WO2000013177A1

WO2000013177A1 - Support d'enregistrement magneto-optique

Info

Publication number: WO2000013177A1
Application number: PCT/JP1999/004444
Authority: WO
Inventors: Atsushi Yamaguchi; Naoyuki Takagi; Kenichiro Mitani; Hitoshi Noguchi
Original assignee: Sanyo Electric Co., Ltd.
Priority date: 1998-08-31
Filing date: 1999-08-18
Publication date: 2000-03-09
Also published as: US6492035B1; EP1028424A1; EP1028424A4; CN1287663A; AU5387699A; KR100574734B1; KR20010031641A

Description

明細書光磁気記録媒体技術分野

この発明は、光磁気記録媒体に関し、さらに詳しくは、記録層の磁区を再生層に転写しかつ拡大して信号を再生する磁区拡大再生方式の光磁気記録媒体に関する。背景技術

光磁気記録媒体は、書換可能で、記憶容量が大きく、かつ、信頼性の高い記録媒体として注目されており、コンピュータメモリ等として実用化され始めている。また、最近では、記憶容量が 6 . 0 Gバイトの光磁気記録媒体の規格化も進められ、実用化されようとしている。かかる高密度な光磁気記録媒体からの信号の再生は、レーザ光を照射することにより、光磁気記録媒体の記録層の磁区を再生層に転写するとともに、その転写した磁区だけを検出できるように再生層に検出窓を形成し、その形成した検出窓から転写した磁区を検出する M S R

(Magnetically Super Resolution) 法により行なわれている。

また、光磁気記録媒体からの信号再生において交番磁界を印加し、記録層から再生層に転写された磁区を交番磁界により拡大して信号を再生する磁区拡大再生技術も開発されており、この技術を用いることにより直径 1 2 c mのディスクに 1 4 Gパイトの信号を記録および/または再生することができる光磁気記録媒体も提案されている。

かかる磁区拡大再生方式の光磁気記録媒体は一般に、再生層と、その上に形成される非磁性層と、その上に形成される記録層とを備える。この光磁気記録媒体からの磁区拡大による信号再生においては、再生層側からレーザ光が照射され、記録層側から磁区の拡大および消去用の外部磁界が印加され、これにより記録層の磁区が非磁性層を介して静磁結合により再生層に転写されかつ拡大される。再生層に転写されかつ拡大された磁区は、再生層側から照射されたレーザ光により検出され、これにより記録層の信号が再生される。

上述した静磁結合による磁区の転写は記録層から再生層への漏洩磁界に応じて起きる。しかしながら、記録層の磁区長はまちまちであるため、漏洩磁界の分布が磁区長によって異なるという問題がある。すなわち、短い磁区長では漏洩磁界の強度は磁区の中央部で最大となるが、長い磁区長では漏洩磁界の強度は磁区の中央でかなり弱くなる。したがって、短い磁区は確実に転写されるが、長い磁区は転写されないことがある。発明の開示

この発明の目的は、記録層の磁区長に依存することなく記録層から再生層への磁区の転写を確実にした光磁気記録媒体を提供することである。

この発明に従うと、光磁気記録媒体は、再生層と、再生層上に形成された遮断層と、遮断層上に形成されたゲートノ磁界強化層と、ゲートノ磁界強化層上に形成された記録層とを備える。ゲート Z磁界強化層は、記録層内の各磁区を選択的に抽出し、ここから再生層に到達する漏洩磁界を強化してその抽出した磁区を再生層内に転写する。遮断層は、ゲート磁界強化層から再生層への交換結合力を遮断する。

好ましくは、上記ゲート/磁界強化層は、ゲート層と、磁界強化層とを含む。ゲート層は、各磁区を選択的に抽出する。磁界強化層は、遮断層とゲート層との間に形成され、漏洩磁界を強化する。

あるいは、上記ゲート磁界強化層は、再生温度で記録層側から遮断層側に向力て増大する飽和磁化を有する。

上記光磁気記録媒体においては、記録層内の磁区はその長さに依存することなく選択的に抽出されるので、その抽出された磁区は確実に再生層内に転写され得る。また、再生層に到達する漏洩磁界は強化されるので、その抽出された磁区はより確実に再生層内に転写され得る。また、遮断層が設けられているので、再生層への交換結合力が遮断され、その結果、再生層内に転写された磁区は円滑に拡大され得る。図面の簡単な説明

図 1は、この発明の第 1の実施の形態による光磁気記録媒体の構造を示す断面図である。

図 2 Aないし 2 Dは、図 1に示された光磁気記録媒体中の短い磁区から信号を再生するプロセスを示す図である。

図 3は、図 1に示されたゲート層の力一回転角の温度依存性を示す図である。図 4は、図 1に示されたゲート層および磁界強化層の飽和磁化およぴ保磁力の温度依存性を示す図である。

図 5 Aは記録層の短い磁区から漏洩する磁界の強度分布を示す図であり、図 5 Bは記録層内の短レ、磁区が磁界強化層に転写された場合にその転写された磁区から漏洩する磁界の強度分布を示す図である。

図 6 Aないし 6 Dは、図 1に示された光磁気記録媒体中の長い磁区から信号を再生するプロセスを示す図である。

図 7 Aは記録層内の長い磁区から漏洩する磁界の強度分布を示す図であり、図 7 Bは記録層内の長い磁区が磁界強化層に転写された場合にその転写された磁区から漏洩する磁界の強度分布を示す図である。

図 8は、この発明の第 2の実施の形態による光磁気記録媒体の構造を示す断面図である。

図 9は、図 8に示されたゲ一ト Z磁界強化層中の G d含有率の分布を示す図である。

図 1 0は、この発明の第 3の実施の形態による光磁気記録媒体の構造を示す断面図である

図 1 1は、図 1 0に示された光磁気記録媒体の初期の磁化状態を示す図である。図 1 2は、図 1 0に示された遮断層の飽和磁化の温度依存性を示す図である。図 1 3は、図 1 0に示された光磁気記録媒体にレーザ光が照射されたときの磁化状態を示す図である。

図 1 4は、図 1 3に示されたレーザ光により照射された部分の温度分布を示す図である。

図 1 5は、この発明の第 4の実施の形態による光磁気記録媒体の構造を示す断面図である。

図 1 6は、図 1 5に示された光磁気記録媒体の初期の磁化状態を示す図である。図 1 7は、図 1 5に示された遮断層の飽和磁化の温度依存性を示す図である。図 1 8は、図 1 5に示された光磁気記録媒体にレーザ光が照射されたときの磁化状態を示す図である。

図 1 9は、図 1 8に示されたレーザ光が照射された部分の温度分布を示す図である。

図 2 0は、この発明の第 5の実施の形態による光磁気記録媒体の構造を示す断面図である。

図 2 1は、図 2 0に示された光磁気記録媒体の初期の磁化状態を示す図である。図 2 2は、図 2 0に示された光磁気記録媒体にレーザ光が照射されたときの磁化状態を示す図である。

図 2 3は、この発明の第 6の実施の形態による光磁気記録媒体の構造を示す断面図である。

図 2 4は、図 2 3に示された光磁気記録媒体の初期の磁化状態を示す図である。図 2 5は、図 2 3に示された光磁気記録媒体にレ一ザ光が照射されたときの磁化状態を示す図である。

図 2 6は、この発明の第 7の実施の形態による光磁気記録媒体の構造を示す断面図である。

図 2 7は、この発明の第 8の実施の形態による光磁気記録媒体の構造を示す断面図である。

図 2 8は、この発明の第 9の実施の形態による光磁気記録媒体の構造を示す断面図である。

図 2 9は、この発明の第 1 0の実施の形態による光磁気記録媒体の構造を示す断面図である。

図 3 0は、この発明の第 1 1の実施の形態による光磁気記録媒体の構造を示す断面図である。

図 3 1は、この発明の第 1 2の実施の形態による光磁気記録媒体の構造を示す断面図である。図 32は、この発明の第 13の実施の形態による光磁気記録媒体の構造を示す断面図である。 '

図 33は、この発明の第 14の実施の形態による光磁気記録媒体の再生層の構造を示す断面図である。発明を実施するための最良の形態

以下、この発明の実施の形態を図面を参照して詳しく説明する。図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

第 1の実施の形態

この発明の第 1の実施の形態による光磁気記録媒体 10は、透明基板 1と、透明基板 1上に形成された下地層 2と、下地層 2上に形成された再生層 3と、再生層 3上に形成された遮断層 4と、遮断層 4上に形成された磁界強化層 5と、磁界強化層 5上に形成されたゲ一ト層 6と、ゲート層 6上に形成された記録層 7と、記録層 7上に形成された保護層 8とを備える。

透明基板 1は、ポリカーボネートまたはガラス等からなる。下地層 2は、 S i

Nからなる。再生層 3は、 18— 23 a t . %の G dを含有する G d F e C o力らなる。遮断層 4は、 S i Nからなる。磁界強化層 5は、 18— 23 a t. %の G dを含有する G d F e C oからなる。ゲート層 6は、 22— 30 a t. %の G dを含有する G d F e C oからなる。記録層 7は、 Tb Fe Coからなる。保護層 8は、 S i Nからなる。

下地層 2の厚さは 500— 80 OAである。再生層 3の厚さは 200-400 Aである。遮断層 4の厚さは 200— 300Aである。磁界強化層 5の厚さは 6 00- 100 OAである。ゲ一ト層 6の厚さは 800-200 OAである。記録層 7の厚さは 500-2000Aである。保護層 8の厚さは 500— 800 Aである。

この光磁気記録媒体 10においては、記録層 7の磁区がゲート層 6、磁界強化層 5および遮断層 4を介して再生層 3に転写され、その転写された磁区が外部磁界により拡大され、その結果、その拡大された磁区が透明基板 1側から照射されたレーザ光により検出され、これにより信号が再生される。このような信号再生プロセスにおいて、記録層 7の磁区をその磁区長に依存することなく再生層 3に確実に転写するためには、記録層 7からゲート層 6への磁区の転写を交換結合により行なう必要がある（第 1の条件）。

また、再生層 3に転写された磁区を外部磁界により容易に拡大するためには、ゲート層 6から再生層 3への磁区の転写を静磁結合により行ない、再生層 3に他の磁性層から交換結合力が及ばないようにする必要がある（第 2の条件）。

さらに、ゲ一ト層 6から再生層 3への磁区の転写を静磁結合により行なうためには、ゲート層 6から再生層 3への漏洩磁界を大きくする必要がある（第 3の条件）。

そこで、第 1の条件を満たすために、ゲート層 6が記録層 7に接して形成される。また、第 2の条件を満たすために、遮断層 4がゲート層 6と再生層 3との間に形成される。さらに、第 3の条件を満たすために、磁界強化層 5がゲート層 6 と遮断層 4との間に形成される。

次に、図 2 Aないし 2 Dを参照して、光磁気記録媒体 1 0における信号再生プ口セスを詳細に説明する。

光磁気記録媒体 1 0にレーザ光が照射されかつ磁区拡大のための外部磁界が印加される前は、図 2 Aに示されるように、ゲート層 6は面内磁化膜であり、磁界強化層 5および再生層 3は初期化磁界により一方向に磁化された垂直磁化膜である。記録層 7は記録信号に応じて磁化された垂直磁化膜である。

続いて図 2 Bに示されるように、再生層 3側からレーザ光 L Bが照射されると、記録層 7のうち再生しようとする磁区 7 0が再生温度 1 0 0 °C以上に昇温される。ゲート層 6は室温（たとえば 0— 4 0 °C) で面内磁化を有し、再生温度 1 0 0 °C 以上で垂直磁化を有する。したがって、ゲート層 6の力一回転角の温度依存性をとると図 3に示されるように、カー回転角は室温でほとんどゼロであるが、再生温度 T r ( 1 0 0 °C) になると急激に大きくなる。そのため、磁区 7 0に接するゲート層 6の領域には、磁区 7 0の副格子磁化 7 1と同じ方向の副格子磁化 6 1 を有する磁区 6 0が現われる。すなわち、交換結合により記録層 7の磁区 7 0がグート層 6に転写される。ゲ一ト層 6に転写された磁区 6 0は交換結合により磁界強化層 5に転写され、磁界強化層 5には副格子磁化 6 1と同じ方向の副格子磁ィ匕 5 1を有する磁区 5 0が現われる。

このように、ゲート層 6は記録層 7内の各磁区を選択的に抽出する機能を有する。ゲート層 6の磁区選択性をよくするためには、比較的低温である 1 0 0 °C前後で記録層 7の磁区が転写されやすい磁性材料を用いる必要がある。そこで、ゲート層 6は図 4に示されるような磁気特性を有する。図 4において、 k lはグート層 6の保磁力の温度依存性を示し、曲線 k 2はゲート層 6の飽和磁化の温度依存性を示す。この曲線 k 2から明らかなように、ゲート層 6の飽和磁化は温度上昇に伴い小さくなり、その結果、漏洩磁界も小さくなる。

このように再生温度 T rではゲート層 6からの漏洩磁界は少ないため、ゲート層 6だけでは記録層 7から転写された磁区 6 0を静磁結合により再生層 3に確実に転写することは困難である。そこで、図 4に示されるような磁気特性を有する磁界強化層 5が設けられる。図 4において、曲線 k 3は磁界強化層 5の保磁力の温度依存性を示し、曲線 k 4は磁界強化層 5の飽和磁化の温度依存性を示す。この曲線 k 4から明らかなように、磁界強化層 5の飽和磁化は 1 2 0 °Cで最大となり、 1 2 0 °C前後における飽和磁化はゲート層 6よりも大きい。したがって、磁界強化層 5は飽和磁化の弱い磁区 6 0を飽和磁化の強い磁区 5 0に変換し、これにより遮断層 4を介して再生層 3に達する漏洩磁界を強化する機能を有する。このように磁界強化層 5に転写された磁区 5 0の飽和磁化は 1 2 0 °Cで最大になるため、光磁気記録媒体 1 0の温度が上昇して 1 2 0 °Cになると、この磁区 5 0から再生層 3への漏洩磁界も最大になり、図 2 Cに示されるように磁界強化層 5の磁区 5 0が遮断層 4を介して静磁結合により再生層 3に転写され、その結果、この磁区 5 0の磁化 5 1と同じ方向の磁化 3 1を有する磁区 3 0が再生層 3に現われる。信号再生後に温度が室温まで戻ると、この磁区 5 0の磁化 5 1は反転して初期状態に戻るため、磁界強化層 5内に転写される磁区の径は常に一定となる。このように再生層 3に磁区 3 0が転写された状態で、図 2 Dに示されるように記録層 7側から外部磁界 H e X (この外部磁界は、ピーク磁界が ± 3 0 0 0 eでかつ 2— 2 O MH zの交番磁界である。以下同じ。）が印加される。磁区 3 0の磁化 3 1と同じ方向の外部磁界が印加されたとき、磁区 3 0が磁区 3 0 1まで拡大される。このとき、再生層 3は磁界強化層 5のような磁性層に直接接しておらず遮断層 4のような非磁性層にのみ直接接しているため、磁区 3 0は磁界強化層 5から交換結合力を受けることなく確実に磁区 3 0 1に拡大される。

このように磁区 3 0が磁区 3 0 1に拡大されたとき、再生層 3側から照射されているレーザ光 L Bが磁区 3 0 1を検出し、これにより記録層 7の磁区 7 0が再生層 3に転写されかつ拡大されて信号が再生されたことになる。

磁区 3 0 1が検出された後、磁区 3 0 1の磁化 3 1と反対方向の外部磁界が印力 tlされると、磁区 3 0 1は消滅して図 2 Aに示された初期状態に戻る。上述したプロセスを繰返すことにより記録層 7.の磁区が次々と再生層 3に転写されかつ拡大され、その結果、記録層 7に記録されている信号が再生される。

上記では比較的短い磁区 7 0から信号を再生するプロセスを説明した。図 5 A に示されるように、磁区長が短い場合、その磁区 7 0の中央に磁化 7 1と同じ方向の最大磁界 7 1 0力 S存在し、磁区 7 0の両端に磁化 7 1と反対方向の磁界 7 1 1および 7 1 1が存在する。したがって、比較的短い磁区 7 0からの漏洩磁界の強度分布は、磁区 7 0の両端から中央に向かうに従って磁界強度が大きくなる。図 5 Bに示されるように、記録層 7内の短い磁区 7 0は磁界強化層 5内に磁区 5 0として転写される。この磁区 5 0も磁区 7 0と同様に短いので、この磁区 5 0 からの漏洩磁界の強度分布も上述した磁区 7 0からのものと同様になる。すなわち、磁区 5 0の中央に磁化 5 1と同じ方向の最大磁界 5 1 0が存在し、磁区 5 0 の両端に磁化 5 1と反対方向の磁界 5 1 1および 5 1 1が存在する。その結果、磁区 5 0は静磁結合により再生層 3に確実に転写される。

一方、磁区長が長い場合の信号再生プロセスを図 6 Aないし 6 Dを参照して説明する。

図 2 Aと同様に、光磁気記録媒体 1 0の各磁性層 3， 5 - 7は初期状態では図 6 Aに示されるように磁化されている。

続いて図 6 Bに示されるように、再生層 3側からレーザ光 L Bが照射され、記録層 7の磁区 7 2が 1 0 0 °Cに達すると、記録層 7の磁区 7 2がゲート層 6に転写され、ゲート層 6に磁化 7 3と同じ方向の磁化 6 3を有する磁区 6 2が現われる。この磁区 6 2の長さは磁区 7 2よりも短く、図 2 Bに示された磁区 6 0とほぼ同じである。このようにゲート層 6を形成する G d F e C oは、 1 0 0 °Cを超えると記録層 7の最小磁区よりも小さい領域で面内磁化膜から垂直磁化膜に変化する磁性材料である。したがって、ゲート層 6は、記録層 7に形成された磁区の長さに関係なく各磁区を選択的に抽出し、後述するようにその抽出した磁区を磁界強化層 5および遮断層 4を介して再生層 3に転写する。

ゲート層 6に転写された磁区 6 2はさらに、交換結合により磁界強化層 5に磁区 5 2として転写される。

上述したように磁界強化層 5の飽和磁化は 1 2 0 °Cで最大となるので、磁区 5 2から再生層 3に達する漏洩磁界も最大となる。そのため、図 6 Cに示されるように、磁区 5 2は遮断層 4を介して静磁結合により再生層 3に転写され、これにより再生層 3に磁化 5 3と同じ方向の磁化 3 3を有する磁区 3 2が現われる。このように再生層 3に磁区 3 2が転写された状態で、図 6 Dに示されるように外部から交番磁界 H e Xが印加される。磁区 3 2の磁化 3 3と同じ方向の磁界が印加されたとき、磁区 3 2は磁区 3 2 1に拡大される。この拡大された磁区 3 2 1がレーザ光 L Bにより検出され、これにより記録層 7に記録された信号が再生されることになる。

磁区長が長い場合、その漏洩磁界の強度分布は図 7 Aに示されるような形状となる。この磁界分布では、磁区 7 2の両端付近に磁化 7 3と同じ方向の磁界 7 3 0および 7 3 0が存在し、磁区 7 2の両端に磁化 7 3と反対方向の磁界 7 3 1および 7 3 1が存在する。磁区 7 2の中央での磁界強度は非常に弱い。したがって、このような長レ、磁区 7 2を静磁結合により直接再生層 3に転写することは困難である。

しかしながら、この光磁気記録媒体では記録層 7に接してゲ一ト層 6が形成されているため、上述したように記録層 7の磁区 7 2は交換結合によりゲート層 6 に転写され、さらに磁界強化層 5に転写される。しかも、長い磁区 7 2の転写により磁界強化層 5に現われる磁区 5 2の長さは短い磁区 7 0の転写により磁界強化層 5に現われる磁区 5 0の長さと同じであるので、図 7 Bに示されるように磁区 5 2からの漏洩磁界の強度分布は図 5 Bに示されたものと同じである。すなわち、この磁界分布には磁区 5 2の中央に磁化 5 3と同じ方向の最大磁界 5 3 0が存在し、磁区 5 2の両端に磁化 5 3と反対方向の磁界 5 3 1および 5 3 1が存在する。したがって、の磁界強化層 5の磁区 5 2も静磁結合により再生層 3に実に転写される。

次に、この光磁気記録媒体 1 0の各層 2— 8の形成方法について説明する。下地層 2の S i Nは R Fマグネトロンスノ、。ッタリング法により形成され、ターゲットには S i Nが用いられる。 A rガス流量、ガス圧力、基板温度および R F パワーは次の表 1に示されるとおりである。

表 1 ：下地層の形成条件

また、再生層 3の G d F e C oも R Fマグネトロンスパッタリング法により形成され、ターゲットには G dおよび F e C oが用いられる。 A rガス流量、ガス圧力、基板温度および R Fパヮ一は次の表 2に示されるとおりである。ここで、各タ一ゲットには R Fパワーが独立して印加される。

表 2 ：再生層の形成条件

また、遮断層 4の S i Nも R Fマグネトロンスパッタリング法により形成され、ターゲットには S i Nが用いられる。 A rガス流量、ガス圧力、基板温度および R Fパワーは次の表 3に示されるとおりである。

表 3 ：遮断層の形成条件

また、磁界強化層 5の G d F e C oも R Fマグネトロンスパッタリング法により形成され、ターゲットには G dおよび F e C 0が用いられる。 A rガス流量、ガス圧力、基板温度および R Fパワーは次の表 4に示されるとおりである。ここでも、各ターゲットには RFパワーが独立して印加される。この条件により形成される G d F e C oの補償温度 T c omj)は一 30°Cく T c omp < 50°Cとなる。したがって、この磁界強化層 5は、拡大された磁区 301または 321がレ一ザ光 L Bにより検出された後に温度が室温まで戻ると、速やかに初期の磁化状態に戻る。

表 4 ：磁界強化層の形成条件

また、ゲート層 6の G d F e C oも RFマグネトロンスパッタリング法により形成され、ターゲットには G dおよび F e C oが用いられる。 A rガス流量、ガス圧力、基板温度および RFパワーは次の表 5に示されるとおりである。ここでも、各ターゲットには RFパワーが独立して印加される。 Gdターゲットに印加される RFパワーは、表 4に示された G dタ一ゲットに印加される RFパワーよりも大きレヽ。

表 5 ：ゲ一ト層の形成条件

また、記録層 7の Tb F e C oも RFマグネトロンスパッタリング法により形成され、ターゲットには Tb F e C oが用いられる。 A rガス流量、ガス圧力、基板温度および R Fパワーは次の表 6に示されるとおりである。

表 6 ：記録層の形成条件

また、保護層 8の S i Nも RFマグネトロンスパッタリング法により形成され、ターゲットには S i Nが用いられる。 A rガス流量、ガス圧力、基板温度および R Fパワーは次の表 7に示されるとおりである。

表 7 ：保護層の形成条件

上述したようにこの光磁気記録媒体 1 0のすベての層 2— 8を R Fマグネトロンスパッタリング法により形成することができるので、量産性に優れている。以上のようにこの発明の第 1の実施の形態によれば、再生層 3と磁界強化層 5 との間に遮断層 4が形成されているため、磁界強化層 5から再生層 3への交換結合力が遮断され、再生層 3に転写された磁区 3 0または 3 2を円滑に拡大することができる。また、記録層 7に接してゲート層 6が形成されているため、記録層 7の各磁区 7 0または 7 2は選択的に抽出される。その結果、記録層 7の磁区長に関係なく常に同じ長さの磁区 6 0または 6 2が得られる。また、ゲート層 6に接して磁界強化層 5が形成されているため、磁界強化層 5から再生層 3に到達する漏洩磁界が強化される。その結果、記録層 7から抽出された磁区 5 0または 5 2を確実に静磁結合により再生層 3に転写することができる。

第 2の実施の形態

図 8を参照して、この発明の第 2の実施の形態による光磁気記録媒体 1 1では上記第 1の実施の形態におけるゲ一ト層 6および磁界強化層 5の代わりにゲート Z磁界強化層 1 1 0が形成されている。このゲ一ト /磁界強化層 1 1 0は G d F e C oからなり、その G dの含有率は遮断層 4側の端で 1 8— 2 3 a t . %であり、記録層 7側の端で 2 2— 3 0 a t . %である。よって、このゲート Z磁界強化層 1 1 0中の G dの含有率は、図 9に示される斜線領域 1 1 1内で記録層 7側カら遮断層 4側に向かって徐々に減少している。したがって、このゲート Z磁界強化層 1 1 0の 1 0 0 °Cにおける飽和磁化は、記録層 7側から遮断層 4側に向かつて増大している。すなわち、このゲ一トノ磁界強化層 1 1 0は上記第 1の実施の形態におけるゲート層 6および磁界強化層 5の両機能を有している。その結果、このゲートノ磁界強化層 1 1 0は記録層 7内の各磁区を選択的に抽出し、再生層 3に到達する漏洩磁界を強化してその抽出した磁区を遮断層 4を介して静磁結合により確実に再生層 3内に転写することができる。

この光磁気記録媒体 1 1の各層も上述した表 1ないし 7に示される条件で R F マグネトロンスパッタリング法により形成される。ゲート/磁界強化層 1 1 0の厚さは 1 4 0 0— 3 0 0 0 Aである。

第 3の実施の形態

図 1 0を参照して、この発明の第 3の実施の形態による光磁気記録媒体 1 2では、上記第 1の実施の形態における非磁性材料からなる遮断層 4の代わりに磁性材料からなる遮断層 1 2 0が形成されている。この遮断層 1 2 0はより具体的には T b ₁₅-₄。（F e ^ C o ws) ₆₀.₈₅ (添字は各成分原子の含有率を示す）からなり、その厚さは 3 0— 3 0 O Aである。

したがって、この遮断層 1 2 0を形成する磁性材料は、図 1 1に示されるように室温で垂直磁化を有する。すなわち、遮断層 1 2 0は初期化磁界により再生層 3および磁界強化層 5と同じ方向に磁化されている。

また、この磁性材料は、図 1 2に示されるように再生温度 1 0 0 °Cよりも低いキュリ一温度を有する。キュリー温度を超えると飽和磁化はゼロになる。

このような光磁気記録媒体 1 2に図 1 3に示されるようにレーザ光 L Bが照射されると、その照射された部分が図 1 4に示されるように昇温される。遮断層 1 2 0のキュリー温度 T cばその昇温された部分の最高温度 T m a よりも低くかつ再生温度 T r ( < T m a x ) よりも低いので、遮断層 1 2 0のうちキュリー温度 T cを超える部分 1 2 1の磁化が消滅する。したがって、磁界強化層 5内の磁区 5 0は静磁結合により再生層 3内に転写され、これにより再生層 3内に磁化 3 0が現われる。遮断層 1 2 0中の磁化が消滅した部分 1 2 1が磁界強化層 5から再生層 3への交換結合力を遮断するので、磁化 3 1と同じ方向の磁界が印加されたとき磁区 3 0は円滑に拡大される。

この遮断層 1 2 0も他の層 3， 5— 7と同様に R Fマグネトロンスパッタリング法により形成される。

上記第 3の実施の形態によれば、遮断層 1 2 0も他の層 3， 5— 7と同様に磁性材料で形成されているため、各層の膜質が優れている。第 4の実施の形態

図 1 5を参照して、この発明の第 4の実施の形態による光磁気記録媒体 1 3では、上記第 3の実施の形態における遮断層 1 2 0の代わりに T b ₁₅-₄。 ( F e ₆₅.₉₂ C o ₈.₃₅) ₆。-₈₅からなる遮断層 1 3 0が形成されており、その膜厚は 3 0— 3 0 O Aである。

この遮断層 1 3 0の磁性材料は、図 1 6に示されるように室温で垂直磁化を有する。また、この磁性材料は、図 1 7に示されるように再生温度 T r ( 1 0 0 °C) よりも高いキュリー温度 T cを有する。

このような光磁気記録媒体 1 3に図 1 8に示されるようにレーザ光 L Bが照射されると、その照射された部分の温度が上昇する。図 1 9に示されるように、レ一ザ光 L Bの中央部分の温度が最大になるのではなく、実際はレーザ光 L Bの進行方向に向かって後方部分の温度が最大になる。遮断層 1 3 0のキユリ一温度 T cはこのようにレーザ光 L Bにより昇温された部分の最高温度 T m a xよりも低レ、。したがって、遮断層 1 3 0のうちキュリー温度 T cよりも高温になる部分 1 3 1で磁化が消滅する。ここでは、信号が再生されるべき磁区の温度（再生温度 T r ) はキュリー温度 T cよりも低いので、遮断層 1 3 0の磁化 4 1は消滅しなレ、。その結果、磁界強化層 5内の磁区 5 0は交換結合により遮断層 1 3 0内に転写され、さらにその転写された磁区 4 0は交換結合により再生層 3内に転写され、これより再生層 3内に磁区 3 0が現われる。

このように磁化が消滅した部分 1 3 1が磁界強化層 5から再生層 3への交換結合力を遮断するので、磁化 3 1と同じ方向の磁界が印加されると磁区 3 0は円滑に拡大される。

上記第 4の実施の形態によれば、磁界強化層 5内の磁区 5 0が交換結合により再生層 3内に転写されるため、その磁区 5 0の磁化 5 1と同じ方向の磁化 3 1を有する磁区 3 0が再生層 3内により確実に現われる。

第 5の実施の形態

図 2 0を参照して、この発明の第 5の実施の形態による光磁気記録媒体 1 4では、上記第 4の実施の形態における遮断層 1 3 0の代わりに G d ₂₂-₃。 ( F e ₆₅.₉₀C o ₁₀.₃₅) ₇。-₇₈からなる遮断層 1 4 0が形成されている。この遮断層 1 4 0の厚さは 3 0 0— 1 5 0 O Aである。

この遮断層 1 4 0もまた、図 2 1に示されるように室温で垂直磁化を有する。ただし、この遮断層 1 4 0は、図 1 9に示された最高温度 T m a Xよりも低くかつ再生温度 T rよりも高い所定の温度（図 1 9に示されたキュリ一温度 T cに対応する) で垂直磁化から面内磁化を有するように変化する。

このような光磁気記録媒体 1 4に図 2 2に示されるようにレーザ光 L Bが照射されると、信号が再生されるべき磁区の温度が上昇する。遮断層 1 4 0のうち上記所定の温度よりも高温になった部分 1 4 1は面内磁化膜になる。

そのため、上記第 4の実施の形態と同様に磁界強化層 5内の磁区 5 0は交換結合により遮断層 1 4 0内に転写され、さらにその転写された磁区 4 0は交換結合により再生層 3内に転写され、これにより再生層 3内に磁区 3 0が現われる。面内磁化膜となった部分 1 4 1は磁界強化層 5から再生層 3への交換結合力を遮断するので、磁化 3 1と同じ方向の磁界が印加されたとき磁区 3 0は円滑に拡大される。

第 6の実施の形態

図 2 3を参照して、この発明の第 6の実施の形態による光磁気記録媒体 1 5では、上記第 1の実施の形態におけるゲート層 6の代わりにマスク層 1 5 0および 1 5 1が形成されている。また、再生層 3を形成する G d F e C o中の G dの含有率は 1 8— 2 8 a t . %または 2 5— 3 4 a t . %である。また、磁界強化層 5を形成する G d F e C o中の G dの含有率は 1 5— 3 1 a t . %または 1 5— 2 5 a t . %である。

マスク層 1 5 0は G d F e C 0からなり、 G dの含有率は 2 4 - 3 2 a t . %、 2 5 - 3 5 a t . %または 2 8 - 3 7 a t . %である。マスク層 1 5 1も G d F e C oからなり、 G dの含有率は 2 0— 2 5 a t . %、 1 8— 2 8 a t . %または 1 9一 2 5 a t . %である。マスク層 1 5 0， 1 5 1も他の層 3— 5 , 7と同様に R Fマグネトロンスパッタリング法により形成される。

マスク層 1 5 0は図 2 4に示されるように室温で面内磁化を有し、かつ後述するように再生温度以上で垂直磁化を有する。マスク層 1 5 1は、室温で垂直磁化を有し、かつ後述するように再生温度よりも高い所定温度以上で面内磁化を有する。したがって、マスク層 1 5 1は再生層 3および磁界強化層 5と同時に初期化磁界によりこれら層 3 , 5と同じ方向に磁化されている。

図 2 5を参照して、記録層 7の各磁区が高分解能で再生層 3に転写される機構について詳細に説明する。所定の回転数で回転している光磁気記録媒体 1 5にレ一ザ光 L Bが照射されると、レーザ光 L Bの光軸 L B 0より後方の位置 L 1で光磁気記録媒体 1 5の温度は最高になり、位置 L 1よりレーザ光 L Bの進行方向 D R側では光磁気記録媒体 1 5の温度分布は急峻になり、位置 L 1よりレーザ光 L Bの進行方向 D Rと反対側では光磁気記録媒体 1 5の温度分布はブロードになる。かかる温度分布の下、マスク層 1 5 1は温度 T 2以上で垂直磁化膜から面内磁化膜に変化し、マスク層 1 5 0は温度 T 2よりも低い温度 T 1以上で面内磁化膜力、ら垂直磁化膜に変化する。したがって、マスク層 1 5 1のうち温度 T 1よりも低い領域には記録層 7の磁区 7 5と交換結合した垂直磁化を有する磁区 1 5 8が存在し、温度 T 2よりも高い領域には面内磁化を有する磁区 1 5 7が存在する。また、マスク層 1 5 0のうち温度 T 1よりも低い領域には面内磁化を有する磁区 1 5 4が存在し、温度 T 2よりも高い領域には垂直磁化が保持される。

そうすると、記録層 7のうち温度 T 2よりも高い領域に存在する磁区 7 4は、マスク層 1 5 1の面內磁化を有する磁区 1 5 7により再生層 3への転写を阻止される。また、記録層 7のうち温度 T 1よりも低い領域に存在する磁区 7 5は、マスク層 1 5 1へ磁区 1 5 8として転写されるが、マスク層 1 5 0の面内磁化を有する磁区 1 5 4により再生層 3への転写を阻止される。

したがって、記録層 7のうち温度 T 1から温度 T 2の範囲内にある磁化 7 1を有する磁区 7 0は、マスク層 1 5 1が温度 T 2で面内磁化膜になるため交換結合によりマスク層 1 5 1へ磁化 7 1と同じ方向の磁化 1 5 6を有する磁区 1 5 5として転写され、マスク層 1 5 0では温度 T 1以上で垂直磁化膜になるので、マスク層 1 5 1の磁区 1 5 5は、交換結合により磁化 7 1と同じ方向の磁化 1 5 3を有する磁区 1 5 2としてマスク層 1 5 0に転写される。そして、マスク層 1 5 0 の磁区 1 5 2は交換結合によりさらに磁界強化層 5に磁化 1 5 3と同じ方向の磁化 5 1を有する磁区 5 0として転写され、磁界強化層 5の磁区 5 0からは強い漏洩磁界が遮断層 4を介して再生層 3に達する。その結果、磁界強化層 5の磁区 5 0は確実に遮断層 4を介して再生層 3に磁区 3 0として転写される。

ここでは、マスク層 1 5 0が面内磁化膜から垂直磁化膜に変化する温度 T 1は 1 0 0 - 1 6 0 °Cの範囲に設定され、マスク層 1 5 1が垂直磁化膜から面内磁化膜に変化する温度 T 2は 1 2 0— 1 8 0 °Cの範囲に設定される。そして、温度 T 1と温度 T 2の温度差は 2 0— 4 0 °Cの範囲が適しており、 T 2— T 1を 2 0— 4 0 °Cの範囲に設定することにより記録層 7の各磁区を独立して再生層 3に転写することができる。

レ一ザ光 L Bの強度、光磁気記録媒体 1 5の回転数を制御することにより、記録層 7のうち温度が T 1カゝら T 2になる領域を最短ドメィン長程度に小さくできるので、光磁気記録媒体 1 5では記録層 7の各磁区を独立して再生層 3に確実に転写することができる。その結果、高分解能の信号再生が可能である。

第 7の実施の形態

図 2 6を参照して、この発明の第 7の実施の形態による光磁気記録媒体 1 6では、上記第 6の実施の形態におけるマスク層 1 5 0および 1 5 1が逆の順序で形成されている。

第 8の実施の形態

図 2 7を参照して、この発明の第 8の実施の形態による光磁気記録媒体 1 7では、上記第 6の実施の形態における遮断層 4の代わりに上記第 3の実施の形態における遮断層 1 2 0が形成されている。

第 9の実施の形態

図 2 8を参照して、この発明の第 9の実施の形態による光磁気記録媒体 1 8では、上記第 8の実施の形態におけるマスク層 1 5 0および 1 5 1が逆の順序で形成されている。

第 1 0の実施の形態

図 2 9を参照して、この発明の第 1 0の実施の形態による光磁気記録媒体 1 9 では、上記第 6の実施の形態における遮断層 4の代わりに上記第 4の実施の形態における遮断層 1 3 0が形成されている。

第 1 1の実施の形態

図 3 0を参照して、この発明の第 1 1の実施の形態による光磁気記録媒体 2 0 では、上記第 10の実施の形態におけるマスク層 150および 151が逆の順序で形成されている。

第 12の実施の形態

図 31を参照して、この発明の第 12の実施の形態による光磁気記録媒体 21 では、上記第 6の実施の形態における遮断層 4の代わりに上記第 5の実施の形態における遮断層 150が形成されている。

第 13の実施の形態

図 32を参照して、この発明の第 13の実施の形態による光磁気記録媒体 22 では、上記第 12の実施の形態におけるマスク層 150および 151が逆の順序で形成されている。

第 14の実施の形態

上記実施の形態における単一構造の再生層 3の代わりに、図 33に示されるように積層構造の再生層 34が形成されてもよい。この再生層 34では、貴金属からなる層 35と遷移金属からなる層 36とが交互に形成されている。貴金属としてはたとえば P t、 P d、 Cu、 A uが用いられ、遷移金属としてはたとえば C o、 F e、 F e C o合金が用いられる。

また、再生層 3は貴金属と遷移金属の合金からなっていてもよい。貴金属と遷移金属の合金としては、たとえば P t Co、 PdCo、 CuCo、 AuCo、 P t F e、 P dF e、 CuF e、 AuF e、 P t F e Co、 P dF e Co、 Cu F e Co、 AuF e Coがある。

また、 G d F e C oからなる再生層 3に Ndまたは P rを添加してもよレ、。すなわち、再生層 3は N d G d F e C oまたは P r G d F e C oからなつていてもよい。

再生層を上記のような磁性材料で形成すれば、 400 n mのように比較的波長の短いレーザ光に対するカー回転角が、 G d F e C oからなる再生層 3の力一回転角よりも大きくなる。 ' 今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。産業上の利用可能性

この発明による光磁気記録媒体は、 CD (コンパクトディスク）、 CD— RO (コンパクトディスク一リ一ドオンリメモリ）、 DVD (デジタルビデオディスク）のような光ディスクに利用することができる。

Claims

請求の範囲

1. 再生層（3， 34) と、

前記再生層上に形成された遮断層（4) と、

前記遮断層上に形成されたゲート磁界強化層（5, 6， 1 10， 150， 1 51) と、

前記ゲート磁界強化層上に形成された記録層（7) とを備え、

前記ゲート磁界強化層は、前記記録層内の各磁区（70， 72) を選択的に抽出し、ここから前記再生層に到達する漏洩磁界を強化してその抽出した磁区を前記再生層内に転写し、

前記遮断層は、前記グート /磁界強化層から前記再生層への交換結合力を遮断する、光磁気記録媒体。

2. 前記ゲート Z磁界強化層は、

前記各磁区を選択的に抽出するゲート層（6， 150, 151) と、前記遮断層と前記ゲート層との間に形成され、前記漏洩磁界を強化する磁界強化層（5) とを含む、請求の範囲第 1項に記載の光磁気記録媒体。

3. 前記磁界強化層は、再生温度で前記ゲート層の飽和磁界よりも大きい飽和磁化を有する、請求の範囲第 2項に記載の光磁気記録媒体。

4. 前記ゲート層は、室温で面内磁化を有し、かつ前記再生温度以上で垂直磁化を有し、

前記磁界強化層の飽和磁化は前記再生温度よりも高い温度で最大となる、請求の範囲第 3項に記載の光磁気記録媒体。

5. 前記ゲート層は、 22ないし 3 O a t. %の G dを含有する G d F e C o力、ら本質的になり、

前記磁界強化層は、 16ないし 23 a t . %の G dを含有する G d F e C oから本質的になる、請求の範囲第 4項に記載の光磁気記録媒体。

6. 前記ゲート/磁界強化層は、再生温度で前記記録層側から前記再生層側に向かって増大する飽和磁化を有する、請求の範囲第 1項に記載の光磁気記録媒体。

7. 前記ゲート層は希土類金属を含有し、その含有率は前記記録層側から前記遮断層側に向かつて減少する、請求の範囲第 6項に記載の光磁気記録媒体。

8. 前記遮断層は、非磁性材料から本質的になる、請求の範囲第 1項に記載の光磁気記録媒体。

9. 前記遮断層は、前記光磁気記録媒体のうちレ一ザ光（LB) により昇温された部分の最高温度よりも低いキユリ一温度を有する磁性材料から本質的になる、請求の範囲第 1項に記載の光磁気記録媒体。

10. 前記遮断層は、室温で垂直磁化を有し、かつ前記最高温度よりも低い温度以上で面内磁化を有する、請求の範囲第 1項に記載の光磁気記録媒体。

1 1. 前記ゲート層は、室温で面内磁化を有し、かつ前記再生温度以上で垂直磁化を有する第 1のマスク層（150) と、

室温で垂直磁化を有し、かつ前記再生温度よりも高い温度以上で面内磁化を有する第 2のマスク層（151) とを含む、請求の範囲第 1項に記載の光磁気記録媒体。