JP2723905B2 - 情報記録材料の製造方法 - Google Patents

情報記録材料の製造方法

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JP2723905B2
JP2723905B2 JP63121761A JP12176188A JP2723905B2 JP 2723905 B2 JP2723905 B2 JP 2723905B2 JP 63121761 A JP63121761 A JP 63121761A JP 12176188 A JP12176188 A JP 12176188A JP 2723905 B2 JP2723905 B2 JP 2723905B2
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文良 桐野
典之 荻原
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、基板に対して垂直な方向に情報を記録する
方式のフアイルメモリに係り、特に高耐候性,高熱安定
性に優れ、高信頼性を有するメモリの製造に好適な情報
記録材料に関する。
〔従来の技術〕
近年の高度情報化社会の進展に伴ない、高密度大容量
のフアイルメモリに対するニーズが高まつている。これ
にこたえる情報記録方式として、光メモリや垂直磁気記
録等が各所で開発されている。各種方式の光メモリの中
で光磁気記録,或いは垂直磁気記録は最も実用に近い段
階にあるといわれている。これら記録に用いる記録媒体
は金属合金が用いられており、大気中の水や酸素に対し
て活性で腐食が生じ、記録した情報が消失したり、情報
が記録できなかつたりするので、信頼性の低下が問題と
なつていた。これに対処するため、記録媒体の主体であ
る磁性元素に加え、耐食性向上のために元素を添加する
等していた。その例としては、特開昭61−255546号,61
−84004号,61−87306号,61−87307号,61−115257号,61
−115258号,61−117749号,61−84802号,61−84803号公
報等をあげることができる。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記従来技術では、磁気特性を低下させずに、情報記
録材料に生じる腐食である孔食及び湿食の2つを完全に
抑制するのに有効な添加元素は存在せず、特に耐食性に
ついては2種類の腐食を同時に抑制するのは困難であ
り、ひいてはデイスクの信頼性及び寿命の低下をきたし
ていた。
本発明の目的は、情報記録材料に磁気特性を低下させ
ずに孔食及び湿食の2種類の腐食を完全に抑制する元素
添加することで長寿命かつ高信頼性を有する情報記録材
料を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的は、垂直磁気異方性を有する磁性材料に耐食
性向上に有効な不動態形成または貴金属或いはその両方
の元素とSiとを同時添加し記録膜界面に偏析させること
により、達成される。
本発明の特徴は、基板に対して垂直或いは平行な方向
に磁化容易軸を有しかつ金属を基体とする情報記録材料
において、磁性元素に加えNb,Cr,TiまたはTaの内から選
ばれる少なくとも1種類の元素とSiを含む情報記録材料
にある。
この場合、作製した膜は非晶質となる。磁性元素に加
えNb,Cr,TiまたはTaの内から選ばれる少なくとも1種類
の元素と、Pt,RhまたはPdの内から選ばれる少なくとも
1種類の元素とSiとを含有させても良い。
磁性元素に加える元素の濃度は、膜形成初期または膜
形成終期のうちの何れか一方または両方で高くされる。
〔作用〕
金属材料中に存在するSiは、金属原子の移動を容易に
する作用を有する。その結果、磁性元素を中心とする金
属は水や酸素に対して活性でSiをこれに添加するとさら
に腐食速度が向上する。そこで磁性元素に加えて、不働
態形成金属や貴金属元素を添加すると、これらの元素の
濃度が記録膜界面近傍で高くなり、記録膜を保護するこ
とができる。従来の不働態形成金属や貴金属のみを添加
だけでもある程度は効果があるが、その効果をさらに増
幅するのがSiである。
〔実施例〕 以下本発明の詳細を実施例1〜4を用いて説明する。
[実施例1] 本実施例は、垂直磁化膜として希土類−鉄族元素より
なる光磁気材料にNbとSiを添加した例である。作製した
光磁気デイスクの断面構造の模式図を第1図に示す。デ
イスクの作製は以下に述べる順序で行なつた。まず、案
内溝付きの2.25″のガラスまたはプラスチツクの基板
(1)上に下地膜(2)としてSi3N4膜をスパツタリン
グ法にて形成した。放電ガスにAr/N2混合ガス(80/20
vol%/vol%)を用い、ターゲツトにはSi3N2焼結体を使
用した。スパツタリング条件は、投入RF出力:4.5w/cm2,
放電ガス圧力:1×10-2(Torr)、である。このようにし
て作製した下地膜は、屈折率n=2.30,膜厚700Åであつ
た。ひきつづき垂直磁化膜(3)をスパツタリング法に
より形成した。その時のターゲツトにはTb23Fe61.5Co12
Nb3.5なる組成の合金ターゲツト上にSiチツプを均一に
配置したものを用いた。放電ガスはArである。そしてス
パツタの条件としては、放電ガス圧力:5×10-3Torr、投
入RF電力4.5w/cm2、にてスパツタを行ない、1000Åの膜
を形成した。この膜の磁気特性は、θ=0.32゜,HC=8
KOe,TC=200℃,Tcomp=80℃、であつた。そして最後に
再びSi3N4を保護膜(4)としてスパツタ法により形成
した。スパツタに使用する材料は下地膜形成時と同一で
あり、条件も放電ガス圧力を2×10-2(Torr)とした以
外は下地膜形成時と同じである。
このようにして作製した光磁気デイスクを60℃−95%
RHなる高温高湿度環境中に放置した。比較例としてSiを
含まないTb23Fe61.5Co12Nb3.5な組成を有する合金膜を
用いたデイスクを同一環境に放置した、その時の記録再
生特性としてのC/Nの経時変化及び記録のエラーレイト
の経時変化により評価し、その結果は第2図に示すとお
りである。これは基板にプラスチツク基板を用いた場合
で図中の実線は本発明のデイスクであり、点線は比較例
である。C/N及びエラーレイトの評価は、中心から60mm
の位置における値であり、これで行なつた。その結果、
まずC/Nは、作製初期で53dBで、高温高湿度中に3000時
間放置した後でもその値の変化はまつたくみられなかつ
た。これに対して比較例のデイスクは1000時間超えたと
ころから徐々に減少してゆき3000時間後で6dBの低下で4
7dBとなつた。エラーレイトの経時変化は本発明のデイ
スクが作製初期が4×10-6であつたのが3000時間後で7
×10-6となつたのに対し、比較例では、4×10-5と10倍
以上の増加がみられ、本発明はデイスクの信頼性向上に
有用である。この効果はNb以外にCr,Ti,Taのいずれの元
素を添加した場合も同様である。
[実施例2] 本実施例は、元磁気記録用垂直磁化膜用材料の希土類
−鉄族合金に耐食性向上のための二種類の金属元素とSi
を添加することで、保護膜フリーの光磁気デイスクを形
成した場合である。作製したデイスクの断面構造は、第
3図に示すとおりである。まず案内溝付きの5.25″のガ
ラスまたはプラスチツクの基板(1)上に、スパツタリ
ング法により垂直磁化膜(3)を形成した。スパツタの
ターゲツトとして(Gd0.3Tb0.30.23(Fe0.7Co0.3
0.65(Nb0.35Pt0.650.12の合金板上にSiチツプを均一
に配置したものを用い、放電ガスにArを使用した。スパ
ツタの条件は、投入RF電力:4.5(w/cm2)、放電ガス圧
力:5×10-3Torrである。この垂直磁化膜の磁気特性は、
θ=0.37゜,Hc=6KOe,Tc=240℃,Tcomp=80℃でSiは
全体の5%を占る濃度である。また比較例としてSiを含
まないGdTbFeNbPt系のみを記録材料に用いたデイスクを
作製した。
作製したデイスクの信頼性をテストするめ、60℃−95
%RHなる高温高湿度環境中に放置した時の記録誤り率の
経時変化を測定した。その結果を第4図に示した。これ
は基板にプラスチツクを用いた場合である。図中の実線
は本発明を用いて作製したデイスクでの結果で、点線は
比較例の結果を示したものである。まず、C/Nはどちら
のデイスクにおいても53dBであつた。このデイスクを60
℃−95%RH中に放置しておくと、本実施例を用いたデイ
スクでは2500時間を経過したあたりからC/Nが低下し、3
000時間経過後で50dBと3dB低下した。これに対して、比
較例では2000時間を経過したあたりからC/Nの劣化がは
じまり、3000時間経過後で48dBと5dBの低下とSiを含ま
ない場合より大きかつた。一方、エラーレイトの経時変
化は、デイスク作製初期で2×10-6であつたのが、60℃
−95%RH中にこれらデイスクを放置しておくと、本発明
を用いたデイスクではエラーレイトの値はほとんど変化
せず、4×10-6であつたのに対し、比較例のデイスクで
は8×10-6となり、Siを添加することによりエラーレイ
トを大きく低減させることができる。
この他、Nbの代わりにCr,Ti,Taのいずれの元素を用い
た場合、及びPtの代わりにPd,Rhを用いた場合でも本実
施例とまつたく同一の効果が得られた。
[実施例3] 本実施例は、光磁気記録用垂直磁気記録材料の希土対
−鉄族合金中に添加する元素に濃度勾配を設けた場合で
ある。作製したデイスクの断面構造は、実施例2と同様
で第3図に示すとおりである。デイスクの作製は、スパ
ツタリング法により行なつた。まず案内溝付きの2.25″
のガラスまたはプラスチツクの基板(1)上に垂直磁化
膜を形成した。スパツタは、Tb23.0Fe59.0Co15.0Nb3.0
合金ターゲツトとNb30Pt70合金ターゲツトの二元を用い
た。この2つのターゲツトを用い、二元同時スパツタ法
により成膜を行なつた。まず、NbPtターゲツトのみによ
り成膜を開始し、50Å形成後NbPtターゲツトの出力を絞
り、TbFeCoNb膜の出力を上げてスパツタを行ない、800
ÅとなつたところでTbFeCoNbターゲツトの出力を低下さ
せNbPtターゲツトの出力を上げ全膜厚が1200Åとなつた
ところで、スパツタを終了した。これと同時に比較例と
してFeCoNbターゲツトのみで1200Åの膜厚の記録膜を形
成したデイスクを作製した。
作製したデイスクの信頼性試験を次に行なつた。作製
した光磁気デイスクを60℃−95%RH中に放置したときに
C/N及びエラーレイトの経時変化を測定した。結果は第
5図に示すとおりで、この図はプラスチツク基板におけ
るもので、図中の実線は本発明を用いて形成したデイス
クのC/N及びエラーレイト経時変化を示し、点線は比較
例の結果である。まず、C/Nは、60℃−95%RH中にデイ
スクを放置すると、本実施例を用いた場合作製初期で50
dBであり、その後2500時間経過後から徐々に変化をはじ
め、3000時間後で2dB低下し48dBとなつた。これに対
し、比較例では、初期のC/Nは同じで、このデイスクを
環境中に放置しておくと、1500時間経過後から変化がみ
られ、3000時間後で43dbと本発明を用いた場合より50dB
大きく低下した。エラーレイトについても同様の傾向が
みられ、作製初期で3×10-6であつたのが本実施例を用
いた場合3000時間で4×10-6,比較例では1.3×10-5と本
発明を用いるとエラーレイトの変化を抑制できた。この
効果は、Nbの代わりにTa,Ti,Crを用い或いはPtの代りに
Pd,Rhを用いても何ら変りはない。
[実施例4] 本実施例は、情報記録材料としてCo−Ni−Zrを用い、
これにSiを添加し耐食性を向上させた例である。作製し
たデイスクの断面構造を示す模式図は第6図に示すとお
りである。膜の作製は、スパツタリング法を用いガラス
或いはプラスチツク基板(1)上に行なつた。ターゲツ
トとしてCr,C、及びCo60Ni30Zr10合金を用い、この上に
Siのチツプを均一になるように配置したいわゆる複合体
ターゲツトを用いた。放電ガスにArに使用し、スパツタ
条件は、放電ガス圧力として5×10-3(Torr)、投入RF
電力密度:4.5w/cm2、である。デイスクは、まずCr膜を2
500Å形成し、ひきつづき情報記録膜のCo−Ni−Zrを600
0Å、そして最後にCを3000Å形成し、デイスクを作製
した。
次にこのデイスクの信頼性試験を行なつた。作製した
デイスクを60℃−95%RH中に放置したときの飽和磁化の
経時変化を測定した。その結果を第7図に示す。図中の
実線は本発明を用いた場合で、点線は比較例である。こ
れより時間の経過とともに飽和磁化の変化率はSiを添加
することにより著しくその変化を小さく抑制できた。Ms
の変化速度は、腐食進行速度に対応しており、Msの変化
速度が小さいことは耐食性が良いことになる。
以上示したように、Siと不動態形成金属或いは貴金属
元素、さらにはその両元素を金属合金に添加することに
より合金の耐食性を大きく向上させることができる。こ
の効果は、上記実施例の他に垂直磁気記録等金属を用い
た記録媒体に広く適用できる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、Siと不働態形成金属,貴金属或いは
その両方を情報記録材料に添加すると、Siには元素の拡
散を大きくする作用があるので結果的には情報記録材料
の界面において不働態形成金属や貴金属の濃度が高くな
る。このような層が界面に存在するので、記録材料にお
こりうる腐食の孔食及び湿食の両方を抑制することがで
きる。これにより、情報記録媒体の信頼性向上及び長寿
命化を達成することができた。この他、Siには単に元素
の拡散を大きくするだけでなく、金属の耐酸化性の向上
に効果もあり合わせて、合金の耐食性の向上に寄与す
る。
【図面の簡単な説明】
第1図,第3図、及び第6図は作製した光デイスクの断
面構造を示す模式図、第2図,第4図,及び第5図はエ
ラーレイト及びC/Nの経時変化を示す線図。第7図は飽
和磁化の経時変化を示す線図である。 1……基板、2……下地膜、3……垂直磁化層、4……
保護膜、5……Cr層、6……情報記録層、7……補助
層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 太田 憲雄 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭62−154346(JP,A) 特開 昭61−253655(JP,A)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板に対し垂直或いは平行な方向に磁化容
    易軸を有し、かつ、磁性元素にSiを添加した情報記録材
    料の製造方法において、 不働態形成金属又は貴金属元素を含有する第1の膜を形
    成する第1の工程と、該第1の膜の上に該第1の膜より
    も上記不働態形成金属又は貴金属元素の濃度が低い第2
    の膜を形成する第2の工程と、該第2の膜の上に該第2
    の膜よりも上記不働態形成金属又は貴金属元素の濃度が
    高い第3の膜を形成する第3の工程とを具備する情報記
    録材料の製造方法。
  2. 【請求項2】上記第1及び第3の膜は、Nb,Ta,Ti,Crの
    何れかを含むことを特徴とする請求項1に記載の情報記
    録材料の製造方法。
  3. 【請求項3】上記第1及び第3の膜は、Pt,Pd,Rhの何れ
    かを含むことを特徴とする請求項1又は2の何れかに記
    載の情報記録材料の製造方法。
  4. 【請求項4】上記第2の膜は、Nb,Ta,Ti,Crの何れかを
    含むことを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の
    情報記録材料の製造方法。
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JP2587408B2 (ja) * 1985-12-27 1997-03-05 日立マクセル株式会社 光磁気記録媒体
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