JPH06187676A - 光磁気記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 本発明に係る光磁気記録媒体は、垂直磁気異
方性を有する第１磁性薄膜と、垂直磁気異方性を有する
第２磁性薄膜と、第１および第２磁性薄膜に挟まれた第
３磁性薄膜とが、順次磁気的に結合してなる磁性膜層を
有し、該第３磁性薄膜の有効磁気異方性定数が室温以上
で上に凸の温度依存性を示し、かつそのピーク値Ｋ_pが
Ｋ_p≧０．４×１０⁵ｅｒｇ／ｃｃであることを特徴とし
ている。 【効果】 オーバーライトを確実に行なうことのできる
レーザーパワーのマージンを充分にとることができ、か
つオーバーライトを安定に行なえる高Ｃ／Ｎ、高信頼性
を有する光磁気記録媒体を提供することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、光磁気記録媒体に関し、
さらに詳しくは、レーザー光照射による媒体の加熱温度
を切替え制御することにより記録・再生を行なう熱磁気
記録に好適な光磁気記録媒体に関する。

【０００２】

【発明の技術的背景】光磁気相互作用によって情報ピッ
ト（磁区）の読み出しを行う光磁気記録方法では、垂直
磁化膜からなる磁性薄膜を有する記録媒体に対し、その
磁化の方向を膜面に垂直な一方向に予め揃えるいわゆる
初期化を施しておき、この磁化方向と反対向きの垂直磁
化を有する磁区をレーザー光照射などの局部加熱手段に
より形成することによって、２値化された情報ピットと
して情報を記録している。

【０００３】このような光磁気記録媒体では、記録され
た情報を書換える際には、情報の書換に先立ち、記録さ
れた情報の消去（上記初期化に相当）の過程、すなわち
消去のための時間を要するので、高い転送レートでの記
録ができないという問題がある。そこで、このような独
立の消去過程が不必要な重ね書きによる記録方法、いわ
ゆるオーバーライト方式による記録方法が種々提案され
ている。このオーバーライト方式の中で有望視されてい
る方法としては、外部磁界変調法、記録用のヘッドの他
に消去用ヘッドを設ける２ヘッド法、レーザー光照射な
どによる媒体の加熱温度を切り替え制御するのみで書換
えを行う方法などがある。

【０００４】外部磁界変調法とは、たとえば特公昭６０
−４８８０６号公報に開示されているように、膜面に垂
直な磁化容易軸を有する非晶質フェリ磁性薄膜記録媒体
に対する昇温用ビームの照射領域に、入力デジタル信号
電流に対応する極性の磁場を印加することにより記録を
行うものである。ところが、このような外部磁場変調法
によって高い転送レートで記録を行おうとすると、たと
えばＭＨｚオーダーで動作する電磁石が必要となる。し
かし、このような電磁石の製作は困難であり、たとえ製
作できたとしても消費電力量および発熱量が大きく実用
的でないという問題点がある。

【０００５】また、２ヘッド法では、記録用ヘッド以外
の余分なヘッドを必要とし、２つのヘッドを離して設置
しなければならず、ドライブシステムへの負担が大き
く、経済性も悪く、量産にも向かないなどの問題点を有
している。

【０００６】レーザー光等による媒体の加熱温度を切り
替え制御するのみで書換えを行う方法はたとえば特開平
２−２４８０１号公報に開示されている。この記録方式
について、図１を参照して、詳細に説明する。該公報に
記載の光磁気記録媒体は、本願光磁気記録媒体と略同等
の構成である。図１に示すように、第１磁性薄膜１１お
よび第２磁性薄膜１２が第３磁性薄膜１３を介して順次
磁気的に結合されて積層された積層膜を用い、第１磁性
薄膜１１のキュリー温度以上でかつ第２磁性薄膜１２の
磁気モーメントの反転の生じない温度に加熱する第１加
熱状態と、第１磁性薄膜１１のキュリー温度Ｔc1以上で
かつ第２磁性薄膜１２の磁気モーメントを反転させるの
に充分な温度に加熱する第２加熱状態とを、記録しよう
とする情報信号に応じて変調し、それぞれの加熱状態か
ら冷却することにより、上記光磁気記録媒体に室温にお
いて第１磁性薄膜１１および第２磁性薄膜１２の磁化の
向きが互いに同一方向である状態Ａと、第１磁性薄膜１
１の磁化のみが反転した状態Ｂとの２状態を、たとえば
「０」、「１」の情報に対応させて記録を行う方法であ
る。

【０００７】たとえば、状態Ａにある部位にレーザ光を
照射し、ほぼ第１磁性薄膜１１のキュリー温度Ｔc1以上
でかつ外部磁場Ｈ_exによって第２磁性薄膜１２に磁化反
転の生じない第１加熱温度Ｔ1 に加熱する。この時、第
１磁性薄膜１１は磁化を失うが、加熱終了後の冷却過程
において、第１磁性薄膜１１と第２磁性薄膜１２との温
度が、第１磁性薄膜１１のキュリー温度Ｔc1まで下がる
と、第１磁性薄膜１１と第２磁性薄膜１２との交換結合
力によって、第１磁性薄膜１１の磁化が、第２磁性薄膜
１２の磁化に追従し同じ向きとなる。つまり、状態Ａが
生じ、「０」が記録される。

【０００８】一方、加熱温度を上記の温度Ｔ1 より高く
かつ第２磁性薄膜１２の磁化を外部磁場により反転させ
るに充分な第２加熱温度Ｔ2 に加熱すると、第１磁性薄
膜１１は磁化を失い、第２磁性薄膜１２の磁化は反転す
る。第１磁性薄膜１１と第２磁性薄膜１２との温度がＴ
c1に下がると、第１磁性薄膜１１と第２磁性薄膜１２と
の交換結合力によって、第１磁性薄膜１１の磁化が、第
２磁性薄膜１２の磁化に追従し同じ向きとなる。つま
り、初期状態とは逆向きの磁化状態Ｅが形成され、次い
で外部補助磁場Ｈ_SUBを印加することによって第２磁性
薄膜１２の磁化のみが反転し、両磁性薄膜の間に界面磁
壁を生じる。この結果、第１磁性薄膜１１のみが反転し
た状態Ｂが生じ、「１」が記録される。

【０００９】この方法により、初期状態がＡあるいはＢ
の何れであっても、加熱温度をＴ1あるいはＴ2 に制御
することによって、書換えられた後の状態をＡあるいは
Ｂの何れにでも任意に設定できるので、いわゆるオーバ
ーライトが可能となる。

【００１０】したがって、上記の方法に用いられる光磁
気記録媒体における第３磁性薄膜１３には、室温付近で
は第１磁性薄膜および第２磁性薄膜の間に界面磁壁が存
在する状態Ｂが安定に存在でき、かつ温度Ｔ1 に加熱し
たときに状態Ｂから両磁性薄膜の間に界面磁壁のない状
態Ａにスムーズに移行できるような特性が要求される。
具体的には、第３磁性薄膜１３は、室温付近では界面磁
壁エネルギーをできるだけ小さくし、逆に高温では界面
磁壁エネルギーが大きくなるように選ばなければならな
い。

【００１１】特開平２−１２１１０３号公報によると、
第３磁性薄膜１３には、室温で面内磁気異方性もしく
は、第１および第２の磁性薄膜に比べ小さい垂直磁気異
方性有し、その有効磁気異方性定数Ｋの温度特性曲線が
上に凸ないしは直線的特性を示し、室温での飽和磁化Ｍ
_Sが０〜４５０ｅｍｕ／ｃｃである希土類優勢金属膜が
望ましいとされている。具体的には、Ｇｄ_1-x（Ｆｅ_1-y
Ｃｏ_y）_x合金（式中、０．６≦ｘ≦０．７５，０≦ｙ≦
０．１）が記載されている。

【００１２】ところで、再生信号の大きさは、第１磁性
薄膜の有するカー回転角に比例するため、第１磁性薄膜
の有するカー回転角は大きいほど好ましい。希土類−遷
移金属薄膜のカー回転角は、そのキュリー温度に依存
し、キュリー温度が高いほどカー回転角も大きくなるこ
とが、たとえば、電子情報技術報告 ＭＲ８５−４７、
Ｐ１７に示されている。つまり、上記の光磁気記録媒体
の再生信号の大きさは、第１磁性薄膜１１のキュリー温
度に依存する。

【００１３】しかし、特開平２−１２１１０３号公報で
最も望ましいとされている上に凸の有効磁気異方性定数
Ｋの温度特性曲線示すＧｄ_0.32（Ｆｅ_0.95Ｃｏ_0.05）
_0.68を第３磁性薄膜１３とし、Ｃ／Ｎ比の向上のため第
１磁性薄膜１１のキュリー温度を高くすると、第１磁性
薄膜１１のキュリー温度Ｔc1の上昇にともない、第１加
熱温度Ｔ1 も上昇し、状態Ｂから状態Ａへのスムーズな
移行のために必要な加熱に要するレーザー光照射のパワ
ーの下限が上昇し、パワーのマージンが狭くなるという
問題点があった。また、第１加熱温度Ｔ1 に加熱したと
きに、状態Ｂから状態Ａへの移行がスムーズに行なわれ
なくなり、オーバーライトがきちんとできなくなるとい
う問題点もあった。

【００１４】上記の問題を解決する手法としては、第３
磁性薄膜１３の膜厚を薄くする方法や、第３磁性薄膜１
３であるＧｄＦｅＣｏ合金のＧｄ含有量を少なくする方
法等が考えられるが、このような手法を採ると、状態Ｅ
から状態Ｂに移行するのに要する外部補助磁場Ｈ_SUBが
大きくなってしまったり、あるいは第１磁性薄膜１１お
よび第２磁性薄膜１２の間に界面磁壁が存在する状態Ｂ
の室温付近での安定性が損なわれてしまう。

【００１５】また、上記の問題を回避する手法として
は、特開昭６３−４８６３７公報に開示された光磁気記
録媒体のように、第１磁性薄膜上に、再生層としてキュ
リー温度が高い、すなわちカー回転角の大きな再生層を
設けるという方法や、特開平２−１８７９４７に開示さ
れているように、カー回転角を大きくするか、あるいは
記録ピットの安定性を向上させるため、第１磁性薄膜を
多層化にする方法も考えられる。しかし、このような方
法では、光磁気記録媒体の製造設備が複雑となり、また
トータルの磁性薄膜の膜厚を厚くすることになり、メリ
ットに比してデメリットが大きい。

【００１６】さらには、ＧｄＦｅＣｏ合金以外の種々の
合金を第３磁性薄膜１３に用いてみると、室温での飽和
磁化が同じでも、第１加熱温度に加熱するに必要なレー
ザー光照射のパワーの下限が異なり、パワーのマージン
が非常に狭いものや比較的広いものが存在する。したが
って、特開平２−１２１１０３号公報で述べられている
様な第３磁性薄膜１３の室温における飽和磁化の値のみ
では、充分なオーバーライト特性が得られるか否かを予
期することは不可能であった。

【００１７】

【発明の目的】本発明は、上記のような従来技術に鑑み
てなされたものであって、Ｃ／Ｎを向上させるために第
１磁性薄膜のキュリー温度高くしても、広いマージンの
レーザーパワー、比較的低レベルの外部補助磁場Ｈ_SUB
で情報の書換えをスムーズに行なえ、室温付近で記録情
報を安定に保持することができ、かつ高Ｃ／Ｎ、高信頼
性のオーバーライト可能な光磁気記録媒体を提供するこ
とを目的とする。

【００１８】

【発明の概要】本発明に係る光磁気記録媒体は、垂直磁
気異方性を有する第１磁性薄膜と、垂直磁気異方性を有
する第２磁性薄膜と、第１および第２磁性薄膜に挟まれ
た第３磁性薄膜とが、順次磁気的に結合してなる磁性膜
層を有し、該第３磁性薄膜の有効磁気異方性定数が室温
以上で上に凸の温度依存性を示し、かつそのピーク値Ｋ
_pがＫ_p≧０．４×１０⁵ｅｒｇ／ｃｃであることを特徴
としている。

【００１９】上記第３磁性薄膜としては、 （Ｇｄ_1-yＴｂ_y）_1-x（Ｆｅ_1-zＣｏ_z）_x （上式中、ｘ、ｙおよびｚは、 ０．６８−０．２４ｙ≦ｘ≦０．７２５＋０．０５ｚ−
０．１５ｙ ０．１≦ｙ≦０．６ ０≦ｚ≦０．５ 〔ｘ，ｙ，ｚ：原子比〕である。）あるいは、 （Ｇｄ_1-yＤｙ_y）_1-x（Ｆｅ_1-zＣｏ_z）_x （上式中、ｘ、ｙおよびｚは、 ０．６７−０．０５ｙ≦ｘ≦０．７２５＋０．０５ｚ−
０．０７ｙ ０．１≦ｙ≦０．５＋ｚ ０≦ｚ≦０．５ 〔ｘ，ｙ，ｚ：原子比〕である。）が好ましく、また、
上記第１磁性薄膜としては、 （Ｔｂ_1-yＤｙ_y）_1-x（Ｆｅ_1-zＣｏ_z）_x （上式中、ｘ、ｙおよびｚは、 ０．７７≦ｘ≦０．８１ ０≦ｙ≦１．０ ０．０７ｙ≦ｚ≦０．１＋０．０７ｙ 〔ｘ，ｙ，ｚ：原子比〕である。）が好ましく、さらに
上記第２磁性薄膜としては、 （Ｔｂ_1-yＤｙ_y）_1-x（Ｆｅ_1-zＣｏ_z）_x （上式中、ｘ、ｙおよびｚは、 ０．７≦ｘ≦０．７６ ０≦ｙ≦１．０ ０．２ｙ＋０．１≦ｚ≦０．４＋０．６ｙ 〔ｘ，ｙ，ｚ：原子比〕である。）が好ましい。

【００２０】このような光磁気記録媒体はオーバーライ
トが可能であり、またＣ／Ｎを向上させるために第１磁
性薄膜のキュリー温度高くしても、広いマージンのレー
ザーパワー、比較的低レベルの外部補助磁場Ｈ_SUBで情
報の書換えをスムーズに行なえ、室温付近で記録情報を
安定に保持することができる。

【００２１】

【発明の具体的説明】以下、本発明に係る光磁気記録媒
体について具体的に説明する。図２は、本発明に係る光
磁気記録媒体の一例を示す概略断面図である。本発明に
係る光磁気記録媒体１０は、たとえば、図２に示すよう
に基板１４上に第１磁性薄膜１１、第３磁性薄膜１３お
よび第２磁性薄膜１２がこの順序で積層されてなる磁性
膜層１５を有している。すなわち光磁気記録媒体１０
は、基板１４上に、垂直磁気異方性を有する第１磁性薄
膜１１と、垂直磁気異方性を有する第２磁性薄膜１２
と、第１磁性薄膜１１および第２磁性薄膜１２に挟まれ
た第３磁性薄膜１３とからなる磁性膜層１５を有し、こ
の第３磁性薄膜１３は、その有効磁気異方性定数が室温
（２０℃）以上で上に凸の温度依存性（たとえば図３の
●を結ぶ線で示される温度依存性）を示し、かつそのピ
ーク値Ｋ_pがＫ_p≧０．４×１０ ⁵ｅｒｇ／ｃｃである。

【００２２】このような光磁気記録媒体１０は、上記の
第１ないし第３磁性薄膜からなる磁性膜層１５に加え
て、エンハンス膜（保護膜）、金属膜などを有していて
もよく、たとえば下記のような構造であってもよい。

【００２３】すなわち、基板１４の側からレーザー光が
照射される場合には、 （Ａ）基板／エンハンス膜（保護膜）／第１磁性薄膜／
第３磁性薄膜／第２磁性薄膜 （Ｂ）基板／第１磁性薄膜／第３磁性薄膜／第２磁性薄
膜／金属膜 （Ｃ）基板／エンハンス膜（保護膜）／第１磁性薄膜／
第３磁性薄膜／第２磁性薄膜／金属膜 （Ｄ）基板／エンハンス膜（保護膜）／第１磁性薄膜／
第３磁性薄膜／第２磁性薄膜／エンハンス膜（保護膜）
／金属膜 などの構造を挙げることができる。

【００２４】基板１４とは反対側の表面にレーザー光が
照射される場合には、 （Ｅ）基板／エンハンス膜（保護膜）／第２磁性薄膜／
第３磁性薄膜／第１磁性薄膜 （Ｆ）基板／金属膜／第２磁性薄膜／第３磁性薄膜／第
１磁性薄膜記録層 （Ｇ）基板／保護膜／金属膜／第２磁性薄膜／第３磁性
薄膜／第１磁性薄膜 （Ｈ）基板／保護膜／金属膜／第２磁性薄膜／第３磁性
薄膜／第１磁性薄膜／エンハンス膜（保護膜） などの構造を挙げることができる。

【００２５】また、これらの光磁気記録媒体の最外層に
耐傷性を付与するための保護コートや保護ラベルを形成
したような構造のものが可能となる。次に、本発明で用
いられる光磁気記録媒体を構成する、基板、第１〜第３
磁性薄膜、および所望により用いられるエンハンス膜
（保護膜）、金属膜について具体的に説明する。

【００２６】基板１４としては、ガラスやアルミニウム
等の無機材料の他に、アクリル樹脂、ポリカーボネー
ト、ポリカーボネートとポリスチレンのポリマーアロ
イ、米国特許第4,614,778号明細書に示されるような非
晶質エチレン−環状オレフィン共重合体、たとえば、エ
チレンと1,4,5,8-ジメタノ-1,2,3,4,4a,5,8,8a-オクタ
ヒドロナフタレン（テトラシクロドデセン）との共重合
体、エチレンと2-メチル-1,4,5,8-ジメタノ-1,2,3,4,4
a,5,8,8a-オクタヒドロナフタレン（メチルテトラシク
ロドデセン）との共重合体、エチレンと2-エチル-1,4,
5,8-ジメタノ-1,2,3,4,4a,5,8,8a-オクタヒドロナフタ
レンとの共重合体など、またはポリ4-メチル-1-ペンテ
ン、エポキシ樹脂、ポリエーテルサルフォン、ポリサル
フォン、ポリエーテルイミド等の有機材料などが使用で
きる。このような基板１４の厚さは、特に限定されない
が、通常０.５ｍｍ〜５ｍｍ、好ましくは１ｍｍ〜２ｍ
ｍである。

【００２７】第１磁性薄膜１１としては、垂直磁気異方
性が大きな磁性薄膜が用いられる。このような磁性薄膜
としては、３ｄ遷移金属と希土類元素との合金膜が例示
できる。ここで３ｄ遷移元素として具体的には、たとえ
ば、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕが挙げ
られ、好ましくはＦｅ、Ｃｏである。また希土類元素と
して具体的には、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙ
ｂ、Ｌｕ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ
が挙げられ、好ましくはＧｄ、Ｔｂ、Ｎｄ、Ｄｙであ
り、特に好ましくはＴｂ、Ｄｙである。

【００２８】このような第１磁性薄膜１１に用いられる
磁性薄膜のさらに具体的な例としては、（Ｔｂ_1-yＤ
ｙ_y）_1-x（Ｆｅ_1-zＣｏ_z）_xからなる磁性薄膜が挙げら
れる。ただし、ｘは０．７７≦ｘ≦０．８１（原子比）
の範囲であり、好ましくは０．７８≦ｘ≦０．８０（原
子比）の範囲である。ｙは０≦ｙ≦１．０（原子比）の
範囲であり、好ましくは０≦ｙ≦０．５（原子比）の範
囲である。またｚは０．０７ｙ≦ｚ≦０．１＋０．０７
ｙ（原子比）の範囲であり、好ましくは０．０７ｙ≦ｚ
≦０．０８＋０．０７ｙ（原子比）の範囲である。

【００２９】このような第１磁性薄膜１１の室温での保
磁力は、好ましくは１０ｋＯｅ以上であり、特に好まし
くは１５ｋＯｅ以上の範囲にある。また、第１磁性薄膜
１１のキュリー温度は、好ましくは１５０〜２５０℃の
範囲にあり、特に好ましくは１７０〜２１０℃の範囲に
ある。このような第１磁性薄膜１１の膜厚は、通常１０
０〜１０００Åの範囲にあることが望ましく、特に好ま
しくは２００〜５００Åの範囲にあることが望ましい。

【００３０】第２磁性薄膜１２としては、垂直磁気異方
性が大きな磁性薄膜が用いられる。このような磁性薄膜
としては、３ｄ遷移金属と希土類元素との合金膜が例示
できる。ここで３ｄ遷移元素として具体的には、たとえ
ば、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕが挙げ
られ、好ましくはＦｅ、Ｃｏである。また希土類元素と
して具体的には、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙ
ｂ、Ｌｕ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ
が挙げられ、好ましくはＧｄ、Ｔｂ、Ｎｄ、Ｄｙであ
り、特に好ましくはＴｂ、Ｄｙである。

【００３１】このような第２磁性薄膜１２に用いられる
磁性薄膜のさらに具体的な例としては、（Ｔｂ_1-yＤ
ｙ_y）_1-x（Ｆｅ_1-zＣｏ_z）_xからなる磁性薄膜が挙げら
れる。ただし、ｘは０．７≦ｘ≦０．７６（原子比）の
範囲であり、好ましくは０．７１≦ｘ≦０．７４（原子
比）の範囲である。ｙは０≦ｙ≦１．０（原子比）の範
囲であり、好ましくは０．５≦ｙ≦１．０（原子比）の
範囲である。またｚは０．２ｙ＋０．１≦ｚ≦０．４＋
０．６ｙ（原子比）の範囲であり、好ましくは０．２ｙ
＋０．２≦ｚ≦０．４＋０．６ｙ（原子比）の範囲であ
る。

【００３２】このような第２磁性薄膜１２の室温での保
磁力は、好ましくは０．５〜５ｋＯｅの範囲であり、特
に好ましくは１．０〜３．０ｋＯｅの範囲にある。ま
た、第２磁性薄膜１２のキュリー温度は、好ましくは２
５０〜４００℃の範囲にあり、特に好ましくは３００〜
４００℃の範囲にある。このような第２磁性薄膜１２の
膜厚は、通常３００〜１５００Åの範囲にあることが望
ましく、特に好ましくは４００〜９００Åの範囲にある
ことが望ましい。

【００３３】第３磁性薄膜１３としては、有効磁気異方
性定数が室温以上で上に凸の温度依存性を示し、かつそ
のピーク値Ｋ_p ０．４×１０⁵ｅｒｇ／ｃｃ以上、好ま
しくは０．６×１０⁵ｅｒｇ／ｃｃ以上の磁性薄膜が用
いられる。

【００３４】このような第３磁性薄膜１３としては、３
ｄ遷移金属と希土類元素との合金膜を例示できる。ここ
で３ｄ遷移元素として具体的には、たとえば、Ｔｉ、Ｃ
ｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕが挙げられ、好まし
くはＦｅ、Ｃｏである。また希土類元素として具体的に
は、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｌ
ａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕが挙げられ、
好ましくはＧｄ、Ｔｂ、Ｎｄ、Ｄｙであり、特に好まし
くはＧｄ、Ｔｂ、Ｄｙである。

【００３５】第３磁性薄膜のさらに具体的な例として
は、ＧｄＴｂＦｅＣｏ系合金薄膜あるいはＧｄＤｙＦｅ
Ｃｏ系合金薄膜が挙げられる。ＧｄＴｂＦｅＣｏ系合金
薄膜としては、（Ｇｄ_1-yＴｂ_y）_1-x（Ｆｅ_1-zＣｏ_z）_x
からなる磁性薄膜が挙げられる。ただし、ｘは０．６８
−０．２４ｙ≦ｘ≦０．７２５＋０．０５ｚ−０．１５
ｙ（原子比）の範囲である。ｙは０．１≦ｙ≦０．６
（原子比）の範囲であり、好ましくは０．２≦ｙ≦０．
５（原子比）の範囲である。またｚは０≦ｚ≦０．５
（原子比）の範囲であり、好ましくは０．１≦ｚ≦０．
４（原子比）の範囲である。また、ＧｄＤｙＦｅＣｏ系
合金薄膜としては、（Ｇｄ_1-yＤｙ_y）_1-x（Ｆｅ_1-zＣｏ
_z）_xからなる磁性薄膜が挙げられる。ただし、ｘは０．
６７−０．０５ｙ≦ｘ≦０．７２５＋０．０５ｚ−０．
０７ｙ（原子比）の範囲である。ｙは０．１≦ｙ≦０．
５＋ｚ（原子比）の範囲であり、好ましくは０．１≦ｙ
≦０．３（原子比）の範囲である。またｚは０≦ｚ≦
０．５（原子比）の範囲であり、好ましくは０．２≦ｚ
≦０．５（原子比）の範囲である。

【００３６】さらに、上記のＧｄＴｂＦｅＣｏ系合金お
よびＧｄＤｙＦｅＣｏ系合金の他にもＧｄＴｂＤｙＦｅ
Ｃｏ系合金等を用いることもできる。また、Ｔｉ、Ｃ
ｒ、Ｔａ、Ｎｂ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ等から選ばれ
る金属を１０原子％以下の量で含有するＧｄＴｂＦｅＣ
ｏ系合金、ＧｄＤｙＦｅＣｏ系合金、ＧｄＴｂＤｙＦｅ
Ｃｏ系合金等も使用できる。

【００３７】第３磁性薄膜１３の膜厚は、通常５０〜５
００Åの範囲にあることが望ましく、特に好ましくは、
１５０〜４００Åの範囲にあることが望ましい。上記の
ような第３磁性薄膜を用いることで、高温において大き
な界面磁壁エネルギーが得られるので、第１磁性薄膜と
して高キュリー温度の合金薄膜を用いたとしても、情報
の書換え（オーバーライト）をスムーズに行なえるよう
になる。

【００３８】エンハンス膜（保護膜）としてはその屈折
率が基板の屈折率よりも大きいものであればよく、有機
または無機のいずれの材料であってもよい。エンハンス
膜（保護膜）の具体例としては、ＴｉＯ₂、ＳｉＯ、Ｔ
ｉＯ、ＺｎＯ、ＺｒＯ₂、Ｔａ ₂Ｏ₅、Ｎｂ₂Ｏ₅、ＣｅＯ₂
、ＳｎＯ₂ 、ＴｅＯ₂ 等の酸化物、Ｓｉ₃Ｎ₄、ＳｉＮ
ｘ（０＜Ｘ≦４／３）、ＡｌＮ、ＢＮ等の窒化物、Ｚｎ
Ｓ、ＣｄＳ等の硫化物、ＺｎＳｅ、ＳｉＣ、Ｓｉなどが
ある。また、コバルトフェライトに代表されるフェライ
ト類、Ｂｉ置換ガーネットに代表されるガーネット類等
のファラデー効果を有する透明材料をエンハンス膜とし
て使用してもよい。

【００３９】エンハンス膜（保護膜）の膜厚は、第１エ
ンハンス膜（保護膜：基材と磁性薄膜との間に設けられ
る膜）では２００〜２０００Å、第２エンハンス膜（保
護膜：磁性薄膜と金属膜との間に設けられる膜）では５
０〜１０００Åが好ましい。

【００４０】金属膜（反射膜）としては、特に制限はな
いが、たとえば、アルミニウム系合金（Ａｌ系合金）ま
たはニッケル系合金（Ｎｉ系合金）等が用いられる。ま
た金属膜の膜厚は５００Å以下であることが好ましい。

【００４１】次に、本発明に係る光磁気記録媒体の製造
方法について説明する。本発明に係る光磁気記録媒体
は、たとえば、下記のようにして製造することができ
る。すなわち、基板温度を室温程度に保ち、光磁気記録
媒体の第１ないし第３磁性薄膜を構成する各元素からな
るチップを所定割合で配置した複合ターゲットまたは所
定割合の組成からなる合金ターゲットあるいは各元素の
ターゲット等を組み合わせて所定の位置に配置して、ス
パッタリング法、電子ビーム蒸着法あるいは真空同時蒸
着法などの従来公知の成膜条件を採用して自公転してい
る基板（基板は固定していてもよいが、この場合は各タ
ーゲット上のシャッターを交互に開閉する）上に所定組
成の薄膜を順次被着させることにより、光磁気記録媒体
の第１ないし第３磁性薄膜を形成することができる。

【００４２】このような第１ないし第３磁性薄膜は、常
温での成膜が可能であり、膜面に垂直な磁化容易軸を持
たせるために成膜後にアニール処理などの熱処理をする
必要がない。

【００４３】なお必要に応じては、基板温度を５０〜６
００℃に加熱しながらまたは−５０℃まで冷却しなが
ら、基板上に記録層および再生層を成膜することもでき
る。またスパッタリング時に、基板を負電位になるよう
にバイアスすることもできる。このようにすると、電界
で加速されたアルゴンなどの不活性ガスイオンはターゲ
ット物質ばかりでなく成膜されつつある第１ないし第３
磁性薄膜をもたたくことになり、優れた特性を有する光
磁気記録媒体が得られることがある。

【００４４】次に本発明に係る光磁気記録媒体を用いて
の情報の書換え（オーバーライト）について、図１を参
照しながら説明する。情報の書換えは、上記のような光
磁気記録媒体１０に対してレーザー光照射などにより、
第１磁性薄膜１１のキュリー点Ｔc1以上でかつ第２磁性
薄膜１２の磁気モーメントの反転を生じない温度Ｔ1 に
加熱する第１加熱状態と、Ｔc1以上でかつ上記第２磁性
薄膜１２の磁気モーメントを反転させるに充分な温度Ｔ
2 に加熱する第２加熱状態とに、光磁気記録媒体を加熱
し、上記第１加熱状態または第２加熱状態から冷却する
ことにより光磁気記録媒体に記録磁化を形成する。

【００４５】具体的には、図１に示すように行われる。
なお、図１は、光磁気記録媒体の１つの磁区における、
第１磁性薄膜１１および第２磁性薄膜１２の磁化状態を
矢印をもって模式的に示したものである。

【００４６】第１磁性薄膜１１および第２磁性薄膜１２
は、状態Ａに示すように、互いの磁化方向が同一である
状態と、状態Ｂに示すように、互いの磁化方向が逆であ
る状態とを有し、これらをたとえば「０」、「１」に対
応させることにより情報の記録が行われる。この情報の
記録は、外部磁場の印加と、レーザー光照射などにより
温度Ｔ1 または温度Ｔ2 に加熱することにより行われ
る。たとえば、まず状態Ａにある磁区に対してレーザー
光を照射して、このレーザー光の強度または照射時間を
記録信号に応じて変調することにより、第１磁性薄膜１
１のキュリー点Ｔc1以上でかつ第２磁性薄膜１２の磁気
モーメントが外部磁場によって反転を生じない温度Ｔ1
（第１加熱温度）に加熱する。この結果、第１磁性薄膜
１１は磁化を失い状態Ｃになる。この加熱が終了し磁性
薄膜の温度がＴc1に下がると、第１磁性薄膜１１は、第
２磁性薄膜１２による交換結合力によって、第２磁性薄
膜１２と同一方向の磁化が生じ、状態Ａとなり、「０」
の情報が記録される。

【００４７】一方、状態Ａにある磁区を、上記温度Ｔc1
より高く、かつ第２磁性薄膜１２の磁化を外部磁場によ
り反転させるのに充分な温度Ｔ2 （第２加熱温度）に加
熱すると、第１磁性薄膜１１は磁化を失い、第２磁性薄
膜１２の磁化が反転した状態Ｄが生じる。この加熱が終
了し磁性薄膜の温度がＴc1に下がると、第１磁性薄膜１
１は、第２磁性薄膜１２による交換結合力によって、第
２磁性薄膜１２と同一方向の磁化が生じ、状態Ｅとな
る。これにほぼ室温にて外部補助磁界を印加して、第２
磁性薄膜１２の磁化の向きを反転させて、第１および第
２磁性薄膜１１、１２の磁化方向が逆であるＢの状態と
して、「１」の情報の記録を行う。

【００４８】このようにして状態Ａおよび状態Ｂによ
り、「０」および「１」の情報が記録される。そして状
態Ａおよび状態Ｂのいずれの状態においても、これを温
度Ｔ1または温度Ｔ2 に加熱することによりオーバーラ
イトが可能である。すなわち、初期の状態が状態Ａであ
るか状態Ｂであるかを問わず、温度Ｔ1 に加熱すること
により状態Ａとすることができ、また、温度Ｔ2 に加熱
することにより状態Ｂとすることができる。

【００４９】本発明に係る光磁気記録媒体は、上記のよ
うな熱磁気記録方式に好適に用いられる。前述したよう
に、光磁気記録媒体のＣ／Ｎを向上するためには、第１
磁性薄膜のキュリー温度を高くすればよい。通常の光磁
気記録媒体では、第１磁性薄膜のキュリー温度を高くし
ていくと、状態Ｂから状態Ａへの移行に必要な第１加熱
温度の下限が上昇してしまい、またこの上昇を抑制する
のに必要な高温での界面磁壁エネルギーが増加してしま
う。本発明によれば、有効磁気異方性定数が室温以上で
上に凸の温度依存性を示し、かつそのピーク値Ｋ_pが大
きい第３磁性薄膜を用いることで、高温において大きな
界面磁壁エネルギーを確実に得ることを可能にし、第１
加熱温度の下限が上昇してしまうのを抑えることを実現
している。また本発明に係る光磁気記録媒体によれば、
室温付近での界面エネルギーを低く抑えることができる
ので、状態Ｅから状態Ｂへの移行に必要な外部補助磁場
Ｈ _SUBが増大を抑制でき、かつ界面磁壁のある状態Ｂの
室温付近での安定性を損なうこともない。

【００５０】

【発明の効果】本発明によれば、オーバーライトを確実
に行なうことのできるレーザーパワーのマージンを充分
にとることができ、かつオーバーライトを安定に行なえ
る高Ｃ／Ｎ、高信頼性を有する光磁気記録媒体を提供す
ることができる。

【００５１】

【実施例】以下、本発明を実施例により説明するが、本
発明はこれら実施例に限定されるものではない。

【００５２】

【有効磁気異方性定数Ｋの温度特性】ガラス基板上にＳ
ｉ₃Ｎ₄を８０ｎｍ（膜厚）、第３磁性薄膜に用いられる
磁性薄膜を１００ｎｍ（膜厚）、Ｓｉ₃Ｎ₄を８０ｎｍ
（膜厚）となるようにスパッタ法により順次堆積された
試料の有効磁気異方性定数Ｋの温度特性を磁気トルク計
により測定した。その結果を図３に示す。

【００５３】○は、Ｇｄ_0.32（Ｆｅ_0.95Ｃｏ_0.05）_0.68
で、有効磁気異方性定数Ｋの温度特性曲線のピーク値Ｋ
_Pは、Ｋ_P＝０．１×１０⁵ｅｒｇ／ｃｃであった。●
は、室温での有効磁気異方性定数Ｋの値を同程度としＫ
_Pの大きい組成を選んだ（Ｇｄ_0.7Ｔｂ_0.3）_0.35（Ｆｅ
_0.8Ｃｏ_0.2）_0.65であり、Ｋ_P＝０．８×１０⁵ｅｒｇ／
ｃｃとＧｄＦｅＣｏに比べて非常に大きい値を得ること
ができる。

【００５４】△は、Ｋ_P＝０．４×１０⁵ｅｒｇ／ｃｃと
なるように組成を選んだ（Ｇｄ_0.7Ｔｂ_0.3）_0.37（Ｆｅ
_0.8Ｃｏ_0.2）_0.63であり、ＧｄＦｅＣｏに比べ高温で大
きな垂直磁気異方性を持っているにも関わらず、室温付
近では逆に大きな面内異方性持つ。したがって、ＧｄＴ
ｂＦｅＣｏは、ＧｄＦｅＣｏに比べ、高温において従来
のより大きな界面磁壁エネルギーを得ることができると
同時に、室温付近での界面磁壁エネルギーを小さく抑え
ることが可能である。▲は、（Ｇｄ_0.7Ｔｂ_0.3）
_0.41（Ｆｅ_0.8Ｃｏ_0.25）_0.59で、室温で有効磁気異方
性定数ＫがＫ＜０である直線的な温度特性曲線をしめ
す。ＧｄＴｂＦｅＣｏ系合金においても高温で大きな垂
直磁気異方性を示す磁性薄膜を得るには、特定の範囲の
組成でなければならない。

【００５５】

【実施例１】エチレン・テトラシクロドデセン共重合体
からなる基板上に、Ｓｉ₃Ｎ₄を８０ｎｍ（膜厚）、下記
磁性薄膜(1),(3),(2)、Ｓｉ₃Ｎ₄を８０ｎｍ（膜厚）と
なるようにスパッタ法により順次堆積させてディスクＡ
を作成した。磁性薄膜(1)〜(3)の組成，膜厚および磁気
特性を表１に示す。図１における状態Ｂを得る為に第２
加熱温度にまで加熱するに必要なレーザーパワーＰ_Hを
１３ｍＷとし、状態Ａを得る為に第１加熱温度にまで加
熱するに必要なレーザーパワーＰ_Lを５ｍＷとし、１．
５６ＭＨｚの信号を書き込んでおき、その上に２．５Ｍ
Ｈｚの信号をいろいろなＰ_Lでオーバーライトし、１．
５６ＭＨｚの信号レベルを測定し、オーバーライトの性
能を評価した。その結果を図４に示す。ここで、線速は
１２．５ｍ／ｓ、外部磁場Ｈ_exは３００Ｏｅ、信号のデ
ューティー比は５０％、読みだしレーザーパワーは１ｍ
Ｗとした。ディスクＡに必要な外部補助磁場Ｈ_SUBは、
３ｋＯｅであった。

【００５６】

【表１】

【比較例１】エチレン・テトラシクロドデセン共重合体
からなる基板上に、Ｓｉ₃Ｎ₄を８０ｎｍ（膜厚）、下記
磁性薄膜(1),(3₁),(2)、Ｓｉ₃Ｎ₄を８０ｎｍ（膜厚）と
なるようにスパッタ法により順次堆積させてディスクＢ
を、磁性薄膜(3₁)の代わりに磁性薄膜(3₂)を用いて堆積
させてディスクＣを作成した。各々の磁性薄膜(1),
(3 ₁),(2),(3₂)の組成および磁気特性を表２に示す。デ
ィスクＡと同様の方法でオーバーライトの性能を評価し
た。いろいろなＰ_Lでオーバーライトしたときの事前に
書き込んだ１．５６ＭＨｚの信号レベルを測定した結果
を図４にディスクＡとあわせて示した。ただし、ディス
クＢ、Ｃに必要な外部補助磁場Ｈ_SUBは、それぞれ３ｋ
Ｏｅ、３．５ｋＯｅであった。

【００５７】ディスクＡは、ディスクＢ、Ｃに比べ、
１．５６ＭＨｚの信号レベルがノイズレベルと等しくな
り、前の信号が完全に消去されるようなＰ_Lのパワーの
範囲が、ディスクＢに比べ明らかに広くなっていること
がわかる。これは、ディスクＡの第３磁性薄膜の有効磁
気異方性定数Ｋが、ディスクＢに比べ高温で大きくなっ
ているためにほかならない。一方、ディスクＡに外部補
助磁場Ｈ_SUBは、ディスクＢと同等であり、室温で要求
される性能が損なわれていないことがわかる。

【００５８】ディスクＣは、図４に示されているよう
に、前の信号が完全に消去されるようなＰ_Lのパワーの
範囲が、ディスクＢに比べ広がっているが、同時に外部
補助磁場Ｈ_SUBの増加を招いてしまった。したがって、
有効磁気異方性定数ＫがＫ＞０で直線的な温度特性曲線
を示す磁性薄膜よりも、高温でＫが非常に大きくなるよ
うな上に凸の温度特性曲線を示す磁性薄膜の方が第３磁
性薄膜としてより好ましい。

【００５９】

【表２】

【比較例２】エチレン・テトラシクロドデセン共重合体
からなる基板上に、Ｓｉ₃Ｎ₄を８０ｎｍ（膜厚）、下記
磁性薄膜(1),(3),(2)、Ｓｉ₃Ｎ₄を８０ｎｍ（膜厚）と
なるようにスパッタ法により順次堆積させてディスクＤ
を作成した。磁性薄膜(1)〜(3)の組成，膜厚および磁気
特性を表３に示す。ディスクＡと同様の方法でオーバー
ライトの性能を評価した。いろいろなＰ_Lでオーバーラ
イトした時の事前に書き込んだ１．５６ＭＨｚの信号レ
ベルを測定した結果を図４に示した。ただし、ディスク
Ｄに必要な外部補助磁場Ｈ_SUBは、３ｋＯｅであった。
ディスクＤの第３の磁性薄膜は、ディスクＡと同じＧｄ
ＴｂＦｅＣｏであるが、有効磁気異方性定数ＫがＫ＜０
で直線的な温度特性曲線を示すため、図４に示すように
前の信号の消え残りが存在し、スムーズにオーバーライ
トできなかった。つまり、第３磁性薄膜としてＧｄＴｂ
ＦｅＣｏを用いる場合であっても、特定の組成範囲に無
ければならない。

【００６０】

【表３】

【図面の簡単な説明】

【図１】 各々の温度に対する光磁気記録媒体の磁化磁
化状態を示す図である。

【図２】 本発明に係る光磁気記録媒体の断面図であ
る。

【図３】 第３磁性薄膜に用いられる磁性薄膜の有効磁
気異方性定数Ｋの温度特性の磁気トルク計による測定結
果である。

【図４】 図１における状態Ａを得る為に第１の加熱温
度にまで加熱するに必要なレーザーパワーＰ_Lを変えて
オーバーライトした場合の事前に書き込んだ信号のレベ
ルの測定した結果である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 垂直磁気異方性を有する第１磁性薄膜
   と、垂直磁気異方性を有する第２磁性薄膜と、第１およ
   び第２磁性薄膜に挟まれた第３磁性薄膜とが、順次磁気
   的に結合してなる磁性膜層を有する光磁気記録媒体であ
   って、 該第３磁性薄膜の有効磁気異方性定数が室温以上で上に
   凸の温度依存性を示し、かつそのピーク値Ｋ_pがＫ_p≧
   ０．４×１０⁵ｅｒｇ／ｃｃであることを特徴とする光
   磁気記録媒体。
2. 【請求項２】 垂直磁気異方性を有する第１磁性薄膜
   と、垂直磁気異方性を有する第２磁性薄膜と、第１およ
   び第２磁性薄膜に挟まれた第３磁性薄膜とが、順次磁気
   的に結合してなる磁性膜層を有する光磁気記録媒体であ
   って、 前記第３磁性薄膜が、 （Ｇｄ_1-yＴｂ_y）_1-x（Ｆｅ_1-zＣｏ_z）_x （上式中、ｘ、ｙおよびｚは、 ０．６８−０．２４ｙ≦ｘ≦０．７２５＋０．０５ｚ−
   ０．１５ｙ ０．１≦ｙ≦０．６ ０≦ｚ≦０．５ 〔ｘ，ｙ，ｚ：原子比〕である。）からなり、その有効
   磁気異方性定数が室温以上で上に凸の温度依存性を示
   し、かつそのピーク値Ｋ_pがＫ_p≧０．４×１０⁵ｅｒｇ
   ／ｃｃであることを特徴とする光磁気記録媒体。
3. 【請求項３】 垂直磁気異方性を有する第１磁性薄膜
   と、垂直磁気異方性を有する第２磁性薄膜と、第１およ
   び第２磁性薄膜に挟まれた第３磁性薄膜とが、順次磁気
   的に結合してなる磁性膜層を有する光磁気記録媒体であ
   って、 前記第３磁性薄膜が、 （Ｇｄ_1-yＤｙ_y）_1-x（Ｆｅ_1-zＣｏ_z）_x （上式中、ｘ、ｙおよびｚは、 ０．６７−０．０５ｙ≦ｘ≦０．７２５＋０．０５ｚ−
   ０．０７ｙ ０．１≦ｙ≦０．５＋ｚ ０≦ｚ≦０．５ 〔ｘ，ｙ，ｚ：原子比〕である。）からなり、その有効
   磁気異方性定数が室温以上で上に凸の温度依存性を示
   し、かつそのピーク値Ｋ_pがＫ_p≧０．４×１０⁵ｅｒｇ
   ／ｃｃであることを特徴とする光磁気記録媒体。
4. 【請求項４】 該第１磁性薄膜が、 （Ｔｂ_1-yＤｙ_y）_1-x（Ｆｅ_1-zＣｏ_z）_x （上式中、ｘ、ｙおよびｚは、 ０．７７≦ｘ≦０．８１ ０≦ｙ≦１．０ ０．０７ｙ≦ｚ≦０．１＋０．０７ｙ 〔ｘ，ｙ，ｚ：原子比〕である。）からなり、前記第２
   磁性薄膜が、 （Ｔｂ_1-yＤｙ_y）_1-x（Ｆｅ_1-zＣｏ_z）_x （上式中、ｘ、ｙおよびｚは、 ０．７≦ｘ≦０．７６ ０≦ｙ≦１．０ ０．２ｙ＋０．１≦ｚ≦０．４＋０．６ｙ 〔ｘ，ｙ，ｚ：原子比〕である。）からなることを特徴
   とする請求項２または請求項３に記載の光磁気記録媒
   体。