JP2005293768A

JP2005293768A - 光学的記録媒体

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Publication number: JP2005293768A
Application number: JP2004109960A
Authority: JP
Inventors: Toshimori Miyakoshi; 俊守宮越
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2004-04-02
Filing date: 2004-04-02
Publication date: 2005-10-20

Abstract

【課題】本発明は、外部記録磁界Ｈｗを印加しなくても、スポット径に比して微細な高密度記録パターンを安定に光変調方式でダイレクトオーバーライト記録できる光学的記録媒体を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、メモリ層、書き込み層、遮断層、及び初期化層を有し、ＤＴＥ方式の情報記録方法に用いられる光学的記録媒体において、初期化層上に、書き込み層に対して漏洩磁界を発生させる垂直磁化膜から成る記録磁界層と、該記録磁界層の磁化を交換結合により膜面内方向に配向させる磁性膜から成る面内磁化誘導層と、面内磁化誘導層と記録磁界層との間に、室温において交換結合し、かつ、面内磁化誘導層および記録磁界層よりもキュリー温度の低い磁性層から成る第二遮断層とが積層されていることを特徴とする光学的記録媒体。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ビームの強度、パルス幅を変調する、所謂光変調により情報のオーバーライト記録を行う光学的記録媒体に関するものであり、特に光ビームのスポットサイズ以下の記録マークを含む高密度記録を行うための光学的記録媒体に関するものである。

書き換え可能な記録媒体として、各種の磁性記録媒体が実用化されている。特に、半導体レーザの熱エネルギーを用いて磁性薄膜に磁区を書き込んで情報を記録し、磁気光学効果を用いてこの情報を読み出す光磁気記録媒体は、高密度記録が可能な大容量可換媒体として期待されている。近年、動画像のデジタル化の動きとあいまって、これらの磁性記録媒体の記録密度を高めて、さらに大容量の記録媒体とする要求が高まっている。

一般に、光記録媒体の線記録密度は、再生光学系のレーザ波長および対物レンズの開口数ＮＡに大きく依存する。すなわち、再生光学系のレーザ波長λと対物レンズの開口数ＮＡが決まると、ビームウェストの径が決まるため、信号再生可能な記録ピットの空間周波数は２ＮＡ／λ程度が限界となってしまう。したがって、従来の光ディスクで高密度化を実現するためには、再生光学系のレーザ波長を短くするか、対物レンズの開口数を大きくする必要がある。

レーザ波長は、波長が６３５ｎｍ〜６８５ｎｍ付近の従来の赤色半導体レーザに対して、波長が約４０５ｎｍ、４３５ｎｍ付近の短波長の青色半導体レーザが開発され実用化が進んでいる。しかしながら、レーザ波長をこれ以上短くすると紫外線の領域に入り、紫外線を透過する材料が限られる等の問題が発生し、記録用再生用として、これ以上の短波長化はかなり難しくなることが予想される。また、一方、対物レンズの開口数を大きくすると、焦点深度が開口率の２乗に反比例して浅くなるために、記録媒体となるディスクとピックアップとの間隔の変動許容率、つまりディスクの面振れ許容率が加速度的に小さくなる。この結果、ピックアップのフォーカスサーボ等が必要となり、機械的精度に対する要求が厳しくなるという問題が生じる。

このため、レーザ波長や対物レンズの開口数を変えずに、記録媒体の構成や再生方法を工夫して記録密度を改善する、いわゆる超解像技術が種々開発されている。

このような技術の一つとして、出願人は、特開平６−２９０４９６号公報で、光磁気記録媒体を用いて、温度勾配による磁壁移動現象を利用した磁壁移動検出方式（以下ＤＷＤＤ方式（ＤｏｍａｉｎＷａｌｌＤｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔＤｅｔｅｃｔｉｏｎ）と称す。）と呼ぶ再生方式を提案し、スポット径に対して一桁程度小さな記録マークからなる高密度記録信号の再生が可能なことを実用レベルで確認した。

これら超解像光磁気記録媒体への記録方式は、従来、高密度記録に有利とされる磁界変調方式が広く用いられてきた。しかし、磁界変調方式では、記録膜に近接させて磁気ヘッドを配置する必要があるため、基板を貼り合せた構造をとることができず、特に大径ディスクへの展開において基板の反り等、機械特性の点で不利である。また、膜面側から高ＮＡの対物レンズで記録再生を行う場合には、光ヘッドと磁気ヘッドとを一体に配置する必要があり構成が複雑になってしまうことや、低消費電力化するためには高密度化とトレードオフの関係にある記録媒体の高磁界感度化が必須であるなど、媒体設計、及びシステム設計上に幾つかの足枷をかかえていた。

そこで、出願人は、特開平６−１３１７２２号公報で、光変調方式を用いて、安定に記録することが可能な充分な大きさの磁区を一旦形成し、その直後に磁区の後部を消去して微小磁区を形成することを特徴とする磁区後部消去方式（以下、ＤＴＥ方式（ＤｏｍａｉｎＴａｉｌＥｒａｓｉｎｇ）と称す。）を提案した。上記提案では、記録磁界の方向を切り換えずに記録と消去の動作を瞬時に連続して行えるようにする必要があるため、記録媒体として、交換結合多層膜からなる光変調ダイレクトオーバーライトが可能な光磁気記録媒体（以下ＬＩＭＤＯＷ媒体（ＬｉｇｈｔＩｎｔｅｎｓｉｔｙＭｏｄｕｌａｔｉｏｎＤｉｒｅｃｔＯｖｅｒ−Ｗｒｉｔｅ）と称す。）の構成を利用している。

ＬＩＭＤＯＷ媒体の基本的な構成としては、メモリ層（Ｍ層）、書き込み層（Ｗ層）、遮断層（Ｓ層）、初期化層（Ｉ層）となっており、キュリー温度がＳ層＜Ｍ層＜Ｗ層＜Ｉ層の順に高くなるように設計されている（詳しくは、特開平０１−２４１０５１号公報を参照）。

記録レーザ光の変調によって、レーザ照射部の媒体温度を、Ｗ層のキュリー温度Ｔｗ以上でかつＩ層のキュリー温度Ｔｉ以下の温度レベルと、Ｍ層のキュリー温度Ｔｍ以上でかつＴｗ以下の温度レベルとの２種類の温度レベルの間で変調し、以下に述べるように各々の温度レベルに対応させてメモリ層の磁化を配向させることでオーバーライトを実現する。

以下では、Ｔｗに加熱した時にメモリ層に形成されるスピン配向の状態を記録状態とし、Ｔｍに加熱した時に形成される状態を消去状態とする。Ｉ層は全面消去状態に初期化着磁されており、キュリー温度が最も高く、上記の温度レベルへの加熱操作では磁化反転することなく常に消去状態を維持する。

まず、Ｔｗに加熱するとＷ層は所定の方向に印加された外部磁界の作用により記録状態に配向する。その後の冷却過程でＴｍ以下に媒体温度が低下すると、Ｗ層との交換相互作用によりＭ層も記録状態に配向する。更にＳ層のキュリー温度Ｔｓ以下に媒体温度が低下すると、Ｓ層を介してＷ層がＩ層と交換結合し、その作用によってＷ層が再反転して消去状態に初期化される。この時にはＭ層は媒体温度の低下に伴う保磁力エネルギーの急激な増大に支えられ、Ｗ層との交換相互作用に反して記録状態を維持する。

一方Ｔｍに加熱すると、Ｗ層はこの温度では保磁力エネルギーがまだ充分大きいので初期化された消去状態を維持し、Ｍ層はキュリー温度に加熱される過程で保磁力エネルギーが急激に低下するのでＷ層との交換相互作用により消去状態に配向する。このようにして２種類の温度レベルに対応してメモリ層を磁化配向させることができ、記録光の変調のみで記録前の磁化状態に関わらず新しい情報を記録することが可能となる。以上がＬＩＭＤＯＷの基本動作である。

また、ＬＩＭＤＯＷ媒体においては、初期化プロセスにおいて記録された磁化方向を保持する必要があるため、初期化プロセスの温度から室温にかけて以下の条件式（１）を満たさなければならない。但し、Ｍｓ、Ｈｃ、ｈは、夫々メモリ層の飽和磁化、保磁力、膜厚であり、σｗはメモリ層と書き込み層との界面における磁壁エネルギー密度である。

Ｈｃ＞σｗ／（２Ｍｓ×ｈ） ‥‥‥（１）
このＬＩＭＤＯＷ媒体を用いて、安定に記録可能な充分な大きさの磁区をメモリ層に一旦形成し、その直後にこの磁区の後部を消去して微小磁区を形成する一連の動作について、図５に示した典型例を用いて説明する。

図５（ａ）は記録レーザの駆動波形の一例であり、図５（ｂ）はそれによりメモリ層に形成される磁区の模式図である。また、図５（ａ）中に記載のレーザパワーＰｗ及びＰｅを照射したときに形成される記録膜面上の温度分布を、それぞれ図６に記載の温度分布（ｗ）及び温度分布（ｅ）で示す。また、レーザパワーＰｅを照射する直前の温度分布を、図６に記載の温度分布（ｉ）で示す。以下に、図５（ａ）のようにレーザを駆動した時に、図の先頭のパワーレベルＰｗのパルスが照射された後、レーザ停止期間τを経て、パワーレベルＰｅのレーザが照射されるまでの間に、記録膜で起こる現象のプロセスを説明する。

Ｐｗのレーザが照射されると、記録膜面上のスポットサイズ相応の領域がＴｗ以上になる温度分布（ｗ）が誘起され、レーザの照射が停止されると放熱による冷却が始まる。この冷却過程で、Ｔｗ以上に加熱された領域のＷ層が記録状態に配向し、続いてＭ層にその磁区が転写される。更に冷却が進むとＷ層の磁区の初期化が外周部から始まり、ピーク温度がＴｓ以下になる温度分布（ｉ）になると、Ｗ層は完全に初期化される。ここまでのプロセスが、次にパワーレベルＰｅのレーザが照射される直前までに完了する。この時点ではメモリ層には、図５（ｂ）の先頭に示した円形状の磁区が形成されている。続いてパワーレベルＰｅのレーザが照射されると、スポットサイズ相応の領域がＴｍ以上になる温度分布（ｅ）が誘起され、その領域内の磁区が消去される。パワーレベルＰｗのレーザが照射された時点から、次にパワーレベルＰｅのレーザが照射されるまでの間に媒体が移動した距離に応じて、消去領域は直前に記録した磁区よりも後方にシフトするので、図５（ｂ）の波線で示した２番目の円形状の部分が消去され、前部に三日月状の微小磁区が残る。

最終的に形成される磁区の長さ及び消去領域の長さは、図５に示したようにＰｗ及びＰｅの照射期間に対応させて任意に決めることが出来る。このようにして、スポット径に比して微細な記録マークを含む高密度記録パターンを光変調方式で記録することが可能になる。これらの様に、交換結合多層膜を利用し、初期化磁界Ｈｉを無くした光変調ダイレクトオーバーライト媒体が種々開発されているが、依然として、記録プロセスの際に記録磁界Ｈｗの印加が必要であるという問題が残されている。

これに対し、特開平１０−１３４４３１号公報には、書き込み層を室温からキュリー温度の間に磁気的補償点を持たない希土類金属副格子磁化優勢な組成とし、記録プロセスにおいて、磁気的補償点を越え遷移金属副格子磁化優勢となっている初期化層とアンチパラレルの磁化状態を作り出すことで、記録磁界が無くても初期化層からの漏洩磁界を用いて書き込み層に磁化反転を起こさせ、オーバーライトが可能である技術が開示されている。
特開平６−２９０４９６号公報特開平６−１３１７２２号公報特開平０１−２４１０５１号公報特開平１０−１３４４３１号公報

しかし、特開平１０−１３４４３１号公報に開示されたダイレクトオーバーライトは、記録プロセス温度領域における初期化層からの漏洩磁界の大きさを出来るだけ大きくするよう、初期化層の磁化が最大となる温度を書き込み層のキュリー温度近傍に設ける必要があるため、初期化層の組成設計に制約が生じてしまう。更には、高温において磁化が大きいことで、初期化層が磁化反転を起こし易くなり、記録パワーマージンや耐久性の点で問題が生じてしまう場合がある。

また、書き込み層においても、記録プロセス温度領域において遷移金属副格子磁化優勢となっている初期化層とアンチパラレルの磁化状態とする必要があるため、室温からキュリー温度の間に磁気的補償点を持たない希土類金属副格子磁化優勢な組成とする必要があり、組成設計に制約が生じてしまう。更には、書き込み層の保磁力を初期化層からの漏洩磁界よりも小さくする必要があるため、記録磁区の形状保存安定性に欠ける結果となり、ジッター特性や信号欠落率が悪化してしまうといった問題が生じてしまう場合がある。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、外部記録磁界Ｈｗを印加しなくても、スポット径に比して微細な高密度記録パターンを安定に光変調方式でダイレクトオーバーライト記録できる光学的記録媒体を提供することを目的とする。

上記目的は以下の光学的記録媒体により達成される。

少なくともメモリ層、書き込み層、遮断層、及び初期化層を有し、第１の照射パルスにより一定長の記録領域を形成した後、情報に対応した走査距離を経て、第２の照射パルスにより前記形成された記録領域の後部を消去することにより、情報に応じた複数の長さの記録マークを光変調オーバーライト記録する情報記録方法に用いられる光学的記録媒体において、
前記初期化層上に、前記書き込み層に対して漏洩磁界を発生させる垂直磁化膜から成る記録磁界層と、該記録磁界層の磁化を交換結合により膜面内方向に配向させる磁性膜から成る面内磁化誘導層と、前記面内磁化誘導層と前記記録磁界層との間に、室温において交換結合し、かつ、前記面内磁化誘導層および前記記録磁界層よりもキュリー温度の低い磁性層から成る第二遮断層とが積層されていることを特徴とする光学的記録媒体。

本発明の構成を採る事により、スポット径よりも微細な高密度記録パターンを、初期化磁界Ｈｉのみならず、記録磁界Ｈｗを印加しなくても、安定に光変調方式でダイレクトオーバーライト記録可能な光学的記録媒体を提供することができる。

以下、本発明図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明による光学的記録媒体の一実施態様を示す模式的断面図である。この態様においては、基板１０１６上に、第一の誘電体層１０１３、再生層（Ｄ１）１００１、再生補助層（Ｄ２）１００２、制御層（C）１００３、第三遮断層（Ｓｒ）１００４、メモリ層（Ｍ）１００５、中間層（Ｉｎｔ）１００６、書き込み層（Ｗ）１００７、遮断層（Ｓｗ）１００８、初期化層（Ｉ）１００９、記録磁界層（Ｗｈ）１０１０、第二遮断層（Ｓｈ）１０１１、面内磁化誘導層（ＩＰ）１０１２、第二の誘電体層１０１４、及び放熱層１０１５が順次積層されている。

再生層１００１からメモリ層１００５（Ｄ１／Ｄ２／Ｃ／Ｓｒ／Ｍ）の部分がＤＷＤＤによる再生を実現するための層構成であり、メモリ層１００５から初期化層１００９（Ｍ／Ｉｎｔ／Ｗ／Ｓｗ／Ｉ）の部分がＬＩＭＤＯＷによる記録を実現するための層構成であり、記録磁界層１０１０から面内磁化誘導層１０１２（Ｗｈ／Ｓｈ／ＩＰ）の部分が記録領域の形成プロセスにおいて書き込み層に対して漏洩磁界を発生させるための層構成である。

層間の交換結合のオン・オフを切り換える機能を果たす遮断層が、ＤＷＤＤとＬＩＭＤＯＷの両方の構成に存在するので、区別のために前者の遮断層をＳｒ層、後者のそれをＳｗおよびＳｈ層と示してある。

基板１０１６としては、例えば、ポリカーボネート、アクリル、ガラス等を用いることができる。第一の誘電体層１０１３や第二の誘電体層１０１４としては、例えば、ＳｉＮ、ＡｌＮ、ＳｉＯ、ＺｎＳ、ＭｇＦ、ＴａＯ等の材料が使用できる。また、磁壁の移動を光学的に検出するのでなければ、必ずしも透光性材料である必要はない。

本実施の形態では、再生特性向上の観点から再生補助層１００２を設け再生温度範囲で再生層全体における飽和磁化がキャンセルされるようにして、磁壁移動動作に及ぼす浮遊磁界の影響を抑制した場合の例を示してあるが、これ以外に膜厚方向に組成勾配を設ける、或いは、更に多層化した構成を用いても良い。材料としては、ＧｄＦｅＣｏ、ＧｄＤｙＦｅＣｏ系から成る磁性膜を用いることができる。
また、制御層１００３は、再生ビームスポット内後方端部での余計な磁壁移動（ゴースト信号）を抑制するものであり、ＴｂＦｅＣｏ、ＴｂＤｙＦｅＣｏ系から成る磁性層などを用いることができる。

また、中間層（Ｉｎｔ）１００６は、メモリ層１００５と書き込み層１００７との間の交換相互作用の強さを調整するためのものであり、ＧｄＦｅＣｏ系から成る磁性層を用いることが出来る。

記録磁界層１０１０は、記録領域を形成するプロセスにおいて書き込み層１００７に対して漏洩磁界を発生させるための層であり、ＧｄＦｅＣｏ、ＧｄＤｙＦｅＣｏ系からなる磁性膜を用いることができる。膜面内磁化誘導層１０１２は、前記記録磁界層１０１０を交換相互作用により膜面内方向に配向させるためのものであり、例えばＣｏ元素を主成分とする磁性膜を用いることが出来るが、前記記録磁界層１０１０を交換相互作用により膜面内方向に配向させることができれば他の磁性膜を使うこともできる。また、第二遮断層１０１１は、前記記録磁界層１０１０と前記膜面内磁化誘導層１０１２との間の交換相互作用の効きを調整制御するためのものであり、前記記録磁界層１０１０と同じ材料ＧｄＦｅＣｏ、ＧｄＤｙＦｅＣｏ系からなる磁性膜を用いることができる。

また、放熱層１０１５としては、例えば、Ａｌ、ＡｌＴａ、ＡｌＴｉ、ＡｌＣｒ、ＡｌＳｉ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｕ等の材料が使用できる。

また、高分子樹脂からなる保護コートを付与してもよい。あるいは、成膜後の基板を貼り合わせてもよい。また、磁性層以外の層は必須のものではなく、磁性層の積層順序を逆にしてもよい。

これら各層は、例えばマグネトロンスパッタ装置による連続スパッタリング、又は連続蒸着等によって被着形成できる。特に各磁性層は、真空を破ることなく連続成膜されることで、お互いに交換結合をしている。

上記媒体において、各磁性層１００１〜１０１１は、磁気記録媒体や光磁気記録媒体に一般的に用いられている材料の他、磁気バブル材料や反強磁性材料等、種々の磁性材料によって構成することが考えられる。例えば、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ等の希土類金属元素の一種類あるいは二種類以上が１０〜４０原子％と、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ等の鉄族元素の一種類あるいは二種類以上が９０〜６０原子％とで構成される希土類−鉄族非晶質合金によって構成し得る。

また、耐食性向上等のために、これらの合金にＣｒ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐｔ、Ｉｎ等の元素を少量添加してもよい。また、Ｐｔ／Ｃｏ、Ｐｄ／Ｃｏ等の白金族−鉄族周期構造膜や、白金族−鉄族合金膜、Ｃｏ−Ｎｉ−ＯやＦｅ−Ｒｈ系合金等の反強磁性材料、磁性ガーネット等の材料も使用可能である。

重希土類−鉄族非晶質合金の場合、飽和磁化は、希土類元素と鉄族元素との組成比により制御することが可能である。補償組成にすれば、室温での飽和磁化を０ｅｍｕ／ｃｃにできる。キュリー温度も、組成比により制御することが可能である。飽和磁化と独立に制御するためには、鉄族元素として、Ｆｅの一部をＣｏで置き換えた材料を用い、置換量を制御する方法がより好ましく利用できる。すなわち、Ｆｅ元素１原子％をＣｏで置換することにより、６℃程度のキュリー温度上昇が見込めるので、この関係を用いて所望のキュリー温度となるようにＣｏの添加量を調整する。Ｃｒ、Ｔｉ、Ａｌ等の非磁性元素を微量添加することにより、逆にキュリー温度を低下させることも可能である。また、二種類以上の希土類元素を用いてそれらの組成比を調整することでもキュリー温度を制御できる。

各磁性層のキュリー温度の設計において、ＤＴＥ方式のプロセスを実現させる上で特に注意すべき点は、記録・消去・初期化の各温度に関わる磁性層、即ちＷ層・Ｍ層・Ｓｗ層のキュリー温度の設計である。記録温度まで加熱後、瞬時に初期化温度まで冷却して初期化を行い、直後に消去温度まで加熱するので、各温度の差は出来るだけ小さい方がよい。

通常のＬＩＭＤＯＷ媒体では、消去温度レベルの温度分布を形成した時に、分布のピーク温度が記録温度を越えてはならないので、記録温度と消去温度との差を大きく取る必要があった。しかし、ＤＴＥ方式の場合には、消去動作を行った時に中心の高温部に磁区が書けてしまっても、後続の記録もしくは消去の動作で上書きするようにできるので問題がない。このためＭ層のキュリー温度をＷ層のキュリー温度近くの高温に設計することが出来る。本実施例では両者の差が５０℃以下になるようにした。またそれに伴って、Ｓｗ層のキュリー温度も、Ｗ層の初期化がＭ層の磁化状態に影響を及ぼさない範囲で、Ｍ層のキュリー温度近くの高温に設計することが出来る。本実施例ではＷ層とＳｗ層とのキュリー温度の差を１００℃以下に抑制した。

また、磁壁抗磁力や磁壁エネルギー密度は、主として材料元素の選択によって制御するが、下引きされる第一の誘電体層の状態や、スパッタガス圧等の成膜条件によっても調整可能である。ＴｂやＤｙ系の材料は異方性が大きく磁壁抗磁力や磁壁エネルギー密度が大きく、Ｇｄ系材料は小さい。不純物の添加等によってこれらの物性値を制御することもできる。膜厚は、成膜速度と成膜時間で制御できる。

なお、磁壁移動動作のレーザために、第二の誘電体層１０１４を成膜した後、一旦成膜装置から取り出して、記録トラックの両側を高出力のレーザでアニール処理している。また、成膜後に永久磁石で１５ｋＯｅ程度の磁界を印加してＩ層を全面初期化している。生産性を考慮する場合には、アニール時に同時に初期化を行うことも可能である。あるいは、基板の表面形状や成膜条件を適切化して、アニール処理を省略することも可能である。

以下に具体的な実施例をもって本発明を詳細に説明するが、本発明はその主旨を逸脱しない限り、以下の実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
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、及びＧｄ、Ｔｂ、ＦｅＣｒ、ＣｏＣｒの各ターゲットを取り付け、トラッキング用の案内溝の形成されたポリカーボネート基板を基板ホルダーに固定した後、２×１０−５Ｐａ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た。その後、真空排気したままＡｒガスをチャンバー内に導入し、基板を回転させながら、ターゲットをスパッタして各層を成膜した。ＳｉＮ層成膜時にはＡｒガスに加えてＮ２ガスを導入することで、直流反応性スパッタを行い成膜した。

まず初に、ＡｒガスとＮ２ガスをチャンバー内に流しコンダクタンス調整により圧力を所望の値とし、第一の誘電体層としてＳｉＮ層を３５ｎｍ成膜した。磁性膜の成膜時にＮ２ガスが混入していると窒化などを起こし磁気特性に影響を与えるため、誘電体層とその他の磁性層は別のチャンバーにて成膜を行った。

第一の誘電体層成膜後に、別のチャンバーに基板を搬送しＡｒガスを導入し、コンダクタンス調整により所望の圧力とし、再生層及び再生補助層として組成比の異なるＧｄＦｅＣｏＣｒ層を各々膜厚１８ｎｍ成膜した。次いで、Ａｒガスを５０ｓｃｃｍチャンバー内に導入し、コンダクタンスの調整により圧力を約１．０Ｐａとし、制御層としてＴｂＦｅＣｏＣｒを膜厚１８ｎｍ、第三遮断層としてＴｂＦｅＣｒ層を膜厚１０ｎｍ形成した。次いで、メモリ層としてＴｂＦｅＣｏＣｒ層を膜厚５０ｎｍ形成した。

その後、Ａｒガスを３５ｓｃｃｍチャンバー内に導入し、コンダクタンスの調整により圧力を０．７Ｐａとし、中間層としてＧｄＦｅＣｏＣｒを膜厚３０ｎｍ形成した。次いで、Ａｒガスを１０ｓｃｃｍチャンバー内に導入し、コンダクタンスの調整により圧力を約０．２Ｐａとし、書き込み層としてＴｂＦｅＣｏＣｒを膜厚２０ｎｍ形成した。書き込み層としては、ＤｙＦｅＣｏＣｒ系の使用も可能であるが、スパッタリング装置へのターゲット配置個数の関係から本発明ではＴｂＦｅＣｏＣｒを用い、成膜圧力を下げることで磁気異方性の調整を行った。

次いで、Ａｒガスを５０ｓｃｃｍチャンバー内に導入し、コンダクタンスの調整により圧力を１．０Ｐａとし、遮断層としてＴｂＦｅＣｏＣｒ層を膜厚１０ｎｍ、初期化層としてＴｂＦｅＣｏＣｒ層を膜厚３０ｎｍ順次成膜した。

その後、記録磁界層および第二遮断層として組成比の異なるＧｄＦｅＣｏＣｒ層を膜厚１７ｎｍと５ｎｍ、膜面内磁化誘導層としてＣｏＣｒ層を膜厚３ｎｍ、Ａｒガスを用いて成膜した。

次いで、第二の誘電体層としてＳｉＮ層を２０ｎｍ、第一の誘電体層形成時と同様直流反応性スパッタにより成膜した。

ここで、磁壁移動動作レーザのために、第二の誘電体層を成膜した後、一旦成膜装置から取り出して、記録トラックの両側を高出力のレーザで局所アニール処理を行った。この処理により、記録トラック両側の磁性膜の磁性を劣化させ、この部分では磁壁エネルギーが蓄積しないようにした。

その後、再び成膜装置に戻し、所望の圧力まで真空排気したのち、放熱層としてＡｌＳｉ層を１００ｎｍ、Ａｒガスを用いて成膜した。

各磁性層は、Ｇｄ、Ｔｂ、ＦｅＣｒ、ＣｏＣｒの各ターゲットに投入するパワーの比によって組成比を制御した。ＤＷＤＤによる再生を実現するための層構成（Ｄ１／Ｄ２／Ｃ／Ｓｒ／Ｍ）における組成比は、先にも述べた様に、再生特性向上の観点から再生温度範囲で磁壁移動動作に及ぼす浮遊磁界の影響を抑制するよう、各磁性層とも補償組成近傍の組成になるように調整した。厳密には、再生温度となる遮断層のキュリー温度近傍の温度で希土類元素と鉄族元素とが補償されるように、室温で希土類元素優勢になるように調整した。

具体的には、再生層のキュリー温度は２９０℃程度となるように調整し、再生補助層のキュリー温度は２１０℃程度、制御層のキュリー温度は１８０℃程度、第三遮断層のキュリー温度は１６０℃程度、メモリ層のキュリー温度は２８０℃程度、中間層のキュリー温度は３１０℃程度、書き込み層のキュリー温度は３２０℃程度、遮断層のキュリー温度は２３０℃程度、初期化層のキュリー温度は、４００℃程度となる様に調整した。また、記録磁界層のキュリー温度は３８０℃程度、第二遮断層のキュリー温度は２４０℃程度となるように調整した。膜面磁化誘導層のキュリー温度は未測定であるが、一般的にＣｏ膜のキュリー温度は１，５００℃程度と言われており、それにＣｒ元素等を微量添加した場合はＣｒ元素１原子％で６℃程度のキュリー温度低下が見込まれる。本実施例ではＣｒ元素を２．５原子％添加しているので、約１５℃のキュリー温度低下が見込まれる。

また記録磁界層（Ｗｈ）１０１０は、書き込み層（Ｗ）１００７のキュリー温度近傍において、初期化層（Ｉ）１００９とアンチパラレルの磁化状態をとる必要があるため、その磁気的補償温度をＷ層のキュリー温度近傍、若しくはそれ以上とすることが好ましい。図４を用いて詳細に説明する。

図４はＬＩＭＤＯＷプロセスに関与する部分、メモリ層（Ｍ）１００５から面内磁化誘導層（ＩＰ）１０１２までの磁化状態を示し（但し、中間層は図示せず）、横軸は温度を示す。

このような媒体を用いた光変調オーバーライトでは、情報に応じて光ビームの強度を変調することにより情報を記録する。すなわち、記録レーザ光の変調によって、レーザ照射部の媒体温度を、Ｗ層のキュリー温度Ｔｗ以上でかつＩ層のキュリー温度Ｔｉ以下の温度レベルと、Ｍ層のキュリー温度Ｔｍ以上でかつＷ層のキュリー温度Ｔｗ以下の温度レベルと、の２種類の温度レベルの間で変調し、以下に述べるように各々の温度レベルに対応させてＭ層の磁化を配向させることでオーバーライトを実現する。

以下では、Ｔｗに加熱した時にＭ層に形成される磁化状態を記録状態“１”とし、Ｔｍに加熱した時に形成される磁化状態を消去状態“０”とする。Ｉ層は全面消去状態に初期化着磁されており、キュリー温度が最も高く、上記の温度レベルへの加熱操作では磁化反転することなく常に消去状態を維持する。

まず、記録プロセスについて説明する。レーザ照射により、Ｗ層のキュリー温度Ｔｗ以上でかつＩ層のキュリー温度Ｔｉ以下の温度レベルに媒体が加熱され、Ｗ層の磁化が消失する（状態（ｂ））。この際、第二遮断層（Ｓｈ）１０１１もキュリー温度を超え磁化が消失しているため、Ｗｈ層においては、Ｓｈ層を介したＩＰ層との交換相互作用から解き放たれ、本来の姿である膜面垂直方向に磁化配向することとなる。

その後の冷却過程で媒体温度がＴｗ以下に低下すると、Ｗ層に磁化が芽生え初めてくるが、この時、Ｗｈ層からの漏洩磁界の作用によりＷ層の磁化が記録状態に配向する（状態（ｃ））。

ここで、本実施の形態では、上記プロセスにおいて、Ｗｈ層からの漏洩磁界の作用によりＷ層の磁化を記録状態に配向させる必要があるため、Ｗｈ層はＩ層とアンチパラレルである必要がある。また、出来るだけ漏洩磁界を大きくすることが望ましいため、Ｗｈ層のキュリー温度及び磁気的補償温度はＴｗよりも２０℃以上高いことが好ましい。

その後の冷却過程で更に媒体温度がＴｍ以下に低下すると、Ｗ層との交換相互作用によりＭ層も記録状態に配向する（状態（ｄ））。更にＳｗ層のキュリー温度ＴＳｗ以下に媒体温度が低下すると、Ｓｗ層を介してＷ層がＩ層と交換結合し、その作用によってＷ層が再反転して消去状態に初期化される。この時にはＭ層は媒体温度の低下に伴う保磁力エネルギーの急激な増大に支えられ、Ｗ層との交換相互作用に反して記録状態を維持する（状態（ｅ））。

次に消去プロセスを説明する。レーザ照射により媒体温度がＴｍ以上でかつＴｗ以下の温度レベルに加熱されると、Ｗ層はこの温度では保磁力エネルギーがまだ充分大きいので初期化された消去状態を維持し（状態（ｆ））、Ｍ層はキュリー温度に加熱される過程で保磁力エネルギーが急激に低下するのでＷ層との交換相互作用により消去状態に配向する（状態（ｇ））。

このようにして、２種類の温度レベルに対応してメモリ層を磁化配向させることができ、記録光の変調のみで記録前の磁化状態に関わらず新しい情報を記録することが可能となる。

こうして作製レーザ例１におけるサンプルの動特性評価を、従来から一般的に使用されているレーザ波長６６０ｎｍ、対物レンズのＮ．Ａ．０．６０の光磁気ディスク評価装置を用いて評価した。スポット径は約０．９２μｍである。録再時の線速は２．１３ｍ／ｓｅｃとした。

上記の光磁気記録媒体に、光学系の分解能以上の高密度な微細パターンを、ＤＴＥ方式で記録し、このパターンをＤＷＤＤ再生して特性評価を行った。具体的には、ジッターと信号欠落率の記録磁界依存性を（１−７）ＲＬＬ変調における線記録密度８０ｎｍ／ｂｉｔの最短記録マーク長１０７ｎｍ（２Ｔトーン信号）について調べた。この際、パルス幅はｄｕｔｙ２５％に固定とした。結果を図２に示す。図中、●印が相対ジッターを表し、▲印がドロップアウトレートを表す。

本実施例のサンプルでは、ジッターに関してビットエラーレート１×１０^-4以下に相当する値、相対ジッターで１２．８％以下の値が記録磁界無しでも得られており、且つ、信号欠落率に関しても記録磁界無しで１×１０^-4以下のドロップアウトレートが得られており、非常に良好な結果であった。また、記録磁界５００Ｏｅ以上で見られる特性悪化は、書き込み層から記録層への消去側の転写不良によるものと思われる。

また、本実施例においては前記記録磁界層の膜厚１７ｎｍに対して、前記第二遮断層を５ｎｍ、前記面内磁化誘導層を３ｎｍとしたが、該第二遮断層に関しては膜厚２０ｎｍ以下の範囲、該面内磁化誘導層に関しては膜厚１５ｎｍ以下の範囲であれば、記録磁界無しにおいて、相対ジッターで約１０．５％、且つ、１×１０^-5以下のドロップアウトレートが得られ、さらに良好であった。

これら前記第二遮断層、および前記面内磁化誘導層の膜厚は、前記記録磁界層の膜厚に対しての設計事項であり、前記第二遮断層のキュリー温度近傍において、前記記録磁界層の磁化配向が膜面内方向から垂直方向に変化するように調整されるものである。

また、前記記録磁界層、前記第二遮断層、および前記面内磁化誘導層においては、各層間は急峻明瞭である必要は無く、膜厚方向に組成勾配を設けることによって構成されても良い。
（比較例１）
前記記録磁界層、第二遮断層、面内磁化誘導層を形成しない以外は実施例１と同様にサンプルの作製、及び特性評価を行った。

その結果、図３に示すように本比較例サンプルにおいては、ジッターと信号欠落率に関し記録磁界４００から６００Ｏｅの範囲においてビットエラーレート１×１０−４以下に相当する値が得られ、４００Ｏｅ程度の記録磁界印加が必要であることが分かった。

本発明による光磁気記録媒体の一実施態様を示す模式的断面図である。本発明の実施例１における、ジッターと信号欠落率の記録磁界依存性を示すグラフである。本発明の比較例１における、ジッターと信号欠落率の記録磁界依存性を示すグラフである。オーバーライトプロセスを説明するための、メモリ層から面内磁化誘導層の各磁化状態を表す説明図である。変調レーザ信号の構成と該レーザに対応する温度分布を示す図で、（ａ）は、変調レーザ信号の構成を示し、（ｂ）はレーザパワーに対応する温度分布を示す特性図である。記録信号に応じたレーザ信号と光磁気記録媒体での温度分布（記録状態）との関係を示す図である。

符号の説明

１００１再生層
１００２再生補助層
１００３制御層
１００４第三遮断層
１００５メモリ層
１００６中間層
１００７書き込み層
１００８遮断層
１００９初期化層
１０１０記録磁界層
１０１１第二遮断層
１０１２面内磁界誘導層
１０１３第一の誘電体層
１０１４第二の誘電体層
１０１５放熱層
１０１６基板