JP3581110B2

JP3581110B2 - 光磁気記録媒体

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Publication number: JP3581110B2
Application number: JP2001131009A
Authority: JP
Inventors: 順司広兼; 純一郎中山; 淳策中嶋; 明高橋; 賢司太田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2001-04-27
Filing date: 2001-04-27
Publication date: 2004-10-27
Anticipated expiration: 2015-12-25
Also published as: JP2001357573A

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生じている。
【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６−１５０４１８号公報において、室温において面内磁化状態であり温度上昇と共に垂直磁化状態となる再生層と、記録層との間に非磁性中間層を設け、再生層と記録層とが静磁結合した構造の光磁気記録媒体が提案されている。
【０００５】
これにより、面内磁化状態にある部分の記録磁区情報がマスクされ、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場合においても、個々の記録ビットを分離して再生することが可能となることが示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の特開平６−１５０４１８号公報では、さらに小さい記録ビット径及び記録ビット間隔で記録再生を行った場合、再生層に存在する磁化から発生する漏洩磁界が記録層へ達し、記録・消去に大きな磁界が必要であることが確認された。
【０００７】
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、小さい記録ビット径及び小さい記録ビット間隔で記録再生を行った場合においても再生可能な光磁気記録媒体を得ると共に、小さな磁界でも記録消去可能な光磁気記録媒体を得ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の光磁気記録媒体は、第１の透明誘電体層と、室温で面内磁化状態であり温度上昇にともない垂直磁化状態となる再生層と、第２の透明誘電体層と、記録補助層と、垂直磁化膜からなる記録層と、をこの順に有してなり、上記記録補助層が、記録層のキュリー温度よりも高いキュリー温度を有し、記録層のカー回転角より大きなカー回転角を有し、記録層よりも磁化反転が容易であることを特徴とするものである。
【０００９】
上記構成によれば、記録層よりも磁界に対して感度の高い記録補助層を用いることにより、小さな消去磁界で消去可能な光磁気記録媒体を得ることが可能となる。
【００１０】
また、本発明の光磁気記録媒体は、上記記録補助層の補償温度Ｔ_{ｉｃｏｍｐ}が５０℃以下であるか、または記録補助層において室温からキュリー温度Ｔ_ｉｃまで常に遷移金属副格子モーメントが希土類金属副格子モーメントよりも大きいことを特徴とするものである。
【００１１】
上記構成によれば、記録補助層の磁気特性が最適化されるため、実用可能な記録磁界で記録可能な光磁気記録媒体を得ることが可能となる。
【００１２】
さらに、本発明の光磁気記録媒体は、第２の透明誘電体層と記録層との間に、記録補助層が形成されていることを特徴とするものである。
【００１３】
上記構成により、再生層を透過したレーザ光が記録層より大きなカー回転角を有する記録補助層で反射されることにより、より大きな再生信号を得ることが可能となる。
【００１４】
また、本発明の光磁気記録媒体は、上記再生層がＧｄＦｅＣｏからなり、その膜厚が５〜３０ｎｍであり、上記第２の透明誘電体層の膜厚が６〜４０ｎｍであり、上記記録層がＴｂＤｙＦｅＣｏからなり、上記記録補助層がＧｄＦｅＣｏからなり、上記記録層と記録補助層とのトータル膜厚が２０ｎｍ以上であることを特徴とするものである。
【００１５】
また、上記光磁気記録媒体を再生するには、垂直磁化膜からなる記録層と、室温で面内磁化状態であり温度上昇にともない垂直磁化状態となり、静磁結合により記録層の磁化が転写される再生層と、を有する光磁気記録媒体の再生方法であって、再生を行う際のレーザ光強度を、再生層における磁区の消滅（コプラス）に伴う再生信号の急峻な変化が発生するレーザ光強度よりも低い強度に設定するようにすることができる。
【００１６】
上記構成により、再生信号波形を従来と同様に記録磁区に対応した正弦状の波形とすることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
〔参考の形態〕
本発明の参考の形態について図１に基づいて説明すれば以下の通りである。本参考の形態では、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。
【００１８】
本参考の形態に係る光磁気ディスクは図１に示すように、基板１、第１の透明誘電体層２、再生層３、第２の透明誘電体層４、記録層５、保護層６、オーバーコート層７がこの順に積層されたディスク本体８を有している。
【００１９】
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９が対物レンズ１０により再生層３に絞り込まれ、極カー効果として知られている光磁気効果によって情報が記録再生されるようになっている。上記極カー効果とは、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。
【００２０】
基板１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る。再生層３は、希土類遷移金属合金からなる磁性膜からなり、その磁気特性は室温において面内磁化状態であり、温度上昇にともない垂直磁化状態となるように組成調整され、その膜厚は５〜３０ｎｍの範囲に設定されている。第２の透明誘電体層４は、ＡｌＮ、ＳｉＮ等の誘電体からなり、その膜厚が６〜４０ｎｍに設定されている。記録層５は、希土類遷移金属合金からなる垂直磁化膜からなり、その膜厚が２０〜８０ｎｍの範囲に設定されている。
【００２１】
本参考の形態においては、再生層３と記録層５とが静磁結合しており、再生層３の磁化方向は、記録層５の磁化から発生する漏洩磁界と同じ方向、すなわち、記録層５の磁化と同じ方向を向こうとする。しかし、再生層の面内磁化状態にある部分、すなわち温度上昇していない部分は極カー効果を示さず、再生層の垂直磁化状態にある部分、すなわち再生のためのレーザ光照射により温度上昇した部分のみの情報を再生することが可能となり、光ビームスポットよりも小さなピッチで記録された記録磁区を再生することが可能となる。
【００２２】
第１の透明誘電体層２の膜厚は、入射するレーザ光に対して良好な干渉効果が実現し媒体のカー回転角が増大すべく設定される必要があり、再生層の波長をλ、透明誘電体層の屈折率をｎとした場合、第１の透明誘電体層２の膜厚は（λ／４ｎ）程度に設定される。例えば、レーザ光の波長を６８０ｎｍとした場合、第１の透明誘電体層２の膜厚を４０ｎｍ〜１００ｎｍ程度に設定すれば良い。
【００２３】
〈参考例１〉
（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。
【００２４】
まず、Ａｌターゲットと、ＧｄＦｅＣｏ合金ターゲットと、ＴｂＤｙＦｅＣｏターゲットとをそれぞれ備えたスパッタ装置内に、プリグルーブ及びプリピット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１を基板ホルダーに配置する。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、基板１にＡｌＮからなる第１の透明誘電体層２を膜厚８０ｎｍで形成した。
【００２５】
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、ＧｄＦｅＣｏ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０^−３Ｔｏｒｒとし、上記第１の透明誘電体層２上にＧｄ_０．３１（Ｆｅ_０．７８Ｃｏ_０．２２）_０．６９からなる再生層３を膜厚２０ｎｍで形成した。その再生層３は、室温において面内磁化状態であり、１２０℃の温度で垂直磁化状態となる特性を有し、その補償温度が３００℃、そのキュリー温度が３６０℃であった。
【００２６】
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、再生層３上にＡｌＮからなる第２の透明誘電体層４を膜厚２０ｎｍで形成した。
【００２７】
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、ＴｂＤｙＦｅＣｏ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０^−３Ｔｏｒｒとし、上記第２の透明誘電体層４上に（Ｔｂ_０．７５Ｄｙ_０．２５）_０．３０（Ｆｅ_０．７２Ｃｏ_０．２８）_０．７０からなる記録層５を膜厚４０ｎｍで形成した。その記録層５は２５℃に補償温度を有し、キュリー温度は２７５℃であった。
【００２８】
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、記録層５上にＡｌＮからなる保護層６を形成した。
【００２９】
ここで保護層６の膜厚は、記録層５を酸化等の腐食から保護することが可能であればよく、５ｎｍ以上であることが望ましい。本参考例の形態においては、保護層６の膜厚を２０ｎｍとした。
【００３０】
次に、上記保護層６上に、紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂をスピンコートにより塗布し、紫外線を照射するか加熱するかによってオーバーコート層７を形成した。
【００３１】
（２）記録再生特性上記ディスクを、波長６８０ｎｍの半導体レーザを用いた光ピックアップで測定したＣＮＲ（信号対雑音比）のマーク長依存性を図２に示す。
【００３２】
比較のため、現在市販されている光磁気ディスクのＣＮＲのマーク長依存性も併せて同図に記載する。なお現在市販されている光磁気ディスクの媒体構成は、図３に示すように（基板９１／第１の誘電体層９２／記録層９３／第２の誘電体層９４／反射層９５／オーバーコート層９６）となっている。
【００３３】
本発明に関するＣＮＲの測定は、波長６８０ｎｍの半導体レーザを用いた光ピックアップで行っており、市販光磁気ディスクにマーク長０．３μｍ、マークピッチ０．６μｍにて普通に記録された記録磁区列の場合、複数の記録磁区が光ビームスポットの中に入り、個々の記録磁区を分離して再生することができなくなる。そのため市販光磁気ディスクにおいて、マーク長０．３μｍでのＣＮＲはゼロとなっている。
【００３４】
これに対して本発明の光ディスクは、レーザ照射に伴い温度上昇し、再生層３が垂直磁化状態となった部分のみを再生することが可能であるため、マーク長０．３μｍの場合においても４１ｄＢのＣＮＲが得られている。
【００３５】
本来、本発明のように再生層３と記録層５とが静磁結合した構成の光磁気記録媒体においては、再生層３と記録層５の間に形成される非磁性中間層（ここでは第２の透明誘電体層４）は、特開昭６−１５０４１８号公報に記載されているように５ｎｍと薄く形成されている。記録層から発生する漏洩磁界は、記録層から離れるにつれて小さくなるため、再生層が記録層から発生する漏洩磁界と十分静磁結合すべく、再生層と記録層との間隔を小さく、すなわち非磁性中間層を薄く形成するものである。しかし、本参考例図２に示すように、第２の透明誘電体層４（非磁性中間層）を２０ｎｍと厚くした場合においても、良好な超解像再生特性を得ることができた。
【００３６】
次に表１は、参考例１における再生層３と記録層５の膜厚を変えて、マーク長０．４５μｍでのＣＮＲを測定した結果を示すものである。
【００３７】
【表１】

【００３８】
表１において、再生層膜厚０ｎｍは、再生層３を形成せずに第２の干渉膜を第１の干渉膜に連続して形成したことを意味しており、再生層３が存在しない場合の記録再生特性を表している。再生層３の膜厚を３ｎｍとした場合、再生層３が存在しない場合よりＣＮＲが低くなっており、再生特性の改善が確認されなかった。これは、再生層３が薄くなり過ぎたため、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べき再生層３の磁気特性が良好に実現されなかったことによる。良好なＣＮＲを得るためには、再生層３の膜厚が５ｎｍ以上必要である。また、再生層３の膜厚が３５ｎｍ以上になると消去磁界が急激に上昇し、４０ｋＡ／ｍ以上の消去磁界が必要となり、消去磁界発生装置の大型化・消費電力の増大が必要となる。現在の光磁気ディスクドライブにおいて、現実的な消去磁界を実現するためには、再生層膜厚を３０ｎｍ以下とする必要がある。
【００３９】
次に、再生層３の膜厚を２０ｎｍとし、記録層５の膜厚を１０ｎｍとした場合、まったく再生信号が得られなかった。再生層３の磁化方向は、記録層５から発生する漏洩磁界により決定されるため、記録層５の膜厚が薄くなり記録層５から発生する漏洩磁界が小さくなった場合、記録情報の再生を行うことができなくなる。表１から分かるように本発明の構成においては、記録層５の膜厚を２０ｎｍ以上とする必要がある。また、再生特性（ＣＮＲ）のみから判断すると、記録層５の膜厚の上限は存在しないが、記録層５が厚くなり過ぎると大きな消去磁界が必要となる。３１ｋＡ／ｍより大きな消去磁界を発生させるためには、大型の磁界発生装置が必要となり、光磁気記録再生装置の大型化を招くことになる。実用的な消去磁界（３１ｋＡ／ｍ以下）を実現するためには、記録層５の膜厚を８０ｎｍ以下とする必要がある。
【００４０】
次に表２は、参考例１における第２の透明誘電体層４の膜厚を変えて、マーク長０．４５μｍでのＣＮＲ・消去磁界を測定した結果を示すものである。
【００４１】
【表２】

【００４２】
表２からわかるように、第２の誘電体層４の膜厚が５ｎｍ以下になると消去磁界が急激に大きくなる。これは、第２の誘電体層４の膜厚が薄くなり、再生層３と記録層５とが近づくにつれて、再生層３から発生する漏洩磁界が記録層５に及ぼす影響が大きくなり、消去磁界が増大するものである。第２の誘電体層４の膜厚が８ｎｍ以上においては、再生層から発生する漏洩磁界は、全く記録特性に影響を及ぼさず、消去磁界は記録層５の記録特性のみより決定されることとなり、２０ｋＡ／ｍと一定の値を示す。
【００４３】
消去磁界の増大は、光磁気ディスクドライブにおける磁界発生装置の大型化、消費電力の増大を招くことになる。現在の光磁気ディスクドライブにおいて、現実的な消去磁界の大きさは３１ｋＡ／ｍ以下であり、第２の透明誘電体層４の膜厚としては６ｎｍ以上必要であることがわかる。
【００４４】
また、再生時においては、記録層５から発生する漏洩磁界により再生層３の磁化方向が決定されるため、第２の透明誘電体層４の膜厚が５０ｎｍと厚くなると、記録層５から発生する漏洩磁界が十分に再生層３へと届かなくなり、ＣＮＲの劣化が発生することになる。良好な信号品質、すなわち高いＣＮＲを得るためには、第２の誘電体層４の膜厚を４０ｎｍ以下とする必要がある。
【００４５】
〈参考例２〉
次に、参考例１の構成において、記録層５の組成のみを変えて本発明の光磁気ディスクを作成し、その記録再生特性を測定した。各ディスクの記録層５の組成、補償温度及びキュリー温度を表３に示し、記録層５の保磁力Ｈｃと磁化Ｍの温度依存性を図４、図５に示す。
【００４６】
【表３】

【００４７】
上記ディスクＡ２〜Ｄ２について、参考例１同様、波長６８０ｎｍの半導体レーザを用いた光ピックアップで、マーク長０．４５μｍでの最適再生条件におけるＣＮＲを測定した。結果を表４に示す。
【００４８】
【表４】

【００４９】
ディスクＡ２〜Ｄ２の再生特性を比較すると、ディスクＡ２〜Ｃ２は良好なＣＮＲが得られているのに対して、ディスクＤ２においては２０ｄＢのＣＮＲしか得られなかった。これは、各ディスクの磁気特性（図４、図５）から理解される結果である。本発明の光磁気記録媒体における再生層３の磁化方向は、記録層５から発生する漏洩磁界により決定されるため、記録層５から発生する漏洩磁界が小さくなった場合、記録情報の再生を行うことができなくなる。記録層５から発生する漏洩磁界は、記録層５の磁化の大きさに比例するものであり、再生層３の磁化方向が面内から垂直に移行する温度、すなわち１００℃〜１５０℃の温度において、記録層５は十分大きな磁化を有し、十分大きな漏洩磁界を発生させる必要がある。図５から分かるように、ディスクＡ２〜Ｃ２の場合、記録層５の補償温度は再生層３の磁化方向が面内から垂直に移行する温度（１００℃〜１５０℃）から離れており、記録層５は十分大きな磁化を有し、十分大きな漏洩磁界を発生させることが可能である。しかしディスクＤ２の場合、記録層５の補償温度は再生層３の磁化方向が面内から垂直に移行する温度（１００℃〜１５０℃）に近接しており、磁化が小さく、再生に必要な漏洩磁界を発生させることができなくなってしまう。このような理由から、記録層５の磁気特性としては補償温度が５０℃以下である（ディスクＢ２，Ｃ２）か、または記録層５が室温からそのキュリー温度ＴＷＣまで、常に遷移金属副格子モーメントが希土類金属副格子モーメントより大きい（ディスクＡ２）ことが必要である。
【００５０】
〈参考例３〉
次に、参考例１の構成において、再生層３の組成のみを変えて本発明の光磁気ディスクを作成し、その記録再生特性を測定した。各ディスクの再生層３の組成、補償温度及びキュリー温度を表５に示し、再生層３の保磁力Ｈｃと磁化Ｍの温度依存性を図６、図７に示す。
【００５１】
【表５】

【００５２】
上記ディスクＡ３〜Ｅ３について、参考例１同様に波長６８０ｎｍの半導体レーザを用いた光ピックアップで、マーク長０．４５μｍでの最適再生条件におけるＣＮＲを測定した。結果を表６に示す。
【００５３】
【表６】

【００５４】
ディスクＡ３〜Ｅ３の再生特性を比較すると、ディスクＡ３〜Ｄ３は良好なＣＮＲが得られているのに対して、ディスクＥ３においては３０ｄＢのＣＮＲしか得られなかった。これは、各ディスクの磁気特性（図６、図７）から理解される結果である。本発明の光磁気記録媒体における再生層３の磁化方向は、記録層５から発生する漏洩磁界により決定されるため、再生層３の磁化が小さくなると記録層５から発生する漏洩磁界との静磁結合が弱くなり、記録情報の再生を行うことができなくなる。再生層３の磁化方向が面内から垂直に移行する温度、すなわち１００℃〜１５０℃の温度において、再生層３は十分大きな磁化を有し、記録層５から発生する漏洩磁界と十分に静磁結合する必要がある。図７から分かるように、ディスクＡ３〜Ｄ３の場合、再生層３の補償温度は再生層３の磁化方向が面内から垂直に移行する温度（１００℃〜１５０℃）から離れており、再生層３は十分大きな磁化を有し、記録層５から発生する漏洩磁界と十分に静磁結合することが可能である。しかしディスクＥの場合、再生層３の補償温度は再生層３の磁化方向が面内から垂直に移行する温度（１００℃〜１５０℃）に近接しており、再生層３の磁化が小さく、十分な静磁結合を実現することができなくなってしまう。
【００５５】
さらに、記録層５のキュリー温度（２７５℃）において、ディスクＥ３の場合、ディスクＡ３〜Ｄ３に比べて大きな磁化を有することになり、再生層から発生する漏洩磁界が記録消去特性に影響を与えることとなり、表５に示すように大きな消去磁界が必要となる。
【００５６】
以上のような理由から、再生層３の磁気特性としては室温で面内磁化状態であり温度上昇に伴い垂直磁化状態になるとともに、補償温度が１８０℃以上である（ディスクＢ３〜Ｄ３）か、またはそのキュリー温度Ｔ_ｒｃまで、常に希土類金属副格子モーメントが遷移金属副格子モーメントより大きい（ディスクＡ３）ことが必要である。
【００５７】
〈参考例４〉
次に、参考例３におけるディスクＣ３の構成、すなわち再生層３として補償温度２５０℃、キュリー温度３８０℃であるＧｄ_０．３１（Ｆｅ_０．７２Ｃｏ_０．２８）_０．６９を使用し、記録層として補償温度２５℃、キュリー温度２７５℃である（Ｔｂ_０．７５Ｄｙ_０．２５）_０．３０（Ｆｅ_０．７２Ｃｏ_０．２８）_０．７０を使用したディスクにおける、キャリアレベル及びノイズレベルの再生パワー依存性を図８に示す。
【００５８】
本発明に係る光磁気記録媒体の再生層は、室温で面内磁化状態であり、温度上昇に伴い垂直磁化状態となるため、再生信号出力（キャリアレベル）は再生レーザパワー０．６ｍＷから１．８ｍＷへと大きくなり、再生層３の温度が上昇するにつれて徐々に大きくなる。再生レーザパワー１．８ｍＷ以上において、再生に必要な範囲の再生層は全て垂直磁化状態となり、キャリアレベルは飽和する。ところが図８から分かるように、２．８ｍＷ以上の再生レーザパワーにおいてさらにキャリアレベルの上昇が確認される。ただし、この範囲の再生レーザパワーにおいては、ノイズレベルの上昇が観測され、実質的にＣＮＲが低下するという問題を有している。
【００５９】
図９（ａ）、（ｂ）は、それぞれ再生レーザパワー２．５ｍＷ、３．２ｍＷにおける再生波形を示している。（ａ）の場合、記録された磁区に対応して再生信号波形がサイン波形状に変化しており、適切なスライスレベルを設定することにより記録磁区の長さを記録情報として再生することが可能である。これに対して（ｂ）の場合、急峻な再生信号の立ち下がりが不規則に観測される。これは、再生層３の温度がその補償温度に近づき再生層３の磁化が小さくなることにより記録層５との静磁結合が弱くなったため、静磁結合により記録層５から再生層３に転写されていた磁区が瞬間的に消滅（コラプス）することに起因している。この場合、コラプスに伴う再生信号強度の大きな変化が存在するためキャリアレベルが上昇するが、コラプスが不規則に起こるためノイズレベルも同時に上昇しＣＮＲが劣化することになる。さらに、本来の記録磁区の長さがａ１、ａ２、ａ３に対して、コラプスが発生することにより異なる長さの記録磁区ｂ１、ｂ３を検出することとなり、記録磁区の長さを記録情報として再生することが困難となる。以上の理由から、本発明に係る光磁気記録媒体を再生する際、レーザ光強度を再生層における磁区の消滅（コラプス）に伴う再生信号の急峻な変化が発生するレーザ光強度よりも低い強度に設定する必要がある。
【００６０】
〔実施の形態〕
本発明の実施の形態について図１０、図１１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。
【００６１】
本実施の形態に係る光磁気ディスクは、図１０に示すように、基板１、第１の透明誘電体層２、再生層３、第２の透明誘電体層４、記録補助層１１、記録層５、保護層６、オーバーコート層７が、この順にて積層されたディスク本体８を有しているか、または図１１に示すように、基板１、第１の透明誘電体層２、再生層３、第２の透明誘電体層４、記録層５、記録補助層１１、保護層６、オーバーコート層７が、この順にて積層されたディスク本体８を有している。
【００６２】
本実施の形態における記録再生動作については、参考の形態と同様である。本実施の形態においては、記録層５に接して、記録層５のキュリー温度よりも高いキュリー温度を有する記録補助層１１を形成し、記録動作の改善を行うことを可能としている。
【００６３】
さらに図１０に示すように、第２の透明誘電体層４と記録層５の間に記録補助層１１を設けることにより、再生層３を透過したレーザ光が記録層５より高いキュリー温度を有する記録補助層１１、すなわち記録層５よりも大きなカー回転角を有する記録補助層１１によって反射されることにより、図１１に示すように記録層５を反射膜とした場合よりもより大きな再生信号を得ることが可能となる。
【００６４】
〈実施例１〉
（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。本実施の形態の光磁気ディスクの形成方法は、記録補助層１１を付加して設ける以外、参考の形態において記載と同じ方法である。
【００６５】
図１０に示す光磁気記録媒体は、第１の透明誘電体層２、再生層３、第２の透明誘電体層４を形成した後、スパッタ装置内を１×１０^−６Ｔｏｒｒまで真空排気し、次いでアルゴンガスを導入し、記録補助層１１用のＧｄＦｅＣｏ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０^−３Ｔｏｒｒとし、上記第２の透明誘電体層４上にＧｄ_０．２４（Ｆｅ_０．８３Ｃｏ_０．１７）_０．７６からなる記録補助層１１を膜厚２０ｎｍで形成し、記録層５、保護層６、オーバーコート層７を形成することにより作製される。上記記録補助層１１は２５℃以下に補償温度を有し、そのキュリー温度が２９０℃であった。本実施例においては、図１０記載の光磁気ディスクをディスクＡ５として記述する。
【００６６】
次に、図１１に示す光磁気記録媒体は、第１の透明誘電体層２、再生層３、第２の透明誘電体層４、記録層５を形成した後、スパッタ装置内を１×１０^−６Ｔｏｒｒまで真空排気し、次いでアルゴンガスを導入し、記録補助層１１用のＧｄＦｅＣｏ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０^−３Ｔｏｒｒとし、上記第２の透明誘電体層４上にＧｄ_０．２４（Ｆｅ_０．８３Ｃｏ_０．１７）_０．７６からなる記録補助層１１を膜厚２０ｎｍで形成し、保護層６、オーバーコート層７を形成することにより作製される。上記記録補助層１１は、図１０の構成における記録補助層同様、２５℃以下に補償温度を有し、そのキュリー温度が２９０℃であった。本実施例においては、図１１記載の光磁気ディスクをディスクＢ５として記述する。
【００６７】
（２）記録再生特性上記ディスクＡ５，Ｂ５を、波長６８０ｎｍの半導体レーザを用いた光ピックアップでマーク長０．４５μｍでの最適再生条件において測定されたＣＮＲと、記録磁区を消去するのに必要な磁界（消去磁界）を表７に示す。比較のため、参考の形態のディスクＢ２の特性を併せて同表に記載する。
【００６８】
【表７】

【００６９】
表７から、参考の形態記載のディスクＢ２の場合２０．０ｋＡ／ｍの消去磁界が必要であったのに対して、本実施の形態記載のディスクＡ５及びディスクＢ５の場合、７．５ｋＡ／ｍの消去磁界で消去可能であることが確認された。この結果は、記録層５のキュリー温度（２７５℃）よりも記録補助層１１のキュリー温度（２９０℃）が高く、記録層５（ＴｂＤｙＦｅＣｏ）よりも磁化反転が容易な記録補助層１１（ＧｄＦｅＣｏ）が消去動作を主導することにより消去磁界の低減が実現したことを意味している。
【００７０】
さらに、ディスクＡ５とディスクＢ５とを比較すると、ディスクＡ５において、より高いＣＮＲが得られていることがわかる。ディスクＢ５の場合、再生層３を透過したレーザ光は記録層５と再生層３の間で多重反射するため、その再生特性はディスクＢ２と同じ特性となる。これに対してディスクＡ５の場合、再生層３を透過したレーザ光は記録補助層１１と再生層３の間で多重反射し、記録層５より高いキュリー温度を有する記録補助層１１、すなわち記録層５よりも大きなカー回転角を有する記録補助層１１を多重反射膜とすることにより、ディスクＢ２、ディスクＢ５よりも高いＣＮＲを得られたものである。
【００７１】
次に表８は、ディスクＡ５における再生層３、記録補助層１１、記録層４の膜厚を変えて、マーク長０．４５μｍでのＣＮＲを測定した結果を示すものである。
【００７２】
【表８】

【００７３】
表８において、再生層膜厚０ｎｍは再生層３を形成せずに第２の干渉膜を第１の干渉膜に連続して形成したことを意味しており、再生層３が存在しない場合の記録再生特性を表している。再生層３の膜厚を３ｎｍとした場合、再生層３が存在しない場合よりＣＮＲが低くなっており、再生特性の改善が確認されなかった。これは再生層３が薄くなり過ぎたために、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べき再生層３の磁気特性が良好に実現されなかったことによる。ＣＮＲを改善するためには、再生層３の膜厚が５ｎｍ以上必要である。また、再生層３の膜厚が３５ｎｍ以上になると消去磁界が急激に上昇し３６．５ｋＡ／ｍ以上の消去磁界が必要となり、消去磁界発生装置の大型化・消費電力の増大が必要となる。現在の光磁気ディスクドライブにおいて、現実的な消去磁界を実現するためには再生層膜厚を３０ｎｍ以下とする必要がある。
【００７４】
次に再生層３の膜厚を２０ｎｍとし、記録補助層１１の膜厚を５ｎｍ、記録層５の膜厚を５ｎｍとした場合、まったく再生信号が得られなかった。再生層３の磁化方向は、記録補助層１１と記録層５から発生する漏洩磁界により決定されるため、記録補助層１１と記録層５のトータル膜厚が薄くなり、発生する漏洩磁界が小さくなった場合、記録情報の再生を行うことができなくなる。表８から分かるように、本発明の構成においては記録補助層１１の膜厚を１０ｎｍ、記録層５の膜厚を１０ｎｍ、すなわち記録補助層１１と記録層５のトータル膜厚を２０ｎｍ以上とする必要がある。また参考の形態においては、消去磁界の増大から記録補助層１１と記録層５のトータル膜厚を８０ｎｍ以下としたが、本実施の形態においては記録補助層１１が記録動作を主導しているため、記録補助層１１と記録層５のトータル膜厚の上限は存在しない。しかし、記録補助層１１と記録層５のトータル膜厚が厚くなり過ぎた場合、記録を行う際に大きなレーザ光強度が必要となるため、トータル膜厚を２００ｎｍ以下とすることが望ましい。
【００７５】
次に表９は、ディスクＡ５の構成において第２の透明誘電体層４の膜厚を変えて、マーク長０．４５μｍでのＣＮＲ・消去磁界を測定した結果を示すものである。
【００７６】
【表９】

【００７７】
表９からわかるように、第２の誘電体層４の膜厚が５ｎｍ以下になると消去磁界が急激に大きくなる。これは、第２の誘電体層４の膜厚が薄くなり、再生層３と記録層５及び記録補助層１１とが近づくにつれて再生層３から発生する漏洩磁界が記録層５と記録補助層１１に及ぼす影響が大きくなり、消去磁界が増大するものである。第２の誘電体層４の膜厚が８ｎｍ以上においては、再生層から発生する漏洩磁界は全く記録特性に影響を及ぼさず、消去磁界は記録層５の記録特性のみより決定されることとなり、７．５ｋＡ／ｍと一定の値を示す。
【００７８】
消去磁界の増大は、光磁気ディスクドライブにおける磁界発生装置の大型化、消費電力の増大を招くことになる。現在の光磁気ディスクドライブにおいて、現実的な消去磁界の大きさは３１ｋＡ／ｍ以下であり、第２の透明誘電体層４の膜厚としては６ｎｍ以上必要であることがわかる。
【００７９】
また再生時においては、記録層５及び記録補助層１１から発生する漏洩磁界により再生層３の磁化方向が決定されるため、第２の透明誘電体層４の膜厚が５０ｎｍと厚くなると記録層５及び記録補助層１１から発生する漏洩磁界が十分に再生層３へと届かなくなり、ＣＮＲの劣化が発生することになる。
【００８０】
良好な信号品質、すなわち高いＣＮＲを得るためには、第２の誘電体層４の膜厚を４０ｎｍ以下とする必要がある。
【００８１】
〈実施例２〉
次に、実施例１のディスクＡ５の構成において、記録補助層１１の組成のみを変えて本発明の光磁気ディスクを作成し、その記録再生特性を測定した。各ディスクの記録補助層１１の組成、補償温度及びキュリー温度を表１０に示す。
【００８２】
【表１０】

【００８３】
上記ディスクＡ６〜Ｅ６を、実施例１同様に波長６８０ｎｍの半導体レーザを用いた光ピックアップで、マーク長０．４５μｍでの最適再生条件におけるＣＮＲを測定した結果、及び記録磁区を消去するのに必要な磁界（消去磁界）、記録磁区を形成するのに必要な磁界（記録磁界）を表１１に示す。
【００８４】
【表１１】

【００８５】
ディスクＡ６〜Ｅ６の再生特性を比較すると、ディスクＡ６からディスクＥ６へとＣＮＲが低くなっていることがわかる。これは、記録補助層１１の補償温度が上昇し徐々に漏洩磁界が小さくなるため、徐々にＣＮＲが低下するものである。しかし、記録補助層１１に隣接して記録層５が存在し、十分な大きさの漏洩磁界を発生させているため、ＣＮＲの低下は小さいものに抑さえられている。
【００８６】
次に消去磁界は、記録補助層１１の補償温度が高くなるにつれて小さくなり、記録補助層１１の補償温度は高いほど望ましいことになる。しかし、記録磁界は記録補助層の補償温度の上昇とともに大きくなり、ディスクＥ６の場合４５ｋＡ／ｍもの記録磁界が必要であり、非実用的であることがわかる。
【００８７】
以上の理由から、記録補助層１１はその補償温度が５０℃以下（ディスクＣ６、ディスクＤ６）であるか、又は室温からそのキュリー温度まで、常に遷移金属副格子モーメントが希土類金属副格子モーメントより大きいこと（ディスクＡ６、ディスクＢ６）が必要である。
【００８８】
なお、参考の形態及び本実施の形態において、透明誘電体層、再生層、記録層、記録補助層として、それぞれＡｌＮ、ＧｄＦｅＣｏ、ＴｂＤｙＦｅＣｏ、ＧｄＦｅＣｏについて説明したが、これに限られるものではない。
【００８９】
透明誘電体層としては、他にＳｉＮ、ＳｉＡｌＮ、ＴａＯ２等の屈折率の高い透明膜を使用することが可能である。
【００９０】
再生層としては、室温で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ればよく、希土類金属としてＧｄを主成分としたＧｄＤｙＦｅＣｏ、ＧｄＴｂＦｅ、ＧｄＴｂＦｅＣｏ等の磁性膜を使用することが可能である。
【００９１】
記録層としては、希土類金属としてＤｙ又はＴｂを主成分としたＤｙＦｅＣｏ、ＴｂＦｅＣｏ、ＧｄＴｂＦｅＣｏ等の磁性膜を使用することが可能である。
【００９２】
記録補助層としては、希土類金属としてＧｄを主成分としたＧｄＤｙＦｅＣｏ、ＧｄＴｂＦｅ、ＧｄＴｂＦｅＣｏ等の磁性膜を使用することが可能である。
【００９３】
【発明の効果】
本発明の光磁気記録媒体によれば、記録層よりも磁界に対して感度の高い記録補助層を用いることにより、小さな消去磁界で消去可能な光磁気記録媒体を得ることが可能となる。
【００９４】
また、記録補助層の磁気特性が最適化されるため、実用可能な記録磁界で記録可能な光磁気記録媒体を得ることが可能となる。
【００９５】
また、再生層を透過したレーザ光が記録層より大きなカー回転角を有する記録補助層で反射されることにより、より大きな再生信号を得ることが可能となる。
【００９６】
本発明の光磁気記録媒体の再生方法によれば、再生信号波形を従来と同様に記録磁区に対応した正弦状の波形とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の参考の形態に係る光磁気ディスクの記録媒体の膜構成を示す図である。
【図２】図１の光磁気ディスクと従来の光磁気ディスクの再生特性の比較図である。
【図３】従来の光磁気ディスクの記録媒体の膜構成を示す図である。
【図４】本発明の参考の形態に係る光磁気ディスクの記録層の磁気特性を示す図である。
【図５】本発明の参考の形態に係る光磁気ディスクの記録層の磁気特性を示す図である。
【図６】本発明の参考の形態に係る光磁気ディスクの再生層の磁気特性を示す図である。
【図７】本発明の参考の形態に係る光磁気ディスクの再生層の磁気特性を示す図である。
【図８】図１の光磁気ディスクの再生特性を示す図である。
【図９】図１の光磁気ディスクの再生信号の説明図である。
【図１０】本発明に係る光磁気ディスクの記録媒体の膜構成を示す図である。
【図１１】本発明に係る光磁気ディスクの記録媒体の膜構成を示す図である。
【符号の説明】
１基板
２第１の透明誘電体層
３再生層
４第２の透明誘電体層
５記録層
６保護層
７オーバーコート層
８ディスク本体
９光ビーム
１０対物レンズ
１１記録補助層

Claims

第１の透明誘電体層と、
室温で面内磁化状態であり温度上昇にともない垂直磁化状態となる再生層と、
第２の透明誘電体層と、
記録補助層と、
垂直磁化膜からなる記録層と、
をこの順に有してなり、
上記記録補助層が、記録層のキュリー温度よりも高いキュリー温度を有し、記録層のカー回転角より大きなカー回転角を有し、記録層よりも磁化反転が容易であることを特徴とする光磁気記録媒体。
上記記録補助層の補償温度Ｔ_{ｉｃｏｍｐ}が５０℃以下であることを特徴とする光磁気記録媒体。
上記記録補助層において室温からキュリー温度Ｔ _ｉｃまで常に遷移金属副格子モーメントが希土類金属副格子モーメントよりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の光磁気記録媒体。
上記再生層がＧｄＦｅＣｏからなり、その膜厚が５〜３０ｎｍであり、
上記第２の透明誘電体層の膜厚が６〜４０ｎｍであり、
上記記録層がＴｂＤｙＦｅＣｏからなり、
上記記録補助層がＧｄＦｅＣｏからなり、
上記記録層と記録補助層とのトータル膜厚が２０ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の光磁気記録媒体。