WO2002035540A1

WO2002035540A1 - Support d'enregistrement magneto-optique, procede de reproduction et dispositif correspondant

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Publication number: WO2002035540A1
Application number: PCT/JP2001/009412
Authority: WO
Inventors: Tsutomu Tanaka; Motonobu Mihara; Ken Tamanoi
Original assignee: Fujitsu Limited
Priority date: 2000-10-26
Filing date: 2001-10-25
Publication date: 2002-05-02
Also published as: EP1331637A4; JP4027797B2; KR20030040466A; CN1462436A; JPWO2002035540A1; TW567467B; US6767656B2; US20020081459A1; EP1331637A1; KR100757815B1; CN100369143C

Description

明細書光磁気記録媒体及びその再生方法

技術分野

本発明は、光磁気記録/再生装置に使用される光磁気ディスク、光磁気テープ、光磁気力一ド等の光磁気記録媒体及びその再生方法に関する。従来の技術

近年、コンピュータの外部記録装置として、光磁気記録媒体が脚光を浴びている。光磁気記録媒体は、外部磁界の印加とレ一ザ光の照射とを用いて媒体上にサブミクロン単位の記録ビッ卜を作成することにより、これまでの外部記録媒体であるフロッピィディスク又はハ一ドディスクに比べて. 記録容量を増加させることが可能である。

例えば、現在実用化されている 3 . 5インチ光磁気記録媒体では、半径約 24mm〜4 O mmの間に、し 1 zmピッチのトラックを設け、周方向に最小 0 . 6 のマークを書くことにより、媒体片面で約 6 4 0 M Bの記録容量を実現することができる。このように、光磁気記録媒体は記録密度が非常に高い可換媒体である。

しかしながら、これからのマルチメディア時代に備えて、膨大なデ一夕，や動画の記録を可能にするためには、 '記録容量を更に増大させる必要がある。記録容量を増大させるためには、媒体上に更に多くの記録マークを形成しなければならない。従って、現在よりもマ一ク長を更に短くすると共に、マークとマークの間も更に詰めていく必要がある。このような方法により高密度記録を実現するためには、照射するレーザ光の波長を現在の 7 8 O xi mや 6 8 O n mよりも短くする必要があるが、実用化を考慮した場合には、レーザ光波長を短くするよりも、マークの長さを短くしたほうが有効である。そこで、レーザ光のビーム径より小さいマークを再生する種々の方法が、従来より提榘されている。

例えば、特闘平 1— 1430 1号公報（第 1従来法）では、レーザスポット内の高温領域をマスク領域として低温領域から記録マークを読み出す F AD (F r o n t Ap e r t u r e D e t e c t i o n) 方^と呼ばれている手法が提案されている。

また、特閧平 3— 93056号公報及び特開平 3 93058号公報 (第 2従来法）では、レーザスポット内の低温領域をマスク領域として高温領域から記録マークを読み出す RAD (Rear A erture Det ec t ion) 方式と呼ばれている手法が提案されている。

更に、特関平 4— 271039号公報（第 3従来法）では、レ一ザスポット内の低温領域及び高温領域をマスク領域として中間領域から記録マークを読み出す HADダブルマスク方式と呼ばれている手法が提案されてい

0 ο

更にま、特闢平 5— 12731号公報（第 4従来法）では、 CAD (Cent er Aperture D e t e c t i o n) 方式と呼ばれている手法が提案されている。

このような上記それそれの従来方式により、再生レーザ光のスポット径よりも小さな領域から記録マークを読み出すことができ、実質的に再生レ —ザ光のスポヅト径よりも小さな光スポヅトにて再生した場合と同等の分解能が得られる。

しかしながら、上述した従来方式では以下に述べる欠点を有している。まず、第 1従来法は、初期化磁石を使用しなくてすむので装置全体を小型化できるが、低温領域からの再生であるため、隣接トラックの記録マ一クが見えてしまい本来の再生が影響を受けてしまうので、クロストークに対しそ有効でない。

また、第 2従来法は、逆に、高温領域からの再生であるので、クロストークに対しては有効であるが、初期化磁石を用いなければならないため装置を小型化できない。

更に、第 3従来法は、クロストークに対して有効であり、かつ再生出力を大きくできるが、第 2従来法と同様に初期化磁石を用いなければならないため装置を小型化できない。

更にまた、第 4従来法は、初期化磁石を用いなくてもよいが、使用する再生層の磁化が面内方向から垂直方向に向く遷移領域が広いので、高い再生出力を得られない。

このように、従来方式には様々な欠点があるため、本発明者等は、初期化磁石を必要としないで、磁気超解像（MSR) が可能であってしかも高い再生出力を得ることができる光磁気記録媒体を特閧平 7— 244877 号公報で提案している（第 5従来法）。以下、第 5従来法に係る光磁気記録媒体について説明する。

この光磁気記録媒体は、図 10に示すように、基板（図示せず）側から再生層 4、中間層 5、記録層 6をこの順に積層した構成をなす。再生層 4 は、 GdFe Coのような希土類ー遴移金属非晶質合金層からなり、垂直方向に磁化容易軸を有している。また、中間層 5は GdFeCoのような希土類一遷移金属非晶質合金層からなり、室温では ϋ内方向に磁化容易軸を有しているが、再生光の照射により昇温されて所定の温度になるとその磁化容葛軸が面内方向から垂直方向に変化する。更に、記録層 6は TbF e Coのような希土類一遷移金属非晶質合金層からなり、垂直方向に磁化容易軸を有している。なお、再生層 4、中間層 5、記録廇 6のキュリー温度をそれぞれ T c 1、 T c 2及び T c 3とした場合に T c 2<T c 1及び T c 2く T c 3の関係を満たしている。また、再生層 4、記録層 6の室温における保磁力をそれそれ He 1及び ϊί c 3とした場'合に、 He 3>Hc 1の関係を満たしている。

再生眉 4は、信号の読み出し又は磁気超解像のためのマスクとしての役目がある。また、中閻層 5は、室温では面内性を示すが、昇温する事によつて記録層 6と交換結合してその磁化方向を再生層 4に転写する。記録屑 6ほ、記録用磁界を印加しながらキユリ一温度付近に昇温する事によって磁化方向を反転させて熱磁気記録を行う。そして、記録層 6に記録されたデータを再生する場合、媒体上に形成されたレ一ザスポット内に生じる温度勾配を利用して、より小さな記録マークを正確に再生することを特徴としている。

この光磁気記録媒体における消去、記録、再生動作を図 1 0〜 1 3を用いて説明する。なお、データを記録するときのバイアス磁界方向を上向きとし、データを再生する場合のバイアス磁化方向と、デ一夕を消去するときのバイアス磁界方向は下向きとする。また、再生層 4は遷移金属優位 ( T M- r i c h) . 中間層 5は希土類元素優位（R E— r i c h) 、記録層 6は遷移金属倭位（T M— r i c h ) として説明する。

図 1 0に示すように、バイアス磁化（消去磁界 1 6 ) を下向きに印加しながら消去レ一ザ光 1 8を照射し、記録層 6をキユリ一温度以上に昇温させて磁化方向を下向きとする。レ一ザ光から遠ざかると記録媒体は室温まで降温される。室温では中閻層 5は面内磁化層となり、再生屐 4と記録層 6とは磁気的に結合しない状態になる。従って、再生層 4の磁化方向は、消去用のバイアス磁界程度の小さな磁界で下向きに揃う。なお、矢印 Aは媒体の移動方向である。

図 1 1に示すように、バイアス磁界（記録磁場 1 7 ) を上向きに印加しながら、記録部分のみに強いレ一ザ光を照射すると、データが記録された部分のみが上向きになる。レーザ光から遠ざかると記録媒体は室温まで降温される。室温では中間層 5は面内磁化層となり、再生層 4と記録層 6とは磁気的に結合しない状態になる。従って、再生層 4の磁化方向は、パイァス磁界程度の小さな磁界で下向きに揃う。

次に、再生動作を説明する _P 図 1 2に示すように、レ一ザスボ、ソト内の温度が低く、かつ再生磁場 1 4が印加されている領域 2 0では、中間層 5

,と記録層 6間の交換結合力か弱いため、中間層 5の磁化は再生磁場方向を向き、交換結合力により、再生層 4は中間層 5と反対の磁化の上方向を ¾ く（フロントマスク 1 3 a ) 。一方、溫度が高い領域では中間層 5が記録層 6と交換結合し、更に中間層 5と再生層 4とは交換結合しているので、記録層 6の磁化方向は再生層 4に転写される,ことになり、記録層 6のデータを読み出すことができる。この再生はシングルマスク再生と称ざれる。更に、温度が髙ぃ領域では、図 1 3に示すように、中間層 5のキュリー温度以上になり、パイァス磁場方向の上向きに再生屑の磁化方向が揃うので、再生屑 4はマスク（リアマスク 1 3 b ) として働く。この再生はダブルマスク再生と称される。

従って、磁気光学的出力を差動検出した場合、レ一ザスポット内において温度が低い領域と髙ぃ領域はマスクとして働くので、光磁気信号を読み出すことはなく、中間の温度の領域だけの光磁気信号を読み出すことができる。よって、初期化磁石を設けることなく、趦解像再生が可能であってしかも高い再生出力を得て、レーザ光の波長の回折限界以下の小さなマ一クを正確に再生できる。なお、図 1 0〜 1 3中、 Aは媒体移動方向を、 1 2は開口部を、 1 8はビームスポットを意味する。

しかしながら、例えば、より狭トラックピッチなランドノグループ基板を使用して、更なる高密度記録を望まれるが、その場合、従来の方法では、隣接するトラヅクからのクロストークが問題となることが判明した。これは、ビームスポット径よりも小さなトラックピヅチとすると、隣のトラックまで熱が到達してしまい、隣のトラックの記録マークも転写状態になつてしまうことが原因である。

例えば、レ一ザ波長 6 6 O nm、対物レンズの N A 0 . 5 5とした場合には、ビ一ムスポヅト径は約 1〃mとなる。この場合に、トラックピッチ

0 . 6 /zmのランドノグループ基板を使用しょうとすると、ビームの約 4 0 %の光は隣のトラックに照射され、この光が磁気超解像を用いた場合でもク Ciストークに影響を及ぼす。

磁気超解像用の媒体は、円周方向の分解能を高めることで、小さなマ一クを再生することを可能としたが、狹トラック化により高密度を進めるためには、いまよりも更に、半径方向の分解能を髙める必要がある。発明の闢示

本発明は上記した課題を解决するためのものであり、クロストークに強く、トラック幅の狭いランドノグループ基板でも使用可能であり、記録密度の向上に寄与できる光磁気記録媒体を提供することを目的とする。

かくして本発明によれば、記録層と、中閻層と、再生層を含み、ビームスポットの走査に伴う温度布によって再生層の走査方^に生ずる 2つのマスク領域閻のアパーチャ部分に記録層から情報を転写して読み取りを行う形式の光磁気記録媒体において、

前記再生層の上に室温で面内方向の磁化容易軸を有するマスク層を設け、該マスク層が、前記ビームスポヅ卜によって与えられる温度分布において走査方向の前後に生ずる前記 2つのマスク領域間のアパーチャ部分の側方，の広がりを制御する磁気特性を有することを特徴とする光磁気記録媒体が提供される。

更に、本明によれば、少なくとも記録眉と、中間眉と、再生屑とを含んだ磁気超解像再生方式の光磁気記録媒体において、

前記再生層の上に、再生時に照射される光ビームによって与えられる温度分布にじて形成されるマスク領域と共同して、該マスク領域で定まる再生アパーチャの広がりを制限するマスク層を設けたことを特徵とする光磁気記録媒体が提供される。

また、本発明によれば、 T b F e C oからなり、膜面に垂直方向の磁化容易軸を有するとともに、遷移金属磁化優勢の磁気特性を呈する記録層と-

G d F e C o , G d F e又は G d F e C 0 S iからなり、室温で面内方向の磁化容易軸を有するとともに、希土類磁化優勢の磁気特性を呈する中間眉と、 G d F e C o又は G d D y F e C oからなり、膜面に垂直方向の磁化容易軸を有するとともに、遷移金属磁化優勢の磁気特性を暴する再生層をその順序で積層してなり、

更に前記再生暦の上に、室温で S内方向の磁化容易軸を有し、希土類磁化優勢の磁気特性と、前記 3層に比べて最も高いキュリー温度を呈する G d F e C oからなるマスク眉を設けたことを特徼とする光磁気記録媒体が提供される。

更にまた、本 ¾明によれば、少なくとも記録層と中間層と再生層の上に更にマスク層を積層した多層膜構成を有し、所定のトラックビッチで半径方向に複数の記録トラックが形成された磁気超解像型光磁気ディスクの前記トラック毎の記録層に磁気記録された情報を再生層に転專して読み出す方法であって、

前記各トラックの情報の再生に際し、前記デイスクの膜面と垂直方向の再生磁場を与えた状態で、トラックピッチよりも大きなスポット接の光ビ —ムで読み取るべきトラックを走査した時、ビーム照射による温度分布にょづて再生層のトラック方向前後に生じる 2つのマスク領域の間に定まる第 1の再生アバ一チヤ部分に読み取るべきトラックの樯報を交換結台させるともに、更に前記第 1のアパーチャのディスクの半径方向の広がりを規制するよう前記マスク層に生じる第 2の再生アパーチャを通して前記情報を磁気光学的に読み取るようにしたことを特徴とする光磁気記録媒体の再生方法が提供される。

また、本宛明によれば、少なくとも記録層と中閽層と再生層の上に更にマスク層を積層した多眉膜構成を有し、所定のトラヅクビツチで半径方向に複数の記録卜ラックが形成された磁気超解像型光磁気ディスクの前記卜ラック每の記録眉に磁気記録された情報を再生層に転^して読み出す再生 '装置であって、

前記光磁気ディスクを回転可能に装着し、駆動機構に連結された装着部と、装着きれたディスクにその腠面と垂直方向の再生磁場を与える磁界発生装置と、

前記デイスクのマスク層側から前記トラックピッチよりも大きなスポヅト径の再生用光ビ一ムを照射する光学系と、

前記再生用光ビームのディスクからの反射光を検出して鼋気信号に変換する信号処理部とを有してなり、

前記各トラヅクの情報の再生に際し、トラックピッチよりも大きなスポット径の光ビ一ムで読み取るべきトラヅクを走査した時、ビーム照射による温度分布によって再生層のトラック方向前後に生じる 2つのマスク領域の間に定まる第 1の再生アパーチャ部分に読み取るべきトラックの情報を交換結合させるともに、更に前記第 1のアパーチャのディスクの半径方向の広がりを規制するよう前記マスク層に生じる第 2の再生アパーチャを通して前記情報を磁気光学的に読み取るようにしたことを特徴とする光磁気記録媒体の再生装置が提供される。

更に、本発明によれば、マスク層、再生眉、中間屐及び記録層の磁性 4 層構成からなり、再生層及び記録眉は室温で積層方向に磁化容易軸を有し. マスク層及び中閬層は室温で面内方向に磁化容易軸を有し、マスク層、再生層、中閬層及び記録層のキュリー温度を、それぞれ T c l、 T c 2、 T c 3及び T c 4とした場合に、 T c 3 < T c 2、 ^<1 0 3 < 1： 0 4及び丁 0 3 < T c 1の関係を満たし、前記中間眉が希土類磁化優勢な希土類遷移金属からなるとともに、前記マスク層が所定の温度において面内磁化で囲まれた垂 Λ方向の磁化領域を呈することを特徴とする光磁気記録媒体が提供される図面の簡単な説明

図 1は、実施例 1の媒体の概略断面図である,

図 2は、実施例 2の媒体の概略断面図である,

図 3は、実施例 3の媒体の概略断面図である, 図 4は、実施例 1の媒体の再生状態の概略模式図である。

図 5は、実施例 2の媒体の再生状態の概略模式図である。

図 6は、第 5従来法の媒体の再生状態の概略模式図である。

図 7は、第 5従籴法の媒体のクロストークのトラヅクピッチ依存性を示すグラフである。

図 8は.、本発明の媒体のクロストークのトラックビッチ依存性を示すグラフである。

図 9は、実施例 4の媒体の概略断面図である。

図 1 0は、第 5従来法の媒体の消去原理を説明するための概略図である _c 図 1 1は、第 5従来法の媒体の記録原理を説明するための概略図である c 図 1 2は、第 5従来法の媒体の洱生原理を説明するための概略図である _c 図 1 3は、第 5従来法の媒体の再生原理を説明するための概略図である c 図 1 4は、デトラック 'マージンを説明するためのグラフである。

図 1 5は、デトラック . —ジンのマスク層の G d濃度依存性を示すグラフである。

M l 6は、 C N Rのマスク層の G d濃度依存性を示すグラフである。図 1 7は、 C N Rとデトラック 'マ一ジンのマスク層の C o濃度侬性を示すグラフである。

図 1 8は、 C N Rとデトラック -マ一ジンのマスク層の膜厚存性を示すグラフである。

図 1 9は、マスク層が単層膜であるときの磁気特性を示すグラフである図 2 0は、本発明の光磁気記録媒体を消去、記録及び再生するための装置構成例である。発明の実施の形態

まず、本明では、再生層及び記録餍は窒温で積層方向に磁化容易軸を. 有し、マスク層及び中間層は室温で面内方向に磁化容易軸を有し、マスク層、再生層、中間眉及び記録層のキュリー温度が、それそれの層のキユリ一温度を T c l、 T c 2, Τ c 3及び Τ c 4とした場合に、 T c 3<T c 2、 T c 3く T e 4及び T c 3く T c 1の関係を有している。

マスク層は、転写温度領域では垂直方向に化容易軸を有し、かっこの転写温度領域以下の温度及び以上の温度では面内方向に磁化容易軸を有している。

上記関係を有することで、再生時の鬨ロ部の横方向（例えば、媒体が円形の場合、半径方向）に沿う領域の大ききを調整することが可能となり、第 5従来法のような 3層構成時よりも更にクロストークに強く、狭トラックピッチでの使用が可能となる。従って、従籴より更に高密度記録を笑現することが可能となる。

本発明の光磁気記録媒体を構成するマスク層、再生層、中間層及び記録層の磁性 4層は、希土類一遷移金属合金層からなることが好ましい。具体的には、 TbF e Co、 GdFe Co、 TbDyFe Co, TbGdF e Co、 DyGdF eCo, G d F e C o S i等が挙げられる。特に、非晶赏合金層からなることが好ましい。更に、これら磁性層の希土類元素と遷移金属の割合は、各層の磁化容易軸の向き、各層間のキュリー温度の関係、各層の厚さ、所望する光磁気記録媒体の特性に応じて適宜設定することかできる。

ここで、マスク層、再生層及び中間層の磁性 3層は、 Gdを含む磁性層からなることが好ましい。記録層は、 Tbを含む磁性層からなることが好ましい。

更に、マスク層、再生層、中間層及び記録層の磁性 4層が、この順に交換結合していてもよく、再生層、中間層及び記録層の磁性 3層がこの順に交換結合しており、マスク層と再生層が静磁気結合していてもよい。後者の場合には、マスク層と再生層の間に非磁性層を挾むことで静磁気結合を実現してもよい。非磁性層としては、例えば S i S i 0₂、 A IN,

C、 Z nS— S i 0₂等の当該分野で公知の材料からなる眉が使用できる, また、 Al、 A 1合金（Ai T i、 Al Cr) 、 P t、 Au、 Ag、 S i. Ge等の非磁性な金属、半導体材料からなる層でもよい。

また、室温で面内方向に磁化容易軸を有する磁性層をマスク層に更に ¾ 換結合させてもよい。この磁性層を設けることで、マスク眉の磁化状態をより面内方向に向くよう調整することが容易となる。磁性層は、再生層とマスク層藺に形成することが好ましい。また、磁性層は、再生眉と同じ構成を有していてもよく、特に Gdを含むことが好ましい。

上記マスク層、再生層、中間層、記録層、非磁性層及びマスク層と交換結合する磁性層は、スパッタ法のような公知の方法で、所定の厚さに形成することができる。

上記本発明の光磁気記録媒体は、プラスチック基板、ガラス基板、シリコン基板等の当該分野で通常使用される基板を備えている。板はマスク層側に面していても記録層側に面していてもよい。また、基板とマスク層の間に、 S i N、 S i 0₂、 A IN, S iA10₂、 2nS— S i 0₂等の村料からなる誘電体層を備えていてもよい。更に、中閬層と逆の記録層上に S iN、 S i 0₂、 A1N、 S iA10₂、 Z n S— S i 0₂等の材料からなる誘電体眉を傭えていてもよく、この誘鼋体層上に Al、 Al Cr、 Al T i、 Au、 Ag、 AgPdCuのような材料からなる放熱層を備えていてもよい。 '

実施例

以下、図面を用いて、本発明の実施例を説明する.

実施例 1

図 1は、実施例 1の光磁気記録媒体の概略構成断面図である。図 1では、交換結合で磁性 4層を構成している。具体的には、ポリカーボネートからなる基板 1上に、誘電体層（S iN層） 2、マスク層 3、再生層 4、中間層 5、記録層 6、誘電体層（S iN層） 7及び放熱眉（Al T i層） Sがこの順で積層されている。また、マスク層には 15 rimの Gd 28 F e 4

8 Co 24 (元素記号後の数値は、原子％を意味する。以下同じ。）からなる層、再生層には 3 Onmの Gd 25 Fe 62 Co 13からなる層、中間肩には 4 Onmの Gd31Fe 69からなる眉、記録眉には 50 nmの Tb22Fe 60Co l 8からなる層を用いた。上記したマスク層、苒生眉、中間層及び記録層のキュリー温度はそれそれ 40 CTC、 280°C、 2 20°C及び 270。Cである。

次に上記の構成の媒体の製造方法を述べる。スパッタ装置内のチャンパ —内に S iN、 GdF e Cos GdF e. T b F e C o及び A 1 T iの各々のタ一ゲッ卜をセヅトする。次に、ランドとグルーブ幅が同じピッチ. で、厚きが 1. 2 mmのランド/グルーブ基板をスパ ' タ装置内にセットする。スパタ装置内のチャンバ一を 1 X 10'^SP aまで真空引きする。次に、チャンバ一内にアルゴンガスと窒索を導入する。その際各々の分圧比が 3 ： 2の粲件でガス圧 0. 4P aとなるように調螫する。以上の条件で基板 1上に厚さ 7 Onmの誘電体層（S iN層） 2を DCスパッタ法にて形成する _ώ

次に、もう一度チャンバ一内を 1 X 10-^sP aまで真空引きした後、チヤンパー内にアルゴンガスを 0. 8 P aとなるように導入し、磁性層（參照番号 3〜6) を DCスパヅ夕法にて各々形成する。

次に、もう一度チャンバ一内を 1 X I (T^SP aまで真空引きした後、チヤンバー内にアルゴンガスと窒素を分圧比が 3 ： 2の条件でガス圧 0. 4 Paとなるように調整して導入した後、厚さ 3 Onmの誘電体層（S iN 層） 7を; D Cスパヅ夕法にて形成する。 „

次に、もうー虔チャンバ一内を 1 X 10-^sP aまで真空引きした後、チヤンバ一内にアルゴンガスを 0, 8 Paとなるように導入し、厚さ 15 n mの放熱層（A 1 T i層） 8を DCスパヅ夕法にて形成する。

以上の工程により、図 1に示す光磁気 f3録媒体を得た。

実施例 2,

図 2は、実施例 2の光磁気記録媒体の概略構成断面図である。図 2では、マスク層以外の磁性 3層は、交換結合しており、マスク層と再生層とは静磁気結合している。具体的には、ポリカーボネートからなる基板 1上に、誘電体層（S iN層） 2、マスク眉 3、非磁性層（S iN層） 9、再生層 4、中間層 5、記録層 6、誘電体層（SiN層） 7及び放熱屑 (A1T 1 層） 8がこの順で檳屑されている。また、マスク層には 20 nmの Gd 2 8Fe47Co 25からなる層、再生層には 3011111の&(112 D y 12, F e 61 C 015からなる層、中間層には 40 nmの（Gd30Fe 67 C 03) 92 S i 8からなる層、記録層には 50 nmの Tb 22 F e 60 C o 18からなる層を用いた。

各層の形成方法は実施例 1と同様にした。また、非磁性層（SiN層） 9は、チャンバ一内を 1 X 10-⁵P aまで真空引きした後、チャンバ一内にアルゴンガスと窯索を分圧比が 3 ： 2の条件でガス圧 0. 4Paとなるように調整して導入.した後、厚さ 3nmになるように DCスパッタ法にて形成した。 ' 実施例 3

図 3は、実施例 3の光磁気記録媒体の概略構成断面図である。図 3は、図 2の構成に加えて、マスク層 3と交換結合する磁性層 10を、マスク層 3と非磁性層 9との間に備えた構成である。具体的には、ポリカーボネ一トからなる基板 1上に、誘電体層（S iN層） '2、マスク層 3、磁性眉1 0、非磁性層（S i眉） 9、再生層 4、中間層 5、記録層 6、誘電体眉 (S iN層） 7及び放熱層（AlTi層） 8がこの順で積層されている。また、マスク眉には 20 nmの Gd 30Fe45 Co 25からなる層、磁性層には 10 nmの Gd 15 F e 85からなる層、再生層には 30 nmの Gd24Fe 61Co l 5からなる層、中間層には 40 nmの（Gd 30 F e 67 C 03 ) 92 S i Sからなる層、記録層には 50 nmの Tb 22 F e 60 C o 18からなる層を用いた。

各層の形成方法は、非磁性層の厚さを 5 nmにすること以外は、実施例 1及び 2と同様にした。磁性層 10は夕一ゲツ卜を GdFeに #えること以外は、他の磁性層と同様にして形成した。

(実施例 1〜 3の光磁気記録媒体への消去、記録、再生動作時の評価）上記のように形成した光磁気記録媒体の消去、記録、再生動作は、上記第 5従来法と基本的に同じである。実施例 1及び 2の光磁気記録媒体の再生状態の檨式図を図 4及び図 5に示す。図 6は第 5従来法の再生状態の模式図である。なお、図 4〜6において、上段は平面図を、下段は断面図を意味している。また、 12は開口部、 13はマスク、 13 a及び 13bはそれそれフロントマスク及びリアマスク、 15は界面磁壁、 Aは媒体移動方向を葸味している。 14は再生磁場を葸味し、これらの図では記録方 ί'έ] に印加している。図 4〜6では、基板、誘電体層及び放熱層を省略している。

図 4〜6からわかるように、本発明の光磁気記録媒体中のマスク層 3には、半径方向の開口部が狭く磁化が斜めを向いた領域が形成されている。この領域の磁化の働きにより、その領域のない図 6の第 5従来法に比べて. クロストークが抑制され、特に半径方向のクロス卜一クに強い光磁気記録媒体が得られる。この効栗は交換結合構成（図 1に対応）でも、静磁気結合構成（図 2及び 3に対応）でも確認できた。

また、マスク眉は、再生層よりも Coリッチであるため、カー回転角が大きく、ェンハンス効果も有することを確認している'。

なお、第 5従来法では、再生レーザ光の強度が低い場合にはビ一ム中の開口部が狭く、隣のトラックの記録マークは転写されず見えないが、再生レ一ザ光が高くなると図 6のように隣の卜ラックのマークが転写状態になり、クロストークとして,見えることがわかる。

また、静磁気結合構成において、誘鼋体層に、 S iN以外のS iO_ii、 A1N、 C又は ZnS— S i0₂からなる層を用いても、 Al、 A1合金 (AiTi、 A 1 Cr) 、 Pt、 Au、 S i又は G e等の非磁性な金属、半導体材料からなる層を用いても同じ効果がえられることを確認した。また、マスク層と非磁性層との間の磁性層と、中間層とが同じ組成からなる場合でも同じ効果が得られることも確認した。この磁性層を用いると、上記の磁化が斜めを向いた領域の制御が容易であり、媒体の製造マ一ジンが広がることを確認した。

上記婊体について、クロストークを測定した。結果を図？〜 8及び表 1 に示す。再生に用いた測定機の半導体レーザ光 ©波長は 660 nm、対物レンズの N Aは 0- 55であり、ビ一ム径はほぼ真円で 1. 0 imとした。また、媒体の阇速は 8 m/ s.とした _P ここで、ク Dストークの測定方法について述べる。クロストークは、測定を行うトラックには何も記録せず、測定トラックの両サイドのトラックに長マークの記録を行い、この闹サイドのトラックから測定トラックに漏れ込んでくる信号（キヤリア）と両サィドのトラックの信号差とした。信号はスペクトルアナライザを用いて测定した。

第 5従来例の媒体ほ、前記実施例 1で示した膜構成の内、マスク層のみが形成されておらず、その他の膜の材料、組成及び膜厚は実施例 1と同様に形成した。第 5従来例の媒体の測定結果を図？に示す。横軸は再生パヮ一を示す。再生パワーを上げていくとビームの熱の影饗が隣のトラヅクに及び、クロストークが大きくなることがわかる。ク Dスト一クの閾値を一 30dBとすると、トラックピッチ TpO. 7 /mの場合には再生が闢始する 3. 2mWから 4, 7 mWまでが再生可能なマージンで、 ±18%のマ一ジンである。しかし、トラヅクビツチが 0. 6 mとなるとマージンは ±4%と非常に狭くなつてくる。

同様の測定を実施例 1の本発明の媒体について行った結果を図 8に示す _t トラックピッチ 0 , 6 /mにおいても土 13%と十分なマ一ジンが^られた。また、従来よりも広いマ一ジンが得られた。これらと同じ測定を実施例 1〜 3の媒体と各種卜ラックビツチに対して測定を行った結果を表 1に示す。表 1

本発明の媒体は、全ての条件において、従来よりも良好な結果が得られた。

実施例 4

図 9ほ、実施例 4の光磁気記録媒体の概略構成断面図である。図 9は、図 1の構成に加えてマスク眉 3と交換結合する磁性層 10を、マスク層 3 と再生層 4との間に備えた構成である。具体的には、ポリ力一ポネートからなる基板 1上に、誘電体層（S iN層） 2、マスク層 3、磁性層 10、再生層 4、中間層 5、記録層 6、誘電体眉（S iN層） 7及び放熱層（A ITi層） 8がこの順で穑層されている。また、マスク層には 20 nmの Gd30Fe45Co 25からなる層、磁性層には 10 nmの Gd 15 F e 85からなる層、再生層には 30 nmの Gd 24 F e 61 C o 15からなる層、中間層には 40 nmの（Gd30Fe 67Co 3) 92 S i 8からなる層、記録層には 50 nmの Tb 22Fe 60Co l 8からなる層を用いた。

各層の形成方法は、実施例 1と同様にした。磁性層 10は実施例 3と同様にし T形成した。'

得られた媒体のクロストーク特性を測定したところ、実施例 3と同程度であった。また磁性屑 10の材料として GdFeの他、 Gd、 Fe、 Co Νίなどの強磁性体、 TbFe、 Dy Fe. TbFeCo、 D y F e C o GdF e C oなどの光磁気用磁性材料も同様の効果を得ることができる。実施例 5

マスク ϋの量の最適組成範囲を决めるため、次のような実験を行つた。光磁気記録媒体の膜構成は実施例 1と同様に形成したが、マスク屑のみ Gd組成が種々舆なるようにしたターゲッ卜を用いてスパヅ夕を行った c なお、この媒体のトラックピッチは 0. 65 ΖΠ1であり、マスク屆の C 0量は23. 5原子％ (以下、単に⁰ /₀で表す） 'と固定である。レ一ザスポヅト径はである。

図 1 5にデトラ、ク ■マージンのマスク層の Gd濃度依存性を示す。また図 1 6に CNR (キャリア対ノイズ比）のマスク層の Gd濃度依存性を示す。

図 14は前記したデトラック -マージンとは何かを説明するためのもので、本発明を用いた光磁気記録媒体におけるクロストークのデトラック依存性を示す一例である。横軸はデトラック最 (μΐα) であり、縦軸はクロスト一ク量（dB) である.。

デ卜ラヅクとはレーザスポヅ卜のトラヅク中心からの位置ずれを表している。センタトラック（測定トラヅク）にはマ一クを記録せず、その両隣のトラックに 8 Tマーク及び 8 Tスペース（マーク長が 1. 2 xim) の邇綠信号を記録しておき、センタトラックにレ一ザスポットを照射した時、両側のトラックからのクロストーク量を表したものである。従って、トラヅク幅方向にレーザスポヅトをずらせて行くとクロス卜一ク量は徐々に増え、所定蛩を越えると急激に増加することが分かる。ここでセンタトラヅクの中心がデトラヅク量 0 zmである。

また、 CNRの測定は次のように行った。センタトラヅク（測定トラヅク）に 2 Tマーク及び 2 Tスペース（マーク長が 0. 3 rn) の連綠信号を記録しておき、その両隣のトラックにはマークを記録せず、センタトラックの中心にレーザスポットを照射して CNRを測定した。まず、図 15の横軸はマスク層中の Gd量を、縦軸はデトラヅクのマ一ジン（±〃m) である。デトラック 'マ一ジンは +側と一側の平均値で表している。

図 15に示すデトラック 'マ一ジンが ±0. 08〃111の値の11八0と示した横線は前述したマスク層を有さない第 5従来法の媒体の値である。これに対し MR A Dと示した実施例 5のマスク層の Gd量を変化させた場合は、（>01量が25. 7%以上からデトラック -マ一ジンが大きくなりマスク層の効果が現れているのが分かる。

一方、図16の0 1 が44- 5 dBの値の RADと承した横線は、第 5従来法の媒体の特性であり、 MRADと示した曲線は実施例 5の特性である。

この 2つの特性から、マスク層の Gd量の最適組成範囲は 25. 7%以上、 29. 7%以下であるといえる。

実施例 6

次に、マスク眉の Gd量を 27, 5%に固定し、 C o量を変化させて媒 ' 体を形成することにより、マスク眉の Co量の最適組成範囲を調べた図 17の横軸は Co蛩 (%) を、縦軸はデトラック -マ一ジン（土 m) 及び CNR (dB) を示す。

まず、デトラック -マ一ジン ±0. 08 inの値の R ADと示した横線は、第 5従籴法の媒体の特性であり、 MR ADと示した曲線は実施例 6の媒体の特性である。本実施例では従来媒体の約 2倍のマージンを有していることか分かる。

また、 CNRは 44. 5 dBの値の RADと示した横線は、第 5従来法の媒体の特性であり、 MR A Dと示した曲線は実施例 6の媒体の特性である。 Co量が 20%近くになると CNRが悪くなつている。

' この 2つの特性から、マスク層の C 0萤の最適組成範囲は 20%以上、 30%以下であるといえる。

実施例 7 次に、マスク層の膜厚を種々変えて最適値を見いだした。なお、マスク層以外の層は実施例 1と同様に形成した。従って、再生眉の厚さは 3 On mで固定とした。

図 1 Sの横軸はマスク屑の厚さ（nm) を、縦軸はデトラ'リク ·マ一ジン（± m) を示している。

図中、 RADと示した水平の直線はいずれも第 5従来媒体の値を表しており、 M R A Dと示した曲線はいずれも本実施例 7の媒体の特性である。デトラック -マ一ジンも CNR特性も膜厚が厚くなるに従ってよくなるが、 CNR特性は 2 lnm以上では悪くなつている。

以上のことから、マスク層の厚さは 1 nm以上、 21 以下、，又は再生.層膜厚の 3 °/₀〜 67 %が適正な厚さといえる。

以上種々の実施例を示したが、マスク層が単層膜であるときの磁気特性を図 19に示す。縦軸は力一回転角）であり、横軸は印加磁場 H (キ口エルステヅド）である。

鎖線は 3 CTCにおける特性を、実線は 150°Cにおける特性を、二点鎖線は 25 crcのにおける特性を亵している。

この図から低温（30°C) 及び高温（250。C) では面内方向に磁化容易軸を有し、再生時の転写温度領域近 Sである 150。Cでは垂直方向に磁化容易軸を有していることが分かる。

また、本発明の磁気超解像媒体のマスク層以外の膜の特性は以下のものが使用可能である。

すなわち、再生餍はひ $00,膜ゃ0 0 ? 0； 0膜でぁり、遷移金属磁化優勢で、垂直方向に磁化容易軸を有している。中闇層は GdFe 0₍1 600又は0_£1 3 (： 0 (Si)膜であり、希土類磁化優勢で室温 ( 10°C〜35。C〉では面内方向に磁化容易軸を有している。更に、記録層は TbFeCo膜であり、遷移金属磁化優勢で、垂直方向に磁化容易軸を有している。そして、再生層、中閬層及記録層は室温で、 8 emu/c: c〜100 emu/ c c s 140 emuZc c〜250 emu/c c及び 50 e mu /c c〜 150 emu/c cの飽和磁化をそれそれ有するものが使用できまた、再生層、中間層及び記録層は、 240Χ：〜 350° 160°C 〜2 Ί CTC及ぴ 240° (：〜 35 (TCのキュリー温度をそれそれ有するものが使用できる。

以上に述べた本発明の記録媒体を消去、記録及び再生するための一装置構成例を図 20に示す。

図 20は光磁気記録再生装置 30を示しており、スピンドルモ一夕 31 で上記実施例の記録媒体 32を一定の回転速度で回転させる。その媒体に対し、レーザダイオード 33からレ一ザ光を照射する。レーザ光はコリメ —トレンズ 34で平行光ときれ、ハ一フミラ一 35を通り、対物レンズ 3 6により集光され、記録膜上で焦点を結ぶように制御される。レ一ザ 33 はレーザ駆動手段 37内のパルス変調'手段により高レベルと低レベルの出力が出るように調整されている。この手段によりレーザ光は記録すべき情報に従いパルス状に変調される。そして記録媒体上のレーザスポヅトを含む近辺にはバイアス磁界印加手段 37により、例えば図面上、上向き方向で、かつ所定の大きさの直流磁界を印加することにより上記情報を記録することができる。また、下向き方向に磁界を印加し、所定の大きさのパヮ —を照射することで消去できる。これらの制御はコントロ一ラ 38により r れ。

一方、再生時はコントローラ 38の指示によりレーザ駆動手段 37.を絰てレ—ザダイォード ₃3を直流的に駆動しレーザ光を照射するとともに、記録時と同じ方向の再生磁界を印加する。

このレ一ザ光の照射により先に図 4を参照して説明したような温度分布によるマスク領域 13と閱ロ部 12が形成され、これらの領域からの反射光はハーフミラ一 35により光路を偏向され、レンズ 439により集光されて光検出器 4 0に入射される。この光検出器からの信号をコント口一ラ 3 8で処理することにより、記録情報が良好な C N Rをもって再生されることになる。

なお、上記の説明では光変調方式の記録 -消去 -苒生について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、レーザの出力を一定とし、前記バイアス磁界印加手段にパルス変調手段を内蔵させて磁界をパルス変調させてもよい。

また、本実施伊』では基板 1側からレーザ光を入射きせる方式を説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、積層膜の構成はこれらの実施例のままで、基板 1を放熱層 8側に設け、レーザ光はマスク層側から入射するようにしてもよい。本発明によれば、再生時の開口部のトラク幅方向領域を調螯することが可能となり、第 5従来法のような 3層構成時よりも更にクロストークに強く、狭トラックピッチでの使用が可能となる。従って、従来よりも更に高密度記録を実現することが可能となる。

Claims

請求の範囲

1 - 記録層と、中間眉と、再生層を含み、ビームスポットの走査に伴う温度分布によって再生層の走査方向に生ずる 2つのマスク領域間のァパーチャ部分に記録層から情報を転写して読み取りを行う形式の光磁気記録媒体において、

前記再生層の上に室温で面内方向の磁化容易軸を有するマスク層を設け、該マスク層が、前記ビームスボットによって与えられる温度分布において走査方向の前後に生ずる前記 2つのマスク領域簡のアパーチャ部分の側方の広がりを制御する磁気特性を有することを特徴とする光磁気記録媒体。

2 . 前記マスク層は、ビ一ムスポットの照射による所定の再生温度領域において膜面に垂 ϋ方向の磁化容易軸を呈し、当該再生温度領域以下及び以上の領域において面内方向の磁化容易軸を呈することを特徴とする請求項

1に記載の光磁気記録媒体。

3 . 少なくとも記録眉と、中間層と、再生層とを含んだ磁気超解像再生方式の光磁気記録媒体において、

前記再生層の上に、再生時に照射される光ビームによって与えられる温度分布に応じて形成されるマスク領域と共同して、該マスク領域で定まる再生アパーチャの^がりを制限するマスク層を設けたことを特徴とする光磁気記録媒体。

4 . 前記マスク層が室温で面内方向の磁化容易軸を有する希土類遷移金属の G d F e C oからなり、かつ当該マスク層における G dの含有割合が、原子百分率で、 2 6≤G d≤3 0、 C oの贫有割合が同じく原子百分率で 2 0≤C o≤3 0の範囲にあることを特徴とする請求瑣 3に記載の光磁気記録媒体。 '

5 , 前記マスク層が、記録層、中闓層、苒生層のいずれよりも高いキユリ一温度を有し、かつ光ビ一ムによって与えられる再生温度領域ではほぽ垂直なヒステリシス特性を呈するとともに、その前後の低温領域及び高温領域において傾斜したヒステリシス特性を呈することを特徴とする請求項 3 又は 4に記載の光磁気記録媒体。

6. 前記マスク層の厚みが再生屑の厚みの 3 %〜 67%の範囲にあることを特徴とする請求項 3〜 5のいずれかに記載の光磁気記録媒体。

7. TbFe Coからなり、膜面に垂直方向の磁化容易軸を有するとともに、遷移金属磁化優勢の磁気特性を呈する記録層と、

GdFeCo, Gd F e Co S i叉は GdF eからなり、室温で面内方向の磁化容易軸を有するとともに、希土類磁化優勢の磁気特性を呈する中閻層と、

GdFeCo又は GdDyFeCoからなり、膜面に垂直方向の磁化容易軸'を有するとともに、遷移金属磁化優勢の磁気特性を呈する再生層をその順序で積層してなり、

更に前記再生層の上に、室温で面内方向の磁化容暴軸を有し、希土類磁化優勢の磁気特性と、前記 3層に比べて最も髙ぃキュリー温度を喿する dFeCoからなるマスク層を設けたことを特徴とする光磁気記録媒体。

8. 前記マスク層を構成する GdFe Coは、 26〜30原子％の範囲で G dを含有し、かつ室温とキュリー温度との間に補偾温虔を有することを特徴とする請求項 7に記載の光磁気記録媒体。

9, 少なくとも記録層と中間層と再生層の上に更にマスク層を積層した多層膜構成を有し、所定のトラックピッチで半径方向に複数の記録トラックが形成された磁気趦解像型光磁気ディスクの前記トラ 'ソク毎の記録層に磁気記録された情報を再生層に転零して読み出す方法であって、

前記各トラックの情報の再生に際し、前記デイスクの膜面と垂直方向の再生磁場を与えた状態で、トラックピッチよりも大きなスポット径の光ビームで読み取るぺきトラックを走査した時、ビ一ム照射による温度分布によって再生層のトラック方向前後に生じる 2つのマスク領域の間に定まる第 1の再生アパーチャ部分に繞み取るべきトラツクの情報を交換結合させるともに、更に前記第 1のアパーチャのディスクの半径方向の広がりを規制するよう前記マスク層に生じる第 2の再生アパーチャを通して前記情報を磁気光学的に読み取るようにしたことを特徵とする光磁気記録媒体の再生方法。 '

1 0 . 少なくとも記録層と中間層と再生層の上に更にマスク層を積肩した多層膜構成を有し、所定のトラ'ソクビッチで半径方向に複数の記録トラックが形成された磁気超解像型光磁気デイスクの前記トラック毎の記録層に磁気記録された情報を再生層に転写して読み出す苒生装置であって、前記光磁気ディスクを回転可能に装着し、駆動機構に連結された装着部と、

装着された'ディスクにその膜面と垂直方向の再生塲を与える磁界発生装置と、

前記デイスクのマスク層側から前記トラックビツチよりも大きなスポヅト径の再生用光ビームを照射する光学系と、

前記再生用光ビームのディスクからの反射光を検出して電気信号に変換する僵'号処理部とを有してなり、

前記各トラヅクの情報の再生に際し、トラックピッチよりも大きなスポット径の光ビームで読み取るべきトラックを走査した畤、ビーム照射による温度分布によって再生層のトラック方向前後に生じる 2つのマスク領域の閻に定まる第 1の再生アパーチャ部分に読み取るべきトラックの情報を交換結合させるともに、更に前記第 1のアパーチャのディスクの半径方向の広がりを規制するよう前記マスク層に生じる第 2の再生アバ一チヤを逋して前記情報を磁気光学的に読み取るようにしたことを特徴とする光磁気記録媒体の再生装置。

1 1 , マスク屑、再生層、中閬廇及び記録層の磁性 4層構成からなり、再生層及び記録層は温で積層方向に磁化容易軸を有し、マスク層及び中閭層は室温で面內方向に磁化容易軸を有し、マスク層、再生層、中間層及び記録層のキュリー温度を、それぞれ T c l、 T c 2、 1¹ 0 3及び： 0 4とした場合に、 T c 3く T c 2、 T c 3く T c 4及び T c 3く T c 1の関係を満たし、前記中間層が希土類磁化優勢な希土類遷移金属からなるとともに、前記マスク層が所定の温度において面内磁化で囲まれた垂直方向の磁化領域を呈することを特徴とする光磁気記録媒体。

1 2. 前記マスク層が, GdF e Coからなり、かつ Gdの含有量が 26〜 30原子％、 Coの含有量が 20〜30原子％の範囲にあることを特徴とする請求項 1 1に記載の光磁気記録媒体。

1 3. マスク層と中間層の間に非磁性層が存在する請求項 1 1又は 1 2に記載の光磁気記録媒体。

14* 非磁性層が、 S iN、 S i 0₂、 A1N、 C、 ZnS— S i 0₂、 A 1、 A i T i、 Al Cr、 P 、 Au、 Ag、 S i又は Geの層からなる請求項 1 3に記載の光磁気 ί3録媒体。

1 5. 室温で面内方向に磁化容易軸を有し、かつマスク層と交換結合する磁性層を更に備える請求項 1 1〜 14のいずれかに記載の光磁気記録媒体 c 1 6. 磁性層が Gdを含む請求項 1 5に記載の光磁気記録媒体。

1 7，マスク層、再生層及び中間層の磁性 3層が Gdを含む請求項 1 1〜 1 6のいずれかに記載の光磁気記録媒体。