(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気的に結合する再生層と記録層とを基板上にこの順に備え、記録すべき情報に対応せしめた前記記録層の磁化状態が前記再生層に転写される磁気超解像再生可能な光磁気記録媒体において、
前記記録層の前記再生層と反対の側であって前記記録層に隣接して、該記録層よりも高いキュリー温度と垂直磁化特性とを有する記録安定層を設けてあり、
該記録安定層は、１ｎｍ〜２０ｎｍの厚さを有し、ＴｂＣｏを用いてなることを特徴とする磁気超解像再生可能な光磁気記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光磁気ディスク，光磁気テープ，光磁気カード等の光記録媒体、特に磁気超解像（ＭＳＲ，Magnetically Induced Super Resolution ）再生が可能である光記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光磁気ディスクの高密度記録方式の一つに磁気超解像（ＭＳＲ）再生技術がある。ＭＳＲ再生技術は、レーザスポット径よりも小さい記録マークを再生できる光磁気再生方式である。このような再生方式は、特開平１−143041号公報，特開平３−93056 号公報，特開平３−93058 号公報，特開平４−271039号公報，特開平５−12731 号公報等にて種々提案されており、本願出願人は特開平７−244877号公報にてＭＳＲ再生方法を提案している。
【０００３】
これらの従来法は何れも、記録層と再生層とを含む複数の磁性層を積層した光磁気ディスクを回転せしめ、再生レーザ光を照射することにより光磁気ディスクの周方向に温度分布を生ぜしめ、この温度分布を利用してスポット径よりも小さな記録マークを読出すようにしたものである。即ち、再生レーザ光のスポット内の或る温度領域では再生層が記録マークをマスクするような磁化方向を有し、他の領域では記録層の磁化方向が再生層に転写されて読出される。
【０００４】
図８は、本願出願人が提案した従来のＭＳＲ再生可能な光磁気ディスクの膜構成及び再生時の磁化状態を示す図である。光磁気ディスク２０はポリカーボネート樹脂製の基板（図示せず）上にＳｉＮからなる下地層（図示せず）と、希土類−遷移金属非晶質合金からなる再生層２１，中間層２２，及び記録層２３と、ＳｉＮからなる保護層（図示せず）とをこの順に積層して構成されている。このような光磁気ディスク２０に情報を記録する際には、記録用磁界を印加しつつ、記録用レーザ光を照射する。この記録方法には光変調記録又は磁界変調記録が用いられる。
【０００５】
情報が記録された光磁気ディスク２０の再生時の磁化状態を図８に基づいて説明する。光磁気ディスク２０に再生用レーザ光が照射され、照射領域に上向きの再生磁界Ｈｒが印加される。レーザ光に対して光磁気ディスク２０の前方側となる低温領域（略100 ℃よりも低い領域）では中間層２２と記録層２３との交換結合力は弱く、中間層２２の磁化が再生磁界の方向即ち上向きに揃う。そして、中間層２２と再生層２１との交換結合力により再生層２１の磁化方向は下向きに揃って記録層２３の磁化方向をマスクするはたらきをする（フロントマスク）。また、高温領域（略180 ℃より高い領域）は中間層２２のキュリー温度（２２０℃）に近い領域であり、中間層２２と再生層２１との交換結合力が弱くなる。これにより、再生層２１の磁化方向は再生磁界の方向（上向き）に揃い、記録層２３の磁化方向をマスクするはたらきをする（リアマスク）。これらフロントマスク及びリアマスクでは磁化状態により界面磁壁が存在する。一方、低温領域と高温領域との間の中間温度領域（略100 ℃〜略180 ℃の領域）では、中間層２２を介して記録層２３と再生層２１との交換結合力により、記録層２３の磁化方向が再生層２１に転写される（開口部）。従って開口部では界面磁壁は存在しない。
【０００６】
磁気光学的出力を検出した場合に、レーザスポットＳ内において温度が低い領域と高い領域とにはマスクが形成されているので光磁気信号を読出すことはなく、中間の温度領域だけの光磁気信号を読出すことができ、実質的に再生レーザ光のスポット径よりも小さな光スポットにて再生した場合と同等の分解能が得られる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このようなＭＳＲ再生方式には幾つかの方式があり、光磁気ディスクの進行方向に対して前方の低温領域が開口部となり、後方の高温領域がマスクとなるＦＡＤ方式、後方の高温領域が開口部となり、前方の低温領域がマスクとなるＲＡＤ方式、及び上述したような前方の低温領域と後方の高温領域とがマスクとなり、その間の中間温度領域が開口部となるダブルマスクＲＡＤ方式等である。
【０００８】
本願出願人は、ＦＡＤ方式の膜構成として、例えば再生層２１に厚さ４０ｎｍのＧｄ24Ｆｅ66Ｃｏ10膜を、中間層２２に厚さ１０ｎｍのＴｂ20Ｆｅ80を、記録層には厚さ６０ｎｍのＴｂ22Ｆｅ60Ｃｏ18を用いたもの、また上述したようなダブルマスクＲＡＤ方式として、例えば再生層２１に厚さ４０ｎｍのＧｄ24Ｆｅ66Ｃｏ10膜を、中間層２２に厚さ４０ｎｍのＧｄ30Ｆｅ70を、記録層には厚さ６０ｎｍのＴｂ22Ｆｅ60Ｃｏ18を用いたものを提案している。このような膜構成のダブルマスクＲＡＤ媒体で1.1 μｍのトラックピッチを有する光磁気ディスクに、マーク長0.33μｍの記録マークを形成し、周速６ｍ／ｓで再生した場合の再生パワー特性を測定した。図９はこの再生パワー特性を示すグラフであり、縦軸はＣ／Ｎを示し、横軸はレーザ光の再生パワーを示している。
【０００９】
グラフから、従来のダブルマスクＲＡＤでは４５ｄＢの最大Ｃ／Ｎが得られていることが判る。この値は実用可能な値であるが、さらなるＣ／Ｎの増大を実現するためには、記録層のキュリー温度を上げることが考えられる。しかしながら、高いキュリー温度の記録層を用いることにより、記録感度が劣化するという問題があった。
【００１０】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、記録層よりもキュリー温度が高く、垂直磁化特性を有する記録安定層を、記録層の再生層と反対の側に設けることにより、記録感度を劣化させずに再生時のＣ／Ｎを増大し得る光磁気記録媒体を提供することを目的とする。また、ＴｂＣｏを前記記録安定層として用いることにより、再生特性が大きく向上する光磁気記録媒体を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光磁気記録媒体は、磁気的に結合する再生層と記録層とを基板上にこの順に備え、記録すべき情報に対応せしめた前記記録層の磁化状態が前記再生層に転写される磁気超解像再生可能な光磁気記録媒体において、前記記録層の前記再生層と反対の側であって前記記録層に隣接して、該記録層よりも高いキュリー温度と垂直磁化特性とを有する記録安定層を設けてあり、該記録安定層は、１ｎｍ〜２０ｎｍの厚さを有し、ＴｂＣｏを用いてなることを特徴とする。
【００１２】
光磁気記録媒体の記録感度は記録層のキュリー温度に影響され、キュリー温度が高いほど記録に必要なビーム光のパワーは高くなるので、ＭＳＲ媒体の記録層のキュリー温度が高いほど記録感度は劣化する。一方、ＭＳＲ媒体の再生特性は、記録層のキュリー温度が高いほど向上する。これは、記録層のキュリー温度が高いほど該キュリー温度と再生温度との差が大きくなるために再生温度付近の領域（開口部）の記録層の保磁力が大きくなるからであり、これにより開口部の記録層の記録マークは磁化状態が安定し、再生層に転写される記録マークの形状が良好になってＣ／Ｎが増大する。
【００１３】
本発明にあっては、記録層の再生層と反対の側に設けられた記録安定層は、垂直磁化特性を有するので記録層と記録安定層とは強い交換結合力を有し、また記録安定層は記録層よりもキュリー温度が高いので再生温度との温度差が大きい。これにより、再生時における開口部の記録層の保磁力が高くなってＣ／Ｎが増加する。
【００１５】
また、後述する図５に示すように、記録安定層が厚くなるほど記録感度が低下し、２０ｎｍ以上でその低下が著しい。また、後述する図６に示すように、記録安定層が１ｎｍ以上であれば厚くなるほどＣ／Ｎが増加する。このように、記録安定層が１ｎｍ〜２０ｎｍの厚さを有することにより、記録感度を著しく劣化させずに再生特性を向上させる。
【００１７】
また、前述したように、本願出願人提案のダブルマスクＲＡＤ再生方式においては、再生温度は略100 ℃〜180 ℃である。ＴｂＣｏは垂直磁化特性を有する磁性層であり、キュリー温度が４００℃を越えているので再生温度との差が著しく大きくなり、開口部の記録層の保磁力が高くなってＣ／Ｎが増加する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。
第１の実施の形態
図１は第１の実施の形態の光磁気ディスクの膜構成を示す図である。図に示すように、光磁気ディスク１０は、案内溝が形成されたポリカーボネート製の基板１１上にＳｉＮからなる厚さ７０ｎｍの下地誘電体層１２と、Ｇｄ24Ｆｅ66Ｃｏ10からなる厚さ４０ｎｍの再生層１３，Ｇｄ30Ｆｅ70からなる厚さ４０ｎｍの中間層１４，Ｔｂ22Ｆｅ60Ｃｏ18からなる厚さ６０ｎｍの記録層１５，Ｔｂ30Ｃｏ70からなる厚さ５ｎｍの本発明の特徴となる記録安定層１６，ＳｉＮからなる厚さ７０ｎｍの上地誘電体層１７及びＵＶ膜たる厚さ１０μｍの保護コート層１８とをこの順に積層して構成されている。ここで、記録安定層１６に用いられるＴｂ30Ｃｏ70膜は、４００℃を越えるキュリー温度を有する垂直磁化膜である。記録層１５に用いられるＴｂ22Ｆｅ60Ｃｏ18膜は２６０℃のキュリー温度を有しており、記録安定層１６のキュリー温度は記録層１５よりも高い。なお、基板１１は、形成された案内溝により1.1 μｍのトラックピッチを有している。
【００１９】
以上の構成の光磁気ディスク１０は、ＤＣマグネトロンスパッタ装置を用いて成膜される。成膜条件は0.5 ＰａのスパッタＡｒガス圧及び１ｋＷのスパッタ電力であり、各誘電体層１２，１７，再生層１３，中間層１４，記録層１５及び記録安定層１６を順次積層する。
【００２０】
以上の如き光磁気ディスク１０に、記録磁界300 Ｏｅを印加してマーク長0.33μｍの記録マークを記録し、再生磁界400 Ｏｅ，周速６ｍ／ｓの再生条件でこれを再生した。図２は、光磁気ディスク１０の再生パワー特性を示すグラフであり、縦軸にＣ／Ｎを示し、横軸にレーザ光の再生パワーを示している。なお、これは記録時のレーザ光のパワーが７ｍＷの場合の結果である。また、図２には前述した従来の膜構成のダブルマスクＲＡＤ媒体について同様に測定した結果を共に示しており、実線が本実施の形態の光磁気ディスク１０、破線が従来例である。
【００２１】
また、図３は、光磁気ディスク１０の記録パワー特性を示すグラフであり、縦軸にＣ／Ｎを示し、横軸にレーザ光の記録パワーを示している。なお、これは再生時のレーザ光のパワーが３ｍＷの場合の結果である。また、図３には前述した従来の膜構成のダブルマスクＲＡＤ媒体について同様に測定した結果を共に示しており、実線が本実施の形態の光磁気ディスク１０、破線が従来例である。
【００２２】
図２から明らかなように、ＭＳＲ再生が可能な再生パワーの範囲は、第１の実施の形態と従来例とでは同程度であり、第１の実施の形態のＣ／Ｎは、従来例よりも高い略４７ｄＢを示している。図３から明らかなように、第１の実施の形態と従来例とでは同程度の記録パワーでＣ／Ｎが最大となっている。記録感度はＣ／Ｎが最大となるときの記録パワーで定められので、第１の実施の形態は従来と比較して記録感度が劣化していないことが判る。以上の結果から、記録層１５よりもキュリー温度が高いＴｂ30Ｃｏ70膜を記録安定層１６として記録層１５の上層に、即ち再生層１３と反対の側に設けることにより、記録感度を劣化させずに再生時のＣ／Ｎを増大できると言える。
【００２３】
第２の実施の形態
次に、ＴｂＣｏからなる記録安定層１６のＴｂ濃度を異ならせたダブルマスクＲＡＤ媒体を作成し、これらの再生特性を調べた。ＴｂＣｏのＴｂ濃度を１０at.%〜５０at.%の範囲で異ならせた記録安定層１６を５ｎｍの厚さで記録層１５上に積層し、夫々の光磁気ディスク１０を作成した。光磁気ディスク１０の膜構成は、記録安定層１６の組成の他は第１の実施の形態と同様であり（図１参照）、対応する部分に同符号を付し、その説明を省略する。これらの光磁気ディスク１０にマーク長0.33μｍの記録マークを記録し、これを再生した。再生条件は第１の実施の形態と同様である。
【００２４】
図４は、記録安定層１６のＴｂ濃度に対するＣ／Ｎの測定結果を示すグラフであり、縦軸にＣ／Ｎを示し、横軸にＴｂ濃度を示している。図４から明らかなように、Ｔｂ濃度が１５at.%〜４０at.%の範囲で４６ｄＢ以上のＣ／Ｎが得られる。記録安定層１６を備えていない従来のＭＳＲ媒体のＣ／Ｎが４５ｄＢであるので、従来と比較して高いＣ／Ｎが得られることが判る。Ｔｂ濃度が１５at.%〜４０at.%のＴｂＣｏ膜は、キュリー温度が４００℃より高く、垂直磁化特性を有している。この結果から、Ｔｂ濃度が１５at.%〜４０at.%のＴｂＣｏからなる記録安定層１６を記録層１５の上層、即ち再生層１３と反対の側に設けることにより、記録感度を劣化させずに再生時のＣ／Ｎを増大できると言える。
【００２５】
第３の実施の形態
上述した第１及び第２の実施の形態では、記録安定層１６にＴｂＣｏを用いた場合を説明しているが、これに限るものではなく、ＴｂＣｏに不純物を加えたものを用いても良い。第３の実施の形態では、ＴｂＣｏと非磁性金属との合金からなる記録安定層１６、及びＴｂＣｏとＳｉとの合金からなる記録安定層１６を備えるダブルマスクＲＡＤ媒体を夫々作成し、これらの再生特性を調べた。
【００２６】
（Ｔｂ30Ｃｏ70）95Ｓｉ5 ，（Ｔｂ30Ｃｏ70）95Ａｌ5 及び（Ｔｂ30Ｃｏ70）95Ｃｕ5 からなる記録安定層１６の夫々を５ｎｍの厚さで記録層１５上に積層し、夫々の光磁気ディスク１０を作成した。光磁気ディスク１０の膜構成は、記録安定層１６の組成の他は第１の実施の形態と同様であり（図１参照）、対応する部分に同符号を付し、その説明を省略する。これらの光磁気ディスク１０にマーク長0.33μｍの記録マークを記録し、これを再生した。記録／再生条件は第１の実施の形態と同様である。表１は、各光磁気ディスク１０の再生時のＣ／Ｎの測定結果を示す表であり、第１の実施の形態で示した光磁気ディスク１０の測定結果と、記録安定層１６を備えていない従来の光磁気ディスク１０の測定結果とを共に示している。
【００２７】
【表１】
0003719799.tif 000002
【００２８】
表１から、（Ｔｂ30Ｃｏ70）95Ｓｉ5 ，（Ｔｂ30Ｃｏ70）95Ａｌ5 及び（Ｔｂ30Ｃｏ70）95Ｃｕ5 からなる記録安定層１６を記録層１５上に積層することにより、記録安定層１６を設けていない従来例よりも高いＣ／Ｎが得られることが判る。なお、非磁性金属，Ｓｉ等を加えることにより、第１の実施の形態の光磁気ディスク１０よりもＣ／Ｎが低くなっていることから、高いキュリー温度を有する垂直磁化膜である記録安定層１６を備える場合ほど、高いＣ／Ｎが得られる傾向にあることが推測される。
【００２９】
また、上述した第３の実施の形態では、非磁性金属としてＡｌ及びＣｕを例に挙げて説明しているが、これに限るものではなく、Ａｕ，Ｔｉ等の非磁性金属を用いても同様の効果を奏する。
【００３０】
第４の実施の形態
第４の実施の形態では、記録安定層１６の厚さを異ならせたダブルマスクＲＡＤ媒体を作成し、これらの再生特性を調べた。（Ｔｂ30Ｃｏ70）95Ｓｉ5 の厚さを０〜２５ｎｍの範囲で異ならせて記録層１５上に積層し、夫々の光磁気ディスク１０を作成した。光磁気ディスク１０の膜構成は、記録安定層１６の他は第１の実施の形態と同様であり（図１参照）、対応する部分に同符号を付し、その説明を省略する。これらの光磁気ディスク１０にマーク長0.33μｍの記録マークを記録し、これを再生した。再生条件は第１の実施の形態と同様である。
【００３１】
図５は記録安定層１６の厚さに対する記録感度を示すグラフであり、縦軸にＣ／Ｎが最大となる記録パワーを示し、横軸に記録安定層１６の厚さを示している。また、図６は記録安定層１６の厚さに対する再生特性を示すグラフであり、縦軸にＣ／Ｎを示し、横軸に記録安定層１６の厚さを示している。図５から明らかなように、記録安定層１６の厚さが増加するに従って記録感度は低下しており、厚さが２０ｎｍ以上になると、記録感度は記録安定層１６を備えない従来例の２割以上低下する。また図６から明らかなように、記録安定層１６の厚さが１ｎｍ以上では厚さの増加に従ってＣ／Ｎが増加しており、特に１ｎｍ〜５ｎｍの範囲でその傾向が顕著に表れている。しかしながら、１ｎｍより薄い場合はＣ／Ｎは４５ｄＢであり、この値は従来例と同程度である。
【００３２】
これらの結果から、記録安定層１６の厚さが１ｎｍ〜２０ｎｍの場合に、再生特性が良好な光磁気ディスク１０を得ることができ、記録感度の劣化を抑制するためには、記録安定層１６の厚さは５ｎｍ程度が最も好ましいと言える。
【００３３】
第５の実施の形態
次に、ＴｂＣｏとＳｉとの合金からなる記録安定層１６のＳｉ濃度を異ならせたダブルマスクＲＡＤ媒体を作成し、これらの再生特性を調べた。（Ｔｂ30Ｃｏ70）100-x Ｓｉx のＳｉ濃度を０〜４０at.%の範囲で異ならせた記録安定層１６を５ｎｍの厚さで記録層１５上に積層し、夫々の光磁気ディスク１０を作成した。光磁気ディスク１０の膜構成は、記録安定層１６の組成の他は第１の実施の形態と同様であり（図１参照）、対応する部分に同符号を付し、その説明を省略する。これらの光磁気ディスク１０にマーク長0.33μｍの記録マークを記録し、これを再生した。再生条件は第１の実施の形態と同様である。
【００３４】
図７は、記録安定層１６のＳｉ濃度に対するＣ／Ｎの測定結果を示すグラフであり、縦軸にＣ／Ｎを示し、横軸にＳｉ濃度を示している。図７から明らかなように、Ｔｂ濃度が０〜２５at.%の範囲で４５ｄＢより高いＣ／Ｎを示し、従来例よりも高いＣ／Ｎが得られることが判る。Ｓｉ濃度が２５at.%のＴｂＣｏ膜は、キュリー温度が略２８０℃であり、垂直磁化特性を有している。この結果から、Ｓｉ濃度が０〜２５at.%の（Ｔｂ30Ｃｏ70）100-x Ｓｉx からなる記録安定層１６を記録層１５の上層に、即ち再生層１３と反対の側に設けることにより、再生時のＣ／Ｎを増大できる。なお、Ｓｉ濃度が０の場合は上述した第１の実施の形態で示したＴｂ30Ｃｏ70膜である。
【００３５】
なお、上述した第１〜第５の実施の形態で示した光磁気ディスク１０の再生層１５，中間層１６及び記録層１７は、上述したものに限らず、本願出願人が特開平７−244877号公報にて提案した膜構成，その他のＭＳＲ媒体の膜構成等に適用可能であり、同様の効果を奏する。また、上述した第１〜第５の実施の形態ではダブルマスクＲＡＤ媒体を例に挙げて説明しているが、これに限るものではなく、ＦＡＤ方式，ＲＡＤ方式等のＭＳＲ再生可能な媒体であれば適用可能である。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように、本発明においては、記録層の再生層と反対の側に、記録層よりもキュリー温度が高く、垂直磁化特性を有する記録安定層を設けることにより、記録感度を劣化させることなく、再生層に転写される記録マークの磁化状態を安定させて高いＣ／Ｎを得ることができる。また、記録安定層にＴｂＣｏを用いることにより、再生温度と記録安定層のキュリー温度とを大きく異ならせ、再生特性を著しく向上することができる等、本発明は優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の光磁気ディスクの膜構成図である。
【図２】第１の実施の形態の光磁気ディスクの再生パワー特性を示すグラフである。
【図３】第１の実施の形態の光磁気ディスクの記録パワー特性を示すグラフである。
【図４】第２の実施の形態の記録安定層の組成に対する再生特性を示すグラフである。
【図５】第４の実施の形態の記録安定層の厚さに対する記録感度を示すグラフである。
【図６】第４の実施の形態の記録安定層の厚さに対する再生特性を示すグラフである。
【図７】第５の実施の形態の記録安定層のＳｉ濃度に対する再生特性を示すグラフである。
【図８】本願出願人提案のＭＳＲ媒体の再生時の磁化状態を示す図である。
【図９】従来のダブルマスクＲＡＤ媒体の再生パワー特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１０  光磁気ディスク
１１  基板
１３  再生層
１４  中間層
１５  記録層
１６  記録安定層
【図１】
0003719799.tif 000003
【図２】
0003719799.tif 000004
【図３】
0003719799.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
0003719799.tif 000008
【図７】
0003719799.tif 000009
【図８】
0003719799.tif 000010
【図９】
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