(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
室温において面内磁化状態であり臨界温度以上の温度で垂直磁化状態に移行する再生層と、前記臨界温度近傍の温度で磁化が減少する面内磁化層と、非磁性膜からなる中間層と、垂直磁化膜からなり情報を光磁気記録する記録層とが、光ビームの入射側からこの順にて積層されており、
前記再生層と前記面内磁化層とが交換結合しており、かつ、前記中間層は、前記再生層及び前記面内磁化層と前記記録層との交換結合を遮断することを特徴とする光磁気記録媒体。
【請求項２】
前記中間層と前記記録層との間にさらに反射層を有することを特徴とする請求項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において、
前記面内磁化層は、前記臨界温度近傍の温度で磁化が消失しているものであることを特徴とする光磁気記録媒体。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の光磁気記録媒体において、
前記面内磁化層は、前記臨界温度近傍の温度で、前記再生層との交換結合を解いて前記再生層に前記記録層からの浮遊磁化を転写させるように、設定されてなることを特徴とする光磁気記録媒体。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の光磁気記録媒体において、
前記面内磁化層のキュリー温度が、前記臨界温度と略同一であることを特徴とする光磁気記録媒体。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の光磁気記録媒体において、
面内磁化層が、ＧｄＦｅ合金、ＧｄＦｅＡｌ合金、ＧｄＦｅＴｉ合金、ＧｄＦｅＴａ合金、ＧｄＦｅＰｔ合金、ＧｄＦｅＡｕ合金、ＧｄＦｅＣｕ合金、ＧｄＦｅＡｌＴｉ合金、ＧｄＦｅＡｌＴａ合金のいずれかの合金からなることを特徴とする光磁気記録媒体。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の光磁気記録媒体において、
前記面内磁化層の膜厚が、２ｎｍ以上４０ｎｍ以下であることを特徴とする光磁気記録媒体。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の光磁気記録媒体において、
前記再生層の膜厚が、１０ｎｍ以上８０ｎｍ以下であることを特徴とする光磁気記録媒体。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の光磁気記録媒体において、前記中間層の膜厚が１ｎｍ以上８０ｎｍ以下であることを特徴とする光磁気記録媒体。
【請求項１０】
請求項２に記載の光磁気記録媒体において、
前記反射層の膜厚が、２ｎｍ以上４０ｎｍ以下であることを特徴とする光磁気記録媒体。
【請求項１１】
請求項２または請求項１０に記載の光磁気記録媒体において、
前記反射層は、結晶化していない金属或いは金属合金からなることを特徴とする光磁気記録媒体。
【請求項１２】
請求項２、請求項１０に記載の光磁気記録媒体において、
前記反射層は、ＡｌとＡｌ以外の金属との合金からなることを特徴とする光磁気記録媒体。
【請求項１３】
室温において面内磁化状態であり臨界温度以上の温度で垂直磁化状態に移行する再生層と、前記臨界温度近傍の温度で磁化が減少する面内磁化層と、非磁性膜からなる中間層と、垂直磁化膜からなり情報を光磁気記録する記録層とが、光ビームの入射側からこの順に積層されており、
前記再生層と前記面内磁化層とが交換結合しており、かつ、前記中間層は、前記再生層及び前記面内磁化層と前記記録層との交換結合を遮断する光磁気記録媒体の再生方法であって、
前記光磁気記録媒体に対して光ビームを照射して、前記再生層とそれに隣接する前記面内磁化層との交換結合力を弱めて、前記再生層を垂直磁化状態とす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及びその再生方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、書き換え可能な光記録媒体として、光磁気記録媒体が広く使用されている。光磁気記録媒体では、光磁気記録媒体上に半導体レーザからの光ビームを集光することにより、情報の記録再生を行う。しかしながら、従来より、このような光磁気記録媒体では、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問題がある。これは、目的とする記録ビット上に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ためである。
【０００３】
上記問題を解決する光磁気記録媒体として、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、垂直磁化膜からなり情報を記録する記録層と、再生層と記録層との間に設けられた非磁性中間層とを有しており、再生層と記録層とが静磁結合した構造の光磁気記録媒体が提案されている（特開平６−１５０４１８号公報）。
【０００４】
この光磁気記録媒体では、再生層中の面内磁化状態にある部分の記録磁区情報からは情報が再生されない、つまりその部分がマスクされる。このため、再生層上に集光された光ビームのビーム径内に複数の記録ビットが入る場合においても、光ビームのパワーと再生層が垂直磁化状態となる温度を適当に設定しておけば、個々の記録ビットを分離して再生することができる。したがって、記録ビットを高密度化することが可能となる。
【０００５】
【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号公報に記載された構造の光記録媒体では、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再生を行う場合、面内磁化状態にある再生層によるマスクが不十分となり、十分な再生信号が得られなくなるという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされたものであり、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、十分な再生信号を得ることのできる光記録媒体及びその再生方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成する本発明の光磁気記録媒体は以下のようなものである。
【０００８】
（１）請求項１に記載の光磁気記録媒体は、室温において面内磁化状態であり臨界温度以上の温度で垂直磁化状態に移行する再生層と、臨界温度近傍の温度で磁化が減少する面内磁化層と、非磁性膜からなる中間層と、垂直磁化膜からなり情報を光磁気記録する記録層とが、光ビームの入射側からこの順にて積層されており、前記再生層と前記面内磁化層とが交換結合しており、かつ、前記中間層は、前記再生層及び前記面内磁化層と前記記録層との交換結合を遮断するものである。
【０００９】
上記構成によれば、臨界温度以下では面内磁化層と再生層とが交換結合するため、再生層における面内磁化によるマスクが強調され、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、十分な再生信号を得ること、すなわち、磁気的超解像再生が可能となる。また、中間層により、再生層及び面内磁化層と記録層との交換結合を完全に遮断し、再生層及び面内磁化層と記録層との間に良好な静磁結合を実現することが可能となる。
【００１０】
（２）請求項２に記載の光磁気記録媒体は、前記中間層と前記記録層との間にさらに反射層を有するものである。
【００１１】
この構成によれば、再生層と面内磁化層のトータル膜厚が薄くなり、再生層と面内磁化層とを透過した再生用の光ビームが反射層により反射され、磁気的超解像再生にとって不要な記録層からの情報再生を完全に遮断することが可能となり、磁気的超解像再生特性が改善される。
【００１２】
（３）請求項３に記載の光磁気記録媒体は、面内磁化層が、臨界温度近傍の温度で磁化が消失しているものである。
【００１３】
本構成では、臨界温度近傍において面内磁化層の磁化が消失しているため、再生層の磁化の向きは面内磁化層により規定されなくなり、再生層への記録層からの浮遊磁界の転写を容易に行うことが可能となる。
【００１４】
（４）請求項４に記載の光磁気記録媒体は、面内磁化層が、臨界温度近傍の温度で、再生層との交換結合を解いて再生層に記録層からの浮遊磁化を転写させるように、設定されてなるものである。
【００１５】
上記構成によれば、臨界温度以下では面内磁化層と再生層とが交換結合することにより、再生層における面内磁化によるマスクが強調される。また、臨界温度以上では、再生層に記録層からの浮遊磁化が転写される。このため、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、十分な再生信号を得ること、すなわち、磁気的超解像再生が可能となる。
【００１６】
（５）請求項５に記載の光磁気記録媒体は、面内磁化層のキュリー温度が、臨界温度と略同一であるものである。
【００１７】
この構成では、面内磁化層の温度が臨界温度と略同一となったときに、面内磁化層の磁化が消失する。このため、臨界温度以下では再生層と面内磁化層が交換結合して、再生層の磁化の向きが面内磁化層により規定される。一方、臨界温度以上では面内磁化層の磁化が消失するため、再生層の磁化の向きは面内磁化層により規定されなくなり、垂直磁化状態となる。したがって、臨界温度以下において、再生層の磁化の向きが膜面に対して傾くようなことがなくなり面内磁化マスクが強調される。また、臨界温度以上では、再生層に、記録層からの磁化を容易に転写することが可能となる。
【００１８】
（６）請求項６に記載の光磁気記録媒体は、面内磁化層がＧｄＦｅ合金，ＧｄＦｅＡｌ合金，ＧｄＦｅＴｉ合金，ＧｄＦｅＴａ合金，ＧｄＦｅＰｔ合金，ＧｄＦｅＡｕ合金，ＧｄＦｅＣｕ合金，ＧｄＦｅＡｌＴｉ合金，ＧｄＦｅＡｌＴａ合金のいずれかの合金からなるものである。
【００１９】
上記構成によれば、面内磁化層と再生層との間の良好な交換結合状態を実現することが可能となり、再生層における面内磁化によるマスクが強調され、良好な磁気的超解像再生を実現することが可能となる。
【００２０】
（７）請求項７に記載の光磁気記録媒体は、面内磁化層の膜厚が、２ｎｍ以上４０ｎｍ以下であるものである。
【００２１】
上記構成によれば、面内磁化層と再生層との間に働く交換結合力が良好な状態に設定され、再生層における面内磁化によるマスクを良好に強調することが可能となる。
【００２２】
（８）請求項８に記載の光磁気記録媒体は、再生層の膜厚が、１０ｎｍ以上８０ｎｍ以下であるものである。
【００２３】
上記構成によれば、再生層における面内磁化によるマスクを良好に強調することが可能となる。また、再生層膜厚が最適化されることにより、良好な再生信号を得ることが可能となる。
【００２４】
（９）請求項９に記載の光磁気記録媒体は、中間層の膜厚が１ｎｍ以上８０ｎｍ以下であるものである。
【００２５】
この構成によれば、非磁性中間層膜厚が最適化されることにより、良好な静磁結合状態が実現され、磁気的超解像再生を実現することが可能となる。
【００２６】
（１０）請求項１０に記載の光磁気記録媒体は、反射層の膜厚が２ｎｍ以上４０ｎｍ以下であるものである。
【００２７】
上記構成によれば、反射層膜厚が最適化されることにより、再生用の光ビームが反射層により反射され、磁気的超解像再生特性が改善されるとともに、再生層及び面内磁化層と記録層との間に働く静磁結合力を良好な状態に維持することが可能となる。
【００２８】
（１１）請求項１１に記載の光磁気記録媒体は、反射層が、結晶化していない金属あるいは金属合金からなるものである。
【００２９】
上記構成によれば、良好な磁気的超解像再生を実現することが可能となるとともに、反射層上に形成される記録層の磁気特性が改善され、より小さな消去磁界で消去可能な光磁気ディスクを提供することが可能となる。また、本発明の光磁気記録媒体の再生方法は以下のものである。
【００３０】
（１２）請求項１２に記載の光磁気記録媒体は、前記反射層は、ＡｌとＡｌ以外の金属との合金からなるものである。
【００３１】
（１３）請求項１３の光磁気記録媒体の再生方法は、室温において面内磁化状態であり臨界温度以上の温度で垂直磁化状態に移行する再生層と、前記臨界温度近傍の温度で磁化が減少する面内磁化層と、非磁性膜からなる中間層と、垂直磁化膜からなり情報を光磁気記録する記録層とが、光ビームの入射側からこの順に積層されており、前記再生層と前記面内磁化層とが交換結合しており、かつ、前記中間層は、前記再生層及び前記面内磁化層と前記記録層との交換結合を遮断する光磁気記録媒体の再生方法であって、前記光磁気記録媒体に対して光ビームを照射して、前記再生層とそれに隣接する前記面内磁化層との交換結合力を弱めて、前記再生層を垂直磁化状態とするものである。
【００３２】
上記構成によれば、上記のような光磁気記録媒体から、磁気的超解像再生を行うことが可能となる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて詳細に説明する。
【００３４】
まず、光磁気記録媒体の再生動作原理を説明する。図１は本発明の光磁気記録媒体の超解像再生動作原理を説明する断面図であり、図２は従来の超解像再生動作原理を説明する断面図である。
【００３５】
まず、従来の超解像再生動作について説明する。従来の超解像光磁気記録媒体は、図２に示すように、室温で面内磁化状態であり、臨界温度以上の温度で垂直磁化状態となる希土類金属と遷移金属との合金からなる再生層１と、室温に補償温度を有する希土類金属と遷移金属との合金からなる記録層４との間に非磁性中間層３が形成され、再生層１と記録層４とが静磁結合した構成である。
【００３６】
再生は、光ビーム５を再生層１側から集光照射することにより行われる。光ビーム５が照射されると、媒体には光ビーム５の強度分布に対応したガウシアン分布状の温度分布が形成される。再生層１は、その温度が分布に伴って面内磁化状態から垂直磁化状態へと遷移する。図２では、Ｚ部が臨界温度以上となっており、この部分が垂直磁化状態となる。このとき、再生層１のＺ部のトータル磁化の向きは記録層４から発生する漏洩磁界の向きとなる。このように、この光磁気記録媒体では、理想的には光スポット５が照射された部分の一部のみが垂直磁化状態となって再生に寄与することとなり、超解像再生動作が実現する。
【００３７】
上記したように、この光磁気記録媒体の再生においては、再生層１が垂直磁化状態となる臨界温度以上の範囲のみの情報が再生されることが望ましいが、実際には、臨界温度以下の範囲においても図２におけるＺ部の近傍では、再生層１の磁化は、記録層４のトータル磁化から発生する漏洩磁界の影響を受けて、膜面に対して傾いた磁化状態となる、つまり、再生に寄与する垂直磁化成分を有することになる。これは、記録層４から発生する漏洩磁界が温度上昇に伴い徐々に大きくなることと、再生層１の磁化状態が温度上昇に伴って徐々に面内磁化状態から垂直磁化状態へと遷移することによる。したがって、Ｚ部に記録された情報を再生する場合に、そのＺ部の近傍の臨界温度以下の範囲の情報をも同時に再生してしまい、再生分解能劣化が発生してしまう。
【００３８】
ここで、再生層１においては、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となる特性を実現するため、希土類金属副格子モーメントの大きさと遷移金属副格子モーメントの大きさとが同じ大きさになる補償組成に対して、希土類金属副格子モーメントを多く含有していることが必要であり、再生層１の遷移金属副格子モーメントの向きとトータル磁化の向きとが反平行となる。一方、記録層４においては、室温に補償温度を有する希土類遷移金属合金が用いられており、温度上昇過程において、遷移金属副格子モーメントの大きさが希土類金属副格子モーメントより大きくなるため、記録層４の遷移金属副格子モーメントの向きとトータル磁化の向きとは平行となる。
【００３９】
次に、図１に示す本発明の超解像光磁気記録媒体の再生動作原理を説明する。この光記録媒体では、再生層１に隣接して、面内磁化層２が形成されている。この面内磁化層２は、臨界温度以上の温度において磁化を持たないか、あるいは、臨界温度近傍の温度で磁化の大きさが温度上昇とともに小さくなるように設定されている。
【００４０】
このような光磁気記録媒体では、再生層１と面内磁化層２は隣接しているため、面内磁化層２の面内磁化と再生層１の面内磁化とは臨界温度以下では交換結合している。したがって、再生層１の磁化の方向は正確に面内方向を向くこととなる。
【００４１】
また、この光磁気記録媒体に光ビーム５が照射され、光ビーム５の強度分布に対応したガウシアン分布状の温度分布が形成されると、面内磁化層２は、その温度分布に起因する温度上昇に伴って磁化の大きさが小さくなる或いは消失する。一方、再生層１は、その温度上昇に伴って面内磁化状態から垂直磁化状態へと遷移しようとする。このため、温度上昇とともに面内磁化層２と再生層１との交換結合力が弱くなり、臨界温度以上では、再生層１が垂直磁化状態となる。このとき、再生層１のＺのトータル磁化の向きは記録層４から発生する漏洩磁界の向きとなる。
【００４２】
以上のように、本発明の光磁気記録媒体では、臨界温度以下では、面内磁化層２の面内磁化と再生層１の面内磁化とが交換結合し、面内磁化状態が保持され、臨界温度以上でのみ、面内磁化層２の磁化が小さくなり交換結合力が弱くなって、再生層１が垂直磁化状態となる。このため、目的とする再生層１の臨界温度以上の範囲のみの情報を再生することが可能となる。
【００４３】
〔第１の実施の形態〕
本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明すれば以下の通りである。本実施の形態では、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。
【００４４】
図３はこの光磁気ディスクの構成を示す断面図である。この光磁気ディスクは、基板６，透明誘電体層７，再生層１，面内磁化層２，非磁性中間層３，記録層４，保護層８，オーバーコート層９が、この順にて積層されたディスク本体を有している。
【００４５】
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５が対物レンズにより再生層１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。上記極カー効果とは、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。
【００４６】
基板６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。
【００４７】
透明誘電体層７は、ＡｌＮ，ＳｉＮ，ＡｌＳｉＮ等の酸素を含まない材料で構成されることが望ましく、その膜厚は、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される必要があり、再生光の波長をλ，透明誘電体層７の屈折率をｎとした場合、透明誘電体層７の膜厚は（λ／４ｎ）程度に設定される。例えば、レーザ光の波長を６８０ｎｍとした場合、透明誘電体層７の膜厚を４０ｎｍ〜１００ｎｍ程度に設定すれば良い。
【００４８】
再生層１は、希土類遷移金属合金からなる磁性膜であり、その磁気特性が、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ている。
【００４９】
面内磁化層２は、希土類遷移金属合金、または、希土類金属、または、遷移金属を主成分とする磁性膜からなり、膜面に水平な方向に磁化を有するものである。上記したように、面内磁化層２は、臨界温度以下の温度で再生層１の面内磁化状態を保持し、臨界温度以上において磁化が弱くなり記録層４から発生する漏洩磁界が透過しやすくなるように、組成調整されている。
【００５０】
非磁性中間層３は、ＡｌＮ，ＳｉＮ，ＡｌＳｉＮ等の誘電体、または、Ａｌ，Ｔｉ，Ｔａ等の非磁性金属合金からなり、再生層１及び面内磁化層２と記録層４とが静磁結合すべく、その膜厚が１〜４０ｎｍに設定されている。
【００５１】
記録層４は、希土類遷移金属合金からなる垂直磁化膜からなり、その膜厚が、２０〜８０ｎｍの範囲に設定されている。
【００５２】
保護層８は、ＡｌＮ，ＳｉＮ，ＡｌＳｉＮ等の誘電体、または、Ａｌ，Ｔｉ，Ｔａ等の非磁性金属合金からなり、再生層１や記録層４に用いる希土類遷移金属合金の酸化を防止する目的で形成されるものであり、その膜厚が５ｎｍ〜６０ｎｍの範囲に設定されている。
【００５３】
オーバーコート層９は、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、または、加熱するかによって形成される。
【００５４】
次に、この構成の光磁気ディスクの形成方法及び記録再生特性の具体例を説明する。
【００５５】
（１）光磁気ディスクの形成方法
上記構成の光磁気ディスクの形成方法について説明する。
【００５６】
まず、Ａｌターゲットと、ＧｄＦｅＣｏ合金ターゲットと、ＧｄＦｅＡｌ合金ターゲットと、ＧｄＤｙＦｅＣｏ合金ターゲットとをそれぞれ備えたスパッタ装置内の基板ホルダーに、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６を配置する。そして、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６にＡｌＮからなる透明誘電体層７を膜厚８０ｎｍで形成する。
【００５７】
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、上記透明誘電体層７上に、Ｇｄ0.30（Ｆｅ0.80Ｃｏ0.20）0.70からなる再生層１を膜厚４０ｎｍで形成する。その再生層１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、その補償温度が３００℃、そのキュリー温度が３２０℃である。
【００５８】
続いて、ＧｄＦｅＡｌ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０-3Ｔｏｒｒとし、上記再生層１上に、（Ｇｄ0.11Ｆｅ0.89）0.75Ａｌ0.25からなる面内磁化層２を膜厚２０ｎｍで形成する。その面内磁化層２は、キュリー温度が１２０℃であり、室温からキュリー温度（１２０℃）まで、膜面に平行な方向に磁化を有する面内磁化層である。
【００５９】
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、面内磁化層２上にＡｌＮからなる非磁性中間層３を膜厚４ｎｍで形成する。
【００６０】
続いて、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、ＧｄＤｙＦｅＣｏ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０-3Ｔｏｒｒとし、上記非磁性中間層３上に、（Ｇｄ0.50Ｄｙ0.50）0.23（Ｆｅ0.80Ｃｏ0.20）0.77からなる記録層４を膜厚４０ｎｍで形成する。その記録層４は、２５℃に補償温度を有し、キュリー温度が２７５℃である。
【００６１】
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４上にＡｌＮからなる保護層８を膜厚２０ｎｍとして形成する。
【００６２】
最後に、上記保護層８上に、紫外線硬化樹脂をスピンコートにより塗布して、紫外線を照射することによりオーバーコート層９を形成する。
【００６３】
（２）記録再生特性
上記光磁気ディスクを、波長６８０ｎｍの半導体レーザを用いた光ピックアップで測定したＣＮＲ（信号対雑音比）のマーク長依存性を図４に示す。
【００６４】
比較のため、面内磁化層２の存在しない構成の光磁気ディスクのＣＮＲのマーク長依存性も比較例１として同図に記載する。なお、面内磁化層の存在しない光磁気ディスクの媒体は、本実施の形態の媒体構成において、面内磁化層２を取り除いた構成である。また、ここで示すＣＮＲのマーク長依存性は、マーク長に対応する長さの記録磁区をマーク長の２倍の長さの記録磁区ピッチで連続形成した時の信号対雑音比を表すものである。
【００６５】
マーク長０.３μｍの両者のＣＮＲを比較すると、比較例１の場合に３４.０ｄＢであるのに対して、本実施の形態の場合３９.５ｄＢと５.５ｄＢのＣＮＲ増加が観測されている。これは、面内磁化層２により、再生層１の面内磁化マスクがより完全なものとなり、再生分解能が上がったことによるものである。
【００６６】
以上のように、本実施の形態の光磁気記録媒体では、再生層１に隣接し、再生層１の臨界温度近傍で磁化が低下する面内磁化層２を有しているため、臨界温度以下の温度で再生層１の磁化の方向が膜面に対して傾くことが抑制され、再生分解能を向上させることができる。
【００６７】
次に、本実施の形態の光磁気記録媒体において、〔１〕再生層１及び面内磁化層２の膜厚、〔２〕非磁性中間層３の膜厚、〔３〕面内磁化層２の材料及び組成、を変化させて、記録再生特性を調べた結果について示す。
【００６８】
〔１〕再生層１及び面内磁化層２の膜厚
表１は、再生層１と面内磁化層２の膜厚を変化させて、マーク長が０.３μｍでのＣＮＲを測定した結果を示すものである。
【００６９】
【表１】
0003781823.tif 000002
【００７０】
尚、表１において、面内磁化層の膜厚０ｎｍというのは、面内磁化層を有していない従来の光磁気記録媒体（以下、比較例１と記す）の結果を示している。
【００７１】
表１から、面内磁化層２の膜厚を２ｎｍと極めて薄い場合においても、再生層１の臨界温度以下での面内磁化マスクが強化されることにより、比較例１よりもＣＮＲが１ｄＢ上昇していることがわかる。また、面内磁化層２の膜厚を増大してくと、２０ｎｍまではＣＮＲが増大するが、それ以上厚くするとＣＮＲは低下していき、６０ｎｍとなると比較例１よりもＣＮＲが低下してしまう。これは、面内磁化マスクが強化され過ぎ、垂直磁化状態となるべき部分において、面内磁化マスクの影響を受けて、完全な垂直磁化状態が得られなくなることによるものであると考えられる。表１より、面内磁化層２膜厚としては、比較例１よりもＣＮＲの向上する２〜４０ｎｍが望ましいことが分かる。
【００７２】
また、再生層１の膜厚は、表１から、その膜厚が８ｎｍとなると、再生信号が小さくなり、そのＣＮＲは比較例１よりも低くなってしまう。さらに、再生層１の膜厚が１２０ｎｍとなると、再生層１に発生する磁壁エネルギーが増加し、臨界温度以上に温度上昇した部分において完全な垂直磁化状態が得られなくなり、そのＣＮＲが比較例１よりも低くなってしまう。表１より、再生層１の膜厚としては、比較例１よりも高いＣＮＲの得られる１０〜８０ｎｍの範囲が望ましいことが分かる。
【００７３】
〔２〕非磁性中間層３の膜厚
表２は、非磁性中間層３の膜厚を変化させて、マーク長０．３μｍでのＣＮＲ、及び、消去に必要な磁界（消去磁界）を測定した結果を示すものである。
【００７４】
【表２】
0003781823.tif 000003
【００７５】
表２からわかるように、非磁性中間層３の膜厚が０.５ｎｍの場合、ＣＮＲが著しく低下していることがわかる。これは、非磁性中間層３の膜厚が薄すぎるため、良好な静磁結合状態が得られなかったことによるものと考えられる。非磁性中間層３の膜厚が１ｎｍの時、最大のＣＮＲが得られ、非磁性中間層３の膜厚が大きくなるにつれて、静磁結合力が小さくなるとともにＣＮＲが低下していくことがわかる。比較例１よりも高いＣＮＲの得るためには、非磁性中間層３の膜厚を１〜８０ｎｍの範囲に設定する必要のあることが分かる。
【００７６】
さらに、非磁性中間層３の膜厚を厚くすることにより、再生層１と記録層４との静磁結合力が小さくなることにより、消去磁界が小さくなることがわかる。消去磁界を実用的な３１ｋＡ／ｍ以下の範囲にするためには、非磁性中間層３の膜厚を４ｎｍ以上とすることが望ましい。
【００７７】
〔３〕面内磁化層２の材料及び組成
以上では、面内磁化層２としてキュリー温度が１２０℃の（Ｇｄ0.11Ｆｅ0.89）0.75Ａｌ0.25を用いた場合の記録再生特性について示したが、ここで、面内磁化層２のＡｌ含有率を変えて記録再生特性を調査した結果を記述する。
【００７８】
表３は、面内磁化層２を膜厚２０ｎｍの（Ｇｄ0.11Ｆｅ0.89）XＡｌ1-Xとして、Ｘ（ａｔｏｍ％）の値を変えて、面内磁化層２のキュリー温度ＴC2と、波長６８０ｎｍの半導体レーザを用いた光ピックアップで測定したマーク長０.３μｍでのＣＮＲ（信号対雑音比）とを測定した結果を示すものである。
【００７９】
【表３】
0003781823.tif 000004
【００８０】
表３において、面内磁化層２が形成されていない比較例１において得られたＣＮＲ（３４.０ｄＢ）よりも高いＣＮＲが得られるのは、０.３０＜Ｘ＜１.００の範囲であることがわかる。
【００８１】
ここで、再生層１は、１２０℃の温度で垂直磁化状態となるものである。したがって、面内磁化層２は、１２０℃以下の温度において、再生層１の面内磁化マスクを強調することができればよいため、面内磁化層２のキュリー温度の最適値は、１２０℃ということになる。
【００８２】
しかしながら、表３に示すように、面内磁化層２のキュリー温度が、６０℃以上２２０℃以下においても、比較例１よりも高いＣＮＲが得られており、ここから、面内磁化層２として、再生層１が垂直磁化状態となる臨界温度と同一温度において磁化が０となるようなものを使用しなくとも、その臨界温度近傍で温度上昇とともに磁化が低下するようなものを使用すれば、再生層１の面内磁化マスクをある程度強調できることがわかる。
【００８３】
尚、ここでは、面内磁化層２として、ＧｄＦｅＡｌを用いた結果について記述しているが、キュリー温度が６０℃〜２２０℃の材料であればどのようなものでもよく、他に例えば、ＮｄＦｅ、ＮｄＦｅＡｌ、ＤｙＦｅ、ＤｙＦｅＡｌからなる面内磁化層を用いることが可能である。以下に、その一例として、面内磁化層２として、（Ｇｄ0.11Ｆｅ0.89）0.75Ｚ0.25（ＺはＡｌ以外の金属元素）を用いた結果について記述する。
【００８４】
表４は、その場合における面内磁化層２のキュリー温度ＴC2と、波長６８０ｎｍの半導体レーザを用いた光ピックアップで測定した０.３μｍでのＣＮＲ（信号対雑音比）とを測定した結果を示すものである。ここで、Ｚとしては、Ｔｉ，Ｔａ，Ｐｔ，Ａｕ，Ｃｕ，Ａｌ0.5Ｔｉ0.5，Ａｌ0.5Ｔａ0.5を用いた。比較のため、面内磁化層を有していない光磁気ディスクのＣＮＲを比較例１として記載している。
【００８５】
【表４】
0003781823.tif 000005
【００８６】
表４より、Ｚとして、Ｔｉ，Ｔａ，Ｐｔ，Ａｕ，Ｃｕ，Ａｌ0.5Ｔｉ0.5，Ａｌ0.5Ｔａ0.5を用いたすべての場合において、比較例１よりも高いＣＮＲが得られていることがわかる。このように、面内磁化層２のキュリー温度が６０℃〜２２０℃の範囲にあれば記録再生特性は向上する。したがって、面内磁化層２としては、他に、ＮｄＦｅＴｉ，ＮｄＦｅＴａ，ＤｙＦｅＴｉ，ＤｙＦｅＴａからなる面内磁化層を用いることも可能である。
【００８７】
尚、以上の〔１〕〜〔３〕では、再生層１が４０ｎｍのＧｄ0.3（Ｆｅ0.8Ｃｏ0.2）0.7，面内磁化層２が２０ｎｍの（Ｇｄ0.11Ｆｅ0.89）0.75Ａｌ0.25，非磁性中間層３が４ｎｍのＡｌＮ，記録層４が４０ｎｍの（Ｇｄ0.5Ｄｙ0.5）0.23（Ｆｅ0.8Ｃｏ0.2）0.77である場合を基準として、〔１〕再生層１及び面内磁化層２の膜厚，〔２〕非磁性中間層３の膜厚，〔３〕面内磁化層２の材料及び組成、を変化させた場合の記録再生特性を示したが、再生層１，面内磁化層２，非磁性中間層３，記録層４の材料及び組成が上記のものでない場合においても同様の結果が得られた。したがって、再生層１，面内磁化層２，非磁性中間層３の膜厚はそれぞれ１０ｎｍ以上８０ｎｍ以下，２ｎｍ以上４０ｎｍ以下，１ｎｍ以上８０ｎｍ以下であることが望ましい。
【００８８】
〔第１の実施の形態の比較例〕
本発明の第１の実施の形態の比較例について図面に基づいて説明すれば以下の通りである。この第１の実施の形態の比較例では、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。
【００８９】
図５は、本光磁気ディスクの構成を示す断面図である。この図に示すように、基板６，透明誘電体層７，面内磁化層２，再生層１，非磁性中間層３，記録層４，保護層８，オーバーコート層９が、この順にて積層されている。つまり、この光磁気ディスクは、第１の実施の形態に記載の光磁気ディスクにおいて、再生層１と面内磁化層２の形成順序が逆になった構成となっている。
【００９０】
次に、この光磁気ディスクの形成方法，記録再生特性について説明する。
【００９１】
（１）光磁気ディスクの形成方法
第１の実施の形態の比較例の光磁気ディスクは、第１の実施の形態に記載の光磁気ディスクの形成方法において、再生層１と面内磁化層２の形成順序を逆にすることにより形成できる。ここでは、第１の実施の形態と同様の方法で、基板６，透明誘電体層７，非磁性中間層３，記録層４，保護層８，オーバーコート層９からなる光磁気ディスクを形成した。
【００９２】
（２）記録再生特性
表５は、再生層１と面内磁化層２の膜厚を変えて、波長６８０ｎｍの半導体レーザを用いた光ピックアップで測定した０.３μｍでのＣＮＲ（信号対雑音比）を示すものである。
【００９３】
【表５】
0003781823.tif 000006
【００９４】
表５において、面内磁化層膜厚が０ｎｍとある欄は、面内磁化層２を形成していない比較例１の結果を示している。面内磁化層２の膜厚を２ｎｍと極めて薄くした場合においても、面内磁化マスクの強化が実現することにより、ＣＮＲが１ｄＢ上昇する。面内磁化層２の膜厚を１０ｎｍより大きくすると、比較例１よりもＣＮＲが低くなってしまうことがわかる。これは、レーザ光５が再生情報を持たない面内磁化層２を透過することにより、再生信号強度が低下することによる。以上のことより、比較例１よりも高いＣＮＲの得られる面内磁化層２の膜厚は、２〜１０ｎｍの範囲であることが分かる。
【００９５】
また、第１の実施の形態の光磁気ディスクと比較して、光ビーム５の入射側に面内磁化層２が存在するため、相対的にＣＮＲが低くなっており、第１の実施の形態における比較例１より高いＣＮＲを実現するために必要な再生層１の膜厚範囲は狭くなり、再生層１の膜厚が１５ｎｍ〜６０ｎｍの範囲である必要がある。
【００９６】
尚、ここでは、再生層１がＧｄ0.3（Ｆｅ0.8Ｃｏ0.2）0.7，面内磁化層２が（Ｇｄ0.11Ｆｅ0.89）0.75Ａｌ0.25，非磁性中間層３がＡｌＮ，記録層４が（Ｇｄ0.5Ｄｙ0.5）0.23（Ｆｅ0.8Ｃｏ0.2）0.77である場合を基準として、再生層１及び面内磁化層２の膜厚を変化させた場合の記録再生特性を示したが、再生層１，面内磁化層２，非磁性中間層３，記録層４の材料及び組成が上記のものでない場合においても同様の結果が得られた。したがって、再生層１，面内磁化層２の膜厚はそれぞれ１５ｎｍ以上６０ｎｍ以下，２ｎｍ以上１０ｎｍ以下であることが望ましい。
【００９７】
また、非磁性中間層３は第１の実施の形態と同一条件すなわち１ｎｍ以上８０ｎｍ以下の膜厚であることが望ましい。
【００９８】
〔第２の実施の形態〕
本発明の第２の実施の形態について、図面に基づいて説明すれば以下の通りである。本実施の形態では、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。
【００９９】
図６は本実施の形態の光磁気ディスクの構成を示す断面図である。図６に示すように、基板６，透明誘電体層７，再生層１，面内磁化層２，非磁性中間層３，反射層１０，記録層４，保護層８，オーバーコート層９が、この順にて積層されたディスク本体を有している。
【０１００】
第１の実施の形態及び第１の実施の形態の比較例に記載した光磁気ディスクでは、再生層１と面内磁化層２のトータル膜厚が４０ｎｍより小さくなった場合、再生層１と面内磁化層２とを透過した光ビーム５が記録層４により反射され、再生信号に記録層４の情報が混入する恐れがあり、この場合、再生層１と面内磁化層２の面内磁化によるマスク効果が低下してしまう。
【０１０１】
本実施の形態の光磁気ディスクは、上記の問題を解決するために、第１の実施の形態に記載した光磁気ディスクにおいて、非磁性中間層３と記録層４との間に、反射層１０を形成している。このようにすることにより、再生層１と面内磁化層のトータル膜厚が４０ｎｍ以下と薄くなった場合においても、再生層１と面内磁化層２とを透過した光ビーム５は反射層１０により反射され、再生信号に記録層４の情報が混入することを防ぐことが可能となり、再生層１と面内磁化層２の面内磁化によるマスクの効果をより優れたものとすることができる。
【０１０２】
以下、本実施の形態の光磁気ディスクの製造方法及び記録再生特性について具体的に説明する。
【０１０３】
（１）光磁気ディスクの形成方法
本実施の形態の光磁気ディスクは、第１の実施の形態の光磁気ディスクの形成方法において、非磁性中間層３と記録層４との間に、Ａｌからなる反射層１０を形成するものであり、基板６，透明誘電体層７，再生層１，面内磁化層２，非磁性中間層３，記録層４，保護層８，オーバーコート層９は第１の実施の形態と同様の方法で、再生層１の膜厚を１７.５ｎｍとし、面内磁化層２の膜厚を７.５ｎｍとして形成した。
【０１０４】
ここで、Ａｌ反射層１０は、非磁性中間層３を形成した後、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、Ａｌターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０-3Ｔｏｒｒとし、上記非磁性中間層３上に、Ａｌからなる反射層１０を膜厚２〜８０ｎｍで形成した。
【０１０５】
（２）記録再生特性
表６は、反射層１０の膜厚を変えて、波長６８０ｎｍの半導体レーザを用いた光ピックアップで測定した０.３μｍでのＣＮＲ（信号対雑音比）を示すものである。
【０１０６】
【表６】
0003781823.tif 000007
【０１０７】
表６において、反射層膜厚が０ｎｍとある欄は、反射層１０を形成していない場合（以下、比較例２と記す）の結果を示している。反射層１０の膜厚を２ｎｍと極めて薄くした場合においても、記録層４からの情報再生遮断の効果が見られ、ＣＮＲが０.５ｄＢ上昇する。また、反射層１０の膜厚を厚くしていくと、ＣＮＲは徐々に大きくなり、膜厚が２０ｎｍでＣＮＲが極大となる。これは、反射層膜厚の増加に伴い、記録層４からの情報再生遮断の効果がより顕著になるためである。表６において、膜厚２０ｎｍ以上でＣＮＲが低下しているが、記録層４と再生層１との距離が大きくなることにより、両者間に働く静磁結合力が弱くなることによるものである。表６から、比較例２よりも高いＣＮＲの得るためには、反射層１０の膜厚を２〜４０ｎｍの範囲で設定する必要があることがわかる。
【０１０８】
次に、反射層として他の材料を使用した場合における記録再生特性について説明する。
【０１０９】
以上では、反射層１０として、Ａｌを用いた再生特性について示したが、ここでは、まず、反射層１０として、ＡｌとＡｌ以外の金属との合金を用いた結果について記述する。
【０１１０】
表７は、反射層１０を膜厚２０ｎｍのＡｌ1-XＦｅXとして、Ｘ（ａｔｏｍ％）の値を変えて、波長６８０ｎｍの半導体レーザを用いた光ピックアップで測定した０.３μｍでのＣＮＲ（信号対雑音比）と消去磁界の大きさを示している。
【０１１１】
【表７】
0003781823.tif 000008
【０１１２】
表７より、Ｆｅ含有量が多くなるにしたがって、すなわち、Ｘが０.１０よりも大きくなるにつれて、ＣＮＲが徐々に小さくなっているが、いずれのＣＮＲも比較例２よりも大きく、反射層１０を形成した効果が見られる。一方、消去磁界を見ると、純粋なＡｌからなる反射層１０を用いた場合、５０ｋＡ／ｍと大きな消去磁界が必要であるのに対して、Ｘを０.０２以上０.５０以下に設定することにより、消去磁界を小さくすることが可能であった。
【０１１３】
次に、表８は、反射層１０を膜厚２０ｎｍのＡｌ1-XＮｉXとして、Ｘ（ａｔｏｍ％）の値を変えて、波長６８０ｎｍの半導体レーザを用いた光ピックアップで測定した０.３μｍでのＣＮＲ（信号対雑音比）と消去磁界の大きさを示している。
【０１１４】
【表８】
0003781823.tif 000009
【０１１５】
表８より、Ｆｅを含有した場合と同様に、Ｘを０.０２以上０.５０以下に設定することにより、消去磁界を小さくすることが可能であった。
【０１１６】
Ｆｅ，Ｎｉ以外に、Ｃｏ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｎｄ等の磁性金属を同様にしてＡｌに含有させることにより、消去磁界を小さくすることが可能である。
【０１１７】
次に、反射層１０として、Ａｌに非磁性金属元素を含有させた場合の記録特性改善について示す。
【０１１８】
表９は、反射層１０を膜厚２０ｎｍのＡｌ1-XＴｉXとして、Ｘ（ａｔｏｍ％）の値を変えて、波長６８０ｎｍの半導体レーザを用いた光ピックアップで測定した０.３μｍでのＣＮＲ（信号対雑音比）と消去磁界の大きさを示している。
【０１１９】
【表９】
0003781823.tif 000010
【０１２０】
表９より、Ｔｉ含有量が多くなるにしたがって、すなわち、Ｘが０.１０よりも大きくなるにつれて、ＣＮＲが徐々に小さくなっているが、いずれのＣＮＲも比較例２よりも大きく、反射層１０を形成した効果が見られる。一方、消去磁界を見ると、純粋なＡｌからなる反射層１０を用いた場合、５０ｋＡ／ｍと大きな消去磁界が必要であるのに対して、Ｘを０.０２以上０.９８以下に設定することにより、消去磁界を小さくすることが可能であった。
【０１２１】
次に、表１０は、反射層１０として、Ｔｉ以外の非磁性元素をＡｌに含有した場合の消去磁界低減効果について示すものであり、反射層１０をＡｌ0.5Ｚ0.5として、ＺをＴｉ以外の非磁性金属を用いた場合における、波長６８０ｎｍの半導体レーザを用いた光ピックアップで測定した０.３μｍでのＣＮＲ（信号対雑音比）と消去磁界の大きさを示している。
【０１２２】
【表１０】
0003781823.tif 000011
【０１２３】
表１０より、Ｚとして非磁性金属であるＴａ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｓｉを用いた場合において、いずれのＣＮＲも比較例２よりも大きく、反射層１０を形成した効果が見られる。また、消去磁界を見ると、ＡｌにＴｉを含有させた場合と同様に、消去磁界を小さくできることがわかる。
【０１２４】
以上のように、Ａｌに磁性金属や非磁性金属を含有することにより消去磁界を低減させることができるのは、磁性金属や非磁性金属を含有することによりＡｌ反射層１０を形成するときにＡｌの結晶化を防ぐことができ、その上に形成する記録層４の磁気特性が改善されるからである。
【０１２５】
【発明の効果】
以上のように、本発明の光磁気記録媒体及びその再生方法によれば、再生層における面内磁化によるマスクを強調することができ、小さい記録ビット径及び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、十分な再生信号品質を得ることが可能となる。また、非磁性中間層により、再生層及び面内磁化層と記録層との交換結合を完全に遮断し、再生層及び面内磁化層と記録層との間に良好な静磁結合を実現できる。
【０１２６】
また、中間層と記録層との間に反射層を形成することにより、再生層と面内磁化層のトータル膜厚が薄くなり、再生層と面内磁化層とを透過した再生用の光ビームが反射層により反射され、磁気的超解像再生にとって不要な記録層からの情報再生を完全に遮断することが可能となり、磁気的超解像再生特性を改善できる。
【０１２７】
また、再生層，面内磁化層，中間層を最適化することにより、面内磁化層と再生層との間に働く交換結合力が良好な状態に設定され、再生層における面内磁化によるマスクを強調することが可能となる。また、良好な再生信号を得ることが可能となる。更に、良好な静磁結合状態が実現され、磁気的超解像再生を実現することが可能となる。
【０１２８】
また、反射層を結晶化していない金属あるいは金属合金とすることにより、反射層上に形成される記録層の磁気特性が最適化され、より小さな消去磁界での消去が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の光磁気ディスクの再生原理を説明する模式図である。
【図２】  従来の光磁気ディスクの再生原理を説明する模式図である。
【図３】  第１の実施の形態の光磁気ディスクの構成を示す断面図である。
【図４】  第１の実施の形態の光磁気ディスクのＣＮＲのマーク長さ依存性を示す図である。
【図５】  第１の実施の形態の比較例の光磁気ディスクの構成を示す断面図である。
【図６】  第２の実施の形態の光磁気ディスクの構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 再生層
２ 面内磁化層
３ 非磁性中間層
４ 記録層
５ 光ビーム
６ 基板
７ 透明誘電体層
８ 保護層
９ オーバーコート層
１０ 反射層
【図１】
0003781823.tif 000012
【図２】
0003781823.tif 000013
【図３】
0003781823.tif 000014
【図４】
0003781823.tif 000015
【図５】
0003781823.tif 000016
【図６】
0003781823.tif 000017