(57)【要約】【課題】  微小記録磁区を安定に保存することが可能な磁壁移動検出方式の光磁気記録媒体を提供する。【解決手段】  第1磁性層３０３、第２の磁性層３０４、第３の磁性層３０５が積層されてなり、第１磁性層の第２の磁性層が配置される側の端面と第３の磁性層の第２磁性層が配置される側と逆の端面との間には微小記録磁区を安定に保存し得る非晶質或いは微結晶構造からなるシード層３０８が設けられ、第３の磁性層の磁化情報は磁気的相互作用により第２の磁性層に転写されるよう構成されている。【選択図】  図１
2005310278.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁壁移動型光磁気記録媒体において周囲温度近傍の温度において第３の磁性層に比べて相対的に磁壁抗磁力が小さな第1磁性層と、第１の磁性層および第３の磁性層よりキュリー温度の低い第２磁性層と、垂直磁化膜からなる第３磁性層とをその順で積層してなり、更に前記第１磁性層の前記第２の磁性層が配置される側の端面と第３の磁性層の前記第2磁性層が配置される側と逆の端面との間に設けられた、非晶質或いは微結晶構造のシード層とを備え、前記第３の磁性層の磁化情報は磁気的相互作用により前記第２の磁性層に転写されていることを特徴とする磁壁移動型光磁気記録媒体。
【請求項２】
前記シード層と第２磁性層の第3の磁性層が配置されている側の端面との間に設けられた第1の磁気結合層と、前記シード層と前記第３磁性層の間に設けられた第２の磁気結合層とを有することを特徴とする請求項１に記載の磁壁移動型光磁気記録媒体。
【請求項３】
前記第１磁気結合層及び第２磁気結合層は、第２磁性層又は第３磁性層と同じ材料からなることを特徴とする請求項２に記載の磁壁移動型光磁気記録媒体。
【請求項４】
前記第１磁気結合層及び第２磁気結合層は、第２磁性層及び第３磁性層と違う材料からなることを特徴とする請求項２に記載の磁壁移動型光磁気記録媒体。
【請求項５】
前記シード層の膜厚は１０ｎｍ未満であることを特徴とする請求項１〜４記載の磁壁移動検出型光磁気記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は大容量のデータを格納するための記録媒体、特に磁壁移動型および光磁気記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、高度情報化社会の発展に伴って、扱われる情報量も飛躍的に増大している。例えば音楽、写真、映像のような情報は高音質、高画質が求められ、その情報量も増加の一途を辿っている。これを支える情報記録装置の一つとして磁気ディスク、光磁気ディスク装置が存在する。これらの情報記録装置は情報量の増加と共に、記録容量の増加、すなわち記録密度の向上が必要とされている。また記録密度を向上させることによって、同時に装置の小型化、低価格化を図ることができる。
【０００３】
例えば、近年では非晶質或いは微結晶構造からなるシード層上に磁性層を積層することにより、薄い磁性層の特性を大幅に変えることができ構成が提案されている。このシード層は磁性層の結晶粒サイズの抑制・界面の表面粗さを制御する働きをもつ。
【０００４】
結晶粒サイズを制御する理由としては、記録磁区の微小化が進むにつれて、記録磁区の大きさに対して結晶粒サイズが相対的に大きくなり、媒体ノイズが増大してしまうためである。そのため結晶粒サイズを小さくすることで、記録磁区の微小化すなわち、記録密度の向上が図れる。またシード層界面の表面の粗さは磁壁の移動を妨げるピンニングサイトとして作用するため保磁力に作用し、微小磁区の形成時には、その安定性に寄与している。
【０００５】
これらのシード層は特に高い記録密度が求められるハードディスクにおいては既に実現化されている。
【０００６】
一方、光ディスクでは記録密度向上のために様々な試みが成されている。例えば、特開平６−２９０４９６には、磁壁移動検出方式による光磁気記録の高密度化が提案されている。磁壁移動検出方式では、読み出し光スポットの温度勾配による磁壁の移動現象を利用して、線（トラック）方向に光スポット径で制約される限界を超えた再生分解能を得ることが出来る。
【０００７】
図１（a）（b）（c）を用いて磁壁移動検出方式について簡単に説明する。図１は、磁壁移動検出方式の光磁気記録媒体およびその再生方法における作用を説明するため模式図である。
【０００８】
図１（a）は、光磁気記録媒体の模式的断面図である。この媒体の磁性層は、第1の磁性層１０１、第２の磁性層１０２、第３の磁性層１０３が順次積層されてなる。各層中の矢印１０４は磁化の向きを表している。磁化の向きが相互に逆向きの領域の境界部には磁壁１０５が形成されている。１０６は読み出し用の光スポット、矢印１０８は記録媒体の光スポットに対する移動方向である。また、この記録層の記録信号も下側にグラフとして表す。
【０００９】
図１（b）は、光磁気記録媒体上に形成される温度分布を示すグラフである。この温度分布は、再生用に照射されている光スポットによって媒体上に形成され、光スポットの手前側から温度が上昇し、光スポットの後方に温度のピークが来る。ここで位置Xs においては、媒体温度が第2の磁性層のキュリー温度近傍の温度Ts になっている。
【００１０】
図１（c）は、（b）の温度分布に対応する第1の磁性層の磁壁エネルギー密度σ1 の分布を示すグラフである。この様にX方向に磁壁エネルギー密度σ1 の勾配があると、位置Xに存在する各層の磁壁に対して力Ｆ1=∂σ／∂Xが作用する。この力Ｆ1 は、磁壁エネルギーの低い方に磁壁を移動させるように作用する。第1の磁性層は、磁壁抗磁力が小さく磁壁移動度が大きいので、単独では、この力Ｆ1 によって容易に磁壁が移動する。しかし、位置Xsより手前（図では右側）の領域では、まだ媒体温度がTs より低く、磁壁抗磁力の大きな第3の磁性層と交換結合しているために、第3の磁性層中の磁壁の位置に対応した位置に第1の磁性層中の磁壁も固定されている。
【００１１】
磁壁移動検出方式においては、図１（a）に示す様に、磁壁１０５が媒体の位置Xs にあると、媒体温度が第2の磁性層のキュリー温度近傍の温度Ts まで上昇し、第１の磁性層と第３の磁性層との間の交換結合が切断される。この結果、第１の磁性層中の磁壁１０５は、破線矢印１０７で示した様に、より温度が高く磁壁エネルギー密度の小さな領域へと“瞬間的”に移動する。
【００１２】
再生用の光スポット１０６の下を磁壁１０５が通過すると、光スポット内の第１の磁性層の磁化は全て一方向に揃う。そして、媒体の移動に伴って磁壁１０５が位置Xs に来る度に、光スポットの下を磁壁１０５が瞬間的に移動し光スポット内の磁化の向きが反転して全て一方向に揃う。この結果、図１（a）に示す様に、再生信号振幅は記録されている磁壁の間隔（即ち記録マーク長）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解放される。磁壁移動の発生は、磁壁移動領域の磁化反転に伴う再生用レーザビームの偏光面の回転として、従来の光磁気ヘッドで検出することが出来る。
【００１３】
図２は、光磁気記録媒体の層構成を示す模式的断面図である。この図においては、透明基板２０１上に、誘電体層２０２、第1の磁性層２０３、第２の磁性層２０４、第３の磁性層２０５、誘電体層２０６が順次積層されている。矢印２０７は記録再生のための光ビームの入射する方向である。透明基板２０１としてはポリカーボネート、誘電体層２０２としては、ＳｉＮを使用した。ＳｉＮ層成膜時にはＡｒガスに加えてＮ２ガスを導入し、直流反応性スパッタにより膜厚８０ｎｍを成膜した。引き続き、第１の磁性層としてＧｄＦｅＣｏ層を３０ｎｍ、第２の磁性層としてＴｂＦｅ層を１０ｎｍ、第３の磁性層としてＴｂＦｅＣｏ層を５０ｎｍ順次成膜した。各磁性層は、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｆｅ、Ｃｏの各ターゲットに直流パワーを印加して成膜した。これら各層は、マグネトロンスパッタ装置による連続スパッタリング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、互いに交換結合をしている。最後に、保護層２０７としてＳｉＮ層を同様に５０ｎｍ成膜した。
【００１４】
各磁性層の組成は、全て補償組成近傍になるように調整し、キュリー温度は、第１の磁性層が３００℃以上、第２の磁性層が１２０℃、第３の磁性層が３００℃程度となるように設定した。このような構成の光磁気記録媒体のトラック上（トラックピッチ＝０．５４μm）に０．１μm間隔で記録された磁区を波長λ＝６５０nm、NA＝０．６０の通常の光ヘッド（光スポット径≒1μm）を用いて、磁壁移動検出方式によりC／N比＝４３dBで再生することが出来た。
【００１５】
上記のように磁壁移動検出方式の光磁気記録媒体を用いれば、光学回折限界を超えた微小サイズの記録マークを再生する事が出来る。従って、磁壁移動検出方式の光磁気記録媒体の記録密度向上の為には、前記第３の磁性層の記録マークを微小化することが必要となる。
【特許文献１】特開平０９−２５９４１８号公報
【特許文献２】特開平０６−２９０４９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
上述した通り、磁壁移動検出方式による光磁気記録媒体は、光学的な回折限界に起因した波形干渉などの問題から開放されるため、微小な記録磁区の再生が可能である。しかし、記録磁区を微小化すると記録磁区の大きさに対して記録層の表面粗さが相対的に大きくなり、媒体ノイズの発生、安定性の欠如といった問題が発生し、磁壁移動検出方式の本来の性能を十分に発揮することが困難であった。
【００１７】
そこで、本発明の目的は、微小記録磁区に対して磁壁移動検出方式の本来の性能を十分に発揮し得る構成の光磁気記録媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
前記の目的は、以下の構成により達成される。
【００１９】
周囲温度近傍の温度において第３の磁性層に比べて相対的に磁壁抗磁力が小さく磁壁移動度の大きな第1磁性層と、第１の磁性層および第３の磁性層よりキュリー温度の低い第２磁性層と、垂直磁化膜からなる第３磁性層とがあり、さらに、前記第２の磁性層と第３の磁性層の間に設けられた、非晶質或いは微結晶構造のシード層とを備え、前記第３の磁性層の磁化情報は磁気的相互作用により前記第２の磁性層に転写されていることを特徴とする磁壁移動検出型光磁気記録媒体。
【００２０】
前記シード層と第２磁性層との間に設けられた第1の磁気結合層と、前記シード層と前期第３磁性層の間に設けられた第２の磁気結合層とを有することを特徴とする請求項１に記載の磁壁移動検出型光磁気記録媒体。
【００２１】
前記第１磁気結合層及び第２磁気結合層は、第２磁性層又は第３磁性層と同じ組成からなることを特徴とする請求項２に記載の磁壁移動検出型光磁気記録媒体。
【００２２】
前記第１磁気結合層及び第２磁気結合層は、第２磁性層及び第３磁性層と違う材料或いは組成からなることを特徴とする請求項２に記載の磁壁移動検出型光磁気記録媒体。
【００２３】
前記シード層の膜厚は１０ｎｍ未満であることを特徴とする前記の磁壁移動検出型光磁気記録媒体。
【発明の効果】
【００２４】
以上詳細に述べたように、本発明における磁壁移動検出方式の光磁気記録媒体は、０．０６μｍの微小マークの記録及び再生が可能となり、磁壁移動検出方式の持つ性能を十分に発揮させることが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に本発明を用いた光磁気記録媒体の特性について説明するが、本発明はその主旨を逸脱しない限りにおいて以下の実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００２６】
ＤＣマグネトロンスパッタ装置に、Ｔｂ，Ｇｄ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｐｔ及び，ＢをドープしたＳｉを取り付け、透明基板を基板ホルダーに固定し、次いで１×１０-5Ｐａ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。ここで用いた透明基板はポリカーボネート製であり、ランドグルーブ間のトラックピッチは０．５４μｍである。
【００２７】
次にＤＣマグネトロンスパッタにより図３に示す膜構成になる様に以下の方法によって各層を順次積層させた。チャンバー内をクライオポンプで真空排気したままＡｒガスとＮ２ガスを０．２Ｐａとなるまでチャンバー内に導入し、透明基板３０１を回転させながら、誘電体層３０２としてＳｉＮを３５ｎｍ成膜した。引き続き、Ａｒガスを０．７Ｐａとなるまでチャンバー内に導入し、第１の磁性層３０３としてＧｄＦｅＣｏを３５ｎｍ成膜した。
【００２８】
そして、第２の磁性層３０４としてＴｂＦｅ層を１０ｎｍ、シード層３０８としてＳｉＮ層５ｎｍとＰｔ層１ｎｍを積層した。ここで前記ＳｉＮ層とＰｔ層の膜厚は、Ｐｔ層の面内方向の凹凸周期が１０nm程度となるように調整した。
【００２９】
そして、前記シード層３０８を成膜した後に、更に第３の磁性層としてＴｂＦｅＣｏ層を５０ｎｍ成膜して、最後にＡｒガスとＮ２ガスを０．２Ｐａとなるまでチャンバー内に導入し、保護層としてＳｉＮを２０ｎｍ成膜した。
【００３０】
次に作製した光磁気記録媒体を、波長６５０ｎｍ，ＮＡ＝０．６０，線速１．５ｍ／ｓｅｃ.の条件で、透明基板３０７側からレーザーを照射して、外部磁界４００Ｏｅを変調させてマーク長０．０６μｍのトーン信号を記録した。該トーン信号が記録されていることを確認するために、記録済みの光磁気記録媒体を磁気力顕微鏡（ＭＦＭ）によって、磁区の観察を行った。
【００３１】
その結果、透明基板のランドグルーブのいずれにも、磁界変調記録による矢羽根型のマークが記録されていることが観察できた。またこの光磁気記録媒体の再生評価結果を表１に示す。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
磁壁移動検出方式によって、レーザーのスポット径（およそ１μｍ）よりも遥かに小さい０．０６μｍの微小磁区であっても、ランド、グルーブ共にＣＮＲ＝４０dB以上の良好な再生特性が得られている。また信号の欠落も実用に耐えられる程、充分小さくなっている。
【実施例２】
【００３４】
上述の実施例１の構成では、第３の磁性層と第２の磁性層との間にシード層を配置しているために交換結合が低下し、第３磁性層の記録磁区を第２磁性層に転写能力が低下する可能性がある。第２磁性層、第３磁性層の本来の機能を損なうことなく、第２磁性層と第３磁性層間に磁気的相互作用を働かせ、十分な転写能力を保つことは可能であるが、材料選択の自由度、組成調整のマージン確保が厳しくなる。そのため、本実施例においては、交換結合が弱まっても、記録情報を転写するのに必要な磁気的相互作用を保ち、良好な転写を可能とするための第１の結合層と第２の結合層とでシード層を挟む形に構成した。図４に示す構成において、第3磁性層の磁化情報は第1の結合層と第2の結合層を介して磁気的相互作用により第2磁性層に転写される。この結合層を様々に工夫することで、シード層を介した状態であっても、磁気的転写力を維持した状態であることを確認した。
【００３５】
このとき結合層において、第１の結合層と第２の結合層が第３の磁性層と同じ材料及び／又は組成であったり、或いは、第２の磁性層と同じ材料及び／又は組成であっても、所望の転写能力を保つならば構わない。
【００３６】
例えば、第３の磁性層がTb0.20Fe0.59Co0.2で、それに対し第１の結合層と第２の結合層がTb0.18Fe0.60Co0.22である場合であっても、また、第１の結合層と第２の結合層がTbFeCoCrである場合であっても、上記と同じく、ランド、グルーブ共にＣＮＲ＝４０dB以上の良好な再生特性が得られている。また信号の欠落も実用に耐えられる程、充分小さくなっていることを確認した。
【実施例３】
【００３７】
図５に示す膜構成になる様に、以下の方法によって各層を順次積層させた。但し、シード層の積層する位置以外の条件は、実施例１と同様とする。透明基板５０１上に誘電体層５０２、第１磁性層５０３、シード層５０８、第２の磁性層５０４、第３の磁性層５０５、そして誘電体層５０６を順次成膜した。
【００３８】
次に作製した光磁気記録媒体を、波長６５０ｎｍ，ＮＡ＝０．６０，線速１．５ｍ／ ｓｅｃ.の条件で、透明基板５０１側からレーザーを照射して、外部磁界４００Ｏｅを変調させてマーク長０．０６μｍのトーン信号を記録した。磁壁移動検出方式によって、レーザーのスポット径（およそ１μｍ）よりも遥かに小さい０．０６μｍの微小磁区であっても、ランド、グルーブ共にＣＮＲ＝４０dB以上の良好な再生特性が得られた。
【００３９】
（比較例１）
シード層を成膜しない以外は実施例１と同様の方法で作製された、図２の膜構成における通常の磁壁移動検出方式の光磁気記録媒体を、実施例１と同様の評価を行った。しかしながらマーク長０．０６μｍのトーン信号を記録しても再生信号波形は観測されなかった。また記録した光磁気記録媒体をＭＦＭで観察したところ、マーク長０．０６μｍの磁 区は僅かに確認できるものの実施例１と比較するとコントラストは不鮮明であり、マークが欠落している個所も多く観測された。
【００４０】
（比較例２）
結合層の諸条件を変更するだけでなく、良好な磁気記録の転写が行われるのに必要なシード層の厚さの条件を変えてみた。例えば、シード層を構成するＳｉＮの膜厚を３ｎｍ，７ｎｍ，１０ｎｍ，１５ｎｍ，２０ｎｍとした以外は実施例１と同様の方法で作製された磁壁移動検出方式の光磁気記録媒体を、波長６５０ｎｍ，ＮＡ＝０．６０，線速１．５ｍ／ｓｅｃ.の条件で、透明基板側からレーザーを照射して、外部磁界４００Ｏｅを変調させてマーク長０．０６μｍのトーン信号を記録して、再生評価を行った。グルーブのＣＮＲ，欠落の評価結果を表２に示す。
【００４１】
ＳｉＮの膜厚が１０ｎｍを超えると再生特性は急激に悪化し、それ以上の膜厚では再生信号波形が観測されていない。従ってこの結果よりＳｉＮの膜厚が厚くなると、第１，第２の磁気結合層間の磁気的相互作用が分断されて、磁壁移動検出方式の再生が行われていないことが分かる。
【００４２】
【表２】
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【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】磁壁移動検出方式の原理説明図
【図２】磁壁移動検出方式の光磁気記録媒体の媒体構成図
【図３】実施例１の光磁気記録媒体の媒体構成図
【図４】実施例２の光磁気記録媒体の媒体構成図
【図５】実施例３の光磁気記録媒体の媒体構成図
【符号の説明】
【００４４】
１０１  第１の磁性層
１０２  第２の磁性層
１０３  第３の磁性層
１０４  磁化方向
１０５  磁壁
１０６  光スポット
１０７  磁壁移動方向
１０８  ディスク移動方向
２０１  透明基板
２０２  誘電体層
２０３  第１の磁性層
２０４  第２の磁性層
２０５  第３の磁性層
２０６  誘電体層
２０７  光ビーム入射方向
３０１  透明基板
３０２  誘電体層
３０３  第１の磁性層
３０４  第２の磁性層
３０５  第３の磁性層
３０６  誘電体層
３０７  光ビーム入射方向
３０８  シード層
４０１  透明基板
４０２  誘電体層
４０３  第１の磁性層
４０４  第２の磁性層
４０５  第１の磁気結合層
４０６  シード層
４０７  第２の磁気結合層
４０８  第３の磁性層
４０９  誘電体層
４１０  光ビーム入射方向
５０１  透明基板
５０２  誘電体層
５０３  第１の磁性層
５０４  第２の磁性層
５０５  第３の磁性層
５０６  誘電体層
５０７  光ビーム入射方向
５０８  シード層
【図１】
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【図２】
2005310278.tif 000006
【図３】
2005310278.tif 000007
【図４】
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【図５】
2005310278.tif 000009