JPH09120595A

JPH09120595A - 光磁気記録媒体

Info

Publication number: JPH09120595A
Application number: JP7274492A
Authority: JP
Inventors: Junichiro Nakayama; 純一郎中山; Junji Hirokane; 順司広兼; Michinobu Saegusa; 理伸三枝; Akira Takahashi; 明高橋
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1995-10-23
Filing date: 1995-10-23
Publication date: 1997-05-06
Also published as: DE19640014C2; DE19640014A1; US5982713A

Abstract

(57)【要約】【課題】ＩＳＯ規格における別の記録再生装置との互
換性を取って光変調オーバーライトを可能としながら、
光磁気記録媒体の記録再生装置を小型化する。【解決手段】光磁気記録媒体は、室温で高い保磁力を
有し、室温からキュリー点まで遷移金属リッチな希土類
遷移金属合金である第１磁性層、第１磁性層のキュリー
点より高いキュリー点を持ち、室温で希土類金属リッチ
な希土類遷移金属合金である第２磁性層、および室温で
希土類金属リッチで、第１磁性層のキュリー点より高い
キュリー点を有し、室温からキュリー点までの間に補償
点を有する希土類遷移金属合金である第３磁性層がこの
順に積層されており、室温より高い温度で第３磁性層の
磁化が第１磁性層に転写される。室温での第３磁性層の
垂直磁気異方性Ｋｕ３が、０．３×１０⁶erg/cc＜Ｋｕ
３＜１．０×１０⁶erg/ccを満たす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光磁気学的に情報
の記録、再生、消去の少なくとも一つを行う光磁気ディ
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】光磁気記録方式とは、基板上に磁性体か
らなる垂直磁化膜を形成させたものを記録媒体とし、以
下の方法で記録、再生を行うものである。

【０００３】記録の際には、記録媒体をまず強力な外部
磁界等によって初期化し、磁化の方向を一方向（上向
き、または下向き）に揃えておく。その後、記録したい
エリアにレーザビームを照射して、記録媒体部分の温度
をキュリー点近傍以上もしくは補償点近傍以上に加熱
し、その部分の保磁力（Ｈｃ）をゼロ、またはほとんど
ゼロとした上で、初期化の磁化の方向と逆向きの外部磁
界（バイアス磁界）を印加して磁化の向きを反転させ
る。レーザビームの照射を止めると、記録媒体は常温に
戻るので、反転した磁化は固定される。つまり、情報が
熱磁気的に記録される。

【０００４】再生の際には、直線偏光したレーザビーム
を記録媒体に照射し、その反射光や透過光の偏光面が磁
化の向きに応じて回転する現象（磁気カー効果、磁気フ
ァラデー効果）を利用して、光学的に情報の読み出しを
行う。

【０００５】光磁気記録方式は、書き換え可能な大容量
記憶素子として注目されているが、その記録媒体を再使
用（書き換え）する方法として、記録層を交換結合２層
膜にし、初期化磁界（Ｈｉ）と記録磁界（Ｈｗ）とを利
用し、光強度を変調してオーバーライトする、いわゆる
光変調オーバーライトが提案されている。

【０００６】ここで、Ｈｉを小さくし、かつ記録ビット
の安定性に優れた光磁気記録媒体とするために、図８に
示すように、第１磁性層１３と第３磁性層１５との間に
第２磁性層１４を設けて、記録層を３層とした特公平５
−２２３０３号公報の場合のオーバーライトの手順につ
いて簡単に説明する。

【０００７】図９は、第１磁性層１３、第２磁性層１
４、第３磁性層１５の磁化状態を示し、横軸は温度を示
す。各層は、希土類遷移金属合金であるため、トータル
磁化と希土類金属、遷移金属それぞれの副格子磁化があ
るが、白抜き矢印は各層の遷移金属の副格子磁化の向き
を示す。

【０００８】初期化においては、図９に示すように、Ｈ
ｉを印加することにより、第３磁性層１５の磁化のみを
一方向（図では、上向き）に揃える。Ｈｉの大きさは、
第１磁性層１３の室温での保磁力より小さく、第３磁性
層１５の室温での保磁力より大きいので、第１磁性層１
３の磁化の反転は生じない。第２磁性層１４は、室温で
面内磁気異方性であるため、第１磁性層１３、第３磁性
層１５の交換力による結合を妨げる効果を有する。

【０００９】記録は、記録磁界（Ｈｗ）を印加しなが
ら、ハイパワーとローパワーとに強度変調されたレーザ
光を照射することにより行う。

【００１０】ハイパワーのレーザ光が照射されると、記
録媒体が、第３磁性層１５のキュリー点付近まで昇温
し、ローパワーのレーザ光が照射されると、第１磁性層
１３のキュリー点付近まで昇温するように、ハイパワ
ー、ローパワーは設定されている。

【００１１】したがって、ハイパワーのレーザ光が照射
されると、第３磁性層１５の磁化は、Ｈｗにより、図９
に示すように、下向きに反転し、冷却の過程で界面に作
用する交換力により、垂直磁気異方性となっている第２
磁性層１４に転写され、さらに第１磁性層１３に転写さ
れる。したがって、第１磁性層１３の向きは上向きにな
る。

【００１２】一方、ローパワーのレーザ光が照射されて
も、第３磁性層１５の磁化は、その保磁力がＨｗより大
きいため、Ｈｗにより反転することはない。第１磁性層
１３の磁化は、上記と同様に、冷却の過程で界面に作用
する交換力により第３磁性層１５の磁化の向きと一致す
る。したがって、第１磁性層１３の向きは、図９に示す
ように、下向きになる。

【００１３】なお、図１０は従来の光磁気記録媒体の第
３磁性層１５の室温での垂直磁気異方性をＫｕ３とした
ときの、Ｋｕ３とＨｗ、Ｈｉの関係を示しており、Ｈｗ
はＨｉよりかなり小さくなるように設定されている。ま
た、再生時のレーザパワーは、記録時のローパワーより
もかなり小さいレベルに設定されている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
技術は、光変調オーバーライトが可能で、初期化磁界Ｈ
ｉがある程度小さく、かつ記録ビットが安定な光磁気記
録媒体を供給することができたものの、依然として記録
磁界Ｈｗよりも大きい初期化磁界Ｈｉが必要であり、装
置の小型化ができないという問題点がある。

【００１５】また、ディスク状の光磁気記録媒体の場
合、ＩＳＯ規格では上記のような大きな初期化磁界を発
生する装置は設けられていないため、上記従来の光磁気
記録媒体ではこの規格下における別の記録再生装置との
互換性（コンパチビリティー）がとれないという問題点
がある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、請求項１記載の光磁気記録媒体は、少なくとも第１
磁性層および第３磁性層の２つの磁性層が積層された光
磁気記録媒体において、室温での第３磁性層の垂直磁気
異方性Ｋｕ３が０．３×１０⁶erg/cc＜Ｋｕ３＜１．０×１０⁶erg/cc を満たすことを特徴としている。

【００１７】上記の構成により、第３磁性層の磁化の向
きを一方向に揃えるための初期化磁界の大きさを記録磁
界の大きさ以下にすることができる。それによって、Ｉ
ＳＯ規格における別の記録再生装置との互換性（コンパ
チビリティー）を取って光変調オーバーライトを可能と
しながら、装置を小型化することができる。

【００１８】請求項２記載の光磁気記録媒体は、請求項
１の構成に加えて、第１磁性層が、室温からキュリー点
まで遷移金属リッチな希土類遷移金属合金であり、第３
磁性層が、室温で希土類金属リッチで、第１磁性層のキ
ュリー点より高いキュリー点を有し、室温からキュリー
点までの間に補償点を有する希土類遷移金属合金である
ことを特徴としている。

【００１９】上記の構成により、第３磁性層を補償点Ｔ
_COMP3に昇温したときに印加して第３磁性層の磁化を反
転させるのに必要な外部磁界を、室温を越え温度Ｔｌ未
満に昇温したときに加えるだけで、第３磁性層の磁化の
向きを一方向に揃えることができる。すなわち、第３磁
性層の磁化の向きを一方向に揃えるための初期化磁界の
大きさが記録磁界の大きさ以下になり、さらに、初期化
磁界の方向が記録磁界の方向と同一になる。

【００２０】したがって、記録磁界を初期化磁界として
利用することができる。それによって、ＩＳＯ規格にお
ける別の記録再生装置との互換性を取って光変調オーバ
ーライトを可能としながら、実質的に初期化磁界を不要
にすることができる。

【００２１】請求項３記載の光磁気記録媒体は、請求項
１または２の構成に加えて、第１磁性層の、第３磁性層
の形成されている面とは反対側の面に第０磁性層が形成
されており、上記第０磁性層は、室温で面内磁化を示
し、室温と第１磁性層のキュリー点との間の所定の温度
範囲で垂直磁化を示すことを特徴としている。

【００２２】上記の構成により、再生動作中に、第０磁
性層に光ビームが照射されると、照射された部位の温度
分布はほぼガウス分布になるので、光ビームの径よりも
小さい中心近傍領域のみの温度が上昇する。この温度上
昇に伴って、温度上昇部位の磁化は、面内磁化から垂直
磁化に移行する。

【００２３】このとき、第０磁性層および第１磁性層の
２層間の交換結合力により、第０磁性層の磁化の向きは
第１磁性層の磁化の向きに従う。温度上昇部位が面内磁
化から垂直磁化に移行すると、温度上昇部位のみが極カ
ー効果を示すようになり、該部位からの反射光に基づい
て情報が再生される。

【００２４】そして、光ビームが移動して次の記録ビッ
トを再生するときは、先の再生部位の温度は低下し、垂
直磁化から面内磁化に移行するため、極カー効果を示さ
なくなる。このことは、第１磁性層に記録された磁化が
第０磁性層の面内磁化によりマスクされて読み出されな
いということを意味している。したがって、雑音の原因
となり、再生の分解能を低下させる隣接ビットからの信
号混入がなくなる。

【００２５】それによって、所定温度以上の温度を有す
る領域のみを再生に関与させるので、従来より小さな記
録ビットの再生が行え、記録密度が著しく向上する。

【００２６】

【発明の実施の形態】

〔実施の形態１〕本発明の実施の一形態について図１な
いし図５に基づいて説明すれば、以下の通りである。本
実施の形態の光磁気ディスク（光磁気記録媒体）は、図
１に示すように、透光性基板１上に、透光性を有する誘
電体層２と、第１磁性層３と、第２磁性層４と、第３磁
性層５と、保護層６と、オーバーコート層（図示せず）
とを順次形成した構成になっている。また、第１磁性層
３、第２磁性層４および第３磁性層５はそれぞれ、希土
類金属−遷移金属合金からなっている。

【００２７】第１磁性層３は、図２に示すように、第２
磁性層４・第３磁性層５と比較して、低いキュリー点Ｔ
ｃ₁と、室温で高い保磁力Ｈｃ₂とを有しており、室温
からＴｃ₁まで垂直磁化となる特性を示し、その組成
は、室温で遷移金属リッチとなるように設定されてい
る。第２磁性層４は、第１磁性層３のキュリー点Ｔｃ₁
よりも高いキュリー点Ｔｃ₂と、室温で希土類金属リッ
チとなる特性を示す。第３磁性層５は、第１磁性層３の
キュリー点Ｔｃ₁よりも高いキュリー点Ｔｃ₃と、室温
で希土類金属リッチとなる特性を示し、室温からキュリ
ー点までの間に補償点を有する。

【００２８】次に、記録過程を図３を用いて説明する。
図３は、第１磁性層３、第２磁性層４、第３磁性層５の
磁化状態を示し、横軸は温度を示す。各層は、希土類遷
移金属合金であるため、トータル磁化と希土類金属、遷
移金属それぞれの副格子磁化があるが、白抜き矢印は各
層の遷移金属の副格子磁化の向きを示す。

【００２９】このような記録媒体を用いて光変調オーバ
ーライトを行う場合には、第３磁性層５の磁化の向きを
一方向に揃える初期化動作が必要である。本実施の形態
においては、後述するように、従来のような強力な初期
化磁界は不要で、それよりも小さい外部磁界Ｈｗを印加
することで初期化が可能である。

【００３０】記録過程の概略を述べると、まず、後述す
るように、光ビームを記録媒体に当てながら外部磁界Ｈ
ｗを印加することによって、第３磁性層５の磁化の向き
を一方向に揃えて初期化する。そして、外部磁界Ｈｗを
光ビームの照射部に印加しながら、情報に応じて光ビー
ムの強度を変調する。その変調においては、光ビームの
照射部の温度が第３磁性層５のキュリー点Ｔｃ₃付近の
温度（Ｔｈ）まで昇温するハイプロセスと、光ビームの
照射部の温度が、Ｔｈより低い、第１磁性層３のキュリ
ー点Ｔｃ₁付近の温度（Ｔｌ）まで昇温するロープロセ
スとを繰り返す。このようにして、重ね書きによる情報
の書き換えを行う。

【００３１】次にその詳細について述べる。室温では、
第１磁性層３の副格子磁化の向きに応じて２つの安定な
状態Ｓ１、Ｓ２が存在する。ここに、上記外部磁界Ｈｗ
を印加しながら、図４に示す強度Ｐｒの光ビームを記録
媒体に当てる。これにより、第３磁性層５の磁化の向き
を確実に外部磁界Ｈｗと同じ方向（ここでは下向き）に
揃えて初期化する。

【００３２】次に、ハイプロセスまたはロープロセスに
移る。ハイプロセスでは、図４に示すハイパワー（Ｐ
ｈ）のレーザ光を照射する。各磁性層の温度がＴｈまで
上昇すると、第１磁性層３の磁化はゼロになり（状態Ｓ
３）、また、第２磁性層４、第３磁性層５の保磁力が外
部磁界（Ｈｗ）より小さくなるため、第２磁性層４、第
３磁性層５の磁化の向きは図中下向きの外部磁界Ｈｗに
より一方向（ここでは下向き）に揃えられる。このよう
に、Ｈｗがここでは記録磁界として働く。第３磁性層５
は温度Ｔｈでは遷移金属リッチの特性を示すため、遷移
金属の副格子磁化の向きは、外部磁界Ｈｗと同じ向きと
なり、図３では下向きとなる。つまり、状態Ｓ１、Ｓ４
は、状態Ｓ２およびＳ３を経て状態Ｓ７に移行する。

【００３３】光磁気ディスクの回転により光ビームの照
射部が冷却され、第１磁性層３の磁化が現れると、第１
磁性層３の副格子磁化は、界面に作用する交換力によっ
て、第２磁性層４の副格子磁化、第３磁性層５の副格子
磁化の向きに揃う。つまり、状態Ｓ７は、状態Ｓ６に移
行する。

【００３４】さらに、室温まで冷却すると、第３磁性層
５は希土類金属リッチの特性を示すため、遷移金属の副
格子磁化の向きは、トータル磁化と反対の向き、すなわ
ち、外部磁界Ｈｗと反対向き（ここでは上向き）とな
る。つまり、状態Ｓ６は、状態Ｓ５を経て状態Ｓ４に移
行する。このようにして、記録過程の完了とともに、上
記外部磁界Ｈｗによって第３磁性層５の磁化の向きが一
方向（ここでは下向き）に揃えられて初期化される。な
お、ここで、図４に示す強度Ｐｒの光ビームを照射して
いるので、第３磁性層５の磁化の向きが効率的に反転
し、初期化が確実に行われる。また、このとき、図２か
ら分かるように第１磁性層３の保磁力は十分大きいた
め、第２磁性層４や第３磁性層５から第１磁性層３へ磁
化は転写されない。

【００３５】ロープロセスでは、状態Ｓ１または状態Ｓ
４にある記録媒体に対し、図４に示すローパワー（Ｐ
ｌ）のレーザ光を照射し、温度をＴｌまで上昇させる。
このとき、第３磁性層５の保磁力は外部磁界Ｈｗよりも
大きいため、第３磁性層５の磁化の向きは外部磁界Ｈｗ
によって反転することはない。第１磁性層３の副格子磁
化は、上記と同様に界面に作用する交換力によって、第
２磁性層４、第３磁性層５の副格子磁化の向きに揃う。
つまり、状態Ｓ１、Ｓ４は、状態Ｓ２に移行する。

【００３６】光磁気ディスクの回転により光ビームの照
射部が室温まで冷却すると、その磁化状態が保たれるこ
とになる。つまり、状態Ｓ２は、状態Ｓ１に移行する。

【００３７】以上のように、ハイプロセスの場合は、第
１磁性層３は、副格子磁化が下向きの状態Ｓ４に移行
し、ロープロセスの場合は、第１磁性層３は、副格子磁
化が上向きの状態Ｓ１に移行する。すなわち、光変調オ
ーバーライトを行うことができる。

【００３８】本実施の形態においては、第３磁性層５の
磁化の向きを初期化するのに、従来と異なり、記録用の
磁界（本実施の形態においては外部磁界Ｈｗ）と同じ強
度であれば十分となっている。さらに、ここでは、記録
時と初期化時とで印加する磁界の向きも同一にすること
ができる（図３中下向き）。したがって、上記外部磁界
Ｈｗに、ハイプロセスにおいて第３磁性層５の磁化を反
転させる役割と、ハイプロセスの記録過程の最初と最後
とで第３磁性層５の磁化を所定の初期化方向（ここでは
図３中下向き）に向かせる役割との両方を行わせること
が可能となっている。これにより、従来必要であった強
い初期化磁界を発生させる装置が不要となっている。

【００３９】情報を再生する場合、図４に示す再生パワ
ーＰｒのレーザ光を照射し、その第１磁性層３における
反射光における偏光面の回転を検出することにより再生
する。このとき、各磁性層は、Ｔｌよりもかなり低い温
度にまでしか昇温されないので、再生パワーＰｒのレー
ザ光により第１磁性層３に記録された情報が消去される
ことはない。

【００４０】図５は印加される外部磁界Ｈｗを説明する
ための図である。外部磁界Ｈｗは、図４に示すパワーＰ
ｒのレーザ光を照射した場合には初期化磁界として働
き、パワーＰｈのレーザ光を照射した場合には記録磁界
として働き、その大きさと方向とが同じであることを示
している。

【００４１】以下、光磁気記録媒体の一例として、光磁
気ディスクのサンプルを示す。サンプル＃１では、透光
性の基板１は、外径８６ｍｍ、内径１５ｍｍ、厚さ１．
２ｍｍの円盤状のガラスからなっている。基板１の片側
の表面には、光ビーム案内用の凹凸状のガイドトラック
が反応性イオンエッチング法により直接形成されてい
る。トラックピッチは、１．６μｍ、グルーブ（凹部）
の幅は０．８μｍ、ランド（凸部）の幅は０．８μｍで
ある。

【００４２】基板１のガイドトラック側の面上に、反応
性スパッタリングにより、膜厚８０ｎｍのＡｌＮからな
る誘電体層２と、Ｄｙ、Ｆｅ、Ｃｏターゲットの同時ス
パッタリングにより膜厚４５ｎｍのＤｙＦｅＣｏからな
る第１磁性層３と、Ｇｄ、Ｆｅ、Ｃｏターゲットの同時
スパッタリングにより膜厚４０ｎｍのＧｄＦｅＣｏから
なる第２磁性層４と、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｆｅ、Ｃｏターゲッ
トの同時スパッタリングにより膜厚９０ｎｍのＧｄＤｙ
ＦｅＣｏからなる第３磁性層５と、膜厚２０ｎｍのＡｌ
Ｎからなる保護層６とを積層した。

【００４３】第１磁性層３は、組成がＤｙ_0.19（Ｆｅ
_0.85Ｃｏ_0.15）_0.81であり、遷移金属リッチ、キュリー
点Ｔｃ₁＝１８０℃、室温での保磁力Ｈｃ₁＝１５ｋＯ
ｅとなる特性を示す。第２磁性層４は、組成がＧｄ_0.27
（Ｆｅ_0.70Ｃｏ_0.30）_0.73であり、希土類金属リッチ、
キュリー点Ｔｃ₂≧３００℃、補償点Ｔ_COMP2＝１７０
℃となる特性を示す。第３磁性層５は、組成が（Ｇｄ
_0.80Ｄｙ_0.20）_0.29（Ｆｅ_0.80Ｃｏ_0.20）_0.71であっ
て、希土類金属リッチ、キュリー点Ｔｃ₃＝２８０℃、
補償点Ｔ_COMP3＝２００℃、室温での垂直磁気異方性Ｋ
ｕ３＝０．９×１０⁶erg/ccとなる特性を示す。

【００４４】サンプル＃１の光磁気ディスクに対して、
Ｈｗ＝９０ｋＡ／ｍ、Ｐｈ＝１０ｍＷ、Ｐｌ＝６ｍＷ、
Ｐｒ＝１ｍＷ、記録ビット長＝０．７８μｍにて記録を
行ったところ、光変調オーバーライトができ、信号対雑
音比（Ｃ／Ｎ）は４５ｄＢと良好であった。

【００４５】次の光磁気ディスクのサンプル＃２は、第
３磁性層５を除いてサンプル＃１と同一である。サンプ
ル＃２の第３磁性層５は、組成が（Ｇｄ_0.85Ｄｙ_0.15）
_0.29（Ｆｅ_0.82Ｃｏ_0.18）_0.71であり、希土類金属リッ
チ、キュリー点Ｔｃ₃＝２８０℃、補償点Ｔ_COMP3＝２
００℃、室温での垂直磁気異方性Ｋｕ３＝０．７×１０
⁶erg/ccとなる特性を示す。

【００４６】サンプル＃２の光磁気ディスクに対して、
Ｈｗ＝６０ｋＡ／ｍ、Ｐｈ＝１０ｍＷ、Ｐｌ＝６ｍＷ、
Ｐｒ＝１ｍＷ、記録ビット長＝０．７８μｍにて記録を
行ったところ、光変調オーバーライトができ、信号対雑
音比（Ｃ／Ｎ）は４５ｄＢと良好であった。

【００４７】次の光磁気ディスクのサンプル＃３は、第
３磁性層５を除いてサンプル＃１と同一である。サンプ
ル＃３の第３磁性層５は、組成が（Ｇｄ_0.90Ｄｙ_0.10）
_0.29（Ｆｅ_0.85Ｃｏ_0.15）_0.71であり、希土類金属リッ
チ、キュリー点Ｔｃ₃＝２８０℃、補償点Ｔ_COMP3＝２
００℃、室温での垂直磁気異方性Ｋｕ３＝０．５×１０
⁶erg/ccとなる特性を示す。

【００４８】サンプル＃３の光磁気ディスクに対して、
Ｈｗ＝５０ｋＡ／ｍ、Ｐｈ＝１０ｍＷ、Ｐｌ＝６ｍＷ、
Ｐｒ＝１ｍＷ、記録ビット長＝０．７８μｍにて記録を
行ったところ、光変調オーバーライトができ、信号対雑
音比（Ｃ／Ｎ）は４５ｄＢと良好であった。

【００４９】次の光磁気ディスクのサンプル＃４は、第
１磁性層３を除いてサンプル＃３と同一である。サンプ
ル＃４の第１磁性層３は、組成が（Ｇｄ_0.20Ｄｙ_0.80）
_0.19（Ｆｅ_0.90Ｃｏ_0.10）_0.81であり、遷移金属リッ
チ、キュリー点Ｔｃ₁＝１８０℃、室温での保磁力Ｈｃ
₁＝１５ｋＯｅとなる特性を示す。

【００５０】サンプル＃４の光磁気ディスクに対して、
Ｈｗ＝５０ｋＡ／ｍ、Ｐｈ＝１０ｍＷ、Ｐｌ＝５ｍＷ、
Ｐｒ＝１ｍＷ、記録ビット長＝０．７８μｍにて記録を
行ったところ、光変調オーバーライトができ、信号対雑
音比（Ｃ／Ｎ）は４５ｄＢと良好であった。

【００５１】次の光磁気ディスクのサンプル＃５は、第
１磁性層３を除いてサンプル＃３と同一である。サンプ
ル＃５の第１磁性層３は、組成が（Ｇｄ_0.40Ｄｙ_0.60）
_0.19（Ｆｅ_0.95Ｃｏ_0.05）_0.81であり、遷移金属リッ
チ、キュリー点Ｔｃ₁＝１８０℃、室温での保磁力Ｈｃ
₁＝１５ｋＯｅとなる特性を示す。

【００５２】サンプル＃５の光磁気ディスクに対して、
Ｈｗ＝５０ｋＡ／ｍ、Ｐｈ＝１０ｍＷ、Ｐｌ＝４ｍＷ、
Ｐｒ＝１ｍＷ、記録ビット長＝０．７８μｍにて記録を
行ったところ、光変調オーバーライトができ、信号対雑
音比（Ｃ／Ｎ）は４５ｄＢと良好であった。

【００５３】〔実施の形態２〕本発明の実施の他の形態
について図６に基づいて説明すれば、以下の通りであ
る。なお、説明の便宜上、前記の実施の形態の図面に示
した部材と同一の機能を有する部材には、同一の符号を
付記してその説明を省略する。本実施の形態の光磁気デ
ィスク（光磁気記録媒体）は、図６に示すように、誘電
体層２と第１磁性層３との間に第０磁性層７を設けた点
で前記実施の形態と異なっている。

【００５４】上記の第０磁性層７は、第１磁性層３より
も高いキュリー点Ｔc₀を有し、室温での保磁力Ｈｃ₀が
ほぼゼロである。そして、室温で面内磁気異方性を示
し、所定温度以上で垂直磁気異方性を示す。室温と第１
磁性層３のキュリー点との間の所定の温度範囲で垂直磁
化を示す。

【００５５】以下、光磁気記録媒体の一例として、光磁
気ディスクのサンプルを示す。光磁気ディスクのサンプ
ル＃６は、前記サンプル＃１の誘電体層２と第１磁性層
３との間に第０磁性層７を４０ｎｍの厚さで有してお
り、前記実施の形態のサンプル＃１の製法と同じ製法で
作製された。

【００５６】サンプル＃６の第０磁性層７は、組成がＧ
ｄ_0.29（Ｆｅ_0.80Ｃｏ_0.20）_0.71であって、希土類金属
リッチ、キュリー点Ｔｃ₀＝３００℃、補償点なし、約
１２０℃で垂直磁気異方性を示す。

【００５７】上記サンプル＃６に対しても光変調オーバ
ーライトができ、サンプル＃６のＣ／Ｎ（信号対雑音
比）は４６ｄＢと良好であった。サンプル＃１のＣ／Ｎ
が４５ｄＢであることを考慮すると、サンプル＃１より
も信号品質が向上した。これは、第０磁性層７のＴｃ₀
＞第１磁性層３のＴｃ₁に設定したので、カー回転角が
大きくなったためと考えられる。

【００５８】また、記録ビット長が短くなると、サンプ
ル＃１ではＣ／Ｎが急激に低下したが、サンプル＃６で
はＣ／Ｎがあまり低下しなかった。これは、第０磁性層
７が、室温で面内磁気異方性を示す一方、再生レーザパ
ワーのレーザ光を照射すると照射領域の中心部近傍だけ
が垂直磁気異方性を示して第１磁性層３から磁化が転写
されるようになるので、短い記録ビットであっても、隣
接記録ビットからの影響を受けずに再生できるためと考
えられる。

【００５９】図７は、サンプル＃１〜＃６における、第
３磁性層５の垂直磁気異方性Ｋｕ３と記録磁界（本実施
の形態においては外部磁界Ｈｗ）との関係を示した図で
あり、ハッチング部において、記録磁界（外部磁界Ｈ
ｗ）のみで光変調オーバーライトが可能であった。すな
わち、０．３×１０⁶erg/cc＜Ｋｕ３＜１．０×１０⁶erg/cc の範囲であれば、初期化磁界（Ｈinit）が非常に小さく
なり、初期化磁界と記録磁界とがほぼ同じレベルとな
る。つまり、初期化磁界の大きさも、図７の記録磁界の
好適な範囲を示すハッチング部やそれに近いレベルにな
る。また、前述のように、記録磁界の向きも初期化に適
した向きとなっている。このため、本光磁気ディスク
は、ＩＳＯ規格の記録再生装置のように、大きな初期化
磁界を発生する装置のない従来の記録再生装置を使用し
ても、記録再生することができる。したがって、光変調
オーバーライトを可能としながら、ＩＳＯ規格における
光磁気記録再生装置との互換性（コンパチビリティー）
を有し、記録磁界と別個に初期化磁界を発生させる装置
を不要にすることができる。

【００６０】さらに望ましくは、０．３×１０⁶erg/cc＜Ｋｕ３＜０．６×１０⁶erg/cc の範囲であれば、記録磁界を４０ｋＡ／ｍ程度まで低減
できるので、記録磁界発生装置を小型化できる。

【００６１】従来の光磁気記録媒体では、図９に示すよ
うに初期化磁界のほうが記録磁界よりも大きく、記録磁
界のみでは光変調オーバーライトが不可能であった。

【００６２】以上の第１および第２の実施の形態におい
て、サンプル＃１〜＃６の基板１として、ガラスを用い
たが、これ以外にも、化学強化されたガラス、これらの
ガラス基板上に紫外線硬化型樹脂層を形成した、いわゆ
る２Ｐ層付ガラス基板、ポリカーボネイト（ＰＣ）、ポ
リメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、アモルファスポ
リオレフィン（ＡＰＯ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリ
塩化ビフェニール（ＰＶＣ）、エポキシ等の基板１を使
用することが可能である。

【００６３】上記透明誘電体層２のＡｌＮの膜厚は８０
ｎｍに限定されるものではない。透明誘電体層２の膜厚
は、光磁気ディスクを再生する際、第１磁性層３あるい
は第０磁性層７からの極カー回転角を光の干渉効果を利
用して増大させる、いわゆるカー効果エンハンスメント
を考慮して決定される。再生時のＣ／Ｎをできるだけ大
きくさせるためには、極カー回転角を大きくさせること
が必要であり、このため、透明誘電体層２の膜厚は、極
カー回転角が大きくなるように設定される。

【００６４】また、透明誘電体層２は上記のカー効果エ
ンハンスメントだけでなく、保護層６とともに、第１磁
性層３〜第３磁性層５、あるいは、第０磁性層７、第１
磁性層３〜第３磁性層５の希土類金属−遷移金属合金磁
性層の酸化を防止する役割がある。

【００６５】さらに、ＡｌＮは、Ａｌターゲットを用い
てＮ₂ガスもしくはＡｒとＮ₂との混合ガスを導入して
反応性ＤＣ（直流電源）スパッタリングを行うことが可
能であり、ＲＦ（高周波）スパッタに比べて成膜速度が
大きい点でも有利である。

【００６６】ＡｌＮ以外の透明誘電体層２の材料として
は、ＳｉＮ、ＡｌＳｉＮ、ＡｌＴａＮ、ＳｉＡｌＯＮ、
ＴｉＮ、ＴｉＯＮ、ＢＮ、ＺｎＳ、ＴｉＯ₂、ＢａＴｉ
Ｏ₃、ＳｒＴｉＯ₃等が好適である。このうち、特に、
ＳｉＮ、ＡｌＳｉＮ、ＡｌＴａＮ、ＴｉＮ、ＢＮ、Ｚｎ
Ｓは、その成分に酸素を含まず、耐湿性に優れた光磁気
ディスクを提供することができる。

【００６７】第１磁性層３のＤｙＦｅＣｏの組成、第２
磁性層４のＧｄＦｅＣｏの組成、第３磁性層５のＧｄＤ
ｙＦｅＣｏの組成は、上記の組成に限定されるものでは
ない。第１磁性層３〜第３磁性層５の材料として、Ｇ
ｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｎｄから選ばれた少なくとも１
種の希土類金属とＦｅ、Ｃｏから選ばれた少なくとも１
種の遷移金属からなる合金を使用しても、同様の効果が
得られる。

【００６８】上記材料に、Ｃｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｎ、Ｂ
ｅ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｃｕのうち少なくとも１
種類の元素を添加すると、第１磁性層３〜第３磁性層５
自体の耐環境性が向上する。すなわち、水分、酸素侵入
による第１磁性層３〜第３磁性層５の酸化による特性の
劣化を少なくし、長期信頼性に優れた光磁気ディスクを
提供することができる。

【００６９】第１磁性層３〜第３磁性層５の膜厚は、材
料、組成、膜厚との兼ね合いで決まるものである。第１
磁性層３の膜厚は、２０ｎｍ以上、より好ましくは３０
ｎｍ以上であり、あまり厚すぎると第３磁性層５の情報
が転写されなくなるので、１００ｎｍ以下が好適であ
る。第２磁性層４の膜厚は、５ｎｍ以上、より好ましく
は１０〜５０ｎｍであり、あまり厚すぎると第３磁性層
５の情報が転写されなくなるので、１００ｎｍ以下が好
適である。第３磁性層５の膜厚は、２０ｎｍ以上、より
好ましくは３０〜１００ｎｍであり、あまり厚すぎると
第３磁性層５の情報が転写されなくなるので、２００ｎ
ｍ以下が好適である。

【００７０】保護層６のＡｌＮの膜厚は、本実施の形態
では８０ｎｍとしたが、これに限定するものではない。
保護層６の膜厚の範囲としては、１〜２００ｎｍが好適
である。

【００７１】保護層６は、透明誘電体層２とともにその
熱伝導率が、光磁気ディスクの記録感度特性に影響を及
ぼす。記録感度特性とは、記録、あるいは消去に必要な
レーザパワーがどの程度必要かを意味する。光磁気ディ
スクに入射された光はそのほとんどが、透明誘電体層２
を通過し、吸収膜である第１磁性層３〜第３磁性層５に
吸収されて、熱に変わる。このとき、第１磁性層３〜第
３磁性層５の熱が透明誘電体層２、保護層６に熱伝導に
より移動する。したがって、透明誘電体層２、保護層６
の熱伝導率および熱容量（比熱）が記録感度に影響を及
ぼす。

【００７２】このことは、光磁気ディスクの記録感度を
保護層６の膜厚である程度制御できるということを意味
し、例えば、記録感度を上げる（低いレーザパワーで記
録消去が行える）目的であれば保護層６の膜厚を薄くす
れば良い。通常は、レーザ寿命を延ばすため、記録感度
はある程度高いほうが有利であり、保護層６の膜厚は薄
いほうが良い。

【００７３】ＡｌＮはこの意味でも好適で、耐湿性に優
れるので、保護層６として用いた場合、膜厚を薄くする
ことができ、記録感度の高い光磁気ディスクを提供する
ことができる。本実施の形態では、保護層６を透明誘電
体層２と同じくＡｌＮとすることで、耐湿性に優れた光
磁気ディスクを提供でき、かつ保護層６と透明誘電体層
２とを同じ材料で形成することで、生産性も向上させる
ことができる。

【００７４】また、保護層６の材料としては、ＡｌＮ以
外に、前述の目的、効果を考慮すれば、上述の透明誘電
体層２の材料として用いられる、ＳｉＮ、ＡｌＳｉＮ、
ＡｌＴａＮ、ＳｉＡｌＯＮ、ＴｉＮ、ＴｉＯＮ、ＢＮ、
ＺｎＳ、ＴｉＯ₂、ＢａＴｉＯ₃、ＳｒＴｉＯ₃等が好
適である。このうち、特に、ＳｉＮ、ＡｌＳｉＮ、Ａｌ
ＴａＮ、ＴｉＮ、ＢＮ、ＺｎＳは、その成分に酸素を含
まず、耐湿性に優れた光磁気ディスクを提供することが
できる。

【００７５】サンプル＃１〜＃６の光磁気ディスクは、
一般に片面ディスクと呼ばれる。透明誘電体層２、第１
磁性層３〜第３磁性層５（あるいは第１磁性層３〜第３
磁性層５、第０磁性層７）、保護層６の薄膜部分を総じ
て記録媒体層と称することにすると、片面タイプの光磁
気ディスクは、基板１、記録媒体層、オーバーコート層
の構造となる。

【００７６】これに対して、基板１の上に記録媒体層を
形成したものを２枚、記録媒体層が対向するように接着
層で接着した光磁気ディスクは、両面タイプと呼ばれて
いる。接着層の材料はポリウレタンアクリレート系接着
剤が特に良い。この接着剤は紫外線、熱および嫌気性の
３タイプの硬化機能が組み合わされたものであり、紫外
線が透過しない記録媒体の影になる部分の硬化が、熱お
よび嫌気性硬化機能により硬化されるという利点を持っ
ており、極めて高い耐湿性を有し長期安定性に極めて優
れた光磁気ディスクを提供することができる。

【００７７】片面タイプは、両面タイプと比べて素子の
厚みが半分で済むため、例えば小型化が要求される記録
再生装置に有利である。両面タイプは、両面再生が可能
なため、例えば大容量を要求される記録再生装置に有利
である。

【００７８】以上の実施の形態では、光磁気記録媒体と
して光磁気ディスクを例に説明したが、光磁気テープ、
光磁気カードにも本発明を応用できる。

【００７９】

【発明の効果】以上のように、本発明の請求項１記載の
光磁気記録媒体は、少なくとも第１磁性層および第３磁
性層の２つの磁性層が積層された光磁気記録媒体におい
て、室温での第３磁性層の垂直磁気異方性Ｋｕ３が０．３×１０⁶erg/cc＜Ｋｕ３＜１．０×１０⁶erg/cc を満たす構成である。

【００８０】それゆえ、ＩＳＯ規格における別の記録再
生装置との互換性（コンパチビリティー）を取って光変
調オーバーライトを可能としながら、装置を小型化する
ことができるという効果を奏する。

【００８１】また、請求項２記載の光磁気記録媒体は、
請求項１の構成に加えて、第１磁性層が、室温からキュ
リー点まで遷移金属リッチな希土類遷移金属合金であ
り、第３磁性層が、室温で希土類金属リッチで、第１磁
性層のキュリー点より高いキュリー点を有し、室温から
キュリー点までの間に補償点を有する希土類遷移金属合
金である構成である。

【００８２】それゆえ、ＩＳＯ規格における別の記録再
生装置との互換性を取って光変調オーバーライトを可能
としながら、実質的に初期化磁界を不要にすることがで
きるという効果を奏する。

【００８３】請求項３記載の光磁気記録媒体は、請求項
１または２の構成に加えて、第１磁性層の、第３磁性層
の形成されている面とは反対側の面に第０磁性層が形成
されており、上記第０磁性層は、室温で面内磁化を示
し、室温と第１磁性層のキュリー点との間の所定の温度
範囲で垂直磁化を示す構成である。

【００８４】それゆえ、請求項１または２の構成による
効果に加えて、従来より小さな記録ビットの再生が行
え、記録密度が著しく向上するという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光磁気記録媒体としての光磁気デ
ィスクの概略の構成を示す説明図である。

【図２】図１の光磁気ディスクにおける第１〜第３磁性
層の保磁力の温度依存性を示すグラフである。

【図３】図１の光磁気ディスクにおける記録過程を説明
するための第１〜第３磁性層の各磁気状態を示す説明図
である。

【図４】図１の光磁気ディスクに照射されるレーザ光の
強度を示すグラフである。

【図５】図１の光磁気ディスクに印加される記録磁界の
強度を示すグラフである。

【図６】本発明に係る光磁気記録媒体としての光磁気デ
ィスクの他の概略の構成を示す説明図である。

【図７】光磁気ディスクにおける第３磁性層の垂直磁気
異方性と記録磁界との関係を示すグラフである。

【図８】従来の光磁気記録媒体としての光磁気ディスク
の概略の構成を示す説明図である。

【図９】従来の光磁気ディスクにおける記録プロセスを
説明するための、第１〜第３磁性層の各磁気状態を示す
説明図である。

【図１０】従来の光磁気ディスクにおける第３磁性層の
垂直磁気異方性と記録磁界および初期化磁界との関係を
示すグラフである。

【符号の説明】

１基板２誘電体層３第１磁性層４第２磁性層５第３磁性層６保護層７第０磁性層１２誘電体層１３第１磁性層１４第２磁性層１５第３磁性層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高橋明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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも第１磁性層および第３磁性層の
２つの磁性層が積層された光磁気記録媒体において、室温での第３磁性層の垂直磁気異方性Ｋｕ３が０．３×１０⁶erg/cc＜Ｋｕ３＜１．０×１０⁶erg/cc を満たすことを特徴とする光磁気記録媒体。
【請求項２】第１磁性層が、室温からキュリー点まで遷
移金属リッチな希土類遷移金属合金であり、第３磁性層が、室温で希土類金属リッチで、第１磁性層
のキュリー点より高いキュリー点を有し、室温からキュ
リー点までの間に補償点を有する希土類遷移金属合金で
あることを特徴とする請求項１記載の光磁気記録媒体。
【請求項３】第１磁性層の、第３磁性層の形成されてい
る面とは反対側の面に第０磁性層が形成されており、上記第０磁性層は、室温で面内磁化を示し、室温と第１
磁性層のキュリー点との間の所定の温度範囲で垂直磁化
を示すことを特徴とする請求項１または２記載の光磁気
記録媒体。