JP3049482B2

JP3049482B2 - 光磁気記録媒体及びその再生方法

Info

Publication number: JP3049482B2
Application number: JP8063272A
Authority: JP
Inventors: 幸治松本; 健玉野井; 敬二庄野
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1995-06-09
Filing date: 1996-03-19
Publication date: 2000-06-05
Anticipated expiration: 2016-03-19
Also published as: JPH09147436A; US5740133A; US6096444A

Description

【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
装置に適応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、特に磁気超解像再生が可
能である光磁気記録媒体、及び、この光磁気記録媒体に
記録された情報の再生方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、コンピュータの外部記録媒体とし
て、光磁気ディスクが脚光を浴びている。光磁気ディス
クは、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
またはハードディスクに比べて、格段に記録容量を増大
させることが可能である。

【０００３】現在実用化されている 3.5インチ光磁気デ
ィスクは、半径24ｍｍ〜40ｍｍの間に 1.4μｍピッチの
トラックを備え、周方向に最小0.65μｍの記録マークが
記録されており、ディスク片面で略 230メガバイトの記
録容量を有している。 3.5インチフロッピディスクの１
枚の記録容量は略 1.3メガバイトであるので、 3.5イン
チ光磁気ディスクは、１枚で 3.5インチフロッピディス
クの 200枚分の記録容量を有する。

【０００４】情報信号の書き換えが可能な光磁気ディス
クは、光磁気記録膜に光ビームを照射して加熱すること
により、その部分の磁化の方向（記録ビット）を記録情
報に応じた外部磁界に合わせて情報記録を行う。一方、
再生時には、光ビームを光磁気記録膜に照射し、その反
射光の偏光面が磁化の方向によって回転するカー効果を
利用して再生を行う。

【０００５】このような光磁気ディスクは、近年、急速
に発展するマルチメディアの中で増加するデータを格納
しておくメモリの中心的存在として位置付けられつつあ
り、その大容量化の要望が高まっている。光磁気ディス
クの記録容量を増大させる、つまり記録密度を高めるた
めには、現在よりもビットを更に小さくすると共に、ビ
ットとビットとの間隔も更に詰めていく必要がある。

【０００６】しかし、従来の一般的な光磁気記録再生に
おいては、その記録，再生は媒体上の光ビームの大きさ
（ビームスポット）によって制限される。ビーム径以下
の周期を持つ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
の波長と対物レンズの開口数とで制約されるのでその細
小化には限界がある。

【０００７】そこで、高密度記録化を実現するために、
ビームスポットの大きさ以下の記録ビットを再生できる
磁気超解像媒体（ＭＳＲ（Magnetically Induced Super
Resolution ）媒体）とＭＳＲ媒体を用いた記録再生方
式とが考案されている（特開平１−143041号公報，特開
平３−93058 号公報，特開平４−271039号公報, 特開平
５−12731 号公報等）。この記録再生方式では、温度に
よって磁気特性が異なる複数の磁性層を積層した記録媒
体を用い、ビームスポット内に形成される記録媒体の温
度分布を利用して、ビームスポットを絞った場合と同等
の効果を生じさせる。これによりビームスポットで決ま
る大きさよりも記録ビットを小さくしても情報を確実に
読み出すことが可能となる。以下、このＭＳＲ媒体とそ
の記録再生方式との従来例について説明する。

【０００８】まず、特開平１−143041号公報に開示され
ている手法（以下、第１従来法という）は、ビームスポ
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ものであり、記録媒体は、図41に示
すように、基板側から再生層61, スイッチ層62, 記録層
63をこの順に積層した構成をなす。室温においては、ス
イッチ層62を介した交換結合力によって再生層61の磁化
の向きは記録層63のそれと同じである。しかし、再生用
のレーザ光の照射によって温度が上昇してスイッチ層62
のキュリー温度を越えた部分（高温領域）では、記録層
63からの交換結合力が切れるので、その部分の再生層61
の磁化の向きは、外部から印加する再生磁界（Ｈr)の向
きに揃うことになる。その結果、この高温領域は記録ト
ラック64に形成された記録ビット65を覆い隠すマスクと
なり、低温領域のみで記録層63から再生層61に転写され
た記録ビット65を読み出す。

【０００９】また、特開平３−93058 号公報に開示され
ている手法（以下、第２従来法という）は、ビームスポ
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
ビットを読み出すＲＡＤ（Rear Aperture Detection)方
式と呼ばれているものであり、記録媒体は、図42に示す
ように、基板側から再生層71及び記録層72をこの順に積
層した構成をなす。再生用のレーザ光照射の直前に初期
化磁石73にて初期化磁界を印加し、記録トラック74に形
成された記録ビット75が初期化磁界を通過した際に、再
生層71だけの磁化の向きが初期化磁界の向きに揃うよう
にする。このとき、記録層72は記録ビット75を保持して
いる。初期化磁界の印加直後には、記録層72のデータを
再生層71が覆った状態でマスクの働きをする。そして、
再生用のレーザ光が照射されると、マスクである再生層
71の温度が上昇する。記録層72との間の交換結合力が再
生層71の保磁力より大きくなると、記録層72の磁化方向
が転写される。つまり、この高温領域において再生層71
のマスクがはずれたことになり、この部分（高温領域）
から記録ビット75を読み出す。

【００１０】また、特開平４−271039号公報に開示され
ている手法（以下、第３従来法という）は、ビームスポ
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
温度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ものであり、記録媒体は、図43に示
すように、基板側から再生層81, 制御層82, 中間層83，
記録層84をこの順に積層した構成をなす。第２従来法と
同様に、再生用のレーザ光照射の直前に初期化磁石85に
て初期化磁界を印加し、再生層81及び制御層82だけの磁
化の向きが初期化磁界の向きに揃うようにする。このと
き、記録層84は記録ビット87を保持している。初期化磁
界の印加直後の領域（低温領域）では、記録層84の記録
ビットを再生層81が覆った状態でマスクの働きをする。
また、再生用のレーザ光の照射によって温度が上昇して
制御層82のキュリー温度を越えた部分（高温領域）で
は、記録層84からの交換結合力が切れるので、その部分
の再生層81の磁化の向きは、外部から印加する再生磁界
（Ｈr)の向きに揃うことになる。その結果、この高温領
域は記録トラック86に形成された記録ビット87を覆い隠
すマスクとなる。このように、低温領域と高温領域とが
共にマスクとなって、これらに挟まれた中間温度領域が
転写領域（開口部）となってこの転写領域から記録ビッ
トを読み出す。

【００１１】また、特開平５−12731 号公報に開示され
ている手法（以下、第４従来法という）は、ＣＡＤ（Ce
ntral Aperture Detection) 方式と呼ばれているもので
あり、記録媒体は、図44に示すように、基板側から再生
層91, 記録層92をこの順に積層した構成をなす。再生層
91は、室温では面内方向に磁化容易軸を有するが、高温
になると垂直方向に磁化容易軸を有する磁性膜からな
り、再生用のレーザ光の照射によって温度が上昇した高
温領域は記録層92と交換結合する。従って、再生層91
は、低温領域では面内磁化性により記録トラック93に形
成された記録ビット94を覆い隠すマスクとなり、高温領
域では記録層92との交換結合により記録ビットが転写さ
れ、その転写領域から記録ビットを読み出す。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】このようにして、それ
ぞれの従来方法では、再生用レーザ光のスポット径より
も小さな領域から記録ビットを読み出すことができ、実
質的に再生用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。

【００１３】しかしながら、上述した従来の各種の方法
は以下に述べるような欠点を有している。まず、第１従
来法は、初期化磁石を使用しなくて良いので装置全体を
小型化できるが、転写領域が広い低温領域からのデータ
読み出しであるので隣の記録トラックのデータを誤って
読み出す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、高温領域からのデータ読み出しである
のでクロストークに対して有効であるが、初期化磁石を
用いなければならないので装置を小型化できない。ま
た、第３従来法は、クロストークに対して有効であって
しかも再生出力を大きくできるが、第２従来法と同様
に、初期化磁石が必要であって装置を小型化できない。
また、第４従来法は、初期化磁石を使用しなくても良い
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。

【００１４】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、初期化磁石が不要であって、しかも再生すべき
記録ビットに隣合った記録ビットを完全に隠すダブルマ
スクを形成してクロストークに強い、３層構成の高密度
光磁気記録媒体（ＭＳＲ媒体）及びその再生方法を提供
することを目的とする。

【００１５】本発明の他の目的は、再生層，中間層及び
記録層としての第１磁性層、第２磁性層及び第３磁性層
を、所定の組成比、及び／または、所定の膜厚にて形成
することにより、１ｋＯｅ以下の外部磁界の印加で磁気
超解像再生が可能であり、再生特性を向上できる高密度
光磁気記録媒体（ＭＳＲ媒体）を提供することを目的と
する。

【００１６】本発明の更に他の目的は、照射する再生光
のビームスポット内で一気にダブルマスクを形成して、
高出力の再生信号が得られる再生照射光のパワー範囲を
広げることができる光磁気記録媒体の再生方法を提供す
ることにある。

【００１７】本発明の更に他の目的は、光強度変調によ
る重ね書きが可能であり、しかも、磁気超解像再生が可
能である光磁気記録媒体を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１に係る光
磁気記録媒体は、磁気的に結合した第１磁性層，第２磁
性層及び第３磁性層をこの順に積層した光磁気記録媒体
において、前記第１磁性層と前記第２磁性層との交換結
合力が温度の上昇に伴って弱くなり、前記第２磁性層と
前記第３磁性層との交換結合力が温度の上昇と共に強く
なる磁気特性を有することを特徴とする。

【００１９】本願の請求項２に係る光磁気記録媒体は、
希土類−遷移金属の合金材料からなる第１磁性層，第２
磁性層及び第３磁性層をこの順に積層した光磁気記録媒
体において、前記第２磁性層の磁気特性が希土類磁化優
勢であり、前記第１磁性層，第２磁性層及び第３磁性層
の膜厚が等しいことを特徴とする。

【００２０】本願の請求項３に係る光磁気記録媒体は、
請求項２において、前記第１磁性層の磁気特性が遷移金
属磁化優勢であることを特徴とする。

【００２１】本願の請求項４に係る光磁気記録媒体の再
生方法は、請求項１，２または３記載の光磁気記録媒体
の前記第３磁性層に記録された情報を再生する方法であ
って、外部磁界を印加しながら、再生光ビームを前記光
磁気記録媒体に照射してビームスポット内に高温領域，
中間温度領域及び低温領域を形成し、該低温領域では、
前記第２磁性層の磁化反転によってこれと交換結合した
前記第１磁性層の磁化を前記外部磁界と逆方向に揃える
ことにより磁気的なマスクを得ることを特徴とする。

【００２２】本願の請求項５に係る光磁気記録媒体の再
生方法は、請求項４において、前記高温領域では、前記
第１磁性層のみの磁化を前記外部磁界と同方向に揃える
ことにより磁気的なマスクを得ることを特徴とする。

【００２３】本発明の希土類−遷移金属磁性膜からなる
光磁気記録媒体は、再生層としての第１磁性層（好まし
くは遷移金属磁化優勢）と、中間層としての第２磁性層
（希土類磁化優勢）と、記録層としての第３磁性層とを
有しており、これらの各磁性層の厚さを略同じとする。
このような構成にすると、第１磁性層，第２磁性層間に
働く交換結合力（温度の上昇と共に減少する）と、第２
磁性層，第３磁性層間に働く交換結合力（温度の上昇と
共に増加する）との大小関係が、低温と高温とで逆転す
る。即ち、低温時は第１磁性層と第２磁性層との交換結
合力が第２磁性層と第３磁性層との交換結合力よりも強
く、高温時にはこの関係が逆転する。従って、一定の外
部磁界を印加した場合に、媒体温度が低いときは、外部
磁界に対する第２磁性層の磁化反転に伴って第２磁性層
に交換結合した第１磁性層の磁化が外部磁界と逆方向に
反転し、一方、媒体温度が高いときは、第１磁性層の磁
化のみが外部磁界の方向に揃う。よって、ビームスポッ
ト内の高温領域及び低温領域において記録ビットを隠す
マスクとなる磁化状態を形成でき、両領域の間の中間温
度領域にて第３磁性層から第１磁性層に転写された記録
ビットを再生できる。従って、第２磁性層のキュリー温
度が高くても、また、初期化磁石がなくても、実質的に
ビームスポットを絞った場合と同等の効果を奏して、高
い再生分解能が得られる。

【００２４】本願の請求項６に係る光磁気記録媒体は、
基板上に第１磁性層，第２磁性層及び第３磁性層を設け
た光磁気記録媒体において、前記第１磁性層がＧｄＦｅ
Ｃｏ、前記第２磁性層がＧｄＦｅ、前記第３磁性層がＴ
ｂＦｅＣｏで構成され、前記第２磁性層の磁気特性が希
土類磁化優勢であり、前記第１磁性層は、Ｇｄ組成比が
補償組成の±２atomic％であり、前記第２磁性層はＧｄ
組成比が29atomic％〜35atomic％であり、前記第１及び
第２磁性層は、30nm〜60nmの膜厚を夫々有することを特
徴とする。

【００２５】

【００２６】

【００２７】

【００２８】このような３層構成を有する光磁気記録媒
体は、第１磁性層及び第２磁性層の反転磁界が１ｋＯｅ
よりも低く、１ｋＯｅよりも低い磁界で第１磁性層の磁
化方向が反転され、初期化磁石が不要であり、しかも充
分な値のＣＮ比を得る。

【００２９】本願の請求項７に係る光磁気記録媒体の再
生方法は、情報を再生する再生磁性層，情報を記録する
記録磁性層及び前記再生磁性層と記録磁性層とに挟まれ
た中間磁性層を含む光磁気記録媒体の所定部分に、外部
磁界を印加しながら再生光ビームを照射し、前記記録磁
性層の磁化方向を前記再生磁性層に転写して前記記録磁
性層に記録された情報を再生する方法において、前記再
生光ビームのスポット内で、その磁化方向が前記外部磁
界と同一の方向に向いた前記中間磁性層と磁気的に結合
して前記再生磁性層の磁化方向が第１の特定方向に向い
ている領域と、前記再生磁性層の磁化方向が前記記録磁
性層の磁化方向に揃う領域と、前記再生磁性層の磁化方
向が前記外部磁界により前記第１の特定方向と逆の第２
の特定方向に向いている領域とを形成することを特徴と
する。

【００３０】本願の請求項８に係る光磁気記録媒体の再
生方法は、基板上に第１磁性層，第２磁性層及び第３磁
性層を設けた光磁気記録媒体に、外部磁界を印加しなが
ら再生光ビームを照射し、前記第３磁性層の磁化方向を
前記第１磁性層に転写して前記第３磁性層に記録された
情報を再生する方法において、前記第１磁性層がＧｄＦ
ｅＣｏ、前記第２磁性層がＧｄＦｅ、前記第３磁性層が
ＴｂＦｅＣｏで構成され、前記第２磁性層の磁気特性が
希土類磁化優勢であり、前記第１磁性層は、Ｇｄ組成比
が補償組成の±２atomic％であり、前記第２磁性層はＧ
ｄ組成比が29atomic％〜35atomic％であり、前記第１及
び第２磁性層は、30nm〜60nmの膜厚を夫々有しており、
前記再生光ビームのスポット内で、前記第１磁性層の磁
化方向が第１の特定方向に向いている領域と、前記第１
磁性層の磁化方向が前記第３磁性層の磁化方向に揃う領
域と、前記第１磁性層の磁化方向が前記第１の特定方向
と逆の第２の特定方向に向いている領域とを形成するこ
とを特徴とする。

【００３１】

【００３２】

【００３３】

【００３４】本発明の光磁気記録媒体の再生方法では、
再生光ビームのスポット内で、再生磁性層の磁化方向が
第１の特定方向に向いている状態（低温のフロントマス
ク）から、再生磁性層の磁化方向が記録磁性層の磁化方
向に揃う領域（中間温度の転写領域）と、再生磁性層の
磁化方向が第２の特定方向に向いている領域（高温のリ
アマスク）とを同時に形成して、一気にダブルマスクを
実現する。よって、再生光ビームの広いパワー範囲にわ
たって、ダブルマスクの状態を維持できる。３層構成
（再生磁性層，中間磁性層，記録磁性層）の光磁気記録
媒体である場合、再生磁性層の飽和磁化または膜厚を大
きくする、中間磁性層の飽和磁化または膜厚を小さくす
る、中間磁性層のキュリー温度を下げる、３層の全膜厚
を下げる、印加する再生磁界大きくする、及び、光磁気
記録媒体の線速を速くする等の方法を用いて、一気にダ
ブルマスクを実現する。

【００３５】

【００３６】

【００３７】

【００３８】

【００３９】

【００４０】

【発明の実施の形態】以下、本発明をその実施の形態を
示す図面に基づいて具体的に説明する。

【００４１】図１は、本発明の光磁気ディスクの構成図
であり、図中１はガラス製の基板を示す。基板１には、
ＳｉＮ膜からなる下地層２（膜厚：75ｎｍ）、ＧｄＦｅ
Ｃｏ膜（キュリー温度：330 ℃，ドミナント：遷移金属
磁化優勢（以下ＴＭリッチという））からなる再生層と
しての第１磁性層３（膜厚：40ｎｍ）、ＧｄＦｅ膜（キ
ュリー温度：230 ℃，ドミナント：希土類磁化優勢（以
下ＲＥリッチという））からなる中間層としての第２磁
性層４（膜厚：35ｎｍ）、ＴｂＦｅＣｏ膜（キュリー温
度：270 ℃，ドミナント：ＴＭリッチ）からなる記録層
としての第３磁性層５（膜厚：40ｎｍ）、ＳｉＮ膜から
なる保護層６（膜厚：65ｎｍ）がこの順に積層されてい
る。

【００４２】なお、第１磁性層３，第３磁性層５の補償
温度は何れも室温以下である。また、第２磁性層４は、
キュリー温度まで補償温度が見られない膜である。室温
では面内方向の磁化容易軸を有し、第１磁性層３及び第
３磁性層５夫々との交換結合力の大きさに応じ、所定温
度以上で磁化方向が面内から垂直方向へ変化する。下地
層２及び保護層６は各磁性層を酸化から保護し、また下
地層２は光磁気信号を増大するエンハンス効果を与え
る。

【００４３】図２は、このような構成の光磁気ディスク
（第３磁性層５）にビットを記録し、低温（室温程度）
状態において第３磁性層５の保磁力よりも小さい外部磁
界Ｈ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。なお、第３磁性層５において磁化の向きが下
向きである部分が記録したビットに対応する。図２にお
いて、Ｈerase 1 の磁界は、第１磁性層３及び第２磁性
層４のビット以外の領域の磁化が外部磁界によって反転
したときの大きさである。また、Ｈcopy 1の磁界は、反
転した第１磁性層３及び第２磁性層４の磁化が外部磁界
から開放されて戻ったときの大きさである。ここで、外
部磁界をＨerase 1 より大きく設定すると（例えばＨ
r)、第２磁性層４の磁化方向を外部磁界と同じ方向に揃
えることができ、しかも、この第２磁性層４に交換結合
する第１磁性層３の磁化方向を、第２磁性層４の磁化と
は反対方向（外部磁界と逆方向）に揃えることができる
（参照）。

【００４４】このヒステリシスループにおけるシフト量
Ｈs2が第２磁性層４，第３磁性層５間の交換結合力の大
きさに対応する。また、Ｈc2はこのヒステリシスループ
の保磁力である。よって、Ｈerase 1 ＝Ｈs2＋Ｈc2とな
り、また、Ｈcopy 1＝Ｈs2−Ｈc2となる。

【００４５】図３は、高温状態におけるカー回転角θk
のヒステリシスループとそのヒステリシスループでの磁
化状態とを示す図である。図３において、Ｈerase 2 の
磁界は、第１磁性層３におけるビット以外の領域の磁化
が外部磁界によって反転したときの大きさである。ま
た、Ｈcopy 2の磁界は、反転した第１磁性層３の磁化が
外部磁界から開放されて戻ったときの大きさである。こ
のヒステリシスループにおけるシフト量Ｈs1は、第１磁
性層３，第２磁性層４間の交換結合力の大きさに対応す
る。また、Ｈc1はこのヒステリシスループの保磁力であ
る。図３におけるＨ2 の磁界は、第１磁性層３における
ビット領域の磁化が外部磁界によって反転し、ビット以
外の領域の磁化方向に揃えられたときの大きさであり、
Ｈ2 ＝｜−Ｈs1−Ｈc1｜となる。

【００４６】図４は、上述のＨerase 1 ，Ｈcopy 1及び
Ｈ2 の温度依存性を示すグラフである。Ｈerase 1 −Ｈ
c2，Ｈcopy 1＋Ｈc2は図２のヒステリシスループシフト
量Ｈs2、つまり第２磁性層４，第３磁性層５間の交換結
合力の大きさに対応し、Ｈ2−Ｈc1は図３のヒステリシ
スループシフト量Ｈs1、つまり第１磁性層３，第２磁性
層４間の交換結合力の大きさに対応する。第２磁性層
４，第３磁性層５間の交換結合力はディスク温度の上昇
と共に強くなり、第１磁性層３，第２磁性層４間の交換
結合力はディスク温度の上昇と共に弱くなる。ディスク
温度が上昇して、印加する一定のバイアス磁界Ｈr より
Ｈcopy 1が大きくなった場合、つまりＨs2−Ｈc2＞Ｈr
となった場合に、第３磁性層５のビットを第１磁性層３
に転写できる。Ｈ2 ＜Ｈr となる温度領域では、第１磁
性層３におけるビット領域の磁化方向をバイアス磁界Ｈ
r の向きに揃えることができる（図３の）。よって、
第２磁性層４のキュリー温度が230 ℃と高くてもそれ以
下の温度にて、第１磁性層３の磁化をバイアス磁界Ｈr
の方向に揃えられる。

【００４７】また、図５は、低温状態と高温状態との間
である中間温度状態におけるカー回転角θk のヒステリ
シスループとそのヒステリシスループでの磁化状態とを
示す図である。図５は、温度上昇に伴って図２のグラフ
を右側に大きくシフトした状態を示す。Ｈcopy 1＞Ｈr
であるので外部磁界Ｈr に関係なく、第３磁性層５のビ
ットが第１磁性層３に転写されている（）。

【００４８】図６は、このような光磁気ディスクにおけ
る再生時の磁化状態を示す模式図である。ビームスポッ
ト内には、低温領域，中間温度領域，高温領域がディス
クの回転方向後方側から順に形成される。低温領域で
は、バイアス磁界Ｈr の向きに揃った第２磁性層４と交
換結合した第１磁性層３は、その磁化方向がバイアス磁
界Ｈr の向きと逆方向に揃うので（図２のの状態）、
第３磁性層５の記録ビットが第１磁性層３に転写されず
にマスク領域となる。この低温領域では、Ｈs2＋Ｈc2＜
Ｈr の条件を満足する（図２参照）。

【００４９】一方、高温領域では、第２磁性層４との交
換結合力が弱まった第１磁性層３は、その磁化方向がバ
イアス磁界Ｈr の向きと同じ方向に揃うので（図３の
の状態）、第３磁性層５の記録ビットが第１磁性層３に
転写されずにマスク領域となる。この高温領域では、｜
−Ｈs1−Ｈc1｜＜Ｈr の条件を満足する（図３参照）。

【００５０】中間温度領域では、第３磁性層５の記録ビ
ットが第１磁性層３に転写されている（図５のの状
態）。なお、第３磁性層５の記録ビットを第１磁性層３
に転写できるための条件は、Ｈs2−Ｈc2＞Ｈr かつ｜−
Ｈs1−Ｈc1｜＞Ｈr であるが、低温領域においてＨs2＋
Ｈc2＜Ｈr の条件を満たしていることが前提となる。な
お、図６における○数字は、図２，３，５における磁化
状態との対応関係を示している。

【００５１】このように、ビームスポット内の低温領域
と高温領域とにあって、第３磁性層５の記録ビットを第
１磁性層３に転写できないマスク領域を形成できるの
で、実質的にスポットを絞った場合と同様の効果を奏す
ることができ、高い再生分解能が得られる。

【００５２】このような光磁気ディスクに、線速７ｍ／
秒，Ｄｕｔｙ比25％，記録パワー8.3 ｍＷ，記録周波数
11.3ＭＨｚの条件でビットを記録した後に、その記録ビ
ットを再生した。なお、再生時にはビットを記録した方
向とは逆方向に300 Ｏｅのバイアス磁界Ｈr を印加し
た。図７は、この再生時におけるキャリア及びノイズの
再生パワー依存性を示すグラフである。図７では、再生
パワーの増加に応じてキャリアが２段階に上昇している
ことが読み取れる。最初のキャリア上昇は、第１磁性層
３に低温領域の磁化状態が形成されたことにより生じ、
２回目のキャリア上昇は、高温領域の磁化状態が形成さ
れたことに由来する。図７の結果から、十分に高い再生
分解能が得られていることが分かる。

【００５３】第１磁性層３及び第３磁性層５の膜厚は一
定（40ｎｍ）とし、第２磁性層４の膜厚を変化させて、
低温状態でのヒステリシスループにおけるシフト量Ｈs2
を測定した。図８は、その測定結果を示すグラフであ
る。第２磁性層４が極端に薄い場合にはシフト量Ｈs2が
大きくなり過ぎて、低温領域における条件（Ｈs2＋Ｈc2
＜Ｈr)を満足できなくなる。一方、第２磁性層４が極端
に厚い場合にはシフト量Ｈs2が小さくなり過ぎて、転写
時の条件（Ｈs2−Ｈc2＞Ｈr)を満たさなくなる。従っ
て、第２磁性層４の膜厚は第１磁性層３及び第３磁性層
５の膜厚（40ｎｍ）と同程度にする必要がある。

【００５４】次に、３層構成の磁性層を有し、ダブルマ
スクを形成する本発明の光磁気ディスクの具体例につい
て説明する。

【００５５】図１に示す構成において、基板１は、1.1
μｍのトラックピッチを有するポリカーボネート樹脂製
の基板である。基板１上には、下地層２、再生層である
第１磁性層３、中間層である第２磁性層４、記録層であ
る第３磁性層５、保護層６として、ＳｉＮ膜（膜厚：70
ｎｍ）、Ｇｄ₂₄Ｆｅ₆₆Ｃｏ₁₀膜（膜厚：40ｎｍ，キュリ
ー温度：310 ℃，ドミナント：ＴＭリッチ）、Ｇｄ₃₂Ｆ
ｅ₆₈膜（膜厚：40ｎｍ，キュリー温度：200 ℃，ドミナ
ント：ＲＥリッチ）、Ｔｂ₂₄Ｆｅ₅₆Ｃｏ₂₀膜（膜厚：30
ｎｍ，キュリー温度：260 ℃，ドミナント：ＴＭリッ
チ）、ＳｉＮ膜（膜厚：100 ｎｍ）がこの順に積層され
ている。

【００５６】このような構成の光磁気ディスクの製造方
法及び膜形成条件について説明する。ＤＣスパッタ法に
て各層を形成する。まず、スパッタ装置内に基板１を装
入し、Ｓｉ，ＧｄＦｅＣｏ，ＧｄＦｅ及びＴｂＦｅＣｏ
のターゲットを装備する。チャンバ内を１×10^-5Ｐａま
で減圧した後、次の条件で下地層２（ＳｉＮ膜）を形成
する。ガス圧： 0.3Ｐａスパッタガス：アルゴンと窒素（分圧比６：４）投入電力； 0.8ｋＷ

【００５７】次に、再びチャンバ内を１×10^-5Ｐａまで
減圧し、下地層２上に次の条件で第１磁性層３，第２磁
性層４及び第３磁性層５を連続で形成する。ガス圧：１Ｐａスパッタガス：アルゴン投入電力：１ｋＷさらに、第３磁性層５上に保護層６（ＳｉＮ膜）を、下
地層２と同条件にて形成する。

【００５８】以上の如く作成された光磁気ディスクの記
録再生特性を調べると、以下の如くであった。波長 680
ｎｍのレーザ光を用いる。まず、消去パワー９ｍＷでレ
ーザ光を照射し、上向きの消去磁界を 500Ｏｅ印加して
光磁気ディスクの全面を消去する。次に、光磁気ディス
クを線速６ｍ／秒で回転させつつ、記録パワー10ｍＷで
レーザ光を照射して下向きの記録磁界を 500Ｏｅ印加
し、周波数 7.5ＭＨｚ，Ｄｕｔｙ比26％の記録を行う。
記録ビットの周方向長さは略 0.4μｍであった。

【００５９】この光磁気ディスクに上向きの再生磁界を
500Ｏｅ印加しつつ再生する。再生パワー 1.5ｍＷでレ
ーザ光を照射した場合は、上述した記録ビットに対する
光磁気信号の出力を得ることができなかった。これはビ
ームスポット内の第１磁性層３がマスクを形成している
ため、即ち第２磁性層４と第３磁性層５との交換結合力
が弱いためであると考えられる。再生パワー 1.6ｍＷで
レーザ光を照射した場合は、第３磁性層５の磁化方向が
第２磁性層４を介して第１磁性層３に転写され、光磁気
信号の出力を得ることができた。これは、ビームスポッ
ト内が第３磁性層５の磁化方向を第２磁性層４へ転写で
きる温度以上まで昇温されたためにマスクと開口部とが
形成されたためと考えられる。

【００６０】再生パワー 2.4ｍＷでレーザ光を照射した
場合は、開口部の両側がマスクされてダブルマスクが形
成された（図２参照）。低温領域では第２磁性層４の磁
化方向が再生磁界Ｈr と同方向に揃う。これにより、第
１磁性層３と第２磁性層４との交換結合力によって第１
磁性層３の磁化方向が第２磁性層と逆方向に揃い、マス
クが形成される。中間温度領域では第２磁性層４を介し
て第３磁性層５と第１磁性層３との交換結合力が大きく
なり、また第１磁性層３のマイナーループのシフト量
（反転磁界）Ｈｓが 500Ｏｅよりも大きくなる。これに
より、第３磁性層５の磁化方向が第１磁性層３に転写さ
れ、開口部を形成する。高温領域では第１磁性層３は第
２磁性層４との交換結合を弱め、第１磁性層３の反転磁
界Ｈｓが 500Ｏｅよりも小さくなる。これにより磁化方
向が再生磁界Ｈr と同方向に揃い、マスクが形成され
る。

【００６１】このように、レーザ光前方の高温領域では
第１磁性層３の磁化方向は再生磁界と同方向に揃ったマ
スクが形成され、レーザ光後方の低温領域では再生磁界
と異なった方向に揃ったマスクが形成される。その間の
中間温度領域では第３磁性層５に第１磁性層３の磁化方
向が転写され、この記録ビットが再生される。

【００６２】再生パワー 3.4ｍＷ以上でレーザ光を照射
した場合は、第３磁性層５の記録ビットが変形し始めた
ために再生信号にノイズが生じた。これにより、上述の
光磁気ディスクは、再生パワーが 2.4ｍＷ〜 3.4ｍＷ程
度でダブルマスクが形成される磁気超解像再生が可能で
あることが判る。なお、再生パワーが３ｍＷのとき、再
生信号のＣＮＲは48ｄＢであり、充分なＣＮＲを得てい
る。

【００６３】上述した如き磁性層を備える光磁気ディス
クについて、第１磁性層３が有する再生磁界が小さく、
且つ高精度の再生信号が得られる構成を検討した。第１
磁性層３のＧｄ組成量及び膜厚、第２磁性層４のＧｄ組
成量及び膜厚、並びに第３磁性層５の膜厚を異ならせ
て、第１磁性層３の反転磁界及び再生信号のＣＮＲを夫
々測定した結果を以下に示す。

【００６４】〔例１〕表１に示す如き膜構成の光磁気デ
ィスクを作成する。作成条件は上述の方法と同様であ
る。第１磁性層３の膜厚を異ならせたものを形成し、第
１磁性層３の反転磁界Ｈｓ及び再生信号のＣＮＲを測定
した。結果を図９及び図10に示す。図９の縦軸は第１磁
性層３の反転磁界Ｈｓを示し、横軸は第１磁性層３の膜
厚を示している。図10の縦軸は再生信号のＣＮＲを示
し、横軸は第１磁性層３の膜厚を示している。

【００６５】

【表１】

【００６６】図９に示すように、反転磁界Ｈｓは第１磁
性層３の膜厚によって大きな変化は認められないが、膜
厚の増加に従い反転磁界の若干の減少が見られる。第１
磁性層３が25ｎｍ〜60ｎｍの範囲で反転磁界Ｈｓが 400
Ｏｅ〜350 Ｏｅの小さい値を有することが判る。また図
10に示すように、30ｎｍ〜50ｎｍの範囲の膜厚の光磁気
ディスクで48ｄＢ以上の充分なＣＮＲが得られることが
判る。レーザ光は磁性層の表面から20ｎｍ〜30ｎｍまで
進入するために、第１磁性層３の膜厚は再生25ｎｍ程度
は必要であり、レーザ光の照射パワーを無駄に大きくし
ないために60ｎｍ程度までが良い。第１磁性層３の膜厚
は25ｎｍ〜60ｎｍ、好ましくは30ｎｍ〜60ｎｍが良い。

【００６７】〔例２〕表２に示す如き膜構成の光磁気デ
ィスクを作成する。第１磁性層３のＧｄ組成量を異なら
せた光磁気ディスクを作成し、第１磁性層３の室温にお
ける反転磁界Ｈｓを測定した結果を図11に示す。縦軸は
反転磁界Ｈｓを示し、横軸は第１磁性層３のＧｄ組成比
を示している。また、第２磁性層４の膜厚を30ｎｍ，40
ｎｍとし、第１磁性層３のＧｄ組成比を異ならせた場合
についても同様に測定し、結果を図11に共に示す。グラ
フ中‘−△−’はＧｄＦｅ：30ｎｍ，‘−○−’はＧｄ
Ｆｅ：40ｎｍ，‘−□−’はＧｄＦｅ：50ｎｍの場合を
示す。

【００６８】

【表２】

【００６９】図11に示すように、第２磁性層４の膜厚が
30ｎｍの場合は第１磁性層３のＧｄ組成比が23.5atomic
％〜26atomic％程度で１ｋＯｅまでの磁界で反転可能で
あり、第２磁性層４の膜厚が40ｎｍ及び50ｎｍの場合は
第１磁性層３のＧｄ組成比が23atomic％〜26atomic％程
度で１ｋＯｅまでの磁界で反転可能であることが判る。
Ｇｄの補償組成で言い換えると、第１磁性層３のＧｄの
補償組成±２atomic％、好ましくは±１atomic％が良い
と言える。例２での第１磁性層３のＧｄの補償組成は略
24.5atomic％であった。なお、Ｇｄ組成比が26atomic％
よりも多い場合は、第３磁性層５の記録ビットが第１磁
性層３に転写されるための温度が高くなる傾向にあり、
再生パワーの増大が必要になったり、中間温度領域にて
第１磁性層３の反転磁界が再生磁界よりも高くならず、
第３磁性層５の記録ビットが転写されない虞がある。

【００７０】〔例３〕表３に示す如き膜構成の光磁気デ
ィスクを作成する。第２磁性層４の膜厚を異ならせたも
のを作成し、第１磁性層３の室温における反転磁界Ｈ
ｓ、再生信号のＣＮＲ及び第２磁性層４に対する最小再
生磁界を測定した。結果を図12及び図13に示す。図12の
縦軸は第１磁性層３の反転磁界Ｈｓを示し、横軸は第２
磁性層４の膜厚を示している。また、第１磁性層３のＧ
ｄを23.5 atomic ％,25.5 atomic％とし、第２磁性層４
のＧｄ組成量を異ならせた場合についても同様に測定
し、結果を図12に共に示す。グラフ中、‘−△−’はＧ
ｄ_23.5Ｆｅ₆₆Ｃｏ_10.5，‘−○−’はＧｄ_24.5Ｆｅ₆₆Ｃ
ｏ_9.5，‘−□−’はＧｄ_25.5Ｆｅ₆₆Ｃｏ_8.5の場合を
示す。図13の縦軸は再生信号のＣＮＲ及び最小再生磁界
を示し、横軸は第２磁性層４の膜厚を示している。グラ
フ中‘−○−’はＣＮＲを示し、‘−×−’は最小再生
磁界を示している。

【００７１】

【表３】

【００７２】図12に示すように、反転磁界Ｈｓは第２磁
性層４の膜厚の増加によって大きく減少しており、第１
磁性層３のＧｄ組成比が24.5atomic％の場合は、第２磁
性層４が20ｎｍ程度で第１磁性層３の反転磁界Ｈｓは１
ｋＯｅ以上であり、25ｎｍ以上で１ｋＯｅより低い反転
磁界Ｈｓを有することが判る。第１磁性層３のＧｄ組成
比が23.5atomic％の場合は、第２磁性層４が30ｎｍ以上
で１ｋＯｅより低い反転磁界Ｈｓを有しており、第１磁
性層３のＧｄ組成比が25.5atomic％の場合は、第２磁性
層４が20ｎｍ以上で１ｋＯｅより低い反転磁界Ｈｓを有
することが判る。膜厚の上限はレーザ光の照射パワーを
無駄に大きくしない60ｎｍ程度までが望ましい。

【００７３】また図13に示すように、膜厚の増加により
第２磁性層４に対する最小再生磁界は減少する。30ｎｍ
以上の膜厚である場合に、１ｋＯｅ以下の再生磁界で第
２磁性層４が再生磁界に揃い、且つ48ｄＢ以上の充分な
ＣＮＲが得られることが判る。以上の如く、第２磁性層
４の膜厚は20ｎｍ〜60ｎｍ、好ましくは30ｎｍ〜60ｎｍ
が良い。

【００７４】〔例４〕表４に示した膜構成の光磁気ディ
スクを作成する。第２磁性層４のＧｄ組成量を異ならせ
た光磁気ディスクを作成し、第１磁性層３の室温におけ
る反転磁界Ｈｓ、再生信号のＣＮＲ及び第２磁性層４に
対する最小再生磁界を測定した。結果を図14及び図15に
示す。図14の縦軸は第１磁性層３の反転磁界Ｈｓを示
し、横軸は第２磁性層４のＧｄ組成比を示している。ま
た、第１磁性層３のＧｄ組成比を23.5 atomic ％,25.5
atomic％とし、第２磁性層４のＧｄ組成比を異ならせた
場合についても同様に測定し、結果を図14に共に示す。
グラフ中‘−△−’はＧｄ _23.5Ｆｅ₆₆Ｃｏ_10.5，‘−○
−’はＧｄ_24.5Ｆｅ₆₆Ｃｏ_9.5，‘−□−’はＧｄ _25.5
Ｆｅ₆₆Ｃｏ_8.5の場合を示す。図15の縦軸は再生信号の
ＣＮＲ及び最小再生磁界を示し、横軸は第２磁性層４の
Ｇｄ組成比を示している。グラフ中‘−○−’はＣＮＲ
を示し、‘−×−’は最小磁界を示している。

【００７５】

【表４】

【００７６】図14に示すように、第２磁性層４のＧｄ組
成比の増大により第１磁性層３の反転磁界Ｈｓは減少す
る。第１磁性層３のＧｄ組成比が24.5atomic％及び25.5
atomic％の場合は、第２磁性層４のＧｄ組成比が略29at
omic％以上で第１磁性層３が１ｋＯｅまでの小さい反転
磁界Ｈｓを有しており、第１磁性層３のＧｄ組成比が2
3.5atomic％の場合は、第２磁性層４のＧｄ組成比が略3
0atomic％以上で第１磁性層３が１ｋＯｅまでの小さい
反転磁界Ｈｓを有することが判る。

【００７７】また図15に示すように、第２磁性層４のＧ
ｄ組成比の増大により第２磁性層４に対する最小再生磁
界は減少しているが、ＣＮＲは低下しており、第２磁性
層４のＧｄ組成比が35 atomic ％を超えると再生特性は
低下することが判る。以上から第２磁性層４のＧｄ組成
比は29atomic％〜35atomic％、好ましくは30atomic％〜
35atomic％が良い。

【００７８】〔例５〕表５に示す如き膜構成の光磁気デ
ィスクを作成する。第３磁性層５の膜厚を異ならせたも
のを作成し、ＣＮＲを測定した。結果を図16に示す。図
16の縦軸はＣＮＲを示し、横軸は第３磁性層５の膜厚を
示す。

【００７９】

【表５】

【００８０】図16に示すように、ＣＮＲは第３磁性層５
の膜厚によって大きな変化は認められず、48ｄＢ以上の
充分なＣＮＲが得られることが判る。第３磁性層５の膜
厚は、第１磁性層３と同様に25ｎｍ〜60ｎｍ、好ましく
は30ｎｍ〜60ｎｍが良い。

【００８１】〔例６〕表６に示す如き膜構成の光磁気デ
ィスクを作成する。膜形成条件は上述の方法と同様であ
る。第１磁性層３のＧｄ組成比を異ならせたものを作成
し、ＣＮＲを測定した。結果を図17に示す。図17の縦軸
はＣＮＲ及び第２磁性層４に対する最小再生磁界を示
し、横軸は第１磁性層３のＧｄ組成比を示す。

【００８２】

【表６】

【００８３】図17に示すように、第１磁性層３のＧｄ組
成比が23atomic％〜25atomic％の広い範囲で１ｋＯｅ以
下の小さい最小再生磁界で磁化反転可能となり、この範
囲で48.5ｄＢ以上のＣＮＲが得られている。第１磁性層
３のＧｄ組成比は、例２の結果と同程度の23 atomic ％
〜25 atomic ％が良いと言える。

【００８４】以上の結果から、ＧｄＦｅＣｏ膜で構成さ
れた第１磁性層３のＧｄ組成比が補償組成の±２atomic
％であり、またはＧｄ組成比が23atomic％〜26atomic％
であり、ＧｄＦｅ膜で構成された、キュリー温度まで希
土類磁化優勢である第２磁性層４のＧｄ組成比が略29at
omic％〜35atomic％であり、第１磁性層３及び第２磁性
層４の膜厚が夫々25ｎｍ〜60ｎｍとなるように光磁気デ
ィスクを作成することにより、１ｋＯｅ以下の低い再生
磁界の印加により、高精度に再生信号を得ることができ
る。

【００８５】以上、これらの磁性層を夫々の成分による
組成比で表しているが、各磁性層の磁気特性を用いて表
しても良い。図18及び図19は、ＧｄＦｅＣｏ膜及びＧｄ
Ｆｅ膜の飽和磁化の値を示したグラフであり、夫々、縦
軸は飽和磁化の値を示し、横軸はＧｄ組成比を示してい
る。これらのグラフから、第１磁性層３は飽和磁化が略
70emu/cc以下であり、第２磁性層４は飽和磁化が120emu
/cc 〜300emu/cc 程度であることが望ましい。

【００８６】〔例７〕電気学会研究会資料ＭＡＧ−91−
25（p.41-p.47)によると、スパッタリング法により高ガ
ス圧条件で形成したＲＥ−ＴＭアモルファス合金膜の微
小ドメインのモビリティは、低ガス圧下で形成したもの
よりも小さく、例えば消去方向の磁界を印加しつつ高パ
ワーのレーザ光を照射した場合でもマークが記録可能で
あり、光磁気記録媒体としては適切ではないとされてい
る。しかしながら、磁気超解像再生可能な光磁気記録媒
体のように厚い膜厚を有する媒体は、記録層のドメイン
のモビリティが高い場合にはマークが正確に記録でき
ず、ジッタが増大し、Ｓ／Ｎ比が低下する。このことか
ら、磁気超解像再生可能な光磁気記録媒体の磁性層を形
成する際に、スパッタガス圧条件を高くすることにより
ドメインのモビリティ及び磁壁移動速度を低くしてノイ
ズの低減を図ることが可能であると考えられる。以下、
ガス圧条件が異なる光磁気ディスクのＳ／Ｎ比について
調べた結果を示す。

【００８７】表７に示す如き膜構成の光磁気ディスクを
作成する。第１磁性層３及び第２磁性層４をガス圧１Ｐ
ａで形成した後、第３磁性層５を異なるガス圧条件で形
成した。夫々のガス圧条件で作成された光磁気ディスク
のＳ／Ｎ比を測定した結果を表８に示す。

【００８８】

【表７】

【００８９】

【表８】

【００９０】表８から明らかなように、ガス圧が高くな
るに従いＳ／Ｎ比は上昇し、ガス圧が５Ｐａを超えると
減少する傾向にある。これにより 0.7Ｐａ〜５Ｐａ程度
のガス圧条件で第３磁性層５を形成することにより、良
好なＳ／Ｎ比が得られることが判る。ガス圧が 0.5Ｐａ
及び0.7 Ｐａで夫々形成された第３磁性層５の断面を透
過型電子顕微鏡で観察したところ、 0.7Ｐａで形成した
磁性層には膜面に対して垂直方向に成長しているコラム
状の構造が見られたが、 0.5Ｐａで形成した磁性層には
同様の構造は見られなかった。このように、磁性層の膜
厚が厚く、高パワーで再生する磁気超解像媒体において
は、磁性層形成時のスパッタガス圧を 0.7Ｐａ〜５Ｐａ
程度とすることにより、記録層及び記録ビットの安定性
を向上することができる。

【００９１】次に、３層構成の磁性層を有し、ダブルマ
スクを形成する本発明の光磁気ディスクの変形例につい
て説明する。

【００９２】（変形例１）図20は、変形例１の光磁気デ
ィスクにおける再生時の磁化状態を示す模式図である。
変形例１では、前述した例より低いキュリー温度の第２
磁性層４を用いている。例えば、ＧｄＦｅ膜にＳｉを添
加した膜（キュリー温度：140 ℃）を第２磁性層４に用
いている。他の構成は、前述した例と同じである。な
お、第２磁性層４として、ＧｄＦｅ膜にＡｌを添加した
膜、または、ＧｄＦｅＣｏ膜にＳｉ，Ａｌ等を添加した
膜を用いても良い。

【００９３】ビームスポット内の低温領域と高温領域と
に第３磁性層５の磁化を第１磁性層３に転写できない領
域が形成され、実質的にビームスポットを絞った場合と
同様の効果が得られる。低温領域における第１磁性層
３，第２磁性層４の磁化状態は前述の例と同じである。
即ち、Ｈs2＋Ｈc2＜Ｈr の条件を満たした場合に、低温
領域にマスク領域が形成される。一方、高温領域では、
第２磁性層４がキュリー温度以上になることによって、
第１磁性層３と第３磁性層５との交換結合力が切断され
るので、第１磁性層３の磁化方向がバイアス磁界Ｈr の
向きに揃えられ、マスク領域を形成できる。なお、中間
温度領域にて第３磁性層５の磁化を第１磁性層３に転写
するための条件は、第１実施例と同じＨs2−Ｈc2＞Ｈr
かつ｜−Ｈs1−Ｈc1｜＞Ｈr である。

【００９４】（比較例）図21は、比較例の光磁気ディスクにおける再生時の磁化
状態を示す模式図である。比較例では、前述した変形例
１より高いキュリー温度の第２磁性層４を用いている。
例えば、キュリー温度が260 ℃のＧｄＦｅ膜を第２磁性
層４に用いている。他の構成は、前述の変形例１と同じ
である。なお、第２磁性層４として、ＧｄＦｅＣｏ膜等
を用いることも可能である。

【００９５】ビームスポット内の低温領域に第３磁性層
５の磁化を第１磁性層３に転写できない領域が形成さ
れ、実質的にビームスポットを絞った場合と同様の効果
が得られる。低温領域における第１磁性層３，第２磁性
層４の磁化状態は、前述の変形例１と同じである。即
ち、Ｈs2＋Ｈc2＜Ｈr の条件を満たした場合に、低温領
域にマスク領域が形成される。一方、高温領域では、Ｈ
s2−Ｈc2＞Ｈr かつ｜−Ｈs1−Ｈc1｜＞Ｈr の条件が満
足され、第３磁性層５の磁化を第１磁性層３に転写する
ことができる。即ち、比較例における高温領域の磁化状
態は、前述の変形例１における中間温度領域の磁化状態
と同じになる。なお、比較例の高温領域において第１磁
性層３の磁化方向がバイアス磁界Ｈr の向きに揃わない
理由は、第２磁性層４のキュリー温度が高いので、｜−
Ｈs1−Ｈc1｜＜Ｈr の条件を満足する温度領域がビーム
スポット内にできないためである。

【００９６】（変形例２）図22は、変形例２の光磁気ディスクにおける再生時の磁
化状態を示す模式図である。変形例２では、面内方向に
磁化容易軸を有する面内磁化膜（例えば、ＲＥリッチの
ＧｄＦｅ膜）を第２磁性層４として用いる。他の構成
は、前述の変形例１と同じである。なお、第２磁性層４
としてＲＥリッチのＧｄＦｅＣｏ膜等の面内磁化膜を用
いても良い。

【００９７】ビームスポット内の低温領域と高温領域と
に第３磁性層５の磁化を第１磁性層３に転写できない領
域が形成され、実質的にビームスポットを絞った場合と
同様の効果が得られる。低温領域における第１磁性層３
の磁化状態は前述の例と同じである。即ち、Ｈs2＋Ｈc2
＜Ｈr の条件を満たした場合に、低温領域にマスク領域
が形成される。一方、高温領域では、｜−Ｈs1−Ｈc1｜
＜Ｈr の条件を満たし、第１磁性層３の磁化方向がバイ
アス磁界Ｈr の向きに揃えられ、マスク領域を形成でき
る。変形例２の第２磁性層４は、元々面内磁化である
が、３層構成とすることにより、斜め磁化となってその
垂直磁化成分により前述の変形例１と同様のヒステリシ
スループのシフト量が生じる。なお、中間温度領域にて
第３磁性層５の磁化を第１磁性層３に転写するための条
件は、前述の変形例１と同様に、Ｈs2−Ｈc2＞Ｈr かつ
｜−Ｈs1−Ｈc1｜＞Ｈr である。変形例２では、第２磁
性層４に面内磁化膜を用いているので、第２磁性層４，
第３磁性層５間の交換結合力が小さくなり、印加するバ
イアス磁界Ｈr を小さくしても低温領域にマスク領域を
形成できる。

【００９８】次に、再生時のダブルマスクの形成方法に
特徴がある本発明の光磁気ディスクの異なる再生方法に
ついて説明する。

【００９９】まず、前述した光磁気ディスクにおけるダ
ブルマスクの形成過程について説明する。図23〜図25は
この過程を示す再生時の磁化状態を示す図である。再生
磁界Ｈr を印加して、第１磁性層（再生層）３の磁化を
特定の方向（再生磁界と逆方向）に揃える（図23参
照）。この結果、ビームスポット内の全域がマスク（フ
ロントマスク）となる。温度が高くなると、第３磁性層
（記録層）５の磁化が、第２磁性層（中間層）４を介し
て第１磁性層３に転写される（図24参照）。つまり、ビ
ームスポット内の一部の領域がフロントマスク状態から
転写領域（開口部）に変わる。更に温度が高くなると、
第１磁性層３の磁化が特定の方向（再生磁界と同方向）
に向く（図25参照）。この結果、高温領域にもマスク
（リアマスク）が形成され、低温領域のフロントマスク
と合わせてダブルマスクとなる。

【０１００】以上のような変化を、レーザパワーの変化
に関連付けて説明すると次のようになる。再生パワーが
低い場合は、ビームスポット内の第１磁性層３の磁化方
向は同一方向を向いている。再生パワーが高くなると、
第３磁性層５の情報が第１磁性層３に転写される領域が
形成される（フロントマスク＋転写領域）。更に再生パ
ワーが高くなると、第１磁性層３の磁化方向が特定方向
に揃う高温領域が形成される（フロントマスク＋転写領
域＋リアマスク）。

【０１０１】表９に示す如き膜構成を有する３層構成の
ＭＳＲ媒体の光磁気ディスクを作成し、その記録再生特
性を調べた。

【０１０２】

【表９】

【０１０３】波長 680ｎｍのレーザ光を用いる。まず、
消去パワー９ｍＷでレーザ光を照射し、上向きの消去磁
界を 500Ｏｅ印加して光磁気ディスクの全面を消去す
る。次に、光磁気ディスクを線速９ｍ／秒で回転させつ
つ、記録パワー10ｍＷでレーザ光を照射して下向きの記
録磁界を 300Ｏｅ印加し、周波数1.13ＭＨｚ，Ｄｕｔｙ
26％の記録を行う。記録ビットの周方向長さは略 0.4μ
ｍであった。

【０１０４】次に、上向きの再生磁界を印加し、再生特
性を調べた。図26は、その再生特性を示すグラフであ
る。再生パワー 1.5ｍＷでは、第３磁性層５に記録され
た情報に対する光磁気信号を検出できなかった。これ
は、ビームスポット内の第１磁性層３の全域でフロント
マスクが形成されているためである。再生パワー 1.6ｍ
Ｗでは、第３磁性層５の磁化方向が第２磁性層４を通し
て第１磁性層３に転写され、光磁気信号を得ることがで
きた。これは、第３磁性層５の磁化方向が第２磁性層４
に転写される温度以上となる領域ができて、フロントマ
スクに併せて開口部が形成されたためである。

【０１０５】再生パワー 2.4ｍＷでは、更にＣＮＲが向
上した。これは、高温領域に新たにリアマスクが形成さ
れ、ダブルマスクが実現したためである。再生パワーを
3.2ｍＷ以上にすると、ノイズが上昇した。これは、記
録マークが熱変形し始めたためである。よって、この例
では、再生パワーが 2.4ｍＷ〜 3.2ｍＷである範囲(0.8
ｍＷ）において、高いＳＮＲを得ることができる。

【０１０６】従って、高信号出力が得られるときの再生
パワーの値は実用には十分であるが、この磁気超解像再
生が可能な再生パワーの範囲を広げることができれば、
光磁気ディスク装置の設計条件，使用条件等をより緩和
することが可能になる。そこで、再生パワーの上昇と共
に、ビームスポット内の全域がフロントマスクである状
態から、転写領域及びリアマスクを同時に形成すること
により、再生パワーの最適範囲を広げるようにする。こ
の場合、再生パワーの上昇と共に、図23に示す状態から
図24の状態を経ることなく即座に図25に示す状態に遷移
する。以下、このような例について説明する。

【０１０７】表10に示す如き膜構成を有する３層構成の
ＭＳＲ媒体の光磁気ディスクを作成し、その記録再生特
性を調べた。測定条件は、表９に示す光磁気ディスクの
場合と同じである。

【０１０８】

【表１０】

【０１０９】図27は、その再生特性を示すグラフであ
る。再生パワー 1.7ｍＷ以上にすると、第３磁性層５に
記録された情報に対する高出力の光磁気信号を検出でき
た。これは、転写領域及びリアマスクが同時に形成され
て、比較的低温にてダブルマスクが実現されたためであ
る。そして、その信号の高品質の状態は再生パワー 3.4
ｍＷまで持続した。従って、再生パワーの最適範囲は
1.7ｍＷ〜 3.5ｍＷである範囲(1.8ｍＷ）となり、表９
に示す光磁気ディスクの最適範囲（図26参照）に比べて
２倍以上となった。

【０１１０】転写領域とリアマスクとを同時に形成する
手法は、リアマスク形成温度を下げて転写温度に近づけ
ることにより、フロントマスクの状態から一気にダブル
マスクを形成するものである。リアマスクは、第１磁性
層３の磁化を再生磁界の方向に揃えることによって形成
されるマスクであり、第３磁性層５での記録マークを第
２磁性層４を介して第１磁性層３に転写する交換結合力
を再生磁界によって切断した状態を表している。この交
換結合力の大きさは、第２磁性層４の膜厚に依存し、そ
の膜厚が大きいほど交換結合力は小さくなる。よって、
表９，表10を比較してわかるように、第２磁性層４の膜
厚を大きく（30ｎｍから50ｎｍに変更）することによ
り、より低い温度で交換結合を切断できてリアマスク形
成温度を下げ、比較的低温でもダブルマスク状態を実現
できるようになる。

【０１１１】表11に示す如き膜構成を有する３層構成の
ＭＳＲ媒体の光磁気ディスクを作成し、その記録再生特
性を調べた。

【０１１２】

【表１１】

【０１１３】光磁気ディスクの全面を消去した後、線速
６ｍ／秒で回転させつつ、記録パワー11ｍＷでレーザ光
を照射して記録磁界を 300Ｏｅ印加し、周波数7.73ＭＨ
ｚ，Ｄｕｔｙ30％の記録を行う。記録ビットの周方向長
さは0.39μｍであった。次に、上向きの再生磁界を印加
し、再生特性を調べた。その結果、転写領域とリアマス
クとが同時に形成されて一気にダブルマスクとなり、高
ＣＮＲである再生信号が得られる再生パワーの範囲幅が
1.7ｍＷであった。

【０１１４】この例では、第２磁性層４にシリコンを添
加させてそのキュリー温度を下げることにより、第１磁
性層３，第３磁性層５間に働く交換結合力を小さくし
て、低い温度にて交換結合が切れるようにする。この結
果、リアマスクの形成温度が低下して転写温度に近づ
き、一気にダブルマスク状態が実現される。

【０１１５】ここで、３層構成のＭＳＲ媒体において、
転写領域及びリアマスクを同時に形成して一気にダブル
マスクを実現できる条件につき、詳述する。

【０１１６】図28に、低温領域にて形成されるマスク
（フロントマスク）の形成磁界Ｈ3 と高温領域にて形成
されるマスク（リアマスク）の形成磁界Ｈ1 との温度依
存性のグラフを示す。これらの磁界Ｈ1,Ｈ3 の大きさが
印加した再生磁界Ｈr よりも低い場合にはマスクが形成
され、逆に高い場合には転写状態が実現される。また、
このグラフの下に、ビームスポット内のマスク状態
（ａ），（ｂ），（ｃ）を温度の推移と共に示す。

【０１１７】再生パワーＰr がＸ1 ｍＷである場合に
は、ビームスポット内にはＨr ＞Ｈ3となる領域しか存
在しないので、状態（ａ）に示すように全ての領域が低
温のマスク状態（フロントマスク）となる。再生パワー
Ｐr をＸ2 ｍＷまで上昇させると、状態（ｂ）に示すよ
うにＨr ＜Ｈ3 となる転写領域が出現する。更に再生パ
ワーＰr をＸ3 ｍＷまで上げると、状態（ｃ）に示すよ
うにＨr ＞Ｈ1 となる領域が出現し、高温のマスク状態
（リアマスク）も形成されてダブルマスクとなる。この
ような結果、図26に示すようにＣＮＲが２段階にわたっ
て上昇する。

【０１１８】ここで一気にダブルマスクとなるのは、再
生パワーＰr をＸ1 ｍＷから最小の上げ幅にて状態
（ｂ）を経ることなく一気に状態（ｃ）に推移する場合
を示す。この現象は、転写領域を狭くするように調節す
ることにより可能であり、図28から以下のように条件を
変更すれば実現できる。

【０１１９】（１）Ｈ1 を低温側に下げる。この場合の
具体的な手法としては、第１磁性層３の飽和磁界ＭS1を
上げる（Ｇｄの組成比を減らす）、その膜厚ｔ1 を厚く
する、第２磁性層４のキュリー温度Ｔc2を下げるといっ
た手法がある。（２）Ｈ3 を高温側に下げる。この場合の具体的な手法
としては、第２磁性層４の飽和磁界ＭS2を上げる（Ｇｄ
の組成比を増やす）、その膜厚ｔ2 を厚くする、第１磁
性層３の飽和磁界ＭS1を下げる、その膜厚ｔ1 を薄くす
るといった手法がある。（３）再生磁界Ｈr を大きくする。（４）ビームスポット内の温度分布を変える。この場合
の具体的な手法としては、線速を上げる、３つの磁性層
の全膜厚を薄くするといった手法がある。

【０１２０】上記（１）の中で、ＭS1，ｔ1 を大きくし
た場合、同時にＨ3 も大きくすることになって一気にダ
ブルマスクとならない可能性もあるが、リアマスクの形
成温度が低下するので再生パワーの最適範囲を広くする
ことができる。また（２）において、ＭS1，ｔ1 を小さ
くした場合、同時にＨ1 を上げることになるので、リア
マスクの形成温度が上がり、あまり有効でない。また
（３）では、再生磁界Ｈr を大きくすることにより一気
にダブルマスクを形成できるが、キャリアが立ち上がる
際の再生アパワーが少し上昇する。

【０１２１】また（４）において、線速を上げた場合、
一気にダブルマスクを形成できるが、媒体の温度が上が
りにくくなるので、キャリアが立ち上がる際の再生パワ
ーが上昇する。反面、キャリアが落ち始める際の再生パ
ワーも上昇するので、再生パワーの最適範囲の広さはあ
まり変わらない。図29は、線速を変化させた場合のＣＮ
Ｒの再生パワー依存性を示すグラフである。再生パワー
に対する感度が良い全膜厚が薄い媒体では、低い再生パ
ワーからキャリアが立ち上がる。

【０１２２】以上のような考察に基づくと、再生パワー
の最適範囲を広げるという目的を達成するためには、次
の手法が有効であると考えられる。（Ａ）ＭS1，ｔ1 を大きくする。（Ｂ）ＭS2，ｔ2 を大きくする。（Ｃ）Ｔc2を下げる。（Ｄ）全膜厚を薄くする。

【０１２３】これらの手法の中で、（Ｂ）のｔ2 を大き
くする手法については表10に示す例、（Ｃ）のＴc2を下
げる手法については表11に示す例にて、既に説明したの
で、残りの（Ａ）のＭS1を大きくする手法、同じく
（Ａ）のｔ1 を大きくする手法、（Ｂ）のＭS2を大きく
する手法、（Ｄ）の全膜厚を薄くする手法について、そ
れぞれ以下に考察する。

【０１２４】（ＭS1を大きくする手法）表９に示す組成
を有する第１磁性層３，第２磁性層４，第３磁性層５の
膜厚をそれぞれ40ｎｍ，40ｎｍ，50ｎｍとした光磁気デ
ィスクを作成し、第１磁性層３の飽和磁化ＭS1を変化さ
せてＣＮＲを測定した。その測定結果を図30に示す。図
30のグラフ中、‘−×−’はＭS1＝10ｅｍｕ／ｃｃ、
‘−○−’はＭS1＝20ｅｍｕ／ｃｃの場合を示す。な
お、線速は６ｍ／秒とし、記録・再生条件は図30に示し
た通りである。ＭS1を上げると一気にダブルマスクの状
態にならないで２段階の状態変化を起こすが、２段目の
キャリア上昇が低い再生パワー側にシフトしたので、再
生パワーの最適範囲は広がった。

【０１２５】（ｔ1 を大きくする手法）表９に示す組成
を有する第１磁性層３，第２磁性層４，第３磁性層５の
膜厚をそれぞれｔ1 ｎｍ，40ｎｍ，50ｎｍとした光磁気
ディスクを作成し、第１磁性層３の膜厚ｔ1 を変化させ
てＣＮＲを測定した。その測定結果を図31に示す。図31
のグラフ中、‘−○−’はｔ1 ＝40ｎｍ、‘−△−’は
ｔ1 ＝45ｎｍ、‘−□−’はｔ1 ＝50ｎｍの場合を示
す。なお、線速は６ｍ／秒とし、記録・再生条件は図31
に示した通りである。第１磁性層３の膜厚を厚くする
と、キャリアの立ち上がりが低い再生パワー側にシフト
したので、高い信号出力が一気に得られるようになって
再生パワーの最適範囲は広がった。

【０１２６】（ＭS2を大きくする手法）表９に示す組成
を有する第１磁性層３，第２磁性層４，第３磁性層５の
膜厚をそれぞれ40ｎｍ，40ｎｍ，50ｎｍとした光磁気デ
ィスクを作成し、第２磁性層４の飽和磁化ＭS2を変化さ
せてＣＮＲを測定した。その測定結果を図32に示す。図
32のグラフ中、‘−○−’はＭS2＝ 191ｅｍｕ／ｃｃ、
‘−△−’はＭS2＝ 198ｅｍｕ／ｃｃ、‘−□−’はＭ
S2＝ 204ｅｍｕ／ｃｃの場合を示す。なお、線速は６ｍ
／秒とし、記録・再生条件は図32に示した通りである。
キャリアの最初の立ち上がりはＭS2の増加に従って高い
再生パワー側にシフトするが、２段目のキャリア上昇が
低い再生パワー側にシフトして一気にダブルマスクとな
って、再生パワーの最適範囲は広がった。

【０１２７】（全膜厚を薄くする手法）表９に示す組成
を有する第１磁性層３，第２磁性層４，第３磁性層５か
らなる光磁気ディスクを作成し、３層の全膜厚を変化さ
せてＣＮＲを測定した。その測定結果を図33に示す。図
33のグラフ中、‘−○−’は全膜厚が 109ｎｍ（第１磁
性層３，第２磁性層４，第３磁性層５の各膜厚が33ｎ
ｍ，36ｎｍ，40ｎｍ）、‘−×−’は全膜厚が 130ｎｍ
（第１磁性層３，第２磁性層４，第３磁性層５の各膜厚
が40ｎｍ，40ｎｍ，50ｎｍ）の場合を示す。なお、線速
は６ｍ／秒とし、記録・再生条件は図33に示した通りで
ある。全膜厚が薄い光磁気ディスクの方が、低い再生パ
ワーからキャリアが立ち上がっており、再生パワーの最
適範囲は広がった。

【０１２８】以上のようにダブルマスクを一気に形成し
て再生パワーの最適範囲を広げる手法として種々の手法
が考えられるが、これらの手法の各パラメータは互いに
トレードオフの関係がある。従って、関係するすべての
パラメータ（ＭS1，ｔ1 ，ＭS2，ｔ2 ，Ｔc2，Ｈr ，線
速，全膜厚）の値を総合的に判断して決定する必要があ
る。

【０１２９】次に、４層構成の光磁気ディスクにおいて
ダブルマスクを一気に形成する例について説明する。表
12，表13に示す如き膜構成を有する４層構成のＭＳＲ媒
体の光磁気ディスクをそれぞれ作成し、その記録再生特
性を調べた。測定条件は、表９に示す光磁気ディスクの
場合と同じである。

【０１３０】

【表１２】

【０１３１】

【表１３】

【０１３２】表12に示す光磁気ディスクでは、再生パワ
ー 2.0ｍＷから 2.5ｍＷの範囲でフロントマスクと転写
領域とが形成され、 2.6ｍＷから 3.2ｍＷの範囲でフロ
ントマスクと転写領域とリアマスクとが形成されて高い
出力の再生信号が得られた。この場合の再生パワーの最
適範囲の幅は 0.6ｍＷである。一方、表13に示す光磁気
ディスクでは、再生パワーを 1.9ｍＷにすると転写領域
及びリアマスクが同時に形成されてダブルマスクとな
り、高い出力の再生信号が得られ、再生パワーを3.2ｍ
Ｗにするまでその高い出力の再生信号が維持された。こ
の場合の再生パワーの最適範囲の幅は 1.3ｍＷである。

【０１３３】表12, 表13に示す光磁気ディスクを比較し
た場合、第２磁性層に添加するシリコンの割合は表13に
示す光磁気ディスクの方が２％多く、そのキュリー温度
も30℃だけ低くなっている。よって、４層構成の光磁気
ディスクでは、第２磁性層のキュリー温度を下げること
によって、一気にダブルマスクを形成できるようにな
り、再生パワーの最適範囲も広げることができる。

【０１３４】次に、重ね書き（ダイレクトオーバーライ
ト）が可能であるＭＳＲ媒体の例について説明する。

【０１３５】重ね書きは、磁気特性が異なる磁性多層膜
に消去用の高いパワーのレーザ光，記録用の低いパワー
のレーザ光を照射することによって、古いデータの上に
新しいデータを記録する技術である。この重ね書きを実
現するための磁性多層膜の構成を図34に示す。図34に示
す構成は、基板21上にメモリ層22及び記録層23を積層し
た磁性多層膜の例である。また図35は、これらのメモリ
層22及び記録層23の磁気特性を示すグラフである。

【０１３６】重ね書きの原理について説明する。図36
は、重ね書き動作における磁化状態の変化を示す図であ
る。図36において、上段の層がメモリ層22、下段の層が
記録層23である。また、温度を示す横軸におけるＴroom
は室温、ＴcompW は記録層23の補償温度、Ｔcopyは記録
層23の磁化方向がメモリ層22に転写される温度、ＴcMは
メモリ層22のキュリー温度、ＴcWは記録層23のキュリー
温度である。また、実線の矢符は消去プロセス、破線の
矢符は記録プロセスを示す。また、太い矢符，細い矢符
は、メモリ層22及び記録層23内における磁化（全磁化）
方向，遷移金属スピン方向（遷移金属副格子磁化の向
き）をそれぞれ示す。更に、レーザパワーを示すグラフ
において、Ｐr ，ＰL ，ＰH はそれぞれ再生プロセス，
消去プロセス，記録プロセスにおけるパワーを示す。

【０１３７】まず、記録層23にデータを記録した後、記
録層23を初期化する。次に、重ね書きを行う。比較的低
いパワー（ＰL)のレーザ光を照射した場合には、メモリ
層22の磁化は記録層23の磁化に揃ってデータが消去され
る。比較的高いパワー（ＰH)のレーザ光を照射した場合
には、記録層23の磁化が反転した後、メモリ層22の磁化
は記録層23の磁化に揃い、データ記録が行われる。

【０１３８】図36を参照して、もう少し詳細に説明す
る。室温近傍における磁化は（Ａ）（消去）または
（Ｂ）（記録）の何れかに決定される。（Ａ）の状態か
ら消去を行う場合には、消去パワーＰL のレーザ光を照
射することにより、（Ａ）→（１）→（２）→（５）ま
で温度を上昇させ、その後、（５）→（２）→（１）→
（Ａ）と温度を下げる。つまり、パワーＰL のレーザ光
の照射により（５）の状態まで媒体温度を上昇させて消
去プロセスを実行する。

【０１３９】（Ａ）の状態から記録を行う場合には、ま
ず、記録パワーＰH のレーザ光を照射することにより、
（Ａ）→（１）→（２）→（５）→（６）まで温度を上
昇させ、（６）の状態でバイアス磁界を上向きに印加し
た後、（６）→（７）→（８）→（９）→（10）と温度
を下げる。更に、（10）の状態で初期化磁界の印加によ
って記録層23の磁化のみを反転させることにより（Ｂ）
の状態となって、記録プロセスが終了する。つまり、パ
ワーＰH のレーザ光の照射により（６）の状態まで媒体
温度を上昇させて記録を行う。

【０１４０】（Ｂ）の状態から消去を行う場合には、消
去パワーＰL のレーザ光を照射し、（Ｂ）→（３）→
（４）→（５）（昇温過程）を経て（５）→（２）→
（１）→（Ａ）（降温過程）と温度を遷移させて、消去
プロセスを実行する。一方、（Ｂ）の状態から記録を行
う場合には、記録パワーＰH のレーザ光を照射し、
（Ｂ）→（３）→（４）→（５）→（６）（昇温過程）
を経て（６）→（７）→（８）→（９）→（10）（降温
過程）と温度を遷移させ、初期化磁界の印加により
（Ｂ）の状態となり、記録プロセスを実行する。

【０１４１】このような重ね書き可能な２層構成の媒体
と磁気超解像効果が得られる３層構成のＭＳＲ媒体とを
組み合わせた光磁気記録媒体の例について説明する。こ
の場合、重ね書き可能な媒体において情報を再生する層
（メモリ層22）とＭＳＲ媒体において情報を記録する層
（第３磁性層５）とを同一の層とする。

【０１４２】表14に示す如き膜構成を有する４層構成の
重ね書きＭＳＲ媒体の光磁気ディスクを作成し、その記
録再生特性を調べた。

【０１４３】

【表１４】

【０１４４】波長 680ｎｍのレーザ光を用いる。まず、
消去パワー９ｍＷでレーザ光を照射し、上向きの消去磁
界を 500Ｏｅ印加して光磁気ディスクの全面を消去す
る。次に、光磁気ディスクを線速９ｍ／秒で回転させつ
つ、記録パワー10ｍＷでレーザ光を照射して下向きの記
録バイアス磁界を 300Ｏｅ印加し、周波数11.3ＭＨｚ，
Ｄｕｔｙ26％の記録を行う。記録ビットの周方向長さは
略 0.4μｍであった。

【０１４５】次に、上向きの再生バイアス磁界を印加
し、再生特性を調べた。なお、後に行う重ね書きの実験
のために、第４磁性層（記録層）の磁化を同一方向に揃
えるべく、４ｋＯｅの初期化磁界をこの光磁気ディスク
に印加した。

【０１４６】再生パワー 1.5ｍＷでは、第３磁性層（メ
モリ層）に記録された情報に対する光磁気信号を検出で
きなかった。これは、ビームスポット内の第１磁性層
（再生層）の全域でフロントマスクが形成されて第２磁
性層（中間層）と第３磁性層とが交換結合しないためで
ある。再生パワー 1.6ｍＷでは、第３磁性層の磁化方向
が第２磁性層を通して第１磁性層に転写され、光磁気信
号を得ることができた。これは、第３磁性層の磁化方向
が第２磁性層に転写される温度以上の領域が、ビームス
ポット内の一部に形成されたためである。再生パワー
2.4ｍＷでは、高温領域に新たにリアマスクが形成さ
れ、ダブルマスクが実現した。この場合の超解像再生時
の各磁性層の遷移金属副格子磁化の向きを図37に示す。
再生パワーを 3.2ｍＷ以上にすると、記録マークが熱変
形し始めてノイズが上昇した。

【０１４７】このように磁気超解像効果が見られること
を確認できたので、重ね書きの実験を行った。消去パワ
ーを５ｍＷ、記録パワーを８ｍＷとして１ＭＨｚの信号
を記録した後、同一のパワーにて11.3ＭＨｚの信号を記
録した。その結果、重ね書きが可能であり、磁気超解像
再生も可能であることが証明された。

【０１４８】図38は、この４層構成の重ね書きＭＳＲ光
磁気ディスクの再生・重ね書き動作における磁化状態の
変化を示す図である。図38において、上段から順に第１
磁性層（再生層），第２磁性層（中間層），第３磁性層
（メモリ層），第４磁性層（記録層）である。また、温
度を示す横軸におけるＴroomは室温、ＴcompW は記録層
23の補償温度、Ｔcopy1 はメモリ層の磁化方向が再生層
に転写される温度、Ｔmaskはリアマスクが形成される温
度、Ｔcopy2 は記録層の磁化方向がメモリ層に転写され
る温度、ＴcMはメモリ層のキュリー温度、ＴcWは記録層
のキュリー温度である。また、実線の矢符は消去プロセ
ス、破線の矢符は記録プロセスを示す。また、太い矢
符，細い矢符は、メモリ層22及び記録層23内における磁
化（全磁化）方向、遷移金属スピン方向（遷移金属副格
子磁化の向き）をそれぞれ示す。更に、レーザパワーを
示すグラフにおいて、Ｐr ，ＰL ，ＰH はそれぞれ再生
プロセス，消去プロセス，記録プロセスにおけるパワー
を示す。

【０１４９】室温近傍における磁化は（Ａ）（消去）ま
たは（Ｂ）（記録）の何れかに決定される。ＭＳＲ（磁
気超解像）プロセスは、図38の一点鎖線で囲んだ領域内
で行われる。ＭＳＲプロセス内において、（１）及び
（４）の状態となる温度領域で第３磁性層から第１磁性
層への転写が行われる。（２）及び（５）の状態となる
温度領域では、再生磁界の向きに第１磁性層の磁化が揃
ってリアマスクが形成される。（Ａ）及び（Ｂ）では初
期化磁界の印加によってフロントマスクが形成される。
従って、再生パワーＰr のレーザ光を照射した場合に、
ビームスポット内に３段階の温度領域が実現し、（１）
または（４）の状態となる温度領域が転写領域（開口
部）となって、第３磁性層の磁化が第１磁性層に転写さ
れ、情報を再生することができる。

【０１５０】なお、重ね書き動作のプロセスは、図36に
示した場合と同様である。つまり、（Ａ）の状態から消
去を行う場合には、消去パワーＰL のレーザ光を照射し
て、（Ａ）→（（１）→（２））→（３）→（７）→
（３）→（Ａ）と温度を推移させる。（Ａ）の状態から
記録を行う場合には、記録パワーＰH のレーザ光を照射
して、（Ａ）→（３）→（（７）→（８）→（９）→
（10）→（11）→（12）→（Ｂ）と温度を推移させる。
（Ｂ）の状態から消去を行う場合には、消去パワーＰL
のレーザ光を照射して、（Ｂ）→（（４）→（５））→
（６）→（７）→（３）→（Ｂ）と温度を推移させる。
（Ｂ）の状態から記録を行う場合には、記録パワーＰH
のレーザ光を照射して、（Ｂ）→（６）→（７）→
（８）→（９）→（10）→（11）→（12）→（Ｂ）と温
度を推移させる。

【０１５１】ところで、図34に示す上述した２層構成の
重ね書き可能媒体では、記録層の磁化を揃えるための初
期化磁石が必要である。初期化磁石が必要でない４層構
成の重ね書き可能媒体がある。この媒体は、基板側から
メモリ層，記録層，スイッチ層，初期化層をこの順に積
層させた４層磁性層の構成である。この媒体では、記録
層の磁化が初期化層からの交換結合によってなされるの
で、初期化磁石が不要である。

【０１５２】このような初期化磁石が不要な４層構成の
重ね書き可能媒体と磁気超解像効果が得られる３層構成
のＭＳＲ媒体とを組み合わせた光磁気記録媒体の例につ
いて説明する。この場合、重ね書き可能な媒体において
情報を再生する層（メモリ層）とＭＳＲ媒体において情
報を記録する層（第３磁性層５）とを同一の層とする。

【０１５３】表15に示す如き膜構成を有する６層構成の
重ね書きＭＳＲ媒体の光磁気ディスクを作成し、その記
録再生特性を調べた。なお、記録・再生条件は表14に示
した光磁気ディスクの場合と同様である。但し、印加す
る再生バイアス磁界は 400Ｏｅとした。

【０１５４】

【表１５】

【０１５５】再生実験の結果、この光磁気ディスクでも
磁気超解像効果が見られることを確認できた。この場合
の超解像再生時の各磁性層の遷移金属副格子磁化の向き
を図39に示す。次に、重ね書きの実験を行った。消去パ
ワーを 5.5ｍＷ、記録パワーを 9.5ｍＷとして１ＭＨｚ
の信号を記録した後、同一のパワーにて11.3ＭＨｚの信
号を記録した。その結果、先に記録した１ＭＨｚの信号
は消去され、11.3ＭＨｚの信号のみが観察された。以上
により、表15に示す光磁気ディスクでも、表14に示した
光磁気ディスクと同様に、重ね書きが可能であり、磁気
超解像再生も可能であることが証明された。

【０１５６】図40は、この６層構成の重ね書きＭＳＲデ
ィスクの再生・重ね書き動作における磁化状態の変化を
示す図である。図40において、上段から順に第１磁性層
（再生層），第２磁性層（中間層），第３磁性層（メモ
リ層），第４磁性層（記録層），第５磁性層（スイッチ
層），第６磁性層（初期化層）である。

【０１５７】ＭＳＲプロセスは、図40の一点鎖線で囲ん
だ領域内で行われる。このＭＳＲプロセス及び重ね書き
動作のプロセスは、上述した図38に示す４層構成のディ
スクの場合と同様であるので説明は省略する。但し、第
４磁性層の初期化は第５磁性層と第６磁性層との交換結
合によってなされるので、初期化磁界の印加は不要であ
る。第６磁性層の磁化は全温度範囲で変わらない。ま
た、第５磁性層は、各磁性層の中で最もキュリー温度が
低い材料を用いる。よって、ＭＳＲプロセスが実行され
ている温度範囲で第５磁性層のキュリー温度以上の領域
が存在する。

【０１５８】このような６層構成の光磁気ディスクで
は、初期化磁石が不要な重ね書き媒体とＭＳＲ媒体とを
組み合わせているので、初期化磁石を用いることなく、
重ね書き後に磁気超解像効果により高い信号品質を得る
ことが可能である。

【０１５９】２層構成の重ね書き可能媒体と３層構成の
ＭＳＲ媒体とを組み合わせた光磁気記録媒体の他の例に
ついて説明する。表16に示す如き膜構成を有する５層構
成の重ね書きＭＳＲ媒体の光磁気ディスクを作成した。
第３磁性層（メモリ層）と第４磁性層（記録層）との間
に、交換結合力を調整する第５磁性層（調整層）を挿入
している点で、表16に示す膜構成は表14に示す膜構成と
異なっている。

【０１６０】

【表１６】

【０１６１】作成した光磁気ディスクの記録再生特性を
調べた。波長 680ｎｍのレーザ光を用いる。まず、消去
パワー 9.5ｍＷでレーザ光を照射し、上向きの消去磁界
を 500Ｏｅ印加して光磁気ディスクの全面を消去する。
次に、光磁気ディスクを線速９ｍ／秒で回転させつつ、
記録パワー10.5ｍＷでレーザ光を照射して下向きの記録
バイアス磁界を 300Ｏｅ印加し、周波数11.3ＭＨｚ，Ｄ
ｕｔｙ26％の記録を行う。記録ビットの周方向長さは略
0.4μｍであった。

【０１６２】次に、上向きの再生バイアス磁界を印加
し、再生特性を調べた。なお、第４磁性層（記録層）の
磁化を同一方向に揃えるべく、３ｋＯｅの初期化磁界を
この光磁気ディスクに印加している。

【０１６３】再生パワー 1.7ｍＷでは、第３磁性層（メ
モリ層）に記録された情報に対する光磁気信号を検出で
きなかった。再生パワー 1.8ｍＷでは、転写領域が形成
されて光磁気信号を得ることができた。再生パワー 2.5
ｍＷでは、リアマスクが形成されてダブルマスクが実現
した。再生パワー 3.7ｍＷ以上では、ノイズが上昇し
た。以上のように、磁気超解像再生が可能であることを
確認できた。

【０１６４】次に、重ね書きの実験を行った。消去パワ
ーを６ｍＷ、記録パワーを９ｍＷとして１ＭＨｚの信号
を記録した後、同一のパワーにて11.3ＭＨｚの信号を記
録した。その結果、重ね書きが可能であり、磁気超解像
再生も可能であることが証明された。

【０１６５】

【発明の効果】以上のように本発明では、交換結合され
た３層構造の磁性層体において、第１磁性層，第２磁性
層間の交換結合力と第２磁性層，第３磁性層間の交換結
合力との大小関係が温度によって逆転する現象を光磁気
記録媒体に利用することにより、第２磁性層の磁化反転
に伴って第１磁性層の磁化方向をバイアス磁界の向きと
逆方向に揃えることにより低温領域でのマスクを形成
し、第１磁性層の磁化方向をバイアス磁界の向きに揃え
ることにより高温領域でのマスクを形成する。よって、
低温領域及び高温領域にそれぞれマスク領域を形成で
き、ビームスポットを絞った場合と同様の状態を実現で
きて、クロストークに強くて、高い再生分解能を得るこ
とができる。

【０１６６】また、本発明においては、初期化磁界を印
加するための特別な初期化磁石は不要であり、１ｋＯｅ
より小さい外部バイアス磁界の印加で第１磁性層の磁化
方向を合わせることができ、再生装置の大型化を抑制で
きる。

【０１６７】また、本発明においては、ＭＳＲ光磁気記
録媒体を再生する際に、ビームスポット内において、全
域が低温側のマスク領域である状態から、記録層の磁化
方向を再生層に転写する転写領域と高温側のマスク領域
とを同時に形成して一気にダブルマスク状態にするの
で、再生パワーの最適範囲を広げることができる。この
結果、広い再生パワーの範囲で高い出力の再生信号を得
ることができ、使用する光磁気ディスク駆動装置の設計
条件，使用条件に厳しい制限を要求する必要がなく、こ
れらの条件を緩和できる。

【０１６８】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光磁気記録媒体の構成図である。

【図２】低温状態におけるカー回転角のヒステリシスル
ープと磁化状態とを示す図である。

【図３】高温状態におけるカー回転角のヒステリシスル
ープと磁化状態とを示す図である。

【図４】図２に示す磁界Ｈerase 1 ，Ｈcopy 1と図３に
示す磁界Ｈ2 の温度依存性を示すグラフである。

【図５】中間温度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とを示す図である。

【図６】本発明の光磁気記録媒体における再生時の磁化
状態を示す図である。

【図７】再生時におけるキャリア・ノイズの再生パワー
依存性を示すグラフである。

【図８】低温状態におけるカー回転角のヒステリシスル
ープでのシフト量Ｈs2の第２磁性層の膜厚に対する依存
性を示すグラフである。

【図９】第１磁性層の膜厚と反転磁界との関係を示すグ
ラフである。

【図１０】第１磁性層の膜厚とＣＮＲとの関係を示すグ
ラフである。

【図１１】第１磁性層のＧｄ組成比と反転磁界との関係
を示すグラフである。

【図１２】第２磁性層の膜厚と第１磁性層の反転磁界と
の関係を示すグラフである。

【図１３】第２磁性層の膜厚とＣＮＲ及び最小再生磁界
との関係を示すグラフである。

【図１４】第２磁性層のＧｄ組成比と第１磁性層の反転
磁界との関係を示すグラフである。

【図１５】第２磁性層のＧｄ組成比とＣＮＲ及び最小再
生磁界との関係を示すグラフである。

【図１６】第３磁性層の膜厚とＣＮＲとの関係を示すグ
ラフである。

【図１７】第１磁性層のＧｄ組成比とＣＮＲ及び最小再
生磁界との関係を示すグラフである。

【図１８】ＧｄＦｅＣｏ膜のＧｄ組成比に対する飽和磁
化曲線を示すグラフである。

【図１９】ＧｄＦｅ膜のＧｄ組成比に対する飽和磁化曲
線を示すグラフである。

【図２０】本発明の変形例における再生時の磁化状態を
示す図である。

【図２１】本発明の比較例における再生時の磁化状態を
示す図である。

【図２２】本発明の他の変形例における再生時の磁化状
態を示す図である。

【図２３】ダブルマスクの形成過程（フロントマスクの
み）を示す図である。

【図２４】ダブルマスクの形成過程（フロントマスク＋
開口部）を示す図である。

【図２５】ダブルマスクの形成過程（フロントマスク＋
開口部＋リアマスク）を示す図である。

【図２６】光磁気ディスクの再生特性（段階ダブルマス
ク形成）を示すグラフである。

【図２７】光磁気ディスクの再生特性（即時ダブルマス
ク形成）を示すグラフである。

【図２８】ダブルマスクの形成過程を示す図である。

【図２９】線速に対するＣＮＲの再生パワー依存性を示
すグラフである。

【図３０】第１磁性層（再生層）の飽和磁化に対するＣ
ＮＲの再生パワー依存性を示すグラフである。

【図３１】第１磁性層（再生層）の膜厚に対するＣＮＲ
の再生パワー依存性を示すグラフである。

【図３２】第２磁性層（中間層）の飽和磁化に対するＣ
ＮＲの再生パワー依存性を示すグラフである。

【図３３】全膜厚に対するＣＮＲの再生パワー依存性を
示すグラフである。

【図３４】重ね書き可能媒体の基本構成図である。

【図３５】重ね書き可能媒体の磁性層の磁気特性を示す
グラフである。

【図３６】重ね書き可能媒体における磁化状態の変化を
示す図である。

【図３７】重ね書き可能なＭＳＲ媒体の再生時の磁化方
向を示す図である。

【図３８】重ね書き可能なＭＳＲ媒体における磁化状態
の変化を示す図である。

【図３９】他の重ね書き可能なＭＳＲ媒体の再生時の磁
化方向を示す図である。

【図４０】他の重ね書き可能なＭＳＲ媒体における磁化
状態の変化を示す図である。

【図４１】従来例（第１従来法）における再生原理を示
す図である。

【図４２】従来例（第２従来法）における再生原理を示
す図である。

【図４３】従来例（第３従来法）における再生原理を示
す図である。

【図４４】従来例（第４従来法）における再生原理を示
す図である。

【符号の説明】

１基板２下地層（ＳｉＮ膜）３第１磁性層（ＧｄＦｅＣｏ膜）４第２磁性層（ＧｄＦｅ膜）５第３磁性層（ＴｂＦｅＣｏ膜）６保護層（ＳｉＮ膜）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平３−93056（ＪＰ，Ａ) 特開平７−240039（ＪＰ，Ａ) 特開平６−139639（ＪＰ，Ａ) 特開平４−255946（ＪＰ，Ａ) 特開平８−102101（ＪＰ，Ａ) 特開平４−271039（ＪＰ，Ａ) 特開平５−73977（ＪＰ，Ａ) 特開平４−313833（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 11/105

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】磁気的に結合した第１磁性層，第２磁性
層及び第３磁性層をこの順に積層した光磁気記録媒体に
おいて、前記第１磁性層と前記第２磁性層との交換結合
力が温度の上昇に伴って弱くなり、前記第２磁性層と前
記第３磁性層との交換結合力が温度の上昇と共に強くな
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】希土類−遷移金属の合金材料からなる第
１磁性層，第２磁性層及び第３磁性層をこの順に積層し
た光磁気記録媒体において、前記第２磁性層の磁気特性
が希土類磁化優勢であり、前記第１磁性層，第２磁性層
及び第３磁性層の膜厚が等しいことを特徴とする光磁気
記録媒体。
【請求項３】前記第１磁性層の磁気特性が遷移金属磁
化優勢であることを特徴とする請求項２記載の光磁気記
録媒体。
【請求項４】請求項１，２または３記載の光磁気記録
媒体の前記第３磁性層に記録された情報を再生する方法
であって、外部磁界を印加しながら、再生光ビームを前
記光磁気記録媒体に照射してビームスポット内に高温領
域，中間温度領域及び低温領域を形成し、該低温領域で
は、前記第２磁性層の磁化反転によってこれと交換結合
した前記第１磁性層の磁化を前記外部磁界と逆方向に揃
えることにより磁気的な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。
【請求項５】前記高温領域では、前記第１磁性層のみ
の磁化を前記外部磁界と同方向に揃えることにより磁気
的なマスクを得ることを特徴とする請求項４記載の光磁
気記録媒体の再生方法。
【請求項６】基板上に第１磁性層，第２磁性層及び第
３磁性層を設けた光磁気記録媒体において、前記第１磁
性層がＧｄＦｅＣｏ、前記第２磁性層がＧｄＦｅ、前記
第３磁性層がＴｂＦｅＣｏで構成され、前記第２磁性層
の磁気特性が希土類磁化優勢であり、前記第１磁性層
は、Ｇｄ組成比が補償組成の±２atomic％であり、前記
第２磁性層はＧｄ組成比が29atomic％〜35atomic％であ
り、前記第１及び第２磁性層は、30nm〜60nmの膜厚を夫
々有することを特徴とする光磁気記録媒体。
【請求項７】情報を再生する再生磁性層，情報を記録
する記録磁性層及び前記再生磁性層と記録磁性層とに挟
まれた中間磁性層を含む光磁気記録媒体の所定部分に、
外部磁界を印加しながら再生光ビームを照射し、前記記
録磁性層の磁化方向を前記再生磁性層に転写して前記記
録磁性層に記録された情報を再生する方法において、前
記再生光ビームのスポット内で、その磁化方向が前記外
部磁界と同一の方向に向いた前記中間磁性層と磁気的に
結合して前記再生磁性層の磁化方向が第１の特定方向に
向いている領域と、前記再生磁性層の磁化方向が前記記
録磁性層の磁化方向に揃う領域と、前記再生磁性層の磁
化方向が前記外部磁界により前記第１の特定方向と逆の
第２の特定方向に向いている領域とを形成することを特
徴とする光磁気記録媒体の再生方法。
【請求項８】基板上に第１磁性層，第２磁性層及び第
３磁性層を設けた光磁気記録媒体に、外部磁界を印加し
ながら再生光ビームを照射し、前記第３磁性層の磁化方
向を前記第１磁性層に転写して前記第３磁性層に記録さ
れた情報を再生する方法において、前記第１磁性層がＧ
ｄＦｅＣｏ、前記第２磁性層がＧｄＦｅ、前記第３磁性
層がＴｂＦｅＣｏで構成され、前記第２磁性層の磁気特
性が希土類磁化優勢であり、前記第１磁性層は、Ｇｄ組
成比が補償組成の±２atomic％であり、前記第２磁性層
はＧｄ組成比が29atomic％〜35atomic％であり、前記第
１及び第２磁性層は、30nm〜60nmの膜厚を夫々有してお
り、前記再生光ビームのスポット内で、前記第１磁性層
の磁化方向が第１の特定方向に向いている領域と、前記
第１磁性層の磁化方向が前記第３磁性層の磁化方向に揃
う領域と、前記第１磁性層の磁化方向が前記第１の特定
方向と逆の第２の特定方向に向いている領域とを形成す
ることを特徴とする光磁気記録媒体の再生方法。