(57)【要約】【課題】再生信号特性を向上する。【解決手段】基板５上に、第１および第２の下地層６，７を介して、情報が記録される第３の磁性層１３とこの第３の磁性層１３に記録された情報を磁壁１６を移動させることにより再生するための第１の磁性層１１とを有する磁性層１０が積層されてなる。第２の下地層７が第１の磁性層１１に隣接して設けられ、第１の下地層６が第２の下地層７に隣接して基板５側に設けられる。そして、第１の下地層６と第２の下地層７は、密度が互いに異なる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、少なくとも第１および第２の下地層を介して、情報が記録される記録層と前記記録層に記録された情報を磁壁を移動させることにより再生するための磁壁移動層とを有する磁性層が積層されてなる光磁気記録媒体であって、
前記第２の下地層は前記磁壁移動層に隣接して設けられ、前記第１の下地層は前記第２の下地層に隣接して前記基板側に設けられて、
前記第１の下地層と前記第２の下地層は、密度が互いに異なることを特徴とする光磁気記録媒体。
【請求項２】
前記第１の下地層は、前記第２の下地層よりも密度が低い請求項１に記載の光磁気記録媒体。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光磁気記録媒体を製造する製造方法であって、
前記基板上に前記第１の下地層および前記第２の下地層をスパッタリング法を用いて成膜する成膜工程を有し、
前記成膜工程では、前記第１の下地層の成膜時のスパッタリングガス圧力が、前記第２の下地層の成膜時のスパッタリングガス圧力よりも高いことを特徴とする光磁気記録媒体の製造方法。
【請求項４】
前記成膜工程では、前記第１の下地層の成膜後に、ガス流量を変化させることによって、前記第１の下地層に前記第２の下地層を連続して成膜する請求項３に記載の光磁気記録媒体の製造方法。
【請求項５】
請求項１または２に記載の光磁気記録媒体を製造する製造方法であって、
前記基板上に前記第１の下地層および前記第２の下地層をスパッタリング法を用いて成膜する成膜工程を有し、
前記成膜工程では、前記第１の下地層の成膜時のターゲットと前記基板との距離が、前記第２の下地層の成膜時のターゲットと前記基板との距離よりも大きいことを特徴とする光磁気記録媒体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば光磁気ディスク等の磁気光学効果を利用してレーザ光により情報の記録および再生が行われる光磁気記録媒体およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
情報の書き換え可能な情報記録媒体として、各種の磁性記録媒体が実用化されている。特に、半導体レーザの熱エネルギを用いて磁性薄膜に磁区を書き込むことで情報を記録し、磁気光学効果を用いてこの記録情報を読み出す光磁気記録媒体は、高密度記録が可能な大容量可換媒体として期待されている。近年、動画像のデジタル化に伴って、これらの磁性記録媒体の記録密度を高めてさらに大容量の記録媒体とする要求が高まっている。
【０００３】
一般に、光記録媒体の線記録密度は、再生光学系のレーザ光の波長および対物レンズの開口数ＮＡに大きく依存する。すなわち、再生光学系のレーザ光の波長λと対物レンズの開口数ＮＡが決まることでビームウェスト径が決定するため、信号再生可能な記録ピットの空間周波数は２ＮＡ／λ程度が限界となってしまう。したがって、従来の光ディスクで高密度化を実現するためには、再生光学系のレーザ光の波長λを短くするか、対物レンズの開口数ＮＡを大きくする必要がある。しかしながら、レーザ光の波長λを短くすることは、発光素子の効率や発熱等の問題から容易ではない。また、対物レンズの開口数ＮＡを大きくした場合には、焦点深度が浅くなる等の理由から、機械的精度に対する要求が厳しくなるという不都合が生じる。
【０００４】
そこで、最近では、レーザ光の波長λや対物レンズの開口数ＮＡを変更することなく、記録媒体の構成や再生方法を工夫して記録密度を改善する、いわゆる超解像技術が種々提案されている。
【０００５】
例えば、特開平３−９３０５８号公報には、磁気的に結合される再生層と記録保持層とを有してなる多層膜の、記録保持層に信号記録を行うとともに、再生層の磁化の向きを揃えた後、レーザ光を照射して加熱し、再生層の昇温領域に、記録保持層に記録された信号を転写させながら読み取る信号再生方法が開示されている。この信号再生方法によれば、再生時の符号間干渉を減少させることができるとともに、再生用のレーザ光のビームスポット径に対して、このレーザ光によって加熱されて転写温度に達し信号が検出される領域は、より小さな領域に限定できるため、空間周波数が２ＮＡ／λ以上の信号を再生することが可能である。
【０００６】
しかしながら、上述した信号再生方法は、再生用のレーザ光のビームスポット径に対して、有効に使用される信号検出領域が小さくなるため、再生信号の振幅が低下し、十分な再生出力が得られないという欠点を有している。このため、有効信号検出領域をビームスポット径に対してあまり小さくすることができず、結局は光学系の回折限界で決まる記録密度に対して、大幅な高密度化を達成することはできない。
【０００７】
このような問題点を解決する方法の１つとして、特開平６−２９０４９６号公報には、記録マーク（磁区）の境界部に存在する磁壁を光磁気記録媒体に生じた温度勾配に従って高温側に移動させることで、再生信号の振幅を低下させることなく、光学系の分解能を超えた記録密度の信号再生を可能にする再生方法が開示されている。
【０００８】
以下、この再生方法について説明する。
【０００９】
図１１は、上述の公報に開示された光磁気記録媒体およびその情報再生原理を説明するための図で、図１１（ａ）は光磁気記録媒体の構成および再生用のレーザ光が照射された部分の磁化状態を模式的に示す断面図、図１１（ｂ）はそのレーザ光の照射時に光磁気記録媒体に生じる温度分布を示す図、図１１（ｃ）は図１１（ｂ）の温度分布に対応する磁壁移動層の磁壁エネルギ密度σの分布を示す図である。
【００１０】
図１１（ａ）に示すように、この光磁気記録媒体の磁性層１００は、磁壁移動層である第１の磁性層１１１、スイッチング層である第２の磁性層１１２、記録層である第３の磁性層１１３が順次積層されてなる。ここでは、第１の磁性層１１１が、再生用のレーザ光１２０が照射される照射面側に位置して形成されている。各磁性層１１１，１１２，１１３中の矢印ｍ１，ｍ２方向は原子スピンの向きを表している。この原子スピンの向きが相互に逆向きの領域の境界部には磁壁１１６が形成されている。
【００１１】
矢印ｒ方向はビームスポット１２０ａに対して相対移動される媒体移動方向を表わしており、第３の磁性層１１３がｒ方向へ移動することで、ビームスポット１２０ａが第３の磁性層１１３の記録トラックに沿って移動する。このビームスポット１２０ａが照射された部分では、図１１（ｂ）に示すように、ビームスポット１２０ａの移動方向に対して、ビームスポット１２０ａの前方から温度が上昇し、位置Ｘｃで温度のピークになるような温度分布が生じる。ここでは、位置Ｘａにおいて、媒体温度が第２の磁性層１１２のキュリー温度近傍の温度Ｔｓに達するようになっている。
【００１２】
第１の磁性層１１１における磁壁エネルギ密度σの分布は、図１１（ｃ）に示すように、ビームスポット１２０ａの後方の温度ピーク近傍において極小となり、ビームスポット１２０ａの前方ほど大きくなる。このように、位置Ｘ方向に磁壁エネルギ密度σの勾配があるとき、位置Ｘに存在する各層の磁壁に対して次式（１）から求められる力Ｆが作用する。
【００１３】
Ｆ＝∂σ／∂Ｘ　　　　　・・・（１）
この力Ｆは、磁壁エネルギの低い方に磁壁１１６を移動させるように作用する。第１の磁性層１１１は、磁壁抗磁力が小さく、磁壁移動度も大きいので、単層の場合にはこの力Ｆによって容易に磁壁１１６が移動する。ただし、位置Ｘａよりビームスポット１２０ａの前方側に位置する領域においては、媒体温度が温度Ｔｓより低く、磁壁抗磁力が大きな第３の磁性層１１３と交換結合しているために、磁壁１１６が移動せず、抗磁力が大きな第３の磁性層１１３中の磁壁の位置と対応する位置に固定されている。
【００１４】
この光磁気記録媒体では、矢印ｒ方向に光磁気記録媒体が移動し、第１の磁性層１１１の磁壁１１６が位置Ｘａの位置に移動したとき、その磁壁１１６の部分における媒体温度が第２の磁性層１１２のキュリー温度近傍の温度Ｔｓまで上昇し、第１の磁性層１１１と第３の磁性層１１３との間の交換結合が切断される。この結果、第１の磁性層１１１の磁壁１１６は、破線で示す矢印ｓ方向に向かって、より温度が高く、より磁壁エネルギ密度の小さな領域へと瞬間的に移動する。ビームスポット１２０ａの下を磁壁１１６が通過するとき、位置Ｘａから位置Ｘｃの範囲で第１の磁性層１１１の原子スピンは一方向に揃う。
【００１５】
信号の間隔で形成されている磁壁１１６が、光磁気記録媒体の移動に伴って位置Ｘａに来る度に、第１の磁性層１１１中の磁壁１１６がビームスポット１２０ａの下を瞬間的に移動し、位置Ｘａから位置Ｘｃの範囲に記録磁区が拡大し、第１の磁性層１１１の原子スピンは一方向に揃う。この結果、再生信号の振幅は、記録されている磁壁の間隔（すなわち記録マーク長）によらず、常に一定かつ最大の振幅になり、光学的な回折限界に起因した波形干渉等の問題から完全に解放される。
【００１６】
また、例えば特開平１１−１９１２４５号公報には、基板の表面粗さを低減させることにより、磁壁の移動を円滑にさせる提案もなされている。これは、磁壁が移動する時、基板の表面粗さが移動の障害（磁壁抗磁力）になることに起因している。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、磁壁の移動を利用して再生を行う光磁気記録媒体においては、基板の表面粗さを低減させることで磁壁移動層の磁壁抗磁力も低減されるが、全記録再生領域において磁壁移動層の磁壁抗磁力が均一になるようなオーダーで基板の表面粗さを均一に作製することが非常に困難である。そして、基板の表面粗さの不均一さによる磁壁抗磁力の不均一性は、再生信号特性の劣化を招く大きな原因であった。
【００１８】
このような表面粗さの不均一性を取り除くために、スタンパから調整する場合には、基板の表面粗さが、レジスト塗布精度、原盤ガラスの表面性に依存するため、光磁気記録媒体の製造工程の複雑化、高コスト化を招いてしまうという問題があった。また、射出成形後の基板に対する逆スパッタ処理、ベーク処理、ＵＶオゾン処理などの追加処理を施す場合においても、光磁気記録媒体の製造工程の複雑化、高コスト化を招いてしまうという問題があった。
【００１９】
本発明はこのような課題を鑑みなされたものであり、簡素な構成で、再生信号特性を向上することができる光磁気記録媒体、および簡単な製造工程により、再生信号特性が向上された光磁気記録媒体を容易に製造することができる光磁気記録媒体の製造方法を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明者は鋭意研究を重ねた結果、通常の射出成形後の樹脂基板（ポリカーボネート）表面には、記録マーク長と同等以上で、不規則な周期（１００ｎｍ程度）の凹凸が存在し、そのような凹凸が基板の表面粗さの不均一性を与えていることを発見した。そして、このような凹凸は、基板と磁性層との間に設けられる下地層によって均すことが可能なことを掴んだ。
【００２１】
すなわち、本発明の光磁気記録媒体は、基板上に、少なくとも第１および第２の下地層を介して、情報が記録される記録層とこの記録層に記録された情報を磁壁を移動させることにより再生するための磁壁移動層とを有する磁性層が積層されてなる磁壁移動型の光磁気記録媒体であって、第２の下地層が磁壁移動層に隣接して設けられるとともに、第１の下地層が第２の下地層に隣接して基板側に設けられている。そして、第１の下地層と第２の下地層は、密度が互いに異なる。
【００２２】
以上のように構成された本発明の光磁気記録媒体は、基板と磁性層との間に設けられる下地層を少なくとも２層設けて、磁性層に隣接する側に第２の下地層を設け、より基板に近い側に密度が比較的低い第１の下地層を設けることにより、磁壁移動層の磁壁の移動を不均一にさせる要因である基板の表面上の凹凸が、第１の下地層をもって良好に埋められる。すなわち、第１の下地層によって、磁性層を成膜する前の基板の表面粗さが均一にされ、基板の表面粗さを調整することが可能になる。したがって、本発明の光磁気記録媒体によれば、全記録再生領域で磁壁抗磁力が均一に作用するので、良好な再生信号が得られる。
【００２３】
また、本発明の光磁気記録媒体の製造方法は、基板上に第１の下地層および第２の下地層をスパッタリング法を用いて成膜する成膜工程を有する。そして、成膜工程では、第１の下地層の成膜時のスパッタリングガス圧力を、第２の下地層の成膜時のスパッタリングガス圧力よりも高くする。
【００２４】
スパッタリング法によれば、高いスパッタリングガス圧力で成膜した場合に密度の低い膜が得られ、低いスパッタリングガス圧力で成膜した場合に密度の高い緻密な膜が得られる。そこで、本発明の光磁気記録媒体の製造方法は、基板と磁性層との間に設けられる下地層を多層化して、異なるスパッタリングガス圧力でそれぞれ成膜する。さらに詳しくは、基板に近い側の第１の下地層として高いスパッタリングガス圧力で誘電体を成膜した後、第２の下地層として低いスパッタリングガス圧力で誘電体を成膜する。
【００２５】
また、本発明に係る光磁気記録媒体の製造方法は、成膜工程で、第１の下地層の成膜後に、ガス流量を変化させることによって、第１の下地層に第２の下地層を連続して成膜する。すなわち、第１の下地層の成膜後に、ガス流量を変化させることで、搬送および真空を破ることなくスパッタリングガス圧力を変えることが可能になるため、第１の下地層に第２の下地層を連続して成膜することが可能になる。
【００２６】
また、本発明に係る光磁気記録媒体の製造方法は、基板上に第１の下地層および第２の下地層をスパッタリング法を用いて成膜する成膜工程を有する。そして、成膜工程では、第１の下地層の成膜時のターゲットと基板との距離が、第２の下地層の成膜時のターゲットと基板との距離よりも大きい。
【００２７】
上述した本発明に係る光磁気記録媒体の製造方法によれば、基板上に第１の下地層および第２の下地層をスパッタリング法を用いて成膜する成膜工程を有し、そして、第１の下地層の成膜時のスパッタリングガス圧力を、第２の下地層の成膜時のスパッタリングガス圧力よりも高くすることで、基板の表面上の凹凸が、第１の下地層をもって良好に埋められる。すなわち、第１の下地層によって、磁性層の成膜前の基板の表面粗さが均一にされ、基板の表面粗さを調整することが可能になる。したがって、本発明の光磁気記録媒体によれば、全記録再生領域で磁壁抗磁力が均一に作用するので、良好な再生信号が得られる。
【００２８】
上述した本発明に係る光磁気記録媒体の製造方法によれば、第１の下地層の成膜時のターゲットと基板との距離を、第２の下地層の成膜時のターゲットと基板との距離よりも大きくすることで、基板の表面上の凹凸が、第１の下地層をもって良好に埋められる。すなわち、第１の下地層によって、磁性層の成膜前の基板の表面粗さが均一にされ、基板の表面粗さを調整することが可能になる。したがって、本発明の光磁気記録媒体によれば、全記録再生領域で磁壁抗磁力が均一に作用するので、良好な再生信号が得られる。
【００２９】
上述したように、本発明は、磁壁移動型の光磁気記録媒体において、簡素な構成、且つ簡単な製造工程で良好な再生信号が得られるという顕著な効果を得ることが可能になる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
次に本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００３１】
図１は本発明の第１の実施形態である光磁気記録媒体の基本的な層構成を模式的に示す断面図である。図１に示すように、光磁気記録媒体１は、透明な基板５上に第１の下地層６、第２の下地層７、磁性層１０、上地層１４が順次積層されて構成されている。また、磁性層１０は、基板５側から順に、磁壁が移動する磁壁移動層である第１の磁性層１１と、情報を記録（蓄積）する記録層である第３の磁性層１３と、磁壁移動層と記録層間に設けられこれら各磁性層層より低い温度を有するスイッチング層である第２の磁性層１２とがそれぞれ積層されている。そして、これら第１の磁性層１１、第２の磁性層１２、第３の磁性層１３は、第２の磁性層１２のキュリー温度以下で交換結合する。
【００３２】
基板５としては、例えば、透明なポリカーボネート、ガラス等が用いられている。本実施形態では、トラックピッチが０．８８μｍ程度、グルーブ幅が０．４μｍ程度、溝深さが６０ｎｍ程度のポリカーボネート基板を用いた。
【００３３】
図５は本実施形態で使用する基板５の表面状態を走査型プローブ顕微鏡（デジタルインスツルメント社製：Ｔａｐｐｉｎｇ　Ｍｏｄｅ　ＡＦＭ）を用いて測定した測定結果であり、記録再生領域であるグルーブ部の表面形状の３次元像を表している。図５に示すように、基板５の表面上には、１００ｎｍ程度の比較的大きな周期で凹凸が存在している。
【００３４】
第１および第２の下地層６，７としては、例えば、Ｓｉ３Ｎ４、ＡｌＮ、ＳｉＯ２、ＳｉＯ、ＺｎＳ、ＭｇＦ２などの透明誘電材料を使用することができる。保護層として再び形成される上地層１４にも、これと同様の誘電材料を用いることができる。これら各層は、例えばマグネトロンスパッタ装置による連続スパッタリング、または連続蒸着等によって被着形成することができる。
【００３５】
本実施形態では、第１の下地層６として、Ｓｉターゲットを用いて、Ａｒガス６０ｓｃｃｍとＮ２ガス２０ｓｃｃｍを導入しながら０．６Ｐａの圧力で反応性スパッタリング法によりポリカーボネート製の基板５上にＳｉＮを５ｎｍに形成した。
【００３６】
図６は基板５上に第１の下地層６を形成した後に表面状態を走査型プローブ顕微鏡（デジタルインスツルメント社製：Ｔａｐｐｉｎｇ　Ｍｏｄｅ　ＡＦＭ）を用いて測定した測定結果であり、第１の下地層６を形成した後のグルーブ部の表面状態の３次元像を表している。図６に示すように、基板５上に存在していた比較的大きな周期の凹凸が埋められて、凹凸の高さも減少している。このように、第１の下地層６は基板５の表面上の比較的大きな周期の凹凸を埋める効果がある。
【００３７】
第１の下地層６を成膜した後、第２の下地層７は、Ａｒガス１９ｓｃｃｍとＮ２ガス１２．７ｓｃｃｍを導入しながら０．２Ｐａの圧力で反応性スパッタリング法によりＳｉＮを３０ｎｍに形成した。第２の下地層７は、第１の下地層６の成膜後にガス流量を変化させることで、搬送および真空を破ることなくスパッタリングガス圧力を変えて、第１の下地層６の成膜後に連続して成膜することができる。これによれば、同一のターゲットを使用してスパッタリング成膜時の雰囲気を変更して行うだけでよいので、製造プロセスが簡略化される。
【００３８】
したがって、光磁気記録媒体１によれば、第１の下地層６の成膜時に、第２の下地層７の成膜時のスパッタリングガス圧力よりも高いスパッタリングガス圧力で、第２の下地層７よりも密度が低い第１の下地層６が成膜されている。
【００３９】
図４は本実施形態の第２の下地層７の表面状態を走査型プローブ顕微鏡（デジタルインスツルメント社製：Ｔａｐｐｉｎｇ　Ｍｏｄｅ　ＡＦＭ）を用いて測定した測定結果であり、第２の下地層７を形成した後のグルーブ部の表面状態の３次元像を表している。図４に示すように、第２の下地層７より比較的密度が低い第１の下地層６を用いることで、基板５上に存在する周期が２０ｎｍ程度の微小な凹凸を均一に形成することができ、磁壁抗磁力が均一に働くようになるため、良好な再生信号を得ることが可能になる。
【００４０】
なお、本実施形態の第１の下地層７は、厚さ５ｎｍに形成したが、基板５上の比較的大きな周期の凹凸を埋めて表面粗さを均一にすることを目的にしたものであり、厚さ５ｎｍに限定されるものでなく、基板５上に存在する凹凸の高さ以上に形成することが望ましい。また、スパッタリングガス圧力についても、本実施形態ではＡｒガス６０ｓｃｃｍとＮ２ガス２０ｓｃｃｍを導入し圧力を０．６Ｐａとしたが、スパッタリングガス圧力を限定するものではない。
【００４１】
また、第１および第２の下地層６，７の２層だけではなく、第２の下地層７よりも基板５側に位置して比較的密度が低い第１の下地層６が設けられる構成であれば、必要に応じて第１の下地層６と基板５との間に薄膜からなる他の下地層が形成されたり、他の成膜工程等が追加されたりしてもよい。また、第１の下地層６は、密度を連続的に変化させて形成されてもよい。
【００４２】
また、本実施形態の光磁気記録媒体１の構成に加えて、更に例えばＡｌ、ＡｌＴａ、ＡｌＴｉ、ＡｌＣｒ、Ｃｕなどからなる金属層を付加して、熱的な特性を調整可能に構成されてもよい。さらに、高分子樹脂からなる保護コートを付与してもよい。さらに、各層が成膜された基板を貼り合わせた構成としてもよい。
【００４３】
また、本実施形態の光磁気記録媒体１の構成において、各第１、第２および第３の磁性層１１，１２，１３は、種々の磁性材料によって構成することが考えられるが、例えば、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏなどの希土類金属元素の１種類あるいは２種類以上が１０〜４０ａｔ％と、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉなどの鉄族元素の１種類あるいは２種類以上が９０〜６０ａｔ％とで構成される希土類−鉄族非晶質合金によって構成してもよい。また、耐食性向上などのために、これにＣｒ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐｔ、Ｉｎなどの元素を少量添加してもよい。
【００４４】
重希土類−鉄族非晶質合金の場合、飽和磁化は、希土類元素と鉄族元素との組成比により制御することが可能である。また、キュリー温度も、組成比により制御することが可能であるが、飽和磁化と独立に制御するためには、鉄族元素として、Ｆｅの一部をＣｏで置き換えた材料を用い、置換量を制御する方法がより好ましく利用できる。すなわち、Ｆｅの１ａｔ％をＣｏで置き換えることにより、６℃程度のキュリー温度上昇が見込めるので、この関係を用いて所望のキュリー温度となるようにＣｏの添加量を調整することができる。また、Ｃｒ、Ｔｉなどの非磁性元素を微量添加することにより、キュリー温度を低下させることも可能である。さらにまた、２種類以上の希土類元素を用いてそれらの組成比を調整することによってもキュリー温度を制御することができる。
【００４５】
上述した他に、例えばガーネット、白金族−鉄族周期構造膜、あるいは白金族−鉄族合金などの材料も使用可能である。
【００４６】
第１の磁性層１１としては、例えば、ＧｄＣｏ、ＧｄＦｅＣｏ、ＧｄＦｅ、ＮｄＧｄＦｅＣｏなどの垂直磁気異方性の小さな希土類−鉄族非晶質合金や、ガーネット等のバブルメモリ用材料を用いることが望ましい。第３の磁性層１３としては、例えば、ＴｂＦｅＣｏ、ＤｙＦｅＣｏ、ＴｂＤｙＦｅＣｏなどの希土類−鉄族非晶質合金や、Ｐｔ／Ｃｏ、Ｐｄ／Ｃｏなどの白金族−鉄族周期構造膜など、垂直磁気異方性が大きく安定に磁化状態が保持できるものが望ましい。
【００４７】
また、少なくとも第１の磁性層１１は、膜面内方向において隣接する記録トラック間で交換結合が切断されている。これにより磁壁の移動を記録トラックに沿って円滑に行うことが可能になる。このような様態は記録トラック間の磁性層を高出力のレーザ光でアニール処理することにより実現できる。
【００４８】
図２は、本実施形態の光磁気記録媒体およびその情報再生原理を説明するための図で、図２（ａ）は光磁気記録媒体の構成および再生用のレーザ光が照射された部分の磁化状態を模式的に示す断面図、図２（ｂ）はそのレーザ光の照射時に光磁気記録媒体に生じる温度分布を示す図、図２（ｃ）は図２（ｂ）の温度分布に対応する磁壁移動層の磁壁エネルギ密度σの分布を示す図である。
【００４９】
図２（ａ）に示すように、この光磁気記録媒体１の磁性層１０は、磁壁移動層である第１の磁性層１１、スイッチング層である第２の磁性層１２、記録層である第３の磁性層１３が順次積層されてなる。ここでは、第１の磁性層１１が、再生用のレーザ光２０が照射される照射面側に位置して形成されている。各磁性層１１，１２，１３中の矢印ｍ１，ｍ２方向は原子スピンの向きを表している。この原子スピンの向きが相互に逆向きの各領域の境界部には磁壁１６が形成されている。
【００５０】
光磁気記録媒体１は、照射されたレーザ光２０のビームスポット２０ａに対して相対移動される媒体移動方向である図２中矢印ｒ方向に移動することで、ビームスポット２０ａが第３の磁性層１３の記録トラックに沿って移動する。このビームスポット２０ａが照射された領域では、図２（ｂ）に示すように、ビームスポット２０ａの移動方向に対して、ビームスポット２０ａの前方から温度が上昇し、位置Ｘｂで温度のピークになるような温度分布が生じる。ここでは、位置Ｘａにおいて、媒体温度が第２の磁性層１２のキュリー温度近傍の温度Ｔｓに達するようにされている。
【００５１】
第１の磁性層１１における磁壁エネルギ密度σの分布は、図２（ｃ）に示すように、ビームスポット２０ａの後方の温度ピーク近傍において極小となり、ビームスポット２０ａの前方ほど大きくなる。このように、位置Ｘ方向に磁壁エネルギ密度σの勾配があるとき、位置Ｘに存在する各層の磁壁に対して次式（１）から求められる力Ｆが作用する。
【００５２】
Ｆ＝∂σ／∂Ｘ　　　　　・・・（１）
この力Ｆは、磁壁エネルギの低い方に磁壁を移動させるように作用する。
第１の磁性層１１は、磁壁抗磁力が小さく、磁壁移動度も大きいので、単層の場合にはこの力Ｆによって容易に磁壁１６が移動する。ただし、位置Ｘａよりビームスポット２０ａの前方側に位置する領域においては、媒体温度が温度Ｔｓより低く、磁壁抗磁力が大きな第３の磁性層１３と交換結合しているために、磁壁１６が移動せず、抗磁力が大きな第３の磁性層１３中の磁壁の位置と対応する位置に固定されている。
【００５３】
この光磁気記録媒体１では、矢印ｒ方向に光磁気記録媒体１が移動し、第１の磁性層１１の磁壁１６が位置Ｘａの位置に移動したとき、その磁壁１６の部分における媒体温度が第２の磁性層１２のキュリー温度近傍の温度Ｔｓまで上昇し、第１の磁性層１１と第３の磁性層１１３との間の交換結合が切断される。この結果、第１の磁性層１１の磁壁１６は、破線で示す矢印ｓ方向に向かって、より温度が高く、且つより磁壁エネルギ密度が小さな領域へと瞬間的に移動する。ビームスポット２０ａの領域下を磁壁１６が通過するとき、位置Ｘａから位置Ｘｂの範囲で第１の磁性層１１の原子スピンが一方向に揃う。
【００５４】
信号の間隔で形成されている磁壁１６が、光磁気記録媒体１の移動に伴って位置Ｘａに来る度に、第１の磁性層１１中の磁壁１６がビームスポット２０ａの領域下を瞬間的に移動し、位置Ｘａから位置Ｘｂの範囲に記録磁区が拡大し、第１の磁性層１１の原子スピンは一方向に揃う。この結果、再生信号の振幅は、記録されている磁壁の間隔（すなわち記録マーク長）によらず、常に一定かつ最大の振幅になり、光学的な回折限界に起因した波形干渉等の問題から完全に解放される。
【００５５】
次に、本実施形態の光磁気記録媒体１におけるデータ信号の記録動作について簡単に説明する。
【００５６】
データ信号の記録は、光磁気記録媒体を移動させながら、第３の磁性層１３がキュリー温度以上になるようなレーザパワーを有するレーザ光２０を記録トラックに沿って照射しながら外部磁場を記録すべきデータ信号に応じて変調して行うか、または、一定方向の磁界を印加しながら記録すべきデータ信号に応じてレーザパワーを変調して行う。後者の場合は、ビームスポット２０ａの所定領域のみが第３の磁性層１３のキュリー温度近傍になるようにレーザ光２０の強度を調整することによって、そのビームスポット径以下の記録磁区を形成することができ、その結果、レーザ光２０の回折限界以下の周期で信号記録を行うことができる。
【００５７】
図３に、本実施形態の光磁気記録媒体１に対してデータ信号の記録および再生を行う記録再生装置が備える光学系の一例の模式図を示す。
【００５８】
図３に示すように、光学系は、光路の順に、レーザ光２０を出射するレーザ光源５１と、このレーザ光源５１から出射されたレーザ光２０を平行光に変換するコリメータレンズ５２と、レーザ光源５１からのレーザ光２０を透過するとともに光磁気記録媒体１からの戻り光を反射するビームスプリッタ５３と、このビームスプリッタ５３を透過したレーザ光２０を光磁気記録媒体１に集光する対物レンズ５４と、ビームスプリッタ５３に反射された戻り光を受光するディテクタ５６を有する信号検出系５５とを備えている。レーザ光源５１は、記録再生用の光源であって、レーザ光２０の波長が６８０ｎｍである。ビームスプリッタ５３は、レーザ光２０を整形する整形部を有している。
【００５９】
以上のように構成された光学系を備える記録再生装置では、光磁気記録媒体１の記録面のグルーブ（またはランド）上において、レーザ光源５１からの出射された波長６８０ｎｍのレーザ光２０が集光された記録再生用のビームスポット２０ａが形成される。データ信号の再生は、光磁気記録媒体１を例えば線速度２．７ｍ／ｓｅｃで移動しながら、記録再生用のビームスポット２０ａを用いて行う。これにより、再生時には、光磁気記録媒体１を図２（ｂ）に示したような温度勾配で加熱することができる。
【００６０】
各第１、第２および第３の磁性層１１，１２，１３は、真空を破ることなく連続して成膜することで、互いに交換結合することが可能になる。磁壁移動層である第１の磁性層１１には（Ｇｄ２７（ＦｅＣｏ１７））Ｃｒ１．８を３６ｎｍ、スイッチング層である第２の磁性層１２には、他の第１、第３の磁性層１１，１３と比べてキュリー温度近傍の温度Ｔｓが１５０℃程度と最も低い垂直磁化膜（Ｔｂ２４Ｆｅ）Ｃｒ１．９を１０ｎｍ、記録層である第３の磁性層１３には（Ｔｂ２６（ＦｅＣｏ３８））Ｃｒ１．８５を６０ｎｍ形成した。
【００６１】
上地層１４としては、第２の下地層７と同様にＳｉターゲットを用いてＡｒガス１９ｓｃｃｍとＮ２ガス１２．７ｓｃｃｍを導入しながら反応性スパッタリング法によりＳｉＮを５０ｎｍ形成した。
【００６２】
以上のような構成の光磁気記録媒体１について再生信号の評価を行った。ランド部にレーザーアニール処理を施し、信号評価はグルーブ部で行った。データ信号の記録は、記録用光学系のレーザ光２０の波長λを６８０ｎｍ、対物レンズ５４の開口数ＮＡを０．５５、記録時の線速度を２．７ｍ／ｓとして、レーザパワー３．５ｍＷのレーザ光２０を照射しながら外部磁場３００（Ｏｅ：エルステッド［ＣＧＳ電磁単位系］）を１３．５ＭＨｚで変調して行った。このようにして記録したデータを、レーザパワー２．２ｍＷのレーザ光２０を用いて再生した。その結果、本実施形態の光磁気記録媒体１は、ジッター値が４．０ｎｓとなり、後述する比較例１に示す第１の下地層が無い光磁気記録媒体６１と比較して再生信号特性が向上された。
【００６３】
上述したように、光磁気記録媒体１によれば、基板５と磁性層１０との間に第１および第２の下地層６，７をそれぞれ形成して、磁性層１０に隣接する側に第２の下地層７を設けるとともに、より基板５に近い側に密度が比較的低い第１の下地層６を設けることにより、第１の磁性層１１の磁壁１６の移動を不均一にさせる要因である基板５の表面上の凹凸が、第１の下地層６によって良好に埋められる。
【００６４】
すなわち、第１の下地層６によって、基板５の表面粗さが均一にされ、その後に第２の下地層７を形成することで磁性層１０の成膜前の下地表面粗さを調整することが可能になる。したがって、光磁気記録媒体１によれば、全記録再生領域で磁壁抗磁力が均一に作用するので、良好な再生信号を得ることができる。
【００６５】
（比較例１）
図７は、比較例１の光磁気記録媒体の基本的な層構成を模式的に示す断面図である。比較例１の光磁気記録媒体は、下地層として第１の下地層を形成せずに第２の下地層のみ形成した点以外は第１の実施形態の光磁気記録媒体１と同一構成とした。なお、比較例１の光磁気記録媒体において、上述した光磁気記録媒体１と同一部位には、同一符号を付して説明を省略する。
【００６６】
図７に示すように、比較例１の光磁気記録媒体６１は、基板５上に下地層６２が形成されている。この光磁気記録媒体６１が備える下地層６２は、光磁気記録媒体１が備える第２の下地層７に相当する。
【００６７】
図８は本比較例１の光磁気記録媒体６１の下地層６２の表面状態を走査型プローブ顕微鏡（デジタルインスツルメント社製：Ｔａｐｐｉｎｇ　Ｍｏｄｅ　ＡＦＭ）を用いて測定した測定結果である。図８は記録再生領域であるグルーブ部の下地層６２の表面形状の３次元像を表している。図８に示すように、基板５の表面上に通常の下地層６２を直接形成した場合には、基板５の表面上に存在する１００ｎｍ程度の比較的大きな周期の凹凸が残ってしまう。
【００６８】
本比較例１の光磁気記録媒体６１について、上述した第１の実施形態の光磁気記録媒体１の場合と同様に記録再生信号評価を行った。ここで、信号評価を行ったマーク長は１００ｎｍであり、本比較例１の下地層６２の表面に存在する凹凸の周期はこのマーク長と同程度である。その結果、比較例１の光磁気記録媒体６１は、ジッター値が４．６ｎｓとなり、第１の実施形態の光磁気記録媒体１に比較して再生信号特性が低下した。
【００６９】
（第２の実施形態）
図９は、本発明の第２の実施形態の光磁気記録媒体の基本的な層構成を模式的に示す断面図である。第２の実施形態の光磁気記録媒体は、下地層として基板と第１の下地層との間に更に第３の下地層を形成した点以外は第１の実施形態の光磁気記録媒体１とほぼ同一構成とした。なお、第２の実施形態の光磁気記録媒体において、上述した光磁気記録媒体１と同一部位には同一符号を付して説明を省略する。
【００７０】
図９に示すように、第２の実施形態の光磁気記録媒体２は、第１の下地層６と基板５との間に第３の下地層８が形成されている。この光磁気記録媒体２は、第１の実施形態の光磁気記録媒体１と同一の基板５上に、第３の下地層８として、Ｓｉターゲットを用いてＡｒガス１９ｓｃｃｍとＮ２ガス１２．７ｓｃｃｍを導入しながら０．２Ｐａの圧力で反応性スパッタリング法によりＳｉＮを厚さ５ｎｍに形成した。次に、ガス流量を変え、第３の下地層８上に、第１の実施形態と同様の第１の下地層６を厚さ５ｎｍに形成した後、第２の下地層７としてＡｒガス１９ｓｃｃｍとＮ２ガス１２．７ｓｃｃｍを導入しながら０．２Ｐａの圧力でＳｉＮを厚さ２５ｎｍに形成した。
【００７１】
本実施形態の光磁気記録媒体２は、基板５と第１の下地層６の間に第３の下地層８を形成する点と、第２の下地層７の膜厚を２５ｎｍにする点以外は第１の実施形態の光磁気記録媒体１と同様な構成とした。
【００７２】
上述した第２の実施形態の光磁気記録媒体２について、第１の実施形態の場合と同様の記録再生信号評価を行った。その結果、この光磁気記録媒体２は、ジッター値が４．０ｎｓとなり、第１の実施形態の光磁気記録媒体１とほぼ同等の再生信号特性を得られた。
【００７３】
（比較例２）
図１０は、本発明の比較例２の光磁気記録媒体の基本的な層構成を模式的に示す断面図である。比較例２の光磁気記録媒体は、上述した光磁気記録媒体１の第１の下地層６と第２の下地層７を基板５上に形成する順序を逆にした点以外は第１の実施形態の光磁気記録媒体１と同一構成とした。なお、比較例２の光磁気記録媒体において、上述した光磁気記録媒体１と同一部位には同一符号を付して説明を省略する。
【００７４】
図１０に示すように、比較例２の光磁気記録媒体７１は、基板５上に第１の下地層７２、第２の下地層７３の順に形成されている。この光磁気記録媒体７１が備える第１の下地層７２は、光磁気記録媒体１の第２の下地層７に相当し、光磁気記録媒体７１が備える第２の下地層７３は、光磁気記録媒体１の第１の下地層６に相当する。
【００７５】
基板５上に、第１の下地層７２としてＳｉターゲットを用いてＡｒガス１９ｓｃｃｍとＮ２ガス１２．７ｓｃｃｍを導入しながら０．２Ｐａの圧力で反応性スパッタリング法によりＳｉＮを厚さ３０ｎｍに形成し、続いて、第２の下地層７３としてＡｒガス６０ｓｃｃｍとＮ２ガス２０ｓｃｃｍを導入しながら０．６Ｐａの圧力で反応性スパッタリング法によりＳｉＮを５ｎｍ形成した。
【００７６】
上述した比較例２の光磁気記録媒体７１について、上述の第１の実施形態の場合と同様の記録再生信号評価を行った。その結果、比較例２の光磁気記録媒体７１は、ジッター値が４．８ｎｓとなり、第１の実施形態の光磁気記録媒体１に比較して再生信号特性が低下した。
【００７７】
（第３の実施形態）
第３の実施形態の光磁気記録媒体は、第１の下地層の成膜時のガス流量を変更した点以外は第１の実施形態の光磁気記録媒体１と同一構成である。第１の下地層として、Ａｒガス８０ｓｃｃｍとＮ２ガス２０ｓｃｃｍを導入しながら０．８Ｐａの圧力で反応性スパッタリング法によりＳｉＮを５ｎｍ形成した。
【００７８】
上述した第３の実施形態の光磁気記録媒体について、第１の実施形態の場合と同様の記録再生信号評価を行った。その結果、第３の実施形態の光磁気記録媒体は、ジッター値が４．０ｎｓとなり、第１の実施形態の光磁気記録媒体１とほぼ同等の再生信号特性が得られた。
【００７９】
（第４の実施形態）
第４の実施形態の光磁気記録媒体は、第１の下地層の成膜時のガス流量を変更した点以外は第１の実施形態の光磁気記録媒体１と同様に構成した。第１の下地層として、Ａｒガス４０ｓｃｃｍとＮ２ガス２０ｓｃｃｍを導入しながら０．４Ｐａの圧力で反応性スパッタリング法によりＳｉＮを５ｎｍ形成した。
【００８０】
上述した第４の実施形態の光磁気記録媒体について、第１の実施形態の場合と同様の記録再生信号評価を行った。その結果、第４の実施形態の光磁気記録媒体は、ジッター値が４．０ｎｓとなり、第１の実施形態の光磁気記録媒体１とほぼ同等の再生信号特性が得られた。
【００８１】
（第５の実施形態）
第５の実施形態の光磁気記録媒体は、第１の下地層の膜厚を変更した点以外は第１の実施形態の光磁気記録媒体１と同一構成である。第１の下地層として、Ａｒガス６０ｓｃｃｍとＮ２ガス２０ｓｃｃｍを導入しながら０．６Ｐａの圧力で反応性スパッタリング法によりＳｉＮを１０ｎｍ形成した。
【００８２】
上述した第５の実施形態の光磁気記録媒体について、第１の実施形態の場合と同様の記録再生信号評価を行った。その結果、第５の実施形態の光磁気記録媒体は、ジッター値が４．０ｎｓとなり、第１の実施形態の光磁気記録媒体１とほぼ同等の再生信号特性が得られた。
【００８３】
（第６の実施形態）
第６の実施形態の光磁気記録媒体は、スパッタリング法による第１の下地層の成膜時に、基板５とＳｉターゲットとの間の距離を、第１の実施形態のときの２倍にし、ガス流量をＡｒガス１９ｓｃｃｍとＮ２ガス１２．７ｓｃｃｍ変更しスパッタ圧力を０．２Ｐａにした点以外は第１の実施形態の光磁気記録媒体１と同様に構成した。すなわち、本実施形態の成膜工程では、第１の下地層の成膜時のターゲットと基板との距離を、第２の下地層の成膜時のターゲットと基板との距離よりも大きくした。
【００８４】
上述した第６の実施形態の光磁気記録媒体について、第１の実施形態の場合と同様の記録再生信号評価を行った。その結果、第６の実施形態の光磁気記録媒体は、ジッター値が４．０ｎｓとなり、第１の実施形態の光磁気記録媒体１とほぼ同等の再生信号特性が得られた。
【００８５】
【発明の効果】
上述したように、本発明の光磁気記録媒体によれば、第２の下地層が磁壁移動層に隣接して設けられる第２の下地層と、この第２の下地層に隣接して基板側に設けられ第１の下地層が、密度が互いに異なることにより、基板の表面粗さが第１の下地層によって均一にされるため、良好な再生信号を得ることが可能になり、簡素な構成で、再生信号特性を向上することができる。
【００８６】
本発明に係る光磁気記録媒体の製造方法によれば、簡単な製造工程により、再生信号特性が向上された光磁気記録媒体を容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施形態の光磁気記録媒体の基本的な層構成を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の光磁気記録媒体およびその情報再生原理を説明するための図であって、（ａ）は光磁気記録媒体の構成および再生用のレーザ光が照射された部分の磁化状態を模式的に示す断面図、（ｂ）はそのレーザ光の照射時の光磁気記録媒体に形成される温度分布を示す図、（ｃ）は（ｂ）の温度分布に対応する磁壁移動層の磁壁エネルギ密度σの分布を示す図である。
【図３】本実施形態の光磁気記録媒体に対してデータ信号の記録および再生を行う記録再生装置が備える光学系の一例を示す模式図である。
【図４】本実施形態の第２の下地層の表面状態を走査型プローブ顕微鏡を用いた測定結果を示す図であり、第２の下地層を形成した後のグルーブ部の表面状態の３次元像を表している。
【図５】本実施形態の基板の表面状態を測定した測定結果を示す図であり、記録再生領域であるグルーブ部の表面形状の３次元像を表している。
【図６】基板上に第１の下地層を形成した後の表面状態を測定した測定結果を示す図であり、第１の下地層を形成した後のグルーブ部の表面状態の３次元像を表している。
【図７】比較例１の光磁気記録媒体の基本的な層構成を模式的に示す断面図である
【図８】前記比較例１の第２の下地層の表面状態を測定した測定結果を示す図である。
【図９】本発明に係る第２の実施形態の光磁気記録媒体の基本的な層構成を模式的に示す断面図である。
【図１０】比較例２の光磁気記録媒体の基本的な層構成を模式的に示す断面図である。
【図１１】従来の光磁気記録媒体およびその情報再生原理を説明するための図であって、（ａ）は光磁気記録媒体の構成および再生用のレーザ光が照射された部分の磁化状態を模式的に示す断面図、（ｂ）はそのレーザ光の照射時の光磁気記録媒体に形成される温度分布を示す図、（ｃ）は（ｂ）の温度分布に対応する磁壁移動層の磁壁エネルギ密度σの分布を示す図である。
【符号の説明】
１，２　光磁気記録媒体
５　基板
６　第１の下地層
７　第２の下地層
８　第３の下地層
１０　磁性層
１１　第１の磁性層（磁壁移動層）
１２　第２の磁性層（スイッチング層）
１３　第３の磁性層（記録層）
１４　上地層
１６　磁壁
２０　レーザ光
２０ａ　スポット
５１　レーザ光源
５２　コリメータレンズ
５３　ビームスプリッタ
５４　対物レンズ
５５　信号検出系
５６　ディテクタ
【図１】
2004055047.tif 000003
【図２】
2004055047.tif 000004
【図３】
2004055047.tif 000005
【図４】
2004055047.tif 000006
【図５】
2004055047.tif 000007
【図６】
2004055047.tif 000008
【図７】
2004055047.tif 000009
【図８】
2004055047.tif 000010
【図９】
2004055047.tif 000011
【図１０】
2004055047.tif 000012
【図１１】
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