JP2538916B2 - 光磁気記録用媒体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明、光学的記録媒体における光磁気記録用媒体、
特に照射光の書込みエネルギーと消去エネルギーとをほ
ぼ等しくしてデータの書込みと消去が行える光磁気記録
用媒体に関するものである。

（従来の技術） 従来、このような分野の技術としては、特開昭52−31
703号公報、及び特開昭52−109193号公報に記載される
ものがあった。以下、その構成を説明する。

従来、特開昭52−31703号公報、及び特開昭52−10919
3号公報に記載されているように、光磁気記録用媒体は
希土類−遷移金属系合金の非晶質膜（以下、RE−TM膜と
いう）からなる光磁気記録層を、光透過性の基板上に形
成した構造をしている。

ここで、RE−TM膜は、具体的にREとしてガドリニウム
Gd、テルビウムTb、ジスプロシウムDy、ネオジムNd等、
TMとして鉄Fe又はコバルトCoを主成分としている。この
RE−TM膜はその膜面に対して垂直な磁化をもつ、いわゆ
る垂直磁化膜である。

このような垂直磁化膜を用いた光磁気記録用媒体の記
録方式を、第２図を参照しつつ説明する。

第２図は、図示しない透明の基板上に形成された垂直
磁化膜層１の断面図である。この垂直磁化膜層１には、
予め上方向に磁化しておき、データを書込む場合、マグ
ネットにより下方向に書込み磁界H_aを与えると共に、光
を基板を通して垂直磁化膜層１の書込み箇所に照射して
その箇所をキュリー温度以上に加熱する。すると、書込
み箇所の保磁力が低下し、その箇所の磁極が書込み磁界
H_aによって下方向に反転する。この磁極の反転により、
データの書込みが行われたことになる。記録されたデー
タを読出すには、光を基板を通して垂直磁化膜層１に照
射し、その垂直磁化膜層１における磁極の向きの差によ
る入射光の偏光面の回転角の差を利用してデータを読出
すようにしている。また、記憶されたデータの消去を行
う場合は、垂直磁化膜層１に対して上向きに消去磁界H_b
を加えると共に、消去箇所に光を照射してキュリー温度
以上に加熱する。すると、その加熱箇所の保磁力が低下
し、その箇所の磁極が消去磁界H_bによって上方向に反転
し、それによってデータの消去が行われる。

この種の垂直磁化膜層１を用いた光磁気記録用媒体で
は、１μｍφ程度に絞られたレーザ及び外部磁界（H_a,H
_b）を用いた前記のような熱磁気書込み方式によって、1
0⁸bit/cm²というきわめて高密度な記録が可能で、しか
も原理的には無限回に近い消去及び再書込みができると
いう非常に優れた特長を有している。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記構成の光磁気記録用媒体では、垂
直磁化膜層１への記録の熱磁気書込みにおいて、データ
消去時の不完全性という問題が生じる。一般に、データ
の書込みよりもその完全消去では、余分のレーザ光エネ
ルギーを必要とする。つまり、書込みの場合よりも消去
の場合には、レーザパワー、印加する外部磁界、又はレ
ーザ照射時間のいずれかを余分に必要とする。そこで、
多くの場合、次の（ｉ），（ii）のような理由によっ
て、例えば書込み時が7mWならば、消去時が8mWという具
合に、レーザパワーを制御している。

（ｉ） レーザパワー制御の理由としては、位置ずれの
可能性である。レーザ光の書込みスポットの位置が少し
でもずれれば、書込みと同一エネルギーで消去する限
り、消し残しが出る。そのため、消去ではより大きなエ
ネルギーを必要とする。

（ii） 他の理由としては、印加する外部磁界（H_a,
H_b）以外の垂直磁化膜層１からの漏れ磁界の影響であ
る。第２図の破線で示すように、漏れ磁界は書込み時に
おいて書込み磁界H_aの方向に向いており、書込みを助け
る。ところが、消去の場合にはその反対となる。そのた
め、消去時は書込み時よりも余分なエネルギーが必要と
なる。

そして、レーザパワーの最大値が一定の値に制限され
ると、その最大値に消去パワーを設定した場合には、そ
のパワーよりも書込みパワーが小さくなるため、記録特
性が劣化するおそれがある。さらに、レーザパワーを制
御するとなると、そのレーザ光を発生させるための装置
が複雑化してコスト高になる。

本発明は、前記従来技術が持っていた問題点として、
書込みと消去の際の光エネルギー量が異なるために、記
録特性が劣化すると共に、装置が複雑化してコスト高に
なる点について解決した光磁気記録用媒体を提供するも
のである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、前記問題点を解決するために、垂直磁化膜
層が基板上に形成された光磁気記録用媒体において、前
記垂直磁化膜層が、記録層と一方向磁化層とで構成され
ている。

記録層は、所定のキュリー温度及び保磁力を有するRE
−TM膜からなり、レーザ光照射箇所において外部から印
加される書込み磁界又は消去磁界に応じて当該磁界と同
方向に磁化される層である。一方向磁化層は、前記記録
層のキュリー温度及び保磁力よりも高いキュリー温度及
び保磁力を有するRE−TM膜からなり、前記書込み磁界と
逆方向で、且つ前記消去磁界と同方向に予め磁化された
層である。そして、本発明では、前記一方向磁化層にお
ける磁界の方向を前記記録層の漏れ磁界と逆方向とし、
且つその磁界の大きさを前記記録層の漏れ磁界とほぼ同
一若しくはそれ以上の大きさとしている。

（作 用） 本発明によれば、以上のように光磁気記録用媒体を構
成したので、記録層の漏れ磁界と一方向磁化層の磁界と
が、それら相互間で磁界を打消すように働く。これによ
り、照射光の書込みパワーと消去パワーをほぼ同一にす
ることが可能となり、記録特性の向上と、照射光パワー
に対する制御の簡単化が図れる。従って、前記問題点を
除去できるのである。

（実施例） 第１図は、本発明の実施例を示す光磁気記録用媒体の
概略断面図である。

この光磁気記録用媒体は、片面記録型のものであり、
透明性と平滑性が良く、さらに複屈折が小さい等の光学
特性に優れた基板10を有している。この基板10上には、
スパッタ法等によって第１の誘電体層11、記録層12−１
と一方向磁化層12−２からなる垂直磁化膜層12、及び第
２の誘電体層13が順次形成されている。さらに、第２の
誘電体層13上には、接着層14を介してカバー基板15が接
着されている。

基板10は、レーザ光を透過させるものであり、ガラス
基板、ポリカーボネートやエポキシ等の樹脂基板のよう
に、種々の材料の基板で形成でき、第１図では例えばエ
ポキシ樹脂基板で構成されている。第1,第２の誘電体膜
11,13は、カー効果エンハンスメントの働き、あるいは
垂直磁化膜層12に対する保護の働きをするものであり、
種々の材料で形成できるが、第１図では例えば優れた保
護性能を有するAlSiN膜を用い、そのうち第１の誘電体
層11が膜厚80nm程度、第２の誘電体膜13が膜厚150nm程
度に形成されている。

垂直磁化膜層12は、記録層12−１及び一方向磁化層12
−２の２層で構成され、それらはRE−TM膜で形成されて
いる。RE−TM膜はRE−Fe−Co系合金や、RE−Fe−Co−Ｍ
系合金等で構成され、そのうちREはGd,Tb,Dy,Nd等の希
土類元素、ＭはFe,Co及び希土類元素以外のCr,Ti等の元
素である。記録層12−１及び一方向磁化層12−２は、種
々のRE−TM膜で形成できるが、そのうち記録層12−１は
例えば媒体面上で10mW以下のパワーを有する通常のレー
ザ光で熱磁気書込みができるRE−TM膜材で構成すると共
に、一方向磁化層12−２はキュリー温度が高く前記レー
ザ光で熱磁気書込みができないRE−TM膜材で構成するこ
とが望ましい。

例えば、第１図の記録層12−１は、温度範囲−20℃〜
＋60℃において保磁力H_cが3KOe以上、キュリー温度T_cが
150℃〜250℃の値を有する厚さ100nm程度のTb₂₂Fe₆₅Co₈
Ti₅合金膜で形成されている。また、一方向磁化層12−
２は、温度範囲−20℃〜＋60℃において保磁力H_cが5KOe
以上、キュリー温度T_cが300℃以上の値を有する厚さ50n
m程度のTb₂₀Fe₄₀Co₄₀合金膜で形成されている。

第２の誘電体層14上に接着層15を介して接着されるカ
バー基板15は、垂直磁化膜層12等を機械的及び化学的に
保護するためのものであり、片面記録型のために光学特
性の良否を問わず、ガラス基板、Al等の金属基板、セラ
ミック基板、ポリカーボネートやエポキシ等の樹脂基板
のように、種々の基板で形成できる。第１図ではカバー
基板15が、例えばエポキシ樹脂基板で形成されている。

以上のように構成される光磁気記録用媒体を用いた熱
磁気書込み方法を、第３図（１）〜（３）を参照しつつ
説明する。

第３図（１）〜（３）は第１図中の垂直磁化膜層12に
対する書込み及び消去の原理を説明するための断面図で
あり、第３図（１）は初期状態、第３図（２）は書込み
状態、及び第３図（３）は消去状態をそれぞれ示してい
る。

第３図（１）の初期状態において、マグネット等を用
いた強磁場により、予め一方向磁化層12−２を上方向に
磁化しておく。この時、記録層12−１も同様に上方向に
磁化される。

第３図（２）の書込み状態において、マグネットを用
いて下方向に書込み磁界H_aを加え、さらに第１図の矢印
で示すように、下方向から例えば媒体上のパワーが7mW
程度のレーザ光を当てる。すると、このレーザ光は基板
10及び誘電体層11を通して垂直磁化膜層12に照射され、
その照射箇所が加熱される。ここで、記録層12−１のキ
ュリー温度は一方向磁化層12−２のキュリー温度よりも
低く設定され、しかもレーザ光による加熱温度は一方向
磁化層12−２のキュリー温度よりも低い温度に設定され
ているため、レーザ光照射箇所における記録層12−１の
みの保磁力が低下し、その箇所の磁極が第３図（２）の
反転部12−1aに示すように下方向に反転してデータが書
込まれる。

この際、反転部12−1aには下方向の書込み磁界H_a、記
録層12−１による下方向の反磁界（換言すれば、漏れ磁
界）H₁、及び一方向磁化層12−２による上方向の磁界H₂
が働く。ここで、一方向磁化層12−２の磁界H₂は、記録
層12−１を漏れ磁界H₁と同程度の値（即ち、H₁≒H₂）と
なるように設定している。従来の垂直磁化膜層１では、
一方向磁化層12−２による上方向の磁界H₂が存在しない
ので、書込み時において下方向の磁界（H_a＋H₁）が働
く。これに対して本実施例の垂直磁化膜層12では、下方
向の磁界 H_a＋H₁−H₂H_a （但し、H₁≒H₂であるため） が働くことになる。

このようにして書込まれたデータを読出すには、レー
ザ光を基板10及び誘電体層11を通して垂直磁化膜層12に
照射し、その垂直磁化膜層12中の記録層12−１における
磁極の向きの差による入射光の偏光面の回転角の差を利
用してデータを読出せばよい。

第３図（３）の消去状態において、マグネットを用い
て上方向に消去磁極H_b（＝H_a）を加え、さらに書込み時
と同様にレーザ光による照射加熱を行うと、記録層12−
１における消去部12−1bの保磁力が低下して磁極が上方
向に反転復帰し、データが消去される。この際、消去部
12−1bには上方向の磁界 H_b＋H₂−H₁H_b （但し、H₁≒H₂であるため） が働く。そのため、本実施例の垂直磁化膜層12では、書
込み時と消去時とでほぼ同じ程度の磁界H_a,H_bが働くこ
とになる。これに対して従来の垂直磁化膜層１では、消
去時において上方向の磁界（H_b−H₁）が働くため、働く
磁界が書込み時に大きく、消去時に小さくなり、これが
書込みエネルギーと消去エネルギーの異なる原因となっ
ていた。ところが、本実施例では前記のように書込みエ
ネルギーと消去エネルギーをほぼ等しくすることができ
るため、書込み時と消去時とでレーザパワーを変えるこ
となく、完全消去を行うことが可能となる。なお、書込
みスポットと消去スポットと位置ずれのおそれがあれ
ば、上方向の磁界H₂が記録層12−１の漏れ磁界H₁よりも
大きめの磁界になるように、一方向磁化層12−２の材料
を選定すれば、位置ずれの問題を簡単に解決できる。

本実施例の利点をまとめれば、次のようになる。

（ｉ） 第１図の光磁気記録用媒体を用いて光磁気記録
ディスクを作り、そのディスクの回転数900rpm、記録周
波数1MH_Z、媒体上のレーザパワー7mWでデータの書込
み、及び消去を行い、データの完全消去を確認した。さ
らに、書込みデータの読出し（再生）において、キャリ
ア対雑音比（以下、C/Nという）として55dBという高い
値を得た。

（ii） 従来の光磁気記録用媒体では、書込み時に磁界
（H_a＋H₁）、消去時に磁界（H_b−H₁）が働き、|H_a|＝|H
_b|とするとき、書込み時の磁界（H_a＋H₁）＞消去時の磁
界（H_a−H₁）、となる。ここで、レーザパワーが最大で
PmWに制限される時、その値PmWは消去パワーの最大値と
なり、従って書込みパワーをそれよりも低い値に抑えて
おく必要がある。これは、もし書込みパワーをPmWに設
定したとすると、消去パワーが最大値のPmWとなり、そ
れによってデータの消去ができなくなってしまうからで
ある。このように、書込みパワーを低い値に抑えなけれ
ばならないため、記録特性が劣化する。これに対して本
実施例では、書込みパワーも消去パワーも共に最大値Pm
Wとすることができ、書込みに有利になって記録特性が
向上する。

（iii） 従来は、レーザパワーとして書込みパワー、
消去パワー、及び読出しパワーの３種のレーザパワーが
必要であるため、３種のレーザパワーを１つの半導体レ
ーザ素子で出力する１レーザタイプの装置にしても、あ
るいはレーザパワー毎の半導体レーザ素子を有する多レ
ーザタイプの装置にしても、制御が複雑であり、それに
よって装置の複雑化とコスト高を招いていた。これに対
して本実施例では、書込みパワーと読出しパワーの２種
類のレーザパワーで良く、それによって制御の簡単化、
装置構造の簡単化、及び低コスト化が可能である。

なお、本発明は図示の実施例に限定されず、例えば誘
電体層11,13と垂直磁化膜層12との間に金属膜等の保護
膜を追加する等、第１図の断面構造を他の構造に変形し
たり、あるいはこの発明を両面記録型の光磁気記録用媒
体に適用する等、種々の変形が可能である。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明によれば、RE−TM
膜からなる記録層とRE−TM膜からなる一方向磁化層との
２層構造で垂直磁化膜層を構成し、前述のように一方向
磁化層による磁界（例えば、H₂）を記録層のデータ書込
み部に生じる漏れ磁界（例えば、H₁）と同程度値に設定
し、しかも磁界の方向が逆方向であるため、互いに相殺
される。そのため、書込み磁界と消去磁界とが等しくな
り、照射光の書込みパワーと消去パワーをほぼ同一にす
ることが可能になり、記録感度の向上を図ることができ
る。ここで、照射光の書込みスポットと消去スポットと
の位置ずれのおそれがあれば、一方向磁化層の磁界
（H₂）を記録層の漏れ磁界（H₁）よりも少し大きめに設
定することにより、位置ずれの問題を簡単に解決でき
る。

また、一方向磁化層の保磁力は、記録層の保磁力より
高く設定されており、この一方向磁化層の保磁力を十分
高く設定し、書込み時の書込み磁界より高く設定してお
くことにより、書込み時に一方向磁化層に磁化反転が生
じることなく、的確にデータの書込みを行うことができ
る。

さらに、照射光のパワーも書込みと読出しの２種の制
御で良いので、照射光発生装置の構成を簡単化できると
共に、低コスト化が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す光磁気記録用媒体の断面
図、第２図は従来の光磁気記録用媒体を説明するための
垂直磁化膜層の断面図、第３図（１）〜（３）は第１図
の書込みと消去の原理を説明するための図であって、同
図（１）は初期状態、同図（２）は書込み状態、同図
（３）は消去状態をそれぞれ示している。 10……基板、11,13……誘電体層、12……垂直磁化膜
層、12−１……記録層、12−２……一方向磁化層、14…
…接着層、15……カバー基板。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大石 佳代子 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電 気工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−249952（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】垂直磁化膜層が基板上に形成された光磁気
   記録用媒体において、 前記垂直磁化膜層が、 所定のキュリー温度及び保磁力を有する希土類−遷移金
   属系合金の非晶質膜からなり、レーザ光照射箇所におい
   て外部から印加される書込み磁界又は消去磁界に応じて
   当該磁界と同方向に磁化される記録層と、 前記記録層のキュリー温度及び保磁力よりも高いキュリ
   ー温度及び保磁力を有する希土類−遷移金属系合金の非
   晶質膜からなり、前記書込み磁界と逆方向で且つ前記消
   去磁界と同方向に予め磁化された一方向磁化層とで、構
   成され、 前記一方向磁化層における磁界の方向を前記記録層の漏
   れ磁界と逆方向とし且つその磁界の大きさを前記記録層
   の漏れ磁界とほぼ同一若しくはそれ以上の大きさとした
   ことを特徴とする光磁気記録用媒体。