JPH05325307A - 再生専用型の光磁気ディスク及びその再生方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】誤って過大な磁場を受けたとき、又は異常に高
い温度を受けたとき、情報が消えてしまう問題点を解決
する。 【構成】基板とこの上に積層された第１磁性層と第２磁
性層が形成されており、両層は「一方のキュリー点以下
の温度」で交換結合しており、しかも、室温において、
両層の間に界面磁界が生じた状態で互いに磁化の向きを
独立に揃えることが可能である光磁気ディスクにおい
て、第１磁性層と交換結合した第２磁性層が形成された
第１微小領域α₀ と、第２磁性層が形成されない第２微
小領域α₁ とを設け、前記領域の一方を情報単位とし、
この情報単位の有無又は長さによって情報を表すことを
特徴とする再生専用型の光磁気ディスク。 【効果】ＣＤやＬＤに比べて、情報密度を高くできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、新規な再生専用型の光
磁気ディスク及びその再生方に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、高密度、大容量、高いアクセス速
度、並びに高い記録及び再生速度を含めた種々の要求を
満足する光学的記録再生方法、それに使用される記録装
置、再生装置及び記録媒体を開発しようとする努力が成
されている。広範囲な光学的記録再生方法の中で、光磁
気記録再生方法は、情報を記録した後、消去することが
でき、再び新たな情報を記録することが繰り返し何度も
可能であるというユニークな利点のために、最も大きな
魅力に満ちている。この光磁気記録再生方法で使用され
る光磁気記録ディスク（媒体）は、記録を残す層として
１層又は多層からなる磁性膜を有する。磁性膜は、初期
の頃は、水平磁化膜（磁化の向きが膜面に平行）であっ
た。その後、記録密度が高く、 また信号強度も高い垂
直磁化膜(perpendicular magnetic layer or layers)
が開発された。今日、後者がほぼ１００％使用されてい
る。このような磁化膜は、例えばアモルファスのGdFeや
GdCo、GdFeCo、TbFe、TbCo、TbFeCoなどからなる。垂直
磁化膜は、一般に同心円状又はらせん状のトラックを有
しており、 このトラックの上に情報が記録される。ト
ラックは、明示的な場合と黙示的な場合の２通りある。
〔明示的なトラック〕 明示的なトラックを有するディ
スクは、ディスク平面に対し垂直方向から見た場合、情
報を記録するトラックが渦巻状又は同心円状に形成され
ている。隣接する２つのトラック間には、トラッキング
のため及び分離のための溝（グルーブ groove ）が存在
する。逆に溝と溝の間をランド(land)と呼ぶ。実際に
は、ディスクの裏表でランドと溝が逆になる。そこで、
ビームが入射するのと同じにディスクを見て、手前をラ
ンド、奥を溝と呼ぶ。垂直磁化膜は、溝の上にもランド
の上にも一面に形成するので、溝の部分をトラックにし
てもよいし、ランドの部分をトラックにしてもよい。溝
の幅とランドの幅との間に特に大小関係はない。このよ
うなランドと溝を構成するために、一般に、基板には、
表面に渦巻状又は同心円状に形成されたランドと、２つ
の隣合うランド間に挟まれた溝が存在する。このような
基板上に薄く垂直磁化膜が形成される。これにより垂直
磁化膜はランドと溝を持つ。 〔マーク〕本明細書では、膜面に対し「上向き（upwar
d) 」又は「下向き(downward)」の何れか一方を、「Ａ
向き」↑、他方を「逆Ａ向き」↓と定義する。 記録す
べき情報は、予め２値化されており、この情報が「Ａ向
き」↑の磁化を有するマーク（Ｂ₁)と、「逆Ａ向き」↓
の磁化を有するマーク（Ｂ₀)の２つの信号で記録され
る。これらのマークＢ₁ ，Ｂ₀ は、デジタル信号の１，
０の何れか一方と他方にそれぞれ相当する。しかし、一
般には記録されるトラックの磁化は、記録前に強力な外
部磁場を印加することによって「逆Ａ向き」↓に揃えら
れる。この磁化の向きを揃える行為は、初期化（initia
lize）と呼ばれる。その上でトラックに「Ａ向き」↑の
磁化を有するマーク（Ｂ₁)を形成する。マーク（Ｂ₀)又
は（Ｂ₁)の一方を情報単位とし、情報単位−−−−通常
はマーク（Ｂ₁)−−−−の有無及び／又は長さによって
表現される。尚、マークは、過去にピット又はビットと
呼ばれたことがあるが、最近はマークと呼ぶ。 〔マーク形成の原理〕マークの形成に於いては、レーザ
ーの特徴即ち空間的時間的に素晴らしい凝集性(coheren
ce) が有利に使用され、レーザー光の波長によって決定
される回折限界とほとんど同じ位に小さいスポットにビ
ームが絞り込まれる。絞り込まれた光はトラック表面に
照射され、垂直磁化膜に直径が１μｍ以下のマークを形
成することにより情報が記録される。光学的記録におい
ては、理論的に約108 マーク／cm² までの記録密度を達
成することができる。何故ならば、レーザビームはその
波長とほとんど同じ位に小さい直径を有するスポットに
まで凝縮(concentrate)することが出来るからである。
図２に示すように、光磁気記録においては、レーザービ
ーム（Ｌ）を垂直磁化膜（ＭＯ）の上に絞りこみ、それ
を加熱する。その間、初期化された向きとは反対の向き
の記録磁界（Ｈ_b を加熱された部分に外部から印加す
る。そうすると局部的に加熱された部分の保磁力Ｈ_c co
ersivity) は減少し記録磁界（Ｈ_b より小さくなる。そ
の結果、その部分の磁化は、記録磁界（Ｈ_b の向きに並
ぶ。こうして逆に磁化されたマークが形成される。 〔再生の原理〕図３は、光磁気効果に基づく情報再生の
原理を示す。光は、光路に垂直な平面上で全ての方向に
通常は発散している電磁場ベクトルを有する電磁波であ
る。光が直線偏光（Ｌp ) に変換され、そして垂直磁化
膜（ＭＯ）に照射されたとき、光はその表面で反射され
るか又は垂直磁化膜（ＭＯ）を透過する。このとき、偏
光面は磁化Ｍの向きに従って回転する。この回転する現
象は、磁気カー（Kerr)効果又は磁気ファラデー(Farada
y) 効果と呼ばれる。 例えば、もし反射光の偏光面が
「Ａ向き」↑磁化に対してθ_K 度回転するとすると、
「逆Ａ向き」↓磁化に対しては−θ_K 度回転する。従っ
て、光アナライザー（偏光子）の軸を−θ_K度傾けた面
に垂直にセットしておくと、「逆Ａ向き」に磁化された
マーク（Ｂ₀)から反射された光はアナライザーを透過す
ることができない。それに対して「Ａ向き」↑に磁化さ
れたマーク（Ｂ₁)から反射された光は、 (sin2θk)² を
乗じた分がアナライザーを透過し、ディテクター（光電
変換手段）に捕獲される。その結果、「Ａ向き」↑に磁
化されたマーク（Ｂ₁)は「逆Ａ向き」↓に磁化されたマ
ーク（Ｂ₀)よりも明るく見え、 ディテクターに於いて
強い電気信号を発生させる。従って、このディテクター
からの電気信号は、記録された情報に従って変調される
ので、情報が再生されるのである。 〔ＴＭとＲＥ〕磁性層（垂直磁化膜）は、遷移金属 tra
nsition metal(以下、ＴＭと略す）と重希土類金属 hea
vy rare earth metal ( 以下、ＲＥと略す）との合金か
らなる非晶質フェリ磁性体であることが好ましい。ＴＭ
の例にはFe、Coがあり、ＲＥの例にはGd、Tb、Dy、Hoが
ある。合金の外部に現れる磁化の向き及び大きさは、合
金内部のＴＭの副格子磁化の向き及び大きさと、ＲＥの
副格子磁化の向き及び大きさとの関係で決まる。例えば
ＴＭの副格子磁化の向き及び大きさを点線の矢印で示す
ベクトルで表わし、ＲＥの副格子磁化のそれを実線の矢
で示すベクトルで表し、合金全体の磁化の向き及び大き
さを白抜きの矢で示すベクトルで表す。このとき白抜き
の矢（ベクトル）は点線の矢（ベクトル）と実線の矢
（ベクトル）との和として表わされる。ただし、合金の
中ではＴＭの副格子磁化とＲＥ副格子磁化との相互作用
のために点線の矢（ベクトル）と実線の矢（ベクトル）
とは、向きが必ず逆になっている。従って、点線の矢
（ベクトル）と実線の矢（ベクトル）との和は、両者の
強度が等しいとき、合金のベクトルはゼロ（つまり、外
部に現れる磁化の大きさはゼロ）になる。このゼロにな
るときの合金組成は補償組成(compensation compositio
n ) と呼ばれる。それ以外の組成のときには、合金は両
方の副格子磁化の強度差に等しい強度を有し、いずれか
大きい方のベクトルの向きに等しい向きを有する白抜き
の矢（ベクトル）を持つ。 そこで、合金の磁化ベクト
ルを点線のベクトルと実線のベクトルを隣接して書き、
例えば図４に示すように書き表す。ＲＥ、ＴＭの副格子
磁化の状態は大別すると４通りあり、これらを図５の(1
A)〜(4A)に示す。そして、各状態における合金の磁化ベ
クトル（白抜きの矢）を図５の(1B)〜(4B)に対応して示
す。例えば、ＲＥベクトルがＴＭベクトルに比べて大き
い場合、副格子磁化の状態は(1A)に示され、合金の磁化
ベクトルは、(1B)に示される。ある合金組成のＴＭベク
トルとＲＥベクトルの強度が、どちらか一方が大きいと
き、その合金組成は、強度の大きい方の名をとってＴＭ
リッチ又はＲＥリッチであると呼ばれる。合金全体の磁
化の向きは、○○リッチの○○の副格子磁化の向きと一
致する。

【０００３】第１、第２磁性層の両方について、ＴＭリ
ッチな組成とＲＥリッチな組成とに分けられる。従っ
て、縦軸座標に第１磁性層の組成を横軸座標に第２磁性
層の組成をとると、ディスク全体としては、種類を図６
に示す４象限に分類することができる。図６において、
座標の交点は両層の補償組成を表す。両層が交換結合し
ているとき、両層の間に交換結合力σ_W が働く。交換結
合力σ_W は、ＴＭ、ＲＥそれぞれについて副格子磁化の
向きを同じ向きにする。そのため、両層が交換結合して
いるとき、第１磁性層の磁化の向きと第２磁性層の磁化
の向きがパラレルのときに安定な２層膜と、両層の磁化
の向きがアンチパラレルのときに安定な２層膜との２種
類がある。いずれにせよ、安定状態では、両層のＴＭ副
格子磁化の向きは一致している。当然に両層のＲＥ副格
子磁化の向きも一致している。前者はパラレル・タイプ
略してＰタイプ、後者はアンチパラレル・タイプ略して
Ａタイプと呼ばれる。前者は両層の磁化の向きがアンチ
パラレルのときに不安定で、そのとき、層間に界面磁壁
ができている。後者は両層の磁化の向きがパラレルのと
きに不安定で、そのとき、層間に界面磁壁ができてい
る。不安定状態では、両層のＴＭ副格子磁化の向きは一
致せず、両層のＲＥ副格子磁化の向きも一致していな
い。但し、不安定と言っても準安定で、数年〜数十年
は、その状態で存在することができる。Ｐタイプは、図
６に示す１象限と３象限に属し、Ａタイプは２象限と４
象限に属す。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】いずれにせよ、これま
での光磁気記録ディスクは、繰り返し記録再生可能であ
る利点を持つ。従って、逆に、ディスクは、誤って過大
な磁場を受けたとき、あるいは異常に高い温度を受けた
とき、情報が消えてしまう問題点があった。本発明の目
的は、光磁気記録ディスクが持つ前記問題点の解決にあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者は、鋭
意研究の結果、「繰り返し記録再生可能であるという利
点」を放棄し、再生専用型に特化した新規な光磁気ディ
スク、その再生方法及び再生装置を発明した。しかも、
驚くべきことに、このディスクは、従来の再生専用型光
ディスク（例えば、コンパクトディスクＣＤやレーザー
ディスクＬＤ）に比べて、情報密度を高くすることがで
きる利点を有する。

【０００６】本発明は、第１に、「基板とこの上に積層
された第１磁性層と第２磁性層が形成されており、両層
は「一方のキュリー点以下の温度」で交換結合してお
り、しかも、室温において、両層の間に界面磁壁が生じ
た状態で互いに磁化の向きを独立に揃えることが可能で
ある光磁気ディスクにおいて、前記第２磁性層が存在す
る第１微小領域α₀ と、第２磁性層が存在しない第２微
小領域α₁ とを設け、前記領域の一方を情報単位とし、
この情報単位の有無又は長さによって、情報を表すこと
を特徴とする再生専用型の光磁気ディスク（請求項
１）」を提供する。

【０００７】また、第２に、「請求項１記載の光磁気デ
ィスクにおいて、前記第１磁性層及び第２磁性層が共に
垂直磁気異方性を有することを特徴とする再生専用型の
光磁気ディスク（請求項２）」を提供する。第３に、
本発明は、「請求項１記載の光磁気ディスクにおいて、
前記第１磁性層がレーザービームの照射方向から見て順
に相対的にキュリー点が高い層、キュリー点が低い層の
少なくとも２層からなることを特徴とする、再生専用型
の光磁気ディスク（請求項３）」を提供する。

【０００８】第４に、本発明は、「第１工程：請求項１
に記載したディスクを用意すること； 第２工程：前記ディスクの第１磁性層と第２磁性層のそ
れぞれについて、第１微小領域α₀ と第２微小領域α₁
とで磁化の向きを揃えること； 第３工程：前記ディスクにレーザービーム（直線偏光）
を照射することにより、「第１微小領域α₀ の磁化の向
きが反転し、第２微小領域α₁ の磁化の向きが反転しな
い温度」まで磁性層の温度を上昇させること； 第４工程：前記レーザービームがディスクで反射された
反射光、又は前記レーザービームがディスクを透過した
透過光を磁気光学的に処理して電気信号に変換するこ
と；からなる磁気光学的再生方法（請求項４）」を提供
する。

【０００９】

【作用】

〔本発明の原理〕次に図面を用いて本発明の原理を説明
する。ここでは、垂直磁化膜の例（請求項２のディス
ク）で説明する。しかし、水平磁化膜でも、磁化のＺ成
分（Ｚ成分はビームの方向の成分）だけを考えればよ
い。図７の（１）は、本発明のディスクの垂直断面を示
す概念図である。ここでは、磁化の向きはまだバラバラ
であるので記入していない。室温での保磁力及びキュリ
ー点は、第１、第２磁性層でどちらが大きいと言う限定
はない。しかし、以下の説明では、説明を簡単にするた
めに、第１磁性層の保磁力Ｈ_C1が第２磁性層のそれより
小さく、第１磁性層のキュリー点Ｔ_C1が第２磁性層のそ
れより低いとする。

【００１０】本発明の好ましいディスクは、第１磁性層
の磁化の向きが揃っており、第２磁性層の磁化の向きも
揃っており、 かつ、第２磁性層が存在し、両層間に交
換結合力が働く第１微小領域α₀ と第２磁性層が形成さ
れていない第２微小領域α₁を有する。領域α₀ 、α₁
の一方を情報単位とし、この情報単位の有無又は長さに
よって、情報が表わされる。つまり、この情報単位は、
ピットやマークと同じ機能を持つ。ここで、ディスクを
前処理（請求項４の第２工程に相当する）する。前処理
の代表例を説明する。ディスクがＰタイプのときには前
工程と後工程の２工程に分かれる。前工程では、ディス
クに対し、第２磁性層の保磁力Ｈ_C2より大きな第１外部
磁界Ｈ_ex1 を「逆Ａ向き」に印加する。Ｈ_ex1 は

【００１１】

【数１】

【００１２】で示す式１を満足する。Ｍ_S2は第２磁性層
の飽和磁化であり、ｔ₂ は第２磁性層の膜厚である。そ
うすると、第１、第２磁性層の磁化は共に「逆Ａ向き」
↓に揃えられる。この状態が図７の（２）である。この
とき、磁性層の温度を室温より高めておくと保磁力が低
下する場合がある。 その場合には、小さな第１外部磁
界Ｈ_ex1 で済む。磁性層の温度を高めるにはレーザービ
ームを照射してもよい。

【００１３】後工程では、ディスクに対し、第１磁性層
の保磁力Ｈ_c1より大きく第２磁性層の保磁力Ｈ_c2より小
さな第２外部磁界Ｈ_ex2 を「Ａ向き」↑に印加する。Ｈ
_ex2 は、

【００１４】

【数２】

【００１５】で示す式２を満足する。但し、Ｍ_S1は第１
磁性層の飽和磁化であり、ｔ₁ は第１磁性層の膜厚であ
る。このときも、磁性層の温度を室温より高めておいて
もよい場合がある。但し、両層のキュリー点以下の温度
である。この結果、第１磁性層の磁化が「Ａ向き」↑に
揃えられる。このとき、第２磁性層の揃えられた磁化は
反転してはならない。そのため、各磁性層は、

【００１６】

【数３】

【００１７】で示す式３と、

【００１８】

【数４】

【００１９】で示す式４と、

【００２０】

【数５】

【００２１】で示す式５を同時に満足しなければならな
い。Ｐタイプは、両層の磁化の向きがパラレルのときに
磁化の向きは安定である。そうすると、第２磁性層が形
成されており交換結合力が働く第１微小領域α₀ では、
両層の磁化の向きがアンチパラレルであり、そこは不安
定（但し、準安定）である。そのため、領域α₀ には両
層の間に界面磁壁（太い点線で示すもの）が生じる。こ
の状態が、図７の（３）である。これで前処理が完了す
る。この状態は、第１磁性層の磁化の向きが揃ってお
り、第２磁性層の磁化の向きも揃っており、かつ、少な
くともこれから再生する第１微小領域α₀ において、両
層間に界面磁壁が生じている状態である。

【００２２】Ａタイプの場合には、媒体に対し、第１外
部磁界Ｈ_ex1 を「Ａ向き」↑に印加するだけで、前処理
は完了する。但し、Ｈ_ex1 は、

【００２３】

【数６】

【００２４】で示す式６を満足しなければならない。次
に再生工程（請求項４の第３、第４工程に相当）を説明
する。第１磁性層側から再生レベルのレーザービームを
照射する。 ディスクは当然に回転させておく。レーザ
ービームのディスク上でのスポット径は、最小の領域α
₀ 及びα₁ の直径の３倍よりやや大きいとする。そのた
め、スポット径内に最小の領域α₀ 又はα₁ が３個分含
まれる。３個分は図８、図９で言うと、２値化情報０１
０である。従来のＣＤやＬＤでは、この場合、０１０と
１００と００１の３者を区別できない。それは、スポッ
トからの反射光量に相違がないからである。同様に、両
隣の２つのトラックで同じ位置にある最小の領域α₀ 又
はα₁ を考えた場合も、０１０と１００と００１の３者
を区別できない。そのため、従来のＣＤやＬＤでは、最
小の領域α₀ 又は最小の領域α₁ の径をスポット径より
小さくできない。スポット径はレーザービームを対物レ
ンズで絞ることによって得られる。そのため、回折限界
からスポット径はレーザーの波長より小さくすることは
できない。現在の半導体レーザーを用いると、約１μｍ
以下のスポット径は得られない。そのため、従来のＣＤ
やＬＤでは、記録密度に限界があった。しかしながら、
レーザービームの強度分布は中心ほど高い。そのため、
スポット内の温度分布は中心ほど高い。また、ディスク
は移動しているので、スポット内の後の方の部分に相当
する磁性層の温度は、熱蓄積効果により、他の部分より
温度が高くなる。そのため、図９の（２）に実線の○で
示す領域α₀ の両磁性層の温度は、レーザービームを照
射することにより 「両層間に存在する界面磁壁が消失
する温度であって、かつ両層の磁化が消失しない温度Ｔ
_R 」に上昇する。これが請求項３の第３工程の一例に当
たる。そのため、実線の○で示す領域α₀ は、第１磁性
層の磁化の向きは、第２磁性層からの交換結合力を受け
て反転する。この結果、界面磁壁が消える。このとき、
スポット位置に「逆Ａ向き」↓に補助磁界を印加しても
よい。これにより、第１磁性層の磁化反転が容易にな
り、温度Ｔ_R の最低温度を下げることができる。 ここ
では、第１磁性層の磁化は、「逆Ａ向き」↓となる。こ
の状態が図９の（１）である。他方、領域α₁ では、仮
に温度Ｔ_R になっても、第２磁性層が形成されておらず
交換結合力を受けないので、第１磁性層の磁化の向きは
反転しない。それに対して、点線で示す領域α₀ は、交
換結合力を受ける同じ領域α₀ でありながら、温度がＴ
_R に上昇していないので、第１磁性層の磁化の向きは反
転することはない。従って、図の位置では、実線の○で
示す領域α₀ だけがスポット内で「逆Ａ向き」↓の磁化
を示し、それ以外の領域は「Ａ向き」↑の磁化を示す。
そのため、 前後左右に領域α₀ があっても、実線の○
で示す領域α₀ １個だけがスポット内に「あぶり出し」
され、領域α₀ １個だけを検出できる。１個あれば、反
射光又は透過光を磁気光学的な処理をする（請求項３の
第４工程）と、減少した光量が検知される。 そこで、
光を光電変換手段で電気信号に変換すれば、２値化情報
の「０」を１個だけ検出できる。

【００２５】次にディスクが最小の領域α₀ 又はα₁ だ
け移動したとする。図９（２）の例では、今度は領域α
₁ が温度Ｔ_R になる。しかし、領域α₁ は、交換結合力
を受けないため、第１磁性層の磁化の向きは反転しな
い。従って、スポット内の領域は全部「Ａ向き」↑の磁
化を示し、減少した光量は検知されない。つまり、領域
α₀ は検出されない。更にディスクが最小の領域α₀ 又
はα₁ だけ移動したとする。図９（２）の例では、今度
は点線の○で示した領域α₀ が「あぶり出し」を受け、
点線の○の領域α₀ １個だけが検出されるのである。以
上が再生の原理である。１度、再生を受けると、界面磁
壁が消失するので、「あぶり出し」は不可能となる。し
かし、ディスクは繰り返し前述の前処理が可能であり、
前処理後に再生すればよい。この場合、第１外部磁界Ｈ
_ex1 の印加を省略することができ、Ｐタイプの場合に
は、上述の式２を満足する第２外部磁界Ｈ_ex2 だけを印
加すればよい。Ａタイプの場合には、第１外部磁界Ｈ
_ex1 に代えて、下記式７を満足する第２外部磁界Ｈ_ex2
だけを印加すればよい。

【００２６】

【数７】

【００２７】そうすれば、ＰタイプでもＡタイプでも第
２外部磁界Ｈ_ex2 だけで、請求項３に言う第２工程が完
了する。 〔ディスクの構造〕磁性層は薄くて良いので、一般には
円板状の基板（例えば、ガラスやプラスチック基板）上
に成形される。基板は、トラッキングのためのガイドと
なる溝を有していてもよい。溝がなくとも、トラックに
は領域α₀ 又はα₁ が形成されているので、これを頼り
にトラッキングすることはできる。基板の上に真空蒸
着、スパッタリング等の真空薄膜成形技術により、第１
磁性層を形成する。次に、真空を保ったまま第２磁性層
を形成する。場合によって磁性層間に交換結合力の調整
層を形成しても良い。しかしσ_W 調整層は、 交換結合
力を消滅させてはならない。磁性層の材料としては、表
１に示す遷移金属−重希土類合金が好ましいが、これに
限られることはない。

【００２８】また、磁性層は垂直磁化膜が好ましいが水
平磁化膜でもよい。 磁性層の膜厚は、各層とも一般に
100〜1000Å程度である。磁性層の上に、保護層を真空
薄膜成形技術により、形成する。保護層の材料として
は、例えば、金属の酸化物、窒化物、フッ化物又は炭化
物などの誘電体、有機樹脂、ダイヤモンド状硬質カーボ
ン膜などが使用される。保護層の厚さは、一般に100 〜
1000Å位あれば充分である。第２磁性層は、トラックに
沿って領域α₀ 又はα₁ を形成するために、所望の情報
に従い所定パターンにパターニングする必要がある。パ
ターニングするには、フォトリソグラフィが使用され
る。均一に形成されたＤ層の上にフォトレジストを塗布
し、このレジストにビームを所定パターン又はその反転
パターンに従い照射する。最小の領域α₀ 又はα₁ をで
きるだけ小さくし、それにより記録密度を上げたいとき
には、できるだけ、波長の短いビームを使用する必要が
ある。ビームは可視光に限らず、 電子線やＸ線、紫外
線などを用いてもよい。照射の後、現像すると、レジス
トパターンが得られる。次に保護層及び第２磁性層のエ
ッチングを行なう。保護層及び第２磁性層のレジストに
覆われていない部分はエッチングを受けて消滅する。最
後に、残ったレジストパターンをアッシング等により除
去する。この結果、所定パターンをしたＤ層が得られ
る。第１、第２磁性層はそれぞれ単層でなくとも複数の
層から構成されていてもよい。また、第１、第２磁性層
の境界が明確ではなく、 一方から他方に徐々に変わっ
てもよい。

【００２９】反射光から情報を再生する場合には、第１
磁性層にレーザー（直線偏光）を照射する。この場合、
θ_K の大きい第３磁性層を第１磁性層の読み出し側にに
設けてもよい。第３磁性層の磁化の向きは、室温〜Ｔ_R
において、第１磁性層の磁化の向きにパラレル又はアン
チパラレルに従う。以下、本発明を実施例を引用して、
より具体的に説明するが、本発明はこれに限られるもの
ではない。

【００３０】

【実施例１・・・Ａタイプのディスク】 （１）ピッチが1.6 μｍで深さｈが 700Åの溝がスパイ
ラル状に多数本形成されている２Ｐ基板を用意する。２
Ｐ基板の直径は130mm である。 （２）ＲＦマグネクトロン・スパッタリング装置を用意
し、２Ｐ基板と各種ターゲットをこの装置のチャンバー
内にセットする。チャンバー内を一旦７×10^-7Torr. 以
下の真空度に排気した後、Arガスを ５×10^-3 Torr.導
入する。最初にSiターゲットを用い、Arガスに加えてＮ
₂ ガスをチャンバー内に導入して反応性スパッタリング
を行い、樹脂層の上に窒化シリコン（第１の保護層) を
700Åの厚さに形成した。次にＮ₂ ガス導入を止め、5
×10^-3Torr. のArガス中でGdFeCo系合金ターゲットを用
いて、スパッタリングを行なう。これにより、第１保護
層の上にGdFeCo系垂直磁化膜からなる第３磁性層を形成
した。第３磁性層は、膜厚ｔが 300Åで、ＴＭリッチ
で、保磁力Ｈ_C が 100エルステッドで、キュリー点は40
0℃以上である。

【００３１】真空状態を保持したまま、DyFeCo系合金タ
ーゲットに取り替え、スパッタリングを行なう。これに
より、第３磁性層の上にDyFeCo系垂直磁化膜からなる第
１磁性層を形成した。第１磁性層は、膜厚ｔ₁ が 250Å
で、ＴＭリッチで、保磁力Ｈ_C1が1500エルステッドで、
キュリー点は 180℃である。次に、TbDyFeCo系合金ター
ゲットを用いて、スパッタリングを行なう。これによ
り、第１磁性層の上にTbDyFeCo系垂直磁化膜からなる第
２磁性層を形成した。第２磁性層は、膜厚ｔ₂ が 350Å
で、ＲＥリッチで、保磁力Ｈ_C2が4000エルステッドで、
キュリー点は 320℃である。

【００３２】再び、Siターゲットを用い、Arガスに加え
てＮ₂ ガスをチャンバー内に導入して反応性スパッタリ
ングを行い、第２磁性層の上に窒化シリコン（Ｄ層) を
500Åの厚さに形成する。得られた中間製品をスパッタ
リングから取り出した後、スピンコーターを用いて、保
護層の上にフォトレジストを塗布した。プリベーキング
した後、中間製品を回転させながら、エキシマレーザー
（λ＝ 248nm) を照射した。レーザーは所定の周波数
（標準情報）で変調した。現像及びポストベーキングす
ると、所定のレジストパターンが得られた。 パターン
は、トラックに沿って島状のレジスト（ピットに類似）
が点々と並んでいるものである。１個の島は、幅が0.3
μｍで長さが 0.3μｍである。前後の島の間隔は 0.3μ
ｍである。次に、Arプラズマを用いたドライエッチング
を行なった。これにより島以外の部分の保護層及び第２
磁性層は除去された。

【００３３】こうして得られた半製品を、再び、スパッ
タリング装置にセットした。チャンバー内を一旦、７×
10^-7Torr. 以下の真空度に排気した後、 Ar ガスを5 ×
10^-3Torr. 導入する。再び、Siターゲットを用い、Arガ
スに加えてＮ₂ ガスをチャンバー内に導入して反応性ス
パッタリングを行い、パターンの上に窒化シリコン（第
２の保護層) を 700Åの厚さに形成した。こうして、本
実施例のディスクを得る。このディスクでは、第２磁性
層の無い交換結合力が働かない領域α₁ の最小のもの
は、長さが 0.3μｍである。

【００３４】

【実施例２・・・再生装置】この装置は、Ａタイプ用で
あり、主として、ディスクの回転手段、第１外部磁界Ｈ
_ex1 印加手段、Ｈ_ex1 印加手段の川下に位置するレーザ
ービーム光源、光源と反対側に位置する補助磁界印加手
段、及び光源と同じ側に位置する磁気光学的処理手段か
らなる。

【００３５】第１外部磁界Ｈ_ex1 印加手段は、「Ａ向
き」↑の10ＫＯe （ディスク面で）の磁界を出力する永
久磁石からなる。 補助磁界印加手段は「逆Ａ向き」↓
の 300Ｏe （ディスク面で）の磁界を出力する永久磁石
からなる。光源は、λ＝780nm、開口率（ＮＡ）＝0.55
の半導体レーザーである。磁気光学的処理手段は、光源
とディスクとの間に置かれた（偏光又は非偏光）ビーム
スプリッター、アナライザー及びディテクターからな
る。 ディスクは、回転手段により回転され、先ず、
Ｈ_ex1 を印加される。これにより、前処理が済む。そこ
で、次にレーザービームが照射される。光源から出射し
たビームは、ビームスプリッターを透過（又は反射）し
てディスクに入射し、ディスクで反射される。この反射
光はビームスプリッターで反射（又は透過）され、アナ
ライザー及びディテクターに向かう。アナライザーは、
偏光ビームスプリッターでもよく、その場合には、情報
を含む光は２つに分割して出射する。出射した光はそれ
ぞれに用意したディテクターで電気信号に変換する。変
換された電気信号から差を取ることにより、Ｃ／Ｎ比の
高い信号が得られる。

【００３６】Ｐタイプ用の装置では、Ｈ_ex1 印加手段と
光源との間に、第２外部磁界Ｈ_ex2印加手段が追加され
る。

【００３７】

【実施例３・・・再生方法】実施例１のディスクを実施
例２の装置にセットし、ディスクを 1800rpmで回転させ
る。ディスクがＨ_ex1 印加手段の近くを通ったとき、第
３、第１、第２磁性層の磁化は10ｋＯe の磁界を受けて
「Ａ向き」↑に揃えられる。交換結合力の働く領域α₀
について、この状態を図１０に示す。この時、第３、第
１磁性層は共にＴＭリッチのため、ＴＭ副格子磁化は共
に「Ａ向き」↑になる。逆に、ＲＥ副格子磁化は共に
「逆Ａ向き」↓になる。 両層のＴＭ副格子磁化の向き
が一致する（パラレル）ので、交換結合力が働く領域α
₀ においても、界面磁壁は生じない。もちろん、第２磁
性層が存在しないため、交換結合力が働かない領域 α
₁においては、界面磁壁はない。他方、第２磁性層はＲ
Ｅリッチのため、ＲＥの副格子磁化は「Ａ向き」↑とな
るが、 ＴＭ副格子磁化は「逆Ａ向き」↓になる。その
ため、第１、第２磁性層のＴＭ副格子磁化の向きが一致
しない（アンチパラレル）ので、交換結合力が働く領域
α₀ において、界面磁壁が生じる。

【００３８】図１０の（１）に太い点線で界面磁壁を示
す。こうして前処理されたディスクはやがてレーザービ
ーム（直線偏光）の照射位置に来る。照射位置では、第
３磁性層からビームが照射される。ディスクの温度は急
激に上昇し、第１磁性層の磁化は小さくなる。そして、
スポット（直径1.3μｍ）内の後半の方では、磁性層の
温度はＴ_R に達する。その結果、第２磁性層が形成され
ている交換結合力が働く領域α₀ においては、第１磁性
層は第２磁性層からの交換結合力を強く受ける。交換結
合力は、第１磁性層のＴＭ副格子磁化を第２磁性層のそ
れ（「逆Ａ向き」↓）と一致するように作用する。それ
で、領域α₀ の第１磁性層のＴＭ副格子磁化は反転し、
界面磁壁は消滅する。第１磁性層はＴＭリッチなので全
体の磁化も「逆Ａ向き」↓へと反転する。このとき、第
１磁性層は「逆Ａ向き」↓の補助磁界も受ける。これに
よって、より容易に、第１磁性層の磁化反転及び界面磁
壁の消滅が起きる。もちろん、これらの現象は、第２磁
性層が形成されていない交換結合力が働かない領域α₁
においては、起きない。他方、第３磁性層は第１磁性層
に交換結合している。そのため、領域α₀において、第
１磁性層の磁化が「逆Ａ向き」↓へと反転すると、第３
磁性層のそれも反転する。この状態を図１０の（２）に
示す。 第３磁性層から反射されたビームを磁気光学的
手段で処理することにより、情報を再生し、Ｃ／Ｎ比を
測定した。この場合、スポット内には、実施例１のディ
スクの領域α₀ が２個入ることになる。以上のＣ／Ｎ比
測定ををレーザービームの強度Ｐ_R を変えて繰り返し
た。これらの結果を図１１に示す。この結果、Ｐ_R ＝2.
0 mW以上で初めて再生信号が得られ、Ｐ_R ＝3.0 mW以上
では、Ｃ／Ｎ比は低下した。 このことは、以下のこと
を推定させる。つまり、Ｐ_R が2.0 mW以上3.0 mW未満で
は、領域α₀ の１個に於いてのみ、第３、第１磁性層の
磁化反転が起きること。Ｐ_R が3.0 mW以上では、スポッ
ト内の磁性層全体が温度Ｔ_R に達し、そのため、スポッ
ト内の領域α₀ ２個全部において、磁化反転が起きるこ
と。

【００３９】

【発明の効果】以上の通り、本発明は、初めて再生専用
型の光磁気ディスクを提供する。本発明のディスクは、
誤って過大な磁場を受け、又は異常に高い温度を受け、
そのため、磁性層の磁化の向きが乱れてしまっても問題
がない。つまり、前述の前処理をすれば、情報の再生は
可能となる。また、従来の再生専用型光ディスク（例え
ば、ＣＤやＬＤ）に比べて、情報密度を高くすることが
できる利点を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】は、本発明の一実施例にかかるディスクの垂直
断面を示す概念図である。

【図２】は、光磁気記録方式の記録原理を説明する概念
図である。

【図３】は、光磁気記録方式の再生原理を説明する概念
図である。

【図４】は、希土類（ＲＥ）原子の副格子磁化を示すベ
クトル（実線の矢）と遷移金属（ＴＭ）原子の副格子磁
化を示すベクトル（点線の矢）とを比較するための説明
図である。

【図５】は、副格子磁化のベクトル（実線の矢及び点線
の矢）と合金の磁化の向きを示すベクトル（白抜き矢）
との関係を示す説明図である。

【図６】は、第１、第２磁性層について、それぞれＲＥ
リッチ、ＴＭリッチに分けた場合、２層膜が４つの分類
（１象限〜４象限）に分けられることを説明する説明図
である。

【図７】は、本発明の１実施例にかかるディスクの垂直
断面を示し、（１）〜（３）は状態が異なることを説明
する概念図である。

【図８】は、本発明の１実施例にかかるディスクの垂直
断面を示し、レーザービームを照射した様子を説明する
概念図である。

【図９】の（１）は、本発明の１実施例にかかるディス
クの垂直断面を示し、同（２）は、上面を示し、いずれ
もレーザービームを照射した様子を説明する概念図であ
る。

【図10】は、実施例１にかかるディスクの「交換結合力
が働く領域α₀ 」の垂直断面を示し、磁化及び副格子磁
化の様子を説明する概念図である。

【図11】は、実施例３で測定したＣ／Ｎ比を示すグラフ
である。

【符号の説明】

Ｌ・・・レーザービーム Ｌp ・・直線偏光 Ｂ₁ ・・「Ａ向き」↑の磁化を有するマーク Ｂ₀ ・・「逆Ａ向き」↓の磁化を有するマーク Ｓ・・・基板 ＭＯ・・垂直磁化膜（光磁気記録層） α₀ ・・第２磁性層が形成され交換結合力が働く第１微
小領域 α₁ ・・第２磁性層が形成されず交換結合力が働かない
第２微小領域

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板とこの上に積層された第１磁性層と
   第２磁性層が形成されており、 両層は「一方のキュリ
   ー点以下の温度」で交換結合しており、しかも、室温に
   おいて、両層の間に界面磁壁が生じた状態で互いに磁化
   の向きを独立に揃えることが可能である光磁気ディスク
   において、 前記第２磁性層が存在する第１微小領域α₀ と、第２磁
   性層が存在しない第２微小領域α₁ とを設け、前記領域
   の一方を情報単位とし、この情報単位の有無又は長さに
   よって、情報を表すことを特徴とする再生専用型の光磁
   気ディスク。
2. 【請求項２】 請求項１記載の光磁気ディスクにおい
   て、前記第１磁性層及び第２磁性層が共に垂直磁気異方
   性を有することを特徴とする再生専用型の光磁気ディス
   ク。
3. 【請求項３】 請求項１記載の光磁気ディスクにおい
   て、前記第１磁性層がレーザービームの照射方向から見
   て順に相対的にキュリー点が高い層、キュリー点が低い
   層の少なくとも２層からなることを特徴とする再生専用
   型の光磁気ディスク。
4. 【請求項４】第１工程：請求項１に記載したディスクを
   用意すること； 第２工程：前記ディスクの第１磁性層と第２磁性層のそ
   れぞれについて、第１微小領域α₀ と第２微小領域α₁
   とで磁化の向きを揃えること； 第３工程：前記ディスクにレーザービーム（直線偏光）
   を照射することにより、「第１微小領域α₀ の磁化の向
   きが反転し、第２微小領域α₁ の磁化の向きが反転しな
   い温度」まで磁性層の温度を上昇させること； 第４工程：前記レーザービームがディスクで反射された
   反射光、又は前記レーザービームがディスクを透過した
   透過光を磁気光学的に処理して電気信号に変換するこ
   と；からなる磁気光学的再生方法。