JP2004164826A - 光磁気記録媒体、光磁気記録媒体の製造方法、光磁気記録媒体の記録方法、および光磁気記録媒体の再生方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 照射された光ビームの反射光を検出して情報の再生が行える光メモリとしては、位相ピットによって情報を記録したＲＯＭ型のメモリ、光ビームの照射によって記録膜に孔を開けて情報を記録するライトワンス型の光メモリ、光ビームの照射によって記録膜の結晶相を変化させて記録を行う相変化型光メモリ、光ビームの照射と磁界の印加によって記録層の磁化方向を変化させて記録を行う光磁気メモリなどがある。記録膜の組成、製膜方法によっては、記録層の垂直磁気異方性が小さくなるために、微小な記録磁区を安定に形成するのが難しくなる。このため、光磁気記録における記録密度や転送速度が十分に得られないことがあった。
【解決手段】 積層方向に伸びた複数のコラムをもつ記録層１５と、記録層１５の下に配置された、コラムの核となる再生層１３とを備えた、光磁気記録媒体である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、レーザ光の照射による温度上昇を利用して情報の記録及び消去を行い、磁気光学効果を利用して記録信号の読み出しを行うための、光磁気記録媒体、光磁気記録媒体の製造方法、光磁気記録媒体の記録方法、および光磁気記録媒体の再生方法に関する。

照射された光ビームの反射光を検出して情報の再生が行える光メモリとしては、位相ピットによって情報を記録したＲＯＭ型のメモリ、光ビームの照射によって記録膜に孔を開けて情報を記録するライトワンス型の光メモリ、光ビームの照射によって記録膜の結晶相を変化させて記録を行う相変化型光メモリ、光ビームの照射と磁界の印加によって記録層の磁化方向を変化させて記録を行う光磁気メモリなどがある。

これらの光メモリにおいて、信号の再生分解能はほとんど再生光の波長λと対物レンズの開口数（Ｎ．Ａ．）で決まり、検出限界のピット周期はほぼλ／［２・（Ｎ．Ａ．）］であった。

しかし、再生光の波長を短くしたり、対物レンズの開口数を大きくすることは容易でないため、記録媒体や再生方法を工夫して情報の記録密度を上げる試みがなされている。

特に光磁気記録媒体では情報の記録密度を上げるための様々な試みが提案されている。

たとえば、再生用光ビームに差し掛かった磁壁を次々と移動させ、この磁壁の移動を検出することによって前述の波長と対物レンズの開口数で決まる検出限界を越えて再生分解能を向上させる技術がある（たとえば、特許文献１参照）。

この技術では、再生用光ビームに差し掛かると磁壁が移動する第一の磁性層である再生層が各情報トラック間で磁気的に分離されていると、特に良好な再生信号が得られる。

もちろん、記録層に高密度に記録した微小な記録磁区を再生層に転写させ、再生層の磁壁移動等により記録情報の再生を行う際には、記録層の微小磁区が安定に保持され、磁気的な結合により再生層に強く安定に転写される必要がある。
特開平６−２９０４９６号公報

しかしながら、記録膜の組成、製膜方法によっては、記録層の垂直磁気異方性が小さくなるために、微小な記録磁区を安定に形成するのが難しいことがあった。

また、記録層の記録磁区を再生層に転写させるためには、記録層の垂直磁気異方性を利用した安定な磁気的結合が必要である。しかし、記録層の磁気特性に依存して転写性が変化し、転写が不安定な場合には、転写ノイズ、および磁壁移動に伴うノイズが大きくなり、再生信号品質が低下することがあった。

また、磁壁移動を安定に行うためには、情報トラック間をレーザーアニールすることにより磁気的に分離する、またはランド／グルーブ構成を有する光ディスク基板を用いて、情報トラック間を遮断する方法等が用いられる。しかし、レーザーアニールの条件、または光ディスク基板のランド／グルーブの溝形状に依存して、記録層から再生層への転写特性が変化し、光ディスク基板からの溝ノイズの影響が大きくなってしまうことがあった。

特に、溝深さが大きくなる、あるいは、溝幅が小さくなると、グルーブ記録の場合には、記録層のミクロな構造により記録磁区の形状が変化して、再生層への転写再生による信号量が低下することがあった。

このように、光磁気記録における記録密度や転送速度が十分に得られないことがあった。

本発明は、上記従来のこのような課題を考慮し、光磁気記録における記録密度や転送速度をより向上することができる光磁気記録媒体、光磁気記録媒体の製造方法、光磁気記録媒体の記録方法、および光磁気記録媒体の再生方法を提供することを目的とする。

第１の本発明は、積層方向に伸びた複数のコラムをもつ記録層と、
前記記録層の下に配置された、前記コラムの核となる第一の下地層とを備えた、光磁気記録媒体である。

第２の本発明は、前記記録層と前記第一の下地層との間に配置された、前記コラムの幅を制御する第二の下地層をさらに備えた、第１の本発明の光磁気記録媒体である。

第３の本発明は、前記第一の下地層は、非晶質構造の磁性薄膜である第１の本発明の光磁気記録媒体である。

第４の本発明は、前記第二の下地層は、非晶質構造の磁性薄膜である第２の本発明の光磁気記録媒体である。

第５の本発明は、前記第一の下地層は、前記記録層の一部として形成されている第１の本発明の光磁気記録媒体である。

第６の本発明は、前記第二の下地層は、前記記録層の一部として形成されている第２の本発明の光磁気記録媒体である。

第７の本発明は、前記第一の下地層は、前記記録層側に密度の変化している部分を有する第１の本発明の光磁気記録媒体である。

第８の本発明は、前記第一の下地層の構造単位の幅は、実質的に２ｎｍ未満である第１の本発明の光磁気記録媒体である。

第９の本発明は、前記第一の下地層は、実質的に０．５ｍｏｌ％以上の不活性ガスを取込んでいる第１の本発明の光磁気記録媒体である。

第１０の本発明は、前記第一の下地層の膜厚は、実質的に５ｎｍ以上５０ｎｍ以下である第１の本発明の光磁気記録媒体である。

第１１の本発明は、前記第二の下地層は、前記積層方向に伸びた複数個のコラムを有する第２の本発明の光磁気記録媒体である。

第１２の本発明は、前記第二の下地層が有するコラムの幅は、実質的に２ｎｍ以上４０ｎｍ以下である第１１の本発明の光磁気記録媒体である。

第１３の本発明は、前記第二の下地層の膜厚は、実質的に５ｎｍ以上５０ｎｍ以下である第２の本発明の光磁気記録媒体である。

第１４の本発明は、前記非晶質構造は、原子オーダーのランダムな非晶質構造である第３の本発明の光磁気記録媒体である。

第１５の本発明は、前記記録層が有するコラムの幅は、前記第一の下地層が有する構造単位の幅よりも大きい第１の本発明の光磁気記録媒体である。

第１６の本発明は、前記記録層は、前記第一の下地層よりもポーラスである第１の本発明の光磁気記録媒体である。

第１７の本発明は、前記記録層は、前記第一の下地層と相互に磁気的に結合している第１の本発明の光磁気記録媒体である。

第１８の本発明は、前記記録層は、前記第二の下地層と相互に磁気的に結合している第２の本発明の磁気記録媒体である。

第１９の本発明は、前記記録層が有するコラムの構造単位の幅は、実質的に２ｎｍ以上４０ｎｍ以下である第１の本発明の光磁気記録媒体である。

第２０の本発明は、前記記録層の密度は、実質的に２．０ｇ／ｃｍ^３以上５．０ｇ／ｃｍ^３以下である第１の本発明の光磁気記録媒体である。

第２１の本発明は、前記記録層の膜厚は、実質的に４０ｎｍ以上３００ｎｍ以下である第１の本発明の光磁気記録媒体である。

第２２の本発明は、前記記録層は、所定の希土類金属と所定の遷移金属との合金薄膜により形成されており、
前記第一の下地層は、所定の希土類金属と所定の遷移金属との合金薄膜により形成されており、
前記第二の下地層は、所定の希土類金属と所定の遷移金属との合金薄膜により形成されている第２の本発明の光磁気記録媒体である。

第２３の本発明は、前記希土類金属とは、Ｔｂ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏの内の少なくとも一つである第２２の本発明の光磁気記録媒体である。

第２４の本発明は、前記記録層は、多層構造を有する第１の本発明の光磁気記録媒体である。

第２５の本発明は、前記第一の下地層は、非磁性薄膜である第１の本発明の光磁気記録媒体である。

第２６の本発明は、前記第二の下地層は、非磁性薄膜である第２の本発明の光磁気記録媒体である。

第２７の本発明は、前記非磁性薄膜は、Ａｌ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｎｂ、Ｓｉ、Ｒｕの内の少なくとも一つを含む第２５または第２６の本発明の光磁気記録媒体である。

第２８の本発明は、前記第一の下地層の表面粗さは、実質的にＲａ０．１ｎｍ以上１．５ｎｍ以下である第１の本発明の光磁気記録媒体である。

第２９の本発明は、前記第二の下地層の表面粗さは、実質的にＲａ０．２ｎｍ以上２ｎｍ以下である第２の本発明の光磁気記録媒体である。

第３０の本発明は、前記不活性ガスは、Ａｒ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｘｅの内の少なくとも一つを含む第９の本発明の光磁気記録媒体である。

第３１の本発明は、前記記録層は、実質的に０．５ｍｏｌ％以上の不活性ガスを取込んでいる第１の本発明の光磁気記録媒体である。

第３２の本発明は、前記不活性ガスは、Ａｒ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｘｅの内の少なくとも一つを含む第３１の本発明の光磁気記録媒体である。

第３３の本発明は、積層方向に伸びた複数のコラムをもつ記録層と、前記記録層の下に配置された、前記コラムの核となる第一の下地層とを備えた光磁気記録媒体の製造方法であって、
前記第一の下地層を形成する第一の下地層形成ステップと、
前記形成された第一の下地層の上に前記記録層を形成する記録層形成ステップとを備えた、光磁気記録媒体の製造方法である。

第３４の本発明は、前記光磁気記録媒体は、前記記録層と前記第一の下地層との間に配置された、前記コラムの幅を制御する第二の下地層をさらに備え、
前記形成された第一の下地層の上に前記第二の下地層を形成する第二の下地層形成ステップをさらに備え、
前記記録層は、前記形成された第二の下地層の上に形成される第３３の本発明の光磁気記録媒体の製造方法である。

第３５の本発明は、前記第一の下地層形成ステップにおける製膜時の圧力は、前記第二の下地層形成ステップにおける製膜時の圧力よりも小さい第３４の本発明の光磁気記録媒体の製造方法である。

第３６の本発明は、前記製膜時の圧力は、実質的に１．５Ｐａ以上６Ｐａ未満である第３５の本発明の光磁気記録媒体の製造方法である。

第３７の本発明は、前記第二の下地層形成ステップにおける製膜時の圧力は、前記記録層形成ステップにおける製膜時の圧力よりも小さい第３４の本発明の光磁気記録媒体の製造方法である。

第３８の本発明は、前記第一の下地層形成ステップにおける製膜時の堆積速度は、前記第二の下地層形成ステップにおける製膜時の堆積速度よりも小さい第３４の本発明の光磁気記録媒体の製造方法である。

第３９の本発明は、前記第二の下地層形成ステップにおける製膜時の堆積速度は、前記記録層形成ステップにおける製膜時の堆積速度よりも小さい第３４の本発明の光磁気記録媒体の製造方法である。

第４０の本発明は、前記第一の下地層形成ステップにおける製膜時の堆積速度は、実質的に０．２ｎｍ／ｓｅｃ以上５ｎｍ／ｓｅｃ以下である第３３の本発明の光磁気記録媒体の製造方法である。

第４１の本発明は、前記第二の下地層形成ステップにおける製膜時の堆積速度は、実質的に０．２ｎｍ／ｓｅｃ以上５ｎｍ／ｓｅｃ以下である第３４の本発明の光磁気記録媒体の製造方法である。

第４２の本発明は、前記記録層形成ステップにおける製膜時の堆積速度は、実質的に２ｎｍ／ｓｅｃ以上２０ｎｍ／ｓｅｃ以下である第３３の本発明の光磁気記録媒体の製造方法である。

第４３の本発明は、積層方向に伸びた複数のコラムをもつ記録層と、前記記録層の下に配置された、前記コラムの核となる第一の下地層とを備えた光磁気記録媒体の記録方法であって、
前記記録層に所定のデータを書き込むデータ書き込みステップを備えた、光磁気記録媒体の記録方法である。

第４４の本発明は、積層方向に伸びた複数のコラムをもつ記録層と、前記記録層の下に配置された、前記コラムの核となる第一の下地層とを備えた光磁気記録媒体の再生方法であって、
前記記録層に書き込まれた所定のデータを読み出すデータ読み出しステップを備えた、光磁気記録媒体の再生方法である。

本発明は、光磁気記録における記録密度や転送速度をより向上することができるという長所を有する。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
はじめに、本実施の形態における光磁気記録媒体について説明する。

図１は本発明の実施の形態１における光磁気記録媒体（以下、光磁気ディスク）１０の構造を示す断面図である。

図１において、１１はポリカーボネートからなる透明な光ディスク基板、１２は記録膜の保護と媒体の光学的特性を調整するための誘電体層である。

積層した記録膜は、情報を磁壁の移動によって検出するための再生層１３、再生層１３と記録層１５の間の交換結合を制御するための中間層（中間遮断層）１４、情報を保持しておく記録層１５により構成されている。

さらに、１６は記録膜の保護のための第二の誘電体層、１７はオーバーコート層である。

なお、再生層１３は本発明の第一の下地層に対応し、中間層１４は本発明の第二の下地層に対応し、記録層１５は本発明の記録層に対応する。

図１で示した本発明の実施の形態１の光磁気記録媒体１０は、再生用光ビームに差し掛かった磁壁を次々と移動させこの磁壁の移動を検出する。かくして、再生光の波長と対物レンズの開口数で決まる検出限界を越えて超解像再生が可能となるＤＷＤＤ方式を、この光磁気記録媒体に適用できることとなる。

なお、上述した構成の積層記録膜は磁壁の移動を利用して、再生信号の振幅を大きくする方法であるＤＷＤＤ方式（Ｄｏｍａｉｎ Ｗａｌｌ Ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）の一例である。

例えば、上述の特開平６−２９０４９６号公報に記載されているように、大きな界面飽和保磁力を有する磁性層を記録層とし、小さな界面飽和保磁力を有する磁性膜を磁壁移動する再生層とし、比較的低いキュリー温度を有する磁性膜を切り換えのための中間層として用い、ＤＷＤＤ方式を可能にすることが肝腎である。したがって、本発明は、この膜構成に限るものではない。

上記したＤＷＤＤ方式の再生原理について、図９を参照しながら説明する。図９（ａ）は、回転しているディスクの記録膜の断面を示す図である。光ディスク基板と誘電体層（図示省略）の上に、再生層１３、中間層１４、記録層１５の三層で構成された記録膜が形成されている。そして、誘電体層（図示省略）が形成され、さらに紫外線硬化樹脂である保護コートのためのオーバーコート層（図示省略）が形成されている。

再生層１３としては磁壁抗磁力の小さい磁性膜材料を用いており、中間層１４としてはキュリー温度の小さい磁性膜を用いており、記録層１５としては小さなドメイン径でも記録磁区を保持できる磁性膜を用いている。

なお、従来の光磁気記録媒体の再生層は、ガードバンド等を形成することにより、閉じていない磁壁を含む磁区構造を形成していた。

図に示すように、情報信号は、記録層１５に熱磁気記録された記録磁区として形成されている。レーザ光スポットの照射されていない室温での記録膜は記録層１５、中間層１４、再生層１３がそれぞれ強く交換結合しているため、記録層１５の記録磁区は、そのまま再生層１３に転写形成される。

図９（ｂ）は、図９（ａ）の断面図に対応した位置χと記録膜の温度Ｔとの関係を表す。図示されているように、記録信号の再生時には、ディスクが回転し、トラックに沿ってレーザ光による再生ビームスポットが照射される。この時、記録膜は、図９（ｂ）に示すような温度分布を示し、中間層がキュリー温度Ｔｃ以上となる温度領域Ｔｓが存在し、再生層１３と記録層１５との交換結合が遮断される。

また、再生ビームが照射されると、図９（ｃ）の磁壁エネルギー密度σに対する依存性に示すように、図９（ａ）、（ｂ）の位置に対応するディスク回転方向のχ方向に磁壁エネルギー密度σの勾配が存在する。このために、図９（ｄ）に示すように、位置χでの各層の磁壁に対して磁壁を駆動させる力Ｆが作用する。

この記録膜に作用する力Ｆは、図９（ａ）〜（ｄ）に示すように、磁壁エネルギー密度σの勾配が大きい場合に大きくなり、磁壁エネルギー密度σの小さい側に向かって磁壁を移動させるように作用する。再生層１３は、磁壁抗磁力が小さく磁壁の移動度が大きいので、閉じていない磁壁を有する場合の再生層１３単独では、この力Ｆによって容易に磁壁が移動する。したがって、再生層１３の磁壁は、矢印で示したように、より温度が高く磁壁エネルギー密度の小さい領域へと瞬時に移動する。そして、再生ビームスポット内を磁壁が通過すると、スポット内での再生層１３の磁化は光スポットの広い領域で同じ方向に揃う。

この結果、記録磁区の大きさに依らず、再生信号振幅は、常に一定の最大振幅になる。

ところで、従来のＤＷＤＤ方式では、閉じていない磁壁を含む磁区構造を形成し、トラック間の交換結合を遮断した再生層１３の磁壁を移動させる。このために、微小な磁区であっても安定に記録する必要があるが、記録磁区形状と再生層１３への転写によって、再生信号が変動することがあった。しかし、本発明では、そのような再生信号の変動が抑制される。

次に、本発明の実施の形態１の光磁気ディスク１０の製造方法について詳細に説明する。なお、同時に、本発明の光磁気記録媒体の記録方法、および光磁気記録媒体の再生方法の一実施の形態についても説明する（実施の形態２〜３に関しても、同様である）。

図１に示すように、光ディスク基板１１に、上述した磁性膜を含む多層に積層した記録膜を製膜して形成されている。光ディスク基板１１のグルーブの両側にはランド部が形成されており、矩形型の溝のグルーブ部の深さｈは、ランド部の上面から６０ｎｍを有する。なお、本実施の形態１の光磁気ディスク１０のトラックピッチは０．７μｍであり、グルーブ幅は０．５５μｍである。

まず、マグネトロンスパッタリング装置にＺｉＳ・ＳｉＯ_２ターゲットを設置し、グルーブが形成されたポリカーボネートからなる透明な光ディスク基板１１を基板ホルダーに固定した後、５×１０^−６Ｐａ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する。真空排気をしたままＡｒガスを０．５Ｐａとなるまでチャンバー内に導入し、基板を回転させながら、誘電体層１２としてＺｉＳ・ＳｉＯ_２を高周波スパッタリングにより７５ｎｍ製膜する。

引き続き誘電体層１２上には、同様に真空排気をしたまま、Ａｒガスを０．５Ｐａとなるまでチャンバー内に導入し、基板を回転させながら、ＧｄＦｅＣｏＡｌのターゲットを用いて、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により再生層１３を３０ｎｍ形成する。次に、Ａｒガスを１．８Ｐａとなるまでチャンバー内に導入し、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ａｌそれぞれのターゲットを用いて、ＴｂＤｙＦｅＣｏＡｌの中間層１４を１５ｎｍ形成する。そして、さらに同じターゲット構成でＡｒガスを２．０Ｐａとなるまでチャンバー内に導入し、ＴｂＨｏＦｅＣｏの記録層１５を６０ｎｍ、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により膜形成する。ここで、各層の膜組成は、それそれのターゲットの投入パワー比を調整することにより、所望の膜組成に調節することができる。

さらに、０．６Ｐａとなるまでチャンバー内にＡｒガスを導入し、基板を回転させながら、ＺｉＳ・ＳｉＯ_２からなる第二の誘電体層１６を９０ｎｍ、高周波スパッタリング法により膜形成する。

そして、さらに誘電体層１６の上にエポキシアクリレート系樹脂を滴下させてスピンコートにより６μｍの膜厚に塗布し、紫外線ランプを照射して硬化させることにより、オーバーコート層１７を形成する。

ここで、ＧｄＦｅＣｏＡｌの再生層１３は補償組成温度が１８０℃でキュリー温度が２７０℃であり、ＴｂＤｙＦｅＣｏＡｌの中間層１４はキュリー温度が１５５℃で、キュリー温度以下では常に希土類金属組成が優勢である。

また、ＴｂＨｏＦｅＣｏの記録層１５は補償組成温度が９０℃であり、キュリー温度は２９５℃になるように各ターゲットの投入パワーを設定して組成を調整して製膜した。

製膜時の製膜速度、光ディスク基板の回転数を制御することにより、ＧｄＦｅＣｏＡｌの再生層１３は、微細な０．８ｎｍ以下の構造単位の非晶質的な膜構造に形成することができ、記録層のコラム構造を形成する核としての下地層の役割を果たすことが可能となる。

なお、記録層のコラム構造とは、コラム同士の間に透き間の空いたポーラスな膜構造であるといえる。このようなコラム構造に関しては、日本特許出願２００１−３６５０４７明細書およびＷＯ０３／０４６９０５（ＰＣＴ出願）にも記載されている。

つまり、記録層のコラム構造とは、膜構造の分布、密度の分布等の特性の分布をコラム間に有する構造であるといえる。特に、ポーラスな膜構造のコラム構造では、コラム同士の間に非常に密度の小さい領域が形成されたり、隙間の空いたような構造を有する場合があると考えられる。

次に、中間層１４は、８ｎｍのコラム構造を形成した膜構造を、再生層１３の上に形成することにより、記録層１５のコラム幅を制御できる第二の下地層としての働きをする。

ここでの具体的な製膜条件は、つぎの通りである。

ＧｄＦｅＣｏＡｌの再生層１３は、１００ｒｐｍで自公転しながら回転し、３ｎｍ／ｓｅｃの製膜レートで形成する。また、ＴｂＤｙＦｅＣｏＡｌの中間層１４は、４０ｒｐｍで自公転の回転をしながら、５ｎｍ／ｓｅｃの製膜レートで形成する。

４０ｒｐｍで自公転の回転をしながら、８ｎｍ／ｓｅｃの製膜レートで膜形成することにより、ＴｂＨｏＦｅＣｏの記録層１５には、１５ｎｍの構造単位の幅を有するコラム状の構造の磁性薄膜を形成できることとなる。

実際に、図２（ａ）の光磁気ディスクの断面をＳＥＭ観察した写真に示すように、上記構成で作製したＴｂＨｏＦｅＣｏの記録層１５は、磁性薄膜が膜面垂直方向に柱状のコラム形状である構造を有することが、観察できる。

これに対して、図２（ｂ）の再生層、中間層がコラム構造を形成するための核となる働きをしていない膜構造の場合には、ミクロな膜の構造単位はほとんど観察できないくらい微細な構造の非晶質な薄膜として形成されていることがわかる。

また、図３に本発明の実施の形態１における光磁気記録媒体の記録層１５の飽和磁界Ｍｓと保磁力Ｈｃの積Ｍｓ・Ｈｃの温度に対する依存性を示す。図３に示すように、本実施の形態１の光磁気ディスク（図２（ａ）参照）に対応する最も上にあるグラフでは、Ｍｓ・Ｈｃが従来例（図２（ｂ）参照）に対応する最も下にあるグラフと比較して、ほぼ２倍に増加し、室温では１．８×１０^６ｅｒｇ／ｃｍ^２以上の値が得られる。

そして、このように、記録層をコラム形状の構成にすることにより、記録膜のＭｓ・Ｈｃを増大させることができ、記録磁区を安定化させることができる。このため、繰り返し書き換えた場合にも安定した信号の記録再生が可能となる。

ここで、上記構成の光磁気ディスク１０の光ディスク基板１１は、矩形のランドとグルーブを有する形状であった。しかし、情報の記録されるグルーブ間に深いランドを形成したランド部により磁性的遮断された構成、または記録トラック間をアニール処理する方法であっても、再生層に転写された記録磁区が容易に磁壁移動する構成であれば、前述したＤＷＤＤ方式による再生が可能である。

また、本実施の形態１では、トラックピッチが１．０μｍ以下であって、情報の記録されるグルーブの間に０．２μｍから０．８μｍの範囲の幅を有する構成にランド部を形成し、記録情報の最短のマーク長が２００ｎｍ以下の記録磁区を記録する構成であれば、より効果が大きい。

なお、本実施の形態１の光磁気記録媒体の記録層は、上記した構成に限定されるものではない。

コラム構造を形成する核となる下地層の上に、１ｎｍ以上４０ｎｍ以下（より好ましくは、２ｎｍから１５ｎｍ）の幅の構造単位のコラム形状を有する記録層を形成した構成であって、記録層の膜厚を５０ｎｍ以上（より好ましくは６０ｎｍから２００ｎｍ）に形成した構成であれば、同等の再生特性が得られる。

また、本実施の形態１の光磁気記録媒体では、コラム構造を形成する核となる下地のシード層を再生層に、コラム幅を制御するグレイン成長層を中間層に用いて、記録層のコラム構造を成長させる構成の記録層について述べてきた。

下地のシード層、グレイン成長層を、磁気的超解像に用いる光磁気記録媒体の記録膜における、再生層、中間層、制御層と同じ組成の磁性膜により併用して両立させることが可能である。

そして、その方法により、記録膜の層数を増やすことなく、高密度での同等以上の記録再生特性が得られる。

また、微細な構造単位を有しない下地のシード層を再生層として利用することにより、ＤＷＤＤ特性にも優れた光磁気記録媒体が可能となる。

ここで、図４は、本実施の形態１の上記下地層を用いて膜面垂直方向にコラム構造を形成した記録層１５を有する光磁気記録媒体の、ＤＷＤＤ方式の膜構成を有する記録膜を用いた場合におけるマーク長に対するキャリアレベルの依存性を示す特性図である。

本実施の形態１では、記録層１５の膜構造が、コラム状の形状を有し、微小磁区の安定性に優れているため、１００ｎｍのマーク長の記録磁区であっても、再生層１３に安定して転写し、磁壁移動が可能である。

このため、信号振幅が拡大している。

実際、図に示すように、ここではトラックピッチは０．７μｍ、グルーブ幅０．５５μｍの光ディスク基板を用いているが、ランド部によりグルーブ間での記録膜の磁化を分離することにより、マーク長１００ｎｍまでキャリアレベルがほとんど変化しない光磁気ディスクを実現できることがわかる。

本実施の形態１では、ランド部によりグルーブ間での記録膜の磁化が分離することにより、再生層１３は閉じていない磁壁を含むグルーブに情報を記録する構成となっている。

しかし、逆に、ランド部に記録する構成、あるいは、ランド／グルーブの両方に記録する構成であっても、同等の特性が得られる。

以上のように、本実施の形態１の構成により、ＤＷＤＤ方式により高密度に記録再生した場合にも、安定した再生信号特性が得られる。

本実施の形態１のグルーブに記録する場合には、グルーブの幅と深さがＤＷＤＤ方式での記録再生特性に影響する。

しかし、ランド部の高さと幅との関係が、トラックピッチが０．４ μｍ以上１．０μｍ以下、溝幅が０．２ μｍ以上０．８μｍ以下、溝深さが２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲にあり、それぞれのグルーブ形状に合わせてシード層とグレイン成長層を調整して記録層を形成した構成の光磁気記録媒体であれば、同等の効果が得られる。

また、情報を記録するグルーブ間のランド部の高さがλ／２０ｎ〜λ／３ｎ（ｎは屈折率である、以下同様）と小さい場合には、光ディスク基板の成形が容易であり、溝からのノイズも低減可能となる。

以上のように、本実施の形態１においては、記録情報の書き換え可能なコラム状の構成を有する記録膜を用いた構成により、２００ｎｍ以下の微小磁区を安定して形成することにより磁壁の移動度を確保できる。

そして、ＤＷＤＤ方式による転写磁区の移動による再生信号の拡大を可能にすることができる。

さらに、記録再生トラックでの情報の記録再生が安定に行われるため、記録再生時に隣接トラックからのクロスライト及びクロストークも防止できるものである。

（実施の形態２）
図５は本発明の実施の形態２における光磁気ディスク２０の構造を示す断面図である。

２１は、オレフィンからなる光ディスク基板である。

幅方向に並設された情報を記録するためのトラックは溝形状に形成されており、逆Ｖ字型のランド部がその境界に形成されている。

ここで、本発明のフォーマット方式の構成の一例について説明する。

本実施の形態２では、記録情報の書き換え可能なグルーブ領域と、サーボ用のウォブルピット、アドレスピットの形成されたピット領域とが、トラック上に交互に並設されている。

このフォーマット構成により、サンプルサーボ方式等でトラッキングサーボをかけながら、アドレスを検出し、書き換え可能な領域に情報を記録したり再生したりすることが可能である。

またこの時、レーザ光波長をλとすると、情報を記録するグルーブ間のランド部の高さがλ／２０ｎからλ／３ｎの範囲にある、あるいはλが２０ｎｍから１８０ｎｍの範囲にある場合には、光ディスク基板の成形が容易であり、溝からのノイズも低減可能となる。

このような構成により、アドレスピット等のプリピットが検出可能である。また、グルーブ記録により、トラック間での磁気的な遮断によるＤＷＤＤ方式による記録再生を実現できる。

本実施の形態２の光磁気ディスク２０は、ポリオレフィンからなる透明な光ディスク基板２１、記録膜の保護と媒体の光学的特性を調整するための誘電体層２２、情報を磁壁の移動によって検出するための再生層２３、ゴーストを低減するための制御層２４、再生層と記録保持層の間の交換結合を制御するための中間遮断層２５、情報を保持しておく記録層２６、記録膜の保護のための第二の誘電体層２７、さらにその上にオーバーコート層２８とを備えている。

積層した記録膜は、再生層２３、制御層２４、中間遮断層２５、記録層２６の四層で構成されている。

そして、実施の形態２の光磁気記録媒体では、この構成により、実施の形態１と同様、再生用光ビームに差し掛かった磁壁を次々と移動させる。そして、この磁壁の移動を検出することによって、再生光の波長と対物レンズの開口数で決まる検出限界を越えて、超解像再生が可能となる。

ここで、本実施の形態２の光磁気ディスク２０の光ディスク基板２１上には、情報を記録するグルーブの境界にランドが形成されている。グルーブの深さｈは、ランドの上面から４５ｎｍを有する。そして、ランドによりグルーブは、互いに隣接トラックから磁気的に独立している。

また、本実施の形態２の光磁気ディスク２０のトラックピッチは、０．５５μｍであり、グルーブ幅は０．４μｍである。

図５に示すような構成の光磁気ディスク２０は、光磁気記録媒体の薄膜が製膜装置により膜形成される。

製膜装置は、真空室内の記録膜用の合金ターゲットに対向した位置に配置した基板ホルダーに保持した光ディスク基板２１上に、基板ホルダーを回転させながら薄膜を形成する。

製膜が完了すると、基板ホルダーと共に、真空搬送機構により、別の真空室に移動して、さらに、材料あるいは組成の異なる記録膜が形成される。

また、ターゲットの裏面にはマグネットが配置されており、カソードは直流電源により電力を供給され、マグネトロンスパッタリング法により、記録膜、及び、誘電体膜が形成される。

記録膜の製造方法では、まず、直流マグネトロンスパッタリング装置に、ＢドープしたＳｉターゲットを設置する。そして、グルーブが形成されたポリオレフィンからなる透明な光ディスク基板２１を基板ホルダーに固定した後、６×１０^−６Ｐａ以下の高真空になるまでチャンバー内をターボ分子ポンプで真空排気する。

真空排気をしたままＡｒガスとＮ_２ガスを０．３Ｐａとなるまでチャンバー内に導入する。そして、基板を回転させながら、誘電体層２２として反応性スパッタリング法によりＳｉＮが４０ｎｍの厚さだけ膜形成される。

引き続き、同様に真空排気をしたまま、Ａｒガスを０．６Ｐａとなるまでチャンバー内に導入する。そして、基板を回転させながら、組成の異なる３種類の合金ターゲットＧｄ２６Ｆｅ６０Ｃｏ１１Ｃｒ３、Ｇｄ２４Ｆｅ５９Ｃｏ９Ｃｒ８、Ｇｄ２３Ｆｅ５７Ｃｏ７Ｃｒ１３（組成はｍｏｌ％）を用いて、ＧｄＦｅＣｏＣｒからなる再生層２３として誘電体層２２上に順次１０ｎｍずつ膜形成する。

次に、ＴｂＦｅＣｏＣｒの制御層２４を１０ｎｍ、ＴｂＤｙＦｅＣｒの中間遮断層２５を１５ｎｍ、ＴｂＦｅＣｏＣｒの記録層２６を１００ｎｍ、順次ＤＣマグネトロンスパッタリング法により膜形成する。

さらに、０．３Ｐａとなるまでチャンバー内にＡｒガスとＮ_２ガスを導入し、基板を回転させながら、ＳｉＮからなる第二の誘電体層２７を７０ｎｍ、反応性スパッタリング法により膜形成する。

そして、さらに第二の誘電体層２７の上に、エポキシアクリレート系樹脂からなるオーバーコート層２８を、スピンコートにより塗布し、紫外線を照射して硬化させる。

ここで、本実施の形態２の再生層２３は、組成の異なる磁性膜三層で構成されている。

より具体的には、ＧｄＦｅＣｏＣｒの再生層２３は、補償組成温度が１７０℃でキュリー温度が２５０℃の層、補償組成温度が１４０℃でキュリー温度が２１０℃の層、補償組成温度が１１０℃でキュリー温度が１７０℃の層の３つの組成を含む再生層により構成されている。

この構造により、再生用光ビームによる温度分布での磁壁の移動度を確保でき、再生信号のスムーズな磁区の拡大再生を実現できる。

また、ＴｂＦｅＣｏＣｒの制御層２４は、キュリー温度が１６０℃で、キュリー温度以下では常に希土類金属組成が優勢である。

ＴｂＦｅＣｒの中間遮断層２５は、キュリー温度が１４５℃で、キュリー温度以下では常に遷移金属組成が優勢である。

また、ここで具体的には、ＧｄＦｅＣｏＣｒからなる三層構造の再生層２３は、基板回転数３００ｒｐｍ、製膜Ａｒ圧力０．５Ｐａ、１０ｎｍ／ｓｅｃの製膜速度で堆積積層させることにより、１．０ｎｍ以下の微細なグレイン構造単位の非晶質な膜構造に形成できる。

また、膜厚１０ｎｍのＴｂＦｅＣｏＣｒの制御層２４、膜厚１５ｎｍのＴｂＤｙＦｅＣｒの中間遮断層２５は、いずれも基板回転数１００ｒｐｍ、製膜時のＡｒガス圧力３．０Ｐａ、製膜速度５ｎｍ／ｓｅｃにすることにより、２．０ｎｍ以下の構造単位の非晶質な磁性薄膜に形成できる。

また、ＴｂＦｅＣｏＣｒの記録層２６は、補償組成温度が１００℃であり、キュリー温度は２６０℃になるように組成を調整している。

ここで、記録層の膜構造は、製膜時のＡｒガス圧力、製膜速度、基板ホルダーに保持した光ディスク基板の回転数を制御することにより、磁性薄膜の構造を変化させる核となる第一の下地層２９ａとして膜形成することができる。

具体的には、記録膜の最初の１５ｎｍを、基板回転数８０ｒｐｍ、製膜時のＡｒガス圧力０．４Ｐａ、製膜速度１ｎｍ／ｓｅｃにすることにより、記録層の核となる下地層を形成できる。

この時、第一の下地層の構造単位は小さく、原子オーダーでのランダムな非晶質構造あるいは実質的には２ｎｍ未満の構造単位を有する膜構造が形成される。

次に、つぎの１５ｎｍを、Ａｒガス圧力２．５Ｐａ、３ｎｍ／ｓｅｃの製膜速度で堆積させることにより、記録層のグレイン幅を制御できる第二の下地層２９ｂを形成できる。

そして、記録膜の残りの部分７０ｎｍに関しては、製膜時のＫｒガス圧力４．５Ｐａ、１０ｎｍ／ｓｅｃの製膜速度で製膜することにより、２０ｎｍの構造単位の幅を有する柱状のコラム構造の磁性薄膜である記録膜を形成できる。

なお、第一の下地層２９ａは本発明の第一の下地層に対応し、第二の下地層２９ｂは本発明の第二の下地層に対応し、記録層２６は本発明の記録層に対応する。

ここで、記録層の断面を高分解能でＳＥＭ観察すると、実施の形態１と同様に、磁性薄膜が膜面垂直方向に柱状のコラム形状である構造を有することが観察できる。

また、第二の下地層の製膜時ガス圧力と、製膜速度とを制御することにより、記録層のコラム構造の幅を制御することが可能である。

さらに、隣接するグルーブ間の傾斜部分では、記録層の柱状構造が膜面垂直方向からは傾いた方向に傾斜することにより、情報トラックのグルーブ間は、磁気的に遮断されている。

この結果、本実施の形態２のように、グルーブ部をＤＷＤＤ方式による記録再生時の書き換え領域に用いることにより、隣接するグルーブ間では少なくとも記録膜の一部は磁気的に遮断されている。

このため、記録層２６から再生層２３に転写した磁区は、安定して磁壁移動を行うことになり、マーク長の小さい場合にも信号振幅の拡大した信号の再生が可能となる。

なお、本実施の形態２の光磁気記録媒体は、実施の形態１と同様に、コラム構造を有する。

しかし、これに限らず、記録層が、２ｎｍから４０ｎｍの幅の構造単位を有する構成であればよい。そして、記録層の膜厚は、５０ｎｍ以上（より好ましくは、６０ｎｍから２００ｎｍ）であればよい。

また、コラム構造を形成する核形成のための下地層に関しては、膜厚が５ｎｍから５０ｎｍ（より好ましくは、５ｎｍから２０ｎｍ）であることが望ましい。

また、コラム構造の幅を制御する第二の下地層に関しては、膜厚が５ｎｍから５０ｎｍ（より好ましくは、５ｎｍから２０ｎｍ）であれば、同様に高密度での記録再生特性が得られる光磁気ディスクを実現できる。

この時、第二の下地層の構造単位が、２ｎｍ以上４０ｎｍ以下の構造単位を有することにより、より効果的に記録層のコラムの幅を制御できる。

また、記録層を柱状のコラム構造に構成することにより、繰り返し書き換えた場合にも安定した信号の記録再生が可能となる。

また、上記構成の光磁気ディスク２０は、ランドとグルーブを有する形状であり、情報の記録されるグルーブ間の傾斜部により磁性的遮断された構成である。

しかし、これに限らず、深いランドを形成する方法、または記録トラック間をアニール処理する方法であっても、同様に再生層に転写された記録磁区の磁壁移動が容易であり、前述したＤＷＤＤ方式による再生が可能である。

また、本実施の形態２では、トラックピッチが１．０μｍ以下で、溝幅が０．２μｍから０．８μｍの範囲を有する構成にランド部を形成し、最短のマーク長を３００ｎｍ以下の情報信号を記録する構成であれば、より効果が大きい。

ここで、本実施の形態２の光磁気記録媒体に対する記録再生信号の場合、マーク長が小さい場合にも、安定して記録磁区が形成されている。また、１００ｎｍのマーク長の記録磁区であっても、再生層２３に転写して磁壁移動して再生できる。

このため、信号振幅に関しては、拡大再生により１３％以下のジッタが得られる。

さらに、マーク長が１００ｎｍであっても、再生信号の振幅量はほぼ飽和している。

このため、記録層からの安定した転写と、再生層の磁壁移動によるＤＷＤＤ動作により、再生信号特性に優れた光磁気記録媒体を実現できることがわかる。

さらに、線速は２．４ｍ／ｓｅｃである。また、光パルス磁界変調記録で信号を記録再生した場合、再生パワー、記録パワーがともに±２０％以上の範囲である。

このように、再生ジッタがほとんど変化しない優れた記録再生時のマージン特性が得られていることがわかる。

さらに、記録層、下地層ともに、製膜時のＡｒ圧力に依存している。

記録層のコラムのグレイン幅を制御する第二の下地層よりも製膜時の圧力が小さい製造方法（より具体的には、コラム構造の核となる第一の下地層は０．２Ｐａから３Ｐａ、第二の下地層、記録層製造時の真空室内のガス圧力は１．５Ｐａから６Ｐａの範囲にある光磁気記録媒体の製造方法）を利用してコラム構造の核となる第一の下地層を製膜すれば、５ｎｍ以上の構造単位の幅を有するコラム構造を形成することが可能である。

また、ここで、製膜時のＡｒ流量と真空排気速度を考慮し、第一の下地層は０．３Ｐａから１．５Ｐａ、第二の下地層、記録層は２．５Ｐａ以上、４．５Ｐａ以下とすれば、同等以上の効果がある。

この時、真空ポンプの能力の範囲内でできるだけＡｒ流量も大きくする方が良く、少なくとも２０ＳＣＣＭ（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｃｕｂｉｃ Ｃｅｎｔｉｍｅｔｅｒｓ ｐｅｒ Ｍｉｎｕｔｅ）以上は導入する方が好ましい。

また、この時、コラム構造の核となる第一の下地層の磁性薄膜の密度を小さく製膜した場合に、より効果が大きい。

この時には、第一の下地層の構造単位の間にＡｒ原子が多く取り込まれており、コラム構造の核としての役割はより効果的になる。

また、第二の下地層により、記録層のコラム形状の幅を制御できるが、コラム幅を２ｎｍあるいはそれより大きくした場合でも、１００ｎｍのマーク長の記録まで確認できた。

記録層の限界の最短マーク長は、垂直磁気異方性に依存するが、本実施の形態２のように、コラム状の構造を形成し、磁化と保磁力の積（Ｍｓ・Ｈｃ積）を１．５×１０^６以上にし、垂直磁気異方性定数Ｋｕを５×１０^５ｅｒｇ／ｃｍ^３以上（より好ましくは、Ｋｕを１×１０^６ｅｒｇ／ｃｍ^３以上）にすることにより、１００ｎｍ以下のマーク長まで記録再生が可能となる。

また、上記のコラム構造は、ポーラスな膜構造あるいはコラム状の構造の間に密度分布を有する。安定してコラム状の構造単位を有した構成であれば、下地層中に、Ａｒ原子を、０．５ｍｏｌ％以上含有した構成となっている。

磁性薄膜中のＡｒ原子の含有量が０．５ｍｏｌ％以上４．０ｍｏｌ％以下の構成であれば、同等の効果が得られる。

このとき、Ａｒの含有量は、ＥＰＭＡ（電子プローブＸ線マイクロアナライズ）、あるいはＲＢＳ（ラザフォード・バックスキャッタリング法）等により検出できる。

さらに、上記のコラム形状のポーラスな膜構造を形成する記録膜では、下地層の緻密さ、およびその分布も記録層に比較して大きくなっている。

特に、５ｎｍ以上４０ｎｍ以下の構造単位を有するコラム構造を形成するためには、下地層は、室温では２．０ｇ／ｃｍ^３から５．０ｇ／ｃｍ^３の密度を有する薄膜として形成されていることが望ましい。

また、記録層中も、Ａｒ原子を０．５ｍｏｌ％以上含有した構成となっている。また、下地層、記録層ともに、Ａｒ原子に限らず、Ｎｅ、Ｋｒ、またはＸｅが含まれていても、同等の効果が得られる。

また、第一の下地層の微細な表面凹凸に関するＲａは、０．１ｎｍ以上１．５ｎｍ以下(さらに好ましくは、０．１ｎｍ以上１．０ｎｍ以下)であることが望ましい。この微細な凹凸を核として、第二の下地層、記録層のコラム状の膜構造を形成できる。

なお、表面凹凸が１ｎｍ以下と微細であるということは、ＤＷＤＤ等の磁壁移動を用いた記録再生方法の場合には、再生用光ビームに差し掛かった磁壁の移動をスムーズにするという効果も有する。

したがって、ＤＷＤＤ方式による光磁気記録媒体の信号特性を向上させるためには、第一の下地層、および第二の下地層の膜厚が５ｎｍから５０ｎｍ以下（より好ましくは、５ｎｍから２０ｎｍ）であって、記録層のコラム形状の幅が２ｎｍ以上４０ｎｍ以下（さらに好ましくは、５ｎｍ以上２０ｎｍ以下）であるようにすればよい。１００ｎｍ以下の短いマークを記録した場合にも、十分に安定な膜面垂直磁気異方性が得られ、同等の高密度記録再生が可能となることがわかる。

また、信号再生時のジッタから、記録層の膜厚は１００ｎｍから１８０ｎｍ範囲で最小となることがわかる。

膜厚の最適値は、記録層の膜組成、磁気特性によって異なるが、コラム形状の構造を有する記録層では、比較的膜厚を大きくすることにより、コラム状の構造が形成され易い。そして、４０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の記録層の膜厚（さらに好ましくは、８０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の膜厚）にすることにより、柱状のコラム構造を利用して、短いマークまで安定して記録磁区を形成し、再生層に転写できる。この結果、１００ｎｍ以下のマーク長まで、安定して記録磁区を形成できることがわかる。

以上のように、本実施の形態２においては、ＤＷＤＤを用いた再生が可能な磁性膜を有し、記録情報の書き換え可能なトラック領域と隣接トラックとの境界部分を磁気的に遮断した。

下地層を用いて記録層がコラム状の構造を備えた構成（より具体的には、記録層のコラム形状の幅を２ｎｍ以上４０ｎｍ以下、さらに好ましくは５ｎｍ以上２０ｎｍ以下の構成）を備えることにより、磁壁の移動度を確保できる。

かくして、記録トラック間をアニールすることなく、マーク長が２００ｎｍ以下の場合にも、ＤＷＤＤ方式により転写磁区の移動による再生信号の拡大を可能にすることができる。

以上のように、本実施の形態２の構成により、ＤＷＤＤ方式により、高密度に記録再生した場合にも、安定した記録再生信号特性が得られる。

（実施の形態３）
図６は本発明の実施の形態３における光磁気ディスク３０の構造を示す断面図である。

３１はガラス基板からなる光ディスク基板であり、基板上にフォトポリマーを用いて、スパイラル状の案内溝が形成されている。また、記録トラック間の境界には、記録トラックを分離するための逆Ｖ字型のランドが形成されている。

ここで、本実施の形態３の光磁気ディスク３０は、本発明の実施の形態１とは逆方向に記録膜が積層されており、ＧＭＲヘッド等の磁気ヘッドにより情報信号の記録再生を行うことが出来る。

光磁気ディスク３０は、案内溝が形成されたガラスからなる透明な光ディスク基板３１、記録膜の保護するための誘電体層３２、コラム状の膜構造を形成する核となるシード層３３、コラム状の膜構造のグレイン幅を成長させるグレイン成長層３４、情報を保持しておく記録層３５、再生層と記録層の間の交換結合を制御するための中間遮断層３６、情報を磁壁の移動によって検出するための再生層３７、記録膜の保護のための誘電体層３８、さらに潤滑層３９を順次形成している。

積層した記録膜は、シード層３３、グレイン成長層３４、記録層３５、中間遮断層３６、再生層３７の膜構成で形成されている。

なお、シード層３３は本発明の第一の下地層に対応し、グレイン成長層３４は本発明の第二の下地層に対応し、記録層３５は本発明の記録層に対応する。

図６に示した本発明の実施の形態３の光磁気記録媒体は、実施の形態１の光磁気記録媒体と同様に、光ビームが照射されて記録膜が昇温すると、磁壁を次々と移動させる。そして、この磁壁移動した磁区からの再生信号が、検出される。なお、信号の検出には、ＧＭＲヘッド、ＴＭＲヘッド等の磁気ヘッドを用いる。

そして、導波路を用いて光ビームを照射し、光磁気ディスク３０を昇温させることにより、磁気的超解像による信号の再生が可能となる。

本実施の形態３の光磁気ディスク３０は、このような光ディスク基板３１上に磁性層を含む多層積層膜を製膜して形成されている。グルーブ間にはランドが形成されており、グルーブの深さｈは、ランドの上面から６５ｎｍであり、逆Ｖ字型のランド形状を有する。このランドによりグルーブは互いに磁気的に独立している。また、本実施の形態の光磁気ディスク３０のトラックピッチは０．５μｍであり、グルーブ幅は０．４μｍである。

図６に示すような構成の光磁気ディスク３０は、実施の形態２と同様に、ターゲットに対向した位置に静止して配置した光ディスク基板３１上に薄膜を形成することにより作製する。

まず、光ディスク基板３１上には、ＳｉＮの誘電体層３２が７０ｎｍ反応性スパッタリング法により膜形成される。さらにその上に、磁性膜が合金ターゲットを用いたＤＣマグネトロンスパッタリング法により膜形成される。

ＴｂＦｅＣｏＣｒのシード層３３（１０ｎｍ）、ＴｂＨｏＦｅＣｏのグレイン成長層３４（１０ｎｍ）、ＴｂＦｅＣｏの記録層３５（１００ｎｍ）が、合金ターゲットを用いてＤＣマグネトロンスパッタリング法により膜形成される。

さらに、ＴｂＦｅＣｏＡｌの中間遮断層３６が１５ｎｍ形成される。

また、ＧｄＦｅＣｏＣｒからなる再生層３７は、Ｇｄ２３Ｆｅ５４Ｃｏ７Ｃｒ１６、Ｇｄ２４Ｆｅ５５Ｃｏ９Ｃｒ１２、Ｇｄ２５Ｆｅ５８Ｃｏ１０Ｃｒ７、Ｇｄ２６Ｆｅ５８Ｃｏ１２Ｃｒ４（組成はｍｏｌ％）の組成からなる四種類の合金ターゲットも用いて、順次１０ｎｍずつ合金ターゲットを用いてＤＣマグネトロンスパッタリング法により膜形成される。

さらに、ＳｉＮからなる第二の誘電体層３８が２０ｎｍ、反応性スパッタリング法により膜形成される。

そして、カーボン系材料が主成分の潤滑層３９を、誘電体層３８の上に高速でスピンコートによる塗布を行うことにより形成する。

ここに、ＴｂＦｅＣｏＣｒのシード層３３の膜形成に関しては、製膜時のＡｒ圧力は０．５Ｐａ、製膜速度は１ｎｍ／ｓｅｃであり、その上にあるＴｂＨｏＦｅＣｏのグレイン成長層３４の膜形成に関しては、製膜時のＡｒ圧力は２．０Ｐａ、製膜速度は１．５ｎｍ／ｓｅｃである。

ＴｂＦｅＣｏの記録層３５は、補償組成温度が３０℃であり、キュリー温度は３１０℃になるように組成を調整した磁性膜である。

この時、製膜時のＡｒ圧力は３．５Ｐａ、製膜速度は６ｎｍ／ｓｅｃであり、シード層３３とグレイン成長層３４の下地層を用いることにより、コラム形状の幅が１３ｎｍである磁性膜を形成できる。

さらに、その上のＴｂＦｅＣｏＡｌの中間遮断層３６も、キュリー温度が１４５℃で、キュリー温度以下では常に遷移金属組成が優勢である。

また、製膜時のＡｒガス圧力は２Ｐａ、製膜速度５ｎｍ／ｓｅｃである。

また、ＧｄＦｅＣｏＣｒの再生層３７は、補償組成温度が６０℃でキュリー温度が１３５℃の層、補償組成温度が１１５℃でキュリー温度が１７５℃の層、補償組成温度が１６０℃でキュリー温度が２２０℃の層、補償組成温度が１８５℃でキュリー温度が２７０℃の層の四つの組成の再生層が順次積層されて構成されている。

この時、製膜時のＡｒ圧力は０．６Ｐａ、製膜速度は１０ｎｍ／ｓｅｃである。

ここで、光ディスク基板３１は、グルーブの境界にはランドが逆Ｖ字型形状に形成されており、グルーブの深さｈは、ランドの上面から６５ｎｍを有する。

このランドによりグルーブ間は互いに磁気的に独立している。

また、本実施の形態３の光ディスク基板３１のトラックピッチは０．５μｍであり、グルーブ幅は０．４μｍである。

上記構成の光ディスク基板は、基板材料にガラスを用いた構成では、原盤となるスタンパを用いてフォトポリマーにより溝形状を転写形成することにより、トラックピッチ、およびランド幅の小さい場合にも、溝形成が可能である。

さらに、光磁気記録媒体のランド部の傾斜角を大きくする、あるいは傾斜部の面粗さを変化させることにより、記録再生領域であるグルーブに隣接するトラック間の境界での結合を確実に切断することができる。

また、本実施の形態３の光磁気ディスク３０は、静止対向型のスパッタリング方式を用いて製膜することにより、光ディスク基板等を回転させながら製膜した場合に比べて、スパッタリング粒子の方向が変化せずに製膜できる。

このため、ターゲット組成の分布に応じて記録膜組成の均一性が得られ、垂直方向に磁性膜を堆積成長させることができ、柱状の膜構造を形成する場合、よりその効果が大きい。

また、ここで、グレイン成長層の希土類金属中にＨｏを含有することにより、コラム形状の幅を大きくする効果が大きい。

次に、図８に、シード層３３の製膜時の磁性薄膜のスパッタリング電流密度に対する、１００ｎｍの記録マークの場合のドロップアウト（記録マークの欠落）の依存性を示す。

ここで、ドロップアウトとは、記録信号に対応したマーク長（あるいは周波数）とは異なる記録マークの割合である。

例えば、ドロップアウトが１．０×１０^−１であるとは、１０個の記録マークのうち１個のマーク長が１００ｎｍとは異なる長さで記録されており、エラーの原因となるということを意味する。

図８に示すように、シード層のスパッタリング時の電流密度が１００Ａ／ｍ^２以上となると、ドロップアウトは急激に増加する。

シード層の磁性薄膜の構造は微細で非晶質的であり、シード層のみでは、スパッタリング時の電流密度に関わらず、柱状のコラム構造は得られない。

しかしながら、このシード層の上に形成する記録層、あるいはグレイン成長層を介して膜形成する記録層は、垂直方向に成長したコラム形状の膜構造をとることが可能である。

そして、実際、シード層のスパッタリング時の電流密度を変化させることにより、ドロップアウトも低減できる。より具体的には、２０Ａ／ｍ^２から８０Ａ／ｍ^２の電流密度での製膜速度であれば、ドロップアウトは非常に小さくできる。

なお、たとえば、１．Ｅ−０１は、０．１の欠落が発生して（つまり、記録したマークの１０％が記録されなかったりその大きさが変化したりして）通常の記録マークとして検出できないということを意味する。

実際、図７（ａ）に示すように、上記構成のシード層３３、グレイン成長層３４の上に作製したＴｂＦｅＣｏの記録層３５は、磁性薄膜が膜面垂直方向に柱状のコラム形状である構造を有することが観察できる。

これに対して、図７（ｂ）に示すように、コラム構造を形成するための核となるシード層がなく、グレイン成長層３４のみの上に記録層を形成した場合には、膜面垂直方向に膜成長した構造が形成されない。このため、グレイン径が大きいものの、Ｍｓ・Ｈｃは小さくなり（図３におけるグラフ（ｃ）参照）、微小な磁区が形成できず、ドロップアウトの原因となる。

したがって、柱状のコラム形状を形成できるシード層としての働きのためには、０．２ｎｍ／ｓｅｃ以上５ｎｍ／ｓｅｃ以下の製膜速度（さらにより好ましくは、上述した２０Ａ／ｍ^２から８０Ａ／ｍ^２の電流密度に対応する値である０．４ｎｍ／ｓｅｃ以上３ｎｍ／ｓｅｃ以下の製膜速度）により、コラム形状の構造を形成することが可能である。

ここで、磁性膜製造の堆積製膜速度は、投入パワーの調整、膜厚・膜分布補正板等の配置により設定できる。

このように、記録層のコラム形状の幅を５ｎｍ以上とすることにより、１００ｎｍ以下のマーク長まで、安定して記録再生ができる。また、導波路等で熱的にアシストし、ＧＭＲヘッド等の磁気ヘッドで記録再生する方法により、安定して記録磁区を記録形成し、信号の再生ができるものである。

以上のように、本実施の形態３の光磁気記録媒体によれば、ＤＷＤＤを用いた再生が可能な磁性膜を有し、静止対向したターゲット構成により製造時のタクトタイムも短縮できる。

しかも、下地層により制御されたコラム状の構造を形成した記録層により、高密度記録時の信号特性にも優れた光磁気記録媒体を実現できる。

さらに、ランド部またはレーザアニール等により磁気的に遮断された領域を有する構成を利用して、情報信号書き換えによるオーバーライト時に、オーバーライトパワーマージンも拡大させることができるものである。

以上のように、本実施の形態３の光磁気記録媒体は、下地層を用いた構成により、記録層に柱状のコラム形状の膜構造を有する構成、より具体的には、２ｎｍ以上４０ｎｍ以下（より好ましくは、５ｎｍから２０ｎｍ）の幅の構造単位のコラム形状を有する記録層を形成した構成を有する。

記録層の膜厚を５０ｎｍ以上（より好ましくは、６０ｎｍから２００ｎｍ）に形成した構成であれば、記録磁区の安定性に優れ、マーク長が短い場合にも優れた再生信号特性が得られる。

次に、本発明の実施の形態における光磁気記録媒体の記録再生方法および記録再生装置について説明する。

本発明の実施の形態における光磁気記録媒体の記録再生装置は、上記のように説明してきた本実施の形態の光磁気記録媒体を通常より高い再生パワーで記録再生可能な構成の光磁気記録再生装置である。

また、本発明の実施の形態における光磁気記録媒体の記録再生方法は、光磁気記録媒体の記録層に形成された記録磁区が再生層に転写され、再生層での磁壁移動によって、記録情報の再生信号の検出を行う再生方法である。

このような光磁気記録媒体の記録再生方法では、レーザ光により情報の記録、再生、消去を行う構成であって、再生時に、レーザ光スポットを光磁気記録媒体に対して相対的に移動させる。

そして、再生層側から照射し、光磁気記録媒体からの反射光を用いてトラッキング制御をかけながら、光磁気記録媒体上にレーザ光スポットの移動方向に対して勾配を有する温度分布を形成する。

その時の温度分布の再生層に形成されていた磁壁を温度が高い方向へ移動させようとする磁壁に生じる力が、記録層から中間層を介して生じる結合力よりも大きくなる温度領域よりも、高い温度領域を有する温度分布を、再生層に形成する。

そして、記録層からの情報の転写磁区を再生層に形成し、再生層での磁壁移動によって拡大形成された情報を、入射した光スポットの反射光からの偏光面の回転の変化として検出する。

あるいは、レーザ光により光磁気記録媒体を昇温させながら、磁気ヘッドを用いて情報の記録、消去を行い、ＧＭＲヘッドを用いて情報を再生する。

情報の記録時には、レーザ光スポットを光磁気記録媒体に対して相対的に移動させながら照射し、磁気ヘッドを光磁気記録媒体の記録層、あるいは再生層側から配置する。

そして、記録情報に応じて磁界方向を変調させて、トラッキング制御をかけながら、光磁気記録媒体の記録層に情報の記録、消去を行う。

また、情報の再生時には、光磁気記録媒体にレーザ光スポットを照射して光磁気ディスクの移動方向に対して勾配を有する温度分布を形成する。

そして、再生層側に情報再生用のＧＭＲヘッドを配置し、記録層から中間層を介して転写形成された記録情報の転写磁区を、再生層での温度勾配により、温度が高い方向へ移動させようとする。

このときの磁壁移動によって拡大形成された転写磁区による情報を、前記ＧＭＲヘッドにより検出する。

またこの時、再生層の深さ方向で膜組成の異なる場合には、段階的に転写した記録磁区の大きさが磁壁移動することにより磁区拡大して、情報を検出する。

さらに、光磁気記録媒体の中間層を介して生じる結合力が、磁気的結合力、交換結合力、静磁結合力のいずれかである構成により、記録層と再生層との磁気的結合力による信号の転写可能な温度範囲からのみ転写する。

そして、転写した磁区を拡大して信号を検出する。

そして、以上のように、本発明においては、上記のＤＷＤＤを用いた再生が可能な磁性膜を有し、記録情報の書き換え可能なトラック領域と隣接トラックとの境界部分の領域が磁気的に遮断された構成を備える。

このことにより、光磁気記録媒体の磁壁の移動度を確保でき、また、記録層のコラム状の構造単位が、再生層のそれより大きい構成により、記録層の記録磁区を安定化できる。

そして、再生層への転写磁区の信号再生時の磁壁移動度を確保でき、再生信号を安定して検出することが可能な光磁気記録媒体の記録再生方法を実現できる。

なお、上述の各実施の形態における光磁気記録媒体では、ポリカーボネート、ポリオレフィン、またはガラス基板にフォトポリマーを用いた光ディスク基板を用いた。しかし、これに限らず、ガラスに直接案内溝或いはプリピットを形成した構成、エポキシ系樹脂またはその他のプラスチック材料を用いた構成を利用する光ディスク基板、または金属材料からなるディスク基板であっても良い。

また、本実施の形態の光ディスク基板では、光スポットのトラッキングガイドのためのスパイラル状あるいは環状の案内溝、あるいはプリピットを備えた構成の光磁気記録媒体について述べてきた。

しかし、これに限らず、光ディスク基板上に、アドレス情報を有する蛇行したスパイラル状の案内溝、あるいはサンプルサーボ方式等の蛇行したトラッキングガイドのためのプリピットを設けた構成の光ディスク基板、または平板状のディスク基板を用いてもよい。

さらに、本実施の形態の光ディスク基板のトラックピッチは０．５μｍから０．８μｍ、グルーブ幅は０．４μｍから０．６μｍであった。

しかし、これに限らず、上記構成の情報記録トラックのグルーブ間が矩形型、あるいは逆Ｖ字型のランドあるいはグルーブが利用されてもよい。

また、記録トラック間が遮断され、トラックピッチが１．０μｍ以下で、情報の記録されるランドあるいはグルーブの間に０．２μｍから０．８μｍの幅を有するグルーブあるいはランド部が形成されていてもよい。

また、さらにトラックピッチを小さくすることにより、より高密度な光磁気記録媒体が可能となる。

また、ランド面、またはランド面およびグルーブとの間の傾斜面の面粗さを大きくする。また、情報を記録するグルーブ内を平滑な表面に形成する構成により、隣接するグルーブ間、またはランド面と傾斜面との境界での記録トラック間での磁気的な遮断を行う。

すると、ＤＷＤＤ動作による磁壁移動特性に大きな効果が実現でき、さらに情報記録トラック間をアニール処理することによっても、優れたＤＷＤＤ方式による光磁気記録媒体を実現できる。

また、上述の実施の形態における光磁気記録媒体では、第一及び第二の誘電体層としてＳｉＮ膜、及びＺｎＳＳｉＯ_２膜を用いた構成について述べてきた。

しかし、これに限らず、ＺｎＳ膜あるいはその他のカルコゲン化物の膜、ＴａＯ_２等の酸化物の膜、ＡｌＮ等の窒化物の膜、またはそれらの化合物の薄膜を用いても良い。

また、誘電体層の膜厚は、２０ｎｍから３００ｎｍの範囲で、エンハンス効果により信号量を増大させる構成であれば良い。

また、上述の実施の形態における光磁気記録媒体での各層を構成する磁性膜として、再生層としてはＧｄＦｅＣｏＡｌ、ＧｄＦｅＣｏＣｒを使用した。

また、制御層、中間遮断層としては、ＴｂＤｙＦｅＣｏＡｌ、ＴｂＤｙＦｅＣｒ、ＴｂＦｅＣｏＣｒ、ＴｂＨｏＦｅＣｏＡｌを使用した。

また、記録層としては、ＴｂＦｅＣｏ、ＴｂＨｏＦｅＣｏ、ＴｂＦｅＣｏＣｒ膜を使用した。

また、シード層としては、ＧｄＦｅＣｏＡｌ、ＴｂＦｅＣｏＣｒを使用した。

また、グレイン成長層としては、ＴｂＦｅＣｏＣｒ、ＴｂＨｏＦｅＣｏを使用した。

しかし、ＴｂＦｅ、ＴｂＨｏＦｅ、ＴｂＣｏ、ＧｄＣｏ、ＧｄＴｂＦｅ、ＧｄＴｂＦｅＣｏ、ＧｄＴｂＨｏＦｅＣｏ、ＤｙＦｅＣｏＧｄＦｅＣｏＳｉ等の希土類−遷移金属系フェリ磁性の非晶質合金、またはＭｎＢｉ、ＭｎＢｉＡｌ、ＰｔＭｎＳｎ等のＭｎ系磁性膜の多結晶材料を用いた光磁気材料、またはガーネット、ＰｔＣｏ、ＰｄＣｏなどの白金族−遷移金属合金、Ｐｔ／Ｃｏ、Ｐｄ／Ｃｏなどの金、白金族−遷移金属周期構造合金膜などを用いても良い。

または、それらを含み、かつ材料または組成の異なる複数の記録層より構成された記録膜でもよい。

また、上述の磁性層には、Ｃｒ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｎｂなどの耐食性改善のための元素添加を用いても良い。

さらに、上述の誘電体層をシード層、グレイン成長層として用いてもよい。

また、希土類金属がＴｂ、Ｇｄ、Ｄｙ、あるいはＨｏを有する構成について述べてきたが、それ以外の金属材料を添加し、コラム状に構造単位を大きくする構成であれば、同等の効果が得られる。

さらに、本実施の形態では、再生層、制御層、中間遮断層、記録層等を積層した記録膜の膜構成としては、３０ｎｍから６０ｎｍの膜厚の再生層、記録層、５ｎｍから１５ｎｍの膜厚の制御層あるいは中間遮断層について述べてきた。

しかし、これに限らず、本発明の特性を満たすように、記録層と再生層との間で、十分な磁気的結合力が得られるように、膜厚が５ｎｍから２００ｎｍの範囲であれば良い。

また、より好ましくは、例えば、再生層を１０ｎｍから１００ｎｍ、制御層を５ｎｍから５０ｎｍ、中間遮断層を５ｎｍから５０ｎｍ、及び記録層を３０ｎｍから２００ｎｍとするとよい。

さらに、記録補助層、転写制御層等、あるいはその他の記録再生特性を改善させるための磁性膜を用いた構成であっても良い。

また、中間遮断層としては、膜厚方向での組成あるいは磁壁エネルギー密度を変化させた多層構成の磁性膜を設けても良い。

また、コラム構造形成層は、Ａｒガスの取込み量が、０．５ｍｏｌ％以上、また、製膜時の膜堆積速度が、０．２ｎｍ／ｓｅｃ以上５ｎｍ／ｓｅｃ以下であって、コラム構造の核となる構造であればよい。

さらに、コラム構造形成層、および、コラムのグレイン幅を制御するグレイン成長層は、膜厚が５ｎｍ以上５０ｎｍ以下（さらに好ましくは、５ｎｍから２０ｎｍ）であればよい。

また、本実施の形態では、コラム構造形成層である下地のシード層を再生層または記録層の一部として、また、コラムのグレイン幅を制御するグレイン成長層を中間層または記録層の一部として用いた構成についても述べてきた。

しかし、これに限らず、磁気的超解像のための制御層等その他の記録膜、または記録補助層、転写制御層等のその他の機能を有する磁性薄膜と併用した構成であってもよい。

もちろん、それらを記録膜の一部とした構成であっても、記録膜の層数を増やすことなく、同等以上の効果が得られる。

本実施の形態では、下地層として非晶質の磁性薄膜について述べてきたが、非磁性薄膜を用いても、同等の効果が得られる。より具体的には、非磁性薄膜の材料が、Ａｌ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｎｂ、Ｓｉ、Ｒｕの少なくとも一つを含んでいてもよい。また、上記材料を含有する酸化物や窒化物、あるいはそれらを含む混合物であってもよい。

第一の下地層が、材料に関わらず、Ｒａが０．１ｎｍ以上１．５ｎｍ以下表面粗さを有する構成であれば、記録層のコラム構造を形成する核としての働きがあるため、同様の効果が得られる。

また、第二の下地層は、Ｒａが０．２ｎｍ以上２ｎｍ以下の表面粗さである微細な表面凹凸を有する構成により、第一の下地層の上に形成される。

本実施の形態のように、マグネトロンスパッタリング法により記録膜を形成する場合には、下地層の表面凹凸は、記録膜形成分子による薄膜形成および薄膜成長において効果がある。上記表面粗さの下地層が構成されたことにより、コラム状の膜構造の形成とコラム構造の制御とを容易に行なうことができるのである。

さらに、記録信号が短波長、高Ｎ．Ａ．の光学ヘッド、またはＧＭＲ磁気ヘッド等の検出可能な方法を用いれば、上記コラム状の構造単位を有する記録層単層の構成、または磁気的超解像、磁壁移動による磁区拡大を用いない多層膜構成であっても、同等の効果が得られる。

また、本発明の光磁気記録媒体における各層を構成する磁性層は、例えばそれぞれの金属材料を用いたターゲット、あるいは必要な材料を混合した合金ターゲットを用いたマグネトロンスパッタリング法によって、製膜時のＡｒガス圧を例えば０．５Ｐａ以上２．０Ｐａ以下に設定して膜形成すれば、作製可能である。

また、この製造プロセスにおける製膜時のＡｒガス圧やバイアス磁界、またはスパッタガスの種類などの製膜条件、更には使用する装置に関わる要因を適切に調節すれば、形成される磁性膜のＧｄ等の希土類金属組成を変化した場合にも、光磁気記録媒体の製造は可能である。

例えば、ＧｄＦｅＣｏのＧｄ組成比を２４％から２７％の範囲で変化させる場合に、製膜時のＡｒガス圧を１．２Ｐａから０．４Ｐａに変化させることにより、膜形成する方法等を用いることができる。

さらに、多元スパッタリング方式、あるいは、静止対向型のスパッタリング方式等の製膜装置条件を制御することにより、記録層のコラム状の構造単位を大きくし、保磁力Ｈｃ、及び垂直磁気異方性Ｋｕを大きくする構成であってもよい。

記録層の信号を確実転写し、再生層でのスムーズに磁壁移動させて磁区拡大による再生を行うことができる。

さらに、記録層の上に誘電体層に直接オーバーコート層、あるいは潤滑層を形成した構成について述べてきたが、記録層に直接、あるいは、誘電体層を介して熱吸収層を配置した構成であってもよい。

また、熱吸収層熱吸収層の材料としては、ＡｌＴｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕの少なくとも１つを含む合金材料であって、記録膜よりも熱伝導率の大きい材料であれば良い。

さらに、オーバーコート層（保護層）をエポキシアクリレート系樹脂、あるいはウレタン系樹脂から形成した構成について述べてきた。

しかし、これに限らず、その他の紫外線硬化型の樹脂、あるいは熱硬化型の樹脂等、或いはホットメルト接着剤などを用いて他の基材と張り合わせた構造を採用することも可能である。

また、潤滑層として、アルミナ等を含有した潤滑材料、あるいはダイヤモンドライクカーボン等の保護膜にパーフロロポリエーテル（ＰＦＰＥ）等の材料を組合わせたものを利用しても、同等以上の効果が得られる。

さらに、ＤＷＤＤ方式を用いた光磁気記録媒体とその再生方式について述べてきたが、それ以外の磁壁移動タイプの磁区拡大再生方式、シュリンク動作による再生磁区の拡大再生方式あるいは再生磁界交番型の再生方式等であってもよい。

高信号品質化、高記録密度化を得るために記録再生方式を用い、記録層にコラム状の構造を形成した構成であればよい。

マーク長が１００ｎｍ以下であっても微小磁区の安定性に優れ、再生層に転写再生時にも高密度での安定した記録再生が可能であり、同等にあるいはそれ以上の効果が得られる。

上述したところから明らかなように、本発明により、高密度記録した場合にも記録磁区の安定化と、ＤＷＤＤ方式による転写磁区の安定した移動による再生信号の拡大を可能にすることができる。

また、記録情報の繰り返し記録再生特性に優れた光磁気記録媒体を実現できる。

また、本発明によれば、下地層を利用して柱状構造を有する記録層を形成した構成により、記録マーク長が小さい場合にも優れたＤＷＤＤ方式による光磁気記録媒体を実現できる。

このように、本発明によれば、光学的な回折限界による制約を受けることなく光磁気記録媒体に高密度に記録されている情報信号の再生時の分解能を高めることが可能となる。

また、データ転送レートの向上が可能であり、記録磁区と再生層への転写特性を安定化させることにより、ＤＷＤＤ方式による転写磁区の再生信号特性の安定性も向上させることができる。

また、更に、信号振幅の増大も可能であり、高密度で且つ信号特性の優れた光磁気記録媒体が提供される。

さらに、重畳信号も低減しての再生が可能なので各種マージンが広がり、光磁気記録媒体の製造コスト、および、記録再生装置のコストを下げることができるという、優れた効果を奏するものである。

本発明は、光磁気記録における記録密度や転送速度をより向上することができる光磁気記録媒体、光磁気記録媒体の製造方法、光磁気記録媒体の記録方法、および光磁気記録媒体の再生方法を提供することができ、有用である。

本発明の実施の形態１における光磁気記録媒体の構成を示す断面図 （ａ）本発明の実施の形態１における光磁気記録媒体の断面をＳＥＭ観察した写真による説明図 （ｂ）従来の光磁気記録媒体の断面をＳＥＭ観察した写真による説明図 本発明の実施の形態１における光磁気記録媒体の、ＭｓＨｃの温度に対する依存性を示す特性図 本発明の実施の形態１における光磁気記録媒体の、マーク長に対するキャリアレベルの依存性を示す特性図 本発明の実施の形態２における光磁気記録媒体の構成を示す断面図 本発明の実施の形態３における光磁気記録媒体の構成を示す断面図 （ａ）本発明の実施の形態３における光磁気記録媒体の断面をＳＥＭ観察した写真による説明図 （ｂ）本発明の実施の形態３における核形成のためのシード層のない場合の光磁気記録媒体の断面をＳＥＭ観察した写真による説明図 本発明の実施の形態３における光磁気記録媒体の、核形成のためのシード層の製膜条件に対するドロップアウトの依存性を示す特性図 （ａ）本発明の実施の形態１における光磁気記録媒体の記録膜の構成（特に磁化の方向）を示す断面図 （ｂ）本発明の実施の形態１における再生動作中の光磁気記録媒体の位置に対する媒体内部での温度分布を示す特性図 （ｃ）本発明の実施の形態１における再生層の磁壁エネルギー密度を示す特性図 （ｄ）本発明の実施の形態１における再生層の磁壁を移動させようとする力を示す特性図

符号の説明

１０、２０、３０ 光磁気記録媒体
１１、２１、３１ 光ディスク基板
１２、２２、３２ 誘電体層
１３、２３、３７ 再生層
１４、２５、３６ 中間遮断層
１５、２６、３５ 記録層
１６、２７、３８ 第二の誘電体層
１７、２８ オーバーコート層
２４ 制御層
１９ 再生レーザビームスポット
２９ａ 第一の下地層
２９ｂ 第二の下地層
３３ シード層
３４ グレイン成長層

Claims (44)

1. 積層方向に伸びた複数のコラムをもつ記録層と、
   前記記録層の下に配置された、前記コラムの核となる第一の下地層とを備えた、光磁気記録媒体。
2. 前記記録層と前記第一の下地層との間に配置された、前記コラムの幅を制御する第二の下地層をさらに備えた、請求項１記載の光磁気記録媒体。
3. 前記第一の下地層は、非晶質構造の磁性薄膜である請求項１記載の光磁気記録媒体。
4. 前記第二の下地層は、非晶質構造の磁性薄膜である請求項２記載の光磁気記録媒体。
5. 前記第一の下地層は、前記記録層の一部として形成されている請求項１記載の光磁気記録媒体。
6. 前記第二の下地層は、前記記録層の一部として形成されている請求項２記載の光磁気記録媒体。
7. 前記第一の下地層は、前記記録層側に密度の変化している部分を有する請求項１記載の光磁気記録媒体。
8. 前記第一の下地層の構造単位の幅は、実質的に２ｎｍ未満である請求項１記載の光磁気記録媒体。
9. 前記第一の下地層は、実質的に０．５ｍｏｌ％以上の不活性ガスを取込んでいる請求項１記載の光磁気記録媒体。
10. 前記第一の下地層の膜厚は、実質的に５ｎｍ以上５０ｎｍ以下である請求項１記載の光磁気記録媒体。
11. 前記第二の下地層は、前記積層方向に伸びた複数個のコラムを有する請求項２記載の光磁気記録媒体。
12. 前記第二の下地層が有するコラムの幅は、実質的に２ｎｍ以上４０ｎｍ以下である請求項１１記載の光磁気記録媒体。
13. 前記第二の下地層の膜厚は、実質的に５ｎｍ以上５０ｎｍ以下である請求項２記載の光磁気記録媒体。
14. 前記非晶質構造は、原子オーダーのランダムな非晶質構造である請求項３記載の光磁気記録媒体。
15. 前記記録層が有するコラムの幅は、前記第一の下地層が有する構造単位の幅よりも大きい請求項１記載の光磁気記録媒体。
16. 前記記録層は、前記第一の下地層よりもポーラスである請求項１記載の光磁気記録媒体。
17. 前記記録層は、前記第一の下地層と相互に磁気的に結合している請求項１記載の光磁気記録媒体。
18. 前記記録層は、前記第二の下地層と相互に磁気的に結合している請求項２記載の光磁気記録媒体。
19. 前記記録層が有するコラムの構造単位の幅は、実質的に２ｎｍ以上４０ｎｍ以下である請求項１記載の光磁気記録媒体。
20. 前記記録層の密度は、実質的に２．０ｇ／ｃｍ^３以上５．０ｇ／ｃｍ^３以下である請求項１記載の光磁気記録媒体。
21. 前記記録層の膜厚は、実質的に４０ｎｍ以上３００ｎｍ以下である請求項１記載の光磁気記録媒体。
22. 前記記録層は、所定の希土類金属と所定の遷移金属との合金薄膜により形成されており、
    前記第一の下地層は、所定の希土類金属と所定の遷移金属との合金薄膜により形成されており、
    前記第二の下地層は、所定の希土類金属と所定の遷移金属との合金薄膜により形成されている請求項２記載の光磁気記録媒体。
23. 前記希土類金属とは、Ｔｂ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏの内の少なくとも一つである請求項２２に記載の光磁気記録媒体。
24. 前記記録層は、多層構造を有する請求項１記載の光磁気記録媒体。
25. 前記第一の下地層は、非磁性薄膜である請求項１記載の光磁気記録媒体。
26. 前記第二の下地層は、非磁性薄膜である請求項２記載の光磁気記録媒体。
27. 前記非磁性薄膜は、Ａｌ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｎｂ、Ｓｉ、Ｒｕの内の少なくとも一つを含む請求項２５または２６記載の光磁気記録媒体。
28. 前記第一の下地層の表面粗さは、実質的にＲａ０．１ｎｍ以上１．５ｎｍ以下である請求項１記載の光磁気記録媒体。
29. 前記第二の下地層の表面粗さは、実質的にＲａ０．２ｎｍ以上２ｎｍ以下である請求項２記載の光磁気記録媒体。
30. 前記不活性ガスは、Ａｒ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｘｅの内の少なくとも一つを含む請求項９記載の光磁気記録媒体。
31. 前記記録層は、実質的に０．５ｍｏｌ％以上の不活性ガスを取込んでいる請求項１記載の光磁気記録媒体。
32. 前記不活性ガスは、Ａｒ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｘｅの内の少なくとも一つを含む請求項３１記載の光磁気記録媒体。
33. 積層方向に伸びた複数のコラムをもつ記録層と、前記記録層の下に配置された、前記コラムの核となる第一の下地層とを備えた光磁気記録媒体の製造方法であって、
    前記第一の下地層を形成する第一の下地層形成ステップと、
    前記形成された第一の下地層の上に前記記録層を形成する記録層形成ステップとを備えた、光磁気記録媒体の製造方法。
34. 前記光磁気記録媒体は、前記記録層と前記第一の下地層との間に配置された、前記コラムの幅を制御する第二の下地層をさらに備え、
    前記形成された第一の下地層の上に前記第二の下地層を形成する第二の下地層形成ステップをさらに備え、
    前記記録層は、前記形成された第二の下地層の上に形成される請求項３３記載の光磁気記録媒体の製造方法。
35. 前記第一の下地層形成ステップにおける製膜時の圧力は、前記第二の下地層形成ステップにおける製膜時の圧力よりも小さい請求項３４記載の光磁気記録媒体の製造方法。
36. 前記製膜時の圧力は、実質的に１．５Ｐａ以上６Ｐａ未満である請求項３５記載の光磁気記録媒体の製造方法。
37. 前記第二の下地層形成ステップにおける製膜時の圧力は、前記記録層形成ステップにおける製膜時の圧力よりも小さい請求項３４記載の光磁気記録媒体の製造方法。
38. 前記第一の下地層形成ステップにおける製膜時の堆積速度は、前記第二の下地層形成ステップにおける製膜時の堆積速度よりも小さい請求項３４記載の光磁気記録媒体の製造方法。
39. 前記第二の下地層形成ステップにおける製膜時の堆積速度は、前記記録層形成ステップにおける製膜時の堆積速度よりも小さい請求項３４記載の光磁気記録媒体の製造方法。
40. 前記第一の下地層形成ステップにおける製膜時の堆積速度は、実質的に０．２ｎｍ／ｓｅｃ以上５ｎｍ／ｓｅｃ以下である請求項３３記載の光磁気記録媒体の製造方法。
41. 前記第二の下地層形成ステップにおける製膜時の堆積速度は、実質的に０．２ｎｍ／ｓｅｃ以上５ｎｍ／ｓｅｃ以下である請求項３４記載の光磁気記録媒体の製造方法。
42. 前記記録層形成ステップにおける製膜時の堆積速度は、実質的に２ｎｍ／ｓｅｃ以上２０ｎｍ／ｓｅｃ以下である請求項３３記載の光磁気記録媒体の製造方法。
43. 積層方向に伸びた複数のコラムをもつ記録層と、前記記録層の下に配置された、前記コラムの核となる第一の下地層とを備えた光磁気記録媒体の記録方法であって、
    前記記録層に所定のデータを書き込むデータ書き込みステップを備えた、光磁気記録媒体の記録方法。
44. 積層方向に伸びた複数のコラムをもつ記録層と、前記記録層の下に配置された、前記コラムの核となる第一の下地層とを備えた光磁気記録媒体の再生方法であって、
    前記記録層に書き込まれた所定のデータを読み出すデータ読み出しステップを備えた、光磁気記録媒体の再生方法。

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