JP2523180B2

JP2523180B2 - 光記録媒体及びその製造方法

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Publication number: JP2523180B2
Application number: JP1137382A
Authority: JP
Inventors: 昌彦関谷; 潔千葉
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1989-06-01
Filing date: 1989-06-01
Publication date: 1996-08-07
Anticipated expiration: 2011-08-07
Also published as: JPH035929A

Description

【発明の詳細な説明】［利用分野］本発明は、レーザー等の光により情報の記録・再生・
消去等を行う光記録媒体に関する。更に詳細には、保護
層又は／及び光干渉層として透明誘電体層を有する光記
録媒体に関する。

［従来技術］光記録媒体は、高密度・大容量の情報記録媒体として
種々の研究が行われている。特に情報の書換可能な光磁
気記録媒体は応用分野が広く、種々の材料・システムが
発表されており、その実用化が待望されている。

上述の光磁気記録材料としては、例えば特開昭52−31
703号公報記載のTbFe、特開昭58−73746号公報記載のTb
FeCo、DyFeCo等、既に多くの提案がある。しかし、これ
らの光磁気記録媒体の実用化には、記録・再生特性及び
耐久性のより一層の向上が必要と言われている。この解
決策として、光干渉層兼保護層として透明誘電体層を設
け、光干渉効果、すなわち光の多重反射を利用してKerr
回転角の向上をはかると同時に、基板側から記録層への
酸素等の劣化を引き起こす可能性を持つガスの拡散を防
止することが提案されている。このような透明誘電体層
としては、Si₃N₄、AlN、ZnS、MgF₂等金属の窒化物、硫
化物、弗化物等で形成されることが好ましいとされてい
る。

ところで、これらの中で耐環境性に秀れているといわ
れるSi₃N₄、AlNなどについて検討したところ、その製膜
速度が遅いこと、また、膜中ヒズミが大きく、特にプラ
スチック基板上に多層膜を形成した場合、環境試験によ
りグルーブに沿った剥離等が生じる問題があり、耐酸化
性とは別の面で耐久性での問題があることがわかった。
また、カー回転角向上についても、いずれも屈折率が2.
0程度であるために、光の多重反射を利用しても0.5〜0.
7℃程度にまで増大するのが限界であり、各種仕様に対
応し得ない問題もある。従って実用化面からかかる諸
点、特にカー回転角の向上、耐久性の向上の両面でより
一層の改善が望まれている。

［発明の目的］本発明はかかる現状に鑑みなされたもので、透明誘電
体層を改良して、媒体性能が高く耐久性の良い光記録媒
体を提供することを目的とするものである。すなわち、
具体的には前記記録媒体の透明誘電体層の屈折率を大き
くすることで、光干渉効果を高め、例えば光磁気記録媒
体の場合には、カー回転角を増大し、媒体性能をアップ
することを第１の目的とする。また、該透明誘電体層を
内部応力が小さく、また接着性がよいものとすることに
より特に媒体の割れ、剥離を防止し、同時にピンホール
等の欠陥の発生を抑え媒体全体の耐久性を向上せしめる
ことを第２の目的とする。

［発明の構成・作用］上述の目的は、以下の本発明により達成される。すな
わち本発明は、保護層又は／及び光干渉層として透明誘
電体層を有する光記録媒体において、前記透明誘電体層
が非晶質のタンタル（Ta）窒酸化物であることを特徴と
する光記録媒体である。

上述の発明は以下のようにしてなされたものである。
すなわち、光磁気記録媒体においてカー回転角の向上を
目的に、その透明誘電体層に、屈折率の高いことで知ら
れるTa酸化物Ta₂O₅の適用を検討したところ、内部応力
が高いために耐久性評価の高温高湿環境性試験において
亀裂や剥離が生じ、ピンホールが多数発生してしまい、
耐久性に欠けることがわかった。そこで、この問題を解
決するために、上述の従来のTa酸化物の特性改良を検討
したところ、窒素を添加して得られた窒化又は／及び酸
化されたTaからなるTa窒酸化物は驚くべきことに非晶質
であることがわかった。従来のTa酸化物は結晶質である
ために、信号の記録・再生を行う際、結晶粒界によるレ
ーザー光の散乱が起こり、ノイズレベルが上昇してしま
うが、本発明によるTa窒酸化物を非晶質であるためにレ
ーザー光の散乱はなく、ノイズレベルを低減できること
がわかった。また、Ta窒酸化物は、従来のTa酸化物に比
べ内部応力を1/2〜1/5に低減できるため、高温高湿の耐
環境性試験における亀裂・剥離の発生がなく、またピン
ホールもほとんど発生しないことがわかった。さらに透
湿率を測定したところ、Ta窒酸化物においては、10^-5g
・mm/m²・dayという、従来のSi₃N₄、AlN等の透明誘電体
では得られないような低い値になることがわかった。こ
れは外部から侵入する酸素・水分等のガスによる記録層
の劣化を防ぐ上で有効である。その上、このTa窒酸化物
は屈折率に関しては、窒素含有量に対する依存性が小さ
く、広い範囲にわたって2.2〜2.3という高い値が得られ
ることがわかった。但し、窒素量が少ないと膜が褐色に
着色してしまうため、信号の記録・再生時にレーザー光
の吸収が起こる。これを避けるためには窒素含有量を少
くとも1at％以上に設定することが好ましい。逆に、窒
素量が多い場合には、屈折率、膜の透明性については問
題ないが、透明基板、特に透明高分子基板との密着性が
低下し、高温・高湿耐環境性試験における亀裂・剥離が
発生し易くなる。従って、窒素含有量は45a％以下が好
ましい。この透明基板との密着性をより高めるために
は、上述のTa窒酸化物中に、さらにIn又は／及びSnを含
有させることが有効であることがわかった。この場合、
密着性向上のためにはIn又は／及びSnの含有量は少くと
も1at％以上であれば十分であることを見出した。とこ
ろで、このIn、SnはTa窒酸化物中にはTaと同様In又は／
及びSnの窒酸化物の形で含まれるが、このIn、Snの酸化
物の屈折率は2.0程度と小さいためにTa窒酸化物中への
これら元素の多量の添加は膜全体としての屈折率を低下
させてしまう。記録媒体としての大きな光干渉効果、具
体的には光磁気記録のカー回転角向上効果及びレーザー
光の閉じ込め効果等を得たい場合には、透明誘電体膜の
屈折率は2.0以上、より好ましくは2.1以上必要と言われ
ており、かかる光干渉層として用いる場合には、In又は
／及びSnの含有量は25at％以下、より好ましくは15at％
以下である。

なお、以上の本発明の単なる、もしくはIn又は／及び
Snを添加したTa窒酸化物には、上記のTa、In、Sn、Ｏ、
Ｎ以外の元素も不純物オーダーで含まれてよいことは言
うまでもない。

前記本発明のTa窒酸化物膜の製造方法としては、公知
の真空蒸着法、スパッタリング法等のPVD法、あるいはC
VD法なと種々の薄膜形成法が適用できる。しかし、光記
録媒体として高温高湿耐環境性試験で剥離を生じない充
分な耐久性を得るためには、特に高分子基板との密着性
が大きい条件で作製することが好ましい。このためには
スパッタリング法が好ましい。中でもTa酸化物のターゲ
ットを用い、ArとN₂の混合ガスでの反応性スパッタリン
グ法が異常放電等が少なく安定運転面、生産性面で好ま
しい。

ところで本発明の光記録媒体は、前述の通り前記Ta窒
酸化物を保護層又は／及び光干渉層としたものであり、
その他の構成については特に限定されないことは本発明
の趣旨から明らかである。例えば、光反射記録層、相変
化光記録層、光磁気記録層等公知の各種光記録方式の光
記録媒体に適用できる。

しかし、前述の本発明のTa窒酸化物の特性、特に大き
な光干渉効果並びに良好な耐透湿性が得られる点から、
特に光磁気記録媒体に有利に適用できる。なお、光磁気
記録媒体としては公知の以下のものが挙げられる。

すなわち、光磁気記録層としては、光磁気効果により
記録・再生できるもの、具体的には膜面に垂直な方向に
磁化容易方向を有し、任意の反転磁区を作ることにより
光磁気効果に基いて情報の記録・再生が可能な磁性金属
膜薄膜であればよく、例えばTbFe、TbFeCo、GdTbFe、Gd
FeCo、NdDyFeCo、NdDyTbFeCo、NdFe、PrFe、CeFe等の希
土類元素と遷移金属元素との非晶質合金膜、あるいはガ
ーネット膜等各種公知のものが適用できる。また、これ
らの磁性金属薄膜のうちの２種以上及び／又は１種であ
っても構成元素の組成の異なる２つ以上の薄膜を積層し
て、遷移金属元素が交換結合状態にあるようになした複
層膜構成の記録層についても適用できる。特に、積層さ
せた複数の磁性金属薄膜のうち、基板に近い方に設けた
もの、すなわち信号の読出層をカー回転角の大きい材料
とした場合には、本発明のTa窒酸化物は、その大きな屈
折率による光干渉効果で、媒体のカー回転角の向上にお
いて一層顕著な効果を奏する。また本発明のTa窒酸化物
は、その耐透湿性等により上述の希土類・遷移金属合金
のような酸化し易い材料の記録層に対して耐久性の面で
特に有効である。

透明基板の材料としては、ポリカーボネート樹脂、ア
クリル樹脂、エポキシ樹脂、４−メチル−ペンテン樹脂
などまたそれらの共重合体等の高分子樹脂、もしくはガ
ラスなどが適用できる。中でも機械強度、耐候性、耐熱
性、透湿性の点でポリカーボネート樹脂が好ましい。

ところで、本発明のTa窒酸化物は前述の通り基板との
密着性、膜の内部応力、透湿性等の面で優れた特性を有
しており、かかるポリカーボネート樹脂等の透明高分子
基板を用いた光磁気記録媒体において特に効果的であ
る。そしてこの構成において複合酸化物膜と光磁気記録
膜との間に、Ag、Cu、Au、Al、Si、Ti、Cr、Ta、Zr、R
e、Nbからなる群より選ばれた少くとも１種の元素を用
いた金属薄膜を設けることが耐酸化性、耐透湿性の面よ
り好ましい。この金属薄膜の膜厚は、記録・再生面から
50Å以下であることが必要で、さらに媒体のCNRを高め
るという点から20Å以下が好ましい。

このように本発明は、高分子基板上に前述のTa窒酸化
物よりなる透明誘電体層、上述の透明金属保護層、光磁
気記録層をこの順序で具備した構成の光磁気記録媒体に
おいてその効果は顕著である。

なお、本発明は、以上説明した光磁気記録媒体を基本
として、その他公知の通り光磁気記録層の基板と反対側
に裏面保護層、又は透明誘電体層を介して又は介さず保
護を兼ねた反射層を設けた構成、更にはこれらの構成の
媒体に平板又は同じ媒体を貼り合わせた構成等、全てに
適用できる。

この裏面保護層又は／及び反射層の干渉層に用いる透
明誘電体としては、膜表面から光磁気記録層への酸素や
H₂Oの侵入を防ぐために亀裂やピンホールの少ない物質
が好ましく、AlN、MgF₂、ZnS、CeF₃、AlF₃・3NaF、Si₃N
₄、SiO、SiO₂、Zr₂O₃、In₂O₃、SnO₂などの窒化物、弗化
物、酸化物、又はこれらの混合体などが適用できる。

特に、本発明の前述のTa窒酸化物は、耐久性試験によ
る剥離・亀裂を生じないという理由から、かかる保護層
又は／及び干渉層としても適したもので、本発明はかか
る構成も含むものである。また裏面保護層又は／及び反
射層として金属保護層を用いる場合には、Ag、Cu、Au、
Al、Si、Ti、Cr、Ta、Zr、Re、Nb又はこれらの合金など
からなる金属膜が適用できるが、記録時レーザービーム
スポットからの熱拡散を少なくするために熱伝導度の小
さい物質、すなわちTi、Cr、Ta、Re又はこれらの合金か
らなる金属膜が好ましく、さらに反射層を兼ねる場合に
は反射膜としての機能を損なわないようAg、Cu、Au、Al
又はこれらの合金中にTi、Cr、Ta、Zr、Reのうち１種以
上の金属を添加した金属膜が特に好ましい。以上の反射
層及びその干渉層を含む無機保護層は、公知の真空蒸着
法、スパッタリング法等のPVD法等で作製できる。

更に、裏面保護層として有機物保護層を用いることが
できる。かかる有機物保護層としては公知の各種感光性
樹脂等が適用でき、コーティング法等により形成でき
る。なお、有機保護層は前述の無機保護層と組み合わ
せ、無機保護層が記録層に接するように配置して用いる
ことが好ましい。裏面保護層としては上記各保護層の組
み合わせでもよい。なお裏面保護層は少くとも記録層の
側面まで被覆するように設けるのが好ましい。

なお、上述の各種保護層は、光磁気記録媒体以外の例
えば相変化型等の光記録媒体にも適用できることはその
特性等から明らかである。

上述の本発明の効果は以下の通りである。

前述の通り、透明プラスチック基板を用い、膜面反射
によるカー回転角を大きくするため、基板と光磁気記録
層との間に透明誘電体層に設けた代表的構成の光磁気デ
ィスクにおいて、誘電体膜として代表的な従来例のSi
O、AlN、Si₃N₄、SiO₂等を用いた場合、これらの媒体の
カー回転角は0.5〜0.7゜であり、誘電体層における光の
多重反射の効果によるカー回転角の向上がまだ十分とは
言えない。これは、上記各誘電体の屈折率が1.9〜2.0程
度と小さいためであると考えられる。さらに、これら従
来の誘電体を用いた光磁気ディスクを高温高湿又は／及
びヒートサイクルにより耐久性試験を行うと、ディスク
に亀裂がはいり、光磁気特性が急激に劣化することが観
察された。これは主にプラスチック基板界面での誘電体
膜の剥離に起因する。

これに対して、透明誘電体層に前述のTa窒酸化物を用
いた本発明の前述の代表的構成の光磁気ディスクではカ
ー回転角を0.8〜1.0゜と大幅に増大させることができる
と同時に前述の耐久性試験においてもプラスチック基板
との界面での劣化による剥離や亀裂が生じない。これは
該Ta窒酸化物の屈折率が2.1〜2.3と大きく、更にポリカ
ーボネート基板等の有機高分子樹脂基板との親和性が大
きいことによるものと考えられる。このように本発明に
より媒体性能が向上すると共に、通常の環境下での長期
安定性ならびにヒートサイクル、ヒートショックに対す
る耐久性も向上する。

更に、媒体の記録・再生・消去の際に生じるノイズの
原因として、従来の結晶構造の誘電体膜ではその結晶粒
界に起因する光の散乱、記録ビットの乱れが挙げられる
が、上述のTa窒酸化物は非晶質であり、かかる散乱、乱
れはほとんどなく、前述の従来例の光磁気ディスクに比
べ、記録・再生時のノイズが低減できることがわかっ
た。

以上の本発明の作用効果は、光磁気記録媒体に限られ
ることはなく、相変化型、反射型等、公知の光記録媒体
においても同様に奏し得るものであることは明らかであ
る。よって本発明は広く光記録媒体に適用できるもので
ある。このように本発明は光記録媒体、中でも特に光磁
気記録媒体の耐久性を含めた特性向上に大きな寄与をな
すものである。

以下、本発明を、実施例を用いて説明する。

［実施例１〜３、比較例１〜３］以下のようにして基板上に透明誘電体膜を作成し、そ
の特性を評価した。

直径130mm、厚さ1.2mmの円盤で、1.6μｍピッチのグ
ルーブを有するポリカーボネート樹脂（PC）のディスク
基板、Siウェハー（10mm×10mmの正方形）、スライドガ
ラス（長さ76mm×幅26mm×厚さ1mm）、薄板ガラス（直
径18mm×厚さ0.1mmの円盤）の各基板を３ターゲットの
高周波マグネトロンスパッタ装置（アネルバ（株）製SP
F−430H型）の真空槽内に固定し、４×10^-7Torrになる
まで排気する。

次にAr/N₂混合ガスを真空槽内に導入し、圧力5m Torr
になるようにAr/N₂ガス流量を調整した。ターゲットと
しては直径100mm、厚さ5mmの円盤のTa₂O₅焼結体を用
い、必要に応じてこの上にIn₂O₃又は／及びSnO₂の酸化
物焼結体のチップ（直径5mm×厚さ1mmの円盤）を適宜、
適当数配置した。放電電力100W、放電周波数13.56MHzで
高周波スパッタリングを行い、Ar/N₂混合ガスなかのN₂
分圧を調整することにより、表１の膜組成の欄に示すと
ころの組成をもつTa窒酸化物膜を約1000Å堆積し、表１
の各実施例のサンプルを得た。

まず、Siウェハーに堆積したサンプルを用いて、波長
830nmの光に対する薄膜の屈折率を求めた。測定装置と
しては、（株）溝尻光学工業所製、自動エリプソメータ
ーDHA−OLWを用いた。その結果を表１の屈折率の欄に示
す。

次に、薄板ガラス上に堆積したサンプルを用いて、薄
膜の内部応力を求めた。測定にはTENCOR INSTRUMENTS
製、触針式表面粗さ計alpha−step200を用い、触針によ
り2mmの長さを走査したときのそり量を測定し、内部応
力σを求めた。その結果を表１の内部応力の欄に示す。

また、スライドガラス上に堆積したサンプルを用い、
結晶状態の測定を行った。測定には理学電機（株）、強
力Ｘ線回折装置HIGHPOWER UNIT MODEL D−3Fを用いた。
結果を表１の結晶状態の欄に示す。

さらに、PCディスク基板上に堆積したサンプルを用
い、薄膜とPC基板との密着性の測定を行った。セキスイ
社製、セロハン粘着テープJIS Z1522を薄膜の表面に貼
り着け、基板面に対して水平な方向にセロテープを引き
はがしたときの薄膜の剥離の状態を目視、及び顕微鏡で
観察した。結果を表１の密着性の欄に示す。この欄で用
いた記号の意味は次の通りである。

◎：密着性良好で、全く剥離なし ○：顕微鏡観察で、グルーブ２〜３本分程度の剥離が認
められる。

×：膜が全面的に剥離また、比較のため、従来例のTa₂O₅、ZnS、AlNの薄膜
を以下のように作成し評価した。

実施例１〜13と全く同様にして、PCディスク基板、Si
ウェハー、スライドガラス、薄板ガラスの各基板を用意
し、これらを３ターゲットの高周波マグネトロンスパッ
タ装置（アネルバ（株）製、SPF−430H型）の真空槽内
に固定し４×10^-7Torrになるまで排気する。

次いで、ターゲットとしてTa₂O₅、ZnS、AlNの各焼結
体を夫々用い、スパッタリングガスをそれぞれのターゲ
ットについて記載順にAr/O₂、純Ar（5N）、Ar/N₂とする
以外は実施例１〜13と全く同じ用にして表１の比較例の
各サンプルを作成し、屈折率、内部応力δ、結晶状態の
測定を行った。結果を表１に示す。

以上の実施例１〜13、比較例１〜３より、本発明によ
るTa窒酸化物は、窒素の添加により、その内部応力が1/
2〜1/5に低減できると共に、Ｎ含有量によらず、広い範
囲で2.05〜2.35の高い屈折率が得られることがわかっ
た。これは製造上、スパッタリングガス中のN₂分圧の変
化に対して屈折率のマージンが広いということを意味し
ている。なお、Ta含有量が10at％以上では2.1以上の高
い屈折率が得られることがわかる。また、本発明による
Ta窒酸化物は驚くべきことに非晶質状態となることがわ
かった。従って、記録・再生時のレーザー光の結晶粒界
による散乱や、ビット形成時の熱伝導の不均一性による
ビット形状の乱れが小さいなど、媒体ノイズの低減をす
る効果をもつと考えられる。薄膜とPC基板との密着性に
関しては、Ta窒酸化物であっても、従来のTa₂O₅、ZnS、
AlNと比べれば密着性は向上できるが、更に密着性を高
めるためには、In又は／及びSnを含むTa窒酸化物を用い
ることが好ましい。

以上の点より、本発明によるTa窒酸化物を光磁気記録
媒体の誘電体層として用いれば、レーザー光の閉じ込め
効果が向上し、記録感度の向上、CNRの向上が実現され
ると考えられる。また、内部応力が低減されたことによ
り、高温高湿耐環境性試験における剥離・亀裂等の欠陥
の発生を抑える効果が期待できる。

以上の実施例１〜13のTa窒酸化物を光干渉層又は／及
び保護層とした光磁気ディスクを作成し、本発明の効果
を確認した。

［実施例14〜26、比較例４〜６］以下のようにして、第１図に示す構成の光磁気ディス
クを作成し評価した。図において１は基板、２は誘電
体、３は透明金属薄膜層、４は記録層、５は裏面保護層
である。

直径130mm、厚さ1.2mmの円盤で、1.6μｍピッチのグ
ルーブを有するポリカーボネート樹脂（PC）のディスク
基板１を３ターゲットの高周波マグネトロンスパッタ装
置（アネルバ（株）製SPF−430H型）の真空槽内に固定
し、４×10^-7Torrになるまで排気する。なお、膜形成に
おいて基板１は15rpmで回転させた。

次に前述の実施例１〜13と同じようにして表２の各実
施例の組成のTa窒酸化物からなる透明誘電体層２を形成
した。すなわちターゲットとしては直径100mm、厚さ5mm
の円盤状のTa₂O₅焼結体を用い、組成が表２の膜組成の
欄に示したようになるよう、ターゲット上にIn₂O₅又は
／及びSnO₂のチップを適宜必要数配置した。そして真空
槽内にAr/N₂混合ガスを導入し、圧力5m Torrになるよう
にAr/N₂混合ガスの流量を調整した。次いで放電電力100
W、放電周波数13.56MHzで高周波スパッタリングを行
い、誘電体層２として表２の各実施例に示すところの組
成の窒酸化物膜を約700Å堆積した。

続いて透明金属薄膜層３としてターゲットをAlの円盤
上にReのチップ（５×５×1mm）を配置したものに変
え、スパッタリングをAr/N₂より純Ar（5N）とする以外
は上述と同様の放電条件でAl₉₀Re₁₀合金膜（添数字は組
成（原子％）を示す）を約15Å堆積した。

次に光磁気記録層４としてターゲットをTb₂₃Fe₆₉Co₈
合金（添数字は組成（原子％）を示す）の円盤に変え、
AlRe合金膜と同様の放電条件でTb₂₃Fe₆₉Co₈合金膜を約4
00Å堆積した。

さらに、裏面保護層５として反射層を兼ねてターゲッ
トをAl上にReチップを配置したものに戻し、上述と同様
の放電条件でAl₉₀Re₁₀合金膜を約500Å堆積した。

以上の順序で表２の各実施例の組成のTa窒酸化物を透
明誘電体層とし、その他は同じ構成の第１図に示すとこ
ろの積層構成の光磁気ディスク（実施例14〜26）を得
た。

この光磁気ディスクのカー回転角の測定結果（レーザ
ー波長λ:633nm）を表２のカー回転角の欄に示す。次に
このディスクのCNRを測定した。測定には光磁気記録再
生装置（ナカミチOMS−1000Type III）を用い、ディス
クを1800rpmで回転させ、半径30mmRの位置で記録・再生
・消去を行った。信号の再生は1.2mWのレーザーパワー
で行った。記録時の最適レーザーパワーは、信号再生時
の１次高周波と２次高周波の差が最大となる値に決定し
た。信号の周波数は2.0MHzとした。各媒体の最適レーザ
ーパワーを表２の記録パワーの欄に示す。尚、記録・消
去の際の印加磁界は500Oe（エルステッド）である。ノ
イズレベルは1mWを基準とした絶対レベルを示すdBmの単
位で表示した。

これらのディスクの面を観察したところ、ピンホール
や剥離、亀裂等の欠陥は観察されなかった。

次にこれらのディスクを80℃、85％RHの高温高湿雰囲
気下に1000時間放置した。その後カー回転角及び記録時
最適レーザーパワー、CNR、ノイズレベルを測定したと
ころ、放置前の測定結果と比較して全く変化は見られな
かった。また媒体面のピンホールや剥離・亀裂等の欠陥
の発生は全く見られなかった。

また、比較のため、以下のようにして従来例のTa
₂O₅、ZnS、AlNを誘電体層とした以外は実施例14〜26と
全く同じの第１図に示す構成の光磁気記録媒体を作成し
評価した。

直径130mm、厚さ1.2mmの円盤で、1.6μｍピッチのグ
ルーブを有するポリカーボネート樹脂（PC）のディスク
基板を、実施例14〜26で用いたものと全く同じスパッタ
装置中に全く同じ条件で固定した。

誘電体層２のTa₂O₅又はZnS又はAlNは、ターゲットと
してTa₂O₅又はZnS又はAlNの焼結体を用い、スパッタリ
ングガスは、それぞれのターゲットについて記載順にAr
/O₂、純Ar（5N）、Ar/N₂として700Åの厚さに形成し、
それ以外の各層は実施例14〜26と全く同じ条件でスパッ
タリングを行い、誘電体層がTa₂O₅又はZnS又はAlNで、
その他の構成は実施例14〜26と全く同じ構成の光磁気デ
ィスク（比較例４〜６）を作成した。

得られた比較例の光磁気ディスクについて実施例14〜
26と同様に、カー回転角、記録パワー、CNR、ノイズレ
ベルの測定を行った。結果を表２の放置前の比較例の欄
に示す。

また、このディスク面を観察したところ、ピンホール
や剥離・亀裂等の欠陥は観察されなかった。

次にこの光磁気ディスクを80℃、85％RH高温高湿雰囲
気下に1000時間放置した。その後のカー回転角及び記録
時最適レーザーパワー、CNR、ノイズレベルを測定し
た。結果を表２の放置後の比較例の欄に示す。放置前に
比べカー回転角、記録感度、CNR、ノイズレベルともに
劣化していることがわかる。また、そのディスク面には
ピンホールの発生が見られた。

［実施例27］以下のようにして、第２図に示す構成の光磁気ディス
クを作成し評価した。第２図において、１、２、４は第
１図と同じで、６は裏面保護層の干渉層を兼ねた裏面誘
電体層、７は裏面保護層の反射層を兼ねた金属層であ
る。

先ず誘電体層２として窒素含有Ta酸化物膜を以下のよ
うにして形成した。Ar/N₂混合ガスを導入し、圧力5m To
rrになるようにAr/N₂混合ガスの流量を調整した。ター
ゲットとしては直径100mm、厚さ5mmの円盤で、組成がTa
₂₇In₁O₇₂（添数字は原子％）の焼結体ターゲットを用い
た。放電電力100W、放電周波数13.56MHzで高周波スパッ
タリングを行い、誘電体層２として、Ta₂₇In₁O₂₇N
₄₅（添数字は原子％）なる組成の窒酸化物膜を約1000Å
堆積した。

次にスパッタリングガスをAr/N₂から純Ar（5N）に変
え、ターゲットとしては、Nd₅Dy₁₅Tb₈Fe₆₀Co₁₂（添数字
は原子％）の組成をもつ合金ターゲットを用い、上述と
同様の放電条件で、ターゲットを交換してスパッタリン
グを行い、第２図に示すところの光磁気記録層４とし
て、Nd₅Dy₁₅Tb₈Fe₆₀Co₁₂合金膜を200Åの膜厚で堆積さ
せた。

再びターゲットを誘電体層２の窒酸化物膜を形成した
Ta₂₇In₁O₇₂の焼結体ターゲットに戻し、誘電体層２と同
じ条件で、誘電体層２と同じ窒酸化物のTaInONからなる
裏面誘電体層５を約500Å堆積した。

最後に、ターゲットをAl上にReのチップ（5mmφ×1mm
の円盤）を配置したものに変え、記録層４と全く同じ条
件で、反射層の金属層６としてAl₉₀Re₁₀膜（添数字は原
子％）を約500Å堆積し、第２図の積層構成の光磁気デ
ィスクを得た。このディスクについて実施例14〜26と同
様に、カー回転角、記録パワー、CNR、ノイズレベルの
測定を行った。測定結果はカー回転角が1.05度、記録パ
ワーが4.5mW、CNRが54.7dB、ノイズレベルが−60.0dBm
であった。またこのディスク面を観察したところ、ピン
ホールや剥離・亀裂等の欠陥は観察されなかった。

次にこのディスクを80℃、85％RHの高温高湿雰囲気下
に1000時間放置した。その後のカー回転角及び記録時最
適レーザーパワー、CNR、ノイズレベルを測定したとこ
ろ、実施例14〜26と同様、放置前の測定結果と比較して
全く変化は見られなかった。また、媒体面のピンホール
や剥離・亀裂等の欠陥の発生は全く見られなかった。

［実施例28］以下のようにして、交換結合２層膜を光磁気記録層と
した第３図に示すところの光磁気記録媒体を作成し評価
した。第３図において、１、２、５は第１図と同じで、
4a、4bは交換結合した光磁気記録層である。

直径130mm、厚さ1.2mmの円盤で、1.6μｍピッチのグ
ルーブを有するポリカーボネート樹脂（PC）のディスク
基板１を実施例14〜27で用いたものと全く同じスパッタ
装置中に全く同じ条件で固定した。

先ず、誘電体層２としてTa窒酸化物膜を以下のように
して形成した。Ar/N₂混合ガスを真空槽内に導入し、圧
力5m TorrになるようにAr/N₂混合ガスの流量を調整し
た。ターゲットとしては直径100mm、厚さ5mmの円盤で、
組成がTa₂₇In₁O₇₂（添数字は原子％）の焼結体ターゲッ
トを用いた。放電電力100W、放電周波数13.56MHzで高周
波スパッタリングを行い、誘電体槽２としてTa₂₇In₁O₂₇
N₄₅（添数字は原子％）なる組成の窒酸化物膜を約700Å
堆積した。

次に、スパッタリングガスをAr/N₂から純Arに変え、
ターゲットとしてGd₂₄Fe₅₆Co₂₀、Tb₂₃Fe₆₉Co₈（添数字
は原子％）の合金ターゲット、及びCu上にTiのチップ
（５×５×1mm）を配置したものの３種を用い、上述の
誘電体層２と同様の放電条件で、ターゲットを交換して
スパッタリングを行い、第３図に示すところのGd₂₄Fe₅₆
Co₂₀合金からなる第１の記録層4a、Tb₂₃F₆₉Co₈合金から
なる第２の記録層4b、並びにCu₉₅Ti₅（添数字は原子
％）からなる反射層を兼ねた裏面保護層５を、順にそれ
ぞれ150Å、250Å、500Åの膜厚で堆積させた。ここ
で、光磁気記録層4aと4bは交換結合状態をとっている。

実施例14〜27と同様にカー回転角、記録パワー、CN
R、ノイズレベルの測定を行った。測定結果は、カー回
転角が1.20度、記録パワーが4.7mW、CNRが57.0dB、ノイ
ズレベルが−60.2dBmであった。

この媒体面を観察したところ、ピンホールや剥離・亀
裂等の欠陥は観察されなかった。

本実施例１〜28及び比較例１〜６より、本発明による
Ta窒酸化物、もしくは更にIn又は／及びSnを含むTa窒酸
化物薄膜を誘電体層として用いることにより、その特性
から期待される通りカー回転角、記録感度、CNR及び耐
久性の向上、並びにノイズレベルの低減された光磁気記
録媒体を実現できることがわかった。これは実施例１〜
13で示した如く、上記Ta窒酸化物により誘電体層の屈折
率が増大し、これによって光干渉効果、具体的にはレー
ザー光の閉じ込め効果が向上し、カー回転角、記録感
度、CNRの向上を実現できることが確認された。

また、本実施例14〜28の透明誘電体層は実施例１〜13
に示すごとく非晶質状態である。このため結晶状態のTa
₂O₅、ZnS、AlN等の膜に比べ、記録・再生時のレーザー
光の結晶粒界による散乱やビット形成時の熱伝導の不均
一性によるビット形状の乱れが少なく、ノイズレベルの
低減が実現されている。

また、実施例５〜13に示したように、Ta窒酸化物に更
にIn又は／及びSnを添加することにより、PC基板と誘電
体膜との密着性は、一層向上できることがわかった。更
に、実施例14〜28のTa窒酸化物膜は、実施例１〜13で示
した如く、比較例のTa₂O₅、ZnS、AlNに比べ、内部応力
が1/2〜1/4に低下している。これらの理由により、高温
高湿下での加速劣化試験を行っても、膜の内部応力や、
PC基板との密着力の不足による剥離・亀裂が全く発生せ
ず、耐久性向上に大きな効果を奏することがわかった。

以上、本発明は光記録媒体、特に光磁気記録媒体の記
録再生特性並びに耐久性を大きく向上させるものである
ことは明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例14〜26及び比較例４〜６の、第２図は実
施例27の、第３図は実施例28の各光磁気ディスクの積層
構成の説明図である。 1:基板、2:誘電体層、3:金属薄膜層、4,4a,4b:記録層、
5,6,7:裏面保護層

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】保護膜又は／及び光干渉層として透明誘電
体層を有する光記録媒体において、前記透明誘電体層
が、非晶質のタンタル（Ta）窒酸化物であり、かつタン
タル窒酸化物の窒素含有率が１〜45at％であることを特
徴とする光記録媒体。
【請求項２】前記タンタル窒酸化物が、さらにIn又は／
及びSnを含む請求項第１項記載の光記録媒体。
【請求項３】Ag、Cu、Au、Al、Si、Ti、Cr、Ta、Zr、R
e、Nbからなる群より選ばれた少くとも１種の元素を用
いた金属膜を保護層又は／及び反射層として具備した請
求項第１項又は第２項記載の光記録媒体。
【請求項４】前記タンタル窒酸化物の酸素含有率が27〜
71at％である請求項第１項〜第３項記載のいずれかの光
記録媒体。
【請求項５】請求項第１項〜第４項記載のいずれかの光
記録媒体の製造方法において、前記タンタル窒酸化物層
を、Taの酸化物、若しくはIn又は／及びSnを含むTaの酸
化物をターゲットとし、不活性ガスに窒素を含有させた
反応性ガスよりなる窒素雰囲気下のスパッタリングより
形成することを特徴とする光記録媒体の製造方法。