JPH08106662A

JPH08106662A - 光磁気記録媒体

Info

Publication number: JPH08106662A
Application number: JP6241198A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Shintaku; 一彦新宅; Kiyoshi Chiba; 潔千葉
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1994-10-05
Filing date: 1994-10-05
Publication date: 1996-04-23

Abstract

(57)【要約】【目的】優れた情報の記録再生を行うことが可能な光磁
気記録媒体を得る。【構成】室温において面内磁化を有し、読み出し温度に
おいて垂直磁化を移行する読み出し層と、室温以上で垂
直磁化を有する記録層の少なくとも２つの磁性層よりな
り、記録層と読み出し層は磁気的に結合していて、照射
レーザー光による昇温部分のみの情報を磁気的超解像に
より再生する多層膜において、磁性層の間にCu、Au、A
g、Pt、Pdのうちの少なくともいずれかひとつと、Ｖ、C
r、Mn、Zn、Ｙ、Zr、Mo、Ru、Rh、Sn、Ｗ、Re、Pb、F
e、Co、NiやGd、Tb等の希土類磁性金属のうちの少なく
ともいずれかひとつとからなる非磁性合金の中間層を設
ける。あるいは磁性層の間に、透明誘電体層と非磁性合
金層の２層からなる中間層を設けることを特徴とする光
磁気記録媒体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の磁性層の磁気的
な結合を利用することで単一の磁性層より優れた情報の
記録再生を行うことが可能な光磁気記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】情報記録の大容量・高速化の要求に伴
い、光記録媒体が注目され、その近年の進歩にはめざま
しいものがある。特に、持ち運びが容易で、可換性に優
れ、情報の書き換えが可能な光磁気記録媒体は、その記
憶容量の大きさを生かして、外部記憶装置として確固た
る地位を築きつつある。

【０００３】しかしながら、現在の光磁気記録にはキュ
リー点記録が行われているため、記録に使用するレーザ
ー光の出力の制限や、媒体自身の耐久性の問題から、記
録層のキュリー点はある一定の温度範囲に入っていなけ
ればならない。そのために、記録材料の選択にも自ずか
ら制約が生じることになる。

【０００４】このような問題を解決するための方法とし
て、記録特性の優れた材料と読み出し特性の優れた材料
からなる複数の磁性層を使用することにより、単一磁性
層での欠点を補い合い、全体として記録再生特性の向上
を目指すことが古くより行われている。

【０００５】このような複数の磁性層は互いに磁気的に
結合している必要があり、記録された情報を読み出し層
に正確に転写しなければならない。そのためには、磁性
層間の磁気的な結合を人為的に制御できることが大切と
なる。

【０００６】この磁性層間の磁気的な結合を制御する目
的で磁性層の間に中間層を入れて、磁性層の間の交換結
合力をコントロールすることがしばしば行われる。この
中間層としては、さらに別の磁性層が用いられることが
多く、また、複数の中間層を用いることも多い。

【０００７】また、特開平6-150418に記述されているよ
うに、磁性層間の交換結合力があまり弱くならない程度
の非磁性物質を中間層として用いることもある。

【０００８】従来は、光磁気記録媒体の記録密度は、レ
ーザー光のビーム径によって制約されるものとされてい
た。しかし、最近、このビーム径以下の情報を再生する
ことを可能とし、記録密度を向上させる全く新しい方法
が提案された（公開特許平3-88156 ）。

【０００９】これは、少なくとも記録層と読み出し層か
らなる光磁気記録媒体において、再生のためのレーザー
光スポットの中心付近の温度が上昇した部分でのみ、記
録層の情報が読み出し層に転写されることを利用したも
のである。これにより、レーザー光のビーム径よりも小
さな記録ビットを再生することができる。これは磁気的
超解像（Magnetic Super Resolution ）方式と呼ばれて
いる。以下においてはＭＳＲ方式と便宜上呼ぶことにす
る。

【００１０】このＭＳＲ方式においては、まずはレンズ
で集光されたレーザー光を透明基板側から読み出し層に
照射する。光スポットの中心付近の温度が上昇した部分
でのみ、記録層と読み出し層の間に交換結合力が働き、
記録層の情報が読み出し層に転写される。

【００１１】このとき、光スポット内の転写されない部
分の磁化の向きは、磁界の向きに揃える必要がある。そ
のためには、例えば、レーザー光が照射されると同時に
弱い補助磁界を印加することにより可能である。この時
の磁界の向きや大きさは、採用するＭＳＲ方式に依存す
る。装置構成が最も簡単になるようなＭＳＲ方式を採用
することが望ましいが、このことは採用するＭＳＲ方式
を制限するものではない。

【００１２】これをレーザー光で再生する際には、光ス
ポット内のうち転写されていない部分はマスクされ、転
写された部分のみの情報が読み出されることになり、レ
ーザー光のビーム径よりも小さな記録ビットを再生する
ことができる。

【００１３】幾つかあるＭＳＲ方式のなかには、図２
（(a) は媒体断面、(b) は読み出し層の磁化状態、(c)
は記録層の磁化状態）に示したように、読み出し層とし
て室温で面内磁化を示し、読み出し時の高温で垂直磁化
になるものを用いたものもある（公開特許平5-12731 、
5-12732 ）。

【００１４】この場合には、低温部分では面内磁化であ
るため、転写されない磁化の向きを外部磁界により揃え
る必要がない。磁気光学効果は垂直磁化の部分で大きい
ため、光スポットの中心付近の温度が上昇し、記録層の
情報が読み出し層に転写された部分のみの情報が取り出
せる。

【００１５】このＭＳＲ方式においては、光スポット内
の転写されない部分の磁化は膜面内に向いているため、
レーザー光が照射されると同時に弱い補助磁界を印加す
る必要がなくなり、装置構成が簡単になる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】ＭＳＲ方式も含めて、
記録層に記録した情報を、再生性能の優れた読み出し層
に転写して読み出し層から情報を再生する光磁気記録媒
体においては、その転写を安定かつ均一に行い、それを
高い再生信号で読み出す方法を見い出すことが重要な課
題となる。

【００１７】しかしながら、単一あるいは複数の磁性層
を中間層として用いた場合、読み出し層、中間層、記録
層のそれぞれの磁気特性は多岐にわたり、互いに密接に
関連しているため、さらに制御すべき交換結合が複雑に
なるばかりでなく、光磁気記録媒体としては、それぞれ
の磁性層の磁気特性を均一に安定なものとすることが必
要となってくるため、製造上のマージンが大きくとれな
いなどの問題も生じてくる。

【００１８】また、磁性層間の交換結合力があまり弱く
ならない程度の非磁性物質を中間層として用いた場合で
も、交換結合力を均一にするためには中間層の膜厚、組
成などを高度に制御して一定にする必要があり、やはり
製造上のマージンが大きくとれないなどの問題が生じて
くる。

【００１９】さらに、読み出し層が光が透過するような
比較的薄い膜厚である場合には、中間層の光学特性が再
生信号に影響を与える。このような場合、中間層が反射
率の高い金属層であるときは、中間層の光吸収端近傍で
カー回転角のエンハンスメントが起こる。また、中間層
が透明誘電体層であるときは、さらに後ろに反射層があ
ると干渉効果によるカー回転角のエンハンスメントが起
こる。これらの光学的特性をうまく利用できれば、高い
再生信号を得ることが可能となるが、これまでには中間
層に磁気的特性を制御する役目は与えていても、光学的
特性についてはなんら考慮されていなかった。

【００２０】また、中間層がない場合には、磁性層同志
が直接隣接しているうえ、磁性層は主としてFe、Co、Ni
からなるものが多く、結晶構造も類似の場合が多いた
め、磁性層の界面から互いに拡散していき、設計した磁
気特性と次第に異なっていくことが懸念される。とりわ
け、光磁気記録では、記録再生時に媒体を加熱している
ため、このことが問題となる。このため媒体の繰り返し
耐久性が十分に得られないこととなる。この事情は、中
間層を入れても、それが磁性層であれば全く変わらな
い。

【００２１】特に、ＭＳＲ方式においては、読み出し層
から記録層への転写が良好に行えるとともに、読み出し
層の熱分布を急峻にし、光スポットの中心付近の温度が
上昇して記録層の情報が読み出し層に転写される部分を
狭くすることが重要となる。さらに、読み出し層の熱分
布を再生したい記録ビットの大きさに最適になるよう
に、光スポットの中心付近の温度が上昇して記録層の情
報が読み出し層に転写される部分を制御できることはも
っと重要である。

【００２２】本発明の目的は、記録層の情報を磁気的な
結合により読み出し層に転写し、ＭＳＲ方式によりレー
ザー光のビーム径よりも小さな記録ビットを再生できる
光磁気記録媒体において、その磁性層間の磁気的な結合
を制御でき、かつ同時に高い再生信号を得ることがで
き、信頼性が高く、耐久性に優れ、製造上のマージンも
広い、安定で、容易な手段を提供することである。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に関す
る光磁気記録媒体は、室温において面内磁化を有し、あ
る温度以上で垂直磁化に移行する読み出し層と、室温以
上で垂直磁化を有する記録層の少なくとも２つの磁性層
よりなり、記録層と読み出し層は磁気的に結合している
多層膜において、磁性層の間にCu、Au、Ag、Pt、Pdのう
ちの少なくともいずれかひとつと、Ｖ、Cr、Mn、Zn、
Ｙ、Zr、Mo、Ru、Rh、Sn、Ｗ、Re、Pb、Fe、Co、NiやG
d、Tb等の希土類磁性金属のうちの少なくともいずれか
ひとつとからなる非磁性合金の中間層を設けることを特
徴とする。

【００２４】読み出し層としては、室温において面内磁
化を有し、ある温度以上で垂直磁化に移行し、レーザー
光の照射により再生が行えるようなものであれば、材
料、構成において特に制限はない。例えば希土類遷移金
属合金系のGdCo、GdFe、GdFeCo、GdTbFe、GdTbCo、GdTb
FeCo、NdFeCo、GdNdFeCo、DyFeCo等の希土類と遷移金属
との非晶質合金において希土類リッチの適当な組成にす
ることで実現される。また、Ｃ／Ｎを高くし、記録パワ
ー、記録磁場に対するマージンをよくするためには、読
み出し層の膜厚は10〜40nmの範囲が望ましい。また、良
好な転写を行うためには読み出し温度における読み出し
層の保磁力が200Oe 以下であることが望ましい。読み出
し層の保磁力は小さい方がよく、さらには130Oe 以下が
望ましい。

【００２５】記録層としては、室温以上で垂直磁化を有
し、レーザー光の照射により記録が行えるようなもので
あれば、材料、構成において特に制限はない。例えば希
土類遷移金属合金系のGdCo、GdFe、GdFeCo、GdTbFe、Gd
TbCo、GdTbFeCo、NdFeCo、GdNdFeCo、DyFeCo等の希土類
と遷移金属との非晶質合金、あるいはガーネット膜、Co
／Pt、Co／Pd等の多層膜、CoPt合金膜、CoPd合金膜等が
あげられる。また、記録層においては、必ずしも上記の
ようないわゆる光磁気記録材料に限定されるものではな
い。例えば垂直磁気異方性を有するCoCr合金膜等であっ
てもよい。また、Ｃ／Ｎを高くし、記録パワー、記録磁
場に対するマージンをよくするためには、記録層の膜厚
は10〜40nmの範囲が望ましい。

【００２６】中間層は読み出し層と記録層の磁気的特性
を制御でき、光学的特性を向上できる非磁性物質であれ
ばよい。例えばCu、Au、Ag、Pt、Pdのうちの少なくとも
いずれかひとつと、Ｖ、Cr、Mn、Zn、Ｙ、Zr、Mo、Ru、
Rh、Sn、Ｗ、Re、Pb、Fe、Co、NiやGd、Tb等の希土類磁
性金属のうちの少なくともいずれかひとつとからなる非
磁性合金があげられる。Fe、Co、NiやGd、Tb等の希土類
磁性金属を含む合金であっても、室温以上で非磁性であ
る組成範囲であればよい。中間層の膜厚は、5nm 以上50
nm以下であることが望ましい。中間層の膜厚は、磁性層
間の磁気的な結合を制御でき、かつ同時に高い再生信号
を得ることができ、信頼性が高く、耐久性に優れ、製造
上のマージンも広い、安定で、容易な手段で得られる範
囲として限定される。しかしながら、実際には記録感度
などによっても制限され、中間層の熱伝導率によっても
異なってくる。

【００２７】また、上記中間層は再生に用いるレーザ光
の波長λ1 に対して、光吸収端をλ2 とするとき、 −
70nm≦λ1 −λ2 ≦100nm の関係を満足することが望
まれる。現在の時点で、光磁気記録に用いられているレ
ーザ光の波長λ1 は350nm ≦λ1 ≦850nm であるので、
この関係式を満たす中間層の光吸収端λ2 としては、25
0nm ≦λ2 ≦900nm の範囲にあるものがあげられる。例
えば、Cuは560nm 付近、Auは500nm 付近、Agは330nm 付
近に光吸収端をもつ。これらと、例えばＶ、Cr、Mn、Z
n、Ｙ、Zr、Mo、Ru、Rh、Sn、Ｗ、Re、Pb、Fe、Co、Ni
やGd、Tb等の希土類磁性金属のうちの少なくともいずれ
かひとつとからなる非磁性合金を形成することにより再
生に用いるレーザ光の波長λ1 に対して、上記の条件を
満足するように光吸収端λ2 を調整すればよい。

【００２８】本発明では、カー効果エンハンスメントを
高め、再生信号品質を向上させるために、基板と読み出
し層の間に透明誘電体層を設ける構成も使用可能であ
る。そのためには、屈折率の高い材料、すなわち1.8 以
上の屈折率を有する材料、さらに好ましくは2.0 以上で
ある材料を用いることがが望ましい。このような材料と
しては、AlＮ、MgＦ₂、ZnＳ、CeＦ₃、Si₃Ｎ₄、AlSi
Ｎ、SiＯ、Zr₂Ｏ₃、In ₂Ｏ₃、SnＯ₃、Ta₂Ｏ₅、Al
ＯＮ、SiＯＮ、ZrＯＮ、InＯＮ、SnＯＮ、TaＯＮまたこ
れらの混合体などが適用できる。特に屈折率が2.0 以上
という点ではAlSiＮ、ZnＳ、Zr₂Ｏ₃、Ta₂Ｏ₅、ZrＯ
Ｎ、TaＯＮが好ましい。

【００２９】本発明の請求項２に関する光磁気記録媒体
は、室温において面内磁化を有し、ある温度以上で垂直
磁化に移行する読み出し層と、室温以上で垂直磁化を有
する記録層の少なくとも２つの磁性層よりなり、記録層
と読み出し層は磁気的に結合している多層膜において、
磁性層の間に透明誘電体層とCu、Au、Ag、Pt、Pdのうち
の少なくともいずれかひとつと、Ｖ、Cr、Mn、Zn、Ｙ、
Zr、Mo、Ru、Rh、Sn、Ｗ、Re、Pb、Fe、Co、NiやGd、Tb
等の希土類磁性金属のうちの少なくともいずれかひとつ
とからなる非磁性合金層の２層からなる中間層を設ける
ことを特徴とする。

【００３０】中間層に用いる透明誘電体層以外は、上記
請求項１と同様でよい。中間層に用いる透明誘電体層と
して、AlＮ、MgＦ₂、ZnＳ、CeＦ₃、Si₃Ｎ₄、AlSi
Ｎ、SiＯ、Zr₂Ｏ₃、In₂Ｏ₃、SnＯ₃、Ta₂Ｏ₅、Al
ＯＮ、SiＯＮ、ZrＯＮ、InＯＮ、SnＯＮ、TaＯＮ等の透
明誘電体が上げられる。中間層に用いる透明誘電体層の
膜厚は、磁性層間の磁気的な結合を制御でき、かつ同時
に高い再生信号を得ることができ、信頼性が高く、耐久
性に優れ、製造上のマージンも広い、安定で、容易な手
段で得られる範囲として限定される。しかしながら、実
際には記録感度などによっても制限され、中間層の熱伝
導率によっても異なってくる。透明誘電体層と非磁性合
金層を合わせた膜厚は5nm 以上50nm以下であることが望
ましい。

【００３１】

【作用】本発明の請求項１に関する光磁気記録媒体で
は、記録層に記録した情報を、再生性能の優れた読み出
し層に転写して読み出し層から情報を再生するため再生
信号品質が向上する。記録層と読み出し層は磁気的な結
合を、非磁性合金の中間層で制御できるようにしたの
で、転写が安定かつ均一に行われ、かつ再生信号品質の
高い読み出し方法を用いることが可能となった。転写の
機構が単純になったことにより、媒体の設計が容易にな
り、製造マージンも大きくなった。また、上記の中間層
を入れることにより、磁性層はそれぞれ分離して独立に
保持されているため、信頼性が高くなり、耐久性が大幅
に向上した。

【００３２】また、読み出し温度における読み出し層の
保磁力が小さいため、比較的厚い中間層を挟んでいて
も、記録層の磁化状態が、記録層の漏洩磁界により読み
出し層に容易に転写される。

【００３３】また、読み出し層として磁化が室温におい
て面内磁化を有し、読み出し温度において垂直磁化を移
行するものを用いた場合、再生レーザ光が照射されて温
度が上昇した部分でのみ、読み出し層が面内磁化から垂
直磁化に移行し、記録層の情報が読み出し層に転写さ
れ、磁気光学効果は垂直磁化の部分で大きいため、記録
層の情報が読み出し層に転写された部分のみの情報が取
り出すことができ、再生後、読み出し層の温度が低下す
ると、面内磁化に戻るため雑音を抑制することができ
る。したがって、上記の作用に加えて、さらに再生信号
品質が向上する。

【００３４】そして、中間層の膜厚を、5nm 以上50nm以
下にすることにより、中間層の膜厚が比較的厚いため、
膜厚を高度に制御する必要がなく、磁性層間の磁気的な
結合を安定で均一なものとできるため、再生信号品質が
向上し、媒体の設計が容易になり、製造マージンも大き
くなった。

【００３５】さらに、再生に用いるレーザ光の波長λ1
に対して、光吸収端をλ2 とするとき、 −70nm≦λ1
−λ2 ≦100nm の関係を満足する中間層を用いたの
で、再生に用いるレーザ光の波長付近に、中間層の光吸
収端が生じるようなり、カー回転角のエンハンスメント
が起こる。したがって、上記の作用に加えて、さらに高
い再生信号を得ることが可能となった。また、中間層に
合金を用いることにより、再生に用いるレーザ光の波長
が変わっても、その波長付近に中間層の光吸収端が生じ
るようにすることができるため、媒体設計が容易になっ
た。

【００３６】さらに、上記のような中間層を挟むことに
より、読み出し層の熱分布が急峻になり、光スポットの
中心付近の温度が上昇して記録層の情報が読み出し層に
転写される部分を狭くすることが可能となったため、従
来より小さな記録ビットを再生することが安定で、容易
な手段で可能となった。さらに、中間層に用いる合金の
比率を少しずつ調節することにより、記録再生特性を損
なうことなく、読み出し層の熱分布を再生したい記録ビ
ットの大きさに最適になるように、光スポットの中心付
近の温度が上昇して記録層の情報が読み出し層に転写さ
れる部分を制御することが可能となったため、所望の大
きさの記録ビットを再生することが安定で、容易な手段
で可能となった。

【００３７】本発明の請求項２に関する光磁気記録媒体
では、透明誘電体層と非磁性合金層の２層からなる中間
層を用いたことにより、非磁性合金層を反射層として利
用するなどして干渉効果によるカー回転角のエンハンス
メントが起こり、上記請求項１による作用に加えて、さ
らに再生信号品質が大幅に向上し、信頼性、耐久性も向
上した。また、中間層を２層にしたことにより、媒体の
設計が容易になり、製造マージンも大きくなった。さら
に、中間層の２層の膜厚の比率を少しずつ調節すること
により、記録再生特性を損なうことなく、読み出し層の
熱分布を再生したい記録ビットの大きさに最適になるよ
うに、光スポットの中心付近の温度が上昇して記録層の
情報が読み出し層に転写される部分を制御することが可
能となったため、従来より小さな記録ビットだけでな
く、所望の大きさの記録ビットを再生することが安定
で、容易な手段で可能となった。

【００３８】

【実施例１】以下のようにして基板上に図１に示す構成
の光磁気記録媒体を作製した。図１において１は基板、
２は第１透明誘電体層、３は読み出し層、４は中間層、
５は記録層、６は第２透明誘電体層、７は有機保護層で
ある。

【００３９】基板１としては、ポリカーボネート樹脂
（PC）よりなる、直径130mm 、厚さ1.2mm の円盤で、1.
6 μm ピッチのグルーブを有するものを用いた。この基
板１を５ターゲットの高周波マグネトロンスパッタ装置
（アネルバ製SPC-350UHV）の真空槽内に固定し、13μPa
（＝1 ×10^-7Torr）になるまで排気する。なお、以下の
膜形成において基板１は100rpmで自公転させた。

【００４０】まず、第１透明誘電体層２としてAlSiＮ膜
を形成した。すなわち、ターゲットとしては直径100mm
、厚さ5mm の円盤状のAlSi（30：70）の焼結体を用
い、真空槽内にAr／Ｎ₂混合ガス（Ｎ₂ 24vol% ）を導
入し、圧力0.53Pa（＝4mTorr）になるようにガス流量を
調整した。放電電力600W、放電周波数13.56MHzで高周波
スパッタリングを行い、第１透明誘電体層としてAlSiＮ
膜を80nm堆積した。

【００４１】次に読み出し層３として、ターゲットにGd
FeCo合金の円盤状ターゲットを用い、スパッタリングガ
スを純Ar（濃度99.999% ）とし、圧力0.53Pa（＝4mTor
r）、放電電力150WでGd₂₃Fe₆₃Co₁₄膜（キュリー温度Tc=
320℃、Tcomp=300 ℃、室温での保磁力Hc=0.07kOe）を2
0nm堆積した。

【００４２】その後、中間層４として、ターゲットにCu
Fe合金の円盤を用い、スパッタリングガスを純Ar（濃度
99.999% ）とし、圧力0.53Pa（＝4mTorr）、放電電力10
0WでCu₉₅Fe₅膜を1 〜100nm 堆積した。

【００４３】続いて、記録層５としてターゲットにTbFe
Co合金の円盤を用い、スパッタリングガスを純Ar（濃度
99.999% ）とし、圧力0.53Pa（＝4mTorr）、放電電力15
0WでTb₁₆Fe₇₂Co₁₂膜（Tc=230℃、保磁力Hc=7kOe ）を20
nm堆積した。

【００４４】さらに、第２透明誘電体層６としてターゲ
ットを前記のAlSiの焼結体ターゲットに戻し、スパッタ
リングガスもAr／Ｎ₂混合ガス（Ｎ₂ 24vol% ）に戻
し、第１透明誘電体層と同様の放電条件で、AlSiＮ膜を
80nm堆積した。

【００４５】これらのサンプルをスパッタリング装置か
ら取り出し、スピンコーターに取り付けた。ディスクを
回転させながら、紫外線硬化性のフェノールノボラック
エポキシアクリレート樹脂を塗布した後、紫外線照射装
置を通過させて樹脂を硬化させ、約20μm の有機保護層
７を設けた。

【００４６】比較例として、中間層４を設けない以外は
上記と同じ構成からなる光磁気記録媒体を、同様の手順
で作製した。

【００４７】以上のようにして作製した媒体の性能評価
を行った。測定には光磁気記録再生装置（パルステック
工業製DDU-1000型）を用い、半径30mm位置のトラックに
おいて、ディスク回転数3600rpm 、線速度11.3m ／sec
で、ビットの書き込み方向にバイアス磁界Hext=250（O
e）を印加し、7.4MHz（理論ビット長0.76μm ）、11.2M
Hz （理論ビット長0.5 μm ）および14.1MHz （理論ビ
ット長0.4 μm ）の信号で書き込みした後、再生レーザ
ーパワーPRはＣ／Ｎが最大となるようにした。レーザー
の波長は780nm 、対物レンズのN.A.は0.55であった。

【００４８】まず、CuFeの中間層がない媒体に対して得
られたＣ／Ｎは、7.4MHz、11.2MHzおよび14.1MHz の信
号で書き込みした書き込みビットに対して、それぞれ20
dB、8dB 、5dB であった。また、ディスク内の再生位置
により、再生信号に大きな変動があったことから、交換
結合による転写が均一に行われていないことがわかっ
た。

【００４９】そこで、CuFeの中間層がない媒体とCuFeの
中間層の膜厚を1 〜100nm と変化させた媒体に対して磁
気測定を行った。カーループ（カー回転角の磁場依存
性）の温度依存性を基板側（GdFeCo膜側）と膜面側（Tb
FeCo膜側）とで測定したところ、CuFeの中間層の膜厚が
3nm 以下では交換結合により読み出し層や記録層の単独
での保磁力より大きくなったり、いわゆる複雑な異常カ
ーループが現れたりする。一方、CuFeの中間層の膜厚が
3nm 以上では交換結合の影響はほとんどなく、読み出し
層や記録層の単独でのものとほとんど差がなくなり、読
み出し層や記録層はほぼ独立に振る舞っている。このこ
とは、図３に示したようにVSM で測定した磁化曲線でも
確認された。つまり、CuFeの中間層の膜厚が3nm 以上で
は読み出し層と記録層の単独で得られる磁化曲線の単純
な足し合わせの磁化曲線となるのに対して、CuFeの中間
層の膜厚が3nm 以下では交換結合により歪んだ曲線とな
る。

【００５０】このCuFeの中間層の膜厚を1nm 〜100nm と
変えた媒体に対して、得られたＣ／ＮをCuFe中間層の膜
厚に対してプロットしたものが図４である。これからわ
かるように、CuFeをわずか1nm だけ中間層として挿入し
ただけで、Ｃ／Ｎの大幅な改善が見られた。また、ディ
スク内の再生位置により、再生信号には変動が少なくな
り、交換結合による転写が比較的均一に行われるように
なった。

【００５１】CuFeの中間層の膜厚については、強い交換
結合がほとんど及ばなくなる5nm 以上で安定した高いＣ
／Ｎが得られている。ただし、CuFeの中間層の膜厚が厚
くなるのにつれて、中間層による熱吸収のため記録感度
は低下するので、CuFeの中間層の場合、膜厚の上限は記
録感度によって決まる。しかし、これは中間層の膜厚を
変えることで容易に記録感度を変更することができるこ
とを意味しており、媒体設計の上での利点となる。通常
使用するレーザ光の記録レーザパワーや再生レーザパワ
ーを考慮すれば、本実施例のCuFeの中間層の場合、50nm
以下の膜厚が適当である。

【００５２】また、読み出し層のGdをわずかにTbに置き
換えることにより、読み出し層の保持力を変化させた結
果、読み出し温度における読み出し層の保磁力が200Oe
以下であれば転写が起こり、さらに、転写を良好に行う
ために、読み出し層の保磁力は小さい方がよく、130Oe
以下が望ましい。

【００５３】さらに、図１と同じ構成で、CuFeとCuの中
間層の膜厚が20nmの媒体について、得られたＣ／Ｎを理
論ビット長に対してプロットしたものが図５である。こ
れからわかるように、CuFeの中間層によって理論ビット
長が短くなってもＣ／Ｎの低下は少なく、良好なＭＳＲ
方式の記録再生が行われている。

【００５４】CuFeの中間層に比べ、Cuの中間層が全体的
にＣ／Ｎが低い原因は、主としてCuFeとCuとの光学的特
性の違いにあると考えられる。

【００５５】そこで、図１に示した構成を持つ媒体に対
して、中間層をCu₉₅Fe₅、Cuとし、それぞれの中間層の
膜厚を20nmとしたものについて、カー回転角の波長依存
性を測定し、基板と第１透明誘電体による干渉の効果を
除いた結果を図６に示す。これからわかるように、使用
したレーザ光の波長である780nm 付近でのカー回転角は
CuFeのほうが大きい。このようなカー回転角が増加する
現象は、磁性層に接する金属層の光吸収端近傍で起こる
ことが知られている。

【００５６】上記実施例以外のいろいろな中間層に対し
て検討した結果、安定した高いＣ／Ｎが得るためには、
再生に用いるレーザ光の波長λ1 に対して、光吸収端を
λ2とするとき、 −50nm≦λ1 −λ2 ≦100nm の関
係を満足する中間層であることが望ましいことがわかっ
た。

【００５７】金属単体では再生に用いるレーザ光の波長
に対して上記の条件を満足するものを常に見つけること
は難しいが、中間層に適当な合金を用いることにより、
光吸収端を連続的に変化させることができるため、再生
に用いるレーザ光の波長が変わっても、その波長付近に
中間層の光吸収端が生じるようにすることは容易であ
る。

【００５８】

【実施例２】図７に示したように、透明誘電体層18と非
磁性合金層19の２層からなる中間層を設けた以外は上記
実施例１と同じ構成からなる光磁気記録媒体を、同様の
手順で作製した。中間層のうち、透明誘電体層（第３透
明誘電体層と呼ぶことにする）は第１、２透明誘電体層
と同じAlSiＮ膜を、非磁性合金層はCuFeを用いた。

【００５９】この媒体に対して上記実施例１と同様の性
能評価を行った。

【００６０】実施例１と同じく、第３透明誘電体層と非
磁性合金層の２層からなる中間層がない媒体に対して得
られたＣ／Ｎは、7.4MHz、11.2MHz および14.1MHz の信
号で書き込みした書き込みビットに対して、それぞれ20
dB、8dB 、5dB であった。

【００６１】そこで、第３透明誘電体層と非磁性合金層
の２層からなる中間層のそれぞれの膜厚を変化させなが
ら、中間層の膜厚の和を1 〜100nm と変化させた媒体に
対して磁気測定を行った。上記実施例１と同様に、カー
ループとVSM 測定から、第３透明誘電体層と非磁性合金
層の２層からなる中間層の膜厚の和が3nm 以上では交換
結合の影響はほとんどなく、読み出し層や記録層の単独
でのものとほとんど差がなくなり、読み出し層や記録層
はほぼ独立に振る舞っている。

【００６２】この第３透明誘電体層と非磁性合金層の２
層からなる中間層の膜厚の和を1nm〜100nm と変えた媒
体に対して、得られたＣ／Ｎは5nm 以上で安定した高い
Ｃ／Ｎが得られた。そして、中間層が非磁性合金のCuFe
のみのときと比較して、CuFeの膜厚が同じであれば第３
透明誘電体層をさらに設けたほうがＣ／Ｎは高くなる。
ただし、AlSiＮの第３透明誘電体層による熱吸収は極め
て小さく、記録感度はAlSiＮの第３透明誘電体層の膜厚
にはほとんど依存せず、非磁性合金のCuFeの膜厚によっ
て決まる。第３透明誘電体層と非磁性合金層の２層から
なる中間層の場合、膜厚の上限は記録層から読み出し層
への転写が起こるかどうかで決まっており、第３透明誘
電体層と非磁性合金層の２層からなる中間層の膜厚の和
が50nmまで可能である。これはAlSiＮの第３透明誘電体
層の膜厚を変えることで容易に媒体反射率を変更するこ
とができることを意味しており、媒体設計の上での利点
となる。実際に、反射率が低くなることにより干渉の効
果によりエンハンスメントが起こり、高いＣ／Ｎが得ら
れている。これは、光吸収端近傍によるエンハンスメン
トは異なるもので、透明誘電体を挟んだことに特徴があ
る。

【００６３】さらに、CuFeの膜厚が20nmの１層の中間層
とAlSiＮの膜厚が10nmとCuFeの膜厚が20nmの２層の中間
層からなる媒体について、得られたＣ／Ｎを理論ビット
長に対してプロットしたものが図８である。これからわ
かるように、CuFeの中間層にさらにAlSiＮの中間層を加
えることによって理論ビット長が短くなってもＣ／Ｎの
低下は少なく、良好なＭＳＲ方式の記録再生が行われて
いる。

【００６４】その他のいろいろな透明誘電体層と非磁性
合金層の２層からなる中間層を用いたが、いずれも上記
実施例と同様の効果を得られた。

【００６５】中間層として用いる物質の種類・膜厚は、
その媒体を使用する装置に大きく依存し、記録磁場、記
録感度、再生パワー等によって決められる。また、必要
に応じて、熱伝導率のよい物質からなる熱拡散層を用い
ることも可能である。中間層や熱拡散層は、単一であっ
ても、複数であってもよい。

【００６６】

【発明の効果】本発明の請求項１に関する光磁気記録媒
体では、記録層に記録した情報を、再生性能の優れた読
み出し層に転写して読み出し層から情報を再生するため
再生信号品質が向上する。記録層と読み出し層は磁気的
な結合を、非磁性合金の中間層で制御できるようにした
ので、転写が安定かつ均一に行われ、かつ再生信号品質
の高い読み出し方法を用いることが可能となった。転写
の機構が単純になったことにより、媒体の設計が容易に
なり、製造マージンも大きくなった。また、上記の中間
層を入れることにより、磁性層はそれぞれ分離して独立
に保持されているため、信頼性が高くなり、耐久性が大
幅に向上した。

【００６７】また、読み出し温度における読み出し層の
保磁力が小さいため、比較的厚い中間層を挟んでいて
も、記録層の磁化状態が、記録層の漏洩磁界により読み
出し層に容易に転写される。

【００６８】また、読み出し層として磁化が室温におい
て面内磁化を有し、読み出し温度において垂直磁化を移
行するものを用いた場合、再生レーザ光が照射されて温
度が上昇した部分でのみ、読み出し層が面内磁化から垂
直磁化に移行し、記録層の情報が読み出し層に転写さ
れ、磁気光学効果は垂直磁化の部分で大きいため、記録
層の情報が読み出し層に転写された部分のみの情報が取
り出すことができ、再生後、読み出し層の温度が低下す
ると、面内磁化に戻るため雑音を抑制することができ
る。したがって、上記の作用に加えて、さらに再生信号
品質が向上する。

【００６９】そして、中間層の膜厚を、5nm 以上50nm以
下にすることにより、中間層の膜厚が比較的厚いため、
膜厚を高度に制御する必要がなく、磁性層間の磁気的な
結合を安定で均一なものとできるため、再生信号品質が
向上し、媒体の設計が容易になり、製造マージンも大き
くなった。

【００７０】さらに、再生に用いるレーザ光の波長λ1
に対して、光吸収端をλ2 とするとき、 −70nm≦λ1
−λ2 ≦100nm の関係を満足する中間層を用いたの
で、再生に用いるレーザ光の波長付近に、中間層の光吸
収端が生じるようなり、カー回転角のエンハンスメント
が起こる。したがって、上記の作用に加えて、さらに高
い再生信号を得ることが可能となった。また、中間層に
合金を用いることにより、再生に用いるレーザ光の波長
が変わっても、その波長付近に中間層の光吸収端が生じ
るようにすることができるため、媒体設計が容易になっ
た。

【００７１】さらに、上記のような中間層を挟むことに
より、読み出し層の熱分布が急峻になり、光スポットの
中心付近の温度が上昇して記録層の情報が読み出し層に
転写される部分を狭くすることが可能となったため、従
来より小さな記録ビットを再生することが安定で、容易
な手段で可能となった。さらに、中間層に用いる合金の
比率を少しずつ調節することにより、記録再生特性を損
なうことなく、読み出し層の熱分布を再生したい記録ビ
ットの大きさに最適になるように、光スポットの中心付
近の温度が上昇して記録層の情報が読み出し層に転写さ
れる部分を制御することが可能となったため、所望の大
きさの記録ビットを再生することが安定で、容易な手段
で可能となった。

【００７２】本発明の請求項２に関する光磁気記録媒体
では、透明誘電体層と非磁性合金層の２層からなる中間
層を用いたことにより、非磁性合金層を反射層として利
用するなどして干渉効果によるカー回転角のエンハンス
メントが起こり、上記請求項１による作用に加えて、さ
らに再生信号品質が大幅に向上し、信頼性、耐久性も向
上した。また、中間層を２層にしたことにより、媒体の
設計が容易になり、製造マージンも大きくなった。さら
に、中間層の２層の膜厚の比率を少しずつ調節すること
により、記録再生特性を損なうことなく、読み出し層の
熱分布を再生したい記録ビットの大きさに最適になるよ
うに、光スポットの中心付近の温度が上昇して記録層の
情報が読み出し層に転写される部分を制御することが可
能となったため、従来より小さな記録ビットだけでな
く、所望の大きさの記録ビットを再生することが安定
で、容易な手段で可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の光磁気記録媒体の構成

【図２】超解像方式の原理

【図３】代表的な磁化曲線

【図４】Ｃ／ＮのCuFe中間層膜厚依存性

【図５】Ｃ／Ｎの理論ビット長依存性

【図６】カー回転角の波長依存性

【図７】実施例の光磁気記録媒体の構成

【図８】Ｃ／Ｎの理論ビット長依存性

【符号の説明】

１透明基板２第１透明誘電体層３読み出し層４中間層５記録層６第２透明誘電体層７有機保護層８レーザー光９透明基板 10 第１透明誘電体層 11 読み出し層 12 記録層 13 第２透明誘電体層 14 光スポット 15 高温領域 16 低温領域 17 記録ピット 18 第３透明誘電体層 19 非磁性合金層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】室温において面内磁化を有し、読み出し
温度において垂直磁化を移行する読み出し層と、室温以
上で垂直磁化を有する記録層の少なくとも２つの磁性層
よりなり、記録層と読み出し層は磁気的に結合してい
て、照射レーザー光による昇温部分のみの情報を磁気的
超解像により再生する多層膜において、磁性層の間にC
u、Au、Ag、Pt、Pdのうちの少なくともいずれかひとつ
と、Ｖ、Cr、Mn、Zn、Ｙ、Zr、Mo、Ru、Rh、Sn、Ｗ、R
e、Pb、Fe、Co、NiやGd、Tb等の希土類磁性金属のうち
の少なくともいずれかひとつとからなる非磁性合金の中
間層を設けることを特徴とする光磁気記録媒体。
【請求項２】室温において面内磁化を有し、読み出し
温度において垂直磁化を移行する読み出し層と、室温以
上で垂直磁化を有する記録層の少なくとも２つの磁性層
よりなり、記録層と読み出し層は磁気的に結合してい
て、照射レーザー光による昇温部分のみの情報を磁気的
超解像により再生する多層膜において、磁性層の間に透
明誘電体層とCu、Au、Ag、Pt、Pdのうちの少なくともい
ずれかひとつと、Ｖ、Cr、Mn、Zn、Ｙ、Zr、Mo、Ru、R
h、Sn、Ｗ、Re、Pb、Fe、Co、NiやGd、Tb等の希土類磁
性金属のうちの少なくともいずれかひとつとからなる非
磁性合金層の２層からなる中間層を設けることを特徴と
する光磁気記録媒体。