(57)【要約】クロストークに強く、狭トラックピッチでの使用を可能な高密度記録を実現しうる光磁気記録媒体を提供することを課題とする。マスク層、再生層、中間層及び記録層の磁性４層構成からなり、再生層及び記録層は室温で積層方向に磁化容易軸を有し、マスク層及び中間層は室温で面内方向に磁化容易軸を有し、マスク層、再生層、中間層及び記録層のキュリー温度を、それぞれＴｃ１、Ｔｃ２、Ｔｃ３及びＴｃ４とした場合に、Ｔｃ３＜Ｔｃ２、Ｔｃ３＜Ｔｃ４及びＴｃ３＜Ｔｃ１の関係を満たし、中間層が希土類優位な磁性層であることを特徴とする光磁気記録媒体により上記課題を解決する。
2002035540.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録層と、中間層と、再生層を含み、ビームスポットの走査に伴う温度分布によって再生層の走査方向に生ずる２つのマスク領域間のアパーチャ部分に記録層から情報を転写して読み取りを行う形式の光磁気記録媒体において、
前記再生層の上に室温で面内方向の磁化容易軸を有するマスク層を設け、該マスク層が、前記ビームスポットによって与えられる温度分布において走査方向の前後に生ずる前記２つのマスク領域間のアパーチャ部分の側方の広がりを制御する磁気特性を有することを特徴とする光磁気記録媒体。
【請求項２】
前記マスク層は、ビームスポットの照射による所定の再生温度領域において膜面に垂直方向の磁化容易軸を呈し、当該再生温度領域以下及び以上の領域において面内方向の磁化容易軸を呈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】
少なくとも記録層と、中間層と、再生層とを含んだ磁気超解像再生方式の光磁気記録媒体において、
前記再生層の上に、再生時に照射される光ビームによって与えられる温度分布に応じて形成されるマスク領域と共同して、該マスク領域で定まる再生アパーチャの広がりを制限するマスク層を設けたことを特徴とする光磁気記録媒体。
【請求項４】
前記マスク層が室温で面内方向の磁化容易軸を有する希土類遷移金属のＧｄＦｅＣｏからなり、かつ当該マスク層におけるＧｄの含有割合が、原子百分率で、２６≦Ｇｄ≦３０、Ｃｏの含有割合が同じく原子百分率で２０≦Ｃｏ≦３０の範囲にあることを特徴とする請求項３に記載の光磁気記録媒体。
【請求項５】
前記マスク層が、記録層、中間層、再生層のいずれよりも高いキュリー温度を有し、かつ光ビームによって与えられる再生温度領域ではほぼ垂直なヒステリシス特性を呈するとともに、その前後の低温領域及び高温領域において傾斜したヒステリシス特性を呈することを特徴とする請求項３又は４に記載の光磁気記録媒体。
【請求項６】
前記マスク層の厚みが再生層の厚みの３％〜６７％の範囲にあることを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の光磁気記録媒体。
【請求項７】
ＴｂＦｅＣｏからなり、膜面に垂直方向の磁化容易軸を有するとともに、遷移金属磁化優勢の磁気特性を呈する記録層と、
ＧｄＦｅＣｏ、ＧｄＦｅＣｏＳｉ又はＧｄＦｅからなり、室温で面内方向の磁化容易軸を有するとともに、希土類磁化優勢の磁気特性を呈する中間層と、
ＧｄＦｅＣｏ又はＧｄＤｙＦｅＣｏからなり、膜面に垂直方向の磁化容易軸を有するとともに、遷移金属磁化優勢の磁気特性を呈する再生層をその順序で積層してなり、
更に前記再生層の上に、室温で面内方向の磁化容易軸を有し、希土類磁化優勢の磁気特性と、前記３層に比べて最も高いキュリー温度を呈するＧｄＦｅＣｏからなるマスク層を設けたことを特徴とする光磁気記録媒体。
【請求項８】
前記マスク層を構成するＧｄＦｅＣｏは、２６〜３０原子％の範囲でＧｄを含有し、かつ室温とキュリー温度との間に補償温度を有することを特徴とする請求項７に記載の光磁気記録媒体。
【請求項９】
少なくとも記録層と中間層と再生層の上に更にマスク層を積層した多層膜構成を有し、所定のトラックピッチで半径方向に複数の記録トラックが形成された磁気超解像型光磁気ディスクの前記トラック毎の記録層に磁気記録された情報を再生層に転写して読み出す方法であって、
前記各トラックの情報の再生に際し、前記ディスクの膜面と垂直方向の再生磁場を与えた状態で、トラックピッチよりも大きなスポット径の光ビームで読み取るべきトラックを走査した時、ビーム照射による温度分布によって再生層のトラック方向前後に生じる２つのマスク領域の間に定まる第１の再生アパーチャ部分に読み取るべきトラックの情報を交換結合させるともに、更に前記第１のアパーチャのディスクの半径方向の広がりを規制するよう前記マスク層に生じる第２の再生アパーチャを通して前記情報を磁気光学的に読み取るようにしたことを特徴とする光磁気記録媒体の再生方法。
【請求項１０】
少なくとも記録層と中間層と再生層の上に更にマスク層を積層した多層膜構成を有し、所定のトラックピッチで半径方向に複数の記録トラックが形成された磁気超解像型光磁気ディスクの前記トラック毎の記録層に磁気記録された情報を再生層に転写して読み出す再生装置であって、
前記光磁気ディスクを回転可能に装着し、駆動機構に連結された装着部と、
装着されたディスクにその膜面と垂直方向の再生磁場を与える磁界発生装置と、
前記ディスクのマスク層側から前記トラックピッチよりも大きなスポット径の再生用光ビームを照射する光学系と、
前記再生用光ビームのディスクからの反射光を検出して電気信号に変換する信号処理部とを有してなり、
前記各トラックの情報の再生に際し、トラックピッチよりも大きなスポット径の光ビームで読み取るべきトラックを走査した時、ビーム照射による温度分布によって再生層のトラック方向前後に生じる２つのマスク領域の間に定まる第１の再生アパーチャ部分に読み取るべきトラックの情報を交換結合させるともに、更に前記第１のアパーチャのディスクの半径方向の広がりを規制するよう前記マスク層に生じる第２の再生アパーチャを通して前記情報を磁気光学的に読み取るようにしたことを特徴とする光磁気記録媒体の再生装置。
【請求項１１】
マスク層、再生層、中間層及び記録層の磁性４層構成からなり、再生層及び記録層は室温で積層方向に磁化容易軸を有し、マスク層及び中間層は室温で面内方向に磁化容易軸を有し、マスク層、再生層、中間層及び記録層のキュリー温度を、それぞれＴｃ１、Ｔｃ２、Ｔｃ３及びＴｃ４とした場合に、Ｔｃ３＜Ｔｃ２、Ｔｃ３＜Ｔｃ４及びＴｃ３＜Ｔｃ１の関係を満たし、前記中間層が希土類磁化優勢な希土類遷移金属からなるとともに、前記マスク層が所定の温度において面内磁化で囲まれた垂直方向の磁化領域を呈することを特徴とする光磁気記録媒体。
【請求項１２】
前記マスク層がＧｄＦｅＣｏからなり、かつＧｄの含有量が２６〜３０原子％、Ｃｏの含有量が２０〜３０原子％の範囲にあることを特徴とする請求項１１に記載の光磁気記録媒体。
【請求項１３】
マスク層と中間層の間に非磁性層が存在する請求項１１又は１２に記載の光磁気記録媒体。
【請求項１４】
非磁性層が、ＳｉＮ、ＳｉＯ２、ＡｌＮ、Ｃ、ＺｎＳ−ＳｉＯ２、Ａｌ、ＡｉＴｉ、ＡｌＣｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｓｉ又はＧｅの層からなる請求項１３に記載の光磁気記録媒体。
【請求項１５】
室温で面内方向に磁化容易軸を有し、かつマスク層と交換結合する磁性層を更に備える請求項１１〜１４のいずれかに記載の光磁気記録媒体。
【請求項１６】
磁性層がＧｄを含む請求項１５に記載の光磁気記録媒体。
【請求項１７】
マスク層、再生層及び中間層の磁性３層がＧｄを含む請求項１１〜１６のいずれかに記載の光磁気記録媒体。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、光磁気記録／再生装置に使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。
従来の技術
近年、コンピュータの外部記録装置として、光磁気記録媒体が脚光を浴びている。光磁気記録媒体は、外部磁界の印加とレーザ光の照射とを用いて媒体上にサブミクロン単位の記録ビットを作成することにより、これまでの外部記録媒体であるフロッピィディスク又はハードディスクに比べて、記録容量を増加させることが可能である。
例えば、現在実用化されている３．５インチ光磁気記録媒体では、半径約２４ｍｍ〜４０ｍｍの間に、１．１μｍピッチのトラックを設け、周方向に最小０．６４μｍのマークを書くことにより、媒体片面で約６４０ＭＢの記録容量を実現することができる。このように、光磁気記録媒体は記録密度が非常に高い可換媒体である。
しかしながら、これからのマルチメディア時代に備えて、膨大なデータや動画の記録を可能にするためには、記録容量を更に増大させる必要がある。記録容量を増大させるためには、媒体上に更に多くの記録マークを形成しなければならない。従って、現在よりもマーク長を更に短くすると共に、マークとマークの間も更に詰めていく必要がある。このような方法により高密度記録を実現するためには、照射するレーザ光の波長を現在の７８０ｎｍや６８０ｎｍよりも短くする必要があるが、実用化を考慮した場合には、レーザ光波長を短くするよりも、マークの長さを短くしたほうが有効である。
そこで、レーザ光のビーム径より小さいマークを再生する種々の方法が、従来より提案されている。
例えば、特開平１−１４３０４１号公報（第１従来法）では、レーザスポット内の高温領域をマスク領域として低温領域から記録マークを読み出すＦＡＤ（Ｆｒｏｎｔ　Ａｐｅｒｔｕｒｅ　Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）方式と呼ばれている手法が提案されている。
また、特開平３−９３０５６号公報及び特開平３−９３０５８号公報（第２従来法）では、レーザスポット内の低温領域をマスク領域として高温領域から記録マークを読み出すＲＡＤ（Ｒｅａｒ　Ａｐｅｒｔｕｒｅ　Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）方式と呼ばれている手法が提案されている。
更に、特開平４−２７１０３９号公報（第３従来法）では、レーザスポット内の低温領域及び高温領域をマスク領域として中間領域から記録マークを読み出すＲＡＤダブルマスク方式と呼ばれている手法が提案されている。
更にまた、特開平５−１２７３１号公報（第４従来法）では、ＣＡＤ（Ｃｅｎｔｅｒ　Ａｐｅｒｔｕｒｅ　Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）方式と呼ばれている手法が提案されている。
このような上記それぞれの従来方式により、再生レーザ光のスポット径よりも小さな領域から記録マークを読み出すことができ、実質的に再生レーザ光のスポット径よりも小さな光スポットにて再生した場合と同等の分解能が得られる。
しかしながら、上述した従来方式では以下に述べる欠点を有している。
まず、第１従来法は、初期化磁石を使用しなくてすむので装置全体を小型化できるが、低温領域からの再生であるため、隣接トラックの記録マークが見えてしまい本来の再生が影響を受けてしまうので、クロストークに対して有効でない。
また、第２従来法は、逆に、高温領域からの再生であるので、クロストークに対しては有効であるが、初期化磁石を用いなければならないため装置を小型化できない。
更に、第３従来法は、クロストークに対して有効であり、かつ再生出力を大きくできるが、第２従来法と同様に初期化磁石を用いなければならないため装置を小型化できない。
更にまた、第４従来法は、初期化磁石を用いなくてもよいが、使用する再生層の磁化が面内方向から垂直方向に向く遷移領域が広いので、高い再生出力を得られない。
このように、従来方式には様々な欠点があるため、本発明者等は、初期化磁石を必要としないで、磁気超解像（ＭＳＲ）が可能であってしかも高い再生出力を得ることができる光磁気記録媒体を特開平７−２４４８７７号公報で提案している（第５従来法）。以下、第５従来法に係る光磁気記録媒体について説明する。
この光磁気記録媒体は、図１０に示すように、基板（図示せず）側から再生層４、中間層５、記録層６をこの順に積層した構成をなす。再生層４は、ＧｄＦｅＣｏのような希土類−遷移金属非晶質合金層からなり、垂直方向に磁化容易軸を有している。また、中間層５はＧｄＦｅＣｏのような希土類−遷移金属非晶質合金層からなり、室温では面内方向に磁化容易軸を有しているが、再生光の照射により昇温されて所定の温度になるとその磁化容易軸が面内方向から垂直方向に変化する。更に、記録層６はＴｂＦｅＣｏのような希土類−遷移金属非晶質合金層からなり、垂直方向に磁化容易軸を有している。なお、再生層４、中間層５、記録層６のキュリー温度をそれぞれＴｃ１、Ｔｃ２及びＴｃ３とした場合にＴｃ２＜Ｔｃ１及びＴｃ２＜Ｔｃ３の関係を満たしている。また、再生層４、記録層６の室温における保磁力をそれぞれＨｃ１及びＨｃ３とした場合に、Ｈｃ３＞Ｈｃ１の関係を満たしている。
再生層４は、信号の読み出し又は磁気超解像のためのマスクとしての役目がある。また、中間層５は、室温では面内性を示すが、昇温する事によって記録層６と交換結合してその磁化方向を再生層４に転写する。記録層６は、記録用磁界を印加しながらキュリー温度付近に昇温する事によって磁化方向を反転させて熱磁気記録を行う。そして、記録層６に記録されたデータを再生する場合、媒体上に形成されたレーザスポット内に生じる温度勾配を利用して、より小さな記録マークを正確に再生することを特徴としている。
この光磁気記録媒体における消去、記録、再生動作を図１０〜１３を用いて説明する。なお、データを記録するときのバイアス磁界方向を上向きとし、データを再生する場合のバイアス磁化方向と、データを消去するときのバイアス磁界方向は下向きとする。また、再生層４は遷移金属優位（ＴＭ−ｒｉｃｈ）、中間層５は希土類元素優位（ＲＥ−ｒｉｃｈ）、記録層６は遷移金属優位（ＴＭ−ｒｉｃｈ）として説明する。
図１０に示すように、バイアス磁化（消去磁界１６）を下向きに印加しながら消去レーザ光１８を照射し、記録層６をキュリー温度以上に昇温させて磁化方向を下向きとする。レーザ光から遠ざかると記録媒体は室温まで降温される。室温では中間層５は面内磁化層となり、再生層４と記録層６とは磁気的に結合しない状態になる。従って、再生層４の磁化方向は、消去用のバイアス磁界程度の小さな磁界で下向きに揃う。なお、矢印Ａは媒体の移動方向である。
図１１に示すように、バイアス磁界（記録磁場１７）を上向きに印加しながら、記録部分のみに強いレーザ光を照射すると、データが記録された部分のみが上向きになる。レーザ光から遠ざかると記録媒体は室温まで降温される。室温では中間層５は面内磁化層となり、再生層４と記録層６とは磁気的に結合しない状態になる。従って、再生層４の磁化方向は、バイアス磁界程度の小さな磁界で下向きに揃う。
次に、再生動作を説明する。図１２に示すように、レーザスポット内の温度が低く、かつ再生磁場１４が印加されている領域２０では、中間層５と記録層６間の交換結合力が弱いため、中間層５の磁化は再生磁場方向を向き、交換結合力により、再生層４は中間層５と反対の磁化の上方向を向く（フロントマスク１３ａ）。一方、温度が高い領域では中間層５が記録層６と交換結合し、更に中間層５と再生層４とは交換結合しているので、記録層６の磁化方向は再生層４に転写されることになり、記録層６のデータを読み出すことができる。この再生はシングルマスク再生と称される。
更に、温度が高い領域では、図１３に示すように、中間層５のキュリー温度以上になり、バイアス磁場方向の上向きに再生層４の磁化方向が揃うので、再生層４はマスク（リアマスク１３ｂ）として働く。この再生はダブルマスク再生と称される。
従って、磁気光学的出力を差動検出した場合、レーザスポット内において温度が低い領域と高い領域はマスクとして働くので、光磁気信号を読み出すことはなく、中間の温度の領域だけの光磁気信号を読み出すことができる。よって、初期化磁石を設けることなく、超解像再生が可能であってしかも高い再生出力を得て、レーザ光の波長の回折限界以下の小さなマークを正確に再生できる。なお、図１０〜１３中、Ａは媒体移動方向を、１２は開口部を、１８はビームスポットを意味する。
しかしながら、例えば、より狭トラックピッチなランド／グルーブ基板を使用して、更なる高密度記録を望まれるが、その場合、従来の方法では、隣接するトラックからのクロストークが問題となることが判明した。これは、ビームスポット径よりも小さなトラックピッチとすると、隣のトラックまで熱が到達してしまい、隣のトラックの記録マークも転写状態になってしまうことが原因である。
例えば、レーザ波長６６０ｎｍ、対物レンズのＮＡ０．５５とした場合には、ビームスポット径は約１μｍとなる。この場合に、トラックピッチ０．６μｍのランド／グルーブ基板を使用しようとすると、ビームの約４０％の光は隣のトラックに照射され、この光が磁気超解像を用いた場合でもクロストークに影響を及ぼす。
磁気超解像用の媒体は、円周方向の分解能を高めることで、小さなマークを再生することを可能としたが、狭トラック化により高密度を進めるためには、いまよりも更に、半径方向の分解能を高める必要がある。
発明の開示
本発明は上記した課題を解決するためのものであり、クロストークに強く、トラック幅の狭いランド／グルーブ基板でも使用可能であり、記録密度の向上に寄与できる光磁気記録媒体を提供することを目的とする。
かくして本発明によれば、記録層と、中間層と、再生層を含み、ビームスポットの走査に伴う温度分布によって再生層の走査方向に生ずる２つのマスク領域間のアパーチャ部分に記録層から情報を転写して読み取りを行う形式の光磁気記録媒体において、
前記再生層の上に室温で面内方向の磁化容易軸を有するマスク層を設け、該マスク層が、前記ビームスポットによって与えられる温度分布において走査方向の前後に生ずる前記２つのマスク領域間のアパーチャ部分の側方の広がりを制御する磁気特性を有することを特徴とする光磁気記録媒体が提供される。
更に、本発明によれば、少なくとも記録層と、中間層と、再生層とを含んだ磁気超解像再生方式の光磁気記録媒体において、
前記再生層の上に、再生時に照射される光ビームによって与えられる温度分布に応じて形成されるマスク領域と共同して、該マスク領域で定まる再生アパーチャの広がりを制限するマスク層を設けたことを特徴とする光磁気記録媒体が提供される。
また、本発明によれば、ＴｂＦｅＣｏからなり、膜面に垂直方向の磁化容易軸を有するとともに、遷移金属磁化優勢の磁気特性を呈する記録層と、
ＧｄＦｅＣｏ、ＧｄＦｅ又はＧｄＦｅＣｏＳｉからなり、室温で面内方向の磁化容易軸を有するとともに、希土類磁化優勢の磁気特性を呈する中間層と、
ＧｄＦｅＣｏ又はＧｄＤｙＦｅＣｏからなり、膜面に垂直方向の磁化容易軸を有するとともに、遷移金属磁化優勢の磁気特性を呈する再生層をその順序で積層してなり、
更に前記再生層の上に、室温で面内方向の磁化容易軸を有し、希土類磁化優勢の磁気特性と、前記３層に比べて最も高いキュリー温度を呈するＧｄＦｅＣｏからなるマスク層を設けたことを特徴とする光磁気記録媒体が提供される。
更にまた、本発明によれば、少なくとも記録層と中間層と再生層の上に更にマスク層を積層した多層膜構成を有し、所定のトラックピッチで半径方向に複数の記録トラックが形成された磁気超解像型光磁気ディスクの前記トラック毎の記録層に磁気記録された情報を再生層に転写して読み出す方法であって、
前記各トラックの情報の再生に際し、前記ディスクの膜面と垂直方向の再生磁場を与えた状態で、トラックピッチよりも大きなスポット径の光ビームで読み取るべきトラックを走査した時、ビーム照射による温度分布によって再生層のトラック方向前後に生じる２つのマスク領域の間に定まる第１の再生アパーチャ部分に読み取るべきトラックの情報を交換結合させるともに、更に前記第１のアパーチャのディスクの半径方向の広がりを規制するよう前記マスク層に生じる第２の再生アパーチャを通して前記情報を磁気光学的に読み取るようにしたことを特徴とする光磁気記録媒体の再生方法が提供される。
また、本発明によれば、少なくとも記録層と中間層と再生層の上に更にマスク層を積層した多層膜構成を有し、所定のトラックピッチで半径方向に複数の記録トラックが形成された磁気超解像型光磁気ディスクの前記トラック毎の記録層に磁気記録された情報を再生層に転写して読み出す再生装置であって、
前記光磁気ディスクを回転可能に装着し、駆動機構に連結された装着部と、
装着されたディスクにその膜面と垂直方向の再生磁場を与える磁界発生装置と、
前記ディスクのマスク層側から前記トラックピッチよりも大きなスポット径の再生用光ビームを照射する光学系と、
前記再生用光ビームのディスクからの反射光を検出して電気信号に変換する信号処理部とを有してなり、
前記各トラックの情報の再生に際し、トラックピッチよりも大きなスポット径の光ビームで読み取るべきトラックを走査した時、ビーム照射による温度分布によって再生層のトラック方向前後に生じる２つのマスク領域の間に定まる第１の再生アパーチャ部分に読み取るべきトラックの情報を交換結合させるともに、更に前記第１のアパーチャのディスクの半径方向の広がりを規制するよう前記マスク層に生じる第２の再生アパーチャを通して前記情報を磁気光学的に読み取るようにしたことを特徴とする光磁気記録媒体の再生装置が提供される。
更に、本発明によれば、マスク層、再生層、中間層及び記録層の磁性４層構成からなり、再生層及び記録層は室温で積層方向に磁化容易軸を有し、マスク層及び中間層は室温で面内方向に磁化容易軸を有し、マスク層、再生層、中間層及び記録層のキュリー温度を、それぞれＴｃ１、Ｔｃ２、Ｔｃ３及びＴｃ４とした場合に、Ｔｃ３＜Ｔｃ２、Ｔｃ３＜Ｔｃ４及びＴｃ３＜Ｔｃ１の関係を満たし、前記中間層が希土類磁化優勢な希土類遷移金属からなるとともに、前記マスク層が所定の温度において面内磁化で囲まれた垂直方向の磁化領域を呈することを特徴とする光磁気記録媒体が提供される。
発明の実施の形態
まず、本発明では、再生層及び記録層は室温で積層方向に磁化容易軸を有し、マスク層及び中間層は室温で面内方向に磁化容易軸を有し、マスク層、再生層、中間層及び記録層のキュリー温度が、それぞれの層のキュリー温度をＴｃ１、Ｔｃ２、Ｔｃ３及びＴｃ４とした場合に、Ｔｃ３＜Ｔｃ２、Ｔｃ３＜Ｔｃ４及びＴｃ３＜Ｔｃ１の関係を有している。
マスク層は、転写温度領域では垂直方向に磁化容易軸を有し、かつこの転写温度領域以下の温度及び以上の温度では面内方向に磁化容易軸を有している。
上記関係を有することで、再生時の開口部の横方向（例えば、媒体が円形の場合、半径方向）に沿う領域の大きさを調整することが可能となり、第５従来法のような３層構成時よりも更にクロストークに強く、狭トラックピッチでの使用が可能となる。従って、従来よりも更に高密度記録を実現することが可能となる。
本発明の光磁気記録媒体を構成するマスク層、再生層、中間層及び記録層の磁性４層は、希土類−遷移金属合金層からなることが好ましい。具体的には、ＴｂＦｅＣｏ、ＧｄＦｅＣｏ、ＴｂＤｙＦｅＣｏ、ＴｂＧｄＦｅＣｏ、ＤｙＧｄＦｅＣｏ、ＧｄＦｅＣｏＳｉ等が挙げられる。特に、非晶質合金層からなることが好ましい。更に、これら磁性層の希土類元素と遷移金属の割合は、各層の磁化容易軸の向き、各層間のキュリー温度の関係、各層の厚さ、所望する光磁気記録媒体の特性に応じて適宜設定することができる。
ここで、マスク層、再生層及び中間層の磁性３層は、Ｇｄを含む磁性層からなることが好ましい。記録層は、Ｔｂを含む磁性層からなることが好ましい。
更に、マスク層、再生層、中間層及び記録層の磁性４層が、この順に交換結合していてもよく、再生層、中間層及び記録層の磁性３層がこの順に交換結合しており、マスク層と再生層が静磁気結合していてもよい。後者の場合には、マスク層と再生層の間に非磁性層を挟むことで静磁気結合を実現してもよい。非磁性層としては、例えばＳｉＮ、ＳｉＯ２、ＡｌＮ、Ｃ、ＺｎＳ−ＳｉＯ２等の当該分野で公知の材料からなる層が使用できる。また、Ａｌ、Ａｌ合金（ＡｉＴｉ、ＡｌＣｒ）、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｓｉ、Ｇｅ等の非磁性な金属、半導体材料からなる層でもよい。
また、室温で面内方向に磁化容易軸を有する磁性層をマスク層に更に交換結合させてもよい。この磁性層を設けることで、マスク層の磁化状態をより面内方向に向くよう調整することが容易となる。磁性層は、再生層とマスク層間に形成することが好ましい。また、磁性層は、再生層と同じ構成を有していてもよく、特にＧｄを含むことが好ましい。
上記マスク層、再生層、中間層、記録層、非磁性層及びマスク層と交換結合する磁性層は、スパッタ法のような公知の方法で、所定の厚さに形成することができる。
上記本発明の光磁気記録媒体は、プラスチック基板、ガラス基板、シリコン基板等の当該分野で通常使用される基板を備えている。基板はマスク層側に面していても記録層側に面していてもよい。また、基板とマスク層の間に、ＳｉＮ、ＳｉＯ２、ＡｌＮ、ＳｉＡｌＯ２、ＺｎＳ−ＳｉＯ２等の材料からなる誘電体層を備えていてもよい。更に、中間層と逆の記録層上にＳｉＮ、ＳｉＯ２、ＡｌＮ、ＳｉＡｌＯ２、ＺｎＳ−ＳｉＯ２等の材料からなる誘電体層を備えていてもよく、この誘電体層上にＡｌ、ＡｌＣｒ、ＡｌＴｉ、Ａｕ、Ａｇ、ＡｇＰｄＣｕのような材料からなる放熱層を備えていてもよい。
実施例
以下、図面を用いて、本発明の実施例を説明する．
実施例１
図１は、実施例１の光磁気記録媒体の概略構成断面図である。図１では、交換結合で磁性４層を構成している。具体的には、ポリカーボネートからなる基板１上に、誘電体層（ＳｉＮ層）２、マスク層３、再生層４、中間層５、記録層６、誘電体層（ＳｉＮ層）７及び放熱層（ＡｌＴｉ層）８がこの順で積層されている。また、マスク層には１５ｎｍのＧｄ２８Ｆｅ４８Ｃｏ２４（元素記号後の数値は、原子％を意味する。以下同じ。）からなる層、再生層には３０ｎｍのＧｄ２５Ｆｅ６２Ｃｏ１３からなる層、中間層には４０ｎｍのＧｄ３１Ｆｅ６９からなる層、記録層には５０ｎｍのＴｂ２２Ｆｅ６０Ｃｏ１８からなる層を用いた。上記したマスク層、再生層、中間層及び記録層のキュリー温度はそれぞれ４００℃、２８０℃、２２０℃及び２７０℃である。
次に上記の構成の媒体の製造方法を述べる。スパッタ装置内のチャンバー内にＳｉＮ、ＧｄＦｅＣｏ、ＧｄＦｅ、ＴｂＦｅＣｏ及びＡｌＴｉの各々のターゲットをセットする。次に、ランドとグルーブ幅が同じピッチで、厚さが１．２ｍｍのランド／グルーブ基板をスパッタ装置内にセットする。スパッタ装置内のチャンバーを１×１０−５Ｐａまで真空引きする。次に、チャンバー内にアルゴンガスと窒素を導入する。その際各々の分圧比が３：２の条件でガス圧０．４Ｐａとなるように調整する。以上の条件で基板１上に厚さ７０ｎｍの誘電体層（ＳｉＮ層）２をＤＣスパッタ法にて形成する。
次に、もう一度チャンバー内を１×１０−５Ｐａまで真空引きした後、チャンバー内にアルゴンガスを０．８Ｐａとなるように導入し、磁性層（参照番号３〜６）をＤＣスパッタ法にて各々形成する。
次に、もう一度チャンバー内を１×１０−５Ｐａまで真空引きした後、チャンバー内にアルゴンガスと窒素を分圧比が３：２の条件でガス圧０．４Ｐａとなるように調整して導入した後、厚さ３０ｎｍの誘電体層（ＳｉＮ層）７をＤＣスパッタ法にて形成する。
次に、もう一度チャンバー内を１×１０−５Ｐａまで真空引きした後、チャンバー内にアルゴンガスを０．８Ｐａとなるように導入し、厚さ１５ｎｍの放熱層（ＡｌＴｉ層）８をＤＣスパッタ法にて形成する。
以上の工程により、図１に示す光磁気記録媒体を得た。
実施例２
図２は、実施例２の光磁気記録媒体の概略構成断面図である。図２では、マスク層以外の磁性３層は、交換結合しており、マスク層と再生層とは静磁気結合している。具体的には、ポリカーボネートからなる基板１上に、誘電体層（ＳｉＮ層）２、マスク層３、非磁性層（ＳｉＮ層）９、再生層４、中間層５、記録層６、誘電体層（ＳｉＮ層）７及び放熱層（ＡｌＴｉ層）８がこの順で積層されている。また、マスク層には２０ｎｍのＧｄ２８Ｆｅ４７Ｃｏ２５からなる層、再生層には３０ｎｍのＧｄ１２Ｄｙ１２Ｆｅ６１Ｃｏ１５からなる層、中間層には４０ｎｍの（Ｇｄ３０Ｆｅ６７Ｃｏ３）９２Ｓｉ８からなる層、記録層には５０ｎｍのＴｂ２２Ｆｅ６０Ｃｏ１８からなる層を用いた。
各層の形成方法は実施例１と同様にした。また、非磁性層（ＳｉＮ層）９は、チャンバー内を１×１０−５Ｐａまで真空引きした後、チャンバー内にアルゴンガスと窒素を分圧比が３：２の条件でガス圧０．４Ｐａとなるように調整して導入した後、厚さ３ｎｍになるようにＤＣスパッタ法にて形成した。
実施例３
図３は、実施例３の光磁気記録媒体の概略構成断面図である。図３は、図２の構成に加えて、マスク層３と交換結合する磁性層１０を、マスク層３と非磁性層９との間に備えた構成である。具体的には、ポリカーボネートからなる基板１上に、誘電体層（ＳｉＮ層）２、マスク層３、磁性層１０、非磁性層（Ｓｉ層）９、再生層４、中間層５、記録層６、誘電体層（ＳｉＮ層）７及び放熱層（ＡｌＴｉ層）８がこの順で積層されている。また、マスク層には２０ｎｍのＧｄ３０Ｆｅ４５Ｃｏ２５からなる層、磁性層には１０ｎｍのＧｄ１５Ｆｅ８５からなる層、再生層には３０ｎｍのＧｄ２４Ｆｅ６１Ｃｏ１５からなる層、中間層には４０ｎｍの（Ｇｄ３０Ｆｅ６７Ｃｏ３）９２Ｓｉ８からなる層、記録層には５０ｎｍのＴｂ２２Ｆｅ６０Ｃｏ１８からなる層を用いた。
各層の形成方法は、非磁性層の厚さを５ｎｍにすること以外は、実施例１及び２と同様にした。磁性層１０はターゲットをＧｄＦｅに替えること以外は、他の磁性層と同様にして形成した。
（実施例１〜３の光磁気記録媒体への消去、記録、再生動作時の評価）
上記のように形成した光磁気記録媒体の消去、記録、再生動作は、上記第５従来法と基本的に同じである。実施例１及び２の光磁気記録媒体の再生状態の模式図を図４及び図５に示す。図６は第５従来法の再生状態の模式図である。なお、図４〜６において、上段は平面図を、下段は断面図を意味している。また、１２は開口部、１３はマスク、１３ａ及び１３ｂはそれぞれフロントマスク及びリアマスク、１５は界面磁壁、Ａは媒体移動方向を意味している。１４は再生磁場を意味し、これらの図では記録方向に印加している。図４〜６では、基板、誘電体層及び放熱層を省略している。
図４〜６からわかるように、本発明の光磁気記録媒体中のマスク層３には、半径方向の開口部が狭く磁化が斜めを向いた領域が形成されている。この領域の磁化の働きにより、その領域のない図６の第５従来法に比べて、クロストークが抑制され、特に半径方向のクロストークに強い光磁気記録媒体が得られる。この効果は交換結合構成（図１に対応）でも、静磁気結合構成（図２及び３に対応）でも確認できた。
また、マスク層は、再生層よりもＣｏリッチであるため、カー回転角が大きく、エンハンス効果も有することを確認している。
なお、第５従来法では、再生レーザ光の強度が低い場合にはビーム中の開口部が狭く、隣のトラックの記録マークは転写されず見えないが、再生レーザ光が高くなると図６のように隣のトラックのマークが転写状態になり、クロストークとして見えることがわかる。
また、静磁気結合構成において、誘電体層に、ＳｉＮ以外のＳｉＯ２、ＡｌＮ、Ｃ又はＺｎＳ−ＳｉＯ２からなる層を用いても、Ａｌ、Ａｌ合金（ＡｉＴｉ、ＡｌＣｒ）、Ｐｔ、Ａｕ、Ｓｉ又はＧｅ等の非磁性な金属、半導体材料からなる層を用いても同じ効果がえられることを確認した。また、マスク層と非磁性層との間の磁性層と、中間層とが同じ組成からなる場合でも同じ効果が得られることも確認した。この磁性層を用いると、上記の磁化が斜めを向いた領域の制御が容易であり、媒体の製造マージンが広がることを確認した。
上記媒体について、クロストークを測定した。結果を図７〜８及び表１に示す。再生に用いた測定機の半導体レーザ光の波長は６６０ｎｍ、対物レンズのＮＡは０．５５であり、ビーム径はほぼ真円で１．０μｍとした。また、媒体の周速は８ｍ／ｓとした。ここで、クロストークの測定方法について述べる。クロストークは、測定を行うトラックには何も記録せず、測定トラックの両サイドのトラックに長マークの記録を行い、この両サイドのトラックから測定トラックに漏れ込んでくる信号（キャリア）と両サイドのトラックの信号差とした。信号はスペクトルアナライザを用いて測定した。
第５従来例の媒体は、前記実施例１で示した膜構成の内、マスク層のみが形成されておらず、その他の膜の材料、組成及び膜厚は実施例１と同様に形成した。第５従来例の媒体の測定結果を図７に示す。横軸は再生パワーを示す。再生パワーを上げていくとビームの熱の影響が隣のトラックに及び、クロストークが大きくなることがわかる。クロストークの閾値を−３０ｄＢとすると、トラックピッチＴｐ０．７μｍの場合には再生が開始する３．２ｍＷから４．７ｍＷまでが再生可能なマージンで、±１８％のマージンである。しかし、トラックピッチが０．６μｍとなるとマージンは±４％と非常に狭くなってくる。
同様の測定を実施例１の本発明の媒体について行った結果を図８に示す。トラックピッチ０．６μｍにおいても±１３％と十分なマージンが得られた。また、従来よりも広いマージンが得られた。これらと同じ測定を実施例１〜３の媒体と各種トラックピッチに対して測定を行った結果を表１に示す。
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本発明の媒体は、全ての条件において、従来よりも良好な結果が得られた。
実施例４
図９は、実施例４の光磁気記録媒体の概略構成断面図である。図９は、図１の構成に加えてマスク層３と交換結合する磁性層１０を、マスク層３と再生層４との間に備えた構成である。具体的には、ポリカーボネートからなる基板１上に、誘電体層（ＳｉＮ層）２、マスク層３、磁性層１０、再生層４、中間層５、記録層６、誘電体層（ＳｉＮ層）７及び放熱層（ＡｌＴｉ層）８がこの順で積層されている。また、マスク層には２０ｎｍのＧｄ３０Ｆｅ４５Ｃｏ２５からなる層、磁性層には１０ｎｍのＧｄ１５Ｆｅ８５からなる層、再生層には３０ｎｍのＧｄ２４Ｆｅ６１Ｃｏ１５からなる層、中間層には４０ｎｍの（Ｇｄ３０Ｆｅ６７Ｃｏ３）９２Ｓｉ８からなる層、記録層には５０ｎｍのＴｂ２２Ｆｅ６０Ｃｏ１８からなる層を用いた。
各層の形成方法は、実施例１と同様にした。磁性層１０は実施例３と同様にして形成した。
得られた媒体のクロストーク特性を測定したところ、実施例３と同程度であった。また磁性層１０の材料としてＧｄＦｅの他、Ｇｄ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉなどの強磁性体、ＴｂＦｅ、ＤｙＦｅ、ＴｂＦｅＣｏ、ＤｙＦｅＣｏ、ＧｄＦｅＣｏなどの光磁気用磁性材料も同様の効果を得ることができる。
実施例５
マスク層のＧｄ量の最適組成範囲を決めるため、次のような実験を行った。光磁気記録媒体の膜構成は実施例１と同様に形成したが、マスク層のみＧｄ組成が種々異なるようにしたターゲットを用いてスパッタを行った。
なお、この媒体のトラックピッチは０．６５μｍであり、マスク層のＣｏ量は２３．５原子％（以下、単に％で表す）と固定である。レーザスポット径は１μｍである。
図１５にデトラック・マージンのマスク層のＧｄ濃度依存性を示す。また図１６にＣＮＲ（キャリア対ノイズ比）のマスク層のＧｄ濃度依存性を示す。
図１４は前記したデトラック・マージンとは何かを説明するためのもので、本発明を用いた光磁気記録媒体におけるクロストークのデトラック依存性を示す一例である。横軸はデトラック量（μｍ）であり、縦軸はクロストーク量（ｄＢ）である。
デトラックとはレーザスポットのトラック中心からの位置ずれを表している。センタトラック（測定トラック）にはマークを記録せず、その両隣のトラックに８Ｔマーク及び８Ｔスペース（マーク長が１．２μｍ）の連続信号を記録しておき、センタトラックにレーザスポットを照射した時、両側のトラックからのクロストーク量を表したものである。従って、トラック幅方向にレーザスポットをずらせて行くとクロストーク量は徐々に増え、所定量を越えると急激に増加することが分かる。ここでセンタトラックの中心がデトラック量０μｍである。
また、ＣＮＲの測定は次のように行った。センタトラック（測定トラック）に２Ｔマーク及び２Ｔスペース（マーク長が０．３μｍ）の連続信号を記録しておき、その両隣のトラックにはマークを記録せず、センタトラックの中心にレーザスポットを照射してＣＮＲを測定した。
まず、図１５の横軸はマスク層中のＧｄ量を、縦軸はデトラックのマージン（±μｍ）である。デトラック・マージンは＋側と−側の平均値で表している。
図１５に示すデトラック・マージンが±０．０８μｍの値のＲＡＤと示した横線は前述したマスク層を有さない第５従来法の媒体の値である。これに対しＭＲＡＤと示した実施例５のマスク層のＧｄ量を変化させた場合は、Ｇｄ量が２５．７％以上からデトラック・マージンが大きくなりマスク層の効果が現れているのが分かる。
一方、図１６のＣＮＲが４４．５ｄＢの値のＲＡＤと示した横線は、第５従来法の媒体の特性であり、ＭＲＡＤと示した曲線は実施例５の特性である。
この２つの特性から、マスク層のＧｄ量の最適組成範囲は２５．７％以上、２９．７％以下であるといえる。
実施例６
次に、マスク層のＧｄ量を２７．５％に固定し、Ｃｏ量を変化させて媒体を形成することにより、マスク層のＣｏ量の最適組成範囲を調べた。
図１７の横軸はＣｏ量（％）を、縦軸はデトラック・マージン（±μｍ）及びＣＮＲ（ｄＢ）を示す。
まず、デトラック・マージン±０．０８μｍの値のＲＡＤと示した横線は、第５従来法の媒体の特性であり、ＭＲＡＤと示した曲線は実施例６の媒体の特性である。本実施例では従来媒体の約２倍のマージンを有していることが分かる。
また、ＣＮＲは４４．５ｄＢの値のＲＡＤと示した横線は、第５従来法の媒体の特性であり、ＭＲＡＤと示した曲線は実施例６の媒体の特性である。Ｃｏ量が２０％近くになるとＣＮＲが悪くなっている。
この２つの特性から、マスク層のＣｏ量の最適組成範囲は２０％以上、３０％以下であるといえる。
実施例７
次に、マスク層の膜厚を種々変えて最適値を見いだした。なお、マスク層以外の層は実施例１と同様に形成した。従って、再生層の厚さは３０ｎｍで固定とした。
図１８の横軸はマスク層の厚さ（ｎｍ）を、縦軸はデトラック・マージン（±μｍ）を示している。
図中、ＲＡＤと示した水平の直線はいずれも第５従来媒体の値を表しており、ＭＲＡＤと示した曲線はいずれも本実施例７の媒体の特性である。
デトラック・マージンもＣＮＲ特性も膜厚が厚くなるに従ってよくなるが、ＣＮＲ特性は２１ｎｍ以上では悪くなっている。
以上のことから、マスク層の厚さは１ｎｍ以上、２１ｎｍ以下、又は再生層膜厚の３％〜６７％が適正な厚さといえる。
以上種々の実施例を示したが、マスク層が単層膜であるときの磁気特性を図１９に示す。縦軸はカー回転角（°）であり、横軸は印加磁場Ｈ（キロエルステッド）である。
鎖線は３０℃における特性を、実線は１５０℃における特性を、二点鎖線は２５０℃のにおける特性を表している。
この図から低温（３０℃）及び高温（２５０℃）では面内方向に磁化容易軸を有し、再生時の転写温度領域近辺である１５０℃では垂直方向に磁化容易軸を有していることが分かる。
また、本発明の磁気超解像媒体のマスク層以外の膜の特性は以下のものが使用可能である。
すなわち、再生層はＧｄＦｅＣｏ膜やＧｄＤｙＦｅＣｏ膜であり、遷移金属磁化優勢で、垂直方向に磁化容易軸を有している。中間層はＧｄＦｅ、ＧｄＦｅＣｏ又はＧｄＦｅＣｏ（Ｓｉ）膜であり、希土類磁化優勢で室温（１０℃〜３５℃）では面内方向に磁化容易軸を有している。更に、記録層はＴｂＦｅＣｏ膜であり、遷移金属磁化優勢で、垂直方向に磁化容易軸を有している。
そして、再生層、中間層及び記録層は室温で、８ｅｍｕ／ｃｃ〜１００ｅｍｕ／ｃｃ、１４０ｅｍｕ／ｃｃ〜２５０ｅｍｕ／ｃｃ及び５０ｅｍｕ／ｃｃ〜１５０ｅｍｕ／ｃｃの飽和磁化をそれぞれ有するものが使用できる。
また、再生層、中間層及び記録層は、２４０℃〜３５０℃、１６０℃〜２７０℃及び２４０℃〜３５０℃のキュリー温度をそれぞれ有するものが使用できる。
以上に述べた本発明の記録媒体を消去、記録及び再生するための一装置構成例を図２０に示す。
図２０は光磁気記録再生装置３０を示しており、スピンドルモータ３１で上記実施例の記録媒体３２を一定の回転速度で回転させる。その媒体に対し、レーザダイオード３３からレーザ光を照射する。レーザ光はコリメートレンズ３４で平行光とされ、ハーフミラー３５を通り、対物レンズ３６により集光され、記録膜上で焦点を結ぶように制御される。レーザ３３はレーザ駆動手段３７内のパルス変調手段により高レベルと低レベルの出力が出るように調整されている。この手段によりレーザ光は記録すべき情報に従いパルス状に変調される。そして記録媒体上のレーザスポットを含む近辺にはバイアス磁界印加手段３７により、例えば図面上、上向き方向で、かつ所定の大きさの直流磁界を印加することにより上記情報を記録することができる。また、下向き方向に磁界を印加し、所定の大きさのパワーを照射することで消去できる。これらの制御はコントローラ３８により行われる。
一方、再生時はコントローラ３８の指示によりレーザ駆動手段３７を経てレーザダイオード３３を直流的に駆動しレーザ光を照射するとともに、記録時と同じ方向の再生磁界を印加する。
このレーザ光の照射により先に図４を参照して説明したような温度分布によるマスク領域１３と開口部１２が形成され、これらの領域からの反射光はハーフミラー３５により光路を偏向され、レンズ４３９により集光されて光検出器４０に入射される。この光検出器からの信号をコントローラ３８で処理することにより、記録情報が良好なＣＮＲをもって再生されることになる。
なお、上記の説明では光変調方式の記録・消去・再生について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、レーザの出力を一定とし、前記バイアス磁界印加手段にパルス変調手段を内蔵させて磁界をパルス変調させてもよい。
また、本実施例では基板１側からレーザ光を入射させる方式を説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、積層膜の構成はこれらの実施例のままで、基板１を放熱層８側に設け、レーザ光はマスク層側から入射するようにしてもよい。
本発明によれば、再生時の開口部のトラック幅方向領域を調整することが可能となり、第５従来法のような３層構成時よりも更にクロストークに強く、狭トラックピッチでの使用が可能となる。従って、従来よりも更に高密度記録を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
図１は、実施例１の媒体の概略断面図である。
図２は、実施例２の媒体の概略断面図である。
図３は、実施例３の媒体の概略断面図である。
図４は、実施例１の媒体の再生状態の概略模式図である。
図５は、実施例２の媒体の再生状態の概略模式図である。
図６は、第５従来法の媒体の再生状態の概略模式図である。
図７は、第５従来法の媒体のクロストークのトラックピッチ依存性を示すグラフである。
図８は、本発明の媒体のクロストークのトラックピッチ依存性を示すグラフである。
図９は、実施例４の媒体の概略断面図である。
図１０は、第５従来法の媒体の消去原理を説明するための概略図である。
図１１は、第５従来法の媒体の記録原理を説明するための概略図である。
図１２は、第５従来法の媒体の再生原理を説明するための概略図である。
図１３は、第５従来法の媒体の再生原理を説明するための概略図である。
図１４は、デトラック・マージンを説明するためのグラフである。
図１５は、デトラック・マージンのマスク層のＧｄ濃度依存性を示すグラフである。
図１６は、ＣＮＲのマスク層のＧｄ濃度依存性を示すグラフである。
図１７は、ＣＮＲとデトラック・マージンのマスク層のＣｏ濃度依存性を示すグラフである。
図１８は、ＣＮＲとデトラック・マージンのマスク層の膜厚依存性を示すグラフである。
図１９は、マスク層が単層膜であるときの磁気特性を示すグラフである。
図２０は、本発明の光磁気記録媒体を消去、記録及び再生するための装置構成例である。
【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【国際調査報告】
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