。このように、１
００ｎｍ以上の記録層の膜厚にすると、０．１８μｍの
ように微小な磁区の場合にはＣ／Ｎは劣化した。また、
Ｓ８では、Ｓ１の熱伝導性中間層の膜厚を、記録層の膜
厚の１／２より大きな３０ｎｍとした。このように、記
録層の膜厚ｄ１と熱伝導性中間層の膜厚ｄ２との間にｄ
２＜ｄ１／２が満足されていない場合、Ｃ／Ｎは劣化し
た。Ｓ９では、熱伝導性中間層の膜厚をＳ８よりも厚く
した。Ｓ９のＣ／Ｎは、Ｓ８の場合よりさらに劣化し
た。また、熱伝導性中間層の膜厚が１ｎｍ以下である
と、記録層と再生層の間で交換結合が生じ、非磁性中間
層としての機能が果たせないことを考慮すると、１ｎｍ
＜ｄ２が好ましい。これと、上記の結果を考慮すると、
記録層の厚みｄ１と熱伝導性中間層の厚みｄ２との間
に、２ｎｍ＜ｄ１＜１００ｎｍ、１ｎｍ＜ｄ２＜５０ｎ
ｍ、ｄ２＜ｄ１／２の関係が成立することが好ましい。

【００２６】

【表２】

【００２７】次に、Ｓ１の記録層の膜厚を同じく保った
まま、熱伝導性中間層及び再生層の膜厚を変化させた場
合に関して、表３を用いて説明する。Ｓ１０では、Ｓ１
の再生層の膜厚を５ｎｍと薄くした。このように、再生
層の膜厚が中間層の膜厚より薄くすると、０．１８μｍ
のように微小な磁区の場合にはＣ／ＮはＳ１の時よりも
劣化した。また、Ｓ１１では、Ｓ１の熱伝導性中間層の
膜厚を、５ｎｍと薄くした。このように、熱伝導性中間
層の膜厚ｄ２と再生層の膜厚ｄ３との間にｄ２＜ｄ３が
満足されている場合、Ｃ／ＮはＳ１の時と同程度であっ
た。Ｓ１２では、再生層の膜厚をＳ１よりも厚くした。
Ｓ１２のＣ／Ｎは、Ｓ１の場合より劣化したが、全く
使えない程ではない。Ｓ１３では、再生層の膜厚をＳ１
２よりもさらに厚くし、１００ｎｍとした。Ｓ１３の
Ｃ／Ｎは、Ｓ１２の場合より顕著に劣化した。また、熱
伝導性中間層の膜厚が１ｎｍ以下であると、記録層と再
生層の間で交換結合が生じ、非磁性中間層としての機能
が果たせないことを考慮すると、１ｎｍ＜ｄ２が望まし
い。これと、上記の結果を考慮すると、熱伝導性中間層
の厚みｄ２と再生層の厚みｄ３の間に、１ｎｍ＜ｄ２＜
５０ｎｍ、１ｎｍ＜ｄ３＜１００ｎｍ、ｄ２＜ｄ３の関
係が成立することが好ましい。

【００２８】

【表３】

【００２９】（実施例２）本実施例では、実施例１の構
成から、誘電体層６を抜いた構成を説明する。図２に、
その構成を示す。製造方法自体は、実施例１とほとんど
同じで、基板１のプリフォーマットパターンに対応する
凹凸が形成されている面上に、不図示のスパッタ装置を
用いて、以下に示す条件にて順次成膜した。

【００３０】誘電体層２の成膜では、ターゲット材料と
してＳｉＮを用い、膜厚を６０ｎｍとした。再生層３の
成膜では、Ｇｄ単体ターゲットとＦｅＣｏ合金ターゲッ
トとを同時スパッタして成膜し、膜厚を２０ｎｍとし
た。熱伝導性中間層４の成膜では、ターゲット材料とし
てＡｌＴｉを用い、膜厚を５ｎｍとした。記録層５の成
膜では、Ｔｂ単体ターゲットとＦｅＣｏ合金ターゲット
とを同時スパッタして成膜した。記録層５の膜厚は３０
ｎｍとした。ヒートシンク層７の成膜では、ターゲット
材料としてＡｌＴｉを用い、膜厚を５０ｎｍとした。こ
のような成膜条件にて各層２〜７を成膜することにより
図２に示した積層構造を有する光磁気記録媒体１０を製
造した。

【００３１】こうして得られた光磁気記録媒体１０を、
波長６８０ｎｍのレーザー光源と開口数０．５５の対物
レンズを搭載した記録再生装置を用いて、基板側から記
録光または再生光を照射することにより、情報の記録ま
たは再生を行なった。この際、記録においては、光磁界
パルス変調方式を用いた。再生時においては、＋／−２
００［Ｏｅ］程度の交番磁界を印加した。このような記
録再生を行ったところ、０．１μｍの磁区長の記録磁区
を安定に記録でき、かつ磁区拡大再生を確認できた。

【００３２】

【発明の効果】本発明の光磁気記録媒体は、記録層及び
／または再生層の光入射側に熱伝導率の高い熱伝導性中
間層を適切な膜厚にて備えるため、非磁性中簡層に起因
する熱制御が適切なものとなり、極めて微小な記録マー
ク長であっても、安定した記録及び磁区拡大再生が可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の光磁気記録媒体の一実施例を
示したものである。

【図２】図２は、本発明の光磁気記録媒体の別の一実施
例を示したものである。

【符号の説明】１基板２誘電体層３再生層４熱伝導性中間層５記録層６誘電体層７ヒートシンク層１０光磁気記録媒体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者関根正樹大阪府茨木市丑寅一丁目１番88号日立マクセル株式会社内 (72)発明者谷学大阪府茨木市丑寅一丁目１番88号日立マクセル株式会社内 (72)発明者井上和子大阪府茨木市丑寅一丁目１番88号日立マクセル株式会社内Ｆターム(参考） 5D075 EE03 FF12 FG02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に、情報が記録される記録層を備
え、光が照射されて情報の記録及び再生の少なくとも一
方が行なわれる光磁気記録媒体において、記録層の光入
射側に、熱伝導率が２０Ｗｍ−１Ｋ−１以上の非磁性の
熱伝導性中間層が積層され、該熱伝導性中間層より光入
射側に再生層が積層されており、かつ該再生層において
記録層から転写された磁区が拡大再生されることを特徴
とする光磁気記録媒体。
【請求項２】上記記録層の厚みｄ１と上記熱伝導性中
間層の厚みｄ２との間に、２ｎｍ＜ｄ１＜１００ｎｍ、
１ｎｍ＜ｄ２＜５０ｎｍ、ｄ２＜ｄ１／２の関係が成立
することを特徴とする請求項１に記載の光磁気記録媒
体。
【請求項３】上記熱伝導性中間層の厚みｄ２と上記再
生層の厚みｄ３の間に、１ｎｍ＜ｄ２＜５０ｎｍ、１ｎ
ｍ＜ｄ３＜１００ｎｍ、ｄ２＜ｄ３の関係が成立するこ
とを特徴とする請求項１〜２のいずれか一項に記載の光
磁気記録媒体。
【請求項４】上記熱伝導性中間層は、Ａｕ、Ｃｕ、Ａ
ｇ、Ａｌ、Ｐｔ及びそれらを含む化合物からなる群から
選択された１種から構成されることを特徴とする請求項
１〜３のいずれか一項に記載の光磁気記録媒体。
【請求項５】上記熱伝導性中間層が金属であることを
特徴とする請求項４に記載の光磁気記録媒体。