專利名稱：磁光存儲(chǔ)介質(zhì)及其再現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁光記錄和再現(xiàn)裝置中使用的諸如磁光盤、磁光帶、或磁光卡之類的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)，并涉及其再現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
過去，磁光存儲(chǔ)介質(zhì)已經(jīng)被應(yīng)用為一種可重寫的光存儲(chǔ)介質(zhì)，在這類磁光存儲(chǔ)介質(zhì)中，通過將半導(dǎo)體激光器發(fā)射的光束聚焦在磁光存儲(chǔ)介質(zhì)上來再現(xiàn)其上記錄的信息。這種磁光存儲(chǔ)介質(zhì)的存在的一個(gè)問題是如果作為用于記錄的磁疇的記錄比特之間的直徑和間隔相對(duì)于光束的直徑變得太小，再現(xiàn)特性則會(huì)變壞。
這一問題是由于相鄰記錄比特落入聚焦在目標(biāo)記錄比特上的光束直徑內(nèi)而不能區(qū)分和再現(xiàn)單個(gè)記錄比特造成的。
為解決上述問題，日本待審專利公開No.6-150418/1994(對(duì)應(yīng)于美國專利申請(qǐng)No.08/147,373的平6-150418)(下文稱之為“現(xiàn)有實(shí)例1”)提出了一種包括設(shè)置在再現(xiàn)層和記錄層之間的非磁性中間層的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)，該再現(xiàn)層在室溫為面內(nèi)磁化，但隨著溫度的升高改變成垂直磁化，其中再現(xiàn)層和記錄層靜磁耦合。
通過這種方法，由于面內(nèi)被磁化的再現(xiàn)層的區(qū)域屏蔽記錄層的磁疇中記錄的信息，即使相鄰記錄比特落入聚焦光束的直徑內(nèi)，也可區(qū)分和再現(xiàn)單個(gè)記錄比特。
另外，應(yīng)用物理雜志69(27)，第4257-59頁中發(fā)表的題為“為超高密度磁光記錄信號(hào)的放大而讀出的磁疇擴(kuò)展”一文(下面稱之為“現(xiàn)有實(shí)例2”)中公開了在再現(xiàn)層和記錄層之間設(shè)置非磁性中間層的結(jié)構(gòu)。在該結(jié)構(gòu)中，借助記錄層產(chǎn)生的磁場，將記錄層的信息復(fù)制到比記錄層的磁疇大的再現(xiàn)層中的磁疇。這種現(xiàn)有技術(shù)公開了一種磁疇擴(kuò)展方法，其中，通過將記錄層的信息復(fù)制到再現(xiàn)層中一個(gè)更大的磁疇，通過該再現(xiàn)層進(jìn)行再現(xiàn)。
然而，對(duì)于現(xiàn)有實(shí)例1，已經(jīng)證實(shí)，當(dāng)即使以更近的間隔采用更小的記錄比特進(jìn)行記錄和再現(xiàn)時(shí)，再現(xiàn)信號(hào)的強(qiáng)度降低，不能獲得足夠強(qiáng)的再現(xiàn)信號(hào)。
另外，比較實(shí)例2的問題是對(duì)于高記錄密度，當(dāng)許多記錄比特位于再現(xiàn)層的磁疇之下時(shí)，多個(gè)記錄比特的磁場施加到再現(xiàn)層，使其不能將單個(gè)目標(biāo)記錄比特的磁化正確地施加到再現(xiàn)層，導(dǎo)致再現(xiàn)信號(hào)質(zhì)量的降低。
日本待審專利公開No.1-143041/1989(平1-143041)公開了一種磁光存儲(chǔ)介質(zhì)，其中通過將寫入記錄層中的信息復(fù)制到一個(gè)再現(xiàn)層中的更大的磁疇中來再現(xiàn)該寫入記錄層中的信息。在該介質(zhì)中，通過磁疇擴(kuò)展再現(xiàn)，可增加再現(xiàn)信號(hào)。另外，日本待審專利公開No.8-7350/1996(平8-7350)和第二十屆日本應(yīng)用磁技術(shù)討論會(huì)(1996)論文摘要，22pE-4，第313頁提出了一種在再現(xiàn)期間施加與記錄信號(hào)同步的脈沖磁場的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)，以便再現(xiàn)期間擴(kuò)展磁疇并在此后將其降低，從而增強(qiáng)再現(xiàn)信號(hào)的強(qiáng)度。
然而，對(duì)于上述日本待審專利公開No.1-143041/1989，日本待審專利公開No.8-7350/1996和第二十屆日本應(yīng)用磁技術(shù)討論會(huì)(1996)論文摘要，22pE-4，第313頁中公開的現(xiàn)有技術(shù)，當(dāng)記錄比特之間的間隔小時(shí)，相鄰比特落在聚焦在目標(biāo)比特上的光束的直徑內(nèi)，使磁疇擴(kuò)展再現(xiàn)的工作變?yōu)椴豢赡埽缤F(xiàn)有實(shí)例1和2一樣，不能獲得足夠的再現(xiàn)信號(hào)質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
做出本發(fā)明以解決上述問題，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種即使在采用較小的記錄比特直徑和甚至更小的記錄比特之間的間隔記錄和再現(xiàn)時(shí)，能夠獲得滿足的再現(xiàn)信號(hào)質(zhì)量的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)及其再現(xiàn)方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)包括由垂直磁化膜制成的記錄層；至少在信號(hào)再現(xiàn)疇內(nèi)成為垂直磁化狀態(tài)，并與記錄層磁耦合的再現(xiàn)層；和磁屏蔽層，與再現(xiàn)層分開設(shè)置，根據(jù)伴隨著在所述信號(hào)再現(xiàn)疇的溫度升高的磁化的降低來控制所述記錄層和再現(xiàn)層之間的磁耦合。
通過上述結(jié)構(gòu)，由于磁屏蔽層至少在室溫抑制磁通從記錄層向再現(xiàn)層泄漏，再現(xiàn)期間使可消除相鄰磁疇磁化的影響并且僅從所希望的磁疇選擇信息變?yōu)榭赡?，從而?shí)現(xiàn)增加記錄密度。
這樣，通過上述結(jié)構(gòu)，在保持足夠再現(xiàn)信號(hào)質(zhì)量的同時(shí)，可通過較小的記錄比特直徑和間隔進(jìn)行記錄和再現(xiàn)操作。
上面提到的信號(hào)再現(xiàn)疇是通過光束投射加熱到再現(xiàn)溫度的介質(zhì)的疇。
通過上述結(jié)構(gòu)，通過在再現(xiàn)層內(nèi)形成比記錄層的記錄磁疇大的再現(xiàn)磁疇，可提高再現(xiàn)信號(hào)的數(shù)量，從而改善再現(xiàn)信號(hào)質(zhì)量。
最好由在高溫其磁化降低的平面內(nèi)磁化層制成磁屏蔽層。
通過該結(jié)構(gòu)，利用磁屏蔽層的平面內(nèi)磁化層，在室溫的條件下，平面內(nèi)磁化層捕獲記錄層產(chǎn)生的磁場，從而使再現(xiàn)層與記錄層的磁場隔離。
另一方面，當(dāng)通過從再現(xiàn)激光等發(fā)射光束加熱時(shí)，由于面內(nèi)磁化層的磁化降低，上述隔離效過消失，來自記錄層的磁通泄漏到加熱區(qū)內(nèi)的再現(xiàn)層，從而給出再現(xiàn)層與記錄層一致的垂直磁化。
在此，由于僅有較小的被加熱區(qū)的信息傳送到再現(xiàn)層，即使在以較小的記錄比特直徑和間隔進(jìn)行記錄和再現(xiàn)時(shí)，可獲得足夠的再現(xiàn)信號(hào)質(zhì)量。
這種情況下，最好是在室溫使磁屏蔽層(平面內(nèi)磁化層)的磁化比記錄層的大。
通過這種結(jié)構(gòu)，如果磁屏蔽層的磁化在室溫比記錄層的大，可更肯定地獲得上述的隔離效應(yīng)。
最好是使磁屏蔽層的居里溫度低于記錄層的居里溫度。
通過該結(jié)構(gòu)，再現(xiàn)期間的加熱將磁屏蔽層加熱到超過其居里溫度，此刻磁屏蔽層失去其磁化。在目前的情況下，由于可確保在磁屏蔽層失去其磁化時(shí)記錄層低于其居里溫度，可穩(wěn)定地保持記錄層的記錄信息。
最好是使記錄層的居里溫度低于再現(xiàn)層的居里溫度。
通過這種結(jié)構(gòu)，由于在再現(xiàn)層中需要優(yōu)秀的再現(xiàn)特性，所以如果再現(xiàn)層具有比記錄層高的居里溫度是有利的。
最好是按下列順序在襯底上依次分層為透明介電層、再現(xiàn)層、非磁性中間層、磁屏蔽層、記錄層、和保護(hù)層來設(shè)置磁光存儲(chǔ)介質(zhì)。
通過該結(jié)構(gòu)，可由磁屏蔽層選擇記錄層中以較小記錄比特記錄的一部分信息并通過擴(kuò)展再現(xiàn)到再現(xiàn)層中的大磁疇中，因此即使是高密度記錄也可獲得足夠強(qiáng)的再現(xiàn)信號(hào)。
此外，通過上述結(jié)構(gòu)，非磁性中間層可完全遮住再現(xiàn)層和磁屏蔽層之間的交換耦合，并可實(shí)現(xiàn)再現(xiàn)層與記錄層之間的良好靜磁耦合。
磁屏蔽層的厚度最好大于或等于2nm并且小于或等于40nm。
通過該結(jié)構(gòu)，可保持磁屏蔽層屏蔽記錄層的良好狀態(tài)，并使穩(wěn)定的磁疇擴(kuò)展再現(xiàn)成為可能。
最好是由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、NdFe合金、NdFeAl合金、DyFe合金、和DyFeAl合金中的一種合金制成磁屏蔽層。
上述合金之一的使用使得再現(xiàn)層中的磁疇的穩(wěn)定形成和適當(dāng)響應(yīng)來自記錄層的磁場成為可能，并可實(shí)現(xiàn)良好的磁疇擴(kuò)展再現(xiàn)。
磁屏蔽層也可具有如化學(xué)式(Gd0.11Fe0.89)xAl1-X所示的成分，其中X(原子比)大于或等于0.30并且小于或等于1.00。
通過該成分，由于磁屏蔽層具有最適合的磁特性，在再現(xiàn)中，可實(shí)現(xiàn)記錄層和再現(xiàn)層之間的良好交換耦合，并可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的磁疇擴(kuò)展再現(xiàn)。
磁屏蔽層的居里溫度最好不低于60℃，并且不高于220℃。
通過該結(jié)構(gòu)，由于磁屏蔽層具有最適合的居里溫度，在低于磁屏蔽層居里溫度的溫度下，磁屏蔽層阻擋(磁屏蔽)記錄層的磁化，在高于磁屏蔽層居里溫度的條件下，可保持記錄層與再現(xiàn)層良好的靜磁耦合，并可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的磁疇擴(kuò)展再現(xiàn)。
作為替換，上述磁屏蔽層可以是在室溫下其總磁化方向是與記錄層的總磁化方向相對(duì)的磁層。
通過該結(jié)構(gòu)，由于可降低由記錄層產(chǎn)生的并影響再現(xiàn)層的磁場，僅由在光束點(diǎn)中心的記錄比特的影響確定再現(xiàn)層的磁化方向，從而能夠采用更小的記錄比特間隔和更小的記錄比特直徑穩(wěn)定再現(xiàn)。
這種情況下，最好是用從室溫到居里溫度范圍內(nèi)富含過渡金屬的稀土類過渡金屬合金膜制成記錄層，并且磁屏蔽層(磁層)最好是由至少在室溫富含稀土金屬的稀土類過渡金屬合金制成的垂直磁化膜，形成所述垂直磁化膜以使其過渡金屬子晶格的磁化方向與記錄層的過渡金屬子晶格的磁化方向一致。
通過這種結(jié)構(gòu)，由于富含稀土金屬的磁屏蔽層層與富含過渡金屬的記錄層相鄰，通過降低由低溫區(qū)中的記錄層產(chǎn)生的磁場，僅由在光束點(diǎn)中心的記錄比特的影響確定再現(xiàn)期間再現(xiàn)層的磁化方向。從而能夠采用更小的記錄比特間隔和更小的記錄比特直徑穩(wěn)定再現(xiàn)。
磁屏蔽層最好是一種在高溫其磁化減少的磁膜。
通過這種結(jié)構(gòu)，在低溫區(qū)中可抑制從記錄層泄漏到再現(xiàn)層的磁通量，另一方面，在高溫區(qū)中，可將記錄層的磁通量泄漏到再現(xiàn)層。因此，通過這種結(jié)構(gòu)，可通過來自記錄層上的單個(gè)記錄比特的信息肯定地確定再現(xiàn)層的磁化方向，從而改善再現(xiàn)信號(hào)質(zhì)量。
磁屏蔽層的總磁化在室溫最好與記錄層在室溫的總磁化基本相同。
通過這種結(jié)構(gòu)，可抑制低溫區(qū)中記錄層的磁場對(duì)再現(xiàn)層的作用，從而進(jìn)一步改善再現(xiàn)信號(hào)質(zhì)量。
磁屏蔽層的居里溫度最好是低于記錄層的居里溫度。
通過這種結(jié)構(gòu)，再現(xiàn)期間，可將磁屏蔽層加熱到其居里溫度，從而降低其磁化，而在相同溫度下，記錄層保持其中記錄的信息。
磁屏蔽層的補(bǔ)償溫度最好是低于記錄層的居里溫度。
通過這種結(jié)構(gòu)，再現(xiàn)期間，可將作為隔離層的磁屏蔽層加熱到其補(bǔ)償溫度附近，從而降低其磁化，而在相同溫度下，記錄層保持其中記錄的信息。
最好是按下列順序在襯底上依次分層為透明介電層、再現(xiàn)層、非磁性中間層、磁屏蔽層、記錄層、和保護(hù)層來提供磁光存儲(chǔ)介質(zhì)。
通過該結(jié)構(gòu)，可由磁屏蔽層(隔離層)選擇記錄層中以較小記錄比特記錄的一部分信息，擴(kuò)展到再現(xiàn)層中的大磁疇中，并穩(wěn)定再現(xiàn)。此外，非磁性中間層可完全遮住再現(xiàn)層和磁屏蔽層以及記錄層之間的交換耦合，并可實(shí)現(xiàn)再現(xiàn)層和磁屏蔽層以及記錄層之間的良好靜磁耦合。
這種情況下，磁屏蔽層的厚度最好是大于或等于10nm并且小于或等于60nm。
通過這種結(jié)構(gòu)，可進(jìn)一步改善磁屏蔽層(隔離層)的將再現(xiàn)層從記錄層磁場屏蔽的效果，并且由于再現(xiàn)層的厚度是最合適的，可獲得良好的再現(xiàn)信號(hào)。
另一方案是，最好按下列順序在襯底依次分層設(shè)置磁光存儲(chǔ)介質(zhì)，這些層是一層透明介電層、再現(xiàn)層、非磁性中間層、記錄層、磁屏蔽層(作為絕緣層的磁性層)和保護(hù)層。
通過這種結(jié)構(gòu)，可由磁屏蔽層(隔離層)選擇在記錄層中的小記錄比特中記錄的一部分信息，擴(kuò)展到再現(xiàn)層中的大磁疇，并穩(wěn)定地再現(xiàn)。此外，非磁性中間層可完全遮住再現(xiàn)層和磁屏蔽層與記錄層之間的交換耦合，并可實(shí)現(xiàn)再現(xiàn)層和磁屏蔽層與記錄層之間良好的靜磁耦合。
另外，借助該結(jié)構(gòu)，通過按上述順序設(shè)置磁屏蔽層，在信號(hào)再現(xiàn)疇中，更容易從記錄層再現(xiàn)層復(fù)制磁疇，并可增加磁屏蔽層可能的厚度范圍。
這種情況下，磁屏蔽層的厚度最好是等于或等于10nm且小于或等于80nm。
通過該結(jié)構(gòu)，可增強(qiáng)磁屏蔽層將再現(xiàn)層與記錄層磁場屏蔽的效果，并可獲得良好的再現(xiàn)信號(hào)質(zhì)量。
最好是由GdDyFe合金、TbFe合金、DyFe合金、GdFe合金、GdTbFe合金、DyFeCo合金、TbFeCo合金中的一種合金制成磁屏蔽層。
通過采用這些合金中的一種，可增強(qiáng)磁屏蔽層將再現(xiàn)層與記錄層的磁場屏蔽的效果，并可獲得良好的再現(xiàn)信號(hào)質(zhì)量。
最好是設(shè)定磁屏蔽層的居里溫度不低于80℃并且不高于220℃。
在低溫區(qū)，該結(jié)構(gòu)可進(jìn)一步改善磁屏蔽層(作為隔離層)屏蔽再現(xiàn)層與記錄層的磁場的效果，而在高溫區(qū)(再現(xiàn)溫度附近)，可使記錄層的磁場泄漏到再現(xiàn)層。為此，利用這種結(jié)構(gòu)可獲得良好的再現(xiàn)信號(hào)質(zhì)量。
最好是設(shè)定磁屏蔽層的補(bǔ)償溫度不低于80℃并且不高于220℃。
在低溫區(qū)，該結(jié)構(gòu)可進(jìn)一步改善磁屏蔽層(作為隔離層)屏蔽再現(xiàn)層與記錄層的磁場的效果，而在高溫區(qū)(再現(xiàn)溫度附近)，可使記錄層的磁場泄漏到再現(xiàn)層。為此，利用這種結(jié)構(gòu)可獲得良好的再現(xiàn)信號(hào)質(zhì)量。
另一方案是，磁屏蔽層可以是在室溫具有平面內(nèi)磁化，而在預(yù)定溫度之上為垂直磁化的磁膜，該預(yù)定溫度高于再現(xiàn)中加熱的溫度。
利用這種結(jié)構(gòu)，在室溫，磁屏蔽層可吸收記錄層產(chǎn)生的磁場，并使再現(xiàn)層與記錄層產(chǎn)生的磁場隔離。
此外，由從再現(xiàn)激光等發(fā)射的激光束加熱的一部分磁屏蔽層被加熱到其補(bǔ)償溫度附近，表現(xiàn)出垂直磁化，并因此失去其上述的隔離效果。結(jié)果是，在加熱區(qū)，來自記錄層的磁通泄漏到再現(xiàn)層，可給予再現(xiàn)層與記錄層一致的垂直磁化。
在此，由于只將被加熱的小區(qū)域中的信息傳送到再現(xiàn)層，即使采用小記錄比特和小記錄比特間隔也可獲得足夠的再現(xiàn)信號(hào)質(zhì)量。
這種情況下，磁屏蔽層(磁膜)的居理溫度最好低于記錄層的居理溫度。
通過這種結(jié)構(gòu)，信息記錄期間，可避免磁屏蔽層對(duì)記錄層的影響，并因此確實(shí)在記錄層上記錄信息。
記錄層的居理溫度最好低于再現(xiàn)層的居理溫度。
通過這種結(jié)構(gòu)，由于再現(xiàn)層中需要優(yōu)良的再現(xiàn)特性，如果再現(xiàn)層具有比記錄層高的居理溫度則是有利的。
最好按下列順序在襯底依次分層設(shè)置磁光存儲(chǔ)介質(zhì)，這些層是一層透明介電層、再現(xiàn)層、非磁性中間層、磁屏蔽層(作為隔離層的磁膜)、記錄層和保護(hù)層。
通過這種結(jié)構(gòu)，可由磁屏蔽層(隔離層)選擇在記錄層中的小記錄比特記錄的一部分信息，擴(kuò)展到再現(xiàn)層中的大磁疇，并穩(wěn)定地再現(xiàn)。此外，借助這種結(jié)構(gòu)，即使采用高密度記錄也可獲得足夠強(qiáng)的再現(xiàn)信號(hào)。
此外，非磁性中間層可完全遮住再現(xiàn)層和磁屏蔽層與記錄層之間的交換耦合，并可實(shí)現(xiàn)再現(xiàn)層和磁屏蔽層與記錄層之間良好的靜磁耦合。
這種情況下，磁屏蔽層的厚度最好大于或等于2nm并且小于或等于40nm。
借助這種結(jié)構(gòu)，可使磁屏蔽層(平面內(nèi)磁化層)屏蔽記錄層的效果最佳。另外，穩(wěn)定的磁疇擴(kuò)展再現(xiàn)是可能的。
最好是由GdDyCo合金、GdNdFe合金、GdNdFeCo合金、GdTbFe合金、GdTbFeCo合金、GdDyFeCo合金、GdDyFe合金、和GdFe合金中的一種合金制成磁屏蔽層。
通過這種結(jié)構(gòu)，可在再現(xiàn)層中產(chǎn)生穩(wěn)定的磁疇，和正確地響應(yīng)來自記錄層的磁場，并可因此實(shí)現(xiàn)良好的磁疇擴(kuò)展再現(xiàn)。
最好由化學(xué)式Gdx(Fe0.80Co0.20)1-x表示磁屏蔽層的組合物，并且X(原子比)最好大于或等于0.22并且小于或等于0.35。
通過該化合物，由于磁屏蔽層具有最適合的磁特性，可實(shí)現(xiàn)記錄層和磁屏蔽層之間良好的交換耦合，和良好的磁疇擴(kuò)展再現(xiàn)。
在以作為磁屏蔽層的平面內(nèi)磁化層，和以非磁性中間層提供的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)中，最好是再現(xiàn)層的厚度大于或等于10nm并且小于或等于80nm。
通過這種結(jié)構(gòu)，通過在上述范圍內(nèi)設(shè)定再現(xiàn)層的厚度，可穩(wěn)定再現(xiàn)層中的磁疇，并使光干涉效果最大，并因此獲得良好的再現(xiàn)信號(hào)質(zhì)量。
這種情況下，最好是非磁性中間層的厚度大于或等于1nm并且小于或等于80nm。
通過這種結(jié)構(gòu)，由于非磁性中間層的厚度是最適合的，實(shí)現(xiàn)良好的靜磁耦合狀態(tài)，能夠磁性超高分辨率再現(xiàn)，并同樣提高了光干涉效果。
這種情況下，在所述非磁性中間層的所述記錄層側(cè)，與非磁性中間層相鄰形成反射層。
通過這種結(jié)構(gòu)，通過設(shè)置反射層，除從再現(xiàn)層反射的再現(xiàn)光束引起的克爾效應(yīng)外，可也利用穿過再現(xiàn)層的光反射引起的法拉第效應(yīng)。結(jié)果是，通過這種結(jié)構(gòu)，即使減小再現(xiàn)層的厚度也可確保更好的再現(xiàn)信號(hào)質(zhì)量。
此外，通過這種結(jié)構(gòu)，由于穿過再現(xiàn)層的再現(xiàn)光束被反射層反射，可從記錄層再現(xiàn)的信息中以光學(xué)手段遮住不需要再現(xiàn)的信號(hào)，并改善信號(hào)再現(xiàn)特性。
這種情況下，最好是由Al制成反射層，并且其厚度最好大于或等于2nm且小于或等于40nm。
通過這種結(jié)構(gòu)，通過在上述范圍內(nèi)設(shè)定反射層的厚度，Al反射層具有最適合的厚度。因此，從反射層反射再現(xiàn)光束，因而改善磁性超高分辨率再現(xiàn)的信號(hào)再現(xiàn)特性，并使保持在再現(xiàn)層和記錄之間良好的靜磁耦合力狀態(tài)變?yōu)榭赡堋?br> 最好是由Al和磁性金屬的合金制成反射層。
通過這種結(jié)構(gòu)，由于該合金比單獨(dú)的Al具有更低的導(dǎo)熱性，當(dāng)用光束(激光束)加熱時(shí)，可給出較陡分布的介質(zhì)溫度。為此，可實(shí)現(xiàn)良好的磁放大再現(xiàn)，并改善反射層上形成的記錄層的磁特性，因而可提供使用較小刪除磁場刪除的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)。
這種情況下，最好是由化學(xué)式Al1-xFeX表示反射層的組合物，并且最好是X(原子比)大于或等于0.02并且小于或等于0.50。
通過這種結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)良好的磁放大再現(xiàn)，并改善反射層上形成的記錄層的磁特性，因而可提供能使用較小刪除磁場進(jìn)行刪除的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)。
反射層也可具有由化學(xué)式Al1-xNiX表示的組合物，其中X(原子比)大于或等于0.02并且小于或等于0.50。
通過這種結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)良好的磁放大再現(xiàn)，并改善反射層上形成的記錄層的磁特性，因而可提供能使用較小刪除磁場進(jìn)行刪除的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)。
另一種方案是，可由Al和非磁性金屬合金制成反射層。
通過這種結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)良好的磁放大再現(xiàn)，并改善反射層上形成的記錄層的磁特性，因而可提供能使較小刪除磁場刪除的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)。
這種情況下，上述非磁性金屬最好是化學(xué)元素Ti、Ta、Pt、Au、Cu、和Si之一。
通過這種結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)良好的磁放大再現(xiàn)，并改善反射層上形成的記錄層的磁特性，因而可提供能使用較小刪除磁場刪除的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)。
上述反射層最好具有由化學(xué)式Al1-xTiX表示的組合物，并且最好X(原子比)大于或等于0.02并且小于或等于0.98。
通過這種結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)良好的磁放大再現(xiàn)，并改善反射層上形成的記錄層的磁特性，因而可提供能使用較小刪除磁場刪除的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)。
在以作為磁屏蔽層的面內(nèi)磁化層，和以非磁性中間層提供的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)中，可在離開并面對(duì)襯底的保護(hù)層的表面上設(shè)置散熱層。
利用這種結(jié)構(gòu)，通過設(shè)置散熱層，在用光束(激光束)加熱時(shí)，磁光存儲(chǔ)介質(zhì)的溫度分布更陡。結(jié)果是，借助該較陡的溫度分布，該結(jié)構(gòu)可增強(qiáng)磁屏蔽層將再現(xiàn)層從記錄層的磁場屏蔽的效果，從而進(jìn)一步改善了再現(xiàn)特性。
在以再現(xiàn)層、記錄層、和磁屏蔽層提供的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)中，如果再現(xiàn)層在室溫具有平面內(nèi)磁化，而在屏蔽更高的溫度具有垂直磁化是最好的。
通過這種結(jié)構(gòu)，由于再現(xiàn)層在室溫為平面內(nèi)磁化，可抑制來自再現(xiàn)層的不需再現(xiàn)的信號(hào)，從而改善再現(xiàn)信號(hào)質(zhì)量。換句話說，在其中形成的磁疇之外的再現(xiàn)層的整個(gè)區(qū)域可能變成一個(gè)噪聲分量，在此，如果使用在室溫為平面內(nèi)磁化的再現(xiàn)層，僅有從記錄層復(fù)制的磁疇為垂直磁化，可僅再現(xiàn)垂直磁化的區(qū)域的信號(hào)。
再現(xiàn)層最好是由Co和Pt交錯(cuò)層制成的多層膜。
通過這種結(jié)構(gòu)，借助多層膜，即使采用短波長激光作為激光束，也可獲得良好的CNR(載波-噪聲比)。
最好是按下列順序在襯底上依次分層為透明介電層、再現(xiàn)層、第一非磁性中間層、磁屏蔽層、第二非磁性中間層、記錄層、和保護(hù)層來形成磁光存儲(chǔ)介質(zhì)。
通過該結(jié)構(gòu)，可由磁屏蔽層的磁屏蔽選擇記錄層中以較小記錄比特記錄的一部分信息，并在再現(xiàn)層中的再現(xiàn)磁疇中放大而實(shí)現(xiàn)再現(xiàn)。
此外，通過在磁屏蔽層和記錄層之間設(shè)置第二非磁性中間層，可阻止磁屏蔽層和記錄層之間的交換耦合，并因此可獲得更大的屏蔽效應(yīng)和良好的信號(hào)強(qiáng)度。
第二非磁性中間層的厚度最好是大于或等于2nm并且小于或等于80nm。
通過該結(jié)構(gòu)，通過將第二非磁性中間層的膜層厚度設(shè)定在2nm到80nm范圍內(nèi)，獲得了比特信息從記錄層向再現(xiàn)層的良好傳送，并使磁屏蔽層的屏蔽效果最佳。
本發(fā)明的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)的再現(xiàn)方法，該磁光存儲(chǔ)介質(zhì)包括由垂直磁化膜制成的記錄層、以及與該記錄層進(jìn)行靜磁耦合的再現(xiàn)層，該方法將從半導(dǎo)體激光器發(fā)射的光束照射到該磁光存儲(chǔ)介質(zhì)上，通過檢測來自與所述記錄層進(jìn)行靜磁耦合的再現(xiàn)層的信號(hào)再現(xiàn)疇的反射光的偏振面的旋轉(zhuǎn)方向，來對(duì)記錄在所述記錄層上的信息進(jìn)行再現(xiàn)，其中，所述磁光存儲(chǔ)介質(zhì)包括磁屏蔽層，與所述再現(xiàn)層分開設(shè)置，根據(jù)伴隨著在所述信號(hào)再現(xiàn)疇的溫度升高的磁化的降低來控制所述記錄層和所述再現(xiàn)層的磁耦合，通過將光束照射到所述磁光存儲(chǔ)介質(zhì)上，將所述磁屏蔽層加熱至所述磁屏蔽層的居里溫度以上。
通過上述方法，為了在從磁光存儲(chǔ)介質(zhì)再現(xiàn)信息期間有助于通過再現(xiàn)和然后擦除再現(xiàn)層中形成的每個(gè)磁疇平滑再現(xiàn)操作，再現(xiàn)光束(激光束)發(fā)射脈沖。通過這種方法，當(dāng)光束消除時(shí)能夠擦除磁疇，并當(dāng)光束接通時(shí)，提高介質(zhì)的溫度，將記錄層的磁疇復(fù)制到再現(xiàn)層，并再現(xiàn)信號(hào)。從而可提高信號(hào)再現(xiàn)的質(zhì)量。
根據(jù)本發(fā)明的再現(xiàn)方法，其中包括在再現(xiàn)期間將光束發(fā)射到磁光存儲(chǔ)介質(zhì)上，并把磁屏蔽層加熱到其居理溫度之上的步驟。該再現(xiàn)方法在磁光存儲(chǔ)介質(zhì)的磁屏蔽層是由其磁化在較高溫度降低的平面內(nèi)磁化層制成時(shí)特別好。
通過上述方法，當(dāng)從磁光存儲(chǔ)介質(zhì)再現(xiàn)信息時(shí)，如果把磁屏蔽層加熱到超過其居理溫度，則失去其磁化，再現(xiàn)期間可將記錄層的磁化平滑地復(fù)制到再現(xiàn)層。
根據(jù)本發(fā)明的再現(xiàn)方法，其中還包括在再現(xiàn)期間將光束發(fā)射到磁光存儲(chǔ)介質(zhì)上，并把磁屏蔽層加熱到超過一預(yù)定溫度的步驟。該再現(xiàn)方法在磁光存儲(chǔ)介質(zhì)的磁屏蔽層是由在室溫為平面內(nèi)磁化，而在該預(yù)定溫度之上為垂直磁化的磁性薄膜制成時(shí)特別好。
通過上述方法，當(dāng)從磁光存儲(chǔ)介質(zhì)再現(xiàn)信息時(shí)，如果將磁屏蔽層加熱到其變換成垂直磁化的預(yù)定溫度之上，再現(xiàn)期間可將記錄層的磁化平滑地復(fù)制到再現(xiàn)層。


通過下面的描述將使本發(fā)明的附加目的、特性、和強(qiáng)度更加清楚。另外，從下面參考附圖的說明中將使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)更明顯。
圖1是說明根據(jù)本發(fā)明第一到第六實(shí)施例的磁光盤再現(xiàn)原理的示意圖。
圖2(a)是說明能夠擴(kuò)展磁疇再現(xiàn)的現(xiàn)有磁光盤的示意圖。
圖2(b)是說明圖2(a)所示現(xiàn)有磁光盤所具有的問題的示意圖。
圖3是表明根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的磁光盤中各層結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖4是表明根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的磁光盤的記錄和再現(xiàn)特性的示意圖。
圖5是表明根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的磁光盤中各層結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖6是表明根據(jù)本發(fā)明第七到第十實(shí)施例的磁光盤再現(xiàn)原理的示意圖。
圖7是表明根據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施例的磁光盤中各層結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖8是表明根據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施例的磁光盤的記錄和再現(xiàn)特性的示意圖。
圖9是表明根據(jù)本發(fā)明第八實(shí)施例的磁光盤中各層結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖10是表明根據(jù)本發(fā)明第九實(shí)施例的磁光盤中各層結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖11是表明根據(jù)本發(fā)明第十實(shí)施例的磁光盤中各層結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖12是表明根據(jù)本發(fā)明第十一到第十五實(shí)施例的磁光盤的再現(xiàn)原理的示意圖。
圖13是表明根據(jù)本發(fā)明第十一實(shí)施例的磁光盤中各層結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖14是表明根據(jù)本發(fā)明第十一實(shí)施例的磁光盤的記錄和再現(xiàn)特性的示意圖。
圖15是表明根據(jù)本發(fā)明第十三實(shí)施例的磁光盤中各層結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖16是說明現(xiàn)有超高分辨率存儲(chǔ)介質(zhì)的再現(xiàn)原理的示意圖。
圖17是表明根據(jù)本發(fā)明第十六實(shí)施例的磁光盤的膜層結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖18是表明根據(jù)本發(fā)明第十七實(shí)施例的磁光盤的膜層結(jié)構(gòu)的截面圖。
具體實(shí)施例方式
(第一實(shí)施例)下面將參考附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的第一實(shí)施例。
圖1是表明根據(jù)本發(fā)明的磁光盤中再現(xiàn)原理磁光存儲(chǔ)介質(zhì)的截面圖，圖16是表明現(xiàn)有磁光盤的再現(xiàn)原理的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)截面圖。
首先，說明現(xiàn)有超高分辨率的再現(xiàn)操作。如圖16所示，在現(xiàn)有再現(xiàn)方法中，記錄層24產(chǎn)生的磁場被施加并復(fù)制到再現(xiàn)層21，為此，在再現(xiàn)層21和記錄層24之間設(shè)置非磁性中間層22，再現(xiàn)層21是由至少在其溫度上升時(shí)具有垂直磁化的稀土過渡金屬合金制成，而記錄層24是由具有室溫的補(bǔ)償溫度的稀土過渡金屬合金制成。另外，記錄層24和再現(xiàn)層21靜磁耦合。
當(dāng)光束25從再現(xiàn)層21側(cè)聚焦并發(fā)射到介質(zhì)上時(shí)，根據(jù)光束25的強(qiáng)度分布在介質(zhì)上形成具有高斯分布的溫度分布。伴隨該溫度分布的形式，記錄層24的磁化增加，從而增加所產(chǎn)生的磁場，該磁場確定再現(xiàn)層21的磁化方向。換句話說，把記錄層24的磁化復(fù)制到再現(xiàn)層21。通過再現(xiàn)復(fù)制區(qū)中的信息實(shí)現(xiàn)超高分辨率再現(xiàn)操作。
在該再現(xiàn)方法中，如圖2(a)所示，如果將再現(xiàn)層21上存在的磁疇的大小設(shè)定為接近再現(xiàn)激光的光束點(diǎn)(對(duì)于680nm的激光近似為1μm)，并設(shè)定為比記錄層24的磁疇大的尺寸，增強(qiáng)再現(xiàn)期間由再現(xiàn)層21產(chǎn)生的信號(hào)。
然而，由于再現(xiàn)層21的磁化方向是由來自記錄層24的磁場確定的，當(dāng)以高密度在記錄層24中記錄信息時(shí)，如下面所說明，從其復(fù)制磁化不太好。如圖2(a)所示，由于再現(xiàn)層21的垂直磁化方向僅受來自弧立比特100的磁場影響，當(dāng)在其它空白記錄層24中形成一個(gè)弧立比特100時(shí)，該結(jié)構(gòu)有效地運(yùn)行。然而，在高密度記錄時(shí)，如圖2(b)所示，還有來自相鄰比特101的影響。由于相鄰比特101的磁化方向可與記錄比特100的相對(duì)，減弱了將再現(xiàn)的目標(biāo)磁化，并存在復(fù)制和擴(kuò)展目標(biāo)磁化變得非常困難的情況。結(jié)果是，不能正確地再現(xiàn)目標(biāo)比特的信息，并且介質(zhì)很容易受外部浮動(dòng)磁場等的影響。
相反，如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的磁疇擴(kuò)展磁光存儲(chǔ)介質(zhì)設(shè)置有緊挨記錄層4的平面內(nèi)磁化層3(在權(quán)利要求書中稱之為“磁屏蔽層”)，平面內(nèi)磁化層3屏蔽記錄層4的低溫區(qū)11的磁化，不將該低溫區(qū)加熱到預(yù)定溫度(下文稱之為“臨界溫度”)之上。在此，平面內(nèi)磁化層3防止記錄層4的低溫區(qū)11的磁化影響再現(xiàn)層1。換句話說，它防止低溫區(qū)11產(chǎn)生的磁通泄漏到再現(xiàn)層1。簡言之，平面內(nèi)磁化層3抑制記錄層4和再現(xiàn)層1的磁耦合力。
即使再現(xiàn)層1和記錄層4之間不設(shè)置平面內(nèi)磁化層3，也可利用平面內(nèi)磁化層3的屏蔽效應(yīng)。這是由下列效果引起的。由于與記錄層4相鄰的平面內(nèi)磁化層3在從室溫到剛好在再現(xiàn)溫度之下的溫度范圍內(nèi)具有平面內(nèi)磁化，容易在記錄層4和平面內(nèi)磁化層3之間形成一個(gè)閉合磁路。因此，在上述溫度范圍內(nèi)，來自記錄層4的幾乎所有磁場穿過平面內(nèi)磁化層3，并因此可防止該磁場到達(dá)再現(xiàn)層1。
通過以這種方式實(shí)現(xiàn)磁屏蔽，可僅從被加熱到臨界溫度之上的區(qū)域消除屏蔽。因此，如圖1所示，即使再現(xiàn)層1上存在的磁疇大于記錄層4的磁疇，通過臨界溫度之上的溫度使僅再現(xiàn)記錄層4上所希望磁疇的信息變?yōu)榭赡堋?br> 在此，為有效利用被加熱到臨界溫度之上的區(qū)域中的記錄層4和再現(xiàn)層1之間的靜磁耦合，如果平面內(nèi)磁化層3在臨界溫度之上的溫度不磁化，或如果在其該溫度的磁化比其低于臨界溫度的磁化小是最好的。另外，平面內(nèi)磁化層3的居理溫度最好比記錄層4的居理溫度低。另外，為防止來自記錄層4的磁通在室溫影響再現(xiàn)層1，最好是平面內(nèi)磁化層3的磁化在室溫比記錄層4的磁化大。
由于信號(hào)量的增加，在通過激光束再現(xiàn)期間，再現(xiàn)層1中的磁疇的尺度最好較大，并存在更少的噪聲因素。另外，由于再現(xiàn)層1的磁疇壁必須響應(yīng)來自記錄層4的磁場移動(dòng)，低矯頑力是有利的。
另外，當(dāng)從目前的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)再現(xiàn)信息時(shí)，通過依次形成、再現(xiàn)、和擦除再現(xiàn)層1的磁疇可獲得更平滑的再現(xiàn)操作。為此，如果再現(xiàn)激光束發(fā)射脈沖，在激光消除時(shí)可擦除磁疇，而在激光器發(fā)射光以升高介質(zhì)溫度時(shí)，可將記錄層4的磁疇復(fù)制到再現(xiàn)層1，并再現(xiàn)信號(hào)。從而可提高信號(hào)再現(xiàn)的質(zhì)量。
接下來參考圖3更詳細(xì)地說明本發(fā)明的第一實(shí)施例。下面將說明磁光存儲(chǔ)介質(zhì)體現(xiàn)為一個(gè)磁光盤的情況。
如圖3所示，根據(jù)本實(shí)施例的磁光盤包括一層襯底6、一層透明介電層7、一層再現(xiàn)層1、一層非中間層2、一層平面內(nèi)磁化層3、一層記錄層4、一層保護(hù)層8、和一層保護(hù)涂層9，層合在一起制成一個(gè)盤的主體。
在這種磁光盤中，所采用的記錄方法是居理溫度記錄方法。用一個(gè)物鏡把從半導(dǎo)體激光器發(fā)射的光束5聚焦到再現(xiàn)層1上，通過被稱為極化克爾效應(yīng)的磁光效應(yīng)執(zhí)行記錄和再現(xiàn)。該極化克爾效應(yīng)是一種與光投射到其上的表面垂直的磁化使從其反射的光的極化平面的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，因而該旋轉(zhuǎn)方向根據(jù)再現(xiàn)層1的磁化方向改變的現(xiàn)象。
襯底6由諸如聚碳酸酯之類的透明，即透光基底材料制成，并以盤形提供。
透明介電層7最好由諸如AlN、SiN、AlSiN、TiO2等具有大折射率的材料制成。最好必須設(shè)定透明介電層7的厚度以便相對(duì)于光束5實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)母缮嫘?yīng)，并以此增加介質(zhì)的克爾旋轉(zhuǎn)角度。因此，設(shè)定透明介電層7的厚度約為(λ/4n)，其中λ是光束5(再現(xiàn)光)的波長，n是透明介電層7的折射率。例如，如果激光的波長是680nm，可設(shè)定透明介電層7的厚度約為30nm至100nm。
再現(xiàn)層1是由稀土和過渡金屬合金制成的一層磁膜，并調(diào)節(jié)其成份以使其具有在室溫為平面內(nèi)磁化，而伴隨著溫度升高變換為垂直磁化的磁特性。
非磁性中間層2是由諸如AlN、SiN、或AlSiN之類的單層介電材料，或諸如Al、Ti、或Ta之類的單層非磁性金屬，或其中到層是介電材料而另一層是非磁性金屬的兩層制成的。非磁性中間層2的總厚度被設(shè)定為1nm至80nm，以使再現(xiàn)層1和記錄層4靜磁耦合。
平面內(nèi)磁化層3是主要由稀土過渡金屬合金、或稀土金屬、或過渡金屬組成的磁性膜，并在與薄膜表面平行的方向(平面內(nèi)方向)磁化。調(diào)節(jié)平面內(nèi)磁化層3以滿足上面圖1的說明中討論的下列條件。即，在低于臨界溫度的溫度，平面內(nèi)磁化層3的平面內(nèi)磁化屏蔽記錄層4的垂直磁化產(chǎn)生的磁場，從而防止該磁場泄漏到再現(xiàn)層1；但在高于臨界溫度的溫度，平面內(nèi)磁化層3失去其磁屏蔽效應(yīng)，從而使其更易于將記錄層4產(chǎn)生的磁通穿過再現(xiàn)層1。
記錄層4是由稀土和過渡金屬合金制成的垂直磁化薄膜，其厚度設(shè)定在從20nm至80nm的范圍內(nèi)。
保護(hù)層8是由諸如AlN、SiN、AlSiN、或SiC之類的介電材料，或諸如Al、Ti、Ta等之類的非磁性金屬的合金制成的。保護(hù)層8起到防止再現(xiàn)層1、記錄層4等中使用的稀土過渡金屬合金氧化的作用，其厚度設(shè)定在從5nm至60nm的范圍內(nèi)。
保護(hù)涂層9是通過旋轉(zhuǎn)涂覆來涂覆到盤主體的剩余部分上的UV硬化樹脂或加熱硬化樹脂制成的，并通過施加紫外光或加熱硬化。
下面將說明具有上述結(jié)構(gòu)的磁光盤的具體實(shí)例的(1)形成方法，和(2)記錄和再現(xiàn)特性。
(1)形成方法首先，將由盤形聚碳酸酯制成的預(yù)制凹槽和預(yù)制凹坑襯底6放置在裝有一個(gè)Al靶、一個(gè)GdFeCo合金靶、一個(gè)GdFeAl合金靶、和一個(gè)GdDyFeCo合金靶的濺射裝置中的襯底支架中。在將濺射裝置內(nèi)部抽空到1×10-6Torr后，引入氬和氮的混合氣體，向Al靶提供電壓，在4×10-3Torr的氣壓下，把由80nm厚的AlN制成的透明介電層7形成在襯底6上。順便指出，1Torr等于133.3Pa。
接下來，在將濺射裝置內(nèi)部再次抽空到1×10-6Torr后，引入氬氣，向GdFeCo合金靶提供電壓，在4×10-3Torr的氣壓下，把由20nm厚的制成的再現(xiàn)層1形成在透明介電層7上。所產(chǎn)生的再現(xiàn)層1具有在室溫平面內(nèi)磁化，而在120℃變換成垂直磁化的特性。再現(xiàn)層1具有300℃的補(bǔ)償溫度，和320℃的居里溫度。
接下來，引入氬和氮的混合氣體，向Al靶施加電壓，在4×10-3Torr的氣壓下，把由20nm厚的AlN制成的非磁性中間層2形成在再現(xiàn)層1上。
接下來，向GdFeAl靶施加電壓，在4×10-3Torr的氣壓下，把由30nm厚的(Gd0.11Fe0.89)0.75Al0.25制成的平面內(nèi)磁化層3形成在非磁性中間層2上。所形成的平面內(nèi)磁化層3具有120℃的居里溫度，并且從室溫上升到居里溫度在平面，即與該層的表面平行的方向磁化。
接下來，在將濺射裝置內(nèi)部再次抽空到1×10-6Torr后，引入氬氣，向GdDyFeCo合金靶提供電壓，在4×10-3Torr的氣壓下，把由40nm厚的(Gd0.50Dy0.50)0.23(Fe0.80Co0.20)0.77制成的記錄層4形成在平面內(nèi)磁化層3上。所形成的記錄層4具有25℃的補(bǔ)償溫度，和275℃的居里溫度。
接下來，引入氬和氮的混合氣體，向Al靶施加電壓，在4×10-3Torr的氣壓下，把由20nm厚的AlN制成的保護(hù)層8形成在記錄層4上。
接下來，通過向保護(hù)層8上旋轉(zhuǎn)涂覆UV硬化的樹脂并向上發(fā)射紫外光形成保護(hù)涂層9。
(2)記錄和再現(xiàn)特性借助采用680nm波長的半導(dǎo)體激光的光拾取器測量上述磁光盤中CNR(載波噪聲比)與標(biāo)記長度的關(guān)系。圖4表明了該測量結(jié)果。在此，根據(jù)本實(shí)施例的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)如具體實(shí)例1所示。
另外，為進(jìn)行比較，CNR與未設(shè)置平面內(nèi)磁化層3的磁光盤中標(biāo)記長度的關(guān)系如圖4所示，作為比較實(shí)例1。未設(shè)置平面內(nèi)磁化層的磁光盤的介質(zhì)具有本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，但省略了平面內(nèi)磁化層3的形成步驟。CNR與圖4中所示的標(biāo)記長度的關(guān)系是具有以與標(biāo)記長度對(duì)應(yīng)的長度和標(biāo)記長度兩倍的間距形成的記錄磁疇的載波噪聲比。
在0.3μm標(biāo)記長度的兩個(gè)實(shí)例的CNR的對(duì)比表明對(duì)比實(shí)例1的CNR是34.0dB，具體實(shí)例1的CNR是41.5dB，提高7.5dB。這是由平面內(nèi)磁化層3的磁屏蔽效應(yīng)引起的，導(dǎo)致再現(xiàn)分辨率的改善。
接下來，表1示出了通過0.3μm標(biāo)記長度，不同厚度的再現(xiàn)層1以及具體實(shí)例1的平面內(nèi)磁化層3對(duì)CNR的測量結(jié)果。
(表1)


在表1中，平面內(nèi)磁化層厚度為0nm的行表示在未設(shè)置平面內(nèi)磁化層3的對(duì)比實(shí)例1的結(jié)果。即使具有2nm的很薄平面內(nèi)磁化層3，導(dǎo)致平面內(nèi)磁化屏蔽的強(qiáng)度在CNR中增加1dB。平面內(nèi)磁化屏蔽的加強(qiáng)是通過最多達(dá)30nm厚的平面內(nèi)磁化層3實(shí)現(xiàn)的，但厚度大于30nm時(shí)，CNR減小。據(jù)信這是由于記錄層4和再現(xiàn)層1相距太遠(yuǎn)的事實(shí)，以及平面內(nèi)磁屏蔽太強(qiáng)以致很難打開磁孔的事實(shí)造成的，因此，不能獲得再現(xiàn)層1完全垂直磁化的狀態(tài)。從表1可以看出，通過具有2nm至40nm范圍厚度的平面內(nèi)磁化層3獲得比對(duì)比實(shí)例1大的CNR，厚度范圍優(yōu)選為5nm至38nm，并且最好是10nm至35nm。
另外，采用8nm厚度的再現(xiàn)層1降低再現(xiàn)信號(hào)，導(dǎo)致CNR比對(duì)比實(shí)例1中的小。另外，采用120nm厚度的再現(xiàn)層1增加了再現(xiàn)層1中產(chǎn)生的磁疇壁能量，在升高溫度的區(qū)域中不能獲得完全垂直磁化，導(dǎo)致CNR比對(duì)比實(shí)例1中的小。從表1可以看出，借助具有從10nm至80nm范圍厚度的再現(xiàn)層1獲得了比對(duì)比實(shí)例1大的CNR。
接下來，表2示出了在0.3μm標(biāo)記長度和不同厚度的具體實(shí)例1的非磁性中間層2的情況下CNR擦除所需磁場擦除磁場的測量結(jié)果。
(表2)


從表2可以看出，采用0.5nm厚度的非磁性中間層導(dǎo)致CNR明顯降低。據(jù)信這是由于非磁性中間層2太薄而不能獲得靜磁耦合的良好狀態(tài)造成的。采用1nm厚的非磁性中間層2導(dǎo)致最大的CNR值，可以看出，非磁性中間層2厚度的進(jìn)一步增加導(dǎo)致靜磁耦合力的降低和CNR的降低。可以看出，為獲得比對(duì)比實(shí)例1高的CNR，需要在從1nm至80nm的范圍內(nèi)設(shè)定非磁性中間層2的厚度。
另外，可以看出，增加非磁性中間層2的厚度降低了再現(xiàn)層1和記錄層4的靜磁耦合，導(dǎo)致擦除磁場的降低。為確保擦除磁場在31kA/m或更小的應(yīng)用范圍內(nèi)，最好采用厚度不小于4nm的非磁性中間層2。
(第二實(shí)施例)本實(shí)施例將說明采用成分與上面第一實(shí)施例中討論的磁光盤的具體實(shí)例的成份不同的平面內(nèi)磁化層3的實(shí)例。
上面的第一實(shí)施例討論了在由(Gd0.11Fe0.89)0.75Al0.25制成的平面內(nèi)磁化層3并具有120℃居里溫度時(shí)的記錄和再現(xiàn)特性。然而，該第二實(shí)施例將討論采用包含不同比例Al的平面內(nèi)磁化層3的記錄和再現(xiàn)特性的調(diào)查結(jié)果。
表3示出由30nm厚的(Gd0.11Fe0.89)xAl1-x制成的平面內(nèi)磁化層3的居里溫度Tc2，在0.3μm標(biāo)記長度，借助使用680nm波長的半導(dǎo)體激光的光拾取器，針對(duì)不同X值(原子比)的情況下CNR的測量結(jié)果。
(表3)

如表3所示，在0.30≤X≤1.00的范圍內(nèi)可獲得比不設(shè)置平面內(nèi)磁化層3的對(duì)比實(shí)例1大的CNR(34.0dB)。該第二實(shí)施例的再現(xiàn)層1與第一實(shí)施例中的相同，并因此在120℃變?yōu)榇怪贝呕?。換句話說，如果平面內(nèi)磁化層3在120℃以下的溫度屏蔽記錄層4的磁場則是足夠的，因此，平面內(nèi)磁化層3適當(dāng)?shù)木永餃囟仁羌s120℃。然而，如第二實(shí)施例中所示，以不低于60℃和不高于220℃的居里溫度通過平面內(nèi)磁化層3獲得比對(duì)比實(shí)例1大的CNR。于是通過設(shè)定平面內(nèi)磁化層3的居里溫度不低于60℃和不高于220℃可實(shí)現(xiàn)磁屏蔽。
另外，第二實(shí)施例討論了使用由GdFeAl制成的平面內(nèi)磁化層3獲得的結(jié)果，但也可使用由GdFe、GdFeAl、GdFeTi、GdFeTa、GdFePt、GdFeAu、GdFeCu、GdFeAlTi、GdFeAlTa、NdFe、NdFeAl、DyFe或DyFeAl制成的平面內(nèi)磁化層3，只要它在上述居里溫度范圍(60℃-220℃)內(nèi)具有平面內(nèi)磁化。
(第三實(shí)施例)本實(shí)施例將說明采用由與上面第一實(shí)施例中討論的磁光盤的具體實(shí)例不同材料制成的平面內(nèi)磁化層3的實(shí)例。
上面的第一實(shí)施例討論了在使用由(Gd0.11Fe0.89)0.75Al0.25制成平面內(nèi)磁化層3并具有120℃居里溫度時(shí)的記錄和再現(xiàn)特性。然而，該第三實(shí)施例將討論采用包含其它金屬元素而不是Al的平面內(nèi)磁化層3獲得的結(jié)果。
表4示出由20nm厚的(Gd0.11Fe0.89)0.75Z0.25制成的平面內(nèi)磁化層3的居里溫度Tc2，在0.3μm標(biāo)記長度，借助使用680nm波長的半導(dǎo)體激光的光拾取器的情況下CNR的測量結(jié)果。在此用作Z的金屬是Ti、Ta、Pt、Au、Cu、Al0.5Ti0.5和Al0.5Ta0.5。
(表4)

表4示出分別以Ti、Ta、Pt、Au、Cu、Al0.5Ti0.5和Al0.5Ta0.5用作Z時(shí)的每種情況中獲得的比對(duì)比實(shí)例1高的CNR(34.0dB)。如上面第二實(shí)施例所提到的，如果平面內(nèi)磁化層3具有在從60℃到220℃范圍內(nèi)的居里溫度則是滿足的，并且也可使用由NdFeTi、NdFeTa、DyFeTi、或DyFeTa制成的平面內(nèi)磁化層3。
(第四實(shí)施例)下面將參考圖5說明本發(fā)明的第四實(shí)施例。該實(shí)施例將說明把磁光盤用作磁光存儲(chǔ)介質(zhì)的情況。然而，省略對(duì)與第一至第三實(shí)施例相同構(gòu)件的說明。
如圖5所示，根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的磁光盤包括一層襯底6、一層透明介電層7、一層再現(xiàn)層1、一層非磁性中間層2、一層反射層10、一層平面內(nèi)磁化層3、一層記錄層4、一層保護(hù)層8、和一個(gè)保護(hù)涂層9，按該順序?qū)雍显谝黄鹬瞥梢粋€(gè)盤的主體。
在上面的第一實(shí)施例中，當(dāng)采用小于10nm厚的平面內(nèi)磁化層3時(shí)，穿過再現(xiàn)層1和非磁性中間層2的光束5被從記錄層4反射，因而來自記錄層4的多余信息損害了再現(xiàn)信號(hào)。
然而，該第四實(shí)施例在上面第一實(shí)施例中描述的磁光盤的非磁性中間層2和共平面磁化層3之間設(shè)置了一層反射層10。借助這種結(jié)構(gòu)，已穿過再現(xiàn)層1的光束5被從反射層10反射，因此可防止了來自記錄層4的多余信息與再現(xiàn)信號(hào)混合。
下面將說明根據(jù)第四實(shí)施例的磁光盤的具體實(shí)例的(1)形成方法，和(2)記錄和再現(xiàn)特性。
(1)形成方法在根據(jù)第四實(shí)施例的磁光盤中，在上面第一實(shí)施例的非磁性中間層2和平面內(nèi)磁化層3之間設(shè)置由Al制成的反射層10，除了以17.5nm的厚度設(shè)置再現(xiàn)層1，和以7.5nm的厚度設(shè)置平面內(nèi)磁化層3外，襯底6、透明介電層7、再現(xiàn)層1、非磁性中間層2、共平面磁化層3、記錄層4、保護(hù)層8和保護(hù)涂層9按根據(jù)第一實(shí)施例的磁光盤形成方法構(gòu)成。
形成非磁性中間層2后，將濺射裝置再次抽空到1×10-6Torr，引入氬氣，向Al靶施加電壓，在4×10-3Torr的氣壓下，把由從20nm至80nm范圍厚Al制成的反射層10形成在非磁性中間層2上。
(2)記錄和再現(xiàn)特性表5示出在不同厚度的反射層10，借助使用680nm波長的半導(dǎo)體激光的光拾取器，和0.3μm標(biāo)記長度的情況下根據(jù)第四實(shí)施例的磁光盤的CNR的測量結(jié)果。
表5中，反射層厚度為0nm的行表示未設(shè)置反射層10。即使采用很薄的2nm的反射層，仍能獲得防止來自記錄層4的再現(xiàn)信息的結(jié)果，導(dǎo)致CNR增加1dB。
(表5)

隨著反射層10被做得越厚，CNR逐漸增加，直到當(dāng)反射層10為20nm厚時(shí)達(dá)到其最大值。這是由于反射層越厚，防止來自記錄層4的信息再現(xiàn)的效果越明顯。采用30nm及更大的厚度，CNR逐漸降低。這是由于記錄層4和再現(xiàn)層1之間的靜磁耦合因這兩個(gè)部件之間的距離增加而變?nèi)酢?br> 從表5中可以看出，為獲得比不設(shè)置反射層10的磁光盤大的CNR，需要把反射層10的厚度設(shè)定在從2nm至50nm的范圍內(nèi)。
(第五實(shí)施例)本實(shí)施例將說明采用由與上面第四實(shí)施例中討論的磁光盤的具體實(shí)例不同材料制成的反射層10的實(shí)例。
上面的第四實(shí)施例討論了采用Al制成反射層10的再現(xiàn)特性。然而，為改善記錄特性，第五實(shí)施例將討論使用Al合金和除Al之外的其它金屬制成的反射層獲得的結(jié)果。
使用20nm厚的Al1-xFeX制成反射層10，表6示出在0.3μm標(biāo)記長度，借助使用680nm波長的半導(dǎo)體激光的光拾取器，針對(duì)不同X值(原子比)的情況下CNR和擦除磁場的測量結(jié)果。
(表6)

如表6所示，隨著含F(xiàn)e量的增加，亦即X增加到0.10以上，CNR逐漸降低。然而，在每種情況下，CNR比不設(shè)置反射層10的磁光盤的大，從而表明了設(shè)置反射層10的效果。
另一方面，對(duì)于擦除磁場，由純Al制成的反射層10需要50kA/m的大擦除磁場，但可通過設(shè)定X不小于0.02，且不大于0.50來降低擦除磁場。
接下來，使用20nm厚的Al1-xNiX制成反射層10，表7示出在0.3μm標(biāo)記長度，借助使用680nm波長的半導(dǎo)體激光的光拾取器，針對(duì)不同X值(原子比)的情況下CNR和擦除磁場的測量。
(表7)

如表7所示，如同包括Fe的情況，可通過設(shè)定X不小于0.02，且不大于0.50來降低擦除磁場。
也通過含Al的諸如Co、Gd、Tb、Dy、Dd等之類，而不是Fe或Ni的磁性金屬降低擦除磁場。
(第六實(shí)施例)
本實(shí)施例將說明采用由與上面第四和第五實(shí)施例中討論的磁光盤的具體實(shí)例不同材料制成的反射層10的實(shí)例。
上面的第五實(shí)施例討論了通過包括磁性金屬元素和Al的反射層10獲得的結(jié)果。然而，第六實(shí)施例將討論在Al與非磁性金屬元素包括在一起時(shí)記錄特性的改善。
使用20nm厚的Al1-xTiX制成反射層10，表8示出在0.3μm標(biāo)記長度，借助使用680nm波長的半導(dǎo)體激光的光拾取器，針對(duì)不同X值(原子比)的情況下CNR和擦除磁場的測量結(jié)果。
(表8)

如表8所示，隨著含Ti量的增加，亦即隨著X增加到0.95之上，CNR略微逐漸降低。然而，在每種情況下，CNR比未設(shè)置反射層10的磁光盤的大，從而表明了設(shè)置反射層10的效果。
另一方面，對(duì)于擦除磁場，由純Al和純Ti制成的反射層10分別需要50kA/m和48kA/m的大擦除磁場，但可通過設(shè)定X不小于0.02，且不大于0.98來降低擦除磁場。
接下來，表9表明了除去Ti外包括Al的非磁性元素的擦除磁性降低的效果。使用Al0.5Zi0.5制成反射層10，表9示出在0.3μm標(biāo)記長度，借助使用680nm波長的半導(dǎo)體激光的光拾取器，表9所示的除去Ti外的非磁性金屬用作Z的情況下CNR的測量結(jié)果。
(表9)

如表9所示，在Ta、Pt、Au、Cu、和Si用作Z的每種情況下，CNR比未設(shè)置反射層10的磁光盤的大，從而表明了設(shè)置反射層10的效果。另一方面，對(duì)于擦除磁場，如同包括具有Al的Ti情況下，可降低擦除磁場。
對(duì)上面用作再現(xiàn)層的第一至第六實(shí)施例中的每一個(gè)實(shí)施例，該再現(xiàn)層1是一種在室溫為平面內(nèi)磁化，而在象再現(xiàn)期間達(dá)到的更高溫度為垂直磁化的磁性層，但可使用在至少在信號(hào)再現(xiàn)區(qū)(在再現(xiàn)期間被加熱到預(yù)定溫度(再現(xiàn)溫度)之上的區(qū)域)垂直磁化的任何層。
另外，上面的第一至第六實(shí)施例采用平面內(nèi)磁化層3，但除這種平面內(nèi)磁化層3外也可采用其它層，包括(1)在室溫為平面內(nèi)磁化而在更高的溫度變換為垂直磁化的磁層(見下面的第十一至第十五實(shí)施例)；和(2)其中過渡金屬子晶格在與記錄層4相同的方向磁化，并且過渡金屬子晶格和稀土金屬子晶格磁之和具有與記錄層4的相反方向(見下面的第七至第十實(shí)施例)的垂直磁化層。另外，第一至第六實(shí)施例的平面內(nèi)磁化層3，或上面(2)中的垂直磁化層不需要與記錄層4相鄰，但可用與記錄層4靜磁耦合的情況(3)代替。
(第七實(shí)施例)接下來，參考附圖詳細(xì)說明根據(jù)本實(shí)施例的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)。
圖6示出根據(jù)第七實(shí)施例的磁疇擴(kuò)展再現(xiàn)的工作原理。
在該磁光存儲(chǔ)器件中，記錄層產(chǎn)生的磁場在低溫區(qū)中被相反方向的磁場抵消。例如，在圖6所示的使用磁疇擴(kuò)展再現(xiàn)的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)中，由稀土和過渡金屬合金制成的隔離層3′(在權(quán)利要求書中稱之為“磁屏蔽層”)與記錄層4相鄰設(shè)置并與其交換耦合。對(duì)于隔離層3′，在室溫，其稀土金屬子晶格的磁矩大于其過渡金屬子晶格的磁矩(富含稀土金屬)。對(duì)于記錄層4，在從室溫上升到居里溫度的范圍內(nèi)，其過渡金屬子晶格的磁矩大于其稀土金屬子晶格的磁矩(富含過渡金屬)。
在具有上述結(jié)構(gòu)的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)中，由于記錄層4和隔離層3′交換耦合，并且由于在室溫過渡金屬子晶格的磁矩方向相同，所以隔離層3′的總磁化方向(其稀土金屬子晶格磁矩的方向)與記錄層4的總磁化方向(其過渡金屬子晶格磁矩的方向)相反。在根據(jù)第七實(shí)施例的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)中，影響再現(xiàn)層的磁場方向由記錄層4和隔離層3′的總磁化確定。因此，當(dāng)使用上述隔離層3′時(shí)，至少是在室溫，可用隔離層3′的磁場降低記錄層4的磁場。簡言之，可防止記錄層4和再現(xiàn)層1的磁耦合。
另外，最好是在室溫附近的低溫區(qū)，隔離層3′的總磁化與記錄層4的總磁化基本相等，并因此而平衡，由于通過這種方式可使泄漏到再現(xiàn)層1的磁通量降低到接近于零。
相反，當(dāng)溫度從室溫升高時(shí)，在隔離層3′中，稀土和過渡金屬子晶格的磁矩之間的差異降低，故此降低了隔離層3′的總磁化，而在記錄層4中，稀土和過渡金屬子晶格的磁矩之間的差異臨時(shí)增加，故此增加了記錄層4的總磁化。因此，由于再現(xiàn)期間進(jìn)行加熱，記錄層4和隔離層3′的總磁化的平衡被顛倒，再現(xiàn)層1受記錄層4產(chǎn)生的磁場的影響。通過這種方式，記錄層4的磁化被復(fù)制到再現(xiàn)層1。
如上面所討論的，在根據(jù)第七實(shí)施例的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)中，再現(xiàn)期間，記錄層4的磁場在低溫區(qū)被隔離層3′屏蔽，并且僅在高溫區(qū)(光束點(diǎn)的中心)泄漏記錄層4的磁通，并將記錄信號(hào)復(fù)制到再現(xiàn)層1。結(jié)果是，即使在記錄比特之間的間隔較小，并且相鄰記錄比特落在再現(xiàn)層1的擴(kuò)展磁疇下時(shí)，因隔離層3′的原因，這些相鄰比特的磁場不會(huì)到達(dá)再現(xiàn)層1。于是，僅由在光束中心被加熱到高溫的區(qū)域中的記錄比特確定再現(xiàn)層1的磁化方向，并可獲得良好的再現(xiàn)特性。
另外，當(dāng)從該磁光存儲(chǔ)介質(zhì)再現(xiàn)信息時(shí)，通過依次形成、再現(xiàn)、和擦除再現(xiàn)層1的磁疇可獲得更平穩(wěn)的再現(xiàn)操作。為此，如果光束5(再現(xiàn)激光束)發(fā)射脈沖，在關(guān)閉激光時(shí)可擦除該磁疇，當(dāng)激光器發(fā)射光以升高介質(zhì)溫度時(shí)，記錄層4的磁疇被復(fù)制到再現(xiàn)層1，并再現(xiàn)信號(hào)。從而可提高再現(xiàn)信號(hào)的質(zhì)量。
接下來，參考圖7說明根據(jù)第七實(shí)施例的具體實(shí)例。下面說明磁光存儲(chǔ)介質(zhì)具體體現(xiàn)為磁光盤的情況。
如圖7所示，根據(jù)第七實(shí)施例的磁光盤包括一層襯底6、一層透明介電層7、一層再現(xiàn)層1、一層非磁性中間層2、一層隔離層3′、一層記錄層4、一個(gè)保護(hù)層8、和一個(gè)保護(hù)涂層9，按該順序?qū)雍显谝黄鹬瞥梢粋€(gè)盤的主體。
在這種類型的磁光盤中，所使用的記錄方法是居里溫度記錄方法。一個(gè)透鏡用來把半導(dǎo)體激光器發(fā)射的光束5聚焦到再現(xiàn)層1上，借助上面討論的被稱為極化克爾效應(yīng)的磁光效應(yīng)執(zhí)行記錄和再現(xiàn)。
襯底6由諸如形成為盤形的聚碳酸酯之類的透明材料制成。
透明介電層7最好由諸如AlN、SiN、AlSiN等之類不含氧的材料制成。必須設(shè)定透明介電層7的厚度，以便相對(duì)光束5實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)母缮嫘Ч⒃黾咏橘|(zhì)的克爾旋轉(zhuǎn)角。因此，透明介電層7的厚度被設(shè)定為約(λ/4n)，其中λ是光束5(再現(xiàn)光)的波長，n透明介電層7的折射率。例如，如果光束5(激光光束)的波長是680nm，可設(shè)定透明介電層7的厚度約為30nm至100nm。
再現(xiàn)層1是主要由稀土和過渡金屬合金、或稀土金屬、或過渡金屬構(gòu)成的磁膜，調(diào)節(jié)其成分，以使其具有在再現(xiàn)溫度附近的溫度降低其矯頑力的磁特性。
非磁性中間層2由諸如AlN、SiN、或AlSiN之類的介電材料，或諸如Al、Ti、或Ta之類的非磁性金屬合金制成的。非磁性中間層2的厚度被設(shè)定為1nm至80nm，以使再現(xiàn)層1將與隔離層3′和記錄層4靜磁耦合。
調(diào)節(jié)隔離層3′的成分，以便在室溫使稀土金屬子晶格的磁矩大于過渡金屬子晶格的磁矩，以便在室溫屏蔽記錄磁場產(chǎn)生的磁場。另外，在從室溫升到居里溫度的范圍內(nèi)，隔離層3′的過渡金屬子晶格的磁矩方向總與下面將討論的記錄層4的過渡金屬子晶格的磁矩方向一致。換句話說，調(diào)節(jié)隔離層3′的成分，以使其過渡金屬子晶格的磁矩由記錄層4的過渡金屬子晶格的磁矩方向確定。
記錄層4是由稀土和過渡金屬合金制成的垂直磁化膜。在從室溫升到居里溫度的范圍內(nèi)，其過渡金屬子晶格的磁矩大于其稀土金屬子晶格的磁矩?？稍趶?0nm至80nm的范圍內(nèi)設(shè)定記錄層4的厚度。另外，設(shè)定記錄磁疇的面積小于再現(xiàn)期間再現(xiàn)層1中形成的磁疇的面積。
保護(hù)層8是由諸如AlN、SiN、或AlSiN之類的介電材料，或諸如Al、Ti、或Ta等之類的非磁性金屬合金制成的。該保護(hù)層8起到防止再現(xiàn)層1、記錄層4等中使用的稀土過渡金屬合金氧化的作用，設(shè)定其厚度在從5nm至60nm的范圍內(nèi)。
保護(hù)涂層9是由通過旋轉(zhuǎn)涂覆在盤主體的剩余部分上涂覆的UV硬化樹脂或加熱硬化樹脂制成的，并通過施加紫外光或加熱變硬。
下面將說明根據(jù)第七實(shí)施例的具體實(shí)例的(1)形成方法，和(2)記錄和再現(xiàn)特性。
(1)形成方法首先，將由盤形聚碳酸酯制成的預(yù)制凹槽和預(yù)制凹坑襯底6放置在裝有一個(gè)Al靶、一個(gè)GdFeCo合金靶、一個(gè)GdDyFe合金靶、和一個(gè)GdDyFeCo合金靶的濺射裝置中的襯底支架中。在將濺射裝置內(nèi)部抽空到1×10-6Torr后，引入氬和氮的混合氣體，向Al靶提供電壓，在4×10-3Torr的氣壓下，把由80nm厚的AlN制成的透明介電層7形成在襯底6上。
接下來，在將濺射裝置內(nèi)部再次抽空到1×10-6Torr后，引入氬氣，向GdFeCo合金靶提供電壓，在4×10-3Torr的氣壓下，把由20nm厚的Gd0.30(Fe0.80Co0.20)0.70制成的再現(xiàn)層1形成在透明介電層7上。所產(chǎn)生的再現(xiàn)層1具有在室溫平面內(nèi)磁化，而在120℃垂直磁化的特性。再現(xiàn)層1具有300℃的補(bǔ)償溫度，和320℃的居里溫度。
接下來，引入氬和氮的混合氣體，向Al靶施加電壓，在4×10-3Torr的氣壓下，把由20nm厚的AlN制成的非磁性中間層2形成在再現(xiàn)層1上。
接下來，向GdDyFe靶施加電壓，在4×10-3Torr的氣壓下，把由30nm厚的(Gd0.50Dy0.50)0.28Fe0.72制成的隔離層3′形成在非磁性中間層2上。隔離層3′具有140℃的居里溫度，并且是在從室溫上升到居里溫度的范圍內(nèi)富含稀土金屬的垂直磁化膜。
接下來，向GdDyFeCo合金靶提供電壓，在4×10-3Torr的氣壓下，把由40nm厚的(Gd0.50Dy0.50)0.23(Fe0.80Co0.20)0.77制成的記錄層4形成在隔離層3′上。所形成的記錄層4具有275℃的居里溫度。
接下來，引入氬和氮的混合氣體，向Al靶施加電壓，在4×10-3Torr的氣壓下，把由20nm厚的AlN制成的保護(hù)層8形成在記錄層4上。
接下來，通過向保護(hù)層8上旋轉(zhuǎn)涂覆UV硬化樹脂并向上投射紫外光形成保護(hù)涂層9。
(2)記錄和再現(xiàn)特性借助采用680nm波長的半導(dǎo)體激光的光拾取器測量CNR與上述盤中的標(biāo)記長度的關(guān)系。圖8表明了該測量結(jié)果。在圖8中，根據(jù)第七實(shí)施例的磁光盤的結(jié)果如具體實(shí)例2所示。
另外，為進(jìn)行比較，CNR與未設(shè)置隔離層3′的對(duì)比磁光盤中標(biāo)記長度的關(guān)系如圖8所示，作為比較實(shí)例1。未設(shè)置隔離層的磁光盤的介質(zhì)具有第七實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，但省略了隔離層3′的形成步驟。CNR與圖8中所示的標(biāo)記長度的關(guān)系是具有以與在標(biāo)記長度兩倍的間距形成的標(biāo)記長度對(duì)應(yīng)的長度的記錄磁疇的載波噪聲比。
在0.3μm標(biāo)記長度的兩個(gè)實(shí)例的CNR的對(duì)比表明對(duì)比實(shí)例1的CNR是34.0dB，具體實(shí)例2的CNR是41.5dB，提高7.5dB。這是由隔離層3’的相鄰記錄比特的屏蔽引起的，導(dǎo)致再現(xiàn)分辨率的改善。下面將討論第二實(shí)施例的每層條件改變時(shí)的記錄和再現(xiàn)特性。
(a)再現(xiàn)層1和隔離層3′的厚度接下來，表10示出了通過0.3μm標(biāo)記長度，當(dāng)具體實(shí)例2的再現(xiàn)層1和隔離層3′和厚度改變時(shí)測量結(jié)果。
(表10)


在表10中，隔離層厚度為0nm的行表示通過未設(shè)置隔離層3′的對(duì)比實(shí)例1獲得的結(jié)果。10nm或更厚的隔離層3′使屏蔽效應(yīng)明顯，并且CNR增加，但當(dāng)厚度為60nm或更厚時(shí)，CNR再次降低。據(jù)信這是由于在高溫區(qū)磁場泄漏降低，阻礙從記錄層4復(fù)制磁疇造成的。從上面的表10可以看出，通過具有10nm至60nm范圍厚度的隔離層3′可獲得比對(duì)比實(shí)例1高的CNR，厚度范圍優(yōu)選為15nm至50nm，并且最好是20nm至40nm。
另外，對(duì)于8nm厚的再現(xiàn)層1，再現(xiàn)信號(hào)降低，導(dǎo)致CNR比對(duì)比實(shí)例1中的低。另外，對(duì)于100nm厚的再現(xiàn)層1，磁場的擴(kuò)展和復(fù)制變得較困難，導(dǎo)致CNR比對(duì)比實(shí)例1中的低。從上面的表10可以看出，通過具有從10nm至80nm范圍厚度的再現(xiàn)層1可獲得比對(duì)比實(shí)例1高的CNR。
(b)非磁性中間層的厚度接來下，表11示出了在0.3μm標(biāo)記長度，和在改變具體實(shí)例2的非磁性中間層2的厚度時(shí)NCR和用于擦除(擦除磁場)的所需磁場的測量結(jié)果。
(表11)


從表11所示，對(duì)于0.5nm厚的非磁性中間層2，CNR明顯降低。據(jù)信這是由于非磁性中間層2太薄而不能獲得良好的靜磁耦合的狀態(tài)造成的?？梢钥闯?nm厚的非磁性中間層2產(chǎn)生最大CNR值，并且隨著其厚度進(jìn)一步增加，CNR降低。從上面可以看出，為獲得比對(duì)比實(shí)例1高的CNR，必須將非磁性中間層2的厚度設(shè)定在從1nm至80nm的范圍內(nèi)。
另外，可以看出，增加非磁性中間層2的厚度，降低了再現(xiàn)層1和記錄層4的靜磁耦合，從而降低擦除磁場。為確保擦除磁場在31kA/m或更小的應(yīng)用范圍內(nèi)，最好采用厚度不小于4nm的非磁性中間層2。
(c)隔離層3′的居里溫度上面表明了對(duì)于140℃的居里溫度，使用由(Gd0.50Dy0.50)0.28Fe0.72制成隔離層3′時(shí)獲得的結(jié)果。下面說明使用包含不同Gd比例的隔離層3′的記錄和再現(xiàn)特性的調(diào)查結(jié)果。
表12表明由30nm厚的GdXDy1-x)0.28Fe0.72制成的隔離層3′的居里溫度Tc3，在0.3μm標(biāo)記長度，借助采用680nm波長的半導(dǎo)體激光的光拾取器，針對(duì)不同X值(原子比)的情況下CNR測量結(jié)果。
(表12)

如表12所示，在0.20≤X≤1.00的范圍內(nèi)可獲得比不設(shè)置隔離層3′的對(duì)比實(shí)例1大的CNR(dB)。
用于做出表12所示測量結(jié)果的記錄層4在140℃的溫度(再現(xiàn)期間的加熱溫度)具有最大磁化。因此，如果隔離層3′能夠在低于140℃的溫度屏蔽來自記錄層4的磁場泄漏則是滿足的。因此，隔離層3′最適合的居里溫度與記錄層4的居里溫度基本相同，或約140℃。然而，如表12所示，通過具有不低于80℃和不高于220℃的居里溫度的隔離層3′獲得比對(duì)比實(shí)例1大的CNR。于是通過設(shè)定隔離層3′的居里溫度不低于80℃和不高于220℃在低溫區(qū)可獲得屏蔽效應(yīng)。
另外，上面說明了通過由DgDyFe制成的隔離層3′獲得的結(jié)果，但只要滿足上述居里溫度范圍(80℃至220℃)，可由包含TbFe合金、DyFe合金、GdFe合金、GdTbFe合金、DyFeCo合金、和TbFeCo合金中的任何一種合金制成的垂直磁化膜制成隔離層3′。
(d)隔離層3′的補(bǔ)償溫度另外，上面說明了最好使用具有從80℃至220℃居里溫度的隔離層3′，但即使補(bǔ)償溫度是從80℃至220℃，可獲得第七實(shí)施例的效果(在室溫屏蔽來自記錄層4的磁場)。下面將說明這類實(shí)例。
使用30nm厚的Gd0.80Dy0.20)0.26Fe0.74制成的隔離層3′，在0.3μm標(biāo)記長度，借助采用680nm波長的半導(dǎo)體激光的光拾取器的情況下測量CNR。具有該成分的隔離層3′具有140℃的補(bǔ)償溫度，和200℃的居里溫度。
這種情形下，測量的CNR是41.5dB，并獲得基本與具體實(shí)例2相同的特性。換句話說，當(dāng)隔離層3′具有一補(bǔ)償溫度時(shí)也可獲得屏蔽記錄層4的磁場的效果。最好是設(shè)定補(bǔ)償溫度為140℃(約為再現(xiàn)期間的加熱溫度)，記錄層4在該溫度具有最大磁化，但只要補(bǔ)償溫度在從80℃至220℃的范圍內(nèi)即可獲得屏蔽效果。順便指出，只要補(bǔ)償溫度在從80℃至220℃的范圍內(nèi)，可由包含GdDyFe合金、TbFe合金、DyFe合金、GdFe合金、GdTbFe合金、DyFeCo合金、和TbFeCo合金中任何一種合金制成的垂直磁化膜制成隔離層3′。
(第八實(shí)施例)下面將參考圖9說明本發(fā)明的第八實(shí)施例。該實(shí)施例將說明磁光存儲(chǔ)介質(zhì)體現(xiàn)為磁光盤的情況。
如圖9所示，根據(jù)本發(fā)明第八實(shí)施例的磁光盤包括一層襯底6、一層透明介電層7、一層再現(xiàn)層1、一層非磁性中間層2、一層記錄層4、一層隔離層3′、一層保護(hù)層8、和一層保護(hù)涂層9，按該順序?qū)雍显谝黄鹬瞥梢粋€(gè)盤的主體。
根據(jù)第八實(shí)施例的磁光盤具有與根據(jù)第七實(shí)施例的磁光盤的隔離層3′和記錄層4的形成順序相反的結(jié)構(gòu)。
下面將說明根據(jù)第八實(shí)施例的具體實(shí)例的(1)形成方法，和(2)記錄和再現(xiàn)特性。
(1)形成方法采用根據(jù)上面第七實(shí)施例中討論的磁光盤形成的方法，通過顛倒隔離層3′和記錄層4的順序來形成根據(jù)第八實(shí)施例的磁光盤。以與上面第二實(shí)施例相同的方式形成襯底6、透明介電層7、再現(xiàn)層1、非磁性中間層2、保護(hù)層8、和保護(hù)涂層9。
(2)記錄和再現(xiàn)特性表13表明了在0.3μm標(biāo)記長度，借助采用680nm波長的半導(dǎo)體激光的光拾取器，針對(duì)再現(xiàn)層1和隔離層3′的不同厚度的情況下CNR測量結(jié)果。
(表13)


在表13中，隔離層厚度為0nm的行表示通過未設(shè)置隔離層3′的對(duì)比實(shí)例1獲得的結(jié)果。另外，在表13中示出了僅顛倒第七實(shí)施例中討論的具體實(shí)例2的記錄層4和隔離層3′的順序獲得的結(jié)果作為具體實(shí)例3。
通過10nm或更厚的隔離層3′獲得屏蔽效應(yīng)，導(dǎo)致CNR增加，但當(dāng)厚度為100nm或更厚時(shí)，CNR降低。據(jù)信這是由于屏蔽效應(yīng)降低而由相鄰記錄信號(hào)的影響造成的。從上面的表13可以看出，通過具有從10nm至80nm厚度的隔離層3′可獲得比對(duì)比實(shí)例1高的CNR。
這樣，隔離層3′是與記錄層4交換耦合的垂直磁化膜，可設(shè)定記錄層4和隔離層3′的總磁矩，以使其在室溫為0。結(jié)果是，通過用隔離層3′消除記錄層4產(chǎn)生的磁場可對(duì)其進(jìn)行磁屏蔽。記錄層4和隔離層3′的相對(duì)位置不影響這些層產(chǎn)生的相應(yīng)磁場，而與隔離層3′位于記錄層4的哪一側(cè)無關(guān)。
與上面的第七實(shí)施例相比，由于在與發(fā)射光束5投射到記錄層4的一側(cè)相對(duì)的一側(cè)設(shè)置隔離層3′，屏蔽效果變?nèi)?，CNR相對(duì)較低，因此在第八實(shí)施例中，隔離層3′有更寬的厚度范圍能夠獲得比對(duì)比實(shí)例1高的CNR。
對(duì)于(a)再現(xiàn)層1的厚度；(b)非磁性中間層2的厚度；(c)隔離層3′的居里溫度；和(d)隔離層3′的補(bǔ)償溫度，在第八實(shí)施例中獲得的結(jié)果與上面第七實(shí)施例中的相同。
(第九實(shí)施例)下面將參考圖10說明本發(fā)明的第九實(shí)施例。該實(shí)施例將說明磁光存儲(chǔ)介質(zhì)體現(xiàn)為磁光盤的情況。
如圖10所示，根據(jù)第九實(shí)施例的磁光盤包括一層襯底6、一層透明介電層7、一層再現(xiàn)層1、一層非磁性中間層2、一層反射層10、一層隔離層3′、一層記錄層4、一層保護(hù)層8、和一層保護(hù)涂層9，按該順序?qū)雍显谝黄鹬瞥梢粋€(gè)盤的主體。
在上面的第七和第八實(shí)施例中，當(dāng)采用低于40nm厚的再現(xiàn)層1時(shí)，穿過再現(xiàn)層1的光束5從隔離層3′或記錄層4反射，從而使來自記錄層4的相鄰記錄比特的信息變成與再現(xiàn)信號(hào)混合。這樣會(huì)導(dǎo)致再現(xiàn)信號(hào)特性消弱。
然而，第九實(shí)施例在上面第七實(shí)施例中描述的磁光盤的非磁性中間層2和隔離層3′之間設(shè)置了一層反射層10。借助這種結(jié)構(gòu)，即使使用低于40nm的薄再現(xiàn)層1，由反射層10反射穿過再現(xiàn)層1的光束5，可防止來自記錄層4的相鄰記錄比特的多余信息變得與再現(xiàn)信號(hào)混合。從而可改善借助再現(xiàn)層1再現(xiàn)的磁疇擴(kuò)展。
下面將說明根據(jù)第九實(shí)施例的磁光盤具體實(shí)例(1)形成方法，和(2)記錄和再現(xiàn)特性。
(1)形成方法在根據(jù)第九實(shí)施例的磁光盤中，在上面第七實(shí)施例的非磁性中間層2和隔離層3′之間設(shè)置由Al制成的反射層10，以與具體實(shí)例2相同的方式形成襯底6、透明介電層7、再現(xiàn)層1、非磁性中間層2、隔離層3′、記錄層4、保護(hù)層8、和保護(hù)涂層9。再現(xiàn)層1的厚度設(shè)置為25nm。
在非磁性中間層2形成后，再次將濺射裝置抽空到1×10-6Torr，引入氬氣，向Al靶施加電壓，在4×10-3Torr的氣壓下，把由2nm至80nm厚的Al制成的反射層10形成在非磁性中間層2上。
(2)記錄和再現(xiàn)特性表14表明了對(duì)不同厚度的反射層10，借助采用680nm波長的半導(dǎo)體激光的光拾取器，和0.3μm標(biāo)記長度，根據(jù)第九實(shí)施例的磁光盤的CNR測量結(jié)果。
(表14)

在表14中，反射層厚度為0nm的行表示通過未設(shè)置反射層10的磁光盤的結(jié)果。即使用2nm很薄的反射層，可防止再現(xiàn)來自記錄層4的信息，導(dǎo)致CNR增加0.5dB。隨著反射層10加厚，CNR逐漸增加，直到反射層10為20nm時(shí)達(dá)到其最大值。這是由于反射層越厚，防止來自記錄層4的信息再現(xiàn)的效果越明顯。
使用20nm或更厚的厚度，CNR降低。這是由于記錄層4和再現(xiàn)層1之間的距離增加而使記錄層4和再現(xiàn)層1之間的靜磁耦合變?nèi)酢?br> 從上面可以看出，為了獲得比未設(shè)置反射層10的磁光盤更大的CNR，需要把反射層10的厚度設(shè)定在2nm至40nm的范圍。
上面討論的是使用由Al制成的反射層10的再現(xiàn)特性，但也可使用Al和除Al之外的金屬合金制成的反射層。
使用20nm厚的Al1-xFeX制成的反射層10，表15示出在0.3μm標(biāo)記長度，借助使用680nm波長的半導(dǎo)體激光的光拾取器，針對(duì)不同X值(原子比)的情況下CNR和擦除磁場的測量結(jié)果。
(表15)

如表15所示，隨著含F(xiàn)e量的增加，亦即X增加到0.10以上，CNR逐漸降低。然而，在CNR比未設(shè)置反射層10的磁光盤中的大的每種情況下，表明了設(shè)置反射層10的效果。另一方面，對(duì)于擦除磁場，由純Al制成的反射層10需要50kA/m的大擦除磁場，但也可通過設(shè)定X不小于0.02，但不大于0.50降低擦除磁場。
接下來，使用20nm厚的Al1-xNiX制成的反射層10，表16示出在0.3μm標(biāo)記長度，借助使用680nm波長的半導(dǎo)體激光的光拾取器，針對(duì)不同X值(原子比)的情況下CNR和擦除磁場的測量結(jié)果。
(表16)

如表16所示，在含Ni的情況下，可通過設(shè)定X不小于0.02，但不大于0.50降低擦除磁場。
也可通過包括Al在內(nèi)的諸如Co、Gd、Tb、Dy、Nd等之類，而不是Fe或Ni的磁性金屬降低擦除磁場。
下面將討論當(dāng)非磁性金屬元素包含Al時(shí)記錄特性的改善。
使用20nm厚的Al1-xTiX制成的反射層10，表17示出在0.3μm標(biāo)記長度，借助使用680nm波長的半導(dǎo)體激光的光拾取器，針對(duì)不同X值(原子比)的情況下CNR和擦除磁場的測量結(jié)果。
(表17)

如表17所示，隨著含Ti量的增加，亦即X增加到0.95以上，CNR略微降低。然而，在CNR比未設(shè)置反射層10的磁光盤中的大的每種情況下，表明了設(shè)置反射層10的效果。另一方面，對(duì)于擦除磁場，由純Al和純Ti制成的反射層10分別需要50kA/m和48kA/m的大擦除磁場，但可通過設(shè)定X不小于0.02，但不大于0.98降低擦除磁場。
接下來，表18示出包括除Ti之外的Al的非磁性元素的擦除磁場降低效果。使用Al0.50Z0.5制成的反射層10，表18示出在0.3μm的標(biāo)記長度，借助使用680nm波長的半導(dǎo)體激光的光拾取器，表18所示除去Ti外的非磁性金屬用作Z的情況下CNR的測量結(jié)果。
(表18)

如表18所示，在Ta、Pt、Au、Cu、和Si用作Z的每種情況下，CNR比未設(shè)置反射層10的磁光盤的大，從而表明了設(shè)置反射層10的效果。另一方面，對(duì)于擦除磁場，如同包括Ti與Al的情況，可降低擦除磁場。
上面討論了在第七實(shí)施例的磁光盤中設(shè)置反射層獲得的結(jié)果，無需指出，在第八實(shí)施例的磁光盤中設(shè)置反射層也可獲得相同的結(jié)果。
對(duì)于(a)再現(xiàn)層和隔離層的厚度；(c)隔離層3′的居里溫度；和(d)隔離層3′的補(bǔ)償溫度，在第九實(shí)施例中獲得的結(jié)果與上面第七和八實(shí)施例中的相同。
(第十實(shí)施例)下面將參考圖11說明本發(fā)明的第十實(shí)施例。該實(shí)施例將說明磁光存儲(chǔ)介質(zhì)體現(xiàn)為磁光盤的情況。
如圖11所示，根據(jù)第十實(shí)施例的磁光盤包括一層襯底6、一層透明介電層7、一層再現(xiàn)層1、一層非磁性中間層2、一層隔離層3′、一層記錄層4、一層保護(hù)層8、一層散熱層110、和一層保護(hù)涂層9，按該順序?qū)雍显谝黄鹬瞥梢粋€(gè)盤的主體。
根據(jù)第十實(shí)施例的磁光盤具有在根據(jù)上面第七實(shí)施例的磁光盤的保護(hù)層8和保護(hù)涂層9之間設(shè)置一層散熱層110的結(jié)構(gòu)。
下面將說明根據(jù)第十實(shí)施例的磁光盤的具體實(shí)例的(1)形成方法，和(2)記錄和再現(xiàn)特性。
(1)形成方法在根據(jù)第十實(shí)施例的磁光盤中，在具體實(shí)例2的磁光盤的保護(hù)層8和保護(hù)涂層9之間設(shè)置由Al制成的散熱層110，以與上面第七實(shí)施例相同的方式形成襯底6、透明介電層7、再現(xiàn)層1、非磁性中間層2、隔離層3′、記錄層4、保護(hù)層8、和保護(hù)涂層9。保護(hù)層8的厚度設(shè)置為5nm。
在形成保護(hù)層8后，再次將濺射裝置抽空到1×10-6Torr，引入氬氣，向Al靶施加電壓，在4×10-3Torr的氣壓下，把由20nm厚的Al制成的散熱層110形成在保護(hù)層8上。
(2)記錄和再現(xiàn)特性借助使用680nm波長的半導(dǎo)體激光的光拾取器，和0.3μm標(biāo)記長度，根據(jù)第十實(shí)施例的磁光盤的CNR測量結(jié)果發(fā)現(xiàn)CNR為42.5dB，有超過具體實(shí)例2有1dB的改善。
對(duì)于第十實(shí)施例，如果設(shè)置由導(dǎo)熱率高的Al制成的散熱層110，水平傳播的熱量可垂直消散，即在散熱層110厚度的方向消散，從而減少水平(平面內(nèi))的熱傳播。因此，光束點(diǎn)內(nèi)的溫度分布更陡，可增強(qiáng)隔離層3′使再現(xiàn)層1與記錄層4的磁場屏蔽的效果，并可進(jìn)一步改善再現(xiàn)特性。
用于形成散熱層110的Al比再現(xiàn)層1和記錄層4中使用的稀土過渡金屬合金具有更高的導(dǎo)熱性，因此是一種適合的散熱層材料，另外，Al是一種非常便宜的材料。
除Al之外，可將諸如Au、Ag、Cu、SUS、Ta、Cr等之類具有比再現(xiàn)層1和記錄層4更高導(dǎo)熱性的材料用作散熱層110。
使用具有良好抗氧化、潮濕和蝕斑的Au可改善長期的可靠性。
使用具有良好抗氧化、潮濕和蝕斑的Ag可改善長期的可靠性。
使用具有良好抗氧化、潮濕和蝕斑的Cu可改善長期的可靠性。
另外，如果采用SUS、Ta、或Cr之一，由于這些材料具有更好的抗氧化、潮濕和蝕斑，因而可提供具有更好長期可靠性的磁光盤。
第十實(shí)施例使用20nm厚的散熱層110，但厚度越大，散熱效果越大，并同樣可改善長期可靠性。然而，由于它同樣影響磁光盤的記錄靈敏度，必須根據(jù)所用材料的導(dǎo)熱性和具體的熱量設(shè)定其厚度。厚度在5nm至200nm的范圍較合適，或者在10nm至100的范圍內(nèi)更合適。如果采用具有比較高的導(dǎo)熱性和良好抗腐蝕性的材料，10nm至100nm厚的薄層足夠了，因而也可減少形成該層所需的時(shí)間。
上面討論了在第七實(shí)施例的磁光盤中設(shè)置散熱層獲得的結(jié)果，但無需指出，在上面的第一至第六、第八、和第九實(shí)施例，或下面討論的第十一至第十五實(shí)施例中的磁光盤中設(shè)置散熱層也可獲得相同的結(jié)果。
對(duì)于(a)再現(xiàn)層和隔離層的厚度；(b)非磁性中間層2的厚度；(c)隔離層3′的居里溫度；(d)隔離層3′的補(bǔ)償溫度；和(e)反射層10的厚度和材料，在第十實(shí)施例中獲得的結(jié)果與上面第七至第九實(shí)施例中的相同。
另外，上面第七至第十實(shí)施例的每一個(gè)用作再現(xiàn)層1的是在室溫為平面內(nèi)磁化而在更高溫度為垂直磁化的一個(gè)磁層，但可使用至少在信號(hào)再現(xiàn)區(qū)(再現(xiàn)期間加熱到預(yù)定溫度之上的區(qū)域)為垂直磁化的任何層。
(第十一實(shí)施例)接下來，參考附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的第十一實(shí)施例。
圖12表明了根據(jù)第十一實(shí)施例的磁疇擴(kuò)展再現(xiàn)的原理。
在根據(jù)第十一實(shí)施例的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)中，在再現(xiàn)層1和記錄層4之間設(shè)置與再現(xiàn)層1靜磁耦合的復(fù)制層3″(在權(quán)利要求中稱之為“磁屏蔽層”)。該復(fù)制層3″在室溫表現(xiàn)為平面內(nèi)磁化，在預(yù)定溫度這上表現(xiàn)為垂直磁化。另外，復(fù)制層3″屏蔽未被加熱到預(yù)定溫度(下稱之為“臨界溫度”)的記錄層4的低溫區(qū)11的磁化。換句話說，復(fù)制層3″防止記錄層4低溫區(qū)11的磁化傳到再現(xiàn)層1。
通過以這種方式實(shí)現(xiàn)磁屏蔽，在被加熱到臨界溫度之上的區(qū)域中，復(fù)制層3″表現(xiàn)為垂直磁化，可消除屏蔽并變?yōu)榻柚R界溫度之上的溫度僅再現(xiàn)記錄層4的所希望區(qū)域的信息。
因此，如果設(shè)定在再現(xiàn)期間復(fù)制層3″被加熱的溫度，以使復(fù)制層3″僅允許記錄層4中一個(gè)記錄比特的磁通泄漏，并屏蔽另一個(gè)記錄比特的磁通，那么即使用小記錄比特間隔，也可以抵制周圍比特(低溫區(qū)11)的影響，并僅把單個(gè)記錄比特的信息復(fù)制到再現(xiàn)層1。因而可獲得良好的再現(xiàn)特性。
在此，為了有效利用被加熱到臨界溫度之上的區(qū)域中記錄層4和再現(xiàn)層1之間靜磁耦合，復(fù)制層3″必須具有比臨界溫度高的居里溫度。另外，通過把復(fù)制層3″的居里溫度設(shè)定到比記錄層4的居里溫度低的溫度，可避免記錄時(shí)磁場的影響，從而允許穩(wěn)定記錄。
另外，由于信號(hào)數(shù)量增加，所以由激光束(光束)再現(xiàn)期間最好使再現(xiàn)層1中的磁疇的尺寸較大，從而存在噪聲的因素較少。另外，由于必須響應(yīng)來自記錄層4的磁場去掉再現(xiàn)層1的磁疇壁，低矯頑力是有利的。
另外，當(dāng)從磁光存儲(chǔ)介質(zhì)再現(xiàn)信息時(shí)，通過依次形成、再現(xiàn)、和擦除再現(xiàn)層1的磁疇可獲得平穩(wěn)的再現(xiàn)操作。為此，如果再現(xiàn)激光束發(fā)射脈沖，在激光器關(guān)斷時(shí)可擦除磁疇，而在激光器發(fā)射光以升高介質(zhì)溫度時(shí)，可將記錄層4的磁疇復(fù)制到再現(xiàn)層1，并再現(xiàn)信號(hào)。從而可提高信號(hào)再現(xiàn)的質(zhì)量。
接下來參考圖13說明根據(jù)第十一實(shí)施例的具體實(shí)例。下面將說明磁光存儲(chǔ)介質(zhì)體現(xiàn)為一個(gè)磁光盤的情況。
如圖13所示，根據(jù)第十一實(shí)施例的磁光盤包括一層襯底6、一層透明介質(zhì)電層7、一層再現(xiàn)層1、一層非磁性中間層2、一層復(fù)制層3″、一層記錄層4、一層保護(hù)層8、和一層保護(hù)涂層9，按該順序?qū)雍显谝黄鹬瞥梢粋€(gè)盤的主體。
在這種磁光盤中，所采用的記錄方法是居理溫度記錄方法。用一個(gè)物鏡把由半導(dǎo)體激光器發(fā)射的光束5聚焦到再現(xiàn)層1上，通過上面討論的被稱為極化克爾效應(yīng)的磁光效應(yīng)執(zhí)行記錄和再現(xiàn)。
襯底6由諸如聚碳酸酯之類的透明，即透光基底材料制成，并以盤形提供。
透明介電層7最好由諸如AlN、SiN、AlSiN、TiO2等具有大折射率的材料制成。必須設(shè)定透明介電層7的厚度以便相對(duì)于光束5實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)母缮嫘?yīng)，并以此增加介質(zhì)的克爾旋轉(zhuǎn)角度。因此，設(shè)定透明介電層7的厚度約為(λ/4n)，其中λ是光束5(再現(xiàn))的波長，n是透明介電層7的折射率。例如，如果激光的波長是680nm，可設(shè)定透明介電層7的厚度約為30nm至100nm。
再現(xiàn)層1是由稀土和過渡金屬合金制成的一層磁膜，并調(diào)節(jié)其成份以使其具有下列磁特性。亦即在室溫為平面內(nèi)磁化，而伴隨著溫度升高，其接近補(bǔ)償溫度，其總磁化降低，其去磁場的效應(yīng)減弱，變換為垂直磁化的磁特性。
非磁性中間層2是由諸如AlN、SiN、或AlSiN之類的單層介電材料，或諸如Al、Ti、或Ta之類的單層非磁性金屬，或兩層，一介電材料和一非磁性金屬制成的，并設(shè)置非磁性中間層2以使再現(xiàn)層1和記錄層4靜磁耦合。
復(fù)制層3″是主要由稀土過渡金屬合金、或稀土金屬、或過渡金屬組成的磁性膜，并具有在室溫表現(xiàn)為平面內(nèi)磁化，在預(yù)定溫度(臨界溫度)之上為垂直磁化的特性。調(diào)節(jié)復(fù)制層3″的成份以滿足上面圖12的說明中討論的下列條件。即，在低于臨界溫度的溫度，復(fù)制層3″的平面內(nèi)磁化屏蔽記錄層4的垂直磁化產(chǎn)生的磁場，從而防止該磁場泄漏到再現(xiàn)層1；但在高于臨界溫度的溫度，由于復(fù)制層3″的垂直磁化，失去了其磁屏蔽作用，從而使其更易于將記錄層4產(chǎn)生的磁通穿過再現(xiàn)層1。
記錄層4是由稀土和過渡金屬合金制成的垂直磁化膜，其厚度設(shè)定在從20nm至80nm的范圍內(nèi)。
保護(hù)層8是由諸如AlN、SiN、AlSiN、或SiC之類的介電材料，或諸如Al、Ti、Ta等之類的非磁性金屬合金制成的。保護(hù)層8起到防止再現(xiàn)層1、記錄層4等中使用的稀土過渡金屬合金氧化的作用，其厚度設(shè)定在從5nm至60nm的范圍內(nèi)。
保護(hù)層9是通過旋轉(zhuǎn)涂覆在盤主體的剩余部分上涂覆UV硬化樹脂或加熱硬化樹脂制成的，并通過施加紫外光或加熱變硬。
下面將說明具有上述結(jié)構(gòu)的磁光盤的具體實(shí)例的(1)形成方法，和(2)記錄和再現(xiàn)特性。
(1)形成方法下面將說明形成具有上述結(jié)構(gòu)的磁光盤的方法。
首先，將由盤形聚碳酸酯制成的預(yù)制凹槽和預(yù)制凹坑襯底6放置在裝有一個(gè)Al靶、兩種GdFeCo合金靶(對(duì)應(yīng)于再現(xiàn)層1和復(fù)制層3″)、和一個(gè)GdDyFeCo合金靶的濺射裝置中的襯底支架中。在將濺射裝置內(nèi)部抽空到1×10-6Torr后，引入氬和氮的混合氣體，向Al靶提供電壓，在4×10-3Torr的氣壓下，把由80nm厚的AlN制成的透明介電層7形成在襯底6上。
接下來，在將濺射裝置內(nèi)部再次抽空到1×10-6Torr后，引入氬氣，向GdFeCo合金靶之一提供電壓，在4×10-3Torr的氣壓下，把由40nm厚的Gd0.30(Fe0.80Co0.20)0.70制成的再現(xiàn)層1形成在透明介電層7上。
所產(chǎn)生的再現(xiàn)層1具有在室溫平面內(nèi)磁化，而在120℃變換成垂直磁化的特性。再現(xiàn)層1具有300℃的補(bǔ)償溫度，和320℃的居里溫度。
接下來，引入氬和氮的混合氣體，向Al靶施加電壓，在4×10-3Torr的氣壓下，把由20nm厚的AlN制成的非磁性中間層2形成在再現(xiàn)層1上。
接下來，向另一個(gè)GdFeCo靶施加電壓，在4×10-3Torr的氣壓下，把由20nm厚的Gd0.30(Fe0.85Co0.15)0.70制成的復(fù)制層3″形成在非磁性中間層2上。所形成的復(fù)制層3″具有在室溫平面內(nèi)磁化，在120℃變換為垂直磁化的特性，并具有250℃居里溫度。
接下來，在將濺射裝置內(nèi)部再次抽空到1×10-6Torr后，引入氬氣，向GdDyFeCo合金靶提供電壓，在4×10-3Torr的氣壓下，把由40nm厚的(Gd0.50Dy0.50)0.23(Fe0.80Co0.20)0.77制成的記錄層4形成在復(fù)制層3″上。所形成的記錄層4具有25℃的補(bǔ)償溫度，和275℃的居里溫度。
接下來，引入氬和氮的混合氣體，向Al靶施加電壓，在4×10-3Torr的氣壓下，把由20nm厚的AlN制成的保護(hù)層8形成在記錄層4上。
接下來，通過向保護(hù)層8上旋轉(zhuǎn)涂覆UV硬化的樹脂并向上照射紫外光形成保護(hù)涂層9。
(2)記錄和再現(xiàn)特性圖14示出CNR與上述磁光盤中的標(biāo)記長度的關(guān)系，該關(guān)系是通過采用680nm波長的半導(dǎo)體激光的光拾取器測量的。在此，根據(jù)第十一實(shí)施例的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)如具體實(shí)例4所示。
另外，為進(jìn)行比較，CNR與未設(shè)置復(fù)制層3″的對(duì)比磁光盤中標(biāo)記長度的關(guān)系在圖14中示出，作為對(duì)比實(shí)例1。未設(shè)置復(fù)制層的磁光盤的介質(zhì)具有第十一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，但省略了復(fù)制層3″的形成步驟。CNR與圖14中所示的標(biāo)記長度的關(guān)系是具有以與標(biāo)記長度對(duì)應(yīng)的長度和標(biāo)記長度兩倍的間距形成的記錄磁疇的載波噪聲比。
在0.3μm標(biāo)記長度，兩個(gè)實(shí)例的CNR的比較表明對(duì)比實(shí)例1的CNR是34.0dB，具體實(shí)例4的CNR是41.0dB，提高7.0dB。這是由記錄層4上的復(fù)制層3″的磁屏蔽效應(yīng)引起的，導(dǎo)致再現(xiàn)分辨率的改善。
接下來，表19示出了在0.3μm標(biāo)記長度和具體實(shí)例4不同厚度再現(xiàn)層1和復(fù)制層3″的情況下CNR的測量結(jié)果。
(表19)

在表19中，復(fù)制層厚度為0nm的行表示在未設(shè)置復(fù)制層3″的對(duì)比實(shí)例1的結(jié)果。即使具有2nm很薄的復(fù)制層3″，導(dǎo)致平面內(nèi)磁化屏蔽強(qiáng)度在CNR中增加1.5dB。由最多達(dá)30nm厚的復(fù)制層3″實(shí)現(xiàn)平面內(nèi)磁化屏蔽的強(qiáng)度，但隨著厚度大于30nm，CNR降低。
據(jù)信這是由于記錄層4和再現(xiàn)層1相距太遠(yuǎn)的事實(shí)，以及平面內(nèi)磁屏蔽太強(qiáng)以致很難打開磁孔的事實(shí)造成的，因此，不能獲得再現(xiàn)層1完全垂直磁化的狀態(tài)。從表19可以看出，通過具有2nm至40nm范圍厚度的復(fù)制層3″獲得比對(duì)比實(shí)例1大的CNR，厚度范圍優(yōu)選為5nm至38nm，并且最好是10nm至35nm。
另外，采用8nm厚的再現(xiàn)層1降低再現(xiàn)信號(hào)，導(dǎo)致CNR比對(duì)比實(shí)例1中的小。另外，采用120nm厚度的再現(xiàn)層1增加了再現(xiàn)層1中產(chǎn)生的磁疇壁能量，在升溫區(qū)中不能獲得完全垂直磁化，導(dǎo)致CNR比對(duì)比實(shí)例1中的小。從表19可以看出，通過具有從10nm至80nm范圍厚度的再現(xiàn)層1獲得了比對(duì)比實(shí)例1大的CNR。
接下來，表20示出了在0.3μm標(biāo)記長度和具體實(shí)例4的非磁性中間層2不同厚度的情況下CNR和擦除(擦除磁場)所需的磁場的測量結(jié)果。
(表20)

從表20可以看出，采用0.5nm厚的非磁性中間層2導(dǎo)致CNR明顯降低。據(jù)信這是由于非磁性中間層2太薄而不能獲得良好的靜磁耦合狀態(tài)造成的。采用1nm厚的非磁性中間層2導(dǎo)致最大的CNR值，可以看出，非磁性中間層2厚度的進(jìn)一步增加導(dǎo)致靜磁耦合力的降低和CNR的降低?？梢钥闯觯瑸楂@得比對(duì)比實(shí)例1高的CNR，需要在從1nm至80nm的范圍內(nèi)設(shè)定非磁性中間層2的厚度。
另外，可以看出，增加非磁性中間層2的厚度降低了再現(xiàn)層1和記錄層4的靜磁耦合力，導(dǎo)致擦除磁場降低。為確保擦除磁場在31kA/m或更小的應(yīng)用范圍內(nèi)，最好采用厚度不小于4nm的非磁性中間層2。
(第十二實(shí)施例)本實(shí)施例將說明采用成分與上面第十一實(shí)施例中討論的磁光盤的具體實(shí)例的成份不同的復(fù)制層3″的實(shí)例。
上面的第十一實(shí)施例討論了在使用由Gd0.30(Fe0.85Co0.15)0.70制成的復(fù)制層3″并具有120℃居里溫度(下文稱之為″Ttrans)時(shí)的記錄和再現(xiàn)特性。然而，第十二實(shí)施例將討論采用包含不同成分的復(fù)制層3″的記錄和再現(xiàn)特性的研究結(jié)果。
表21示出由30nm厚的Gdx(Fe0.85Co0.15)1-x制成的復(fù)制層3″的居里溫度Ttrans，在0.3μm標(biāo)記長度，借助使用680nm波長的半導(dǎo)體激光的光拾取器，針對(duì)不同X值(原子比)的情況下CNR的測量結(jié)果。
(表21)

如表21所示，在0.22≤X≤0.35的范圍內(nèi)獲得比不設(shè)置復(fù)制層3″的對(duì)比實(shí)例1(34.dB)大的CNR。該第十二實(shí)施例的再現(xiàn)層1與具體實(shí)例4中的相同，并因此在120℃變?yōu)榇怪贝呕?。換句話說，如果復(fù)制層3″在120℃以下的溫度能夠增強(qiáng)再現(xiàn)層1的平面內(nèi)磁化屏蔽則是滿足的。
然而，如果Ttrans太低，由于屏蔽效果變?nèi)?，最好是X≥0.22。另外，雖然在高Ttrans情況下復(fù)制到再現(xiàn)層1在某種程度上具有可能的，但是，如果Ttrans太高則不足以將記錄的信息復(fù)制到再現(xiàn)層1。因此，如果復(fù)制層3″在比再現(xiàn)層1變換為垂直磁化的溫度高的溫度變換為垂直磁化，屏蔽則被保持。為此，復(fù)制層3″在再現(xiàn)溫度最好具有垂直磁化。
另外，在第十一和第十二實(shí)施例中，如果復(fù)制層3″的Ttrans滿足上述條件則是足夠的，但如果把復(fù)制層3″的居里溫度設(shè)定為比記錄層4的溫度低的溫度，可避免記錄時(shí)的磁影響，從而允許穩(wěn)定的記錄。
另外，第十一和第十二實(shí)施例討論了使用由GdFeCo制成的復(fù)制層3″獲得的結(jié)果，但只要Ttrans滿足上述條件，也可使用由GdNdFe、GdNdFeCo、GdTbFe、GdTbFeCo、GdDyFeCo、GdDyFe、GdFe等制成的復(fù)制層3″。
相對(duì)于再現(xiàn)層1、復(fù)制層3″、和非磁性中間層2的厚度，可獲得與上面第十一實(shí)施例相同的結(jié)果。
(第十三實(shí)施例)下面將參考圖15說明本發(fā)明的第十三實(shí)施例。該實(shí)施例將說明把磁光盤用作磁光存儲(chǔ)介質(zhì)的情況。然而，省略對(duì)與第十一和第十二實(shí)施例相同構(gòu)件的說明。
如圖15所示，根據(jù)第十三實(shí)施例的磁光盤包括一層襯底6、一層透明介電層7、一層再現(xiàn)層1、一層非磁性中間層2、一層反射層10、一層復(fù)制層3″、一層記錄層4、一層保護(hù)層8、和一個(gè)保護(hù)涂層9，按該順序?qū)雍显谝黄鹬瞥梢粋€(gè)盤的主體。
在上面的第十一實(shí)施例中，當(dāng)采用小于10m厚的復(fù)制層3″時(shí)，穿過再現(xiàn)層1和非磁性中間層2的光束5被從記錄層4反射，因而來自記錄層4的信息與再現(xiàn)信號(hào)混合，導(dǎo)致復(fù)制層3″對(duì)再現(xiàn)層1的平面內(nèi)磁化的屏蔽效果損壞。
然而，第十三實(shí)施例在上面第十一實(shí)施例中描述的磁光盤的非磁性中間層2和復(fù)制層3″之間設(shè)置了一層反射層10。借助這種結(jié)構(gòu)，已穿過再現(xiàn)層1的光束5被從反射層10反射，因此可防止來自記錄層4的多余信息與再現(xiàn)信號(hào)混合。
下面將說明根據(jù)第十三實(shí)施例的磁光盤的具體實(shí)例的(1)形成方法，和(2)記錄和再現(xiàn)特性。
(1)形成方法在根據(jù)第十三實(shí)施例的磁光盤中，在上面第十一實(shí)施例的非磁性中間層2和復(fù)制層3″之間設(shè)置由Al制成的反射層10，除了以25nm的厚度設(shè)置再現(xiàn)層1，和以20nm的厚度設(shè)置復(fù)制層3″外，襯底6、透明介電層7、再現(xiàn)層1、非磁性中間層2、復(fù)制層3″、記錄層4、保護(hù)層8、和保護(hù)涂層9按具體實(shí)例4的方法構(gòu)成。
形成非磁性中間層2后，將濺射裝置再次抽空到1×10-6Torr，引入氬氣，向Al靶施加電壓，在4×10-3Torr的氣壓下，把由從2nm至80nm范圍厚的Al制成的反射層10形成在非磁性中間層2上。
(2)記錄和再現(xiàn)特性表22示出借助使用680nm波長的半導(dǎo)體激光的光拾取器，和0.3μm標(biāo)記長度，按照具有不同厚度的反射層10的第十三實(shí)施例的磁光盤的CNR的測量結(jié)果。
表22中，反射層厚度為0nm的行表示未設(shè)置反射層10的磁光盤的結(jié)果。即使采用2nm很薄的反射層，獲得了防止來自記錄層4的信息再現(xiàn)的結(jié)果，導(dǎo)致CNR增加1dB。隨著反射層10被做得越厚，CNR逐漸增加，直到當(dāng)反射層10為20nm厚時(shí)達(dá)到其最大值。這是由于反射層越厚，防止來自記錄層4的信息再現(xiàn)的效果越明顯。采用30nm及更大的厚度，CNR逐漸降低。這是由于記錄層4和再現(xiàn)層1之間的靜磁耦合因這兩個(gè)部件之間的距離增加而變?nèi)?。從上面可以看出，為獲得比不設(shè)置反射層10的磁光盤大的CNR，需要把反射層10的厚度設(shè)定在從2nm至50nm的范圍內(nèi)。
(表22)

(第十四實(shí)施例)上面的第十三實(shí)施例討論了采用Al制成反射層10時(shí)的再現(xiàn)特性。然而，為改善記錄特性，本實(shí)施例將討論使用Al合金和除Al之外的其它金屬制成的反射層獲得的結(jié)果。使用20nm厚的Al1-xFeX制成反射層10，表23示出在0.3μm標(biāo)記長度，借助使用680nm波長的半導(dǎo)體激光的光拾取器，針對(duì)不同X值(原子比)的情況下CNR和擦除磁場的測量結(jié)果。
(表23)


如表23所示，隨著含F(xiàn)e量的增加，亦即X增加到0.10以上，CNR逐漸降低。然而，在每種情況下，CNR比不設(shè)置反射層10的磁光盤的大，從而表明了設(shè)置反射層10的效果。另一方面，，對(duì)于擦除磁場，由純Al制成的反射層10需要50kA/m的大擦除磁場，但可通過設(shè)定X不小于0.02，且不大于0.50來降低擦除磁場。
接下來，使用20nm厚的Al1-xNiX制成反射層10，表24示出在0.3μm標(biāo)記長度，借助使用680nm波長的半導(dǎo)體激光的光拾取器，針對(duì)各種X值(原子比)的情況下CNR和擦除磁場的測量結(jié)果。
(表24)

如表24所示，如同含F(xiàn)e的情況，可通過設(shè)定X不小于0.02，且不大于0.50來降低擦除磁場。
也可通過包括有Al的諸如Co、Gd、Tb、Dy、Nd等之類，而不是Fe或Ni的磁性金屬降低擦除磁場。
(第十五實(shí)施例)本實(shí)施例將說明要用由與上面第十三和第十四實(shí)施例中討論的磁光盤的具體實(shí)例不同材料制成的反射層10的實(shí)例。
上面的第十四實(shí)施例討論了通過包括磁性金屬元素和Al的反射層10獲得的結(jié)果。然而，第十五實(shí)施例將討論非磁性金屬元素包括Al時(shí)的記錄特性的改善。
使用20nm厚的Al1-xTiX制成反射層10，表25示出在0.3μm標(biāo)記長度，借助使用680nm波長的半導(dǎo)體激光的光拾取器，針對(duì)不同X值(原子比)的情況下CNR和擦除磁場的測量結(jié)果。
如表25所示，隨著含Ti量的增加，亦即隨著X增加到0.25之上，CNR略微逐漸降低。然而，在每種情況下，CNR比未設(shè)置反射層10的磁光盤的大，從而表明了設(shè)置反射層10的效果。另一方面，對(duì)于擦除磁場，由純Al和純Ti制成的反射層10分別需要50kA/m和48kA/m的大擦除磁場，但可通過設(shè)定X不小于0.02，且不大于0.98來降低擦除磁場。
(表25)

接下來，表26表明了含有除Ti之外的Al的非磁性元素的擦除磁性降低的效果。
使用Al0.5Z0.5制成反射層10，表26示出在0.3μm標(biāo)記長度，借助使用680nm波長的半導(dǎo)體激光的光拾取器，表26所示的除去Ti之外的非磁性金屬用作Z的情況下CNR的測量結(jié)果。
(表26)


如表26所示，在Ta、Pt、Au、Cu、和Si用作Z的每種情況下，CNR比未設(shè)置反射層10的磁光盤的大，從而表明了設(shè)置反射層10的效果。另一方面，對(duì)于擦除磁場，如同包括Ti的具有Al的情況下，可降低擦除磁場。
對(duì)于再現(xiàn)層1、復(fù)制層3″、和非磁性中間層2的厚度，在第十三至第十五實(shí)施例獲得與上面第十一和第十二實(shí)施例相同的結(jié)果。
上面第十一至第十五實(shí)施例中的每一個(gè)把在室溫為平面內(nèi)磁化，而在達(dá)到如再現(xiàn)期間的更高溫度為垂直磁化的磁層用作再現(xiàn)層1，但也可使用至少在信號(hào)再現(xiàn)區(qū)(再現(xiàn)期間被加熱到預(yù)定溫度(再現(xiàn)溫度)之上的區(qū)域)中垂直磁化的任何層。
另外，在上面的第十一至第十五實(shí)施例中，復(fù)制層3″與記錄層4相鄰設(shè)置，但它也可與記錄層4靜磁耦合。通過在復(fù)制層3″和記錄層4之間設(shè)置非磁性中間層2，可改善屏蔽效果。
(第十六實(shí)施例)下面將參考圖17說明本發(fā)明的其他實(shí)施例。該實(shí)施例將說明磁光盤作為磁光存儲(chǔ)介質(zhì)的情況。
如圖17所示，根據(jù)本發(fā)明的磁光盤包括一層襯底6、一層透明介電層7、一層再現(xiàn)層1、一層第一非磁性中間層20(對(duì)應(yīng)于上述實(shí)施例的非磁性中間層2)、一層平面內(nèi)磁化層3(磁屏蔽層)、一層第二非磁性中間層30、一層記錄層4、一層保護(hù)層8、和一層保護(hù)涂層9，按該順序?qū)雍显谝黄鹬瞥梢粋€(gè)盤的主體。除第二非磁性中間層30之外的每一層的基本特性與上述實(shí)施例中所述的那些層相同，因而省略對(duì)這些層的詳細(xì)說明。
第二非磁性中間層30由諸如AlN、SiN、AlSiN、或SiO2之類的單層介電層制成，或諸如Al、Ti、或Ta之類的單層非磁性金屬制成，或兩層或更多層介電材料和非磁性金屬的組合制成，以阻擋平面內(nèi)磁化層3和記錄層4之間的交換耦合，并使這兩個(gè)部件靜磁耦合。下面將說明該磁光盤的具體實(shí)例的(1)形成方法，和(2)記錄和再現(xiàn)特性。
(1)形成方法對(duì)于本實(shí)施例的磁光盤的形成方法，下面省略與上述實(shí)施例的方法中相同步驟，僅說明與上述實(shí)施例不同的步驟。
形成透明介電層7、再現(xiàn)層1、第一非磁性中間層20、和平面內(nèi)磁化層3的方法與上述實(shí)施例中的相同。第二非磁性中間層30的形成如下。
在形成平面內(nèi)磁化層3后，把濺射裝置再次抽空到1×10-6乇(Torr)后，引入氬和氮的混合氣體，向Al靶施加電壓，在4×10-3乇(Torr)的氣壓下，把AlN制成的第二非磁性中間層30形成在平面內(nèi)磁化層3上。
接下來，在將濺射裝置再次抽空到1×10-6Torr后，與上述實(shí)施例一樣，按順序?qū)⒂涗泴?和AlN保護(hù)層8形成在第二非磁性中間層30上。接下來，通過向保護(hù)層8上旋轉(zhuǎn)涂覆紫外硬化樹脂并向其上照射紫外光，從而形成保護(hù)涂層9。
(2)記錄和再現(xiàn)特性表27表明根據(jù)本實(shí)施例具有不同膜層厚度的第二非磁性中間層30的磁光盤，借助680nm波長的半導(dǎo)體激光的光拾取器進(jìn)行測試，在0.3μm標(biāo)記長度的情況下CNR的測量結(jié)果。
(表27)

在表27中，第二非磁性中間層厚度為0nm的行表示未設(shè)置第二非磁性中間層30的對(duì)比實(shí)例1的結(jié)果。設(shè)置不大于80nm的第二非磁性中間層30導(dǎo)致高CNR，這將在下面說明。
當(dāng)不設(shè)置第二非磁性中間層30時(shí)，由于與記錄層4交換耦合力，造成平面內(nèi)磁化層3的磁化狀態(tài)易于改變成垂直磁化狀態(tài)。當(dāng)再現(xiàn)期間溫度上升時(shí)，平面內(nèi)磁化層3的磁化降低，由于來自記錄層4的交換耦合力，平面內(nèi)磁化層3的磁化向垂直磁化狀態(tài)變化。為此，即使在低于平面內(nèi)磁化層3起屏蔽作用的預(yù)定溫度的區(qū)域中，也會(huì)出現(xiàn)記錄層4的磁化泄漏到再現(xiàn)層1的情況。
相反，當(dāng)設(shè)置第二非磁性中間層30時(shí)，平面內(nèi)磁化層3和記錄層4之間的交換耦合力被第二非磁性中間層30阻斷。因此，即使在再現(xiàn)期間溫度上升時(shí)，在低于預(yù)定溫度的區(qū)域中，平面內(nèi)磁化層3的磁化保持其平面內(nèi)方向。因此，在低于預(yù)定溫度的區(qū)域中，進(jìn)一步改善了屏蔽效果。
然而，如果第二非磁性中間層30的膜層太厚，記錄層4和再現(xiàn)層1之間的靜磁耦合力較弱，記錄層4中記錄的比特信息將不能復(fù)制到再現(xiàn)層1。
因此，正如從表27看到的，第二非磁性中間層30的厚度最好不小于2nm，并且不大于80nm。另外，只要能阻擋平面內(nèi)磁化層3和記錄層4之間的交換耦合力，第二非磁性中間層30的材料不限于任何特定材料，但如果它與至少透明介電層7和第一非磁性中間層20(例如AlN)之一是相同材料，可簡化制造工藝。
(第十七實(shí)施例)下面將參考圖18說明本發(fā)明的另一實(shí)施例。該實(shí)施例將說明磁光盤作為磁光存儲(chǔ)介質(zhì)的情況。
如圖18所示，本發(fā)明實(shí)施例的磁光盤包括一層襯底6、一層透明介電層7、一層再現(xiàn)層1、一層第一非磁性中間層20(對(duì)應(yīng)于上述實(shí)施例的非磁性中間層2)、一層復(fù)制層3″(磁屏蔽層)、一層第二非磁性中間層30、一層記錄層4、一層保護(hù)層8、和一層保護(hù)涂層9，按該順序?qū)雍显谝黄鹬瞥梢粋€(gè)盤的主體。除第二非磁性中間層30之外的每一層的基本特性與上述實(shí)施例中所述的那些層相同，因而省略對(duì)這些層的詳細(xì)說明。
第二非磁性中間層30由諸如AlN、SiN、AlSiN，或SiO2之類的單層介電層制成，或諸如Al、Ti、或Ta之類的單層非磁性金屬制成，或兩層或更多層介電材料和非磁性金屬的組合制成，以阻擋復(fù)制層3″和記錄層4之間的交換耦合，并使這兩個(gè)部件靜磁耦合。下面將說明根據(jù)本實(shí)施例的磁光盤的具體實(shí)例的(1)形成方法，和(2)記錄和再現(xiàn)特性。
(1)形成方法對(duì)本實(shí)施例的磁光盤的形成方法，省略對(duì)與上述實(shí)施例的方法中相同步驟的說明，下面將僅說明與上述實(shí)施例不同的步驟。
形成透明介電層7、再現(xiàn)層1、第一非磁性中間層20、和復(fù)制層3″的方法與上述實(shí)施例中的相同。第二非磁性中間層30的形成如下。
在形成復(fù)制層3″后，把濺射裝置再次抽空到1×10-6Torr后，引入氬和氮的混合氣體，向Al靶施加電壓，在4×10-3Torr的氣壓下，把AlN制成的第二非磁性中間層30形成在復(fù)制層3″上。
接下來，在將濺射裝置再次抽空到1×10-6Torr后，與上面的實(shí)施例一樣，按順序?qū)⒂涗泴?和AlN保護(hù)導(dǎo)8形成在第二非磁性中間層30上。接下來，通過向保護(hù)層8上旋轉(zhuǎn)涂覆紫外硬化的樹脂并向其上照射紫外光，形成保護(hù)涂層9。
(2)記錄和再現(xiàn)特性表28表明本實(shí)施例具有不同厚度的第二非磁性中間層30的磁光盤，借助680nm波長的半導(dǎo)體激光的光拾取器進(jìn)行測試，在0.3μm標(biāo)記長度的情況下CNR的測量結(jié)果。
(表28)

在表28中，第二非磁性中間層厚度為0nm的行表示未設(shè)置第二非磁性中間層30的對(duì)比實(shí)例4的結(jié)果。設(shè)置膜厚不大于80nm的第二非磁性中間層30導(dǎo)致高CNR，這將在下面說明。
當(dāng)不設(shè)置第二非磁性中間層30時(shí)，由于與記錄層4交換耦合力，造成復(fù)制層3″的磁化狀態(tài)易于變?yōu)榇怪贝呕?。?dāng)再現(xiàn)期間溫度上升時(shí)，復(fù)制層3″的磁化降低，由于來自記錄層4的交換耦合力，復(fù)制層3″的磁化狀態(tài)向垂直磁化狀態(tài)變化。為此，即使在低于復(fù)制層3″起屏蔽作用的預(yù)定溫度的區(qū)域中，也會(huì)發(fā)生記錄層4的磁化泄漏到再現(xiàn)層1的情況。
相反，當(dāng)設(shè)置第二非磁性中間層30時(shí)，復(fù)制層3″和記錄層4之間的交換耦合力被第二非磁性中間30阻擋。因此，即使在再現(xiàn)期間溫度上升時(shí)，在低于預(yù)定溫度的區(qū)域中，復(fù)制層3″的磁化保持其平面內(nèi)方向，而當(dāng)達(dá)到預(yù)定溫度以上時(shí)，則轉(zhuǎn)換為垂直磁化狀態(tài)。因此，在低于預(yù)定溫度的區(qū)域中，進(jìn)一步改善了屏蔽效果。
然而，如果第二非磁性中間層30的膜厚太厚，記錄層4和再現(xiàn)層1之間的靜磁耦合力較弱，記錄層4中記錄的比特信息不能復(fù)制到再現(xiàn)層1。
因此，正如從表28看到的，第二磁性中間層30的厚度最好不小于2nm，并且不大于80nm。另外，只要能阻擋復(fù)制層3″和記錄層4之間的交換耦合力，第二非磁性中間層30的材料不限于任何特定材料，但如果它與至少透明介電層7和第一非磁性中間層20(例如AlN)之一是相同材料，則可簡化制造工藝。
在上面的第一至第十七實(shí)施例中，可在記錄層4和保護(hù)層8之間設(shè)置記錄輔助層。例如，可根據(jù)記錄輔助層具有垂直磁化，具有比記錄層4的居里溫度高的居里溫度，和對(duì)于比記錄層4低的磁場顛倒磁化這一點(diǎn)來采用材料。這種情況下，記錄期間，通過首先顛倒記錄輔助層的磁化，從而借助交換耦合力翻轉(zhuǎn)記錄層4的磁化，可通過低磁場進(jìn)行記錄。
此外，在上面的第一至第十七實(shí)施例中，可使用由Co和Pt交替的膜制成的再現(xiàn)層1。例如，可將Co(0.4nm厚)和Pt(0.9nm厚)的總共30個(gè)交替膜層合在一起(總厚度19.5nm；居里溫度300℃)。使用這種Co和Pt的交替膜結(jié)構(gòu)可在使用短波長激光時(shí)增加克爾旋轉(zhuǎn)角，從而進(jìn)一步改善再現(xiàn)信號(hào)質(zhì)量。
本發(fā)明上面詳細(xì)說明中討論的實(shí)施例和實(shí)施的具體實(shí)例僅作為對(duì)本發(fā)明技術(shù)細(xì)節(jié)的說明，不應(yīng)狹窄地把本發(fā)明理解為限定在這些具體實(shí)例內(nèi)，而是在不脫離本發(fā)明的精神和下面陳述的專利權(quán)利要求范圍的情況下可對(duì)本發(fā)明進(jìn)行許多改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種磁光存儲(chǔ)介質(zhì)，包括由垂直磁化膜制成的記錄層；至少在信號(hào)再現(xiàn)疇內(nèi)成為垂直磁化狀態(tài)，并與所述記錄層磁耦合的再現(xiàn)層；和磁屏蔽層，與所述再現(xiàn)層分開設(shè)置，根據(jù)伴隨著在所述信號(hào)再現(xiàn)疇的溫度升高的磁化的降低來控制所述記錄層和再現(xiàn)層之間的磁耦合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)，其中在所述再現(xiàn)層中，通過光束發(fā)射形成比所述記錄層的記錄磁疇更大的再現(xiàn)磁疇。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所述磁屏蔽層由在高溫磁化降低的平面內(nèi)磁化層制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)，其中在室溫，所述磁屏蔽層的磁化比所述記錄層的磁化大。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所述磁屏蔽層的居里溫度比所述記錄層的居里溫度低。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所述記錄層的居里溫度比所述再現(xiàn)層的居里溫度低。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)，其中一層透明介電層、所述再現(xiàn)層、一層非磁性中間層、所述磁屏蔽層、所述記錄層、和一層保護(hù)層依次形成在一層襯底上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所述磁屏蔽層的厚度大于或等于2nm并且小于或等于40nm。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所述磁屏蔽層由從下列一組合金中選擇的一種合金制成，該組合金包括有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、NdFe合金、NdFeAl合金、DyFe合金、和DyFeAl合金。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)，其中由化學(xué)式(Gd0.11Fe0.89)xAl1-x來表示所述磁屏蔽層，其中X是原子比，并且X大于或等于0.30并且小于或等于1.00。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所述磁屏蔽層具有不低于60℃并且不高于220℃的居里溫度。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所述磁屏蔽層是一種至少在室溫其總磁化方向與所述記錄層的總磁化方向相對(duì)的磁層。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所述記錄層是用從室溫到居里溫度范圍內(nèi)富含過渡金屬的稀土類過渡金屬合金膜制成的；和所述磁屏蔽層是由至少在室溫富含稀土金屬的稀土類過渡金屬合金制成的垂直磁化膜，形成所述垂直磁化膜以使其過渡金屬子晶格的磁化方向與所述記錄層的過渡金屬子晶格的磁化方向一致。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所述屏蔽層是一種在高溫其磁化減少的磁膜。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)，其中在室溫，所述磁屏蔽層的總磁化與所述記錄層的總磁化相同。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所述磁屏蔽層的居里溫度比所述記錄層的居里溫度低。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所述磁屏蔽層的補(bǔ)償溫度比所述記錄層的居里溫度低。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)，其中一層透明介電層、所述再現(xiàn)層、一層非磁性中間層、所述磁屏蔽層、所述記錄層、和一層保護(hù)層依次設(shè)置在一層襯底上。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所述磁屏蔽層的厚度大于或等于10nm并且小于或等于60nm。
20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)，其中一層透明介電層、所述再現(xiàn)層、一層非磁性中間層、所述記錄層、所述磁屏蔽層、和一層保護(hù)層依次設(shè)置在一層襯底上。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所述磁屏蔽層的厚度大于或等于10nm并且小于或等于80nm。
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所述磁屏蔽層由從下列一組合金中選擇的一種合金制成，該組合金包括有GdDyFe合金、TbFe合金、DyFe合金、GdFe合金、GdTbFe合金、DyFeCo合金、和TbFeCo合金。
23.根據(jù)權(quán)利要求18所述的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所述磁屏蔽層具有不低于80℃并且不高于220℃的居里溫度。
24.根據(jù)權(quán)利要求18所述的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所述磁屏蔽層具有不低于80℃并且不高于220℃的補(bǔ)償溫度。
25.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所述磁屏蔽層是在室溫具有平面內(nèi)磁化，而在預(yù)定溫度之上為垂直磁化狀態(tài)的磁膜。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所述磁屏蔽層的居里溫度比所述記錄層的居里溫度低。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所述記錄層的居里溫度比所述再現(xiàn)層的居里溫度低。
28.根據(jù)權(quán)利要求25所述的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)，其中一層透明介電層、所述再現(xiàn)層、一層非磁性中間層、所述磁屏蔽層、所述記錄層、和一層保護(hù)層依次設(shè)置在一層襯底上。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所述磁屏蔽層的厚度大于或等于2nm并且小于或等于40nm。
30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所述磁屏蔽層由從下列一組合金中選擇的一種合金制成，該組合金包括有GdDyCo合金、GdNdFe合金、GdNdFeCo合金、GdTbFe合金、GdTbFeCo合金、GdDyFe合金、和GdFe合金。
31.根據(jù)權(quán)利要求28所述的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所述磁屏蔽層具有由化學(xué)式Gdx(Fe0.80Co0.20)1-x表示的成分，其中X是原子比，并且X大于或等于0.22并且小于或等于0.35。
32.根據(jù)權(quán)利要求7所述的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所述再現(xiàn)層的厚度大于或等于10nm并且小于或等于80nm。
33.根據(jù)權(quán)利要求7所述的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所述非磁性中間層的厚度大于或等于1nm并且小于或等于80nm。
34.根據(jù)權(quán)利要求7所述的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)，其中在所述非磁性中間層的所述記錄層側(cè)，與所述非磁性中間層相鄰形成反射層。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所述反射層由Al制成，并具有大于或等于2nm并且小于或等于40nm的厚度。
36.根據(jù)權(quán)利要求34所述的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所述反射層是由Al和磁性金屬的合金制成的。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所述反射層具有由化學(xué)式Al1-xFeX表示的成分，其中X是原子比，并且X大于或等于0.02并且小于或等于0.50。
38.根據(jù)權(quán)利要求36所述的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所述反射層具有由化學(xué)式Al1-xNiX表示的成分，其中X是原子比，并且X大于或等于0.02并且小于或等于0.50。
39.根據(jù)權(quán)利要求34所述的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所述反射層是由Al和非磁性金屬合金制成的。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所述非磁性金屬是Ti、Ta、Pt、Au、Cu和Si的一組化學(xué)元素中的一種元素。
41.根據(jù)權(quán)利要求39所述的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所述反射層具有由化學(xué)式Al1-xTiX表示的成分，其中X是原子比，并且X大于或等于0.02并且小于或等于0.98。
42.根據(jù)權(quán)利要求7所述的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)，其中相對(duì)所述保護(hù)層進(jìn)一步設(shè)置一層散熱層，所述保護(hù)層面對(duì)所述襯底。
43.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所述再現(xiàn)層在室溫為平面內(nèi)磁化，而在高溫下為垂直磁化狀態(tài)。
44.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所述再現(xiàn)層是由交替層疊Co和Pt形成的多層膜。
45.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)，其中一層透明介電層、所述再現(xiàn)層、一層第一非磁性中間層、所述磁屏蔽層、一層第二非性中間層、所述記錄層、和一層保護(hù)層依次設(shè)置在一層襯底上。
46.根據(jù)權(quán)利要求25所述的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)，其中一層透明介電層、所述再現(xiàn)層、一層第一非磁性中間層、所述磁屏蔽層、一層第二非磁性中間層、所述記錄層、和一層保護(hù)層依次設(shè)置在一層襯底上。
47.根據(jù)權(quán)利要求45所述的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所述第二非磁性中間層的膜層厚度大于或等于2nm并且小于或等于80nm。
48.一種磁光存儲(chǔ)介質(zhì)的再現(xiàn)方法，該磁光存儲(chǔ)介質(zhì)包括由垂直磁化膜制成的記錄層、以及與該記錄層進(jìn)行靜磁耦合的再現(xiàn)層，該方法將從半導(dǎo)體激光器發(fā)射的光束照射到該磁光存儲(chǔ)介質(zhì)上，通過檢測來自與所述記錄層進(jìn)行靜磁耦合的再現(xiàn)層的信號(hào)再現(xiàn)疇的反射光的偏振面的旋轉(zhuǎn)方向，來對(duì)記錄在所述記錄層上的信息進(jìn)行再現(xiàn)，其特征在于所述磁光存儲(chǔ)介質(zhì)包括磁屏蔽層，與所述再現(xiàn)層分開設(shè)置，根據(jù)伴隨著在所述信號(hào)再現(xiàn)疇的溫度升高的磁化的降低來控制所述記錄層和所述再現(xiàn)層的磁耦合，通過將光束照射到所述磁光存儲(chǔ)介質(zhì)上，將所述磁屏蔽層加熱至所述磁屏蔽層的居里溫度以上。
49.根據(jù)權(quán)利要求48所述的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)的再現(xiàn)方法，其中，所述磁屏蔽層由高溫時(shí)磁化減少的平面內(nèi)磁化層構(gòu)成。
50.根據(jù)權(quán)利要求48所述的磁光存儲(chǔ)介質(zhì)，其中，在光束照射到所述磁光存儲(chǔ)介質(zhì)上時(shí)，使該光束以脈沖狀地照射。
全文摘要
一種磁光存儲(chǔ)介質(zhì)，包括由垂直磁化膜制成的記錄層；至少在信號(hào)再現(xiàn)疇內(nèi)成為垂直磁化狀態(tài)，并與所述記錄層磁耦合的再現(xiàn)層；和磁屏蔽層，與所述再現(xiàn)層分開設(shè)置，根據(jù)伴隨著在所述信號(hào)再現(xiàn)疇的溫度升高的磁化的降低來控制所述記錄層和再現(xiàn)層之間的磁耦合。在低于預(yù)定溫度的溫度，屏蔽在記錄層以高密度記錄的信號(hào)。然而，在高于預(yù)定溫度的溫度，在形成部分平面內(nèi)磁化層的磁疇中，記錄層和再現(xiàn)層靜磁耦合，記錄層的記錄比特復(fù)制并擴(kuò)展到再現(xiàn)層中的磁疇中。因此，能以高信號(hào)質(zhì)量再現(xiàn)信息。
文檔編號(hào)G11B11/105GK1577557SQ20041007512
公開日2005年2月9日 申請(qǐng)日期1998年3月6日 優(yōu)先權(quán)日1997年3月6日
發(fā)明者高橋明, 三枝理伸, 池谷直泰, 森豪, 中嶋淳策, 村上善照, 広兼順?biāo)?申請(qǐng)人:夏普公司