JPH0612712A

JPH0612712A - 光磁気記録媒体

Info

Publication number: JPH0612712A
Application number: JP5022973A
Authority: JP
Inventors: Katsusuke Shimazaki; 勝輔島崎; Satoru Onuki; 悟大貫; Norio Ota; 憲雄太田; Hideo Fujiwara; 英雄藤原; Chikatomo Shirai; 睦智白井
Original assignee: Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Ltd
Priority date: 1992-04-27
Filing date: 1993-02-10
Publication date: 1994-01-21

Abstract

(57)【要約】【目的】光磁気記録膜たる磁性膜を、外部磁界に対し
て磁気モーメントが回転しやすい構造に構成すること
で、光磁気記録媒体の外部磁界感度を高める。【構成】記録又は消去時に、膜面と垂直な方向に対し
て傾斜した方向の磁気モーメント成分を有する磁性膜を
透明基板上に担持するか、膜厚方向の一部に、他の部分
と比較して垂直磁気異方性エネルギーが小さい部分を有
し、かつ各部の磁気モーメントが夫々膜面と垂直な方向
に向いている磁性膜を透明基板上に担持する。【効果】ヘッド装置の高速シーク性の改善、記録再生
装置の小型軽量化、消費電力及び発熱量の低減、磁界変
調方式によるオーバーライト記録が実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、希土類−遷移金属系の
磁性膜を光磁気記録膜とする光磁気記録媒体に係り、特
に、前記磁性膜の構造及び磁気特性に関する。

【０００２】

【従来の技術】希土類−遷移金属系の磁性膜において、
膜面に垂直な方向に磁化容易軸を有する磁性膜（垂直磁
化膜）は、膜面と平行な方向に磁化容易軸を有する磁性
膜（面内磁化膜）に比べて微小な磁区が安定に存在可能
で、高密度記録に有利である。また、磁性膜の磁化方向
に再生用光ビームを入射することによって検出されるカ
ー回転角（ポーラーカー回転角）は、磁性膜の磁化方向
に対して垂直に再生用光ビームを入射することによって
検出されるカー回転角よりも大きいことから、垂直磁化
膜は面内磁化膜よりも高い再生信号出力ひいては高い再
生ＣＮ比を得る上で有利である。かかる事情から、従来
より、希土類−遷移金属系の磁性膜を光磁気記録膜とす
る光磁気記録媒体においては、垂直磁化膜を光磁気記録
膜として用いることが必要条件とされている。

【０００３】ところで、この種の光磁気記録媒体におい
ては、記録密度の高密度化及び再生ＣＮ比の改善のほか
に、外部磁界感度の改善が最も重要な技術的課題の１つ
になっている。しかるに、希土類−遷移金属系の垂直磁
化膜は、磁化エネルギー２πＭｓ² が１０⁴ 〜１０⁵ ｅ
ｒｇ／ｃｃであるのに対して、異方性エネルギーＫｕが
１０⁶ ｅｒｇ／ｃｃ以上あり、磁化エネルギーに比べて
異方性エネルギーが格段に大きい。そのため、情報の記
録時に、記録用光ビームを照射することで垂直磁化膜を
そのキュリー温度近傍まで昇温しつつ該昇温部に記録方
向の外部磁場を印加し、垂直磁化膜の磁化方向を記録方
向に反転させた場合、反転磁区内の磁化が完全に記録方
向に反転せず、図９に示すように、垂直磁化膜１１に形
成された反転磁区１２内にサブミクロンサイズの微小な
バブルドメイン１３が残存しやすい。バブルドメイン１
３が反転磁区１２内に残存すると、バブルドメイン１３
がノイズとなって、再生ＣＮ比が悪いという現象になっ
て現われる。なお、消去過程においても垂直磁化膜１１
の磁化の方向が逆向きになるだけで同様の不都合を生
じ、バブルドメイン１３が信号の消し残りとなる。

【０００４】このバブルドメイン１３の発生を抑制する
ためには、大きな外部磁界を記録再生装置に備えなくて
はならず、ヘッド装置の高速シーク性の向上、記録再生
装置の小型軽量化、外部磁界として電磁石を用いる記録
再生装置における消費電力及び発熱量の減少、磁界変調
方式によるオーバーライト記録の実現を図る上で不利で
ある。

【０００５】図１０に光磁気記録膜として垂直磁化膜が
担持された従来例の光磁気記録媒体の外部磁界特性を、
図１１にその光磁気記録媒体のビットエラー発生特性を
示す。図１０において、縦軸は再生信号出力の大きさ、
横軸は外部磁界の大きさであり、横軸の正の値は記録方
向の磁界を示し、負の値は消去方向の磁界を示してい
る。なお、試料としては、図１２に示すように、ポリカ
ーボネート基板１の片面に、該基板１よりも屈折率が大
きなＳｉＮ系の第１無機誘電体層２と、光磁気記録膜で
あるＴｅＦｅＣｏ系の垂直磁化膜３と、前記第１無機誘
電体層２と同種の無機誘電体からなる第２無機誘電体層
４と、Ａｌ反射膜５とを連続スパッタ法にて順次積層し
たものを用いた。図１０に示すように、この光磁気記録
媒体は、記録方向又は消去方向に２００（Ｏｅ）以上の
外部磁界を印加しなくては垂直磁化膜３を飽和磁化に達
することができない。また、図１１に示すように、記録
方向に２００（Ｏｅ）以上の外部磁界を印加しなくては
ビットエラー発生率を最低レベルまでもってゆくことが
できない。

【０００６】また、前記光磁気記録媒体から取り出した
試料を磁気トルク計（トーエイ工業株式会社製のトルク
マグネトロメータ；ＴＲＴ−２）にかけて磁気トルクを
測定し、外部磁場の回転角度に対する磁気トルクの変化
をプロットしたところ、図１３に示すトルクカーブを得
た。但し、測定レンジをＹ＝２ｄｙｎ−ｃｍ／Ｖ，Ｘ＝
０．５ｍＶ／ｄｅｇとし、レコーダレンジをＹ＝０．１
Ｖ／ｃｍ，Ｘ＝１０ｍＶ／ｃｍとした。尚、測定は、測
定温度における磁壁抗磁力をＨ_c 、測定温度における垂
直異方性磁界をＨ_k としたとき、Ｈ_c ＜Ｈ_ex＜Ｈ_k なる
大きさの外部磁場Ｈ_exを試料に印加しつつ外部磁場を試
料の支持軸回りに回転し、試料の支持軸に働く磁気トル
クを測定することで行なった。図１３の０°は、外部磁
場を試料の膜面に垂直な方向に向けた場合を示し、θ
は、その位置からの外部磁場Ｈ_exの回転角度を示す。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前記したように、光磁
気記録膜として垂直磁化膜が透明基板に担持された光磁
気記録媒体は、少なくとも２００（Ｏｅ）以上の外部磁
界を印加しなくては、完全な信号の記録又は消去を行な
うことができず、ヘッド装置の高速シーク性の向上、記
録再生装置の小型軽量化、外部磁界として電磁石を用い
る記録再生装置における消費電力及び発熱量の減少、磁
界変調方式によるオーバーライト記録の実現を図ること
が難しい。かかる不都合を解消するためには、バブルド
メインの発生を抑制でき、より小さな外部磁界で完全な
反転磁区を形成可能な光磁気記録膜たる磁性膜の開発が
必要となる。

【０００８】本発明は、かかる技術的な課題を解決する
ためになされたものであって、バブルドメインの発生を
抑制可能な磁性膜の構造を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記の課題を
解決するため、透明基板上に、希土類−遷移金属合金系
の磁性膜を担持してなる光磁気記録媒体において、前記
磁性膜として、膜面と垂直な方向に対して傾斜した方向
の磁気モーメント成分を有し、かつ当該磁性膜をそのキ
ュリー温度近傍まで加熱したとき、前記傾斜した磁気モ
ーメント成分と膜面に対して垂直な方向の磁気モーメン
ト成分が共に消失する磁性膜を備えた。もちろん、前記
の磁性膜は、磁気モーメントが膜面と垂直でない方向に
向く部分と磁気モーメントが膜面と垂直に向く部分とを
膜厚方向に有し、前記膜面と垂直でない方向に向く磁気
モーメントが、キュリー温度近傍まで加熱したときに、
前記膜面と垂直に向く磁気モーメントと共に消失するも
のであってもよい。この場合には、膜面と垂直に向く磁
気モーメントが消失する温度をＴ_c としたときに、膜面
と垂直でない方向に向く磁気モーメントが、Ｔ_c ±５０
℃の範囲で消失することが好ましい。

【００１０】また、前記の磁性膜に代えて、膜厚方向の
一部に、他の部分と比較して垂直磁気異方性エネルギが
小さい部分を有する磁性膜を設けることもできる。

【００１１】具体的には、外部磁場の大きさをＨ_ex、測
定温度における磁壁抗磁力をＨ_c 、測定温度における垂
直異方性磁界をＨ_k 、膜面に垂直な方向を０°、膜面に
垂直な方向からの外部磁場Ｈ_exの回転角度をθとし、Ｈ
_c ＜Ｈ_ex＜Ｈ_k なる大きさの外部磁場を試料の支持軸回
りに回転しつつ、試料の支持軸に働く磁気トルクＴを磁
気トルク計にて測定したとき、０°≦θ≦９０°の範囲
及び１８０°≦θ≦２７０°の範囲に、∂²Ｔ／∂θ²＜
０なる領域が存在するか（但し、∂Ｔ(θ₀ )／∂θ＝０
なるθ₀ が存在する場合には、Ｔ(θ₀ )＜Ｔ_max なる領
域が存在すること）、３６０°≧θ≧２７０°の範囲及
び１８０°≧θ≧９０°の範囲に、∂²Ｔ／∂θ²＞０な
る領域が存在し（但し、∂Ｔ(θ₀ )／∂θ＝０なるθ₀
が存在する場合Ｔ(θ₀ )＞Ｔ_min なる領域が存在するこ
と）、上記の各式を満たす条件が、磁壁移動に伴う微分
不可能点ではなく、上記の各式を満たすトルク成分が、
前記磁性膜をキュリー温度近傍まで加熱した段階で消失
する磁性膜が設けられる。

【００１２】また、上記と同様の条件で磁気トルクＴを
測定したとき、０°＜θ≦９０°の範囲に磁気トルクＴ
の最大値、９０°≦θ＜１８０°の範囲に磁気トルクＴ
の極小値、１８０°＜θ≦２７０°の範囲に磁気トルク
Ｔの極大値、２７０°≦θ＜３６０°の範囲に磁気トル
クＴの最小値があり、０°、１８０°、３６０°におけ
る磁気トルクＴがゼロとなる磁気トルクカーブが得られ
る磁性膜を透明基板上に設けることもできる。

【００１３】この場合には、磁気トルクＴの最大値と最
小値との差をＸ、磁気トルクＴの極小値と極小値とのＹ
としたとき、｜Ｙ｜／｜Ｘ｜×１００が３５以下である
磁性膜を用いることが特に好ましい。また、θ＝１８０
°における磁気トルクカーブの接線の傾きをαとしたと
き、α≦７２°である磁性膜を用いることが特に好まし
い。

【００１４】

【作用】垂直磁化膜の場合、膜面に垂直な方向に磁化が
向きやすいのは、その方向に磁化を固定するように異方
性磁界が働くからである。すなわち、磁化を回転させる
ためには、その異方性磁界に打ち勝つだけの大きさの外
部磁界が必要となる。一方、磁化困難軸方向はという
と、残留磁化は発生しないのであるが、外部磁界に対し
て容易に磁化方向が回転する。特にキュリー温度近傍で
は磁化率／飽和磁化が大きく、外部磁界に対する磁化回
転が大きい。

【００１５】かかる理由から、少なくとも膜厚方向の一
部に磁気モーメントが膜面に垂直でない方向に向いた部
分を有する磁性膜、すなわち、少なくとも一部に面内方
向の磁気モーメント成分を有する部分をもつ磁性膜にあ
っては、キュリー温度近傍まで加熱されたときに、面内
方向成分をもつ磁気モーメントが印加された外部磁界方
向に非常に回転しやすい。したがって、この面内方向成
分を有する部分と、膜面に対して垂直な方向の磁気モー
メントを有する部分とが交換相互作用により結合される
ように磁性膜を形成しておけば、本来磁化方向が回転し
にくい膜面に対して垂直な方向の磁気モーメントが、回
転しやすい面内方向成分をもつ磁気モーメントに影響さ
れて回転しやすくなり、膜全体にすぐれた応答性をもた
せることができる。

【００１６】なお、面内方向に向いた磁気モーメント
は、近傍の磁気モーメントに対して自分と平行な方向に
交換力をおよぼすため、近傍の磁気モーメントを面内に
向けるように作用する。ところが、キュリー温度近傍ま
で加熱されたときに、磁化率／飽和磁化が上昇し、弱い
外部磁界に対しても容易に垂直方向に傾くような性質を
付与した場合には、垂直方向の交換結合力を周囲に及ぼ
し、磁性層全体の磁化反転を促進することができる。よ
って、前記の効果を得るためには、面内成分が磁性膜の
キュリー温度近傍、さらに正確には、磁性膜中の垂直磁
化成分のキュリー温度近傍で消失することが必要とな
る。その温度において面内磁化が大きいと、モーメント
は傾くことができず、かえって磁化と面内におさえつけ
ることとなり、外部磁界感度を悪化させる。また、その
温度よりかなり低いところで、キュリー温度をむかえて
しまうと磁性がなくなり、効果も消失する。詳しい実験
によると、磁性膜中の垂直磁化成分のキュリー温度をＴ
_c としたとき、Ｔ_c ±５０℃で面内磁化も消失すること
が特に好ましい。

【００１７】また、前記磁性膜として、膜厚方向の一部
に、他の部分と比較して垂直磁気異方性エネルギが小さ
い部分を有する磁性膜を用いた場合には、磁性層をキュ
リー温度近傍まで昇温しつつ外部磁界を印加したとき
に、垂直磁気異方性エネルギの小さい部分が先に磁化反
転し、交換結合力によって垂直磁気異方性エネルギが大
きい部分の磁化反転を促進するので、前記と同様の効果
を得ることができる。

【００１８】

【実施例】本発明の光磁気記録媒体は、まず第１に、透
明基板上に、膜面と垂直な方向に対して傾斜した方向の
磁気モーメント成分を有し、かつ当該磁性膜をそのキュ
リー温度近傍まで加熱したとき、前記傾斜した磁気モー
メント成分と膜面に対して垂直な方向の磁気モーメント
成分が共に消失する希土類−遷移金属合金系の磁性膜を
担持したことを特徴とする。

【００１９】図１（ａ）〜（ｊ）に、膜面と垂直な方向
に対して傾斜した方向の磁気モーメント成分を有する磁
性膜を例示する。この図において、矩形で示すのは光磁
気記録膜たる磁性膜であり、磁性膜中の矢印は各部分に
おける磁気モーメントの向きを示している。磁性膜を示
す矩形の下辺は透明基板側の界面であり、上辺は反射膜
側の界面である。

【００２０】同図に示すように、本発明の光磁気記録媒
体は、磁性膜が単層にて形成されている。そして、図１
（ａ）の磁性膜は、透明基板側の界面から膜厚方向の略
中央部分までは磁気モーメントが垂直上向きに向いてお
り、そこから上の部分では磁気モーメントが斜め上向き
に向き、反射膜側の界面では磁気モーメントが面内方向
に向いている。図１（ｂ）の磁性膜は、透明基板側の界
面に極く近い部分では磁気モーメントが面内方向に向い
ており、そこから上の部分では磁気モーメントが斜め上
向きに向き、膜厚方向の略中央部分では磁気モーメント
が垂直上向きに向いている。さらにそこから上の部分で
は磁気モーメントが逆方向に傾斜し、反射膜側の界面で
は磁気モーメントが面内方向に向いている。図１（ｃ）
の磁性膜は、透明基板側の界面に極く近い部分では磁気
モーメントが垂直上向きに向いており、そこから上の部
分では磁気モーメントが斜め上向きになり、膜厚方向の
略中央部分では磁気モーメントが面内方向に向いてい
る。さらにそこから上の部分では磁気モーメントが再度
同一方向に傾斜し、反射膜側の界面では磁気モーメント
が垂直上向きに向いている。図１（ｄ）の磁性膜は、透
明基板側の界面部分から反射膜側の界面部分まで、磁気
モーメントが一律に斜め上向きに向いている。図１
（ｅ）の磁性膜は、透明基板側の界面部分から反射膜側
の界面部分まで、磁気モーメントが螺旋状に回転してい
る。図１（ｆ）の磁性膜は、斜め右上向きの磁気モーメ
ントと斜め左上向きの磁気モーメントとが、膜厚方向に
交互に形成されている。図１（ｇ）の磁性膜は、透明基
板側の界面に極く近い部分では磁気モーメントが面内方
向に向いており、そこから上の部分では磁気モーメント
が順次右回りに旋回して遂には垂直上向きになる。さら
にそこから上の部分では磁気モーメントが同一方向に旋
回し、膜厚方向の略中央部分では磁気モーメントが面内
方向に向いている。さらにそこから上の部分では磁気モ
ーメントが逆向きに旋回し、遂には垂直上向きになる。
さらにそこから上の部分では磁気モーメントが逆向きに
旋回し、反射膜側の界面では磁気モーメントが面内方向
に向いている。図１（ｈ）の磁性膜は、透明基板側の界
面から略中央部分では磁気モーメントが垂直上向きに向
いており、反射膜側の界面近傍では磁気モーメントが斜
め上向きに傾斜している。図１（ｉ）の磁性膜は、透明
基板側の界面付近では磁気モーメントが斜め上向きに傾
斜しており、略中央部から反射膜側の界面までの部分で
は磁気モーメントが垂直上向きに向いている。図１
（ｊ）の磁性膜は、透明基板側の界面から略中央部まで
は磁気モーメントが垂直上向きに向いており、それより
反射膜側の界面までの部分では磁気モーメントが斜め下
向きに傾斜している。

【００２１】これらの図から明らかなように、本発明の
磁性膜は単層構造になっており、その中で磁化モーメン
トが垂直又は斜め若しくは面内方向に向く部分を有する
のであって、垂直磁化膜と面内磁化膜とを積層したもの
とは根本的に異なっている。

【００２２】図１（ａ）〜（ｊ）に掲げた各磁性膜のう
ち、膜厚方向に磁気モーメントが膜面と垂直でない方向
に向く部分と膜面と垂直に向く部分とを有する磁性膜に
あっては、磁性膜をキュリー温度近傍まで加熱したとき
に、膜面と垂直でない方向に向く磁気モーメントが、前
記膜面と垂直に向く磁気モーメントと共に消失するよう
に調整される。膜面と垂直でない方向に向く磁気モーメ
ントが消失する温度と、膜面と垂直に向く磁気モーメン
トが消失する温度とは、接近している方が好ましく、特
に、膜面と垂直に向く磁気モーメントが消失する温度
（キュリー温度）をＴ_c としたときに、膜面と垂直でな
い方向に向く磁気モーメントがＴ_c ±５０℃の範囲で消
失することが好ましい。

【００２３】本発明の光磁気記録媒体は、第２に、膜厚
方向に異方性エネルギが異なる部分を有する希土類−遷
移金属合金系の磁性層を基板上に担持したことを特徴と
する。図１（ｉ）に本例の磁性膜を例示する。例えば、
異方性エネルギーＫｕが１０⁵ ｅｒｇ／ｃｃ以下の部分
と、１０⁵ ｅｒｇ／ｃｃ〜２×１０⁶ ｅｒｇ／ｃｃの部
分とから希土類−遷移金属合金系の磁性層を構成するこ
とができる。

【００２４】本発明の光磁気記録媒体は、磁気トルク計
にかけて磁気トルクを測定したとき、いずれも図２又は
図３に示すようなトルクカーブを示す。

【００２５】図２の例では、外部磁場の大きさをＨ_ex、
測定温度における磁壁抗磁力をＨ_ｃ、測定温度における
垂直異方性磁界をＨ_ｋ、膜面に垂直な方向を０°、膜
面に垂直な方向からの外部磁場Ｈ_exの回転角度をθと
し、Ｈ_c ＜Ｈ_ex＜Ｈ_k なる大きさの外部磁場を試料の支
持軸回りに回転しつつ、試料の支持軸に働く磁気トルク
Ｔを磁気トルク計にて測定したとき、０°≦θ≦９０°
の範囲及び１８０°≦θ≦２７０°の範囲に、∂²Ｔ／
∂θ²＜０なる領域が存在するか（但し、∂Ｔ(θ₀ )／
∂θ＝０なるθ₀ が存在する場合には、Ｔ(θ₀ )＜Ｔ
_max なる領域が存在すること）、３６０°≧θ≧２７０
°の範囲及び１８０°≧θ≧９０°の範囲に、∂²Ｔ／
∂θ²＞０なる領域が存在（但し、∂Ｔ(θ₀ )／∂θ＝
０なるθ₀ が存在する場合Ｔ(θ₀ )＞Ｔ_min なる領域が
存在すること）する。但し、上記の各式を満たす条件
が、磁壁移動に伴う微分不可能点でないことはもちろん
である。

【００２６】図３の例では、上記と同様の条件で磁気ト
ルクＴを測定したとき、０°＜θ≦９０°の範囲に磁気
トルクＴの最大値、９０°≦θ＜１８０°の範囲に磁気
トルクＴの極小値、１８０°＜θ≦２７０°の範囲に磁
気トルクＴの極大値、２７０°≦θ＜３６０°の範囲に
磁気トルクＴの最小値があり、０°、１８０°、３６０
°における磁気トルクＴがゼロとなる。

【００２７】図２のトルクカーブを描く磁性膜を有する
光磁気記録媒体は、異なる試料温度のもとで前記のトル
クカーブを測定し、試料温度と図２に示すＡ及びＢのピ
ーク値との相関をグラフにプロットしたとき、図４に示
すような特性を示す。すなわち、試料温度が上昇するに
したがってＡのピーク値及びＢのピーク値が順次低下
し、ほぼ同一の温度（図４の例では同一温度）で共にゼ
ロとなる。なお、Ａのピーク値がゼロになる温度とＢの
ピーク値がゼロになる温度とは、必ずしも一致する必要
はなく、Ａのピーク値がゼロになる温度（キュリー温
度）をＴ_c としたときに、Ｂのピーク値がゼロになる温
度がＴ_c ±５０℃の範囲にあればよい。

【００２８】図５に図２のトルクカーブを描く磁性膜を
有する光磁気記録媒体の外部磁界特性を、図６にこの光
磁気記録媒体のビットエラー発生特性を示す。但し、試
料としては、膜構造が図１２に示すように構成された光
磁気記録媒体を用いた。図５に示すように、本例の光磁
気記録媒体は、記録方向又は消去方向に５０（Ｏｅ）以
上の外部磁界を印加することによって飽和磁化に達する
ことができ、また、図６に示すように、記録方向に５０
（Ｏｅ）以上の外部磁界を印加することによってビット
エラー発生率を最低レベルにすることができる。これら
の図と前出の図１０及び図１１との比較から、本発明の
光磁気記録媒体は、垂直磁化膜を光磁気記録膜として用
いた従来の光磁気記録媒体に比べて、１５０（Ｏｅ）以
上も情報の記録消去に必要な外部磁界強度を低下でき
る。

【００２９】図７及び図８に、図３の磁気トルクカーブ
を描く磁性膜を有する光磁気記録媒体の磁界感度特性を
示す。図７は、ＰＩＮフォトダイオード差動検出器をも
った動特性検出器を用いて光磁気記録媒体に１８０（Ｏ
ｅ）の外部磁界を印加したときのキャリアレベルと、磁
気トルクカーブの最大値と最小値との差をＸ、磁気トル
クカーブの極小値と極小値とのＹとしたときの、｜Ｙ｜
／｜Ｘ｜×１００の値との相関をグラフにプロットした
ものであり、図８は、前記キャリアレベルと、磁気トル
クカーブのθ＝１８０°の点における接線の傾きαとの
相関をグラフにプロットしたものである。

【００３０】図７から明らかなように、｜Ｙ｜／｜Ｘ｜
×１００の値が０〜約３５の範囲においては、１８０
（Ｏｅ）の外部磁界で記録信号が完全に消去できるが、
｜Ｙ｜／｜Ｘ｜×１００の値が約３５を超えると、１８
０（Ｏｅ）の外部磁界で記録信号を完全に消去できな
い。一般に、ドライブ装置に搭載可能な外部磁界の大き
さは、せいぜい１８０（Ｏｅ）程度であるから、｜Ｙ｜
／｜Ｘ｜×１００の値が３５以下となるように記録膜を
調整することが好ましい。また、図８から明らかなよう
に、θ＝１８０°の点における磁気トルクカーブの接線
の傾きαが約７２°の範囲においては、１８０（Ｏｅ）
の外部磁界で記録信号が完全に消去できるが、接線の傾
きαが約７２°を超えると、１８０（Ｏｅ）の外部磁界
で記録信号を完全に消去できない。したがって、接線の
傾きαが７２°以下となるように記録膜を調整すること
が好ましい。

【００３１】以下に、本発明に係る光磁気記録媒体の製
造方法例と、各製造方法によって作製される磁性膜の構
造とを列挙する。

【００３２】(1) 透明基板上に、第１無機誘電体層と、
希土類−遷移金属系の非晶質垂直磁化膜と、第２無機誘
電体層と、反射膜とを連続スパッタ法にて順次積層し、
図９の膜構造を有する光磁気記録媒体を作製した後、こ
の光磁気記録媒体を６０℃〜１５０℃の温度で、２〜１
０分間加熱する。これによって、図１（ｄ）に示したよ
うな磁性膜を形成できる。

【００３３】(2) 透明基板上に第１無機誘電体層をスパ
ッタリングした後、当該第１無機誘電体層上に、スパッ
タガスの組成を適宜切り替えつつ希土類−遷移金属系の
非晶質合金を所望の膜厚に達するまでスパッタリングす
る。例えば、磁性層の膜厚が全膜厚の１／２〜１／１０
に達する毎に、スパッタガスを純Ａｒから１〜２０体積
％のＮ₂ ガスを混入したＡｒガス又は０．５〜１０体積
％のＯ₂ ガスを混入したＡｒガスに切り替える。これに
よって、図１（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｇ）に示した
ような磁性膜を形成できる。以下、当該磁性膜上に、第
２無機誘電体層と、反射膜とを連続スパッタ法にて積層
する。

【００３４】(3) 透明基板上に第１無機誘電体層をスパ
ッタリングした後、当該第１無機誘電体層上に、垂直磁
気異方性が異なる磁性膜を交互に形成する。垂直磁気異
方性が異なる磁性膜の組合せには、例えば希土類−遷移
金属系の非晶質合金と、Ｃｏを主成分とし、これに（Ｃ
ｒ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｍｎ，Ｐｔ，Ａｇ）のグループから選
択された少なくとも１種類の金属の合金などを挙げるこ
とができる。これによって、図１（ａ），（ｂ），
（ｃ），（ｇ）に示したような磁性膜を形成できる。以
下、当該磁性膜上に、第２無機誘電体層と、反射膜とを
連続スパッタ法にて積層する。

【００３５】(4) 透明基板上に第１無機誘電体層をスパ
ッタリングした後、当該第１無機誘電体層上に、（Ｇ
ｄ，Ｃｅ，Ｄｙ，Ｎｄ）のグループから選択される希土
類元素の添加量、又は（Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍｎ）のグループ
から選択される遷移金属の添加量が異なるＴｂＦｅＣｏ
系合金を順次積層する。これによって、原子間の交換相
互作用及び異方性エネルギーの相関により、図１（ｅ）
のようなヘリカルスピン構造をとる磁性膜、あるいは図
１（ｆ）のようなキャントスピン構造をとる磁性膜を形
成できる。以下、当該磁性膜上に、第２無機誘電体層
と、反射膜とを連続スパッタ法にて積層する。

【００３６】(5) 透明基板上に第１無機誘電体層をスパ
ッタリングした後、当該第１無機誘電体層上に、（Ｎ
ｂ，Ｔｉ，Ｗ，Ｂｉ，Ｖ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｐｔ，Ａｇ，Ｒ
ｈ）のグループから選択される非磁性元素の添加量が異
なるＴｂＦｅＣｏ系合金を順次積層する。これによっ
て、異方性エネルギーが低下し、図１（ｄ）のような構
造の磁性膜を形成できる。以下、当該磁性膜上に、第２
無機誘電体層と、反射膜とを連続スパッタ法にて積層す
る。

【００３７】(6) 透明基板上に第１無機誘電体層をスパ
ッタリングした後、当該第１無機誘電体層上に、Ｔｂ，
Ｆｅ，Ｃｏの合金率が異なるＴｂＦｅＣｏ系合金を順次
積層する。これによって、図１（ａ），（ｂ），
（ｃ），（ｇ）に示したような磁性膜を形成できる。以
下、当該磁性膜上に、第２無機誘電体層と、反射膜とを
連続スパッタ法にて積層する。

【００３８】(7) 透明基板上に第１無機誘電体層をスパ
ッタリングした後、当該第１無機誘電体層上に、Ｔｂ合
金率が１５〜３０原子％、Ｃｏ合金率が８〜１５原子
％、残部がＦｅのＴｂＦｅＣｏ系合金と、Ｔｂ合金率が
１０〜２０原子％、Ｃｏ合金率が２〜１０原子％、残部
がＦｅのＴｂＦｅＣｏ系合金とを、段階的又は無段階的
に積層する。これによって、図１（ａ），（ｂ），
（ｃ），（ｇ），（ｉ）に示したような磁性膜を形成で
きる。以下、当該磁性膜上に、第２無機誘電体層と、反
射膜とを連続スパッタ法にて積層する。

【００３９】(8) 脱水処理を施したポリカーボネート基
板（ＰＣ基板）のプリフォーマットパターン形成面にＳ
ｉＮ第１無機誘電体層をＲＦスパッタ装置にてスパッタ
リングした後、当該ＳｉＮ第１無機誘電体層上に、Ｔｂ
合金率が２４〜２８原子％、Ｃｏ合金率が１２原子％、
Ｎｂ合金率が２原子％、残部がＦｅのＴｂＦｅＣｏＮｂ
系合金を連続的にスパッタリングする。しかる後に、こ
の磁性膜の表面を酸化して膜中のＴｂを選択酸化させ、
面内磁化膜を形成する。以下、このＴｂＦｅＣｏＮｂ系
合金膜上にＳｉＮ第２無機誘電体層と、Ａｌ反射膜とを
連続スパッタ法にて積層する。磁気トルクカーブの調整
は、面内磁化膜の膜厚を調整することで行う。なお、Ｐ
Ｃ基板の脱水処理方法には、ＰＣ基板をベーク炉に入
れ、大気圧下８０℃の温度で４時間以上加熱脱水する方
法、あるいはＰＣ基板を２０Ｐａ以下の真空度に真空引
きされた真空チャンバ内で８０℃に１時間以上加熱する
方法がある。

【００４０】(9) 脱水処理を施したポリカーボネート基
板（ＰＣ基板）のプリフォーマットパターン形成面にＳ
ｉＮ第１無機誘電体層をＲＦスパッタ装置にてスパッタ
リングした後、当該ＳｉＮ第１無機誘電体層上に、磁気
的に希土類リッチのＴｂＦｅＣｏ系の垂直磁化膜を積層
し、次いでこの膜上に磁気的に遷移金属リッチのＴｂＦ
ｅＣｏ系面内磁化膜を積層する。以下、このＴｂＦｅＣ
ｏ系面内磁化膜上にＳｉＮ第２無機誘電体層と、Ａｌ反
射膜とを連続スパッタ法にて積層する。磁気トルクカー
ブの調整は、面内磁化膜の膜厚を調整することで行う。

【００４１】(10)脱水処理を施したポリカーボネート基
板（ＰＣ基板）のプリフォーマットパターン形成面にＳ
ｉＮ第１無機誘電体層をＲＦスパッタ装置にてスパッタ
リングした後、当該ＳｉＮ第１無機誘電体層上に、Ｔｂ
ＦｅＣｏ系の垂直磁化膜を積層し、次いでこの膜上に、
ＴｂＦｅＣｏ−（Ｄｙ，Ｇｄ，Ｃｒ，Ｎｂ）系の面内磁
化膜を積層する。以下、このＴｂＦｅＣｏ系面内磁化膜
上にＳｉＮ第２無機誘電体層と、Ａｌ反射膜とを連続ス
パッタ法にて積層する。磁気トルクカーブの調整は、面
内磁化膜の膜厚を調整することで行う。

【００４２】なお、前記実施例においては、図１２の膜
構造を有する光磁気記録媒体を例にとって説明したが、
反射膜を施さない３膜構造あるいは反射膜を直接光磁気
記録膜上に積膜したものなど、他の膜構造を有する光磁
気記録媒体についても適用できる。また、基板材料、無
機誘電体層材料、反射膜材料等については、前記実施例
に拘らず、公知に属する任意の材料を用いることができ
る。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
磁性膜の外部磁界感度が従来技術に比べて格段に向上す
る。そのため、記録再生装置内に備えるべき磁界発生装
置を小型化でき、ヘッド装置の高速シーク性の向上、記
録再生装置の小型軽量化、外部磁界として電磁石を用い
る記録再生装置における消費電力及び発熱量の減少、磁
界変調方式によるオーバーライト記録の実現を図ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る磁性膜の構造を模式的に示す説明
図である。

【図２】本発明に係る磁性膜の磁気トルクカーブの第１
例を示すグラフ図である。

【図３】本発明に係る磁性膜の磁気トルクカーブの第２
例を示すグラフ図である。

【図４】試料温度とトルクカーブのピーク値との相関を
示すグラフ図である。

【図５】本発明に係る光磁気記録媒体の外部磁界特性を
示すグラフ図である。

【図６】本発明に係る光磁気記録媒体の外部磁界−ビッ
トエラー発生率特性を示すグラフ図である。

【図７】本発明に係る光磁気記録媒体の外部磁界感度−
Ｙ／Ｘ比特性を示すグラフ図である。

【図８】本発明に係る光磁気記録媒体の外部磁界感度−
α値特性を示すグラフ図である。

【図９】バブルドメインの説明図である。

【図１０】従来の光磁気記録媒体の外部磁界特性を示す
グラフ図である。

【図１１】従来例に係る光磁気記録媒体の外部磁界−ビ
ットエラー発生率特性を示すグラフ図である。

【図１２】光磁気記録媒体の膜構造を例示する断面図で
ある。

【図１３】従来例に係る光磁気記録媒体のトルフカーブ
を例示するグラフ図である。

【符号の説明】

１透明基板２第１無機誘電体層３情報記録層４第２無機誘電体層５反射膜

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成５年７月２７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００５

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００５】図１０に光磁気記録膜として垂直磁化膜が
担持された従来例の光磁気記録媒体の外部磁界特性を、
図１１にその光磁気記録媒体のビットエラー発生特性を
示す。図１０において、縦軸は再生信号出力の大きさ、
横軸は外部磁界の大きさであり、横軸の正の値は記録方
向の磁界を示し、負の値は消去方向の磁界を示してい
る。なお、試料としては、図１２に示すように、ポリカ
ーボネート基板１の片面に、該基板１よりも屈折率が大
きなＳｉＮ系の第１無機誘電体層２と、光磁気記録膜で
あるＴｂＦｅＣｏ系の垂直磁化膜３と、前記第１無機誘
電体層２と同種の無機誘電体からなる第２無機誘電体層
４と、Ａｌ反射膜５とを連続スパッタ法にて順次積層し
たものを用いた。図１０に示すように、この光磁気記録
媒体は、記録方向又は消去方向に２００（Ｏｅ）以上の
外部磁界を印加しなくては垂直磁化膜３を飽和磁化に達
することができない。また、図１１に示すように、記録
方向に２００（Ｏｅ）以上の外部磁界を印加しなくては
ビットエラー発生率を最低レベルまでもってゆくことが
できない。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１２】また、磁性膜の垂直磁気モーメントを一方
向に飽和磁化させ、外部磁場の大きさをＨ_ex、測定温度
における磁壁抗磁力をＨ_c 、測定温度における垂直異方
性磁界をＨ_k 、前記垂直磁気モーメントが外部磁場Ｈ_ex
に対して反平行となるように向けた状態を０°、前記垂
直磁気モーメントが外部磁場Ｈ_exに対して反平行となる
方向からの外部磁場Ｈ_exの回転角度をθとし、Ｈ_ex＜Ｈ
_c ＜Ｈ_k なる大きさの外部磁場を試料の支持軸回りに回
転しつつ、試料の支持軸に働く磁気トルクＴを磁気トル
ク計にて測定したとき、０°＜θ≦９０°の範囲に磁気
トルクＴの最大値、９０°≦θ＜１８０°の範囲に磁気
トルクＴの極小値、１８０°＜θ≦２７０°の範囲に磁
気トルクＴの極大値、２７０°≦θ＜３６０°の範囲に
磁気トルクＴの最小値があり、０°、１８０°、３６０
°における磁気トルクＴがゼロとなる磁気トルクカーブ
が得られる磁性膜を透明基板上に設けることもできる。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２１】これらの図から明らかなように、本発明の
磁性膜は、膜の中で磁気モーメントの主要部分が垂直方
向にあり、さらにそれとは異なる斜め若しくは面内方向
に向く部分を有するものである。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２６】図３の例では、磁性膜の垂直磁気モーメン
トを一方向に飽和磁化させ、かつ垂直磁気モーメントが
外部磁場Ｈ_exに対して反平行となるように向けた状態
（θ＝０°）からＨ_ex＜Ｈ_c ＜Ｈ_k （ただし、Ｈ_exは外
部磁場の大きさ、Ｈ_c は測定温度における磁壁抗磁力、
Ｈ_k は測定温度における垂直異方性磁界）なる大きさの
外部磁場を試料の支持軸回りに回転しつつ、試料の支持
軸に働く磁気トルクＴを磁気トルク計にて測定したと
き、０°＜θ≦９０°の範囲に磁気トルクＴの最大値、
９０°≦θ＜１８０°の範囲に磁気トルクＴの極小値、
１８０°＜θ≦２７０°の範囲に磁気トルクＴの極大
値、２７０°≦θ＜３６０°の範囲に磁気トルクＴの最
小値があり、０°、１８０°、３６０°における磁気ト
ルクＴがゼロとなる。

【手続補正６】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者藤原英雄大阪府茨木市丑寅一丁目１番88号日立マクセル株式会社内 (72)発明者白井睦智大阪府茨木市丑寅一丁目１番88号日立マクセル株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明基板上に、希土類−遷移金属合金系
の磁性膜を担持してなる光磁気記録媒体において、前記
磁性膜として、膜面と垂直な方向に対して傾斜した方向
の磁気モーメント成分を有し、かつ当該磁性膜をそのキ
ュリー温度近傍まで加熱したとき、前記傾斜した磁気モ
ーメント成分と膜面に対して垂直な方向の磁気モーメン
ト成分が共に消失する磁性膜を備えたことを特徴とする
光磁気記録媒体。
【請求項２】請求項１において、前記磁性膜として、
磁気モーメントが膜面と垂直でない方向に向く部分と磁
気モーメントが膜面と垂直に向く部分とを膜厚方向に有
し、前記膜面と垂直でない方向に向く磁気モーメント
が、キュリー温度近傍まで加熱したときに、前記膜面と
垂直に向く磁気モーメントと共に消失する磁性膜を備え
たことを特徴とする光磁気記録媒体。
【請求項３】請求項２において、前記膜面と垂直に向
く磁気モーメントが消失する温度をＴ_c としたときに、
前記膜面と垂直でない方向に向く磁気モーメントが、Ｔ
_c ±５０℃の範囲で消失することを特徴とする光磁気記
録媒体。
【請求項４】透明基板上に、希土類−遷移金属合金系
の磁性膜を担持してなる光磁気記録媒体において、前記
磁性膜として、膜厚方向の一部に、他の部分と比較して
垂直磁気異方性エネルギが小さい部分を有する磁性膜を
設けたことを特徴とする光磁気記録媒体。
【請求項５】透明基板上に、希土類−遷移金属合金系
の磁性膜を担持してなる光磁気記録媒体において、外部磁場の大きさをＨ_ex、測定温度における磁壁抗磁力
をＨ_c 、測定温度における垂直異方性磁界をＨ_k 、膜面
に垂直な方向を０°、膜面に垂直な方向からの外部磁場
Ｈ_exの回転角度をθとし、Ｈ_c ＜Ｈ_ex＜Ｈ_k なる大きさ
の外部磁場を試料の支持軸回りに回転しつつ、試料の支
持軸に働く磁気トルクＴを磁気トルク計にて測定したと
き、０°≦θ≦９０°の範囲及び１８０°≦θ≦２７０°の
範囲に、∂²Ｔ／∂θ^２＜０なる領域が存在するか（但
し、∂Ｔ（θ₀ )／∂θ＝０なるθ₀ が存在する場合に
は、Ｔ(θ₀ )＜Ｔ_max なる領域が存在すること）、３６
０°≧θ≧２７０°の範囲及び１８０°≧θ≧９０°の
範囲に、∂²Ｔ／∂θ²＞０なる領域が存在し（但し、∂
Ｔ(θ₀ )／∂θ＝０なるθ₀ が存在する場合Ｔ(θ₀ )＞
Ｔ_min なる領域が存在すること）、上記の各式を満たす条件が、磁壁移動に伴う微分不可能
点ではなく、かつ、上記の各式を満たすトルク成分が、前記磁性膜を
キュリー温度近傍まで加熱した段階で消失する磁性膜を
前記透明基板上に設けたことを特徴とする光磁気記録媒
体。
【請求項６】透明基板上に、希土類−遷移金属合金系
の磁性膜を担持してなる光磁気記録媒体において、外部磁場の大きさをＨ_ex、測定温度における磁壁抗磁力
をＨ_c 、測定温度における垂直異方性磁界をＨ_k 、膜面
に垂直な方向を０°、膜面に垂直な方向からの外部磁場
Ｈ_exの回転角度をθとし、Ｈ_c ＜Ｈ_ex＜Ｈ_k なる大きさ
の外部磁場を試料の支持軸回りに回転しつつ、試料の支
持軸に働く磁気トルクＴを磁気トルク計にて測定したと
き、０°＜θ≦９０°の範囲に磁気トルクＴの最大値、９０
°≦θ＜１８０°の範囲に磁気トルクＴの極小値、１８
０°＜θ≦２７０°の範囲に磁気トルクＴの極大値、２
７０°≦θ＜３６０°の範囲に磁気トルクＴの最小値が
あり、０°、１８０°、３６０°における磁気トルクＴ
がゼロとなる磁気トルクカーブが得られる磁性膜を前記
透明基板上に設けたことを特徴とする光磁気記録媒体。
【請求項７】請求項６において、磁気トルクＴの最大
値と最小値との差をＸ、磁気トルクＴの極小値と極小値
とのＹとしたとき、｜Ｙ｜／｜Ｘ｜×１００が、３５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６において、θ＝１８０°におけ
る磁気トルクカーブの接線の傾きをαとしたとき、α≦
７２°であることを特徴とする光磁気記録媒体。