JP2743088B2 - Magneto-optical recording element - Google Patents
Magneto-optical recording elementInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は磁性媒体が希土類−遷移金属の非晶質金属合
金である書換え可能な光磁気記録素子に関するものであ
る。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a rewritable magneto-optical recording element in which a magnetic medium is a rare earth-transition metal amorphous metal alloy.
近時、書換え可能な光磁気記録素子の開発が急速に進
められている。この磁性媒体は希土類−遷移金属の非晶
質金属合金であるが、酸化により光磁気特性が低下する
ため保護層を形成することが提案されている。Recently, rewritable magneto-optical recording elements have been rapidly developed. Although this magnetic medium is an amorphous metal alloy of a rare earth-transition metal, it has been proposed to form a protective layer because the magneto-optical properties are reduced by oxidation.
本発明者等は既に特願昭62−218345号によりチタニウ
ム酸化物の保護層を提案した。The present inventors have already proposed a protective layer of titanium oxide in Japanese Patent Application No. 62-218345.
上記提案の光磁気記録素子によれば、温度や湿度など
の変化並びにその過酷な条件下においても記録感度が低
下せず、しかも、高硬度且つ高耐蝕性が得られた。According to the magneto-optical recording element proposed above, the recording sensitivity did not decrease even under changes in temperature and humidity and under severe conditions, and high hardness and high corrosion resistance were obtained.
ところで、上記のようなチタニウム(Ti)系保護層の
場合、優れた耐酸化性の不動態膜と成り得るが、それを
広い面積に亘って形成するためには非晶質膜がよいこと
が確認されている。そのために上記提案のように酸素を
添加するが、その他にB,C,Siなどの半金属半導体元素も
添加することが提案されている。Incidentally, in the case of the titanium (Ti) -based protective layer as described above, it can be a passivation film having excellent oxidation resistance. However, in order to form the passivation film over a wide area, an amorphous film is preferable. Has been confirmed. For this purpose, oxygen is added as in the above-mentioned proposal, but it is also proposed to add a metalloid semiconductor element such as B, C, and Si.
本発明者等の実験によれば、このように酸素並びに半
金属半導体元素を添加したTi系保護層、即ち化学式(Ti
Oα)Mβ・・・M:半金属半導体元素、α,β:原子比
率・・・で表される保護層の場合には非晶質乃至混晶状
態となり、そして、層自体にクラックが入りにくい緻密
な膜となり、不動態膜を形成し易い優れた保護層となる
ことを確認した。According to experiments performed by the present inventors, a Ti-based protective layer to which oxygen and a metalloid semiconductor element are added, that is, a chemical formula (Ti
O α ) M β ··· M: semi-metallic semiconductor element, α, β: protective layer represented by atomic ratio ... becomes amorphous or mixed crystal state, and cracks are formed in the layer itself. It was confirmed that the film became a dense film that was difficult to enter and formed an excellent protective layer that was easy to form a passivation film.
しかしながら、(TiOα)Mβ保護層を備えた光磁気
ディスクの場合、書かれた記録ビットがピークシフトを
招き、位相マージンを小さくし、これにより、ディスク
自体の回転数を大きくして高速且つ高密度記録を行うこ
とがむずかしくなるという問題点がある。However, in the case of a magneto-optical disk provided with a (TiO α ) M β protective layer, the written recording bit causes a peak shift, thereby reducing the phase margin, thereby increasing the rotation speed of the disk itself and increasing the speed and speed. There is a problem that it is difficult to perform high-density recording.
従って本発明の目的は磁性層を保護する膜が不動態膜
となり、耐酸化性に優れ、しかも、高速・高密度記録が
できる高性能且つ高信頼性の光磁気記録素子を提供する
ことにある。Accordingly, an object of the present invention is to provide a high-performance and high-reliability magneto-optical recording element in which a film for protecting a magnetic layer becomes a passivation film, has excellent oxidation resistance, and can perform high-speed and high-density recording. .
本発明の光磁気記録素子は、基体上に少なくとも膜面
に垂直な方向に磁化容易軸を有する非晶質磁性層並びに
主にチタニウム酸化物から成るとともに半金属半導体元
素を含む非磁性層が形成され、この非磁性層が第1の層
領域及び第2の層領域が順次積層された層構成であり、
両層領域の組成が下記式(i)(ii)で表されるとを特
徴とする。In the magneto-optical recording element of the present invention, an amorphous magnetic layer having an easy axis of magnetization at least in a direction perpendicular to the film surface and a non-magnetic layer mainly composed of titanium oxide and containing a semimetal semiconductor element are formed on the substrate. The non-magnetic layer has a layer configuration in which a first layer region and a second layer region are sequentially laminated.
It is characterized in that the composition of both layer regions is represented by the following formulas (i) and (ii).
第1の層領域 (i)・・(TiOα)Mβ 0.03≦α≦0.90 0.03≦β≦0.35 第2の層領域 (ii)・・(TiOγ)Mε 1.10≦γ≦1.50 0.05≦ε≦0.35 本発明の光磁気記録素子は基体として種々の形状を取
り得るが、以下、ディスク用基板を例にとって詳細に説
明する。First layer region (i) ·· (TiO α ) M β 0.03 ≦ α ≦ 0.90 0.03 ≦ β ≦ 0.35 Second layer region (ii) ·· (TiO γ ) M ε 1.10 ≦ γ ≦ 1.50 0.05 ≦ ε .Ltoreq.0.35 The magneto-optical recording element of the present invention can take various shapes as a substrate. Hereinafter, a disk substrate will be described in detail.
第1図及び第2図は本発明光磁気記録素子の典型的な
層構成を示しており、基板1上に干渉層2を介して磁性
層3を形成し、この磁性層3の上に光金属半導体元素
(M)を含有チタニウム酸化物の保護層4を形成する。
或いは第2図に示すように第1図の積層構成より干渉層
2を除いてもよい。FIGS. 1 and 2 show a typical layer structure of the magneto-optical recording element of the present invention, in which a magnetic layer 3 is formed on a substrate 1 via an interference layer 2, and an optical layer is formed on the magnetic layer 3. A protective layer 4 of a titanium oxide containing a metal semiconductor element (M) is formed.
Alternatively, as shown in FIG. 2, the interference layer 2 may be omitted from the laminated structure of FIG.
本発明においては、上記保護層4を前記の通り第1の
層領域4a及び第2の層領域4bが順次積層された層構成と
したことが特徴である。The present invention is characterized in that the protective layer 4 has a layer configuration in which the first layer region 4a and the second layer region 4b are sequentially stacked as described above.
第1の層領域4aは第2の層領域4bに比べて酸素含有比
率が小さく、これにより、緻密な膜質となり、その結
果、良好なる酸素遮蔽効果が得られる耐酸化防止膜とな
る。また、第2の層領域4bについては第1の層領域4aに
比べて熱伝導率が小さくなり、これにより、熱拡散防止
層となり、高密度記録を行った場合、ビット間隔で詰ま
ることにより生じる媒体内での熱的干渉を低減させる。The first layer region 4a has a smaller oxygen content ratio than the second layer region 4b, and thus has a dense film quality. As a result, an anti-oxidation film having a good oxygen shielding effect can be obtained. In addition, the second layer region 4b has a lower thermal conductivity than the first layer region 4a, and thus serves as a heat diffusion preventing layer. When high-density recording is performed, clogging occurs at bit intervals. Reduces thermal interference in the media.
このような両層領域4a,4bを積層した場合、優れた耐
酸化防止効果並びに良好な熱拡散防止効果を兼ね備えた
保護層が得られ、かくして本発明の目的が達成できる。When such a two-layer region 4a, 4b is laminated, a protective layer having both an excellent anti-oxidation effect and an excellent anti-heat diffusion effect is obtained, and thus the object of the present invention can be achieved.
両層領域4a,4bにはTi金属に酸素を含有させるが、第
2の層領域4bは第1の層領域4aに比べて多く含有させ、
これにより、TiO,TiO2などの結晶をより多く生成させ
る。Although oxygen is contained in Ti metal in both layer regions 4a and 4b, the second layer region 4b contains more oxygen than the first layer region 4a,
Thereby, more crystals such as TiO and TiO 2 are generated.
また、両層領域4a,4bには更に半金属半導体元素M
(例えばC,B,Si,Ge,P,As,Se,Sb,Te,Bi)を所定の範囲内
で含有させ、これにより、安定した非晶質化を促進し、
そして、不動態層の形成を容易にする。Further, the two-layer regions 4a and 4b further include a metalloid semiconductor element M
(E.g., C, B, Si, Ge, P, As, Se, Sb, Te, Bi) in a predetermined range, thereby promoting stable amorphousization,
And, the formation of the passivation layer is facilitated.
更に本発明者等は第1の層領域4aは組成式(i)に、
第2の層領域4bは組成式(ii)に設定するのがよいこと
を見い出した。Further, the present inventors have found that the first layer region 4a has the following formula (i):
It has been found that the second layer region 4b is preferably set to the composition formula (ii).
(i)・・(TiOα)Mβ 0.03≦α≦0.90 好適には 0.10≦α≦0.40 0.03≦β≦0.35 好適には 0.10≦β≦0.30 (ii)・・(TiOγ)Mε 1.10≦γ≦1.50 好適には 0.12≦γ≦1.40 0.05≦ε≦0.35 好適には 0.10≦ε≦0.30 かかる両層領域4a,4bの厚みについてはその原子組成
比率に依存して望ましい範囲が決められるが、第2の層
領域4bは第1の層領域4aに比べて大きな厚みになるよう
に設定するとよい。(I) ·· (TiO α ) M β 0.03 ≦ α ≦ 0.90 preferably 0.10 ≦ α ≦ 0.40 0.03 ≦ β ≦ 0.35 preferably 0.10 ≦ β ≦ 0.30 (ii) · (TiO γ ) M ε 1.10 ≦ γ ≦ 1.50 preferably 0.12 ≦ γ ≦ 1.40 0.05 ≦ ε ≦ 0.35 preferably 0.10 ≦ ε ≦ 0.30 The thickness of the two-layer regions 4a and 4b is determined by a desirable range depending on the atomic composition ratio, The second layer region 4b may be set to have a larger thickness than the first layer region 4a.
本発明者等が繰り返し行った実験によれば、第1の層
領域4aの厚みは50〜300Å、好適には100〜200Åの範囲
内に設定し、しかも、第2の層領域4bの厚みは300〜150
0Å、好適には500〜800Åの範囲内に設定するとよい。According to experiments repeatedly performed by the present inventors, the thickness of the first layer region 4a is set within the range of 50 to 300 °, preferably 100 to 200 °, and the thickness of the second layer region 4b is 300-150
The angle is set to 0 °, preferably in the range of 500 to 800 °.
両層領域4a,4bの厚みをこのように設定した場合、そ
れぞれの酸素遮断効果並びに熱拡散防止効果が有効に得
られ、熱的安定性に優れた長期信頼性の素子となる。When the thicknesses of the two layer regions 4a and 4b are set in this manner, the respective oxygen blocking effects and the heat diffusion preventing effects are effectively obtained, and a long-term reliable element having excellent thermal stability is obtained.
また、保護層4はTi原子、O原子及びM原子を主要構
成原子とするものであるが、上記原子以外の原子の含有
を排除するものではない。例えば、反応性スパッタリン
グ法により形成する場合、そのターゲットにTi金属もし
くはTiM金属を用いるが、そのターゲットに含まれる他
の金属が成膜に伴って含有してもよく、これら他種金属
には例えばAl Cr,Si,Mn,Mo,V,Zr等がある。或いは薄膜
形成に伴って残留空気中のN2ガスが混入される場合もあ
る。これらの原子は保護層全体当たり5原子%まで混入
されることが許容される。The protective layer 4 has Ti, O and M atoms as main constituent atoms, but does not exclude the inclusion of atoms other than the above atoms. For example, when formed by a reactive sputtering method, Ti metal or TiM metal is used for the target, but other metals contained in the target may be included along with the film formation. Al Cr, Si, Mn, Mo, V, Zr and the like. Or sometimes with the thin film forming N 2 gas remaining in the air is mixed. These atoms are allowed to be mixed up to 5 atomic% in the entire protective layer.
前記磁性層は非晶質垂直磁化膜から成り、例えばGdDy
Fe,GdTbFe,TbFeCo,DyFeCo,GdTbDyFe,GdTbFeCo,TbDyFeC
o,GdDyFeCo等がある。The magnetic layer is composed of an amorphous perpendicular magnetization film, for example, GdDy
Fe, GdTbFe, TbFeCo, DyFeCo, GdTbDyFe, GdTbFeCo, TbDyFeC
o, GdDyFeCo and the like.
また、前記干渉層2は誘電体材料から成り、基板1と
磁性層3の間に介在させてエンハンスメント構成と成
し、これにより、みかけのカー回転角を増大させて性能
指数を高め、更にレーザー光により記録密度を向上させ
ることができる。この干渉層2はSiN,AlN,SiC,CdS,TiN,
ZnS,MgF2,Al2O3,CeO2,ZrO2,SiO,SiO2,CdO,Bi2O3などの
材料により形成される。Further, the interference layer 2 is made of a dielectric material and is interposed between the substrate 1 and the magnetic layer 3 to form an enhancement structure, thereby increasing the apparent Kerr rotation angle to increase the figure of merit, and further increasing the laser index. The recording density can be improved by light. This interference layer 2 is made of SiN, AlN, SiC, CdS, TiN,
ZnS, MgF 2, Al 2 O 3, CeO 2, ZrO 2, SiO, SiO 2, CdO, is formed by a material such as Bi 2 O 3.
更に前記基板1にはガラス板やプラスチック板が用い
られ、このプラスチック基板用材料としてポリカーボネ
ート樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル
樹脂などがある。Further, a glass plate or a plastic plate is used for the substrate 1, and the plastic substrate material includes polycarbonate resin, epoxy resin, polyester resin, acrylic resin and the like.
また本発明においては、第1図及び第2図に示す層構
成に限らず、例えばこれらの図に示された保護層4の上
に他の保護層を積層しても何等差し支えない。この保護
層として金属層又は樹脂層などがある。この樹脂にはエ
ポキシ系、ポリエステル系、アクリル系、アクリルウレ
タン系の樹脂がある。或いは第3図に示すように第2図
の構成を2個用意し、これを接着層5を介して貼り合わ
せてもよい。The present invention is not limited to the layer configurations shown in FIGS. 1 and 2, and for example, another protective layer may be laminated on the protective layer 4 shown in these figures. The protective layer includes a metal layer or a resin layer. This resin includes epoxy-based, polyester-based, acrylic-based, and acrylic-urethane-based resins. Alternatively, as shown in FIG. 3, two configurations shown in FIG. 2 may be prepared and bonded together via the adhesive layer 5.
本発明の光磁気記録素子は薄膜形成手段により形成す
ることができ、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、
イオンプレーティング法、イオン注入法、メッキ法等々
がある。The magneto-optical recording element of the present invention can be formed by thin film forming means, for example, a vacuum deposition method, a sputtering method,
There are an ion plating method, an ion implantation method, a plating method, and the like.
前記保護層を形成する場合、上記いずれの薄膜形成手
段も用いることができるが、反応性スパッタリング法が
所望通りの組成制御ができ易いという点で有利である。In the case of forming the protective layer, any of the thin film forming means described above can be used, but the reactive sputtering method is advantageous in that the desired composition control can be easily performed.
この反応性スパッタリング法により保護層を形成する
場合には、ターゲットにTi金属もしくはTiM金属を配置
し、そして、スパッタリング用ガスにアルゴン(Ar)ガ
ス、ネオン(Ne)ガス、クリプトン(Kr)ガスまたはキ
セノン(Xe)ガスなどの不活性ガス並びに酸素ガスを用
いればよい。尚、この成膜法においては保護層に不活性
ガスの原子が不可避的に混入される。When a protective layer is formed by this reactive sputtering method, a Ti metal or a TiM metal is disposed on a target, and an argon (Ar) gas, a neon (Ne) gas, a krypton (Kr) gas or An inert gas such as xenon (Xe) gas and oxygen gas may be used. In this film forming method, inert gas atoms are inevitably mixed into the protective layer.
以下本発明の実施例を述べる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
(例1) 本発明は連続式高周波マグネトロンスパッタリング装
置(基板回転中心とφ5ターゲット中心の間隔を14cm、
基板とターゲットの間隔を10cmに設定した基板自転方式
である)を用いており、この装置によれば、3個の反応
室が連続して配置された構成であり、各々の反応室で順
次成膜形成する。(Example 1) The present invention relates to a continuous high-frequency magnetron sputtering apparatus (interval between the center of rotation of a substrate and the center of a φ5 target is 14 cm,
According to this apparatus, three reaction chambers are continuously arranged, and the reaction chambers are sequentially formed in each of the reaction chambers. Form a film.
先ず第1の反応室にφ130mmのポリカーボネート製デ
ィスク基板を装着し、該基板上に干渉層(シリコンナイ
トライドを主要成分とし、これにY原子、Al原子及びO
原子を含む層であり、所謂アモルファスイットリウムサ
イアロン層〔アモルファスYSiAlON層〕と呼ばれる)を7
50Åの厚みで形成し、続けて第2の反応室でアモルファ
スGdDyFeTi垂直磁化膜(この膜の原子組成比は{Gd0.65
Dy0.35)0.24Fe0.76}0.98Ti0.02である)を600Åの厚
みで順次形成した。そして、第3の反応室でTiOC保護層
を形成した。First, a φ130 mm polycarbonate disk substrate is mounted in the first reaction chamber, and an interference layer (consisting of silicon nitride as a main component, Y atom, Al atom and O
A layer containing atoms, which is called an amorphous yttrium sialon layer (amorphous YSiAlON layer).
A film having a thickness of 50 mm is formed, and then, in a second reaction chamber, an amorphous GdDyFeTi perpendicular magnetization film (the atomic composition ratio of this film is {Gd 0.65
Dy 0.35 ) 0.24 Fe 0.76 } 0.98 Ti 0.02 ) with a thickness of 600 順次. Then, a TiOC protective layer was formed in the third reaction chamber.
上記TiOC保護層の成膜条件は下記の通りである。 The conditions for forming the TiOC protective layer are as follows.
ターゲット……Ti金属盤の上にカーボンのチップを載
置したもの 到達真空度…… 10-6mTorr 投入電力…… 600W アルゴンガス流量…… 33sccM スパッタガス圧…… 3mTorr 酸素ガス流量…… 10sccM以下 (酸素ガスはイオンアシスト法によりイオン化させ、ま
た、酸素ガス導入時にも3mTorrのスパッタガス圧となる
ようにガス排気調節バルグを調整した。) このように連続して成膜形成した後に上記保護層の上
に紫外線硬化型樹指を塗布し、該樹脂層を5μmの厚み
で形成し、光磁気ディスクを作製した。Target: A carbon chip mounted on a Ti metal plate Ultimate vacuum: 10 -6 mTorr Input power: 600 W Argon gas flow: 33 sccM Sputter gas pressure: 3 mTorr Oxygen gas flow: 10 sccM or less (The oxygen gas was ionized by the ion assist method, and the gas exhaust control valve was adjusted so that the sputtering gas pressure was 3 mTorr even when the oxygen gas was introduced.) The protective layer was formed after the continuous film formation. A UV-curable resin was applied on the substrate, and the resin layer was formed to a thickness of 5 μm to produce a magneto-optical disk.
また、上記TiOC保護層の形成に当たり、酸素ガスを導
入しなかった場合にはTiC保護層を形成することができ
る。更にターゲットにカーボンチップを載置しなかった
金属盤を用いた場合にはTi金属の保護層を形成すること
ができる。In addition, when oxygen gas is not introduced in forming the TiOC protective layer, a TiC protective layer can be formed. Further, when a metal disk on which no carbon chip is mounted is used as a target, a protective layer of Ti metal can be formed.
かくして保護層の原子組成比が異なる6種類の光磁気
ディスクを作製し、そして、その原子組成比をエスカ分
析法により求めたところ、第1表に示す通りの結果が得
られた。尚、この原子組成比は各々のディスクに対して
測定を5回繰り返して得られた平均値である。Thus, six types of magneto-optical disks having different atomic composition ratios of the protective layer were produced, and the atomic composition ratios were determined by Esca analysis. The results shown in Table 1 were obtained. This atomic composition ratio is an average value obtained by repeating the measurement five times for each disk.
また、各々の光磁気ディスクに係る保護層の内部応
力、記録パワー及び位相マージン(ピークシフトに起因
する量)を求め、そして、温湿度サイクル試験を行った
ところ、第1表に示す通りの結果が得られた。Further, the internal stress, recording power, and phase margin (amount due to peak shift) of the protective layer of each magneto-optical disk were determined, and a temperature-humidity cycle test was performed. The results shown in Table 1 were obtained. was gotten.
各々の測定及び試験方法は下記の通りである。 Each measurement and test method is as follows.
内部応力 厚さ75μmのガラス基板上に前述した保護層と同じ層
を形成し、その成膜後の基板の反り量より求めた。尚、
内部応力が正の値である場合には引張り応力を示し、負
の値である場合には圧縮応力を示す。Internal stress The same layer as the above-described protective layer was formed on a glass substrate having a thickness of 75 μm, and the internal stress was determined from the amount of warpage of the substrate after film formation. still,
When the internal stress is a positive value, it indicates a tensile stress, and when the internal stress is a negative value, it indicates a compressive stress.
記録パワー 各々の光磁気ディスクにおいて、回転数2400rpm、周
波数4.9MHz、デューティー(duty)25%、バイアス磁界
350 Oeの条件下における半径γ=35mmの部位の最適記
録パワーを2次高周波より求めた。Recording power For each magneto-optical disk, rotation speed 2400 rpm, frequency 4.9 MHz, duty 25%, bias magnetic field
The optimum recording power at a portion with a radius of γ = 35 mm under the condition of 350 Oe was determined from the secondary high frequency.
位相マージン 各々の光磁気ディスクにおいて、上記記録パワーの最
適記録再生条件下で4192H繰り返しパターンの信号を記
録し、ビットエラーレート(B.E.R)がB.E.R≦1×10-6
レベルにおける位相マージンを求めた。Phase Margin On each magneto-optical disk, a signal of a 4192H repetition pattern is recorded under the optimum recording / reproducing condition of the recording power, and the bit error rate (BER) is BER ≦ 1 × 10 −6.
The phase margin at the level was determined.
温湿度サイクル試験 各種光磁気ディスクについて、あらかじめ半径γ=35
mmの部位を記録し、初期のB.E.R値を求め、次いでその
光磁気ディスクに対してJIS−C5024に基づく温湿度サイ
クル試験(10サイクル)を行い、上記同部位のB.E.R値
を求め、その変化率により表す。Temperature and humidity cycle test Radius γ = 35 in advance for various magneto-optical disks
mm part, record the initial BER value, then perform a temperature-humidity cycle test (10 cycles) based on JIS-C5024 on the magneto-optical disk to determine the BER value of the same part, and the rate of change Is represented by
また、4種類の光磁気ディスクB,D,E及びFのそれぞ
れの保護層の結晶構造をX線回折法により測定したとこ
ろ、第4図に示す通りの結果が得られた。尚、同図中の
a,b,c及びdはそれぞれ上記光磁気ディスクB,D,E及びF
と対応する。 When the crystal structures of the protective layers of the four types of magneto-optical disks B, D, E and F were measured by the X-ray diffraction method, the results shown in FIG. 4 were obtained. In addition, in FIG.
a, b, c and d are the magneto-optical disks B, D, E and F, respectively.
And corresponding.
上記測定は厚み1.0mmのガラス基板上に前述した保護
層と同一の膜を形成して行った。The above measurement was performed by forming the same film as the above-mentioned protective layer on a glass substrate having a thickness of 1.0 mm.
第4図中の横軸は散乱活角であり。縦軸は回折強度を
表し、いずれの図もスケールが同じである。また、各ピ
ークはTi,TiO,TiO2の存在を示す。The horizontal axis in FIG. 4 is the scattering activity angle. The vertical axis represents the diffraction intensity, and the scales are the same in all figures. Further, each peak represents Ti, TiO, the presence of TiO 2.
かくして第1表と第4図に示す結果から次のことが判
る。Thus, the following can be seen from the results shown in Table 1 and FIG.
先ず第1表に示す結果より明らかな通り、光磁気ディ
スクDが温湿度サイクル試験についても最も小さな変化
率を示し、初期値の3倍以下であった。First, as is clear from the results shown in Table 1, the magneto-optical disk D showed the smallest change rate even in the temperature-humidity cycle test, and was three times or less the initial value.
上記結果は第4図に示す結果から裏付けられる。即
ち、同図bによれば、光磁気ディスクDがTi,TiO,TiO2
の混晶状態であり、全体的に非晶質の傾向にあることが
認められる。また、同図b,c,dによれば20゜<2θ<30
゜においてハローパターンの存在が確認でき、しかも、
エスカ分析法により非晶質TiO2の存在が認められる。The above results are supported by the results shown in FIG. That is, according to FIG. 2B, the magneto-optical disk D is made of Ti, TiO, TiO 2
It is recognized that there is a tendency to be amorphous as a whole. Also, according to FIGS. B, c and d, 20 ° <2θ <30
The presence of a halo pattern can be confirmed in ゜, and
The presence of amorphous TiO 2 is observed by ESCA analysis.
本発明者等は光磁気ディスクDによれば、保護層の内
部応力がほとんどなく、しかも、Ti本来の不動態特性に
より優れた耐久性が得られたと考える。The present inventors consider that the magneto-optical disk D has almost no internal stress in the protective layer, and has obtained excellent durability due to the passivation characteristic inherent to Ti.
光磁気ディスクA,B,C,E及びFについては、程度の差
はあるが、磁性層の腐食や酸化、保護層におけるクラッ
ク発生、膜の剥がれが認められた。Regarding the magneto-optical disks A, B, C, E, and F, corrosion or oxidation of the magnetic layer, cracks in the protective layer, and peeling of the film were observed, though to varying degrees.
また、光磁気ディスクEについては位相マージンが最
も大きな値を示しており、これにより、高速記録に適し
ていることが判る。本発明者等は上記結果は保護層の熱
伝導率が最も小さいことにより得られ、その層がTi単体
よりも熱伝導率の低いTiO2結合から成るためであると考
える。Further, the magneto-optical disk E has the largest value of the phase margin, which indicates that it is suitable for high-speed recording. The present inventors believe that the above result is obtained because the thermal conductivity of the protective layer is the lowest, and that the layer is made of TiO 2 bonds having a lower thermal conductivity than Ti alone.
また、発明者等は光磁気ディスクD,Eの表面を目視に
より観察したところ、いずれも金属光沢があり、それは
Ti金属が含有するためであると考える。In addition, the inventors visually observed the surfaces of the magneto-optical disks D and E, and found that both of them had metallic luster.
This is considered to be due to the inclusion of Ti metal.
光磁気ディスクFについては保護層の表面が透明性状
を示しており、しかも、その成膜速度が他のディスクに
比べて約1桁程度低く、そのために長時間のスパッタリ
ングにより基板の温度が上昇し、基板が変形し、その結
果、C/Nの低下が認められた。従って、γ>1.5は採用出
来ないことが判明した。With respect to the magneto-optical disk F, the surface of the protective layer shows transparency, and the film formation speed is about one digit lower than that of other disks. Therefore, the temperature of the substrate increases due to long-time sputtering. As a result, the substrate was deformed, and as a result, a decrease in C / N was observed. Therefore, it was found that γ> 1.5 could not be adopted.
(例2) 次に本発明者等は(例1)の結果に基づき、光磁気デ
ィスクD,Eのそれぞれの保護層を組合せ、2層領域のTiO
C保護層を形成した。(Example 2) Next, based on the result of (Example 1), the present inventors combined the respective protective layers of the magneto-optical disks D and E, and formed a two-layer TiO 2 layer.
A C protective layer was formed.
このようなTiOC保護層を形成する場合には酸素ガスの
反応室導入量を変えることにより得られる。When such a TiOC protective layer is formed, it can be obtained by changing the amount of oxygen gas introduced into the reaction chamber.
かくして(例1)にて作製した光磁気ディスクにおい
て、第1の層領域の形成が(TiO0.23)C0.16に、第2
の層領域の組成が(TiO1.33)C0.16になるように、そ
して、各層領域の厚みを幾通りにも変え、その他は(例
1)と同じ層構成となし、これにより、第2表に示す通
り9種類の光磁気ディスクG〜0を作製した。尚、同図
中の膜厚の欄は「第1の層領域の厚み/第2の層領域の
厚み」を表す。Thus, in the magneto-optical disk manufactured in (Example 1), the formation of the first layer region was (TiO 0.23 ) C 0.16 ,
The composition of the layer region is (TiO 1.33 ) C 0.16 , and the thickness of each layer region is changed in various ways. The other layers have the same layer configuration as in (Example 1). As shown, nine types of magneto-optical disks G to 0 were produced. Note that the column of film thickness in the figure represents “thickness of first layer region / thickness of second layer region”.
かくして得られた各種光磁気ディスクの位相マージン
を測定し、しかも、温湿度サイクル試験を行ったとこ
ろ、第2表に示す通りの結果が得られた。 The phase margins of the various magneto-optical disks thus obtained were measured, and a temperature / humidity cycle test was performed. The results shown in Table 2 were obtained.
同表より明らかな通り、光磁気ディスクH,I,J,M及び
Nの温湿度サイクル試験の結果、B.E.Rの初期値に対す
る増加率が3倍以下であり、しかも、位相マージンが±
17nsec以上となり、優れた耐久性並びに高速・高密度且
つ高品位記録に対する良好な適応性を示した。As is clear from the table, as a result of the temperature / humidity cycle test of the magneto-optical disks H, I, J, M and N, the rate of increase of the BER with respect to the initial value was 3 times or less, and the phase margin was ±
It was 17 nsec or more, showing excellent durability and good adaptability to high-speed, high-density and high-quality recording.
かくして第1の層領域の厚みが50〜300Å、第2の層
領域の厚みが300〜1500Åの範囲内の場合に本発明の目
的が最も優位に達成できたことが判る。Thus, it can be seen that the object of the present invention was most advantageously achieved when the thickness of the first layer region was in the range of 50 to 300 ° and the thickness of the second layer region was in the range of 300 to 1500 °.
(例3) (例2)と同様な積層型保護層を形成するに当たり、
カーボンチップの代わりにB,Si,Geの各チップを用い
て、その他の成膜条件並びに層構成を同じに設定し、か
くして第1の層領域の厚みが200Å、第2の層領域の厚
みが800Åであり、そして第3表に示す組成比率の各種
光磁気ディスクP,Q,Rを作製した。(Example 3) In forming the same laminated protective layer as in (Example 2),
B, Si, Ge chips are used instead of carbon chips, and other film formation conditions and layer configurations are set to be the same. Thus, the thickness of the first layer region is 200 mm, and the thickness of the second layer region is 200 mm. Various magneto-optical disks P, Q, and R having a thickness of 800 ° and the composition ratios shown in Table 3 were produced.
これらの光磁気ディスクについて温湿度サイクル試験
を行い、位相マージンを測定したところ、第3表に示す
通りの結果が得られた。A temperature-humidity cycle test was performed on these magneto-optical disks, and the phase margin was measured. The results shown in Table 3 were obtained.
第3表の結果から明らかな通り、優れた耐久性並びに
高速且つ高品位記録に対する良好な適応性を示した。 As is clear from the results shown in Table 3, excellent durability and good adaptability to high-speed and high-quality recording were exhibited.
また本発明者等は半金属半導体元素として上記C,B,S
i,Geの各元素に代えてP,As,Se,Sb,Te,Biを用いて本実施
例と同様な実験を行ったところ、本発明の効果が得られ
たことを実験上確認した。In addition, the present inventors have assumed that the above C, B, S
When an experiment similar to that of the present example was performed using P, As, Se, Sb, Te, and Bi in place of each element of i and Ge, it was experimentally confirmed that the effect of the present invention was obtained.
以上の通り、本発明によれば、保護層が優れた耐酸化
防止効果並びに良好な熱拡散防止効果を兼ね備えてお
り、これにより、高速・高密度記録が可能な高性能且つ
高信頼性の光磁気記録素子を提供することができた。As described above, according to the present invention, the protective layer has both an excellent anti-oxidation effect and an excellent effect of preventing thermal diffusion, and as a result, a high-performance and highly-reliable light capable of high-speed and high-density recording. A magnetic recording element could be provided.
第1図、第2図及び第3図は本発明光磁気記録素子の層
構成を表す断面図、第4図a,b,c,dはX線回折チャート
を表す線図である。 1……基板 2……干渉層 3……磁性層 4……保護層 4a……第1の層領域 4b……第2の層領域1, 2 and 3 are cross-sectional views showing the layer configuration of the magneto-optical recording element of the present invention, and FIGS. 4a, 4b, 4c and 4d are diagrams showing X-ray diffraction charts. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Substrate 2 ... Interference layer 3 ... Magnetic layer 4 ... Protective layer 4a ... 1st layer area 4b ... 2nd layer area
Claims (2)
化容易軸を有する非晶質磁性層並びにチタニウム酸化物
から成る非磁性層が形成された光磁気記録素子におい
て、上記非磁性層が第1の層領域及び第2の層領域が順
次積層された層構成であり、第1、第2の両層領域の組
成が下記式(i)(ii)で表されることを特徴とする光
磁気記録素子。 第1の層領域 (i)・・(TiOα)Mβ 0.03≦α≦0.90 0.03≦β≦0.35 第2の層領域 (ii)・・(TiOγ)Mε 1.10≦γ≦1.50 0.05≦ε≦0.35 ただし両式ともMは半金属半導体元素を表す1. A magneto-optical recording element comprising a substrate and an amorphous magnetic layer having an easy axis of magnetization at least in a direction perpendicular to the film surface and a non-magnetic layer made of titanium oxide. A first layer region and a second layer region are sequentially laminated, and the composition of the first and second layer regions is represented by the following formulas (i) and (ii). Magneto-optical recording element. First layer region (i) ·· (TiO α ) M β 0.03 ≦ α ≦ 0.90 0.03 ≦ β ≦ 0.35 Second layer region (ii) ·· (TiO γ ) M ε 1.10 ≦ γ ≦ 1.50 0.05 ≦ ε ≦ 0.35 where M represents a metalloid semiconductor element
第2の層領域の厚みが300〜1500Åである請求項(1)
記載の光磁気記録素子。2. The first layer region has a thickness of 50 to 300 °,
2. The method according to claim 1, wherein the thickness of the second layer region is 300 to 1500 [deg.].
A magneto-optical recording element according to claim 1.
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JPH0335449A JPH0335449A (en) | 1991-02-15 |
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