JP2003263806A - 光磁気記録媒体 - Google Patents
光磁気記録媒体Info
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- G11B11/10582—Record carriers characterised by the selection of the material or by the structure or form
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- G11B11/10502—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field using a beam of light or a magnetic field for recording by change of magnetisation and a beam of light for reproducing, i.e. magneto-optical, e.g. light-induced thermomagnetic recording, spin magnetisation recording, Kerr or Faraday effect reproducing characterised by the transducing operation to be executed
- G11B11/10515—Reproducing
Abstract
(57)【要約】
【課題】 DWDD再生方式に適し、極微小マークを記
録した場合にも磁区の安定形成が可能な光磁気記録媒体
を提供する。 【解決手段】 本発明の光磁気記録媒体は、飽和磁化M
sと保磁力Hcの積を最大化するように、磁性膜の成膜条
件が探索され、作製される。記録層のMsHc(106e
rg/cc)が、温度をT(K),記録層のキュリー温
度をTc(K)とすると、15.8(T/Tc−1)2以
上で、遮断層のMsHcが37.1(T/Tc−1)2以上
のとき、従来の光磁気記録媒体の限界磁気記録マーク長
である0.15μmより小さいマークを、安定して記録
・再生可能になる。
録した場合にも磁区の安定形成が可能な光磁気記録媒体
を提供する。 【解決手段】 本発明の光磁気記録媒体は、飽和磁化M
sと保磁力Hcの積を最大化するように、磁性膜の成膜条
件が探索され、作製される。記録層のMsHc(106e
rg/cc)が、温度をT(K),記録層のキュリー温
度をTc(K)とすると、15.8(T/Tc−1)2以
上で、遮断層のMsHcが37.1(T/Tc−1)2以上
のとき、従来の光磁気記録媒体の限界磁気記録マーク長
である0.15μmより小さいマークを、安定して記録
・再生可能になる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、超高密度記録のた
めの光磁気記録媒体に関する。
めの光磁気記録媒体に関する。
【0002】
【従来の技術】書き換え可能な記録媒体として、各種の
磁性記録媒体が実用化されている。特に、半導体レーザ
の熱エネルギーを用いて磁性薄膜に磁区を書き込んで情
報を記録し、磁気光学効果を用いてこの情報を読み出す
光磁気記録媒体は、高密度記録が可能な大容量可換媒体
として期待されている。近年、動画像のデジタル化の動
きとあいまって、これらの磁性記録媒体の記録密度を高
めて、さらに大容量の記録媒体とする要求が高まってい
る。
磁性記録媒体が実用化されている。特に、半導体レーザ
の熱エネルギーを用いて磁性薄膜に磁区を書き込んで情
報を記録し、磁気光学効果を用いてこの情報を読み出す
光磁気記録媒体は、高密度記録が可能な大容量可換媒体
として期待されている。近年、動画像のデジタル化の動
きとあいまって、これらの磁性記録媒体の記録密度を高
めて、さらに大容量の記録媒体とする要求が高まってい
る。
【0003】一般に、光記録媒体の線記録密度は、再生
光学系のレーザ波長および対物レンズの開口数NAに大
きく依存する。すなわち、再生光学系のレーザ波長λと
対物レンズの開口数NAが決まると、ビームウェストの
径が決まるため、信号再生可能な記録ピットの空間周波
数は2NA/λ程度が限界となってしまう。したがっ
て、従来の光ディスクで高密度化を実現するためには、
再生光学系のレーザ波長を短くするか、対物レンズの開
口数を大きくする必要がある。しかしながら、レーザ波
長を短くするのは素子の効率、発熱等の問題で容易では
なく、また、対物レンズの開口数を大きくすると、焦点
深度が浅くなるなどのために、機械的精度に対する要求
が厳しくなるという問題が生じる。このため、レーザ波
長や対物レンズの開口数を変えずに、記録媒体の構成や
再生方法を工夫して記録密度を改善する、いわゆる超解
像技術が種々開発されている。
光学系のレーザ波長および対物レンズの開口数NAに大
きく依存する。すなわち、再生光学系のレーザ波長λと
対物レンズの開口数NAが決まると、ビームウェストの
径が決まるため、信号再生可能な記録ピットの空間周波
数は2NA/λ程度が限界となってしまう。したがっ
て、従来の光ディスクで高密度化を実現するためには、
再生光学系のレーザ波長を短くするか、対物レンズの開
口数を大きくする必要がある。しかしながら、レーザ波
長を短くするのは素子の効率、発熱等の問題で容易では
なく、また、対物レンズの開口数を大きくすると、焦点
深度が浅くなるなどのために、機械的精度に対する要求
が厳しくなるという問題が生じる。このため、レーザ波
長や対物レンズの開口数を変えずに、記録媒体の構成や
再生方法を工夫して記録密度を改善する、いわゆる超解
像技術が種々開発されている。
【0004】例えば、特開平3-93058号、特開平
6-124500号においては、磁気的に結合される再
生層と記録保持層を有する多層膜の記録保持層に信号記
録を行うとともに、再生層の磁化の向きを揃えた後(特
開平6-124500号の磁化方向は面内)、レーザ光を
照射して加熱し、再生層の昇温領域に記録保持層に記録
された信号を転写しながら読み取る信号再生方法が提案
されている。この方法によれば、再生用のレーザのスポ
ット径に比べて、レーザにより加熱されて転写温度に達
し、信号が検出される領域(アパーチャ)はより小さくで
きるため、再生時の符号間干渉を減少させ、光学的な検
出限界λ/2NA以下のピット周期の信号が再生可能と
なる。この再生方法はMSR(Magnetically-induced S
uper resolution Readout method)再生方式と呼ばれて
いる。
6-124500号においては、磁気的に結合される再
生層と記録保持層を有する多層膜の記録保持層に信号記
録を行うとともに、再生層の磁化の向きを揃えた後(特
開平6-124500号の磁化方向は面内)、レーザ光を
照射して加熱し、再生層の昇温領域に記録保持層に記録
された信号を転写しながら読み取る信号再生方法が提案
されている。この方法によれば、再生用のレーザのスポ
ット径に比べて、レーザにより加熱されて転写温度に達
し、信号が検出される領域(アパーチャ)はより小さくで
きるため、再生時の符号間干渉を減少させ、光学的な検
出限界λ/2NA以下のピット周期の信号が再生可能と
なる。この再生方法はMSR(Magnetically-induced S
uper resolution Readout method)再生方式と呼ばれて
いる。
【0005】しかしながら、このMSR再生方式は、再
生用のレーザのスポット径に対して有効に使用される信
号検出領域が小さくなるため、再生信号振幅が大幅に低
下し、十分な再生出力が得られない欠点を有している。
このため、有効信号検出領域をスポット径に対してあま
り小さくすることはできず、結局は光学系の回折限界で
決まる記録密度に対して、大幅な高密度化を達成するこ
とはできない。
生用のレーザのスポット径に対して有効に使用される信
号検出領域が小さくなるため、再生信号振幅が大幅に低
下し、十分な再生出力が得られない欠点を有している。
このため、有効信号検出領域をスポット径に対してあま
り小さくすることはできず、結局は光学系の回折限界で
決まる記録密度に対して、大幅な高密度化を達成するこ
とはできない。
【0006】そこで、特開平6−290496号では、
記録マークの境界部に存在する磁壁を温度勾配によって
高温側に移動させ、この磁壁移動を検出することによ
り、再生信号振幅を低下させることなく、光学系の分解
能を超えた記録密度の信号を再生することが可能な光磁
気記録媒体およびその再生方法が提案されている。この
再生方法は、DWDD(Domain Wall Displacement Det
ection)再生方式と呼ばれている。
記録マークの境界部に存在する磁壁を温度勾配によって
高温側に移動させ、この磁壁移動を検出することによ
り、再生信号振幅を低下させることなく、光学系の分解
能を超えた記録密度の信号を再生することが可能な光磁
気記録媒体およびその再生方法が提案されている。この
再生方法は、DWDD(Domain Wall Displacement Det
ection)再生方式と呼ばれている。
【0007】このDWDD再生方式は、図4に示すよう
に、磁壁抗磁力の小さな第1の磁性層401と、キュリ
ー温度の低い第2の磁性層402と、磁壁抗磁力の大き
な第3の磁性層403からなる。文献J. Magn. Soc. Jp
n., 22,suppl. No. S2, pp.47-50 (1998) にあるよう
に、第1の磁性層401は再生時に磁壁移動が起こる移
動層(displacement layer、もしくは再生層)として機
能し、第2の磁性層402は磁壁移動の開始位置を制御
する遮断層(switching layer) として機能し、第3の
磁性層403は情報を保持する記録層(memory layer)
として機能する。これら磁性膜面上に図4(b)に示
すような温度分布を形成すると、図4(c)に示すよう
な磁壁エネルギー密度の分布が形成され、磁壁をエネル
ギーの低い高温側へ移動させようとする磁壁駆動力が発
生する。
に、磁壁抗磁力の小さな第1の磁性層401と、キュリ
ー温度の低い第2の磁性層402と、磁壁抗磁力の大き
な第3の磁性層403からなる。文献J. Magn. Soc. Jp
n., 22,suppl. No. S2, pp.47-50 (1998) にあるよう
に、第1の磁性層401は再生時に磁壁移動が起こる移
動層(displacement layer、もしくは再生層)として機
能し、第2の磁性層402は磁壁移動の開始位置を制御
する遮断層(switching layer) として機能し、第3の
磁性層403は情報を保持する記録層(memory layer)
として機能する。これら磁性膜面上に図4(b)に示
すような温度分布を形成すると、図4(c)に示すよう
な磁壁エネルギー密度の分布が形成され、磁壁をエネル
ギーの低い高温側へ移動させようとする磁壁駆動力が発
生する。
【0008】遮断層のキュリー温度より低温の領域で
は、各磁性層はお互いに交換結合しているため、前述の
磁壁駆動力が作用しても、メモリー層の大きな磁壁抗磁
力に妨げられて磁壁移動は起こらない。ところが、遮断
層のキュリー温度近傍の温度T sになる位置では交換結
合力が弱まるため、磁壁抗磁力の小さな移動層中の磁壁
だけが単独で高温側に磁壁移動する。この磁壁移動は、
媒体を温度分布に対して相対的に移動させると、磁壁の
空間的間隔に対応した時間間隔で発生することになる。
したがって、磁壁移動の発生を検出することで、光学系
の分解能とは無関係に信号を再生することが可能にな
る。
は、各磁性層はお互いに交換結合しているため、前述の
磁壁駆動力が作用しても、メモリー層の大きな磁壁抗磁
力に妨げられて磁壁移動は起こらない。ところが、遮断
層のキュリー温度近傍の温度T sになる位置では交換結
合力が弱まるため、磁壁抗磁力の小さな移動層中の磁壁
だけが単独で高温側に磁壁移動する。この磁壁移動は、
媒体を温度分布に対して相対的に移動させると、磁壁の
空間的間隔に対応した時間間隔で発生することになる。
したがって、磁壁移動の発生を検出することで、光学系
の分解能とは無関係に信号を再生することが可能にな
る。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】これまで光磁気記録媒
体には、Arガスを用いたスパッタリング法により形成
された非晶質希土類−遷移金属合金(RE−TM合金)
からなる磁性膜が用いられてきた。中でも、TbFeC
o膜を主成分とする磁性膜が広く用いられている。そし
て、この磁性膜を利用した光磁気記録媒体において、前
述した超解像技術(MSR再生方式)を使用すること
で、約0.2μmの微小記録マークの信号再生を可能と
する光磁気記録媒体が実用化されている。
体には、Arガスを用いたスパッタリング法により形成
された非晶質希土類−遷移金属合金(RE−TM合金)
からなる磁性膜が用いられてきた。中でも、TbFeC
o膜を主成分とする磁性膜が広く用いられている。そし
て、この磁性膜を利用した光磁気記録媒体において、前
述した超解像技術(MSR再生方式)を使用すること
で、約0.2μmの微小記録マークの信号再生を可能と
する光磁気記録媒体が実用化されている。
【0010】一方、DWDD再生方式においては、磁壁
の移動により記録された情報を再生するため、記録の最
少単位を磁壁の厚さオーダーにまで小さく出来る。した
がって、さらなる高密度化の可能性を秘めている。
の移動により記録された情報を再生するため、記録の最
少単位を磁壁の厚さオーダーにまで小さく出来る。した
がって、さらなる高密度化の可能性を秘めている。
【0011】ところが、これまで開発が行われてきた光
磁気記録媒体用の磁性膜は、DWDD再生方式での使用
を前提としていないため、極微小マークの記録再生特性
はほとんど考慮されていないものであった。特に、現行
のTbFeCo系磁性膜では、記録マーク長が約0.1
5μm以下になると、記録した際に欠落が生じたり、良
好なジッタ値が得られなかったりなど、記録マークの保
存安定性が不充分であるといった問題があった。そこ
で、DWDD再生方式を最大限に活用し、さらなる高密
度化を達成するために、極微小マークの安定な記録再生
を可能とする、新たな磁性膜の開発が望まれていた。
磁気記録媒体用の磁性膜は、DWDD再生方式での使用
を前提としていないため、極微小マークの記録再生特性
はほとんど考慮されていないものであった。特に、現行
のTbFeCo系磁性膜では、記録マーク長が約0.1
5μm以下になると、記録した際に欠落が生じたり、良
好なジッタ値が得られなかったりなど、記録マークの保
存安定性が不充分であるといった問題があった。そこ
で、DWDD再生方式を最大限に活用し、さらなる高密
度化を達成するために、極微小マークの安定な記録再生
を可能とする、新たな磁性膜の開発が望まれていた。
【0012】本発明の目的は、従来の磁性膜が有してい
た上記の問題を解決し、DWDD再生方式に適した、極
微小マークを記録した場合にも磁区の安定形成が可能な
光磁気記録媒体を提供することにある。
た上記の問題を解決し、DWDD再生方式に適した、極
微小マークを記録した場合にも磁区の安定形成が可能な
光磁気記録媒体を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、磁性膜の磁気特性、特にMsHcに着目し
て、磁性膜のMsHcと欠落が生じず安定に記録可能な最
短マーク長との相関関係を見出した。MsHcが大きくな
ればなるほど、最短マーク長は小さくなる。本発明の光
磁気記録媒体は、飽和磁化Msと保磁力Hcの積を最大化
するように、磁性膜の成膜条件が探索され、作製され
る。記録層のMsHc(106erg/cc)が、温度を
T(K),記録層のキュリー温度をTc(K)とする
と、15.8(T/Tc−1)2以上で、遮断層のMsHc
が37.1(T/Tc−1)2以上のとき、従来の光磁気
記録媒体の限界磁気記録マーク長である0.15μmよ
り小さいマークを安定して記録・再生可能になる。
に、本発明は、磁性膜の磁気特性、特にMsHcに着目し
て、磁性膜のMsHcと欠落が生じず安定に記録可能な最
短マーク長との相関関係を見出した。MsHcが大きくな
ればなるほど、最短マーク長は小さくなる。本発明の光
磁気記録媒体は、飽和磁化Msと保磁力Hcの積を最大化
するように、磁性膜の成膜条件が探索され、作製され
る。記録層のMsHc(106erg/cc)が、温度を
T(K),記録層のキュリー温度をTc(K)とする
と、15.8(T/Tc−1)2以上で、遮断層のMsHc
が37.1(T/Tc−1)2以上のとき、従来の光磁気
記録媒体の限界磁気記録マーク長である0.15μmよ
り小さいマークを安定して記録・再生可能になる。
【0014】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
て図面を参照して説明する。
【0015】図1を参照すると、本発明の一実施形態の
光磁気記録媒体は、基板101上に、第1の誘電体層1
02と、再生層103と、再生補助層104と、制御層
105と、遮断層106と、記録層107と、記録補助
層108と、第2の誘電体層109が順次積層されてい
る。
光磁気記録媒体は、基板101上に、第1の誘電体層1
02と、再生層103と、再生補助層104と、制御層
105と、遮断層106と、記録層107と、記録補助
層108と、第2の誘電体層109が順次積層されてい
る。
【0016】基板101としては、例えば、ポリカーボ
ネート、アクリル、ガラス等を用いることができる。第
1の誘電体層102や第2の誘電体層109としては、
例えば、SiN,AiN,SiO,ZnS,MgF,T
aO等の材料が使用できる。また、磁壁の移動を光学的
に検出するのでなければ、必ずしも透光性材料である必
要はない。
ネート、アクリル、ガラス等を用いることができる。第
1の誘電体層102や第2の誘電体層109としては、
例えば、SiN,AiN,SiO,ZnS,MgF,T
aO等の材料が使用できる。また、磁壁の移動を光学的
に検出するのでなければ、必ずしも透光性材料である必
要はない。
【0017】再生層103と遮断層106と記録層10
7は、DWDD再生に不可欠な3層である。再生補助層
104は再生特性向上の観点から設けられている。膜厚
方向に組成勾配を設ける構成や、さらに多層化した構成
を用いたりしてもよい。制御層105は、再生ビームス
ポット内の後方端部での余計な磁壁移動(ゴースト信
号)を抑制するものであり、TbFeCo、TbDyF
eCo系からなる磁性層等を用いることができる。記録
補助層108は、記録時の変調磁界に対する感度を高め
る調整を行うものであり、GdFeCo、GdDyFe
Co系からなる磁性膜を用いることができる。
7は、DWDD再生に不可欠な3層である。再生補助層
104は再生特性向上の観点から設けられている。膜厚
方向に組成勾配を設ける構成や、さらに多層化した構成
を用いたりしてもよい。制御層105は、再生ビームス
ポット内の後方端部での余計な磁壁移動(ゴースト信
号)を抑制するものであり、TbFeCo、TbDyF
eCo系からなる磁性層等を用いることができる。記録
補助層108は、記録時の変調磁界に対する感度を高め
る調整を行うものであり、GdFeCo、GdDyFe
Co系からなる磁性膜を用いることができる。
【0018】この構成にはさらに、Al、AlTa、A
lTi、AlCr、AlSi、Cu、Pt、Au等から
なる金属層を付加して、熱的な特性を調整してもよい。
また、高分子樹脂からなる保護コートを付与してもよ
い。あるいは、成膜後の基板を貼り合わせてもよい。ま
た、磁性層以外の層は必須のものではなく、磁性層の積
層順序を逆にしてもよい。さらに、各磁性層の界面は必
ずしも明瞭急峻である必要はなく、膜厚方向に徐々に特
性の変化している構成であってもよい。
lTi、AlCr、AlSi、Cu、Pt、Au等から
なる金属層を付加して、熱的な特性を調整してもよい。
また、高分子樹脂からなる保護コートを付与してもよ
い。あるいは、成膜後の基板を貼り合わせてもよい。ま
た、磁性層以外の層は必須のものではなく、磁性層の積
層順序を逆にしてもよい。さらに、各磁性層の界面は必
ずしも明瞭急峻である必要はなく、膜厚方向に徐々に特
性の変化している構成であってもよい。
【0019】これら各層は、例えばマグネトロンスパッ
タ装置による連続スパッタリング、または連続蒸着等に
よって被着形成できる。特に各磁性層は、真空を破るこ
となく連続成膜されることで、お互いに交換結合をして
いる。
タ装置による連続スパッタリング、または連続蒸着等に
よって被着形成できる。特に各磁性層は、真空を破るこ
となく連続成膜されることで、お互いに交換結合をして
いる。
【0020】磁性層103〜108は、磁気記録媒体や
光磁気記録媒体に一般的に用いられている材料の他、磁
気バブル材料や反強磁性材料等、種々の磁性材料によっ
て構成することが考えられる。例えば、Pr、Nd、S
m、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er等の希土類金
属元素の1種類あるいは2種類以上が10〜40at.
%と、Fe、Co、Ni等の鉄族元素の1種類あるいは
2種類以上が90〜60at.%とで構成される希土類
−鉄族非晶質合金によって構成し得る。また、耐食性向
上等のために、これらの合金にCr、Mn、Cu、T
i、Al、Si、Pt、In等の元素を少量添加しても
よい。また、Pt/Co、Pd/Co等の白金族−鉄族
周期構造膜や、白金族−鉄族合金膜、Co−Ni−Oや
Fe−Rh系合金等の反強磁性材料、磁性ガーネット等
の材料も使用可能である。
光磁気記録媒体に一般的に用いられている材料の他、磁
気バブル材料や反強磁性材料等、種々の磁性材料によっ
て構成することが考えられる。例えば、Pr、Nd、S
m、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er等の希土類金
属元素の1種類あるいは2種類以上が10〜40at.
%と、Fe、Co、Ni等の鉄族元素の1種類あるいは
2種類以上が90〜60at.%とで構成される希土類
−鉄族非晶質合金によって構成し得る。また、耐食性向
上等のために、これらの合金にCr、Mn、Cu、T
i、Al、Si、Pt、In等の元素を少量添加しても
よい。また、Pt/Co、Pd/Co等の白金族−鉄族
周期構造膜や、白金族−鉄族合金膜、Co−Ni−Oや
Fe−Rh系合金等の反強磁性材料、磁性ガーネット等
の材料も使用可能である。
【0021】飽和磁化は、重希土類−鉄族非晶質合金の
場合、希土類元素と鉄族元素との組成比により制御する
ことが可能である。補償組成にすれば、室温での飽和磁
化を0emu/ccにできる。
場合、希土類元素と鉄族元素との組成比により制御する
ことが可能である。補償組成にすれば、室温での飽和磁
化を0emu/ccにできる。
【0022】キュリー温度もまた、組成比により制御す
ることが可能である。飽和磁化と独立に制御するために
は、鉄族元素として、Feの一部をCoで置き換えた材
料を用い、置換量を制御する方法がより好ましく利用で
きる。すなわち、Fe元素1at.%をCoで置換する
ことにより、6℃程度のキュリー温度上昇が見込めるの
で、この関係を用いて所望のキュリー温度となるように
Coの添加量を調整する。Cr、Ti、Al等の非磁性
元素を微量添加することにより、逆にキュリー温度を低
下させることも可能である。また、二種類以上の希土類
元素を用いてそれらの組成比を調整することでもキュリ
ー温度を制御できる。
ることが可能である。飽和磁化と独立に制御するために
は、鉄族元素として、Feの一部をCoで置き換えた材
料を用い、置換量を制御する方法がより好ましく利用で
きる。すなわち、Fe元素1at.%をCoで置換する
ことにより、6℃程度のキュリー温度上昇が見込めるの
で、この関係を用いて所望のキュリー温度となるように
Coの添加量を調整する。Cr、Ti、Al等の非磁性
元素を微量添加することにより、逆にキュリー温度を低
下させることも可能である。また、二種類以上の希土類
元素を用いてそれらの組成比を調整することでもキュリ
ー温度を制御できる。
【0023】磁壁抗磁力や磁壁エネルギー密度は、主と
して材料元素の選択によって制御するが、下引きされる
第1の誘電体層の状態や、スパッタガス圧等の成膜条件
によっても調整可能である。TbやDy系の材料は異方
性が大きく磁壁抗磁力や磁壁エネルギー密度が大きく、
Gd系材料は小さい。不純物の添加等によってこれらの
物性値を制御することもできる。
して材料元素の選択によって制御するが、下引きされる
第1の誘電体層の状態や、スパッタガス圧等の成膜条件
によっても調整可能である。TbやDy系の材料は異方
性が大きく磁壁抗磁力や磁壁エネルギー密度が大きく、
Gd系材料は小さい。不純物の添加等によってこれらの
物性値を制御することもできる。
【0024】膜厚は、成膜速度と成膜時間で制御でき
る。
る。
【0025】本発明の光磁気記録媒体へのデータ信号の
記録は、磁気記録もしくは熱磁気記録によって、記録層
の磁化配向状態をデータ信号に対応させることによって
行う。熱磁気記録には、媒体を移動させながら、記録層
がキュリー温度以上になるようなパワーのレーザ光を照
射しながら外部磁界を変調する方式と、一定方向の磁界
を印加しながらレーザパワーを変調する方式とがある。
後者の場合、光スポット内の所定領域のみが記録層のキ
ュリー温度以上になるようにレーザ光の強度を調整すれ
ば、光スポットの径以下の記録磁区が形成でき、光学系
の分解能以上の高密度記録パターンが形成できる。
記録は、磁気記録もしくは熱磁気記録によって、記録層
の磁化配向状態をデータ信号に対応させることによって
行う。熱磁気記録には、媒体を移動させながら、記録層
がキュリー温度以上になるようなパワーのレーザ光を照
射しながら外部磁界を変調する方式と、一定方向の磁界
を印加しながらレーザパワーを変調する方式とがある。
後者の場合、光スポット内の所定領域のみが記録層のキ
ュリー温度以上になるようにレーザ光の強度を調整すれ
ば、光スポットの径以下の記録磁区が形成でき、光学系
の分解能以上の高密度記録パターンが形成できる。
【0026】
【実施例】直流マグネトロンスパッタリング装置に、B
ドープしたSi、およびGd、Tb、FeCr、CoC
rの各ターゲットを取り付け、トラッキング用の案内溝
の形成されたポリカーボネート基板を基板ホルダーに固
定した後、2×10-5Pa以下の高真空になるまでチャ
ンバー内をクライオポンプで真空排気した。その後、真
空排気したままArガスまたはKrガスをチャンバー内
に導入し、基板を回転させながら、ターゲットをスパッ
タして各層を成膜した。SiN層成膜時には、Arガス
に加えてN2 ガスを導入することで、直流反応性スパッ
タを行い成膜する。
ドープしたSi、およびGd、Tb、FeCr、CoC
rの各ターゲットを取り付け、トラッキング用の案内溝
の形成されたポリカーボネート基板を基板ホルダーに固
定した後、2×10-5Pa以下の高真空になるまでチャ
ンバー内をクライオポンプで真空排気した。その後、真
空排気したままArガスまたはKrガスをチャンバー内
に導入し、基板を回転させながら、ターゲットをスパッ
タして各層を成膜した。SiN層成膜時には、Arガス
に加えてN2 ガスを導入することで、直流反応性スパッ
タを行い成膜する。
【0027】まず初めに、ArガスとN2ガスをチャン
バー内に流しコンダクタンス調整により圧力を所望の値
とし、第1の誘電体層としてSiN層を35nm成膜し
た。
バー内に流しコンダクタンス調整により圧力を所望の値
とし、第1の誘電体層としてSiN層を35nm成膜し
た。
【0028】磁性膜は、その成膜時にN2ガスが混入し
ていると窒化などを起こし磁気特性に影響を与えるた
め、誘電体層とは別のチャンバーにて成膜を行う。第1
の誘電体層成膜後に、別のチャンバーに基板を搬送しA
rガスを導入し、コンダクタンス調整により所望の圧力
とし、再生層および再生補助層として組成比の異なるG
dFeCoCr層を各々膜厚18nm成膜した。次い
で、Arガスを50sccmチャンバー内に導入し、コ
ンダクタンスの調整により圧力を約1.0Paとし、制
御層としてTbFeCoCrを膜厚18nm、遮断層と
してTbFeCr層を膜厚10nm形成した。
ていると窒化などを起こし磁気特性に影響を与えるた
め、誘電体層とは別のチャンバーにて成膜を行う。第1
の誘電体層成膜後に、別のチャンバーに基板を搬送しA
rガスを導入し、コンダクタンス調整により所望の圧力
とし、再生層および再生補助層として組成比の異なるG
dFeCoCr層を各々膜厚18nm成膜した。次い
で、Arガスを50sccmチャンバー内に導入し、コ
ンダクタンスの調整により圧力を約1.0Paとし、制
御層としてTbFeCoCrを膜厚18nm、遮断層と
してTbFeCr層を膜厚10nm形成した。
【0029】記録層の形成に先立って、Arガスの導入
を一時停止し、チャンバー内をある程度真空排気した
後、Krガスを18sccm導入し記録層の形成を行っ
た。圧力はコンダクタンスの調整により約0.8Paと
し、基板ホルダーの回転数は35rpmで行った。記録
層の材料には、TbFeCoCrを用い膜厚60nm形
成した。
を一時停止し、チャンバー内をある程度真空排気した
後、Krガスを18sccm導入し記録層の形成を行っ
た。圧力はコンダクタンスの調整により約0.8Paと
し、基板ホルダーの回転数は35rpmで行った。記録
層の材料には、TbFeCoCrを用い膜厚60nm形
成した。
【0030】その後、記録補助層としてGdFeCoC
r層を膜厚20nm、Arガスを用いて成膜した。
r層を膜厚20nm、Arガスを用いて成膜した。
【0031】最後に、第2の誘電体層としてSiN層を
50nm、第1の誘電体層形成時と同様直流反応性スパ
ッタにより成膜した。
50nm、第1の誘電体層形成時と同様直流反応性スパ
ッタにより成膜した。
【0032】各磁性層は、Gd、Tb、FeCr、Co
Crの各ターゲットに投入するパワーの比によって組成
比を制御した。組成比は、各磁性層とも補償組成近傍の
組成になるように調整した。厳密には、再生温度となる
遮断層のキュリー温度近傍の温度で希土類元素と鉄族元
素とが補償されるように、室温で若干希土類元素優勢に
なるように調整した。具体的には、再生層のキュリー温
度は290℃程度となるように調整し、再生補助層のキ
ュリー温度は250℃程度、制御層のキュリー温度は1
70℃程度、遮断層のキュリー温度は160℃程度、記
録層のキュリー温度は330℃程度、記録補助層のキュ
リー温度は380℃程度となるように調整した。
Crの各ターゲットに投入するパワーの比によって組成
比を制御した。組成比は、各磁性層とも補償組成近傍の
組成になるように調整した。厳密には、再生温度となる
遮断層のキュリー温度近傍の温度で希土類元素と鉄族元
素とが補償されるように、室温で若干希土類元素優勢に
なるように調整した。具体的には、再生層のキュリー温
度は290℃程度となるように調整し、再生補助層のキ
ュリー温度は250℃程度、制御層のキュリー温度は1
70℃程度、遮断層のキュリー温度は160℃程度、記
録層のキュリー温度は330℃程度、記録補助層のキュ
リー温度は380℃程度となるように調整した。
【0033】こうして作製した試料(試料1とする)の
動特性評価を、従来から一般的に使用されている磁界変
調記録用の磁気ヘッドの搭載されているレーザ波長68
0nm、対物レンズのN.A.0.55の光磁気ディス
ク評価装置を用いて評価した。
動特性評価を、従来から一般的に使用されている磁界変
調記録用の磁気ヘッドの搭載されているレーザ波長68
0nm、対物レンズのN.A.0.55の光磁気ディス
ク評価装置を用いて評価した。
【0034】まず初めに、記録に先駆けて媒体の案内溝
上にトラッキングサーボをかけて、線速3.0m/se
cで媒体を駆動しながら、記録再生用の集光されたレー
ザビームを約10〜14mWの範囲で連続照射して、案
内溝上の磁性膜のみを局所アニール処理した。この処理
により、案内溝上の磁性膜の磁性を劣化させ、この部分
では磁壁エネルギーが蓄積しないようにした。このよう
にレーザパワーを可変して局所アニール処理した領域の
中から、欠落、ジッタ値の観点から最適な個所を選択し
記録再生測定を行った。
上にトラッキングサーボをかけて、線速3.0m/se
cで媒体を駆動しながら、記録再生用の集光されたレー
ザビームを約10〜14mWの範囲で連続照射して、案
内溝上の磁性膜のみを局所アニール処理した。この処理
により、案内溝上の磁性膜の磁性を劣化させ、この部分
では磁壁エネルギーが蓄積しないようにした。このよう
にレーザパワーを可変して局所アニール処理した領域の
中から、欠落、ジッタ値の観点から最適な個所を選択し
記録再生測定を行った。
【0035】記録は、レーザを直流照射しながら磁界を
約±200Oeで変調することにより、記録層のキュリ
ー温度以上に加熱した後の冷却過程で、磁界の変調に対
応した上向き磁化領域と下向き磁化領域とのパターン
を、記録補助層から転写することで行った。
約±200Oeで変調することにより、記録層のキュリ
ー温度以上に加熱した後の冷却過程で、磁界の変調に対
応した上向き磁化領域と下向き磁化領域とのパターン
を、記録補助層から転写することで行った。
【0036】最適な記録パワーの選択は、レーザパワー
を約2〜8mWの範囲で可変し選択した。再生も同様に
レーザパワーを約1〜4mWまで可変し、最適値を選択
した。その結果、本実施例における最適値はそれぞれ、
アニールパワーが12.6mW、記録パワーが5.0m
W、再生パワーが2.4mWであった。そこで、これら
の最適条件を用い、マーク長0.07〜3.0μmまで
の範囲においてトーンパターンにおけるジッタ値と欠落
の状況を測定した。その結果、試料1においては、欠落
が生じず、ジッタ特性も良好な最小記録マーク長は0.
08μmであった。
を約2〜8mWの範囲で可変し選択した。再生も同様に
レーザパワーを約1〜4mWまで可変し、最適値を選択
した。その結果、本実施例における最適値はそれぞれ、
アニールパワーが12.6mW、記録パワーが5.0m
W、再生パワーが2.4mWであった。そこで、これら
の最適条件を用い、マーク長0.07〜3.0μmまで
の範囲においてトーンパターンにおけるジッタ値と欠落
の状況を測定した。その結果、試料1においては、欠落
が生じず、ジッタ特性も良好な最小記録マーク長は0.
08μmであった。
【0037】一方、本実施例の記録層におけるMsHcの
測定は、ガラス基板を用いた別サンプルにて行った。成
膜条件は、膜厚を100nmとした以外は先の動特性評
価用サンプルと同じ条件で行った。また、動特性用のサ
ンプル構成では、記録層の両側は磁性層が接する状態の
ため、表面性をも考慮し記録層の両側にはSi膜を膜厚
10nm設け、さらにその両側をSiN保護膜30nm
で挟み込む構成とした。
測定は、ガラス基板を用いた別サンプルにて行った。成
膜条件は、膜厚を100nmとした以外は先の動特性評
価用サンプルと同じ条件で行った。また、動特性用のサ
ンプル構成では、記録層の両側は磁性層が接する状態の
ため、表面性をも考慮し記録層の両側にはSi膜を膜厚
10nm設け、さらにその両側をSiN保護膜30nm
で挟み込む構成とした。
【0038】MsHcの測定に先立ち、バルクイレーサに
て初期化処理を行った。その後、振動試料型磁力計VS
Mにて磁化Msの温度依存性を、光磁気光学効果測定器
にて保磁力Hcの温度依存性を測定した。これら二つの
測定より得られた磁化Msおよび保磁力Hcの値を積算
し、磁性層のキュリー温度Tcで温度Tを規格化し、2
次の多項式でカーブフィッティングを行った。結果は図
2に示されている。
て初期化処理を行った。その後、振動試料型磁力計VS
Mにて磁化Msの温度依存性を、光磁気光学効果測定器
にて保磁力Hcの温度依存性を測定した。これら二つの
測定より得られた磁化Msおよび保磁力Hcの値を積算
し、磁性層のキュリー温度Tcで温度Tを規格化し、2
次の多項式でカーブフィッティングを行った。結果は図
2に示されている。
【0039】次に、記録層の成膜条件、特にKrガス流
量(コンダクタンスは一定とし、圧力を変化)と、基板
ホルダーの回転数を変えた試料(試料2とする)を作製
した。他の条件は試料1と同じである。この場合の記録
層のMsHcは、試料1の記録層のものより小さく(図2
を参照)、最小記録マーク長は0.10μmであり、試
料1より大きかった。
量(コンダクタンスは一定とし、圧力を変化)と、基板
ホルダーの回転数を変えた試料(試料2とする)を作製
した。他の条件は試料1と同じである。この場合の記録
層のMsHcは、試料1の記録層のものより小さく(図2
を参照)、最小記録マーク長は0.10μmであり、試
料1より大きかった。
【0040】さらに、記録層の成膜条件を変え、Arガ
スを用いてスパッタした試料(参照試料とする)を作製
した。他の条件は試料1と同じである。この試料の記録
層のMsHcは、試料1および試料2の記録層のものより
小さく(図2を参照)、最小記録マーク長は0.15μ
mで、試料1と試料2よりかなり大きく、従来の光磁気
記録媒体の典型値ぐらいであった。
スを用いてスパッタした試料(参照試料とする)を作製
した。他の条件は試料1と同じである。この試料の記録
層のMsHcは、試料1および試料2の記録層のものより
小さく(図2を参照)、最小記録マーク長は0.15μ
mで、試料1と試料2よりかなり大きく、従来の光磁気
記録媒体の典型値ぐらいであった。
【0041】記録層と同様に、遮断層のMsHcと最小記
録マーク長の関係を調べた。
録マーク長の関係を調べた。
【0042】遮断層の成膜条件、特にスパッタプロセス
ガスを参照試料のArガスからKrガスに変更した試料
(試料3とする)を作製した。この場合の遮断層のMs
Hcは、参照試料の遮断層のものより大きく(図3を参
照)、最小記録マーク長は0.12μmであり、参照試
料より小さかった。
ガスを参照試料のArガスからKrガスに変更した試料
(試料3とする)を作製した。この場合の遮断層のMs
Hcは、参照試料の遮断層のものより大きく(図3を参
照)、最小記録マーク長は0.12μmであり、参照試
料より小さかった。
【0043】次に、遮断層の成膜条件、特にKrガス流
量(コンダクタンスは一定とし、圧力を変化)と、基板
ホルダーの回転数を変えた試料(試料4)を作製した。
他の条件は試料3と同じである。この試料の遮断層のM
sHcは、参照試料および試料3の記録層のものより大き
く(図3を参照)、最小記録マーク長は0.11μm
で、参照試料および試料3より小さかった。
量(コンダクタンスは一定とし、圧力を変化)と、基板
ホルダーの回転数を変えた試料(試料4)を作製した。
他の条件は試料3と同じである。この試料の遮断層のM
sHcは、参照試料および試料3の記録層のものより大き
く(図3を参照)、最小記録マーク長は0.11μm
で、参照試料および試料3より小さかった。
【0044】最後に、遮断層の形成を試料3と同じ条件
で、記録層の形成を試料1と同じ条件で試料の作製を行
った。その結果、記録再生特性においては0.07μm
のマークまで欠落が生じず、ジッタ特性も良好であり、
本実施例の中で最も良い結果が得られた。
で、記録層の形成を試料1と同じ条件で試料の作製を行
った。その結果、記録再生特性においては0.07μm
のマークまで欠落が生じず、ジッタ特性も良好であり、
本実施例の中で最も良い結果が得られた。
【0045】以上の結果をフィッティング式とともに表
1にまとめた。MsHcの増大とともに最小記録マーク長
は小さくなる。参照試料の最小記録マーク長が従来の光
磁気記録媒体の典型値であることを考えると、少なくと
も、記録層においてはy≧15.8(x-1)2、遮断層において
はy≧37.1(x-1)2であれば、従来の光磁気記録媒体の典
型値よりも優れた最小記録マーク長を維持できる。ここ
でx=T(K)/Tc(K)であり、y=MsHc(106
erg/cc)である。
1にまとめた。MsHcの増大とともに最小記録マーク長
は小さくなる。参照試料の最小記録マーク長が従来の光
磁気記録媒体の典型値であることを考えると、少なくと
も、記録層においてはy≧15.8(x-1)2、遮断層において
はy≧37.1(x-1)2であれば、従来の光磁気記録媒体の典
型値よりも優れた最小記録マーク長を維持できる。ここ
でx=T(K)/Tc(K)であり、y=MsHc(106
erg/cc)である。
【0046】
【表1】
記録層および遮断層の成膜には、KrガスのほかにXe
ガスを用いることも可能である。また、本発明の光磁気
記録媒体では、磁気光学効果による偏光面の変化に限ら
ず、磁壁の移動によって生ずる別の変化を検出して再生
してもよい。
ガスを用いることも可能である。また、本発明の光磁気
記録媒体では、磁気光学効果による偏光面の変化に限ら
ず、磁壁の移動によって生ずる別の変化を検出して再生
してもよい。
【0047】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
磁性膜の磁気特性としてMsHcに着目し、これを光磁気
記録媒体の最適化のためのパラメータとすることによ
り、MsHcの改善を通じて、従来に比して飛躍的に線記
録密度が向上された光磁気記録媒体を提供できる。
磁性膜の磁気特性としてMsHcに着目し、これを光磁気
記録媒体の最適化のためのパラメータとすることによ
り、MsHcの改善を通じて、従来に比して飛躍的に線記
録密度が向上された光磁気記録媒体を提供できる。
【図1】本発明の一実施形態の光磁気記録媒体の構成図
である。
である。
【図2】記録層のMsHcの温度依存性を示すグラフであ
る。
る。
【図3】遮断層のMsHcの温度依存性を示すグラフであ
る。
る。
【図4】DWDD再生方式を模式的に示した図である。
101 基板
102 第1の誘電体層
103 再生層
104 再生補助層
105 制御層
106 遮断層
107 記録層
108 記録補助層
109 第2の誘電体層
401 第1の磁性層(移動(再生)層)
402 第2の磁性層(遮断層)
403 第3の磁性層(記録層)
Claims (7)
- 【請求項1】 少なくとも再生層と記録層を有し、使用
する光学系の回折限界以下のマークを記録・再生する光
磁気記録媒体において、 前記記録層の飽和磁化Msと保磁力Hcの積MsHc(10
6erg/cc)が、T(K)を温度、Tc(K)を前記
記録層のキュリー温度として、15.8(T/Tc−
1)2以上であることを特徴とする光磁気記録媒体。 - 【請求項2】 前記記録層は、Krガスを用いたスパッ
タリングにより形成される、非晶質希土類−遷移金属合
金からなる磁性膜である、請求項1に記載の光磁気記録
媒体。 - 【請求項3】 前記再生層は、再生ビームスポット内の
記録情報検出領域内では、前記記録層に比べ相対的に磁
壁抗磁力が小さく、磁壁移動度が大きな垂直磁化膜から
なり、前記再生層と前記記録層の間に、室温において交
換結合して順次積層され、かつ、前記再生層および前記
記録層よりもキュリー温度の低い磁性層からなる遮断層
をさらに有する、請求項1または2に記載の光磁気記録
媒体。 - 【請求項4】 前記遮断層は、Krガスを用いたスパッ
タリングにより形成される、非晶質希土類−遷移金属合
金からなる磁性膜である、請求項3に記載の光磁気記録
媒体。 - 【請求項5】 少なくとも再生層と遮断層と記録層を有
し、これら磁性層は室温において交換結合して順次積層
されており、前記再生層は、再生ビームスポット内の記
録情報検出領域内では、前記記録層に比べ相対的に磁壁
抗磁力が小さく、磁壁移動度が大きな垂直磁化膜からな
り、前記遮断層は前記再生層および前記記録層よりもキ
ュリー温度の低い磁性層からなり、前記記録層は垂直磁
化膜である光磁気記録媒体において、 前記遮断層の飽和磁化Msと保磁力Hcの積MsHc(10
6erg/cc)が、T(K)を温度、Tc(K)を前記
遮断層のキュリー温度として、37.1(T/Tc−
1)2以上であることを特徴とする光磁気記録媒体。 - 【請求項6】 前記遮断層は、Krガスを用いたスパッ
タリングにより形成される、非晶質希土類−遷移金属合
金からなる磁性膜である、請求項5に記載の光磁気記録
媒体。 - 【請求項7】 記録トラックの両側部で、前記再生層と
前記遮断層と前記記録層における膜面方向の交換相互作
用による結合が切断あるいは低減されている、請求項3
から5のいずれか1項に記載の光磁気記録媒体。
Priority Applications (2)
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---|---|---|---|
JP2002066752A JP2003263806A (ja) | 2002-03-12 | 2002-03-12 | 光磁気記録媒体 |
US10/384,618 US20030175554A1 (en) | 2002-03-12 | 2003-03-11 | Magneto-optic recording medium recordable at ultrahigh recording density |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002066752A JP2003263806A (ja) | 2002-03-12 | 2002-03-12 | 光磁気記録媒体 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003263806A true JP2003263806A (ja) | 2003-09-19 |
Family
ID=28034911
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002066752A Pending JP2003263806A (ja) | 2002-03-12 | 2002-03-12 | 光磁気記録媒体 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20030175554A1 (ja) |
JP (1) | JP2003263806A (ja) |
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JP2004192677A (ja) * | 2002-12-09 | 2004-07-08 | Canon Inc | 磁壁移動型光磁気記録媒体 |
JP2005050400A (ja) * | 2003-07-30 | 2005-02-24 | Canon Inc | 光磁気記録媒体 |
US8848495B1 (en) | 2013-12-02 | 2014-09-30 | Headway Technologies, Inc. | Plasmon generator self-annealing with current injection in TAMR |
Family Cites Families (6)
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---|---|---|---|---|
US5168482A (en) * | 1989-08-31 | 1992-12-01 | Sony Corporation | Magnetooptical recording and playback method employing multi-layer recording medium with record holding layer and playback layer |
JP3093340B2 (ja) * | 1991-07-23 | 2000-10-03 | キヤノン株式会社 | 光磁気記録媒体 |
EP0586175B1 (en) * | 1992-08-28 | 2002-05-15 | Canon Kabushiki Kaisha | A magnetooptical recording medium and information recording and reproducing methods using the recording medium |
EP1426944A3 (en) * | 1993-04-02 | 2008-01-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Method for manufacturing a magneto-optical recording medium |
JP3787438B2 (ja) * | 1998-09-28 | 2006-06-21 | キヤノン株式会社 | 光磁気記録媒体とその製造方法 |
JP3477386B2 (ja) * | 1998-12-10 | 2003-12-10 | シャープ株式会社 | 光磁気記録媒体及び再生装置 |
-
2002
- 2002-03-12 JP JP2002066752A patent/JP2003263806A/ja active Pending
-
2003
- 2003-03-11 US US10/384,618 patent/US20030175554A1/en not_active Abandoned
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20030175554A1 (en) | 2003-09-18 |
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