JP3349403B2

JP3349403B2 - 光磁気記録媒体

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Publication number: JP3349403B2
Application number: JP20598797A
Authority: JP
Inventors: 明高橋; 豪森; 善照村上; 順司広兼
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1997-07-31
Filing date: 1997-07-31
Publication date: 2002-11-25
Anticipated expiration: 2017-03-06
Also published as: JPH10255344A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光磁気記録再生装
置に適用される光磁気ディスク、光磁気テープ、光磁気
カード等の光磁気記録媒体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、書き換え可能な光記録媒体と
して、光磁気記録媒体が実用化されている。このような
光磁気記録媒体では、光磁気記録媒体上に集光された半
導体レーザから出射される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径及び記録ビット間隔
が小さくなってくると、再生特性が劣化してくるという
欠点が生じている。

【０００３】このような欠点は、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
ットが入るために、個々の記録ビットを分離して再生す
ることができなくなることが原因である。

【０００４】上記の欠点を解消するために、特開平６−
１５０４１８号公報において、室温において面内磁化状
態であり、温度上昇と共に垂直磁化状態となる再生層と
記録層との間に非磁性中間層を設け、再生層と記録層と
が静磁結合した構造の光磁気記録媒体が提案されてい
る。

【０００５】これにより、面内磁化状態にある部分の記
録磁区情報がマスクされ、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場合においても、個々
の記録ビットを分離して再生することが可能となること
が示されている（第１従来例）。

【０００６】また、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．６
９（２７）ｐ４２５７〜４２５９、“Ｍａｇｎｅｔｉｃ
ｄｏｍａｉｎｅｘｐａｎｓｉｏｎｒｅａｄｏｕｔ
ｏｆｏｒａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆａｎ
ｕｌｔｒａｈｉｇｈｄｅｎｓｉｔｙｍａｇｎｅｔ
ｏ−ｏｐｔｉｃａｌｒｅｃｏｒｄｉｎｇｓｉｇｎａ
ｌ”には、記録層と再生層の間に非磁性の中間層を挟ん
だ同様の構成において、記録層から発生する磁界によ
り、再生層に、記録層の磁区よりも大きな磁区を形成し
ながら転写して再生する磁区拡大方式が示されている
（第２従来例）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
第１従来例では、さらに小さい記録ビット径及びさらに
小さい記録ビット間隔で記録再生を行った場合、再生信
号強度が低下し、十分な再生信号が得られなくなるとい
う問題のあることが確認された。

【０００８】また第２従来例も、記録密度が高くなり、
再生磁区の下に、数多くのビットが存在する場合は、記
録層の複数のビットからの磁界を再生層が受けることに
なり、真に再生すべきビットからの磁界を正しく再生層
が受けることができなくなってしまう問題点があった。

【０００９】本発明は、上記従来の問題点を解決するた
めになされたものであり、その目的は、小さい記録ビッ
ト径及びさらに小さい記録ビット間隔で記録再生を行っ
た場合においても、十分な再生信号を得ることにある。

【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、室温で面内磁化状態であり所定温度以上の温度で垂
直磁化状態となる再生層と、該再生層に静磁結合する垂
直磁化膜からなる記録層と、を有する光磁気記録媒体に
おいて、前記再生層と前記記録層との間で前記再生層か
ら離間して配され、前記所定温度近傍にキュリー温度を
有する面内磁化層を有しているものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて詳細に説明する。

【００１２】図１に本発明の光磁気ディスクの再生原理
を、図２に従来の光磁気ディスクの再生原理を説明する
光磁気記録媒体の断面図を示す。

【００１３】まず、従来の超解像再生動作について説明
する。従来の再生方式は図２に示すように、記録層４か
ら発生する磁界を、再生層１で受け、再生層１の磁区に
転写するものである。このため、少なくとも温度上昇し
た時点では、垂直磁化状態となる希土類金属と遷移金属
との合金からなる再生層１と、室温に補償温度を有する
希土類金属と遷移金属との合金からなる記録層４との間
に非磁性中間層２が形成され、再生層１と記録層４とが
静磁結合した構成である。

【００１４】ここで、光ビーム５が再生層側から集光照
射されると、媒体には光ビーム５の強度分布に対応した
ガウシアン分布状の温度分布が形成される。この温度分
布の形成に伴い、記録層４の磁化が増大して記録層４か
ら発生する漏洩磁界が増大して、その漏洩磁界により再
生層１の磁化方向が決定される、すなわち、再生層１に
記録層４の磁化が転写される。この転写された部分の情
報が再生されることにより、超解像再生動作が実現す
る。

【００１５】この再生方法において、図６に示すよう
に、再生層１で安定に存在する磁区の大きさを、例えば
再生用レーザーとして波長６５０ｎｍのものを使用する
場合にはそのビームスポットサイズの１μｍ程度の大き
さに設定して、記録層４の磁区の大きさよりも大きくす
れば、再生時において再生層１から発生する信号が増大
することになる。

【００１６】しかしながら、再生層１における磁化の方
向は記録層４からの漏洩磁界により決定されるものであ
り、記録層４に高密度に情報が記録された場合には、以
下に示すように、記録層４からの磁化転写が良好に行え
なくなる。すなわち、図６のように全面消去状態で孤立
ビット１００が形成された状態では再生層１における垂
直磁化の方向がその孤立ビット１００からの磁界の影響
のみを受けるため有効に機能するが、高密度に記録した
場合、図７に示すように隣接記録ビット１０１の影響が
出てくる。隣接ビット１００の磁化方向は記録ビット１
０１の逆方向を向いているため、本来再生すべき磁化が
弱まり、磁気転写が著しく困難になる。このため、目的
とする範囲の情報が正しく再生できず、外部の浮遊磁界
等の影響を受けやすくなる。

【００１７】一方、図１に示す本発明の磁区拡大光磁気
記録媒体においては、記録層４に隣接して、面内磁化層
３が形成されており、面内磁化層３により記録層４の内
の所定温度（以下、臨界温度と記す）以上に加熱されて
いないの部分１１からの磁化をマスクする。すなわち、
面内磁化層３により、記録層４の上記部分１１からの磁
化が再生層１に伝わることを防止する。

【００１８】このように、磁気マスク状態が保持される
ことにより、臨界温度以上の部分のみのマスクをはずす
ことが可能となり、図１に示すように再生層１において
安定に存在する磁区の大きさが記録磁区の大きさよりも
大きい場合においても、記録層４において臨界温度以上
に加熱された所望の記録磁区のみの情報を再生すること
が可能となる。

【００１９】ここで、面内磁化層３は、上記臨界温度以
上の範囲における記録層４と再生層１の静磁結合を有効
に働かせるため、臨界温度以上の温度において、磁化を
持たないか、あるいは、磁化の大きさが臨界温度以下の
温度における磁化の大きさに比較して小さいことが望ま
しく、また、面内磁化層３のキュリー温度は記録層４の
キュリー温度よりも低いことが望ましい。さらに、室温
において記録層４の磁化が漏洩して再生層１に影響を与
えることを抑制するため、室温において面内磁化層３の
磁化の大きさは記録層４の磁化の大きさよりも大きいこ
とが望ましい。

【００２０】また、再生層１は、レーザービームで再生
される際、安定した磁区の大きさが大きい方が信号量が
増え、ノイズの原因が少なくなるため、好ましい。ま
た、記録層４からの磁界に応じて、磁壁が動く必要があ
り、保磁力の小さい特性が有利である。

【００２１】また、この光磁気記録媒体から情報を再生
する際、再生層１に作られた磁区を、一旦消去していく
ことが、スムーズな再生動作につながるため、再生用の
レーザービームをパルス発光させれば、レーザーが消光
している間に磁区を消滅させるとともに、レーザーが発
光している間に媒体温度を上昇させて、再生層に記録層
の記録磁区を転写させ信号再生を行うことができ、再生
信号品質をより高品質とすることができる。

【００２２】（実施の形態１）本発明の実施の形態につ
いて図３に基づいて説明すれば以下の通りである。本実
施の形態では、光磁気記録媒体として光磁気ディスクを
適用した場合について説明する。

【００２３】本実施の形態に係る光磁気ディスクは、図
３に示すように、基板６、透明誘電体層７、再生層１、
非磁性中間層２、面内磁化層３、記録層４、保護層８、
オーバーコート層９が、この順にて積層されたディスク
本体を有している。

【００２４】このような光磁気ディスクでは、その記録
方式としてキュリー温度記録方式が用いられており、半
導体レーザから出射される光ビーム５が対物レンズによ
り再生層１に絞り込まれ、極カー効果として知られてい
る光磁気効果によって情報が記録再生されるようになっ
ている。上記極カー効果とは、入射表面に垂直な磁化に
より、反射光の偏光面の回転の向きが回転する現象で、
磁化の向きで回転方向が変わる現象である。

【００２５】基板６は、例えばポリカーボネート等の透
明な基材からなり、ディスク状に形成される。

【００２６】透明誘電体層７は、ＡｌＮ、ＳｉＮ、Ａｌ
ＳｉＮ、ＴｉＯ₂等の屈折率の大きな材料で構成される
ことが望ましく、その膜厚は、入射するレーザ光に対し
て、良好な干渉効果が実現し、媒体のカー回転角が増大
すべく設定される必要があり、再生光の波長をλ、透明
誘電体層７の屈折率をｎとした場合、透明誘電体層７の
膜厚は（λ／４ｎ）程度に設定される。例えば、レーザ
光の波長を６８０ｎｍとした場合、透明誘電体層７の膜
厚を４０ｎｍ〜１００ｎｍ程度に設定すれば良い。

【００２７】再生層１は、希土類遷移金属合金からなる
磁性膜であり、その磁気特性が、室温において面内磁化
状態であり、温度上昇にともない垂直磁化状態となるよ
うに組成調整されている。

【００２８】非磁性中間層２は、ＡｌＮ、ＳｉＮ、Ａｌ
ＳｉＮ等の誘電体の１層、または、Ａｌ、Ｔｉ、Ｔａ等
の非磁性金属合金の１層、または上記誘電体と上記金属
の２層からなり、再生層１と記録層４とが静磁結合すべ
く、そのトータル膜厚が１〜４０ｎｍに設定されてい
る。

【００２９】面内磁化層３は、希土類遷移金属合金、ま
たは、希土類金属、または、遷移金属を主成分とする磁
性膜であり、膜面に水平な方向に磁化を有する膜であ
る。図１において説明したように、面内磁化層３は、臨
界温度以下の温度で記録層４の垂直磁化から発生する磁
界を面内磁化でマスクし、再生層１への磁界の漏洩を防
ぐ。臨界温度以上においては、磁化のマスク効果を失
い、記録層４から発生する漏洩磁界が再生層へ透過しや
すくなるように、組成調整されている。

【００３０】記録層４は、希土類遷移金属合金からなる
垂直磁化膜からなり、その膜厚が、２０〜８０ｎｍの範
囲に設定されている。

【００３１】保護層８は、ＡｌＮ、ＳｉＮ、ＡｌＳｉ
Ｎ、ＳｉＣ等の誘電体、または、Ａｌ、Ｔｉ、Ｔａ等の
非磁性金属合金からなり、再生層１や記録層４に用いる
希土類遷移金属合金の酸化を防止する目的で形成される
ものであり、その膜厚が５ｎｍ〜６０ｎｍの範囲に設定
されている。

【００３２】オーバーコート層９は、紫外線硬化樹脂ま
たは熱硬化樹脂をスピンコートにより塗布して、紫外線
を照射するか、または、加熱するかによって形成され
る。

【００３３】以下、上記構成の光磁気ディスクの具体例
について（１）形成方法、（２）記録再生特性に分けて
説明する。

【００３４】（１）形成方法まず、Ａｌターゲットと、ＧｄＦｅＣｏ合金ターゲット
と、ＧｄＦｅＡｌ合金ターゲットと、ＧｄＤｙＦｅＣｏ
合金ターゲットとをそれぞれ備えたスパッタ装置内に、
プリグルーブ及びプリピットを有しディスク状に形成さ
れたポリカーボネート製の基板６を基板ホルダーに配置
する。スパッタ装置内を１×１０^-6Ｔｏｒｒまで真空排
気した後、アルゴンと窒素の混合ガスを導入し、Ａｌタ
ーゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０^-3Ｔｏｒｒ
の条件で、基板６にＡｌＮからなる透明誘電体層７を膜
厚８０ｎｍで形成した。

【００３５】次に、再度、スパッタ装置内を１×１０^-6
Ｔｏｒｒまで真空排気した後、アルゴンガスを導入し、
ＧｄＦｅＣｏ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧
４×１０^-3Ｔｏｒｒとし、上記透明誘電体層７上に、Ｇ
ｄ_0.30（Ｆｅ_0.80Ｃｏ_0.20）_0.70からなる再生層１を膜
厚２０ｎｍで形成した。その再生層１は、室温において
面内磁化状態であり、１２０℃の温度で垂直磁化状態と
なる特性を有し、その補償温度が３００℃、そのキュリ
ー温度が３２０℃であった。

【００３６】次に、アルゴンと窒素の混合ガスを導入
し、Ａｌターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０
^-3Ｔｏｒｒの条件で、再生層１上にＡｌＮからなる非磁
性中間層２を膜厚２０ｎｍで形成した。

【００３７】次に、ＧｄＦｅＡｌ合金ターゲットに電力
を供給して、ガス圧４×１０^-3Ｔｏｒｒとし、上記非磁
性中間層２上に、（Ｇｄ_0.11Ｆｅ_0.89）_0.75Ａｌ_0.25か
らなる面内磁化層３を膜厚３０ｎｍで形成した。その面
内磁化層３は、キュリー温度が１２０℃であり、室温か
らキュリー温度まで、膜面に平行な方向に磁化を有する
面内磁化層であった。

【００３８】次に、再度、スパッタ装置内を１×１０^-6
Ｔｏｒｒまで真空排気した後、アルゴンガスを導入し、
ＧｄＤｙＦｅＣｏ合金ターゲットに電力を供給して、ガ
ス圧４×１０^-3Ｔｏｒｒとし、上記面内磁化層３上に、
（Ｇｄ_0.50Ｄｙ_0.50）_0.23（Ｆｅ_0.80Ｃｏ_0.20）_0.77か
らなる記録層４を膜厚４０ｎｍで形成した。その記録層
４は、２５℃に補償温度を有し、キュリー温度が２７５
℃であった。

【００３９】次に、アルゴンと窒素の混合ガスを導入
し、Ａｌターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０
^-3Ｔｏｒｒの条件で、記録層４上にＡｌＮからなる保護
層８を膜厚２０ｎｍとして形成した。

【００４０】次に、上記保護層８上に、紫外線硬化樹脂
をスピンコートにより塗布して、紫外線を照射すること
によりオーバーコート層９を形成した。

【００４１】（２）記録再生特性上記ディスクを、波長６８０ｎｍの半導体レーザを用い
た光ピックアップで測定したＣＮＲ（信号対雑音比）の
マーク長依存性を図４に示す。なお、ここでは上記した
本実施の形態の光磁気記録媒体を実施例１として示して
いる。

【００４２】また、比較のため、面内磁化層３の存在し
ない構成の光磁気ディスクのＣＮＲのマーク長依存性も
比較例１として同図に記載する。なお面内磁化層の存在
しない光磁気ディスクの媒体は、本実施の形態の媒体構
成において、面内磁化層３を取り除いた構成である。ま
た、ここで示すＣＮＲのマーク長依存性は、マーク長に
対応する長さの記録磁区をマーク長の２倍の長さの記録
磁区ピッチで連続形成した時の信号対雑音比を表すもの
である。

【００４３】マーク長０.３μｍの両者のＣＮＲを比較
すると、比較例１の場合に３４.０ｄＢであるのに対し
て、実施例１の場合４１.５ｄＢと７.５ｄＢのＣＮＲ増
加が観測されている。これは、面内磁化層３により、記
録層４に対する磁化マスクが効き、再生分解能が上がっ
たことによるものである。

【００４４】次に、表１は、実施例１における再生層１
と面内磁化層３の膜厚を変えて、０.３μｍでのＣＮＲ
を測定した結果を示すものである。

【００４５】

【表１】

【００４６】表１において、面内磁化層膜厚０ｎｍは、
面内磁化層３を形成していない比較例１の結果を示して
いる。面内磁化層３の膜厚を２ｎｍと極めて薄くした場
合においても、面内磁化マスクの強化が実現することに
より、ＣＮＲが１ｄＢ上昇する。面内磁化層３の膜厚と
しては、３０ｎｍまで面内磁化マスクの強化が実現する
ことにより、ＣＮＲが上昇して行くが、それ以上厚くす
るとＣＮＲは低下する。これは、記録層と再生層の間が
離れてしまうこと。面内磁化マスクが強化され過ぎ、磁
気的なアパーチャーが開きにくくなっている影響を受け
て、再生層の完全な垂直磁化状態が得られなくなること
によるものであると考えられる。以上のことより、比較
例１よりも高いＣＮＲの得られる面内磁化層３の膜厚
は、２〜４０ｎｍの範囲であることが分かる。

【００４７】また、再生層１の膜厚を８ｎｍにすると、
再生信号が小さくなり、そのＣＮＲは比較例１よりも低
くなってしまう。さらに、再生層１の膜厚を１２０ｎｍ
にすると、再生層１に発生する磁壁エネルギーが増加
し、温度上昇した部分において完全な垂直磁化状態が得
られなくなり、そのＣＮＲは比較例１よりも低くなって
しまう。表１から、比較例１よりも高いＣＮＲの得られ
る再生層１の膜厚は、１０〜８０ｎｍの範囲であること
が分かる。

【００４８】次に、表２は、実施例１における非磁性中
間層２の膜厚を変えて、０．３μｍでのＣＮＲ、及び、
消去に必要な磁界（消去磁界）を測定した結果を示すも
のである。

【００４９】

【表２】

【００５０】表２から、非磁性中間層２の膜厚が０.５
ｎｍの場合、ＣＮＲが著しく低下していることがわか
る。これは、非磁性中間層２の膜厚が薄すぎるため、良
好な静磁結合状態が得られなかったことによるものと考
えられる。非磁性中間層２の膜厚が１ｎｍの時、最大の
ＣＮＲが得られ、非磁性中間層２の膜厚が大きくなるに
つれて、静磁結合力が小さくなるとともにＣＮＲが低下
していくことがわかる。上記比較例１よりも高いＣＮＲ
の得るためには、非磁性中間層２の膜厚を１〜８０ｎｍ
の範囲に設定する必要のあることがであることが分か
る。

【００５１】さらに、非磁性中間層２の膜厚を厚くする
ことにより、再生層１と記録層４との静磁結合力が小さ
くなることにより、消去磁界が小さくなることがわか
る。消去磁界を実用的な３１ｋＡ／ｍ以下の範囲にする
ためには、非磁性中間層２の膜厚を４ｎｍ以上とするこ
とが更に望ましい。

【００５２】（実施の形態２）本実施の形態では、上記
した実施の形態１で示した光磁気ディスクの具体例にお
いて、面内磁化層３として異なる組成のものを用いた例
について説明する。

【００５３】実施の形態１においては、面内磁化層３と
してキュリー温度が１２０℃の（Ｇｄ_0.11Ｆｅ_0.89）
_0.75Ａｌ_0.25を用いた場合の記録再生特性を示したが、
本実施の形態においては、面内磁化層３のＡｌ含有率を
変えて記録再生特性を調査した結果を記述する。

【００５４】表３は、面内磁化層３を膜厚３０ｎｍの
（Ｇｄ_0.11Ｆｅ_0.89）_XＡｌ_1-Xとして、Ｘ（ａｔｏｍ
比）の値を変えて、面内磁化層３のキュリー温度Ｔ
_C2と、波長６８０ｎｍの半導体レーザを用いた光ピック
アップで測定した０.３μｍでのＣＮＲ（信号対雑音
比）とを測定した結果を示すものである。

【００５５】

【表３】

【００５６】表３において、面内磁化層３を形成してい
ない比較例１において得られたＣＮＲ（３４.０ｄＢ）
よりも高いＣＮＲが得られるのは、０.３０＜Ｘ＜１.０
０の範囲であることがわかる。本実施の形態において用
いた再生層１は、実施の形態１と同じものであり、１２
０℃の温度で垂直磁化状態となる。すなわち、面内磁化
層３は、１２０℃以下の温度において、再生層の面内磁
化マスクを強調することができればよく、面内磁化層３
のキュリー温度の最適値は、１２０℃ということにな
る。しかし、本実施の形態に示すように、面内磁化層３
のキュリー温度が、６０℃以上、２２０℃以下におい
て、比較例１よりも高いＣＮＲが得られており、面内磁
化層のキュリー温度を６０℃以上２２０℃以下とするこ
とにより、磁化マスクを形成することが可能となる。

【００５７】また、本実施の形態においては、面内磁化
層３として、ＧｄＦｅＡｌを用いた結果について記述し
ているが、上記キュリー温度範囲（６０℃〜２２０℃）
で面内磁化であることを満足すればよく、他に、ＮｄＦ
ｅ、ＮｄＦｅＡｌ、ＤｙＦｅ、ＤｙＦｅＡｌからなる面
内磁化層３を用いることが可能である。

【００５８】（実施の形態３）本実施の形態は、実施の
形態１の具体例において、面内磁化層３として他の材料
のものを用いた場合の例について説明する。

【００５９】実施の形態１においては、キュリー温度が
１２０℃の（Ｇｄ_0.11Ｆｅ_0.89）_0.75Ａｌ_0.25を用いた
場合の記録再生特性を示したが、本実施の形態において
は、面内磁化層３として、Ａｌ以外の金属元素を用いた
結果について記述する。

【００６０】表４は、面内磁化層３に膜厚２０ｎｍの
（Ｇｄ_0.11Ｆｅ_0.89）_0.75Ｚ_0.25を用いた時の面内磁化
層３のキュリー温度Ｔ_C2と、波長６８０ｎｍの半導体レ
ーザを用いた光ピックアップで測定した０.３μｍでの
ＣＮＲ（信号対雑音比）とを測定した結果を示すもので
ある。ここで、Ｚとしては、Ｔｉ、Ｔａ、Ｐｔ、Ａｕ、
Ｃｕ、Ａｌ_0.5Ｔｉ_0.5、Ａｌ_0.5Ｔａ_0.5を用いた。

【００６１】

【表４】

【００６２】表４より、Ｚとして、Ｔｉ、Ｔａ、Ｐｔ、
Ａｕ、Ｃｕ、Ａｌ_0.5Ｔｉ_0.5、Ａｌ_0.5Ｔａ_0.5を用いた
すべての場合において、比較例１よりも高いＣＮＲが得
られていることがわかる。実施の形態２において記述し
たように、面内磁化層３のキュリー温度が６０℃〜２２
０℃の範囲にあればよく、他に、ＮｄＦｅＴｉ、ＮｄＦ
ｅＴａ、ＤｙＦｅＴｉ、ＤｙＦｅＴａからなる面内磁化
層を用いることが可能である。

【００６３】（実施の形態４）本発明の実施の形態４に
ついて図５に基づいて説明すれば以下の通りである。本
実施の形態では、光磁気記録媒体として光磁気ディスク
を適用した場合について説明する。但し、実施の形態１
〜３と同一部分については説明を省略する。

【００６４】本実施の形態４に係る光磁気ディスクは、
図５に示すように、基板６、透明誘電体層７、再生層
１、非磁性中間層２、反射層１０、面内磁化層３、記録
層４、保護層８、オーバーコート層９が、この順にて積
層されたディスク本体を有している。

【００６５】実施の形態１においては、面内磁化層３の
膜厚が１０ｎｍより小さくなった場合、再生層１と非磁
性中間層２とを透過した光ビーム５が記録層４により反
射され、再生信号に記録層４の情報が混入することにな
る。

【００６６】本実施の形態４の光磁気ディスクは、実施
の形態１に記載の光磁気ディスクにおいて、非磁性中間
層２と面内磁化層３との間に、反射層１０が形成された
構成を有している。このようにすることにより、再生層
１を透過した光ビーム５は反射層１０により反射され、
再生信号に記録層４の不要な情報が混入することを防ぐ
ことが可能となる。

【００６７】以下、本実施の形態の光磁気ディスクの具
体例について（１）形成方法、（２）記録再生特性に分
けて説明する。

【００６８】（１）形成方法本実施の形態の光磁気ディスクは、実施の形態１の光磁
気ディスクの形成方法において、非磁性中間層２と面内
磁化層３との間に、Ａｌからなる反射層１０を形成して
おり、基板６、透明誘電体層７、再生層１、非磁性中間
層２、面内磁化層３、記録層４、保護層８、オーバーコ
ート層９は、実施の形態１と同様にして、再生層１の膜
厚を１７.５ｎｍとし、面内磁化層３の膜厚を７.５ｎｍ
として形成した。

【００６９】ここで、Ａｌ反射層１０は、非磁性中間層
２を形成した後、再度、スパッタ装置内を１×１０^-6Ｔ
ｏｒｒまで真空排気した後、アルゴンガスを導入し、Ａ
ｌターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０^-3Ｔｏ
ｒｒとし、上記非磁性中間層２上に、Ａｌからなる反射
層１０を膜厚２〜８０ｎｍで形成した。

【００７０】（２）記録再生特性表５は、本実施の形態の光磁気ディスクにおける反射層
１０の膜厚を変えて、波長６８０ｎｍの半導体レーザを
用いた光ピックアップで測定した０.３μｍでのＣＮＲ
（信号対雑音比）を示すものである。

【００７１】

【表５】

【００７２】表５において、反射層膜厚０ｎｍは、反射
層１０を形成していない比較例２の結果を示している。
反射層１０の膜厚を２ｎｍと極めて薄くした場合におい
ても、記録層４からの情報再生遮断の効果が見られ、Ｃ
ＮＲが０.５ｄＢ上昇する。反射層１０の膜厚を厚くす
ることにより、ＣＮＲは徐々に大きくなり、該膜厚２０
ｎｍでＣＮＲが極大となる。これは、反射層膜厚増加に
伴い、記録層４からの情報再生遮断の効果がより顕著に
なるためである。該膜厚３０ｎｍ以上でＣＮＲが低下し
ているが、記録層４と再生層１との距離が大きくなるこ
とにより、両者間に働く静磁結合力が弱くなることによ
るものである。以上のことより、比較例２よりも高いＣ
ＮＲの得るためには、反射層１０の膜厚を２〜５０ｎｍ
の範囲で設定する必要があることがわかる。

【００７３】（実施の形態５）本実施の形態では、実施
の形態４の具体例における反射層１０として異なる材料
のものを使用した場合について説明する。

【００７４】実施の形態４では、Ａｌを用いた再生特性
について記述しているが、本実施の形態においては、そ
の記録特性を改善すべく、反射層１０として、ＡｌとＡ
ｌ以外の金属との合金を用いた結果について記述する。

【００７５】表６は、反射層１０を膜厚２０ｎｍのＡｌ
_1-XＦｅ_Xとして、Ｘ（ａｔｏｍ比）の値を変えて、波長
６８０ｎｍの半導体レーザを用いた光ピックアップで測
定した０.３μｍでのＣＮＲ（信号対雑音比）と消去磁
界の大きさを示している。

【００７６】

【表６】

【００７７】表６より、Ｆｅ含有量が多くなるにしたが
って、すなわち、Ｘが０.１０よりも大きくなるにつれ
て、ＣＮＲが徐々に小さくなっているが、いずれのＣＮ
Ｒも比較例２よりも大きく、反射層１０を形成した効果
が見られる。一方、消去磁界を見ると、純粋なＡｌから
なる反射層１０を用いた場合、５０ｋＡ／ｍと大きな消
去磁界が必要であるのにたいして、Ｘを０.０２以上０.
５０以下に設定することにより、消去磁界を小さくする
ことが可能であった。

【００７８】次に、表７は、反射層１０を膜厚２０ｎｍ
のＡｌ_1-XＮｉ_Xとして、Ｘ（ａｔｏｍ比）の値を変え
て、波長６８０ｎｍの半導体レーザを用いた光ピックア
ップで測定した０.３μｍでのＣＮＲ（信号対雑音比）
と消去磁界の大きさを示している。

【００７９】

【表７】

【００８０】表７より、Ｆｅを含有した場合と同様に、
Ｘを０.０２以上０.５０以下に設定することにより、消
去磁界を小さくすることが可能であった。

【００８１】Ｆｅ、Ｎｉ以外に、Ｃｏ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄ
ｙ、Ｎｄ等の磁性金属を同様にしてＡｌに含有させるこ
とにより、消去磁界を小さくすることが可能である。

【００８２】（実施の形態６）本実施の形態では、実施
の形態４の具体例における反射層１０として更に異なる
材料のものを用いた場合について説明する。

【００８３】実施の形態５においては、反射層１０とし
て、Ａｌに磁性金属元素を含有させた結果について記述
しているが、本実施の形態においては、Ａｌに非磁性金
属元素を含有させた場合の記録特性改善について記述す
る。

【００８４】表８は、反射層１０を膜厚２０ｎｍのＡｌ
_1-XＴｉ_Xとして、Ｘ（ａｔｏｍ比）の値を変えて、波長
６８０ｎｍの半導体レーザを用いた光ピックアップで測
定した０.３μｍでのＣＮＲ（信号対雑音比）と消去磁
界の大きさを示している。

【００８５】

【表８】

【００８６】表８より、Ｔｉ含有量が多くなるにしたが
って、すなわち、Ｘが０.１０よりも大きくなるにつれ
て、ＣＮＲが徐々に小さくなっているが、いずれのＣＮ
Ｒも比較例２よりも大きく、反射層１０を形成した効果
が見られる。一方、消去磁界を見ると、純粋なＡｌから
なる反射層１０を用いた場合、５０ｋＡ／ｍと大きな消
去磁界が必要であるのに対して、Ｘを０.０２以上０.９
８以下に設定することにより、消去磁界を小さくするこ
とが可能であった。

【００８７】次に、表９は、反射層１０として、Ｔｉ以
外の非磁性元素をＡｌに含有した場合の消去磁界低減効
果について示すものであり、反射層１０をＡｌ_0.5Ｚ_0.5
として、ＺをＴｉ以外の非磁性金属を用いた場合におけ
る、波長６８０ｎｍの半導体レーザを用いた光ピックア
ップで測定した０.３μｍでのＣＮＲ（信号対雑音比）
と消去磁界の大きさを示している。

【００８８】

【表９】

【００８９】表９より、Ｚとして非磁性金属であるＴ
ａ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｓｉを用いた場合において、い
ずれのＣＮＲも比較例２よりも大きく、反射層１０を形
成した効果が見られる。一方、消去磁界を見ると、Ａｌ
にＴｉを含有させた場合と同様に、消去磁界を小さくす
ることが可能であった。

【００９０】尚、以上の実施の形態１〜６では再生層１
として室温で面内磁化状態であり高温状態で垂直磁化状
態となる磁性層を用いているが、少なくとも信号再生領
域（再生時に所定温度（再生温度）以上に加熱された領
域）で垂直磁化状態となるものであれば使用することが
できる。

【００９１】また、実施の形態１〜６では面内磁化層３
を使用しているが、この層の代わりに室温で面内磁化
状態であり高温で垂直磁化状態となる磁性層や、遷移
金属副格子磁化の方向が記録層４と同じ方向を向き、し
かも遷移金属副格子磁化と希土類金属副格子磁化の総和
が記録層４と逆方向を向く垂直磁化層を使用することが
できる。さらに、実施の形態１〜６の面内磁化層３や上
記の磁性層は記録層４に隣接している必要はなく、
記録層４に静磁結合しているものであってもよい。

【００９２】以下に以上の実施の形態で説明した光磁気
記録媒体及びその再生方法の効果を説明する。

【００９３】（１）本発明の光磁気記録媒体では、少な
くとも室温において再生層に記録層からの磁化が伝わる
ことを抑制できるため、再生時に隣接する記録磁区から
の磁化の影響を排除して、所望の記録磁区からの情報の
みを取り出すことが可能となり、記録密度の増大が実現
できる。これにより小さいビット径及び小さい記録ビッ
ト間隔での記録再生が可能となる。

【００９４】（２）また、再生層の安定磁区の面積を記
録磁区の面積よりも大きくすることで、再生信号量を増
大することができ信号品質を向上できる。

【００９５】（３）また、再生層が室温で面内磁化状態
であれば、よけいな信号を再生しなくてもよく有利であ
る。再生層に生成された磁区の外側は、すべてノイズ成
分となる可能性があり、このように室温で面内磁化を示
すようにすれば、記録層より転写して拡大した磁区のみ
が垂直であり、垂直領域からのみの信号再生が可能とな
る。

【００９６】（４）さらに、面内磁化層を磁化マスクに
用いると、面内磁化層により、室温では記録層から発生
する磁界を吸収して再生層における記録層からの磁界を
遮断できる。一方、再生用のレーザービームを照射によ
り加熱された場合には、磁化が減少するため、上記磁界
の遮断効果がなくなり、その加熱領域において記録層か
らの磁束が再生層に漏れて、再生層を記録情報に応じた
垂直磁化にすることができる。ここでは、加熱された微
小領域からのみの情報が再生層に伝わることになるた
め、小さい記録ビット長及び小さい記録ビット間隔で記
録再生を行った場合においても、十分な再生信号を得る
ことができる。

【００９７】（５）また、上記面内磁化層の室温におけ
る磁化を記録層の室温における磁化よりも大きくしてお
けば、上記磁界の遮断効果を確実に行うことができる。

【００９８】（６）さらに、再生時の加熱により、面内
磁化層はキュリー温度以上となり磁化が消失し、記録層
はその時点において記録された情報を保持するためキュ
リー温度以下としておくことが望ましい、すなわち、記
録層のキュリー温度を面内磁化層のキュリー温度よりも
低く設定しておくことが望ましい。

【００９９】（７）また、再生層は、再生特性が求めら
れるため、記録層よりもキュリー温度が高い方が有利で
ある。

【０１００】（８）光磁気ディスク基板上に、透明誘電
体層、再生層、非磁性中間層、面内磁化層、記録層、保
護層を順次形成すれば、記録層に小さく記録されたビッ
ト情報の１部を、面内磁化層による磁化マスクで選択
し、再生層の磁区で大きく拡大して再生でき、高密度記
録においても、十分大きな信号強度が得られる。また、
非磁性中間層により再生層と面内磁化層との交換結合を
完全に遮断し、再生層と記録層との間に良好な静磁結合
を実現することが可能となる。

【０１０１】（９）上記（８）において面内磁化層の膜
厚を２ｎｍ以上４０ｎｍ以下とすれば、面内磁化層によ
る記録層のマスク効果が良好な状態に設定される。ま
た、安定した磁区拡大再生が可能となる。

【０１０２】（１０）上記（８）において、再生層の膜
厚が、１０ｎｍ以上８０ｎｍ以下であれば、再生層にお
ける磁区を安定させることが可能となるとともに、光の
干渉効果が大きくなり良好な再生信号を得ることが可能
となる。

【０１０３】（１１）上記（８）において、非磁性中間
層の膜厚を１ｎｍ以上８０ｎｍ以下とすれば、非磁性中
間層膜厚が最適化されることにより、良好な静磁結合状
態が実現され、磁気的超解像再生を実現できるととも
に、光学的な干渉効果も大きくなるという効果を奏す
る。

【０１０４】（１２）上記（８）において、非磁性中間
層と記録層との間に反射層を形成しておけば、再生層の
膜厚が薄くなり、再生層を透過した再生用の光ビームが
反射層により反射され、信号再生にとって不要な記録層
からの情報再生を、光学的に完全に遮断することが可能
となり、信号再生特性が改善される。

【０１０５】（１３）上記（１２）において、反射層を
Ａｌとして、その膜厚を２ｎｍ以上４０ｎｍ以下とすれ
ば、Ａｌからなる反射層膜厚が最適化されることによ
り、再生用の光ビームが反射層により反射され、磁気的
超解像再生信号再生特性が改善されるとともに、再生層
と記録層との間に働く静磁結合力を良好な状態に維持す
ることが可能となる。

【０１０６】（１４）上記（１２）において、反射層を
Ａｌと磁性金属との合金とすれば、反射層合金は、Ａｌ
に比べて熱伝導率が低いため、レーザービームによる加
熱時の媒体温度分布が急峻になり、良好な磁気増幅再生
を実現することが可能となるとともに、反射層上に形成
される記録層の磁気特性が改善され、より小さな消去磁
界で消去可能な光磁気記録媒体を提供することが可能と
なる。

【０１０７】（１５）上記（１４）において、反射層を
Ａｌ_1-XＦｅ_Xとして、Ｘ（ａｔｏｍ比）を０.０２以上
０.５０以下とすれば、良好な磁気増幅再生を実現する
ことが可能となるとともに、反射層上に形成される記録
層の磁気特性が最適化され、より小さな消去磁界で消去
可能な光磁気ディスクを提供することが可能となる。

【０１０８】（１６）上記（１４）において、反射層を
Ａｌ_1-XＮｉ_Xとして、Ｘ（ａｔｏｍ比）を０.０２以上
０.５０以下とすれば、良好な磁気増幅再生を実現する
ことが可能となるとともに、反射層上に形成される記録
層の磁気特性が最適化され、より小さな消去磁界で消去
可能な光磁気記録媒体を提供することが可能となる。

【０１０９】（１７）上記（１２）において、反射層を
Ａｌと非磁性金属との合金すれば、良好な磁気増幅再生
を実現することが可能となるとともに、反射層上に形成
される記録層の磁気特性が改善され、より小さな消去磁
界で消去可能な光磁気ディスクを提供することが可能と
なる。

【０１１０】（１８）上記（１７）において、非磁性金
属をＴｉ、Ｔａ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｓｉのいずれかの
元素とすれば、良好な磁気増幅再生を実現することが可
能となるとともに、反射層上に形成される記録層の磁気
特性が改善され、より小さな消去磁界で消去可能な光磁
気ディスクを提供することが可能となる。

【０１１１】（１９）上記（１７）において、非磁性金
属をＡｌ_1-XＴｉ_Xとして、Ｘ（ａｔｏｍ比）が０.０２
以上０.９８以下とすれば、良好な磁気増幅再生を実現
することが可能となるとともに、反射層上に形成される
記録層の磁気特性が最適化され、より小さな消去磁界で
消去可能な光磁気ディスクを提供することが可能とな
る。

【０１１２】（２０）上記（８）において、面内磁化層
をＧｄＦｅ合金、ＧｄＦｅＡｌ合金、ＧｄＦｅＴｉ合
金、ＧｄＦｅＴａ合金、ＧｄＦｅＰｔ合金、ＧｄＦｅＡ
ｕ合金、ＧｄＦｅＣｕ合金、ＧｄＦｅＡｌＴｉ合金、Ｇ
ｄＦｅＡｌＴａ合金のいずれかの合金とすれば、再生層
の安定した磁区が可能となり、記録層から出てくる磁界
に対し、正しく反応することができ、良好な磁区拡大再
生を実現することが可能となる。

【０１１３】（２１）上記（８）において、面内磁化層
を（Ｇｄ_0.11Ｆｅ_0.89）_XＡｌ_1-Xとし、Ｘ（ａｔｏｍ
比）を０.３０以上１.００以下とすれば、面内磁化層の
磁気特性が最適化されることにより、記録層と面内磁化
層との間の良好な交換結合状態を実現することができ、
良好な磁区拡大再生を実現できる。

【０１１４】（２２）上記（８）において、面内磁化層
のキュリー温度を６０℃以上２２０℃以下とすれば、面
内磁化層のキュリー温度が最適化されることにより、面
内磁化層のキュリー温度以下の温度では、記録層の磁化
を面内磁化で再生層から遮断し（磁化マスクし）、面内
磁化層のキュリー温度以上の温度で、面内磁化層と再生
層との間の静磁結合を良好に保ち、安定な磁区拡大再生
を実現することが可能となる。

【０１１５】（２３）本発明の光磁気記録媒体から情報
を再生する際、再生層に作られた磁区を、一旦消去して
いくことが、スムーズな再生動作につながるため、再生
用のレーザービームをパルス発光させれば、レーザーが
消光している間に磁区を消滅させるとともに、レーザー
が発光している間に媒体温度を上昇させて、再生層に記
録層の記録磁区を転写させ信号再生を行うことができ、
再生信号品質をより高品質とすることができる。

【０１１６】

【発明の効果】本発明では、再生層が垂直磁化状態とな
る温度近傍にキュリー温度を有する面内磁化層を、再生
層と記録層の間で再生層から離れた位置に有しているた
め、室温においては記録層から再生層への磁化の漏洩を
抑制できる。また、再生時に加熱された時には記録層か
らの磁化ゐ再生層に転写することができる。したがっ
て、隣接記録ビットの影響を受けない良好な再生動作を
実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光磁気ディスクの一例における再生原
理を説明する図である。

【図２】従来の光磁気ディスクの再生原理を説明する図
である。

【図３】本発明の実施の形態１に係る光磁気ディスクの
記録媒体の膜構成を示す図である。

【図４】本発明の実施の形態１に係る光磁気ディスクの
記録再生特性を示す図である。

【図５】本発明の実施の形態４に係る光磁気ディスクの
記録媒体の膜構成を示す図である。

【図６】従来の光磁気ディスクにおける磁区拡大再生の
原理を説明する図である。

【図７】従来の光磁気ディスクにおける磁区拡大再生の
問題点を説明する図である。

【符号の説明】

１再生層２非磁性中間層３面内磁化層４記録層５光ビーム６基板７透明誘電体層８保護層９オーバーコート層１０反射層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者広兼順司大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (56)参考文献特開平６−295479（ＪＰ，Ａ) 特開平10−21595（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 11/105

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】室温で面内磁化状態であり所定温度以上
の温度で垂直磁化状態となる再生層と、該再生層に静磁
結合する垂直磁化膜からなる記録層と、を有する光磁気
記録媒体において、前記再生層と前記記録層との間で前記再生層から離間し
て配され、前記所定温度近傍にキュリー温度を有する面
内磁化層を有していることを特徴とする光磁気記録媒
体。