JPH03235237A - 光磁気記録膜の構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、レーザー光を用いて記録、再生或いは消去を
行う光記録媒体に係り、特に超高密度記録が行え、しか
もオーバーライド（重ね書き）が可能な光磁気記録膜に
関する。

〔従来の技術〕

近年の高度情報化社会の進展に伴ない高密度大容量のフ
ァイルメモリーへのニーズが高まっている。これを満た
すメモリーの一〇として光メモリーが注目されており、
コンパクトディスクや追記型光ディスクが実用化された
のにつづいて、近年では光磁気ディスクが製品化された
。そして、さらに光磁気ディスクの高性能化の研究がな
されている。すなわち、オーバーライドの実現と高密度
記録の実用化である。現在、光磁気ディスクにおいてオ
ーバーライド技術として、浮上磁気ヘッドを用いた磁界
変講記録方式と、先行補助磁界と二層記録膜を用いた光
変調記録を行うオーバーライドの２種類が提案されてい
る。なお、この種の従来技術としては、特開昭６２−１
７５９４８号等を挙げることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術では、オーバーライドと超高密度記録の両
方を同時に満足するディスクは得られていなかった。

本発明の目的は、超高密度記録ができ、しかもオーバー
ライド可能な光磁気記録膜を提供することにより、高性
能光磁気ディスクを得ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明においては、光磁気記録膜として、磁気的特性の
異る垂直磁化膜を少なくとも２層、互いに磁気的に結合
するように形成した。これにより。

オーバーライドを行うことができる。その場合、レーザ
ー光をローレベルおよびハイレベルの２つのレベルをと
ると共に、永久磁石或いは電磁石の先行補助界磁（２〜
３ｋＯｅ以上）を用いて行う。

〔作用〕

本発明において、重要な点は光磁気記録膜の磁気的特性
である。例えば２層構造の光磁気記録を用いた場合のオ
ーバーライド手法について説明する。

レーザー光が入射する側と反対側の第２層目の記録膜の
磁化の向きを一方向にそろえる。この場合、レーザー光
が入射する側の第１層目の記録膜の磁化の向きは変らな
い、新データを記録しなければ旧データは保存される。

次にレーザー光を照射して新データを記録する。その際
、ハイレベルのレーザー光を照射すると同時に外部補助
磁界から先行補助磁界とは逆向きの磁界を印加して２層
とも磁化の向きを反転させ記録を行う。レーザー光がロ
ーレベルの場合は、第２層目の向きに第１層目の向きが
従う。これにより記録が可能となる。

この場合問題となるのはローレベルで記録するのに、二
層間の磁気的結合を利用しているが、結合力が強すぎて
も弱すぎても記録の信頼性という点では問題となる場合
がある。そのため、結合力を制御するのに、−層目と二
層目の界面に酸化物層や窒化物層をごく薄く形成する等
の手法が有効である。

一方、超高密度記録実現は、記録媒体の性能に依存する
。そして、材料に関する検討の結果、Ｐｔ、ＰｄやＲｈ
等の白金族元素の内の１種類とＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ等の元
素の内の少なくとも１種類、さらには２種類からなる合
金とを交互に積層した多層膜を用いる。そして磁気特性
を変化させるのに、スパッタ条件や一層当りの膜厚を変
化させて行う。

或いは、鉄族元素層としてＰｄ−Ｆｅ、ＰｉニーＦｅ、
Ｐｄ−Ｃｏ、Ｐｔ−Ｃｏ、Ｐｔ−Ｎｉ。

Ｐｄ−ＮｉさらにはＰ　ｔ　−Ｆ　ｅ　−Ｃｏ　、　Ｐ
　ｄ−Ｆｅ−Ｃｏ、Ｐｔ−Ｆｅ　　Ｎｉ、Ｐｄ−Ｆｅ−
Ｎｉ等の合金を用いても良い。その場合、材料系の選択
と一層当りの膜厚を薄くすると、垂直磁気異方性エネル
ギーが増大するとともに保磁力やキュリー温度が任意に
選べる。さらに、この材料系に対しては、用いるレーザ
ー光の波長が短くなるとともに、カー（Ｋｅｒｒ）回転
角が増大する。そのため、短波長光を用いて超高密度記
録を行うのに適した材料である。

また、これら金属層の間に窒化シリコン、窒化アルミニ
ウムや酸化シリコンを挿入して記録層の熱伝導率を制御
することにより、記録感度等も任意に選択でき、さらに
磁気的特性も制御できるので、オーバーライドに適した
記録膜を得ることができる。このように、材料の選択と
その材料の磁気的特性を制御することにより、オーバー
ライドと超高密度記録の両方を満足させることができる
。

そして、さらにディスクの高性能化のために、光磁気記
録膜の全体の膜厚として光が透過する厚さとする。その
厚さは、記録膜の複素屈折率に依存するが、具体的厚さ
として約５００Å以下が有効である。そして、光の入射
する側と反対側に光が反射する反射膜を設け、カー（に
ｅｒｒ）効果に加えてファラデー（Ｆａｒａｄａｙ）効
果により磁気光学効果を増大させ、ディスクの高性能化
をはかった。

さらに、光が入射する側の第１層目の膜と第２層目の膜
との間で多重干渉をおこすとともに、記録膜全体の厚さ
が多重干渉をおこす厚さとすることにより磁気光学効果
をさらに増大させ、ディスクの高性能化をはかった。

〔実施例〕

以下、本発明の詳細を実施例を用いて説明する。

（実施例１） 本実施例により作製した光磁気ディスクの断面・構造を
示す模式図を第１図に示す。案内溝を有するガラスまた
はプラスチックの基板１上に、窒化シリコンの磁気光学
効果増大膜２を５００人の膜厚にスパッタリング法によ
り形成した。その時の屈折率は２．０（λ＝５８０ｎｍ
）である。スパッタの条件は、ターゲットにＳｉ、Ｎ、
焼結体ターゲットを、放電ガスにＡｒをそれぞれ使用し
、放電ガス圧力５　Ｘ　１．０−”Ｔｏｒｒ、投入ＲＦ
電力密度４．２　Ｗ／ｃｄである。

ひきつづき第１層目の磁性膜３を形成した。磁性膜の作
製はターゲットとして白金族元素としてＰｔを、鉄族元
素としてＦｅ７ｏＣｏ、。合金をそれぞれ用い、三元素
同時スパッタ法により行なった。

膜厚は、ｐｔが１０人、ＦｅＣｏ膜が１５人を１組とし
、８組連続的に形成し多層構造とした。膜厚の制御は、
ディスクの公転数もしくは投入ＲＦ電力密度により行な
った。スパッタ条件は、放電ガスにＡｒを使用し放電ガ
ス圧力５　Ｘ　１０−３Ｔｏｒｒである。この膜の保磁
カキユリ−温度は、８　ｋＯｅ　＋Ｔｃ＝１８０℃であ
った。

つづいて、第２層目の磁性膜４を先と同様のスパッタ法
により形成した。この磁性膜４は、白金族元素としてＰ
ｄを、鉄族元素として、ＣＯをそれぞれターゲットに用
い、先と同様のスパッタ条件により形成した。膜厚は、
Ｐｄが５人、Ｃｏが１０人を１組とし、１５組連続積層
した。この膜の磁気特性は、保磁力２ｋＯｅ、Ｔｅ　＝
２８０℃であった。

次に磁気光学効果増大膜２として、窒化シリコン膜を１
００人の膜厚に形成した。スパッタの条件は、先の第１
層目の窒化シリコン膜２と同様である。

最後に、反射膜５として、Ａ　Ｑ　＊ｓ　Ｔ　ｌ　ｔｓ
膜を形成した。ターゲットにはＡ１１−Ｔｉ合金は、放
電ガスにはＡｒをそれぞれ使用し、放電ガス圧力ＩＸ　
１０−２Ｔｏｒｒ、投入ＲＦ電力密度を３．５Ｗ／ａｄ
として形成した。その膜厚は５００人である。

このようにして作製したディスクの記録再生特性を測定
した。先行補助磁界として、４ｋＯｅの磁界を常時出し
ている永久磁石を使用した。また、もう一つの外部印加
補助磁界は、４０００　ｅで、記録時（オーバーライド
時）は先の先行補助磁界と逆の極性を有しているものと
した。オーバーライド時は、先行補助磁界の向きに第２
層目磁化の向きをそろえる（これを１１０　ＩＩとする
）。

次に、レーザー光を照射して新データを記録する。まず
ハイレベルのレーザーパワーとして７ｍＷを照射し、第
１層目及び第２層目の両方の磁性膜を共に反転させる（
　１１１　ＩＩに相当する）。

方、レーザーパワーをローレベルとして５ｍＷにすると
、第２層目の磁性膜の磁化の向きは変化せず、第１層目
の磁性膜の向きは第２層目の向きになる（　Ｉｔ　ＯＩ
Ｆを記録したことに相当する）。

具体的に、ディスク上に任意に情報を記録したディスク
上に波長５３０ｎｍのレーザー光で、１０　Ｍ　Ｈｚ　
、　　１５　Ｍ　Ｈｚ　、　２０　Ｍ　Ｈｚの信号を重
ね書きした。この時用いたディスクは５．２５　インチ
であり回転数は２４０Ｏｒｐｍとし、ディスクの中周付
近に記録した。再生信号の搬送波対雑音比（Ｃ／Ｎ）は
、それぞれ５８ｄＢ、５３ｄＢ。

４９ｄＢであった。

また、この記録媒体のカー（Ｋｅｒｒ）回転角は、この
波長においてθ、＝１５°、反射率は１７％であった。

また、２０　Ｍ　Ｈｚにおいて得られた磁区サイズを測
定したところ、ディスクの回転方向の磁区の長さは０．
２５μｍ、幅（半径方向）は、０．５５μｍであり、記
録ビット間の距離は０．３５μｍであった。

（実施例２） 次に、磁気光学効果をさらに増大させるために白金族元
素層、鉄族元素層、窒化シリコン層／・・・を繰返し形
成した。金属元素２層は先の記録膜と同様の膜厚とし、
窒化シリコンを３０人の厚さに形成した。この構成の記
録・膜を先の第１層目の記録膜として用い、その他の膜
は、先と同様の構成として、ディスクを作製した。

このディスクに対して、ビットエツジ記録を行なった。

ジッターマージンも±５％以内と高精度であり、また、
エツジの検出も先と同様の微小磁区であったが特に問題
はなかった。カー（Ｋｅｒｒ）回転角は、θｂ　＝２．
０’　　、Ｒ＝１０％であった。

また、記録に必要なレーザーパワー、特にハイレベルの
パワーも５　、５　ｍ　Ｗ　と著しく小さかった。

これは、窒化シリコンのような無機化合物の誘電体層を
途中に挿入したことにより、熱伝導率が低下したために
、昇温しやすく、かつ層構成が全体的に薄く、反射層兼
熱拡散層５を有しているので早く冷却されるためである
。

ここで、上記実施例においては、誘電体層をはさむと垂
直磁気異方性にわずかな低下がみられるが、垂直磁化膜
としての安定性に問題を生じることはなかった。しかし
この低下分を回復させるために、鉄族元素層のＦｅやＣ
ｏの単体やＦｅ−Ｃ０合金の代りに、Ｐ　ｔ　−Ｆ　ｅ
　−ＣｏやＰｄ−Ｆ　ｅ　−Ｇ　ｏ等の白金族元素と鉄
族元素との合金を用い、さらにその膜厚を１０Å以下と
し、Ｐｔ。

ＰｄやＲｈ等の白金族元素との交互積層膜を形成すれば
良い。この他に、成膜条件を、膜の応力が増大する方向
に変えても良い。

また、オーバーライド時に磁気的結合力（交換結合力）
が強いと、オーバーライドがスムーズに行なえないので
、第１層目磁性膜と第２層目の磁性膜の間に１０数人程
度の窒化物層や酸化物層を形成したり、磁気的結合力の
干渉層となる磁性層を設けたりして磁気的結合力を制御
してもよい。

また、逆に交換結合力を強めるには、第１層目の光磁気
記録膜の最表面をＣｏやＦｅ或いはその合金に代表され
る鉄族元素層としたり、交換結合力を制御するための第
１層目と第２層目との中間的な磁気特性を有する層を設
けてもよい。その一つの手法として、ＣＯの膜厚を制御
することが有効である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、白金族元素と鉄族元素とを交互に積層
した多層構造を有する記録膜を磁気的特性を変えて少な
くとも２層を磁気的に結合させた記録膜を用いることに
より、オーバーライドができ、しかも、短波長のレーザ
ー光を用いることにより超高密度記録が可能な光磁気デ
ィスクを得ることができた。そして、さらにピントエツ
ジ記録を導入することにより、短波長レーザー光を用い
たディスクより記録密度をさらに１．５倍以上向上させ
ることができ、光磁気ディスクの性能を大きく向上させ
ることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例になる光磁気ディスクの断面
構造を示す模式図である。 １・・基板、２・・・磁気光学効果増大膜、３・・・第
］層羞パ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、レーザー光を用いて記録、再生或いは消去を行う光
   磁気記録において、磁気的特性の異る少なくとも２種類
   の垂直磁化膜を磁気的に結合するように積層した多層構
   造の記録膜を用いたことを特徴とする光磁気記録膜の構
   造。 ２、特許請求の範囲第１項記載の光磁気記録膜を用いた
   ディスクに記録、再生或いは消去を行うのに、少なくと
   もレーザー光源、先行補助磁界及び補助磁界を用いて行
   なつたことを特徴とする光磁気記録膜の構造。 ３、特許請求の範囲第１項及び第２項記載の光磁気記録
   膜として、レーザー光の入射側に先行補助磁界及び第２
   層目の磁性膜より大きな保磁力を有し、かつ高いキュリ
   ー温度を有する垂直磁化膜を用いたことを特徴とする光
   磁気記録膜の構造。 ４、特許請求の範囲第１項及び第３項記載の磁気特性の
   異なる垂直磁化膜として、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ等の白金族
   元素群の内より選ばれる少なくとも１種類の元素とＦｅ
   、Ｃｏ、Ｎｉ等の鉄族元素群の内より選ばれる少なくと
   も１種類の元素とを交互に積層した多層構造を有するこ
   とを特徴とする光磁気記録膜の構造。 ５、特許請求の範囲第１項、第３項〜第４項記載の光磁
   気記録膜として、記録膜全体の厚さを記録あるいは再生
   光が透過する厚さとし、さらに優位には、その厚さが５
   ００Å以下であり、光が入射する側と反対側に光を反射
   するための層を設けたことを特徴とする光磁気記録膜の
   構造。 ６、特許請求の範囲第５項記載の光を反射するための層
   として、Ａｌ、Ｐｔ、Ａｇ、Ａｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｃｒの
   内から選ばれる１元素を主体とし、これに母元素以外の
   元素或いはＮｂ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏの内より選ばれ
   る少なくとも１種類の元素を主体とする光磁気記録膜の
   構造。 ７、特許請求の範囲第１項、第３項〜第６項記載の光磁
   気記録膜において、記録膜全体或いは光の入射する側の
   第１層目の垂直磁化膜において入射した光が多重干渉を
   おこすように膜厚または屈折率を制御したことを特徴と
   する光磁気記録膜の構造。 ８、特許請求の範囲第１項、第３項〜第４項記載の多層
   構造の光磁気記録膜において、磁気的結合力を制御する
   ための層を設けたことを特徴とする光磁気記録膜の構造
   。 ９、特許請求の範囲第１項、第３項〜第５項、及び第８
   項記録の多層構造の光磁気記録膜において、第１層目の
   垂直磁化膜の最表面を特許請求の範囲第４項記載の鉄族
   元素層としたことを特徴とする光磁気記録膜の構造。