(57)【要約】【課題】  本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、スポット径に比して微細な高密度記録パターンを、より安定に光変調方式でオーバーライト記録できる光学的記録媒体を提供することを目的とする。【解決手段】  本発明は、少なくともメモリ層、書き込み層、遮断層、及び初期化層を有し、第１の照射パルスにより一定長の記録領域を形成した後、情報に対応した走査距離を経て、第２の照射パルスにより前記形成された記録領域の後部を消去することにより、情報に応じた複数の長さの記録マークを光変調オーバーライト記録する情報記録方法に用いられる光学的記録媒体の、メモリ層がキュリー温度の異なる第一及び第二の磁性膜から成り、夫々のキュリー温度をＴｍ１、Ｔｍ２とした時、Ｔｍ２＞Ｔｍ１の関係を有することを特徴とする光学的記録媒体である。【選択図】  図１
2005302101.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の照射パルスにより一定長の記録領域を形成した後、情報に対応した走査距離を経て、第２の照射パルスにより前記形成された記録領域の後部を消去することにより、情報に応じた複数の長さの記録マークを光変調オーバーライト記録する情報記録方法に用いられる光学的記録媒体において、
少なくとも第一の磁性膜、第二の磁性膜からなるメモリ層、書き込み層、遮断層、及び初期化層が、順に積層され、
前記第一及び第二の磁性膜のキュリー温度を各々Ｔｍ１、Ｔｍ２としたときに、Ｔｍ２＞Ｔｍ１の関係を有することを特徴とする光学的記録媒体。
【請求項２】
前記第二の磁性膜のキュリー温度Ｔｍ２が、前記書き込み層のキュリー温度Ｔｗに対して、５０≧Ｔｗ−Ｔｍ２≧２０（℃）の関係を有し、且つ、前記第一及び第二の磁性膜２層間におけるキュリー温度の関係が、２５≧Ｔｍ２−Ｔｍ１≧１０（℃）であることを特徴とする請求項１に記載の光学的記録媒体。
【請求項３】
前記第一及び第二の磁性膜の膜厚を夫々ｄｍ１、ｄｍ２とした時、ｄｍ１＞ｄｍ２の関係を有し、且つ、該第二の磁性膜の膜厚ｄｍ２は、前記メモリ層の全体膜厚ｄｍに対して、ｄｍ×０．４５≧ｄｍ２≧ｄｍ×０．２５であることを特徴とする請求項１乃至２に記載の光学的記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ビームの強度、パルス幅を変調する、所謂光変調により情報のオーバーライト記録を行う光学的記録媒体に関するものであり、特に光ビームのスポットサイズ以下の記録マークを含む高密度記録を行うための光学的記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
書き換え可能な記録媒体として、各種の磁性記録媒体が実用化されている。特に、半導体レーザーの熱エネルギーを用いて磁性薄膜に磁区を書き込んで情報を記録し、磁気光学効果を用いてこの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の動きとあいまって、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、光磁気記録媒体の線記録密度は、再生光学系のレーザー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ー波長λと対物レンズの開口数ＮＡが決まると、ビームウェストの径が決まるため、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ー波長を短くするか、対物レンズの開口数を大きくする必要がある。
【０００４】
レーザー波長は、波長が６３５ｎｍ〜６８５ｎｍ付近の従来の赤色半導体レーザーに対して、波長が約４０５ｎｍ、４３５ｎｍ付近の短波長の青色半導体レーザーが開発され実用化が進んでいる。しかしながら、レーザー波長をこれ以上短くすると紫外線の領域に入り、紫外線を透過する材料が限られる等の問題が発生し、記録用再生用として、これ以上の短波長化はかなり難しくなることが予想される。また、一方、対物レンズの開口数を大きくすると、焦点深度が開口率の２乗に反比例して浅くなるために、記録媒体となるディスクとピックアップとの間隔の変動許容率、つまりディスクの面振れ許容率が加速度的に小さくなる。この結果、ピックアップのフォーカスサーボ等が必要となり、機械的精度に対する要求が厳しくなるという問題が生じる。このため、レーザー波長や対物レンズの開口数を変えずに、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開発されている。
【０００５】
このような技術の一つとして、既に発明者らは特開平６−２９０４９６号において、光磁気記録媒体を用いて、温度勾配による磁壁移動現象を利用した磁壁移動検出方式（以下ＤＷＤＤ（Ｄｏｍａｉｎ  Ｗａｌｌ  Ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）と称す。）と呼ぶ再生方式を提案し、スポット径に対して一桁程度小さな記録マークからなる高密度記録信号を再生することが可能なことを実用レベルで確認している。
【０００６】
ＤＷＤＤ方式に使われる光磁気記録媒体の構成は、少なくとも基板上にメモリ層に対して相対的に磁壁抗磁力の小さな再生層（Ｄ１層）と、キュリー温度の低い遮断層（Ｓｒ層）と、メモリ層（Ｍ層）が順次積層され、遮断層（Ｓｒ層）は、再生層（Ｄ１層）とメモリ層（Ｍ層）よりキュリー温度が低く、再生層（Ｄ１層）、遮断層（Ｓｒ層）およびメモリ層（Ｍ層）は、遮断層（Ｓｒ層）のキュリー温度以下で交換結合していることを特徴としている。
【０００７】
これら超解像光磁気記録媒体への記録方式としては、従来から、高密度記録に有利とされる磁界変調方式が広く用いられてきた。しかし、磁界変調方式では、記録膜に近接させて磁気ヘッドを配置する必要があるため、基板を貼り合わせる構造をとることができず、特に大径ディスクへの展開において基板の反り等、機械特性の点で不利である。また、膜面側から高ＮＡの対物レンズで記録再生を行う場合には、光ヘッドと磁気ヘッドとを一体に配置する必要があり構成が複雑になってしまうことや、低消費電力化するためには高密度化とトレードオフの関係にある記録媒体の高磁界感度化が必須であるなど、媒体設計、及びシステム設計上に幾つかの足枷をかかえていた。
【０００８】
そこで、本発明者らは、特開平６−１３１７２２号において、光変調方式を用いて、安定に記録することが可能な充分な大きさの磁区を一旦形成し、その直後に磁区の後部を消去して、ビームスポットサイズよりも小さな微小磁区を形成することを特徴とする磁区後部消去方式（以下、ＤＴＥ方式（Ｄｏｍａｉｎ  Ｔａｉｌ  Ｅｒａｓｉｎｇ）と称す。）を提案している。上記提案では、磁界の方向を切り換えずに記録と消去の動作を瞬時に連続して行えるようにする必要があるため、記録媒体として、交換結合多層膜からなる光変調オーバーライト可能な光磁気記録媒体（以下ＬＩＭＤＯＷ（Ｌｉｇｈｔ  Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｄｉｒｅｃｔ  Ｏｖｅｒ−Ｗｒｉｔｅ）媒体と称す。）の構成を利用している。
【０００９】
ＬＩＭＤＯＷ媒体の基本的な構成としては、メモリ層（Ｍ層）、書き込み層（Ｗ層）、遮断層（Ｓ層）、初期化層（Ｉ層）となっており、キュリー温度がＳ層＜Ｍ層＜Ｗ層＜Ｉ層の順に高くなるように設計されている。
【００１０】
記録レーザー光の変調によって、レーザー照射部の媒体温度を、Ｗ層のキュリー温度Ｔｗ以上でかつＩ層のキュリー温度Ｔｉ以下の温度レベルと、Ｍ層のキュリー温度Ｔｍ以上でかつＴｗ以下の温度レベルとの２種類の温度レベルの間で変調し、以下に述べるように各々の温度レベルに対応させてメモリ層の磁化を配向させることでオーバーライトを実現する。
【００１１】
以下では、Ｔｗに加熱した時にメモリ層に形成されるスピン配向の状態を記録状態とし、Ｔｍに加熱した時に形成される状態を消去状態とする。Ｉ層は全面消去状態に初期化着磁されており、キュリー温度が最も高く、上記の温度レベルへの加熱操作では磁化反転することなく常に消去状態を維持する。
【００１２】
まず、Ｔｗに加熱するとＷ層は所定の方向に印加された外部磁界或いはバイアス層からの漏洩磁界（特開平９−１６７３８８号公報参照）の作用により記録状態に配向する。その後の冷却過程でＴｍ以下に媒体温度が低下すると、Ｗ層との交換相互作用によりＭ層も記録状態に配向する。更にＳ層のキュリー温度Ｔｓ以下に媒体温度が低下すると、Ｓ層を介してＷ層がＩ層と交換結合し、その作用によってＷ層が再反転して消去状態に初期化される。この時にはＭ層は媒体温度の低下に伴う保磁力エネルギーの急激な増大に支えられ、Ｗ層との交換相互作用に反して記録状態を維持する。
【００１３】
一方Ｔｍに加熱すると、Ｗ層はこの温度では保磁力エネルギーがまだ充分大きいので初期化された消去状態を維持し、Ｍ層はキュリー温度に加熱される過程で保磁力エネルギーが急激に低下するのでＷ層との交換相互作用により消去状態に配向する。このようにして２種類の温度レベルに対応してメモリ層を磁化配向させることができ、記録光の変調のみで記録前の磁化状態に関わらず新しい情報を記録することが可能となる。以上がＬＩＭＤＯＷの基本動作である。
【００１４】
ＬＩＭＤＯＷ媒体においては、記録された磁化方向を保持する必要があるため、室温において以下の条件式（１）を満たさなければならない。但し、Ｍｓ、Ｈｃ、ｈは、夫々メモリ層の飽和磁化、保磁力、膜厚であり、σｗはメモリ層と書き込み層との界面における磁壁エネルギー密度である。
【００１５】
Ｈｃ＞σｗ／（２Ｍｓ×ｈ）  ‥‥‥（１）
次に、ＬＩＭＤＯＷ媒体に、ＤＴＥ方式で記録する方法を図面を用いて具体的に説明する。  図３（ａ）は記録レーザーの駆動波形の一例であり、図３（ｂ）はそれによりメモリ層に形成される磁区の模式図である。また、図３（ａ）中に記載のレーザーパワーＰｗ及びＰｅを照射したときに形成される記録膜面上の温度分布を、それぞれ図４に記載の温度分布（ｗ）及び温度分布（ｅ）で示す。また、レーザーパワーＰｅを照射する直前の温度分布を、図４に記載の温度分布（ｉ）で示す。以下に、図３（ａ）のようにレーザーを駆動した時に、図の先頭のパワーレベルＰｗのパルスが照射された後、レーザー停止期間τを経て、パワーレベルＰｅのレーザーが照射されるまでの間に、記録膜で起こる現象のプロセスを説明する。
【００１６】
Ｐｗのレーザーが照射されると、記録膜面上のスポットサイズ相応の領域がＴｗ以上になる温度分布（ｗ）が誘起され、レーザーの照射が停止されると放熱による冷却が始まる。この冷却過程で、Ｔｗ以上に加熱された領域のＷ層が記録状態に配向し、続いてＭ層にその磁区が転写される。更に冷却が進むとＷ層の磁区の初期化が外周部から始まり、ピーク温度がＴｓ以下になる温度分布（ｉ）になると、Ｗ層は完全に初期化される。ここまでのプロセスが、次にパワーレベルＰｅのレーザーが照射される直前までに完了する。この時点ではメモリ層には、図３（ｂ）の先頭に示した円形状の磁区が形成されている。続いてパワーレベルＰｅのレーザーが照射されると、スポットサイズ相応の領域がＴｍ以上になる温度分布（ｅ）が誘起され、その領域内の磁区が消去される。パワーレベルＰｗのレーザーが照射された時点から、次にパワーレベルＰｅのレーザーが照射されるまでの間に媒体が移動した距離に応じて、消去領域は直前に記録した磁区よりも後方にシフトするので、図３（ｂ）の波線で示した２番目の円形状の部分が消去され、前部に三日月状の微小磁区が残る。
【００１７】
最終的に形成される磁区の長さ及び消去領域の長さは、図３に示したようにＰｗ及びＰｅの照射期間に対応させて任意に決めることが出来る。このようにして、スポット径に比して微細な記録マークを含む高密度記録パターンを光変調方式で記録することが可能になる。
【特許文献１】特開平６−２９０４９６号公報
【特許文献２】特開平６−１３１７２２号公報
【特許文献３】特開平９−１６７３８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明者らは、ＬＩＭＤＯＷ媒体と、超解像技術の一つであるＤＷＤＤ媒体とを組み合わせ、熱干渉の影響が低減された新規な記録補償方法による光変調方式を提案し、ＤＴＥ方式において実際にスポット径に対して一桁程度小さな記録マークからなるランダムパターンを安定に光変調方式でオーバーライトできることを確認している。
【００１９】
この光磁気記録媒体の磁性層の層構成を表１に示す。Ｄ１／Ｄ２／Ｃ／Ｓｒ／Ｍの部分がＤＷＤＤによる再生を実現するための層構成であり、Ｍ／Ｉｎｔ／Ｗ／Ｓｗ／Ｉの部分がＬＩＭＤＯＷによる記録を実現するための層構成である。
【００２０】
【表１】
2005302101.tif 000003
【００２１】
層間の交換結合のオン・オフを切り換える機能を果たすスイッチング層が、ＤＷＤＤとＬＩＭＤＯＷの両方の構成に存在するので、区別のために前者のスイッチング層をＳｒ層、後者のそれをＳｗ層としてある。磁壁移動層はキュリー温度の異なる２層で構成し、再生温度範囲で飽和磁化がキャンセルされるようにして、磁壁移動動作に及ぼす浮遊磁界の影響を抑制してある。また、Ｍ層とＷ層との間に、両層間の交換相互作用の強さを調整するための磁性層が、中間層（Ｉｎｔ層）として挿入されている。
【００２２】
各磁性層のキュリー温度の設計において、磁区後部消去方式のプロセスを実現させる上で特に注意すべき点は、記録・消去・初期化の各温度に関わる磁性層、即ちＷ層・Ｍ層・Ｓｗ層のキュリー温度の設計である。記録温度まで加熱後、瞬時に初期化温度まで冷却して初期化を行い、直後に消去温度まで加熱するので、各温度の差は出来るだけ小さい方がよい。通常のＬＩＭＤＯＷ媒体では、消去温度レベルの温度分布を形成した時に、分布のピーク温度が記録温度を越えてはならないので、記録温度と消去温度との差を大きく取る必要があった。しかし、磁区後部消去方式の場合には、消去動作を行った時に中心の高温部に磁区が書けてしまっても、後続の記録もしくは消去の動作で上書きするようにできるので問題がない。このためＭ層のキュリー温度をＷ層のキュリー温度近くの高温に設計することが出来る。またそれに伴って、Ｓｗ層のキュリー温度も、Ｗ層の初期化がＭ層の磁化状態に影響を及ぼさない範囲で、Ｍ層のキュリー温度近くの高温に設計することが出来る。
【００２３】
しかしながら、記録媒体の高密度化や高速化の要求は強く、更なる、高密度化や高速化が要求されている。これ以上、高密度化や高速化を行っていくと、各プロセス間の温度差、即ち、メモリ層、書き込み層、遮断層のキュリー温度差が縮まる方向にあるため、上述の技術では、書き込み層からメモリ層への磁区の転写性と、ＤＷＤＤ再生時のメモリ層における記録磁区の保存安定性との両立が困難になる場合があるといった問題が生じてきた。
【００２４】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、スポット径に比して微細な高密度記録パターンを、より安定に光変調方式でオーバーライト記録できる光学的記録媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
目的は以下の光学的記録媒体により達成される。
【００２６】
少なくともメモリ層、書き込み層、遮断層、及び初期化層を有し、第１の照射パルスにより一定長の記録領域を形成した後、情報に対応した走査距離を経て、第２の照射パルスにより前記形成された記録領域の後部を消去することにより、情報に応じた複数の長さの記録マークを光変調オーバーライト記録する情報記録方法に用いられる光学的記録媒体において、前記メモリ層がキュリー温度の異なる第一及び第二の磁性膜から成り、夫々のキュリー温度をＴｍ１、Ｔｍ２とした時、Ｔｍ２＞Ｔｍ１の関係を有することを特徴とする光学的記録媒体。
【００２７】
又は、前記第二の磁性膜のキュリー温度Ｔｍ２が、前記書き込み層のキュリー温度Ｔｗに対して、５０≧Ｔｗ−Ｔｍ２≧２０（℃）の関係を有し、且つ、前記第一及び第二の磁性膜２層間におけるキュリー温度の関係が、２５≧Ｔｍ２−Ｔｍ１≧１０（℃）であることを特徴とする光学的記録媒体。
【００２８】
又は、前記第一及び第二の磁性膜の膜厚を夫々ｄｍ１、ｄｍ２とした時、ｄｍ１＞ｄｍ２の関係を有し、且つ、該第二の磁性膜の膜厚ｄｍ２は、前記メモリ層の全体膜厚ｄｍに対して、ｄｍ×０．４５≧ｄｍ２≧ｄｍ×０．２５であることを特徴とする光学的記録媒体。
【発明の効果】
【００２９】
以上詳細に説明したように、本発明の効果は、光変調記録でスポットサイズに比して微細な記録マークを記録する高密度記録媒体において、メモリ層への記録マークの良好な転写性と再生時の記録マークの良好な保存安定性との両立を図ることができることにある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明図面を参照して詳細に説明する。
【００３１】
図１は、本発明による光学的記録媒体の一実施態様を示す模式的断面図である。この態様においては、基板１０１５上に、第一の誘電体層１０１２、再生層（Ｄ１）１００１、再生補助層（Ｄ２）１００２、制御層（Ｃ）１００３、遮断層（Ｓｒ）１００４、第一の磁性膜１００６及び第二の磁性膜１００７から成るメモリ層（Ｍ）１００５、中間層（Ｉｎｔ）１００８、書き込み層（Ｗ）１００９、第二遮断層（Ｓｗ）１０１０、初期化層（Ｉ）１０１１、第二の誘電体層１０１３、及び放熱層１０１４が順次積層されている。
【００３２】
再生層（Ｄ１）１００１からメモリ層（Ｍ）１００５（Ｄ１／Ｄ２／Ｃ／Ｓｒ／Ｍ）の部分がＤＷＤＤ方式による再生を実現するための層構成であり、メモリ層（Ｍ）１００５から初期化層（Ｉ）１０１１（Ｍ／Ｉｎｔ／Ｗ／Ｓｗ／Ｉ）の部分がＬＩＭＤＯＷ方式による記録を実現するための層構成である。
【００３３】
層間の交換結合のオン・オフを切り換える機能を果たす遮断層が、ＤＷＤＤとＬＩＭＤＯＷの両方の構成に存在するので、区別のために前者の遮断層をＳｒ層、後者のそれをＳｗ層と示してある。
【００３４】
基板１０１５としては、例えば、ポリカーボネート、アクリル、ガラス等が好ましい。第一の誘電体層１０１２や第二の誘電体層１０１３としては、例えば、ＳｉＮ、ＡｉＮ、ＳｉＯ、ＺｎＳ、ＭｇＦ、ＴａＯ等の材料が好ましい。また、磁壁の移動を光学的に検出するのでなければ、必ずしも透光性材料である必要はない。
【００３５】
本実施態様では、再生特性向上の観点から再生補助層１００２を設け再生温度範囲で再生層全体における飽和磁化がキャンセルされるようにして、磁壁移動動作に及ぼす浮遊磁界の影響を抑制した場合の例を示してあるが、これ以外に膜厚方向に組成勾配を設ける、或いは、更に多層化した構成を用いても良い。材料としては、ＧｄＦｅＣｏ、ＧｄＤｙＦｅＣｏ系から成る磁性膜を用いることが好ましい。
【００３６】
また、制御層１００３は、再生ビームスポット内後方端部での余計な磁壁移動（ゴースト信号）を抑制するものであり、ＴｂＦｅＣｏ、ＴｂＤｙＦｅＣｏ系から成る磁性層などが好ましい。
【００３７】
また、中間層（Ｉｎｔ）は、メモリ層と書き込み層との間の交換相互作用の強さを調整するためのものであり、ＧｄＦｅＣｏ系から成る磁性層を用いることが好ましい。
【００３８】
また、放熱層１０１４としては、例えば、Ａｌ、ＡｌＴａ、ＡｌＴｉ、ＡｌＣｒ、ＡｌＳｉ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｕ等の材料が好ましい。
【００３９】
また、高分子樹脂からなる保護コートを付与してもよい。あるいは、成膜後の基板を貼り合わせてもよい。また、磁性層以外の層は必須のものではなく、磁性層の積層順序を逆にしてもよい。
【００４０】
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、又は連続蒸着等によって被着形成できる。特に各磁性層は、真空を破ることなく連続成膜されることで、お互いに交換結合をしている。
【００４１】
上記媒体において、各磁性層１００１〜１０１１は、磁気記録媒体や光磁気記録媒体に一般的に用いられている材料の他、磁気バブル材料や反強磁性材料等、種々の磁性材料によって構成することが考えられる。例えば、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ等の希土類金属元素の一種類あるいは二種類以上が１０〜４０原子％と、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ等の鉄族元素の一種類あるいは二種類以上が９０〜６０原子％とで構成される希土類−鉄族非晶質合金によって構成し得る。
【００４２】
また、耐食性向上等のために、これらの合金にＣｒ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐｔ、Ｉｎ等の元素を少量添加してもよい。また、Ｐｔ／Ｃｏ、Ｐｄ／Ｃｏ等の白金族−鉄族周期構造膜や、白金族−鉄族合金膜、Ｃｏ−Ｎｉ−ＯやＦｅ−Ｒｈ系合金等の反強磁性材料、磁性ガーネット等の材料も使用可能である。
【００４３】
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。補償組成にすれば、室温での飽和磁化を０ｅｍｕ／ｃｃにできる。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。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元素１原子％をＣｏで置換することにより、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。Ｃｒ、Ｔｉ、Ａｌ等の非磁性元素を微量添加することにより、逆にキュリー温度を低下させることも可能である。また、二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でもキュリー温度を制御できる。
【００４４】
各磁性層のキュリー温度の設計において、ＤＴＥ方式のプロセスを実現させる上で特に注意すべき点は、記録・消去・初期化の各温度に関わる磁性層、即ちＷ層・Ｍ層・Ｓｗ層のキュリー温度の設計である。記録温度まで加熱後、瞬時に初期化温度まで冷却して初期化を行い、直後に消去温度まで加熱するので、各温度の差は出来るだけ小さい方がよい。
【００４５】
通常のＬＩＭＤＯＷ媒体では、消去温度レベルの温度分布を形成した時に、分布のピーク温度が記録温度を越えてはならないので、記録温度と消去温度との差を大きく取る必要があった。しかし、ＤＴＥ方式の場合には、消去動作を行った時に中心の高温部に磁区が書けてしまっても、後続の記録もしくは消去の動作で上書きするようにできるので問題がない。このためＭ層のキュリー温度をＷ層のキュリー温度近くの高温に設計することが出来る。本実施例では両者の差が５０℃以下になるようにした。しかし、Ｍ層のキュリー温度をＷ層のキュリー温度にあまり近づけ過ぎると、Ｗ層からＭ層への磁区の転写性が悪化してくる。つまり、記録温度及び消去温度までの加熱後の冷却過程において、Ｍ層とＷ層との間には、Ｗ層からＭ層への転写条件が、
Ｈｃｍ＜σｍｗ/（２*Ｍｓｍ＊ｔｍ）±Ｈｗ
Ｈｃｍ：メモリ層の保磁力
σｍｗ：メモリ層と書込み層間の界面磁壁エネルギー密度
Ｍｓｍ：メモリ層の磁化
ｔｍ：メモリ層の膜厚
Ｈｗ：記録バイアス磁界強度（記録と消去プロセスで反対向きのため複号表示）
及び、Ｍ層からＷ層への転写されない条件が両立している必要があり、
Ｈｃｗ＞σｍｗ/（２＊Ｍｓｗ＊ｔｗ）+Ｈｗ
Ｈｃｗ：書込み層の保磁力
Ｍｓｗ：書込み層の磁化
ｔｗ：書込み層の膜厚
これらが両立しないと、Ｗ層からＭ層へ記録情報が上手く転写されなかったり、逆にＭ層からＷ層への磁区の転写が起こったりしてしまうからである。以上のことから、Ｍ層のキュリー温度はＷ層のキュリー温度に比べて相対的に低い方が転写性の点で有利であることが分かる。ところが、Ｍ層のキュリー温度を下げ、再生層（Ｄ１）のキュリー温度に近づいてくると、今度はＭ層に記録された磁区の保存安定性に問題が生じてくる。つまり、再生時にＭ層がキュリー温度近くまで昇温されてしまうと、Ｍ層の保磁力は急激に減少し非常に不安定な状態となることや、初期化されたＷ層から消去方向の磁区転写、即ち消去プロセスが起こってしまうこと等によって記録磁区に劣化が生じるためである。そこで本実施例では、Ｍ層を多層化することでこれらの両立を図れるようにした。即ち、相対的にキュリー温度の低いＭ層により、Ｗ層との間で良好な磁区の転写性を確保し、他方キュリー温度の高いＭ層により、再生温度範囲における良好な磁区の保存安定性を確保するようにした。
【００４６】
またそれに伴って、Ｓｗ層のキュリー温度も、Ｗ層の初期化がＭ層の磁化状態に影響を及ぼさない範囲で、Ｍ層のキュリー温度近くの高温に設計することが出来る。本実施例ではＷ層とＳｗ層とのキュリー温度の差を１００℃以下に抑制した。
【００４７】
また、磁壁抗磁力や磁壁エネルギー密度は、主として材料元素の選択によって制御するが、下引きされる第一の誘電体層の状態や、スパッタガス圧等の成膜条件によっても調整可能である。ＴｂやＤｙ系の材料は異方性が大きく磁壁抗磁力や磁壁エネルギー密度が大きく、Ｇｄ系材料は小さい。不純物の添加等によってこれらの物性値を制御することもできる。膜厚は、成膜速度と成膜時間で制御できる。
【００４８】
なお、磁壁移動動作の安定化のために、第二誘電体層を成膜した後、一旦成膜装置から取り出して、記録トラックの両側を高出力のレーザーでアニール処理している。また、成膜後に永久磁石で１５ｋＯｅ程度の磁界を印加してＩ層を全面初期化している。生産性を考慮する場合には、アニール時に同時に初期化を行うことも可能である。あるいは、基板の表面形状や成膜条件を適切化して、アニール処理を省略することも可能である。
【００４９】
以下に具体的な実施例をもって本発明を詳細に説明するが、本発明はその主旨を逸脱しない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【００５０】
（実施例１）
直流マグネトロンスパッタリング装置に、Ｂ（ボロン）ドープしたＳｉ、及びＧｄ、Ｔｂ、ＦｅＣｒ、ＣｏＣｒの各ターゲットを取り付け、トラッキング用の案内溝の形成されたポリカーボネート基板を基板ホルダーに固定した後、２×１０-5Ｐａ以下の高真空になるまでチャンバー内をクライオポンプで真空排気した。その後、真空排気したままＡｒガスをチャンバー内に導入し、基板を回転させながら、ターゲットをスパッタして各層を成膜した。ＳｉＮ層成膜時にはＡｒガスに加えてＮ2ガスを導入することで、直流反応性スパッタを行い成膜した。
【００５１】
まず初に、ＡｒガスとＮ２ガスをチャンバー内に流しコンダクタンス調整により圧力を所望の値とし、第一の誘電体層としてＳｉＮ層を３５ｎｍ成膜した。磁性膜の成膜時にＮ２ガスが混入していると窒化などを起こし磁気特性に影響を与えるため、誘電体層とその他の磁性層は別のチャンバーにて成膜を行った。第一の誘電体層成膜後に、別のチャンバーに基板を搬送しＡｒガスを導入し、コンダクタンス調整により所望の圧力とし、再生層及び再生補助層として組成比の異なるＧｄＦｅＣｏＣｒ層を各々膜厚１８ｎｍ成膜した。次いで、Ａｒガスを５０ｓｃｃｍチャンバー内に導入し、コンダクタンスの調整により圧力を約１．０Ｐａとし、制御層としてＴｂＦｅＣｏＣｒを膜厚１８ｎｍ、遮断層としてＴｂＦｅＣｒ層を膜厚１０ｎｍ形成した。次いで、メモリ層としてＴｂＦｅＣｏＣｒを用い、第一の磁性膜として膜厚４０ｎｍ、第二の磁性膜として膜厚２０ｎｍ夫々形成した。
【００５２】
その後、Ａｒガスを３５ｓｃｃｍチャンバー内に導入し、コンダクタンスの調整により圧力を０．７Ｐａとし、中間層としてＧｄＦｅＣｏＣｒを膜厚３０ｎｍ形成した。次いで、Ａｒガスを１０ｓｃｃｍチャンバー内に導入し、コンダクタンスの調整により圧力を約０．２Ｐａとし、書き込み層としてＴｂＦｅＣｏＣｒを膜厚２０ｎｍ形成した。書き込み層としては、ＤｙＦｅＣｏＣｒ系の使用も可能であるが、スパッタリング装置へのターゲット配置個数の関係から本発明ではＴｂＦｅＣｏＣｒを用い、成膜圧力を下げることで磁気異方性の調整を行った。
【００５３】
次いで、Ａｒガスを５０ｓｃｃｍチャンバー内に導入し、コンダクタンスの調整により圧力を１．０Ｐａとし、第二遮断層としてＴｂＦｅＣｏＣｒ層を膜厚１０ｎｍ、初期化層としてＴｂＦｅＣｏＣｒ層を膜厚３０ｎｍ順次成膜した。次いで、第二の誘電体層としてＳｉＮ層を２０ｎｍ、第一の誘電体層形成時と同様直流反応性スパッタにより成膜した。
【００５４】
ここで、磁壁移動動作の安定化のために、第二の誘電体層を成膜した後、一旦成膜装置から取り出して、記録トラックの両側を高出力のレーザーで局所アニール処理を行った。この処理により、記録トラック両側の磁性膜の磁性を劣化させ、この部分では磁壁エネルギーが蓄積しないようにした。
【００５５】
その後、再び成膜装置に戻し、所望の圧力まで真空排気したのち、放熱層としてＡｌＳｉ層を１００ｎｍ、Ａｒガスを用いて成膜した。
【００５６】
各磁性層は、Ｇｄ、Ｔｂ、ＦｅＣｒ、ＣｏＣｒの各ターゲットに投入するパワーの比によって組成比を制御した。ＤＷＤＤによる再生を実現するための層構成（Ｄ１／Ｄ２／Ｃ／Ｓｒ／Ｍ）における組成比は、先にも述べた様に、再生特性向上の観点から再生温度範囲で磁壁移動動作に及ぼす浮遊磁界の影響を抑制するよう、各磁性層とも補償組成近傍の組成になるように調整した。厳密には、再生温度となる遮断層のキュリー温度近傍の温度で希土類元素と鉄族元素とが補償されるように、室温で希土類元素優勢になるように調整した。
【００５７】
具体的には、再生層のキュリー温度は２９０℃程度となるように調整し、再生補助層のキュリー温度は２１０℃程度、制御層のキュリー温度は１８０℃程度、遮断層のキュリー温度は１６０℃程度となるように調整した。メモリ層としては、第一の磁性膜のキュリー温度が２７５℃程度、及び、第二の磁性膜のキュリー温度が２９５℃程度となるように調整し、中間層のキュリー温度は３１０℃程度、書き込み層のキュリー温度は３２０℃程度、第二の遮断層のキュリー温度は２３０℃程度、初期化層のキュリー温度は、４００℃程度となる様に調整した。
【００５８】
こうして作製した実施例１におけるサンプルの動特性評価を、従来から一般的に使用されているレーザー波長６６０ｎｍ、対物レンズのＮ．Ａ．０．６０の光磁気ディスク評価装置を用いて評価した。スポット径は約０．９２μｍである。録再時の線速は２．１３ｍ／ｓｅｃとした。
【００５９】
上記の光磁気記録媒体に、光学系の分解能を超えた高密度な微細パターンを、ＤＴＥ方式で記録し、このパターンをＤＷＤＤ再生して特性評価を行った。具体的には、ジッターと信号欠落率のビット長依存性を（１−７）ＲＬＬ変調における２Ｔトーン信号について調べた。この際、パルス幅は記録周波数に応じて変更し、パルス幅はｄｕｔｙ２５％に固定とした。記録時のＤＣ印加磁界は５００Ｏｅとした。また再生耐久性に関して、±２０％の再生パワーマージンを考慮して調べた。
【００６０】
実施例１のジッターおよびビットエラーレート（以下、ｂＥＲと略す場合もある）と記録マークの単位ビット長との関係を図２に示す。図２に示すように、ジッターと信号欠落率に関しては、両者ともビット長７２ｎｍに至るまで、ビットエラーレート５×１０-4以下に相当する値が得られており、非常に良好な結果であった。
【００６１】
次に再生パワーの値を、パワーマージンを考慮して最適値の２０％増しに設定して、記録済の同一トラック上を、１万回繰り返し再生を行い、その前後で最適再生パワーにおけるジッター特性の測定を行い、劣化の具合を調べた。その結果、本実施例のサンプルにおいては、１万回の繰り返し再生を行っても、ジッター特性に悪化が見られず、良好な記録マークの保持安定性が得られた。
（比較例１）
前記第一の磁性膜のみで前記メモリ層全体を形成した以外は実施例１と同様にサンプルの作製、及び特性評価を行った。
その結果、本比較例サンプルにおいては、再生耐久性が著しく悪く、１万回の繰り返し再生後では、ジッター値にして約３０％の悪化が見られた。
（比較例２）
前記第二の磁性膜のみで前記メモリ層全体を形成した以外は実施例１と同様にサンプルの作製、及び特性評価を行った。その結果、本比較例サンプルにおいては信号欠落率が著しく悪く、ビット長７２ｎｍではビットエラーレートにして二桁の悪化が見られた。
（実施例２）
前記メモリ層の形成において、前記第一及び第二の磁性膜におけるキュリー温度を種々変えることで、様々な該メモリー層を形成した以外は、実施例１と同様にサンプルを作製、及び特性評価を行った。
【００６２】
その結果、前記第二の磁性膜のキュリー温度Ｔｍ２と前記書き込み層のキュリー温度Ｔｗとの差が２０℃を下回ると、該書き込み層から前記メモリ層への記録磁区の転写が上手く行われず信号欠落率が著しく悪化してしまい、ビット長８０ｎｍにおいても信号欠落が発生してしまい１×１０-3オーダーのビットエラーレートになってしまった。また、５０℃より大きな差があると、セルフシャープニング効果が無視出来ないレベルとなってしまい、ＤＴＥ方式の消去プロセスにおいて消去領域の制御が困難となり信号欠落率が著しく悪化してしまい、ビット長７２ｎｍではビットエラーレートにして二桁の悪化となった。更には、再生耐久性も悪く、１万回の繰り返し再生後では、ジッター値にして約２０％以上の悪化が見られた。
【００６３】
以上の結果から、前記第二の磁性膜のキュリー温度Ｔｍ２と、前記書き込み層のキュリー温度Ｔｗとの間には、５０≧Ｔｗ−Ｔｍ２≧２０（℃）の関係を満たすことが必要であることが分かった。
【００６４】
次いで、前記第一の磁性膜におけるキュリー温度Ｔｍ１においては、前記第二の磁性膜のキュリー温度Ｔｍ２に対して１０℃以上の差を有していないと、前記メモリ層を２層化するメリットが出せず、前述した比較例１ないし２に記載した様な結果となった。また、前記第一の磁性膜と前記第二の磁性膜とにおけるキュリー温度差が２５℃より大きいと、該第二の磁性膜から該第一の磁性膜への記録磁区の転写不良、或いは、前述したようなセルフシャープニング効果による消去プロセスでの不具合、等によるものと思われる影響から信号欠落率が著しく悪化してしまい、ビット長８０ｎｍにおいても信号欠落が発生してしまい１×１０-2オーダーのビットエラーレートになってしまった。
【００６５】
以上の結果から、前記第一の磁性膜のキュリー温度Ｔｍ１と、前記第二の磁性膜のキュリー温度Ｔｍ２との間には、２５≧Ｔｍ２−Ｔｍ１≧１０（℃）の関係を満たすことが必要であることが分かった。
（実施例３）
前記メモリ層の形成において、前記第一及び第二の磁性膜における膜厚を種々変えることで、様々な該メモリー層を形成した以外は、実施例１と同様にサンプルを作製、及び特性評価を行った。
【００６６】
その結果、前記第二の磁性膜における膜厚ｄｍ２が前記メモリ層の全体膜厚ｄｍに対して４５％より厚いと、前記書き込み層から該メモリ層への記録磁区の転写が上手く行われず信号欠落率が著しく悪化してしまい、ビット長８０ｎｍにおいても信号欠落が発生してしまい１×１０-3オーダーのビットエラーレートになってしまった。
【００６７】
また、前記第二の磁性膜における膜厚ｄｍ２が前記メモリ層の全体膜厚ｄｍに対して２５％より薄いと、再生耐久性が著しく悪化してしまい、１万回の繰り返し再生後では、ジッター値にして約３０％の悪化が見られた。
【００６８】
以上の結果から、前記第二の磁性膜の膜厚ｄｍ２と、前記メモリ層の全体膜厚ｄｍとの間には、ｄｍ×０．４５≧ｄｍ２≧ｄｍ×０．２５の関係を満たすことが必要であることが分かった。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明による光磁気記録媒体の一実施態様を示す模式的断面図である。
【図２】本発明の実施例１における、ジッターと信号欠落率のビット長依存性を示すグラフである。
【図３】記録信号に応じたレーザ信号と光磁気記録媒体での温度分布（記録状態）との関係を示す図である。
【図４】レーザパワーに対応する温度分布を示す特性図である。
【符号の説明】
【００７０】
１００１    再生層
１００２    再生補助層
１００３    制御層
１００４    遮断層
１００５    メモリ層
１００６    第一の磁性膜
１００７    第二の磁性膜
１００８    中間層
１００９    書き込み層
１０１０    第二遮断層
１０１１    初期化層
１０１２    第一の誘電体層
１０１３    第二の誘電体層
１０１４    放熱層
１０１５    基板
【図１】
2005302101.tif 000004
【図２】
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【図３】
2005302101.tif 000006
【図４】
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