JP2565338B2

JP2565338B2 - 光磁気記録素子の製法

Info

Publication number: JP2565338B2
Application number: JP62132877A
Authority: JP
Inventors: 良文桜井; 久雄有宗; 泰夫西口
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1987-05-28
Filing date: 1987-05-28
Publication date: 1996-12-18
Anticipated expiration: 2011-12-18
Also published as: JPS63298733A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はFe元素を含有する光磁気記録用磁性体膜の耐
食性及び耐酸化性を向上させて光磁気特性の長期信頼性
を達成した光磁気記録素子の製法に関するものである。

〔従来技術及びその問題点〕

近年、光磁気記録媒体を用いた高密度記録が盛んに研
究されており、その記録方式は大量の情報を高密度に記
録するために集束レーザー光を投光し、記録媒体を局部
加熱することによってビットを書込み、そして、磁気光
学効果を利用して読出すという方式であり、この媒体に
は希土類−遷移金属元素から成る非晶質金属垂直磁化膜
が用いられる。

この希土類金属元素にはGd,Tb,Dy等が、一方の遷移金
属元素にはFe,Co,Ni等が提案され、それぞれの元素を少
なくとも一種選択して組合せ、これによって媒体用材料
としており、例えばTbFe,TbFeCo,GdTbFe,GdDyFe,NdDyFe
Co等がある。

しかしながら、このような磁性媒体は酸化され易いと
いう欠点があり、この酸化が進行すると媒体が透明化
し、光磁気特性を低下させる。特にFe元素から成る垂直
磁化膜であれば、それ以外の遷移金属から成る垂直磁化
膜に比べて酸化され易いということが知られている。

また、この垂直磁化膜は主にスパッタリング法によっ
て成膜されており、この成膜方法によれば、ｉ）・・・
垂直磁化膜の元素組成比が広範囲となる、ii）・・・そ
の元素組成比のコントロールが容易である、iii）・・
・各元素の蒸気圧差が成膜に影響しない、iv）・・・容
積の小さい真空槽を用いて大面積に成膜することができ
る、ｖ）・・・基板に対する密着力が優れている、・・
・などの利点があり、そのため、今日、スパッタリング
法によって成膜された垂直磁化膜について研究報告が多
くなされている。

このようにスパッタリング法が主流であるが、この成
膜方法とそれ以外の成膜方法との差による耐食性及び耐
酸化性の優劣についてはほとんど論じられていない。

〔発明の目的〕

本発明者等は上記事情に鑑み、鋭意研究の結果、Fe元
素を含む希土類−遷移金属元素系垂直磁化膜を真空蒸着
法によって形成した場合には、それと同じ組成の垂直磁
化膜をスパッタリング法によって形成した場合に比べて
耐食性及び耐酸化性が顕著に向上することを見い出し
た。

従って本発明は上記知見により完成されたものであ
り、その目的は耐食性及び耐酸化性が著しく向上し、長
期信頼性を達成した光磁気記録素子の製法を提供するこ
とにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によれば、反応室内部にFe元素及び希土類金属
元素から成る蒸着源並びに成膜用基体が設置され、真空
蒸着法により該基体上に高密度充填性磁性体記録膜を形
成し、次いでこの高密度充填性磁性体記録膜をOHイオン
や酸素イオンの存在する雰囲気にさらすことで、その表
層部がこれらイオンを捕捉して不働態層を生成せしめる
工程を含むことを特徴とする光磁気記録素子の製法が提
供される。

以下、本発明の製法を詳細に説明する。

磁性体記録膜にFe元素を含む場合、Co,Niを遷移金属
の主成分に含む磁性体記録膜に比べて酸化され易いとい
うことが知られているが、上記のような本発明の製法に
よれば、Fe元素を含む磁性体記録膜が著しく優れた耐食
性（耐酸化性）向上効果を示しており、真空蒸着法によ
って成膜し、次いでOHイオンや酸素イオンの存在する雰
囲気にさらすことで、表層部がこれらイオンを捕捉して
不働態層を生成した場合にその磁性体記録膜が酸化され
にくくなることは予期し得ず、全く予想外の成果であっ
た。

この点について推論するならば、本発明の蒸着膜であ
れば、磁性体膜用構成元素以外に何等ガス元素（Arな
ど）を含んでおらず、そして、飛来粒子のエネルギが小
さいので成膜表面を荒らさないで堆積されており、その
ために非常に安定且つ緻密な膜構造となり、これによ
り、磁性体膜をOHイオンや酸素イオンの存在する雰囲気
にさらした場合、その表層部がこれらイオンを捕捉し、
その表面酸化層が化学的に安定した不働態層となり、こ
の酸化層がOHイオンや酸素イオンが深部へ侵入するのを
阻止し，その結果、耐食性及び耐酸化性に優れた磁性体
記録膜になると本発明者等は考える。然るに、スパッタ
膜であれば、Arガスなどの不活性ガス元素を膜中に含ん
でいるのでそれが膜中より外部へ抜け、また、スパッタ
粒子の飛来エネルギが大きいために成膜が荒れ、そのた
めに疎な膜構造となり、これにより、OHイオンや酸素イ
オンが深部へ侵入し、酸化物が多量に生成するに伴って
大きな体積膨張が生じ、その結果、膜構造を破壊し、腐
食及び孔食が顕著になるものと考えられる。

尚、上記OHイオンや酸素イオンの存在する雰囲気は、
当業者であれば、自明の手段、例えば酸素ガスに対する
電圧印加によって容易に生成させることができる。

このように真空蒸着法により成膜した磁性体記録膜は
スパッタリング法により成膜した磁性体記録膜に比べ充
填密度が大きくなっており、その増加比率を本発明者等
が繰り返し行った実験により求めたところ、約10〜30％
であった。

上記充填密度は磁性体材料の種類によって異なるが、
その高密度充填性を表わす場合、いずれの材料であって
もカー回転角が低下しないという点で共通している。

即ち、本発明の製法により得た磁性体膜は充填密度が
高く、そのために表面に不働態膜が生成され、その結
果、酸化が促進される環境下であっても酸化されず、実
質上カー回転角が低下しないことを確認しており、そこ
で、本発明における上記高密度充填性は、本発明者等が
繰り返し行った実験結果に基づき、温度60℃且つ相対湿
度70％の雰囲気下でカー回転角が実質上低下しないこと
によって表わし得るものとする。尚、このカー回転角は
成膜直後より不働態膜が生成される間に若干低下する場
合があるが、その低下分については本発明の主旨より除
外する。

本発明の製法においてはFe元素を必須不可欠な遷移金
属元素とするものであるが、それ以外の遷移金属元素
（Co,Ni）を含有してもよい。また、一方の希土類金属
元素にはGd,Dy,Nd,Sm,Eu,Tb,Ho等々があり、そして、こ
の元素と上記遷移金属元素を組合せて成膜する。

このようにして成膜された磁性体記録膜には例えばTb
Fe,DyFe,GdTbFe,TbFeCo,DyFeCo,GdDyFe,NdFeCo,GdDyFeC
o,NdDyFeCo,TbDyFeCo,GdTbFeCo,GdTbDyFe等々がある。

また、本発明に述べる真空蒸着法はそれ自体当業者で
あれば周知の方法であればよく、例えば電子ビーム蒸着
法、抵抗加熱蒸着法、フラッシュ蒸着法、イオンプレー
ティング蒸着法、クラスターイオンビーム蒸着法などが
あり、その他にArガスなどのスパッタ粒子を用いないで
真空中で成膜が行われるイオンビームスパッタ法でもよ
いと考える。

〔実施例〕

次に本発明の実施例を述べる。

（例１）本例においては電子ビーム２元蒸着装置を用いて成膜
を行う。この装置においては一方の蒸着源に希土類金属
元素が、他方の蒸着源に遷移金属元素がそれぞれ用いら
れており、両者ともに電子ビームが印加され、その印加
に伴う発熱によって気化され、基体上に所定の組成比で
成膜される。

この蒸着装置を用いる場合、各々の蒸着源としてTbイ
ンゴット及びFeインゴットを設置し、更に回転駆動され
るガラス製基板を設置し、下記の成膜条件（Ａ）によっ
て0.2μｍの厚みのTbFe膜を製作した。

成膜条件（Ａ）到達真空度・・・10^-5〜10^-6Torr 印加電力（Tbインゴット）・・・120〜140W 印加電力（Feインゴット）・・・270W 基板回転数・・・19rpm また比較例として直流２元マグネトロンスパッタリン
グ装置にTbターゲット及びFeターゲット並びにガラス製
基板を設置し、下記の成膜条件（Ｂ）によって0.2μｍ
の厚みのTbFe膜を製作した。

成膜条件（Ｂ）到達真空度・・・約10^-7Torr スパッタ用Arのガス圧・・・７×10^-3Torr 印加電力（Tbインゴット）・・・50〜85W 印加電力（Feインゴット）・・・100〜130W 基板回転数・・・20rpm かくして得られた磁性体記録膜について、TbFe蒸着膜
とTbFeスパッタ膜のそれぞれの原子組成をICP発光分光
分析により求めたところ、前者はTb_22.0Fe_78.0であり、
後者はTb_21.6Fe_78.4であり、いずれもFeリッチ組成のカ
ーループを示し、概ね同一組成であることを確認した。
また、それぞれの充填密度をマイクロ天秤により測定し
たところ、前者が9.60g/ccであり、後者が8.03g/ccであ
った。

次に酸素イオンを酸素ガスのプラズマによって発生さ
せ、その酸素イオンの存在するガスをこれらの磁性体記
録膜にさらし、そして、温度60度且つ相対湿度70％の雰
囲気下に放置し、それぞれのカー回転角を経時的に測定
したところ、第１図に示す通りの結果を得た。

図中、横軸は放置時間であり、縦軸はカー回転角θＫ
（ｔ）の成膜直後のカー回転角θＫ（０）に対する比率
であり、そして、○印はTbFe蒸着膜のプロットであり、
●印はTbFeスパッタ膜における非腐食部のプロットであ
り、a,bはそれぞれの特性曲線である。

第１図より明らかな通り、TbFe蒸着膜はカー回転角が
低下せず、これに対してTbFeスパッタ膜は漸次カー回転
角が小さくなり、終いにその回転方向が反転することが
判る。これは表面酸化層が増加したことに起因する現象
であることは明らかである。尚、両者の膜ともに保磁力
（Hc）は若干減少する位の変化しか示さなかった。

（例２）（例１）にて得たそれぞれのTbFe膜の孔食量を（例
１）と同じ環境下で経時的に追った。その結果は第２図
に示す通りである。

この孔食量は透明腐食部と不透明部の面積比を画像解
析装置により求めた値で示した。

第２図において、横軸は放置時間であり、縦軸は孔食
量を示し、○印はTbFe蒸着膜のプロットであり、●印は
TbFeスパッタ膜のプロットであり、c,dはそれぞれの特
性曲線である。

第２図より明らかな通り、TbFe蒸着膜は表面の光沢が
なくなるが、孔食が生じなく、不透明な金属膜を呈して
いた。然るに、TbFeスパッタ膜は大部分孔食が生じ、透
明な酸化膜となった。

また、上記TbFe蒸着膜及びTbFeスパッタ膜を常温・常
湿下で１年間放置したところ、蒸着膜には全く孔食が発
生せず、これに対してスパッタ膜は孔食が顕著になるこ
とを確認した。

更に本実施例においては、TbFe磁性体記録膜について
詳しく述べたが、TbFeCo,DyFeCo,GdTbFe,GdDyFe等のTbF
e以外の磁性体記録膜についても同じ結果が得られるこ
とを確認した。

〔発明の効果〕

以上の通り、本発明の製法によれば、高密度充填性の
磁性体記録膜を形成することができ、これにより、耐食
性及び耐酸化性の向上が著しくなり、その結果、高性能
且つ長期信頼性の光磁気記録素子が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は磁性体記録膜におけるカー回転角の経時変化を
示す線図であり、第２図は孔食量の経時変化を示す線図
である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西口泰夫鹿児島県姶良郡隼人町内999番地３京セラ株式会社鹿児島隼人工場内 (56)参考文献特開昭60−243844（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−250862（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−243843（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−133068（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】反応室内部にFe元素及び希土類金属元素か
ら成る蒸着源並びに成膜用基体が設置され、真空蒸着法
により該基体上に高密度充填性磁性体記録膜を形成し、
次いで該高密度充填性磁性体記録膜をOHイオンや酸素イ
オンの存在する雰囲気にさらすことで、その表層部がこ
れらイオンを捕捉して不働態層を生成せしめる工程を含
むことを特徴とする光磁気記録素子の製法。