JPH10293949A

JPH10293949A - 光磁気記録媒体

Info

Publication number: JPH10293949A
Application number: JP9102237A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Furuta; 正寛古田
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1997-04-18
Filing date: 1997-04-18
Publication date: 1998-11-04

Abstract

(57)【要約】【課題】再生ビーム強度を低く抑えた、Ｃ／Ｎ値が高
く、記録速度が速く、高密度記録された情報を確実に再
生できるダブルマスクタイプＭＳＲ再生可能な光磁気記
録媒体と、上記の特徴に加えて光変調オーバーライト可
能な光磁気記録媒体と、更に、上記の各光磁気記録媒体
の再生方法を提供する。【解決手段】情報を再生するための垂直磁化した再生
層と、室温では面内磁化で再生レベルのビーム照射によ
りビームスポット内で部分的に垂直磁化する再生中間層
と、情報を記録するための垂直磁化したメモリー層と
の少なくとも３層の磁性層からなる光磁気記録媒体にお
いて、再生中間層は、主成分としてのGdFeまたはGdFeCo
と、添加物としての希土類金属からなり、再生中間層の
キュリー温度は、主成分としてのGdFeまたはGdFeCoのキ
ュリー温度よりも低いことを特徴とする光磁気記録媒体
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光変調オーバーラ
イト記録再生可能で、かつ、磁気的超解像再生な光磁気
記録媒体及びその再生方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】高密度に情報を記録することが可能で、
かつ、高速に再生することが可能な光記録媒体は、オー
ディオや画像の記録媒体として、また、コンピュータの
記録媒体として普及している。特に、書き換えが可能な
光磁気記録媒体は、100万回以上の情報の書き換えが可
能であり普及が進んでいる。

【０００３】最近では、画像情報のような多くの情報量
を記録あるいは再生する機会が増加している。このよう
な状況において、光記録媒体に、より多くの情報を記録
し、あるいは、その情報を正確に再生したいという要求
が高まっている。そして、その要求を満たすための様々
なアプローチがなされている。まず、ディスクにおいて
は径方向の記録密度を上げるにはトラックピッチを詰め
るという方法がある。このためには、記録マーク幅を小
さくする必要がある。これまでトラックピッチは1.6μ
ｍが標準であったが、最近ではトラックピッチを狭くす
る試みがなされており、1.4μｍや1.2μｍ、更に1.0μ
ｍが報告されている。次に、周方向の記録密度を上げる
には、記録マーク長さを小さくする必要がある。記録マ
ークの幅や長さを小さくするには、記録ビームの中心付
近のエネルギーの高い領域でのみ記録マークが形成され
るように記録媒体の感度設定を行うことで、原理的には
相当小さなマークが形成できる。即ち、記録する際、記
録ビーム中心付近の高温部分でのみ記録マークが形成さ
れるように磁性層の組成設計を行えば、高密度記録はで
きるのである。

【０００４】しかし、問題は再生にある。再生は、ビー
ムスポット内のマークを光学的に検出することにより行
われる。従って、常にビーム内には基本的に一個のマー
クしかないようにする必要がある。もし、ビーム内に複
数個のマークが存在すると、情報が混ざり合ってしまっ
て、必要な情報を正しく再生することができないからで
ある。このようにビームスポット内の情報が混ざり合う
ことを光クロストークという（図５）。即ち、光クロス
トークを抑えないかぎり、ビームスポットの一部分にあ
るマークが表わす情報のみを取り出して再生することは
できないのである。

【０００５】ビームスポット径は、例えば赤外レーザの
場合、理想的な光学系であっても1.0μｍ程度に絞るの
が限界である。このため、径方向では、トラックピッチ
を約1.4μｍより狭くすると、隣接するトラックに記録
されているマークを同時に再生してしまうし、また、マ
ーク長さやマーク間隔が1.0μｍに比べてかなり小さく
なると、前後のマークを同時に再生してしまう。

【０００６】そこで、再生ビームの波長を短くすること
が考えられる。ビームをどこまで小さく絞れるかは、ビ
ームの波長に比例することが知られている。再生ビーム
の波長を短くすることにより再生ビームスポットサイズ
をより小さくし、それによって、高密度に記録した情報
の再生を可能にしようというものである。こうすれば、
光クロストークの問題は避けられるという考えである。
しかし、光ピックアップの光源に使用可能な半導体レー
ザーの波長は、その出力や安定性の面から限界がある。
例えば、従来は波長830nmの半導体レーザが一般的であ
ったが、かなりの期間を要して短波長化が図られたにも
かかわらず、最近になってやっと波長680nmが主流にな
った程度である。つまり、この短波長化によるビームサ
イズの減少率はわずか18％である。従って、この手段に
より、ビームスポットサイズを現状の１／２や１／３ま
で飛躍的に減少させることは困難である。

【０００７】しかし、再生ビームスポットのサイズは従
来通りでも、相当な高密度に記録された情報を正確に再
生することが可能な記録再生方法及び媒体が発明され
た。これは超解像再生及び超解像再生媒体と呼ばれる。
これらの基本的な考え方は、およそ次の通りである。再
生ビームの照射により記録媒体の温度は上昇する。ビー
ム強度は中心ほど高いのでビームの中心ほど熱せられ
る。しかし、媒体はビームに対して移動しているので、
再生ビームスポット内の後ろ側が畜熱作用により相対的
に高温になる。この温度分布の特性を利用してビームス
ポット内の一部をマスクし、マスクされない部分のみ再
生すれば、スポット内の小さな部分の情報のみ再生する
ことができる。つまり、実質的に再生ビームスポットサ
イズを小さくしたことになる。即ち、相当に高密度記録
された情報を正確に再生できるのである。マスク生成の
原理は、磁気的結合力の変化による磁化方向変化を利用
した磁気超解像（ＭＳＲ：Magnetically induced Super
Resolution）再生によるものが提案されており、この
他に、相変化による透過率の変化によるものについても
発表されている。

【０００８】具体的には、(1)再生ビームスポット内の
低温部分、即ち、ビームスポット内の進行方向に対して
前方が開口となる（高温部分がマスクになる）ＦＡＤタ
イプ（特開平3-93056）と、(2)高温部分、即ち、ビーム
スポット内の後方が開口となる（低温部分がマスクにな
る）ＲＡＤタイプやＣＡＤタイプがあり、更に、(3)低
温部分と高温部分の両方がマスクになり、一層小さな開
口を実現するダブルマスクタイプが提案されている。

【０００９】ここで、磁気的結合力の変化による磁化方
向変化を利用した磁気超解像（以下、ＭＳＲという）再
生の原理を簡単に説明する。まず、ＣＡＤタイプについ
て図６を用いて説明する。図６(b)は、このタイプの光
磁気記録媒体の主要部分の断面と再生ビームが照射され
た部分の温度分布を示している。光磁気記録媒体は２層
の磁性層を有しており、情報はメモリー層の垂直磁化方
向の形で記録される。メモリー層の上には再生層が設け
られている。再生層の磁化は所定の温度以下の領域（低
温領域）では面内磁化であるが、所定の温度以上の領域
（高温領域）ではメモリー層の磁化との交換結合力によ
りメモリー層の磁化と同じ向きの垂直磁化となる。前記
の所定の温度は、再生ビームの照射により垂直磁化する
領域が、温度分布の中心付近の小さな領域になるように
設定される。その結果、図６(a)に示すように、再生ビ
ームスポットの一部分の高温領域のみ再生層にマークが
形成され、その情報のみ読み出される。そして、再生ビ
ームスポット内のマークであっても、高温領域から外れ
たマークは読み出されない。

【００１０】次に、ＦＡＤタイプについて図７を用いて
説明する。図７(b)は、このタイプの光磁気記録媒体の
主要部分の断面と再生ビームが照射された部分の温度分
布を示している。光磁気記録媒体は３層の磁性層を有し
ており、情報はメモリー層の垂直磁化方向の形で記録さ
れる。メモリー層の上には再生スイッチング層（ＲＳ
層：オーバーライトのスイッチング層と区別するために
このように呼ぶ）、及び再生層を有している。メモリー
層の磁化は、所定の温度以下では再生スイッチング層を
通して再生層に転写される。しかし、再生スイッチング
層のキュリー温度以上では、その磁化が消失するために
メモリー層の磁化の影響は再生層に及ばず、この温度領
域では再生層の磁化は再生磁界の影響で再生磁界に倣
う。即ち、高温領域では再生層の磁化が再生磁界の向き
に揃ってしまうので、この領域ではメモリー層のマーク
は再生されず、低温領域では再生層にメモリー層の磁化
が現れるので、この領域に入るマークのみが再生される
ことになる。

【００１１】次に、ダブルマスクタイプについて図８を
用いて説明する。図８(b)は、このタイプの光磁気記録
媒体の主要部分の断面と再生ビームが照射された部分の
温度分布を示している。光磁気記録媒体は３層の磁性層
を有しており、情報はメモリー層の垂直磁化方向の形で
記録される。メモリー層の上には再生スイッチング層
（ＲＳ層：オーバーライトのスイッチング層と区別する
ためにこのように呼ぶ）、及び再生層を有している。再
生スイッチング層の磁化は、所定の温度以下の領域（低
温領域）では面内磁化であるが、所定の温度以上の領域
（高温領域）では垂直磁化を示し、再生スイッチング層
のキュリー温度以上ではその磁化は消失する。従って、
所定の温度以下では、メモリー層の磁化は、再生スイッ
チング層の磁化が面内方向なので、再生層には及ばず、
この温度領域では再生層の磁化は再生磁界の影響で再生
磁界に倣う。所定の温度以上から再生スイッチング層の
キュリー温度までの温度範囲では、メモリー層の磁化は
交換結合力によって再生スイッチング層を通して再生層
に転写される。そして、再生スイッチング層のキュリー
温度以上では、再生スイッチング層の磁化が消失するた
めにメモリー層の磁化は再生層に及ばず、この温度領域
では再生層の磁化は再生磁界の影響で再生磁界に倣う。
即ち、低温領域と高温領域では再生層の磁化が再生磁界
の向きに揃ってしまうので、これらの領域ではメモリー
層のマークは再生されず、その中間の領域では再生層に
メモリー層の磁化が転写されるので、この領域に入るマ
ークのみが再生されることになる。

【００１２】このタイプでは、他のタイプに比べて開口
領域をより小さくできるので、より高密度に記録した情
報の再生にも対応できる利点がある。また、開口領域が
ビームスポットの中心に近い位置にあるので、再生信号
レベルが高いという利点もある。しかも、再生ビーム強
度の変動に伴って、高温領域が増大する時は低温領域は
減少し、逆に、高温領域が減少する時は低温領域は増大
するので、開口領域は変化しない。再生信号特性の再生
ビーム強度変動による影響は受けにくいという利点も併
せ持つ。

【００１３】しかし、このダブルマスクタイプの光磁気
記録媒体では、再生中間層として垂直磁化状態において
保磁力が小さく、かつ、キュリー温度の高い材料を用い
る必要がある。GdFeやGdFeCo等がこれに当たる。ＭＳＲ
再生が実現するには、再生中間層のキュリー温度以上に
温度が上昇する必要がある。このため、再生ビーム強度
を高く設定しなければならないという問題がある。

【００１４】次に、光磁気記録媒体に一旦記録した情報
を新たな情報に書き換えるには、従来、記録してあった
情報を消去した後に、新たな情報を記録することが原理
的に必要であった。即ち、磁気ディスク（ＨＤＤ）の情
報書き換えのように、一旦記録した情報を消去すること
なしに、直接新たな情報に書き換える重ね書き（オーバ
ーライト）は不可能であった。従って、磁気ディスクに
比べて情報の消去に要する時間、情報の書き換えに要す
る時間が長くなる。即ち、情報の書き換え速度が遅く、
これが短所とされていた。

【００１５】この短所を克服する目的で、記録ビーム強
度を変調するだけでオーバーライトが可能な、光変調オ
ーバーライト記録方法が発明された。この発明は複数国
に特許出願され、このうち米国では既に特許登録されて
いる（特開昭62-175948＝DE3,619,618A1 ＝USP 5,239,5
24 ）。以下にこの発明について簡単に説明する。この
光磁気記録再生方法で使用されるオーバーライト可能な
光磁気記録媒体は情報を記録する層として、垂直磁気異
方性(perpendicular magnetic layer orlayers) を有す
る複数の磁性層からなる。これらの磁性層は、例えば非
晶質のTbFe、TbFeCo、GdFe、GdFeCo、DyFe、DyFeCo等の
ように、重希土類金属−遷移金属非晶質合金からなる。
磁性層内部においては、重希土類金属の磁化（ＲＥ副格
子磁化）と遷移金属の磁化（ＴＭ副格子磁化）が互いに
反対向きとなっている。これら２つの副格子磁化の差
が、磁性層としての磁化の大きさと方向を表わす。

【００１６】磁性層の構成は、基本的にメモリー層（Ｍ
層）と記録層または記録補助層（Ｗ層）からなる。メモ
リー層は、情報としての磁化を保持する。また、記録層
は、記録時に一時的に情報を保持し、この情報をメモリ
ー層へ転写する記録補助動作を行う。両層は交換結合(e
xchange-coupled) していることが一般的である。ま
た、室温においてＭ層の磁化の向きを変えることなくＷ
層の磁化のみを所定の向きに向けることができる。

【００１７】Ｗ層は、Ｍ層に比べて室温において低い保
磁力Ｈc と高いキュリー点Ｔc を持つ。そして、情報を
Ｍ層（場合によりＷ層にも）における基板に垂直な方向
（「Ａ向き」とする）の磁化を有するマークとその反対
方向（「逆Ａ向き」とする）の磁化を有するマークによ
り記録する。磁界手段（例えば初期化磁界Hini. ）等に
よって、Ｍ層の磁化の向きは変化させずに、Ｗ層の磁
化の向きを一方向に揃えることができる。しかも、一旦
一方向に揃えられたＷ層の磁化の向きは、Ｍ層からの交
換結合力を受けても反転せず、逆にＭ層の磁化の向き
は、一方向に揃えられたＷ層からの交換結合力を受けて
も反転しない。

【００１８】記録するには、記録媒体は記録前までに磁
界手段等によりＷ層の磁化の向きだけを一方向に揃えて
おく。そして、２値化情報に従ってパルス変調されたビ
ームを媒体に照射する。ビームの強度は、高レベルＰH
と低レベルＰL の２値に制御される。これらはパルスの
高レベルと低レベルに相当する。低レベルのビームを媒
体に照射した際に媒体が達する温度においては、Ｗ層の
磁化の向きは変わらず、Ｍ層の磁化の向きは、Ｍ層とＷ
層との間に磁壁が存在しない状態の向きになる。これを
低温プロセス（Ｌプロセス）といい、このプロセスが起
こる温度領域を低温プロセス温度（Ｌプロセス温度）Ｔ
L という。

【００１９】一方、高レベルのビームを媒体に照射した
際に媒体が達する温度においては、Ｗ層の磁化の向きは
記録磁界の方向に倣い、Ｍ層の磁化の向きは、Ｍ層とＷ
層との間に磁壁が存在しない状態の向きになる。これを
高温プロセス（Ｈプロセス）といい、このプロセスが起
こる温度領域を高温プロセス温度（Ｈプロセス温度）Ｔ
H という。

【００２０】ビームの照射後は、磁界手段により、高レ
ベルのビーム照射によって記録磁界の方向に倣ったＷ層
の磁化は、再び磁界手段の向きに倣う。従って、磁界手
段の磁化の向きと記録磁界の向きを逆にしておけば、既
に記録されているＭ層に、新たな記録が繰り返し記録
（即ち、オーバーライト）できるのである。これが光変
調オーバーライト光磁気記録の原理である。

【００２１】以上説明した内容を言い換えると、高レベ
ルのビーム照射によって記録マークを形成し、低レベル
のビーム照射によって記録マークを消去することで、新
しい情報を古い情報の上にオーバーライト（重ね書き）
すると言うことができる。その後、Ｍ層とＷ層の間に、
両者の間に働く交換結合力を調整するための中間層（Ｉ
層）を設けることが提案された。これにより、より安定
にオーバーライト動作を実現できるようになった。ま
た、Ｍ層に接してビーム照射側に、より光磁気効果の大
きな磁性層である再生層（Ｒ層）を設け、Ｍ層の情報を
この層に磁気転写して再生することも提案された。これ
により、より良好な再生信号が得られるようになった。
更に、初期化磁界の代わりに初期化層（Ini.層）と呼ぶ
磁性層と、Ini.層とＷ層の間の交換結合力をコントロー
ルするスイッチング層（Ｓ層）と呼ぶ磁性層を設けるこ
とが提案された（特開昭63-268103＝USP4,878,132）。
これにより、初期化磁界の印加手段なしにＷ層の初期化
を行うことが可能となり、このタイプのもので実用化が
始まっている。

【００２２】ところで、オーバーライト可能であって、
かつ、ＭＳＲ再生可能な光磁気記録媒体も提案されてい
る（特開平6-139639）。これは、既に記載した最近商品
化されたオーバーライト可能な光磁気記録媒体の６層の
磁性層構成（Ｒ層／Ｍ層／Ｉ層／Ｗ層／Ｓ層／ Ini.
層）に加えて、Ｒ層とＭ層の間に、両者の交換結合をコ
ントロールするための磁性層である再生スイッチング層
（ＲＳ層）を設け、７層の磁性層構成としている。

【００２３】この媒体のオーバーライト記録動作につい
ては、既に記載した６層の磁性層によるオーバーライト
可能な光磁気記録媒体と全く同じである。即ち、高レベ
ルのビームを照射した際（即ち、Ｈプロセス時）には、
ビームの照射時間に対応した長さのマークが記録層（Ｗ
層）に形成される。記録層に形成されたマークは、ビー
ム照射終了後、媒体の温度がＬプロセス温度まで低下し
た時点で、メモリー層（Ｍ層）、再生スイッチング層
（ＲＳ層）、再生層（Ｒ層）に磁気転写される。そし
て、更に媒体の温度が低下すると、予め所定の方向に揃
えてある初期化層の磁化の作用により、記録層の磁化も
所定の方向に揃う。即ち、初期化される。また、低レベ
ルのビームを照射した場合（即ち、Ｌプロセス時）、
所定の方向に揃った記録層の磁化の作用により、磁化が
メモリー層、再生スイッチング層、再生層に転写され
る。

【００２４】一方、再生時には、再生層、再生スイッチ
ング層、メモリー層の３層は、既に図１２を用いて説明
したＦＡＤタイプのＭＳＲ再生と同じ働きをする。即
ち、６層のオーバーライト光磁気記録媒体に、メモリー
層に比べてそのキュリー温度が低い磁性層である再生ス
イッチング層を付加することにより、ＭＳＲ再生可能な
オーバーライト光磁気記録媒体となる。

【００２５】ＭＳＲ再生に光変調オーバーライト光磁気
記録を組み合わせる場合には、次のような問題がある。
即ち、光変調オーバーライトを行うには、記録時の２値
の記録ビーム強度である高レベルＰＨ及び低レベルＰＬ
と再生時の再生ビーム強度Ｐｒの３つのレベルにビーム
強度を変調する必要がある。これは、光変調オーバーラ
イト光磁気記録再生におけるビーム強度の変調レベル数
は、従来の非オーバーライト光磁気記録再生におけるビ
ーム強度の変調レベル数より１つ多いことを意味する。
一方、光源として一般的な半導体レーザーから出射でき
るビーム強度には上限がある。このため、それぞれの変
調レベルとして設定できる強度範囲（パワーマージン）
は、光変調オーバーライト光磁気記録再生の方が、従来
の非オーバーライト光磁気記録再生に比べて狭い。言い
換えると、光変調オーバーライト光磁気記録再生の場合
には、再生レベルとして設定できる強度範囲は、ＰＨよ
りも低いパワーで、ＰＬが存在する分だけ狭くなる。

【００２６】一方、ＭＳＲ再生においては、再生ビーム
スポット内の温度分布を利用するため、原理的に一般の
再生パワーよりも大きくする必要がある。しかし、光変
調オーバーライト光磁気記録再生は、低レベルの存在に
より原理的に再生パワーの上限が低く抑える必要がある
ので、光変調オーバーライト光磁気記録再生とＭＳＲ再
生を組み合わせることは難しいという問題がある。

【００２７】

【発明が解決しようとする課題】特に、ダブルマスクタ
イプの光磁気記録媒体は、既に説明したように、再生中
間層として垂直磁化状態において保磁力が小さく、か
つ、キュリー温度の高いGdFeやGdFeCo等の材料を用いる
必要がある。ＭＳＲ再生では、再生中間層のキュリー温
度以上の温度に上げて再生する必要があるので、再生ビ
ーム強度が高くなるという問題がある。

【００２８】また、ダブルマスクタイプのＭＳＲ再生を
光変調オーバーライト光磁気記録再生と組み合わせるこ
とは、上記の理由から更に難しいという問題がある。本
発明は、上記問題点を解決し、再生ビーム強度を低く抑
えた、Ｃ／Ｎ値が高く、記録速度が速く、高密度記録さ
れた情報を確実に再生できるダブルマスクタイプＭＳＲ
再生可能な光磁気記録媒体を提供することを目的とす
る。また、上記の特徴に加えて光変調オーバーライト可
能な光磁気記録媒体を提供することを目的とする。更
に、上記各光磁気記録媒体の再生方法の提供を目的とす
る。

【００２９】

【課題を解決するための手段】上記問題点の解決のため
本発明では、情報を再生するための垂直磁化した再生層
と、室温では面内磁化で再生レベルのビーム照射により
ビームスポット内で部分的に垂直磁化する再生中間層
と、情報を記録するための垂直磁化したメモリー層の少
なくとも３層の磁性層からなる光磁気記録媒体におい
て、再生中間層の主成分をGdFeまたはGdFeCoとし、これ
に希土類金属を添加物として用いる構成とする（図
１）。この希土類金属は、Feと合金にした場合、その合
金のキュリー温度が、主成分としてのGdFeまたはGdFeCo
のキュリー温度よりも低くなる元素を用いる。

【００３０】また、添加物としての上記希土類金属が軽
希土類金属である場合には、保磁力は大きくせずにキュ
リー温度を低くすることができるのでより好都合であ
る。ここで軽希土類金属とは、原子番号57〜63の希土類
金属を指す。また、軽希土類金属としては、Nd、Eu、P
r、及びCeのうちの１種または２種以上を用いることが
好ましい。

【００３１】また、添加物としての希土類金属としてTm
を用いるか、または、TmとNd、Eu、Pr、及びCeのうちの
１種または２種以上を併せて用いると良好である。ま
た、再生中間層は室温とキュリー温度の間に補償温度を
有することが望ましい。また、再生中間層の厚さは30〜
80nmの範囲が好ましい。

【００３２】また、再生中間層のGdの比率を、前記再生
中間層に含まれる希土類金属の合計量に対して50atm%以
上とするとより良好である。また、再生中間層の主成分
がGdFeCoである場合、Coの比率を、前記再生中間層に含
まれる遷移金属の合計量に対して30atm%以下とすること
が好ましい。また、メモリー層の上に、更に希土類金属
及び遷移金属を主体とする磁性体からなる中間層、記録
層、スイッチング層及び初期化層の順に少なくとも４層
の磁性層を形成することにより、良好な光変調オーバー
ライト可能な光磁気記録媒体となる。

【００３３】また、上記の各光磁気記録媒体を再生する
際、再生レベルのビーム照射と共に絶対値で300 Oe以下
の再生磁界を印加しながら再生することで良好に再生す
ることができる。また、上記の再生方法において、再生
位置における前記媒体の線速度が、前記媒体の全面また
は複数の領域毎に一定とすることで、より良好な再生が
可能となる。

【００３４】

【発明の実施の形態】再生中間層は、主成分としてGdFe
またはGdFeCoを用いることが望ましい。そして、そのキ
ュリー温度を下げるには添加物を加えることが考えられ
る。しかし、この場合、GdFeまたはGdFeCoの特徴である
低い保磁力を維持する必要がある。そのため、添加物と
して用いる材料としては、仮にキュリー温度が低くなる
としても、それと引き換えに保磁力が大きくなるものは
適当でない。また、添加物を加えることで再生信号のノ
イズが増大することは好ましくない。この点で、希土類
金属以外の材料は、添加することにより再生信号のノイ
ズが増大するという問題が発生するが、希土類金属は主
成分と同じ種類なのでノイズの発生は少ない。しかし、
重希土類金属はキュリー温度は低くするものの保磁力
は高くしてしまうものが多い。このため一部の例外を除
いて添加される材料は軽希土類金属が望ましい。

【００３５】本発明の光磁気記録媒体の再生の状態につ
いて図１を用いて説明する。媒体にレーザービームを照
射することにより、磁性層は部分的に加熱される。そし
て、再生中間層の温度がその補償温度（例えば約80℃）
近傍になった領域では、面内磁化状態から垂直磁化状態
に変化する。この時の再生中間層の磁化の向きは、メモ
リー層からの交換結合力によりメモリー層の磁化の向き
に倣う。即ち、再生層とメモリー層は再生中間層を介し
て交換結合する。これにより、再生層の磁化はメモリー
層の磁化に倣う。

【００３６】レーザービームの照射により再生中間層は
部分的に補償温度を越えて更に高温となり、再生中間層
のキュリー温度（例えば約170℃）を越える。このよう
な高温領域では、再生中間層の磁化が消失するため、メ
モリー層と再生層とが磁気的に切断される。従って、こ
の領域ではメモリー層の情報は再生層には転写されな
い。そして、再生磁界を印加することで、磁化の向きは
再生磁界の向きに倣う。

【００３７】一方、再生中間層の補償温度近傍まで加熱
されない低温領域では、再生中間層は面内磁化状態のま
まである。この領域では、再生層とメモリー層の交換結
合は起こらないので、メモリー層の情報が再生層には転
写されない。そして、再生磁界を印加することで、磁化
向きは再生磁界の向きに倣う。従って、レーザービーム
が照射された領域のうち、再生中間層が垂直磁化状態に
なった部分のみで、メモリー層の情報が再生中間層を通
して再生層まで転写され再生される。即ち、例えば、80
〜170℃の間の温度領域の情報のみが再生される。そし
て、低温領域（例えば80℃以下）と高温領域（例えば17
0℃以上）では、情報は再生されず、再生信号には影響
を与えない。

【００３８】再生中間層の磁化が面内方向から垂直方向
の状態に変化する温度は、前記再生中間層のキュリー温
度よりも80〜150゜C低いことが望ましい。再生中間層がG
dFeによる場合、そのキュリー温度はおよそ230℃であ
る。これに対して、NdをGdFeあるいはGdFeCoに添加する
ことにより、例えば170℃にキュリー温度を下げること
ができるのである。これにより、本発明の光磁気記録媒
体では低い温度で再生が可能となる。即ち、低いビーム
強度で再生が可能である。

【００３９】なお、Ndのみならず、Eu、Pr、Ceの１種あ
るいは２種以上の元素をGdFeに添加してもGdFeよりキュ
リー温度が低くなる。そして、保磁力が高くなることは
ない。また、GdFeあるいはGdFeCoに Tmを混入すること
によってもキュリー温度は低下する。Tmは重希土類では
あるが、添加しても例外的に保磁力は高くならない。即
ち、Tmも添加物として有効である。

【００４０】メモリー層と再生層も垂直磁化層である場
合、再生中間層が室温で面内磁化状態を保つためには、
厚さが30nm以上あることが望ましい。しかし、あまり厚
過ぎると、再生中間層の面内磁化からメモリー層への影
響が大きくなり、記録されにくくなるという問題が発生
する。また、磁性層の厚さが増加することで熱容量が増
加するので、これによっても記録感度が低下する。実質
的に再生中間層の厚さは、それ以外の全ての層の合計の
厚さよりも薄いことが望ましい以上より、再生中間層の
厚さは30〜80nmの範囲が望ましい。

【００４１】ところで、再生中間層の主成分としてのGd
FeあるいはGdFeCoにおけるGdの比率は、50原子％以上で
あることが望ましい。この理由は次の通りである。希土
類金属であるGdと遷移金属であるFeとの合金では、これ
らの副格子磁化の向きは、互いに反対向きとなってい
る。しかし、これに軽希土類金属を添加した場合、その
副格子磁化の向きは、Feと同じ向きになる。従って、希
土類金属の副格子磁化に占める軽希土類金属の副格子磁
化が優勢になると、ビーム照射により温度が上昇した状
態においても垂直磁化せずに再生が不可能となる可能性
がある。このため、ビーム照射時に確実に垂直磁化する
には、重希土類金属であるGdの比率が50原子％以上であ
ることが望ましいのである。

【００４２】また、再生中間層の主成分がGdFeCoの場合
には、Coの含有率が高くなり過ぎるとキュリー温度が高
くなってしまう。これは、キュリー温度を低くしたいと
いう本来の目的に反する。Coの含有率は再生中間層に含
まれる遷移金属の合計量に占める割合で30atm%以下とす
ることが望ましい。更に、メモリー層の上に、中間層、
記録層、スイッチング層及び初期化層の順に少なくとも
４層の磁性層を形成することで、光変調オーバーライト
可能な光磁気記録媒体とすることが可能である。この場
合、各磁性層は希土類金属及び遷移金属を主体とする磁
性体によって構成する（図２）。

【００４３】そして、上記の種々の光磁気記録媒体に記
録した情報を再生するには、再生レベルのビームを照射
すると共に絶対値で300 Oe以下の再生磁界を印加しなが
ら再生することが望ましい。またその際、再生位置にお
ける前記媒体の線速度を、前記媒体の全面または複数の
領域毎に一定とすることで、媒体全面にわたって同じ条
件で再生を行うことができるので、再生が確実に行われ
るという面で有利である。

【００４４】以下、実施例により詳細に説明するが、本
発明はこれに限られるものではない。

【００４５】

【実施例１】（光磁気ディスクの作製）スパッタリング装置を用意す
る。直径90mmのポリカーボネート基板を、スパッタリン
グ装置の基板キャリアにセットする。この上記基板の表
面には、ピッチ1.1μｍのガイド溝がスパイラル状に形
成されている。

【００４６】次に、基板がセットされている基板キャリ
アをスパッタリング装置のスパッタリングチャンバー内
に搬送する。次に、チャンバー内を５×exp（−５）Pa
以下の真空度まで排気した後、アルゴンガスと窒素ガス
をチャンバー内に導入し、シリコンターゲットにより反
応性スパッタリングを行い、窒化シリコン層を厚さ70nm
成膜する。

【００４７】次に、基板キャリアを別のスパッタリング
チャンバーに移動し、再びアルゴンガスを導入しなが
ら、GdFeCoの合金ターゲットによりスパッタリングを行
い、Gd25Fe60Co15（原子％で、Gd25％、Fe60％、Co15
％、以下同じ）による再生層を窒化シリコン層の上に厚
さ約30nmの厚さに成膜する。この再生層は室温で垂直磁
化を示す。

【００４８】次に、Nd、Gd、及びFeターゲットにより同
時スパッタリングを行い、Nd7Gd22Fe71による再生中間
層を再生層の上に厚さ20〜90nmの種々の厚さに成膜す
る。この際、スパッタリングの条件を種々変更して、Nd
7Gd22Fe71を組成がバラツキを持つように成膜する。こ
の再生中間層は、Nd7Gd22Fe71の場合、室温では面内磁
化であるが、約80゜C以上で垂直磁化し、キュリー温度は
約170゜Cである。なお、キュリー温度は組成により異な
った値となる。

【００４９】次に、希土類金属であるTbのターゲットと
遷移金属であるFe及びCoによる合金ターゲットにより同
時スパッタリングを行いながら、基板及び基板キャリア
を同時に回転させ、Tb主体の領域とFeCo主体の領域が交
互に積層する構造を有するTb21Fe63Co16によるメモリー
層を再生中間層の上に厚さ50nm成膜する。次に、最初の
窒化シリコン層の成膜と同様の手順により、窒化シリコ
ン層を初期化層の上に厚さ70nm成膜する。

【００５０】以上の手順でスパッタリングによる成膜を
行った後、更に樹脂保護膜を塗布して光磁気ディスクを
作成し、更に、外部磁場により磁化方向を所定の方向に
揃えて初期化を行う。この時の光磁気ディスクの磁性層
の磁化状態を図３に示す。即ち、再生中間層が面内磁化
であり、これ以外の磁性層は全て同じ方向に揃った垂直
磁化である。

【００５１】（記録及び再生）次に、光磁気記録再生装
置を用意する。この装置は、記録及び再生磁界印加手
段、初期化磁界印加手段と波長680nmの半導体レーザを
光源に持ち開口数（ＮＡ）0.55の光ピックアップを有す
る。なお、磁界印加手段は記録磁界と再生磁界を兼ね、
磁界の強さを変化させることができる。また、光磁気デ
ィスクからの反射光をフォトディテクタに導く光学系を
有する。

【００５２】上記の光磁気ディスクを光磁気記録再生装
置にセットして、9.0m/sの線速度で回転させる。光ピッ
クアップの対物レンズにより約1.2μｍの大きさに集光
されたレーザービームを、9.0mWと1.0mWの間でデューテ
ィー比30％に強度変調しながらディスク面に照射し、マ
ーク長さ0.3μｍ、マーク間距離0.3μｍとなるように記
録を行う。この際、記録磁界は300 Oeとする。なお、記
録は上記方法でなくとも可能であり、例えば、電磁石の
磁化方向を記録すべき情報に応じて切替える磁界変調記
録等でもよい。記録が行われた領域の光磁気ディスクの
磁性層の磁化状態を図４に示す。即ち、メモリー層の磁
化が記録前に対して反転する。

【００５３】次に、2.5mWの強度でビームを照射し、か
つ、再生磁界の強さを種々に変化させながら再生を行い
Ｃ／Ｎ値を測定する。例えば、再生磁界を、記録領域の
磁化の向き逆の向きに100 Oeの強度に印加する場合のＣ
／Ｎ値は45 dB以上である。

【００５４】

【実施例２】実施例１の光磁気ディスクと、再生中間層
の組成を変える以外は同様の手順で光磁気ディスクを作
製する。なお、再生中間層は次の手順で成膜する。即
ち、Eu、Gd、及びFeターゲットにより同時スパッタリン
グを行い、Eu7Gd22Fe71による再生中間層を再生層の上
に厚さ20〜90nmの種々の厚さに成膜する。この際、同時
スパッタリングの条件を種々変更して、Eu7Gd22Fe71を
中心に幾つかの組成を有するように成膜する。この再生
中間層は、Eu7Gd22Fe71の場合、室温では面内磁化であ
るが、約80゜C以上で垂直磁化し、キュリー温度は約170゜
Cである。なお、キュリー温度は組成により異なった値
となる。

【００５５】次に、Euに変えてPrを用いて同様の方法で
Pr7Gd22Fe71、及びPr7Gd22Fe71を中心に幾つかの組成を
有する再生中間層を有する光磁気ディスクを作製する。
次に、 Ceを用いて同様の方法でCe7Gd22Fe71、及びCe7G
d22Fe71を中心に幾つかの組成を有による再生中間層を
有する光磁気ディスクを作製する。次に、Nd、Eu、Pr、
及びCeの中から２種類以上の元素を選択し、これらとGd
及びFeを組合わせた材料により再生中間層を形成した光
磁気ディスクを作製する。

【００５６】上記の手順で作製した複数の光磁気ディス
クに、実施例１と同様の手順で記録及び再生を行い評価
する。

【００５７】

【実施例３】本実施例は、光変調オーバーライト可能な
光磁気記録媒体に関するものである。（光磁気ディスクの作製）再生中間層の形成までは実施
例１と全く同様の手順で行う。

【００５８】次に、希土類金属であるTbのターゲットと
遷移金属であるFe及びCoによる合金ターゲットにより同
時スパッタリングを行いながら、基板及び基板キャリア
を同時に回転させ、Tb主体の領域とFeCo主体の領域が交
互に積層する構造を有するTb21Fe71Co8によるメモリー
層を再生中間層の上に厚さ25nm成膜する。このメモリー
層のキュリー温度は、約220゜Cである。

【００５９】次に、GdFeCoの合金ターゲットによりスパ
ッタリングを行い、Gd32Fe65Co3による中間層をメモリ
ー層の上に厚さ10nm成膜する。次に、希土類金属である
Dyのターゲットと遷移金属であるFe及びCoによる合金タ
ーゲットにより、２元同時スパッタリングを行いなが
ら、基板及び基板キャリアを同時に回転させ、Dy主体の
領域とFeCo主体の領域が交互に積層する構造を有するDy
24Fe49Co27による記録層を中間層の上に厚さ20nm成膜す
る。この記録層のキュリー温度は300℃である。

【００６０】次に、TbFeCoの合金ターゲットによりスパ
ッタリングを行い、Tb17Fe77Co6によるスイッチング層
を記録層の上に厚さ12nm成膜する。次に、希土類金属で
あるTbのターゲットと遷移金属であるFeCoのターゲット
により、２元同時スパッタリングを行ながら、基板及び
基板キャリアを同時に回転させ、Tb主体の領域とFeCo主
体の領域が交互に積層する構造を有するTb23Fe8Co69に
よる初期化層を厚さ20nm成膜する。

【００６１】次に、最初の窒化シリコン層の成膜と同様
の手順により、窒化シリコン層を初期化層の上に厚さ70
nm成膜する。最後に、Alターゲットによりスパッタリン
グを行い、Alによる金属層を窒化シリコン層の上に成膜
する。以上の手順でスパッタリングによる成膜を行った
後、更に樹脂保護膜を塗布し、図２に示す磁性層構成を
有する光変調オーバーライト可能な光磁気ディスクを作
成する。

【００６２】（記録及び再生）次に、実施例１に使用し
たのと同じ光磁気記録再生装置を用意する。上記の光磁
気ディスクを光磁気記録再生装置にセットして、9.0m/s
の線速度で回転させる。光ピックアップの対物レンズに
より約1.2μｍの大きさに集光されたレーザービーム
を、ＰＨ9.0mWとＰＬが4.5mWの間でデューティー比30
％に変調しながらディスク面に照射し、マーク長さ0.35
μｍ、マーク間距離0.35μｍとなるように記録を行う。
この際、記録磁界は300 Oeとする。

【００６３】次に、2.5mWの強度でビームを照射し、か
つ、再生磁界の強さを種々に変化させながら再生を行い
Ｃ／Ｎ値を測定する。例えば、再生磁界を、記録領域の
磁化の向き逆の向きに150 Oeの強度に印加する場合のＣ
／Ｎ値は45 dB以上である。これにより、ＭＳＲ再生と
光変調オーバーライトが共に良好に行われていることが
わかる。

【００６４】

【実施例４】実施例３の光磁気ディスクと、再生中間層
の組成を変える以外は同様の手順で光磁気ディスクを作
製する。なお、再生中間層は次の手順で成膜する。即
ち、Eu、Gd、及びFeターゲットにより同時スパッタリン
グを行い、Eu7Gd22Fe71による再生中間層を再生層の上
に厚さ20〜90nmの種々の厚さに成膜する。この際、同時
スパッタリングの条件を種々変更して、Eu7Gd22Fe71を
中心に幾つかの組成を有するように成膜する。この再生
中間層は、Eu7Gd22Fe71の場合、室温では面内磁化であ
るが、約80゜C以上で垂直磁化し、キュリー温度は約170゜
Cである。なお、キュリー温度は組成により異なった値
となる。

【００６５】次に、Euに変えてPrを用いて同様の方法で
Pr7Gd22Fe71、及びPr7Gd22Fe71を中心に幾つかの組成を
有する再生中間層を有する光磁気ディスクを作製する。
次に、 Ceを用いて同様の方法でCe7Gd22Fe71、及びCe7G
d22Fe71を中心に幾つかの組成を有による再生中間層を
有する光磁気ディスクを作製する。次に、Nd、Eu、Pr、
及びCeの中から２種類以上の元素を選択し、これらとGd
及びFeを組合わせた材料により再生中間層を形成した光
磁気ディスクを作製する。

【００６６】上記の手順で作製した複数の光磁気ディス
クに、実施例１と同様の手順で記録及び再生を行い評価
する。以上の評価より次のことが明らかになる。再生中
間層は、主成分としてのGdFeまたはGdFeCoに希土類金属
を添加した場合、再生信号のＣ／Ｎが高くなる。特に軽
希土類金属を添加した場合にはＣ／Ｎが更に高く、Nd
や、Eu、Pr、Ceの１種あるいは２種以上の元素をGdFeま
たはGdFeCoに添加した場合にはＣ／Ｎが高い。更にTmを
添加しても高いＣ／Ｎが得られる。

【００６７】また、再生中間層の磁化が面内方向から垂
直方向の状態に変化する温度が、そのキュリー温度より
も80〜150゜C低い場合にＣ／Ｎは高い。再生中間層の厚
さは30〜80nmの範囲の場合特にＣ／Ｎは高い。再生中間
層の主成分としてのGdFeあるいはGdFeCoにおけるGdの比
率は、50原子％以上である場合Ｃ／Ｎは高い。再生中間
層の主成分がGdFeCoの場合には、Coの含有率を再生中間
層に含まれる遷移金属の合計量に占める割合で30atm%以
下とするとＣ／Ｎは高い。

【００６８】更に、メモリー層の上に、中間層、記録
層、スイッチング層及び初期化層の順に少なくとも４層
の磁性層を形成して作製した光変調オーバーライト可能
な光磁気記録媒体とすることが可能である。この場合、
各磁性層は希土類金属及び遷移金属を主体とする磁性体
によって構成する（図２）。そして、上記の種々の光磁
気記録媒体に記録した情報を再生するには、再生レベル
のビームを照射すると共に絶対値で300 Oe以下の再生磁
界を印加しながら再生することが望ましい。

【００６９】またその際、再生位置における前記媒体の
線速度を、前記媒体の全面または複数の領域毎に一定と
することで、媒体全面にわたって同じ条件で再生を行う
ことができるので、再生が確実に行われるという面で有
利である。

【００７０】

【発明の効果】本発明によれば、従来ダブルマスクタイ
プの光磁気記録媒体は再生ビーム強度を高くしなければ
ならず、また、それによりダブルマスクタイプのＭＳＲ
再生を光変調オーバーライト光磁気記録再生と組み合わ
せることは困難であるという問題を解決できる。そし
て、再生ビーム強度を低く抑え、また、Ｃ／Ｎ値が高
く、記録速度が速く、高密度記録した情報を確実に再生
することが可能なダブルマスクタイプのＭＳＲ再生可能
な光磁気記録媒体を提供することが可能である。また、
上記の特徴に加えて、更に光変調オーバーライト可能な
光磁気記録を提供することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１に係る光磁気記録媒体の構
造及び再生時の磁化状態を説明する垂直断面図である。

【図２】本発明の実施例３に係る光磁気記録媒体の構
造及び再生時の磁化状態を説明する垂直断面図である。

【図３】本発明の実施例３に係る光磁気記録媒体の初
期化直後の磁化状態を説明する垂直断面図である。

【図４】本発明の実施例３に係る光磁気記録媒体の記
録後の磁化状態を説明する垂直断面図である。

【図５】光クロストークのために情報が良好に再生で
きないことを説明する垂直断面図である。

【図６】ＣＡＤタイプのＭＳＲ再生を説明する概念図
である。

【図７】ＦＡＤタイプのＭＳＲ再生を説明する概念図
である。

【図８】ダブルマスクタイプのＭＳＲ再生を説明する
概念図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】情報を再生するための垂直磁化した再生
層と、室温では面内磁化で再生レベルのビーム照射によりビー
ムスポット内で部分的に垂直磁化する再生中間層と、情報を記録するための垂直磁化したメモリー層との少な
くとも３層の磁性層からなる光磁気記録媒体において、前記再生中間層は、主成分としてのGdFeまたはGdFeCo
と、添加物としての希土類金属からなり、前記再生中間
層のキュリー温度は、前記主成分としてのGdFeまたはGd
FeCoのキュリー温度よりも低いことを特徴とする光磁気
記録媒体。
【請求項２】請求項１に記載の光磁気記録媒体におい
て、添加物としての希土類金属は、軽希土類金属であること
を特徴とする光磁気記録媒体。
【請求項３】請求項２に記載の光磁気記録媒体におい
て、軽希土類金属は、Nd、Eu、Pr、及びCeのうちの１種また
は２種以上であることを特徴とする光磁気記録媒体。
【請求項４】請求項１に記載の光磁気記録媒体におい
て、添加物としての希土類金属は、Tm、または、TmにNd、E
u、Pr、及びCeのうちの１種または２種以上を加えたも
のであることを特徴とする光磁気記録媒体。
【請求項５】請求項１に記載の光磁気記録媒体におい
て、再生中間層は室温とキュリー温度の間に補償温度を有す
ることを特徴とする光磁気記録媒体。
【請求項６】請求項１に記載の光磁気記録媒体におい
て、再生中間層の磁化が面内方向から垂直方向の状態に変化
する温度は、前記再生中間層のキュリー温度よりも80〜
150゜C低いことを特徴とする光磁気記録媒体。
【請求項７】請求項１に記載の光磁気記録媒体におい
て、再生中間層の厚さは、30〜80nmであることを特徴とする
光磁気記録媒体。
【請求項８】請求項１に記載の光磁気記録媒体におい
て、再生中間層は、Gdの比率が前記再生中間層に含まれる希
土類金属の合計量に対して50atm%以上であることを特徴
とする光磁気記録媒体。
【請求項９】請求項１に記載の光磁気記録媒体におい
て、再生中間層の主成分がGdFeCoの場合、Coの比率が前記再
生中間層に含まれる遷移金属の合計量に対して30atm%以
下であることを特徴とする光磁気記録媒体。
【請求項１０】請求項１に記載の光磁気記録媒体にお
いて、メモリー層の上に、中間層、記録層、スイッチング層及
び初期化層の順に少なくとも４層の磁性層を形成し、前
記各層は希土類金属及び遷移金属を主体とする磁性体か
らなることを特徴とする光磁気記録媒体。
【請求項１１】情報を再生するための垂直磁化した再
生層と、室温では面内磁化で再生レベルのビーム照射によりビー
ムスポット内で部分的に垂直磁化する再生中間層と、情報を記録するための垂直磁化したメモリー層との少な
くとも３層の磁性層からなる光磁気記録媒体において、前記再生中間層は、主成分としてのGdFeまたはGdFeCo
と、添加物としての希土類金属からなり、前記再生中間
層のキュリー温度は、前記主成分としてのGdFeまたはGd
FeCoのキュリー温度よりも低い光磁気記録媒体の再生方
法において、再生レベルのビーム照射と共に絶対値で300 Oe以下の再
生磁界を印加しながら再生することを特徴とする光磁気
記録媒体の再生方法。
【請求項１２】請求項１１に記載の光磁気記録媒体の
再生方法において、再生位置における前記媒体の線速度が、前記媒体の全面
または複数の領域毎に一定であることを特徴とする光磁
気記録媒体の再生方法。