(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気的に結合した少なくとも第１磁性層，第２磁性層及び第３磁性層をこの順に備え、第１磁性層と第２磁性層との間の第１交換結合力が温度の上昇に伴って弱くなり、第２磁性層と第３磁性層との間の第２交換結合力が温度の上昇と共に強くなる磁気特性を有し、
第１磁性層は希土類磁化優勢の垂直磁化膜であり、第２磁性層はキュリー温度まで補償点が見られない希土類磁化優勢の面内磁化膜であり、第３磁性層は遷移金属磁化優勢の垂直磁化膜であり、
第１，第２及び第３磁性層との相対移動を伴うビーム光照射で生じる媒体内温度分布における低温の領域で、第２交換結合力は第１磁性層の保磁力以下の大きさを有し、
前記低温の状態における、そのカー回転角のヒステリシスループが、記録方向の磁界を印加した後に、印加する磁界を零に戻してもカー回転角を維持するヒステリシスを有する光磁気記録媒体での前記媒体内温度分布における中間温度の領域で、第３磁性層の磁化方向を第１磁性層に転写して、第１磁性層に転写された磁化方向を読み出す光磁気記録媒体の再生方法であって、
前記ビーム光が照射される位置よりも相対移動の前方側に適宜距離離隔して配置されている永久磁石を用いて初期化磁界を記録方向に印加して、第２磁性層を初期化磁界の磁化方向に、第１磁性層の磁化方向を前記第１交換結合力により初期化磁界と逆方向にそれぞれ揃えて前記低温の領域でのフロントマスクを得、
前記ビーム光が照射される前記中間温度の領域では、温度の上昇に伴って強くなっている第２交換結合力により、第３磁性層の磁化方向が第２磁性層に転写され、温度の上昇に伴って弱くなっている第１交換結合力により、第２磁性層の磁化方向が第１磁性層に転写されて、第３磁性層の磁化方向の読み出しを行い、
前記中間温度の領域よりも前記相対移動の後方側の、前記ビーム光が照射される高温の領域では第１交換結合力が温度の上昇に伴って更に弱くなっていることにより、第１磁性層の磁化方向を総て記録方向と逆方向に揃えてリアマスクを得ることを特徴とする光磁気記録媒体の再生方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光磁気記録媒体の再生方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光磁気ディスクは高密度記録媒体として知られており、外部磁界の印加とビーム光の照射とを用いて媒体上にサブミクロン単位の記録信号（ビット）を形成する。これにより、フレキシブルディスク，ハードディスクのようなこれまでの外部記録媒体と比較して格段に記録容量を増大することが可能である。近年、急速に発展するマルチメディアの中で、増大する情報量に伴い光磁気ディスクの大容量化の要望が高まっている。
【０００３】
このような光磁気ディスクの記録容量を増大させる、即ち記録密度を高めるためにはビットをさらに縮小化すると共に周方向のビット間隔を詰めることが必要である。しかしながら、光磁気ディスクへのビットの記録再生は照射されるビーム光のスポット径によって制限される。スポット径以下の周期を有する小さなビットを再生するためには、ビームスポットを小さく絞れば良いが、ビームスポットは光源の波長λと対物レンズの開口数ＮＡとで制約され、その微細化には限界がある。
【０００４】
そこで、媒体のスポット内での温度分布を利用し、スポット内の特定温度領域からビットの読み出しを行なうことにより、スポット径以下の周期を有する小さなビットを再生できる磁気超解像（ＭＳＲ）再生方式が提案されている。
【０００９】
本願出願人は、特開平７−244877号公報において、基板上に積層された再生層，中間層及び記録層の３層の磁性層で構成されるＭＳＲ媒体を提案している。ここで提案された光磁気ディスクでは、夫々の層の材料組成，膜厚及び磁気特性を特定することにより、１ kＯｅ以下の外部磁界（再生磁界）の印加でのＭＳＲ再生を可能としている。本願発明者らはこのＭＳＲ媒体に付いてその磁気特性を測定した。その結果を以下に示す。図２０は、この光磁気ディスクの各磁性層間の交換結合力の温度特性を示すグラフである。縦軸は交換結合力を示し、横軸は温度を示している。
【００１０】
再生層と中間層との間の交換結合力（以下第１交換結合力という）は温度の上昇に従って弱くなり、記録層と中間層との交換結合力（以下第２交換結合力という）は温度の上昇に従って強くなる。これにより再生時には、高温領域（略180 ℃以上）及び低温領域（略100 ℃より低い領域）で第１及び第２交換結合力を越える程度の共通の外部磁界が印加され、光磁気ディスクの低温領域では第２交換結合力が切れて中間層の磁化方向が外部磁界の方向に揃ってマスクを形成する。また、高温領域では、第１交換結合力が切れて再生層の磁化方向が外部磁界の方向に揃ってマスクを形成するようになっている。
【００１１】
この光磁気ディスクの再生方式によると、高分解能での再生が可能であり、且つ外部磁界は数百Ｏｅで十分となる。これにより、再生磁界の印加のみでＭＳＲ再生が可能となり、再生装置の小型化が図られる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
このようなＭＳＲ媒体を再生する際には、数百Ｏｅの外部磁界を常時印加する必要がある。このような外部磁界を電磁石を用いて印加した場合には、記録再生装置の消費電力のうちで再生時の消費電力が占める割合が大きいという問題があった。
【００１４】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、所定の磁気特性を有する第１、第２及び第３磁性層を備えることにより、再生磁界を印加することなく、１ kＯｅ以下の初期化磁石による外部磁界の印加でＭＳＲ再生が可能となり、これにより再生時の消費電力を低減できる光磁気記録媒体の再生方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【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の再生方法は、磁気的に結合した少なくとも第１磁性層，第２磁性層及び第３磁性層をこの順に備え、第１磁性層と第２磁性層との間の第１交換結合力が温度の上昇に伴って弱くなり、第２磁性層と第３磁性層との間の第２交換結合力が温度の上昇と共に強くなる磁気特性を有し、第１磁性層は希土類磁化優勢の垂直磁化膜であり、第２磁性層はキュリー温度まで補償点が見られない希土類磁化優勢の面内磁化膜であり、第３磁性層は遷移金属磁化優勢の垂直磁化膜であり、第１，第２及び第３磁性層との相対移動を伴うビーム光照射で生じる媒体内温度分布における低温の領域で、第２交換結合力は第１磁性層の保磁力以下の大きさを有し、前記低温の状態における、そのカー回転角のヒステリシスループが、記録方向の磁界を印加した後に、印加する磁界を零に戻してもカー回転角を維持するヒステリシスを有する光磁気記録媒体での前記媒体内温度分布における中間温度の領域で、第３磁性層の磁化方向を第１磁性層に転写して、第１磁性層に転写された磁化方向を読み出す光磁気記録媒体の再生方法であって、前記ビーム光が照射される位置よりも相対移動の前方側に適宜距離離隔して配置されている永久磁石を用いて初期化磁界を記録方向に印加して、第２磁性層を初期化磁界の磁化方向に、第１磁性層の磁化方向を前記第１交換結合力により初期化磁界と逆方向にそれぞれ揃えて前記低温の領域でのフロントマスクを得、前記ビーム光が照射される前記中間温度の領域では、温度の上昇に伴って強くなっている第２交換結合力により、第３磁性層の磁化方向が第２磁性層に転写され、温度の上昇に伴って弱くなっている第１交換結合力により、第２磁性層の磁化方向が第１磁性層に転写されて、第３磁性層の磁化方向の読み出しを行い、前記中間温度の領域よりも前記相対移動の後方側の、前記ビーム光が照射される高温の領域では第１交換結合力が温度の上昇に伴って更に弱くなっていることにより、第１磁性層の磁化方向を総て記録方向と逆方向に揃えてリアマスクを得ることを特徴とする。
【００１６】
例えば光磁気ディスクのような光磁気記録媒体にビーム光を相対移動を伴って照射した場合に、光磁気ディスクの周方向に温度分布が形成される。情報が読出される温度領域は、ビーム光が照射されたスポット内で前記第１，第２及び第３磁性層の膜組成に応じて特定される。再生時に、ビーム光が照射されるスポットから適宜距離離隔した位置に備えられた永久磁石により初期化磁界を記録方向に印加することにより、情報読出しの領域の温度よりも光磁気ディスクの低温側の領域に磁界を印加したときには、まず第２磁性層が初期化磁界の向きに揃い、第１交換結合力により第１磁性層の磁化方向が揃う。この領域が再生用ビーム光の照射スポット近傍に近づくまでの時間の経過と共に、その磁化方向は元の状態に戻り易くなる。第１発明にあっては、情報読出しの領域の温度よりも低温側で、第１磁性層の保磁力が第２交換結合力以上の大きさである、換言すれば第２交換結合力は前記ビーム光の照射される所定領域までの低温領域で第２磁性層の磁化が前記第１磁性層との間の交換結合を維持するように第１磁性層の保磁力よりも小さくしてあるので、第１磁性層の磁化方向は時間の経過と共に元に戻ることはなく、照射スポット位置まで揃った状態を維持できる。これにより、低温領域で第３磁性層の磁化方向がマスクされる。
【００１７】
そして、情報が読出される温度領域即ち中間温度領域では第２交換結合力が強くなっているので第３磁性層の磁化方向が第１磁性層に転写され、これが読出される。中間温度領域よりも高温領域では、第１交換結合力が更に弱くなって切れるために第１磁性層の磁化方向はビット周辺の第１磁性層の磁化に揃い、再び第３磁性層の磁化方向がマスクされる。これにより、ビーム光の照射スポット近傍に再生用の磁界を印加しなくとも、低温領域及び高温領域にマスクが形成され、中間温度領域から情報を再生することができる。このように、本発明の光磁気記録媒体の再生方法では、低温領域に印加する磁界を永久磁石を用いて発生させるので、消費電力を低減することができる。
【００２８】
【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。
実施の形態１．
図１は、本発明の光磁気ディスクの再生時の磁化状態を示す図であり、図２はこの光磁気ディスクの膜構成を示す図である。光磁気ディスク１０はガラス製の基板１１上にＳｉＮからなる膜厚７０ｎｍの下地層１２、ＧｄＦｅＣｏからなる膜厚４０ｎｍの再生層１３（第１磁性層）、ＧｄＦｅからなる膜厚４０ｎｍの中間層１４（第２磁性層）、ＴｂＦｅＣｏからなる膜厚５０ｎｍの記録層１５（第３磁性層）及びＳｉＮからなる膜厚６０ｎｍの保護層１６をこの順に積層して構成してある。なお、再生層１３は希土類磁化優勢（以下ＲＥリッチという）の垂直磁化膜であり、中間層１４はキュリー温度まで補償点が見られないＲＥリッチの面内磁化膜であり、記録層１５は遷移金属磁化優勢（以下ＴＭリッチという）の垂直磁化膜である。なお、図１では基板１１，下地層１２及び保護層１６は省略して示している。
【００２９】
各層はＤＣスパッタ法により順次形成される。スパッタ条件は、ＳｉＮ層を成膜する場合はガス圧0.3 Ｐａ，投入電力0.8 ｋＷであり、各磁性層を成膜する場合はガス圧0.5 Ｐａ，投入電力1.0 ｋＷである。成膜はチャンバ内で、到達真空度５×10-5Ｐａ以下で行なった。基板１１上に下地層１２，再生層１３及び中間層１４を連続積層した後に、ベルジャー内にて略30分間放置し、その後、記録層１５及び保護層１６を積層した。ベルジャー内での放置は、中間層１４の記録層１５側の表面を酸化処理し、中間層１４と記録層１５との間の交換結合力を弱めるために行なった。
【００３０】
以上の如き構成の光磁気ディスク１０の記録層１５に形成されたビットを再生する場合には、光磁気ディスク１０の基板１１側から再生用レーザ光を照射する。図３は、本発明の光磁気ディスクを再生する際の光ヘッド及び初期化磁石の配置を示す説明図である。図中、１８は光ヘッドであり、再生用レーザ光を出射するレーザ光源と光磁気ディスク１０への照射のための光学系とを備え、光磁気ディスク１０の面に対向し、基板１１側からレーザ光を照射すべき位置に配されている。また、光磁気ディスク１０の中央を挟んで、レーザ光の照射スポットＳと180 °をなす位置に初期化磁石１７が配されている。初期化磁石１７はＢａフェライトからなる一般的な永久磁石である。
【００３１】
次に、図１に示す光磁気ディスク１０の再生時の磁化状態について説明する。まず、光磁気ディスク１０のレーザ光に対して前方側である低温領域（略100 ℃よりも低い領域）では中間層１４及び再生層１３のビットが夫々同方向に揃っており、記録層１５に記録されたビットをマスクしている（フロントマスク）。図４は光磁気ディスク１０の記録層１５と中間層１４との間の交換結合力（第２交換結合力）の温度依存性及び再生層１３の保磁力の温度依存性を示すグラフである。縦軸は交換結合力であり、横軸は温度を示している。
【００３２】
グラフから明らかなように、略100 ℃より低い温度において、
第２交換結合力  ≦  再生層１３の保磁力
が成り立つ。これにより、初期化磁石１７を通過時に再生層１３の磁化方向が一方向に揃えられ、この領域の磁化方向がレーザ光スポットＳ内に移動するまで維持されてフロントマスクを形成する。例えば上記の大小関係が逆になっている場合は、一方向に揃えられた磁化方向は、初期化磁石の磁界が作用しない領域に移動した時点で元に戻り、フロントマスクが形成されない。なお、再生層１３の遷移金属磁化が優勢になるほど保磁力発散の温度が低温側に移行し、光磁気ディスク１０の低温側で上記の大小関係が成り立たなくなり、フロントマスクの形成が困難になる。
【００３３】
このように、低温領域において中間層１４の磁化方向を定める初期化磁石の磁化方向は記録層１５の記録方向と同方向である。図５は、光磁気ディスク１０の低温状態において記録層１５の保磁力よりも小さい外部磁界内で測定したカー回転角θｋのヒステリシスループと、そのヒステリシスループにおける磁化状態とを示す図である。縦軸はカー回転角を示し、横軸は外部磁界で、右側は消去方向を左側は記録方向の磁界を示している。なお、記録層１５において磁化方向が上向きである部分が記録したビットに対応する。図から判るように、外部磁界を記録方向に印加してマスクが形成されている状態から外部磁界を零にした場合にマスク状態は維持されている。しかしながら、外部磁界を消去方向に印加してマスクが形成されている状態から外部磁界を零にした場合には転写状態になることが判る。これにより、初期化磁界によって揃った磁化方向が、初期化磁界が作用しない領域まで移動しても揃った状態を維持するためには、初期化磁界を記録方向に印加する必要があると言える。
【００３４】
そして図１に示す中間温度領域（略100 ℃〜略180 ℃の領域）では、第１及び第２交換結合力により、記録層１５の磁化方向が中間層１４を介して再生層１３に転写され、この開口部からビットが再生される。
【００３５】
また、高温領域（略180 ℃より高い領域）は中間層１４のキュリー温度を越えた領域であり、第１交換結合力が切れている。これにより、再生層１３の磁化方向はビット周辺の再生層１３の磁化方向に揃い、一方向に揃ってリアマスクを形成する。
【００３６】
以上の如き光磁気ディスク１０に、線速６ｍ／ｓ，記録用レーザ光のパワー７ｍＷ，記録磁界250 Ｏｅの条件で0.36μｍのビットを記録し、異なる大きさの再生磁界を印加して夫々の再生磁界で、600 Ｏｅの初期化磁界を印加した場合と初期化磁界が零の場合とのキャリア，ノイズを夫々測定した。図６はその結果を示すグラフである。縦軸はキャリア及びノイズを示し、横軸は再生磁界で正方向が記録方向、負方向が消去方向を示している。グラフから、600 Ｏｅの初期化磁界を印加した場合は、再生磁界を印加しなくても、従来の再生磁界を印加した場合と同じ程度のキャリアが生じていることが判る。このときＣＮ比は４８ｄＢであった。これに対して初期化磁界を印加しない場合は、再生磁界を零とするとキャリアがほどんど生じておらず、記録方向及び消去方向に400 Ｏｅ以上の再生磁界を印加することにより、初期化磁界が600 Ｏｅの場合と同程度のキャリアを生じている。なお、初期化磁界が600 Ｏｅの場合も初期化磁界が零の場合もノイズは同程度であった。
【００３７】
また、初期化磁界の大きさを異ならせて、上と同様の条件にて光磁気ディスク１０のキャリアを測定した。図７はその結果を示すグラフである。縦軸はキャリアを示し、横軸は再生磁界で正方向が記録方向、負方向が消去方向を示している。グラフから、初期化磁界が300 Ｏｅ程度までは、再生磁界を印加しない場合にキャリアは生じていないが、初期化磁界が600 Ｏｅ以上の場合に再生磁界を印加しなくても安定してキャリアが生じていることが判る。
【００３８】
このような第１の実施の形態の比較例として、再生層１３にＴＭリッチの垂直磁化膜を用いた光磁気ディスクを作成し、同様の条件にてキャリアを測定した。図８はその結果を示すグラフである。縦軸はキャリアを示し、横軸は再生磁界で正方向が記録方向、負方向が消去方向を示している。グラフから、600 Ｏｅの初期化磁界を印加した場合も、初期化磁界を印加しなかった場合も同じ結果であり、再生磁界を零とするとキャリアは生じなかった。このように実施の形態１の光磁気ディスク１０では、再生磁界を印加しなくても、600 Ｏｅ以上の初期化磁界を印加することによりＭＳＲ再生が可能であることが判った。
【００３９】
また、第１の実施の形態の他の例として再生層１３に補償組成の垂直磁化膜を用いた光磁気ディスクを作成し、同様の条件にてキャリアを測定した。また、初期化磁界１７の位置を異ならせてこの光磁気ディスクのキャリアを測定した。図９はこのときの初期化磁界１７の配置位置を示す図である。初期化磁石１７は、光磁気ディスク１０の中央を挟んで、レーザ光の前方側に照射スポットＳと60°をなす位置に初期化磁石１７が配されている。その他の構成は図３と同様であり、その説明を省略する。この初期化磁石１７の配置により、180 °の位置に配された場合よりも、低温で第２交換結合力が弱い領域にて磁化方向を揃えることができる。これにより、上述したような交換結合力と保磁力との上下関係を満たす温度範囲が低温側にシフトした磁気特性を有するような光磁気ディスクを再生する際に、フロントマスクを形成し易くなる。
【００４０】
図１０は、初期化磁石１７が180 °配置及び60°配置の結果を示すグラフである。縦軸はキャリアを示し、横軸は再生磁界で正方向が記録方向、負方向が消去方向を示している。図１０から、初期化磁石１７が180 °配置の場合は、600 Ｏｅの初期化磁界を印加した場合でも、初期化磁界を印加しなかった場合でもキャリアが生じていないことが判る。これに対して、初期化磁石が60°配置の場合は、600 Ｏｅの初期化磁界を印加した場合に、再生磁界を印加しなくても安定してキャリアが生じていることが判る。これにより、再生層１３が補償組成の場合でも、初期化磁界の位置を調整することにより、再生磁界を印加せずにＭＳＲ再生することができる。
【００４１】
実施の形態２．
上述した光磁気ディスクを実施の形態１とは製造の手順を異ならせて作成し、第２交換結合力を実施の形態と異ならせた。以下に示す如く製造手順が異なる他は、膜構成，材料組成，膜厚及びスパッタ条件等は実施の形態１と同様であり、ここでは説明を省略する。なお、再生層１３はＲＥリッチの垂直磁化膜を用いた。
【００４２】
ＤＣスパッタ法により、基板１１上に下地層１２，再生層１３及び中間層１４を連続して積層する。その後ベルジャー内に窒素を導入し、窒素雰囲気中に所定時間放置した。その後、中間層１４上に記録層１５及び保護層を積層した。窒素雰囲気中での放置は、中間層１４の記録層１５側の表面を窒化処理し、第２交換結合力を弱めるために行なった。この窒化処理の窒素流量に対する第２交換結合力の低下の程度を調べた。図１１はその結果を示すグラフであり、縦軸は第２交換結合力を示し、横軸は温度を示している。グラフから明らかなように、窒素流量が大きくなるに従い交換結合力が低下するが、３０sccm／５min を越えると殆ど低下は見られなくなり、５０sccm／５min とほぼ同程度の交換結合力を示している。図１１の結果に基づき、中間層１４表面に３０sccm／５min 流量で窒化処理を行なって光磁気ディスク１０を作成した。
【００４３】
以上の如き手順にて製造された光磁気ディスクに、実施の形態１と同様の条件にて記録層１５にビットを形成し、初期化磁界及び再生磁界を異ならせて光磁気ディスクに生じたキャリアを測定した。なお、初期化磁石１７は180 °配置にし、記録方向の初期化磁界を印加して測定した。図１２はその結果を示すグラフであり、縦軸はキャリアを示し、横軸は再生磁界で正方向が記録方向、負方向が消去方向を示している。グラフから判るように、300 Ｏｅ以上の初期化磁界を印加した場合は、再生磁界を印加しなくてもキャリアが生じている。400 Ｏｅ以上の初期化磁界を印加した場合は、再生磁界を印加しなくてもＣＮ比が４８ｄＢであった。また、200 Ｏｅ以下の初期化磁界を印加した場合又は初期化磁界を印加しない場合は、記録方向及び消去方向に300 Ｏｅ以上の再生磁界を印加することにより安定したキャリアが生じている。
【００４４】
また、第２の実施の形態の他の例として再生層１３に補償組成の垂直磁化膜を用いた光磁気ディスクを作成し、同様の条件にてキャリアを測定した。図１３はその結果を示すグラフである。縦軸はキャリアを示し、横軸は再生磁界で正方向が記録方向、負方向が消去方向を示している。図１３から、500 Ｏｅの初期化磁界を印加した場合は、再生磁界を印加しなくてもキャリアが生じていることが判る。この場合に４６ｄＢのＣＮ比が得られた。これに対して初期化磁界を印加しない場合は、300 Ｏｅ以上の再生磁界を印加することによりキャリアが生じていることが判る。中間層１４の記録層１５側の表面を窒化することにより、再生層１３が補償組成の場合でも、再生磁界を零にし、180 °配置の初期化磁石１７により初期化磁界を印加してＭＳＲ再生することができる。
【００４５】
このように、実施の形態２の光磁気ディスクでは、再生磁界を印加しなくても、400 Ｏｅ以上の初期化磁界を印加することによりＭＳＲ再生が可能であり、実施の形態１よりも小さい初期化磁界の印加で良いことが判る。これは、窒化処理により、実施の形態１と比較して実施の形態の方が第２交換結合力が低下したためであると考えられる。
【００４６】
以下に、第２交換結合力を弱めて外部磁界を低減できる光磁気ディスクについて詳述する。
実施の形態３．
図１４は実施の形態３の光磁気ディスクの膜構成を示す図である。光磁気ディスク２０は、ポリカーボネート製の基板上にＳｉＮからなる膜厚７０ｎｍの下地層、Ｇｄ26Ｆｅ61Ｃｏ13からなる再生層２３（補償温度：６０℃，ドミナント：ＲＥ，膜厚：４０ｎｍ）、Ｇｄ32Ｆｅ68からなる中間層２４（キュリー温度：２２０℃，補償温度：−，ドミナント：ＲＥ，膜厚：４０ｎｍ）、Ｔｂ24Ｆｅ56Ｃｏ20からなる記録層２５（キュリー温度：２６０℃，ドミナント：ＴＭ，膜厚：５０ｎｍ）、及びＳｉＮからなる膜厚６０ｎｍの保護層１６をこの順に積層して構成してある。中間層２４の記録層２５側の界面に窒化処理が施され、窒化膜２６が形成されている。なお、図１４には基板，下地層及び保護層は省略して示している。
【００４７】
各層はＤＣスパッタ法により順次形成される。図１５は光磁気ディスク２０の製造の手順を示すフローチャートであり、これに基づいて各層の形成の方法を説明する。スパッタ条件は、ＳｉＮ層を成膜する場合はＡｒとＮ2 の混合ガスを用い、各磁性層を成膜する場合は順Ａｒガスを用いる。成膜はチャンバ内で、到達真空度５×10-5Ｐａ以下で行なった。基板上に下地層を形成した後（ステップＳ１１）、再生層２３（ステップＳ１２）及び中間層２４（ステップＳ１３）を連続積層する。その後チャンバ内にＮ2 ガスを５分間導入して中間層２４の表面に窒素分子を拡散せしめて窒化膜２６を形成する（ステップＳ１４）。このときチャンバ内は1.2 Ｐａである。Ｎ2 ガス導入後、窒化膜２６上に記録層２５（ステップＳ１５）及び保護層（ステップＳ１６）を連続積層する。ステップＳ１４の窒化処理は中間層２４の記録層２５側の面に窒化膜を形成し、中間層２４と記録層２５との間の交換結合力を弱めるために行なった。
【００４８】
以上の手順にて製造された光磁気ディスク２０の記録再生特性を調べた。まず、消去用レーザ光をパワー８ｍＷで照射し、上向きの消去磁界を500 Ｏｅ印加して光磁気ディスク２０の全面を消去する。そして光磁気ディスク２０を線速６ｍ／ｓで回転させつつ、記録用レーザ光をパワー７ｍＷで照射して下向きの記録磁界を400 Ｏｅ印加して、周波数７．５ＭＨｚ，ｄｕｔｙ50％の記録を行なう。ビットの周方向の長さは0.4 μｍである。なお、レーザ光の波長は６８０ｎｍである。
【００４９】
この光磁気ディスク２０を再生する場合には、再生用のレーザ光を照射しつつ、上向きの再生磁界を印加する。再生パワーが2.5 ｍＷのレーザ光を照射したとき、ダブルマスクが形成されてＭＳＲ再生が可能になった。図１６は、光磁気ディスク２０の再生時の磁化状態を示す図である。図１６に示すように、ビームスポットＳ前方の低温領域（略100 ℃よりも低い領域）では、印加された再生磁界Ｈｒが第２交換結合力を越える大きさであるために、中間層２４が再生磁界Ｈｒと同方向に揃えられ、フロントマスクを形成している。ビームスポットＳ内の開口部となる中間温度領域（略100 ℃〜略180 ℃の領域）では第１及び第２交換結合力が働いて記録層２５のビットが再生層２３に転写される。そして、ビームスポットＳ後方の高温領域（略180 ℃の領域）では、再生磁界Ｈｒが第１交換結合力を越える大きさであるために、再生層２３が再生磁界Ｈｒと同方向に揃えられ、リアマスクを形成している。なお、消去磁界，記録磁界及び再生磁界は、何れも電磁石を用いて印加している。
【００５０】
このときの再生磁界Ｈｒは２００Ｏｅであった。磁性層に窒化を施さない従来のＭＳＲ媒体を再生する場合には、再生磁界Ｈｒは４５０Ｏｅ程度が必要であることから、実施の形態３では再生磁界Ｈｒを２００Ｏｅ以上低減することができた。また実施の形態３の光磁気ディスク２０を再生した際のＣＮ比は４９ｄＢであり、従来の光磁気ディスクと同程度で転写性は良好であった。このように、中間層２４の記録層２５側の面に窒化処理を施して第２交換結合力を弱めることにより、再生磁界Ｈｒを低減できることが判った。
【００５１】
また、実施の形態３と同様の光磁気ディスク２０を、窒素導入時間を１５分に延長して作成した。この光磁気ディスクは、２００Ｏｅの再生磁界の印加によりＭＳＲ再生が可能となり、実施の形態３と同様の結果を得た。これにより、第２交換結合の大きさは、中間層２４の表面の窒化処理時間の長さに依存しないことが判った。
【００５２】
実施の形態４．
実施の形態３では、中間層２４を形成した後に窒素を導入して中間層２４に窒化処理を施しているが、実施の形態４では記録層２５の中間層２４側に窒化処理を施した光磁気ディスク２０を作成し、その再生特性を調べた。図１７は、実施の形態４の光磁気ディスク２０の膜構成を示す図である。膜材料組成は、記録層２５の中間層２４側の所定膜厚分に窒化膜２６が形成されている以外は実施の形態３と同様であり、その説明を省略する。
【００５３】
実施の形態４の光磁気ディスク２０を作成する際には、基板上に下地層，再生層２３及び中間層２４を連続積層した後、ＡｒとＮ2 との混合ガスを用いて記録層２５の窒化膜２６部分を形成する。このときチャンバ内は3.6 Ｐａである。窒化膜２６を所定膜厚だけ成膜した後、Ｎ2 を排気し、Ａｒガスのみを用いて再び記録層２５を積層する。窒化膜２６形成の他の手順は図１５に示したフローチャートと同様であり、ステップＳ１４のＮ2 ガスのみを導入する処理の代わりに混合ガスを導入して窒化膜２６を形成する処理を行なう。
【００５４】
以上の如き構成の光磁気ディスク２０を、窒化膜２６の膜厚を0.5 ｎｍと２ｎｍとに異ならせて夫々作成し、これらの記録再生特性を調べた。記録再生条件は、実施の形態３と同様である。その結果、いずれの光磁気ディスク２０もダブルマスク再生が可能であったが、窒化膜２６が２ｎｍのものではＣＮ比が３６ｄＢしか得られなかった。窒化膜２６が0.5 ｎｍのものについては十分な値のＣＮ比が得られた。これにより、窒化処理された膜厚が厚すぎる場合は第２交換結合力が弱まり過ぎ、開口部での転写性が劣化するために、ＣＮ比が低くなると考えられる。このように、記録層２５の中間層２４側に所定膜厚の窒化膜２６を形成して第２交換結合力を弱めることにより、再生磁界Ｈｒを低減できることが判った。
【００５５】
実施の形態５．
図１８は実施の形態５の光磁気ディスクの膜構成を示す図である。本実施の形態５の光磁気ディスク３０は、中間層２４と記録層２５との間に珪素（Ｓｉ）からなる制御膜２７を介在してあり、制御膜２７は第２交換結合力を制御するはたらきを有する。なお制御膜２７は、Ｓｉのような半導体膜若しくはＳｉの窒化膜又は酸化膜であっても良いし、Ａｌ，Ｔｉ，Ｃｕ，Ａｕ若しくはこれらの窒化物又は酸化物からなる非磁性膜であっても良いし、Ｃｒのような反強磁性膜であっても良い。なお、その他の膜構成及び膜組成は実施の形態３と同様であり、その説明は省略する。
【００５６】
このような構成の光磁気ディスク３０を作成する際には、基板上に下地層，再生層２３及び中間層２４を連続積層した後、ＲＦスパッタ法によりＳｉからなる制御膜２７を形成する。制御膜２７を所定膜厚だけ成膜した後、再びＤＣスパッタ法により記録層２５を積層する。制御膜２７形成の他の手順は図１５に示したフローチャートと同様であり、ステップＳ１４のＮ2 ガスのみを導入する処理の代わりに制御膜２７を形成する処理を行なう。
【００５７】
以上の如き構成の光磁気ディスク３０を、制御膜２７の膜厚を0.5 ｎｍと1.0 ｎｍとに異ならせて夫々作成し、これらの記録再生特性を調べた。記録再生条件は、実施の形態３と同様である。その結果、制御膜２７が0.5 ｎｍのものは、２００Ｏｅ程度の再生磁界ＨｒでＭＳＲ再生が可能であり、転写性も劣化していなかった。これに対して制御膜２７の膜厚が1.0 ｎｍのものでは記録層２５のビットが転写されず、再生できなかった。これにより、半導体，非磁性体又は反強磁体からなる制御膜２７の膜厚が厚すぎる場合は第２交換結合力が弱まり過ぎ、開口部での転写性が劣化するために、ＣＮ比が低くなると考えられる。このように、中間層２４と記録層２５との間に交換結合力を弱める所定膜厚の制御膜２７を形成して第２交換結合力を弱めることにより、再生磁界Ｈｒを低減できることが判った。
【００５８】
実施の形態６．
上述した実施の形態３，４では、中間層２４と記録層２５との界面を窒化することにより、第２交換結合力を低下せしめることを説明しているが、低温領域で面内磁気異方性が大きく、中間温度領域では垂直磁気異方性が大きくなるような磁性層を中間層２４と記録層２５との界面に形成することによっても、再生磁界を低減することができる。以下、このような構成の光磁気ディスクについて説明する。
【００５９】
図１９は、実施の形態６の光磁気ディスクの膜構成と再生時の形態の磁化状態を示す図である。実施の形態６の光磁気ディスク３０は、ポリカーボネート製の基板上にＳｉＮからなる膜厚７０ｎｍの下地層、Ｇｄ26Ｆｅ61Ｃｏ13からなる再生層２３（補償温度：６０℃，ドミナント：ＲＥ，膜厚：４０ｎｍ）、Ｇｄ32Ｆｅ68からなる中間層２４（キュリー温度：２２０℃，補償温度：−，ドミナント：ＲＥ，膜厚：４０ｎｍ）、Ｇｄ33Ｆｅ38Ｃｏ29からなる制御膜２７（キュリー温度：＞４００℃，補償温度：２２０℃，ドミナント：ＲＥ，膜厚：５ｎｍ）、Ｔｂ24Ｆｅ56Ｃｏ20からなる記録層２５（キュリー温度：２６０℃，ドミナント：ＴＭ，膜厚：５０ｎｍ）、及びＳｉＮからなる膜厚６０ｎｍの保護層１６をこの順に積層して構成してある。中間層２４と記録層２５との間に介在する制御膜２７は第２交換結合力を制御する目的で形成してある。なお、図１９では基板，下地層及び保護層を省略して示している。
【００６０】
このような構成の光磁気ディスク３０を作成する際には、基板上に下地層，再生層２３及び中間層２４を積層した後、５ｎｍの膜厚の制御膜２７及び記録層２５を連続積層する。制御膜２７形成の他の手順は図１５に示したフローチャートと同様であり、ステップＳ１４のＮ2 ガスのみを導入する処理の代わりに制御膜２７を形成する処理を行なう。
【００６１】
図１９に示すように、ビームスポットＳの前方側の低温領域（略100 ℃より低い領域）では制御膜２７の磁化方向が面内方向を向いており、第２交換結合力を弱めている。このために、制御膜２７が介在しない膜構成の場合よりも小さい再生磁界Ｈｒの印加で中間層２４及び再生層２３がフロントマスクを形成する。また、ビームスポットＳ内の開口部（略100 ℃〜略180 ℃の領域）では、制御膜２７の磁化方向が垂直方向となり、記録層２５と中間層２４との間で第２交換結合力を強めるはたらきをする。また、ビームスポットＳの後方側の高温領域（略180 ℃より高い領域）では同様に第２結合力を強めているが、第１交換結合力が切れた再生層２３が磁化方向を再生磁界Ｈｒに揃え、リアマスクを形成している。
【００６２】
以上の如き構成の実施の形態６の光磁気ディスク３０と、中間層２４，制御膜２７の組成を異ならせた比較例Ａ，Ｂ，Ｃの光磁気ディスクとを作成し、これらの記録再生特性を調べた。各組成及び記録再生特性の結果を表１に示す。また、中間層２４及び制御膜２７に用いられた希土類−遷移金属合金の磁気特性を表２に示す。なお、記録再生特性の結果は、従来よりも小さい再生磁界でダブルマスクが形成できたものには‘Ｈｒ’の欄に‘○’を、できなかったものには‘×’を付し、再生特性が良好なものには‘Ｃ／Ｎ’の欄に‘○’を、劣化しているものには‘×’を付している。
【００６３】
【表１】
0003756052.tif 000002
【００６４】
【表２】
0003756052.tif 000003
【００６５】
表１から判るように、実施の形態６の光磁気ディスク３０では、２００Ｏｅの再生磁界ＨｒでＭＳＲ再生が可能であり、４９ｄＢのＣＮ比が得られた。これに対して、比較例Ａでは再生磁界Ｈｒを低減することはできたが、ＣＮ比が低く、転写性が劣化した。比較例Ｂ及び比較例Ｃでは十分なＣＮ比を得ることができたが、再生磁界Ｈｒを低減することはできなかった。表２に示すように、比較例ＡのＧｄ34Ｆｅ66はＧｄ32Ｆｅ68よりもＧｄ組成が高いために交換結合力が弱い。比較例Ａの転写性が劣化したのは、中間層２４の交換結合力が低温領域と中間温度領域との両領域で弱いためにＳＮ比が低くなって再生性能が劣化したためと考えられる。また比較例Ｂ，Ｃでは、制御膜２７の垂直磁化方向となる温度範囲が中間層２４のキュリー温度よりも低温側に大きく広がっているために低温領域で第２交換結合力が強められてしまい、小さい再生磁界Ｈｒではフロントマスクが形成されないからと考えられる。
【００６６】
これに対して実施の形態６では、制御膜２７の垂直磁化方向となる温度範囲が中間層２４のキュリー温度近傍であるので、光磁気ディスク３０の低温領域では第２交換結合力を弱め、開口部では第２交換結合力を強める。これにより小さい再生磁界Ｈｒが印加された場合でもフロントマスクは形成され、且つ転写性も良好となる。このように、制御膜２７が略100 ℃以下の室温でＲＥリッチの面内磁化膜であり、制御膜２７が垂直磁化膜となる温度範囲が転写温度領域、即ち中間層２４のキュリー温度近傍である場合に、この制御膜２７を中間層２４と記録層２５との間に介在させることにより、再生特性を劣化させることなく再生磁界Ｈｒを低減できることが判った。
【００６７】
なお、実施の形態６の制御膜２７を５ｎｍ以上の膜厚で積層した光磁気ディスクを作成し、同様に記録再生特性を測定したところ、小さい再生磁界でダブルマスクは形成されたが再生信号振幅及びＳＮ比が低下していた。このように、制御膜２７の膜厚が５ｎｍよりも厚い場合は、第２交換結合力が低温領域と中間温度領域との両領域で弱まるために、再生特性が劣化すると言える。
【００６８】
なお、上述した実施の形態にて中間層２４と記録層２５との間に形成された窒化膜２６は、これに限るものではなく、酸化処理された酸化膜であっても良い。上述した窒素導入量と同程度の酸素量を導入することにより、中間層２４と記録層２５との界面を酸化処理することにより、第２交換結合力が弱められて同様の効果が得られる。
【００６９】
また、上述した実施の形態の磁性層の組成，膜厚等はこれに限るものではなく、一例を記載したに過ぎない。
【００７０】
【発明の効果】
以上のように、従来の光磁気記録媒体の再生時には電磁石を用いて再生磁界を印加していたが、本発明では初期化磁石である永久磁石を再生磁界の発生にも兼用するようにしたので、従来に比して光磁気記録媒体の再生装置の全体としての消費電力を大きく削減することが可能になる。このことは無駄な発熱を抑制する効果も併せて発揮するので、光磁気記録媒体が熱により変形する虞が少なくなり、再生結果もより高品質となる。
【００７１】
さらに、第２交換結合力を弱める制御層を設ける場合は低温領域で第２交換結合力が弱まるので、初期化磁界の記録方向への印加でマスクを容易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光磁気ディスクの再生時の磁化状態を示す図である。
【図２】本発明の光磁気ディスクの膜構成図である。
【図３】本発明の光磁気ディスクの再生装置の光ヘッド及び初期化磁石を示す図である。
【図４】第１の実施の形態の光磁気ディスクの第２交換結合力と再生層の保磁力との関係を示すグラフである。
【図５】第１の実施の形態の光磁気ディスクの低温状態におけるカー回転角のヒステリシスループと磁化状態を示す図である。
【図６】第１の実施の形態の光磁気ディスクの再生磁界依存性を示すグラフである。
【図７】第１の実施の形態の光磁気ディスクの再生磁界及び初期化磁界依存性を示すグラフである。
【図８】比較例の光磁気ディスクの再生磁界依存性を示すグラフである。
【図９】本発明の光磁気ディスクの他の再生装置の光ヘッド及び初期化磁石を示す図である。
【図１０】第１の実施の形態の他の光磁気ディスクの再生磁界依存性を示すグラフである。
【図１１】第２の実施の形態の光磁気ディスクの第２交換結合力の温度依存性を示すグラフである。
【図１２】第２の実施の形態の光磁気ディスクの再生磁界依存性を示すグラフである。
【図１３】第２の実施の形態の他の光磁気ディスクの再生磁界依存性を示すグラフである。
【図１４】  第３の実施の形態の光磁気ディスクの膜構成図である。
【図１５】  第３の実施の形態の光磁気ディスクの製造の手順を示すフローチャートである。
【図１６】  第３の実施の形態の光磁気ディスクの再生時の磁化状態を示す図である。
【図１７】  第４の実施の形態の光磁気ディスクの膜構成図である。
【図１８】  第５の実施の形態の光磁気ディスクの膜構成図である。
【図１９】  第６の実施の形態の光磁気ディスクの膜構成と再生時の磁化状態を示す図である。
【図２０】特開平7-244877号公報の光磁気ディスクの各磁性層間の交換結合力を示すグラフである。
【符号の説明】
１０，２０，３０  光磁気ディスク
１１  基板
１２  下地層
１３，２３  再生層
１４，２４  中間層
１５，２５  記録層
１６  保護層
２６  窒化膜
２７  制御膜
【図１】
0003756052.tif 000004
【図２】
0003756052.tif 000005
【図３】
0003756052.tif 000006
【図４】
0003756052.tif 000007
【図５】
0003756052.tif 000008
【図６】
0003756052.tif 000009
【図７】
0003756052.tif 000010
【図８】
0003756052.tif 000011
【図９】
0003756052.tif 000012
【図１０】
0003756052.tif 000013
【図１１】
0003756052.tif 000014
【図１２】
0003756052.tif 000015
【図１３】
0003756052.tif 000016
【図１４】
0003756052.tif 000017
【図１５】
0003756052.tif 000018
【図１６】
0003756052.tif 000019
【図１７】
0003756052.tif 000020
【図１８】
0003756052.tif 000021
【図１９】
0003756052.tif 000022
【図２０】
0003756052.tif 000023