JP2002190145A - 光磁気記録媒体およびその再生方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁区拡大再生方式を適用する光磁気記録媒体
において、磁区拡大を利用した情報の再生の際に隣接ト
ラックからの磁気的影響を抑制できる光磁気記録媒体を
提供する。 【解決手段】 第１磁性層、第２磁性層および第３磁性
層をこの順に含む多層膜を形成し、第２磁性層のキュリ
ー温度Ｔ_C2を第１磁性層のキュリー温度Ｔ_C1および第３
磁性層のキュリー温度Ｔ_C3よりも低くして第３磁性層を
垂直磁化膜とする。Ｔ_C2未満の温度域の少なくとも一部
において、第１磁性層が第２磁性層との交換結合により
垂直に磁化され、この交換結合により第３磁性層の磁化
が第２磁性層を介して第１磁性層へと転写する。第２磁
性層を、室温では面内磁化膜であって、室温よりも高い
臨界温度Ｔ_CRとＴ_C2との間の温度域において垂直磁化膜
となる磁性膜とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気光学効果を利
用してレーザ光により情報の記録／再生を行う光磁気記
録媒体およびこの媒体に記録された情報の再生方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】繰り返し書き換え可能な高密度記録媒体
として、レーザ光の熱エネルギーを利用して磁性薄膜に
微小な磁区を記録し、磁気光学効果を用いて信号を再生
する光磁気記録媒体の技術開発が盛んに行われている。
この媒体では、媒体上に集光された光ビームのビーム径
に対して、記録用磁区である記録ビットの径および間隔
が小さくなると、再生特性が劣化する。これは、目的と
する記録ビット上に集光された光ビームのビーム径内
に、隣接する記録ビットが入るためである。

【０００３】そこで、超解像方式、磁壁移動を利用した
磁区拡大再生方式などが提案されている。以下、特開平
６−２９０４９６号公報に開示されている磁区拡大再生
方式について、図８を参照して説明する。磁区拡大再生
方式では、記録層８３の微小記録磁区を磁区拡大層８１
で拡大することによって、再生信号の振幅を大きくと
る。なお、図中、各層中の矢印は遷移金属の副格子磁化
の方向を示している。ただし、中間層８２の一部８９で
は、キュリー温度以上に達して磁気秩序が失われてい
る。

【０００４】光磁気記録媒体にレーザ光８０を照射しな
がら、図面右方向にディスクを移動させると、膜温度が
最大となる位置は、ビームスポットの進行方向（図面左
方向）について、ビームスポット中心よりも後方とな
る。磁区拡大層８１における磁壁エネルギー密度σ
₁は、通常、温度の上昇とともに減少する。従って、温
度勾配があると磁壁エネルギー密度σ₁は高温側に向か
って減少していく。媒体上の位置ｘに存在する各層の磁
壁に対しては、次式で示される力Ｆ₁が作用する。

【０００５】Ｆ₁＝−ｄσ₁／ｄｘ

【０００６】この力Ｆ₁は、磁壁エネルギー密度が低い
方向、即ち高温側へと磁壁を移動させるように作用す
る。このため、磁壁抗磁力が小さい磁区拡大層８１で
は、中間層８２がキュリー温度に達して交換結合が遮断
された領域において、力Ｆ₁により磁壁８８が高温側へ
と移動する。このとき磁壁が移動する速度は、媒体の移
動速度に比べて充分に速い。こうして、記録層８３に保
存された磁区よりも大きな磁区が磁区拡大層８１に転写
される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の磁区拡大再
生方式では、隣接トラックに存在する磁区が、トラック
伸長方向への磁壁の円滑な移動を阻害するという問題が
あった。そこで、隣接トラックとの磁気的な分離によっ
て、半径方向の磁壁移動を遮断する方法が提案されてい
る。以下に主な２つの手法を記す。基板上に矩形の案
内溝（グルーブ）を形成し、各トラック間をグルーブで
分離する。隣接トラックの記録層をアニールして面内
磁化膜とする。

【０００８】しかし、を適用しても、現実には段差部
分にも多少膜が形成されて磁性層がつながってしまうた
め、完全な磁気的分離は困難である。の手法について
は、工業的に適用できる手法が未だ知られておらず、ま
た、隣接トラックの記録膜をアニールすることは高密度
記録の点で不利である。

【０００９】本発明は、上記事情に鑑み、磁区拡大再生
方式を適用する光磁気記録媒体の改善、具体的には、磁
区拡大を利用した情報の再生の際に隣接トラックからの
磁気的影響を抑制できる光磁気記録媒体を提供すること
を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の光磁気記録媒体
は、基板と、この基板上に形成された多層膜とを含み、
この多層膜が第１磁性層、第２磁性層および第３磁性層
を含み、第２磁性層が第１磁性層と第３磁性層との間に
配置され、第２磁性層のキュリー温度Ｔ_C2が第１磁性層
のキュリー温度Ｔ_C1および第３磁性層のキュリー温度Ｔ
_C3よりも低く、第３磁性層が垂直磁化膜であり、Ｔ_C2未
満の温度域の少なくとも一部において、第１磁性層が第
２磁性層との交換結合により垂直に磁化され、この交換
結合により第３磁性層の磁化が第２磁性層を介して第１
磁性層へと転写される光磁気記録媒体であって、第２磁
性層が、室温では面内磁化膜であって、室温よりも高い
臨界温度Ｔ_CRとキュリー温度Ｔ_C2との間の温度域におい
て垂直磁化膜となることを特徴とする。本明細書におい
て、室温とは、厳密には２０℃を指すものとする。

【００１１】また、本発明の光磁気記録媒体の再生方法
は、上記光磁気記録媒体から情報を再生する方法であっ
て、光ビームを上記媒体に対して相対的に移動させなが
ら照射して、第２磁性層のキュリー温度Ｔ_C2以上であっ
て第１磁性層のキュリー温度Ｔ_C1および第３磁性層のキ
ュリー温度Ｔ_C3よりも低い温度となった遮蔽領域と、第
１磁性層が第２磁性層との交換結合により垂直に磁化さ
れ、この交換結合を介して第３磁性層の磁化が第２磁性
層を介して第１磁性層へと転写された垂直磁化領域とを
形成し、第１磁性層の磁壁を上記垂直磁化領域から上記
遮蔽領域へと移動させることにより上記垂直磁化領域の
磁区を拡大し、拡大した磁区からの上記光ビームの反射
光の偏向面の変化を検出することを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
ましい実施形態を説明する。図１および図２に示した媒
体には、基板１５上に干渉層１０を介して磁性多層膜が
配置されている。この磁性多層膜は、基板側から順に、
第１磁性層（磁区拡大層）１１、第２磁性層（中間層）
１２および第３磁性層（記録層）１３を含み、これら各
層が互いに接している。この磁性多層膜上には、さらに
保護膜１４が配置されている。

【００１３】中間層１２は、室温では面内磁化状態に保
たれている。このため、室温では、磁区拡大層１１と記
録層１３との交換結合が成立しない。一方、中間層は、
レーザ光２０の照射により臨界温度Ｔ_CRを超えると面内
磁化膜から垂直磁化膜に遷移する特性を有するため、臨
界温度Ｔ_CRとキュリー温度Ｔ_C2との間の温度域では、磁
区拡大層１１と記録層１３との間に中間層１２を介した
交換結合が成立する。中間層は、さらに加熱されてこの
層のキュリー温度Ｔ_C2以上に達すると、磁気秩序を失
う。このため、この領域（遮蔽領域）１９では、再び磁
区拡大層１１と記録層１３との交換結合が切断される。
その結果、交換結合が成立している領域（垂直磁化領
域）における磁区拡大層１１の磁壁２８が上述の力Ｆ₁
により高温側へと移動して磁区が拡大する。

【００１４】隣接トラック（図２ではランド部２３）で
は、再生の対象とするトラック（図２ではグルーブ部２
２）よりも温度が低い。このため、図２に示すように、
信号を再生するべきトラックの中間層１２が臨界温度Ｔ
_CRとキュリー温度Ｔ_C2との間の温度に達していても、隣
接トラックおよびランド壁のテーパ面では、中間層１２
と磁区拡大層１１とが面内磁化状態に保たれている。こ
うして、隣接トラックからの磁気的なつながりが切断さ
れる。また、隣接トラックからの浮遊磁界による静磁的
な結合力が抑制されるため、クロストークも低減でき
る。さらに、レーザ光のスポット径内において、再生す
る磁区以外の磁区拡大層が面内磁化状態になっているた
め、再生信号にとって余分なノイズを抑制できる。

【００１５】上記のように、上記特性を有する中間層を
含む媒体に、トラック伸長方向に沿って媒体に対して相
対的に移動させながらレーザ光を連続して照射すること
により、磁性多層膜に局所的にＴ_CR未満の低温からＴ_C2
以上であってＴ_C1およびＴ_C3未満の高温にまで至る温度
分布２１を形成すると、隣接トラックからの磁気的影響
を排除しながら、垂直磁化領域から遮蔽領域へと磁区を
拡大し、この拡大した磁区から情報を再生できる。レー
ザ光の照射方法、および拡大した磁区からの反射光に基
づく情報の再生方法には、従来から用いられてきた方法
をそのまま適用すれば足りる。

【００１６】キュリー温度Ｔ_C2と臨界温度Ｔ_CRとの差
は、１００℃よりも小さいこと、特に８０℃よりも小さ
いことが好ましい。Ｔ_CRとＴ_C2との差が１００℃以上あ
ると、Ｔ_C2近傍での垂直磁気異方性が小さくなる傾向が
あるからである。一方、Ｔ_C2とＴ_CRとの差が小さすぎる
と、記録層から磁区拡大層への磁区の転写が生じる領域
が狭くなりすぎるため、再生信号に欠落が生じることが
ある。このため、キュリー温度Ｔ_C2と臨界温度Ｔ_CRとの
差は２０℃よりも大きいことが好ましい。よって、特に
好ましいＴ_CRの範囲は、以下の式により示すことができ
る。Ｔ_C2−８０＜Ｔ_CR＜Ｔ_C2−２０

【００１７】中間層は、室温で面内磁化状態、臨界温度
Ｔ_CR以上で垂直磁化状態とするためには、その補償組成
温度を室温以上Ｔ_CR以下とすることが好ましい。中間層
のキュリー温度Ｔ_C2は１３０℃以上１６０℃以下が好適
である。磁区拡大層のキュリー温度Ｔ_C1とＴ_C2との差
は、１００℃以上が好ましい。信号のキャリア値は、キ
ュリー温度と関係しており、キュリー温度が高い程、大
きなキャリア値が期待できる。しかし、本発明の媒体で
は、磁区拡大層に高いキュリー温度を有する磁性膜を用
いると、磁壁抗磁力が大きくなり過ぎて十分な信号を得
ることができない場合がある。

【００１８】図示したように、磁区拡大層（第１磁性
層）と中間層（第２磁性層）とは接して形成するとよ
い。例えば非磁性層を介在させて静磁結合させるよりも
磁気的結合が強くなるため、０．１０μｍ程度の短い記
録マークでも安定した形成、転写ができるからである。

【００１９】中間層（第２磁性層）の材料には、特に制
限はないが、例えば、ＧｄＦｅ、ＧｅＦｅＣｏ、ＧｅＦ
ｅＡｌ、ＧｄＦｅＣｒ、ＧｄＦｅＣｏＣｒ、ＧｄＦｅＳ
ｉ、ＧｄＦｅＣｏＳｉ、ＧｅＦｅＣｏＡｌ、ＴｂＦｅ、
ＴｂＦｅＣｏ、ＴｂＦｅＡｌ、ＴｂＦｅＣｒ、ＴｂＦｅ
ＣｏＣｒ、ＴｂＦｅＳｉ、ＴｂＦｅＣｏＳｉおよびＴｂ
ＦｅＣｏＡｌから選ばれるいずれかの合金が適してい
る。これらの合金から、キュリー温度Ｔ_C2および臨界温
度Ｔ_CRが適切な範囲となるように組成を調整するとよ
い。適切な組成範囲を以下に例示する。

【００２０】中間層は、例えば、組成式（Ｇｄ_xＦ
ｅ_1-x）_1-yＭ_yにより表示される合金であってよい。た
だし、Ｍは、ＣｒおよびＳｉから選ばれる少なくとも１
種であり、ｘは０．１５以上０．４０以下、ｙは０以上
０．３０以下の数値である。なお、組成式では、慣用に
従い、原子％（at％）で成分の比率を表示する。また例
えば、中間層は、第２磁性層が、組成式（Ｔｂ_xＦ
ｅ_1-x）_1-yＭ_yにより表示される合金であってもよい。
Ｍ、ｘおよびｙは、上記と同様である。なお、中間層の
補償組成温度を室温以上Ｔ_CR以下とするためには、希土
類元素（Ｇｄ，Ｔｂ）の含有量を２３〜２７at％とする
ことが好ましい。

【００２１】記録層（第３磁性層）には、希土類−遷移
金属非晶質合金、例えばＴｂＦｅＣｏ、ＤｙＦｅＣｏ、
ＴｂＤｙＦｅＣｏ等、微小な記録ビットを形成でき、か
つ形成された記録ビットが安定に保存できるような垂直
磁気異方性および保磁力が大きい材料が適している。ガ
ーネット類、Ｐｔ／Ｃｏ、Ｐｄ／Ｃｏ磁性人工格子膜等
の垂直磁化膜を用いてもよい。記録情報は、この層の各
磁区に磁化の上下の向きにより保持される。なお、記録
層の保磁力は、室温において、第１磁性層の保磁力より
大きいことが好ましく、具体的には３ｋOe（約２３８．
８ｋＡ／ｍ）以上が好適である。

【００２２】磁区拡大層（第１磁性層）は、第１、第３
磁性層に比べて磁壁抗磁力が小さく、磁壁移動度が大き
い材料を用いるとよい。具体的には、局所的に加熱され
てキュリー温度Ｔ_C2以上となった遮蔽領域において、第
２磁性層との交換結合により垂直に磁化された垂直磁化
領域から遮蔽領域へと磁壁が移動する程度に小さい磁壁
抗磁力を有する層とするとよい。磁区拡大層には、例え
ばＧｄＣｏ、ＧｄＦｅＣｏ、ＧｄＦｅ、ＮｄＧｄＦｅＣ
ｏ等の垂直磁気異方性が小さな希土類−遷移金属非晶質
合金が適している。ガーネット等のバブルメモリ用材料
を用いてもよい。また、Ａｌ、ＡｌＴａ、ＡｌＴｉ、Ａ
ｌＣｒ、Ｃｕ等からなる金属層を付加して熱的な特性を
調整してもよい。高分子樹脂からなる保護コートを付加
してもかまわない。

【００２３】上記各磁性層に加え、後述する干渉層等を
適宜追加してもよい。干渉層は、磁気光学効果の向上と
磁性層の保護とのために形成することが好ましく、例え
ばＳｉ₃Ｎ₄、ＡｌＮ、ＡｌＳｉＮ、ＳｉＯ₂、ＳｉＯ、
ＺｎＳ、ＭｇＦ₂等の透明誘電材料が適している。

【００２４】上記各層の成膜法に制限はなく、各種スパ
ッタリング法、蒸着法等を適用して形成すればよい。

【００２５】透明基板としては、例えば、ガラス、ポリ
カーボネート系樹脂等を用いればよい。トラッキングサ
ーボのために、案内溝（グルーブ）を形成した連続サー
ボ方式を適用する基板としてもよく、案内溝を形成しな
いサンプルサーボ方式を適用する基板としてもよい。な
お、案内溝を形成する場合には、ランド＆グルーブ記録
を行ってもよいが、いずれか一方のみに信号を記録再生
してもよい。

【００２６】上記で説明した磁区拡大方式を適用する光
磁気記録媒体は、典型的には、下記の条件を満たすよう
に作製される。 室温から再生時の温度範囲において、微小磁区を安定
に保持する垂直磁化膜である記録層１３を有する。 室温から中間層１２のキュリー温度Ｔ_C2に至るまでの
少なくとも一部の温度域で、記録層１３、中間層１２お
よび磁区拡大層１１が互いに交換結合する。 中間層１２がそのキュリー温度を越えて磁気秩序を失
った領域（遮蔽領域）１９では、記録層１３から磁区拡
大層１１までの交換結合が断ち切られる。 磁区拡大層１１の磁壁抗磁力が小さく、かつ温度勾配
により磁壁エネルギー勾配が生じるため、遮蔽領域１９
において、記録層１３から転写された磁区を基点として
磁壁２８が移動する。その結果、遮蔽領域において磁区
拡大層の磁区は拡大し、同じ方向に揃う。

【００２７】ただし、本発明の媒体は、上記条件を完全
に満たす形態に限らず、種々の形態に適用が可能であ
る。これら形態のいくつかについて、媒体の具体例を以
下に示す。

【００２８】（実施の形態１）直流マグネトロンスパッ
タリング装置に、ＢをドープしたＳｉ、ＧｄＦｅＣｏ、
ＴｂＦｅ、Ｆｅ、Ｃｏ、ＡｌＴｉの各ターゲットを取り
付けた。この装置の基板ホルダーには、トラッキングに
用いる幅０．６μｍ、深さ５５ｎｍの案内溝（グルー
ブ）を有する円盤状のポリカーボネートを設置した。こ
のランド＆グルーブ基板は、射出成形により得たもので
ある。

【００２９】次いで、装置内が１×１０^-5Ｐａ以下の高
真空になるまでチャンバー内をクライオポンプで真空排
気し、排気を継続しながら０．３ＰａとなるまでＡｒガ
スをチャンバー内に導入した。引き続き、基板を回転さ
せながら、干渉層として膜厚８０ｎｍのＳｉＮ層を、磁
区拡大層として膜厚４０ｎｍのＧｄＦｅＣｏＡｌＴｉ層
（Ｔ_C1＝２９０℃）を、中間層として膜厚１０ｎｍのＧ
ｄＦｅＡｌ層（Ｔ_C2＝１５０℃、Ｔ_CR＝１００℃、組成
式Ｇｄ_0.25Ｆｅ_0.55Ａｌ_0.20）を、記録層として膜厚８
０ｎｍのＴｂＦｅＣｏ層（Ｔ_C3＝３００℃）を、保護層
として膜厚５０ｎｍのＳｉＮ層を順次成膜して媒体Ａを
得た。なお、ＳｉＮ層は、Ａｒガスに加えてＮ₂ガスを
導入して行う直流反応性スパッタリングにより成膜し
た。また、中間層を膜厚１０ｎｍのＴｂＦｅ層（キュリ
ー温度＝１５０℃）とした以外は、上記と同様にして媒
体Ｂを得た。ＴｂＦｅ層は、図８に示したように、室温
において垂直磁化状態にある磁性膜である。

【００３０】こうして得た両媒体について、記録再生特
性を測定した。特性の評価には、一般的な光磁気ディス
ク記録再生装置の光学系を用いた。この光学系には、レ
ーザ波長６６０ｎｍの光源が備えられている。記録再生
は媒体を線速１．５ｍ／ｓで駆動して行った。記録はデ
ューティ３３％のパルスレーザ光を１０ｍＷで照射しな
がら磁界を±３５０Oe（約２７．８６ｋＡ／ｍ）で変調
することにより、磁界の変調に対応した上向き磁化と下
向き磁化との繰り返しパターンを形成した。この記録
は、記録層のキュリー温度以上に媒体を加熱して行っ
た。この方法で、媒体Ａ，Ｂにそれぞれ記録長さ０．２
μｍの磁区を形成した。なお、媒体Ｂの両側の隣接トラ
ックを１０ｍＷのＤＣ光でアニール処理を施した媒体Ｃ
も作製した。引き続き、これら媒体の磁区拡大再生を評
価するために再生パワー特性を測定した。

【００３１】測定結果の信号対雑音比（Ｃ／Ｎ比）の再
生パワー依存性を図３に示す。

【００３２】媒体Ａでは、再生パワーが１ｍＷ付近で膜
の一部が中間層のキュリー温度Ｔ_C2に達し、１ｍＷ以上
の再生パワーでは磁区拡大層の磁壁移動が起こる。この
ため、マーク長０．２μｍという光の回折限界以下の周
期の信号でも再生可能となり、４０ｄＢのＣ／Ｎ比が測
定された。一方、媒体Ｂでは、２０ｄＢ程度の信号が確
認できることから、磁区拡大現象が起こっていると考え
られるが、レーザ光の進行方向だけではなく、隣のトラ
ックや、ランド壁のテーパ面からも磁壁移動が起こって
おり、安定して信号を再生することができない。

【００３３】隣接トラックをアニール処理した媒体Ｃで
は、Ｃ／Ｎ比が３６ｄＢ程度にまで向上した。しかし、
媒体Ａからは、さらに高いＣ／Ｎ比が得られているた
め、より広い範囲に磁区が拡大していると考えられる。
特に、両媒体における特性の差は、トラックピッチ幅が
小さい基板でより大きくなった。これは、磁区の拡大が
トラック伸長方向だけではなくトラック幅方向にまで及
んでいることを示唆している。

【００３４】媒体ＢおよびＣでは、磁区拡大層は、それ
自体に保磁力がないにもかかわらず、室温からＴ_C2まで
の範囲で、交換結合によって記録層と同方向に磁気モー
メントが配向している。これに対し、媒体Ａでは、室温
からＴ_CRまでの範囲で、磁区拡大層に記録層の磁化方向
が転写されないため、上記のような磁区の拡大が可能に
なったと考えられる。

【００３５】なお、磁区拡大層に用いたＧｄＦｅＣｏＡ
ｌＴｉは、磁壁エネルギー密度が非常に大きいため、層
内に微小な磁区を形成して磁壁面積を拡大するのはエネ
ルギー的に不利になる。磁壁エネルギー密度が大きい磁
区拡大層を用いると、磁区が安定に存在しやすい大きさ
へと拡大する駆動力も大きくなる。

【００３６】（実施の形態２）図４に示した光磁気記録
媒体では、基板１５上に干渉層１０を介して形成された
磁性多層膜において、磁区拡大層１１と中間層１２との
間に制御層１８が配置されている。さらに、磁区拡大層
１１の基板側に再生層１７が配置されている。

【００３７】再生層１７には、他の磁性層と同様、希土
類−遷移金属非晶質合金を用いればよいが、磁区拡大層
１１よりも高いキュリー温度Ｔ_C5（Ｔ_C5＞Ｔ_C1）を有す
る材料が適しており、例えば、ＧｄＣｏ、ＧｄＦｅＣ
ｏ、ＧｄＦｅＣｏＡｌ、ＧｄＦｅ、ＮｄＧｄＦｅＣｏ等
を適用できる。

【００３８】磁区拡大層１１のレーザ光の入射側に再生
層１７を配置すると、より大きな振幅で信号を再生でき
る。磁区拡大層１１には、磁壁の移動度を考慮すると、
磁壁エネルギー密度の温度勾配が大きい材料が好ましい
が、磁壁エネルギー密度はキュリー温度直下で最も変化
量が大きくなる。このため、磁区拡大層にはキュリー温
度が比較的低い材料が適している。再生層を設ける場合
のキュリー温度Ｔ_C1は、中間層にもよるが、（Ｔ_C2＋２
０）℃以上（Ｔ_C2＋１２０）℃以下が好ましい。このよ
うに再生層のキュリー温度を下げてＴ_C2近くにすると、
低い再生パワーで磁壁移動が起こり始めるため、広い再
生パワーマージンを得ることができる。しかし、キュリ
ー温度が低い磁性材料はカー回転角が小さく、小さなカ
ー回転角は信号のキャリア値の低下につながる。このた
め、第１磁性層を、第２磁性層側から順に、磁区拡大層
となる磁性層ａと、この磁性層ａよりもキュリー温度が
高く、磁区拡大層とともに磁壁が移動する磁性層ｂ（再
生層）とを含む多層膜とすると、振幅を増幅できる。再
生層として、複数の膜を積層してもよい。

【００３９】第４磁性層である制御層１８には、磁区拡
大層１１のキュリー温度Ｔ_C1よりも低く、中間層１２の
キュリー温度Ｔ_C2よりも高いキュリー温度Ｔ_C4を有し
（Ｔ_C2＜Ｔ_C4＜Ｔ_C1）、磁壁抗磁力が大きい磁性材料を
用いるとよい。この層は、室温付近（例えば２０℃〜６
０℃）に補償組成温度を有し、室温で垂直磁化状態にあ
る膜がより好ましい。

【００４０】制御層１８は、垂直磁化膜であっても、図
４に示したようにこの層の磁気モーメントは完全に垂直
にならないことがある。図４に示した状態では、この層
が磁区拡大層１１や中間層１２に比べて薄く形成されて
いるため、上下で面内磁化状態の磁性層に挟持されるこ
とによって垂直磁気異方性が弱まっている。制御層の膜
厚は、例えば３〜２０ｎｍが好適である。

【００４１】以下、上記媒体の具体例を示す。ここで
は、トラックピッチ０．８μｍ、記録用の溝部が深さ５
５ｎｍ、幅０．６μｍであるポリカーボネート基板を用
いた。この基板１５上に、干渉層１０として膜厚８０ｎ
ｍのＳｉＮ層を、再生層１７として膜厚２０ｎｍのＧｄ
ＦｅＣｏＡｌ層（Ｔ_C5＝２９０℃）を、磁区拡大層１１
として膜厚２０ｎｍのＧｄＦｅＣｏＡｌ層（Ｔ_C1＝２４
０℃）を、制御層１８として膜厚５ｎｍのＴｂＦｅＣｏ
層（Ｔ_C4＝１７０℃）を、中間層１２として膜厚１０ｎ
ｍのＴｂＦｅＡｌ層（Ｔ_C2＝１６０℃、Ｔ_CR＝９０℃、
組成式Ｔｂ_0.25Ｆｅ_0.48Ａｌ_0.27）を、記録層１３とし
て膜厚８０ｎｍのＴｂＦｅＣｏ層（Ｔ_C3＝３１０℃）
を、保護層１６として膜厚５０ｎｍのＳｉＮ層を、実施
例１と同じ条件で順次成膜して、媒体Ｄを得た。また、
再生層と制御層とを形成しない点を除いては、上記と同
様に各層を成膜して、媒体Ｅを得た。

【００４２】こうして得た各媒体について、グルーブ部
のみを用いて記録再生信号を測定した。媒体Ｄおよび媒
体Ｅに対し、記録マーク長さを変化させてキャリアを測
定した結果を図５に示す。なお、再生パワーはともに
２．０ｍＷとした。

【００４３】媒体Ｄでは、磁区拡大層よりもキュリー温
度が５０℃高い再生層１７を挿入することによって、キ
ャリア値が全範囲で向上した。また、媒体Ｄでは、制御
層１８を介在させることにより、特定の記録マーク長で
生じるキャリアの低下を防止することができた。この低
下は、ゴースト信号と呼ばれ、ある特定の周波数信号で
発生する。

【００４４】磁区拡大層１１における磁壁移動の駆動力
は、レーザ光２０の進行方向前方の温度勾配を利用して
いる。しかし、レーザ光の進行方向後方にも、前方より
も勾配が緩いものの、温度勾配による磁壁駆動力が誘起
される。この駆動力は、ゴースト信号を発生させるが、
制御層を形成すると、レーザ光後方で生じる磁壁移動を
抑制できる。図４に示したように、制御層１８では、そ
のキュリー温度が中間層１２のキュリー温度よりも高い
ため、中間層より先に磁気秩序が発生する。この磁気秩
序発生部２５は、磁区拡大層１１と交換結合を形成す
る。記録層１３からの転写が起こる温度、即ち中間層１
２のキュリー温度付近では制御層１４の磁壁エネルギー
密度は高くなっており、この制御層と交換結合している
磁区拡大層１１では磁壁移動が抑制される。このよう
に、制御層は、中間層が磁気秩序を喪失した領域１９の
レーザ光２０後方側においていち早く秩序を回復した領
域２５を形成し、キャリア値の記録マーク長依存性を抑
制する作用を奏する。

【００４５】なお、ここでは、中間層１２のキュリー温
度を１６０℃としたが、１２０〜２００℃の範囲で磁壁
移動を確認できた。しかし、より高いＣ／Ｎ比を得るた
めには、中間層のキュリー温度は１３０〜１６０℃が適
当であった。

【００４６】（実施の形態３）図６に示した光磁気記録
媒体は、磁区拡大層１１が室温において垂直磁化膜であ
る以外は、室温において面内磁化膜である磁区拡大層を
用いた実施の形態１の媒体と同じ膜構成を有する。この
実施形態では、磁区拡大層１１の補償組成温度を調整し
て、室温からキュリー温度Ｔ_C2までの温度域で、この層
を垂直磁化状態に保つようにした。

【００４７】また、磁区拡大層１１は、ある点ｘに存在
する磁壁に作用する駆動力Ｆ₁が大きくなるように、室
温でも磁壁エネルギー密度σ₁が大きい磁性薄膜材料を
用いている。このため、磁区拡大層は磁区を形成しにく
い状態にある。よって、図示したように、臨界温度Ｔ_CR
以下の温度の領域において磁区拡大層１１に磁壁は存在
しない。

【００４８】この媒体でも、中間層１２が加熱されて垂
直磁化状態に移行すると、磁区拡大層１１と記録層１３
との間には交換結合力が作用する。この状態では、磁区
拡大層と記録層との間に磁壁を形成するエネルギーと、
磁区拡大層内に磁壁を形成するエネルギーとのいずれか
低いか、によって磁区拡大層に磁区が転写されるか否か
が決まる。磁区拡大層に磁区を転写するためには、磁区
拡大層と記録層との間の界面磁壁エネルギーを高くすれ
ばよい。磁区拡大層１１に情報を転写するための方法の
１つは、中間層の補償組成温度を再生温度近傍（例えば
（Ｔ_C2−４０）℃よりも高く（Ｔ_C2−２０）℃よりも低
い範囲）とすることである。具体的には、Ｇｄ等の希土
類元素の含有量を２５．５〜２７at％とするとよく、成
膜に際しては磁区拡大層や記録層よりもＡｒ圧を低くす
ることが好ましい。この媒体でも、多層膜の温度がＴ_C2
以上に達して、中間層１２の磁気モーメントがランダム
に動き出すと、交換結合が作用しなくなり、磁区拡大層
１１における磁壁の移動が始まる。

【００４９】以下、この媒体の具体例を示す。基板に
は、サンプルサーボ方式のポリカーボネート基板を用い
た。この基板上に、干渉層１０として膜厚８０ｎｍのＳ
ｉＮ層、磁区拡大層１１として膜厚２０ｎｍのＧｄＦｅ
ＣｏＡｌ層（Ｔ_C1＝２５０℃）、中間層１２として膜厚
１０ｎｍのＧｄＦｅＣｏＡｌ層（Ｔ_C2＝１４０℃、Ｔ_CR
＝９０℃、組成式Ｇｄ_0.26Ｆｅ_0.27Ｃｏ_0.07Ａ
ｌ_0.4）、記録層１３として膜厚８０ｎｍのＴｂＦｅＣ
ｏ層（Ｔ_C3＝２９０℃）、保護層１４として膜厚５０ｎ
ｍのＳｉＮ層を実施例１と同じ条件で順次成膜し、媒体
Ｆを得た。なお、中間層は、磁区拡大層や記録層よりも
低いＡｒ圧（０．５Ｐａ）の下で成膜した。

【００５０】サンプルサーボ基板は、案内溝が形成され
たランドグルーブ基板に比べると、隣接トラックとの物
理的な障害がない。このため、従来の磁区拡大再生方式
をサンプルサーボ基板を用いた媒体に適用すると、隣接
トラックでも記録層の磁区が磁区拡大層に転写され、こ
の転写磁区からの磁壁移動が支配的となって信号を再生
できなかった。

【００５１】しかし、本発明を適用すると、レーザ光が
照射されていない領域では中間層１２が面内磁化状態で
あるため、この領域では記録層１３から磁区拡大層１１
への磁区の転写が抑制される。媒体Ｆでは、記録マーク
長０．１５μｍでＣ／Ｎ比４１．２ｄＢが得られた。こ
のように、本発明の好ましい一形態では、案内溝（グル
ーブ）を形成しない基板を用いても、良好な磁区拡大を
行うことができる。なお、上記信号量が従来例よりも大
きいことから、ここでも、媒体磁壁の移動は、トラック
方向だけなく、トラック幅方向（半径方向）にも及んで
いると考えられる。

【００５２】（実施の形態４）図７に示した媒体では、
中間層１２と記録層１３との間に非磁性層１６を介在さ
せた以外は、実施の形態１で説明した媒体と同じ膜構成
を有する。ここでは、非磁性層１６として、膜厚１０ｎ
ｍのＳｉＮ層を挿入した。この媒体では、非磁性層１６
により中間層１２と記録層１３との交換結合は遮断され
るが、静磁結合により、臨界温度Ｔ_CR以上の温度域で記
録層１３から中間層１２に磁界が転写される。この磁界
がさらに磁区拡大層１１に転写されて磁区拡大再生が実
現できる。非磁性層の膜厚としては、１ｎｍ以上１０ｎ
ｍ以下が好適である。上記非磁性層を形成した以外は、
実施の形態１と同様の条件で作製した媒体Ｇからは、マ
ーク長０．２μｍでＣ／Ｎ比４０ｄＢの再生信号が得ら
れた。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
磁区拡大を利用した情報の再生の際に隣接トラックから
の磁気的影響を抑制できる。また、クロストークの抑制
により再生時のマージンを拡大できるために、装置の小
型化等にも有利である。本発明の媒体は、従来の媒体と
の互換も容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の光磁気記録媒体の一例の断面を、磁
性膜の磁化状態および温度分布とともに示した図であ
る。

【図２】 図１の媒体の垂直磁化領域を横切るように切
断して示した断面図である。

【図３】 本発明の光磁気記録媒体の再生パワーとＣ／
Ｎ比との関係の一例を従来の媒体と比較して示す図であ
る。

【図４】 本発明の光磁気記録媒体の別の一例の断面
を、磁性膜の磁化状態および温度分布とともに示した図
である。

【図５】 本発明の光磁気記録媒体のキャリア値とＣ／
Ｎ比との関係の一例を示す図である。

【図６】 本発明の光磁気記録媒体のまた別の一例の断
面を、磁性膜の磁化状態および温度分布とともに示した
図である。

【図７】 本発明の光磁気記録媒体のさらに別の一例の
断面を、磁性膜の磁化状態および温度分布とともに示し
た図である。

【図８】 磁壁移動型磁区拡大方式を適用する従来の光
磁気記録媒体の再生原理を説明するための図面である。

【符号の説明】 １０ 干渉層 １１ 磁区拡大層 １２ 中間層 １３ 記録層 １４ 保護層 １５ 基板 １６ 非磁性層 １９ 遮蔽領域 ２０ レーザ光 ２１ 温度分布 ２８ 磁壁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ１１Ｂ 11/105 ５１１ Ｇ１１Ｂ 11/105 ５１１Ｇ ５１１Ｈ ５１１Ｐ ５１１Ｑ ５８６ ５８６Ｍ

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板と、前記基板上に形成された多層膜
   とを含み、前記多層膜が第１磁性層、第２磁性層および
   第３磁性層を含み、前記第２磁性層が前記第１磁性層お
   よび第３磁性層の間に配置され、前記第２磁性層のキュ
   リー温度Ｔ_C2が前記第１磁性層のキュリー温度Ｔ_C1およ
   び前記第３磁性層のキュリー温度Ｔ_C3よりも低く、前記
   第３磁性層が垂直磁化膜であり、前記Ｔ_C2未満の温度域
   の少なくとも一部において、前記第１磁性層が前記第２
   磁性層との交換結合により垂直に磁化され、前記交換結
   合を介して前記第３磁性層の磁化が前記第２磁性層を介
   して前記第１磁性層へと転写される光磁気記録媒体であ
   って、 前記第２磁性層が、室温では面内磁化膜であって、室温
   よりも高い臨界温度Ｔ _CRと前記Ｔ_C2との間の温度域にお
   いて垂直磁化膜となることを特徴とする光磁気記録媒
   体。
2. 【請求項２】 第１磁性層と第２磁性層とが接している
   請求項１に記載の光磁気記録媒体。
3. 【請求項３】 キュリー温度Ｔ_C2と臨界温度Ｔ_CRとの差
   が１００℃よりも小さい請求項１に記載の光磁気記録媒
   体。
4. 【請求項４】 キュリー温度Ｔ_C1とキュリー温度Ｔ_C2と
   の差が１００℃以上ある請求項１に記載の光磁気記録媒
   体。
5. 【請求項５】 キュリー温度Ｔ_C2が１３０℃以上１６０
   ℃以下である請求項１に記載の光磁気記録媒体。
6. 【請求項６】 第２磁性層が、ＧｄＦｅ、ＧｅＦｅＣ
   ｏ、ＧｅＦｅＡｌ、ＧｄＦｅＣｒ、ＧｄＦｅＣｏＣｒ、
   ＧｄＦｅＳｉ、ＧｄＦｅＣｏＳｉ、ＧｅＦｅＣｏＡｌ、
   ＴｂＦｅ、ＴｂＦｅＣｏ、ＴｂＦｅＡｌ、ＴｂＦｅＣ
   ｒ、ＴｂＦｅＣｏＣｒ、ＴｂＦｅＳｉ、ＴｂＦｅＣｏＳ
   ｉおよびＴｂＦｅＣｏＡｌから選ばれるいずれかの合金
   を含む請求項１に記載の光磁気記録媒体。
7. 【請求項７】 第２磁性層が、組成式（Ｇｄ_xＦｅ_1-x）
   _1-yＭ_yにより表示される合金を含む請求項１に記載の光
   磁気記録媒体。ただし、Ｍは、Ｃｒ、ＳｉおよびＡｌか
   ら選ばれる少なくとも１種であり、ｘは０．１５以上
   ０．４０以下、ｙは０以上０．３０以下の数値である。
8. 【請求項８】 第２磁性層が、組成式（Ｔｂ_xＦｅ_1-x）
   _1-yＭ_yにより表示される合金を含む請求項１に記載の光
   磁気記録媒体。ただし、Ｍは、Ｃｒ、ＳｉおよびＡｌか
   ら選ばれる少なくとも１種であり、ｘは０．１５以上
   ０．４０以下、ｙは０以上０．３０以下の数値である。
9. 【請求項９】 局所的に加熱されてキュリー温度Ｔ_C2以
   上となった遮蔽領域において、第１磁性層が、第２磁性
   層との交換結合により垂直に磁化された垂直磁化領域か
   ら前記遮蔽領域へと磁壁が移動する程度に小さい磁壁抗
   磁力を有する請求項１に記載の光磁気記録媒体。
10. 【請求項１０】 第２磁性層と第３磁性層とが、キュリ
    ー温度Ｔ_C2未満の温度域の少なくとも一部において、交
    換結合する請求項１に記載の光磁気記録媒体。
11. 【請求項１１】 第２磁性層と第３磁性層との間に非磁
    性層が配置され、前記第２磁性層と前記第３磁性層と
    が、キュリー温度Ｔ_C2未満の温度域の少なくとも一部に
    おいて、静磁結合する請求項１に記載の光磁気記録媒
    体。
12. 【請求項１２】 非磁性層の膜厚が１ｎｍ以上１０ｎｍ
    以下である請求項１１に記載の光磁気記録媒体。
13. 【請求項１３】 第１磁性層が、室温において面内磁化
    膜である請求項１に記載の光磁気記録媒体。
14. 【請求項１４】 第１磁性層が、室温において垂直磁化
    膜である請求項１に記載の光磁気記録媒体。
15. 【請求項１５】 第１磁性層が、２以上の磁性膜からな
    る請求項１に記載の光磁気記録媒体。
16. 【請求項１６】 第１磁性層が、第２磁性層側から順
    に、磁性膜ａと、前記磁性膜ａよりもキュリー温度が高
    い磁性膜ｂとを含む請求項１５に記載の光磁気記録媒
    体。
17. 【請求項１７】 第１磁性層と第２磁性層との間に、キ
    ュリー温度Ｔ_C2よりも高くキュリー温度Ｔ_C1よりも低い
    キュリー温度Ｔ_C4を有する第４磁性層を有する請求項１
    に記載の光磁気記録媒体。
18. 【請求項１８】 請求項１に記載の光磁気記録媒体から
    情報を再生する方法であって、光ビームを前記媒体に対
    して相対的に移動させながら照射して、第２磁性層のキ
    ュリー温度Ｔ_C2以上であって第１磁性層のキュリー温度
    Ｔ_C1および第３磁性層のキュリー温度Ｔ_C3よりも低い温
    度となった遮蔽領域と、前記第１磁性層が前記第２磁性
    層との交換結合により垂直に磁化され、前記交換結合を
    介して前記第３磁性層の磁化が前記第２磁性層を介して
    前記第１磁性層へと転写された垂直磁化領域とを形成
    し、前記第１磁性層の磁壁を前記垂直磁化領域から前記
    遮蔽領域へと移動させることにより前記垂直磁化領域の
    磁区を拡大し、拡大した磁区からの前記光ビームの反射
    光の偏向面の変化を検出することを特徴とする光磁気記
    録媒体の再生方法。