JPH10134432A

JPH10134432A - 光磁気記録媒体

Info

Publication number: JPH10134432A
Application number: JP29090696A
Authority: JP
Inventors: Makoto Sugawara; 信菅原
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1996-10-31
Filing date: 1996-10-31
Publication date: 1998-05-22

Abstract

(57)【要約】【課題】ピットエッジ法により情報の記録・再生を行っ
てもジッターが劣化しないようにする。【解決手段】プラスチックからなりディスク状の基板１
０上に、各磁性層をＲＦスパッタリング装置を用いて積
層して光磁気ディスクを作製した。光磁気ディスクの回
転数を３０００ｒｐｍとし、磁界５ｋＯｅ、１２ｍＷの
レーザパワーで初期化し、次いで５．８ＭＨｚの信号
を、ピークパワーレベル＝１０ｍＷ、ベースパワーレベ
ル＝３ｍＷのレーザビームを照射して、記録磁界Ｈｂ＝
３００Ｏｅでオーバーライトした。その後、１．５ｍＷ
のレーザビームでピットエッジ法により再生した。この
とき、主に面内方向に磁化容易軸を有するＲ層により、
ジッターは８．５％以下に低下し、従来の垂直磁化膜の
場合の１２％超よりも小さくなった。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばレーザビー
ムをパルス変調して照射するというような光強度変調方
式等の熱磁気記録により、デジタル信号をオーバーライ
ト可能で、カー効果等の磁気光学効果を利用して情報を
再生する光磁気記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の光磁気記録媒体の一例を図２に示
す。同図の光磁気記録媒体では、ガラス基板２０上に溝
が多数本形成された紫外線硬化型樹脂層１１を形成し、
その上に順次、第１保護層１２，再生層（Recording la
yer:Ｒ層）１３，メモリー層（Memory layer: Ｍ層）１
４，交換結合力調整層（interface wall energy contro
l layer:int.層）１５，書込み層（Writing layer:Ｗ
層）１６，第２保護層１７が積層され、レーザビームを
変調するだけでオーバーライト可能な光磁気記録媒体で
あって、５３ｄＢを越えるＣ／Ｎ比を与えるものである
（特開平７−２９２３１号参照）。

【０００３】図２において、第１保護層１２及び第２保
護層１７はアモルファスのＳｉＮ、Ｒ層１３はＧｄＦｅ
Ｃｏ（以下、同様の分子式において原子比は省略す
る）、Ｍ層１４はＴｂＦｅＣｏ、int.層１５はＧｄＦｅ
Ｃｏ、Ｗ層１６はＤｙＦｅＣｏから成り、Ｒ層１３はＭ
層１４の磁化をコピーする際のノイズ減少効果を利用し
て高いＣ／Ｎ比を与えるためのもので、Ｍ層１４は以前
の記録状態に無関係に、例えば低温サイクルを経由して
室温で上向き磁化、高温サイクルを経由して室温で上向
き磁化の状態となる。このようなＭ層１４からＲ層１３
にコピーされた２種の磁化方向を、Ｒ層１３とＭ層１４
に照射−反射された直線偏光の偏光面回転角がカー効果
により変化することを利用して、２値化されたデジタル
信号として検出することができる。

【０００４】また、int.層１５はＭ層１４とＷ層１６の
交換結合力を調整するためのもので、特定の磁化方向を
有せず、室温では界面磁壁となりＭ層１４とＷ層１６の
交換結合を防ぎ、室温より高い温度では界面磁壁が消失
しＭ層１４とＷ層１６を交換結合させてＭ層１４の磁化
方向をＷ層１６に転写するのを助ける。int.層１５の交
換結合力（磁壁エネルギーに比例する）は、小さすぎる
（int.層１５が厚すぎる）とＭ層１４の磁化方向をＷ層
１６に揃わせることができなくなり、大きすぎる（int.
層１５が薄すぎる）とint.層１５がほとんど存在しない
ことになり、Ｍ層１４とＷ層１６が全作動温度範囲で交
換結合したままになる。従って、int.層１５の交換結合
力は所望の適切な範囲に設定される。

【０００５】Ｗ層１６は、最もキュリー点が高く、高温
サイクルにおいてそのキュリー点付近で記録磁界により
磁化方向を反転（キュリー点書込み）させられ、Ｍ層１
４と交換結合する際に記録磁界による磁化方向をＭ層１
４に転写する。低温サイクルでは、Ｗ層１６の保磁力が
記録磁界よりも大きいため、Ｗ層１６の磁化方向は記録
磁界により反転しない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光磁気
記録媒体を大容量化するピットエッジ記録を行った場
合、上記従来例では情報の記録・再生用の層がＲ層１３
とＭ層１４の２層とされているため、Ｃ／Ｎ比は良好で
あるが、記録信号のジッター（以下ジッターという）が
劣化し易い。即ち、ピットエッジ法により磁化が反転す
る磁区（ピット）の端部（エッジ）を検出する際には、
磁化の強さの変化を検出することになり、Ｒ層１３とＭ
層１４の界面で磁化が滑らかに結合しない場合や、Ｒ層
１３にＭ層１４の磁化がコピーされていない部分がある
と、ジッターが劣化していた。また、Ｒ層１３は垂直磁
化膜であるため、Ｍ層１４の磁化がコピーされていない
部分では、Ｍ層１４の磁化方向と反対の磁化方向となっ
ている場合があり、その場合ジッターの劣化がきわめて
大きい。

【０００７】従って、本発明は上記事情に鑑みて完成さ
れたものであり、その目的はピットエッジ法により情報
の記録・再生を行ってもジッターが劣化しないようにす
ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の光磁気記録媒体
は、基板上に再生層、垂直磁化の記録層、交換結合力調
整層及び垂直磁化の書込み層の少なくとも４層の磁性層
を積層して成り、熱磁気記録によりオーバーライトする
光磁気記録媒体において、前記再生層の磁化容易軸が室
温で主に面内方向にあることを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明を図１，図３，図４により
説明する。図１は光磁気記録媒体の部分断面図、図３の
（ａ）はオーバーライトの低温プロセスの冷却過程にお
ける磁化の変化を示す説明図、（ｂ）はオーバーライト
の高温プロセスの冷却過程における磁化の変化を示す説
明図、図４は各磁性層の温度に対する保磁力のグラフで
ある。

【００１０】図１において、１０はガラス，プラスチッ
ク等の透明材料から成りディスク状等の形状とされた基
板、１は基板１０上に設けられランド及びグルーブ用の
溝が多数形成された紫外線硬化型樹脂層、２，９は窒化
シリコン，窒化アルミニウム等から成り酸化防止のため
の第１，２保護層、３は再生層（以下Ｒ層とする）、４
は記録層又はメモリー層（以下Ｍ層とする）、５は交換
結合力調整層（以下ｉｎｔ．層とする）、６は書込み層
（以下Ｗ層とする）又は記録補助層、７は制御層又はス
イッチング層（以下Ｓ層とする）、８は初期化層（Init
ializing layer, 以下Ｉ層とする）である。上記紫外線
硬化型樹脂層１、第１，２保護層２，９は必ずしも必要
ではなく、基板１０表面にランド及びグルーブ用の溝を
形成し、その上に直接各磁性層を積層してもよい。

【００１１】前記各磁性層はＮｄ，Ｓｍ，Ｇｄ，Ｔｂ，
Ｄｙ，Ｈｏ等の希土類金属（以下ＲＥとする）とＣｒ，
Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ等の遷移金属（以下ＴＭとす
る）とを含む非晶質ＲＥＴＭ合金から成り、Ｒ層３はＧ
ｄＦｅＣｏ（以下、同様の分子式で原子比は省略する）
等の室温で面内方向に磁化容易軸を有する層で、例え
ば、Ｍ層４はＴｂＦｅＣｏ、ｉｎｔ．層５はＧｄＴｂＦ
ｅ、Ｗ層６はＤｙＦｅＣｏ、Ｓ層７はＴｂＦｅ、Ｉ層８
はＴｂＣｏから成り、Ｍ層４，Ｗ層６，Ｓ層７，Ｉ層８
の各層は垂直磁化を有し、ｉｎｔ．層５は例えば室温で
は面内磁化でＭ層４とＷ層６の交換結合時には容易に垂
直磁化に変化して交換結合をサポートする。Ｒ層３が室
温で主に面内方向に磁化容易軸を有する、つまりＲ層３
の室温における磁化方向が全体の約５０％程度以上面内
方向にあるためには、ＧｄＦｅＣｏの場合Ｇｄ_18-22Ｆ
ｅ_56-64Ｃｏ_18-22という原子比の組成範囲が好まし
い。

【００１２】かくして、本発明は、Ｒ層の磁化がＭ層の
磁化に容易に揃えられ、磁化が転写されない部分が発生
しにくいため、ピットエッジ法により情報の記録・再生
を行ってもジッターが劣化しないという作用効果を有す
る。

【００１３】更に、Ｒ層３，Ｍ層４，Ｗ層６，Ｓ層７，
Ｉ層８の各層のキュリー点をＴ_R，Ｔ_M，Ｔ_W，Ｔ_S，
Ｔ_Iとすると、Ｔ_S≦Ｔ_M＜Ｔ_W＜Ｔ_I≦Ｔ_Rであり、
Ｗ層６が補償温度（Compensation temperature）を有す
る場合にそれをＴ_Wcom、Ｉ層８が補償温度を有する場合
にそれをＴ_Icomとすると、Ｔ_S≦Ｔ_Wcom≦Ｔ_M＜Ｔ_W＜
Ｔ_I≦Ｔ_Rで、具体的には、Ｔ_S＝１００〜１２０℃、
Ｔ_M＝１８０〜２２０℃、Ｔ_W＝２４０〜２８０℃、Ｔ
_I＝３００〜４００℃、Ｔ_R＝３５０〜４００℃、Ｔ
_Wcom＝１２０〜１８０℃、Ｔ_Icom＝８０〜２００℃とす
るのがオーバーライトを行ううえで好適である。

【００１４】上記磁性層の磁化方向は、フェリ磁性材料
の場合ＲＥ副格子磁化とＴＭ副格子磁化が反平行で、フ
ェロ磁性材料の場合平行となるが、正味の磁化方向はＲ
Ｅ副格子磁化とＴＭ副格子磁化のベクトル和で表され、
補償温度の前後ではＲＥ副格子磁化とＴＭ副格子磁化の
大小関係が反転する。尚、補償温度とはＲＥ副格子磁化
の大きさとＴＭ副格子磁化の大きさがほぼ等しくなるた
め、見かけ上正味の磁化が０になる温度である。

【００１５】また、ｉｎｔ．層５以外の各磁性層はフェ
リ磁性材料とフェロ磁性材料のいずれでもよいが、例え
ば、各磁性層ともフェリ磁性材料で、Ｒ層３とＭ層４は
室温でＲＥ副格子磁化が優勢（ＲＥリッチ）、Ｗ層６は
室温でＴＭ副格子磁化が優勢（ＴＭリッチ）、Ｓ層７は
室温でＲＥリッチ、Ｉ層８は室温でＴＭリッチ等のよう
に構成する。尚、カー効果による情報の再生には、ＴＭ
副格子磁化が関与する。

【００１６】上記構成で、ピークパワーレベルとベース
パワーレベルを有するようにパルス変調されたレーザビ
ームを用いた光強度変調方式により、オーバーライトを
行った場合の磁化方向の変化を図３に示す。ピークパワ
ーレベルのレーザビームが照射された部分は高温プロセ
スに相当し、ベースパワーレベルのレーザビームが照射
された部分は低温プロセスに相当する。

【００１７】図３の（ａ）の低温プロセスでは、温度は
室温Ｔ_room〜Ｔ_M付近間で変化する。低温プロセスにお
いて、Ｒ層はＴ_M付近でＭ層からの磁化が交換結合力に
より転写され、Ｍ層はＴ_M付近でＷ層の磁化が転写さ
れ、Ｗ層はＴ_Wcom（≒Ｔ_S）付近でＲＥ副格子磁化とＴ
Ｍ副格子磁化の大小関係が反転し、Ｓ層はＴ_S付近でＩ
層の磁化が転写され、Ｔ_S超では磁化が消失してＷ層と
Ｉ層の磁気的結合を遮断する。Ｉ層は大部分の動作温度
範囲で最も保磁力が大きいので、その磁化は変化しな
い。室温では、全磁性層が磁気的に結合（交換結合）し
ている。低温プロセスではＲ層のＴＭ副格子磁化は上向
きであり、例えばこの状態をデジタル信号の”０”とす
る。また、オーバーライトする以前のＲ層の磁化方向が
逆方向であったとしても、低温プロセスでは図３の
（ａ）のように揃えられ、以前の情報に関係なく記録さ
れる。

【００１８】図３の（ｂ）の高温プロセスでは、温度は
Ｔ_room〜Ｔ_W付近間で変化する。高温プロセスにおい
て、Ｒ層はＴ_M付近でＭ層からの磁化が交換結合力によ
り転写され、Ｍ層はＴ_M付近でＷ層の磁化が転写され、
Ｗ層はＴ_W付近で記録磁界Ｈｂの磁化方向に揃えられ、
Ｔ_M付近でＭ層に磁化を転写し、Ｔ_Wcom（≒Ｔ_S）付近
でＲＥ副格子磁化とＴＭ副格子磁化の大小関係が反転す
る。Ｓ層はＴ_S付近でＩ層の磁化が転写され、Ｔ_S超で
は磁化が消失してＷ層とＩ層の磁気的結合を遮断する。
Ｉ層はＴ_Icom付近でＲＥ副格子磁化とＴＭ副格子磁化の
大小関係が反転する以外は、その磁化は変化しない。室
温では、Ｒ層とＭ層が交換結合しており、他方Ｗ層とＳ
層とＩ層が交換結合しており、Ｍ層とＷ層の界面には、
Ｍ層とＷ層の直接の交換結合を防止するｉｎｔ．層によ
る界面磁壁が生じている。高温プロセスではＲ層のＴＭ
副格子磁化は下向きであり、例えばこの状態をデジタル
信号の”１”とする。また、オーバーライトする以前の
Ｒ層の磁化方向が逆方向であったとしても、高温プロセ
スでは図３の（ｂ）のように揃えられ、以前の情報に関
係なく記録される。

【００１９】図４において、Ｉ層の保磁力が大部分の動
作温度範囲において最も大きく、次いでＷ層の保磁力が
大きいが、室温ではＩ層，Ｓ層，Ｗ層，Ｍ層，Ｒ層の順
に大きい。Ｓ層はＲ層とＭ層に比べて相対的に低いキュ
リー点と高い保持力を有し、Ｍ層はＳ層に比べて高いキ
ュリー点と低い保持力を有する。Ｒ層は全動作温度範囲
において、外部磁界がかからない場合は実質的に面内磁
化を示し、外部磁界により容易に垂直磁化に変化するの
で、その保磁力は他の磁性層よりもかなり小さい。故
に、図４では特にその保磁力を図示していない。

【００２０】そして、記録磁界Ｈｂは、Ｔ_W付近でＷ層
の磁化を反転し得る程度の小さな磁界（数１００〜数１
０００Ｏｅ）を有していればよい。

【００２１】本発明において、上記Ｓ層とＩ層は必ずし
も必要ではなく、少なくともＲ層，Ｍ層，ｉｎｔ．層，
Ｗ層の４つの磁性層があれば、オーバーライト可能であ
る。Ｓ層とＩ層がない場合は、Ｗ層は外部磁界によって
初期化する必要があるので、初期化用の磁石が必要にな
る。上記実施形態では、光強度変調方式によるオーバー
ライトについて説明したが、上記高温プロセスと低温プ
ロセスを実現できればよく、他の熱磁気記録によってオ
ーバーライトしても構わない。

【００２２】また、各磁性層を基板の両面に積層する
か、片面に各磁性層を積層した２枚の基板を貼り付ける
ことにより、２倍の記録密度としてもよい。

【００２３】なお、本発明は上記の実施形態に限定され
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種
々の変更は何等差し支えない。

【００２４】

【実施例】本発明の実施例を以下に示す。プラスチック
からなりディスク状の基板１０上に、図１の各磁性層を
ＲＦスパッタリング装置を用いて積層し、ＳｉＮからな
る第１保護層２と第２保護層９を、同様にＲＦスパッタ
リング装置により積層して、光磁気ディスクを作製し
た。そこで、各磁性層の特性を表１に示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】そして、Ｒ層の組成比及び磁核発生磁界Ｈ
_Nを変化させて、以下の条件でオーバーライトした場合
のジッターを表２に示す。光磁気ディスクの回転数を３
０００ｒｐｍとし、磁界を５ｋＯｅとして、１２ｍＷの
レーザビームを照射して初期化した。次に、５．８ＭＨ
ｚの信号を、ピークパワーレベル＝１０ｍＷ、ベースパ
ワーレベル＝３ｍＷのレーザビームを照射して、記録磁
界Ｈｂ＝３００Ｏｅで記録した。その後、１．５ｍＷの
レーザビームでピットエッジ法により再生した。そのと
きのＣ／Ｎ比は、表２の全てのものが５０ｄＢ以上であ
った。尚、表２において、磁核発生磁界Ｈ_Nは室温での
もので、ｒは光磁気ディスクの半径方向における中心か
らの距離である。

【００２７】表２に示すように、Ｒ層のＨ_Nが１．０ｋ
Ｏｅで垂直磁化膜としてＭ層の交換結合力による磁化の
転写がされにくい場合、ジッターは１２．２〜１３．９
％であった。また、Ｒ層のＨ_Nが負で面内磁化膜のとき
ジッターは８．５％以下であり、従来の垂直磁化膜の場
合の１２％超よりも小さくなった。このとき、ジッター
はピット長がどの程度均一かを示す量であり、ほぼ矩形
パルスであるピットの信号を１０⁵程度測定して積算
し、積算によって得られたほぼガウス分布の信号波形の
半値幅σ／Ｔ×１００（％）（σは半値における信号波
形の幅、Ｔは信号波形のベースの幅）により、得たもの
である。

【００２８】また、磁核発生磁界Ｈ_Nとは、外部磁界を
かけた場合の磁化の変化のヒステリシスループにおい
て、磁化の絶対値が最も大きくなった瞬間の２点間の外
部磁界の幅に相当する。換言すれば、外部磁界により、
磁性体中に磁区の核が生じた２状態（磁化方向が反対の
状態）間の外部磁界の幅である。そして、磁化が正で絶
対値が最大になるときの外部磁界が、磁化が負で絶対値
が最大になるときの外部磁界よりも大きい場合にＨ_Nが
正となり、逆の場合Ｈ_Nが負となる。

【００２９】

【表２】

【００３０】

【発明の効果】本発明は、再生層が室温で面内方向に磁
化容易軸を有することにより、再生層の磁化が記録層の
磁化に容易に揃えられ、磁化の転写されない部分が発生
しにくく、再生層と記録層の界面で磁化が滑らかに結合
し易くなり、その結果、ピットエッジ法により記録・再
生を行ってもジッターが小さくなり、情報の再生誤り率
が低減するという効果を有する。

【００３１】また、本発明の光磁気記録媒体は、光磁気
ディスク，光磁気カード，光磁気テープ等の、熱磁気記
録によりオーバーライトし磁気光学効果（カー効果等）
により光磁気再生可能な媒体に適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光磁気記録媒体の部分断面図である。

【図２】従来の光磁気記録媒体の部分断面図である。

【図３】本発明のオーバーライトによる磁化の変化を示
す説明図で、（ａ）は低温プロセスでの磁化の変化、
（ｂ）は高温プロセスでの磁化の変化を示す。

【図４】本発明の各磁性層の保磁力と温度との関係を示
すグラフである。

【符号の説明】

１：紫外線硬化型樹脂層２：第１の保護層３：再生層４：記録層５：交換結合力調整層６：書込み層７：制御層８：初期化層９：第２の保護層１０：基板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に再生層、垂直磁化の記録層、交換
結合力調整層及び垂直磁化の書込み層の少なくとも４層
の磁性層を積層して成り、熱磁気記録によりオーバーラ
イトする光磁気記録媒体において、前記再生層の磁化容
易軸が室温で主に面内方向にあることを特徴とする光磁
気記録媒体。