JP2005108347A - 記録媒体およびその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 垂直磁気異方性を有する記録層を備える記録媒体において、記録密度を良好に向上すること。
【解決手段】 本発明の記録媒体Ｘ１は、基板Ｓ１と、垂直磁気異方性を有して記録機能を担う記録層１１と、基板Ｓ１から記録層１１までの間に位置する第１下地層２１と、第１下地層２１よりも大きな表面張力を有し且つ第１下地層２１における記録層１１の側に接する、初期層２２と、初期層２２における記録層１１の側に接する機能性層２３と、を含む積層構造を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、垂直磁気異方性を有する記録層を備える記録媒体、および、その製造方法に関する。
垂直磁気異方性を有する記録層を備える記録媒体として、光磁気記録媒体および垂直磁気記録媒体が知られている。光磁気記録媒体は、磁性材料における種々の磁気特性を利用して構成され、熱磁気的な記録および磁気光学効果を利用した再生という２つの機能を担う書換え可能な記録媒体である。光磁気記録媒体は、希土類−遷移金属アモルファス合金よりなる垂直磁化膜により構成される記録層を有する。垂直磁化膜は、膜面に対して垂直な方向に磁化容易軸を有する。光磁気記録媒体では、このような記録層において、磁化方向の変化として所定の信号が記録されている。光磁気記録媒体への記録は、記録層の所定箇所に対するレーザ照射による昇温と、当該所定箇所に対する磁界印加との組み合わせによって、行われる。記録信号は、磁化方向の変化として、読み取り用の所定の光学系で読み取られる。
光磁気記録媒体の技術の分野では、読取り用の光学系における解像度の限界を超えて高密度に記録された信号を実用的に再生するための、種々の再生方式が開発されている。例えば、ＭＳＲ(magnetically induced super resolution)、ＭＡＭＭＯＳ(magnetic amplifying magneto-optical system）、および、ＤＷＤＤ(domain wall displacement detection)である。これらの方式で再生される光磁気記録媒体は、再生方式に応じて、記録層および他の磁性層よりなる所定の多層構造を有する記録磁性部を備える。光磁気記録媒体については、例えば下記の特許文献１〜３に記載されている。
特開２００２−３１５２８７号公報 特開２００２−３５２４８５号公報 特開２００３−１８７５０６号公報
記録磁性部の構成に着目した再生方式の工夫に加えて、読取り用の光学系について読取り解像度を向上することも、光磁気記録媒体の高記録密度化を図るのに資する。読取り用の光学系の解像度は、再生用レーザの波長を短くしたり、対物レンズ（媒体に対面するレンズ）の開口数ＮＡを大きくすることにより、向上することができる。レーザについては、例えば、従来の波長６６０ｎｍのものから、青色領域の波長４０５ｎｍを有するブルーレーザが実用可能となってきた。また、開口数ＮＡについては、例えば、ＮＡ０．５５の従来のレンズから、ＮＡ０．８５のレンズが実用可能となってきた。
しかしながら、開口数ＮＡの大きなレンズほど、焦点距離が短いため、従来のバックイルミネーション方式の光学系に適用するのが困難となる傾向にある。バックイルミネーション方式の光学系においては、機械的強度の観点から所定の厚さが必要とされる比較的分厚い透明基板の側から、記録層ないし記録磁性部に対してレーザ照射が行われるために、レンズに対しては比較的長い焦点距離が求められるからである。
開口数ＮＡの大きなレンズを読取り用の光学系で活用すべく、光磁気記録媒体の技術の分野においては、バックイルミネーション方式に代えてフロントイルミネーション方式の実用化に対する要求が高い。フロントイルミネーション方式の光学系においては、基板とは反対の側から記録層ないし記録磁性部にレーザ照射が行われ、レンズに対して、バックイルミネーション方式ほどの長い焦点距離は求められない。このようなフロントイルミネーション方式は、上述のＭＳＲ方式、ＭＡＭＭＯＳ方式、およびＤＷＤＤ方式の光磁気記録媒体において高記録密度化を図るうえでも、実用化に対する要求が高い。
光磁気記録媒体においては、記録層に形成される安定な記録マーク（磁区）の長さが小さいほど、記録分解能が高く、その結果、記録密度を増大させ得る。上述のＭＳＲ方式、ＭＡＭＭＯＳ方式、およびＤＷＤＤ方式の光磁気記録媒体においては、これらの再生分解能を充分に発揮すべく、記録層の高記録密度化に対する要求は、特に強い。
磁性材料の技術分野においては、希土類−遷移金属アモルファス合金垂直磁化膜に形成される安定磁区の微小さの程度は、当該アモルファス垂直磁化膜が積層形成される面の凹凸形状の影響を受け得ることが知られている。具体的には、当該積層対象面に適度な粗さの凹凸が存在し且つ当該凹凸周期が微細なほど、その上に形成されるアモルファス垂直磁化膜において、より小さな安定磁区を形成できる傾向にあることが知られている。
積層対象面の凹凸形状に起因して、アモルファス垂直磁化膜の磁区構造に存在する磁壁は固定され得る（ピンニング）。凹凸周期が小さいほどピンニング単位（磁気クラスタ）は微細化する傾向にあり、また、表面粗さが大きいほど、磁壁に作用するピンニング力は大きい傾向にある。ピンニング単位が小さく且つピンニング力が大きいほど、記録層において小さな記録マーク（磁区）を安定に形成することができるので、記録分解能を向上するとともに記録ノイズ（媒体ノイズ）を低減することが可能となる。そのため、光磁気記録媒体では、アモルファス垂直磁化膜よりなる記録層の磁区構造の微細化を図るべく、記録層が積層形成される側の面に比較的微細な凹凸形状を有する下地膜が記録層の直下に設けられる場合がある。
一方、垂直磁気記録媒体は、垂直磁化膜からなる記録層を有する磁気記録媒体であり、その記録層を構成するための材料として、希土類−遷移金属アモルファス合金が採用される場合がある。当該記録層には、磁化方向の変化として所定の信号が記録されている。磁気記録媒体への記録は、記録層の所定箇所に対する記録ヘッド（電磁コイル）による磁界印加によって行われる。この記録信号は、磁化方向の変化として、読み取り用の所定の再生ヘッド（電磁コイル）で読み取られる。磁気記録媒体については、例えば下記の特許文献４に記載されている。
特開２００３−２２３７１３号公報
垂直磁気記録媒体においても、記録層の磁区構造の微細化を図るべく、記録層が積層形成される側の面に比較的微細な凹凸形状を有する下地膜が、記録層の直下に設けられる場合がある。
フロントイルミネーション方式の光磁気記録媒体における基板と記録層の間や、磁気記録媒体における基板と記録層の間には、所定の機能を担う比較的分厚い層が設けられる場合がある。光磁気記録媒体では、基板から記録層ないし記録磁性部までの間において、放熱層、非磁性層、または記録磁界低減層が設けられる場合がある。磁気記録媒体では、基板から記録層までの間において、軟磁性層や非磁性層が設けられる場合がある。これらの層は、媒体について所望の高性能化を図るうえで重要である。
しかしながら、これら機能性層は、所定の機能を充分に発揮するための厚さ、例えば数十〜数百ナノメートル程度の厚さで、形成される。そのため、従来の技術においては、例えば加熱下で成膜しない場合には、機能性層の成長端側すなわち記録層側の表面の凹凸形状は、不均一となる傾向にある。したがって、当該機能性層上に上述のような記録層下地膜を積層形成する場合であっても、この下地膜の記録層側表面の微細な凹凸形状も不均一性を伴うこととなる。具体的には、記録層下地膜における表面凹凸形状において、局所的には微細でない箇所が散在してしまうのである。記録層下地膜における表面凹凸形状の不均一性は、記録層内の磁壁に対するピンニング力やピンニング単位のバラツキを招来し、記録層の磁区構造に高い不均一性を生じさせる場合が多い。
このように、従来の技術は、フロントイルミネーション方式の光磁気記録媒体や垂直磁気記録媒体における記録層の磁区構造について、均一に微細化を達成するのに困難性を有する。そのため、従来の技術によると、当該媒体において、記録分解能の向上や記録ノイズの低減を充分に図ることができないために所望の高記録密度を達成できない場合がある。
本発明は、このような事情の下で考え出されたものであって、高記録密度化を図るのに適した、垂直磁気異方性を有する記録層を備える記録媒体、およびその製造方法を提供することを、目的とする。
本発明の第１の側面によると記録媒体が提供される。この記録媒体は、基板と、垂直磁気異方性を有して記録機能を担う記録層と、基板から記録層までの間に位置する下地層と、下地層よりも大きな表面張力を有し、当該下地層における記録層の側に接する、初期層と、初期層における記録層の側に接する機能性層と、を含む積層構造を有する。初期層は、下地層上に所定材料を成長させることにより形成されたものであり、機能性層は、初期層上に所定材料を成長させることにより形成されたものである。また、本記録媒体は、例えばフロントイルミネーション方式の光磁気記録媒体や垂直磁気記録媒体として、構成されたものである。
このような構成を有する記録媒体は、高記録密度化を図るのに適している。本発明の第１の側面における初期層は、より表面張力の小さな下地層上に積層形成された部位であるため、成長端側の表面にて、微細な凹凸形状を有し得る。初期層形成における材料成長の初期段階では、当該材料は、下地層との表面張力の差に起因してアイランド成長し、即ち下地層との接触面積を抑制しつつ成長し、当該アイランド成長により生ずる微細な凹凸形状は、初期層が適当な薄さで形成されることにより、初期層表面に反映されるからである。微細さの程度は、初期層および下地層の構成材料の選択、並びに、初期層の膜厚の調節により、調整することが可能である。このような微細な凹凸形状を基点として材料が成長することにより形成された機能性層は、例えば数百ナノメートルもの厚さを有する場合であっても、成長端側の表面にて、微細さ及び均一性の高い凹凸形状を有し得る。微細さの程度および均一性の程度は、仮に当該機能性層が基板上に直接的に積層形成される場合よりも、相当程度に高い。このような機能性層上に、直接的に或は充分に薄い層を介して、記録層が積層形成される場合、当該記録層内の磁区構造における磁壁には、機能性層表面の凹凸形状に起因して、微細さの程度および均一性の程度の高い充分な大きさのピンニング力が、作用する。その結果、当該記録層には、微小なピンニング単位が均一性高く安定に形成される。したがって、本記録媒体においては、記録ノイズ（媒体ノイズ）を抑制しつつ高い記録分解能を達成することが可能である。このような記録媒体は、例えば光磁気記録媒体や垂直磁気記録媒体として、高記録密度化を図るうえで好適である。
本発明の第２の側面によると他の記録媒体が提供される。この記録媒体は、基板と、垂直磁気異方性を有して記録機能を担う記録層と、基板から記録層までの間に位置する第１下地層と、第１下地層よりも大きな表面張力を有し、当該第１下地層における記録層の側に接する、初期層と、初期層における記録層の側に接する機能性層と、機能性層における記録層の側に接する第２下地層と、第２下地層よりも大きな表面張力を有し、当該第２下地層および録層の間に介在する凹凸制御層と、を含む積層構造を有する。初期層は、第１下地層上に所定材料を成長させることにより形成されたものであり、機能性層は、初期層上に所定材料を成長させることにより形成されたものである。凹凸制御層は、第２下地層上に所定材料を成長させることにより形成されたものである。また、本記録媒体は、例えばフロントイルミネーション方式の光磁気記録媒体や垂直磁気記録媒体として、構成されたものである。
このような構成を有する記録媒体は、高記録密度化を図るのに適している。本発明の第２の側面における初期層は、より表面張力の小さな第１下地層上に積層形成された部位であるため、成長端側の表面にて、微細な凹凸形状を有し得る。初期層形成における材料成長の初期段階では、当該材料は、第１下地層との表面張力の差に起因してアイランド成長し、即ち第１下地層との接触面積を抑制しつつ成長し、当該アイランド成長により生ずる微細な凹凸形状は、初期層が適当な薄さで形成されることにより、初期層表面に反映されるからである。微細さの程度は、初期層および第１下地層の構成材料の選択、並びに、初期層の膜厚の調節により、調整することが可能である。このような微細な凹凸形状を基点として材料が成長することにより形成された機能性層は、例えば数百ナノメートルもの厚さを有する場合であっても、成長端側の表面にて、微細な凹凸形状を有し得る。微細さの程度および均一性の程度は、仮に当該機能性層が基板上に直接的に積層形成される場合よりも、相当程度に高い。第２下地層は、このような機能層上に直接に積層形成された部位であるので、成長端側の表面にて、微細さの程度および均一性の程度の高い凹凸形状を有し得る。凹凸制御層は、より表面張力の小さな第２下地層上に積層形成された部位であるので、成長端側の表面にて、第２下地層表面の凹凸形状よりも更に微細かつ更に均一性の高い凹凸形状を有し得る。凹凸制御層形成における材料成長の初期段階では、当該材料は、第２下地層との表面張力の差に起因してアイランド成長し、即ち第２下地層との接触面積を抑制しつつ成長し、当該アイランド成長により生ずる微細な凹凸形状は、凹凸制御層が適当な薄さで形成されることにより、凹凸制御層表面に反映されるからである。このような凹凸制御層上に直接的に積層形成された記録層の磁区構造における磁壁には、凹凸制御層表面の凹凸形状に起因して、相当程度に微細かつ相当程度に均一性の高い充分な大きさのピンニング力が作用する。その結果、当該記録層には、例えば第１の側面に係る記録層におけるよりも微小なピンニング単位が均一性高く安定に形成される。したがって、本記録媒体においては、記録ノイズ（媒体ノイズ）を抑制しつつ高い記録分解能を達成することが可能である。このような記録媒体は、例えば光磁気記録媒体や磁気記録媒体として、高記録密度化を図るうえで好適である。
本発明の第１および第２の側面において、好ましくは、機能性層は、放熱層、非磁性層、記録磁界低減層、または軟磁性層である。機能性層としてこれらの層を設けることにより、光磁気記録媒体または磁気記録媒体として、高性能化を図ることができる。
好ましくは、機能性層は２０ｎｍ以上の厚さを有する。機能性層が、例えば放熱層、非磁性層、記録磁界低減層、または軟磁性層として充分な機能を呈するためには、当該機能性層は、このような２０ｎｍ以上の厚さを有するのが好ましい。
好ましくは、第２の側面における第２下地層は、機能性層よりも小さな表面張力を有する。このような構成は、第２下地層および凹凸制御層の間で充分な大きさの表面長力差を得るうえで、好適である。
本発明の第２の側面において、好ましくは、凹凸制御層における記録層の側の表面の粗さＲａは、０．５〜０．８５ｎｍである。好ましくは、凹凸制御層における記録層の側の表面は凹凸形状を有し、当該凹凸形状における凸部の平均直径は、５〜２０ｎｍである。また、当該凹凸形状における平均最大高低差は、３〜１０ｎｍであるのが好ましい。凹凸制御層における記録層側表面の凹凸形状がピンニングサイトとして良好に機能するうえでは、これらの構成が好ましい。
本発明の第１および第２の側面に係る記録媒体は、好ましくは、光磁気記録媒体であり、且つ、記録層は、ＭＳＲ方式、ＭＡＭＭＯＳ方式、またはＤＷＤＤ方式を実現するための、前記記録層を含む多層構造を有する。本発明は、再生分解能に優れたＭＳＲ方式、ＭＡＭＭＯＳ方式、およびＤＷＤＤ方式の光磁気記録媒体において実施する場合に特に実益が高い。
本発明の第３の側面によると記録媒体の製造方法が提供される。この方法は、基材上に下地層を形成するための工程と、下地層上に当該下地層よりも大きな表面張力を有する材料をアイランド成長させることにより、凹凸制御層を形成するための工程と、凹凸制御層上に機能性層を形成するための工程と、機能性層の上位に、記録機能を担う記録層を形成するための工程と、を含む。基材には、下地層が積層形成されるベースとなる部材であって、例えば樹脂材料よりなる基板単体、および、積層面に例えば誘電体層などが既に積層形成された基板が、含まれる。後出の第４の側面に係る構成においても同様である。また、機能性層の上位に記録層を形成するとう構成には、機能性層上に直接に記録層を積層形成する場合、および、機能性層上に他の１以上の層を形成した後に記録層を積層形成する場合が、含まれる。このような方法によると、本発明の第１の側面に係る記録媒体を適切に製造することができる。
本発明の第４の側面によると記録媒体の他の製造方法が提供される。この方法は、基材上に第１下地層を形成するための工程と、第１下地層上に当該第１下地層よりも大きな表面張力を有する材料をアイランド成長させることにより、初期層を形成するための工程と、初期層上に機能性層を形成するための工程と、機能性層上に当該機能性層よりも小さな表面張力を有する第２下地層を形成するための工程と、第２下地層上に当該第２下地層よりも大きな表面張力を有する材料をアイランド成長させることにより、凹凸制御層を形成するための工程と、凹凸制御層上に、記録機能を担う記録層を形成するための工程と、を含む。このような方法によると、本発明の第２の側面に係る記録媒体を適切に製造することができる。
本発明の第３および第４の側面において、好ましくは、機能性層は、放熱層、非磁性層、記録磁界低減層、または軟磁性層である。また、機能性層は２０ｎｍ以上の厚さを有するように形成されるのが好ましい。
図１および図２は、本発明の第１の実施形態に係る光磁気記録媒体Ｘ１を表す。図１は、光磁気記録媒体Ｘ１の部分断面を模式的に表したものであり、図２は、光磁気記録媒体Ｘ１の積層構成を表す。光磁気記録媒体Ｘ１は、基板Ｓ１と、記録磁性部１０と、第１下地層２１と、初期層２２と、機能性層２３と、第２下地層２４と、凹凸制御層２５と、エンハンス層２６と、保護膜２７とを備え、フロントイルミネーション方式の光磁気ディスクとして構成されたものである。光磁気記録媒体Ｘ１は、第１下地層２１から保護膜２７までの積層構造を基板Ｓ１の片側のみ又は両側に有する。
基板Ｓ１は、光磁気記録媒体Ｘ１の剛性を確保するための部位であり、渦巻き状または同心円状のプリグルーブが形成された所定の凹凸形状を表面に有する。この凹凸形状を基に、本光磁気ディスクにおけるランド・グルーブ形状が形成されている。また、基板Ｓ１は、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）樹脂、エポキシ樹脂、またはポリオレフィン樹脂よりなる。
記録磁性部１０は、図２に示すように、記録層１１、中間層１２、および再生層１３よりなる積層構造を有し、いずれかの磁区拡大系再生方式（例えばＤＷＤＤやＭＡＭＭＯＳなどの再生方式）に基づいて再生可能に構成されている。各層は、希土類元素と遷移金属とのアモルファス合金よりなる垂直磁化膜である。希土類元素としては、Ｔｂ，Ｇｄ，Ｄｙ，Ｎｄなどを用いることができる。遷移金属としては、ＦｅやＣｏなどを用いることができる。また、ランド・グルーブ形状のランド部および／またはグルーブ部における記録磁性部１０は、本媒体における情報トラックを構成する。
記録層１１は、記録機能を担う部位であり、再生層１３よりも大きな磁壁抗磁力を有する。記録層１１は、例えば、所定の組成を有するＴｂＦｅＣо，ＤｙＦｅＣо，またはＴｂＤｙＦｅＣоよりなる。記録層１１の厚さは、例えば５０〜１５０ｎｍである。
中間層１２は、記録層１１および再生層１３の間の結合作用を選択的に中継および遮断する機能を担う部位であり、記録層１１および再生層１３よりも低いキュリー温度を有する。具体的には、中間層１２は、そのキュリー温度未満の温度条件下において、記録層１１と交換結合するとともに再生層１３と交換結合することにより、交換結合を介しての両層の結合関係を成立せしめる。一方、キュリー温度以上の温度条件下においては、中間層１２は、自発磁化を消失して記録層１１および再生層１３との交換結合を解除することにより、交換結合を介しての両層の結合関係を解除する。中間層１２のキュリー温度は、例えば１００〜１５０℃である。このような中間層１２は、例えば、所定の組成を有するＴｂＦｅまたはＴｂＦｅＣоよりなる。中間層１２の厚さは、例えば５〜２０ｎｍである。
再生層１３は、磁壁移動ないし磁区拡大を伴う再生機能を担う部位であり、記録層１１よりも小さな磁壁抗磁力を有する。このような再生層１３は、例えば、ＧｄＦｅＣо，ＧｄＴｂＦｅＣо，ＧｄＤｙＦｅＣо，またはＧｄＴｂＤｙＦｅＣоよりなる。再生層１３の厚さは、例えば１０〜３０ｎｍである。
第１下地層２１は、その上に初期層２２を積層形成する際の下地として機能する部位であり、初期層２２よりも小さな表面張力を有する。第１下地層２１の構成材料としては、例えばＳｉＮ，ＳｉＯ2，ＹＳｉＯ2，ＺｎＳｉＯ2，ＡｌＯ，およびＡｌＮなどの誘電体材料を採用することができる。第１下地層２１の厚さは、例えば２〜１０ｎｍである。
初期層２２は、その上に積層形成される機能性層２３の材料成長端側の表面凹凸を制御するための部位であり、第１下地層２１よりも大きな表面張力を有する材料により構成されている。初期層２２と第１下地層２１の表面張力の差は１０００ｍＮ／ｍ以上であるのが好ましい。このような初期層２２を構成するための材料としては、第１下地層２１より大きな表面張力を有する限りにおいて、例えば、Ｐｔ，Ａｕ，Ｐｄ，Ｒｕ，Ｃｏよりなる群より選択される単体金属、または、当該群より選択される金属を含む合金を、採用することができる。初期層２２の厚さは、例えば、０．１〜５ｎｍである。また、初期層２２における機能性層２３の側（即ち記録層１１の側）の表面について、表面粗さＲａは例えば０．３〜０．６ｎｍであり、凹凸形状における凸部（成長粒子）の平均直径（平均粒径）は、例えば５〜１０ｎｍであり、当該凹凸形状における平均最大高低差（Ｐ−Ｖ）は、例えば３〜５ｎｍである。
機能性層２３は、本媒体において所定の性能や機能を確保して高性能化は図るための部位であり、例えば放熱層、非磁性層、または記録磁界低減層である。放熱層は、レーザ照射時に記録磁性部１０などにて発生する熱を効率よく放熱するための部位である。非磁性層は、レーザ照射時における熱分布を調整するための部位である。記録磁界低減層は、記録に要する磁界を低減するための部位である。放熱層として構成する場合、機能性層２３は、例えば、Ａｇ，Ａｇ合金（ＡｇＰｄＣｕＳｉ，ＡｇＰｄＣｕなど），Ａｌ合金（ＡｌＴｉ，ＡｌＣｒなど），Ａｕ，またはＰｔなどの高熱伝導材料よりなり、その厚さは例えば１０〜６０ｎｍである。非磁性層として構成する場合、機能性層２３は、例えばＴｉ，Ｗ，Ｓｉよりなる群より選択される元素または当該群より選択される元素を含む合金よりなり、その厚さは例えば１０〜６０ｎｍである。記録磁界低減層として構成する場合、機能性層２３は、例えばＧｄＦｅＣｏ，ＧｄＦｅ，またはＧｄＣｏよりなり、その厚さは例えば５〜６０ｎｍである。
第２下地層２４は、その上に凹凸制御層２５を積層形成する際の下地として機能する部位であり、凹凸制御層２５よりも小さな表面張力を有する。好ましくは、第２下地層２４は、機能性層２３よりも小さな表面張力を有する。第２下地層２４の構成材料としては、例えばＳｉＮ，ＳｉＯ2，ＹＳｉＯ2，ＺｎＳｉＯ2，ＡｌＯ，およびＡｌＮなどの誘電体材料を採用することができる。第２下地層２４の厚さは、例えば２〜１０ｎｍである。
凹凸制御層２５は、その上に積層形成される記録層１１の磁区構造における磁壁に対して良好なピンニング力を及ぼすことにより当該磁区構造を制御するための部位であり、第２下地層２４よりも大きな表面張力を有する材料により構成されている。凹凸制御層２５と第２下地層２４の表面張力の差は１０００ｍＮ／ｍ以上であるのが好ましい。このような凹凸制御層２５を構成するための材料としては、第２下地層２４より大きな表面張力を有する限りにおいて、例えば、Ｐｔ，Ａｕ，Ｐｄ，Ｒｕ，Ｃｏよりなる群より選択される単体金属、または、当該群より選択される金属を含む合金など、採用することができる。凹凸制御層２５の厚さは、例えば、０．１〜５ｍである。また、凹凸制御層２５における記録層１１の側の表面について、表面粗さＲａは例えば０．５〜０．８５ｎｍであり、凹凸形状における凸部（成長粒子）の平均直径（平均粒径）は、例えば５〜２０ｎｍであり、当該凹凸形状における平均最大高低差（Ｐ−Ｖ）は、例えば３〜１０ｎｍである。
エンハンス層２６は、再生層１３からの反射光のカー回転角をみかけ上増大させるための部位であり、例えば、ＳｉＮ，ＳｉＯ2，ＺｎＳ−ＳｉＯ2，ＡｌＮ，またはＡｌ2Ｏ3よりなる。エンハンス層２６の厚さは、例えば２０〜９０ｎｍである。
保護膜２７は、光磁気記録媒体Ｘ１の記録用レーザおよび再生用レーザに対して充分な透過性を有する樹脂よりなり、その厚さは例えば１０〜４０μｍである。保護膜２７を構成するための樹脂としては、例えば紫外線硬化性樹脂が挙げられる。
図３および図４は、光磁気記録媒体Ｘ１の製造方法を表す。光磁気記録媒体Ｘ１の製造においては、まず、図３（ａ）に示すように、スパッタリング法により基板Ｓ１上に第１下地層２１を形成する。
次に、図３（ｂ）に示すように、スパッタリング法により第１下地層２１上に初期層２２を形成する。第１下地層２１上に初期層２２をスパッタリング成膜する工程において、材料成長の初期段階では、図５（ａ）に示すように、初期層２２の構成材料は第１下地層２１上にて島状に成長（アイランド成長）する。第１下地層２１よりも大きな表面張力を有する当該材料は、第１下地層２１との接触面積を抑制しつつ成長するためである。初期段階にて生ずるアイランド成長は、図５（ｂ）に示すように、当該材料の成長端側表面の形状に反映される。そのため、所定の薄さで材料成長が停止されて形成される初期層２２は、その記録層１１側表面にて、微細な凹凸形状を有することとなる。微細さの程度および均一性の程度は、初期層２２および第１下地層２１の構成材料の選択、並びに、初期層２２の膜厚の調節により、調整することが可能である。
光磁気記録媒体Ｘ１の製造においては、次に、図３（ｃ）に示すように、スパッタリング法により機能性層２３および第２下地層２４を順次形成する。機能性層２３は、初期層２２表面における微細な凹凸形状を基点として材料が成長することにより形成されるので、比較的厚くとも、成長端側の表面にて、微細さの程度および均一性の程度の高い凹凸形状を有することとなる。微細さの程度および均一性の程度は、仮に機能性層２３が基板Ｓ１上に直接的に積層形成される場合よりも、高い。一方、第２下地層２４は、このような機能層２３上に形成されるので、成長端側の表面にて、微細さの程度および均一性の程度の高い凹凸形状を有することとなる。
次に、図３（ｄ）に示すように、スパッタリング法により第２下地層２４上に凹凸制御層２５を形成する。第２下地層２４上に凹凸制御層２５をスパッタリング成膜する工程において、材料成長の初期段階では、図６（ａ）に示すように、凹凸制御層２５の構成材料は第２下地層２４上にてアイランド成長する。第２下地層２４よりも大きな表面張力を有する当該材料は、第２下地層２４との接触面積を抑制しつつ成長するためである。初期段階にて生ずるアイランド成長は、図６（ｂ）に示すように、当該材料の成長端側表面の形状に反映される。そのため、所定の薄さで材料成長が停止されて形成される凹凸制御層２５は、その記録層１１側表面にて、第２下地層２４よりも更に微細かつ更に均一性の高い凹凸形状を有することとなる。微細さの程度および均一性の程度は、凹凸制御層２５および第２下地層２４の構成材料の選択、並びに、凹凸制御層２５の膜厚の調節により、調整することが可能である。
光磁気記録媒体Ｘ１の製造においては、次に、図４（ａ）に示すように、記録磁性部１０を形成する。具体的には、スパッタリング法により、凹凸制御層２５上に記録層１１、中間層１２、および再生層１３を順次形成する。凹凸制御層２５上に直接的に積層形成される記録層１１の磁区構造における磁壁には、凹凸制御層２５表面の凹凸形状に起因して、相当程度に微細かつ相当程度に均一性の高い充分な大きさのピンニング力が作用する。その結果、記録層１１には、微小なピンニング単位が均一性高く安定に形成される。
次に、図４（ｂ）に示すように、スパッタリング法により記録磁性部１０（再生層１３）上にエンハンス層２６を形成する。この後、図４（ｃ）に示すように、スピンコート法によりエンハンス層２６上に保護膜２７を形成する。以上のようにして、光磁気記録媒体Ｘ１を製造することができる。
光磁気記録媒体Ｘ１は、第１下地層２１とこれより表面張力の大きな初期層２２とからなる積層構造を有するとともに、第２下地層２４とこれより表面張力の大きな凹凸制御層２５とからなる積層構造を有する。初期層２２は、微細な凹凸表面を有し、直接的には、機能性層２３の記録層１１側表面の凹凸形状の微細さの程度および均一性の程度を高める役割を担う。凹凸制御層２５は、このような機能性層２３上に第２下地層２４を介して積層形成されたものであるので、その記録層１１側表面の凹凸形状の微細さ及び均一性は相当程度に高い。記録機能を担う記録層１１は、このような凹凸制御層２５上に直接的に積層形成されている。そのため、記録層１１の磁区構造における磁壁には、凹凸制御層２５の表面の凹凸形状に起因して、相当程度に微細かつ相当程度に均一性の高い充分な大きさのピンニング力が作用する。その結果、記録層１１には、微小なピンニング単位が均一性高く安定に形成されることとなる。したがって、光磁気記録媒体Ｘ１においては、記録ノイズ（媒体ノイズ）を抑制しつつ高い記録分解能を達成することが可能となるのである。このような光磁気記録媒体Ｘ１は、高記録密度化を図るうえで好適である。
本発明においては、機能性層２３の記録層側表面における凹凸形状が充分に微細かつ均一である場合、第２下地層２４および凹凸制御層２５を設けずに、図７に示すように、記録磁性部１０（記録層１１）以上の構造を機能性層２３上に直接形成してもよい。記録層１１では、機能性層２３表面の微細さの程度および均一性の程度の高い充分な大きさのピンニング力の作用により、微小なピンニング単位が安定に形成されることとなる。
また、本発明においては、記録層１１、中間層１２、および再生層１３よりなる記録磁性部１０に代えて、記録機能および再生機能を併有する単一の記録層を設けてもよい。この場合においても、記録層は、希土類−遷移金属アモルファス合金垂直磁化膜よりなる。或は、本発明においては、記録磁性部１０に代えて、相対的に保磁力が大きくて記録機能を担う記録層を凹凸制御層２５上に設け、当該記録層上に、再生用レーザにおけるカー回転角が相対的に大きくて再生機能を担う再生層を設けてもよい。この場合においても、記録層および再生層は、希土類−遷移金属アモルファス合金垂直磁化膜よりなる。
図８は、図９〜図１２に示す積層構成を有するサンプルＡ〜Ｄの表面凹凸に係るパラメータを示す。
サンプルＡは、図９に示すように、光磁気記録媒体Ｘ１における基板Ｓ１から凹凸制御層２５までの積層構造を有する。サンプルＡの作製においては、まず、スパッタリング法により、平坦なガラス基板（直径２．５インチ）の上にＳｉＮを成膜することによって、厚さ２ｎｍの第１下地層を形成した。具体的には、Ｓｉターゲットを用い、スパッタガスとしてＡｒガスおよびＮ2ガスを使用して行う反応性スパッタリングにより、基板上にＳｉＮを成膜した。本スパッタリングでは、回転カソード型ＤＣ・ＲＦマグネトロンスパッタリング装置（商品名：Ｃ３０１０−Ｐ５、アネルバ製）を使用した。サンプル作製における後出のスパッタリングに際しても、同一の装置を使用した。また、本スパッタリングでは、ＡｒガスおよびＮ2ガスの流量比を２：１とし、スパッタガス圧力を０．３Ｐａとし、スパッタ電力を５００Ｗとし、成膜速度を１２ｎｍ/ｍｉｎとした。サンプルＡの作製においては、次に、スパッタリング法により第１下地層上にＰｔを成膜することによって、厚さ１ｎｍの初期層を形成した。本スパッタリングでは、Ｐｔターゲットを用い、スパッタガス圧力を１．６Ｐａとし、スパッタ電力を４０Ｗとし、成膜速度を３．２ｎｍ/ｍｉｎとした。次に、スパッタリング法により初期層上にＡｌＳｉを成膜することによって、厚さ３０ｎｍの放熱層（機能性層）を形成した。具体的には、ＡｌターゲットおよびＳｉターゲットを用いて行うコスパッタリングにより、基板上にＡｌＳｉを成膜した。本スパッタリングでは、スパッタガス圧力を０．６Ｐａとし、スパッタ電力を３００Ｗ（Ａｌターゲット）および２００Ｗ（Ｓｉターゲット）とし、成膜速度を２３ｎｍ/ｍｉｎとした。次に、スパッタリング法により放熱層上にＳｉＮを成膜することによって、厚さ５ｎｍの第２下地層を形成した。具体的には、Ｓｉターゲットを用い、スパッタガスとしてＡｒガスおよびＮ2ガスを使用して行う反応性スパッタリングにより、基板上にＳｉＮを成膜した。また、本スパッタリングでは、ＡｒガスおよびＮ2ガスの流量比を２：１とし、スパッタガス圧力を０．３Ｐａとし、スパッタ電力を５００Ｗとし、成膜速度を１２ｎｍ/ｍｉｎとした。次に、スパッタリング法により第２下地層上にＰｔを成膜することによって、厚さ１ｎｍの凹凸制御層を形成した。本スパッタリングでは、Ｐｔターゲットを用い、スパッタガス圧力を１．６Ｐａとし、スパッタ電力を４０Ｗとし、成膜速度を３．２ｎｍ/ｍｉｎとした。
サンプルＢは、図１０に示すように、光磁気記録媒体Ｘ１における基板Ｓ１から機能性層２３までの積層構造を有する。サンプルＢは、サンプルＡに関して上述したのと同様にして、基板上に第１下地層（ＳｉＮ）、初期層（Ｐｔ）、および放熱層（ＡｌＳｉ）を順次形成することによって、作製した。
サンプルＣは、図１１に示すように、基板、放熱層、および凹凸制御層よりなる積層構造を有する。サンプルＣの作製においては、まず、スパッタリング法により平坦なガラス基板（直径２．５インチ）上にＡｌＳｉを成膜することにって、厚さ３０ｎｍの放熱層を形成した。具体的には、ＡｌターゲットおよびＳｉターゲットを用いて行うコスパッタリングにより、基板上にＡｌＳｉを成膜した。本スパッタリングでは、スパッタガス圧力を０．６Ｐａとし、スパッタ電力を３００Ｗ（Ａｌターゲット）および２００Ｗ（Ｓｉターゲット）とし、成膜速度を２３ｎｍ/ｍｉｎとした。次に、スパッタリング法により放熱層上にＰｔを成膜することによって、厚さ１ｎｍの凹凸制御層を形成した。本スパッタリングでは、Ｐｔターゲットを用い、スパッタガス圧力を１．６Ｐａとし、スパッタ電力を４０Ｗとし、成膜速度を３．２ｎｍ/ｍｉｎとした。
サンプルＤは、図１２に示すように、基板および放熱層よりなる積層構造を有する。サンプルＤは、サンプルＣに関して上述したのと同様にして、基板上に放熱層（ＡｌＳｉ）を形成することによって、作製した。
以上のようにして作製したサンプルＡ〜Ｄの最上層の表面を、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）により観察したところ、サンプルＡ〜Ｄの各々の最上層表面において、凹凸形状が生じていた。サンプルＡ，Ｂの表面凹凸形状の均一性は高く、サンプルＣ、Ｄ表面凹凸形状は不均一であった。サンプルＡ〜Ｄの各々について、凹凸形状を構成する粒子の平均直径、表面粗さＲａ、およびＰ−Ｖ（peak−valley間高低差の平均）を測定した。図８は、これらの結果を示す表である。
サンプルＤにおける放熱層の表面については、平均粒子径が３４．７ｍｎｍと大きく且つ不均一であった。また、サンプルＣにおける凹凸制御層の表面については、平均粒子径は２３．５ｎｍでありサンプルＤのそれよりも小さかったが、当該凹凸制御層は不均一に成長した。これらサンプルＣ，Ｄは、本発明の構成を備えない。サンプルＢにおける放熱層の表面については、平均粒子径が１５．２ｎｍであり且つ均一性が高かった。サンプルＡにおける凹凸制御層の表面については、平均粒子径が７．６ｎｍであり且つ均一性が高かった。このように、光磁気記録媒体Ｘ１に含まれる積層構造を有するサンプルＡ、Ｂの表面は、サンプルＣ，Ｄよりも、微細かつ均一な凹凸形状を有していた。
図１３〜図１５は、各々、凹凸制御層２５について、層表面の凹凸形状に関連するパラメータの膜厚依存性を表すグラフである。具体的には、サンプルＡとは凹凸制御層の厚さのみが異なる複数のサンプルを作製し、各サンプルについて、凹凸形状を構成する粒子の平均直径、表面粗さＲａ、およびＰ−Ｖを測定した。各サンプルの作製手法は、凹凸制御層の厚さを除き、サンプルＡについて上述したのと同様である。
図１３のグラフから判るように、凹凸制御層が厚くなるほど、平均粒子径は増大する傾向にある。また、図１４のグラフから判るように、凹凸制御層が厚くなるほど、表面粗さＲａは増大する傾向にある。更に、図１５のグラフから判るように、凹凸制御層が厚くなるほど、Ｐ−Ｖは増大する傾向にある。これらのことから、光磁気記録媒体Ｘ１において記録層１１の直下に位置することとなる凹凸制御層２５の膜厚を制御することにより、記録層１１の直下の凹凸構造を制御することができることが理解できよう。記録層１１の直下の凹凸構造の制御により、記録層１１に作用するピニング力や、記録層１１にて形成されるピニング単位(磁気クラスタ)について、制御することが可能となる。
図１６および図１７は、本発明の第２の実施形態に係る磁気記録媒体Ｘ２を表す。図１６は、磁気記録媒体Ｘ２の部分断面を模式的に表したものであり、図１７は、磁気記録媒体Ｘ２の積層構成を表す。磁気記録媒体Ｘ２は、基板Ｓ２と、記録層３１と、第１下地層３２と、初期層３３と、機能性層３４と、第２下地層３５と、凹凸制御層３６と、保護膜３７とを備える垂直磁気記録媒体として構成されたものである。
基板Ｓ２は、例えばアルミニウム合金、ガラス、またはセラミックスからなる非磁性基板である。基板Ｓ２の表面は、化学的方法、物理的方法、または機械的方法により、平滑化されている。
記録層３１は、希土類−遷移金属アモルファス合金よりなる垂直磁化膜である。本実施形態における希土類−遷移金属アモルファス合金としては、例えばＴｂＦｅ，ＴｂＣｏ，またはＴｂＦｅＣｏなどを採用することができる。記録層３１の厚さは、例えば２０〜５０ｎｍである。
第１下地層３２は、その上に初期層３３を積層形成する際の下地として機能する部位であり、初期層３３よりも小さな表面張力を有する。第１下地層３２の構成材料としては、例えばＳｉＮ，ＳｉＯ2，ＹＳｉＯ2，ＺｎＳｉＯ2，ＡｌＯ，およびＡｌＮなどの誘電体材料を採用することができる。第１下地層３２の厚さは、例えば２〜１０ｎｍである。
初期層３３は、その上に積層形成される機能性層３４の材料成長端側の表面凹凸を制御するための部位であり、第１下地層３２よりも大きな表面張力を有する材料により構成されている。初期層３３と第１下地層３２の表面張力の差は１０００ｍＮ／ｍ以上であるのが好ましい。このような初期層３３を構成するための材料としては、第１下地層３２より大きな表面張力を有する限りにおいて、例えば、Ｐｔ，Ａｕ，Ｐｄ，Ｒｕ，Ｃｏよりなる群より選択される単体金属、または、当該群より選択される金属を含む合金を、採用することができる。初期層３３の厚さは、例えば、０．１〜５ｎｍである。また、初期層３３における機能性層３４の側（即ち記録層３１の側）の表面について、表面粗さＲａは例えば０．３〜０．６ｎｍであり、凹凸形状における凸部（成長粒子）の平均直径（平均粒径）は、例えば５〜１０ｎｍであり、当該凹凸形状における平均最大高低差は、例えば３〜５ｎｍである。
機能性層３４は、軟磁性膜であり、この層を構成する磁性膜の膜面に対して平行な方向に磁化容易軸を有する面内磁気異方性を呈している。機能性層３４の磁化容易軸は、ディスクの半径方向に向いているのが好ましい。機能性層３４は、充分に小さな保磁力を有する。このような機能性層３４は、例えば、パーマロイ、センダスト、Ｃｏ系アモルファス材料、またはＦｅ系アモルファス材料より構成することができる。機能性層３４の厚さは、例えば１００〜３００ｎｍである。
第２下地層３５は、その上に凹凸制御層３６を積層形成する際の下地として機能する部位であり、凹凸制御層３６よりも小さな表面張力を有する。好ましくは、第２下地層３５は、機能性層３４よりも小さな表面張力を有する。第２下地層３５の構成材料としては、例えばＳｉＮ，ＳｉＯ2，ＹＳｉＯ2，ＺｎＳｉＯ2，ＡｌＯ，およびＡｌＮなどの誘電体材料を採用することができる。第２下地層３５の厚さは、例えば２〜１０ｎｍである。
凹凸制御層３６は、その上に積層形成される記録層３１の磁区構造における磁壁に対して良好なピンニング力を及ぼすことにより当該磁区構造を制御するための部位であり、第２下地層３５よりも大きな表面張力を有する材料により構成されている。凹凸制御層３６と第２下地層３５の表面張力の差は１０００ｍＮ／ｍ以上であるのが好ましい。このような凹凸制御層３６を構成するための材料としては、第２下地層３５より大きな表面張力を有する限りにおいて、例えば、Ｐｔ，Ａｕ，Ｐｄ，Ｒｕ，Ｃｏよりなる群より選択される単体金属、または、当該群より選択される金属を含む合金を、採用することができる。凹凸制御層３５の厚さは、例えば、０．１〜５ｎｍである。また、凹凸制御層３６における記録層３１の側の表面について、表面粗さＲａは例えば０．５〜０．８５ｎｍであり、凹凸形状における凸部（成長粒子）の平均直径（平均粒径）は、例えば５〜２０ｎｍであり、当該凹凸形状における平均最大高低差は、例えば３〜１０ｎｍである。
保護膜３７は、記録層３１を外界から物理的および化学的に保護するためのものであり、例えば、アモルファスカーボン，ダイアモンドライクカーボン，ＳｉＮ，またはＳｉＣよりなる。保護膜３７の膜さは、例えば１〜１０ｎｍである。
以上の構成を有する磁気記録媒体Ｘ２の製造においては、まず、例えばスパッタリング法にて所定の材料を成膜することにより、基板Ｓ２に対して第１下地層３２から保護膜３７までを順次形成する。
第１下地層３２上に初期層３３をスパッタリング成膜する工程において、材料成長の初期段階では、第１の実施形態に関して図５（ａ）を参照して上述したのと同様に、初期層３３の構成材料は第１下地層３２上にてアイランド成長する。初期段階にて生ずるアイランド成長は、当該材料の成長端側表面の形状に反映される。そのため、所定の薄さで材料成長が停止されて形成される初期層３３は、その記録層３１側表面にて、微細な凹凸形状を有することとなる。微細さの程度および均一性の程度は、初期層３３および第１下地層３２の構成材料の選択、並びに、初期層３３の膜厚の調節により、調整することが可能である。機能性層３４は、初期層３３表面における微細な凹凸形状を基点として材料が成長することにより形成されるので、比較的分厚くとも、成長端側の表面にて、微細さの程度および均一性の程度の高い凹凸形状を有することとなる。微細さの程度および均一性の程度は、仮に機能性層３４が基板Ｓ２上に直接的に積層形成される場合よりも、高い。第２下地層３５は、このような機能層３４上に形成されるので、成長端側の表面にて、微細さの程度および均一性の程度の高い凹凸形状を有することとなる。
第２下地層３５上に凹凸制御層３６をスパッタリング成膜する工程において、材料成長の初期段階では、第１の実施形態に関して図６（ａ）を参照して上述したのと同様に、凹凸制御層３６の構成材料は第２下地層３５上にてアイランド成長する。初期段階にて生ずるアイランド成長は、当該材料の成長端側表面の形状に反映される。そのため、所定の薄さで材料成長が停止されて形成される凹凸制御層３６は、その記録層３１側表面にて、第２下地層３５よりも更に微細かつ更に均一性の高い凹凸形状を有することとなる。微細さの程度および均一性の程度は、凹凸制御層３６および第２下地層３５の構成材料の選択、並びに、凹凸制御層３５の膜厚の調節により、調整することが可能である。
凹凸制御層３６上に直接的に積層形成される記録層３１の磁区構造における磁壁には、凹凸制御層３６表面の凹凸形状に起因して、相当程度に微細かつ相当程度に均一性の高い充分な大きさのピンニング力が作用する。その結果、記録層３１には、微小なピンニング単位が均一性高く安定に形成される。
磁気記録媒体Ｘ２は、第１下地層３２とこれより表面張力の大きな初期層３３とからなる積層構造を有するとともに、第２下地層３５とこれより表面張力の大きな凹凸制御層３６とからなる積層構造を有する。初期層３３は、微細な凹凸表面を有し、直接的には、機能性層３４の記録層３１側表面の凹凸形状の微細さの程度および均一性の程度を高める役割を担う。凹凸制御層３６は、このような機能性層３４上に第２下地層３５を介して積層形成されたものであるので、その記録層３１側表面の凹凸形状の微細さ及び均一性は相当程度に高い。記録機能を担う記録層３１は、このような凹凸制御層３６上に直接的に積層形成されている。そのため、記録層３１の磁区構造における磁壁には、凹凸制御層３６の表面の凹凸形状に起因して、相当程度に微細かつ相当程度に均一性の高い充分な大きさのピンニング力が作用する。その結果、記録層３１には、微小なピンニング単位が均一性高く安定に形成されることとなる。したがって、磁気記録媒体Ｘ２においては、記録ノイズ（媒体ノイズ）を抑制しつつ高い記録分解能を達成することが可能となるのである。このような磁気記録媒体Ｘ２は、高記録密度化を図るうえで好適である。
〔光磁気記録媒体の作製〕
図１８に示す積層構成を有するフロントイルミネーション方式の光磁気ディスクとして、本実施例の光磁気記録媒体を作製した。本実施例の光磁気記録媒体の作製においては、まず、スパッタリング法により、表面にランドグルーブ形状を有するポリカーボネート基板（直径１２０ｍｍ、厚さ１．２ｍｍ、トラックピッチ０．２７５ｎｍ、グルーブ深さ３５ｎｍ）の上にＳｉＮを成膜することによって、厚さ２ｎｍの第１下地層を形成した。具体的には、Ｓｉターゲットを用い、スパッタガスとしてＡｒガスおよびＮ2ガスを使用して行う反応性スパッタリングにより、基板上にＳｉＮを成膜した。本スパッタリングでは、回転カソード型ＤＣ・ＲＦマグネトロンスパッタリング装置（商品名：Ｃ３０１０−Ｐ５、アネルバ製）を使用した。媒体作製における後出のスパッタリングに際しても、同一の装置を使用した。また、ＡｒガスおよびＮ2ガスの流量比を２：１とし、スパッタガス圧力を０．３Ｐａとし、スパッタ電力を５００Ｗとし、成膜速度を１２ｎｍ/ｍｉｎとした。
次に、スパッタリング法により第１下地層上にＰｔを成膜することによって、厚さ１ｎｍの初期層を形成した。本スパッタリングでは、Ｐｔターゲットを用い、スパッタガス圧力を１．６Ｐａとし、スパッタ電力を４０Ｗとし、成膜速度を３．２ｎｍ/ｍｉｎとした。
次に、スパッタリング法により初期層上にＡｌＳｉを成膜することによって、厚さ３０ｎｍの放熱層（機能性層）を形成した。具体的には、ＡｌターゲットおよびＳｉターゲットを用いて行うコスパッタリングにより、初期層上にＡｌＳｉを成膜した。本スパッタリングでは、スパッタガス圧力を０．６Ｐａとし、スパッタ電力を３００Ｗ（Ａｌターゲット）および２００Ｗ（Ｓｉターゲット）とし、成膜速度を２３ｎｍ/ｍｉｎとした。
次に、スパッタリング法により放熱層上にＳｉＮを成膜することによって、厚さ５ｎｍの第２下地層を形成した。具体的には、Ｓｉターゲットを用い、スパッタガスとしてＡｒガスおよびＮ2ガスを使用して行う反応性スパッタリングにより、基板上にＳｉＮを成膜した。また、ＡｒガスおよびＮ2ガスの流量比を２：１とし、スパッタガス圧力を０．３Ｐａとし、スパッタ電力を５００Ｗとし、成膜速度を１２ｎｍ/ｍｉｎとした。
次に、スパッタリング法により第２下地層上にＰｔを成膜することによって、厚さ１ｎｍの凹凸制御層を形成した。本スパッタリングでは、Ｐｔターゲットを用い、スパッタガス圧力を１．６Ｐａとし、スパッタ電力を４０Ｗとし、成膜速度を３．２ｎｍ/ｍｉｎとした。
次に、スパッタリング法により凹凸制御層上にＴｂ22Ｆｅ62Ｃｏ16を成膜することによって、厚さ５０ｎｍの記録層を形成した。具体的には、ＴｂターゲットおよびＦｅＣｏターゲットを用いて行うコスパッタリングにより、凹凸制御層上にＡｌＳｉを成膜した。本スパッタリングでは、スパッタガス圧力を１．５Ｐａとし、スパッタ電力を４５Ｗ（Ｔｂターゲット）および２００Ｗ（ＦｅＣｏターゲット）とし、成膜速度を１４ｎｍ/ｍｉｎとした。
次に、スパッタリング法により記録層上にＳｉＮを成膜することによって、厚さ３５ｎｍのエンハンス層を形成した。具体的には、Ｓｉターゲットを用い、スパッタガスとしてＡｒガスおよびＮ2ガスを使用して行う反応性スパッタリングにより、基板上にＳｉＮを成膜した。また、ＡｒガスおよびＮ2ガスの流量比を２：１とし、スパッタガス圧力を０．３Ｐａとし、スパッタ電力を５００Ｗとし、成膜速度を１２ｎｍ/ｍｉｎとした。
次に、エンハンス上に厚さ１５μｍの保護膜を形成した。具体的には、まず、スピンコート法により、ＵＶ硬化性の透明樹脂を誘電体層上に塗布した。次に、紫外線照射により、当該樹脂膜を硬化させた。以上のようにして、本実施例の光磁気記録媒体を作製した。
〔記録磁区観測〕
本実施例の光磁気記録媒体について記録磁区観察を行った。具体的には、まず、本実施例の光磁気記録媒体（光磁気ディスク）における情報トラックに対し、記録マークと同じ長さのスペースを介して所定のマーク長の記録マークを繰り返し記録した。記録は、所定の装置を使用してレーザパルス磁界変調記録方式により行った。この装置の対物レンズの開口数ＮＡは０．８５であり、レーザ波長は４０５ｎｍである。また、線速（レーザスポットにより媒体表面を走査する速度）を５．０ｍ/ｓとし、記録レーザパワーを１３ｍＷとし、印加磁界を２００Ｏｅとした。このようにして記録した後、所定の溶液を作用させることにより保護膜を剥離し、更に、反応性イオンエッチングによりエンハンス層をエッチング除去した。この後、磁気力顕微鏡（商品名：ＳＰＡ５００、ＳＩＩ製）を使用して、記録層表面に現れる記録磁区を観察した。このような記録および観察を、記録マークのマーク長を変化させて、マーク長７０ｎｍ、６５ｎｍ、６０ｎｍ、５５ｎｍ、および５０ｎｍの各々の場合について行った。その結果、マーク長が７０ｎｍ、６５ｎｍ、６０ｎｍ、および５５ｎｍの場合には良好に磁区が分離できていることが確認された。
比較例１
〔光磁気記録媒体の作製〕
図１９に示す積層構成を有するフロントイルミネーション方式の光磁気ディスクとして、本比較例の光磁気記録媒体を作製した。本比較例の光磁気記録媒体の作製においては、まず、スパッタリング法により、表面にランドグルーブ形状を有するポリカーボネート基板（直径１２０ｍｍ、厚さ１．２ｍｍ、トラックピッチ０．２７５ｎｍ、グルーブ深さ３５ｎｍ）上にＡｌＳｉを成膜することにって、厚さ３０ｎｍの放熱層を形成した。具体的には、ＡｌターゲットおよびＳｉターゲットを用いて行うコスパッタリングにより、基板上にＡｌＳｉを成膜した。本スパッタリングでは、スパッタガス圧力を０．６Ｐａとし、スパッタ電力を３００Ｗ（Ａｌターゲット）および２００Ｗ（Ｓｉターゲット）とし、成膜速度を２３ｎｍ/ｍｉｎとした。
次に、スパッタリング法により放熱層上にＰｔを成膜することによって、厚さ１ｎｍの凹凸制御層を形成した。本スパッタリングでは、Ｐｔターゲットを用い、スパッタガス圧力を１．６Ｐａとし、スパッタ電力を４０Ｗとし、成膜速度を３．２ｎｍ/ｍｉｎとした。
次に、実施例１において凹凸制御層上に記録層、エンハンス層、および保護膜を形成したのと同様にして、本比較例の凹凸制御層上に、記録層、エンハンス層、および保護膜を形成した。以上のようにして、本比較例の光磁気記録媒体を作製した。
〔記録磁区観測〕
本比較例の光磁気記録媒体について記録磁区観察を行った。具体的には、まず、本比較例の光磁気記録媒体（光磁気ディスク）における情報トラックに対し、記録マークと同じ長さのスペースを介して所定のマーク長の記録マークを繰り返し記録した。記録は、所定の装置を使用してレーザパルス磁界変調記録方式により行った。この装置の対物レンズの開口数ＮＡは０．８５であり、レーザ波長は４０５ｎｍである。また、線速を５．０ｍ/ｓとし、記録レーザパワーを１３ｍＷとし、印加磁界を２００Ｏｅとした。このようにして記録した後、磁気力顕微鏡（商品名：ＳＰＡ５００、ＳＩＩ製）を使用して記録磁区を観察した。このような記録および観察を、記録マークのマーク長を変化させて、マーク長１５０ｎｍ、１００ｎｍ、および８０ｎｍの各々の場合について行った。その結果、マーク長が１５０ｎｍおよび１００ｎｍの場合には磁区が分離できていることが確認されたが、マーク長が８０ｎｍの場合には、磁区は適切には分離されていなかった。
〔光磁気記録媒体の作製〕
図２０に示す積層構成を有するフロントイルミネーション方式の光磁気ディスクとして、本実施例の光磁気記録媒体を作製した。本実施例の光磁気記録媒体は、記録層、中間層、および再生層よりなる記録磁性部を有し、再生時には再生層内にて磁区拡大ないし磁壁移動が生ずるように構成されている。
本実施例の光磁気記録媒体の作製においては、まず、実施例１と同様にして、ポリカーボネート基板（直径１２０ｍｍ、厚さ１．２ｍｍ、トラックピッチ０．２７５ｎｍ、グルーブ深さ３５ｎｍ）上に、第１下地層、初期層、放熱層、第２下地層、および凹凸制御層を順次形成した。
次に、スパッタリング法により、凹凸制御層上にＴｂ22Ｆｅ62Ｃｏ16を成膜することによって、厚さ７０ｎｍの記録層を形成した。本スパッタリングでは、ＴｂターゲットおよびＦｅＣｏターゲットを用い、スパッタガス圧力を１．５Ｐａとし、スパッタ電力を４５Ｗ（Ｔｂターゲット）および２００Ｗ（ＦｅＣｏターゲット）とし、成膜速度を１４ｎｍ/ｍｉｎとした。次に、スパッタリング法により記録層上にＴｂ22Ｆｅ78を成膜することによって、厚さ１５ｎｍの中間層を形成した。本スパッタリングでは、ＴｂターゲットおよびＦｅターゲットを用い、スパッタガス圧力を２．５Ｐａとし、スパッタ電力を７６Ｗ（Ｔｂターゲット）および３００Ｗ（Ｆｅターゲット）とし、成膜速度を１３ｎｍ/ｍｉｎとした。次に、スパッタリング法により中間層上にＧｄ27Ｆｅ65Ｃｏ8を成膜することによって、厚さ２０ｎｍの再生層を形成した。本スパッタリングでは、ＧｄターゲットおよびＦｅＣｏターゲットを用い、スパッタガス圧力を０．３Ｐａとし、スパッタ電力を１００Ｗ（Ｇｄターゲット）および２５０Ｗ（ＦｅＣｏターゲット）とし、成膜速度を１４ｎｍ/ｍｉｎとした。以上のようにして、記録層、中間層、および再生層よりなる記録磁性部を形成した。
本実施例の光磁気記録媒体の作製においては、次に、実施例１と同様にして、再生層上にエンハンス層および保護膜を形成した。以上のようにして、本実施例の光磁気記録媒体を作製した。
〔記録再生特性〕
本実施例の光磁気記録媒体の記録再生特性を調べた。具体的には、まず、本実施例の光磁気記録媒体（光磁気ディスク）における情報トラックに対し、記録マークと同じ長さのスペースを介して所定のマーク長の記録マークを繰り返し記録した。記録は、所定の装置を使用してレーザパルス磁界変調記録方式により行った。この装置の対物レンズの開口数ＮＡは０．８５であり、レーザ波長は４０５ｎｍである。また、線速を４．０ｍ/ｓとし、記録レーザパワーを１１ｍＷとし、印加磁界を２００Ｏｅとした。次に、当該光磁気記録媒体を再生して、再生信号のＣＮＲ（ｄＢ）を測定した。当該再生処理は、同一の装置を使用して行い、再生レーザパワーを２．０ｍＷとし、線速を４．０ｍ/ｓとした。再生信号の出力レベルは、スペクトルアナライザを使用して測定した。
このような記録処理およびその後の再生処理を、記録マークのマーク長を変化させて、各記録マーク長ごとにＣＮＲを測定した。この結果を、図２２のグラフにて線Ｅ２で表す。図２２のグラフにおいては、横軸にて記録マークのマーク長（ｎｍ）を表し、縦軸にてＣＮＲ（ｄＢ）を表す。また、本実施例の媒体について、マーク長ごとの再生波形の抜け率も調べた。この結果を、図２３のグラフにて線Ｅ２’で表す。図２３のグラフにおいては、横軸にてマーク長（ｎｍ）を表し、縦軸にて再生波形抜け率（％）を表す。再生波形の抜け率とは、記録すべき信号の総数に対する再生波形の抜け数の割合であり、再生波形の抜けは、記録処理に際し、所定の磁区が記録マークとして安定には形成されなかったことに起因する。
比較例２
〔光磁気記録媒体の作製〕
図２０に示す積層構成を有するフロントイルミネーション方式の光磁気ディスクとして、本比較例の光磁気記録媒体を作製した。本比較例の光磁気記録媒体は、記録層、中間層、および再生層よりなる積層構造を有し、再生時には再生層内にて磁区拡大ないし磁壁移動が生ずるように構成されている。
本実施例の光磁気記録媒体の作製においては、まず、比較例１と同様にして、ポリカーボネート基板（直径１２０ｍｍ、厚さ１．２ｍｍ、トラックピッチ０．２７５ｎｍ、グルーブ深さ３５ｎｍ）上に放熱層および凹凸制御層を順次形成した。この後、実施例２と同様にして、記録層、中間層、再生層、エンハンス層、および保護層を順次形成した。
〔記録再生特性〕
本比較例の光磁気記録媒体について、実施例２と同様にして、各記録マーク長ごとにＣＮＲを測定した。この結果を、図２２のグラフにて線Ｃ２で表す。また、本比較例の光磁気記録媒体について、実施例２と同様にして、各記録マーク長ごとに再生波形抜け率を調べた。この結果を、図２３のグラフにて線Ｃ２’で表す。
評価
〔実施例１と比較例１の記録磁区観察について〕
上述のように、本発明に係る実施例１では、マーク長が７０ｎｍ、６５ｎｍ、６０ｎｍ、および５５ｎｍの場合まで良好に磁区が分離できていることが確認された。また、比較例１では、マーク長が１５０ｎｍおよび１００ｎｍの場合には磁区が分離できていることが確認されたが、マーク長が８０ｎｍの場合には磁区は適切には分離されていなかった。したがって、本発明に係る実施例１の光磁気記録媒体では、高い記録分解能が得られることが理解できよう。これは、実施例１の光磁気記録媒体では、初期層の存在に起因して、記録層直下の凹凸制御層の凹凸形状が、比較例１の光磁気記録媒体における凹凸制御層の凹凸形状よりも、微細かつ均一であるためであると考えられる。
〔実施例２と比較例２の記録再生特性について〕
図２２のグラフからは、実施例２の光磁気記録媒体は、比較例２の光磁気記録媒体よりも記録分解能が高いことが判る。例えばマーク長８０ｎｍでは、実施例２の光磁気記録媒体は、比較例２の光磁気記録媒体よりも、１２ｄＢほど高いＣＮＲを示す。また、図２３のグラフからは、実施例２の光磁気記録媒体は、比較例２の光磁気記録媒体よりも再生波形抜け率が低いことが判る。具体的には、比較例２の光磁気記録媒体では、マーク長が９０ｎｍ付近以下において、再生波形抜け率が２０％以上となってしまう。これに対し、実施例２の光磁気記録媒体では、マーク長が６０ｎｍ付近以上において、再生波形抜け率が１０％程度以下に抑制されている。再生波形抜け率が低いことは、記録マークが安定に形成されることを意味する。したがって、図２３のグラフからは、実施例２の光磁気記録媒体は、比較例２の光磁気記録媒体と比較して、より小さい磁区（記録マーク）がより安定に形成され得ることが判る。
以上のまとめとして、本発明の構成およびそのバリエーションを以下に付記として列挙する。
（付記１）基板と、
垂直磁気異方性を有して記録機能を担う記録層と、
前記基板から前記記録層までの間に位置する下地層と、
前記下地層よりも大きな表面張力を有し、当該下地層における前記記録層の側に接する、初期層と、
前記初期層における前記記録層の側に接する機能性層と、を含む積層構造を有する、記録媒体。
（付記２）基板と、
垂直磁気異方性を有して記録機能を担う記録層と、
前記基板から前記記録層までの間に位置する第１下地層と、
前記第１下地層よりも大きな表面張力を有し、当該第１下地層における前記記録層の側に接する、初期層と、
前記初期層における前記記録層の側に接する機能性層と、
前記機能性層における前記記録層の側に接する第２下地層と、
前記第２下地層よりも大きな表面張力を有し、当該第２下地層および前記録層の間に介在する凹凸制御層と、を含む積層構造を有する、記録媒体。
（付記３）前記機能性層は、放熱層、非磁性層、記録磁界低減層、または軟磁性層である、付記１または２に記載の記録媒体。
（付記４）前記機能性層は２０ｎｍ以上の厚さを有する、付記１から３のいずれか１つに記載の記録媒体。
（付記５）前記第２下地層は、前記機能性層よりも小さな表面張力を有する、付記２から４のいずれか１つに記載の記録媒体。
（付記６）前記凹凸制御層における前記記録層の側の表面の粗さＲａは、０．５〜０．８５ｎｍである、付記２から５のいずれか１つに記載の記録媒体。
（付記７）前記凹凸制御層における前記記録層の側の表面は凹凸形状を有し、当該凹凸形状における凸部の平均直径は、５〜２０ｎｍである、付記２から６のいずれか１つに記載の記録媒体。
（付記８）前記凹凸制御層における前記記録層の側の表面は凹凸形状を有し、当該凹凸形状における平均最大高低差は、３〜１０ｎｍである、付記２から７のいずれか１つに記載の記録媒体。
（付記９）光磁気記録媒体であり、且つ、ＭＳＲ方式、ＭＡＭＭＯＳ方式、またはＤＷＤＤ方式を実現するための、前記記録層を含む多層構造を有する、付記１から８のいずれか１つに記載の記録媒体。
（付記１０）基材上に下地層を形成するための工程と、
前記下地層上に当該下地層よりも大きな表面張力を有する材料をアイランド成長させることにより、初期層を形成するための工程と、
前記初期層上に機能性層を形成するための工程と、
前記機能性層の上位に、記録機能を担う記録層を形成するための工程と、を含む、記録媒体の製造方法。
（付記１１）基材上に第１下地層を形成するための工程と、
前記第１下地層上に当該第１下地層よりも大きな表面張力を有する材料をアイランド成長させることにより、初期層を形成するための工程と、
前記初期層上に機能性層を形成するための工程と、
前記機能性層上に当該機能性層よりも小さな表面張力を有する第２下地層を形成するための工程と、
前記第２下地層上に当該第２下地層よりも大きな表面張力を有する材料をアイランド成長させることにより、凹凸制御層を形成するための工程と、
前記凹凸制御層上に、記録機能を担う記録層を形成するための工程と、を含む、記録媒体の製造方法。
（付記１２）前記機能性層は、放熱層、非磁性層、記録磁界低減層、または軟磁性層である、付記１０または１１に記載の記録媒体の製造方法。
（付記１３）前記機能性層は２０ｎｍ以上の厚さを有するように形成される、付記１０から１２のいずれか１つに記載の記録媒体の製造方法。
本発明の第１の実施形態に係る光磁気記録媒体の部分断面図である。 図１に示す光磁気記録媒体の積層構成を表す。 図１に示す光磁気記録媒体の製造方法における一部の工程を表す。 図３の後に続く工程を表す。 初期層の形成過程を表す。 凹凸制御層の形成過程を表す。 第１の実施形態に係る光磁気記録媒体の変形例を表す。 サンプルＡ〜Ｄについて、最上層の表面凹凸形状に関連するパラメータ（平均粒子径,Ｒａ,Ｐ−Ｖ）が掲げられた表である。 サンプルＡの積層構成を表す。 サンプルＢの積層構成を表す。 サンプルＣの積層構成を表す。 サンプルＤの積層構成を表す。 凹凸制御層について、平均粒子径の膜厚依存性を表すグラフである。 凹凸制御層について、Ｒａの膜厚依存性を表すグラフである。 凹凸制御層について、Ｐ−Ｖの膜厚依存性を表すグラフである。 本発明の第２の実施形態に係る光磁気記録媒体の部分断面図である。 図１６に示す光磁気記録媒体の積層構成を表す。 実施例１の光磁気記録媒体の積層構成を表す。 比較例１の光磁気記録媒体の積層構成を表す。 実施例２の光磁気記録媒体の積層構成を表す。 比較例２の光磁気記録媒体の積層構成を表す。 実施例２および比較例２の光磁気記録媒体について、ＣＮＲのマーク長依存性を示すグラフである。 実施例２および比較例２の光磁気記録媒体について、再生波形抜け率のマーク長依存性を示すグラフである。
符号の説明
Ｘ１ 光磁気記録媒体
Ｓ１ 基板
１０ 記録磁性部
１１ 記録層
１２ 中間層
１３ 再生層
２１ 第１下地層
２２ 初期層
２３ 機能性層
２４ 第２下地層
２５ 凹凸制御層
２６ エンハンス層
２７ 保護膜
Ｘ２ 磁気記録媒体
Ｓ２ 基板
３１ 記録層
３２ 第１下地層
３３ 初期層
３４ 機能性層
３５ 第２下地層
３６ 凹凸制御層
３７ 保護膜

Claims (5)

  1. 基板と、
    垂直磁気異方性を有して記録機能を担う記録層と、
    前記基板から前記記録層までの間に位置する下地層と、
    前記下地層よりも大きな表面張力を有し、当該下地層における前記記録層の側に接する、初期層と、
    前記初期層における前記記録層の側に接する機能性層と、を含む積層構造を有する、記録媒体。
  2. 基板と、
    垂直磁気異方性を有して記録機能を担う記録層と、
    前記基板から前記記録層までの間に位置する第１下地層と、
    前記第１下地層よりも大きな表面張力を有し、当該第１下地層における前記記録層の側に接する、初期層と、
    前記初期層における前記記録層の側に接する機能性層と、
    前記機能性層における前記記録層の側に接する第２下地層と、
    前記第２下地層よりも大きな表面張力を有し、当該第２下地層および前記録層の間に介在する凹凸制御層と、を含む積層構造を有する、記録媒体。
  3. 前記機能性層は、放熱層、非磁性層、記録磁界低減層、または軟磁性層である、請求項１または２に記載の記録媒体。
  4. 基材上に下地層を形成するための工程と、
    前記下地層上に当該下地層よりも大きな表面張力を有する材料をアイランド成長させることにより、初期層を形成するための工程と、
    前記初期層上に機能性層を形成するための工程と、
    前記機能性層の上位に、記録機能を担う記録層を形成するための工程と、を含む、記録媒体の製造方法
  5. 基材上に第１下地層を形成するための工程と、
    前記第１下地層上に当該第１下地層よりも大きな表面張力を有する材料をアイランド成長させることにより、初期層を形成するための工程と、
    前記初期層上に機能性層を形成するための工程と、
    前記機能性層上に当該機能性層よりも小さな表面張力を有する第２下地層を形成するための工程と、
    前記第２下地層上に当該第２下地層よりも大きな表面張力を有する材料をアイランド成長させることにより、凹凸制御層を形成するための工程と、
    前記凹凸制御層上に、記録機能を担う記録層を形成するための工程と、を含む、記録媒体の製造方法。
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