JP3568787B2 - 光磁気記録媒体及び再生装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光磁気記録再生装置に適用される光磁気ディスク、光磁気テープ、光磁気カード等の光磁気記録媒体及びその再生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、書き換え可能な光記録媒体として、光磁気記録媒体が実用化されている。このような光磁気記録媒体では、光磁気記録媒体上に集光された半導体レーザから出射される光ビームのビーム径に対して、記録用磁区である記録ビット径及び記録ビット間隔が小さくなってくると、再生特性が劣化してくるという欠点がある。
【０００３】
このような欠点は、目的とする記録ビット上に集光された光ビームのビーム径内に隣接する記録ビットが入るために、個々の記録ビットを分離して再生することができなくなることが原因である。
【０００４】
上記の欠点を解消するために、特開平９−３２０１３４号公報において、図３０及び図３１に記載の光磁気記録媒体が提案されている。この光磁気記録媒体は、室温において面内磁化状態であり、温度上昇とともに垂直磁化状態となる再生層ａ１と垂直磁化膜からなる記録層ａ４とが、非磁性中間層ａ３を介して積層されており、該再生層ａ１と該記録層ａ４とが静磁結合した光磁気記録媒体において、該再生層ａ１に隣接して面内磁化層ａ２が形成された構成である。このような構成とすることにより、該面内磁化層ａ２のキュリー温度以下の領域において、該再生層ａ１の磁化方向を膜面に対して水平な面内方向に強く固定することが可能となり、光ビームａ５の照射により温度上昇していない、すなわち、面内磁化層ａ２がキュリー温度以下の領域における該再生層ａ１を完全な面内磁化状態とすることにより、記録磁区ａ９のマスキングが実現される。
【０００５】
一方、光ビーム照射により温度上昇し、面内磁化層ａ２がキュリー温度以上となった領域における該再生層ａ１は垂直磁化状態であり、該磁化方向を記録層から発生する漏洩磁束の方向と一致させることにより、該記録層ａ４の記録磁区ａ８を該再生層ａ１に転写させ、温度上昇した領域ａ７に存在し、かつ、光ビームスポットａ６の内側に存在する記録磁区ａ８のみを再生することが可能となる。
【０００６】
ここで、再生層ａ１は、室温において面内磁化状態であり、温度上昇とともに垂直磁化状態となるため、希土類金属（ＲＥ）と遷移金属（ＴＭ）のモーメントが釣り合う補償組成に対して、希土類金属を多く含むＲＥｒｉｃｈ組成である必要がある。そのため、再生層においては、遷移金属（ＴＭ）モーメントの向きとトータル磁化の向きとが反平行となっており、図３１における温度上昇した領域ａ７における、ＴＭモーメントの向きは漏洩磁束の向きと反平行となっている。
【０００７】
このように、温度上昇した領域のみの記録磁区ａ８を再生層ａ１に転写させて再生することにより、光の回折限界以下の周期の信号を再生することが可能となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の再生方法においては、記録磁区ａ８が小さくなると、再生層ａ１に転写される磁区の大きさａ１１も同時に小さくなり、再生信号強度が小さくなるという問題点を有している。
【０００９】
本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、再生信号振幅を低下させることなく光の回折限界以下の周期の信号を再生することが可能な光磁気記録媒体及び再生装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の光磁気記録媒体は、前記課題を解決するために、単層においては室温からキュリー温度まで垂直磁化を示す再生層と、室温からキュリー温度まで面内磁化を示す面内磁化層と、室温からキュリー温度まで垂直磁化を示す記録層と、がこの順に形成されており、前記再生層及び前記面内磁化層及び前記記録層のキュリー温度をそれぞれＴｃ１，Ｔｃ２，Ｔｃ３としたとき、Ｔｃ２＜Ｔｃ１，Ｔｃ２＜Ｔｃ３が成立し、前記再生層は、温度がＴｃ２未満の領域においては、前記面内磁化層との交換結合により面内磁化を示し、Ｔｃ２以上に加熱された領域においては、前記記録層の磁化情報が拡大転写されることにより、単磁区状態の垂直磁化を示すよう形成されてなり、前記再生層および前記記録層は、Ｔｃ２より高い温度でトータル磁化の極大値を有する材質からなるものである。
【００１２】
本発明の光磁気記録媒体は、前記構成に加えて、円滑な拡大再生動作を実現するために、前記再生層のトータル磁化の極大値を示す温度と、前記記録層のトータル磁化の極大値を示す温度とを、略一致させているものである。
【００１３】
本発明の光磁気記録媒体は、前記構成に加えて、前記面内磁化層と前記記録層との間に非磁性層が設けられているものである。
【００１４】
本発明の光磁気記録媒体は、前記構成に加えて、前記面内磁化層と前記記録層との間に、キュリー温度がＴｃ２より高くＴｃ１及びＴｃ３より低い面内磁化を示す第２の面内磁化層が設けられているものである。
【００１５】
本発明の光磁気記録媒体は、前記構成に加えて、第２の面内磁化層と前記記録層との間に非磁性層が設けられているものである。
【００１６】
本発明の光磁気記録媒体は、前記構成に加えて、前記面内磁化層と前記記録層との間に、キュリー温度がＴｃ２より高くＴｃ１及びＴｃ３より低く、前記記録層の磁気的極性が異なる垂直磁化を示す磁束調整層が設けられているものである。
【００１７】
本発明の光磁気記録媒体は、前記構成に加えて、前記磁束調整層と前記面内磁化層との間に非磁性層が設けられているものである。
【００１８】
本発明の再生装置は、前記光磁気記録媒体の前記記録層に記録された磁化情報を再生する再生装置であって、再生時に、前記光磁気記録媒体にレーザ光を照射して、前記面内磁化層をそのキュリー温度以上に加熱する手段を有してなるものである。
【００１９】
本発明の再生装置は、前記光磁気記録媒体の前記記録層に記録された磁化情報を再生する再生装置であって、円滑な拡大再生動作を実現するために、再生時に、前記光磁気記録媒体にレーザ光を照射して、前記再生層及び前記記録層を、それらのトータル磁化が極大となる温度近傍まで加熱する手段を有してなるものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の再生原理を図面を用いて詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本発明の光磁気記録媒体における再生時の状態を示す平面図であり、図２はその断面図である。
【００２２】
本発明の光磁気記録媒体は、希土類遷移金属合金の垂直磁化膜からなる再生層１と、キュリー温度未満の温度範囲において面内磁化状態である面内磁化層２と、希土類遷移金属合金の垂直磁化膜からなる記録層３が順次積層されている。
【００２３】
再生層１，面内磁化層２，記録層３のキュリー温度をそれぞれＴｃ１，Ｔｃ２，Ｔｃ３としたとき、Ｔｃ２＜Ｔｃ１，Ｔｃ２＜Ｔｃ３が成立する。
【００２４】
面内磁化層２は、室温からキュリー温度Ｔｃ２まで面内磁化を示す。この面内磁化層２は、キュリー温度未満の温度範囲では、再生層１と交換結合し、垂直磁化膜である再生層１を面内磁化状態とする。これにより、再生層１において面内磁化マスクが形成される。この面内磁化マスク領域に位置する記録磁区９は、光ビーム４により再生されることはない。
【００２５】
一方、面内磁化層２におけるキュリー温度Ｔｃ２以上に温度上昇した再生温度領域６においては、交換結合により再生層１を面内磁化状態としていた面内磁化層２の磁化が存在しなくなるため、再生層１は垂直磁化状態となる。
【００２６】
再生層１は、この再生温度領域６において安定に存在し得る磁区の幅が光ビームスポット５の直径と同程度の大きさ、または、それ以上の大きさになるように、磁気特性が設定されている。したがって、再生温度領域６においては、磁壁の存在しない状態、すなわち、すべての磁化が同一方向を向いた単磁区状態が最も安定な状態となる。なお、この再生温度領域６は、図１に示すように、光磁気記録媒体が移動するため、光ビームスポット５の後方に位置している。
【００２７】
記録層３のトータル磁化は、光ビーム４の照射により形成される温度分布に応じてその大きさが変化する。そして、記録層３からは、そのトータル磁化の大きさに比例して漏洩磁束が発生する。記録層３は、結合温度領域７（図１参照）において極大の漏洩磁束が発生するように、磁気特性が設定されている。
【００２８】
このような光磁気記録媒体は以下のようにして再生される。
再生時には、再生装置における光照射手段が、光磁気記録媒体に光ビーム４を照射して、光磁気記録媒体を少なくとも結合温度領域７を形成できる程度にまで加熱する。
【００２９】
これにより、図１，２のように、その結合温度領域７に存在する記録層３の記録磁区８から大きな漏洩磁束が発生し、結合温度領域７内の記録磁区８の磁化の向きが再生層１に転写される。さらに、再生温度領域６において、再生層１は単磁区状態となるべく磁気特性が設定されているため、再生層１における再生温度領域６内全体の磁化の向きが、記録層３の記録磁区８の磁化の向きに揃えられる。つまり、記録層３の磁化情報が再生層１に拡大転写される。
【００３０】
そして、光ビームスポット５の内側で、かつ、再生温度領域６の内側である領域１０から、再生信号が反射光として出現し、図示していない光ピックアップ等により再生される。
【００３１】
次に、図３，４に示すように、光磁気記録媒体の移動に伴い、結合温度領域７が記録磁区８と記録磁区９との間に移動した場合、記録層３からは下向きの大きな漏洩磁束が発生することになり、再生層１がこの下向きの漏洩磁束と静磁結合し、記録層３に存在する下向き磁化が再生層１へと拡大転写されることにより、再生層１における再生温度領域６の磁化の向きは、図２と逆方向を向くことになる。
【００３２】
このように、本発明の光磁気記録媒体では、再生温度領域６内に存在する１つの磁化情報（結合温度領域７内に存在する磁化情報）のみが再生層１に拡大転写され、再生温度領域６内に単磁区状態の大きな磁区を形成するため、光ビームスポット５内の他の磁化情報（図２中の８ａ，８ｂ，図４中の８，９）の影響を抑制できる。よって、光の回折限界以下の周期の信号を記録層３に記録した場合においても、再生信号振幅を低下させることなく、その信号を再生することが可能となる。
【００３３】
なお、上記した磁化情報の拡大転写を円滑に行うためには、再生層１も、記録層３と同様に、室温から温度上昇とともにトータル磁化が大きくなり上記結合温度領域７において十分な大きさのトータル磁化を有するように磁気特性を設定しておくことが望ましい。このようにすれば、図１に示すように、結合温度領域７に記録磁区８が存在する場合、この結合温度領域７に位置する記録磁区８から発生する大きな漏洩磁束と、結合温度領域７における再生層１の大きなトータル磁化とが静磁結合して、記録層３における１つの磁区における磁化の方向のみの影響を受けて、再生層１に大きな磁区を形成することが容易となる。
【００３４】
この場合、再生層１と記録層３とは、少なくとも再生温度領域６において、希土類金属（ＲＥ）モーメントと遷移金属（ＴＭ）モーメントとが釣り合う補償組成に対して、ＴＭモーメントを多く含むＴＭｒｉｃｈ組成であることが必要となる。図２及び図４においては、再生層１と記録層３の磁化状態をＴＭモーメントの向きで表しているが、両層ともＴＭｒｉｃｈ組成であり、このＴＭモーメントの向きとトータル磁化の向きは同一である。
【００３５】
さらに、上記のように、再生層１と記録層３をともに上記結合温度領域７において十分な大きさのトータル磁化を有するように磁気特性を設定した場合において、両者におけるトータル磁化が極大となる温度を略一致させておき、再生装置の光照射手段によって、再生時にその温度近傍まで光磁気記録媒体を加熱するようにすれば、より円滑な拡大再生動作を実現できる。
【００３６】
〔第１の実施の形態〕
本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明すれば以下の通りである。本実施の形態では、光磁気記録媒体として光磁気ディスクを適用した場合について説明する。
【００３７】
本発明の光磁気記録媒体は、図５に示すように、光磁気ディスク基板１１上に透明誘電体保護層１２、再生層１、面内磁化層２、記録層３、保護層１３が順次形成された構成を有している。
【００３８】
このような光磁気ディスクでは、その記録方式としてキュリー温度記録方式が用いられており、半導体レーザから出射される光ビーム４が基板１１及び透明誘電体保護層１２を通して、再生層１へ絞りこまれ、記録層３をキュリー温度以上に温度上昇させると共に外部磁界を加えることにより、記録層３の磁化方向を制御することにより記録が行われる。また、再生は、同一光ビーム４を記録時よりも弱いパワーに設定し、極カー効果として知られる光磁気効果によって、情報の再生が行われるようになっている。上記極カー効果とは、光入射表面に垂直な磁化の向きにより、反射光の偏光面の回転の向きが逆方向になる現象である。
【００３９】
基板１１は、例えばポリカーボネート等の透明な基材からなり、ディスク状に形成され、膜形成表面に光ビーム４を導く案内溝等を有している。本発明において、該案内溝はランド部分のみまたは案内溝部分のみに記録を行なうための案内溝であっても良く、また、ランド部分及び案内溝部分の両方に記録を行なうための案内溝であっても良い。
【００４０】
透明誘電体保護層１２は、ＡｌＮ，ＳｉＮ，ＡｌＳｉＮ，Ｔａ２Ｏ３等の透明誘電体を用いることが望ましく、その膜厚は、入射する光ビーム４に対して、良好な干渉効果が実現し、媒体の極カー回転角が増大すべく設定される必要があり、光ビーム４の波長をλ、透明誘電体保護層１２の屈折率をｎとした場合、透明誘電体保護層１２の膜厚は（λ／（４ｎ））程度に設定される。例えば、光ビーム４の波長を６８０ｎｍとした場合、透明誘電体保護層１２の膜厚を４０ｎｍ〜１００ｎｍ程度に設定すれば良い。
【００４１】
再生層１は、ＴＭｒｉｃｈ組成の垂直磁化膜であり、再生温度近傍の温度において、再生層１において存在し得る安定な磁区の幅が、再生のために照射される光ビームスポット５の直径と同程度以上の大きさか、または、それ以上の大きさになるようその磁気特性が設定されている。さらに、面内磁化層２と交換結合することにより、面内磁化層２のキュリー温度未満の領域において、再生層１が面内磁化状態となる特性を有するものである。
【００４２】
再生層１のキュリー温度Ｔｃ１は、２００℃以上３６０℃以下であることが望ましい。Ｔｃ１＜２００℃においては、再生層１のキュリー温度低下にともなうカー回転角の低下が顕著となり、再生信号強度が低下し、良好な再生特性が得られなくなるとともに、再生層１のトータル磁化が小さくなることにより、記録層３との静磁結合が不安定となるため再生信号品質が劣化してしまう。Ｔｃ１＞３６０℃においては、再生層１のキュリー温度が上昇することにより、記録層３のキュリー温度近傍において、再生層１が大きな磁化を有することとなり、再生層１から発生する漏洩磁束が記録特性に影響を及ぼし、記録磁界が増大するとともに、記録ノイズが上昇し再生信号品質が劣化してしまう。
【００４３】
また、再生層１の膜厚は、２０以上８０ｎｍ以下の範囲に設定されていることが望ましい。再生層１の膜厚が２０ｎｍより薄くなると、光ビームが再生層１を透過して面内磁化層２において反射されることにより、実際に再生層１を通過して帰ってくる光量が少なくなり、再生信号強度が低下し、再生信号品質が劣化してしまう。また、再生層１の膜厚が８０ｎｍより厚くなると、膜厚増加による記録感度劣化が顕著となってくる。
【００４４】
上記磁気特性を満足する再生層１としては、ＧｄＦｅ、ＧｄＦｅＣｏ、ＧｄＮｄＦｅＣｏ等の材料からなる垂直磁化膜を採用することが可能である。
【００４５】
面内磁化層２は、希土類遷移金属合金からなる面内磁化膜からなり、少なくとも、そのキュリー温度が、再生層１及び記録層３のキュリー温度よりも低く設定されている。面内磁化層２のキュリー温度Ｔｃ２は、４０℃以上１４０℃以下であることが望ましい。Ｔｃ２＜４０℃においては、面内磁化層２のキュリー温度が低くなり過ぎることにより、面内磁化層２の磁化が小さくなることにより、再生層１の温度上昇していない部分において、安定した面内磁化状態を維持することが困難となり、再生信号品質が劣化してしまう。Ｔｃ１＞１４０℃においては、高い温度領域まで再生層１の面内磁化状態が維持され、磁区拡大する領域が狭くなり、再生信号強度が低下し、信号品質が劣化してしまう。また、面内磁化層２の膜厚は４０ｎｍ以上８０ｎｍ以下の範囲に設定されていることが望ましい。面内磁化層２の膜厚が４０ｎｍより薄くなると、記録層３からの交換結合力が面内磁化層２を介して再生層１へと伝わることにより、再生層１の温度上昇していない部分において、安定した面内磁化状態を維持することが困難となり、再生信号品質が劣化してしまう。また、面内磁化層２の膜厚が８０ｎｍより厚くなると、膜厚増加による記録感度劣化が顕著となってくる。
【００４６】
上記磁気特性を満足する面内磁化層２としては、ＧｄＦｅ、及び、ＧｄＦｅＤ、または、ＧｄＦｅＣｏＤ（Ｄは、Ｙ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ｓｉ，Ａｌの中から選ばれる元素、または、それら２種類以上の元素からなる。）、及び、ＧｄＨＲＦｅ、または、ＧｄＨＲＦｅＣｏ、または、ＧｄＨＲＦｅＣｏＤ（ＨＲは重希土類金属であり、Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒの中から選ばれる元素、または、それら２種類以上の元素からなる。一方、Ｄは、Ｙ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ａｌ，Ｓｉ，Ａｌの中から選ばれる元素、または、それら２種類以上の元素からなる。）、及び、ＧｄＬＲＦｅ、または、ＧｄＬＲＦｅＣｏ、または、ＧｄＬＲＦｅＣｏＤ（ＬＲは軽希土類金属であり、Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍの中から選ばれる元素、または、それら２種類以上の元素からなる。一方、Ｄは、Ｙ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ａｌ，Ｓｉ，Ａｌの中から選ばれる元素、または、それら２種類以上の元素からなる。）等の材料からなる面内磁化膜を採用することが可能である。
【００４７】
記録層３は、希土類遷移金属合金からなる垂直磁化膜からなり、そのキュリー温度が、少なくとも面内磁化層２のキュリー温度よりも高く設定されている。記録層３のキュリー温度Ｔｃ３は、１８０℃以上３００℃以下であることが望ましい。Ｔｃ３＜１８０℃においては、記録層３のキュリー温度が低くなり過ぎることにより、再生時、面内磁化層２をキュリー温度以上に加熱し、記録磁区８を再生層１へと拡大転写する際、わずかな温度上昇により記録層３がキュリー温度以上に加熱され、記録された情報が失われることになり、再生パワーマージンが狭くなってしまうとともに、記録層３のキュリー温度低下に伴い、記録層３から発生する漏洩磁束が小さくなり、再生層１と記録層３との安定な静磁結合状態を維持することが困難となり、再生信号品質が劣化してしまう。Ｔｃ３＞３００℃においては、記録を行なうために、記録層３を３００℃以上に加熱する必要があり、記録感度劣化が顕著となってくるとともに、再生層１及び面内磁化層２及び記録層３が３００℃以上に加熱されることにより、各磁性層の磁気特性が劣化し、記録消去にともない再生信号品質が劣化してしまう。また、記録層３の膜厚は３０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下の範囲に設定されていることが望ましい。記録層３の膜厚が３０ｎｍより薄くなると、記録層３が発生する漏洩磁束が小さくなり、再生層１と記録層３との安定な静磁結合状態を維持することが困難となり、再生信号品質が劣化してしまう。また、記録層３の膜厚が１２０ｎｍより厚くなると、膜厚増加による記録感度劣化が顕著となってくる。
【００４８】
上記磁気特性を満足する記録層３としては、ＴｂＦｅ、ＴｂＦｅＣｏ、ＤｙＦｅ、ＤｙＦｅＣｏ、ＴｂＤｙＦｅ、ＴｂＤｙＦｅＣｏ、ＴｂＦｅＤ、ＴｂＦｅＣｏＤ、ＤｙＦｅＤ、ＤｙＦｅＣｏＤ、ＴｂＤｙＦｅＤ、ＴｂＤｙＦｅＣｏＤ（Ｄは、Ｙ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ｓｉ，Ａｌの中から選ばれる元素、または、それら２種類以上の元素からなる。）等の材料からなる垂直磁化膜を採用することが可能である。
【００４９】
保護層１３は、ＡｌＮ，ＳｉＮ，ＡｌＳｉＮ，Ｔａ２Ｏ３等の透明誘電体、または、Ａｌ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｎｉ等の金属からなる非磁性金属合金からなり、再生層１及び面内磁化層２及び記録層３に用いる希土類遷移金属合金の酸化を防止する目的で形成されるものであり、その膜厚が５ｎｍ〜６０ｎｍの範囲に設定されている。
【００５０】
また、この構成に、更に、Ａｌ、ＡｌＴａ、ＡｌＴｉ、ＡｌＣｒ、ＡｌＮｉ、ＡｌＣｏ、Ｃｕ等からなる熱拡散金属層を付加することにより、媒体の熱的特性を改善することが可能となる。更に、場合によっては、保護層１３上、または、上記熱拡散層上に紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂または潤滑層が形成されることもある。
【００５１】
また、低磁界記録を目的として、記録層３に接して、記録層３の保磁力より小さな保磁力を有し、記録層３のキュリー温度よりも高いキュリー温度を有する垂直磁化膜、例えば、ＧｄＦｅＣｏ、ＧｄＴｂＦｅＣｏ、ＧｄＤｙＦｅＣｏ等の垂直磁化膜からなる記録補助層を積層して形成しても良い。
【００５２】
（実施例１）
次に、この構成の光磁気ディスクの形成方法及び記録再生方法の具体例を説明する。
【００５３】
（１） 光磁気ディスクの形成方法
上記構成の光磁気ディスクの形成方法について説明する。
まず、ＡｌターゲットとＧｄＦｅＣｏ合金ターゲットとＧｄＦｅＳｉ合金ターゲットとＴｂＦｅＣｏ合金ターゲットとをそれぞれ備えたスパッタ装置内に、案内溝を有しディスク状に形成されたポリカーボネート製の基板１１を配置する。そして、スパッタ装置内を１×１０−６Ｔｏｒｒまで真空排気した後、アルゴンと窒素の混合ガスを導入し、Ａｌターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記基板１１上にＡｌＮからなる透明誘電体保護層１２を膜厚８０ｎｍで形成する。
【００５４】
次に、再度、スパッタ装置内を１×１０−６Ｔｏｒｒまで真空排気した後、アルゴンガスを導入して、ＧｄＦｅＣｏ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記透明誘電体保護層１２上に、Ｇｄ０．２５（Ｆｅ０．８８Ｃｏ０．１２）０．７５からなる再生層１を膜厚４０ｎｍで形成する。その再生層１は、補償温度が０℃であり、キュリー温度が２８０℃であった。また、再生層１のみを成膜して保護膜を形成して磁化状態を調べた結果、室温からそのキュリー温度まで、常に、膜面に対して垂直方向に磁化を有する垂直磁化膜であった。
【００５５】
次に、引き続き、ＧｄＦｅＳｉ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記再生層１上に、（Ｇｄ０．３７Ｆｅ０．６３）０．８０Ｓｉ０．２０からなる面内磁化層２を膜厚６０ｎｍで形成する。その面内磁化層２は、キュリー温度が８０℃であり、室温からそのキュリー温度まで、常に、膜面に対して水平方向に磁化を有する面内磁化膜であった。
【００５６】
次に、引き続き、ＴｂＦｅＣｏ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記面内磁化層２上に、Ｔｂ０．２６（Ｆｅ０．８４Ｃｏ０．１６）０．７４からなる記録層３を膜厚６０ｎｍで形成する。その記録層３は、補償温度が５０℃、キュリー温度が２６０℃であり、室温からそのキュリー温度まで、常に、膜面に対して垂直方向に磁化を有する垂直磁化膜であった。
【００５７】
次に、アルゴンと窒素の混合ガスを導入し、Ａｌターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記記録層３上にＡｌＮからなる保護層１３を膜厚２０ｎｍで形成する。
【００５８】
ここで、透明誘電体保護層１２、再生層１、面内磁化層２、記録層３、保護層１３を積層した状態で再生層１の磁化状態を調べた結果、室温から面内磁化層２のキュリー温度まで面内磁化状態であり、面内磁化層２のキュリー温度以上の温度において垂直磁化状態となっていることが確認された。
【００５９】
次に、図６は、各磁性層のトータル磁化の温度依存性を示す図である。面内磁化層２のトータル磁化は、そのキュリー温度（８０℃）まで存在している。よって、８０℃まで、再生層１は面内磁化層２と交換結合することにより面内磁化状態となる。また、再生層１と記録層３とは、再生温度領域６においてＴＭｒｉｃｈ組成であり、そのトータル磁化の大きさは、結合温度領域７において最大となる。再生層１と記録層３のトータル磁化が大きくなることにより、この結合温度領域７において、再生層１と記録層３とが強く静磁結合し、記録層３の磁化情報が再生層１へと転写され、さらに、再生温度領域６において再生層１において安定に存在しうる磁区の幅が光ビームスポット５の直径と同程度の大きさ、または、それ以上の大きさになるように再生層１の磁気特性を設定されているため、再生温度領域６において磁壁の存在しない状態、すなわち、すべての磁化が同一方向を向いた単磁区状態をもっとも安定な状態とすることが可能となり、結合温度領域７において、再生層１へと転写された磁化状態は、再生温度領域６全体へと拡大転写されることになる。
【００６０】
（２） 記録再生特性
上記光磁気ディスクを、波長６８０ｎｍの半導体レーザを用いた光磁気ピックアップで、線速２．５ｍ／ｓの条件で評価した結果について説明する。
【００６１】
まず、記録再生用レーザを６ｍＷで連続照射しながら、記録磁界を±１５ｋＡ／ｍで変調することにより、記録層３に記録磁界の向きに対応した上向き磁化と下向き磁化との繰り返しパターンを形成した。記録磁界の変調周波数を変えることにより、０．１〜０．５μｍの範囲のマーク長の磁区パターンを記録した。ここで、マーク長とは、マーク長に対応する長さの記録磁区をマーク長の２倍の長さのピッチで形成していることを意味する。
【００６２】
次に、記録再生用レーザを２．５ｍＷで連続照射して測定したキャリアレベル（信号強度レベル）のマーク長依存性を実施例１として図７に示す。
【００６３】
比較のため、従来技術の図３０及び図３１において説明した特開平９−３２０１３４号公報に記載の光磁気記録媒体のキャリアレベルのマーク長依存性を比較例１として図７に示す。
【００６４】
比較例１は、透明誘電体層として、膜厚８０ｎｍのＡｌＮを用い、再生層として、室温においてＲＥｒｉｃｈ組成であり、膜厚４０ｎｍのＧｄ０．３０（Ｆｅ０．８０Ｃｏ０．２０）０．７０を用い、面内磁化層として、膜厚２０ｎｍの（Ｇｄ０．１１Ｆｅ０．８９）０．７５Ａｌ０．２５を用い、非磁性中間層として、膜厚４ｎｍのＡｌＮを用い、記録層として、膜厚４０ｎｍの（Ｇｄ０．５０Ｄｙ０．５０）０．２３（Ｆｅ０．８０Ｃｏ０．２０）０．７７を用い、保護層として、膜厚２０ｎｍのＡｌＮを用いた光磁気記録媒体である。
【００６５】
比較例１は実施例１と膜厚構成及び記録層のキュリー温度が異なるため、記録レーザパワーを６．２ｍＷとし、再生レーザパワーを２．０ｍＷとして評価を行なっている。
【００６６】
従来技術において説明したように、比較例１においては、記録磁区ａ８がそのままの大きさで再生層ａ１へと転写されることにより、マーク長が短くなると、キャリアレベルが急激に小さくなって行くのに対して、実施例１においては、記録磁区８が拡大されて再生層１へと転写されることにより、比較例１のキャリアレベルに比べて相対的に大きなキャリアレベルが得られるとともに、マーク長減少にともなうキャリアレベルの減少が比較的緩やかとなり、短いマーク長においても大きなキャリアレベルが得られていることがわかる。
【００６７】
〔第２の実施の形態〕
本発明の第２の実施の形態について、図面に基づいて説明すれば以下の通りである。本実施の形態では、光磁気記録媒体として光磁気ディスクを適用した場合について説明する。
【００６８】
図８，図９は、第２の実施の形態における再生時の状態を示す平面図と断面図である。第２の実施の形態は、図１及び図２に示す第１の実施の形態における面内磁化層２と記録層３との間に非磁性層１４が設けられている。
【００６９】
記録層３に形成された記録磁区８が、再生層１へと拡大転写され、光ビーム４により再生される原理は、第１の実施の形態と同じである。
【００７０】
第２の実施の形態においては、非磁性層１４を有しており、面内磁化層２と記録層３との交換結合が完全に遮断されることにより、面内磁化層２のキュリー温度以下の領域において、より薄い膜厚の面内磁化層２を用いて、再生層１における面内磁化状態をより安定して維持することが可能となる。
【００７１】
本実施の形態の光磁気記録媒体は、図１０に示すように、光磁気ディスク基板１１上に透明誘電体保護層１２、再生層１、面内磁化層２、非磁性層１４、記録層３、保護層１３が順次形成された構成を有している。
【００７２】
第２の実施の形態においては、面内磁化層２の膜厚は５ｎｍ以上８０ｎｍ以下の範囲に設定することが望ましい。面内磁化層２の膜厚が５ｎｍより薄くなると、面内磁化層２が薄くなりすぎることにより、再生層１の温度上昇していない部分において、安定した面内磁化状態を維持することが困難となり、再生信号品質が劣化してしまう。また、面内磁化層２の膜厚が８０ｎｍより厚くなると、膜厚増加による記録感度劣化が顕著となってくる。
【００７３】
また、非磁性層１４は、ＡｌＮ，ＳｉＮ，ＡｌＳｉＮ，Ｔａ２Ｏ３等の透明誘電体、または、Ａｌ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｎｉ等の金属からなる非磁性金属合金からなり、再生層１及び面内磁化層２と記録層３との交換結合を遮断する目的で形成されるものであり、その膜厚が０．５ｎｍ以上４０ｎｍ以下の範囲に設定されることが望ましい。非磁性層１４の膜厚が０．５ｎｍより小さくなると、再生層１及び面内磁化層２と記録層３との交換結合を安定して遮断することが困難となり、再生信号品質が劣化してしまう。また、非磁性層１４の膜厚が４０ｎｍより大きくなると、再生層１と記録層３との間隔が大きくなり過ぎることにより、再生層１と記録層３との安定した静磁結合状態を維持することが困難となり、再生信号品質が劣化してしまう。
【００７４】
また、この構成に、更に、Ａｌ、ＡｌＴａ、ＡｌＴｉ、ＡｌＣｒ、ＡｌＮｉ、ＡｌＣｏ、Ｃｕ等からなる熱拡散金属層を付加することにより、媒体の熱的特性を改善することが可能となる。更に、場合によっては、保護層１３上、または、上記熱拡散層上に紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂または潤滑層が形成されることもある。
【００７５】
また、低磁界記録を目的として、記録層３に接して、記録層３の保磁力より小さな保磁力を有し、記録層３のキュリー温度よりも高いキュリー温度を有する垂直磁化膜、例えば、ＧｄＦｅＣｏ、ＧｄＴｂＦｅＣｏ、ＧｄＤｙＦｅＣｏ等の垂直磁化膜からなる記録補助層を積層して形成しても良い。
【００７６】
（実施例２）
次に，この構成の光磁気ディスクの形成方法及び記録再生方法の具体例を説明する。
【００７７】
（１） 光磁気ディスクの形成方法
上記構成の光磁気ディスクの形成方法について説明する。
まず、ＡｌＳｉ合金ターゲットとＧｄＦｅＣｏ合金ターゲットとＧｄＦｅＳｉ合金ターゲットとＴｂＦｅＣｏ合金ターゲットとをそれぞれ備えたスパッタ装置内に、案内溝を有しディスク状に形成されたポリカーボネート製の基板１１を配置する。そして、スパッタ装置内を１×１０−６Ｔｏｒｒまで真空排気した後、アルゴンと窒素の混合ガスを導入し、ＡｌＳｉターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記基板１１上にＡｌＳｉＮからなる透明誘電体保護層１２を膜厚８０ｎｍで形成する。
【００７８】
次に、再度、スパッタ装置内を１×１０−６Ｔｏｒｒまで真空排気した後、アルゴンガスを導入して、ＧｄＦｅＣｏ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記透明誘電体保護層１２上に、Ｇｄ０．２５（Ｆｅ０．８８Ｃｏ０．１２）０．７５からなる再生層１を膜厚４０ｎｍで形成する。その再生層１は、垂直磁化膜であり、その補償温度が０℃であり、そのキュリー温度が２８０℃であった。また、再生層１のみを成膜して保護膜を形成して磁化状態を調べた結果、室温からそのキュリー温度まで、常に、膜面に対して垂直方向に磁化を有する垂直磁化膜であった。
【００７９】
次に、引き続き、ＧｄＦｅＳｉ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記再生層１上に、（Ｇｄ０．３７Ｆｅ０．６３）０．８０Ｓｉ０．２０からなる面内磁化層２を膜厚２０ｎｍで形成する。その面内磁化層２は、キュリー温度が８０℃であり、室温からそのキュリー温度まで、常に、膜面に対して水平方向に磁化を有する面内磁化膜であった。
【００８０】
次に、引き続き、ＡｌＳｉ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記面内磁化層２上にＡｌＳｉからなる非磁性層１４を膜厚３ｎｍで形成する。
【００８１】
次に、引き続き、ＴｂＦｅＣｏ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記面内磁化層２上に、Ｔｂ０．２６（Ｆｅ０．８４Ｃｏ０．１６）０．７４からなる記録層３を膜厚６０ｎｍで形成する。その記録層３は、補償温度が５０℃、キュリー温度が２６０℃であり、室温からそのキュリー温度まで、常に、膜面に対して垂直方向に磁化を有する垂直磁化膜であった。
【００８２】
次に、アルゴンと窒素の混合ガスを導入し、ＡｌＳｉ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記記録層３上にＡｌＳｉＮからなる保護層１３を膜厚２０ｎｍで形成する。
【００８３】
ここで、透明誘電体保護層１２、再生層１、面内磁化層２、非磁性層１４、記録層３、保護層１３を積層した状態で再生層１の磁化状態を調べた結果、室温からその面内磁化層２のキュリー温度まで面内磁化状態であり、面内磁化層２のキュリー温度以上の温度において垂直磁化状態となっていることが確認された。
【００８４】
（２） 記録再生特性
上記光磁気ディスクを、波長６８０ｎｍの半導体レーザを用いた光磁気ピックアップで、線速２．５ｍ／ｓの条件で評価した結果について説明する。
【００８５】
まず、記録再生用レーザを５．５ｍＷで連続照射しながら、記録磁界を±１５ｋＡ／ｍで変調することにより記録層３に、記録磁界の向きに対応した上向き磁化と下向き磁化との繰り返しパターンを形成した。記録磁界の変調周波数を変えることにより、０．１〜０．５μｍの範囲のマーク長の磁区パターンを記録した。ここで、マーク長とは、マーク長に対応する長さの記録磁区をマーク長の２倍の長さのピッチで形成していることを意味する。
【００８６】
次に、記録再生用レーザを２．２ｍＷで連続照射して測定したキャリアレベル（信号強度レベル）のマーク長依存性を実施例２として図１１に示す。
【００８７】
比較のため、実施例１及び比較例１のキャリアレベルのマーク長依存性を図１１に示す。ここで、比較例１と実施例１については、第１の実施の形態において説明した記録再生条件で評価を行なっている
比較例１と実施例１のキャリアレベルの差については、第１の実施の形態において説明した通りである。実施例２のキャリアレベルを見ると、実施例１とほぼ同程度のキャリアレベルの得られていることがわかる。実施例２においても、実施例１と同様に、記録磁区８が拡大されて再生層１へと転写されることにより、比較例１のキャリアレベルに比べて相対的に大きなキャリアレベルが得られるとともに、マーク長減少にともなうキャリアレベルの減少が比較的緩やかとなり、短いマーク長においても比較的大きなキャリアレベルが得られていることがわかる。
【００８８】
このように、面内磁化層２と記録層３との間に非磁性層１４を形成することにより、面内磁化層２の膜厚を相対的に薄くすることが可能となり、再生層１と記録層３とが近づくことにより、再生層１と記録層３との間により強い静磁結合力が働き、より安定した再生を行なうことができるとともに、相対的に低いレーザパワーでの記録再生を実現することができる。
【００８９】
〔第３の実施の形態〕
本発明の第３の実施の形態について、図面に基づいて説明すれば以下の通りである。本実施の形態では、光磁気記録媒体として光磁気ディスクを適用した場合について説明する。
【００９０】
図１２及び図１３は、第３の実施の形態における再生時の状態を示す平面図と断面図である。第３の実施の形態は、図１及び図２に示す第１の実施の形態における面内磁化層２と記録層３との間に、面内磁化層２のキュリー温度よりも高いキュリー温度であり、かつ、再生層１及び記録層３のキュリー温度よりも低いキュリー温度である第２の面内磁化層１５が設けられている。
【００９１】
第１の実施の形態においては、結合温度領域７において、記録層３から発生する漏洩磁束と再生層１とが強く静磁結合し、再生層１に転写された磁区が、再生温度領域６において拡大再生されなくてはならない、しかし、図６を見るとわかるように、記録層３のトータル磁化は、結合温度領域７まで温度上昇する過程において、徐々に大きくなっている。すなわち、記録層３から発生する漏洩磁束は、結合温度領域７において最大となるが、結合温度領域７の温度以下の温度においても存在しており、結合温度領域７の温度以下の温度において、再生層１と記録層３とが静磁結合することにより、再生温度領域６における安定した拡大再生が阻害され、再生信号品質が劣化することになる。
【００９２】
第３の実施の形態においては、図１３に示すように、結合温度領域７においてキュリー温度以上となる第２の面内磁化層１５を設けることにより、結合温度領域７の温度以下の温度において発生する漏洩磁束を抑制する。そして、結合温度領域７のみにおいて、記録層３から発生する漏洩磁束と再生層１とを強く静磁結合させることにより、再生層１の再生温度領域６において、安定した磁区拡大再生を実現することが可能となる。
【００９３】
本発明の光磁気記録媒体は、図１４に示すように、光磁気ディスク基板１１上に透明誘電体保護層１２、再生層１、面内磁化層２、第２の面内磁化層１５、記録層３、保護層１３が順次形成された構成を有している。
【００９４】
第３の実施の形態における透明誘電体保護層１２、再生層１、面内磁化層２、記録層３、保護層１３は、第１の実施の形態と同じ材料を用いることが可能である。
【００９５】
第２の面内磁化層１５は、希土類遷移金属合金からなる磁性膜からなり、少なくとも、そのキュリー温度が、面内磁化層２のキュリー温度よりも高く、かつ、再生層１及び記録層３のキュリー温度よりも低く設定されている。第２の面内磁化層１５のキュリー温度Ｔｃ１５は、１００℃以上２２０℃以下であることが望ましい。Ｔｃ２＜１００℃においては、第２の面内磁化層１５のキュリー温度が低くなり、第２の面内磁化層１５の磁化が小さくなることにより、結合温度領域７の温度以下の温度において、記録層３から発生する漏洩磁束を抑制することが困難となり、安定した磁区拡大再生をおこなうという特性改善の効果を期待することができない。Ｔｃ１＞２２０℃においては、第２の面内磁化層１５のキュリー温度と記録層３のキュリー温度が近接することにより、記録層３から発生する漏洩磁束が比較的高い温度まで抑制されることになる。そのため、結合温度領域７における再生層１と記録層３との静磁結合力が極めて弱くなり、再生層１への記録磁区の転写が不安定となり再生信号品質が劣化する。
【００９６】
また、面内磁化層２と第２の面内磁化層１５の膜厚は、面内磁化層２の膜厚が５ｎｍ以上であり、かつ、第２の面内磁化層１５の膜厚が４０ｎｍ以上であり、かつ、面内磁化層２と第２の面内磁化層１５のトータル膜厚が８０ｎｍ以下の範囲に設定されていることが望ましい。第２の面内磁化層１５の膜厚が４０ｎｍより薄くなると、記録層３から働く交換結合力により、第２の面内磁化層１５を安定した面内磁化状態を維持することが困難となり、結合温度領域７の温度以下の温度において、記録層３から発生する漏洩磁束を効果的に抑制することができず、安定した磁区拡大再生をおこなうという特性改善の効果を期待することができなくなる。また、面内磁化層２の膜厚が５ｎｍより薄くなると、再生層１及び第２の面内磁化層１５による磁気的結合の影響を受け、面内磁化層２のキュリー温度を安定して制御することが困難となる。すなわち、よりキュリー温度の高い再生層１と第２の面内磁化層１５との間に極めて薄い面内磁化層２が挟まれることにより、実質的な面内磁化層２のキュリー温度が高くなり、再生温度領域６が狭くなることにより、再生信号強度が低下してしまう。また、面内磁化層２と第２の面内磁化層１５のトータル膜厚が８０ｎｍより厚くなると、膜厚増加による記録感度劣化が顕著となってくる。
【００９７】
上記磁気特性を満足する第２の面内磁化層１５としては、ＧｄＦｅ、及び、ＧｄＦｅＣｏ、または、ＧｄＦｅＤ、または、ＧｄＦｅＣｏＤ（Ｄは、Ｙ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ｓｉ，Ａｌの中から選ばれる元素、または、それら２種類以上の元素からなる。）、及び、ＧｄＨＲＦｅ、または、ＧｄＨＲＦｅＣｏ、または、ＧｄＨＲＦｅＣｏＤ（ＨＲは重希土類金属であり、Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒの中から選ばれる元素、または、それら２種類以上の元素からなる。一方、Ｄは、Ｙ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ａｌ，Ｓｉ，Ａｌの中から選ばれる元素、または、それら２種類以上の元素からなる。）、及び、ＧｄＬＲＦｅ、または、ＧｄＬＲＦｅＣｏ、または、ＧｄＬＲＦｅＣｏＤ（ＬＲは軽希土類金属であり、Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍの中から選ばれる元素、または、それら２種類以上の元素からなる。一方、Ｄは、Ｙ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ａｌ，Ｓｉ，Ａｌの中から選ばれる元素、または、それら２種類以上の元素からなる。）等の材料からなる面内磁化膜を採用することが可能である。
【００９８】
また、この構成に、更に、Ａｌ、ＡｌＴａ、ＡｌＴｉ、ＡｌＣｒ、ＡｌＮｉ、ＡｌＣｏ、Ｃｕ等からなる熱拡散金属層を付加することにより、媒体の熱的特性を改善することが可能となる。更に、場合によっては、保護層１３上、または、上記熱拡散層上に紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂または潤滑層が形成されることもある。
【００９９】
また、低磁界記録を目的として、記録層３に接して、記録層３の保磁力より小さな保磁力を有し、記録層３のキュリー温度よりも高いキュリー温度を有する垂直磁化膜、例えば、ＧｄＦｅＣｏ、ＧｄＴｂＦｅＣｏ、ＧｄＤｙＦｅＣｏ等の垂直磁化膜からなる記録補助層を積層して形成しても良い。
【０１００】
（実施例３）
次に、この構成の光磁気ディスクの形成方法及び記録再生方法の具体例を説明する。
【０１０１】
（１） 光磁気ディスクの形成方法
上記構成の光磁気ディスクの形成方法について説明する。
まず、ＡｌＳｉ合金ターゲットとＧｄＦｅＣｏ合金ターゲットとＧｄＦｅＳｉ合金ターゲットＧｄＦｅ合金ターゲットとＴｂＦｅＣｏ合金ターゲットとをそれぞれ備えたスパッタ装置内に、案内溝を有しディスク状に形成されたポリカーボネート製の基板１１を配置する。そして、スパッタ装置内を１×１０−６Ｔｏｒｒまで真空排気した後、アルゴンと窒素の混合ガスを導入し、ＡｌＳｉ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記基板１１上にＡｌＳｉＮからなる透明誘電体保護層１２を膜厚８０ｎｍで形成する。
【０１０２】
次に、再度、スパッタ装置内を１×１０−６Ｔｏｒｒまで真空排気した後、アルゴンガスを導入して、ＧｄＦｅＣｏ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記透明誘電体保護層１２上に、Ｇｄ０．２５（Ｆｅ０．８８Ｃｏ０．１２）０．７５からなる再生層１を膜厚４０ｎｍで形成する。その再生層１は、垂直磁化膜であり、その補償温度が０℃であり、そのキュリー温度が２８０℃であった。また、再生層１のみを成膜して保護膜を形成して磁化状態を調べた結果、室温からそのキュリー温度まで、常に、膜面に対して垂直方向に磁化を有する垂直磁化膜であった。
【０１０３】
次に、引き続き、ＧｄＦｅＳｉ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記再生層１上に、（Ｇｄ０．３７Ｆｅ０．６３）０．８０Ｓｉ０．２０からなる面内磁化層２を膜厚１０ｎｍで形成する。その面内磁化層２は、キュリー温度が８０℃であり、室温からそのキュリー温度まで、常に、膜面に対して水平方向に磁化を有する面内磁化膜であった。
【０１０４】
次に、引き続き、ＧｄＦｅ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記面内磁化層２上にＧｄ０．１３Ｆｅ０．８７からなる第２の面内磁化層１５を膜厚５０ｎｍで形成する。その第２の面内磁化層１５は、キュリー温度が１４０℃であり、室温からそのキュリー温度まで、常に、膜面に対して水平方向に磁化を有する面内磁化膜であった。
【０１０５】
次に、引き続き、ＴｂＦｅＣｏ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記第２の面内磁化層１５上に、Ｔｂ０．２６（Ｆｅ０．８４Ｃｏ０．１６）０．７４からなる記録層３を膜厚６０ｎｍで形成する。その記録層３は、補償温度が５０℃、キュリー温度が２６０℃であり、室温からそのキュリー温度まで、常に、膜面に対して垂直方向に磁化を有する垂直磁化膜であった。
【０１０６】
次にアルゴンと窒素の混合ガスを導入し、ＡｌＳｉ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記記録層３上にＡｌＳｉＮからなる保護層１３を膜厚２０ｎｍで形成する。
【０１０７】
ここで、透明誘電体保護層１２、再生層１、面内磁化層２、第２の面内磁化層１５、記録層３、保護層１３を積層した状態で再生層１の磁化状態を調べた結果、室温から面内磁化層２のキュリー温度まで面内磁化状態であり、面内磁化層２のキュリー温度以上の温度において垂直磁化状態となっていることが確認された。
【０１０８】
（２） 記録再生特性
上記光磁気ディスクを、波長６８０ｎｍの半導体レーザを用いた光磁気ピックアップで、線速２．５ｍ／ｓの条件で評価した結果について説明する。
まず、記録再生用レーザを６ｍＷで連続照射しながら、記録磁界を±１５ｋＡ／ｍで変調することにより記録層３に、記録磁界の向きに対応した上向き磁化と下向き磁化との繰り返しパターンを形成した。記録磁界の変調周波数を変えることにより、０．１〜０．５μｍの範囲のマーク長の磁区パターンを記録した。ここで、マーク長とは、マーク長に対応する長さの記録磁区をマーク長の２倍の長さのピッチで形成していることを意味する。
【０１０９】
次に、記録再生用レーザを２．５ｍＷで連続照射して測定したキャリアレベル（信号強度レベル）のマーク長依存性を実施例３として図１５に示す。
【０１１０】
比較のため、実施例１及び比較例１のキャリアレベルのマーク長依存性を図１５に示す。ここで、比較例１及び実施例１については、第１の実施の形態において説明した記録再生条件で評価を行なっている。
【０１１１】
比較例１と実施例１のキャリアレベルの差については、第１の実施の形態において説明した通りである。実施例３のキャリアレベルを見ると、実施例１と同様に比較例１よりも大きなキャリアレベルが得られており、実施例１と同様に磁区の拡大再生が実現していることがわかる。さらに、実施例１と実施例３とを比較すると、短いマーク長において、より大きなキャリアレベルが得られていることがわかる。例えば、０．１μｍのマーク長において、実施例３のキャリアレベルは、実施例１のキャリアレベルよりも４ｄＢ程度大きくなっている。これは、第２の面内磁化層１５を設けることにより、結合温度領域７の温度以下の温度において発生する漏洩磁束が抑制され、結合温度領域７のみにおいて、記録層３から発生する漏洩磁束と再生層１とが強く静磁結合し、再生層１の再生温度領域６において安定した磁区拡大再生が行われることにより、より短いマーク長における安定した磁区拡大再生が実現した結果である。
【０１１２】
〔第４の実施の形態〕
本発明の第４の実施の形態について、図面に基づいて説明すれば以下の通りである。本実施の形態では、光磁気記録媒体として光磁気ディスクを適用した場合について説明する。
【０１１３】
図１６，図１７は、第４の実施の形態における再生時の状態を示す平面図と断面図である。第４の実施の形態は、図１２及び図１３に示す第３の実施の形態における第２の面内磁化層１５と記録層３との間に、非磁性層１６が設けられている。
【０１１４】
記録層３に形成された記録磁区８が、再生層１へと拡大転写され、光ビーム４により再生される原理は、第３の実施の形態と同じである。
【０１１５】
第４の実施の形態においては、非磁性層１６が形成されることにより、第２の面内磁化層１５と記録層３との交換結合が完全に遮断されることにより、より薄い膜厚の第２の面内磁化層１５を用いた場合においても、第２の面内磁化層１５における面内磁化状態をより安定して維持することが可能となり、結合温度領域７の温度以下の温度において記録層３から発生する漏洩磁束がより効果的に抑制され、結合温度領域７のみにおいて、記録層３から発生する漏洩磁束と再生層１とを強く静磁結合させ、再生層１の再生温度領域６において、安定した磁区拡大再生を実現することが可能となる。
【０１１６】
本発明の光磁気記録媒体は、図１８に示すように、光磁気ディスク基板１１上に透明誘電体保護層１２、再生層１、面内磁化層２、第２の面内磁化層１５、非磁性層１６、記録層３、保護層１３が順次形成された構成を有している。
【０１１７】
第４の実施の形態における透明誘電体保護層１２、再生層１、面内磁化層２、第２の面内磁化層１５、記録層３、保護層１３は、第３の実施の形態と同じ材料を用いることが可能である。ただし、第４の実施の形態においては、非磁性層１６により第２の面内磁化層１５と記録層３との交換結合が遮断されているため、第２の面内磁化層１５の膜厚を第３の実施の形態より薄くすることが可能となる。
【０１１８】
第４の実施の形態において、面内磁化層２と第２の面内磁化層１５の膜厚は、面内磁化層２の膜厚が５ｎｍ以上であり、かつ、第２の面内磁化層１５の膜厚が５ｎｍ以上であり、かつ、面内磁化層２と第２の面内磁化層１５のトータル膜厚が８０ｎｍ以下の範囲に設定されていることが望ましい。第２の面内磁化層１５の膜厚が５ｎｍより薄くなると、結合温度領域７の温度以下の温度において記録層３から発生する漏洩磁束を効果的に抑制することが困難となり、安定した磁区拡大再生を行うという特性改善の効果を期待することができなくなる。また、面内磁化層２の膜厚が５ｎｍより薄くなると、再生層１及び第２の面内磁化層１５による磁気的結合の影響を受け、面内磁化層２のキュリー温度を安定して制御することが困難となる。すなわち、よりキュリー温度の高い再生層１と第２の面内磁化層１５との間に極めて薄い面内磁化層２が挟まれることにより、実質的な面内磁化層２のキュリー温度が高くなり、再生温度領域６が狭くなることにより、再生信号強度が低下してしまう。また、面内磁化層２と第２の面内磁化層１５のトータル膜厚が８０ｎｍより厚くなると、膜厚増加による記録感度劣化が顕著となってくる。
【０１１９】
非磁性層１６は、ＡｌＮ，ＳｉＮ，ＡｌＳｉＮ，Ｔａ２Ｏ３等の透明誘電体、または、Ａｌ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｎｉ等の金属からなる非磁性金属合金からなり、再生層１及び面内磁化層２及び第２の面内磁化層１５と記録層３との交換結合を遮断する目的で形成されるものであり、その膜厚が０．５ｎｍ以上４０ｎｍ以下の範囲に設定されることが望ましい。非磁性層１６の膜厚が０．５ｎｍより小さくなると、再生層１及び面内磁化層２及び第２の面内磁化層１５と記録層３との交換結合を安定して遮断することが困難となり、再生信号品質が劣化してしまう。また、非磁性層１６の膜厚が４０ｎｍより大きくなると、再生層１と記録層３との間隔が大きくなり過ぎることにより、再生層１と記録層３との安定した静磁結合状態を維持することが困難となり、再生信号品質が劣化してしまう。
【０１２０】
また、この構成に、更に、Ａｌ、ＡｌＴａ、ＡｌＴｉ、ＡｌＣｒ、ＡｌＮｉ、ＡｌＣｏ、Ｃｕ等からなる熱拡散金属層を付加することにより、媒体の熱的特性を改善することが可能となる。更に、場合によっては、保護層１３上、または、上記熱拡散層上に紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂または潤滑層が形成されることもある。
【０１２１】
また、低磁界記録を目的として、記録層３に接して、記録層３の保磁力より小さな保磁力を有し、記録層３のキュリー温度よりも高いキュリー温度を有する垂直磁化膜、例えば、ＧｄＦｅＣｏ、ＧｄＴｂＦｅＣｏ、ＧｄＤｙＦｅＣｏ等の垂直磁化膜からなる記録補助層を積層して形成しても良い。
【０１２２】
（実施例４）
次に、この構成の光磁気ディスクの形成方法及び記録再生方法の具体例を説明する。
（１） 光磁気ディスクの形成方法
上記構成の光磁気ディスクの形成方法について説明する。
【０１２３】
まず、ＡｌＳｉ合金ターゲットとＧｄＦｅＣｏ合金ターゲットとＧｄＦｅＳｉ合金ターゲットＧｄＦｅ合金ターゲットとＴｂＦｅＣｏ合金ターゲットとをそれぞれ備えたスパッタ装置内に、案内溝を有しディスク状に形成されたポリカーボネート製の基板１１を配置する。そして、スパッタ装置内を１×１０−６Ｔｏｒｒまで真空排気した後、アルゴンと窒素の混合ガスを導入し、ＡｌＳｉ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記基板１１上にＡｌＳｉＮからなる透明誘電体保護層１２を膜厚８０ｎｍで形成する。
【０１２４】
次に、再度、スパッタ装置内を１×１０−６Ｔｏｒｒまで真空排気した後、アルゴンガスを導入して、ＧｄＦｅＣｏ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記透明誘電体保護層１２上に、Ｇｄ０．２５（Ｆｅ０．８８Ｃｏ０．１２）０．７５からなる再生層１を膜厚４０ｎｍで形成する。その再生層１は、垂直磁化膜であり、その補償温度が０℃であり、そのキュリー温度が２８０℃であった。また、再生層１のみを成膜して保護膜を形成して磁化状態を調べた結果、室温からそのキュリー温度まで、常に、膜面に対して垂直方向に磁化を有する垂直磁化膜であった。
【０１２５】
次に、引き続き、ＧｄＦｅＳｉ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記再生層１上に、（Ｇｄ０．３７Ｆｅ０．６３）０．８０Ｓｉ０．２０からなる面内磁化層２を膜厚１０ｎｍで形成する。その面内磁化層２は、キュリー温度が８０℃であり、室温からそのキュリー温度まで、常に、膜面に対して水平方向に磁化を有する面内磁化膜であった。
【０１２６】
次に、引き続き、ＧｄＦｅ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記面内磁化層２上にＧｄ０．１３Ｆｅ０．８７からなる第２の面内磁化層１５を膜厚２０ｎｍで形成する。その第２の面内磁化層１５は、キュリー温度が１４０℃であり、室温からそのキュリー温度まで、常に、膜面に対して水平方向に磁化を有する面内磁化膜であった。
【０１２７】
次に、アルゴンと窒素の混合ガスを導入し、ＡｌＳｉ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記第２の面内磁化層１５上にＡｌＳｉＮからなる非磁性層１６を膜厚５ｎｍで形成する。
【０１２８】
次に、再度、スパッタ装置内を１×１０−６Ｔｏｒｒまで真空排気した後、アルゴンガスを導入して、ＴｂＦｅＣｏ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記非磁性層１６上に、Ｔｂ０．２６（Ｆｅ０．８４Ｃｏ０．１６）０．７４からなる記録層３を膜厚６０ｎｍで形成する。その記録層３は、補償温度が５０℃、キュリー温度が２６０℃であり、室温からそのキュリー温度まで、常に、膜面に対して垂直方向に磁化を有する垂直磁化膜であった。
【０１２９】
次に、アルゴンと窒素の混合ガスを導入し、ＡｌＳｉ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記記録層３上にＡｌＳｉＮからなる保護層１３を膜厚２０ｎｍで形成する。
【０１３０】
ここで、透明誘電体保護層１２、再生層１、面内磁化層２、第２の面内磁化層１５、非磁性層１６、記録層３、保護層１３を積層した状態で再生層１の磁化状態を調べた結果、室温から面内磁化層２のキュリー温度まで面内磁化状態であり、面内磁化層２のキュリー温度以上の温度において垂直磁化状態となっていることが確認された。
【０１３１】
（２） 記録再生特性
上記光磁気ディスクを、波長６８０ｎｍの半導体レーザを用いた光磁気ピックアップで、線速２．５ｍ／ｓの条件で評価した結果について説明する。
【０１３２】
まず、記録再生用レーザを５．６ｍＷで連続照射しながら、記録磁界を±１５ｋＡ／ｍで変調することにより記録層３に、記録磁界の向きに対応した上向き磁化と下向き磁化との繰り返しパターンを形成した。記録磁界の変調周波数を変えることにより、０．１〜０．５μｍの範囲のマーク長の磁区パターンを記録した。ここで、マーク長とは、マーク長に対応する長さの記録磁区をマーク長の２倍の長さのピッチで形成していることを意味する。
【０１３３】
次に、記録再生用レーザを２．３ｍＷで連続照射して測定したキャリアレベル（信号強度レベル）のマーク長依存性を実施例４として図１９に示す。
【０１３４】
比較のため、実施例３及び比較例１のキャリアレベルのマーク長依存性を図１９に示す。ここで、比較例１と実施例３については、第１の実施の形態及び第３の実施の形態において説明した記録再生条件で評価を行なっている。
【０１３５】
比較例１と実施例３のキャリアレベルの差については、第３の実施の形態において説明した通りである。実施例４のキャリアレベルを見ると、実施例３とほぼ同程度のキャリアレベルの得られていることがわかる。実施例４においても、実施例３と同様に、記録磁区８が拡大されて再生層１へと転写されることにより、比較例１のキャリアレベルに比べて相対的に大きなキャリアレベルが得られるとともに、マーク長減少にともなうキャリアレベルの減少が比較的緩やかとなり、短いマーク長において比較的大きなキャリアレベルが得られていることがわかる。
【０１３６】
このように、第２の面内磁化層１５と記録層３との間に非磁性層１６を形成することにより、第２の面内磁化層１５の膜厚を相対的に薄くすることが可能となり、再生層１と記録層３とが近づくことにより、再生層１と記録層３との間により強い静磁結合力が働き、より安定した再生を行なうことができるとともに、相対的に低いレーザパワーでの記録再生を実現することができる。
【０１３７】
〔第５の実施の形態〕
本発明の第５の実施の形態の光磁気記録媒体について、図２０及び図２１及び図２２を用いて詳細に説明する。
【０１３８】
第１の実施の形態及び第２の実施の形態は、結合温度領域７において記録層３から発生する漏洩磁束と再生層１とを静磁結合させ、磁区拡大再生を実現し、第３の実施の形態及び第４の実施の形態は、第２の面内磁化層１５を用いて、結合温度領域７の温度以下において記録層３から発生する漏洩磁束を抑制することにより、再生層１におけるより安定した磁区拡大再生を実現するものであった。
【０１３９】
第５の実施の形態は記録層３に接して、記録層３と磁気的極性が異なり、かつ、記録層３のキュリー温度より低いキュリー温度を有する磁束調整層１７を積層し、記録層３及び磁束調整層１７から発生する漏洩磁束を制御することにより、結合温度領域７の温度以下において記録層３及び磁束調整層１７から発生する漏洩磁束を抑制し、再生層１におけるより安定した磁区拡大再生を実現するものである。
【０１４０】
図２２は、図２１の記録層３と磁束調整層１７のみの磁化状態を示す拡大断面図である。図２２において、磁束調整層１７は、室温からそのキュリー温度まで常にＲＥｒｉｃｈ組成の垂直磁化膜からなり、ＴＭモーメントの向きとトータル磁化の向きとが反平行となっている。一方、記録層３は、室温からそのキュリー温度まで常にＴＭｒｉｃｈ組成の垂直磁化膜からなり、ＴＭモーメントの向きとトータル磁化の向きとが平行となっている。ここで、磁束調整層１７と記録層３とが積層されることにより、交換結合力が働き、両層のＴＭモーメントの向きが平行に揃えられる。この場合、磁束調整層１７のトータル磁化の向きと記録層３のトータル磁化の向きが反平行となる。磁束調整層１７及び記録層３から発生する漏洩磁束は、これらのトータル磁化の総和であり、磁束調整層１７のトータル磁化と記録層３のトータル磁化とが打ち消し合うため、殆ど漏洩磁束の存在しない状態を実現することが可能となる。一方、磁束調整層１７のキュリー温度以上の温度においては、磁束調整層１７のトータル磁化が存在しなくなるため、記録層３のみから漏洩磁束が発生することになる。従って、結合温度領域７のみにおいて、記録層３から大きな漏洩磁束が発生することになり、再生層１におけるより安定した磁区拡大再生を実現することが可能となる。
【０１４１】
次に、本発明の第５の実施の形態を光磁気記録媒体として光磁気ディスクを適用した場合について図面を用いて説明する。
【０１４２】
本発明の光磁気記録媒体は、図２３に示すように、光磁気ディスク基板１１上に透明誘電体保護層１２、再生層１、面内磁化層２、磁束調整層１７、記録層３、保護層１３が順次形成された構成を有している。
【０１４３】
第５の実施の形態における基板１１、透明誘電体保護層１２、再生層１、面内磁化層２、保護層１５は、第１の実施の形態に記載の材料を同様にして用いることが可能である。
【０１４４】
磁束調整層１７及び記録層３は、希土類遷移金属合金からなる垂直磁化膜であり、結合温度領域７のみにおいて、記録層３から強い漏洩磁束を発生させるため、磁束調整層１７のキュリー温度が、記録層３のキュリー温度より低く、かつ、面内磁化層２のキュリー温度より高く設定されているとともに、磁束調整層１７と記録層３の磁気的極性が異なるように設定されている。すなわち、磁束調整層１７としてＲＥｒｉｃｈ組成の希土類遷移金属合金垂直磁化膜を用いた場合、記録層３として、ＴＭｒｉｃｈ組成の希土類遷移金属合金垂直磁化膜が用いられ、磁束調整層１７としてＴＭｒｉｃｈ組成の希土類遷移金属合金垂直磁化膜を用いた場合、記録層３として、ＲＥｒｉｃｈ組成の希土類遷移金属合金垂直磁化膜が用いられる必要がある。
【０１４５】
ここで、面内磁化層２及び記録層３及び磁束調整層１７のキュリー温度をそれぞれＴｃ２、Ｔｃ３、Ｔｃ１７とした時、少なくとも、Ｔｃ２＜Ｔｃ１７＜Ｔｃ３である必要がある。さらに、（Ｔｃ３−１２０℃≦Ｔｃ１７≦Ｔｃ３−６０℃）なる条件を満足するように設定されていることが望ましい。Ｔｃ１７＜Ｔｃ３−１２０℃においては、磁束調整層１７のキュリー温度低下にともない、磁束調整層１７のトータル磁化が小さくなることにより、記録層３から発生する漏洩磁束の調整が不十分となり、結合温度領域７より広い範囲において、記録層３から大きな漏洩磁束が発生することとなり、短いマーク長における再生信号品質が劣化してしまう。また、Ｔｃ１７＞Ｔｃ３−６０℃においては、磁束調整層１７のキュリー温度が高くなりすぎることにより、結合温度領域において記録層３から発生する漏洩磁束が小さくなりすぎるため、記録層３から再生層１への記録磁区８の拡大転写が不安定となり、再生信号品質が劣化してしまう。
【０１４６】
また、記録層３の膜厚を３０ｎｍ以上に設定し、かつ、磁束調整層１７の膜厚を１０ｎｍ以上に設定し、かつ、記録層３と磁束調整層１７のトータル膜厚を１２０ｎｍ以下に設定することが望ましい。記録層３の膜厚が３０ｎｍより薄くなると、記録層３が発生する漏洩磁束が小さくなり、再生層１と記録層３との安定な静磁結合状態を維持することが困難となり、再生信号品質が劣化してしまう。また、磁束調整層１７の膜厚が１０ｎｍより薄くなると、磁束調整層１７の膜厚減少にともない、記録層３から発生する漏洩磁束の調整が不十分となり、短いマーク長における再生信号品質が劣化してしまう。また、記録層３と磁束調整層１７のトータル膜厚が１２０ｎｍより厚くなると、膜厚増加による記録感度劣化が顕著となってくる。
【０１４７】
上記磁気特性を満足する記録層３及び磁束調整層１７としては、ＴｂＦｅ、ＴｂＦｅＣｏ、ＤｙＦｅ、ＤｙＦｅＣｏ、ＴｂＤｙＦｅ、ＴｂＤｙＦｅＣｏ、ＴｂＦｅＤ、ＴｂＦｅＣｏＤ、ＤｙＦｅＤ、ＤｙＦｅＣｏＤ、ＴｂＤｙＦｅＤ、ＴｂＤｙＦｅＣｏＤ（Ｄは、Ｙ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ｓｉ，Ａｌの中から選ばれる元素、または、それら２種類以上の元素からなる。）等の材料からなる垂直磁化膜を採用することが可能である。
【０１４８】
本実施の形態においては、記録層３と磁束調整層１７の磁気的極性が異なっていればよく、記録層３と磁束調整層１７の形成順序は図２３と逆であってもかまわない。
【０１４９】
また、この構成に、更に、Ａｌ、ＡｌＴａ、ＡｌＴｉ、ＡｌＣｒ、ＡｌＮｉ、ＡｌＣｏ、Ｃｕ等からなる熱拡散金属層を付加することにより、媒体の熱的特性を改善することが可能となる。更に、場合によっては、保護層１５上、または、上記熱拡散層上に紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂または潤滑層が形成されることもある。
【０１５０】
また、低磁界記録を目的として、記録層３に接して、記録層３のキュリー温度よりも高いキュリー温度を有する垂直磁化膜、例えば、ＧｄＦｅＣｏ、ＧｄＴｂＦｅＣｏ、ＧｄＤｙＦｅＣｏ等の垂直磁化膜からなる記録補助層を積層して形成しても良い。
【０１５１】
（実施例５）
次に、この構成の光磁気ディスクの形成方法及び記録再生方法の具体例を説明する。
【０１５２】
（１） 光磁気ディスクの形成方法
上記構成の光磁気ディスクの形成方法について説明する。
まず、ＡｌターゲットとＧｄＦｅＣｏ合金ターゲットとＧｄＦｅＳｉ合金ターゲットとＴｂＤｙＦｅＣｏ合金ターゲットとＴｂＦｅＣｏ合金ターゲットとをそれぞれ備えたスパッタ装置内に、案内溝を有しディスク状に形成されたポリカーボネート製の基板１１を配置する。そして、スパッタ装置内を１×１０−６Ｔｏｒｒまで真空排気した後、アルゴンと窒素の混合ガスを導入し、Ａｌターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記基板１１上にＡｌＮからなる透明誘電体保護層１２を膜厚８０ｎｍで形成する。
【０１５３】
次に、再度、スパッタ装置内を１×１０−６Ｔｏｒｒまで真空排気した後、アルゴンガスを導入して、ＧｄＦｅＣｏ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記透明誘電体保護層１２上に、Ｇｄ０．２５（Ｆｅ０． ８８Ｃｏ０．１２）０．７５からなる再生層１を膜厚４０ｎｍで形成する。その再生層１は、垂直磁化膜であり、その補償温度が０℃であり、そのキュリー温度が２８０℃であった。また、再生層１のみを成膜して保護膜を形成して磁化状態を調べた結果、室温からそのキュリー温度まで、常に、膜面に対して垂直方向に磁化を有する垂直磁化膜であった。
【０１５４】
次に、引き続き、ＧｄＦｅＳｉ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記再生層１上に、（Ｇｄ０．３７Ｆｅ０．６３）０．８０Ｓｉ０．２０からなる面内磁化層２を膜厚６０ｎｍで形成する。その面内磁化層２は、キュリー温度が８０℃であり、室温からそのキュリー温度まで、常に、膜面に対して水平方向に磁化を有する面内磁化膜であった。
【０１５５】
次に、引き続き、ＴｂＤｙＦｅＣｏ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記面内磁化層２上に、（Ｔｂ０．５Ｄｙ０．５）０．２９（Ｆｅ０．８４Ｃｏ０．１６）０．７１からなる磁束調整層１７を膜厚３０ｎｍで形成する。その磁束調整層１７は、キュリー温度が１４０℃であり、室温からそのキュリー温度まで、常に、ＲＥｒｉｃｈ組成の垂直磁化膜であった。
【０１５６】
次に、引き続き、ＴｂＦｅＣｏ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記磁束調整層１７上に、Ｔｂ０．２２（Ｆｅ０．８４Ｃｏ０．１６）０．７８からなる記録層３を膜厚６０ｎｍで形成する。その記録層３は、補償温度が０℃であり、キュリー温度が２８０℃であり、室温からそのキュリー温度まで、常に、ＴＭｒｉｃｈ組成の垂直磁化膜であった。
【０１５７】
次に、アルゴンと窒素の混合ガスを導入し、Ａｌターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記記録層３上にＡｌＮからなる保護層１３を膜厚２０ｎｍで形成する。
【０１５８】
ここで、透明誘電体保護層１２、再生層１、面内磁化層２、磁束調整層１７、記録層３、保護層１３を積層した状態で再生層１の磁化状態を調べた結果、室温から面内磁化層２のキュリー温度まで面内磁化状態であり、面内磁化層２のキュリー温度以上の温度において垂直磁化状態となっていることが確認された。
【０１５９】
次に、図２４は、磁束調整層１７のみのトータル磁化Ｍ１７と記録層３のみのトータル磁化Ｍ３の温度依存性、及び、磁束調整層１７と記録層３とを積層したときのトータル磁化に対応する磁化として、Ｍｔ（Ｍｔ＝Ｍ３＋Ｍ１７／２）の温度依存性を示す図である。ここで、磁束調整層１７と記録層３の磁気的極性が異なるため、両者のトータル磁化の向きは反平行となっている。そこで、記録層３のトータル磁化を正の値で、磁束調整層１７の値を負の値で示している。
【０１６０】
Ｍ３とＭｔとを比較すると、結合温度領域７までの温度上昇にともなうトータル磁化の増加がより急峻になっている。すなわち、磁束調整層１７を設けることにより、結合温度領域７における記録層３と再生層１との強い静磁結合を維持するとともに、結合温度領域７の温度よりも低い温度領域において、記録層３及び磁束調整層１７から発生する漏洩磁束を比較的小さくし、再生層１との静磁結合を比較的弱くすることが可能となる。
【０１６１】
（２） 記録再生特性
上記光磁気ディスクを、波長６８０ｎｍの半導体レーザを用いた光磁気ピックアップで、線速２．５ｍ／ｓの条件で評価した結果について説明する。
【０１６２】
まず、記録再生用レーザを６．５ｍＷで連続照射しながら、記録磁界を±１５ｋＡ／ｍで変調することにより記録層３及び磁束調整層１７に、記録磁界の向きに対応した上向き磁化と下向き磁化との繰り返しパターンを形成した。記録磁界の変調周波数を変えることにより、０．１〜０．５μｍの範囲のマーク長の磁区パターンを記録した。ここで、マーク長とは、マーク長に対応する長さの記録磁区をマーク長の２倍の長さのピッチで形成していることを意味する。
【０１６３】
次に、記録再生用レーザを２．８ｍＷで連続照射して測定したキャリアレベル（信号強度レベル）のマーク長依存性を実施例５１として図２５に示す。
【０１６４】
比較のため、実施例１と比較例１におけるキャリアレベルのマーク長依存性、及び、実施例５１の構成において、磁束調整層１７を設けていない光磁気ディスクにおけるキャリアレベルを実施例５２として同図に示す。ここで、実施例１と比較例１の記録再生パワーは、第１の実施の形態と同じ条件で行い、実施例５２においては、記録時のレーザパワーを６．０ｍＷとし、再生時のレーザパワーを２．５ｍＷとしている。
【０１６５】
比較例１と比較した場合、実施例５１及び実施例５２ともに、実施例１とほぼ同程度のキャリアレベルが得られており、実施例５１及び実施例５２において、実施例１と同様な磁区拡大再生の実現が確認される。
【０１６６】
次に、実施例１と実施例５２との媒体構成は、全く同じであるが、実施例１の記録層３の補償温度が５０℃であり、室温近傍の温度で記録層３からの漏洩磁束が極めて小さくなっているため、良好な磁区拡大再生が実現しているのに対して、実施例５２の記録層３の補償温度は０℃であり、室温近傍の温度で記録層３から漏洩磁束が発生し、良好な磁区拡大再生を阻害されるため、実施例５２のキャリアレベルは、実施例１のキャリアレベルよりも小さくなっている。
【０１６７】
次に、実施例５１と実施例５２とを比較すると、磁束調整層１７を設けることにより、室温近傍の温度における記録層３からの漏洩磁束が抑制されることにより、良好な磁区拡大再生が実現し、実施例５１のキャリアレベルが実施例５２のキャリアレベルよりも高くなっていることがわかかる。さらに、実施例５１のキャリアレベルは、実施例１のキャリアレベルよりも高くなっていることがわかる。これは、実施例５１の記録層３として、実施例１の記録層３よりも、より多くの遷移金属元素を含有する希土類遷移金属合金薄膜を用いることが可能となり、実施例５１において、結合温度領域で、より強い漏洩磁束を発生させることにより、記録層３と再生層１とがより強く静磁結合し、より安定した磁区拡大再生が実現したことによるものである。
【０１６８】
〔第６の実施の形態〕
本発明の第６の実施の形態について、図面に基づいて説明すれば以下の通りである。本実施の形態では、光磁気記録媒体として光磁気ディスクを適用した場合について説明する。
【０１６９】
図２６及び図２７は、第６の実施の形態における再生時の状態を示す平面図と断面図である。第６の実施の形態は、図２０及び図２１に示す第５の実施の形態における面内磁化層２と磁束調整層１７との間に非磁性層１４が設けられている。
【０１７０】
記録層３に形成された記録磁区８が、再生層１へと拡大転写され、光ビーム４により再生される原理は、第５の実施の形態と同じである。
【０１７１】
第６の実施の形態においては、非磁性層１４が形成されることにより、再生層１及び面内磁化層２と磁束調整層１７及び記録層３との交換結合が完全に遮断されることにより、面内磁化層２のキュリー温度以下の領域において、より薄い膜厚の面内磁化層２を用いて、再生層１における面内磁化状態をより安定して維持することが可能となる。
【０１７２】
本発明の光磁気記録媒体は、図２８に示すように、光磁気ディスク基板１１上に透明誘電体保護層１２、再生層１、面内磁化層２、非磁性層１４、磁束調整層１７、記録層３、保護層１３が順次形成された構成を有している。
【０１７３】
第６の実施の形態における透明誘電体保護層１２、再生層１、面内磁化層２、磁束調整層１７、記録層３、保護層１３は、第５の実施の形態と同じ材料を用いることが可能である。但し、第６の実施の形態においては、非磁性層１４により再生層１及び面内磁化層２と磁束調整層１７及び記録層３との交換結合が遮断されているため、面内磁化層２の膜厚を第５の実施の形態より薄くすることが可能となる。第６の実施の形態においては、面内磁化層２の膜厚が５ｎｍ以上８０ｎｍ以下の範囲に設定されていることが望ましい。面内磁化層２の膜厚が５ｎｍより薄くなると、面内磁化層２が薄くなりすぎることにより、再生層１の温度上昇していない部分において、安定した面内磁化状態を維持することが困難となり、再生信号品質が劣化してしまう。また、面内磁化層２の膜厚が８０ｎｍより厚くなると、膜厚増加による記録感度劣化が顕著となってくる。
【０１７４】
また、非磁性層１４は、ＡｌＮ，ＳｉＮ，ＡｌＳｉＮ，Ｔａ２Ｏ３等の透明誘電体、または、Ａｌ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｎｉ等の金属からなる非磁性金属合金からなり、再生層１及び面内磁化層２と記録層３との交換結合を遮断する目的で形成されるものであり、その膜厚が０．５ｎｍ以上４０ｎｍ以下の範囲に設定されることが望ましい。非磁性層１４の膜厚が０．５ｎｍより小さくなると、再生層１及び面内磁化層２と記録層３との交換結合を安定して遮断することが困難となり、再生信号品質が劣化してしまう。また、非磁性層１４の膜厚が４０ｎｍより大きくなると、再生層１と記録層３との間隔が大きくなり過ぎることにより、再生層１と記録層３との安定した静磁結合状態を維持することが困難となり、再生信号品質が劣化してしまう。
【０１７５】
また、この構成に、更に、Ａｌ、ＡｌＴａ、ＡｌＴｉ、ＡｌＣｒ、ＡｌＮｉ、ＡｌＣｏ、Ｃｕ等からなる熱拡散金属層を付加することにより、媒体の熱的特性を改善することが可能となる。更に、場合によっては、保護層１３上、または、上記熱拡散層上に紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂または潤滑層が形成されることもある。
【０１７６】
また、低磁界記録を目的として、記録層３に接して、記録層３の保磁力より小さな保磁力を有し、記録層３のキュリー温度よりも高いキュリー温度を有する垂直磁化膜、例えば、ＧｄＦｅＣｏ、ＧｄＴｂＦｅＣｏ、ＧｄＤｙＦｅＣｏ等の垂直磁化膜からなる記録補助層を積層して形成しても良い。
【０１７７】
（実施例６）
次に、この構成の光磁気ディスクの形成方法及び記録再生方法の具体例を説明する。
【０１７８】
（１） 光磁気ディスクの形成方法
上記構成の光磁気ディスクの形成方法について説明する。
【０１７９】
まず、ＡｌＳｉ合金ターゲットとＧｄＦｅＣｏ合金ターゲットとＧｄＦｅＳｉ合金ターゲットとＴｂＤｙＦｅＣｏ合金ターゲットとＴｂＦｅＣｏ合金ターゲットとをそれぞれ備えたスパッタ装置内に、案内溝を有しディスク状に形成されたポリカーボネート製の基板１１を配置する。そして、スパッタ装置内を１×１０−６Ｔｏｒｒまで真空排気した後、アルゴンと窒素の混合ガスを導入し、ＡｌＳｉ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記基板１１上にＡｌＳｉＮからなる透明誘電体保護層１２を膜厚８０ｎｍで形成する。
【０１８０】
次に、再度、スパッタ装置内を１×１０−６Ｔｏｒｒまで真空排気した後、アルゴンガスを導入して、ＧｄＦｅＣｏ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記透明誘電体保護層１２上に、Ｇｄ０．２５（Ｆｅ０．８８Ｃｏ０．１２）０．７５からなる再生層１を膜厚４０ｎｍで形成する。その再生層１は、垂直磁化膜であり、その補償温度が０℃であり、そのキュリー温度が２８０℃であった。また、再生層１のみを成膜して保護膜を形成して磁化状態を調べた結果、室温からそのキュリー温度まで、常に、膜面に対して垂直方向に磁化を有する垂直磁化膜であった。
【０１８１】
次に、引き続き、ＧｄＦｅＳｉ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記再生層１上に、（Ｇｄ０．３７Ｆｅ０．６３）０．８０Ｓｉ０．２０からなる面内磁化層２を膜厚２０ｎｍで形成する。その面内磁化層２は、キュリー温度が８０℃であり、室温からそのキュリー温度まで、常に、膜面に対して水平方向に磁化を有する面内磁化膜であった。
【０１８２】
次に、引き続き、ＡｌＳｉ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記面内磁化層２上にＡｌＳｉからなる非磁性層１４を膜厚３ｎｍで形成する。
【０１８３】
次に、引き続き、ＴｂＤｙＦｅＣｏ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記非磁性層１４上に、（Ｔｂ０．５Ｄｙ０．５）０．２９（Ｆｅ０．８４Ｃｏ０．１６）０．７１からなる磁束調整層１７を膜厚３０ｎｍで形成する。その磁束調整層１７は、キュリー温度が１４０℃であり、室温からそのキュリー温度まで、常に、ＲＥｒｉｃｈ組成の垂直磁化膜であった。
【０１８４】
次に、引き続き、ＴｂＦｅＣｏ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記磁束調整層１７上に、Ｔｂ０．２２（Ｆｅ０．８４Ｃｏ０．１６）０．７８からなる記録層３を膜厚６０ｎｍで形成する。その記録層３は、補償温度が０℃であり、キュリー温度が２８０℃であり、室温からそのキュリー温度まで、常に、ＴＭｒｉｃｈ組成の垂直磁化膜であった。
【０１８５】
次に、アルゴンと窒素の混合ガスを導入し、ＡｌＳｉ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記記録層３上にＡｌＳｉＮからなる保護層１３を膜厚２０ｎｍで形成する。
【０１８６】
ここで、透明誘電体保護層１２、再生層１、面内磁化層２、非磁性層１４、磁束調整層１７、記録層３、保護層１３を積層した状態で再生層１の磁化状態を調べた結果、室温からその面内磁化層２のキュリー温度まで面内磁化状態であり、面内磁化層２のキュリー温度以上の温度において垂直磁化状態となっていることが確認された。
【０１８７】
（２） 記録再生特性
上記光磁気ディスクを、波長６８０ｎｍの半導体レーザを用いた光磁気ピックアップで、線速２．５ｍ／ｓの条件で評価した結果について説明する。
【０１８８】
まず、記録再生用レーザを６．０ｍＷで連続照射しながら、記録磁界を±１５ｋＡ／ｍで変調することにより記録層３に、記録磁界の向きに対応した上向き磁化と下向き磁化との繰り返しパターンを形成した。記録磁界の変調周波数を変えることにより、０．１〜０．５μｍの範囲のマーク長の磁区パターンを記録した。ここで、マーク長とは、マーク長に対応する長さの記録磁区をマーク長の２倍の長さのピッチで形成していることを意味する。
【０１８９】
次に、記録再生用レーザを２．６ｍＷで連続照射して測定したキャリアレベル（信号強度レベル）のマーク長依存性を実施例６１として図２９に示す。なお、ここでは、比較のため、実施例２及び比較例１におけるキャリアレベルのマーク長依存性、及び、実施例６１の構成において、磁束調整層１７を設けていない光磁気ディスクにおけるキャリアレベルを実施例６２として同図に示す。実施例２と比較例１の記録再生パワーは、第２の実施の形態と同じ条件で行い、実施例６２においては、記録時のレーザパワーを５．７ｍＷとし、再生時のレーザパワーを２．４ｍＷとしている。
【０１９０】
比較例１と比較した場合、実施例６１及び実施例６２ともに、実施例２とほぼ同程度のキャリアレベルが得られており、実施例６１及び実施例６２において、実施例２と同様な磁区拡大再生の実現が確認される。次に、実施例２と実施例６２との媒体構成は、全く同じであるが、実施例２の記録層３の補償温度が５０℃であり、室温近傍の温度で記録層３からの漏洩磁束が極めて小さくなっているため、良好な磁区拡大再生が実現するのに対して、実施例６２の記録層３の補償温度は０℃であり、室温近傍の温度で記録層３から漏洩磁束が発生し、良好な磁区拡大再生を阻害するため、実施例６２のキャリアレベルは、実施例２のキャリアレベルよりも小さくなっている。次に、実施例６１と実施例６２とを比較すると、磁束調整層１７を設けることにより、室温近傍の温度における記録層３からの漏洩磁束が抑制され、良好な磁区拡大再生が実現し、実施例６１のキャリアレベルが実施例６２のキャリアレベルよりも高くなっていることがわかかる。さらに、実施例６１のキャリアレベルは、実施例２のキャリアレベルよりも高くなっていることがわかる。これは、実施例６１の記録層３として、実施例２の記録層３よりも、より多くの遷移金属元素を含有する希土類遷移金属合金薄膜を用いることが可能となり、実施例６１において、結合温度領域で、より強い漏洩磁束を発生させることにより、記録層３と再生層１とがより強く静磁結合し、より安定した磁区拡大再生が実現したことによるものである。
【０１９１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、記録層に記録された磁化情報が再生層へと拡大転写されることにより、光の回折限界以下の周期の信号を記録層に記録した場合においても、再生信号振幅を低下させることなく再生することが可能となる。
【０１９２】
また、記録層と再生層のトータル磁化の極大値が面内磁化層のキュリー温度以上の温度で得られるようにすれば、円滑な拡大再生を実現できる。
【０１９３】
面内磁化層と記録層との間に面内磁化層を挿入することにより、非磁性層により面内磁化層と記録層との交換結合が遮断され、面内磁化層の薄膜化が可能となり、記録パワー及び再生パワーを低減することが可能となる。
【０１９４】
さらに、面内磁化層と記録層との間に第２の面内磁化層または磁束調整層を設けることで、低温領域において記録層から発生する漏洩磁束が抑制されることにより、より短いマーク長で記録層に記録された磁化情報を安定して再生層へと拡大転写できる。さらに、非磁性層により磁束選択層と記録層との交換結合を遮断することで、磁束選択層の薄膜化が可能となり、記録パワー及び再生パワーを低減することが可能となる。
【０１９５】
また、本発明の再生装置によれば、本発明の光磁気記録媒体を適切に再生でき、良好な再生信号品質を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光磁気媒体の再生原理を説明する平面模式図である。
【図２】本発明の光磁気媒体の再生原理を説明する断面模式図である。
【図３】図１の状態から光磁気媒体が移動した後における再生動作を説明する平面模式図である。
【図４】図１の状態から光磁気媒体が移動した後における再生動作を説明する断面模式図である。
【図５】第１の実施の形態の光磁気ディスクの構成を示す断面図である。
【図６】実施例１の光磁気ディスクのトータル磁化の温度依存性である。
【図７】実施例１の光磁気ディスクのキャリアレベルのマーク長依存性を示す図である。
【図８】第２の実施の形態の光磁気記録媒体の再生原理を説明する平面模式図である。
【図９】第２の実施の形態の光磁気記録媒体の再生原理を説明する断面模式図である。
【図１０】第２の実施の形態の光磁気記録媒体の構成を示す断面図である。
【図１１】実施例２の光磁気ディスクのキャリアレベルのマーク長依存性を示す図である。
【図１２】第３の実施の形態の光磁気記録媒体の再生原理を説明する平面模式図である。
【図１３】第３の実施の形態の光磁気記録媒体の再生原理を説明する断面模式図である。
【図１４】第３の実施の形態の光磁気記録媒体の構成を示す断面図である。
【図１５】実施例３の光磁気ディスクのキャリアレベルのマーク長依存性を示す図である。
【図１６】第４の実施の形態の光磁気記録媒体の再生原理を説明する平面模式図である。
【図１７】第４の実施の形態の光磁気記録媒体の再生原理を説明する断面模式図である。
【図１８】第４の実施の形態の光磁気記録媒体の構成を示す断面図である。
【図１９】実施例４の光磁気ディスクのキャリアレベルのマーク長依存性を示す図である。
【図２０】第５の実施の形態の光磁気記録媒体の再生原理を説明する平面模式図である。
【図２１】第５の実施の形態の光磁気記録媒体の再生原理を説明する断面模式図である。
【図２２】第５の実施の形態の光磁気記録媒体の漏洩磁束について説明する断面模式図である。
【図２３】第５の実施の形態の光磁気記録媒体のキャリアレベルのマーク長依存性を示す図である。
【図２４】実施例５の光磁気ディスクのトータル磁化の温度依存性である。
【図２５】実施例５の光磁気ディスクのキャリアレベルのマーク長依存性を示す図である。
【図２６】第６の実施の形態の光磁気記録媒体の再生原理を説明する平面模式図である。
【図２７】第６の実施の形態の光磁気記録媒体の再生原理を説明する断面模式図である。
【図２８】第６の実施の形態の光磁気記録媒体の構成を示す断面図である。
【図２９】実施例６の光磁気ディスクのキャリアレベルのマーク長依存性を示す図である。
【図３０】従来の光磁気ディスクの再生原理を説明する平面模式図である。
【図３１】従来の光磁気ディスクの再生原理を説明する断面模式図である。
【符号の説明】
１ 再生層
２ 面内磁化層
３ 記録層
４ 光ビーム
１２ 透明誘電体保護層
１３ 保護層
１４ 非磁性層
１５ 第２の面内磁化層
１６ 非磁性層
１７ 磁束調整層
【発明の属する技術分野】
本発明は、光磁気記録再生装置に適用される光磁気ディスク、光磁気テープ、光磁気カード等の光磁気記録媒体及びその再生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、書き換え可能な光記録媒体として、光磁気記録媒体が実用化されている。このような光磁気記録媒体では、光磁気記録媒体上に集光された半導体レーザから出射される光ビームのビーム径に対して、記録用磁区である記録ビット径及び記録ビット間隔が小さくなってくると、再生特性が劣化してくるという欠点がある。
【０００３】
このような欠点は、目的とする記録ビット上に集光された光ビームのビーム径内に隣接する記録ビットが入るために、個々の記録ビットを分離して再生することができなくなることが原因である。
【０００４】
上記の欠点を解消するために、特開平９−３２０１３４号公報において、図３０及び図３１に記載の光磁気記録媒体が提案されている。この光磁気記録媒体は、室温において面内磁化状態であり、温度上昇とともに垂直磁化状態となる再生層ａ１と垂直磁化膜からなる記録層ａ４とが、非磁性中間層ａ３を介して積層されており、該再生層ａ１と該記録層ａ４とが静磁結合した光磁気記録媒体において、該再生層ａ１に隣接して面内磁化層ａ２が形成された構成である。このような構成とすることにより、該面内磁化層ａ２のキュリー温度以下の領域において、該再生層ａ１の磁化方向を膜面に対して水平な面内方向に強く固定することが可能となり、光ビームａ５の照射により温度上昇していない、すなわち、面内磁化層ａ２がキュリー温度以下の領域における該再生層ａ１を完全な面内磁化状態とすることにより、記録磁区ａ９のマスキングが実現される。
【０００５】
一方、光ビーム照射により温度上昇し、面内磁化層ａ２がキュリー温度以上となった領域における該再生層ａ１は垂直磁化状態であり、該磁化方向を記録層から発生する漏洩磁束の方向と一致させることにより、該記録層ａ４の記録磁区ａ８を該再生層ａ１に転写させ、温度上昇した領域ａ７に存在し、かつ、光ビームスポットａ６の内側に存在する記録磁区ａ８のみを再生することが可能となる。
【０００６】
ここで、再生層ａ１は、室温において面内磁化状態であり、温度上昇とともに垂直磁化状態となるため、希土類金属（ＲＥ）と遷移金属（ＴＭ）のモーメントが釣り合う補償組成に対して、希土類金属を多く含むＲＥｒｉｃｈ組成である必要がある。そのため、再生層においては、遷移金属（ＴＭ）モーメントの向きとトータル磁化の向きとが反平行となっており、図３１における温度上昇した領域ａ７における、ＴＭモーメントの向きは漏洩磁束の向きと反平行となっている。
【０００７】
このように、温度上昇した領域のみの記録磁区ａ８を再生層ａ１に転写させて再生することにより、光の回折限界以下の周期の信号を再生することが可能となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の再生方法においては、記録磁区ａ８が小さくなると、再生層ａ１に転写される磁区の大きさａ１１も同時に小さくなり、再生信号強度が小さくなるという問題点を有している。
【０００９】
本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、再生信号振幅を低下させることなく光の回折限界以下の周期の信号を再生することが可能な光磁気記録媒体及び再生装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の光磁気記録媒体は、前記課題を解決するために、単層においては室温からキュリー温度まで垂直磁化を示す再生層と、室温からキュリー温度まで面内磁化を示す面内磁化層と、室温からキュリー温度まで垂直磁化を示す記録層と、がこの順に形成されており、前記再生層及び前記面内磁化層及び前記記録層のキュリー温度をそれぞれＴｃ１，Ｔｃ２，Ｔｃ３としたとき、Ｔｃ２＜Ｔｃ１，Ｔｃ２＜Ｔｃ３が成立し、前記再生層は、温度がＴｃ２未満の領域においては、前記面内磁化層との交換結合により面内磁化を示し、Ｔｃ２以上に加熱された領域においては、前記記録層の磁化情報が拡大転写されることにより、単磁区状態の垂直磁化を示すよう形成されてなり、前記再生層および前記記録層は、Ｔｃ２より高い温度でトータル磁化の極大値を有する材質からなるものである。
【００１２】
本発明の光磁気記録媒体は、前記構成に加えて、円滑な拡大再生動作を実現するために、前記再生層のトータル磁化の極大値を示す温度と、前記記録層のトータル磁化の極大値を示す温度とを、略一致させているものである。
【００１３】
本発明の光磁気記録媒体は、前記構成に加えて、前記面内磁化層と前記記録層との間に非磁性層が設けられているものである。
【００１４】
本発明の光磁気記録媒体は、前記構成に加えて、前記面内磁化層と前記記録層との間に、キュリー温度がＴｃ２より高くＴｃ１及びＴｃ３より低い面内磁化を示す第２の面内磁化層が設けられているものである。
【００１５】
本発明の光磁気記録媒体は、前記構成に加えて、第２の面内磁化層と前記記録層との間に非磁性層が設けられているものである。
【００１６】
本発明の光磁気記録媒体は、前記構成に加えて、前記面内磁化層と前記記録層との間に、キュリー温度がＴｃ２より高くＴｃ１及びＴｃ３より低く、前記記録層の磁気的極性が異なる垂直磁化を示す磁束調整層が設けられているものである。
【００１７】
本発明の光磁気記録媒体は、前記構成に加えて、前記磁束調整層と前記面内磁化層との間に非磁性層が設けられているものである。
【００１８】
本発明の再生装置は、前記光磁気記録媒体の前記記録層に記録された磁化情報を再生する再生装置であって、再生時に、前記光磁気記録媒体にレーザ光を照射して、前記面内磁化層をそのキュリー温度以上に加熱する手段を有してなるものである。
【００１９】
本発明の再生装置は、前記光磁気記録媒体の前記記録層に記録された磁化情報を再生する再生装置であって、円滑な拡大再生動作を実現するために、再生時に、前記光磁気記録媒体にレーザ光を照射して、前記再生層及び前記記録層を、それらのトータル磁化が極大となる温度近傍まで加熱する手段を有してなるものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の再生原理を図面を用いて詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本発明の光磁気記録媒体における再生時の状態を示す平面図であり、図２はその断面図である。
【００２２】
本発明の光磁気記録媒体は、希土類遷移金属合金の垂直磁化膜からなる再生層１と、キュリー温度未満の温度範囲において面内磁化状態である面内磁化層２と、希土類遷移金属合金の垂直磁化膜からなる記録層３が順次積層されている。
【００２３】
再生層１，面内磁化層２，記録層３のキュリー温度をそれぞれＴｃ１，Ｔｃ２，Ｔｃ３としたとき、Ｔｃ２＜Ｔｃ１，Ｔｃ２＜Ｔｃ３が成立する。
【００２４】
面内磁化層２は、室温からキュリー温度Ｔｃ２まで面内磁化を示す。この面内磁化層２は、キュリー温度未満の温度範囲では、再生層１と交換結合し、垂直磁化膜である再生層１を面内磁化状態とする。これにより、再生層１において面内磁化マスクが形成される。この面内磁化マスク領域に位置する記録磁区９は、光ビーム４により再生されることはない。
【００２５】
一方、面内磁化層２におけるキュリー温度Ｔｃ２以上に温度上昇した再生温度領域６においては、交換結合により再生層１を面内磁化状態としていた面内磁化層２の磁化が存在しなくなるため、再生層１は垂直磁化状態となる。
【００２６】
再生層１は、この再生温度領域６において安定に存在し得る磁区の幅が光ビームスポット５の直径と同程度の大きさ、または、それ以上の大きさになるように、磁気特性が設定されている。したがって、再生温度領域６においては、磁壁の存在しない状態、すなわち、すべての磁化が同一方向を向いた単磁区状態が最も安定な状態となる。なお、この再生温度領域６は、図１に示すように、光磁気記録媒体が移動するため、光ビームスポット５の後方に位置している。
【００２７】
記録層３のトータル磁化は、光ビーム４の照射により形成される温度分布に応じてその大きさが変化する。そして、記録層３からは、そのトータル磁化の大きさに比例して漏洩磁束が発生する。記録層３は、結合温度領域７（図１参照）において極大の漏洩磁束が発生するように、磁気特性が設定されている。
【００２８】
このような光磁気記録媒体は以下のようにして再生される。
再生時には、再生装置における光照射手段が、光磁気記録媒体に光ビーム４を照射して、光磁気記録媒体を少なくとも結合温度領域７を形成できる程度にまで加熱する。
【００２９】
これにより、図１，２のように、その結合温度領域７に存在する記録層３の記録磁区８から大きな漏洩磁束が発生し、結合温度領域７内の記録磁区８の磁化の向きが再生層１に転写される。さらに、再生温度領域６において、再生層１は単磁区状態となるべく磁気特性が設定されているため、再生層１における再生温度領域６内全体の磁化の向きが、記録層３の記録磁区８の磁化の向きに揃えられる。つまり、記録層３の磁化情報が再生層１に拡大転写される。
【００３０】
そして、光ビームスポット５の内側で、かつ、再生温度領域６の内側である領域１０から、再生信号が反射光として出現し、図示していない光ピックアップ等により再生される。
【００３１】
次に、図３，４に示すように、光磁気記録媒体の移動に伴い、結合温度領域７が記録磁区８と記録磁区９との間に移動した場合、記録層３からは下向きの大きな漏洩磁束が発生することになり、再生層１がこの下向きの漏洩磁束と静磁結合し、記録層３に存在する下向き磁化が再生層１へと拡大転写されることにより、再生層１における再生温度領域６の磁化の向きは、図２と逆方向を向くことになる。
【００３２】
このように、本発明の光磁気記録媒体では、再生温度領域６内に存在する１つの磁化情報（結合温度領域７内に存在する磁化情報）のみが再生層１に拡大転写され、再生温度領域６内に単磁区状態の大きな磁区を形成するため、光ビームスポット５内の他の磁化情報（図２中の８ａ，８ｂ，図４中の８，９）の影響を抑制できる。よって、光の回折限界以下の周期の信号を記録層３に記録した場合においても、再生信号振幅を低下させることなく、その信号を再生することが可能となる。
【００３３】
なお、上記した磁化情報の拡大転写を円滑に行うためには、再生層１も、記録層３と同様に、室温から温度上昇とともにトータル磁化が大きくなり上記結合温度領域７において十分な大きさのトータル磁化を有するように磁気特性を設定しておくことが望ましい。このようにすれば、図１に示すように、結合温度領域７に記録磁区８が存在する場合、この結合温度領域７に位置する記録磁区８から発生する大きな漏洩磁束と、結合温度領域７における再生層１の大きなトータル磁化とが静磁結合して、記録層３における１つの磁区における磁化の方向のみの影響を受けて、再生層１に大きな磁区を形成することが容易となる。
【００３４】
この場合、再生層１と記録層３とは、少なくとも再生温度領域６において、希土類金属（ＲＥ）モーメントと遷移金属（ＴＭ）モーメントとが釣り合う補償組成に対して、ＴＭモーメントを多く含むＴＭｒｉｃｈ組成であることが必要となる。図２及び図４においては、再生層１と記録層３の磁化状態をＴＭモーメントの向きで表しているが、両層ともＴＭｒｉｃｈ組成であり、このＴＭモーメントの向きとトータル磁化の向きは同一である。
【００３５】
さらに、上記のように、再生層１と記録層３をともに上記結合温度領域７において十分な大きさのトータル磁化を有するように磁気特性を設定した場合において、両者におけるトータル磁化が極大となる温度を略一致させておき、再生装置の光照射手段によって、再生時にその温度近傍まで光磁気記録媒体を加熱するようにすれば、より円滑な拡大再生動作を実現できる。
【００３６】
〔第１の実施の形態〕
本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明すれば以下の通りである。本実施の形態では、光磁気記録媒体として光磁気ディスクを適用した場合について説明する。
【００３７】
本発明の光磁気記録媒体は、図５に示すように、光磁気ディスク基板１１上に透明誘電体保護層１２、再生層１、面内磁化層２、記録層３、保護層１３が順次形成された構成を有している。
【００３８】
このような光磁気ディスクでは、その記録方式としてキュリー温度記録方式が用いられており、半導体レーザから出射される光ビーム４が基板１１及び透明誘電体保護層１２を通して、再生層１へ絞りこまれ、記録層３をキュリー温度以上に温度上昇させると共に外部磁界を加えることにより、記録層３の磁化方向を制御することにより記録が行われる。また、再生は、同一光ビーム４を記録時よりも弱いパワーに設定し、極カー効果として知られる光磁気効果によって、情報の再生が行われるようになっている。上記極カー効果とは、光入射表面に垂直な磁化の向きにより、反射光の偏光面の回転の向きが逆方向になる現象である。
【００３９】
基板１１は、例えばポリカーボネート等の透明な基材からなり、ディスク状に形成され、膜形成表面に光ビーム４を導く案内溝等を有している。本発明において、該案内溝はランド部分のみまたは案内溝部分のみに記録を行なうための案内溝であっても良く、また、ランド部分及び案内溝部分の両方に記録を行なうための案内溝であっても良い。
【００４０】
透明誘電体保護層１２は、ＡｌＮ，ＳｉＮ，ＡｌＳｉＮ，Ｔａ２Ｏ３等の透明誘電体を用いることが望ましく、その膜厚は、入射する光ビーム４に対して、良好な干渉効果が実現し、媒体の極カー回転角が増大すべく設定される必要があり、光ビーム４の波長をλ、透明誘電体保護層１２の屈折率をｎとした場合、透明誘電体保護層１２の膜厚は（λ／（４ｎ））程度に設定される。例えば、光ビーム４の波長を６８０ｎｍとした場合、透明誘電体保護層１２の膜厚を４０ｎｍ〜１００ｎｍ程度に設定すれば良い。
【００４１】
再生層１は、ＴＭｒｉｃｈ組成の垂直磁化膜であり、再生温度近傍の温度において、再生層１において存在し得る安定な磁区の幅が、再生のために照射される光ビームスポット５の直径と同程度以上の大きさか、または、それ以上の大きさになるようその磁気特性が設定されている。さらに、面内磁化層２と交換結合することにより、面内磁化層２のキュリー温度未満の領域において、再生層１が面内磁化状態となる特性を有するものである。
【００４２】
再生層１のキュリー温度Ｔｃ１は、２００℃以上３６０℃以下であることが望ましい。Ｔｃ１＜２００℃においては、再生層１のキュリー温度低下にともなうカー回転角の低下が顕著となり、再生信号強度が低下し、良好な再生特性が得られなくなるとともに、再生層１のトータル磁化が小さくなることにより、記録層３との静磁結合が不安定となるため再生信号品質が劣化してしまう。Ｔｃ１＞３６０℃においては、再生層１のキュリー温度が上昇することにより、記録層３のキュリー温度近傍において、再生層１が大きな磁化を有することとなり、再生層１から発生する漏洩磁束が記録特性に影響を及ぼし、記録磁界が増大するとともに、記録ノイズが上昇し再生信号品質が劣化してしまう。
【００４３】
また、再生層１の膜厚は、２０以上８０ｎｍ以下の範囲に設定されていることが望ましい。再生層１の膜厚が２０ｎｍより薄くなると、光ビームが再生層１を透過して面内磁化層２において反射されることにより、実際に再生層１を通過して帰ってくる光量が少なくなり、再生信号強度が低下し、再生信号品質が劣化してしまう。また、再生層１の膜厚が８０ｎｍより厚くなると、膜厚増加による記録感度劣化が顕著となってくる。
【００４４】
上記磁気特性を満足する再生層１としては、ＧｄＦｅ、ＧｄＦｅＣｏ、ＧｄＮｄＦｅＣｏ等の材料からなる垂直磁化膜を採用することが可能である。
【００４５】
面内磁化層２は、希土類遷移金属合金からなる面内磁化膜からなり、少なくとも、そのキュリー温度が、再生層１及び記録層３のキュリー温度よりも低く設定されている。面内磁化層２のキュリー温度Ｔｃ２は、４０℃以上１４０℃以下であることが望ましい。Ｔｃ２＜４０℃においては、面内磁化層２のキュリー温度が低くなり過ぎることにより、面内磁化層２の磁化が小さくなることにより、再生層１の温度上昇していない部分において、安定した面内磁化状態を維持することが困難となり、再生信号品質が劣化してしまう。Ｔｃ１＞１４０℃においては、高い温度領域まで再生層１の面内磁化状態が維持され、磁区拡大する領域が狭くなり、再生信号強度が低下し、信号品質が劣化してしまう。また、面内磁化層２の膜厚は４０ｎｍ以上８０ｎｍ以下の範囲に設定されていることが望ましい。面内磁化層２の膜厚が４０ｎｍより薄くなると、記録層３からの交換結合力が面内磁化層２を介して再生層１へと伝わることにより、再生層１の温度上昇していない部分において、安定した面内磁化状態を維持することが困難となり、再生信号品質が劣化してしまう。また、面内磁化層２の膜厚が８０ｎｍより厚くなると、膜厚増加による記録感度劣化が顕著となってくる。
【００４６】
上記磁気特性を満足する面内磁化層２としては、ＧｄＦｅ、及び、ＧｄＦｅＤ、または、ＧｄＦｅＣｏＤ（Ｄは、Ｙ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ｓｉ，Ａｌの中から選ばれる元素、または、それら２種類以上の元素からなる。）、及び、ＧｄＨＲＦｅ、または、ＧｄＨＲＦｅＣｏ、または、ＧｄＨＲＦｅＣｏＤ（ＨＲは重希土類金属であり、Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒの中から選ばれる元素、または、それら２種類以上の元素からなる。一方、Ｄは、Ｙ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ａｌ，Ｓｉ，Ａｌの中から選ばれる元素、または、それら２種類以上の元素からなる。）、及び、ＧｄＬＲＦｅ、または、ＧｄＬＲＦｅＣｏ、または、ＧｄＬＲＦｅＣｏＤ（ＬＲは軽希土類金属であり、Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍの中から選ばれる元素、または、それら２種類以上の元素からなる。一方、Ｄは、Ｙ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ａｌ，Ｓｉ，Ａｌの中から選ばれる元素、または、それら２種類以上の元素からなる。）等の材料からなる面内磁化膜を採用することが可能である。
【００４７】
記録層３は、希土類遷移金属合金からなる垂直磁化膜からなり、そのキュリー温度が、少なくとも面内磁化層２のキュリー温度よりも高く設定されている。記録層３のキュリー温度Ｔｃ３は、１８０℃以上３００℃以下であることが望ましい。Ｔｃ３＜１８０℃においては、記録層３のキュリー温度が低くなり過ぎることにより、再生時、面内磁化層２をキュリー温度以上に加熱し、記録磁区８を再生層１へと拡大転写する際、わずかな温度上昇により記録層３がキュリー温度以上に加熱され、記録された情報が失われることになり、再生パワーマージンが狭くなってしまうとともに、記録層３のキュリー温度低下に伴い、記録層３から発生する漏洩磁束が小さくなり、再生層１と記録層３との安定な静磁結合状態を維持することが困難となり、再生信号品質が劣化してしまう。Ｔｃ３＞３００℃においては、記録を行なうために、記録層３を３００℃以上に加熱する必要があり、記録感度劣化が顕著となってくるとともに、再生層１及び面内磁化層２及び記録層３が３００℃以上に加熱されることにより、各磁性層の磁気特性が劣化し、記録消去にともない再生信号品質が劣化してしまう。また、記録層３の膜厚は３０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下の範囲に設定されていることが望ましい。記録層３の膜厚が３０ｎｍより薄くなると、記録層３が発生する漏洩磁束が小さくなり、再生層１と記録層３との安定な静磁結合状態を維持することが困難となり、再生信号品質が劣化してしまう。また、記録層３の膜厚が１２０ｎｍより厚くなると、膜厚増加による記録感度劣化が顕著となってくる。
【００４８】
上記磁気特性を満足する記録層３としては、ＴｂＦｅ、ＴｂＦｅＣｏ、ＤｙＦｅ、ＤｙＦｅＣｏ、ＴｂＤｙＦｅ、ＴｂＤｙＦｅＣｏ、ＴｂＦｅＤ、ＴｂＦｅＣｏＤ、ＤｙＦｅＤ、ＤｙＦｅＣｏＤ、ＴｂＤｙＦｅＤ、ＴｂＤｙＦｅＣｏＤ（Ｄは、Ｙ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ｓｉ，Ａｌの中から選ばれる元素、または、それら２種類以上の元素からなる。）等の材料からなる垂直磁化膜を採用することが可能である。
【００４９】
保護層１３は、ＡｌＮ，ＳｉＮ，ＡｌＳｉＮ，Ｔａ２Ｏ３等の透明誘電体、または、Ａｌ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｎｉ等の金属からなる非磁性金属合金からなり、再生層１及び面内磁化層２及び記録層３に用いる希土類遷移金属合金の酸化を防止する目的で形成されるものであり、その膜厚が５ｎｍ〜６０ｎｍの範囲に設定されている。
【００５０】
また、この構成に、更に、Ａｌ、ＡｌＴａ、ＡｌＴｉ、ＡｌＣｒ、ＡｌＮｉ、ＡｌＣｏ、Ｃｕ等からなる熱拡散金属層を付加することにより、媒体の熱的特性を改善することが可能となる。更に、場合によっては、保護層１３上、または、上記熱拡散層上に紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂または潤滑層が形成されることもある。
【００５１】
また、低磁界記録を目的として、記録層３に接して、記録層３の保磁力より小さな保磁力を有し、記録層３のキュリー温度よりも高いキュリー温度を有する垂直磁化膜、例えば、ＧｄＦｅＣｏ、ＧｄＴｂＦｅＣｏ、ＧｄＤｙＦｅＣｏ等の垂直磁化膜からなる記録補助層を積層して形成しても良い。
【００５２】
（実施例１）
次に、この構成の光磁気ディスクの形成方法及び記録再生方法の具体例を説明する。
【００５３】
（１） 光磁気ディスクの形成方法
上記構成の光磁気ディスクの形成方法について説明する。
まず、ＡｌターゲットとＧｄＦｅＣｏ合金ターゲットとＧｄＦｅＳｉ合金ターゲットとＴｂＦｅＣｏ合金ターゲットとをそれぞれ備えたスパッタ装置内に、案内溝を有しディスク状に形成されたポリカーボネート製の基板１１を配置する。そして、スパッタ装置内を１×１０−６Ｔｏｒｒまで真空排気した後、アルゴンと窒素の混合ガスを導入し、Ａｌターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記基板１１上にＡｌＮからなる透明誘電体保護層１２を膜厚８０ｎｍで形成する。
【００５４】
次に、再度、スパッタ装置内を１×１０−６Ｔｏｒｒまで真空排気した後、アルゴンガスを導入して、ＧｄＦｅＣｏ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記透明誘電体保護層１２上に、Ｇｄ０．２５（Ｆｅ０．８８Ｃｏ０．１２）０．７５からなる再生層１を膜厚４０ｎｍで形成する。その再生層１は、補償温度が０℃であり、キュリー温度が２８０℃であった。また、再生層１のみを成膜して保護膜を形成して磁化状態を調べた結果、室温からそのキュリー温度まで、常に、膜面に対して垂直方向に磁化を有する垂直磁化膜であった。
【００５５】
次に、引き続き、ＧｄＦｅＳｉ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記再生層１上に、（Ｇｄ０．３７Ｆｅ０．６３）０．８０Ｓｉ０．２０からなる面内磁化層２を膜厚６０ｎｍで形成する。その面内磁化層２は、キュリー温度が８０℃であり、室温からそのキュリー温度まで、常に、膜面に対して水平方向に磁化を有する面内磁化膜であった。
【００５６】
次に、引き続き、ＴｂＦｅＣｏ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記面内磁化層２上に、Ｔｂ０．２６（Ｆｅ０．８４Ｃｏ０．１６）０．７４からなる記録層３を膜厚６０ｎｍで形成する。その記録層３は、補償温度が５０℃、キュリー温度が２６０℃であり、室温からそのキュリー温度まで、常に、膜面に対して垂直方向に磁化を有する垂直磁化膜であった。
【００５７】
次に、アルゴンと窒素の混合ガスを導入し、Ａｌターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記記録層３上にＡｌＮからなる保護層１３を膜厚２０ｎｍで形成する。
【００５８】
ここで、透明誘電体保護層１２、再生層１、面内磁化層２、記録層３、保護層１３を積層した状態で再生層１の磁化状態を調べた結果、室温から面内磁化層２のキュリー温度まで面内磁化状態であり、面内磁化層２のキュリー温度以上の温度において垂直磁化状態となっていることが確認された。
【００５９】
次に、図６は、各磁性層のトータル磁化の温度依存性を示す図である。面内磁化層２のトータル磁化は、そのキュリー温度（８０℃）まで存在している。よって、８０℃まで、再生層１は面内磁化層２と交換結合することにより面内磁化状態となる。また、再生層１と記録層３とは、再生温度領域６においてＴＭｒｉｃｈ組成であり、そのトータル磁化の大きさは、結合温度領域７において最大となる。再生層１と記録層３のトータル磁化が大きくなることにより、この結合温度領域７において、再生層１と記録層３とが強く静磁結合し、記録層３の磁化情報が再生層１へと転写され、さらに、再生温度領域６において再生層１において安定に存在しうる磁区の幅が光ビームスポット５の直径と同程度の大きさ、または、それ以上の大きさになるように再生層１の磁気特性を設定されているため、再生温度領域６において磁壁の存在しない状態、すなわち、すべての磁化が同一方向を向いた単磁区状態をもっとも安定な状態とすることが可能となり、結合温度領域７において、再生層１へと転写された磁化状態は、再生温度領域６全体へと拡大転写されることになる。
【００６０】
（２） 記録再生特性
上記光磁気ディスクを、波長６８０ｎｍの半導体レーザを用いた光磁気ピックアップで、線速２．５ｍ／ｓの条件で評価した結果について説明する。
【００６１】
まず、記録再生用レーザを６ｍＷで連続照射しながら、記録磁界を±１５ｋＡ／ｍで変調することにより、記録層３に記録磁界の向きに対応した上向き磁化と下向き磁化との繰り返しパターンを形成した。記録磁界の変調周波数を変えることにより、０．１〜０．５μｍの範囲のマーク長の磁区パターンを記録した。ここで、マーク長とは、マーク長に対応する長さの記録磁区をマーク長の２倍の長さのピッチで形成していることを意味する。
【００６２】
次に、記録再生用レーザを２．５ｍＷで連続照射して測定したキャリアレベル（信号強度レベル）のマーク長依存性を実施例１として図７に示す。
【００６３】
比較のため、従来技術の図３０及び図３１において説明した特開平９−３２０１３４号公報に記載の光磁気記録媒体のキャリアレベルのマーク長依存性を比較例１として図７に示す。
【００６４】
比較例１は、透明誘電体層として、膜厚８０ｎｍのＡｌＮを用い、再生層として、室温においてＲＥｒｉｃｈ組成であり、膜厚４０ｎｍのＧｄ０．３０（Ｆｅ０．８０Ｃｏ０．２０）０．７０を用い、面内磁化層として、膜厚２０ｎｍの（Ｇｄ０．１１Ｆｅ０．８９）０．７５Ａｌ０．２５を用い、非磁性中間層として、膜厚４ｎｍのＡｌＮを用い、記録層として、膜厚４０ｎｍの（Ｇｄ０．５０Ｄｙ０．５０）０．２３（Ｆｅ０．８０Ｃｏ０．２０）０．７７を用い、保護層として、膜厚２０ｎｍのＡｌＮを用いた光磁気記録媒体である。
【００６５】
比較例１は実施例１と膜厚構成及び記録層のキュリー温度が異なるため、記録レーザパワーを６．２ｍＷとし、再生レーザパワーを２．０ｍＷとして評価を行なっている。
【００６６】
従来技術において説明したように、比較例１においては、記録磁区ａ８がそのままの大きさで再生層ａ１へと転写されることにより、マーク長が短くなると、キャリアレベルが急激に小さくなって行くのに対して、実施例１においては、記録磁区８が拡大されて再生層１へと転写されることにより、比較例１のキャリアレベルに比べて相対的に大きなキャリアレベルが得られるとともに、マーク長減少にともなうキャリアレベルの減少が比較的緩やかとなり、短いマーク長においても大きなキャリアレベルが得られていることがわかる。
【００６７】
〔第２の実施の形態〕
本発明の第２の実施の形態について、図面に基づいて説明すれば以下の通りである。本実施の形態では、光磁気記録媒体として光磁気ディスクを適用した場合について説明する。
【００６８】
図８，図９は、第２の実施の形態における再生時の状態を示す平面図と断面図である。第２の実施の形態は、図１及び図２に示す第１の実施の形態における面内磁化層２と記録層３との間に非磁性層１４が設けられている。
【００６９】
記録層３に形成された記録磁区８が、再生層１へと拡大転写され、光ビーム４により再生される原理は、第１の実施の形態と同じである。
【００７０】
第２の実施の形態においては、非磁性層１４を有しており、面内磁化層２と記録層３との交換結合が完全に遮断されることにより、面内磁化層２のキュリー温度以下の領域において、より薄い膜厚の面内磁化層２を用いて、再生層１における面内磁化状態をより安定して維持することが可能となる。
【００７１】
本実施の形態の光磁気記録媒体は、図１０に示すように、光磁気ディスク基板１１上に透明誘電体保護層１２、再生層１、面内磁化層２、非磁性層１４、記録層３、保護層１３が順次形成された構成を有している。
【００７２】
第２の実施の形態においては、面内磁化層２の膜厚は５ｎｍ以上８０ｎｍ以下の範囲に設定することが望ましい。面内磁化層２の膜厚が５ｎｍより薄くなると、面内磁化層２が薄くなりすぎることにより、再生層１の温度上昇していない部分において、安定した面内磁化状態を維持することが困難となり、再生信号品質が劣化してしまう。また、面内磁化層２の膜厚が８０ｎｍより厚くなると、膜厚増加による記録感度劣化が顕著となってくる。
【００７３】
また、非磁性層１４は、ＡｌＮ，ＳｉＮ，ＡｌＳｉＮ，Ｔａ２Ｏ３等の透明誘電体、または、Ａｌ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｎｉ等の金属からなる非磁性金属合金からなり、再生層１及び面内磁化層２と記録層３との交換結合を遮断する目的で形成されるものであり、その膜厚が０．５ｎｍ以上４０ｎｍ以下の範囲に設定されることが望ましい。非磁性層１４の膜厚が０．５ｎｍより小さくなると、再生層１及び面内磁化層２と記録層３との交換結合を安定して遮断することが困難となり、再生信号品質が劣化してしまう。また、非磁性層１４の膜厚が４０ｎｍより大きくなると、再生層１と記録層３との間隔が大きくなり過ぎることにより、再生層１と記録層３との安定した静磁結合状態を維持することが困難となり、再生信号品質が劣化してしまう。
【００７４】
また、この構成に、更に、Ａｌ、ＡｌＴａ、ＡｌＴｉ、ＡｌＣｒ、ＡｌＮｉ、ＡｌＣｏ、Ｃｕ等からなる熱拡散金属層を付加することにより、媒体の熱的特性を改善することが可能となる。更に、場合によっては、保護層１３上、または、上記熱拡散層上に紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂または潤滑層が形成されることもある。
【００７５】
また、低磁界記録を目的として、記録層３に接して、記録層３の保磁力より小さな保磁力を有し、記録層３のキュリー温度よりも高いキュリー温度を有する垂直磁化膜、例えば、ＧｄＦｅＣｏ、ＧｄＴｂＦｅＣｏ、ＧｄＤｙＦｅＣｏ等の垂直磁化膜からなる記録補助層を積層して形成しても良い。
【００７６】
（実施例２）
次に，この構成の光磁気ディスクの形成方法及び記録再生方法の具体例を説明する。
【００７７】
（１） 光磁気ディスクの形成方法
上記構成の光磁気ディスクの形成方法について説明する。
まず、ＡｌＳｉ合金ターゲットとＧｄＦｅＣｏ合金ターゲットとＧｄＦｅＳｉ合金ターゲットとＴｂＦｅＣｏ合金ターゲットとをそれぞれ備えたスパッタ装置内に、案内溝を有しディスク状に形成されたポリカーボネート製の基板１１を配置する。そして、スパッタ装置内を１×１０−６Ｔｏｒｒまで真空排気した後、アルゴンと窒素の混合ガスを導入し、ＡｌＳｉターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記基板１１上にＡｌＳｉＮからなる透明誘電体保護層１２を膜厚８０ｎｍで形成する。
【００７８】
次に、再度、スパッタ装置内を１×１０−６Ｔｏｒｒまで真空排気した後、アルゴンガスを導入して、ＧｄＦｅＣｏ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記透明誘電体保護層１２上に、Ｇｄ０．２５（Ｆｅ０．８８Ｃｏ０．１２）０．７５からなる再生層１を膜厚４０ｎｍで形成する。その再生層１は、垂直磁化膜であり、その補償温度が０℃であり、そのキュリー温度が２８０℃であった。また、再生層１のみを成膜して保護膜を形成して磁化状態を調べた結果、室温からそのキュリー温度まで、常に、膜面に対して垂直方向に磁化を有する垂直磁化膜であった。
【００７９】
次に、引き続き、ＧｄＦｅＳｉ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記再生層１上に、（Ｇｄ０．３７Ｆｅ０．６３）０．８０Ｓｉ０．２０からなる面内磁化層２を膜厚２０ｎｍで形成する。その面内磁化層２は、キュリー温度が８０℃であり、室温からそのキュリー温度まで、常に、膜面に対して水平方向に磁化を有する面内磁化膜であった。
【００８０】
次に、引き続き、ＡｌＳｉ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記面内磁化層２上にＡｌＳｉからなる非磁性層１４を膜厚３ｎｍで形成する。
【００８１】
次に、引き続き、ＴｂＦｅＣｏ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記面内磁化層２上に、Ｔｂ０．２６（Ｆｅ０．８４Ｃｏ０．１６）０．７４からなる記録層３を膜厚６０ｎｍで形成する。その記録層３は、補償温度が５０℃、キュリー温度が２６０℃であり、室温からそのキュリー温度まで、常に、膜面に対して垂直方向に磁化を有する垂直磁化膜であった。
【００８２】
次に、アルゴンと窒素の混合ガスを導入し、ＡｌＳｉ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記記録層３上にＡｌＳｉＮからなる保護層１３を膜厚２０ｎｍで形成する。
【００８３】
ここで、透明誘電体保護層１２、再生層１、面内磁化層２、非磁性層１４、記録層３、保護層１３を積層した状態で再生層１の磁化状態を調べた結果、室温からその面内磁化層２のキュリー温度まで面内磁化状態であり、面内磁化層２のキュリー温度以上の温度において垂直磁化状態となっていることが確認された。
【００８４】
（２） 記録再生特性
上記光磁気ディスクを、波長６８０ｎｍの半導体レーザを用いた光磁気ピックアップで、線速２．５ｍ／ｓの条件で評価した結果について説明する。
【００８５】
まず、記録再生用レーザを５．５ｍＷで連続照射しながら、記録磁界を±１５ｋＡ／ｍで変調することにより記録層３に、記録磁界の向きに対応した上向き磁化と下向き磁化との繰り返しパターンを形成した。記録磁界の変調周波数を変えることにより、０．１〜０．５μｍの範囲のマーク長の磁区パターンを記録した。ここで、マーク長とは、マーク長に対応する長さの記録磁区をマーク長の２倍の長さのピッチで形成していることを意味する。
【００８６】
次に、記録再生用レーザを２．２ｍＷで連続照射して測定したキャリアレベル（信号強度レベル）のマーク長依存性を実施例２として図１１に示す。
【００８７】
比較のため、実施例１及び比較例１のキャリアレベルのマーク長依存性を図１１に示す。ここで、比較例１と実施例１については、第１の実施の形態において説明した記録再生条件で評価を行なっている
比較例１と実施例１のキャリアレベルの差については、第１の実施の形態において説明した通りである。実施例２のキャリアレベルを見ると、実施例１とほぼ同程度のキャリアレベルの得られていることがわかる。実施例２においても、実施例１と同様に、記録磁区８が拡大されて再生層１へと転写されることにより、比較例１のキャリアレベルに比べて相対的に大きなキャリアレベルが得られるとともに、マーク長減少にともなうキャリアレベルの減少が比較的緩やかとなり、短いマーク長においても比較的大きなキャリアレベルが得られていることがわかる。
【００８８】
このように、面内磁化層２と記録層３との間に非磁性層１４を形成することにより、面内磁化層２の膜厚を相対的に薄くすることが可能となり、再生層１と記録層３とが近づくことにより、再生層１と記録層３との間により強い静磁結合力が働き、より安定した再生を行なうことができるとともに、相対的に低いレーザパワーでの記録再生を実現することができる。
【００８９】
〔第３の実施の形態〕
本発明の第３の実施の形態について、図面に基づいて説明すれば以下の通りである。本実施の形態では、光磁気記録媒体として光磁気ディスクを適用した場合について説明する。
【００９０】
図１２及び図１３は、第３の実施の形態における再生時の状態を示す平面図と断面図である。第３の実施の形態は、図１及び図２に示す第１の実施の形態における面内磁化層２と記録層３との間に、面内磁化層２のキュリー温度よりも高いキュリー温度であり、かつ、再生層１及び記録層３のキュリー温度よりも低いキュリー温度である第２の面内磁化層１５が設けられている。
【００９１】
第１の実施の形態においては、結合温度領域７において、記録層３から発生する漏洩磁束と再生層１とが強く静磁結合し、再生層１に転写された磁区が、再生温度領域６において拡大再生されなくてはならない、しかし、図６を見るとわかるように、記録層３のトータル磁化は、結合温度領域７まで温度上昇する過程において、徐々に大きくなっている。すなわち、記録層３から発生する漏洩磁束は、結合温度領域７において最大となるが、結合温度領域７の温度以下の温度においても存在しており、結合温度領域７の温度以下の温度において、再生層１と記録層３とが静磁結合することにより、再生温度領域６における安定した拡大再生が阻害され、再生信号品質が劣化することになる。
【００９２】
第３の実施の形態においては、図１３に示すように、結合温度領域７においてキュリー温度以上となる第２の面内磁化層１５を設けることにより、結合温度領域７の温度以下の温度において発生する漏洩磁束を抑制する。そして、結合温度領域７のみにおいて、記録層３から発生する漏洩磁束と再生層１とを強く静磁結合させることにより、再生層１の再生温度領域６において、安定した磁区拡大再生を実現することが可能となる。
【００９３】
本発明の光磁気記録媒体は、図１４に示すように、光磁気ディスク基板１１上に透明誘電体保護層１２、再生層１、面内磁化層２、第２の面内磁化層１５、記録層３、保護層１３が順次形成された構成を有している。
【００９４】
第３の実施の形態における透明誘電体保護層１２、再生層１、面内磁化層２、記録層３、保護層１３は、第１の実施の形態と同じ材料を用いることが可能である。
【００９５】
第２の面内磁化層１５は、希土類遷移金属合金からなる磁性膜からなり、少なくとも、そのキュリー温度が、面内磁化層２のキュリー温度よりも高く、かつ、再生層１及び記録層３のキュリー温度よりも低く設定されている。第２の面内磁化層１５のキュリー温度Ｔｃ１５は、１００℃以上２２０℃以下であることが望ましい。Ｔｃ２＜１００℃においては、第２の面内磁化層１５のキュリー温度が低くなり、第２の面内磁化層１５の磁化が小さくなることにより、結合温度領域７の温度以下の温度において、記録層３から発生する漏洩磁束を抑制することが困難となり、安定した磁区拡大再生をおこなうという特性改善の効果を期待することができない。Ｔｃ１＞２２０℃においては、第２の面内磁化層１５のキュリー温度と記録層３のキュリー温度が近接することにより、記録層３から発生する漏洩磁束が比較的高い温度まで抑制されることになる。そのため、結合温度領域７における再生層１と記録層３との静磁結合力が極めて弱くなり、再生層１への記録磁区の転写が不安定となり再生信号品質が劣化する。
【００９６】
また、面内磁化層２と第２の面内磁化層１５の膜厚は、面内磁化層２の膜厚が５ｎｍ以上であり、かつ、第２の面内磁化層１５の膜厚が４０ｎｍ以上であり、かつ、面内磁化層２と第２の面内磁化層１５のトータル膜厚が８０ｎｍ以下の範囲に設定されていることが望ましい。第２の面内磁化層１５の膜厚が４０ｎｍより薄くなると、記録層３から働く交換結合力により、第２の面内磁化層１５を安定した面内磁化状態を維持することが困難となり、結合温度領域７の温度以下の温度において、記録層３から発生する漏洩磁束を効果的に抑制することができず、安定した磁区拡大再生をおこなうという特性改善の効果を期待することができなくなる。また、面内磁化層２の膜厚が５ｎｍより薄くなると、再生層１及び第２の面内磁化層１５による磁気的結合の影響を受け、面内磁化層２のキュリー温度を安定して制御することが困難となる。すなわち、よりキュリー温度の高い再生層１と第２の面内磁化層１５との間に極めて薄い面内磁化層２が挟まれることにより、実質的な面内磁化層２のキュリー温度が高くなり、再生温度領域６が狭くなることにより、再生信号強度が低下してしまう。また、面内磁化層２と第２の面内磁化層１５のトータル膜厚が８０ｎｍより厚くなると、膜厚増加による記録感度劣化が顕著となってくる。
【００９７】
上記磁気特性を満足する第２の面内磁化層１５としては、ＧｄＦｅ、及び、ＧｄＦｅＣｏ、または、ＧｄＦｅＤ、または、ＧｄＦｅＣｏＤ（Ｄは、Ｙ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ｓｉ，Ａｌの中から選ばれる元素、または、それら２種類以上の元素からなる。）、及び、ＧｄＨＲＦｅ、または、ＧｄＨＲＦｅＣｏ、または、ＧｄＨＲＦｅＣｏＤ（ＨＲは重希土類金属であり、Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒの中から選ばれる元素、または、それら２種類以上の元素からなる。一方、Ｄは、Ｙ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ａｌ，Ｓｉ，Ａｌの中から選ばれる元素、または、それら２種類以上の元素からなる。）、及び、ＧｄＬＲＦｅ、または、ＧｄＬＲＦｅＣｏ、または、ＧｄＬＲＦｅＣｏＤ（ＬＲは軽希土類金属であり、Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍの中から選ばれる元素、または、それら２種類以上の元素からなる。一方、Ｄは、Ｙ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ａｌ，Ｓｉ，Ａｌの中から選ばれる元素、または、それら２種類以上の元素からなる。）等の材料からなる面内磁化膜を採用することが可能である。
【００９８】
また、この構成に、更に、Ａｌ、ＡｌＴａ、ＡｌＴｉ、ＡｌＣｒ、ＡｌＮｉ、ＡｌＣｏ、Ｃｕ等からなる熱拡散金属層を付加することにより、媒体の熱的特性を改善することが可能となる。更に、場合によっては、保護層１３上、または、上記熱拡散層上に紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂または潤滑層が形成されることもある。
【００９９】
また、低磁界記録を目的として、記録層３に接して、記録層３の保磁力より小さな保磁力を有し、記録層３のキュリー温度よりも高いキュリー温度を有する垂直磁化膜、例えば、ＧｄＦｅＣｏ、ＧｄＴｂＦｅＣｏ、ＧｄＤｙＦｅＣｏ等の垂直磁化膜からなる記録補助層を積層して形成しても良い。
【０１００】
（実施例３）
次に、この構成の光磁気ディスクの形成方法及び記録再生方法の具体例を説明する。
【０１０１】
（１） 光磁気ディスクの形成方法
上記構成の光磁気ディスクの形成方法について説明する。
まず、ＡｌＳｉ合金ターゲットとＧｄＦｅＣｏ合金ターゲットとＧｄＦｅＳｉ合金ターゲットＧｄＦｅ合金ターゲットとＴｂＦｅＣｏ合金ターゲットとをそれぞれ備えたスパッタ装置内に、案内溝を有しディスク状に形成されたポリカーボネート製の基板１１を配置する。そして、スパッタ装置内を１×１０−６Ｔｏｒｒまで真空排気した後、アルゴンと窒素の混合ガスを導入し、ＡｌＳｉ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記基板１１上にＡｌＳｉＮからなる透明誘電体保護層１２を膜厚８０ｎｍで形成する。
【０１０２】
次に、再度、スパッタ装置内を１×１０−６Ｔｏｒｒまで真空排気した後、アルゴンガスを導入して、ＧｄＦｅＣｏ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記透明誘電体保護層１２上に、Ｇｄ０．２５（Ｆｅ０．８８Ｃｏ０．１２）０．７５からなる再生層１を膜厚４０ｎｍで形成する。その再生層１は、垂直磁化膜であり、その補償温度が０℃であり、そのキュリー温度が２８０℃であった。また、再生層１のみを成膜して保護膜を形成して磁化状態を調べた結果、室温からそのキュリー温度まで、常に、膜面に対して垂直方向に磁化を有する垂直磁化膜であった。
【０１０３】
次に、引き続き、ＧｄＦｅＳｉ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記再生層１上に、（Ｇｄ０．３７Ｆｅ０．６３）０．８０Ｓｉ０．２０からなる面内磁化層２を膜厚１０ｎｍで形成する。その面内磁化層２は、キュリー温度が８０℃であり、室温からそのキュリー温度まで、常に、膜面に対して水平方向に磁化を有する面内磁化膜であった。
【０１０４】
次に、引き続き、ＧｄＦｅ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記面内磁化層２上にＧｄ０．１３Ｆｅ０．８７からなる第２の面内磁化層１５を膜厚５０ｎｍで形成する。その第２の面内磁化層１５は、キュリー温度が１４０℃であり、室温からそのキュリー温度まで、常に、膜面に対して水平方向に磁化を有する面内磁化膜であった。
【０１０５】
次に、引き続き、ＴｂＦｅＣｏ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記第２の面内磁化層１５上に、Ｔｂ０．２６（Ｆｅ０．８４Ｃｏ０．１６）０．７４からなる記録層３を膜厚６０ｎｍで形成する。その記録層３は、補償温度が５０℃、キュリー温度が２６０℃であり、室温からそのキュリー温度まで、常に、膜面に対して垂直方向に磁化を有する垂直磁化膜であった。
【０１０６】
次にアルゴンと窒素の混合ガスを導入し、ＡｌＳｉ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記記録層３上にＡｌＳｉＮからなる保護層１３を膜厚２０ｎｍで形成する。
【０１０７】
ここで、透明誘電体保護層１２、再生層１、面内磁化層２、第２の面内磁化層１５、記録層３、保護層１３を積層した状態で再生層１の磁化状態を調べた結果、室温から面内磁化層２のキュリー温度まで面内磁化状態であり、面内磁化層２のキュリー温度以上の温度において垂直磁化状態となっていることが確認された。
【０１０８】
（２） 記録再生特性
上記光磁気ディスクを、波長６８０ｎｍの半導体レーザを用いた光磁気ピックアップで、線速２．５ｍ／ｓの条件で評価した結果について説明する。
まず、記録再生用レーザを６ｍＷで連続照射しながら、記録磁界を±１５ｋＡ／ｍで変調することにより記録層３に、記録磁界の向きに対応した上向き磁化と下向き磁化との繰り返しパターンを形成した。記録磁界の変調周波数を変えることにより、０．１〜０．５μｍの範囲のマーク長の磁区パターンを記録した。ここで、マーク長とは、マーク長に対応する長さの記録磁区をマーク長の２倍の長さのピッチで形成していることを意味する。
【０１０９】
次に、記録再生用レーザを２．５ｍＷで連続照射して測定したキャリアレベル（信号強度レベル）のマーク長依存性を実施例３として図１５に示す。
【０１１０】
比較のため、実施例１及び比較例１のキャリアレベルのマーク長依存性を図１５に示す。ここで、比較例１及び実施例１については、第１の実施の形態において説明した記録再生条件で評価を行なっている。
【０１１１】
比較例１と実施例１のキャリアレベルの差については、第１の実施の形態において説明した通りである。実施例３のキャリアレベルを見ると、実施例１と同様に比較例１よりも大きなキャリアレベルが得られており、実施例１と同様に磁区の拡大再生が実現していることがわかる。さらに、実施例１と実施例３とを比較すると、短いマーク長において、より大きなキャリアレベルが得られていることがわかる。例えば、０．１μｍのマーク長において、実施例３のキャリアレベルは、実施例１のキャリアレベルよりも４ｄＢ程度大きくなっている。これは、第２の面内磁化層１５を設けることにより、結合温度領域７の温度以下の温度において発生する漏洩磁束が抑制され、結合温度領域７のみにおいて、記録層３から発生する漏洩磁束と再生層１とが強く静磁結合し、再生層１の再生温度領域６において安定した磁区拡大再生が行われることにより、より短いマーク長における安定した磁区拡大再生が実現した結果である。
【０１１２】
〔第４の実施の形態〕
本発明の第４の実施の形態について、図面に基づいて説明すれば以下の通りである。本実施の形態では、光磁気記録媒体として光磁気ディスクを適用した場合について説明する。
【０１１３】
図１６，図１７は、第４の実施の形態における再生時の状態を示す平面図と断面図である。第４の実施の形態は、図１２及び図１３に示す第３の実施の形態における第２の面内磁化層１５と記録層３との間に、非磁性層１６が設けられている。
【０１１４】
記録層３に形成された記録磁区８が、再生層１へと拡大転写され、光ビーム４により再生される原理は、第３の実施の形態と同じである。
【０１１５】
第４の実施の形態においては、非磁性層１６が形成されることにより、第２の面内磁化層１５と記録層３との交換結合が完全に遮断されることにより、より薄い膜厚の第２の面内磁化層１５を用いた場合においても、第２の面内磁化層１５における面内磁化状態をより安定して維持することが可能となり、結合温度領域７の温度以下の温度において記録層３から発生する漏洩磁束がより効果的に抑制され、結合温度領域７のみにおいて、記録層３から発生する漏洩磁束と再生層１とを強く静磁結合させ、再生層１の再生温度領域６において、安定した磁区拡大再生を実現することが可能となる。
【０１１６】
本発明の光磁気記録媒体は、図１８に示すように、光磁気ディスク基板１１上に透明誘電体保護層１２、再生層１、面内磁化層２、第２の面内磁化層１５、非磁性層１６、記録層３、保護層１３が順次形成された構成を有している。
【０１１７】
第４の実施の形態における透明誘電体保護層１２、再生層１、面内磁化層２、第２の面内磁化層１５、記録層３、保護層１３は、第３の実施の形態と同じ材料を用いることが可能である。ただし、第４の実施の形態においては、非磁性層１６により第２の面内磁化層１５と記録層３との交換結合が遮断されているため、第２の面内磁化層１５の膜厚を第３の実施の形態より薄くすることが可能となる。
【０１１８】
第４の実施の形態において、面内磁化層２と第２の面内磁化層１５の膜厚は、面内磁化層２の膜厚が５ｎｍ以上であり、かつ、第２の面内磁化層１５の膜厚が５ｎｍ以上であり、かつ、面内磁化層２と第２の面内磁化層１５のトータル膜厚が８０ｎｍ以下の範囲に設定されていることが望ましい。第２の面内磁化層１５の膜厚が５ｎｍより薄くなると、結合温度領域７の温度以下の温度において記録層３から発生する漏洩磁束を効果的に抑制することが困難となり、安定した磁区拡大再生を行うという特性改善の効果を期待することができなくなる。また、面内磁化層２の膜厚が５ｎｍより薄くなると、再生層１及び第２の面内磁化層１５による磁気的結合の影響を受け、面内磁化層２のキュリー温度を安定して制御することが困難となる。すなわち、よりキュリー温度の高い再生層１と第２の面内磁化層１５との間に極めて薄い面内磁化層２が挟まれることにより、実質的な面内磁化層２のキュリー温度が高くなり、再生温度領域６が狭くなることにより、再生信号強度が低下してしまう。また、面内磁化層２と第２の面内磁化層１５のトータル膜厚が８０ｎｍより厚くなると、膜厚増加による記録感度劣化が顕著となってくる。
【０１１９】
非磁性層１６は、ＡｌＮ，ＳｉＮ，ＡｌＳｉＮ，Ｔａ２Ｏ３等の透明誘電体、または、Ａｌ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｎｉ等の金属からなる非磁性金属合金からなり、再生層１及び面内磁化層２及び第２の面内磁化層１５と記録層３との交換結合を遮断する目的で形成されるものであり、その膜厚が０．５ｎｍ以上４０ｎｍ以下の範囲に設定されることが望ましい。非磁性層１６の膜厚が０．５ｎｍより小さくなると、再生層１及び面内磁化層２及び第２の面内磁化層１５と記録層３との交換結合を安定して遮断することが困難となり、再生信号品質が劣化してしまう。また、非磁性層１６の膜厚が４０ｎｍより大きくなると、再生層１と記録層３との間隔が大きくなり過ぎることにより、再生層１と記録層３との安定した静磁結合状態を維持することが困難となり、再生信号品質が劣化してしまう。
【０１２０】
また、この構成に、更に、Ａｌ、ＡｌＴａ、ＡｌＴｉ、ＡｌＣｒ、ＡｌＮｉ、ＡｌＣｏ、Ｃｕ等からなる熱拡散金属層を付加することにより、媒体の熱的特性を改善することが可能となる。更に、場合によっては、保護層１３上、または、上記熱拡散層上に紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂または潤滑層が形成されることもある。
【０１２１】
また、低磁界記録を目的として、記録層３に接して、記録層３の保磁力より小さな保磁力を有し、記録層３のキュリー温度よりも高いキュリー温度を有する垂直磁化膜、例えば、ＧｄＦｅＣｏ、ＧｄＴｂＦｅＣｏ、ＧｄＤｙＦｅＣｏ等の垂直磁化膜からなる記録補助層を積層して形成しても良い。
【０１２２】
（実施例４）
次に、この構成の光磁気ディスクの形成方法及び記録再生方法の具体例を説明する。
（１） 光磁気ディスクの形成方法
上記構成の光磁気ディスクの形成方法について説明する。
【０１２３】
まず、ＡｌＳｉ合金ターゲットとＧｄＦｅＣｏ合金ターゲットとＧｄＦｅＳｉ合金ターゲットＧｄＦｅ合金ターゲットとＴｂＦｅＣｏ合金ターゲットとをそれぞれ備えたスパッタ装置内に、案内溝を有しディスク状に形成されたポリカーボネート製の基板１１を配置する。そして、スパッタ装置内を１×１０−６Ｔｏｒｒまで真空排気した後、アルゴンと窒素の混合ガスを導入し、ＡｌＳｉ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記基板１１上にＡｌＳｉＮからなる透明誘電体保護層１２を膜厚８０ｎｍで形成する。
【０１２４】
次に、再度、スパッタ装置内を１×１０−６Ｔｏｒｒまで真空排気した後、アルゴンガスを導入して、ＧｄＦｅＣｏ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記透明誘電体保護層１２上に、Ｇｄ０．２５（Ｆｅ０．８８Ｃｏ０．１２）０．７５からなる再生層１を膜厚４０ｎｍで形成する。その再生層１は、垂直磁化膜であり、その補償温度が０℃であり、そのキュリー温度が２８０℃であった。また、再生層１のみを成膜して保護膜を形成して磁化状態を調べた結果、室温からそのキュリー温度まで、常に、膜面に対して垂直方向に磁化を有する垂直磁化膜であった。
【０１２５】
次に、引き続き、ＧｄＦｅＳｉ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記再生層１上に、（Ｇｄ０．３７Ｆｅ０．６３）０．８０Ｓｉ０．２０からなる面内磁化層２を膜厚１０ｎｍで形成する。その面内磁化層２は、キュリー温度が８０℃であり、室温からそのキュリー温度まで、常に、膜面に対して水平方向に磁化を有する面内磁化膜であった。
【０１２６】
次に、引き続き、ＧｄＦｅ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記面内磁化層２上にＧｄ０．１３Ｆｅ０．８７からなる第２の面内磁化層１５を膜厚２０ｎｍで形成する。その第２の面内磁化層１５は、キュリー温度が１４０℃であり、室温からそのキュリー温度まで、常に、膜面に対して水平方向に磁化を有する面内磁化膜であった。
【０１２７】
次に、アルゴンと窒素の混合ガスを導入し、ＡｌＳｉ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記第２の面内磁化層１５上にＡｌＳｉＮからなる非磁性層１６を膜厚５ｎｍで形成する。
【０１２８】
次に、再度、スパッタ装置内を１×１０−６Ｔｏｒｒまで真空排気した後、アルゴンガスを導入して、ＴｂＦｅＣｏ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記非磁性層１６上に、Ｔｂ０．２６（Ｆｅ０．８４Ｃｏ０．１６）０．７４からなる記録層３を膜厚６０ｎｍで形成する。その記録層３は、補償温度が５０℃、キュリー温度が２６０℃であり、室温からそのキュリー温度まで、常に、膜面に対して垂直方向に磁化を有する垂直磁化膜であった。
【０１２９】
次に、アルゴンと窒素の混合ガスを導入し、ＡｌＳｉ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記記録層３上にＡｌＳｉＮからなる保護層１３を膜厚２０ｎｍで形成する。
【０１３０】
ここで、透明誘電体保護層１２、再生層１、面内磁化層２、第２の面内磁化層１５、非磁性層１６、記録層３、保護層１３を積層した状態で再生層１の磁化状態を調べた結果、室温から面内磁化層２のキュリー温度まで面内磁化状態であり、面内磁化層２のキュリー温度以上の温度において垂直磁化状態となっていることが確認された。
【０１３１】
（２） 記録再生特性
上記光磁気ディスクを、波長６８０ｎｍの半導体レーザを用いた光磁気ピックアップで、線速２．５ｍ／ｓの条件で評価した結果について説明する。
【０１３２】
まず、記録再生用レーザを５．６ｍＷで連続照射しながら、記録磁界を±１５ｋＡ／ｍで変調することにより記録層３に、記録磁界の向きに対応した上向き磁化と下向き磁化との繰り返しパターンを形成した。記録磁界の変調周波数を変えることにより、０．１〜０．５μｍの範囲のマーク長の磁区パターンを記録した。ここで、マーク長とは、マーク長に対応する長さの記録磁区をマーク長の２倍の長さのピッチで形成していることを意味する。
【０１３３】
次に、記録再生用レーザを２．３ｍＷで連続照射して測定したキャリアレベル（信号強度レベル）のマーク長依存性を実施例４として図１９に示す。
【０１３４】
比較のため、実施例３及び比較例１のキャリアレベルのマーク長依存性を図１９に示す。ここで、比較例１と実施例３については、第１の実施の形態及び第３の実施の形態において説明した記録再生条件で評価を行なっている。
【０１３５】
比較例１と実施例３のキャリアレベルの差については、第３の実施の形態において説明した通りである。実施例４のキャリアレベルを見ると、実施例３とほぼ同程度のキャリアレベルの得られていることがわかる。実施例４においても、実施例３と同様に、記録磁区８が拡大されて再生層１へと転写されることにより、比較例１のキャリアレベルに比べて相対的に大きなキャリアレベルが得られるとともに、マーク長減少にともなうキャリアレベルの減少が比較的緩やかとなり、短いマーク長において比較的大きなキャリアレベルが得られていることがわかる。
【０１３６】
このように、第２の面内磁化層１５と記録層３との間に非磁性層１６を形成することにより、第２の面内磁化層１５の膜厚を相対的に薄くすることが可能となり、再生層１と記録層３とが近づくことにより、再生層１と記録層３との間により強い静磁結合力が働き、より安定した再生を行なうことができるとともに、相対的に低いレーザパワーでの記録再生を実現することができる。
【０１３７】
〔第５の実施の形態〕
本発明の第５の実施の形態の光磁気記録媒体について、図２０及び図２１及び図２２を用いて詳細に説明する。
【０１３８】
第１の実施の形態及び第２の実施の形態は、結合温度領域７において記録層３から発生する漏洩磁束と再生層１とを静磁結合させ、磁区拡大再生を実現し、第３の実施の形態及び第４の実施の形態は、第２の面内磁化層１５を用いて、結合温度領域７の温度以下において記録層３から発生する漏洩磁束を抑制することにより、再生層１におけるより安定した磁区拡大再生を実現するものであった。
【０１３９】
第５の実施の形態は記録層３に接して、記録層３と磁気的極性が異なり、かつ、記録層３のキュリー温度より低いキュリー温度を有する磁束調整層１７を積層し、記録層３及び磁束調整層１７から発生する漏洩磁束を制御することにより、結合温度領域７の温度以下において記録層３及び磁束調整層１７から発生する漏洩磁束を抑制し、再生層１におけるより安定した磁区拡大再生を実現するものである。
【０１４０】
図２２は、図２１の記録層３と磁束調整層１７のみの磁化状態を示す拡大断面図である。図２２において、磁束調整層１７は、室温からそのキュリー温度まで常にＲＥｒｉｃｈ組成の垂直磁化膜からなり、ＴＭモーメントの向きとトータル磁化の向きとが反平行となっている。一方、記録層３は、室温からそのキュリー温度まで常にＴＭｒｉｃｈ組成の垂直磁化膜からなり、ＴＭモーメントの向きとトータル磁化の向きとが平行となっている。ここで、磁束調整層１７と記録層３とが積層されることにより、交換結合力が働き、両層のＴＭモーメントの向きが平行に揃えられる。この場合、磁束調整層１７のトータル磁化の向きと記録層３のトータル磁化の向きが反平行となる。磁束調整層１７及び記録層３から発生する漏洩磁束は、これらのトータル磁化の総和であり、磁束調整層１７のトータル磁化と記録層３のトータル磁化とが打ち消し合うため、殆ど漏洩磁束の存在しない状態を実現することが可能となる。一方、磁束調整層１７のキュリー温度以上の温度においては、磁束調整層１７のトータル磁化が存在しなくなるため、記録層３のみから漏洩磁束が発生することになる。従って、結合温度領域７のみにおいて、記録層３から大きな漏洩磁束が発生することになり、再生層１におけるより安定した磁区拡大再生を実現することが可能となる。
【０１４１】
次に、本発明の第５の実施の形態を光磁気記録媒体として光磁気ディスクを適用した場合について図面を用いて説明する。
【０１４２】
本発明の光磁気記録媒体は、図２３に示すように、光磁気ディスク基板１１上に透明誘電体保護層１２、再生層１、面内磁化層２、磁束調整層１７、記録層３、保護層１３が順次形成された構成を有している。
【０１４３】
第５の実施の形態における基板１１、透明誘電体保護層１２、再生層１、面内磁化層２、保護層１５は、第１の実施の形態に記載の材料を同様にして用いることが可能である。
【０１４４】
磁束調整層１７及び記録層３は、希土類遷移金属合金からなる垂直磁化膜であり、結合温度領域７のみにおいて、記録層３から強い漏洩磁束を発生させるため、磁束調整層１７のキュリー温度が、記録層３のキュリー温度より低く、かつ、面内磁化層２のキュリー温度より高く設定されているとともに、磁束調整層１７と記録層３の磁気的極性が異なるように設定されている。すなわち、磁束調整層１７としてＲＥｒｉｃｈ組成の希土類遷移金属合金垂直磁化膜を用いた場合、記録層３として、ＴＭｒｉｃｈ組成の希土類遷移金属合金垂直磁化膜が用いられ、磁束調整層１７としてＴＭｒｉｃｈ組成の希土類遷移金属合金垂直磁化膜を用いた場合、記録層３として、ＲＥｒｉｃｈ組成の希土類遷移金属合金垂直磁化膜が用いられる必要がある。
【０１４５】
ここで、面内磁化層２及び記録層３及び磁束調整層１７のキュリー温度をそれぞれＴｃ２、Ｔｃ３、Ｔｃ１７とした時、少なくとも、Ｔｃ２＜Ｔｃ１７＜Ｔｃ３である必要がある。さらに、（Ｔｃ３−１２０℃≦Ｔｃ１７≦Ｔｃ３−６０℃）なる条件を満足するように設定されていることが望ましい。Ｔｃ１７＜Ｔｃ３−１２０℃においては、磁束調整層１７のキュリー温度低下にともない、磁束調整層１７のトータル磁化が小さくなることにより、記録層３から発生する漏洩磁束の調整が不十分となり、結合温度領域７より広い範囲において、記録層３から大きな漏洩磁束が発生することとなり、短いマーク長における再生信号品質が劣化してしまう。また、Ｔｃ１７＞Ｔｃ３−６０℃においては、磁束調整層１７のキュリー温度が高くなりすぎることにより、結合温度領域において記録層３から発生する漏洩磁束が小さくなりすぎるため、記録層３から再生層１への記録磁区８の拡大転写が不安定となり、再生信号品質が劣化してしまう。
【０１４６】
また、記録層３の膜厚を３０ｎｍ以上に設定し、かつ、磁束調整層１７の膜厚を１０ｎｍ以上に設定し、かつ、記録層３と磁束調整層１７のトータル膜厚を１２０ｎｍ以下に設定することが望ましい。記録層３の膜厚が３０ｎｍより薄くなると、記録層３が発生する漏洩磁束が小さくなり、再生層１と記録層３との安定な静磁結合状態を維持することが困難となり、再生信号品質が劣化してしまう。また、磁束調整層１７の膜厚が１０ｎｍより薄くなると、磁束調整層１７の膜厚減少にともない、記録層３から発生する漏洩磁束の調整が不十分となり、短いマーク長における再生信号品質が劣化してしまう。また、記録層３と磁束調整層１７のトータル膜厚が１２０ｎｍより厚くなると、膜厚増加による記録感度劣化が顕著となってくる。
【０１４７】
上記磁気特性を満足する記録層３及び磁束調整層１７としては、ＴｂＦｅ、ＴｂＦｅＣｏ、ＤｙＦｅ、ＤｙＦｅＣｏ、ＴｂＤｙＦｅ、ＴｂＤｙＦｅＣｏ、ＴｂＦｅＤ、ＴｂＦｅＣｏＤ、ＤｙＦｅＤ、ＤｙＦｅＣｏＤ、ＴｂＤｙＦｅＤ、ＴｂＤｙＦｅＣｏＤ（Ｄは、Ｙ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ｓｉ，Ａｌの中から選ばれる元素、または、それら２種類以上の元素からなる。）等の材料からなる垂直磁化膜を採用することが可能である。
【０１４８】
本実施の形態においては、記録層３と磁束調整層１７の磁気的極性が異なっていればよく、記録層３と磁束調整層１７の形成順序は図２３と逆であってもかまわない。
【０１４９】
また、この構成に、更に、Ａｌ、ＡｌＴａ、ＡｌＴｉ、ＡｌＣｒ、ＡｌＮｉ、ＡｌＣｏ、Ｃｕ等からなる熱拡散金属層を付加することにより、媒体の熱的特性を改善することが可能となる。更に、場合によっては、保護層１５上、または、上記熱拡散層上に紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂または潤滑層が形成されることもある。
【０１５０】
また、低磁界記録を目的として、記録層３に接して、記録層３のキュリー温度よりも高いキュリー温度を有する垂直磁化膜、例えば、ＧｄＦｅＣｏ、ＧｄＴｂＦｅＣｏ、ＧｄＤｙＦｅＣｏ等の垂直磁化膜からなる記録補助層を積層して形成しても良い。
【０１５１】
（実施例５）
次に、この構成の光磁気ディスクの形成方法及び記録再生方法の具体例を説明する。
【０１５２】
（１） 光磁気ディスクの形成方法
上記構成の光磁気ディスクの形成方法について説明する。
まず、ＡｌターゲットとＧｄＦｅＣｏ合金ターゲットとＧｄＦｅＳｉ合金ターゲットとＴｂＤｙＦｅＣｏ合金ターゲットとＴｂＦｅＣｏ合金ターゲットとをそれぞれ備えたスパッタ装置内に、案内溝を有しディスク状に形成されたポリカーボネート製の基板１１を配置する。そして、スパッタ装置内を１×１０−６Ｔｏｒｒまで真空排気した後、アルゴンと窒素の混合ガスを導入し、Ａｌターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記基板１１上にＡｌＮからなる透明誘電体保護層１２を膜厚８０ｎｍで形成する。
【０１５３】
次に、再度、スパッタ装置内を１×１０−６Ｔｏｒｒまで真空排気した後、アルゴンガスを導入して、ＧｄＦｅＣｏ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記透明誘電体保護層１２上に、Ｇｄ０．２５（Ｆｅ０． ８８Ｃｏ０．１２）０．７５からなる再生層１を膜厚４０ｎｍで形成する。その再生層１は、垂直磁化膜であり、その補償温度が０℃であり、そのキュリー温度が２８０℃であった。また、再生層１のみを成膜して保護膜を形成して磁化状態を調べた結果、室温からそのキュリー温度まで、常に、膜面に対して垂直方向に磁化を有する垂直磁化膜であった。
【０１５４】
次に、引き続き、ＧｄＦｅＳｉ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記再生層１上に、（Ｇｄ０．３７Ｆｅ０．６３）０．８０Ｓｉ０．２０からなる面内磁化層２を膜厚６０ｎｍで形成する。その面内磁化層２は、キュリー温度が８０℃であり、室温からそのキュリー温度まで、常に、膜面に対して水平方向に磁化を有する面内磁化膜であった。
【０１５５】
次に、引き続き、ＴｂＤｙＦｅＣｏ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記面内磁化層２上に、（Ｔｂ０．５Ｄｙ０．５）０．２９（Ｆｅ０．８４Ｃｏ０．１６）０．７１からなる磁束調整層１７を膜厚３０ｎｍで形成する。その磁束調整層１７は、キュリー温度が１４０℃であり、室温からそのキュリー温度まで、常に、ＲＥｒｉｃｈ組成の垂直磁化膜であった。
【０１５６】
次に、引き続き、ＴｂＦｅＣｏ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記磁束調整層１７上に、Ｔｂ０．２２（Ｆｅ０．８４Ｃｏ０．１６）０．７８からなる記録層３を膜厚６０ｎｍで形成する。その記録層３は、補償温度が０℃であり、キュリー温度が２８０℃であり、室温からそのキュリー温度まで、常に、ＴＭｒｉｃｈ組成の垂直磁化膜であった。
【０１５７】
次に、アルゴンと窒素の混合ガスを導入し、Ａｌターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記記録層３上にＡｌＮからなる保護層１３を膜厚２０ｎｍで形成する。
【０１５８】
ここで、透明誘電体保護層１２、再生層１、面内磁化層２、磁束調整層１７、記録層３、保護層１３を積層した状態で再生層１の磁化状態を調べた結果、室温から面内磁化層２のキュリー温度まで面内磁化状態であり、面内磁化層２のキュリー温度以上の温度において垂直磁化状態となっていることが確認された。
【０１５９】
次に、図２４は、磁束調整層１７のみのトータル磁化Ｍ１７と記録層３のみのトータル磁化Ｍ３の温度依存性、及び、磁束調整層１７と記録層３とを積層したときのトータル磁化に対応する磁化として、Ｍｔ（Ｍｔ＝Ｍ３＋Ｍ１７／２）の温度依存性を示す図である。ここで、磁束調整層１７と記録層３の磁気的極性が異なるため、両者のトータル磁化の向きは反平行となっている。そこで、記録層３のトータル磁化を正の値で、磁束調整層１７の値を負の値で示している。
【０１６０】
Ｍ３とＭｔとを比較すると、結合温度領域７までの温度上昇にともなうトータル磁化の増加がより急峻になっている。すなわち、磁束調整層１７を設けることにより、結合温度領域７における記録層３と再生層１との強い静磁結合を維持するとともに、結合温度領域７の温度よりも低い温度領域において、記録層３及び磁束調整層１７から発生する漏洩磁束を比較的小さくし、再生層１との静磁結合を比較的弱くすることが可能となる。
【０１６１】
（２） 記録再生特性
上記光磁気ディスクを、波長６８０ｎｍの半導体レーザを用いた光磁気ピックアップで、線速２．５ｍ／ｓの条件で評価した結果について説明する。
【０１６２】
まず、記録再生用レーザを６．５ｍＷで連続照射しながら、記録磁界を±１５ｋＡ／ｍで変調することにより記録層３及び磁束調整層１７に、記録磁界の向きに対応した上向き磁化と下向き磁化との繰り返しパターンを形成した。記録磁界の変調周波数を変えることにより、０．１〜０．５μｍの範囲のマーク長の磁区パターンを記録した。ここで、マーク長とは、マーク長に対応する長さの記録磁区をマーク長の２倍の長さのピッチで形成していることを意味する。
【０１６３】
次に、記録再生用レーザを２．８ｍＷで連続照射して測定したキャリアレベル（信号強度レベル）のマーク長依存性を実施例５１として図２５に示す。
【０１６４】
比較のため、実施例１と比較例１におけるキャリアレベルのマーク長依存性、及び、実施例５１の構成において、磁束調整層１７を設けていない光磁気ディスクにおけるキャリアレベルを実施例５２として同図に示す。ここで、実施例１と比較例１の記録再生パワーは、第１の実施の形態と同じ条件で行い、実施例５２においては、記録時のレーザパワーを６．０ｍＷとし、再生時のレーザパワーを２．５ｍＷとしている。
【０１６５】
比較例１と比較した場合、実施例５１及び実施例５２ともに、実施例１とほぼ同程度のキャリアレベルが得られており、実施例５１及び実施例５２において、実施例１と同様な磁区拡大再生の実現が確認される。
【０１６６】
次に、実施例１と実施例５２との媒体構成は、全く同じであるが、実施例１の記録層３の補償温度が５０℃であり、室温近傍の温度で記録層３からの漏洩磁束が極めて小さくなっているため、良好な磁区拡大再生が実現しているのに対して、実施例５２の記録層３の補償温度は０℃であり、室温近傍の温度で記録層３から漏洩磁束が発生し、良好な磁区拡大再生を阻害されるため、実施例５２のキャリアレベルは、実施例１のキャリアレベルよりも小さくなっている。
【０１６７】
次に、実施例５１と実施例５２とを比較すると、磁束調整層１７を設けることにより、室温近傍の温度における記録層３からの漏洩磁束が抑制されることにより、良好な磁区拡大再生が実現し、実施例５１のキャリアレベルが実施例５２のキャリアレベルよりも高くなっていることがわかかる。さらに、実施例５１のキャリアレベルは、実施例１のキャリアレベルよりも高くなっていることがわかる。これは、実施例５１の記録層３として、実施例１の記録層３よりも、より多くの遷移金属元素を含有する希土類遷移金属合金薄膜を用いることが可能となり、実施例５１において、結合温度領域で、より強い漏洩磁束を発生させることにより、記録層３と再生層１とがより強く静磁結合し、より安定した磁区拡大再生が実現したことによるものである。
【０１６８】
〔第６の実施の形態〕
本発明の第６の実施の形態について、図面に基づいて説明すれば以下の通りである。本実施の形態では、光磁気記録媒体として光磁気ディスクを適用した場合について説明する。
【０１６９】
図２６及び図２７は、第６の実施の形態における再生時の状態を示す平面図と断面図である。第６の実施の形態は、図２０及び図２１に示す第５の実施の形態における面内磁化層２と磁束調整層１７との間に非磁性層１４が設けられている。
【０１７０】
記録層３に形成された記録磁区８が、再生層１へと拡大転写され、光ビーム４により再生される原理は、第５の実施の形態と同じである。
【０１７１】
第６の実施の形態においては、非磁性層１４が形成されることにより、再生層１及び面内磁化層２と磁束調整層１７及び記録層３との交換結合が完全に遮断されることにより、面内磁化層２のキュリー温度以下の領域において、より薄い膜厚の面内磁化層２を用いて、再生層１における面内磁化状態をより安定して維持することが可能となる。
【０１７２】
本発明の光磁気記録媒体は、図２８に示すように、光磁気ディスク基板１１上に透明誘電体保護層１２、再生層１、面内磁化層２、非磁性層１４、磁束調整層１７、記録層３、保護層１３が順次形成された構成を有している。
【０１７３】
第６の実施の形態における透明誘電体保護層１２、再生層１、面内磁化層２、磁束調整層１７、記録層３、保護層１３は、第５の実施の形態と同じ材料を用いることが可能である。但し、第６の実施の形態においては、非磁性層１４により再生層１及び面内磁化層２と磁束調整層１７及び記録層３との交換結合が遮断されているため、面内磁化層２の膜厚を第５の実施の形態より薄くすることが可能となる。第６の実施の形態においては、面内磁化層２の膜厚が５ｎｍ以上８０ｎｍ以下の範囲に設定されていることが望ましい。面内磁化層２の膜厚が５ｎｍより薄くなると、面内磁化層２が薄くなりすぎることにより、再生層１の温度上昇していない部分において、安定した面内磁化状態を維持することが困難となり、再生信号品質が劣化してしまう。また、面内磁化層２の膜厚が８０ｎｍより厚くなると、膜厚増加による記録感度劣化が顕著となってくる。
【０１７４】
また、非磁性層１４は、ＡｌＮ，ＳｉＮ，ＡｌＳｉＮ，Ｔａ２Ｏ３等の透明誘電体、または、Ａｌ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｎｉ等の金属からなる非磁性金属合金からなり、再生層１及び面内磁化層２と記録層３との交換結合を遮断する目的で形成されるものであり、その膜厚が０．５ｎｍ以上４０ｎｍ以下の範囲に設定されることが望ましい。非磁性層１４の膜厚が０．５ｎｍより小さくなると、再生層１及び面内磁化層２と記録層３との交換結合を安定して遮断することが困難となり、再生信号品質が劣化してしまう。また、非磁性層１４の膜厚が４０ｎｍより大きくなると、再生層１と記録層３との間隔が大きくなり過ぎることにより、再生層１と記録層３との安定した静磁結合状態を維持することが困難となり、再生信号品質が劣化してしまう。
【０１７５】
また、この構成に、更に、Ａｌ、ＡｌＴａ、ＡｌＴｉ、ＡｌＣｒ、ＡｌＮｉ、ＡｌＣｏ、Ｃｕ等からなる熱拡散金属層を付加することにより、媒体の熱的特性を改善することが可能となる。更に、場合によっては、保護層１３上、または、上記熱拡散層上に紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂または潤滑層が形成されることもある。
【０１７６】
また、低磁界記録を目的として、記録層３に接して、記録層３の保磁力より小さな保磁力を有し、記録層３のキュリー温度よりも高いキュリー温度を有する垂直磁化膜、例えば、ＧｄＦｅＣｏ、ＧｄＴｂＦｅＣｏ、ＧｄＤｙＦｅＣｏ等の垂直磁化膜からなる記録補助層を積層して形成しても良い。
【０１７７】
（実施例６）
次に、この構成の光磁気ディスクの形成方法及び記録再生方法の具体例を説明する。
【０１７８】
（１） 光磁気ディスクの形成方法
上記構成の光磁気ディスクの形成方法について説明する。
【０１７９】
まず、ＡｌＳｉ合金ターゲットとＧｄＦｅＣｏ合金ターゲットとＧｄＦｅＳｉ合金ターゲットとＴｂＤｙＦｅＣｏ合金ターゲットとＴｂＦｅＣｏ合金ターゲットとをそれぞれ備えたスパッタ装置内に、案内溝を有しディスク状に形成されたポリカーボネート製の基板１１を配置する。そして、スパッタ装置内を１×１０−６Ｔｏｒｒまで真空排気した後、アルゴンと窒素の混合ガスを導入し、ＡｌＳｉ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記基板１１上にＡｌＳｉＮからなる透明誘電体保護層１２を膜厚８０ｎｍで形成する。
【０１８０】
次に、再度、スパッタ装置内を１×１０−６Ｔｏｒｒまで真空排気した後、アルゴンガスを導入して、ＧｄＦｅＣｏ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記透明誘電体保護層１２上に、Ｇｄ０．２５（Ｆｅ０．８８Ｃｏ０．１２）０．７５からなる再生層１を膜厚４０ｎｍで形成する。その再生層１は、垂直磁化膜であり、その補償温度が０℃であり、そのキュリー温度が２８０℃であった。また、再生層１のみを成膜して保護膜を形成して磁化状態を調べた結果、室温からそのキュリー温度まで、常に、膜面に対して垂直方向に磁化を有する垂直磁化膜であった。
【０１８１】
次に、引き続き、ＧｄＦｅＳｉ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記再生層１上に、（Ｇｄ０．３７Ｆｅ０．６３）０．８０Ｓｉ０．２０からなる面内磁化層２を膜厚２０ｎｍで形成する。その面内磁化層２は、キュリー温度が８０℃であり、室温からそのキュリー温度まで、常に、膜面に対して水平方向に磁化を有する面内磁化膜であった。
【０１８２】
次に、引き続き、ＡｌＳｉ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記面内磁化層２上にＡｌＳｉからなる非磁性層１４を膜厚３ｎｍで形成する。
【０１８３】
次に、引き続き、ＴｂＤｙＦｅＣｏ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記非磁性層１４上に、（Ｔｂ０．５Ｄｙ０．５）０．２９（Ｆｅ０．８４Ｃｏ０．１６）０．７１からなる磁束調整層１７を膜厚３０ｎｍで形成する。その磁束調整層１７は、キュリー温度が１４０℃であり、室温からそのキュリー温度まで、常に、ＲＥｒｉｃｈ組成の垂直磁化膜であった。
【０１８４】
次に、引き続き、ＴｂＦｅＣｏ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記磁束調整層１７上に、Ｔｂ０．２２（Ｆｅ０．８４Ｃｏ０．１６）０．７８からなる記録層３を膜厚６０ｎｍで形成する。その記録層３は、補償温度が０℃であり、キュリー温度が２８０℃であり、室温からそのキュリー温度まで、常に、ＴＭｒｉｃｈ組成の垂直磁化膜であった。
【０１８５】
次に、アルゴンと窒素の混合ガスを導入し、ＡｌＳｉ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０−３Ｔｏｒｒの条件で、上記記録層３上にＡｌＳｉＮからなる保護層１３を膜厚２０ｎｍで形成する。
【０１８６】
ここで、透明誘電体保護層１２、再生層１、面内磁化層２、非磁性層１４、磁束調整層１７、記録層３、保護層１３を積層した状態で再生層１の磁化状態を調べた結果、室温からその面内磁化層２のキュリー温度まで面内磁化状態であり、面内磁化層２のキュリー温度以上の温度において垂直磁化状態となっていることが確認された。
【０１８７】
（２） 記録再生特性
上記光磁気ディスクを、波長６８０ｎｍの半導体レーザを用いた光磁気ピックアップで、線速２．５ｍ／ｓの条件で評価した結果について説明する。
【０１８８】
まず、記録再生用レーザを６．０ｍＷで連続照射しながら、記録磁界を±１５ｋＡ／ｍで変調することにより記録層３に、記録磁界の向きに対応した上向き磁化と下向き磁化との繰り返しパターンを形成した。記録磁界の変調周波数を変えることにより、０．１〜０．５μｍの範囲のマーク長の磁区パターンを記録した。ここで、マーク長とは、マーク長に対応する長さの記録磁区をマーク長の２倍の長さのピッチで形成していることを意味する。
【０１８９】
次に、記録再生用レーザを２．６ｍＷで連続照射して測定したキャリアレベル（信号強度レベル）のマーク長依存性を実施例６１として図２９に示す。なお、ここでは、比較のため、実施例２及び比較例１におけるキャリアレベルのマーク長依存性、及び、実施例６１の構成において、磁束調整層１７を設けていない光磁気ディスクにおけるキャリアレベルを実施例６２として同図に示す。実施例２と比較例１の記録再生パワーは、第２の実施の形態と同じ条件で行い、実施例６２においては、記録時のレーザパワーを５．７ｍＷとし、再生時のレーザパワーを２．４ｍＷとしている。
【０１９０】
比較例１と比較した場合、実施例６１及び実施例６２ともに、実施例２とほぼ同程度のキャリアレベルが得られており、実施例６１及び実施例６２において、実施例２と同様な磁区拡大再生の実現が確認される。次に、実施例２と実施例６２との媒体構成は、全く同じであるが、実施例２の記録層３の補償温度が５０℃であり、室温近傍の温度で記録層３からの漏洩磁束が極めて小さくなっているため、良好な磁区拡大再生が実現するのに対して、実施例６２の記録層３の補償温度は０℃であり、室温近傍の温度で記録層３から漏洩磁束が発生し、良好な磁区拡大再生を阻害するため、実施例６２のキャリアレベルは、実施例２のキャリアレベルよりも小さくなっている。次に、実施例６１と実施例６２とを比較すると、磁束調整層１７を設けることにより、室温近傍の温度における記録層３からの漏洩磁束が抑制され、良好な磁区拡大再生が実現し、実施例６１のキャリアレベルが実施例６２のキャリアレベルよりも高くなっていることがわかかる。さらに、実施例６１のキャリアレベルは、実施例２のキャリアレベルよりも高くなっていることがわかる。これは、実施例６１の記録層３として、実施例２の記録層３よりも、より多くの遷移金属元素を含有する希土類遷移金属合金薄膜を用いることが可能となり、実施例６１において、結合温度領域で、より強い漏洩磁束を発生させることにより、記録層３と再生層１とがより強く静磁結合し、より安定した磁区拡大再生が実現したことによるものである。
【０１９１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、記録層に記録された磁化情報が再生層へと拡大転写されることにより、光の回折限界以下の周期の信号を記録層に記録した場合においても、再生信号振幅を低下させることなく再生することが可能となる。
【０１９２】
また、記録層と再生層のトータル磁化の極大値が面内磁化層のキュリー温度以上の温度で得られるようにすれば、円滑な拡大再生を実現できる。
【０１９３】
面内磁化層と記録層との間に面内磁化層を挿入することにより、非磁性層により面内磁化層と記録層との交換結合が遮断され、面内磁化層の薄膜化が可能となり、記録パワー及び再生パワーを低減することが可能となる。
【０１９４】
さらに、面内磁化層と記録層との間に第２の面内磁化層または磁束調整層を設けることで、低温領域において記録層から発生する漏洩磁束が抑制されることにより、より短いマーク長で記録層に記録された磁化情報を安定して再生層へと拡大転写できる。さらに、非磁性層により磁束選択層と記録層との交換結合を遮断することで、磁束選択層の薄膜化が可能となり、記録パワー及び再生パワーを低減することが可能となる。
【０１９５】
また、本発明の再生装置によれば、本発明の光磁気記録媒体を適切に再生でき、良好な再生信号品質を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光磁気媒体の再生原理を説明する平面模式図である。
【図２】本発明の光磁気媒体の再生原理を説明する断面模式図である。
【図３】図１の状態から光磁気媒体が移動した後における再生動作を説明する平面模式図である。
【図４】図１の状態から光磁気媒体が移動した後における再生動作を説明する断面模式図である。
【図５】第１の実施の形態の光磁気ディスクの構成を示す断面図である。
【図６】実施例１の光磁気ディスクのトータル磁化の温度依存性である。
【図７】実施例１の光磁気ディスクのキャリアレベルのマーク長依存性を示す図である。
【図８】第２の実施の形態の光磁気記録媒体の再生原理を説明する平面模式図である。
【図９】第２の実施の形態の光磁気記録媒体の再生原理を説明する断面模式図である。
【図１０】第２の実施の形態の光磁気記録媒体の構成を示す断面図である。
【図１１】実施例２の光磁気ディスクのキャリアレベルのマーク長依存性を示す図である。
【図１２】第３の実施の形態の光磁気記録媒体の再生原理を説明する平面模式図である。
【図１３】第３の実施の形態の光磁気記録媒体の再生原理を説明する断面模式図である。
【図１４】第３の実施の形態の光磁気記録媒体の構成を示す断面図である。
【図１５】実施例３の光磁気ディスクのキャリアレベルのマーク長依存性を示す図である。
【図１６】第４の実施の形態の光磁気記録媒体の再生原理を説明する平面模式図である。
【図１７】第４の実施の形態の光磁気記録媒体の再生原理を説明する断面模式図である。
【図１８】第４の実施の形態の光磁気記録媒体の構成を示す断面図である。
【図１９】実施例４の光磁気ディスクのキャリアレベルのマーク長依存性を示す図である。
【図２０】第５の実施の形態の光磁気記録媒体の再生原理を説明する平面模式図である。
【図２１】第５の実施の形態の光磁気記録媒体の再生原理を説明する断面模式図である。
【図２２】第５の実施の形態の光磁気記録媒体の漏洩磁束について説明する断面模式図である。
【図２３】第５の実施の形態の光磁気記録媒体のキャリアレベルのマーク長依存性を示す図である。
【図２４】実施例５の光磁気ディスクのトータル磁化の温度依存性である。
【図２５】実施例５の光磁気ディスクのキャリアレベルのマーク長依存性を示す図である。
【図２６】第６の実施の形態の光磁気記録媒体の再生原理を説明する平面模式図である。
【図２７】第６の実施の形態の光磁気記録媒体の再生原理を説明する断面模式図である。
【図２８】第６の実施の形態の光磁気記録媒体の構成を示す断面図である。
【図２９】実施例６の光磁気ディスクのキャリアレベルのマーク長依存性を示す図である。
【図３０】従来の光磁気ディスクの再生原理を説明する平面模式図である。
【図３１】従来の光磁気ディスクの再生原理を説明する断面模式図である。
【符号の説明】
１ 再生層
２ 面内磁化層
３ 記録層
４ 光ビーム
１２ 透明誘電体保護層
１３ 保護層
１４ 非磁性層
１５ 第２の面内磁化層
１６ 非磁性層
１７ 磁束調整層
Claims (9)
- 単層においては室温からキュリー温度まで垂直磁化を示す再生層と、室温からキュリー温度まで面内磁化を示す面内磁化層と、室温からキュリー温度まで垂直磁化を示す記録層と、がこの順に形成されており、前記再生層及び前記面内磁化層及び前記記録層のキュリー温度をそれぞれＴｃ１，Ｔｃ２，Ｔｃ３としたとき、Ｔｃ２＜Ｔｃ１，Ｔｃ２＜Ｔｃ３が成立し、
前記再生層は、温度がＴｃ２未満の領域においては、前記面内磁化層との交換結合により面内磁化を示し、Ｔｃ２以上に加熱された領域においては、前記記録層の磁化情報が拡大転写されることにより、単磁区状態の垂直磁化を示すよう形成されてなり、
前記再生層および前記記録層は、Ｔｃ２より高い温度でトータル磁化の極大値を有する材質からなることを特徴とする光磁気記録媒体。 - 請求項１に記載の光磁気記録媒体において、円滑な拡大再生動作を実現するために、前記再生層のトータル磁化の極大値を示す温度と、前記記録層のトータル磁化の極大値を示す温度とを、略一致させていることを特徴とする光磁気記録媒体。
- 請求項１又は２に記載の光磁気記録媒体において、前記面内磁化層と前記記録層との間に非磁性層が設けられていることを特徴とする光磁気記録媒体。
- 請求項１又は２に記載の光磁気記録媒体において、前記面内磁化層と前記記録層との間に、キュリー温度がＴｃ２より高くＴｃ１及びＴｃ３より低い面内磁化を示す第２の面内磁化層が設けられていることを特徴とする光磁気記録媒体。
- 請求項４に記載の光磁気記録媒体において、第２の面内磁化層と前記記録層との間に非磁性層が設けられていることを特徴とする光磁気記録媒体。
- 請求項１又は２に記載の光磁気記録媒体において、前記面内磁化層と前記記録層との間に、キュリー温度がＴｃ２より高くＴｃ１及びＴｃ３より低く、前記記録層の磁気的極性が異なる垂直磁化を示す磁束調整層が設けられていることを特徴とする光磁気記録媒体。
- 請求項６に記載の光磁気記録媒体において、前記磁束調整層と前記面内磁化層との間に非磁性層が設けられていることを特徴とする光磁気記録媒体。
- 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光磁気記録媒体の前記記録層に記録された磁化情報を再生する再生装置であって、再生時に、前記光磁気記録媒体にレーザ光を照射して、前記面内磁化層をそのキュリー温度以上に加熱する手段を有してなることを特徴とする再生装置。
- 請求項２に記載の光磁気記録媒体の前記記録層に記録された磁化情報を再生する再生装置であって、円滑な拡大再生動作を実現するために、再生時に、前記光磁気記録媒体にレーザ光を照射して、前記再生層及び前記記録層を、それらのトータル磁化が極大となる温度近傍まで加熱する手段を有してなることを特徴とする再生装置。
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