JPH09306053A

JPH09306053A - 光磁気記録媒体

Info

Publication number: JPH09306053A
Application number: JP11770696A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Suenaga; 敏幸末永; Mikio Yoshida; 美喜男吉田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1996-05-13
Filing date: 1996-05-13
Publication date: 1997-11-28

Abstract

(57)【要約】【課題】ジッタ量が小さく抑えられ、それと同時に磁
場中での繰り返し再生に対して信号耐久性が確保でき、
ＭＬＭ方式に適用した場合に良好な記録再生特性が得ら
れる光磁気記録媒体を実現する。【解決手段】光磁気記録媒体において、垂直磁気記録
層のキュリー点温度及び保磁力Ｈｃの温度依存性を規制
する。また、垂直磁気記録層の組成及び保磁力Ｈｃの範
囲を規制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、情報信号がマーク
長変調方式によって記録再生される光磁気記録媒体に関
し、特に信号特性及び繰り返し再生に対する信号耐久性
の改善に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】書き換え可能な記録メディアとして、希
土類−遷移金属系のアモルファス合金薄膜を記録層とす
る光磁気記録媒体の開発が進められており、その一例と
して耐食性向上のために第４元素を添加した４元合金、
例えばＴｂ（Ｇｄ，Ｄｙ）ＦｅＣｏＣｒ（Ｔｉ，Ａｌ）
合金薄膜を単一記録層とする光磁気ディスクが既に実用
化されている。

【０００３】この光磁気ディスクでは、記録層を部分的
にキュリー点温度または温度補償点を越えて昇温し、こ
の部分の保磁力を消滅させて外部から印加される記録磁
界の方向に磁化の向きを反転することによって記録ピッ
ト（磁化反転ピット）が形成される。このような光磁気
ディスクは、記録再生特性及びデータ管理システムとし
ての長期信頼性（保存や繰り返し使用）における当該光
磁気ディスクの技術的優秀さ、実用性、生産性の高さ
は、よく知られるところである。

【０００４】ところで、この光磁気記録媒体におけるデ
ジタル信号の変調方式としては、主にマーク間変調方式
（以下、ＭＰＭ方式と称する。）が採用されている。し
かしながら、近年、光磁気記録媒体の大容量化が進むに
伴って、このＭＰＭ方式に比べて理論的に約１．８倍の
記録密度を達成することが可能な、マーク長変調方式
（以下、ＭＬＭ方式と称する。）の採用が検討されてい
る。

【０００５】なお、このＭＰＭ方式、ＭＬＭ方式では、
それぞれ図１３に示すようなパターンで記録マークを形
成する。

【０００６】すなわち、ＭＰＭ方式では、元信号のデー
タ１に対応した位置に記録マークを形成する。このＭＰ
Ｍ方式で記録された記録情報をデジタルデータとして再
生するには、記録マークの部分をデータ１と変換し、記
録マークが形成されていないスペースをデータ０と変換
する。

【０００７】一方、ＭＬＭ方式では、元信号におけるデ
ータの反転位置、すなわちデータ０からデータ１に変わ
った位置、あるいはデータ１からデータ０に変わった位
置が、マークのエッジ位置と一致するように、記録マー
クを形成する。このＭＬＭ方式で記録された記録情報を
デジタルデータとして再生するには、記録マークのエッ
ジ位置をデータ１と変換し、エッジ位置とエッジ位置の
間をデータ０と変換する。

【０００８】ところで、ＭＬＭ方式では、記録されたマ
ーク及びこれらマーク間のスペースの時間的長さを情報
として取り扱うため、記録再生信号の元信号との差（い
わゆるジッタ量）が記録再生特性を決める重要な因子と
なる。

【０００９】このジッタ量を抑える対策としては、特開
平６−０７４０１号公報にも記載されるように、レーザ
光の発光方式の改善等、システム側について各種の検討
がなされているが、当然、記録媒体に対しても要求され
る諸特性は厳しくなり、それに対応した検討が必要とな
る。

【００１０】ここで、記録媒体の場合、特に媒体内での
磁気的特性の不均一性がジッタを生じさる原因になり、
ジッタ量を抑えるには記録層の成膜条件が非常に重要に
なる。

【００１１】例えば、これまでＭＰＭ方式に適用される
光磁気ディスクの記録層としては、特開昭５８−７３７
４６号公報にも示されているように、フェリ磁性体であ
るＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏ合金薄膜が使用されている。このＴ
ｂ−Ｆｅ−Ｃｏ合金薄膜は、希土類元素であるＴｂと、
遷移金属合金であるＦｅ−Ｃｏ合金を各々独立のターゲ
ットとして用いる２元同時スパッタリング、あるいは近
年ではＴｂＦｅＣｏ三元系合金ターゲットを用いるスパ
ッタリングによって成膜されている。

【００１２】しかしながら、このうち、２元同時スパッ
タリングの場合には、各ターゲットのエロージョン（浸
食）に起因して成膜速度の変動が見られ、スパッタ膜の
面内で特にＴｂ含有量が不均一になってしまう。また、
三元系合金ターゲットを用いるスパッタリングにおいて
は、各元素で質量が異なることから、スパッタ粒子が異
なる広がり分布を示し、この場合にも重希土類元素であ
るＴｂの組成が膜面内で若干変動してしまう。

【００１３】ここで、Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ合金薄膜につい
て、遷移金属であるＦｅＣｏ同士の比を一定とし、これ
らに対するＴｂの比を変化させた場合の、室温での保磁
力変化を図１４に示す。なお、保磁力は、合金薄膜の垂
直磁気異方性の強さを示し、磁化反転ピットの形状や耐
久性に関わるものである。

【００１４】図１４に示すように、Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ合
金薄膜の保磁力はＴｂの含有量に依存して変化する。こ
の保磁力の変化は、保磁力が８ｋＯｅを越えた範囲で極
めて急峻になり、補償組成で発散する。

【００１５】上述の如くＴｂの含有量は変動し易いが、
特にこの保磁力の変化が急峻になる８ｋＯｅを越えた範
囲でＴｂの含有量が変動すると、それが１原子％程度と
極わずかな変動であっても、膜面内で保磁力の大きな変
動につながる。図１５〜図１７に、保磁力が８ｋＯｅを
越えているサンプルディスクの半径方向における保磁力
分布を示すが、この図に示す通りである。なお、図に示
すＨ_aveは、膜面における保磁力Ｈｃの平均値であり、
ΔＨｃは、（Ｈ_max−Ｈ_min）／Ｈ_ave（但し、Ｈ_m _axは保
磁力の最大値、Ｈ_minは保磁力Ｈｃの最小値、Ｈ_aveは保
磁力Ｈｃの平均値である）によって求められ、膜面内で
の保磁力Ｈｃの変動量である。

【００１６】このような膜面内での保磁力Ｈｃの変動
は、磁化反転ピットのマーク長を不均一にし、ジッタ量
を増加させる。したがって、ジッタ量を低減させるに
は、Ｔｂの組成領域を保磁力Ｈｃが８ｋＯｅ以下となる
ような範囲に設定しなければならない。

【００１７】ところが、記録層の室温での保磁力Ｈｃ
は、記録に際する垂直磁化反転ドメインの大きさや磁化
反転ピットの耐久性にも関わる。このため、高密度化を
図るべく磁化反転ピットを小径化したり、安定化するた
めには、保磁力がある程度大きいことが望ましい。特
に、外部固定磁石下で繰り返し再生を行う場合、記録過
程で生じる温度程ではないが再生用のレーザ光によって
記録層が温度上昇し、この温度上昇によって記録層の保
磁力が低下する。このとき、室温での保磁力が小さい記
録層では、不要な部分に磁化反転が生じる可能性があ
る。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】このように、Ｔｂ−Ｆ
ｅ−Ｃｏ合金薄膜を記録層とする光磁気ディスクでは、
ジッタ量の低減を図ろうとすると、磁化反転ピットの小
径化及び信号耐久性の確保が困難なるといった問題があ
り、ＭＬＭ方式に対応するものとするにはさらなる改良
が必要である。

【００１９】そこで、本発明はこのような従来の実情に
鑑みて提案されたものであり、ジッタ量が小さく抑えら
れるとともに、磁化反転ピットの小径化を図った場合で
も信号耐久性が十分に確保される光磁気記録媒体を提供
することを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明の光磁気記録媒体は、透明基板上に、希土
類−遷移金属非晶質合金薄膜よりなる垂直磁気記録層が
形成されてなり、情報信号がマーク長変調方式により記
録再生される光磁気記録媒体であって、上記垂直磁気記
録層は、レーザ光を最適記録パワーで照射することによ
って生じる温度以下にキュリー点温度を有し、且つ、膜
面に垂直方向の保磁力の温度依存性を示す曲線の勾配
が、キュリー点温度以下の領域で緩やかに変化すること
を特徴とするものである。

【００２１】また、上記垂直磁気記録層は、Ｃｏが７〜
１２原子％のＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏ非晶質合金薄膜よりな
り、室温での保磁力Ｈｃが膜面の略全領域で８〜２０ｋ
Ｏｅであることを特徴とするものである。

【００２２】さらに、上記垂直磁気記録層は、Ｃｒが２
〜４原子％、Ｃｏが７〜１４原子％のＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏ
−Ｃｒ非晶質合金薄膜よりなり、室温での保磁力Ｈｃが
膜面の略全領域で８〜２０ｋＯｅであることを特徴とす
るものである。

【００２３】保磁力Ｈｃの温度依存性が上述の条件を満
たす垂直磁気記録層では、膜面内で磁気特性が変動して
いても、レーザスポット内で磁化反転ピットが十分に広
がって形成されるので、記録マーク長が均一になり、ジ
ッタ量が低く抑えられる。また、成膜工程でのマージン
が大きくなるので、大量生産に有利である。

【００２４】そして、特に垂直磁気記録層が、Ｃｏ７〜
１２原子％のＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏ非晶質合金薄膜あるいは
Ｃｒ２〜４原子％、Ｃｏ７〜１４原子％のＴｂ−Ｆｅ−
Ｃｏ−Ｃｒ非晶質合金薄膜であり、さらに保磁力Ｈｃが
８．０〜２０．０ｋＯｅとなされていると、磁場中での
繰り返し再生に対して高い信号耐久性が得られる。ま
た、ＭＬＭ方式で用いられる記録磁界や記録用レーザ
光、消去用レーザ光に対して十分な感度が得られ、出力
の高い磁化反転ピットを繰り返し形成することができ
る。

【００２５】

【発明の実施の形態】本発明の具体的な実施の形態につ
いて説明する。

【００２６】本発明の光磁気記録媒体は、透明基板上
に、希土類−遷移金属非晶質合金薄膜よりなる垂直磁気
記録層が形成されて構成され、この垂直磁気記録層にマ
ーク長変調方式（ＭＬＭ方式）によって磁化反転ピット
が形成される。

【００２７】垂直磁気記録層に磁化反転ピットを形成す
るには、当該垂直磁気記録層に対して外部磁場を印加し
ながらレーザ光を照射し、局所的に記録層の温度をキュ
リー点温度近傍にまで上昇させる。温度が上昇した部分
では保磁力Ｈｃが減少し、外部磁場よりも小さくなる。
この保磁力Ｈｃが外部磁場よりも小さくなった部分は、
レーザ光の移動による冷却過程で外部磁場の方向に磁化
され、磁化反転ピットが形成されることになる。なお、
参考のため、図１に、室温での保磁力が異なる３種類の
垂直磁気記録層（Ｔｂ_xＦｅ_95-xＣｏ₅合金薄膜）につい
て、保磁力Ｈｃの温度依存性を併せて示す。

【００２８】ここで、例えば垂直磁気記録層であるＴｂ
−Ｆｅ−Ｃｏ合金薄膜を２層の窒化シリコン誘電体膜で
挟み込み、その上にＡｌ反射層を形成した４層構成の記
録部の場合、熱解析の数値計算を行うと、図２に示すよ
うに、レーザスポットＬｓの温度プロファイルは正規型
の温度分布となる。このレーザスポットのうちキュリー
温度を越えるのは正規分布の両側を除いたＬｃ領域であ
り、このＬｃ領域は外部磁場によって磁化反転され、磁
化反転ピットとなる。

【００２９】一方、キュリー温度を越えていないＬｂ₁
領域及びＬｂ₂領域においても、保磁力Ｈｃの温度特性
によっては、つまり保磁力Ｈｃがその温度で外部磁場よ
りも低くなっていれば、磁化反転領域あるいは反転磁壁
として再生出力に寄与する。

【００３０】このとき、磁壁の狭いシャープな形状のピ
ットを形成するためには、このＬｂ₁領域及びＬｂ₂領域
が狭い方が良く、そのためには、図１に示す□の曲線の
ように、保磁力Ｈｃの温度依存性を示す曲線が急峻であ
る方が有利であると言える。

【００３１】しかし、実際の磁気記録層では、スパッタ
等の真空成膜時の条件変動、膜厚分布によって、組成、
密度及び非晶質構造等が巨視的あるいは微視的に変動
し、このため磁気特性が膜面内で不均一になっている。
特に、Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ合金薄膜では、Ｔｂの組成ずれ
によって保磁力Ｈｃが顕著に変動している。このような
磁気特性の変動が膜面内に存在する場合に、保磁力Ｈｃ
の温度依存性を示す曲線が急峻であると、Ｌｂ₁領域及
びＬｂ₂領域の幅が膜面内の位置によって大きく変動し
てしまい、記録マーク長が不均一になる。したがって、
実際の磁気記録層では、ピットの形状をシャープにする
よりはむしろ、図１に示す○の曲線のように、保磁力の
温度依存性を示す曲線を緩やかなものとし、Ｌｃ領域と
ともにＬｂ₁領域，Ｌｂ₂領域が確実に磁化反転ドメイン
となるようにし、記録マーク長を均一にする方が重要で
ある。

【００３２】本発明の光磁気記録媒体では、このような
点から、垂直磁気記録層として、レーザ光を最適記録パ
ワーで照射したときに生じる温度以下にキュリー点温度
を有するとともに、保磁力Ｈｃの温度依存性を示す曲線
の勾配がキュリー点温度以下の領域で緩やかであるとい
った温度特性のものを使用することとする。

【００３３】なお、保磁力Ｈｃの温度依存性を示す曲線
の勾配の指標としては、次式で示すような、垂直磁気記
録層のキュリー温度Ｔｃと、当該垂直磁気記録層の保磁
力Ｈｃが外部磁場より小さくなるときの温度（以下、有
効温度と称する）Ｔｅｆｆとの差ΔＴｅｆｆを用いるこ
とができる。

【００３４】ΔＴｅｆｆ＝Ｔｃ−ＴｅｆｆこのΔＴｅｆｆは磁化反転ピットが形成し得る温度幅で
あり、このΔＴｅｆｆが大きいもの程、保磁力Ｈｃの温
度依存性を示す曲線の勾配が緩やかであることを意味す
る。なお、このΔＴｅｆｆは、ジッタ量を十分に低める
点から、ΔＴｅｆｆ＞０．１・Ｔｃなる条件を満たして
いるのが望ましい。

【００３５】この光磁気記録媒体において垂直磁気記録
層としては、希土類−遷移金属非晶質合金薄膜が用いら
れる。この希土類−遷移金属非晶質合金薄膜としては、
Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ合金薄膜あるいはＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏ−
Ｃｒ合金薄膜等が挙げられる。

【００３６】このうちＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏ合金薄膜では、
Ｃｏの含有量が７〜１２原子％であるのが望ましい。

【００３７】Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ合金薄膜において、Ｃｏ
の含有量は保磁力Ｈｃの温度依存性、キュリー点温度及
び自発磁化に大きく影響する。すなわち、保磁力Ｈｃの
温度依存性を示す曲線の勾配は、Ｃｏの含有量が大きい
程緩やかになり、これにより、膜面内での磁気特性の不
均一さによるジッタ量の増大が抑えられるようになる。
また、自発磁化は、Ｃｏの含有量が大きくなる程増大
し、これによってカー回転角が増大する。したがって、
ジッタ量を抑えるとともに信号出力を増大させるために
は、Ｃｏの含有量は大きい方が望ましい。しかし、キュ
リー点温度は、Ｃｏの含有量が大きくなる程高くなる。
磁気記録層のキュリー温度Ｔｃが高くなるということ
は、磁化反転領域を形成するのにそれだけ大きなレーザ
ーパワーを要することを意味しており、記録感度、消去
感度が低くなる方向に働く。したがって、記録感度や消
去感度を高めるためには、Ｃｏの含有量は小さい方が有
利である。ＴｂＦｅＣｏ合金薄膜のＣｏ含有量７〜１２
原子％はこれらの兼ね合いから設定されたものである。
Ｃｏ含有量が７原子％未満と少ない場合にはジッタ量が
増大し、信号出力が低くなる。また、Ｃｏ含有量が１２
原子％を越える場合にはＭＬＭ方式で要求される記録感
度及び消去感度が得られなくなる。なお、記録感度及び
消去感度を十分に得ながら信号耐久性を確保するには、
記録層のキュリー温度Ｔｃは１８７〜２００℃とされて
いるのが望ましい。

【００３８】次に、Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃｒ合金薄膜
は、Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ合金薄膜にＣｒを添加することに
よって耐蝕性を付与したものであり、この合金薄膜では
Ｃｏの含有量が７〜１４原子％、Ｃｒの含有量が２〜４
原子％であるのが望ましい。

【００３９】このうち、Ｃｏの含有量は、Ｔｂ−Ｆｅ−
Ｃｏ合金薄膜の場合と同様の点から設定されるものであ
り、Ｃｏ含有量が７原子％未満と少ない場合にはジッタ
量が増大し、信号出力が低くなる。また、Ｃｏ含有量が
１４原子％を越える場合にはＭＬＭ方式で要求される記
録感度及び消去感度が得られなくなる。

【００４０】また、Ｃｒの含有量は、耐蝕性と磁気特性
の兼ね合いから設定される。このＣｒが、記録層に全く
含まれていないと記録層に腐食が生じ易くなり、耐久性
が不足する。但し、Ｃｒの含有量があまり多すぎると、
記録層の磁気特性を損ねるので、４原子％以下とする必
要がある。

【００４１】なお、これらの垂直磁気記録層は、室温で
の保磁力Ｈｃが８〜２０ｋＯｅであるのが好ましい。こ
れは次の理由からである。

【００４２】まず、磁場中での繰り返し再生時の信号劣
化を防ぐためには、記録層の保磁力Ｈｃは８ｋＯｅ以上
であることが必要である。記録層の保磁力Ｈｃが印加さ
れる外部磁場に比べて小さ過ぎると、垂直磁化膜として
の異方性を保持できなくなる。このため、磁場中で多数
回繰り返し再生されることによって記録マークに磁気的
な変形が生ずる。一方、十分な磁界感度を得るには、記
録層の保磁力Ｈｃは２０ｋＯｅ以下であることが必要で
ある。ＭＬＭ方式での印加磁場の規格下限値は２００Ｏ
ｅであり、このような大きさの印加磁場によって十分な
再生出力を示すピットを形成するためには記録層の保磁
力Ｈｃは２０ｋＯｅ以下となされていなければならな
い。また、この保磁力ＨｃはＴｂの含有量によって決ま
るが、保磁力Ｈｃが２０ｋＯｅを上回る領域では、Ｔｂ
含有量による保磁力Ｈｃの変化が非常に大きくなり、成
膜工程で生じたＴｂの組成変動が膜面内での保磁力Ｈｃ
を大きく変動させることになる。ここで、保磁力の温度
依存性の曲線が緩やかであると、保磁力Ｈｃが膜面内で
多少変動しても均一な記録マーク長が得られるが、この
変動が余り大きくなると、やはりジッタ量の増大につな
がる。したがって、保磁力Ｈｃは２０ｋＯｅ以下である
ことが望ましい。なお、膜面内での保磁力Ｈｃの変動量
ΔＨｃを、ΔＨｃ＝（Ｈ_max−Ｈ_min）／Ｈ_ave（但し、
Ｈ_maxは保磁力Ｈｃの最大値、Ｈ_minは保磁力Ｈｃの最小
値、Ｈ_aveは保磁力Ｈｃの平均値である）で表した場
合、このΔＨｃが０．２５以下となっているのが望まし
い。

【００４３】以上が本発明の光磁気記録媒体の基本的な
構成であるが、本発明の光磁気記録媒体においては、多
重反射によるカー回転角の増大（カー効果エンハンスメ
ント）等を目的として、誘電体層や反射層を併用するよ
うにしても良い。

【００４４】上記誘電体層としては、酸化物や窒化物等
が使用可能であるが、誘電体中の酸素が記録層に悪影響
を及ぼす虞れがあることから窒化物がより好ましく、酸
素および水分を透過せず且つ使用レーザ光を十分に透過
し得る物質として窒化珪素あるいは窒化アルミニウム等
が好適である。

【００４５】また、反射層は、誘電体層との境界でレー
ザ光を７０％以上反射する高反射率の膜により構成する
ことが好ましく、非磁性金属の蒸着膜が好適である。ま
た、この反射層は、熱的良導体であることが望ましく、
入手の容易さや成膜の容易さ等を考慮すると、アルミニ
ウムが適している。

【００４６】

【実施例】以下、本発明の実施例について実験結果に基
づいて説明する。

【００４７】次のようにして、磁気記録層の合金組成が
異なる各種光磁気ディスクを作成した。

【００４８】図３に示すように、直径１３０ｍｍのポリ
カーボネート基板１上に、第１のＳｉ−Ｎ誘電体層２、
希土類−遷移金属合金薄膜よりなる磁気記録層３、第２
のＳｉ−Ｎ誘電体層４、Ａｌ反射層５を順次形成した。

【００４９】なお、第１のＳｉ−Ｎ誘電体層２、第２の
Ｓｉ−Ｎ誘電体層４は、Ｓｉをターゲットとし、Ｎ₂ガ
スを反応ガスとして使用する反応性スパッタリングによ
って成膜し、Ａｌ反射層５は直流スパッタリングによっ
て成膜した。

【００５０】また、希土類−遷移金属合金薄膜よりなる
磁気記録層は、希土類ターゲットと遷移金属合金ターゲ
ットを用いる２元同時スパッタリングによって成膜し
た。この２元同時スパッタリング装置を図４に示す。

【００５１】このスパッタリング装置は、真空槽１１内
に、Ｔｂよりなる希土類ターゲット１２と、Ｆｅ−Ｃｏ
合金あるいはＦｅ−Ｃｏ−Ｃｒ合金よりなる遷移金属合
金ターゲット１３が互いに離間して配置されるととも
に、基板１７が装着される基板装着用トレイ１４がその
頭部に回転自在に取り付けられて構成されている。希土
類ターゲット１２と遷移金属合金ターゲット１３は、そ
れぞれ外部の直流電圧電源１５，１６と接続されてお
り、独立に電圧が印加できるようになっている。

【００５２】このようなスパッタリング装置では、上記
基板装着用トレイ１４に、スパッタ膜を成膜すべき基板
１７が装着される。この基板装着用トレイ１４に装着さ
れた基板１７は、このトレイ１４の回転によって希土類
ターゲット１２と遷移金属合金ターゲット１３に対して
交互に対向する。この対向している間にターゲット１
２，１３から飛翔したスパッタ粒子が基板１７上に被
着、堆積し、希土類−遷移金属合金のスパッタ膜が成膜
されることになる。

【００５３】なお、成膜される磁気記録層の組成は、Ｔ
ｂの成膜堆積速度を固定し、遷移金属合金ターゲットへ
の投入電力、すなわち成膜堆積速度を変化させることに
よって制御した。したがって、この場合には、Ｆｅ，Ｃ
ｏ，Ｃｒ同士の比率は変化せず、Ｆｅ−Ｃｏ合金あるい
はＦｅ−Ｃｏ−Ｃｒ合金に対するＴｂの組成比が制御さ
れ、保磁力Ｈｃが調整されることになる。

【００５４】また、磁気記録層の厚さは２００オングス
トロームと一定にし、磁性層の組成変化による光学定数
のずれを第１のＳｉ−Ｎ誘電体膜の膜厚によって補正
し、各サンプルディスク同士で反射率が略同じになるよ
うにした。

【００５５】また、作成した光磁気ディスクのディスク
構造を以下に示す。

【００５６】ディスク構造トラックピッチ：１．１５μｍランド幅：０．７７μｍグルーブ深さ：λ／８（λ＝６８０ｎｍ）このようにして作成されたサンプルディスクに対してＭ
ＬＭ方式で記録を行った。記録パターンは、図５に示す
ように、２Ｔマーク−６Ｔスペース−４Ｔマーク−６Ｔ
スペースのパターンであり、このパターンを記録エリア
の最外周（ディスク中心から５９．５ｍｍ）に線速９．
６ｍ／秒で記録した。ただし、Ｔはチャンネルクロック
であり、ここではＴ＝１８ｎｓｅｃである。また、外部
印加磁界は３００Ｏｅに設定した。レーザ光源は、波長
が６８０ｎｍ、レンズの開口数ＮＡが０．５５であり、
このレーザーパワは先の記録パターンにおいて６Ｔスペ
ースがチャンネルクロックＴの６倍となるように、ディ
スク毎に調整した。なお、このような記録パワーを最適
記録パワーＰｏと称する。

【００５７】そして、この記録パターンが形成されたサ
ンプルディスクについて、ＭＬＭ方式で規定される基本
フォーマットを基準にして特性の検討を行った。なお、
この基本フォーマットを表１にまとめて示す。

【００５８】

【表１】

【００５９】なお、以下の実験において、磁気記録層の
組成は、ＩＣＰ（誘導結合高周波プラズマ分光分析）に
よる定量分析によって調べた。また、保磁力Ｈｃは、光
学式カーループトレイサーを用い、ディスクのデータ領
域（ディスク中心から３０〜６０ｍｍ）内で、半径方向
で１０ｍｍ毎に、周方向で角度３０゜毎、すなわち１周
１２点について測定した平均値である。

【００６０】信号耐久性の検討まず、希土類ターゲットとしてＴｂを、遷移金属合金タ
ーゲットとしてＦｅ₈₇Ｃｏ₈Ｃｒ₅ターゲットを用いてサ
ンプルディスクを作製し、このサンプルディスクについ
て磁場中再生での信号耐久性を評価した。

【００６１】評価は、磁場中、２．５ｍＷのレーザパワ
ーでスチル再生を繰り返し行い、Ｃ／Ｎ比が３ｄＢ減衰
するまでの再生回数を調べることで行った。サンプルデ
ィスクの保磁力Ｈｃと３ｄＢ減衰までのスチル再生回数
の関係を図６に示す。なお、ＭＬＭ方式で要求される３
ｄＢ減衰までのスチル再生回数は、１．５ｍＷのレーザ
ーパワーで１０⁹回以上ある。この場合にはレーザパワ
ー２．５ｍＷの加速試験であるため、スチル再生回数が
１０⁶回以上であれば規格範囲内であると見なされる。

【００６２】図６からわかるように、３ｄＢ減衰までの
再生回数はサンプルディスクの保磁力Ｈｃが大きくなる
程多数回になり、保磁力Ｈｃが小さい範囲では十分な信
号耐久性が得られなくなる。保磁力Ｈｃが小さい範囲で
信号耐久性が低くなるのは、印加される外部磁場に比べ
てディスクの保磁力Ｈｃが小さ過ぎる場合、磁場中で多
数回繰り返し再生されることによって記録マークに磁気
的な変形が生ずるからである。

【００６３】ここで、ＭＬＭ方式で要求される３ｄＢ減
衰までのスチル再生回数は、２．５ｍＷのレーザーパワ
ーで１０⁶回以上あり、図６を見ると、スチル再生回数
が１０⁶回以上になるのは保磁力Ｈｃが８ｋＯｅ以上の
場合である。

【００６４】このことから、磁場中再生での信号耐久性
を確保するには、ディスクの保磁力Ｈｃは８ｋＯｅ以上
になされている必要があることがわかった。

【００６５】ジッタ量の検討次に、希土類ターゲットとしてＴｂを、遷移金属合金タ
ーゲットとしてＣｏ含有量の異なるＦｅ−Ｃｏ合金ター
ゲットまたはＦｅ−Ｃｏ−Ｃｒ合金ターゲットを用い、
Ｔｂ_xＦｅ_100-x-yＣｏ_y合金薄膜、Ｔｂ_xＦｅ_96-x-yＣｏ
_yＣｒ₄合金薄膜を磁気記録層とするサンプルディスクを
作製した。そして、このサンプルディスクについてジッ
タ量を測定し、保磁力Ｈｃとジッタ量の関係を調べた。
その結果を図７、図８に示す。なお、ここで言うジッタ
量とは、４Ｔマークの再生信号の、タイムインターバル
アナライザーで測定した時間的偏差σを、チャンネルク
ロックＴで除した値［σ／Ｔ（但し、Ｔ＝１８ｎｓｅ
ｃ）］である。なお、ＭＬＭ方式でバイトエラーレート
を５×１０^-5以下に抑えるためには、システムのマージ
ンも考慮してこのジッタ量が６％以下に抑えられている
必要がある。

【００６６】まず、図７からわかるように、Ｔｂ_xＦｅ
_100-x-yＣｏ_y合金薄膜を磁気記録層とするサンプルディ
スクでは、用いた遷移金属合金ターゲットのＣｏ含有量
に関わらず、ジッタ量は保磁力Ｈｃの増大に伴って大き
な値になっていく。しかし、このジッタ量の増加の割合
は遷移金属合金ターゲットのＣｏ含有量によって大きく
異なる。すなわち、遷移金属合金ターゲットのＣｏ含有
量が８．０原子％である場合には、このジッタ量の増加
が顕著である。一方、遷移金属合金ターゲットのＣｏ含
有量が１２．０原子％以上である場合では、ジッタ量の
増加の割合は非常に小さい。

【００６７】ここで、先の実験結果から示されるよう
に、磁場中再生での信号耐久性を確保するには、ディス
クの保磁力Ｈｃは８ｋＯｅ以上になっていなければなら
ない。

【００６８】この点から見ると、遷移金属合金ターゲッ
トのＣｏ含有量が８．０原子％のサンプルディスクで
は、保磁力Ｈｃが８ｋＯｅ以上の範囲では、ジッタ量が
ＭＬＭ方式での上限値である６％を越えてしまい、信号
耐久性の確保とジッタ量の低減を両立させることができ
ない。

【００６９】一方、遷移金属合金ターゲットのＣｏ含有
量が１２．０原子％以上のサンプルディスクでは、保磁
力Ｈｃが８ｋＯｅ以上となる範囲においてジッタ量が６
％以下に抑えられている。

【００７０】このことから、Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ合金薄膜
よりなる磁気記録層では、信号耐久性を確保するととも
にジッタ量を小さく抑えるには、Ｃｏ含有量を規制する
必要があることがわかった。

【００７１】次に、図８を見ると、この図８はＴｂ_xＦ
ｅ_96-x-yＣｏ_yＣｒ₄合金薄膜を磁気記録層とするサンプ
ルディスクの特性図であるが、この場合にも図７と同様
の傾向が見受けられる。すなわち、ジッタ量は、遷移金
属合金ターゲットのＣｏ含有量がいずれの値であっても
保磁力Ｈｃの増大に伴って大きな値になっていく。しか
し、このジッタ量の増加の割合は、遷移金属合金ターゲ
ットのＣｏ含有量によって大きく異なる。

【００７２】ここで、上述の如く磁場中再生での信号耐
久性を確保するには、ディスクの保磁力Ｈｃは８ｋＯｅ
以上になっていなければならない。この点から見ると、
用いた遷移金属合金ターゲットのＣｏ含有量が８．０原
子％または１２．０原子％のサンプルディスクでは、保
磁力Ｈｃが８ｋＯｅ以上の範囲では、ジッタ量がＭＬＭ
方式での上限値である６％を越えてしまう。このため、
信号耐久性の確保とジッタ量の低減を両立させることが
できない。

【００７３】一方、遷移金属合金ターゲットのＣｏ含有
量が１４．０原子％以上のサンプルディスクでは、保磁
力Ｈｃが８ｋＯｅ以上となる範囲においてジッタ量が６
％以下に抑えられている。

【００７４】このことから、Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃｒ合
金薄膜よりなる磁気記録層においても、信号耐久性を確
保するとともにジッタ量を小さく抑えるには、Ｃｏ含有
量を規制する必要があることがわかった。

【００７５】また、さらに、磁気記録層の実際の組成と
ジッタ量の関係を検討するために、これらのサンプルデ
ィスクのうち、保磁力Ｈｃが１０ｋＯｅのもの（Ｔｂ含
有量ｘ＝約２０原子％）を選択し、これらについて磁気
記録層の組成をＩＣＰ分析にて測定した。表２、表３
に、磁気記録層の組成とともに、保磁力Ｈｃ，キュリー
点温度Ｔｃ、ジッタ量、Ｃ／Ｎ比を示す。なお、表２は
Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ合金薄膜の測定結果であり、表３はＴ
ｂ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃｒ合金薄膜の測定結果である。ま
た、磁気記録層の組成においてはＣｏ，Ｔｂを除いた残
部、またはＣｏ，Ｔｂ，Ｃｒを除いた残部がＦｅの含有
量になる。Ｃ／Ｎ比は、周波数１４．１ＭＨｚの２Ｔパ
ルス幅信号（Ｔ＝１０ｎｓｅｃ，２−７マーク長変調方
式の最短マーク長：０．４８μｍ）を記録し、この単一
信号を再生することで求めたものである。

【００７６】

【表２】

【００７７】

【表３】

【００７８】表２，表３からわかるように、ディスクの
ジッタ量は磁気記録層のＣｏ組成比が大きくなるのに伴
って減少する。そして、ジッタ量が６％以下に抑えられ
るのは、Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ合金薄膜、Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ
−Ｃｒ合金薄膜のいずれにおいてもＣｏ含有量が７原子
％以上の場合である。

【００７９】以上のことから、磁場中再生での信号耐久
正を確保するとともにジッタ量を小さく抑えるために
は、磁気記録層のＣｏ含有量を７原子％以上とする必要
があることがわかった。

【００８０】なお、先に示した図７及び図８を見ると、
ジッタ量の増加の割合が小さい系においても、保磁力Ｈ
ｃが２０ｋＯｅよりも大きな値になるとジッタ量が６％
を越えるようになるのがわかる。また、保磁力Ｈｃが２
０ｋＯｅを越える場合、磁界感度が不足し、形成される
記録マークの再生出力が低くなる。この点と信号耐久性
との兼ね合いを考慮して、ディスクの保磁力Ｈｃは８〜
２０ｋＯｅとなされているのは望ましい。

【００８１】保磁力Ｈｃの温度依存性の検討続いて、表１に示すサンプルディスクと同じ構成の記録
部をガラス基板上に形成することでサンプルディスクを
作製し、保磁力Ｈｃの温度依存性を調べた。その結果を
図９に示す。

【００８２】また、比較のため、希土類ターゲットとし
てＴｂを、遷移金属合金ターゲットとしてＣｏ含有量が
６原子％のＦｅ−Ｃｏ合金ターゲットを用い、Ｃｏ含有
量が約５原子％のＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏ合金薄膜を磁気記録
層とするサンプルディスクを作製した。そして、このサ
ンプルディスクについても、同様にして保磁力Ｈｃの温
度依存性を調べた。その結果を図１０に示す。なお、こ
のサンプルディスクで形成した合金薄膜の組成，保磁力
Ｈｃ，キュリー点温度Ｔｃ、ジッタ量、Ｃ／Ｎ比を表４
に示す。

【００８３】

【表４】

【００８４】ＭＬＭ方式では２００〜５００Ｏｅの外部
磁界が印加されることから、合金薄膜には、保磁力Ｈｃ
が２００Ｏｅ程度にまで減少したところで磁化反転が生
じる。

【００８５】ここで、まず図１０を見ると、磁気記録層
のＣｏ含有量が約５原子％のディスクでは、特に室温で
の保磁力Ｈｃが８ｋＯｅ以上のものにおいて、保磁力Ｈ
ｃの温度依存性を示す曲線の勾配が急峻になっており、
保磁力Ｈｃが２００Ｏｅ以下となる温度幅、すなわち磁
化反転が生じ得る温度幅ΔＴｅｆｆが狭いことがわか
る。

【００８６】次に、図９を見ると、磁気記録層のＣｏ含
有量が６．５原子％のサンプルディスク１では、やはり
保磁力Ｈｃの温度依存性を示す曲線の勾配が急峻であ
る。そして、ΔＴｅｆｆの温度幅が狭い。これに対し
て、磁気記録層のＣｏ含有量が７原子％以上のサンプル
ディスク２〜サンプルディスク５、すなわち先の検討で
ジッタ量が比較的小さく抑えられていたサンプルディス
クでは、この保磁力Ｈｃの温度依存性を示す曲線の勾配
が緩やかであり、ΔＴｅｆｆが広い温度幅に亘ってい
る。

【００８７】このことから、ジッタ量と保磁力Ｈｃの温
度依存性とは相関関係があり、保磁力Ｈｃの温度依存性
を示す曲線の勾配が緩やかで、ΔＴｅｆｆの温度域が広
い場合程、ジッタ量が低減できることが示唆される。な
お、これは、ΔＴｅｆｆが大きい磁性薄膜は、磁気記録
層の膜面内で磁気特性の変動があっても、レーザスポッ
ト内で磁化反転ピットが十分に広がり、記録マーク長が
均一になるからと考えられる。

【００８８】Ｃ／Ｎ比の検討次に、表２及び表３に示したサンプルディスク及び表４
の保磁力Ｈｃが９．５のサンプルディスク（サンプルデ
ィスク１３）について、Ｃｏ含有量を横軸にしてＣ／Ｎ
比をプロットしたものを図１１に示す。

【００８９】この図１１からわかるように、Ｃ／Ｎ比
は、磁気記録層のＣｏ含有量が大きくなる程向上する。
これは、磁気記録層では、Ｃｏ含有量が大きくなると、
自発磁化が大きくなり、それに比例してカー回転角が増
大するからである。

【００９０】記録感度及び消去感度の検討ここでは、Ｔｂ_xＦｅ_100-x-yＣｏ_y合金薄膜を磁気記録
層とするサンプルディスクについて、最適記録パワー及
び消去パワーを測定し、これらの値と磁気記録層のＣｏ
含有量との関係を調べた。

【００９１】なお、最適記録パワーＰｏは、２Ｔマーク
−６Ｔスペース−４Ｔマーク−６Ｔスペース（Ｔ＝１８
ｎｓｅｃ）のパターンで記録を行ったときに、６Ｔスペ
ースがチャンネルクロックＴの６倍となるような記録パ
ワーである。

【００９２】また、消去パワーＰｅは、最長マーク長で
ある８Ｔマーク（Ｔ＝１８ｎｓｅｃ）を消去した場合
に、この８Ｔマークが記録されていた領域から得られる
再生出力が−４５ｄＢ（完全な消去状態）となるときの
消去レーザーパワーである。

【００９３】なお、ＭＬＭ方式で採用されてる記録パワ
ーは１３ｍＷ、消去パワーは８ｍＷである。

【００９４】磁気記録層のＣｏ含有量と最適記録パワー
Ｐｏ及び消去パワーＰｅの関係を図１２に示す。

【００９５】図１２を見ると、最適記録パワーＰｏ及び
消去パワーＰｅは、磁気記録層のＣｏ含有量が大きくな
るに従って大きな値になっている。つまり、磁気記録層
のＣｏ含有量の増大は、ディスクのレーザ光に対する感
度を低くめる方向に働く。ここで、ＭＬＭ方式で採用さ
れる記録パワーは１３ｍＷであり、最適記録パワーがこ
の記録パワーと同じ、あるいはこの記録パワーよりも小
さくなるのはＣｏ含有量が１２原子％以下の場合であ
る。

【００９６】したがって、ＭＬＭ方式で要求される記録
感度を得るには、記録磁性層のＣｏ含有量は１２原子％
以下に抑える必要があり、先のジッタ量の検討結果と併
せると、記録磁性層のＣｏ含有量の最適範囲は、７〜１
２原子％であると言える。なお、消去感度も考慮する
と、Ｃｏ含有量の範囲は、９原子％以下であるのが望ま
しい。

【００９７】ここで、Ｃｏ含有量の増大によって記録磁
性層の記録感度、消去感度が低くなるのは、Ｃｏが記録
磁性層のキュリー温度Ｔｃを高めるように作用するから
と考えられる。

【００９８】すなわち、記録感度や消去感度は、磁気記
録層のキュリー温度Ｔｃと密接に関係している。熱的応
答性、ディスク構造が同一であるとすれば（本実施例で
作成したサンプルディスクでは、ディスク構造は同一で
あり、磁気記録層の熱的特性、比熱、熱吸収率等もほぼ
同等であると考えられる）、最適記録パワーＰｏ、消去
パワーＰｅは磁気記録層のキュリー温度Ｔｃが高くなる
のに伴って大きな値になる。これは、光磁気記録システ
ムでの磁化の反転原理から説明できることである。つま
り、光磁気記録システムにおいて、記録磁性層に反転磁
化領域を形成するには、レーザ光の照射によって記録磁
性層をキュリー温度Ｔｃ以上に加熱する必要がある。こ
の記録磁性層のキュリー温度Ｔｃが高ければ、それだけ
大きなレーザーパワーを要し、感度は低くなる。

【００９９】一方、ガラス基板上に、Ｔｂ_20.0Ｆｅ_71.0
Ｃｏ_4.8Ｃｒ_4.2合金薄膜、Ｔｂ_20.0Ｆｅ_69.6Ｃｏ_6.5Ｃ
ｒ_3.9合金薄膜、Ｔｂ_19.8Ｆｅ_69.0Ｃｏ_8.1Ｃｒ_4.1合金
薄膜のキュリー温度Ｔｃは以下の通りであり、磁気記録
層のキュリー温度ＴｃはＣｏ含有量が大きい場合程高い
値になる。

【０１００】Ｔｃ（Ａ）（Ｃｏ含有量＝４．８原子％）：１７８℃ Ｔｃ（ｂ）（Ｃｏ含有量＝６．５原子％）：１８７℃ Ｔｃ（Ｃ）（Ｃｏ含有量＝８．１原子％）：１９９℃ Ｃｏ含有量の増大によって記録磁性層の記録感度、消去
感度が低くなるのは、このようにＣｏが記録磁性層のキ
ュリー温度Ｔｃを高めるように作用するからであると考
えられる。

【０１０１】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の光磁気記録媒体では、垂直磁気記録層のキュリー点
温度及び保磁力Ｈｃの温度依存性が規制されているの
で、磁場中での繰り返し再生に対する信号耐久性を確保
しながらジッタ量を低減することができる。したがっ
て、マーク長変調方式に適用したときに良好な記録再生
特性が得られ、このマーク長変調方式の実用化、光磁気
記録媒体のさらなる高密度記録化に大いに貢献するもの
であると言える。

【図面の簡単な説明】

【図１】垂直磁気記録層の保磁力と温度依存性を示す特
性図である。

【図２】垂直磁気記録層上に照射されたレーサスポット
の温度プロファイルを示す特性図である。

【図３】本発明を適用した光磁気ディスクの一例を示す
断面図である。

【図４】磁気記録層を成膜するための２元同時スパッタ
リング装置を示す模式図である。

【図５】特性の検討に用いた記録パターンを示す模式図
である。

【図６】Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃｒ合金薄膜の保磁力Ｈｃ
と３ｄＢ減衰までの再生回数の関係を示す特性図であ
る。

【図７】Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ合金薄膜の保磁力Ｈｃとジッ
タ量の関係を示す特性図である。

【図８】Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃｒ合金薄膜の保磁力Ｈｃ
とジッタ量の関係を示す特性図である。

【図９】Ｃｏ含有量が６．５原子％以上のＴｂ−Ｆｅ−
Ｃｏ合金薄膜の保磁力Ｈｃの温度依存性を示す特性図で
ある。

【図１０】Ｃｏ含有量が約５原子％のＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏ
合金薄膜の保磁力Ｈｃの温度依存性を示す特性図であ
る。

【図１１】Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ合金薄膜とＴｂ−Ｆｅ−Ｃ
ｏ−Ｃｒ合金薄膜について、Ｃｏ含有量とＣ／Ｎ比の関
係を併せて示す特性図である。

【図１２】Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ合金薄膜のＣｏ含有量と、
最適記録パワー及び消去パワーの関係を併せて示す特性
図である。

【図１３】ＭＰＭ変調方式及びＭＬＭ変調方式を説明す
るための模式図である。

【図１４】Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ合金薄膜のＴｂの含有量と
保磁力Ｈｃの関係を示す特性図である。

【図１５】膜面での保磁力の平均値Ｈ_aveが８．０ｋＯ
ｅの記録磁性層が形成された光磁気ディスクの、膜面に
おける保磁力分布を示す特性図である。

【図１６】膜面での保磁力の平均値Ｈ_aveが１４．８ｋ
Ｏｅの記録磁性層が形成された光磁気ディスクの、膜面
における保磁力分布を示す特性図である。

【図１７】膜面での保磁力の平均値Ｈ_aveが１８．０ｋ
Ｏｅの記録磁性層が形成された光磁気ディスクの、膜面
における保磁力分布を示す特性図である。

【符号の説明】

１基板２第１の誘電体層３磁気記録層４第２の誘電体層５反射層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明基板上に、希土類−遷移金属非晶質
合金薄膜よりなる垂直磁気記録層が形成されてなり、情
報信号がマーク長変調方式により記録再生される光磁気
記録媒体において、上記垂直磁気記録層は、レーザ光を最適記録パワーで照
射することによって生じる温度以下にキュリー点温度を
有し、且つ、膜面に垂直方向の保磁力の温度依存性を示す曲線
の勾配が、キュリー点温度以下の領域で緩やかに変化す
ることを特徴とする光磁気記録媒体。
【請求項２】上記垂直磁気記録層は、Ｃｏが７〜１２
原子％のＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏ非晶質合金薄膜よりなり、室
温での保磁力が膜面の略全領域で８〜２０ｋＯｅ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】上記垂直磁気記録層は、室温での保磁力
の、膜面の略全領域における平均値をＨ_ave、最大値を
Ｈ_max、最小値をＨ_minとしたときに、（Ｈ_max−Ｈ_min）／Ｈ_aveが０．２５以下であることを
特徴とする請求項２記載の光磁気記録媒体。
【請求項４】上記垂直磁気記録層は、Ｃｒが２〜４原
子％、Ｃｏが７〜１４原子％のＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃｒ
非晶質合金薄膜よりなり、室温での保磁力が膜面の略全
領域で８〜２０ｋＯｅ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５】上記垂直磁気記録層は、室温での保磁力
の、膜面の略全領域における平均値をＨ_ave、最大値を
Ｈ_max、最小値をＨ_minとしたときに、（Ｈ_max−Ｈ_min）／Ｈ_aveが０．２５以下であることを
特徴とする請求項４記載の光磁気記録媒体。
【請求項６】記録再生用のレーザー光の波長が６８０
ｎｍ以下であり、１０メガバイト／ｃｍ²以上の面密度
で記録が行われることを特徴とする請求項１記載の光磁
気記録媒体。