JP2674815B2

JP2674815B2 - 光磁気記録方法

Info

Publication number: JP2674815B2
Application number: JP63313022A
Authority: JP
Inventors: 陽一大里
Original assignee: キヤノン株式会社
Priority date: 1988-12-13
Filing date: 1988-12-13
Publication date: 1997-11-12
Anticipated expiration: 2012-11-12
Also published as: JPH02158940A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、磁気カー効果を利用して記録情報を読み出
すことができ、且つオーバーライト可能な、キュリー点
書込タイプの光磁気記録方法に関する。

〔従来の技術〕

消去可能な光ディスクメモリとして光磁気ディスクが
知られている。光磁気ディスクは、磁気ヘッドを使った
磁気記録媒体と比べて、高密度記録、非接触での記録再
生などが可能という利点を有する。このような光磁気デ
ィスクに情報を記録するには、一般に、既記録部分を記
録前に消去（一方向に着磁）する必要があった。

そこで、この記録前の消去を不要とした記録方式とし
て、記録再生用ヘッドを別々に設ける方式、あるいはレ
ーザの連続ビームを照射しつつ同時に印加する磁場を変
調しながら記録する方式などが提案された。しかしなが
ら、これらの記録方式は、装置が大がかりとなりコスト
高になる、または高速の変調ができない等の欠点が有
る。

そこで本出願人は、上述の記録方式の欠点を解消でき
る光磁気記録方法を、先に出願した（特開昭63−153752
号公報等参照）。この記録方法は、二層構造の垂直磁化
膜（第１磁性層、第２磁性層）を有する光磁気記録媒体
を使用し、記録ヘッドからの２種類のレーザパワー付与
（同時にバイアス磁界印加）と、ヘッド部以外の位置に
おける磁界印加とにより２値の記録を行なう方法であ
る。その２値の記録ビットは、（ｉ）第２磁性層の磁化
方向に対して安定な向きに第１磁性層の磁化方向が配向
したビットと、（ii）第２磁性層の磁化方向に対して不
安定な向きに第１磁性層の磁化方向が配向したビットと
から成る。

この記録方法は、比較的簡易な構成で且つ小型の記録
再生装置により行なうことができ、比較的高速の変調も
可能であり、磁気記録媒体と同様な重ね書き（オーバー
ライト）が可能である。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、上記特開昭63−153752号公報等に記載の記
録方法よりも、更に実用上有利な記録媒体および記録方
法を提供することを目的としてなされたものである。

特に、本発明の目的は、小さなバイアス磁界だけで重
ね書きが可能で、且つ記録ビットの安定性に優れ、使用
記録装置の更なる小型化、低コスト化を達成できる、重
ね書き可能な記録方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者は、上記目的を達成すべく検討を重ねた結
果、第１磁性層と第３磁性層との間に交換力の変化する
第２磁性層を設け、且つ第３磁性層の補償点を特定する
ことにより、第１磁性層と第３磁性層と間の交換力の変
化と、補償点における磁化反転とを利用することが非常
に有効であることを見い出し、本発明を完成するに至っ
た。

すなわち本発明は、低いキュリー点と室温で高い保磁力とを有し垂直磁気
異方性である第１磁性層と、該第１磁性層に比べて高い
キュリー点と室温で低い保磁力とを有し且つ該キュリー
点から室温までの温度範囲内に補償点を有する第３磁性
層と、該第１磁性層と該第３磁性層との間に設けられ、
室温においては面内磁気異方性を有し且つ温度が上昇す
ると垂直磁気異方性となる第２磁性層とを有する光磁気
記録媒体に情報をオーバーライトする光磁気記録方法に
おいて、該媒体のレーザ照射部位に一定バイアス磁界を印加す
ることにより前記第３磁性層を一様な垂直方向に磁化さ
せる段階と、該媒体に対して、前記第１磁性層のキュリー点まで昇
温するパワーのレーザを記録情報に応じて照射すること
により、前記第１磁性層の磁化を交換力により前記第３
磁性層の磁化方向に対して安定な向きに配向させる第１
種の記録段階と、該媒体に対して、前記第３磁性層の補償点以上に該媒
体を昇温するパワーのレーザを記録情報に応じて照射す
ることにより、前記第３磁性層の磁化を前記バイアス磁
界の方向に反転させた後、降温過程において前記第１磁
性層の磁化を交換力により前記第３磁性層の磁化方向に
対して安定な向きに配向させる第２種の記録段階と、前記第２種の記録段階終了後、再び前記第３磁性層の
磁化のみを前記バイアス磁界の方向に対し配向させる段
階とを備えることを特徴とする光磁気記録方法である。

以下、本発明を、図面を用いて詳細に説明する。

第１図（ａ）は、本発明に使用する光磁気記録媒体の
一実施態様の構成を示す模式的断面図である。この光磁
気記録媒体は、プリグルーブが設けられた透光性の基板
１の上に、第１磁性層２と、第２磁性層３、第３磁性層
４が順次積層形成されたものである。各磁性層の主成分
は、磁気光学効果を呈するものであれば良いが、特に希
土類元素と遷移金属元素との非晶質磁性合金が適してい
る。例えば、GdCo、GdFe、TbFe、DyFe、GdTbFe、TbDyF
e、GdTbFeCo、TbFeCo、GdTbCo、GdDyFe、GdDyFeCo、HoG
dFeCo等が挙げられる。

例えば第４図に示すように、第１磁性層は、相対的に
低いキュリー点（T_L）と、室温で高い保磁力（H_H）を有
し、例えば希土類元素と遷移金属元素との非晶質磁性合
金から成る場合には、副格子磁化の大きさは遷移金属の
方が大きい。

第３磁性層４は、高いキュリー点（T_H）と、室温で低
い保磁力（H_L）を有し、例えば希土類元素と遷移金属元
素との非晶質磁性合金から成る場合には、副格子磁化の
大きさは希土類元素の方式が大きい。また第３磁性層４
は、T_Hから室温までの温度範囲内に補償点（ｔ）を有す
る。なお、この補償点（ｔ）は70℃〜250℃程度が望ま
しい。

また、キュリー点や保磁力についての「高い」「低
い」とは、両磁性層を比較した場合の相対的な関係を表
わす（保磁力は、室温における比較）。なお、T_H≒T_Lで
も良い。

この第１磁性層および第３磁性層は、垂直磁気異方性
（容易磁化方向が基板面に垂直）である。

一方、第２磁性層は、室温において容易磁化方向が基
板面に垂直ではない成分を有する。すなわち第２磁性層
は室温においては面内磁気異方性を有するのである。し
かし第２磁性層は、温度が上昇すると垂直磁気異方性と
なる。なお、本明細書において「室温」とは、光磁気記
録媒体の通常の使用の際における温度を意味し、具体的
には−10〜80℃程度を意味する。「面内磁気異方性を有
する」とは、後述する本発明の効果を奏する程度に第１
磁性層と第３磁性層との磁気的交換力による結合を妨げ
るに十分な面内磁気異方性を有する事を意味する。つま
り、本発明の記録方法においては、第１磁性層と第３磁
性層とが第２磁性層を介して交換力により結合している
ことにより現れる実効的なバイアス磁界の大きさH_Heff
あるいはH_Leffが、室温時に比べて昇温時に大きくなる
ように変化するという事が、特徴の一つである。なお、
室温における第２磁性層の面内磁気異方性の程度は、2k
Oeより小さな、望ましくは0.5kOe以下の面内方向の印加
磁界で磁化の配向が飽和する程度に設定すればよい。ま
た、媒体が加熱されてT_L付近になった際の第２磁性層の
面内磁気異方性の程度は、記録バイアス磁界（100〜500
Oe）程度の面内方向の印加磁界で磁化の配向が飽和する
ことなく、垂直方向の印加磁界では磁化の配向が飽和す
る程度の特性であることが望ましい。

この第２磁性層は、例えば希土類元素と遷移金属元素
との非晶質磁性合金から成る場合には、副格子磁化の大
きさは希土類元素の方が大きく、磁性層における希土類
元素の割合は、原子数比（希土類元素）／（希土類元素
＋遷移金属元素）で表わして、0.2〜0.5の範囲にある。

なお、第１磁性層のT_Lは、望ましくは70〜250℃程度
であり、好ましくは90〜200℃程度である。第１磁性層
のH_Hは、望ましくは３〜20kOeであり、好ましくは７〜2
0kOeである。第３磁性層のT_Hは、望ましくは100〜400℃
程度であり、好ましくは150〜300℃程度である。第３磁
性層のH_Lは、望ましくは0.1〜1kOeであり、好ましくは5
00Oe以下である。第２磁性層のキュリー点はT_L以上でも
よい。

第１図（ｂ）は、本発明の光磁気記録媒体の他の実施
態様の構成を示す模式的断面図である。この光磁気記録
媒体は、磁性層の耐久性を向上させるための保護膜５お
よび６を有する。また、接着層７により保護膜６に接着
された貼り合わせ用基板８を有する。なお、貼り合わせ
用基板８にも層２〜６を積層し、これを接着すれば、両
面で記録再生が可能となる。

次に、第２図〜第４図を用いて、本発明の記録方法の
一実施態様を説明する。なお、本発明においては、第１
磁性層と第３磁性層とが強く交換結合する際（すなわち
昇温された際）の、各々の磁性層の磁化の安定な向きは
平行（同じ向き）でも反平行（逆向き）でもよい。ただ
し以下の記載においては、磁化の安定な向きが平行な場
合について説明する。

第３図は、本発明の記録方法を実施し得る記録・再生
装置の構成を概略的に示す図である。この装置は、記録
・再生ヘッド31と、記録信号発生器32と、記録信号再生
器33とを有する。また、ヘッド31位置には、記録バイア
ス磁界（本例においては上向き）を発生する手段を有す
る。

記録・再生ヘッド31の位置において、後に詳述する
「適当値」に設定された上向きの記録バイアス磁界を印
加しつつ、本発明の光磁気ディスク35を回転させなが
ら、記録信号発生器32からの信号に従って、記録・再生
ヘッド31から、二種類（第１種と第２種）のレーザパワ
ー値を持つレーザビームをディスク35に照射する。第１
種のレーザパワーは、ディスク35をT_L付近まで昇温する
パワーである。第２種のレーザパワーは、ディスク35を
第３磁性層の補償点（ｔ）以上、望ましくはT_H付近にに
昇温可能なパワーである。

記録バイアス磁界は、第３磁性層を一様な垂直方向に
磁化可能な強さの一定磁界である。そして本態様におい
ては、ヘッド31位置全般に渡り印加するので、室温にお
いて（レーザ照射される前）は、光磁気ディスク35は、
まず、第２図（ａ）に例示するような磁化状態となる。
そして、レーザによる記録が行なわれた後には、第１種
のレーザパワーにより記録された部分は、第２図（ｂ）
に示す磁化状態の記録ビットになり、第２種のレーザパ
ワーにより記録された部分は、第２図（ｃ）に示す磁化
状態の記録ビットになる。すなわち、第２図（ｂ）また
は（ｃ）にビットによる二値の記録が行なわれることに
なる。更に、それら二種のビットは、第２図（ａ）に示
す磁化状態と同じなので、当然、再び記録を行なう際に
は既記録の消去は必要なく、重ね書きが可能である。

なお、上述した記録を行なう前に、ヘッド31位置で記
録バイアス磁界を印加しつつ、記録ためのレーザ照射を
行なわずにディスク35を回転させ、第３磁性層の磁化方
向を第２図（ａ）に示すように配列させてもよい。

（イ）以下、第１種のレーザパワーの付与による記録
（第１種の記録）について説明する。

第１種のレーザパワーにより、ディスク35をT_L付近ま
で昇温する。ここで、第４図に示すように、T_L付近で
は、第３磁性層は十分な保磁力を有し、その磁化方向
（上向き）は非常に変化し難くなる。また第２磁性層
は、このT_L付近の温度においては、室温における時と比
較してその面内容易磁化成分の割合が減少し、垂直磁気
異方性を強く示すので、第１磁性層と第３磁性層は磁気
的に強く交換結合する。したがって、第１磁性層は、第
３磁性層から受ける交換力（第３磁性層から受ける実効
的バイアス磁界）により、上向きに配列し、第２図
（ｂ）に示す磁化状態（交換力の点において安定な状
態）の記録ビットが形成されるのである。なお、ヘッド
31位置で印加する記録バイアス磁界は、レーザにより加
熱された際でも第３磁性層の磁化方向の配列を維持でき
る程度に大きくなければならない。つまり、記録バイア
ス磁界が小さ過ぎると、第１種の記録が不可能となる。

（ロ）次に、第２種のレーザパワーの付与による記録
（第２種の記録）について説明する。

第２種のレーザパワーによりディスク35を、ｔ以上、
望ましくはT_H付近まで昇温する。その昇温していく過程
において、ｔ付近では、第３磁性層の磁化の向きは下向
きに反転する。これは、例えば、副格子磁化が希土類元
素優位から遷移金属優位に変わり、磁化方向が逆向きに
変わり磁化反転が起きるからである。このまま昇温させ
てT_H近くに達すると、第３磁性層の磁化の向きはバイア
ス磁界により上向きに変わる。しかし、この第２種のレ
ーザパワー付与が終了した後、ディスク35が降温してい
き、再びｔ付近になると、上記と同様の理由で磁化の向
きが再び下向きに反転する。そしてT_L以下に降温する
と、先に述べたように第１磁性層と第３磁性層が磁気的
に強く結合し、且つこの時点では第３磁性層の磁化方向
は下向きなので、交換力により、第１磁性層の磁化方向
も下向きに配列する。そして、ディスク35が更に降温し
て室温程度になると、上向きの記録バイアス磁界によ
り、第３磁性層の磁化方向は上向きに配向し、第２図
（ｃ）に示す磁化状態（交換力の点において不安定な状
態）の記録ビットが形成されるのである。

上述の（イ）、（ロ）からも明らかなように、記録・
再生ヘッド31位置に印加するバイアス磁界の前記「設定
値」は、（Ａ）第１種のレーザパワーが付与されて昇温した際で
も、第１磁性層の磁化方向の配向（上記例においては下
向き）を妨げない程度、（Ｂ）第２種のレーザパワーの付与により媒体の温度が
T_H付近になった時に、第３磁性層の磁化方向が反転（上
記例においては下向きから上向きに記録）するのを補助
可能な程度、（ｃ）第２種のレーザパワーの付与後、媒体が室温に戻
った時には、第３磁性層の磁化方向のみを配向（上記例
においては上向き）できる程度、の強さに設定する必要が有る。したがって、そのバイア
ス磁界の設定は、上記（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に必要な
最小限の大きさに設定しておくことが好ましい。なお
（ｃ）に必要な大きさとは、具体的には、（室温におけ
る交換力＋室温における第３磁性層の保磁力）を越える
値である。記録バイアス磁界の適正範囲は、50 Oe〜500
Oeである。バイアス磁界がこの範囲より小さいと第３
磁性層の配向が起こりにくくなる場合があり、この範囲
より大きいと記録ノイズが大きくなる場合がある。

また、磁性層の磁化方向における「垂直」とは厳密な
垂直のみでなく、光磁気記録媒体として記録再生が可能
な程度の垂直方向を意味する。

以上説明したように、本発明の媒体は、昇温すると、
両層の交換力が比較的強くなる。したがって、上述した
（イ）および（ロ）の双方において、T_L付近での、第３
磁性層からの交換力による第１磁性層の配向（上向きま
たは下向き）は、安定して行なわれる。

また上述のように、本発明の媒体は、室温においては
両層の交換力が比較的弱い。したがって、前記（ロ）に
おいて、第２種のレーザパワーを付与し、その付与後、
媒体が降温した際の、バイアス磁界による第３磁性層の
配向（上向き、第１磁性層からの交換力に逆らう方向）
を、小さな記録バイアス磁界を用いても、安定して行な
えるのである。このような小さなバイアス磁界で第３磁
性層の配向できる点が、先に述べた特開昭63−153752号
公報等に記載の公知媒体とは特に異なる点である。この
点に起因し、該公報等で用いているようなヘッド部以外
の位置における磁界印加手段を省略でき、ヘッド部位置
の小さなバイアス磁界印加のみにより記録が可能とな
る。したがって、使用記録装置の更なる小型化、低コス
ト化を達成できるのである。

なお、以上説明した本発明の記録方法によって、第２
図（ｂ）または（ｃ）に示される磁化状態の記録ビット
としてディスク35に書き込まれた情報は、ディスク35に
対して再生パワーのレーザビームを照射し、その反射光
などを記録信号再生器33で処理する等して再生できる。
記録ビットの第３磁性層の磁化方向が変ってしまった場
合は、再生の際に、再び配向させればよい。先に述べた
ように、その配向は容易に行なうことができる。

次に、比較参考のために、従来の光磁気記録媒体（２
層垂直磁化膜）において、第２磁性層を設ける代わりに
非磁性中間層を設けて交換力を制御する場合について説
明する。

第１磁性層と第３磁性層に働く各交換力は、以下のよ
うにして求めることができる。

（第１磁性層に働く交換力）＝σ_W/2Ms₁L₁ （第３磁性層に働く交換力）＝σ_W/2Ms₃L₃ Ms₁、Ms₃:第１、３磁性層の飽和磁化の大きさ L₁、L₃:第１、３磁性層の膜厚 σ_W:第２磁性層を介して現われる第１磁性層と第３磁性
層との間の障壁エネルギー先に述べたように、本発明の記録方法は、第３磁性層
と第１磁性層とが交換力に対して不安定な状態のビット
をも形成する。したがって、室温においては、第１磁性
層と第３磁性層の各々の保磁力H_H,H_Lよりも、各々に働
く交換力は小さい必要がある。もし交換力が大きいと、
上記ビットは安定状態に反転してしまう。

従来の媒体をもってして、交換力を小さくするには、
例えば、第１磁性層と第３磁性層との間に非磁性材料か
ら成る中間層を設けて、σ_Ｗの値を小さくする等の方法
が有る。

その例を第５図に示す。第５図は、第１磁性層として
の500Å厚のTb₁₈Fe₈₂と、第３磁性層としての500Å厚の
Tb₁₃Gd₁₄Fe₆₅Co₈との間に、中間層を設けない場合、
厚さ25ÅのSi₃N₄から成る中間層を設けた場合、厚
さ35ÅのSi₃N₄から成る中間層を設けた場合において、
第３磁性層に働く交換力による実効的バイアス磁界の温
度変化を示すグラフである。なお、例えばに示される
ように、通常、交換力は、第１磁性層のキュリー点（こ
こでは約130℃）においてゼロになるように単調に減少
する。この交換力の温度変化は、第１磁性層の飽和磁化
の温度変化にほぼ等しい。

第５図に例示するように、従来の非磁性中間層を設け
た垂直磁気異方性の２層膜は、昇温すると交換力が単調
に減少するので、本発明の記録方法に適さないのは明ら
かである。

次に、第１磁性層と第３磁性層との間に磁性材料から
成る中間層を設けた場合には、その第1,第３磁性層間の
交換力は、その中間層の種類と膜厚に影響されることを
例示する。

スライドガラス上に、スパッタ法により、第１磁性層
としてTb₁₈Fe₈₂を500Åの厚さに、次に第２磁性層とし
てFeまたTb₂₅Fe₇₀Co₅をそれぞれ厚さを変えて積層し、
次に第３磁性層としてTb₂₂Fe₇₀Co₈を500Åの厚さに積層
してサンプルを作製した。第１磁性層は保磁力12kOe
で、鉄元素の副格子磁化が有利であった。第３磁性層は
保磁力6kOeで、Tb元素の副格子磁化が有利であった。

次に、それぞれのサンプルについて、VSM（試料振動
型磁化測定機）を用いて磁界を印加しながら、第１磁性
層、第３磁性層それぞれの磁化反転の起こる印加磁界の
大きさを調べた。このサンプルでは、印加磁界を減少さ
せていくと、第３磁性層の磁化の向きが反転して、第１
磁性層に対して安定な向き（反平行）に配列した。この
磁化反転の起こる印加磁界から、第３磁性層に働く交換
力を求めた。この結果を第６図に示す。

なお、第６図の縦軸は、第３磁性層に働く交換力を表
し、横軸は、第２磁性層（FeまたはTbFeCo）の膜厚を表
す。図から明らかなように、磁化容易軸が基板面内方向
にあるFe層を設けた場合には、70Å程度の膜厚でも、交
換力が働かなくなる。これに対して、Tb₂₅Fe₇₀Co₅は、
磁化容易軸が基板面垂直方向であり、保磁力は約300 Oe
であるが、この磁化容易軸が第1,第３磁性層と同じく基
板面に垂直な第２磁性層を設けたサンプルは500Å以上
の膜厚でも交換力が働いている。

次に、本発明の媒体の第２磁性層のような、室温にお
いて面内磁気異方性を有し且つ温度が上昇すると垂直磁
気異方性となる磁性層について詳述する。

本発明の媒体の第２磁性層は、磁化容易軸が温度によ
って変化する材料であり、そのような材料は、従来より
スピン再配列を示す材料として知られている。例えば、
Physica 86−88B（1977）195−196にM.CHKOSHIとH.KOBA
YASHIにより報告されているDyCO₅では、50〜100℃の温
度域で磁化容易軸が、基板面内方向から基板垂直方向に
変化する。また同様の結果がDyを同じ希土類元素、Nd,P
r,Tb等に置換した系、あるいはCoを同じ遷移金属元素の
Fe,Niなどに置換した系などでも得られている。また、
応用物理第45巻第10号（1976）962−967に対島により報
告されているように、希土類オーソフエライトあるいは
希土類オーソクロマイトなどの材料もスピン再配列を示
す。これらの材料の組成などを変えることにより、記録
温度域ににおいて磁化容易軸が、基板面内方向から基板
垂直方向へ変化するように設計することが可能である。

また従来より、磁性薄膜の飽和磁化をMs、膜面に垂直
な方向の一軸異方性磁界をHkとすると、この磁性薄膜が
膜面に垂直な磁化膜である為にはHk≧４πMsであること
が必要なことが知られている。そこで、第２磁性層の磁
化容易軸が室温では基板面内方向にあり、記録温度域で
は基板面に垂直になる様にするには第２磁性層のキュリ
ー温度をこの記録温度付近にするとよい。つまりキュリ
ー温度付近で急激なMsの減少があるので、室温でHk≧４
πMsであったものが、記録温度域でHk≧４πMsとなり得
る。さらに第２磁性層の磁化で基板面で垂直な成分が増
加すると、第1,第３磁性層からの交換力によってさらに
第２磁性層の磁化は基板面に垂直に配向することにな
る。第1,第３磁性層から各々第２磁性層へ働く交換力He
ff（１−２）,Heff（２−３）は、第２磁性層の飽和磁
化をMs₂,膜厚をh₂,第1,第２磁性層の界面磁壁エネルギ
ーをσ_W12,σ_W23とすると、 Heff（１−２）＝σ_W12/2Ms₂h₂ Heff（２−３）＝σ_W23/2Ms₂h₂ で表わされる。

そこで、記録温度域において第２磁性層の磁化を、こ
の交換力Heff（１−２）,Heff（２−３）に利用して膜
面に垂直に向けようとするならば、第２磁性層の飽和磁
化Ms₂と膜厚h₂を室温で磁化容易方向が基板面内方向で
ある範囲内で、小さな値に設定しておくと有利なことが
分かる。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例により更に詳細に説明する。

実施例１４元のターゲット源を備えたスパッタ装置内に、プリ
グループおよびプリフォーマット信号の刻まれたポリカ
ーボネート製のディスク状基板を、ターゲットとの間の
距離10cmの間隔にセットした。この基板を20rpmで回転
させ、アルゴン中で、第１のターゲットより、スパッタ
速度100Å／分、スパッタ圧５×10^-3Torrでスパッタ
し、500Å厚のSi層（保護層）を形成した。

次に、アルゴン中で、第２のターゲットより、スパッ
タ速度100Å／分、スパッタ圧５×10^-3TorrでTbGdFe合
金をスパッタし、膜厚300Å、キュリー点約150℃、保磁
力約8kOeのTb₁₂Gd₁₀Fe₇₈の第１磁性層を形成した。第１
磁性層の副格子磁化はFe原子の方が大であった。

次に、アルゴン中で、第３のターゲットより、スパッ
タ速度100Å／分、スパッタ圧５×10^-3TorrでTbFeCo合
金をスパッタし、膜厚200Å、キュリー点約170℃で、保
磁力はほとんどゼロのTb₃₅Fe₆₀Co₅の第２磁性層を形成
した。第２磁性層の容易磁化方向は、基板面内方向で
も、基板垂直方向でもなかった。それぞれの方向に磁化
の向きを配向させる為に必要な外部磁界の大きさは、共
に約2.5kOeであった。

次に、アルゴン中で、第４のターゲットより、スパッ
タ速度100Å／分、スパッタ圧５×10^-3TorrでTbFeCo合
金でスパッタし、膜厚300Å、キュリー点約180℃、保磁
力約0.4kOeのTb₂₅Fe₆₇Co₈の第３磁性層を形成した。第
３磁性層の副格子磁化は、Tb原子の方が大であった。

次に、アルゴン中で、第１のターゲットより、スパッ
タ速度100Å／分、スパッタ圧５×10^-3Torrで、1000厚
のSi膜（保護層）を設けた。

次に膜形成を終えた上記の基板を、ホットメルト接着
剤を用いてポリカーボネートの貼り合わせ用基板と貼り
合わせ、ディスク状光磁気記録媒体を作製した。

次に、先に述べた第５図および第６図において第３磁
性層に働く交換力による実効的バイアス磁界を求めたの
と同じ方法で、作製した光磁気記録媒体の第３磁性層に
働く実効的バイアス磁界を測定したところ、ほぼゼロに
であった。

この光磁気記録媒体を、第３図に示したような構成の
記録再生用装置にセットし、約１μｍの直径に集光した
803nmの波長のレーザビームを、デューイ比50％、周波
数2MHzで変調させながら、4mWと8mWの２値のレーザパワ
ーで記録を行なった。記録バイアス磁界は600 Oeとし
た。

その後、1.5mWのレーザビームを照射して、信号の再
生を行なったところ、２値の信号の再生ができた。

また、上記と同様の記録をディスク全面に行なった後
の光磁気記録媒体を用い、3MHzの同様の記録をディスク
全面に行なった。その光磁気記録媒体の再生を行なった
ところ、2MHzの信号成分は検出されず、検出されたのは
3MHzの信号だけであり、良好なオーバーライトが行なわ
れたことが確認された。

比較例および実施例２第２磁性層の材料組成だけを変化させた以外は、実施
例１と同様の方法、同じ材料を用いて、光磁気記録媒体
のサンプルを作製した。

次に、実施例１と同じ方法により、第３磁性層に働く
交換力による実効的バイアス磁界、および記録特性を調
べた。その結果を表−１に示す。

なお、表−１の第２磁性層組成の欄において「Fe,Co
リッチ」および「Tb,Gdリッチ」とは、第２磁性層の組
成が補償組成に対して、Fe,Co元素に富んだ組成である
か、Tb,Gd元素に富んだ組成であるかを示す。

良好な記録特性を示したのは、実施例２−１〜実施例
２−３のサンプルであった。これらのサンプルは第２磁
性層のTb,Gdの希土類元素の組成比が原子数で20〜50％
の範囲にあった。

また、第２磁性層の組成が補償組成に対してTb,Gdの
希土類元素に富んだもので基板面内方向に磁化しやすか
った。

比較例１−１および比較例１−２は、第２磁性層の組
成が補償組成に対してFeの遷移金属元素に富んだもの
で、いずれも第３磁性層に働く交換力による実効的バイ
アス磁界は、ほぼゼロに近い値になった。しかし、昇温
時の交換力による実効的バイアス磁界も小さいので、第
１種の記録を安定に行なうことができなかった。

比較例１−３〜比較例１−７は、第２磁性層が垂直磁
化膜で、それぞれのサンプルで第３磁性層に働く実効的
バイアス磁界は0.7〜2.5kOeで、第３磁性層の保磁力よ
りも大きい。これらのサンプルでは、第３磁性層の磁化
が常に第１磁性層の磁化の向きに対して安定な方向に配
列してしまうので、第１種の記録が行えなかった。

比較例１−８は、希土類元素の割合が最も大きいサン
プルで、キュリー点が100℃以下であった。記録温度に
おいて第１磁性層と第３磁性層の間に交換力による実効
的バイアス磁界が十分に働かなかった為に第１種の記録
が十分に行えなかった。

比較例１−９は、第２磁性層を設けない場合である。
交換力による実効的バイアス磁界が4.0kOeと記録バイア
ス磁界600 Oeより大きい為、第３磁性層を記録バイアス
磁界の方向へ向けることができず、第１種の記録を安定
に行なうことができなかった。

このように面内異方性を有する第２磁性層を設けるこ
とで、室温での交換力によるバイアス磁界を小さくし、
初めて、小さな記録バイアス磁界だけを与えてのオーバ
ーライトが可能になることが分かる。

比較例２実施例1,2におけるサンプルでは、第１磁性層、第２
磁性層、第３磁性層、それぞれの磁性層材料の組成が、
順に遷移金属に富んだ組成、希土類元素に富んだ組成、
希土類元素に富んだ組成の組み合わせであった。

そこで、第1,第2,第３磁性層で保磁力、キュリー点が
同じであり、組成が遷移金属に富んだ組成（TM）の材料
と希土類元素に富んだ組成（RE）の材料２種を用意し、
それぞれの材料の組み合わせを変えた以外は、実施例１
と同様の膜厚、材料、構成にてサンプルを作製し、実施
例１と同様の評価を行った。

用いた材料の組成を表−２に、評価の結果を表−３に
示す。

表−２において、第２磁性層の保磁力に相当する値と
しては、磁化を基板面に垂直に配列するのに必要な印加
磁界の値を示す。

表−３に示す結果から明らかなように、比較例２−１
〜比較例２−４は、第３磁性層の組成が遷移金属に富ん
でおり、実施例1,2,3の希土類元素に富んだ組成の場合
に比して、温度の上昇に伴なって保磁力の低下が著しい
ので、規定された第１種の記録が行われる温度におい
て、第３磁性層の保磁力が安定なビットを形成し得る保
磁力の値より小さな値になった。この為、第１種の記録
の感度の低下あるいは記録が安定に行われないという不
都合が生じた。

また、比較例２−1,2−3,2−5,2−６は、第２磁性層
の組成が、補償組成に対して遷移金属に富んだ組成であ
り、実施例1,2,3の組成が希土類元素に富んだ組成の場
合に比べて、記録温度において、第２磁性層を介して第
1,第３磁性層に働く交換力によるバイアス磁界が小さい
為に、第１種の記録における感度の低下が大きくなり、
600 Oeの記録バイアス磁界に抗して第１磁性層の磁化が
第３磁性層の磁化に安定な方向に配列することはできな
くなった。

この結果より、磁性層の材料組成の最適な組み合わせ
は、実施例1,2,3の場合に相当し、第２磁性層、第３磁
性層が、希土類元素に富んだ組成であることが分かる。

今までに述べた実施例は、記録層が第1,第2,第３の三
層の磁性層より成る場合を示したが、第１磁性層の基板
側に、更に光磁気効果の大きい第４磁性層を第１磁性層
と強く交換結合するように設けることも可能である。こ
の場合、第1,第４磁性層の膜厚の和は、再生信号の出力
を大きくする為に200Å以上であることが望ましい。

〔発明の効果〕以上説明したように、本発明の記録方法は、特に、通
常の際においては、加熱されると交換力が増加し、且つ
補償点において磁化反転が生じるので、小さなバイアス
磁界印加だけで、より安定した記録ビットの形成が可能
である。

また、本発明の記録方法は、特に、ヘッド部以外の位
置における磁界印加を必ずしも必要としないので、使用
記録装置の更なる小型化、低コスト化を達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ），（ｂ）は各々本発明の光磁気記録媒体の
構成を例示する模式的断面図、第２図は記録過程におけ
る本発明の媒体の磁性層の磁化の向きを例示する図、第
３図は本発明の方法に使用できる記録再生装置を例示す
る模式図、第４図は、第１及び第３磁性層の保磁力と温
度との関係を示す図、第５図は従来の方法に使用される
媒体における交換力の温度による変化を例示する図、第
６図は第３磁性層の面内磁気異方性を変化させた場合の
交換力の温度による変化を示す図である。１……基板、２……第１磁性層３……第２磁性層、４……第３磁性層 5,6……保護層、７……接着層８……貼り合わせ用基板

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】低いキュリー点と室温で高い保磁力とを有
し垂直磁気異方性である第１磁性層と、該第１磁性層に
比べて高いキュリー点と室温で低い保磁力とを有し且つ
該キュリー点から室温までの温度範囲内に補償点を有す
る第３磁性層と、該第１磁性層と該第３磁性層との間に
設けられ、室温においては面内磁気異方性を有し且つ温
度が上昇すると垂直磁気異方性となる第２磁性層とを有
する光磁気記録媒体に情報をオーバーライトする光磁気
記録方法において、該媒体のレーザ照射部位に一定バイアス磁界を印加する
ことにより前記第３磁性層を一様な垂直方向に磁化させ
る段階と、該媒体に対して、前記第１磁性層のキュリー点まで昇温
するパワーのレーザを記録情報に応じて照射することに
より、前記第１磁性層の磁化を交換力により前記第３磁
性層の磁化方向に対して安定な向きに配向させる第１種
の記録段階と、該媒体に対して、前記第３磁性層の補償点以上に該媒体
を昇温するパワーのレーザを記録情報に応じて照射する
ことにより、前記第３磁性層の磁化を前記バイアス磁界
の方向に反転させた後、降温過程において前記第１磁性
層の磁化を交換力により前記第３磁性層の磁化方向に対
して安定な向きに配向させる第２種の記録段階と、前記第２種の記録段階終了後、再び前記第３磁性層の磁
化のみを前記バイアス磁界の方向に対し配向させる段階
とを備えることを特徴とする光磁気記録方法。
【請求項２】前記第１、第２および第３磁性層が希土類
元素と遷移金属元素の合金から成り、第２および第３磁
性層は補償組成よりも希土類元素に富んだ組成である請
求項１記載の記録方法。