JP2577344B2 - 光磁気デイスク及びその製造方法 - Google Patents
光磁気デイスク及びその製造方法Info
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- JP2577344B2 JP2577344B2 JP60140527A JP14052785A JP2577344B2 JP 2577344 B2 JP2577344 B2 JP 2577344B2 JP 60140527 A JP60140527 A JP 60140527A JP 14052785 A JP14052785 A JP 14052785A JP 2577344 B2 JP2577344 B2 JP 2577344B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は基板面垂直な方向に磁化容易軸を有する希土
類−遷移金属非晶質フェリ磁性合金(以下希土類をRE、
遷移金属をTMと示しRE−TMと略記する)薄膜を記録層と
し、この記録層と基板との間に透明層を具備する光磁気
ディスクとその製造方法に関する。
類−遷移金属非晶質フェリ磁性合金(以下希土類をRE、
遷移金属をTMと示しRE−TMと略記する)薄膜を記録層と
し、この記録層と基板との間に透明層を具備する光磁気
ディスクとその製造方法に関する。
近時、RE−TM膜、例えばTbFe,TbFeCo,GdTbFe,TbCo,Gd
Co,GdTbCo,GdTbFeCo,DyFe,GdDyFe等を記録膜とする書き
換え可能型の光磁気ディスクが各所で活発に実用化を目
指した開発が進められている。RE−TM膜の特徴について
は、すでに例えば日刊工業新聞社主催(講演会)「光磁
気記録の開発と実用化」テキストに詳細に示されている
が、ここで問題なのはRE−TM膜が一般に極めて酸化され
易いという点が挙げられる。従って、実用上保護対策は
必須であり、特にFeを主成分とするTbFe,TbFeCo,GdTbF
e,DyFe,GdDyFe,GdTbFeCo等はスパッタ誘電体膜をオーバ
ーコートする等の保護対策が検討されている。一方Coを
主成分とするTbCo,GdCo,GdTbCo等はFeを主成分とする材
料に比べて耐酸化性に優れているが希土類という極めて
酸素と結合し易い元素を含有する以上、空気にむき出し
の状態では使用できず、スパッタ保護をオーバーコート
する程度でも良いが何らかの酸化防止対策が必須であ
る。又、オーバーコートによる保護対策と同時に、RE−
TM記録層を形成する際の下地層及び形成雰囲気中に含有
される酸素にも極めて敏感であるので、注意しなければ
ならない。下地層との界面近傍にRE−TM無効領域が存在
することは、例えば第7回日本応用磁気学会学術講演概
要集9PA−6に示されており、またこの無効領域が下地
層中にとり込まれた酸素によるRE酸化物層からなること
が第32回応用物連合講演予稿集S60春a−p−9によっ
て推定されている。しかし長期的な信頼性を得る為に
は、酸素含有量が極めて少ない下地層の形成が、望まれ
る。従来においては、この点に対する注意が殆ど払われ
ておらず、一般的にRE−TM膜の下地層には酸素が多く含
有されているものが使用されている。ここで下地層の必
要性について説明すると、光ディスクでは、ゴミや埃り
によるエラーを防止する為に透明基板を使用して、基板
面側から記録・再生用レーザビームを照射するのが一般
的であり、又、基板材質としては光ベッドガイド用溝
(以下グルーブと略記する)が安価に設けられる樹脂系
材料が用いられる。具体的な樹脂系材料としては、低複
屈折性のポリメチルメタアクリレート,ポリカーボネー
ト,エポキシが代表的な例としてあげられるが、これら
の基板材料は耐熱性が悪いと共に、全て吸水率が体積含
有率で0.1%以上と高く、又空気透過性も大きいので、R
E−TM膜の酸化防止対策は、基板面側にも設けられるべ
きであり、具体的にはSi3N4,AlN,ZuS,CaF2,MgF2,SiO2,T
iO2などの誘電体からなる透明層が基板とRE−TM膜との
間に設けられる。この透明層は機能的には保護膜として
の性格と共に、多重干渉効果によるカー回転角の増加と
いう性格を持ち合わせているので実用的には重要な層で
ある。一方、光ディスクは小さくても120mm直径程度大
きいものは300mm直径以上にも及ぶ大面積であり、この
上に均質な透明層を成膜できる手段としては低耐熱性の
樹脂基板を使用することを考慮するとスパッタリング
法,蒸着法,ECR法(電子サイクロトロン共鳴プラズマを
利用したCVD法),光CVD法に略限定され、さらに量産
性,成膜装置の価格、制御性を考慮すれば、この中では
スパッタリング法が望ましく、さらに、低温成膜をする
為にはマグネトロンタイプのスパッタリング法が最も望
ましい。しかしながら、従来の例えば基板温度を低く保
持し誘電体ターゲットをスパッタして得られる透明層中
にはたとえ、窒化物系のターゲットを使用しても酸素が
とりこまれやすい。酸素の供給源は、1つには誘電体タ
ーゲットとして焼結体を使用した場合には一般的にバイ
ンダーとして使用される酸化物系のバインダーであり、
もう1つには成膜チェンバー中に残留する酸化物系の不
純物ガス(O2,H2O,CO2等)である。又酸化物系のターゲ
ットを使用した場合は言うまでもなく膜の構成元素には
酸素が入っている。又、金属ターゲット(例えばAl)を
窒素とアルゴンの混合ガスを用いても反応性スパッタ法
によって透明層を成膜する場合においても成膜チャンバ
ー中に不純物ガスには特別な注意が払われなければなら
ない。上記した低温スパッタ誘導体膜中の酸素は、例え
ばSiの熱酸化によって得られるSiO2中の酸素のような安
定な結合状態にはなく、固溶した状態にあるのが一般的
であり、このような固溶酸素を含有する膜の上に、RE−
TM膜を成膜した場合には、RE元素と固溶酸素が結びつい
て界面に無効層領域が形成されて好ましくない。特に酸
化物系のターゲット(例えばSiO2,TiO2)を使用して形
成した膜は固溶酸素濃度が高く好ましくない。
Co,GdTbCo,GdTbFeCo,DyFe,GdDyFe等を記録膜とする書き
換え可能型の光磁気ディスクが各所で活発に実用化を目
指した開発が進められている。RE−TM膜の特徴について
は、すでに例えば日刊工業新聞社主催(講演会)「光磁
気記録の開発と実用化」テキストに詳細に示されている
が、ここで問題なのはRE−TM膜が一般に極めて酸化され
易いという点が挙げられる。従って、実用上保護対策は
必須であり、特にFeを主成分とするTbFe,TbFeCo,GdTbF
e,DyFe,GdDyFe,GdTbFeCo等はスパッタ誘電体膜をオーバ
ーコートする等の保護対策が検討されている。一方Coを
主成分とするTbCo,GdCo,GdTbCo等はFeを主成分とする材
料に比べて耐酸化性に優れているが希土類という極めて
酸素と結合し易い元素を含有する以上、空気にむき出し
の状態では使用できず、スパッタ保護をオーバーコート
する程度でも良いが何らかの酸化防止対策が必須であ
る。又、オーバーコートによる保護対策と同時に、RE−
TM記録層を形成する際の下地層及び形成雰囲気中に含有
される酸素にも極めて敏感であるので、注意しなければ
ならない。下地層との界面近傍にRE−TM無効領域が存在
することは、例えば第7回日本応用磁気学会学術講演概
要集9PA−6に示されており、またこの無効領域が下地
層中にとり込まれた酸素によるRE酸化物層からなること
が第32回応用物連合講演予稿集S60春a−p−9によっ
て推定されている。しかし長期的な信頼性を得る為に
は、酸素含有量が極めて少ない下地層の形成が、望まれ
る。従来においては、この点に対する注意が殆ど払われ
ておらず、一般的にRE−TM膜の下地層には酸素が多く含
有されているものが使用されている。ここで下地層の必
要性について説明すると、光ディスクでは、ゴミや埃り
によるエラーを防止する為に透明基板を使用して、基板
面側から記録・再生用レーザビームを照射するのが一般
的であり、又、基板材質としては光ベッドガイド用溝
(以下グルーブと略記する)が安価に設けられる樹脂系
材料が用いられる。具体的な樹脂系材料としては、低複
屈折性のポリメチルメタアクリレート,ポリカーボネー
ト,エポキシが代表的な例としてあげられるが、これら
の基板材料は耐熱性が悪いと共に、全て吸水率が体積含
有率で0.1%以上と高く、又空気透過性も大きいので、R
E−TM膜の酸化防止対策は、基板面側にも設けられるべ
きであり、具体的にはSi3N4,AlN,ZuS,CaF2,MgF2,SiO2,T
iO2などの誘電体からなる透明層が基板とRE−TM膜との
間に設けられる。この透明層は機能的には保護膜として
の性格と共に、多重干渉効果によるカー回転角の増加と
いう性格を持ち合わせているので実用的には重要な層で
ある。一方、光ディスクは小さくても120mm直径程度大
きいものは300mm直径以上にも及ぶ大面積であり、この
上に均質な透明層を成膜できる手段としては低耐熱性の
樹脂基板を使用することを考慮するとスパッタリング
法,蒸着法,ECR法(電子サイクロトロン共鳴プラズマを
利用したCVD法),光CVD法に略限定され、さらに量産
性,成膜装置の価格、制御性を考慮すれば、この中では
スパッタリング法が望ましく、さらに、低温成膜をする
為にはマグネトロンタイプのスパッタリング法が最も望
ましい。しかしながら、従来の例えば基板温度を低く保
持し誘電体ターゲットをスパッタして得られる透明層中
にはたとえ、窒化物系のターゲットを使用しても酸素が
とりこまれやすい。酸素の供給源は、1つには誘電体タ
ーゲットとして焼結体を使用した場合には一般的にバイ
ンダーとして使用される酸化物系のバインダーであり、
もう1つには成膜チェンバー中に残留する酸化物系の不
純物ガス(O2,H2O,CO2等)である。又酸化物系のターゲ
ットを使用した場合は言うまでもなく膜の構成元素には
酸素が入っている。又、金属ターゲット(例えばAl)を
窒素とアルゴンの混合ガスを用いても反応性スパッタ法
によって透明層を成膜する場合においても成膜チャンバ
ー中に不純物ガスには特別な注意が払われなければなら
ない。上記した低温スパッタ誘導体膜中の酸素は、例え
ばSiの熱酸化によって得られるSiO2中の酸素のような安
定な結合状態にはなく、固溶した状態にあるのが一般的
であり、このような固溶酸素を含有する膜の上に、RE−
TM膜を成膜した場合には、RE元素と固溶酸素が結びつい
て界面に無効層領域が形成されて好ましくない。特に酸
化物系のターゲット(例えばSiO2,TiO2)を使用して形
成した膜は固溶酸素濃度が高く好ましくない。
本発明は上述の問題点に鑑みてなされたものであり、
RE−TM記録層の下地層を固溶酸素濃度の極めて低い透明
層とした光磁気ディスク及びその製造方法を提供するこ
とを目的とする。
RE−TM記録層の下地層を固溶酸素濃度の極めて低い透明
層とした光磁気ディスク及びその製造方法を提供するこ
とを目的とする。
本発明の光磁気ディスクは、基板とこの基板上に形成
された下地透明層と、この下地透明層の上に下地透明層
に接して形成されたRE−TE記録層と、このRE−TE記録層
の上にRE−TE記録層に接して形成された上地層とを備
え、RE−TE記録層の透過光をも利用する多層エンハンス
メント構成の光磁気ディスクにおいて、下地透明層は少
なくともRE−TE記録層との界面がオージェ電子分光分析
による酸素量2(at%)以下である実質的に酸素無含有
の層であり、上地層はRE−TE記録層との界面での酸素の
オージェピークが検出される実質的に酸素を含有する層
であることを特徴とし、この光磁気ディスクの製造方法
として具体的に3種類の方法を提供するものである。以
下本発明の光磁気ディスクの製造方法についてその概要
を記載する。
された下地透明層と、この下地透明層の上に下地透明層
に接して形成されたRE−TE記録層と、このRE−TE記録層
の上にRE−TE記録層に接して形成された上地層とを備
え、RE−TE記録層の透過光をも利用する多層エンハンス
メント構成の光磁気ディスクにおいて、下地透明層は少
なくともRE−TE記録層との界面がオージェ電子分光分析
による酸素量2(at%)以下である実質的に酸素無含有
の層であり、上地層はRE−TE記録層との界面での酸素の
オージェピークが検出される実質的に酸素を含有する層
であることを特徴とし、この光磁気ディスクの製造方法
として具体的に3種類の方法を提供するものである。以
下本発明の光磁気ディスクの製造方法についてその概要
を記載する。
<製造法−1> 先ず第1の製造方法は透明層を形成する手段が、酸素
及び酸化物の含有量の和が1〔at%〕以下の誘電体ター
ゲットを酸素及び酸化物系ガスの含有量の和が分圧比で
1%以下のガスを使用してスパッタリングして得る事を
特徴とし、望ましくは、スパッタガス中の酸素及び酸化
物系ガス(O2,H2O,CO2等)の含有量の和が分圧比で0.2
%以下であることを特徴としている。又、誘電体ターゲ
ットとしては酸化物,弗化物,硫化物等、RE元素と結合
しやすい元素(O,F,S)を含有するものは好ましくない
ので窒化物,炭化物,硼化物が良い。この他にはGaP,In
P,GaInP等の燐化合物、GaAs,GaInAs等の砒素化合物等も
挙げらようが、透明性、コスト、毒性等の面から除外さ
れるべきであるので、窒化物,炭化物,硼化物が好まし
く具体的にはSi3N4,AlN,SiC,BN等があげられるがこの中
でSi3N4,SiC及び焼結BNはパッキングデンシティに問題
があると共にパッキングデンシティを上昇するためには
酸化物系のバインダーをかなり入れなければならないと
いう点があるので特に好ましいのはAlN及びパイロリテ
ィックCVD法で形成されたBNである。ここで窒化物,炭
化物としてはTiN,TiC,WC,TaN,TaC等があるが、これらは
光透過率が小さいので本発明の主旨から除外される材料
である。又、これらのターゲットを使用する場合でも、
スパッタガス中に酸素あるいは酸化物系が混入していて
は意味をなさないので、ガス中に含まれるそれらの量は
分圧で1%以下に抑制されるべきであり、さらに好まし
くは0.2%以下に抑えられるべきである。又成膜チャン
バー器壁に吸着するH2O等の影響をなるべく小さくする
上ではスパッタガスの流量は大きくとるべきであり5
(sccm)以上好ましくは20(sccm)以上が良く一般的に
使用されるポンプ(スパッタではクライオポンプ,拡散
ポンプ,ターボ分子ポンプ等が一般的である)の排気能
力にもよるがコストを考慮してポンプを選定すれば流量
の上限は1000〔sccm〕より好ましくは400〔sccm〕以下
とするのがポンプに対する負担が少なく長期使用上有利
である。又、AlN,BN等のターゲットを使用する場合に
は、希ガスのみでスパッタするよりもN2ガス,NH3ガスを
混合した方が膜組成が良い化学量論的組成比に近くなり
光透過率も上昇するので添加した方が好ましく毒性を考
慮すればN2が好ましい。N2分圧比としては1(%)以
上、より好ましくは5(%)以上とすべきであり、又、
N2分圧比が高すぎると、成膜速度が低下し膜中にN2が余
分にとりこまれる状態となるので30%以下、より好まし
くは20%以下とすべきである。又、炭化物系のターゲッ
トを使う場合はCH4,C2H6等の炭化水素系のガスを添加し
て使用するのが好ましいのは自明であり、その混合比は
N2場合に順ずる。
及び酸化物の含有量の和が1〔at%〕以下の誘電体ター
ゲットを酸素及び酸化物系ガスの含有量の和が分圧比で
1%以下のガスを使用してスパッタリングして得る事を
特徴とし、望ましくは、スパッタガス中の酸素及び酸化
物系ガス(O2,H2O,CO2等)の含有量の和が分圧比で0.2
%以下であることを特徴としている。又、誘電体ターゲ
ットとしては酸化物,弗化物,硫化物等、RE元素と結合
しやすい元素(O,F,S)を含有するものは好ましくない
ので窒化物,炭化物,硼化物が良い。この他にはGaP,In
P,GaInP等の燐化合物、GaAs,GaInAs等の砒素化合物等も
挙げらようが、透明性、コスト、毒性等の面から除外さ
れるべきであるので、窒化物,炭化物,硼化物が好まし
く具体的にはSi3N4,AlN,SiC,BN等があげられるがこの中
でSi3N4,SiC及び焼結BNはパッキングデンシティに問題
があると共にパッキングデンシティを上昇するためには
酸化物系のバインダーをかなり入れなければならないと
いう点があるので特に好ましいのはAlN及びパイロリテ
ィックCVD法で形成されたBNである。ここで窒化物,炭
化物としてはTiN,TiC,WC,TaN,TaC等があるが、これらは
光透過率が小さいので本発明の主旨から除外される材料
である。又、これらのターゲットを使用する場合でも、
スパッタガス中に酸素あるいは酸化物系が混入していて
は意味をなさないので、ガス中に含まれるそれらの量は
分圧で1%以下に抑制されるべきであり、さらに好まし
くは0.2%以下に抑えられるべきである。又成膜チャン
バー器壁に吸着するH2O等の影響をなるべく小さくする
上ではスパッタガスの流量は大きくとるべきであり5
(sccm)以上好ましくは20(sccm)以上が良く一般的に
使用されるポンプ(スパッタではクライオポンプ,拡散
ポンプ,ターボ分子ポンプ等が一般的である)の排気能
力にもよるがコストを考慮してポンプを選定すれば流量
の上限は1000〔sccm〕より好ましくは400〔sccm〕以下
とするのがポンプに対する負担が少なく長期使用上有利
である。又、AlN,BN等のターゲットを使用する場合に
は、希ガスのみでスパッタするよりもN2ガス,NH3ガスを
混合した方が膜組成が良い化学量論的組成比に近くなり
光透過率も上昇するので添加した方が好ましく毒性を考
慮すればN2が好ましい。N2分圧比としては1(%)以
上、より好ましくは5(%)以上とすべきであり、又、
N2分圧比が高すぎると、成膜速度が低下し膜中にN2が余
分にとりこまれる状態となるので30%以下、より好まし
くは20%以下とすべきである。又、炭化物系のターゲッ
トを使う場合はCH4,C2H6等の炭化水素系のガスを添加し
て使用するのが好ましいのは自明であり、その混合比は
N2場合に順ずる。
N2,CH4以外のスパッタガスとしては反応性のないHe,N
e,Ar,Kr,Xe等の希ガスが望ましく、コスト,スパッタ率
を考慮すればArが最も好ましい(クライオポンプを使用
する場合、Heの使用はできない)。
e,Ar,Kr,Xe等の希ガスが望ましく、コスト,スパッタ率
を考慮すればArが最も好ましい(クライオポンプを使用
する場合、Heの使用はできない)。
<製造法−2> 次に固溶酸素濃度の少ない透明層は金属ターゲットを
反応性ガスでスパッタしても得ることができ、この場合
の反応性ガス中の酸素及び酸化物系ガスの含有量の分圧
比にして1(%)以下、より好ましくは0.2%以下であ
るのは<製造法−1>と同じ理由による。反応性ガスと
しては、窒化物の膜の作成にはAr−N2混合ガス、Ar−NH
3等、炭化物の膜の作成はAr−CH4,Ar−C2H6等、硼化物
系の膜の作成にはAr−B2H6等があげられるが、炭化物系
の膜はスパッタリングで化学量論的組成比を得るのが難
かしくむしろ炭化水素のブランチを含んだ形態の膜にな
り易く、又、硼化物系のAr−B2H6は、B2H6の毒性、発火
性を考慮すれば実用上好ましくないので、好ましくはAr
−N2混合ガスによって、窒化物系の膜を形成するのが妥
当である。金属ターゲットとしては透明窒化物を形成す
るものであれば何でも良く具体的にはLi,Be,B,Al,Si,S
u,Zn,Ga,Ge,In,La,Ce,Nd,Sm,Ew,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Yb,Lw
があげられるが、この中で好ましくないのは透明性,成
膜速度などを考慮してAl,Si,B,Geである。
反応性ガスでスパッタしても得ることができ、この場合
の反応性ガス中の酸素及び酸化物系ガスの含有量の分圧
比にして1(%)以下、より好ましくは0.2%以下であ
るのは<製造法−1>と同じ理由による。反応性ガスと
しては、窒化物の膜の作成にはAr−N2混合ガス、Ar−NH
3等、炭化物の膜の作成はAr−CH4,Ar−C2H6等、硼化物
系の膜の作成にはAr−B2H6等があげられるが、炭化物系
の膜はスパッタリングで化学量論的組成比を得るのが難
かしくむしろ炭化水素のブランチを含んだ形態の膜にな
り易く、又、硼化物系のAr−B2H6は、B2H6の毒性、発火
性を考慮すれば実用上好ましくないので、好ましくはAr
−N2混合ガスによって、窒化物系の膜を形成するのが妥
当である。金属ターゲットとしては透明窒化物を形成す
るものであれば何でも良く具体的にはLi,Be,B,Al,Si,S
u,Zn,Ga,Ge,In,La,Ce,Nd,Sm,Ew,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Yb,Lw
があげられるが、この中で好ましくないのは透明性,成
膜速度などを考慮してAl,Si,B,Geである。
Ar−N2反応性ガス中のN2量は、成膜速度の点からは少
ない方が良く、膜の透明性という点からは多い方が良い
ので分圧で2(%)〜50(%)とするのが良く、より好
ましくは7(%)〜30(%)である。N2以外のガスとし
てArを選択する理由及びガス流量については<製造法−
1>と同じ理由に因っている。
ない方が良く、膜の透明性という点からは多い方が良い
ので分圧で2(%)〜50(%)とするのが良く、より好
ましくは7(%)〜30(%)である。N2以外のガスとし
てArを選択する理由及びガス流量については<製造法−
1>と同じ理由に因っている。
<製造法−3> 固溶酸素濃度の少ない透明膜の第3の製造法はバイア
ス・スパッタ法であう。この場合は、誘電体ターゲット
中に含有される酸素及び酸化物の量は<製造法−1>の
様に厳しくなくて良く5〔at%〕以下であれば固溶酸素
濃度は問題とならないほど少ない。又、スパータガス中
の酸素及び酸化物系ガスの分圧比も5(%)以下であれ
ば良いがより好ましくは1(%)以外である。このよう
なターゲットとスパッタガスを使用した場合においても
基板に負の電位を印加して成膜を行なう(バイアス,ス
パッタリング)と、膜中にとり込まれた酸素が膜中から
選択的に再スパッタ放出されるので、バイアス・スパッ
タ法を適用すれば様々なターゲットの使用が可能で、酸
化物系のバインダー含有量の比較的多いSi3N4焼結ター
ゲット,低純度AlN焼結ターゲット、BN焼結ターゲット
が代表としてあげられる。希ガスと窒素ガスと窒素ガス
の混合ガスを主成分とするガスを使用する理由は、製造
法−1の場合と同一の理由によっている。バイアス・ス
パッタ時に基板に印加する電圧は、膜中にとりこまれる
酸素を効率より選択的に再スパッタ放出する上では高い
方がよいが、余り高すぎると成膜速度が低下すると共に
基板への熱負荷が過大となるので、−50〔V〕〜−700
〔V〕がよく、特に−100V〜−500Vが好ましい。
ス・スパッタ法であう。この場合は、誘電体ターゲット
中に含有される酸素及び酸化物の量は<製造法−1>の
様に厳しくなくて良く5〔at%〕以下であれば固溶酸素
濃度は問題とならないほど少ない。又、スパータガス中
の酸素及び酸化物系ガスの分圧比も5(%)以下であれ
ば良いがより好ましくは1(%)以外である。このよう
なターゲットとスパッタガスを使用した場合においても
基板に負の電位を印加して成膜を行なう(バイアス,ス
パッタリング)と、膜中にとり込まれた酸素が膜中から
選択的に再スパッタ放出されるので、バイアス・スパッ
タ法を適用すれば様々なターゲットの使用が可能で、酸
化物系のバインダー含有量の比較的多いSi3N4焼結ター
ゲット,低純度AlN焼結ターゲット、BN焼結ターゲット
が代表としてあげられる。希ガスと窒素ガスと窒素ガス
の混合ガスを主成分とするガスを使用する理由は、製造
法−1の場合と同一の理由によっている。バイアス・ス
パッタ時に基板に印加する電圧は、膜中にとりこまれる
酸素を効率より選択的に再スパッタ放出する上では高い
方がよいが、余り高すぎると成膜速度が低下すると共に
基板への熱負荷が過大となるので、−50〔V〕〜−700
〔V〕がよく、特に−100V〜−500Vが好ましい。
以上に示した3つの光磁気ディスクの製造法は、特に
基板が実用的な樹脂材料からなる場合に効果が顕著とな
り、例へばガラスを基板とした場合には、基板を300℃
程度に加熱するプラズマCVD法による透明層の成膜が可
能となるので、固溶酸素量の少ない膜の形成を本発明の
方法に因らずとも達成できる(無論、本発明の方法はガ
ラス基板に対しても有効ではある)からである。ガラス
にフォトポリマーを用いてグルーブを形成した基板には
グルーブ自体は耐熱性がないので本発明の効果が顕著な
基板に含まれる。樹脂材料として代表的なのは低複屈折
性で、グルーブの設けやすいポリメチルメタアクリレー
ト,ポリカーボネイト,エポキシが代表的であり、ガラ
スにフォトポリマーを形成する場合も、フォトポリマー
はアクリル系もしくはエポキシ系が一般的であるので本
発明に含まれる。又、上記材料は耐熱性がないので透明
層成膜時の基板表面温度は、アクリル,ポリカ,エポキ
シの各れを用いるかによって異なるが、基板のガラス転
移点以下には抑えられるべきであり、100℃以下とする
のが安全であり、より好ましくは70℃以下に抑えられる
べきである。前述した本発明の光磁気ディスクの3つの
製造方法は全て基板温度を上記した温度以下に保持して
成膜ができ、基板ホルダーを水冷すればさらに低温成膜
ができる。3つの製造方法の中では<製造法−3>のバ
イアス・スパッタリング法が最も基板に対する熱負荷が
大きいが、本発明は透明干渉層(基板に接し、RE−TM膜
にも接する)全てを本発明の製造方法で提供しようとす
るものに限定されず、RE−TM膜に接する下地の一部のみ
にしても良いので、例えば製造法−3の場合には、無バ
イアス・スパッタ法で700Å基板上に固溶酸素の多い透
明層を形成し、その後に本発明のバイアス・スパッタ法
を用いて400Åの固溶酸素の少ない透明層を形成するプ
ロセスをとれば基板表面温度は低く抑制できる。ここ
で、透明干渉層は前記した如く保護と多量干渉という2
つの機能を有しているのでその多量干渉の機能を充分発
揮する上では、再生用レーザビームの波長λと透明干渉
層の屈折率nとによってλ/4nの厚さに形成されるのが
好ましく実用されている半導体レーザ波長833〔nm〕
と、例えばSi3N4透明層(n2)を用いる場合は、約1
100Åとすべきである。この膜厚を得る為の上記した無
バイアスからバイアスに切り換えるタイミングは基板材
質によっていかようにも変えられる。
基板が実用的な樹脂材料からなる場合に効果が顕著とな
り、例へばガラスを基板とした場合には、基板を300℃
程度に加熱するプラズマCVD法による透明層の成膜が可
能となるので、固溶酸素量の少ない膜の形成を本発明の
方法に因らずとも達成できる(無論、本発明の方法はガ
ラス基板に対しても有効ではある)からである。ガラス
にフォトポリマーを用いてグルーブを形成した基板には
グルーブ自体は耐熱性がないので本発明の効果が顕著な
基板に含まれる。樹脂材料として代表的なのは低複屈折
性で、グルーブの設けやすいポリメチルメタアクリレー
ト,ポリカーボネイト,エポキシが代表的であり、ガラ
スにフォトポリマーを形成する場合も、フォトポリマー
はアクリル系もしくはエポキシ系が一般的であるので本
発明に含まれる。又、上記材料は耐熱性がないので透明
層成膜時の基板表面温度は、アクリル,ポリカ,エポキ
シの各れを用いるかによって異なるが、基板のガラス転
移点以下には抑えられるべきであり、100℃以下とする
のが安全であり、より好ましくは70℃以下に抑えられる
べきである。前述した本発明の光磁気ディスクの3つの
製造方法は全て基板温度を上記した温度以下に保持して
成膜ができ、基板ホルダーを水冷すればさらに低温成膜
ができる。3つの製造方法の中では<製造法−3>のバ
イアス・スパッタリング法が最も基板に対する熱負荷が
大きいが、本発明は透明干渉層(基板に接し、RE−TM膜
にも接する)全てを本発明の製造方法で提供しようとす
るものに限定されず、RE−TM膜に接する下地の一部のみ
にしても良いので、例えば製造法−3の場合には、無バ
イアス・スパッタ法で700Å基板上に固溶酸素の多い透
明層を形成し、その後に本発明のバイアス・スパッタ法
を用いて400Åの固溶酸素の少ない透明層を形成するプ
ロセスをとれば基板表面温度は低く抑制できる。ここ
で、透明干渉層は前記した如く保護と多量干渉という2
つの機能を有しているのでその多量干渉の機能を充分発
揮する上では、再生用レーザビームの波長λと透明干渉
層の屈折率nとによってλ/4nの厚さに形成されるのが
好ましく実用されている半導体レーザ波長833〔nm〕
と、例えばSi3N4透明層(n2)を用いる場合は、約1
100Åとすべきである。この膜厚を得る為の上記した無
バイアスからバイアスに切り換えるタイミングは基板材
質によっていかようにも変えられる。
本発明の光磁気ディスクは、RE−TM膜の下地となる透
明層中の固溶酸素濃度が充分に低く、RE−TM膜と透明層
との界面にRE−酸化物からなる無効領域を含んでいない
ので、良好な特性が得られ、特に、RE−TM膜厚が薄い
(500Å以下)場合に効果があり、さらに光磁気ディス
クの長寿命化にも効果的である。
明層中の固溶酸素濃度が充分に低く、RE−TM膜と透明層
との界面にRE−酸化物からなる無効領域を含んでいない
ので、良好な特性が得られ、特に、RE−TM膜厚が薄い
(500Å以下)場合に効果があり、さらに光磁気ディス
クの長寿命化にも効果的である。
また、本発明に係る光磁気ディスクの製造方法によれ
ば、スパッタリングの際のターゲット及びガス中の酸素
等の含有率を所定の値とすることにより上述の如き磁気
特性の良好な光磁気ディスクを得ることができる。
ば、スパッタリングの際のターゲット及びガス中の酸素
等の含有率を所定の値とすることにより上述の如き磁気
特性の良好な光磁気ディスクを得ることができる。
以下、図面を参照して本発明に係る光磁気ディスクの
一実施例とその製造方法を詳細に説明する。
一実施例とその製造方法を詳細に説明する。
本発明に係る光磁気ディスクは、第1図(a)に示す
ように、例えばSi基板(1)上に下地透明層として固溶
酸素濃度が2(at%)以下のAlN透明層(2)、TbCo記
録層(3)、上地層としてSi3N4酸化防止層(4)が順
次形成されている。本実施例で特徴とするのは上記AlN
透明層(2)の固溶酸素濃度が2(at%)以下である点
である。第1図(b)にこの光磁気ディスクにおける基
板に垂直な方向の組成分布を示す。これは第1図(a)
の光磁気ディスクを膜面側からArイオンでエッチングし
ながらオージェ電子分光分析(以下AESと略記する)を
行った結果である。この結果から明らかなように本実施
例に係るAlN透明層(2)からはOのオージェピークは
検出されておらず、AlN層(2)とTbCo記録層(3)と
の間には全く無効領域は形成されていない。第1図
(c)は、第1図(a)に示す光磁気ディスクのカーヒ
ステリシスループであり、グラントムソンプリズムによ
って直接偏光した633nmのHe−Neレーザビームをマグネ
ット中にホールドした光磁気ディスクのTbCo記録層
(3)側に照射し、その反射光をグラントムソンプリズ
ムとフォトマルチプライアーによって構成される光検出
系で検知しながらマグネットの発生磁界を変化させて測
定したものである。この第1図(c)に示す如く第1図
(a)に示する本実施例の光磁気ディスクのカーループ
は角形が極めて良好であり、磁化反転に優れていること
が判る。本実施例では、AlN透明層(2)の固溶酸素濃
度を2(at%)以下としたが、これは透明層中の固溶酸
素濃度が2(at%)を超えると透明層と記録層との界面
に無効層が形成されるためである。
ように、例えばSi基板(1)上に下地透明層として固溶
酸素濃度が2(at%)以下のAlN透明層(2)、TbCo記
録層(3)、上地層としてSi3N4酸化防止層(4)が順
次形成されている。本実施例で特徴とするのは上記AlN
透明層(2)の固溶酸素濃度が2(at%)以下である点
である。第1図(b)にこの光磁気ディスクにおける基
板に垂直な方向の組成分布を示す。これは第1図(a)
の光磁気ディスクを膜面側からArイオンでエッチングし
ながらオージェ電子分光分析(以下AESと略記する)を
行った結果である。この結果から明らかなように本実施
例に係るAlN透明層(2)からはOのオージェピークは
検出されておらず、AlN層(2)とTbCo記録層(3)と
の間には全く無効領域は形成されていない。第1図
(c)は、第1図(a)に示す光磁気ディスクのカーヒ
ステリシスループであり、グラントムソンプリズムによ
って直接偏光した633nmのHe−Neレーザビームをマグネ
ット中にホールドした光磁気ディスクのTbCo記録層
(3)側に照射し、その反射光をグラントムソンプリズ
ムとフォトマルチプライアーによって構成される光検出
系で検知しながらマグネットの発生磁界を変化させて測
定したものである。この第1図(c)に示す如く第1図
(a)に示する本実施例の光磁気ディスクのカーループ
は角形が極めて良好であり、磁化反転に優れていること
が判る。本実施例では、AlN透明層(2)の固溶酸素濃
度を2(at%)以下としたが、これは透明層中の固溶酸
素濃度が2(at%)を超えると透明層と記録層との界面
に無効層が形成されるためである。
ここで比較例として従来技術による光磁気ディスクの
断面図及びその特性図を第2図に示す。先ず、第2図
(a)は従来例の断面図を示すもので、本発明の上記実
施例と同様にSi基板(1)上にAlN透明層(5)、TbCo
記録層(3)、Si3N4酸化防止層(4)が順次形成され
ているのであるが、上記実施例と大きく異なるのはAlN
透明層(5)の固溶酸素濃度が約10(at%)であり、こ
のためAlN透明層(5)とTbCo記録層(3)との界面近
傍に磁気特性の不良は無効領域(6)が存在する点であ
る。この第2図(a)に示す光磁気ディスクにおいての
基板に垂直な方向の組成分布は第2図(b)のようにな
り、AlN透明層(5)からOのオージェピークが検出さ
れていることが判る。このような無効領域(6)を有す
る光磁気ディスクのカーヒステリシスループは第2図
(c)のようになり磁化反転部が萎えるとともに磁気的
特性がTbの欠乏する方向にシフトし、磁気特性が良好で
ないことが判る。
断面図及びその特性図を第2図に示す。先ず、第2図
(a)は従来例の断面図を示すもので、本発明の上記実
施例と同様にSi基板(1)上にAlN透明層(5)、TbCo
記録層(3)、Si3N4酸化防止層(4)が順次形成され
ているのであるが、上記実施例と大きく異なるのはAlN
透明層(5)の固溶酸素濃度が約10(at%)であり、こ
のためAlN透明層(5)とTbCo記録層(3)との界面近
傍に磁気特性の不良は無効領域(6)が存在する点であ
る。この第2図(a)に示す光磁気ディスクにおいての
基板に垂直な方向の組成分布は第2図(b)のようにな
り、AlN透明層(5)からOのオージェピークが検出さ
れていることが判る。このような無効領域(6)を有す
る光磁気ディスクのカーヒステリシスループは第2図
(c)のようになり磁化反転部が萎えるとともに磁気的
特性がTbの欠乏する方向にシフトし、磁気特性が良好で
ないことが判る。
次に、第1図(a)に示した光磁気ディスクの本発明
に係る製造方法を説明する。以下、先ず第1の製造方法
を第2図の製造装置の概略図を参照して説明する。この
製造装置は、チャンバー(7)内にマグネトロンスパッ
タガン(チャンバー底面に4つ配置されている)
(8)、シャッター(9)、基板ホルダー(12)が設け
られており、またチャンバー(7)周辺にはマグネトロ
ンスパッタガン(8)用のDC電源(10)、RF電源(11)
及び基板ホルダー(12)用のRF電源(13)、コンデンサ
ー(14)、基板接地用スイッチ(15)が設けられてお
り、さらにこのチャンバー(7)にはN2ガスボンベ(1
6)、Arガスボンベ(17)、質量流量コントローラー(1
8)、コンダクタンスバルブ(19)、クライオポンプ(T
orr−8タイプ)(20)、真空計(イオンゲージ)(2
1)、ロータリーポンプ(22)が取り付けられている。
に係る製造方法を説明する。以下、先ず第1の製造方法
を第2図の製造装置の概略図を参照して説明する。この
製造装置は、チャンバー(7)内にマグネトロンスパッ
タガン(チャンバー底面に4つ配置されている)
(8)、シャッター(9)、基板ホルダー(12)が設け
られており、またチャンバー(7)周辺にはマグネトロ
ンスパッタガン(8)用のDC電源(10)、RF電源(11)
及び基板ホルダー(12)用のRF電源(13)、コンデンサ
ー(14)、基板接地用スイッチ(15)が設けられてお
り、さらにこのチャンバー(7)にはN2ガスボンベ(1
6)、Arガスボンベ(17)、質量流量コントローラー(1
8)、コンダクタンスバルブ(19)、クライオポンプ(T
orr−8タイプ)(20)、真空計(イオンゲージ)(2
1)、ロータリーポンプ(22)が取り付けられている。
このような第2図の製造装置において、先ずホルダー
(12)上にSiウェファーをテフロンテープで固定し、チ
ャンバー(7)を先ずロータリーポンプ(22)で粗抜き
する。次にクライオポンプ(20)で5×10-6Torrまで真
空排気した後、コントローラ(18)を操作して99.999%
純度のN2ガスを約25sccmチャンバー(7)中に流入しコ
ンダクタンスバルブ(19)を操作してイオンゲージ(2
1)の出力が1mTorrになるように調整した後コントロー
ラー(18)を操作して99.999%純度のArガスを流入し全
ガス圧力を5mTorrとした。このときArガスの流量は約75
sccmであったが、流量比とガス分圧比が異なるのは、ク
ライオポンプのN2ガスとArガスに対する排気速度が異な
るためである。(使用したクライオポンプ(Torr−8)
タイプではN2に対する排気速度はArに対するそれの1.25
倍である。)4つあるスパッタガン(8)のターゲット
構成は、それぞれ酸化物含有量が0.5(at%)以下のAlN
焼結ターゲット、Tbターゲット、Coターゲット、純度約
95(at%)(酸化物系バインダーとしてY2O3,Al2O3を約
5(at%)含有する。KEINo548−9−2に規定される焼
結体)のSi3N4焼結ターゲットである。第1図(a)の
光磁気ディスクのサンプルは次のようにして形成する。
先ず上記高純度AlNターゲットの置かれたスパッタガン
(8)にRF電源(11)を接続してスパッタリングを開始
し、シャッター(9)を閉じた状態で5分間のプレスパ
ッタを行ってターゲット表面をクリーニングし、その後
シャッター(9)を開き基板ホルダー(12)を60(rp
m)の速度で回転してサンプル基板上に約1000ÅのAlN膜
を形成する。その後N2−Ar混合ガスの供給を断ってチャ
ンバー(7)中を再度5×10-6Torrまで排気し、さらに
Arガスを80sccm導入しチャンバー内圧力を5(mTorr)
とし、Tbターゲット及びCoターゲットにDC電源(10)を
印加し5分間のプレスパッタクリーニッグを行う。次
に、Tbターゲット、Coターゲット上のシャッター(9)
を開いて約1000ÅのTbCo膜をAlN膜上に形成した後再び
チャンバー内を排気しN2−Ar混合ガスをAlNの場合と同
一条件で流入しSi3N4ターゲットにRFパワーを印加しTbC
o膜の上に約1000ÅのSi3N4膜を形成し真空を破って第1
図(a)に示す光磁気ディスクを得る。このようにして
磁気特性の良好は光磁気ディスクを得ることができる。
(12)上にSiウェファーをテフロンテープで固定し、チ
ャンバー(7)を先ずロータリーポンプ(22)で粗抜き
する。次にクライオポンプ(20)で5×10-6Torrまで真
空排気した後、コントローラ(18)を操作して99.999%
純度のN2ガスを約25sccmチャンバー(7)中に流入しコ
ンダクタンスバルブ(19)を操作してイオンゲージ(2
1)の出力が1mTorrになるように調整した後コントロー
ラー(18)を操作して99.999%純度のArガスを流入し全
ガス圧力を5mTorrとした。このときArガスの流量は約75
sccmであったが、流量比とガス分圧比が異なるのは、ク
ライオポンプのN2ガスとArガスに対する排気速度が異な
るためである。(使用したクライオポンプ(Torr−8)
タイプではN2に対する排気速度はArに対するそれの1.25
倍である。)4つあるスパッタガン(8)のターゲット
構成は、それぞれ酸化物含有量が0.5(at%)以下のAlN
焼結ターゲット、Tbターゲット、Coターゲット、純度約
95(at%)(酸化物系バインダーとしてY2O3,Al2O3を約
5(at%)含有する。KEINo548−9−2に規定される焼
結体)のSi3N4焼結ターゲットである。第1図(a)の
光磁気ディスクのサンプルは次のようにして形成する。
先ず上記高純度AlNターゲットの置かれたスパッタガン
(8)にRF電源(11)を接続してスパッタリングを開始
し、シャッター(9)を閉じた状態で5分間のプレスパ
ッタを行ってターゲット表面をクリーニングし、その後
シャッター(9)を開き基板ホルダー(12)を60(rp
m)の速度で回転してサンプル基板上に約1000ÅのAlN膜
を形成する。その後N2−Ar混合ガスの供給を断ってチャ
ンバー(7)中を再度5×10-6Torrまで排気し、さらに
Arガスを80sccm導入しチャンバー内圧力を5(mTorr)
とし、Tbターゲット及びCoターゲットにDC電源(10)を
印加し5分間のプレスパッタクリーニッグを行う。次
に、Tbターゲット、Coターゲット上のシャッター(9)
を開いて約1000ÅのTbCo膜をAlN膜上に形成した後再び
チャンバー内を排気しN2−Ar混合ガスをAlNの場合と同
一条件で流入しSi3N4ターゲットにRFパワーを印加しTbC
o膜の上に約1000ÅのSi3N4膜を形成し真空を破って第1
図(a)に示す光磁気ディスクを得る。このようにして
磁気特性の良好は光磁気ディスクを得ることができる。
尚、比較例として示した第2図(a)の光磁気ディス
クは、上述と同様のターゲット配置によって形成したも
のであるが、AlN膜を形成する際に、N2−O2−Ar混合ガ
スを使用した。O2はチャンバー(7)に設けられた微小
リークポート(第3図には記載せず)より大気を6sccm
微量導入し、残りはN2ボンベ(16)、Arボンベ(17)に
よりN225sccm,Ar:75sccmを導入して酸素分圧にして圧1.
1(%)のN2−O2−Ar混合ガスを得たもので、その他の
操作は本発明の上記製造方法に従って得ている。
クは、上述と同様のターゲット配置によって形成したも
のであるが、AlN膜を形成する際に、N2−O2−Ar混合ガ
スを使用した。O2はチャンバー(7)に設けられた微小
リークポート(第3図には記載せず)より大気を6sccm
微量導入し、残りはN2ボンベ(16)、Arボンベ(17)に
よりN225sccm,Ar:75sccmを導入して酸素分圧にして圧1.
1(%)のN2−O2−Ar混合ガスを得たもので、その他の
操作は本発明の上記製造方法に従って得ている。
次に、N2−O2−Ar混合ガス中のO2分圧比を、0.9%,0.
5%,0.2%,0.05%の4種類変化させて、高純度AlNター
ゲットのスパッタを行ってTbCo下地層を形成し、AES分
析、カー測定を行ったところ0.9%,0.5%のものは、無
効層領域が若干残っているもののカーループの磁化反転
部はかなりシャープなものが得られ実用には耐え得る光
磁気ディスクサンプルが得られ、又、0.2%及び0.05%
のものは無効領域の厚さが極めて小さく、カーループも
第1図(c)にかなり近いものが得られた。この場合、
上記混合ガス中のO2分圧比が0.2%以下であればCo系磁
性膜以外のFe系磁性膜についても磁気特性の良好な膜が
得られ、さらには磁性膜の膜厚が100Å以下の良好な膜
を得ることができる。従って透明層の形成に、高純度タ
ーゲットを使用した場合のスパッタガス雰囲気中の酸素
あるいは酸化物系ガスの分圧比は1%以下と規定され、
好ましくは0.2%以下、より好ましくは0.02%以下(N2
−Ar混合ガス使用時の残留ガス中に占める酸素及び酸化
物系ガスの総分圧比はこの程度と見積られる;チャンバ
ー中の残留ガスの主成分はH2Oであることが質量分析の
結果判っている。)と規定される。AlNターゲットをス
パッタするN2−Ar混合ガス中のN2分圧比は上記した20%
の他に、0%,1%,5%,25%,40%として行なった所、何
れの場合にも無効領域はなくカーループも良好となった
が、別個にAlN膜そのものの透過率をガラス基板を使用
して調べたところ、ガラス基板の透過率を100%とした
場合の透過率(Tr)は、N2分圧比が0%のものはTrが65
%と低くて実用的でなく、N2分圧比が1%のものはTrが
75%と若干低く、N2分圧比が5%ではTrが85%、N2分圧
比が25%,40%ではTrが95%あった。これよりN2分圧比
としては最低1%以上、好ましくは5%以上が必要であ
る。また、N2分圧の増加に従って、成膜速度はN2分圧0
%時の100Å/minから40%時の40Å/minへとほぼN2分圧
比に対して直線的に減少し、また30%以上では膜中のN2
過多となったためN2分圧比の上限は30%より好ましくは
20%が良い。
5%,0.2%,0.05%の4種類変化させて、高純度AlNター
ゲットのスパッタを行ってTbCo下地層を形成し、AES分
析、カー測定を行ったところ0.9%,0.5%のものは、無
効層領域が若干残っているもののカーループの磁化反転
部はかなりシャープなものが得られ実用には耐え得る光
磁気ディスクサンプルが得られ、又、0.2%及び0.05%
のものは無効領域の厚さが極めて小さく、カーループも
第1図(c)にかなり近いものが得られた。この場合、
上記混合ガス中のO2分圧比が0.2%以下であればCo系磁
性膜以外のFe系磁性膜についても磁気特性の良好な膜が
得られ、さらには磁性膜の膜厚が100Å以下の良好な膜
を得ることができる。従って透明層の形成に、高純度タ
ーゲットを使用した場合のスパッタガス雰囲気中の酸素
あるいは酸化物系ガスの分圧比は1%以下と規定され、
好ましくは0.2%以下、より好ましくは0.02%以下(N2
−Ar混合ガス使用時の残留ガス中に占める酸素及び酸化
物系ガスの総分圧比はこの程度と見積られる;チャンバ
ー中の残留ガスの主成分はH2Oであることが質量分析の
結果判っている。)と規定される。AlNターゲットをス
パッタするN2−Ar混合ガス中のN2分圧比は上記した20%
の他に、0%,1%,5%,25%,40%として行なった所、何
れの場合にも無効領域はなくカーループも良好となった
が、別個にAlN膜そのものの透過率をガラス基板を使用
して調べたところ、ガラス基板の透過率を100%とした
場合の透過率(Tr)は、N2分圧比が0%のものはTrが65
%と低くて実用的でなく、N2分圧比が1%のものはTrが
75%と若干低く、N2分圧比が5%ではTrが85%、N2分圧
比が25%,40%ではTrが95%あった。これよりN2分圧比
としては最低1%以上、好ましくは5%以上が必要であ
る。また、N2分圧の増加に従って、成膜速度はN2分圧0
%時の100Å/minから40%時の40Å/minへとほぼN2分圧
比に対して直線的に減少し、また30%以上では膜中のN2
過多となったためN2分圧比の上限は30%より好ましくは
20%が良い。
また、N2−Ar混合ガスの流量を前記した100sccmの他
に、0〔sccm〕(ガスを導入してバルブ(19)を完全に
しめた)、5〔sccm〕,20〔sccm〕,200〔sccm〕,500〔s
ccm〕で行なったところ、0〔sccm〕ではスパッタ開始
と共にガス圧力が若干増加し(チャンバー器壁よりのH2
Oの放出のためである)、膜質も不安定であったのに対
し、5〔sccm〕以上では安定して酸素濃度の低いAlN膜
が得られ特に20〔sccm〕以上では酸素オージェピーク強
度(感度補正後の値)が全体の2(at%)以下の膜が再
現性良く得られ、そのようなAlNを下地とする媒体のカ
ーループは常に良好であった。但し、500〔sccm〕では
クライオ(Torr−8)の排気能力ぎりぎりなので長時間
に亘る成膜はできなかったので、本質的にはガス流量の
上限はないが実用的には1000〔sccm〕以下(Torr−8Typ
e以上の能力のポンプが必要となる)、より実用的には4
00〔sccm〕以下とすべきである。また上記透明膜中の酸
素の含有量は記録層の膜厚とも関係し、透明膜中の酸素
の含有量が2(at%)以下であれば磁気特性の良好な膜
厚が500Å以下の記録膜を得ることができる。この場
合、Co系の記録層に対しては特に特性が良好であった
が、Fe系の記録層に対しては不十分であり、また記録層
の膜厚をさらに薄くするには不十分である。このFe系の
記録層に対する問題、記録層の膜厚に対する問題を解消
するためには透明膜中の酸素の含有量をさらに0.5(at
%)以下とすれば良い。このようにすればFe系の記録膜
を良好に形成することができ、また100Å以下の薄い記
録膜を得ることができる。従って、記録膜の膜厚を薄く
できることにより、光損失が少ないためファラデー効
果であり再生C/Nを向上させることができ、レーザビ
ーム照射時の熱損失が少ないため記録感度を向上でき、
量産に適している等の効果を得ることができる。
に、0〔sccm〕(ガスを導入してバルブ(19)を完全に
しめた)、5〔sccm〕,20〔sccm〕,200〔sccm〕,500〔s
ccm〕で行なったところ、0〔sccm〕ではスパッタ開始
と共にガス圧力が若干増加し(チャンバー器壁よりのH2
Oの放出のためである)、膜質も不安定であったのに対
し、5〔sccm〕以上では安定して酸素濃度の低いAlN膜
が得られ特に20〔sccm〕以上では酸素オージェピーク強
度(感度補正後の値)が全体の2(at%)以下の膜が再
現性良く得られ、そのようなAlNを下地とする媒体のカ
ーループは常に良好であった。但し、500〔sccm〕では
クライオ(Torr−8)の排気能力ぎりぎりなので長時間
に亘る成膜はできなかったので、本質的にはガス流量の
上限はないが実用的には1000〔sccm〕以下(Torr−8Typ
e以上の能力のポンプが必要となる)、より実用的には4
00〔sccm〕以下とすべきである。また上記透明膜中の酸
素の含有量は記録層の膜厚とも関係し、透明膜中の酸素
の含有量が2(at%)以下であれば磁気特性の良好な膜
厚が500Å以下の記録膜を得ることができる。この場
合、Co系の記録層に対しては特に特性が良好であった
が、Fe系の記録層に対しては不十分であり、また記録層
の膜厚をさらに薄くするには不十分である。このFe系の
記録層に対する問題、記録層の膜厚に対する問題を解消
するためには透明膜中の酸素の含有量をさらに0.5(at
%)以下とすれば良い。このようにすればFe系の記録膜
を良好に形成することができ、また100Å以下の薄い記
録膜を得ることができる。従って、記録膜の膜厚を薄く
できることにより、光損失が少ないためファラデー効
果であり再生C/Nを向上させることができ、レーザビ
ーム照射時の熱損失が少ないため記録感度を向上でき、
量産に適している等の効果を得ることができる。
次に、高純度AlNターゲットをY2O3,Al2O3等の酸化物
が、〔at%〕,3〔at%〕,5〔at%〕の焼結AlNターゲッ
トを用意し、スパッタガスとしては、N2−Ar混合ガスを
使用して、AlNスパッタ膜をTbCo,下地層として形成し前
記したと同様のサンプルの形成及び評価を行なった。そ
の結果1〔at%〕酸化物入りのAlNターゲットを使用し
たサンプルについては、界面近傍に薄い無効層領域が検
出されたもののカーループは、高純度AlNターゲットを
使用した場合に近い良好なものが得られたのに対し、酸
化物が3at%,5at%のAlNターゲットでは無効領域が大き
く成長しカーループ形状も悪いことが判った。故に、本
発明に規定される如く、透明層の成膜に使用するターゲ
ット中に含有される酸化物の含有量は1〔at%〕とすべ
きである。そして、この様な高純度かつ緻密なターゲッ
トとして現在入手可能なものとしては、実施例に記載し
たAlNの他には、パイロリティックCVD法で形成されたBN
ターゲットが代表的である。
が、〔at%〕,3〔at%〕,5〔at%〕の焼結AlNターゲッ
トを用意し、スパッタガスとしては、N2−Ar混合ガスを
使用して、AlNスパッタ膜をTbCo,下地層として形成し前
記したと同様のサンプルの形成及び評価を行なった。そ
の結果1〔at%〕酸化物入りのAlNターゲットを使用し
たサンプルについては、界面近傍に薄い無効層領域が検
出されたもののカーループは、高純度AlNターゲットを
使用した場合に近い良好なものが得られたのに対し、酸
化物が3at%,5at%のAlNターゲットでは無効領域が大き
く成長しカーループ形状も悪いことが判った。故に、本
発明に規定される如く、透明層の成膜に使用するターゲ
ット中に含有される酸化物の含有量は1〔at%〕とすべ
きである。そして、この様な高純度かつ緻密なターゲッ
トとして現在入手可能なものとしては、実施例に記載し
たAlNの他には、パイロリティックCVD法で形成されたBN
ターゲットが代表的である。
第4図は、本発明に係る第1図(a)に示すサンプル
と従来技術に係る第2図(a)のサンプルを70%−85℃
R.H.の恒温恒湿槽中に放置して寿命評価試験を行なった
結果であり、本発明に係るサンプルは、As,Depoと全く
特性(カーループ)が変化しなかったのに対し、従来技
術に係るサンプルは保磁力がTbの欠乏する方向へ次第に
変化していってしまうことが明らかとなった。従来技術
に係るサンプルについて、350hrの加速劣化試験後のサ
ンプルのAES分析を行なった結果が第5図である(第2
図(b)が加速劣化前)。第5図から明らかな如く、従
来技術によって得た無効領域を有する媒体では、この無
効領域が加速劣化試験によってどんどん厚くなってしま
うことが判り、本発明の光磁気ディスク及びその製造方
法が長寿命化にも著しい効果があることが明らかであ
る。第5図より、TbCo膜の上に成膜した(オーバーコー
ト)Si3N4膜中にも、酸素がとり込まれているが、オー
バーコート層中の酸素によっては無効層(RE−酸化物)
が形成されず、又、加速劣化してもオーバーコート層中
の酸素によるRE−酸化はみられない。この理由は、TbCo
膜の成膜を下地層上に行なう際にはTb元素が裸のスパッ
タ粒子という形で下地層上に飛来するのに対して、TbCo
膜ができてしまえば、TbとCoとの間に金属結合力が働い
ており、その上に酸素が固溶している膜がコートされて
もそれ程悪影響を及ぼさない為と、定性的には解釈され
る。
と従来技術に係る第2図(a)のサンプルを70%−85℃
R.H.の恒温恒湿槽中に放置して寿命評価試験を行なった
結果であり、本発明に係るサンプルは、As,Depoと全く
特性(カーループ)が変化しなかったのに対し、従来技
術に係るサンプルは保磁力がTbの欠乏する方向へ次第に
変化していってしまうことが明らかとなった。従来技術
に係るサンプルについて、350hrの加速劣化試験後のサ
ンプルのAES分析を行なった結果が第5図である(第2
図(b)が加速劣化前)。第5図から明らかな如く、従
来技術によって得た無効領域を有する媒体では、この無
効領域が加速劣化試験によってどんどん厚くなってしま
うことが判り、本発明の光磁気ディスク及びその製造方
法が長寿命化にも著しい効果があることが明らかであ
る。第5図より、TbCo膜の上に成膜した(オーバーコー
ト)Si3N4膜中にも、酸素がとり込まれているが、オー
バーコート層中の酸素によっては無効層(RE−酸化物)
が形成されず、又、加速劣化してもオーバーコート層中
の酸素によるRE−酸化はみられない。この理由は、TbCo
膜の成膜を下地層上に行なう際にはTb元素が裸のスパッ
タ粒子という形で下地層上に飛来するのに対して、TbCo
膜ができてしまえば、TbとCoとの間に金属結合力が働い
ており、その上に酸素が固溶している膜がコートされて
もそれ程悪影響を及ぼさない為と、定性的には解釈され
る。
第6図は、TbCo記録膜の膜厚を250Å以下と薄くして
形成したサンプルのカーループであり、下地層には、従
来技術のAlNと本発明のAlN(両者共製造条件は上述した
ものと同一とした)の2種類を使用し、TbCoオーバーコ
ート膜にはSi3N4膜を使用した。第6図より明らかな如
く、従来技術の下地層上にTbCo膜を形成したサンプルで
は、TbCo膜厚150Å以下では垂直膜とならず、200Å,250
Åでも、磁気的特性が大幅にTbの欠乏する側にシフトし
ているのに対し、本発明の下地層上にTbCo膜を形成した
サンプルでは、TbCo膜厚100Åでも良好なカーループの
垂直媒体となっており、本発明の効果が記録層の膜厚が
薄い場合特に効果があることが明らかである。
形成したサンプルのカーループであり、下地層には、従
来技術のAlNと本発明のAlN(両者共製造条件は上述した
ものと同一とした)の2種類を使用し、TbCoオーバーコ
ート膜にはSi3N4膜を使用した。第6図より明らかな如
く、従来技術の下地層上にTbCo膜を形成したサンプルで
は、TbCo膜厚150Å以下では垂直膜とならず、200Å,250
Åでも、磁気的特性が大幅にTbの欠乏する側にシフトし
ているのに対し、本発明の下地層上にTbCo膜を形成した
サンプルでは、TbCo膜厚100Åでも良好なカーループの
垂直媒体となっており、本発明の効果が記録層の膜厚が
薄い場合特に効果があることが明らかである。
次に本発明に係る光磁気ディスクの第2の製造方法に
ついて示し、それによって得た本発明の光磁気ディスク
の有用性を明らかにする。成膜装置は第1の製造方法で
示したものと同一の第3図のものを用いた。4つのター
ゲットは、Si,Tb,Co,Si3N4とした。Si以外は第1の製造
方法と同一である。
ついて示し、それによって得た本発明の光磁気ディスク
の有用性を明らかにする。成膜装置は第1の製造方法で
示したものと同一の第3図のものを用いた。4つのター
ゲットは、Si,Tb,Co,Si3N4とした。Si以外は第1の製造
方法と同一である。
上記構成で、先ずチャンバー内を排気し、30%分圧N2
−Ar混合ガスを100〔sccm〕導入し、ガス圧力を5mTorr
として、SiターゲットにRFパワーを印加して、反応性ス
パッタリング法によってSi3N4膜を約1000Å形成し、そ
の上にTbCo膜、Si3N4膜を連続形成した。下地のSiの反
応性スパッタSi3N4膜中の酸素濃度は、1〔at%以下で
ありTbCoと下地のSi3N4の間の無効領域は形成されてお
らずカーループも良好であった。
−Ar混合ガスを100〔sccm〕導入し、ガス圧力を5mTorr
として、SiターゲットにRFパワーを印加して、反応性ス
パッタリング法によってSi3N4膜を約1000Å形成し、そ
の上にTbCo膜、Si3N4膜を連続形成した。下地のSiの反
応性スパッタSi3N4膜中の酸素濃度は、1〔at%以下で
ありTbCoと下地のSi3N4の間の無効領域は形成されてお
らずカーループも良好であった。
次にSiの反応性スパッタガス中のN2分圧比を2%,10
%,30%,50%,70%に変化してSi3N4下地層の形成を行な
ったところ、N2分圧比2%の膜はSi過多で透過率が小さ
く、これ以下のN2分圧比ではSi主体の膜となり透明層と
して用いるには適さないことが判った。又、N2分圧比70
%の場合は、成膜速度が極端に低下し、N250%分圧でも
成膜速度は50Å/minと低かったので、N2分圧比の条件と
しては2%〜50%、好ましくは7%〜30%であることが
判った。Si以外の金属としてはAlを用いて同様の実験を
行なったところ、Siと有意差のない結果を得た。この他
には窒化物を形成できる金属ならば何でも良くLi,Be,B,
Al,Si,Cu,Zn,Ga,Ge,In,La,Cl,Nd,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,E
r,Yb,Luが使えるが、残留ガスの影響が少なく、さらに
安価という面から好ましいのは、Al,Si,B,Geである。次
に、N2−O2−Ar混合ガス(第1の製造方法と同様の手段
で行なった)でSiを反応性スパッタした結果、Si3N4膜
中へのOの固溶量を2(at%)以下とするためには、ガ
ス中の酸素の分圧比を1(%)以下とする必要がある。
またこのように酸素の分圧比を1(%)以下とすること
により記録層の膜厚を500Å以下とすることができる
が、この記録層の膜厚を100Å以下とし、またCo系以外
のFe系の記録層に対して十分の磁気特性を得るためには
酸素の分圧比を0.2(%)以下とする必要がある。尚、
ガスの流量については第1の製造方法に準じている。
%,30%,50%,70%に変化してSi3N4下地層の形成を行な
ったところ、N2分圧比2%の膜はSi過多で透過率が小さ
く、これ以下のN2分圧比ではSi主体の膜となり透明層と
して用いるには適さないことが判った。又、N2分圧比70
%の場合は、成膜速度が極端に低下し、N250%分圧でも
成膜速度は50Å/minと低かったので、N2分圧比の条件と
しては2%〜50%、好ましくは7%〜30%であることが
判った。Si以外の金属としてはAlを用いて同様の実験を
行なったところ、Siと有意差のない結果を得た。この他
には窒化物を形成できる金属ならば何でも良くLi,Be,B,
Al,Si,Cu,Zn,Ga,Ge,In,La,Cl,Nd,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,E
r,Yb,Luが使えるが、残留ガスの影響が少なく、さらに
安価という面から好ましいのは、Al,Si,B,Geである。次
に、N2−O2−Ar混合ガス(第1の製造方法と同様の手段
で行なった)でSiを反応性スパッタした結果、Si3N4膜
中へのOの固溶量を2(at%)以下とするためには、ガ
ス中の酸素の分圧比を1(%)以下とする必要がある。
またこのように酸素の分圧比を1(%)以下とすること
により記録層の膜厚を500Å以下とすることができる
が、この記録層の膜厚を100Å以下とし、またCo系以外
のFe系の記録層に対して十分の磁気特性を得るためには
酸素の分圧比を0.2(%)以下とする必要がある。尚、
ガスの流量については第1の製造方法に準じている。
次に本発明に係る光磁気ディスクの第3の製造方法に
ついて述べる。TbCo膜の下地層の形成には、純度約95
〔at%〕のSi3N4焼結ターゲットを使用し、これを20
(%)分圧N2−Ar混合ガスでスパッタすると同時に、基
板ホルダーに約250VのRF自己バイアス電位を印加してバ
イアス・スパッタしてSi3N4膜を得、この上にTbCo膜、S
i3N4無バイアス・スパッタ膜を形成して評価したとこ
ろ、バイアス・スパッタSi3N4膜中からは、酸素のオー
ジェピークは検出されず(1(at%)以下)、無効領域
のない良質なカーループのサンプルが得られた。TbCo膜
上に形成したSi3N4無バイアス・スパッタ膜中からは約1
0(at%)のOが検出されたが、同一の焼結ターゲット
を使用したものであるので基板へのバイアス電位の印加
によって、膜中から酸素が選択的に再スパッタ放出され
ることが明らかである。基板へ印加するバイアス電位と
しては、酸素の再スパタ放出を充分行なうためには、ネ
ガテスブ側へ−50〔V〕以上好ましくは−100〔V〕以
上であり、−250〔V〕で充分であるが、ターゲット中
の酸化物含有量によっては、より大きなバイスを印加す
べきであろう。バイアス電位の上限は、基板への熱負荷
によって規定されるべきであるが、−700〔V〕以上な
らば3分間以上のバイアス・スパッタ、−500V以上なら
ば5分間以上のバイアス・スパッタで、例えばアクリル
基板の場合は熱変形を誘起して好ましくないので、−70
0V以下、好ましくは−500V以下とすべきである。第3の
製造方法の手法によれば酸化物含有量の多いターゲット
も使用できるので、特にターゲット材料に限定されない
が、酸化物系ターゲットよりは窒化物系ターゲットが良
く、特にSi3N4,AlN,BN等が、コスト、成膜速度、透明性
の点から好ましい。
ついて述べる。TbCo膜の下地層の形成には、純度約95
〔at%〕のSi3N4焼結ターゲットを使用し、これを20
(%)分圧N2−Ar混合ガスでスパッタすると同時に、基
板ホルダーに約250VのRF自己バイアス電位を印加してバ
イアス・スパッタしてSi3N4膜を得、この上にTbCo膜、S
i3N4無バイアス・スパッタ膜を形成して評価したとこ
ろ、バイアス・スパッタSi3N4膜中からは、酸素のオー
ジェピークは検出されず(1(at%)以下)、無効領域
のない良質なカーループのサンプルが得られた。TbCo膜
上に形成したSi3N4無バイアス・スパッタ膜中からは約1
0(at%)のOが検出されたが、同一の焼結ターゲット
を使用したものであるので基板へのバイアス電位の印加
によって、膜中から酸素が選択的に再スパッタ放出され
ることが明らかである。基板へ印加するバイアス電位と
しては、酸素の再スパタ放出を充分行なうためには、ネ
ガテスブ側へ−50〔V〕以上好ましくは−100〔V〕以
上であり、−250〔V〕で充分であるが、ターゲット中
の酸化物含有量によっては、より大きなバイスを印加す
べきであろう。バイアス電位の上限は、基板への熱負荷
によって規定されるべきであるが、−700〔V〕以上な
らば3分間以上のバイアス・スパッタ、−500V以上なら
ば5分間以上のバイアス・スパッタで、例えばアクリル
基板の場合は熱変形を誘起して好ましくないので、−70
0V以下、好ましくは−500V以下とすべきである。第3の
製造方法の手法によれば酸化物含有量の多いターゲット
も使用できるので、特にターゲット材料に限定されない
が、酸化物系ターゲットよりは窒化物系ターゲットが良
く、特にSi3N4,AlN,BN等が、コスト、成膜速度、透明性
の点から好ましい。
この第3の製造方法では純度約95(at%)のSi3N4焼
結ターゲットを用いているが、これは、ターゲット中の
酸素及び酸化物の和から5(at%)以上ではバイアス・
スパッタSi3N4膜とTbCo膜の界面に磁気特性に影響を与
える無効領域が形成されるためである。また、このよう
にターゲット中の酸素及び酸化物の和を5(at%)以下
とし、上記第2の製造方法で示したガスのガス中の酸素
及び酸化物系ガスの含有量の和を分圧比で5(%)以下
としてスパッタリングすることにより記録層の膜厚を50
0Å以下とすることができるが、この記録層の膜厚を100
Å以下とし、またCo系以外のFe系の記録層に対して十分
の磁気特性を得るためには、さらにターゲット中の酸素
及び酸化物の和を2(at%)以下とする必要がある。同
様に、ターゲット中の酸素及び酸化物の和を5(at%)
以下とした場合に、記録層の膜厚を100Å以下とした
り、またFe系の記録層に対して十分の磁気特性を得るた
めにはガス中の酸素及び酸化物系ガスの含有量の和を1
(%)以下とする必要がある。
結ターゲットを用いているが、これは、ターゲット中の
酸素及び酸化物の和から5(at%)以上ではバイアス・
スパッタSi3N4膜とTbCo膜の界面に磁気特性に影響を与
える無効領域が形成されるためである。また、このよう
にターゲット中の酸素及び酸化物の和を5(at%)以下
とし、上記第2の製造方法で示したガスのガス中の酸素
及び酸化物系ガスの含有量の和を分圧比で5(%)以下
としてスパッタリングすることにより記録層の膜厚を50
0Å以下とすることができるが、この記録層の膜厚を100
Å以下とし、またCo系以外のFe系の記録層に対して十分
の磁気特性を得るためには、さらにターゲット中の酸素
及び酸化物の和を2(at%)以下とする必要がある。同
様に、ターゲット中の酸素及び酸化物の和を5(at%)
以下とした場合に、記録層の膜厚を100Å以下とした
り、またFe系の記録層に対して十分の磁気特性を得るた
めにはガス中の酸素及び酸化物系ガスの含有量の和を1
(%)以下とする必要がある。
以上、本発明の光磁気ディスクを製造する手段として
3つの製造方法を詳述したが、これら何れの方法も、実
用的な光ディスク基板の製法である。アクリル,エポキ
シ,PCに充分適用が可能であるのは自明であるが、第3
のバイアス・スパッタ法は基板への熱負荷が懸念される
ので、無バイアススパッタとバイアス・スパッタの組み
合わせによるTbCo膜下地透明層の成膜を何通りか行なっ
た。第7図はその様にして得たサンプルの表面状態であ
る。第7図(a),(b)が、バイアス・スパッタ法で
形成した1000ÅのSi3N4を下地層とするもので、第7図
(b)がグルーブ付きPMMA基板、第7図(b)がグルー
ブ付きPC基板の場合である。PC基板では、基板の熱変形
は発生していないが、PMMA基板では発生している。第7
図(c)は無バイアス・スパッタ法で500ÅのSi3N4を形
成した後にバイアス・スパッタ法で500ÅのSi3N4を形成
した下地層を有するサンプルでPMMA基板、第7図(d)
は、無バイアス・スパッタ法で750ÅのSi3N4を形成した
後にバイアス・スパッタ法で250ÅのSi3N4を形成した下
地層を有するサンプルでPMMA基板の表面写真であり、第
7図(d)ではPMMAでも熱的に耐え得ることが明らかで
ある。この様に基板の材質を考慮してプロセスコントロ
ールを行なえば、本発明に係る光磁気ディスクの3つの
製造方法は広く実用的樹脂基板に適用することができ
る。第8図は、Si基板上に、無バイアス・スパッタSi3N
4750Å、バイアス・スパッタSi3N4250Åを成膜し、その
上にTbCo膜1000Å、無バイアス・スパッタSi3N4膜250Å
を成膜したサンプルのオージェ分析結果であるが、TbCo
膜に接する下地のバイアス・スパッタSi3N4膜中の酸素
濃度は1(a%)以下となっており、その下のTbCo膜に
接しない下地の無バイアス・スパッタSi3N4中には10(a
t%)程度の固溶酸素が存在するが、本発明の光磁気デ
ィスクはこの様な構造のものも当然含んでいる。また、
この様な構造のサンプルを加速劣化試験に供しても、無
バイアス・スパッタSi3N4膜領域中の固溶酸素が、バイ
アス・スパッタSi3N4膜領域に拡散してくるということ
はみられなかった。
3つの製造方法を詳述したが、これら何れの方法も、実
用的な光ディスク基板の製法である。アクリル,エポキ
シ,PCに充分適用が可能であるのは自明であるが、第3
のバイアス・スパッタ法は基板への熱負荷が懸念される
ので、無バイアススパッタとバイアス・スパッタの組み
合わせによるTbCo膜下地透明層の成膜を何通りか行なっ
た。第7図はその様にして得たサンプルの表面状態であ
る。第7図(a),(b)が、バイアス・スパッタ法で
形成した1000ÅのSi3N4を下地層とするもので、第7図
(b)がグルーブ付きPMMA基板、第7図(b)がグルー
ブ付きPC基板の場合である。PC基板では、基板の熱変形
は発生していないが、PMMA基板では発生している。第7
図(c)は無バイアス・スパッタ法で500ÅのSi3N4を形
成した後にバイアス・スパッタ法で500ÅのSi3N4を形成
した下地層を有するサンプルでPMMA基板、第7図(d)
は、無バイアス・スパッタ法で750ÅのSi3N4を形成した
後にバイアス・スパッタ法で250ÅのSi3N4を形成した下
地層を有するサンプルでPMMA基板の表面写真であり、第
7図(d)ではPMMAでも熱的に耐え得ることが明らかで
ある。この様に基板の材質を考慮してプロセスコントロ
ールを行なえば、本発明に係る光磁気ディスクの3つの
製造方法は広く実用的樹脂基板に適用することができ
る。第8図は、Si基板上に、無バイアス・スパッタSi3N
4750Å、バイアス・スパッタSi3N4250Åを成膜し、その
上にTbCo膜1000Å、無バイアス・スパッタSi3N4膜250Å
を成膜したサンプルのオージェ分析結果であるが、TbCo
膜に接する下地のバイアス・スパッタSi3N4膜中の酸素
濃度は1(a%)以下となっており、その下のTbCo膜に
接しない下地の無バイアス・スパッタSi3N4中には10(a
t%)程度の固溶酸素が存在するが、本発明の光磁気デ
ィスクはこの様な構造のものも当然含んでいる。また、
この様な構造のサンプルを加速劣化試験に供しても、無
バイアス・スパッタSi3N4膜領域中の固溶酸素が、バイ
アス・スパッタSi3N4膜領域に拡散してくるということ
はみられなかった。
上記実施例ではRE−TM記録膜としてTbCo膜を用いた例
について詳述したが本発明は他のRE−TM膜に対しても有
用であることは、本発明の主旨からして自明である。Tb
Co膜を特に例として用いたのは、RE−TM膜中では最も耐
酸化性に優れているからであり、発明の骨子からすれ
ば、他のRE−TM膜、例えばTbFe,TbFeCo,GdTbFe,GdTbFeC
o,DyFe等Feを含有するRE−TM膜に対しては本発明はより
効果的である。また、本発明は、RE−TM膜に接する下地
透明層(基板とRE−TM膜の中間層)を厳格に規定するも
のであり、上地層(RE−TM膜に接するオーバーコート
層)については、前述した通り固溶酸素が存在していて
も実用上問題がない。従って、RE−TM膜に接する下地透
明層及び上地層のうち下地透明層の固溶酸素濃度を十分
に低くすることにより、RE−TM膜を薄くしてその透過光
をも利用する多層エンハンスメント構成の光磁気ディス
クにおいても、長期信頼性が著しく向上する。
について詳述したが本発明は他のRE−TM膜に対しても有
用であることは、本発明の主旨からして自明である。Tb
Co膜を特に例として用いたのは、RE−TM膜中では最も耐
酸化性に優れているからであり、発明の骨子からすれ
ば、他のRE−TM膜、例えばTbFe,TbFeCo,GdTbFe,GdTbFeC
o,DyFe等Feを含有するRE−TM膜に対しては本発明はより
効果的である。また、本発明は、RE−TM膜に接する下地
透明層(基板とRE−TM膜の中間層)を厳格に規定するも
のであり、上地層(RE−TM膜に接するオーバーコート
層)については、前述した通り固溶酸素が存在していて
も実用上問題がない。従って、RE−TM膜に接する下地透
明層及び上地層のうち下地透明層の固溶酸素濃度を十分
に低くすることにより、RE−TM膜を薄くしてその透過光
をも利用する多層エンハンスメント構成の光磁気ディス
クにおいても、長期信頼性が著しく向上する。
しかも本発明においては、多層エンハンスメント構成
の光磁気ディスクについて、第1図や第8図に示したよ
うな特に酸素を含有する上地層を形成することで、記録
感度が向上すると同時にカー回転角のエンハンス効果が
一段と高められる。ここで具体的に、第1図に示すサン
プルと同様のAlN透明層、TbCo記録層及び(AES分析で酸
素のオージェピークが検出される)Si3N4酸化防止層を
それぞれ1400A、250A、200Aの厚さでポリカーボネート
基板上に順次形成し、さらにその上に厚さ500Al膜を成
膜してカー測定を行ったところ、得られた光磁気ディス
クはカー回転角1.2Degを示した。一方、本発明に係る光
磁気ディスクの第3の製造方法を適用したバイアス・ス
パッタ法で、実質的に酸素無含有のSi3N4酸化防止層を
形成した以外は全く同様の光磁気ディスクでは、カー回
転角0.9Degであった。また、Si3N4酸化防止層をAlN酸化
防止層に代えた以外は同様の光磁気ディスクについてそ
れぞれ同様にカー測定を行った結果、やはりAES分析で
酸素のオージェピークが検出される場合により大きなカ
ー回転角を示した。
の光磁気ディスクについて、第1図や第8図に示したよ
うな特に酸素を含有する上地層を形成することで、記録
感度が向上すると同時にカー回転角のエンハンス効果が
一段と高められる。ここで具体的に、第1図に示すサン
プルと同様のAlN透明層、TbCo記録層及び(AES分析で酸
素のオージェピークが検出される)Si3N4酸化防止層を
それぞれ1400A、250A、200Aの厚さでポリカーボネート
基板上に順次形成し、さらにその上に厚さ500Al膜を成
膜してカー測定を行ったところ、得られた光磁気ディス
クはカー回転角1.2Degを示した。一方、本発明に係る光
磁気ディスクの第3の製造方法を適用したバイアス・ス
パッタ法で、実質的に酸素無含有のSi3N4酸化防止層を
形成した以外は全く同様の光磁気ディスクでは、カー回
転角0.9Degであった。また、Si3N4酸化防止層をAlN酸化
防止層に代えた以外は同様の光磁気ディスクについてそ
れぞれ同様にカー測定を行った結果、やはりAES分析で
酸素のオージェピークが検出される場合により大きなカ
ー回転角を示した。
すなわち本発明のような光磁気ディスクにおいては、
基板、下地透明層、記録層及び上地層の多層構造におけ
る各界面での屈折率の差が大きいほどレーザビームの多
重干渉によるエンハンス効果が高まり、カー回転角が増
加する。ここで本発明では、下地透明層や上地層に用い
られる窒化物などに酸素がとり込まれるとその屈折率が
減少する傾向がある。従って本発明の光磁気ディスクで
は、下地透明層の酸素含有量が少ないほど一般に屈折率
の小さい透明樹脂などからなる基板との屈折率の差は大
きく、かつ上地層では酸素を含有したとき、一般に屈折
率の大きいRE−TM膜からなる記録層との屈折率の差が増
大する。この結果、上述した通り下地透明層の固溶酸素
濃度を充分に低くするとともに上地層に酸素を含有させ
ることで、酸素がとり込まれることによる記録層の界面
での無効層の形成を抑えたうえで、十分なエンハンス効
果を得ることが可能となる。
基板、下地透明層、記録層及び上地層の多層構造におけ
る各界面での屈折率の差が大きいほどレーザビームの多
重干渉によるエンハンス効果が高まり、カー回転角が増
加する。ここで本発明では、下地透明層や上地層に用い
られる窒化物などに酸素がとり込まれるとその屈折率が
減少する傾向がある。従って本発明の光磁気ディスクで
は、下地透明層の酸素含有量が少ないほど一般に屈折率
の小さい透明樹脂などからなる基板との屈折率の差は大
きく、かつ上地層では酸素を含有したとき、一般に屈折
率の大きいRE−TM膜からなる記録層との屈折率の差が増
大する。この結果、上述した通り下地透明層の固溶酸素
濃度を充分に低くするとともに上地層に酸素を含有させ
ることで、酸素がとり込まれることによる記録層の界面
での無効層の形成を抑えたうえで、十分なエンハンス効
果を得ることが可能となる。
第1図は本発明に係る光磁気ディスクの説明図、第2図
は比較例としての従来技術に係る光磁気ディスクの説明
図、第3図は、本発明の光磁気ディスクの製造に使用し
た装置を示す図、第4図は本発明及び従来技術の光磁気
ディスクの寿命評価結果を示す図、第5図は従来技術の
光磁気ディスクの加速劣化後の組成分布図、第6図は本
発明及び従来技術の光磁気ディスクのカーループを示す
図、第7図は本発明の製造方法で形成した光磁気ディス
クの結晶構造を顕微鏡写真により表わした図、第8図は
本発明の光磁気ディスクの組成分布図である。 1……基板、2……透明層、3……記録層、 4……保護層、7……チャンバー、8……スパッタ源、
9……シャッター、10……DC電源、11,13……RF電源、1
2……基板ホルダー、14……コンデンサー、15……スイ
ッチ、16……N2ガス、17……Arガス、 18……質量流量コントローラー、 19……コンダクタンスバルブ、 20……クライオポンプ、21……真空ゲージ、 22……ロータリポンプ
は比較例としての従来技術に係る光磁気ディスクの説明
図、第3図は、本発明の光磁気ディスクの製造に使用し
た装置を示す図、第4図は本発明及び従来技術の光磁気
ディスクの寿命評価結果を示す図、第5図は従来技術の
光磁気ディスクの加速劣化後の組成分布図、第6図は本
発明及び従来技術の光磁気ディスクのカーループを示す
図、第7図は本発明の製造方法で形成した光磁気ディス
クの結晶構造を顕微鏡写真により表わした図、第8図は
本発明の光磁気ディスクの組成分布図である。 1……基板、2……透明層、3……記録層、 4……保護層、7……チャンバー、8……スパッタ源、
9……シャッター、10……DC電源、11,13……RF電源、1
2……基板ホルダー、14……コンデンサー、15……スイ
ッチ、16……N2ガス、17……Arガス、 18……質量流量コントローラー、 19……コンダクタンスバルブ、 20……クライオポンプ、21……真空ゲージ、 22……ロータリポンプ
Claims (25)
- 【請求項1】基板上に形成された下地透明層と、この下
地透明層上に形成された希土類−遷移金属非晶質フェリ
磁性合金薄膜からなる記録層と、この記録層上に形成さ
れた上地層とを備え、前記希土類−遷移金属非晶質フェ
リ磁性合金薄膜の透過光をも利用する多層エンハンスメ
ント構成の光磁気ディスクにおいて、前記下地透明層は
少なくとも前記記録層との界面がオージェ電子分光分析
による酸素量2(at%)以下である実質的に酸素無含有
の層であり、前記上地層は前記記録層との界面で酸素の
オージェピークが検出される実質的に酸素を含有する層
であることを特徴とする光磁気ディスク。 - 【請求項2】基板は、透明樹脂からなることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載の光磁気ディスク。 - 【請求項3】基板は、ポリメチルメタアクリレート,ポ
リカーボネート,エポキシの少なくともいずれか一種か
らなる透明樹脂からなることを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載の光磁気ディスク。 - 【請求項4】記録層は、TbFe,TbFeCo,GdTbFe,TbCo,GdC
o,GdTbCo,GdTbFeCo,DyFe,GdDyFeのいずれかからなるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の光磁気ディ
スク。 - 【請求項5】下地透明層中に含有されるオージェ電子分
光分析による酸素量が0.5(at%)以下であることを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載の光磁気ディスク。 - 【請求項6】基板上に形成された下地透明層と、この下
地透明層上に形成された希土類−遷移金属非晶質フェリ
磁性合金薄膜からなる記録層と、この記録層上に形成さ
れた上地層とを備え、前記希土類−遷移金属非晶質フェ
リ磁性合金薄膜の透過光をも利用する多層エンハンスメ
ント構成からなり、かつ前記下地透明層は少なくとも前
記記録層との界面がオージェ電子分光分析による酸素量
2(at%)以下である実質的に酸素無含有の層であり、
前記上地層は前記記録層との界面で酸素のオージェピー
クが検出される実質的に酸素を含有する層である光磁気
ディスクの製造方法であって、酸素及び酸化物の和が1
(at%)以下のターゲットを、酸素及び酸化物系ガスの
含有量の和が分圧比で1(%)以下のガスのイオンによ
ってスパッタリングすることにより、前記下地透明層を
形成する工程を備えることを特徴とする光磁気ディスク
の製造方法。 - 【請求項7】ターゲットは誘導体からなることを特徴と
する特許請求の範囲第6項記載の光磁気ディスクの製造
方法。 - 【請求項8】ターゲットは金属からなることを特徴とす
る特許請求の範囲第6項記載の光磁気ディスクの製造方
法。 - 【請求項9】誘導体は窒化物,炭化物,硼化物のいずれ
かからなることを特徴とする特許請求の範囲第7項記載
の光磁気ディスクの製造方法。 - 【請求項10】窒化物はAlN,BNのいずれかからなること
を特徴とする特許請求の範囲第9項記載の光磁気ディス
クの製造方法。 - 【請求項11】金属はLi,Be,B,Al,Si,Cu,Zn,Ga,Ge,In,L
a,Ce,Nd,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Yb,Luの少なくともいず
れか一種からなることを特徴とする特許請求の範囲第8
項記載の光磁気ディスクの製造方法。 - 【請求項12】ガスは希ガスと窒素ガスとの混合ガスを
主成分とすることを特徴とする特許請求の範囲第6項記
載の光磁気ディスクの製造方法。 - 【請求項13】窒素ガスの含有量の和が分圧比で1乃至
30(%)であることを特徴とする特許請求の範囲第7項
及び第12項記載の光磁気ディスクの製造方法。 - 【請求項14】窒素ガスの含有量の和が分圧比で2乃至
50(%)であることを特徴とする特許請求の範囲第8項
及び第12項記載の光磁気ディスクの製造方法。 - 【請求項15】ガス中の酸素及び酸化物系ガスの含有量
の和が分圧比で0.2(%)以下であることを特徴とする
特許請求の範囲第6項記載の光磁気ディスクの製造方
法。 - 【請求項16】基板上に形成された下地透明層と、この
下地透明層上に形成された希土類−遷移金属非晶質フェ
リ磁性合金薄膜からなる記録層と、この記録層上に形成
された上地層とを備え、前記希土類−遷移金属非晶質フ
ェリ磁性合金薄膜の透過光をも利用する多層エンハンス
メント構成からなり、かつ前記下地透明層は少なくとも
前記記録層との界面がオージェ電子分光分析による酸素
量2(at%)以下である実質的に酸素無含有の層であ
り、前記上地層は前記記録層との界面で酸素のオージェ
ピークが検出される実質的に酸素を含有する層である光
磁気ディスクの製造方法であって、酸素及び酸化物の和
が5(at%)以下のターゲットを、酸素及び酸化物系ガ
スの含有量の和が分圧比で5(%)以下のガスのイオン
によってスパッタリングするとともに、前記基板に負の
バイアス電位を印加して前記下地透明層を形成する工程
を備えることを特徴とする光磁気ディスクの製造方法。 - 【請求項17】基板は、透明樹脂からなることを特徴と
する特許請求の範囲第16項記載の光磁気ディスクの製造
方法。 - 【請求項18】基板は、ポリメチルメタアクリレート,
ポリカーボネート,エポキシの少なくともいずれか一種
からなる透明樹脂からなることを特徴とする特許請求の
範囲第16項記載の光磁気ディスクの製造方法。 - 【請求項19】ターゲットの酸素及び酸化物の和は2
(at%)以下であることを特徴とする特許請求の範囲第
16項記載の光磁気ディスクの製造方法。 - 【請求項20】ターゲットは誘電体からなることを特徴
とする特許請求の範囲第16項記載の光磁気ディスクの製
造方法。 - 【請求項21】誘電体は窒化物,炭化物,硼化物のいず
れかからなることを特徴とする特許請求の範囲第16項記
載の光磁気ディスクの製造方法。 - 【請求項22】窒化物はSi3N4,AlN,BNのいずれかからな
ることを特徴とする特許請求の範囲第21項記載の光磁気
ディスクの製造方法。 - 【請求項23】ガスは希ガスと窒素ガスとの混合ガスを
主成分とすることを特徴とする特許請求の範囲第16項記
載の光磁気ディスクの製造方法。 - 【請求項24】負のバイアス電位は、接地電位に対して
−50〜−700(V)であることを特徴とする特許請求の
範囲第16項記載の光磁気ディスクの製造方法。 - 【請求項25】負のバイアス電位は、接地電位に対して
−100〜−500(V)であることを特徴とする特許請求の
範囲第16項記載の光磁気ディスクの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60140527A JP2577344B2 (ja) | 1985-06-28 | 1985-06-28 | 光磁気デイスク及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60140527A JP2577344B2 (ja) | 1985-06-28 | 1985-06-28 | 光磁気デイスク及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS623448A JPS623448A (ja) | 1987-01-09 |
JP2577344B2 true JP2577344B2 (ja) | 1997-01-29 |
Family
ID=15270738
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60140527A Expired - Lifetime JP2577344B2 (ja) | 1985-06-28 | 1985-06-28 | 光磁気デイスク及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2577344B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62293542A (ja) * | 1986-06-12 | 1987-12-21 | Konica Corp | 光磁気記録媒体 |
JP2608414B2 (ja) * | 1987-08-06 | 1997-05-07 | 富士写真フイルム株式会社 | 光磁気記録媒体 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59110052A (ja) * | 1982-12-15 | 1984-06-25 | Sharp Corp | 光メモリ素子 |
-
1985
- 1985-06-28 JP JP60140527A patent/JP2577344B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS623448A (ja) | 1987-01-09 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EXPY | Cancellation because of completion of term |