(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、第１の透明誘電体層と、室温において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再生層と、第２の透明誘電体層と、金属膜層と、垂直磁化膜からなる記録層と、保護層とが順次積層されてなり、
前記第２の透明誘電体層の膜厚と金属膜層の膜厚との合計が６ｎｍないし４０ｎｍであることを特徴とする光磁気記録媒体。
【請求項２】
前記再生層がＧｄＦｅＣｏ、ＧｄＤｙＦｅＣｏ、ＧｄＴｂＦｅ、ＧｄＴｂＦｅＣｏのいずれかであり、
前記記録層がＴｂＤｙＦｅＣｏ、ＤｙＦｅＣｏ、ＴｂＦｅＣｏ、ＧｄＴｂＦｅＣｏのいずれかであり、
前記第１および第２の透明誘電体層はＡｌＮ、ＳｉＮ、ＳｉＡｌＮ、ＴａＯ２のいずれかであり、
前記金属膜層は、Ａｌ、Ａｕ、Ｔｉ、Ａｇ、Ｃｕ、及びＡｌＮｉ、ＡｌＴｉのいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の光磁気記録媒体。
【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、半導体レーザから出射され光磁気記録媒体上に集光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。これは、目的とする記録ビット上に集光される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。
【０００３】
上記の欠点を解消するために、特開平６−１５０４１８号公報においては、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とする光磁気記録媒体が開示されている。この光磁気記録媒体によれば、面内磁化状態にある部分の記録磁区情報がマスクされるため、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った場合においても、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。
【０００４】
【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さらに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・消去に大きな磁界を必要とする問題点があることが確認された。
【０００５】
本発明は、上記従来の問題点を解決するためにされたものであり、その目的は、さらに小さい記録ビット径及びさらに小さい記録ビット間隔で記録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。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明に係る光磁気記録媒体は、基板上に、第１の透明誘電体層と、室温において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再生層と、第２の透明誘電体層と、金属膜層と、垂直磁化膜からなる記録層と、保護層とが順次積層されてなることを特徴としている。
【０００７】
また、本発明に係る光磁気記録媒体は、上記構成に加えて、前記第２の透明誘電体層の膜厚と金属膜層の膜厚との合計が６ｎｍないし４０ｎｍであることを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
〔参考の形態１〕
本発明の第１の参考形態について図１に基づいて説明すれば以下の通りである。なお本願の参考形態では、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。
【０００９】
本参考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、金属膜層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、ディスク本体８を形成している。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。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。
【００１０】
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、膜厚は５〜３０ｎｍの範囲に設定されている。金属膜層４は、単一金属または２種類以上の合金で形成される金属膜からなり、膜厚は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、膜厚は２０〜８０ｎｍの範囲に設定されている。
【００１１】
本参考形態においては、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３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ないため、再生層３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。
【００１２】
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する必要があり、波長をλ、第１の透明誘電体層２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）程度に設定する。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の膜厚は、４０〜１００ｎｍ程度に設定すれば良い。
【００１３】
〔実施の形態１〕
本発明の第１の実施形態について図２に基づいて説明すれば以下の通りである。
【００１４】
本実施形態に係る光磁気ディスクは、図２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１１、金属膜層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、ディスク本体８を形成している。本実施形態における記録再生動作については、参考形態１と同様である。
【００１５】
本実施形態においては、再生層３に接して第２の透明誘電体層１１を設けることにより、熱感度が改善され、再生レーザ光の低出力化及びより大きな再生信号を得ることを可能としている。
【００１６】
〔参考の形態２および実施の形態２〕
本発明の第２の参考形態および第２の実施形態について図３及び図４に基づいて説明すれば以下の通りである。
【００１７】
本参考形態に係る光磁気ディスクは図３に示すように、基板１、第１の透明誘電体層２、再生層３、金属膜層４、記録層５、記録補助層１２、保護層６、オーバーコート層７がこの順にて積層され、ディスク本体８を形成している。また、本実施形態に係る光磁気ディスクは図４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１１、金属膜層４、記録層５、記録補助層１２、保護層６、オーバーコート層７がこの順にて積層され、ディスク本体８を形成している。本参考形態および実施形態における記録再生動作については、参考形態１と同様である。
【００１８】
本実施形態においては、記録層５と保護層６との間に記録層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１２を形成することにより、記録動作の改善を行うことを可能としている。
【００１９】
【実施例】
〔参考例１〕
本発明の第１の参考形態の光磁気ディスクの形成方法について説明する。
【００２０】
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で形成する。
【００２１】
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Ｇｄ0.31( Ｆｅ0.78Ｃｏ0.22)0.69からなる再生層３を膜厚２０ｎｍで形成する。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、補償温度が３００℃、キュリー温度が３６０℃である。
【００２２】
次に、アルゴンガスを導入し、Ａｌターゲットに電力を供給して、ガス圧３×１０-3Ｔｏｒｒの条件で、再生層３上にＡｌからなる金属膜層４を膜厚２０ｎｍで形成する。
【００２３】
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、上記金属膜層４上に（Ｔｂ0.75Ｄｙ0.25)0.30 ( Ｆｅ0.72Ｃｏ0.28)0.70 からなる記録層５を膜厚４０ｎｍで形成する。その記録層５は、２５℃に補償温度を有し、キュリー温度が２７５℃である。
【００２４】
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を形成する。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。本参考例においては、保護層６の膜厚を２０ｎｍとした。
【００２５】
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て、紫外線を照射するか、あるいは加熱するかによってオーバーコート層７を形成する。
【００２６】
上記ディスクについて、波長６８０ｎｍの半導体レーザを用いた光ピックアップにより測定したＣＮＲ（信号対雑音比）のＣＮＲのマーク長依存性を図５に示す。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６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。
【００２７】
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。
【００２８】
これに対して、本発明の光磁気ディスクは、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、４０．５ｄＢのＣＮＲが得られている。
【００２９】
従来、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、すなわち本発明における金属膜層４は、特開平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。これは、記録層から発生する漏洩磁界が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るように、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ためである。しかし、本実施例では図５に示すように、金属膜層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る。
【００３０】
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。
【００３１】
【表１】
0004312425.tif 000002
【００３２】
表１において、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も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。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るため、消去磁界発生装置の大型化、消費電力の増大を招くこととなる。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。
【００３３】
次に、再生層３の膜厚を２０ｎｍとし、記録層５の膜厚を１０ｎｍとした場合には、まったく再生信号が得られなかった。これは、再生層３の磁化方向が記録層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いためである。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の膜厚に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。したがって実用的な消去磁界（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。
【００３４】
次に表２は、参考例１における金属膜層４の膜厚を変えて、マーク長０．４５μｍでのＣＮＲ及び消去磁界を測定した結果を示すものである。
【００３５】
【表２】
0004312425.tif 000003
【００３６】
表２から分かるように、金属膜層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、金属膜層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ためである。金属膜層４の膜厚が８ｎｍ以上になると、再生層３から発生する漏洩磁界は記録特性に全く影響を及ぼさず、消去磁界は記録層５の記録特性のみにより決定されることとなり、２０ｋＡ／ｍと一定の値を示す。
【００３７】
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、したがって金属膜層４の膜厚としては、６ｎｍ以上が必要であることがわかる。
【００３８】
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、金属膜層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、金属膜層４の膜厚を４０ｎｍ以下とする必要がある。
【００３９】
〔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光磁気ディスクを作製し、その記録再生特性を調べた。各ディスクの記録層５の組成、補償温度、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７及び図８に示す。
【００４０】
【表３】
0004312425.tif 000004
【００４１】
上記ディスクＡ２〜Ｄ２について、参考例１と同様に波長６８０ｎｍの半導体レーザを用いた光ピックアップにより、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。
【００４２】
【表４】
0004312425.tif 000005
【００４３】
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７、図８）から理解される結果である。
【００４４】
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、したがって再生層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が十分大きな磁化を有し、十分大きな漏洩磁界を発生させている必要がある。
【００４５】
図８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℃）から離れているため、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の補償温度が再生層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。
【００４６】
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。
【００４７】
〔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光磁気ディスクを作製し、その記録再生特性を調べた。各ディスクの再生層３の組成、補償温度、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９及び図１０に示す。
【００４８】
【表５】
0004312425.tif 000006
【００４９】
上記ディスクＡ３〜Ｅ３について、参考例１と同様に波長６８０ｎｍの半導体レーザを用いた光ピックアップにより、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。
【００５０】
【表６】
0004312425.tif 000007
【００５１】
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９、図１０）から理解される結果である。
【００５２】
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再生層３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。したがって、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が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。
【００５３】
図１０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Ｅ３の場合、再生層３の補償温度が再生層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。
【００５４】
さらに、ディスクＥ３の場合、記録層５のキュリー温度（２７５℃）においてディスクＡ３〜Ｄ３に比べて大きな磁化を有することになり、再生層３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６に示すように大きな消去磁界が必要となる。
【００５５】
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Ｔrc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。
【００５６】
〔実施例１〕
本発明の第１の実施形態の光磁気ディスクの形成方法について説明する。本実施形態の光磁気ディスクの形成方法は、第２の透明誘電体層１１を形成する以外は参考形態１と同様である。
【００５７】
基板１上に、第１の透明誘電体層２、再生層３を形成後、スパッタ装置内を１×１０-6Ｔｏｒｒまで真空排気し、アルゴンと窒素ガス雰囲気中、ガス圧４×１０-3Ｔｏｒｒで、Ａｌターゲットに電力を供給して、再生層３上にＡｌＮからなる上記第２の透明誘電体層１１を膜厚２０ｎｍで形成する。その後、膜厚５ｎｍの金属膜層４、記録層５、保護層６、オーバーコート層７を作製することにより形成する。
【００５８】
実施例１における第２の透明誘電体層１１と金属膜層４の膜厚を変えて、マーク長０．４５μｍでのＣＮＲと消去磁界を測定した結果を表７に示す。なお、波長６８０ｎｍの半導体レーザを用いて測定を行った。
【００５９】
【表７】
0004312425.tif 000008
【００６０】
表７より、第２の透明誘電体層１１と金属膜層４の合計膜厚が４ｎｍと薄いときには、参考例１の場合と同様に消去磁界が大きくなった。これは、第２の透明誘電体層１１と金属膜層４の合計膜厚が薄くなり、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、消去磁界が増大したためである。第２の透明誘電体層１１と金属膜層４との合計膜厚が１０ｎｍ以上の場合は、再生層３から発生する漏洩磁界は記録特性に全く影響を及ぼさず、消去磁界は記録層５の記録特性のみにより決定されることとなり、２０ｋＡ／ｍと一定の値を示す。
【００６１】
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１１と金属膜層４との合計膜厚としては、６ｎｍ以上必要であることが分かる。
【００６２】
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１１と金属膜層４の合計膜厚が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の透明誘電体層１１と金属膜層４の合計膜厚を４０ｎｍ以下とする必要がある。
【００６３】
また、参考例１と比較すると、金属膜層４の膜厚が同じ場合、第２の透明誘電体層１１を設けることによってさらにＣＮＲが高くなり、再生レーザパワーが少なくなった。これは、第２の透明誘電体層１１を設けたことにより、熱感度が改善されたためと考えられる。
【００６４】
〔実施例２〕
次に実施例１の構成において、記録層５の組成のみを変えて光磁気ディスクを作製し、その記録再生特性を調べた。なお、記録層５の組成は参考例２と同様に変えた。各ディスクの記録層５の組成、補償温度、キュリー温度を表３に、記録層５の保磁力Ｈｃと磁化Ｍの温度依存性を図７、図８に示す。
【００６５】
上記ディスクＦ２〜Ｉ２について、参考例１と同様に波長６８０ｎｍの半導体レーザを用いた光ピックアップにより、０．４５μｍでの最適再生条件におけるＣＮＲを測定した結果を表８に示す。
【００６６】
【表８】
0004312425.tif 000009
【００６７】
ディスクＦ２〜Ｉ２の再生特性を比較すると、ディスクＦ２〜Ｈ２は良好なＣＮＲが得られているのに対して、ディスクＩ２は２０．５ｄＢ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７、図８）から理解される結果である。
【００６８】
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、したがって再生層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が十分大きな磁化を有し、十分大きな漏洩磁界を発生させている必要がある。
【００６９】
図８から分かるように、ディスクＦ２〜Ｈ２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Ｉ２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。
【００７０】
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Ｇ２、Ｈ２）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Ｆ２）ことが必要である。
【００７１】
〔実施例３〕
次に、実施例１の構成において、再生層３の組成のみを参考例２と同様に変えて光磁気ディスクを作製し、その記録再生特性を調べた。各ディスクの再生層３の組成、補償温度、キュリー温度は表５に、再生層３の保磁力Ｈｃと磁化Ｍの温度依存性は図９、図１０に示す。
【００７２】
上記ディスクＦ３〜Ｊ３について、参考例１と同様に波長６８０ｎｍの半導体レーザを用いた光ピックアップにより、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９に示す。
【００７３】
【表９】
0004312425.tif 000010
【００７４】
ディスクＦ３〜Ｊ３の再生特性を比較すると、ディスクＦ３〜Ｉ３は良好なＣＮＲが得られているのに対して、ディスクＪ３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９、図１０）から理解される結果である。
【００７５】
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再生層３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。したがって再生層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が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。
【００７６】
図１０から分かるように、ディスクＦ３〜Ｉ３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Ｊ３の場合、再生層３の補償温度が再生層３の磁化方向が面内から垂直に移行する温度（１００℃〜１５０℃）に近接しているため、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。
【００７７】
さらに、ディスクＪ３の場合、記録層５のキュリー温度（２７５℃）においてディスクＦ３〜Ｉ３に比べて大きな磁化を有することになり、再生層３から発生する漏洩磁界が記録消去特性に影響を与えるため、表９に示すように、大きな消去磁界が必要となる。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Ｇ３〜Ｉ３）か、またはそのキュリー温度Ｔrc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Ｆ３）ことが必要である。
【００７８】
〔実施例４〕
第２の参考形態および第２の実施形態の光磁気ディスクの形成方法について説明する。第２の参考形態および第２の実施形態の光磁気ディスクの形成方法は、記録補助層１２を付加して設ける以外は、参考形態１、実施形態１と同じ方法である。
【００７９】
図３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、金属膜層４、記録層５を形成し、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、記録補助層１２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、上記記録層５上にＧｄ0.24（Ｆｅ0.83Ｃｏ0.17)0.76 からなる記録補助層１２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１２は、２５℃以下に補償温度を有し、キュリー温度が２９０℃である。本実施例においては、図３記載の光磁気ディスクをディスクＡ６として記述する。
【００８０】
次に、図４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１１、金属膜層４、記録層５を形成し、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、記録補助層１２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、上記記録層５上にＧｄ0.24（Ｆｅ0.83Ｃｏ0.17)0.76 からなる記録補助層１２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１２は、図３に示す構成における記録補助層１２同様、２５℃以下に補償温度を有し、キュリー温度は２９０℃である。本実施例においては、図４記載の光磁気ディスクをディスクＢ６として記述する。
【００８１】
上記ディスクＡ６、Ｂ６について、波長６８０ｎｍの半導体レーザを用いた光ピックアップにより、マーク長０．４５μｍでの最適再生条件において測定したＣＮＲと記録磁区を消去するのに必要な磁界（消去磁界）を表１０に示す。比較のため、参考形態１のディスクＢ２の特性を併せて同表に記載する。
【００８２】
【表１０】
0004312425.tif 000011
【００８３】
表１０から、参考形態１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、参考の形態２および実施の形態２に係るディスクＡ６及びディスクＢ６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１２のキュリー温度（２９０℃）の方が高く、記録層５（ＴｂＤｙＦｅＣｏ）よりも磁化反転が容易な記録補助層１２（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。次に、表１１は、ディスクＡ６における再生層３、記録補助層１２、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。
【００８４】
【表１１】
0004312425.tif 000012
【００８５】
表１１において、再生層３の膜厚を３ｎｍとした場合、ＣＮＲが低く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・消費電力の増大を招く。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。
【００８６】
次に、再生層３の膜厚を２０ｎｍとし、記録補助層１２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１２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１２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１１から分かるように本発明の構成においては、記録補助層１２の膜厚を１０ｎｍ、記録層５の膜厚を１０ｎｍ、すなわち記録補助層１２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、参考形態１、実施形態１においては、消去磁界の増大から記録補助層１２と記録層５のトータル膜厚を８０ｎｍ以下としたが、参考形態２においては、記録補助層１２が記録動作を主導しているため、記録補助層１２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１２と記録層５のトータル膜厚が厚くなりすぎた場合、記録を行う際に大きなレーザ光強度が必要となるため、トータル膜厚は２００ｎｍ以下とすることが望ましい。
【００８７】
次に、表１２は、ディスクＡ６の構成において金属膜層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。
【００８８】
【表１２】
0004312425.tif 000013
【００８９】
表１２からわかるように、金属膜層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、金属膜層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１２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１２に及ぼす影響が大きくなり、消去磁界が増大するためである。金属膜層４の膜厚が８ｎｍ以上の場合は、再生層３から発生する漏洩磁界は記録特性に全く影響を及ぼさず、消去磁界は記録層５の記録特性のみにより決定されることとなり、７．５ｋＡ／ｍと一定の値を示す。
【００９０】
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、したがって金属膜層４の膜厚としては、６ｎｍ以上必要であることがわかる。
【００９１】
また、再生時においては、記録層５及び記録補助層１２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、金属膜層４の膜厚が５０ｎｍと厚くなると、記録層５及び記録補助層１２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、金属膜層４の膜厚を４０ｎｍ以下とする必要がある。
【００９２】
〔参考例４〕
次に、実施例４のディスクＡ６の構成において、記録補助層１２の組成のみを変えて光磁気ディスクを作製し、その記録再生特性を調べた。各ディスクの記録補助層１２の組成、補償温度、キュリー温度を表１３に示す。
【００９３】
【表１３】
0004312425.tif 000014
【００９４】
上記ディスクＡ７〜Ｅ７について、実施例４と同様に波長６８０ｎｍの半導体レーザを用いた光ピックアップにより、マーク長０．４５μｍでの最適再生条件におけるＣＮＲ、記録磁区を消去するのに必要な磁界（消去磁界）及び記録磁区を形成するのに必要な磁界（記録磁界）を測定した結果を表１４に示す。
【００９５】
【表１４】
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【００９６】
ディスクＡ７〜Ｅ７の再生特性を比較すると、ディスクＡ７からディスクＥ７へと徐々にＣＮＲが低くなっていることがわかる。これは、記録補助層１２の補償温度が徐々に上昇し漏洩磁界が徐々に小さくなるため、ＣＮＲも徐々に低下するためである。しかし、記録補助層１２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の低下は小さく抑えられている。
【００９７】
次に、消去磁界は、記録補助層１２の補償温度が高くなるにつれて小さくなるため、記録補助層１２の補償温度は高いほど望ましいことになる。しかしこの時、記録磁界も記録補助層１２の補償温度の上昇とともに大きくなり、ディスクＥ７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。
【００９８】
以上の理由から、記録補助層１２は、その補償温度が５０℃以下（ディスクＣ７、ディスクＤ７）であるか、また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Ａ７、ディスクＢ７）が必要である。
【００９９】
以上の実施例において、本発明では、透明誘電体層、金属膜層、再生層、記録層、記録補助層としてそれぞれ、ＡｌＮ、Ａｌ、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。
【０１００】
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。金属膜層としては他に、Ａｕ、Ｔｉ、Ａｇ、Ｃｕ等、及び、ＡｌＮｉ、ＡｌＴｉ等の合金からなる高反射率を示す金属膜を使用することが可能である。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。記録層としては、希土類金属としてＤｙまたは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。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。
【０１０１】
また、本発明に係る光磁気記録媒体は、上記構成に加えて、前記再生層の補償温度Ｔrcompは、前記再生層の面内磁化状態から垂直磁化状態に変化する温度よりも少なくとも３０℃高いか、キュリー温度Ｔrcまで常に前記再生層の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も大きく、前記記録層の償温度Ｔwcompが５０℃以下であるか、室温からキュリー温度Ｔwcまで常に前記記録層の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くてもよい。
【０１０２】
また、本発明に係る光磁気記録媒体は、上記構成に加えて、前記再生層の面内磁化状態から垂直磁化状態に変化する温度は１００℃ないし１５０℃であってもよい。
【０１０３】
また、本発明に係る光磁気記録媒体は、上記構成に加えて、前記記録層と前記保護層との間に、前記記録層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を有し、前記記録層と記録補助層との合計膜厚が３０ｎｍ以上であってもよい。
【０１０４】
また、本発明に係る光磁気記録媒体は、上記構成に加えて、前記記録補助層の補償温度Ｔicompが５０℃以下であるか、室温からキュリー温度Ｔicまで常に前記記録補助層の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くてもよい。
【０１０５】
【発明の効果】
以上のように、本発明の光磁気記録媒体は、基板上に、第１の透明誘電体層と、室温において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再生層と、第２の透明誘電体層と、金属膜層と、垂直磁化膜からなる記録層と、保護層とが順次積層されてなる構成である。
【０１０６】
また、本発明の光磁気記録媒体は、上記構成に加えて、前記第２の透明誘電体層の膜厚と金属膜層の膜厚との合計が６ｎｍないし４０ｎｍである構成である。
【０１０７】
本発明によれば、記録層から発生する漏洩磁界の大きさの温度依存性が再生特性に対して最適化され、小さい記録ビット径及びさらに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、十分な信号品質を得ることが可能になるという効果を奏する。
【０１０８】
また、記録を行う際に再生層から発生する漏洩磁界が小さくなり、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という効果を奏する。
【０１０９】
また、熱感度が改善され、再生レーザ光の低出力化及びより大きな再生信号を得ることが可能となるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の参考形態に係る光磁気ディスクの膜構成を示す図である。
【図２】  本発明の第１の実施形態に係る光磁気ディスクの膜構成を示す図である。
【図３】  本発明の第２の参考形態に係る光磁気ディスクの膜構成を示す図である。
【図４】  本発明の第２の実施形態に係る光磁気ディスクの膜構成を示す図である。
【図５】  本発明に係る光磁気ディスクと従来の光磁気ディスクとの再生特性の比較を示す図である。
【図６】  従来の光磁気ディスクの膜構成を示す図である。
【図７】  本発明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８】  本発明に係る光磁気ディスクの記録層の別の磁気特性を示す図である。
【図９】  本発明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１０】  本発明に係る光磁気ディスクの再生層の別の磁気特性を示す図である。
【符号の説明】
１    基板
２    第１の透明誘電体層
３    再生層
４    金属膜層
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    第２の透明誘電体層
１２    記録補助層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0004312425.tif 000021
【図７】
0004312425.tif 000022
【図８】
0004312425.tif 000023
【図９】
0004312425.tif 000024
【図１０】
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