JP3484185B1 - 光磁気記録媒体 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 ゴースト信号の発生を防止し、再生磁界を印
加することなく磁区拡大再生することが可能な光磁気記
録媒体及びその記録再生装置を提供する。 【解決手段】 光磁気記録媒体は、記録層５、中間層４
及び再生層３を備える。再生層３は希土類金属優位の希
土類遷移金属合金から形成され、中間層４及び記録層５
は遷移金属優位の希土類遷移金属合金から形成される。
中間層４は１４０℃以上で面内磁化を示すので再生時に
記録層５と再生層３の交換結合力を遮断する。中間層４
と再生層の静磁的反発力により、再生層３に転写された
磁区３Ａは最小磁区径の大きさに拡大する。ゴースト信
号の発生を防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光磁気記録媒体及びそ
の記録再生装置に関し、更に詳細には、高密度記録され
た情報を確実に十分な再生信号強度で再生可能な光磁気
記録媒体及びその記録再生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】情報化社会の進展により、膨大な情報を
記憶するための外部記憶装置においては記録密度の向上
が著しい。媒体可換な光磁気ディスクにおいても同様
で、青色レーザー、高ＮＡレンズによる光スポットサイ
ズを小さくすることによる高密度化の研究が盛んに行わ
れている。しかし、青色レーザーを大量に且つ安価に供
給することは現時点においては困難であるため、赤色レ
ーザーを用いつつ別な技術で大容量化することが望まれ
ている。このような技術は、将来青色レーザーが大量に
供給可能になった際にも適応することができるため、更
なる大容量記録が可能となると考えられる。このような
背景から、光磁気記録においては熱と磁気の特徴を利用
した大容量化技術が提案されている。かかる大容量化技
術として、例えば、特開平３−９３０５６号において開
示された磁気超解像技術、特開平６−２９０４９６号に
おいて開示された磁壁移動再生技術、特開平８―１８２
９０１号において開示された磁区拡大再生技術、特開平
１１−１６２０３０号において開示された中央開口後方
拡大検出技術などがある。

【０００３】記録再生に使用する光の波長をλ、対物レ
ンズの開口数をＮＡとするとき、集光した光スポットの
回折限界はλ／ＮＡで表わされ、この半分の大きさが再
生可能な最小マークサイズとなる。上記青色レーザー
は、赤色レーザーよりも波長λが小さいため、青色レー
ザーの光スポットサイズは赤色レーザーよりも小さくな
る。したがって、青色レーザーを用いることにより、従
来よりも狭い領域から再生信号を検出することが可能と
なる。これは、高密度記録された微小な磁区を再生する
ことができることを意味する。

【０００４】しかしながら、レーザー光のスポット径を
小さくすることなく、信号再生領域を実効的に狭くする
ことも可能である。磁気超解像再生技術（Magnetic Sup
er Resolution : MSR）では、記録膜の温度に対する磁
化特性を利用して実効光スポット径を小さくしている。
磁気超解像再生技術で用いられる光磁気記録媒体は、記
録膜上に、キュリー温度の低い中間層と再生層が設けら
れている。これら３層は、いずれも遷移金属優勢な希土
類遷移金属合金を用いて形成される。

【０００５】磁気超解像再生技術を用いた光磁気記録媒
体の磁気特性は、例えば、特開平３−９３０５６号やト
リケップス超高密度光磁気記録技術５４ページに詳細に
記載されているが、ここで特開平３−９３０５６号に記
載された磁気超解像再生の原理について図４９を参照し
て簡単に説明する。図４９に、磁気超解像再生用の光磁
気記録媒体の記録層、中間層及び再生層の低温時におけ
る磁区の磁化状態をそれぞれ示す。これらの３層は交換
結合しているため、記録層の磁区はそのまま中間層及び
再生層に順次転写されている。また、図４９に概念的に
示したように、３層の磁区は互いに引き付けあってお
り、静磁的にも安定化している。ここで、光磁気記録媒
体に大きな再生パワーの再生光を照射して、中間層がキ
ュリー温度以上に加熱されると、中間層のキュリー温度
を超えた領域（高温領域）は磁化が消失して（非磁性と
なり）、その領域の上下に位置する再生層と記録層の磁
区間の交換結合が途絶える。そこに、再生磁界（マスク
形成用再生磁界）を印加すると、交換結合力が途絶えた
再生層の領域の磁化は、再生磁界の方向に揃えられて磁
気的なマスクが形成される。これにより、記録層の記録
マークは、中間層のキュリー温度よりも低温の領域だ
け、すなわち、マスクされていない狭い領域を通じて再
生されることができる。この光磁気記録媒体において、
再生層に保磁力の小さな磁性膜を使用すると、再生光を
照射して光スポット中心温度を中間層のキュリー温度以
上にした状態で外部磁界を印加したときに、キュリー温
度以上になった中間層の非磁性部分に近接している再生
層に残された記録磁区は外部磁界によって容易に消去さ
れることができる。したがって、再生層の高温部分は、
記録磁区の情報が転写されておらず、磁気的なマスクと
して機能する。線速を早くすると光照射による記録膜上
の温度分布は光スポット進行方向と逆に流れることとな
り、光スポット前方では記録磁区が再生できるが、光ス
ポット中央部より後方では上記マスクにより情報は再生
されない。このタイプの磁気超解像再生は光スポットの
前方部分を開口部とするため、前方開口検出（Front Ap
erture Detection）またはＦＡＤと呼ばれている。しか
し、ＦＡＤでは分解能を高める（マスクを大きくする）
ほど再生信号を享受できる面積が小さくなり絶対信号量
が大幅に低下してしまう。これが、光磁気記録媒体を高
密度化したときの問題点となり、記録密度向上の限界を
もたらす原因となっていた。磁気超解像再生には、中央
開口検出（Center Aperture Detection）や後方開口検
出（Rear Aperture Detection）などのタイプが知られ
ているが、どのタイプの磁気超解像再生も同様の問題を
抱えている。

【０００６】そこで、本発明者らは、この再生信号の低
下を解決するために、特開平８―１８２９０１号におい
て、記録層に記録した微小な記録磁区を再生層に転写す
るとともにして再生磁界で拡大することによって再生信
号を増大させる磁区拡大再生（Magnetic Amplifying MO
System）、すなわちＭＡＭＭＯＳを開示した。しか
し、ＭＡＭＭＯＳでは磁区拡大用に再生磁界を用いるた
めに、装置構成が複雑になるという課題があった。

【０００７】一方、絶対信号量はさほど増えないが、必
要最小限の信号強度を確保して分解能高く再生するため
の技術として、磁壁移動再生技術が特開平６−２９０４
９６号公報に開示されている。磁壁移動再生技術におい
て用いられる光磁気記録媒体の構成は、上記ＦＡＤと同
様に、記録層中間層及び再生層からなる。磁壁移動再生
技術では、記録層から再生層に転写した磁区の前方の磁
壁が、中間層が加熱されて非磁性化した領域で記録層と
の結合を絶たれ、この磁壁が光スポット内に存在する熱
中心（最高到達温度位置）まで移動する。この結果、再
生層に転写した磁区は拡大し、すなわち実効的に微小磁
区の面積が増大し、それにより再生信号がわずかに増大
する。これは磁壁を移動して検出するということから磁
壁移動型検出（Domain Wall Displacement Detection）
またはＤＷＤＤと呼ばれている。この技術では磁壁が磁
壁エネルギーの低い位置に移動する力を利用しているた
め、この方法を実施可能にするには、発明者らが日本工
業出版の月刊誌１９９８年光アライアンス７月号１９ペ
ージ左コラム６から１１行目に記載しているように、各
層の飽和磁化を可能な限り下げて、磁壁移動に障害にな
らないようにすることが必要とされる。このため、ＤＷ
ＤＤにおける、記録層、中間層及び再生層は、いずれも
補償温度がキュリー温度よりも低い磁性材料から構成さ
れている。このことは、社団法人電気学会１９９８年研
究会資料ＭＡＧ９８−１８９ ４３ページ右コラム下か
ら３行目から４４ページ左コラム上から５行目において
も述べられている。

【０００８】ＤＷＤＤによれば微小な磁区を再生するこ
とが可能であるが、再生信号が小さく、正確に再生でき
る最低限度の信号の大きさにすぎないという問題があ
る。また、上記原理に基づくため、中間層の非磁性化し
た領域の前方で磁区を拡大することは良いが、その後方
でも同じように磁区が拡大するため再生信号が複雑にな
り実用上の大問題となった。後方からの磁区拡大は、再
生信号の上で余計な拡大信号として現れ、ゴースト信号
と呼ばれていた。ゴースト信号の発生は、磁区拡大の動
作を磁壁エネルギーだけに委ねていることに起因してい
る。

【０００９】ＤＷＤＤのゴースト信号を解決するため
に、更にキュリー温度が若干高く且つ飽和磁化の小さな
中間層を設けることでわずかに改善された。しかしなが
ら、再生信号の大きさについては未だ不十分である。

【００１０】また、ＤＷＤＤにおいて、再生層の磁壁が
スムーズに移動できるようにするためにランドグルーブ
基板のグルーブのみを高レーザーパワーで高温アニール
して磁壁エネルギーを低下する方法や、ランドグルーブ
基板の溝深さを極端に深くして実質的に記録膜が溝の壁
部分にわずかにしか付着しないようにすることが必須で
ある。しかしながら、これらの技術には次のような不便
を伴う。すなわち、高密度化のための高密度トラックピ
ッチでの深溝成型基板作製が難しくなる点、深溝だとＩ
ＮＴＥＲＭＡＧ２０００で金子らが発表しているように
微小磁区の正確な記録が極めて難しくなるという点であ
る。

【００１１】さらにＤＷＤＤの磁壁の移動量を多くする
ための技術が特開平１１−１６２０３０号に開示されて
いる。この公報によると、面内磁化膜の中間層と、再生
温度付近では面内磁化膜から垂直磁化膜に変化する再生
層を用いている。このため、再生層が所定の温度以下で
は面内磁化膜となってマスクを形成し、所定の温度以上
の光スポット中央部でのみ磁壁を移動することができ
る。このような構成にすると、再生層の保磁力が低下し
てより磁壁がスムーズに動くようになることから前述の
ＤＷＤＤよりも磁壁の移動量が大きくなるという特徴が
ある。これは、光スポット中央部分だけを開口部とした
磁壁移動検出なのでＣＡＲＥＤ（Center Aperture Rear
Expansion Detection）と呼ばれている。

【００１２】しかし、ＣＡＲＥＤでもＤＷＤＤと同様に
ゴースト信号が出るため、やはり別の磁性層を追加の中
間層として加えてゴースト信号を防止しようとしてい
る。しかしながら、追加の中間層を加えた場合に、短い
磁気マークに対してはゴーストを防止することができる
が、ＣＡＲＥＤの場合でもＤＷＤＤと同様に、長い磁気
マークに関してはゴースト信号を防止することができな
かった。したがって、記録再生装置においては、長さ制
限のある信号処理系しか利用することができない。

【００１３】本発明は、前述のＭＳＲ、ＭＡＭＭＯＳ、
ＤＷＤＤ及びＣＡＲＥＤの持つ不便性を解消すべく達成
されたものであり、その第１目的は、十分な大きさの再
生信号が得られる光磁気記録媒体、その再生方法及び再
生装置を提供することにある。

【００１４】本発明の第２の目的は、記録マークのマー
ク長に拘わらず、ゴースト信号が発生しない光磁気記録
媒体、その磁区拡大再生方法及び装置を提供することに
ある。

【００１５】本発明の第３の目的は、再生磁界を印加す
ることなく、光磁気記録媒体の磁区拡大再生を実行する
ことができる光磁気記録媒体、その再生方法及び装置を
提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の態様に従
えば、光磁気記録媒体であって、磁性材料から形成され
ている記録層と；磁性材料から形成され、垂直磁化を示
す再生層と；磁性材料から形成され、上記記録層と再生
層との間に存在し、室温では垂直磁化を示し、且つ、室
温より高い温度Ｔｒ以上で面内磁化を示す中間層と；を
備え、上記再生層の補償温度Ｔ comp １、上記中間層の補
償温度Ｔ comp ２及び上記記録層の補償温度Ｔ comp ３が、
下記式（１）及び（２）： Ｔ comp ２＜１２０℃＜Ｔ comp １ ・・・（１） Ｔ comp ３＜１２０℃＜Ｔ comp ２ ・・・（２） のいずれか一方を満足し、 上記記録層、中間層及び再生
層は上記光磁気記録媒体に光を照射しない状態では磁気
的に交換結合しており、上記光磁気記録媒体に光を照射
して上記温度Ｔｒ以上に加熱することにより、上記記録
層と再生層の交換結合力を遮断して、上記記録層から上
記再生層に転写された磁区を拡大して、該拡大された磁
区から情報が再生されることを特徴とする光磁気記録媒
体が提供される。

【００１７】本発明の第１の態様に従う光磁気記録媒体
では、上記中間層のキュリー温度が上記再生層のキュリ
ー温度より高いことが好ましい。

【００１８】本発明の第１の態様に従う光磁気記録媒体
では、上記中間層のキュリー温度が上記記録層のキュリ
ー温度より低いことが好ましい。

【００１９】本発明の第１の態様に従う光磁気記録媒体
では、上記記録層及び上記再生層が希土類遷移金属合金
から形成され、上記光磁気記録媒体に光を照射して上記
温度Ｔｒ以上に加熱した際、上記記録層の全体磁化が遷
移金属優位の磁化状態であり、且つ、上記再生層の全体
磁化が希土類金属優位の磁化状態であることが好まし
い。

【００２０】本発明の第１の態様に従う光磁気記録媒体
では、上記温度Ｔｒが１４０℃〜１８０℃であることが
好ましい。

【００２１】 本発明の第２の態様に従えば、光磁気記
録媒体であって、磁性材料から形成されている記録層
と；磁性材料から形成され、垂直磁化を示す再生層と；
磁性材料から形成され、上記記録層と再生層との間に存
在し、室温では垂直磁化を示し、且つ、室温より高い温
度Ｔｒ以上で面内磁化を示す中間層と；を備え、上記再
生層の補償温度Ｔ comp １、上記中間層の補償温度Ｔ comp
２及び上記記録層の補償温度Ｔ comp ３が、下記式（１）
及び（２）： Ｔ comp ２＜１２０℃＜Ｔ comp １ ・・・（１） Ｔ comp ３＜１２０℃＜Ｔ comp ２ ・・・（２） のいずれか一方を満足し、 上記記録層、中間層及び再生
層は上記光磁気記録媒体に光を照射しない状態では磁気
的に交換結合しており、上記記録層と再生層の交換結合
磁界の変化率が上記温度Ｔｒで１００Ｏｅ／℃〜２７０
Ｏｅ／℃であり、上記光磁気記録媒体に光を照射して上
記温度Ｔｒ以上に加熱することにより、上記記録層と再
生層の交換結合力を遮断して、上記記録層から上記再生
層に転写された磁区を拡大して、該拡大された磁区から
情報が再生されることを特徴とする光磁気記録媒体が提
供される。なお、本発明の第１及び第２の態様に従う光
磁気記録媒体では、上記再生層と上記中間層が接してい
ることが好ましい。

【００２２】本発明の光磁気記録媒体では、記録層（以
下、情報記録層とも言う）から中間層を介して再生層
（以下、拡大再生層とも言う）に転写された磁区を外部
磁界を印加することなく再生光照射により拡大させて検
出することが可能である。本発明において、このような
磁区拡大を可能ならしめるのは、１）拡大再生層の最小
磁区径の存在、２）中間層と記録層間または中間層と再
生層間の反発力の発生、３）拡大再生層と記録層間の交
換結合力の制御などの因子に基づく。最初にそれらの因
子について説明し、次いで、本発明の光磁気記録媒体を
実現する３つのタイプの光磁気記録媒体の拡大再生原理
を説明する。

【００２３】［磁区拡大の因子］ １）最小磁区径の存在による磁区拡大原理 外部磁界を必要としないで再生層の磁区を拡大させるに
は、再生層中で安定に存在し得る最小（安定）磁区の大
きさを考慮する必要がある。温度が均一な磁性層におけ
る最小磁区の磁区径をｄ、拡大再生層の磁壁のエネルギ
をσｗ、飽和磁化をＭｓ、保磁力をＨｃとすると、最小
磁区径ｄは、ｄ＝σｗ/（Ｍｓ・Ｈｃ）と表記できる。
一般に、Ｍｓが比較的小さい場合ｄは大きく、Ｍｓが大
きな場合にはｄは小さくなる。

【００２４】本発明では、図１（ａ）に示すように、拡
大再生層３の材料として、拡大再生層３において磁気的
に安定して存在し得る磁区ＳＭ１の最小径（以下、「最
小磁区径」という）が比較的大きい材料、例えば、Ｇｄ
Ｆｅを使用している。すなわち、拡大再生層３において
は、磁区ＳＭ１より小さな磁区は磁気的に安定に存在す
ることができない。一方、情報記録層５には図１（ｂ）
に示すように磁区ＳＭ２の最小磁区径が小さくなるよう
な磁気材料、例えば、ＴｂＦｅＣｏを使用しているため
に、情報記録層５に小さな記録磁区を高密度に記録する
ことが可能になる。ここで、そのような拡大再生層３と
情報記録層５が強力な交換結合力で結びついた場合に
は、図１（ｃ）に示すように情報記録層５に記録された
磁区ＳＭ２が拡大再生層３に磁気的に転写されて磁区Ｓ
Ｍ３が生じる。但し、拡大再生層３に磁気転写された磁
区ＳＭ３は拡大再生層３における最小磁区径よりも小さ
いために不安定である。それゆえ、図１（ｄ）に示した
ように拡大再生層３を情報記録層５から引き離したとす
ると、拡大再生層３に転写されていた微小磁区は拡大し
て図１（ａ）に示したような最小磁区径を有する安定な
磁区ＳＭ１に戻る。本発明では、図１（ｃ）から図１
（ｄ）に遷移するプロセスを、後述する種々の中間層
（拡大トリガー層）を用いて拡大再生層３と情報記録層
５の交換結合力の大きさを制御することによって実行し
ている。

【００２５】２）磁性層の反発力と交換結合力 記録層、中間層及び再生層の磁性材料には、例えば、希
土類遷移金属合金を用い得る。希土類は重希土類が用い
られ、この場合には、希土類金属と遷移金属の磁気スピ
ンは互いに反対方向を向くので、磁性層はフェリ磁性を
示す。希土類金属と遷移金属の磁気スピンが同じ大きさ
であれば、磁化方向が互いに逆、すなわち磁化を打ち消
しあうことになるため、全体の磁化（磁気スピンの和）
はゼロとなる。この状態は補償状態と呼ばれ、補償状態
となる温度は補償温度と呼ばれる。また、補償状態とな
る磁性層の組成は補償組成と呼ばれる。また、遷移金属
の磁気スピンが希土類金属の磁気スピンよりも大きい場
合には遷移金属リッチ（Transition Metal rich :ＴＭ
リッチ）と呼ばれ、希土類金属の磁気スピンが遷移金属
の磁気スピンよりも大きい場合には希土類リッチ（Rare
Earth rich : ＲＥリッチ）と呼ばれる。本発明では、
再生層の補償温度Ｔcomp１、中間層の補償温度Ｔcomp２
及び記録層の補償温度Ｔcomp３が、以下の（１）式及び
（２）式のいずれか一方の式を満足する。 Ｔcomp２＜１２０℃＜Ｔcomp１ ・・・（１） Ｔcomp３＜１２０℃＜Ｔcomp２ ・・・（２）

【００２６】式（１）及び（２）は、本発明において磁
区の拡大が起こるためのトリガーとなる反発力の存在を
条件を表している。式（１）の場合には、１２０℃より
低い温度に中間層４の補償温度が存在し、１２０℃より
も高い温度に再生層の補償温度が存在する。例えば、再
生層３及び中間層４がそれぞれフェリ磁性の希土類遷移
金属から構成されている場合、図２（ａ）に示すように
１２０℃では中間層４がＴＭリッチであり、再生層３が
ＲＥリッチとなる。従って、中間層４と再生層３の遷移
金属の磁気スピン（副ネットワーク磁化）は同一方向を
向き、磁化（全体の磁化）は互いに反対方向となり反発
力が生じる。本発明では、このような反発力の発生が再
生層３における磁区拡大の要件となる。ここで、記録層
５が中間層４と同じくＴＭリッチな希土類遷移金属から
構成されているとすると、再生層３、中間層４及び記録
層５間でそれらの遷移金属の磁気スピンがつながり、再
生層３と記録層５間で中間層４を介して交換結合力が働
く。ここで、交換結合力には温度依存性があるので、１
２０℃から温度が上昇すると、反発力が交換結合力を上
回り、再生層３の磁区が反転しやすくなる。この磁区反
転は磁区拡大をもたらす。

【００２７】式（２）の場合には、１２０℃より低い温
度に記録層５の補償温度が存在し、１２０℃よりも高い
温度に中間層４の補償温度が存在する。例えば、記録層
５及び中間層４がそれぞれフェリ磁性の希土類遷移金属
から構成されている場合、図２（ｂ）に示すように１２
０℃では記録層５がＴＭリッチであり、中間層４がＲＥ
リッチとなる。従って、記録層５の磁化と中間層４の磁
化は互いに反対方向となり反発力が生じる。ここで、再
生層３が中間層４と同じくＲＥリッチな希土類遷移金属
から構成されているとすると、再生層３と記録層５には
中間層４を介して交換結合力が働いている。交換結合力
には温度依存性があるので、１２０℃から温度が上昇す
ると、再生層３及び中間層４の磁化と記録層５の磁化と
の反発力が記録層５と再生層３の交換結合力を上回り、
中間層４及び再生層３の磁区がそれぞれ反転しやすくな
る。再生層３の磁区反転は磁区拡大をもたらす。上記の
式（１）あるいは式（２）のいずれか一方が満足されて
いれば、本発明において磁区拡大のきっかけとなる反発
力が発生することになる。以下の各タイプの光磁気記録
媒体の再生原理の説明では主に式（１）の条件を用いて
説明するものとする。

【００２８】上記のように本発明では、反発力と交換結
合力の関係が磁区拡大を制御する。なお、１２０℃とい
う温度は、再生光照射により磁区拡大が起こり始めるで
あろう領域の温度を想定している。すなわち、本発明で
は磁区拡大が起こり始める領域は、再生光が照射されて
加熱された領域のうち、中央部すなわち高温部分（熱中
心）ではなく周縁部すなわち低温部分である。一方、高
温部分では後述するように記録層と拡大再生層の交換結
合力が遮断される。この高温領域は本発明では１４０℃
を超える温度であると想定している。

【００２９】３）交換結合力の制御 本発明の光磁気記録媒体において、中間層はいずれのタ
イプの光磁気記録媒体においても記録層と拡大再生層と
の間に働く交換結合力と反発力の大きさを制御すること
によって拡大再生層における磁区拡大を最適化するとと
もに、ゴースト信号の発生を防止している。特に、情報
再生時には、中間層により、再生光が照射されている領
域内の高温領域において記録層と拡大再生層との間に働
く交換結合力が遮断されて、低温領域の拡大再生層の磁
区が高温領域にまで拡大する。この交換結合力が遮断さ
れる温度を交換結合力遮断温度と称する。交換結合力遮
断温度は交換結合力（交換結合磁界）の温度依存性から
求めることができる。交換結合力は拡大再生層側から磁
気光学Ｋｅｒｒ回転角の磁界依存性から決定できる。図
２５には、室温における本発明の光磁気記録媒体の磁気
光学Ｋｅｒｒ回転角（θ）のヒステリシス曲線の測定例
を示している。拡大再生層には、保磁力の大きな情報記
録層から交換結合力（交換結合磁界）がバイアス磁界と
して作用している。したがって、ヒステリシス曲線はそ
の磁界分だけ左にシフトしており、このシフト量が交換
結合力である。この交換結合力の温度依存性の一例を図
４４に示した。交換結合力遮断温度はこの交換結合力が
ほぼゼロとなる温度に相当する。

【００３０】［第１のタイプの光磁気記録媒体］拡大再
生層と情報記録層の交換結合力の大きさを制御するの
に、第１のタイプの光磁気記録媒体では、高温、例えば
１４０℃以上で面内磁化を示し、低温、例えば１２０℃
以下では垂直磁化を示すような中間層を用いる。記録層
及び再生層は垂直磁化の磁性層を用い得る。この場合、
中間層が垂直磁化を示すときには拡大再生層と情報記録
層の中間層を介した交換結合力が強いが、中間層が高温
時に面内磁化を示すときには拡大再生層と情報記録層の
交換結合力は中間層により切断または遮断されて弱ま
る。低温での拡大再生層と情報記録層の交換結合力を大
きくするためには、中間層のキュリー温度Ｔｃ２を拡大
再生層のキュリー温度Ｔｃ１よりも高くすればよい。た
だし、情報記録層への記録の悪影響を避けるためには、
Ｔｃ２は情報記録層のキュリー温度Ｔｃ３よりも低くし
ておく必要がある。したがって、第１のタイプの光磁気
記録媒体では、それらの磁性層のキュリー温度の関係は
Ｔｃ１＜Ｔｃ２＜Ｔｃ３にし得る。

【００３１】ここで、図３に示したように、情報記録層
５と拡大再生層３の間に、高温で面内磁化を示し、低温
では垂直磁化を示すような中間層、例えば拡大トリガー
層４’が存在する光磁気記録媒体を考えてみる。記録層
５に微小磁区が高密度に記録されているものとする。レ
ーザー光が照射されていない場合には、情報記録層５に
記録された磁区５Ａは拡大トリガー層４’を介した拡大
再生層３と情報記録層５との大きな交換結合力により拡
大再生層３に磁気転写されて磁区３Ａを形成している。
図４に示すように、光磁気記録媒体が矢印ＤＤの方向に
進行しつつレーザー光が照射されると光磁気記録媒体の
レーザースポット内の領域の温度が上昇する。このとき
温度上昇した領域のうち特に高温部分（例えば１４０℃
以上）では拡大トリガー層４’の磁気異方性は急激に小
さくなるため拡大トリガー層４’の磁化容易軸は垂直方
向から膜面方向に向くことになる。このとき、拡大トリ
ガー層４’の垂直磁化成分が減少するために拡大再生層
３と情報記録層５の交換結合力は急激に低下して遮断さ
れる。この交換結合力が遮断する温度をＴｒとすると、
図５に示したように、Ｔｒを超える温度領域において
は、拡大再生層３と情報記録層５は磁気的に独立な状態
になる。Ｔｒは、例えば、１２０℃〜１８０℃、好まし
くは１４０℃〜１８０℃である。

【００３２】さらに、光磁気記録媒体が矢印方向ＤＤに
進行して、図６に示したように、記録磁区５Ａが温度Ｔ
＞Ｔｒの領域付近に近づいてくると、情報記録層５の磁
区５Aの磁化及び拡大トリガー層４’の磁区４’Ａの磁
化の合成磁化と、拡大再生層３の転写磁区３Ａの磁化と
の静磁気的な反発力が、拡大再生層３の磁区３Ａと拡大
トリガー層４’を介した情報記録層５の磁区５Ａの交換
結合力に勝ることになる。特に、拡大再生層３の磁区３
Ｂは記録層５の磁区５Ｂから交換結合力により転写され
た磁区であるが、レーザスポット内にあるために交換結
合力よりも拡大トリガー層の磁区４’Ｂとの反発力の方
が強くなっている。さらに、前述のように拡大再生層３
の安定磁区径は大きいので、磁区３Ａは本来の大きさに
戻ろうとする力が働く。それゆえ、磁区３Ａと磁区３Ｂ
との間の磁壁（３ＡＦ）には磁気的な圧力が作用して、
図７に示すように、磁区３Ｂが反転した結果、磁区３Ａ
が拡大する。そして、この拡大した磁区３Ａは、図８に
示すように交換結合力が衰弱した領域付近一杯に広が
る。その拡大した領域は拡大再生層３の安定磁区径に相
当する大きさと考えることもできる。このように拡大ト
リガー層４’は温度変化により拡大再生層３の磁区が拡
大するきっかけをもたらしている。

【００３３】ここで重要なことは、磁区３Ａが拡大する
際、磁区３Ａの前側エッジ３ＡＦ（図６参照）がスポッ
ト中心に向かって拡大しても後側エッジ３ＡＲは動かな
いことである。もし、前側エッジ３ＡＦの拡大に連動し
て後側エッジ３ＡＲもスポット中心に向かって動いた場
合には、磁区３Ａの面積は増大しないからである。した
がって、磁区拡大再層３として重要な点は、前側エッジ
３ＡＦは拡大しやすく、前側エッジ３ＡＦよりも若干温
度の低い後側エッジ３ＡＲは動かずに記録層５の磁区が
転写されたままの状態を保存していることである。これ
を達成するには、交換結合力の温度勾配がＴｒ近傍で急
峻になるような材料を用いればよい。この温度勾配は実
験的には、Ｔｒ近傍と考えられる１３０℃近傍で−１０
０（Ｏｅ／℃）以上であることが望ましい。また、拡大
再生層３の膜厚が厚いと拡大しにくい傾向にあり、好ま
しくは１５〜３０ｎｍである。

【００３４】図９には、光磁気記録媒体が光スポットに
対して移動して、磁区５Ａに隣接する磁区５Ｃが本発明
の原理に従って拡大再生される様子を示している。図１
０には、さらに光磁気記録媒体が光スポットに対して移
動して図９において再生された磁区５Ｃに隣接する磁区
５Ｄが拡大再生される様子を示している。図１０から分
るように、Ｔｒを超える温度領域内にある情報記録層５
の磁区５Ａは拡大再生層３に向かって漏洩磁界を発して
いるが、その上に位置する拡大トリガー層４’の磁区が
面内磁化を示しているためにこの漏洩磁界が遮断されて
いる。したがって、拡大が起こっている領域内に位置す
る記録層５の磁区の向きがいずれであろうと拡大再生層
３の拡大動作には影響を与えることはない。

【００３５】さて、図１１に示したように、拡大再生し
て再生が終了した記録磁区５Ａは光スポットから脱出す
る際に冷却される。冷却が進んだ領域では拡大トリガー
層４’の磁区４’Ａの垂直磁気異方性が復活するため、
拡大再生層３の磁区３Ａと記録層５の磁区５Ａの交換結
合が復活することになる。しかしながら、静磁気的反発
力が交換結合力よりも勝っているために、磁区５Ａは拡
大再生層３に転写されない。さらに、磁区３Ａがスポッ
トから離れた図１２においては、交換結合力が大きくな
るが、図１において説明したように拡大再生層３の安定
磁区径からすれば微小磁区が拡大再生層３に転写される
には大きなエネルギーが必要となる。従って、この状態
でもまだ記録層の磁区５Ａは拡大再生層３に転写されな
い。それゆえ、本発明では情報の再生が終了している記
録層の磁区５Ａが拡大再生層３に再転写することによる
ゴースト信号は現れない。

【００３６】［第２のタイプの光磁気記録媒体］第２の
タイプの光磁気記録媒体の動作原理について図面を用い
て以下に説明する。このタイプの光磁気記録媒体の記録
層、中間層及び再生層は、いずれも垂直磁化を示す希土
類遷移金属合金を用いて形成されている。中間層は１６
０℃以下のキュリー温度、室温以下の補償温度を有す
る。それゆえ、再生光が照射されて光磁気記録媒体が加
熱されたときに、中間層における高温領域（１６０℃以
上）では磁化が消失している。図１３に、再生光が照射
される前の光磁気記録媒体の記録層５、中間層４及び再
生層３のそれぞれの磁区の状態を示した。各層のそれぞ
れの磁区の大きさは、ディスク進行方向において全て同
じものとする。図１３中、太い矢印（白抜き矢印）は、
それぞれの層の全体の（合成）磁化を示し、太い矢印の
内部に記載された細い矢印は、遷移金属（ＦｅやＣｏ）
の磁気スピンを示している。このタイプの光磁気記録媒
体においては、再生時に、再生光を照射して再生温度付
近（例えば、１２０℃〜２００℃）に加熱したとき、図
１３に示したように、再生層３はＲＥリッチであり、中
間層４と記録層５はＴＭリッチであるか（前記式（１）
を満足）、あるいは、再生層３及び中間層４がはＲＥリ
ッチであり、記録層５がＴＭリッチである（前記式
（２）を満足）。

【００３７】記録層５、中間層４及び再生層３のそれぞ
れの遷移金属同士は、室温において数１０ｋＯｅ以上の
強い結合力で結合しているために、図１３に示すよう
に、記録層５、中間層４及び再生層３の遷移金属の同じ
縦列の磁区では、磁気スピンを示す細い矢印は全て同じ
方向を向いている。中間層４及び記録層５はＴＭリッチ
であるため、同じ縦列の磁区では、それらの全体の磁化
は遷移金属のスピンと同じ方向を向いている。一方、再
生層３はＲＥリッチであるため、全体の磁化は遷移金属
のスピンと逆方向を向いている。すなわち、再生層３に
おける磁区の全体の磁化は、その下方の中間層４及び記
録層５の磁区の全体の磁化と互いに反対を向いており、
記録層５の磁区が再生層３に逆向きで転写されている。
ここで、再生層３及び中間層４のそれぞれの磁区を、例
えば、図１３の右側に示したように概念的に磁石３ａ及
び４ｂとみなせば、再生層３と中間層４の全体磁化が互
いに逆向きの状態は、磁石３ａ及び４ａの同じ極同士が
近接している状態と同様であり、静磁気的には極めて不
安定な状態である。すなわち、中間層４と再生層３との
間で働く静磁エネルギー反発力のために不安定な状態と
なっている。しかしながら、再生層３及び中間層４の遷
移金属のスピン同士の交換結合力の方が、静磁エネルギ
ー反発力よりも強いために、図１３に示したような、再
生層３及び中間層４の全体の磁化が互いに反対を向いた
状態が持続されている。

【００３８】情報を再生するために、図１４（ａ）に示
すように、光磁気記録媒体に再生レーザー光を対物レン
ズで集光させて照射して再生層３上に光スポットＳを形
成すると、レーザー光の光強度分布に従って光スポット
Ｓ内に温度分布が生じ、特に光スポットＳの中央付近の
温度が高くなる。このとき、中間層４のキュリー温度以
上に加熱された領域１１（以下、再生温度領域という）
では磁化が消失し、中間層の再生温度領域１１の上下に
それぞれ位置する記録層５の磁区１５と再生層３の磁区
１３との間の磁気的結合（交換結合）が失われる。この
ように、中間層４は、レーザー光照射による加熱によっ
て記録層５と再生層３との交換結合力を遮断することか
ら、この中間層のことを交換結合力遮断層とも呼ぶこと
ができる。

【００３９】ここで、図１４（ａ）に示すように、再生
レーザー光照射による加熱で中間層４の再生温度領域１
１の磁化が消失している部分と隣接している再生層３の
磁区２３とその下方の中間層４の磁区２５について考え
る。この状況では、再生層３の再生温度領域に存在する
磁区１３は、記録層５の記録磁区１５との交換結合力も
失っている。このとき再生層３の光スポット内の転写磁
区２３は、図１４（ｂ）に示すように拡大する場合、あ
るいは図１４（ｃ）に示すように縮小する場合のいずれ
かになると考えられる。

【００４０】ここで、図１５（ａ）に示すように、再生
レーザー光が照射されたときに再生層３の磁区２３の磁
壁２６が移動せずに、そのままの状態になっていると仮
定し、そのとき、再生層３下面に働いている静磁エネル
ギー反発力と交換エネルギー引力（交換結合力）との関
係を図１５（ｂ）に示した。図１５（ａ）に示すよう
に、再生光スポット内の右側の部分は、まだ温度が低い
状態で、再生層３に、大きな交換エネルギー引力と比較
的大きな静磁エネルギー反発力が働いている。交換エネ
ルギー引力は、再生層３の遷移金属と中間層４の遷移金
属との交換結合エネルギーに基づいて発生する引力であ
り、遷移金属同士は強い結合力を示すために、低温領域
においては極めて大きな値を示し、静磁エネルギー反発
力を上回っている。そして、低温領域から再生温度領域
に近づくに従って交換エネルギー引力は急激に減少し、
再生温度領域においてゼロとなる。これは、再生温度領
域で中間層４の磁化が消失して、交換結合力がなくなる
ためである。一方、静磁エネルギー反発力は、互いに逆
向きの、中間層の全体の磁化と再生層の全体の磁化との
間で働く静磁気的なエネルギーに基づく反発力である。
中間層４の領域４Ａでは静磁反発力が交換結合力を上回
っている。静磁エネルギー反発力は、図１５（ｂ）に示
すように、低温領域から再生温度領域に近づくに従って
中間層４の磁化が小さくなるために減少している。しか
しながら、静磁エネルギー反発力は、再生温度領域にお
いてもゼロとはならず、所定の値を有している。すなわ
ち、再生温度領域の再生層の磁区２７には、静磁エネル
ギー反発力が働いている。これは、図１５（ａ）に示す
ように、再生温度領域の再生層の磁区２７の磁化が、再
生温度領域の記録層の磁区２８の磁化と反対向きで、そ
れら磁区の間で反発力が働いているためである。この場
合、図１６（ａ）に示すように、まず再生層３の磁区２
３の左側の磁区２３’において、静磁エネルギー反発力
が交換エネルギー引力を上回るため、磁区２３’が反転
する。この拡大再生層の最小磁区径は記録磁区の最小磁
区径よりも大きく、光スポット径と同程度になるよう磁
気特性を調整（８０μｅｍｕ／ｃｍ^２＜再生層の飽和磁
化×膜厚＜２２０μｅｍｕ／ｃｍ^２）してあるため、図
１６（ｂ）の磁区２３Ａのように拡大再生層の磁区はほ
ぼ光スポット径になるまで拡大する。このとき、図１６
（ｂ）に示すように、再生層の拡大した磁区２３Ａの磁
化が記録層の磁区２８の磁化と同方向を向くので静磁エ
ネルギー反発力は更に減少する。すなわち、図１４
（ａ）に示した拡大再生層３の光スポット内の再生温度
領域の転写磁区２３は、図１４（ｂ）に示すように拡大
することになる。これは、拡大再生層３の磁化が比較的
小さい場合、最小磁区径の大きさにより、小さな磁区を
維持することができないという磁気的な性質に起因して
いる。このような磁区拡大を利用した場合、再生層から
は、大きな再生信号を検出することができる。更にディ
スクが矢印方向に進んで図１６（ｂ）の記録磁区２５が
光スポット内の高温部に移動した場合を図１９に示し
た。この場合、記録磁区２５から拡大再生層３に漏洩磁
界が及んでいるが、前述したように拡大再生層３には転
写可能な最小磁区径が存在するため、これより小さな磁
区は転写することができない。すなわち、高温部分の記
録層５の状態（記録磁区２５）は拡大再生層３に転写さ
れることはない。

【００４１】図１４（ｃ）に示すように、再生層の転写
磁区が縮小する場合は、再生層内で静磁エネルギーが上
昇するためにエネルギー的に不安定に状態なる。したが
って、図１４（ｃ）に示すような磁区２３の縮小は起こ
らないと考えられる。

【００４２】このような再生層における磁区拡大を、よ
り良好に行うには、中間層が、大きな垂直磁気異方性エ
ネルギー（Ｋｕ）を有し、キュリー温度付近まで垂直磁
化膜であることが好ましい。ここで中間層のＫｕが小さ
い場合の例を図１７（ａ），（ｂ）に示した。中間層４
のＫｕが小さい場合、中間層４のキュリー温度付近の磁
区５９は、再生層３からの静磁エネルギー反発力のため
に面内方向を向くことになる。したがって、再生層３の
磁区拡大は、図１７（ｂ）に示すように、中間層４のキ
ュリー温度以上の非磁性領域（（Ｔｃ≦Ｔ）の直上の再
生層領域２３Ｂにおいて起こるため、拡大率が小さい。
また、この場合、再生層と中間層の結合の切れる場所が
曖昧になりジッター量を増やす恐れがある。それゆえ、
中間層４は、大きな垂直磁気異方性を有することが好ま
しい。しかしながら、キュリー温度が１５０度近傍で最
も大きなＫｕを有するＴｂＦｅ合金を中間層に使用して
実験した場合、交換エネルギー引力の温度勾配が急峻に
なりすぎるために、図１６（ａ）に示した静磁エネルギ
ー反発力による磁区拡大の芽がふぞろいになる場合があ
った。実験結果からすると、中間層のＫｕは０．４ｅｒ
ｇ／ｃｍ^３〜１ｅｒｇ／ｃｍ^３が好ましいことがわかっ
た。実験結果からすると、特にエラーレートを低下させ
るためには、最適な中間層は、ＴｂＧｄＦｅ合金を使用
したときで、Ｔｂに対するＧｄの原子比が５分の１以下
の場合であった。なお、ＴｂＦｅＣｏ合金に非磁性金属
等を添加してＫｕを減少させ、Ｋｕの値を上記範囲内に
することによっても比較的良好な記録再生結果が得られ
る。

【００４３】ここで、第２のタイプの光磁気記録媒体に
おいて磁区拡大再生したときに、ＤＷＤＤやＣＡＲＥＤ
において発生していたゴースト信号が防止される理由に
ついて図を用いて以下に説明する。

【００４４】図１８（ａ）には、光スポットで媒体を走
査したときに、光スポット内に存在する記録層５の記録
磁区２５が、キュリー温度以下に冷却されて再び磁化を
取り戻した中間層４に転写されて再転写磁区３１が生成
された様子を示している。このとき中間層の再転写磁区
３１の高温側、すなわち右側の領域３１Ａでは静磁エネ
ルギー反発力が強いために、中間層の再転写磁区３１と
再生層の磁区は交換結合できない。また、再転写磁区３
１の左側の領域３１Ｂでは、再転写磁区３１と再生層の
磁区は交換結合できる状態であるが、転写磁区サイズが
小さすぎて転写できない。したがって、転写磁区が現れ
ないからゴースト信号も現れない。更に、図１８（ｂ）
に示すように、図１８（ａ）に示した状態からディスク
がさらに回転移動した場合（記録磁区２５が光スポット
から離れた場合）、再転写磁区３１の左側の交換結合し
ようとしている部分の面積が増えるために、再生層に転
写磁区２３が現れる。しかしながら、再生層の転写磁区
２３の右側の磁区５５（光スポット側の磁区）は、中間
層４との界面３１Ａにおいて静磁エネルギー反発力が優
勢であるために反転することができず、したがって、ゴ
ースト信号も発生しない。

【００４５】ＤＷＤＤでは、再生層、中間層、記録層の
磁化を極めて小さく設計しているため、本発明のように
再生層と中間層の静磁エネルギー反発力は作用せず、容
易に再生層に磁区が再転写する。したがって、再転写磁
区の高温側磁壁は温度勾配に沿って移動してゴースト信
号を発生させる。また、ＣＡＲＥＤでは２０００年日本
応用磁気学会学術講演会で中間層の最適化した結果とし
て、中間層にはＫｕの小さなＧｄＦｅＣｒが良く、Ｔｂ
ＦｅＣｏＳｉでは特性が良くならないことを報告してい
る。しかしながら、本発明では、ＴｂＧｄＦｅを中間層
に用いてゴースト信号が出現しないという結果が得られ
た。これは、中間層の非磁性領域が高温部から再び低温
部に復活する場合、ＧｄＦｅＣｒのＫｕがわずか２×１
０^５ｅｒｇ／ｃｍ^３程度しかないために、再生層の静磁
エネルギー反発力および交換エネルギー引力に反目しな
いよう面内方向を向いてそれらの力を減少させている。
したがって、記録層の磁区は再生層に交換エネルギー引
力で容易に転写し、ゴースト信号を発生させることとな
る。しかし、後述する実施例８において使用したＴｂＧ
ｄＦｅのＫｕは７×１０^５ｅｒｇ／ｃｍ^３と大きいため
に、中間層から再生層への再転写を容易に許さないため
にゴースト信号は現れていないと考えられる。また、光
磁気ディスクに膜面側から光を入射させて磁気光学カー
効果を調べると、中間層にＧｄＦｅＣｒを用いた光磁気
ディスクの場合には、カーヒステリシスループは左右ど
ちらかにシフトして、しかも垂直磁化膜特有な急激な遷
移を示さない。しかし、中間層にＴｂＧｄＦｅを用いた
光磁気ディスクの場合には、外部磁界に対しシフトした
部分で急峻な遷移を示す。したがって、中間層のＫｕに
よる影響を調べる方法として上記方法を使うことができ
る。

【００４６】上記第２のタイプの光磁気記録媒体では、
前述の式（１）に従って中間層４にＴＭリッチな希土類
遷移金属を用いた例を説明した。しかし、静磁気的な反
発力は拡大再生層３と記録層５の間に成り立っていても
よく、すなわち、前述の式（２）に従って中間層はＲＥ
リッチであってもよい。図４７には、再生温度近傍（１
２０℃〜１６０℃）で中間層がＲＥリッチな状態を示し
た。この場合、光スポットに記録磁区５Ａが近づいた状
態では交換結合力によって拡大再生層３、中間層４及び
記録層５の遷移金属のスピンは同一方向（上向き）を向
いており、中間層４の磁区４Ａと記録層５の磁区５Ａと
の間で静磁気的な反発力が生じていることがわかる。更
にディスクが回転して光スポットに近づくと、図４８に
示すように、磁区４Ａに隣接する磁区４Ｂでは、その直
下の磁区５Ｂとの交換結合力が衰弱してそれらの磁区間
での静磁気的な反発力が交換結合力よりも勝るので、中
間層の磁区４Ｂが反転する。これをきっかけとして磁区
４Ｂと交換結合力によって転写されていた拡大再生層の
磁区３Ｂもまた反転する。磁区３Ｂの反転は、磁区３Ａ
の拡大開始に相当する。磁区３Ａはこの後さらに最小磁
区径までの拡大することになる。このように、静磁気的
な反発力が拡大再生層３と記録層５の間に存在する場
合、すなわち、前述の式（２）が成立する場合であって
も本発明の磁区拡大再生の効果が得られる。なお、前述
の式（２）は、上記の第１のタイプの光磁気記録媒体で
も後述する第３のタイプの光磁気記録媒体にも適用可能
である。

【００４７】［第３のタイプの光磁気記録媒体］第３の
タイプの光磁気記録媒体は、中間層と記録層の界面また
は中間層と拡大再生層の界面に中間層を構成する物質と
は異なる物質を介在させて有する。この物質は、それら
の界面における中間層のキュリー温度を低下させるか、
あるいはその物質自体のキュリー温度が中間層のキュリ
ー温度よりも低い。そのような物質を中間層の表面また
は中間層と記録層若しくは拡大再生層との界面に有する
ことにより記録層と拡大再生層の交換結合力が再生温度
にて遮断される。そのような物質を導入するには、中間
層またはその界面をスパッタリング、イオンエッチング
または加熱処理すればよい。あるいは、記録層と中間層
の界面または拡大再生層と中間層の界面にキュリー温度
の低い物質、例えば希土類元素またはニッケルからなる
層を気相法などで堆積してもよい。

【００４８】第３のタイプの光磁気記録媒体では、中間
層４は、再生温度以上において磁化が残っていても良
い。すなわち、中間層４の材料としてそのキュリー温度
が再生温度、特に１６０℃以上であってもよい。従っ
て、第３のタイプの光磁気記録媒体では、第１のタイプ
の光磁気記録媒体と同様に中間層のキュリー温度は拡大
再生層のキュリー温度よりも高く設定してもよい。

【００４９】第１〜第３のタイプの光磁気記録媒体にお
いて、再生層に転写された磁区を、より一層容易に拡大
させるためには、再生層の磁化をある程度小さくするこ
とが望ましく、例えば再生層の飽和磁化が、１２０℃の
温度で８０ｅｍｕ／ｃｍ^３以下であることが好ましい。
更に、ゴースト信号の発生を防止するために、再生層の
飽和磁化は、１２０℃近傍で４０ｅｍｕ／ｃｍ^３以上で
あることが好ましい。

【００５０】第１〜第３のタイプの光磁気記録媒体にお
いて、図１５（ｂ）に示すような交換エネルギー引力
（交換結合力）が再生温度領域と低温領域との境界で急
激に減少するように設計することが好ましい。これによ
り、再生層に転写された微小磁区の光スポット中心側の
磁壁が光スポット中心側に向かうことにより、再生層に
転写された微小磁区が拡大しても、微小磁区の光スポッ
ト中心と反対側の磁壁は動かずに固定されている（図６
の前側エッジ３ＡＦ及び後側エッジ３ＡＲ参照）ので、
より安定な拡大再生が可能になる。図１５（ｂ）に示す
交換エネルギー引力曲線の傾きを再生温度領域と低温領
域との境界において急峻にするためには、例えば、中間
層の室温での垂直磁気異方性エネルギーを０．４×１０
^６ｅｒｇ／ｃｍ^３以上にすればよい。

【００５１】本発明において、特に第２のタイプの光磁
気記録媒体において、中間層の磁化は、ある程度大きい
ことが好ましく、１００℃付近での飽和磁化を５０ｅｍ
ｕ／ｃｍ^３以上にすることが好ましい。これにより、再
生層の転写磁区を容易に拡大させるための適当な静磁エ
ネルギー反発力が得られ、また、ＤＷＤＤやＣＡＲＥＤ
のようなゴースト信号の発生を防止することができる。
かかる特性を有する材料としては、例えば、Ｔｂに対し
てＧｄが５分の１以下の割合で含まれるようなＴｂＧｄ
Ｆｅ合金が好ましい。若干のＧｄのかわりに非磁性金属
を添加しても良い。また、第２のタイプの光磁気記録媒
体において、中間層のキュリー温度が高すぎると、情報
を再生したときに、再生層からの磁区拡大信号が小さく
なる恐れがあるので、中間層のキュリー温度は１６０℃
以下が好ましい。

【００５２】また、図１５（ｂ）に示すように適度な静
磁エネルギー反発力を得るためには記録層の飽和磁化が
１５０℃から２００℃の温度範囲で５０ｅｍｕ／ｃｍ^３
以上であることが好ましい。

【００５３】本発明の光磁気記録媒体は、再生層が２０
℃からキュリー温度付近までの温度範囲において垂直磁
化膜であるため、再生層に再び記録層の磁区が再転写さ
れてゴースト信号が発生することを有効に防止してい
る。かかる再生層としては、ＧｄＦｅ、ＧｄＦｅＣｏな
どのＧｄＦｅ合金が最適である。

【００５４】本発明の光磁気記録媒体の記録層は、アル
ゴンを主体とするスパッタガスを用いて０．４Ｐａ以上
のガス圧で成膜されていることが好ましい。０．４Ｐａ
以上のガス圧で成膜された記録層は、磁性粒子が微細化
しているために、記録層に細かな反転磁区が存在できる
ようになり、微小磁区を確実に形成することが可能とな
る。

【００５５】また、記録層に微小磁区を形成するには、
情報記録時に、記録層以外の磁性層からの漏洩磁界の影
響を低減することが好ましい。そのためには、例えば、
再生層のキュリー温度を、記録層のキュリー温度よりも
３０℃以上低くすればよい。これにより、情報記録時の
記録用レーザー光の照射による加熱で再生層の磁化が消
失または小さくなるため、記録層に漏洩磁界が印加され
ることが防止または低減される。また、記録層に微小磁
区を形成することができるようにするために、記録層
に、例えば、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、Ａｇ等の貴金属を主体
とする金属、あるいはＳｉＯ_２等の誘電体からなる粒径
２０ｎｍ以下のクラスターを、３０％以下の濃度で混入
させればよい。記録層に混入させる物質の濃度が３０％
を超えると、磁化や垂直磁気異方性エネルギーが減少し
て記録性能が落ちる恐れがあるため３０％以下であるこ
とが好ましい。かかる記録層は１５０℃付近で交流消磁
した場合に、磁区径が５０ｎｍ以下になり、１００ｎｍ
以下の磁区の記録が容易になる。

【００５６】また、更に細かな微小磁区を記録層に記録
するために、記録層の一部あるいは全部を、例えばＣｏ
を主体とする０．４ｎｍ以下の磁性層と、Ｐｄあるいは
Ｐｔを主体とする１．２ｎｍ以下、好ましくは０．８ｎ
ｍ以下の厚さの金属層とを５組以上４０組以下で交互に
積層した磁性多層膜を利用すると良い。かかる磁性多層
膜は、ＴｂＦｅＣｏ単層に比べて２倍以上も垂直磁気異
方性エネルギーが大きい。垂直磁気異方性エネルギーの
大きな記録層は、形成される微小磁区を長期にわたって
安定に保存することができる。また、磁性多層膜の大き
な垂直磁気異方性エネルギーは、この磁性多層膜の下地
の状態に応じて異なってくる。記録層として磁性多層膜
を用いた場合、その下地層には、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、Ａ
ｇ等の貴金属を主体とする金属あるいはＳｉＯ_２等の誘
電体からなる粒径２０ｎｍ以下のクラスターが混入して
粒径２０ｎｍ以下になっている状態が好ましい。細かな
微小磁区を記録層に記録するために、記録層の一部ある
いは全部をＣｏとＰｄあるいはＰｔを主体とする局所化
合物合金から形成してもよい。あるいは、情報記録層に
接して磁区拡大用再生層の反対側にＰｔ、Ｐｄ、Ａｕ、
Ａｇ等貴金属を主体とする金属層あるいはこれにＳｉＯ
_２等誘電体の粒径５０ｎｍ以下のクラスターが原子量比
にして１０％以上混入している層を厚さ２０ｎｍ以上で
形成してもよい。

【００５７】本発明の光磁気記録媒体を用いて高分解能
な記録再生を行った場合、再生波形に以下のような特徴
が生ずる。例えば、レーザー光の波長をλ、対物レンズ
の開口数をＮＡとし、λ／ＮＡの２倍の長さを周期Ｌと
した場合、０．２（または０．１）×Ｌの長さの最密記
録磁区を最も大きな信号対雑音比（Ｃ／Ｎ）が得られる
再生パワー（Ｐｒ）において、周期Ｌで０．２（または
０．１）×Ｌの長さの孤立磁区を記録した時の再生波形
の信号強度Ａ及び半値幅Ｂに比べて、この孤立磁区をＰ
ｒの２分の１の再生パワーで再生した再生波形の信号強
度がＡの２分の１以下、半値幅がＢの２倍以上になって
いる。このような条件を満たした場合、分解能、再生信
号強度共に高密度記録再生を可能にすることができる。

【００５８】以上述べてきたことは、線密度方向の密度
向上に極めて有効な方法であるが、トラック方向に密度
を詰めるには、以下の方法が有効である。例えば、基板
として、ランド部、グルーブ部両方を記録エリアとする
時、グルーブの半値幅をランドの半値幅よりも広くする
のが有利である。これは成膜によって実効的にグルーブ
幅が狭くなるためである。これにより、ランド部とグル
ーブ部での記録再生特性の差を解消することができる。
あるいは、ランドまたはグルーブのいずれか一方に情報
を記録してもよい。この場合には、情報記録する一方の
面積を他方の面積よりも少なくすることができる。

【００５９】また、本発明の光磁気記録媒体は、ＤＷＤ
Ｄ媒体と異なり、深溝ランドグルーブ基板を用いる必要
がなく、既存の基板を用いることができる。

【００６０】本発明の光磁気記録媒体が基板側から光を
入射させて記録再生が行われる場合、用いられる基板
は、その屈折率をｎとしたときに、基板成型の容易さか
ら、ランドの側壁の高さ（またはグルーブ深さ）がλ／
（１６ｎ）〜λ／（５ｎ）であることが好ましい。光磁
気記録媒体の基板と反対側から光を入射させて記録再生
が行われる場合には、ランドの側壁の高さ（またはグル
ーブ深さ）がλ／１６〜λ／５であることが好ましい。

【００６１】本発明においては、図２１に示すように、
光磁気記録媒体の基板上に形成されるグルーブの半値幅
Ｇ（グルーブ深さＤの２分の１の深さにおけるグルーブ
幅をいう）がランド半値幅Ｌ（グルーブ深さＤの２分の
１の深さにおけるランド幅をいう）より大きく、該グル
ーブ部に情報を記録することにより記録再生パワー感度
を向上させることができる。本発明者の実験によると、
ランド記録方式媒体とグルーブ記録方式媒体とでは、記
録再生パワー感度が異なることが分かった。基板の形状
に起因して記録再生時の熱流の挙動がランド部とグルー
ブ部で異なり、特に、ランド部では熱が逃げやすく、こ
のためパワー感度が低下すると考えられる。本発明で
は、光磁気記録媒体のグルーブ半値幅（Ｇ）とランド半
値幅（Ｌ）との比（Ｇ／Ｌ）が１．３≦（Ｇ／Ｌ）≦
４．０であることが望ましい。Ｇ／Ｌをこの範囲に維持
することにより、ビットエラーレートを低減して良好な
Ｃ／Ｎを得ることができる。また、トラッキングに必要
な十分なプッシュプル信号を確保することができる。

【００６２】上記のようなＧ／Ｌ比の場合、グルーブ・
ランドの形成されている領域の基板グルーブ深さ（Ｄ）
が３０ｎｍ〜８０ｎｍであることが望ましい。再生グル
ーブ深さをこの範囲にすると、トラッキングを安定して
行うのに十分なプッシュプル信号を確保することがで
き、また、グルーブ上で記録層等の層を必要な厚みで形
成することができる。

【００６３】ランド側壁面の傾斜角度（θ）は４０°〜
７５°であることが望ましい。傾斜角度（θ）をこの範
囲にすると、隣接するトラックの影響による再生信号の
劣化防ぎ、また、グルーブ上で記録層等の層形成を必要
な厚みで形成することができる。

【００６４】本発明に従えば、本発明の光磁気記録媒体
に再生光を照射して上記記録層と再生層の交換結合力を
遮断する温度以上に加熱して光磁気記録媒体から情報を
再生することを特徴とする光磁気記録媒体の再生方法が
提供される。この方法を用いるとゴースト信号を生じる
ことなく、再生層に転写された磁区を確実に拡大して検
出することができるので、高Ｃ／Ｎで大きな再生信号が
得られる。この方法では、再生しようと記録磁区が再生
光の中心に到達する前に記録磁区を検出することができ
る。また、この方法では、情報再生時に、外部磁界を光
磁気記録媒体に印加する必要はない。

【００６５】本発明に従えば、本発明の光磁気記録媒体
を磁界変調記録するための光磁気記録再生装置が提供さ
れる。

【００６６】本発明の光磁気記録再生装置は、本発明の
光磁気記録媒体に、オーバーライト可能で、高線密度記
録に優れた磁界変調記録方式により情報を記録すること
ができる。記録再生装置は、光パルス磁界変調記録方式
で光磁気記録媒体に情報を記録することができる。光パ
ルス磁界変調記録の場合、パルスデュ―ティーは２５％
〜４５％で良好な微小磁区記録が遂行できている。これ
は高速な熱レスポンスを必要とするためである。本発明
の光磁気記録媒体は、再生信号のＤＣ成分変動が比較的
大きい。本発明の記録再生装置は、ＤＣ成分の変動を補
うために、差分検出、微分検出あるいは１００ｋＨｚ以
下の低域除去フィルターを用いて低域信号をカットする
ための信号処理装置を備え得る。更に、安定した磁区拡
大再生を実現するためには、磁区拡大を積極的に誘発す
るトリガーが必要となる。これは、再生光パワーを一定
値ではなく変調して照射することにより実現できる。よ
り好ましくは、基板上に基準クロックを予め埋め込んで
おいて、これよりＰＬＬ回路で精密なクロックを作製
し、記録再生の同期精度を高める装置を用いることであ
る。トリガーを発生させる別の方法としては、再生磁界
を印加する方法や再生磁界を一定値ではなく変調して印
加することが有効である。この場合も基板に埋め込んだ
クロックピットにより記録再生の正確な同期再生を行う
ことが好ましい。

【００６７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に従う光磁気記録媒
体、その再生方法及び記録再生装置の実施例について具
体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものでは
ない。

【００６８】

【実施例１】この実施例では、図２０に示したような構
造の光磁気ディスク３００を製造する。光磁気ディスク
３００は、本発明の第１のタイプの光磁気記録媒体に相
当する。光磁気ディスク３００は、基板１上に、誘電体
層２、拡大再生層(磁区拡大再生層)３、拡大トリガー層
４’、記録層５、保護層７、ヒートシンク層８及び保護
コート層９を備える。かかる光磁気記録媒体３００は、
高周波スパッタ装置を用いて以下のようにして製造し
た。

【００６９】基板１には、図２１に示したような形状の
ポリカーボネート基板を用いた。基板１は、トラックピ
ッチＴＰ＝７００ｎｍ、ランド半値幅Ｌ＝２００ｎｍ、
グルーブ半値幅Ｇ＝５００ｎｍ、グルーブ深さＤ＝６０
ｎｍ及び厚さ０．６ｍｍを有する。なお、ランド半値幅
Ｌ及びグルーブ半値幅Ｇはそれぞれグルーブ深さＤがＤ
／２となる深さ位置におけるランド及びグルーブの幅を
意味する。ランド側壁の傾斜角（あるいはグルーブの傾
斜角）θは約６５°であった。基板１を、高周波スパッ
タ装置の成膜室内の基板ホルダに装着し、成膜室を到達
真空度１．０×１０^−５Ｐａまで排気した後、基板１上
に誘電体層２としてＳｉＮを６０ｎｍの膜厚で成膜し
た。

【００７０】次いで、誘電体層２上に拡大再生層３とし
て、希土類リッチなＧｄＦｅＣｏアモルファス合金を膜
厚２０ｎｍで成膜した。このＧｄＦｅＣｏアモルファス
合金は、キュリー温度が約２３０℃、補償温度がキュリ
ー温度以上である。１６０℃における飽和磁化は約３０
ｅｍｕ／ｃｍ^３であった。拡大再生層３を成膜する際の
スパッタガス圧は０．３Ｐａに調整した。次いで、拡大
再生層３上に、拡大トリガー層４’として、遷移金属リ
ッチなＴｂＧｄＦｅＣｏアモルファス合金層を膜厚１０
ｎｍで形成した。このＴｂＧｄＦｅＣｏアモルファス合
金は約２４０℃のキュリー温度、室温以下の補償温度を
有する。この拡大トリガー層４’は、室温から約１２０
℃までは垂直磁化を示し、約１４０℃から面内磁化成分
が増大し、キュリー温度までは面内磁化を示す。

【００７１】次いで、拡大トリガー層４’上に記録層５
としてＴｂＦｅＣｏアモルファス合金を膜厚６０ｎｍで
形成した。記録層５のＣｏ量は拡大トリガー層中のＣｏ
量よりも多い。このＴｂＦｅＣｏアモルファス合金は約
２７０℃のキュリー温度、８０℃の補償温度を有する。
記録層５の成膜時のスパッタガス圧は１Ｐａとした。こ
のように記録層成膜時のスパッタガス圧を拡大再生層成
膜時の２倍以上にするのは、スパッタガスを高くするこ
とによって微小磁区が形成されやすくして記録密度を高
くするためである。記録層成膜時のスパッタガス圧は、
０．４Ｐａ以上が好ましい。一方、拡大再生層について
は最小磁区径を大きくするために、スパッタガス圧をそ
れほど上げないほうがよい。

【００７２】次いで、記録層５上に、保護層７としてＳ
ｉＮを膜厚２０ｎｍにて成膜し、保護層７上にヒートシ
ンク層８としてＡｌを膜厚３０ｎｍにて成膜した。その
後、このディスクをスパッタ装置から取り出して、紫外
線硬化樹脂を約５μｍの厚みでスピンコートし、紫外線
を照射して硬化させた。こうして図２０に示した積層構
造を有する光磁気ディスク３００を得た。

【００７３】こうして得られた光磁気ディスク３００の
性能を以下のようにして評価した。評価には、波長６５
０ｎｍ、対物レンズの開口数ＮＡ＝０．６０の光学ヘッ
ドを搭載した市販テスターを用いた。光学ヘッドから照
射した光ビームの光磁気ディスク上での光スポット径は
約１μｍであった。ディスク線速度が３．５〜５．０ｍ
／ｓｅｃになるようにディスクを回転した。最初に、光
スポット径の５分の１に相当する直径０．２μｍの磁区
を光パルス磁界変調記録で記録層に形成した。この際、
記録クロック周期を４０ｎｓｅｃとし、光パルス幅は１
８ｎｓｅｃ、記録レーザーパワーはディスク記録面で約
１０ｍＷとした。この光パルスを光磁気ディスクに照射
しながら、記録磁界としてパルス幅４０ｎｓｅｃの＋３
００Ｏｅの正磁界と、パルス幅３６０ｎｓｅｃの−３０
０Ｏｅの負磁界を組み合わせてそれを繰り返し印加し
た。したがって、記録磁区長は、例えば、プラス磁界が
記録方向（黒磁区形成）で、マイナス方向が消去方向
（白磁区）であるとすると、黒磁区が２００ｎｍ、白磁
区が１８００ｎｍの長さでそれぞれ形成された。

【００７４】こうして光磁気ディスクに形成された繰り
返し記録パターンを再生光を照射して再生した。再生光
は連続光とした。再生光パワーＰｗ＝１．５ｍＷの場
合、この繰り返し記録パターンはわずかな信号強度では
あるが、図２２に示すような波形として観察することが
できた。光スポット径は約１μｍであったので、０．２
μｍの記録磁区の再生信号波形の裾野の長さは１μｍ＋
０．２μｍ、すなわち１．２μｍとなっていることがわ
かる。半値幅は約０．６μｍであった。次いで、再生光
パワーを３．０ｍＷに変更して上記繰り返し記録パター
ンを再生したところ、図２２に示すような再生波形が得
られた。図２２からわかるように半値幅は記録磁区の長
さと同じ０．２μｍであり、この半値幅は再生光パワー
が１．５ｍＷのときの約３分の１と狭くなっていること
がわかる。一方で、再生信号強度は再生光パワーが１．
５ｍＷのときに比べて２倍以上に増大している。図２２
の再生信号波形からすれば、再生光パワーが３．０ｍＷ
の場合には、記録磁区が再生層に転写され拡大されて再
生されていることがわかる。一方、再生光パワーが１．
５ｍＷの場合には拡大が起こっておらず、再生層に転写
された記録磁区がそのまま再生されていると考えられ
る。

【００７５】さらに、図２２の波形を比較すると以下の
重要なことがわかる。再生光パワーが３．０ｍＷの場合
のピーク中心は再生光パワーが１．５ｍＷのピーク中心
に比べて時間的に早く現れている。すなわち、再生層に
転写された磁区の拡大が起こるときには、転写された磁
区が光スポットの中心に到達する前にこの磁区を検出す
ることができる。これは、図５に示したように、光スポ
ットに入りかけた記録磁区５Ａが拡大再生層３に転写さ
れて光スポット内で拡大しているという理論説明からも
分ろう。このように、記録磁区を光スポットの中心から
時間的にアドバンスして検出することは、本発明の光磁
気記録媒体を用いた再生方法の大きな特徴である。

【００７６】次に、光スポット径の約１０分の１に相当
する最短マーク長０．１２μｍのＮＲＺＩランダムパタ
ーンを記録して、このパターンを種々の再生光パワーで
再生した。再生信号からエラーレートの再生パワー依存
性を測定し、結果を図２３に示す。５０００個のデータ
を記録した場合に、エラーが一つであればエラーレート
は５×１０^−４であり、実用的にはデータ修正が可能で
ある。図２３より５×１０^−４以下のエラーレートを満
足する再生パワーマージンは２０．５％であり、±１０
％以上を実現していることがわかる。それゆえ、本発明
の光磁気ディスクは再生パワーマージンに関して充分実
用可能な媒体であるといえよう。次に、記録パワーを変
化させて最短マーク長０．１２μｍのＮＲＺＩランダム
パターンを記録し、これらの記録情報を再生した場合の
エラーレートを求めた。記録パワーに対するエラーレー
トの変化を図２４に示した。再生パワーと同様に記録パ
ワーが±１０％以上（２２．５％以上）変化しても５×
１０^−４以下のエラーレートが確保できることがわかっ
た。それゆえ、本発明の光磁気ディスクは記録パワーマ
ージンに関しても満足している。さらに、光磁気ディス
クの傾きに対する実効レーザーパワーの低下を観測した
ところ、実用化目標である±０．６°を満足しているこ
とがわかった。

【００７７】

【実施例２】光磁気ディスクの拡大再生層３を１０〜５
０ｎｍの種々の膜厚に変更した以外は、実施例１と同様
にして複数の光磁気ディスクのサンプルを製造した。そ
れらの光磁気ディスクについて実施例１と同様にしてビ
ットエラーレート（ＢＥＲ）を測定した。拡大再生層３
の種々の膜厚ｔと測定したビットエラーレートの関係を
図３１に示す。図３１より、拡大再生層３の膜厚ｔが１
５〜３０ｎｍの範囲で１×１０^−４のビットエラーレー
トを達成していることがわかる。これは、拡大再生層３
の膜厚がこれよりも薄いと再生層を通して拡大トリガー
層および記録層の記録磁区が見えるため正確な信号再生
が困難になる。また、拡大再生層３の膜厚が３０ｎｍよ
りも厚くなると微小記録磁区の磁気転写が困難になり、
微小磁区の拡大が起こり難いと考えられるからである。
それゆえ、拡大再生層３の膜厚としては１５〜３０ｎｍ
が望ましい。

【００７８】

【実施例３】この実施例では、実施例１で製造した光磁
気ディスクの拡大再生層と記録層との間で働く交換結合
磁界（交換結合力）の大きさの求め方について説明す
る。交換結合力は拡大再生層側から磁気光学カー（Ｋｅ
ｒｒ）効果の磁界依存性を測定することにより求めるこ
とができる。図２５に、実施例１の光磁気ディスクの室
温におけるヒステリシス曲線を示している。このヒステ
リシス曲線は、測定光を拡大再生層側から入射し極磁気
光学Ｋｅｒｒ回転角の磁界依存性測定により求めた。拡
大再生層には、保磁力の大きな情報記録層から交換結合
磁界が作用しており、ヒステリシス曲線はその分左（マ
イナス磁界側）にシフトしている。このシフト量が交換
結合磁界に相当する。

【００７９】交換結合磁界（Ｈexc）の温度依存性を図
２６に示す。拡大再生層に転写された磁区を維持するの
に必要な交換結合磁界の大きさとして、例えば、３ｋＯ
ｅ程度になる温度において、交換結合磁界（交換結合
力）の温度勾配を測定するとー３５０〜−１８５Ｏｅ／
℃であった。この交換結合磁界は、拡大再生層の厚みが
薄くなると大きくなり、拡大再生層の飽和磁化が小さく
なるほど大きくなることがわかっている。そこで、拡大
再生層の膜厚や飽和磁化等を変化させた種々の光磁気デ
ィスクを作製し、これらの交換結合磁界の温度依存性を
測定し、交換結合磁界が３ｋＯｅ程度になる温度におけ
る温度勾配を求めた。なお、飽和磁化は拡大再生層中の
Ｇｄの組成を変更して調整した。これらの光磁気ディス
クの最短マーク長０．１２μｍにおけるビットエラーレ
ート（ＢＥＲ）を測定し、温度勾配とビットエラーレー
トの関係を調べた。記録パターンにはＮＲＺＩを用い
た。この最短マーク長は光スポット径の約８分の１であ
り、光の分解能をはるかに越えている。絶対値で表示し
た温度勾配に対するビットエラーレートの変化を図４５
に示した。一般に、良好なビットエラーレートは１×１
０^−４あるいは５×１０ ^−４以下が実用的なところであ
り、５×１０^−４で見てみると、この温度勾配が−１０
０Ｏｅ／℃以上の急勾配であれば良好なビットエラーレ
ートが得られることがわかった。

【００８０】

【実施例４】実施例１で製造した光磁気ディスクの拡大
再生層の膜厚を１０ｎｍから４０ｎｍまで変化させると
ともに、拡大再生層の組成を変更することで飽和磁化
（室温での飽和磁化）を種々の値に変更した拡大再生層
を備えた光磁気ディスクを用意した。これらの光磁気デ
ィスクについて実施例１と同様にしてビットエラーレー
ト（ＢＥＲ）を測定した。最短マーク長は０．１３μｍ
とした。膜厚と飽和磁化の積とビットエラーレートの関
係を図２７に示した。拡大再生層の膜厚ｔと飽和磁化Ｍ
ｓの積は、磁区拡大を生じさせる磁気的なエネルギーに
相当する。ビットエラーレート５×１０^−４を満足する
範囲を見てみると、膜厚と飽和磁化の積が８０μｅｍｕ
／ｃｍ^２〜２２０μｅｍｕ／ｃｍ^２であれば比較的良好
なビットエラーレートが得られることが図２７よりわか
る。

【００８１】拡大再生層のＭｓ×ｔは、製造された光磁
気ディスクからも測定することができる。図４６に本発
明ディスクの１２０℃付近での単位面積（ｃｍ^２）あた
りの磁化測定の結果を示す。拡大再生用磁性層は保磁力
が小さいために比較的小さな磁界で反転させることが可
能である。しかし、情報記録層は保磁力が大きく簡単に
は磁化反転しない。したがって、図４６中、負の低磁界
側で現れるヒステリシスカーブの落下部、すなわち、外
部磁界約７ｋＯｅでの磁化変化（図中、Ａ）は再生層の
磁化反転に対応していると考えられる。また、更に印加
磁界を大きくすると、情報記録層は外部磁界１２ｋＯｅ
付近で反転し始めることがわかる。このように、磁化曲
線の低磁界側のヒステリシスカーブの落下部から拡大再
生層の単位面積あたりの磁化測定が可能になる。但し、
光磁気ディスクには中間層も含まれているために、ヒス
テリシスループから読み取れる磁化は中間層の磁化も含
まれている。

【００８２】

【実施例５】基板のグルーブ深さを種々の深さに変更し
た以外は、実施例１と同様にして光磁気ディスクを作製
した。作製したそれぞれの光磁気ディスクについて実施
例１と同様にしてビットエラーレートを測定した。グル
ーブ深さＤの変化に対するビットエラーレート（ＢＥ
Ｒ）の依存性を図２８に示す。図２８より、グルーブ深
さが２７ｎｍ〜８２ｎｍであると５×１０^−４以下のビ
ットエラーレートが得られることがわかる。一般にグル
ーブ深さは光の反射率に基づいて光の波長の関数として
決定されるので、光の波長をλ、光入射側基板あるいは
保護層の屈折率をｎとすると、最適グルーブ深さはλ／
１６ｎ〜λ／５ｎとなる。

【００８３】

【実施例６】ランド半値幅Ｌに対するグルーブ半値幅Ｇ
の比Ｇ／Ｌを種々の値に変化させた基板を用いた以外は
実施例１と同様にして光磁気ディスクを作製した。これ
らの光磁気ディスクについて実施例１と同様にして最短
マーク長を０．１３μｍ（ＮＲＺＩ）とした場合のビッ
トエラーレートを測定した。Ｇ／Ｌに対するビットエラ
ーレートの変化を図２９に示す。Ｇ／Ｌが１．２〜４．
５の範囲内であれば５×１０^−４以下のビットエラーレ
ートが得られていることがわかる。

【００８４】

【実施例７】ランド側壁の傾斜角θを種々の値に変化さ
せた基板を用いた以外は実施例１と同様にして光磁気デ
ィスクを作製した。これらの光磁気ディスクについて実
施例１と同様にしてビットエラーレートを測定した。但
し、記録したＮＲＺＩランダムパターンにおける最短マ
ーク長は０．１３μｍとした。測定結果を図３０に示
す。図３０よりランド側壁の傾斜角θが３５°〜７７°
の範囲で５×１０^−４以下のエラーレートが得られるこ
とがわかる。

【００８５】

【実施例８】図３２に、本発明に従う光磁気記録媒体の
概略構成を示す。光磁気記録媒体１００は、基板１上
に、誘電体層２、拡大再生層３、中間層４、記録層５、
補助磁性層６、保護層７及びヒートシンク層８を備え
る。かかる光磁気記録媒体１００は、高周波スパッタ装
置を用いて以下のようにして成膜した。

【００８６】基板１には、０．６μｍのランド幅、０．
６μｍのグルーブ幅、溝深さ６０ｎｍを有する厚さ０．
６ｍｍのポリカーボネート基板を用いた。スパッタ装置
の成膜室に基板１を装着し、成膜室を到達真空度８×１
０^−５Ｐａまで排気した後、基板を８０℃で５時間真空
ベークし、かかる基板１上に、誘電体層２としてＳｉＮ
を６０ｎｍの膜厚で成膜した。

【００８７】次いで、誘電体層２上に拡大再生層３とし
て、希土類遷移金属合金ＧｄＦｅを膜厚２０ｎｍで成膜
した。ＧｄＦｅは、キュリー温度が約２４０℃、補償温
度がキュリー温度以上である。１６０℃における飽和磁
化は約５５ｅｍｕ／ｃｍ^３であった。次いで、拡大再生
層３上に、中間層４として、室温以下に補償温度を有す
る希土類遷移金属合金ＴｂＧｄＦｅを膜厚１０ｎｍで成
膜した。キュリー温度は約１５０℃である。ＴｂとＧｄ
の比率は１４％であった。次いで、中間層４上に記録層
５としてキュリー温度が２８０℃で補償温度が室温付近
にある希土類遷移金属合金ＴｂＦｅＣｏを膜厚６０ｎｍ
で成膜した。拡大再生層３、中間層４及び記録層５の３
層の磁性層は全て室温からキュリー温度まで垂直磁化膜
であった。

【００８８】次いで、記録層５上に、小さな記録磁界で
正確な記録ができるようにするために、補助磁性層６と
して、補償温度が室温以下で２９０℃のキュリー温度を
有する希土類遷移金属合金ＧｄＦｅＣｏを膜厚１０ｎｍ
にて成膜した。次いで、補助磁性層６上に、保護層７と
してＳｉＮを膜厚２０ｎｍにて成膜し、保護層７上にヒ
ートシンク層８としてＡｌを膜厚３０ｎｍにて成膜し
た。こうして図３２に示した積層構造を有する光磁気記
録媒体１００を作製した。

【００８９】つぎに、光磁気記録媒体を評価機に装着し
て記録再生テストを行った。記録再生テストでは、波長
６５０ｎｍのレーザー光と、開口数ＮＡが０．６０の対
物レンズを用いた。線速度は５ｍ／ｓｅｃである。ま
ず、磁気記録再生層における磁区拡大現象を確認するた
めに、光磁気記録媒体に、光パルス磁界変調記録方式を
用いて、レーザー光の記録パワーを１０ｍＷ、記録磁界
±２００Ｏｅとして、長さ０．２０μｍの孤立磁区を記
録した。光のパルスデューティーは３０％とした。記録
周期は２．０μｍとした。この値は、光スポット径λ／
ＮＡ（約１μｍ）の約２倍の長さである。一方、記録し
た孤立磁区長さは、光スポット径λ／ＮＡの約５分の１
の長さに相当する。

【００９０】かかる孤立磁区が形成された光磁気記録媒
体を、再生パワー１．５ｍＷと３．０ｍＷの２種類の再
生パワーを用いて再生した。図３３に、再生パワー１．
５ｍＷにて再生した場合と、再生パワー３．０ｍＷにて
再生した場合の孤立磁区再生信号を示す。ここで、３．
０ｍＷの再生パワーは、予備実験によって、信号対雑音
比（Ｃ／Ｎ）が最大となる最適再生パワーであることを
確認した。再生パワーが１．５ｍＷの場合には、再生信
号波形の半値幅が０．６６μｍ、裾野の幅が１．３４μ
ｍ、信号振幅が約５４ｍＶである。一方、再生パワーが
３．０ｍＷの場合には、再生信号波形の半値幅が０．２
０μｍ、裾野の幅が０．６４μｍ、信号振幅が約１２６
ｍＶである。この結果から、再生信号波形の幅が狭くな
って分解能が向上し、信号振幅も増大しており、再生パ
ワーを３．０ｍＷに調節することにより磁区拡大再生に
成功していることがわかる。

【００９１】一般に、信号振幅は再生パワーが高いほど
増大する。しかし、再生パワーが高くなると、再生層の
温度が上昇して磁気光学効果が減少してしまう。実際
に、高温ではかなり磁気光学効果が減少してしまう。そ
こで、参考のために、拡大再生層における磁区の拡大率
を算出した。拡大率は、再生パワーで上記信号振幅を規
格化することにより概算した。再生パワー１．５ｍＷの
時の規格化された信号振幅は３６ｍＶ／ｍＷ、３．０ｍ
Ｗの時の規格化された信号振幅は４２ｍＶ／ｍＷとな
り、少なくとも１６％以上拡大していることがわかる。

【００９２】つぎに、本実施例の光磁気記録媒体の信号
対雑音比（Ｃ／Ｎ）のマーク長依存性を調べた。図３４
に、その結果を示す。図３４には、比較として、ＤＷＤ
Ｄの報告例（T.Shiratori : J. Magn.Soc.Jpn., Vol.22
Supplement No.2(1998) p50Fig.10）の光磁気記録媒体
及び通常の光磁気記録媒体の信号対雑音比（Ｃ／Ｎ）の
マーク長依存性も示した。図３４のグラフから、例え
ば、上記０．２０μｍのＣ／Ｎは、本発明では４５．４
ｄＢと極めて大きな値を示しているが、ＤＷＤＤでは４
１ｄＢ程度と低い。また、ＤＷＤＤでは長いマークはゴ
ースト信号のため測定できていないが、本発明ではマー
ク長が１．０μｍであっても４５ｄＢを超える再生信号
が得られている。

【００９３】図３５には、本発明の最短マーク長０．１
２μｍのＮＲＺＩランダムパターンの再生波形を示す。
本発明の光磁気記録媒体はゴースト信号が出ないため
に、記録マークの長さを制限する必要がなく、マーク長
にかかわらず良好なアイパターンが得られた。図３５の
信号の真中を単純にスライスしてビットエラーレートを
測定したところ４．７×１０^−５であった。実用上の目
安となる１×１０^−４を大幅にクリアしている。

【００９４】

【実施例９】図３６に、本発明の光磁気記録媒体の記録
再生に最適な記録再生装置の構成を示す。図３６に示し
た記録再生装置７１は、光磁気ディスク１００にコード
データと同期した一定周期でパルス化された光を照射す
るためのレーザー光照射部と、記録再生時に光磁気ディ
スク１００に制御された磁界を印加する磁界印加部と、
光磁気ディスク１００からの信号を検出及び処理する信
号処理系とから主に構成する。レーザー光照射部におい
て、レーザー７２はレーザー駆動回路７３及び記録パル
ス幅／位相調整回路７４（ＲＣ−ＰＰＡ）に接続し、レ
ーザー駆動回路７３は記録パルス幅位相調整回路７４か
らの信号を受けてレーザー７２のレーザパルス幅及び位
相を制御するようにする。記録パルス幅／位相調整回路
７４はＰＬＬ回路７５から後述するクロック信号を受け
て記録光の位相及びパルス幅を調整するための第１同期
信号を発生させる。

【００９５】磁界印加部において、磁界を印加する磁気
コイル７６は磁気コイル駆動回路（Ｍ−ＤＲＩＶＥ）７
７と接続し、記録時には磁気コイル駆動回路７７はデー
タが入力される符号器７０から位相調整回路（ＲＥ−Ｐ
Ａ）７８を通じて入力データを受けて磁気コイル７６を
制御する。一方、再生時には、ＰＬＬ回路７５から後述
するクロック信号を受けて再生パルス幅・位相調整回路
（ＲＰ−ＰＰＡ）７９を通じて位相およびパルス幅を調
整するための第２同期信号を発生し、第２同期信号に基
づいて磁気コイル７６を制御する。磁気コイル駆動回路
７７に入力される信号を記録時と再生時で切り換えるた
めに、記録再生切換器（ＲＣ／ＲＰＳＷ）８０を磁気コ
イル駆動回路７７に接続する。

【００９６】信号処理系において、レーザー７２と光磁
気ディスク１００との間には第１の偏光プリズム８１を
配置し、その側方には第２の偏光プリズム８２及び検出
器８３及び８４を配置する。検出器８３及び８４は、そ
れぞれ、Ｉ／Ｖ変換器８５及び８６を介して、共に、減
算器８７及び加算器８８に接続する。加算器８８はクロ
ック抽出回路（ＳＣＣ）８９を介してＰＬＬ回路７５に
接続する。減算器８７はクロックに同期して信号をホー
ルドするサンプルホールド（Ｓ／Ｈ）回路９０、同様に
クロックと同期してアナログデジタル変換を行うＡ／Ｄ
変換回路９１、２値化信号処理回路（ＢＳＣ）９２を介
して復号器９３に接続する。

【００９７】信号処理系は、図３６に示すように、Ｓ／
Ｈ回路９０とＡ／Ｄ変換回路９１との間に、低域信号を
カットする信号処理装置１９０を備える。信号処理装置
１９０は、サンプルホールドの後、イコライジング回路
で波形等価し低域のノイズを圧縮してＡ／Ｄ回路で変調
信号を形成する。

【００９８】上記装置構成において、レーザー７２から
出射した光をコリメータレンズ９４によって平行光に
し、偏光プリズム８１を通って対物レンズ９５によって
光磁気ディスク１００上に集光する。ディスクからの反
射光は偏光プリズム８１によって偏光プリズム８２の方
向に向け、１／２波長板９６を透過した後、偏光プリズ
ム８２で二方向に分割する。分割した光はそれぞれ検出
レンズ９７で集光して光検出器８３及び８４に導く。こ
こで、光磁気ディスク１００上にはトラッキングエラー
信号及びクロック信号生成用のピットが予め形成してお
けば良い。クロック信号生成用ピットからの反射光を示
す信号を検出器８３及び８４で検出した後、クロック抽
出回路８９において抽出する。次いでクロック抽出回路
８９に接続したＰＬＬ回路７５においてデータチャネル
クロックを発生させる。

【００９９】データ記録の際に、レーザー７２はレーザ
ー駆動回路７３によってデータチャネルクロックに同期
するように一定周波数で変調し、幅の狭い連続したパル
ス光を放射し、回転する光磁気ディスク１００のデータ
記録エリアを等間隔に局部的に加熱する。また、データ
チャネルクロックは、磁界印加部の符号器７０を制御し
て、基準クロック周期のデータ信号を発生させる。デー
タ信号は位相調整回路７８を経て磁気コイル駆動装置７
７に送る。磁気コイル駆動装置７７は、磁界コイル７６
を制御してデータ信号に対応した極性の磁界を光磁気デ
ィスク１００のデータ記録エリアの加熱部分に印加す
る。

【０１００】記録方式としては光パルス磁界変調方式を
用いる。この方式は印加した記録磁界が十分な大きさに
到達したところでレーザー光をパルス状に照射するた
め、外部磁界の切り換わる領域で記録されるのを省くこ
とができ、その結果微小な磁区を低ノイズで記録するこ
とが可能な技術である。

【０１０１】情報の再生には、光磁気記録媒体に再生磁
界を印加する必要はなく、光磁気記録媒体に再生光を照
射し、前述の第１〜第３のタイプの光磁気記録媒体の再
生原理に基づいて、記録層の微小磁区を再生層に転写し
て拡大させる。光磁気記録媒体からの戻り光を光検出器
で検出して情報を再生する。再生光には、連続光または
パルス光を用いることができる。再生パワーが変調され
た再生光を用いることもできる。

【０１０２】光磁気記録媒体を再生する際、前述の原理
に基づく再生層の磁区の拡大を容易にするために、変調
された再生磁界を印加することもできる。

【０１０３】

【実施例１０】本発明に従う別の光磁気記録媒体を、図
３７及び図１４を用いて説明する。図３７に示したよう
に、光磁気ディスク２００は、基板１上に、誘電体層
２、拡大再生層３、拡大トリガー層４’、記録層５、記
録補助層６’、保護層７及びヒートシンク層８を備え
る。かかる光磁気ディスク２００は、上記各層を高周波
スパッタ装置（不図示）を用いて以下のように成膜し
た。

【０１０４】基板１は、直径１２０ｍｍ、厚さ０．６ｍ
ｍの透明なポリカーボネートである。基板１の表面に
は、射出成形により、図２１に示すようにランド１Ｌ
と、ランド１Ｌ間に画成されるグルーブ１Ｇが形成され
ている。図２１に示したように、ランド側壁ＬＷの傾斜
角をθとし、ランド１Ｌの高さ、即ち、グルーブ１Ｇの
深さＤの半分（Ｄ／２）の高さ位置におけるランド１Ｌ
の幅をランド半値幅Ｌとする。また、グルーブ１Ｇの深
さＤの半分の高さ位置におけるグルーブの幅をグルーブ
半値幅Ｇとする。グルーブ半値幅は、あるランドのラン
ド側壁ＬＷの高さ方向の中間地点と隣接するランドのラ
ンド側壁ＬＷの高さ方向の中間地点の間の距離である。
この場合、トラックピッチＴＰは、ＴＰ＝Ｇ＋Ｌで表さ
れる。

【０１０５】本実施例では、表１に示すような種々の形
状寸法を有する基板を用意した。

【０１０６】

【表１】

【０１０７】上記の基板の表面に、それぞれ紫外線ラン
プを用いて、ピーク波長λが１８５＋２５４ｎｍの紫外
線を照射した。上記ランプを基板１表面から７０ｍｍ上
方に設置し、基板１を２ｒｐｍの速度で回転させること
により、表面粗さ０．３ｎｍとなるような平滑化した。

【０１０８】次いで、基板１のランド・グルーブ形成面
上に、ターゲット材料としてＳｉを用い、Ａｒ＋Ｎ_２雰
囲気中にて、誘電体層２を厚さ６０ｎｍで形成した。誘
電体層２は、層内で再生用光ビームを多重干渉させ、検
出されるカー回転角を実質的に増加させるための層であ
る。

【０１０９】次いで、誘電体層２表面上に、Ｇｄ及びＦ
ｅの単体ターゲットを同時スパッタし、膜厚２０ｎｍと
なるように拡大再生層３を形成した。これにより、形成
されたＧｄＦｅ拡大再生層３は垂直磁化膜であり、キュ
リー温度は約２４０℃、補償温度はキュリー温度以上で
あった。拡大再生層３は、記録補助層６’から転写され
る磁区が拡大される層である。

【０１１０】次いで、拡大再生層３上に、Ｔｂ、Ｇｄ及
びＦｅの単体ターゲットを同時にスパッタすることによ
り、拡大トリガー層４’を膜厚１０ｎｍで形成した。こ
のとき、ＴｂＧｄＦｅ拡大トリガー層４’は垂直磁化膜
であり、キュリー温度が１４０℃、補償温度が室温以下
であった。拡大トリガー層４’は、拡大再生層３及び記
録層５とそれぞれ磁気的に交換結合している。

【０１１１】次いで、拡大トリガー層４’上に、Ｔｂ、
Ｆｅ及びＣｏの単体ターゲットを同時にスパッタするこ
とにより、ＴｂＦｅＣｏ記録層５を膜厚７５ｎｍで形成
した。記録層５のキュリー温度が２５０℃、補償温度が
約２５℃であった。記録層５は、情報が磁化として記録
される層である。

【０１１２】次いで、記録層５上に、Ｇｄ、Ｆｅ及びＣ
ｏの単体ターゲットを同時にスパッタすることにより、
ＧｄＦｅＣｏ記録補助層６’を膜厚１０ｎｍで形成し
た。記録補助層６’のキュリー温度が２７０℃、補償温
度が室温以下であった。記録補助層６’は、記録層５と
交換結合して、より小さい変調磁界で記録層５への記録
を可能とする層である。

【０１１３】次いで、記録補助層６’上に、Ａｒ＋Ｎ_２
雰囲気中においてターゲット材料としてＳｉを用いてス
パッタを行うことにより、保護層７を膜厚２０ｎｍで形
成した。保護層７は、基板１上に積層された各層２〜６
を保護するための層である。

【０１１４】また、保護層７上に、ＡｌＴｉの合金をタ
ーゲットに用いることにより、ヒートシンク層８を膜厚
３０ｎｍで形成した。ヒートシンク層８は、記録時に光
磁気ディスク内に発生する熱を外部に放熱するため層で
ある。さらに、ヒートシンク層８上に、アクリル系の紫
外線硬化型樹脂を塗布し、その後、紫外線を照射し、硬
化させることにより、保護コート層９を膜厚１０μｍで
形成した。

【０１１５】次に、本実施例で作製した光磁気ディスク
２００を、不図示の光磁気記録再生装置を用いて情報の
記録再生テストを行った。光磁気記録再生装置は、波長
６４０ｎｍのレーザー光と開口数（ＮＡ）０．６の対物
レンズを有する光ヘッドを備えている。記録方式とし
て、レーザー光をパルス状に照射して、外部磁界を記録
情報に応じて変調させながら印加する、光パルス磁界変
調方式を用いた。記録時の線速度は３．５ｍ／ｓｅｃで
あり、記録磁界は±２００Ｏｅに変調した。また、記録
時のパルス光のデューティを３０％とし、レーザー光の
記録パワーに関しては最適化を行った。グルーブ部に最
短マーク長０．１２μｍのランダムパターンを記録した
後、最適化した再生パワーの再生光を用いて、ビットエ
ラーレート（ＢＥＲ）を測定した。表１に示した種々の
Ｇ／Ｌ比を有する光磁気ディスクについて、ビットエラ
ーレートをそれぞれ測定し、図３８のグラフにＧ／Ｌに
対するビットエラーレートの変化を表した。ビットエラ
ーレートの閾値（上限）を５×１０^−４と定めた。図３
８のグラフより、Ｇ／Ｌが１．３≦Ｇ／Ｌ≦４．０のと
きに、良好なビットエラーレートを示すことが分かる。

【０１１６】本実施例においては、光磁気ディスクとし
て８層（保護コート層９を除く）を有する例を示した
が、基本的な層構成として、基板上に情報を保持する記
録層とその保持された情報が再生時に転写される拡大再
生層とを有する光磁気ディスクであれば、Ｇ／Ｌの上記
範囲が有効であることが分かった。また、本実施例にお
いては、基板表面の平滑化方法として紫外線照射法を用
いたが、基板加熱法やプラズマエッチング法等を用いて
もよい。

【０１１７】

【実施例１１】基板１のグルーブ及びランドの形状寸法
を表２のように作製した以外は、実施例１０と同様に光
磁気ディスクを作製した。

【０１１８】

【表２】

【０１１９】本実施例においては、グルーブの深さＤの
みを変更して、複数の光磁気ディスクを作製した。実施
例１０と同様にして、不図示の光磁気記録再生装置を用
いて、ランダムパターンを記録再生した。各光磁気ディ
スクについて、グルーブ深さＤに対するビットエラーレ
ートの変化を調べた。その結果を、図３９に示した。ビ
ットエラーレートの閾値を１×１０^−４とした場合、図
３９より、Ｄの値が３０ｎｍ〜８０ｎｍであるときに、
良好なビットエラーレートを達成していることが分か
る。

【０１２０】変形例として、拡大トリガー層として、Ｔ
ｂＧｄＦｅＣｏを膜厚１０ｎｍで形成し、基板のグルー
ブ深さを７０ｎｍ、６５ｎｍ、６０ｎｍ、５５ｎｍ、５
０ｎｍ、４５ｎｍ、４０ｎｍ、３５ｎｍ及び３０ｎｍに
した以外はこの実施例と同様にして種々の光磁気ディス
クを作製した。この拡大トリガー層は、Ｔｂ、Ｇｄ、Ｆ
ｅ、Ｃｏの単体ターゲットを同時スパッタし、補償温度
が室温以下の垂直磁化膜となるよう、膜組成を調整し
た。拡大トリガー層４は１４０℃で再生層３と記録層５
の交換結合力を遮断する働きをする。これらの光磁気デ
ィスクについて実施例１１と同様にしてビットエラーレ
ートを測定し、グルーブ深さＤに対するビットエラーレ
ートの変化を調べた。その結果を、図３９に変形例とし
て示した。最短マーク長は０．１３μｍである。Ｄの値
が３５ｎｍ〜６５ｎｍであるときに、良好なビットエラ
ーレートを達成していることが分かる。

【０１２１】基板のグルーブ深さが、７０ｎｍ以上に深
い場合はグルーブの端が熱せられにくく記録マークの拡
大再生が妨げられるからエラーレートが低下すると考え
られる。一方、基板の深さが３０ｎｍ以下となるとトラ
ッキング信号が小さくなり、グルーブを追跡することが
できなくなった。それゆえ、グルーブ深さは３０〜７
０、特に３５ｎｍ〜６５ｎｍがこの例における光磁気デ
ィスクに最適であることがわかる。

【０１２２】本実施例では、一例として波長６５０ｎｍ
の再生レーザ光を使用したが、一般に基板に入射する入
射光と基板からの反射光の位相差は、再生レーザー光の
波長と基板の屈折率と基板のグルーブ深さによって一意
的に決定されるので、この例からはグルーブ深さがλ／
１２ｎ〜λ／７ｎの基板を有する光磁気ディスクが望ま
しいことがわかる。

【０１２３】

【実施例１２】基板１のグルーブ及びランドの形状寸法
を表３のように作製した以外は、実施例１０と同様に光
磁気ディスクを作製した。

【０１２４】

【表３】

【０１２５】本実施例においては、基板のランド側壁面
（グルーブを区画する壁面）の傾斜角度θのみを変更し
て、表３に示した基板を用いて複数の光磁気ディスクを
作製した。実施例１０と同様にして、不図示の光磁気記
録再生装置を用いて、ランダムパターンを記録再生し
た。各光磁気ディスクについて、ランド側壁面の傾斜角
度θに対するビットエラーレートの変化を調べた。その
結果を、図４０に示した。ビットエラーレートの閾値
（上限）を５×１０^−４とした場合、図４０より、θの
値３５°〜７７°が好ましく、ビットエラーレートの閾
値を１×１０^−４とした場合、θの値４０°〜７５°が
好ましい。

【０１２６】

【比較例（ランド記録）】基板１のグルーブ及びランド
を、トラックピッチ（ＴＰ）０．７０μｍ、ランド半値
幅（Ｌ）０．５０μｍ、グルーブ半値幅（Ｇ）０．２０
μｍ、グルーブ深さ（Ｄ）６０ｎｍ、ランド側壁面傾斜
角度（θ）が６５°となるように形成した以外は、実施
例１０と同様にして光磁気ディスクを作製した。次い
で、この光磁気ディスクに、実施例１０と同様にして、
光磁気記録再生装置を用いて、ランダムパターンを記録
再生した。但し、レーザー光の記録パワーを変化させ、
ランド部に最短マーク長０．１３μｍのランダムパター
ンを記録した。各記録パターンを再生してビットエラー
レートの記録パワー依存性を調べた。図４１にビットエ
ラーレートの記録パワー依存性を表すグラフを示す。次
いで、記録パワーを一定とし、再生パワーを変動させて
再生した場合のビットエラーレートの再生パワー依存性
を求めた。図４２にビットエラーレートの再生パワー依
存性を表すグラフを示す。閾値の上限として、いずれの
場合も１×１０^−４とした。

【０１２７】

【参考例（グルーブ記録）】基板１のグルーブ及びラン
ドを、トラックピッチ（ＴＰ）０．７０μｍ、ランド半
値幅（Ｌ）０．２０μｍ、グルーブ半値幅（Ｇ）０．５
０μｍ、グルーブ深さ（Ｄ）６０ｎｍ、ランド側壁面傾
斜角度（θ）６５°になるように形成した以外は、比較
例と同様に、光磁気ディスクを作製した。但し、この光
磁気ディスクでは、グルーブにランダムパターンを、比
較例と同様に記録した。ビットエラーレートの記録パワ
ー依存性及び再生パワー依存性を調べた。その結果を、
ランド記録と比較するために、図４１及び図４２に示
す。

【０１２８】図４１及び図４２より、ランド部に情報を
記録した場合に比べ、グルーブ部に情報記録した場合の
方が、ビットエラーレートに対する記録及び再生のパワ
ー感度を増大することができることが分かる。これによ
り、光磁気記録再生装置のドライブ、ひいては光磁気記
録再生装置自体の消費電力の低減が可能となる。

【０１２９】

【実施例１３】この例では図４３に示すような構造の光
磁気ディスク４００を製造する。光磁気ディスク４００
は、拡大再生層３、中間層４及び記録層５以外は、実施
例１で作製した光磁気ディスクと同様である。誘電体層
２上に拡大再生層３として、希土類遷移金属合金ＧｄＦ
ｅを膜厚２０ｎｍで成膜した。このＧｄＦｅ膜は、キュ
リー温度が約２００℃、補償温度がキュリー温度以上で
あった。拡大再生層３の１３０℃における飽和磁化は約
５０ｅｍｕ／ｃｍ^３であった。

【０１３０】拡大再生層３上に、中間層４として、補償
温度が室温以下である希土類遷移金属合金ＴｂＧｄＦｅ
Ｃｏを膜厚１０ｎｍで成膜した。このＴｂＧｄＦｅＣｏ
膜のキュリー温度は、拡大再生層のキュリー温度より高
く約２２０℃であった。ＴｂＧｄＦｅＣｏ膜におけるＴ
ｂとＧｄの比率（Ｔｂ／Ｇｄ）は２０％であり、Ｆｅと
Ｃｏの比率（Ｆｅ／Ｃｏ）は１５％であった。中間層４
の製膜後に、中間層の表面をわずかに窒化ないし酸化処
理をする。

【０１３１】処理方法として、中間層４の製膜後にスパ
ッタ装置の真空チャンバー内に窒素ないし酸素を混合し
たＡｒガスを導入し、積層した中間層に対してスパッタ
エッチングを行なうことができる。この処理により中間
層４の表面に薄い、例えば、１原子から数原子層の窒化
層または酸化層が形成される。あるいは、この処理によ
り、中間層４を構成するＴｂＧｄＦｅＣｏの表面に酸素
原子または窒素原子が混入される。それゆえ、中間層４
の表面部分のキュリー温度が低下する。この低下したキ
ュリー温度が再生温度より低ければ、再生光照射により
この表面部分の磁化が消失して、記録層と拡大再生層の
交換結合力が遮蔽または遮断されることになる。それゆ
え、中間層の磁化の温度変化とは独立に記録層と拡大再
生層の交換結合力及びその温度変化を制御することが可
能となる。そして、拡大再生層と結合した中間層の磁化
が消失することなく、拡大再生層では再生時のある温度
で臨界的に記録層との交換結合力から解放され、磁区が
急峻に拡大し始め、最小磁区径まで拡大する。この拡大
した磁区から大きな再生信号が得られる。

【０１３２】中間層の表面処理の程度は、スパッタガス
として窒素、酸素のＡｒガスに対する分圧比や全ガス
圧、投入パワー、スパッタエッチング時間などに依存す
るので、適宜調整することができる。重要なことは、中
間層４と拡大再生層３の界面で交換結合力が遮蔽又は遮
断される温度を、再生光のスポット中央部付近に発生す
る温度（高温）になるよう設定する。通常、この温度は
１６０〜１８０℃であると考えられる。再生層及び記録
層の交換結合力の温度変化は、前述のようにカーヒステ
リシスカーブのマイナーループの温度変化から測定する
ことができる。

【０１３３】本実施例では、表面処理条件として、窒素
を５％混入したＡｒガスを０．３Ｐａの圧力でチャンバ
ー内に導入し、５０ＷのＲＦ電力を印加して３秒間のス
パッタエッチングを行なった。これにより交換結合力が
遮断される温度が１６０℃であった。この交換結合力遮
断温度は、中間層の表面処理により中間層のキュリー温
度（約２２０℃）よりも低くなる。そのため、中間層４
のキュリー温度は拡大再生層３のキュリー温度に対し独
立に設定することができる。一般には、中間層４の表面
処理により交換結合力遮断温度は中間層のキュリー温度
より低くなるので、中間層４のキュリー温度は拡大再生
層３のキュリー温度よりも高く設定するほうが効果的で
ある。

【０１３４】上記のように表面処理した中間層４上に、
記録層５としてキュリー温度が２６０℃で補償温度が室
温付近にある希土類遷移金属合金ＴｂＦｅＣｏを膜厚４
０ｎｍで成膜した。拡大再生層３、中間層４及び記録層
５の３層は全て室温からキュリー温度まで垂直磁化膜で
あった。

【０１３５】上記のように構成した光磁気ディスクにお
いては、中間層のキュリー温度が拡大再生層より高い
が、中間層と記録層の界面の交換結合力を遮断する温度
が１６０℃であり、中間層のキュリー温度を１５０℃と
した実施例８と同じ温度で磁区拡大がおこるため、両者
の記録再生特性はほとんど同じであった。

【０１３６】この例では、中間層を成膜後、中間層の表
面を処理したが、拡大再生層を成膜後に拡大再生層の表
面を上記と同様にして処理してもよいし、記録層の中間
層側の表面を処理しても良い。あるいは、中間層と記録
層の界面または中間層と拡大再生層の界面にその界面近
傍のキュリー温度を低下させる物質をアイランド状に分
布させるか、または１〜数原子層の厚みで堆積させても
よい。キュリー温度を低下させる物質として希土類元素
やニッケルを用い得る。あるいは中間層を堆積している
途中で上記のような表面処理を行ってもよい。

【０１３７】

【発明の効果】本発明の光磁気記録媒体を用いると、例
えば、記録層５に直径０．３マイクロメートルの円形磁
区が記録されていても充分に大きな再生信号が得られ
る。したがって、本発明では、磁区拡大を円滑に行える
ようランド部あるいはグルーブ部をレーザーアニールす
ることや、特殊な製膜方法を使ってランド部とグルーブ
部の境界部に付着する記録膜を薄くする等の複雑な処理
は不要であり、通常の基板を用いても微小磁区から増幅
された再生信号を得ることが可能である。

【０１３８】本発明の光磁気記録媒体は、記録層に記録
された微小な磁区を、再生磁界を印加することなく、再
生層に逆向きの磁化で転写して再生層で拡大することが
でき、また、ＤＷＤＤやＣＡＲＥＤと異なり、３層構造
と層数が少ないにも関わらずゴースト信号の発生もない
ので、次世代型大容量光磁気記録媒体として極めて有効
である。

【０１３９】光磁気記録媒体、特に、再生磁界を印加し
ないタイプのＭＡＭＭＯＳを利用した光磁気記録媒体の
基板溝形状を、上述の範囲における値で設計し、且つ、
特に情報をグルーブに記録する方式を採用することによ
り、記録再生パワー感度の増大が可能となる。即ち、光
磁気記録媒体への記録・再生における特性を従来のもの
よりも大幅に改善することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 再生層の磁区が拡大する原理を説明する図で
ある（（ａ）〜（ｄ））。

【図２】 情報記録層と拡大再生層の間に生じる交換結
合力及び反発力を説明する図である。

【図３】 第１のタイプの光磁気記録媒体の再生原理を
説明する図である。

【図４】 第１のタイプの光磁気記録媒体の再生原理を
説明する図である。

【図５】 第１のタイプの光磁気記録媒体の再生原理を
説明する図である。

【図６】 第１のタイプの光磁気記録媒体の再生原理を
説明する図である。

【図７】 第１のタイプの光磁気記録媒体の再生原理を
説明する図である。

【図８】 第１のタイプの光磁気記録媒体の再生原理を
説明する図である。

【図９】 第１のタイプの光磁気記録媒体の再生原理を
説明する図である。

【図１０】 第１のタイプの光磁気記録媒体の再生原理
を説明する図である。

【図１１】 第１のタイプの光磁気記録媒体の再生原理
を説明する図である。

【図１２】 第１のタイプの光磁気記録媒体の再生原理
を説明する図である。

【図１３】 第２のタイプの光磁気記録媒体の再生原理
を説明する図であり、再生光が照射される前の再生層、
中間層及び記録層の磁化の様子を示す。

【図１４】 第２のタイプの光磁気記録媒体における磁
区拡大の原理について説明するための図であり、図１４
（ａ）は再生光が照射されている様子を示し、図１４
（ｂ）は、（ａ）の状態から再生層の磁区が拡大する場
合の様子を示し、図１４（ｃ）は、（ａ）の状態から再
生層の磁区が縮小する場合の様子を示す。

【図１５】 図１５（ａ）及び（ｂ）は再生層の磁区が
拡大していないときの静磁エネルギー反発力と交換エネ
ルギー引力との関係を示す図である。

【図１６】 図１６（ａ）及び（ｂ）は第２タイプの光
磁気記録媒体の再生層の磁区が拡大する様子を説明する
ための図である。

【図１７】 図１７（ａ）及び（ｂ）は第２タイプの光
磁気記録媒体の中間層の垂直磁気異方性が小さい場合の
再生層の磁区拡大の様子を説明するための図である。

【図１８】 図１８（ａ）及び（ｂ）は第２タイプの光
磁気記録媒体においてゴースト信号が発生しない理由を
説明するための図である。

【図１９】 磁区が拡大している拡大再生層の領域にお
いて記録磁区からの漏洩磁界の影響を受けないことを説
明する図である。

【図２０】 実施例１で製造した光磁気記録媒体の概略
断面図である。

【図２１】 実施例１、１０〜１３、比較例及び参考例
で作製した光磁気記録媒体のランド及びグルーブの断面
形状を概略的に示した図である。

【図２２】 実施例１で製造した光磁気ディスクを異な
る再生光パワーで再生したときの再生信号波形を示すグ
ラフである。

【図２３】 実施例１で製造した光磁気ディスクを再生
したときのビットエラーレートの再生光パワー依存性を
示すグラフである。

【図２４】 実施例１で製造した光磁気ディスクを種々
の記録光パワーで記録したときのビットエラーレートの
記録光パワー依存性を示すグラフである。

【図２５】 実施例１で製造した光磁気ディスクの交換
結合力を求めるためのヒステリシスループを示すグラフ
である。

【図２６】 実施例１で製造した光磁気ディスクの交換
結合力の温度依存性を示すグラフである。

【図２７】 実施例１で製造した光磁気ディスクの拡大
再生層の厚みｔ×飽和磁化Ｍｓに対するビットエラーレ
ートの関係を示すグラフである。

【図２８】 実施例１で製造した光磁気ディスクの基板
のグルーブの深さＤに対するビットエラーレートの関係
を示すグラフである。

【図２９】 実施例１で製造した光磁気ディスクの基板
のＧ／Ｌ比に対するビットエラーレートの関係を示すグ
ラフである。

【図３０】 実施例１で製造した光磁気ディスクの基板
のランド側壁の傾斜角度θに対するビットエラーレート
の関係を示すグラフである。

【図３１】 実施例２において製造した光磁気ディスク
のビットエラーレートと拡大再生層の厚みｔの関係を示
したグラフである。

【図３２】 実施例８で作製した光磁気記録媒体の概略
断面図である。

【図３３】 実施例８の光磁気記録媒体に記録されたマ
ーク長０．２μｍの孤立磁区を再生パワー１．５ｍＷ及
び３．０ｍＷで再生したときの再生波形である。

【図３４】 実施例８の光磁気記録媒体のＣ／Ｎに対す
るマーク長依存性を示すグラフである。

【図３５】 最短マーク長０．１２μｍのＮＲＺＩラン
ダム信号記録時のアイパターンである。

【図３６】 本発明に従う記録再生装置の概略構成図で
ある。

【図３７】 実施例１０〜１２、比較例及び参考例で作
製した光磁気記録媒体の概略断面図である。

【図３８】 実施例１０におけるビットエラーレートと
グルーブ半値幅Ｇ及びランド半値幅Ｌの比Ｇ／Ｌとの関
係を示したグラフである。

【図３９】 実施例１１におけるビットエラーレートと
グルーブ深さＤとの関係を示したグラフである。

【図４０】 実施例１２におけるビットエラーレートと
ランド側壁面傾斜角度θとの関係を示したグラフであ
る。

【図４１】 比較例及び参考例におけるビットエラーレ
ートと記録パワーとの関係を示したグラフである。

【図４２】 比較例及び参考例におけるビットエラーレ
ートと再生パワーとの関係を示したグラフである。

【図４３】 実施例１３の光磁気ディスクの構造を示す
概略断面図である。

【図４４】 交換結合力遮断温度を示すグラフである。

【図４５】 交換結合力の温度勾配とビットエラーレー
トとの関係を示すグラフである。

【図４６】 本発明の光磁気ディスクの１２０℃付近で
のヒステリシス曲線を示す。

【図４７】 式（２）が成立する第２のタイプの光磁気
記録媒体の再生原理を説明する概念図である。

【図４８】 図４７に示した状態からさらに光磁気ディ
スクが光スポットに対して移動した状態を示す図であ
る。

【図４９】 ＦＡＤ磁気超解像の原理を説明するための
図である。

【符号の説明】

１ 基板 ２ 誘電体層 ３ 再生層 ４ 中間層 ４’ 拡大トリガー層 ５ 記録層 ６ 補助磁性層 ６’ 記録補助層 ７ 保護層 ８ ヒートシンク層 ９ 保護コート層 ７１ 記録再生装置 １００、２００ 光磁気記録媒体

フロントページの続き (72)発明者 島崎 勝輔 大阪府茨木市丑寅一丁目１番88号 日立 マクセル株式会社内 (72)発明者 今井 奨 大阪府茨木市丑寅一丁目１番88号 日立 マクセル株式会社内 (72)発明者 井上 和子 大阪府茨木市丑寅一丁目１番88号 日立 マクセル株式会社内 (72)発明者 鈴木 芳和 大阪府茨木市丑寅一丁目１番88号 日立 マクセル株式会社内 (72)発明者 國府田 安彦 大阪府茨木市丑寅一丁目１番88号 日立 マクセル株式会社内 (72)発明者 石崎 修 大阪府茨木市丑寅一丁目１番88号 日立 マクセル株式会社内 (56)参考文献 特開2000−163814（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 11/00 - 13/08

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光磁気記録媒体であって、 磁性材料から形成されている記録層と； 磁性材料から形成され、垂直磁化を示す再生層と； 磁性材料から形成され、上記記録層と再生層との間に存
   在し、室温では垂直磁化を示し、且つ、室温より高い温
   度Ｔｒ以上で面内磁化を示す中間層と；を備え、上記再生層の補償温度Ｔ comp １、上記中間層の補償温度
   Ｔ comp ２及び上記記録層の補償温度Ｔ comp ３が、下記式
   （１）及び（２）： Ｔ comp ２＜１２０℃＜Ｔ comp １ ・・・（１） Ｔ comp ３＜１２０℃＜Ｔ comp ２ ・・・（２） のいずれか一方を満足し、 上記記録層、中間層及び再生層は上記光磁気記録媒体に
   光を照射しない状態では磁気的に交換結合しており、上
   記光磁気記録媒体に光を照射して上記温度Ｔｒ以上に加
   熱することにより、上記記録層と再生層の交換結合力を
   遮断して、上記記録層から上記再生層に転写された磁区
   を拡大して、該拡大された磁区から情報が再生されるこ
   とを特徴とする光磁気記録媒体。
2. 【請求項２】 上記中間層のキュリー温度が上記再生層
   のキュリー温度より高いことを特徴とする請求項１に記
   載の光磁気記録媒体。
3. 【請求項３】 上記中間層のキュリー温度が上記記録層
   のキュリー温度より低いことを特徴とする請求項１に記
   載の光磁気記録媒体。
4. 【請求項４】 上記記録層及び上記再生層が希土類遷移
   金属合金から形成され、上記光磁気記録媒体に光を照射
   して上記温度Ｔｒ以上に加熱した際、上記記録層の全体
   磁化が遷移金属優位の磁化状態であり、且つ、上記再生
   層の全体磁化が希土類金属優位の磁化状態であることを
   特徴とする請求項１に記載の光磁気記録媒体。
5. 【請求項５】 上記温度Ｔｒが１４０℃〜１８０℃であ
   ることを特徴とする請求項１に記載の光磁気記録媒体。
6. 【請求項６】 光磁気記録媒体であって、 磁性材料から形成されている記録層と； 磁性材料から形成され、垂直磁化を示す再生層と； 磁性材料から形成され、上記記録層と再生層との間に存
   在し、室温では垂直磁化を示し、且つ、室温より高い温
   度Ｔｒ以上で面内磁化を示す中間層と；を備え、上記再生層の補償温度Ｔ comp １、上記中間層の補償温度
   Ｔ comp ２及び上記記録層の補償温度Ｔ comp ３が、下記式
   （１）及び（２）： Ｔ comp ２＜１２０℃＜Ｔ comp １ ・・・（１） Ｔ comp ３＜１２０℃＜Ｔ comp ２ ・・・（２） のいずれか一方を満足し、 上記記録層、中間層及び再生層は上記光磁気記録媒体に
   光を照射しない状態では磁気的に交換結合しており、上
   記記録層と再生層の交換結合磁界の変化率が上記温度Ｔ
   ｒで１００Ｏｅ／℃〜２７０Ｏｅ／℃であり、上記光磁
   気記録媒体に光を照射して上記温度Ｔｒ以上に加熱する
   ことにより、上記記録層と再生層の交換結合力を遮断し
   て、上記記録層から上記再生層に転写された磁区を拡大
   して、該拡大された磁区から情報が再生されることを特
   徴とする光磁気記録媒体。
7. 【請求項７】 上記再生層と上記中間層が接しているこ
   とを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光
   磁気記録媒体。