JP2775853B2 - 光磁気記録媒体 - Google Patents

光磁気記録媒体

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JP2775853B2 JP1143600A JP14360089A JP2775853B2 JP 2775853 B2 JP2775853 B2 JP 2775853B2 JP 1143600 A JP1143600 A JP 1143600A JP 14360089 A JP14360089 A JP 14360089A JP 2775853 B2 JP2775853 B2 JP 2775853B2
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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は光学的記録に用いる光磁気記録媒体に関す
る。
(従来の技術とその課題) 書換え可能な光記録媒体において、光磁気記録媒体が
実用化の段階にはいりつつある。
しかしながら、従来の光磁気記録方式においては、記
録された部分に新たな信号を記録する際は、前もって記
録層の磁化の方向の一方向に揃えることにより前の信号
を消去する必要が有り、磁気記録で一般に行われている
ダイレクトオーバーライトは不可能である。このこと
は、光記録媒体におけるデータ転送速度の向上の障害と
なる。この問題を解決する一つの記録方法として、光磁
気記録媒体を用いた磁界変調記録が有望視されている。
この方法においてはレーザー光の照射により局部的に記
録層の温度を外部磁界で反転可能な温度以上に上昇さ
せ、その上に記録信号に応じて外部磁界を変調させるこ
とにより新しい信号を記録するため、消去と記録が一度
におこなわれるダイレクトオーバーライトが可能であ
る。またこの方法においては充分に記録層を昇温できる
ため良好な消去比が得られるのも特徴である。
このような磁界変調記録方式においては、磁界の変調
周波数を高くするために電磁コイルのインダクタンスを
小さくする必要があるが、このためには電磁コイルの小
型化及び磁界の発生効率を上げることが必要となる。し
かしながら、実際には電磁コイルのインダクタンスのた
め、変調可能周波数にも限度があり、また、変調周波数
の高周波数側では、電磁コイルより発生する磁界が低く
なるという問題があった。
また、実際に光磁気ディスクを回転させて磁界変調記
録を行なおうとすると、光磁気ディスクの面振れのた
め、電磁コイルと記録層との間の距離が変動し、そのた
めに場所によっては十分な磁界を供給出来なくなるた
め、安定にエラーなくデータを記録することが難しくな
るという問題もあった。
このような問題に対応するために低磁界においても安
定に磁界変調記録ができる光磁気記録媒体の開発が望ま
れていた。
(課題を解決するための手段) 本発明者等は上記の問題を解決すべく鋭意検討を行っ
た結果、ある特定の層構成を用い、更に記録層の物性を
室温における保磁力が15キロエルステッド(KOe)より
大きくなる組成とすることにより、150エルステッド(O
e)以上の記録磁界で磁界変調記録によるダイレクトオ
ーバライトが可能で、且つ、良好な記録再生特性、消去
比が得られる媒体を見いだした。
本発明の要旨は透明基板上に干渉層、希土類金属と遷
移金属の合金からなる膜厚が200〜600Åである記録層及
びAl又はAl合金からなる反射層を順次設けてなる光磁気
記録媒体において、前記記録層の単位体積当りの磁気モ
ーメントの向きが、記録層中の遷移金属の磁気モーメン
トの向きと同じであり、かつ前記記録層が室温において
保磁力が15kOeより大きいことを特徴とする磁界変調記
録用光磁気記録媒体に存する。
〔発明の構成〕
本発明の光磁気記録媒体は、基板−干渉層−記録層−
反射層の層構成とされる。
このような層構成とすることと、記録層の物性として
従来の物性のものと異なるものを用いることの併用によ
り、本発明の光磁気記録媒体は磁界変調記録方式におい
て特異な効果を奏するものとなっている。
まず、本発明において用いられる基板としては、アク
リル樹脂、ポリカーボネート樹脂等のプラスチック、及
びガラス、またはアルミニウム等の金属、ガラス上に溝
付き樹脂を形成した基板等が挙げられる。
基板の厚みは1〜2mm程度が一般的である。
干渉層としては金属酸化物や金属チッ化物、無機炭化
物などが用いられる。金属酸化物としてはAl2O3,Ta2O5,
SiO,SiO2の金属酸化物単独あるいはこれらの混合物、あ
るいはAl−Ta−O等の複合酸化物が挙げられる。また更
にこれらに他の元素、例えばTi,Zr,Mo,Y等が酸化物の形
で単独あるいはAl,Taと複合して酸化物を形成していて
もよい。これらの金属酸化物は緻密で外部からの水分や
酸素の侵入を防ぎ、耐食性が高く光磁気記録層との反応
性も小であり、また、基板として樹脂基板を使用する場
合にも樹脂との密着性に優れる。
金属チッ化物としては、具体的にSi,Al,Ge等の金属の
チッ化物あるいはこれらの2種以上の複合チッ化物また
はこれらとNb,Taとの複合チッ化物(例えば、SiNbN,SiT
aN等)が挙げられる。なかでもSiを含有するチッ化物が
良好な結果をもたらす。
金属チッ化物は緻密で外部からの水分や酸素の侵入を
防ぎ、それ自身の耐食性が高く、光磁気記録層との反応
性が小である。
一方、無機炭化物としてはSiC等が挙げられる。
特に、酸化タンタル(Ta2O5)は、内部応力が小さ
く、クラックの発生が少なので好適に用いられる。
この干渉層の膜厚は屈折率により最適膜厚が異なる
が、通常600Å〜800Å程度が適当である。
光磁気記録層としては希土類と遷移金属との合金、例
えばTbFeCo,GdTbFe,GdTbFeCO,GdDyFeCo,NdDyFeCo等が用
いられる。本発明においては、記録層の室温での保磁力
は15KOeより大きく、飽和磁化の低い記録層を用いる。
室温での保磁力が15KOeより大きい記録層は、希土類−
遷移金属の組成、膜厚、成膜条件、例えばAr圧等を調整
することにより得ることができる。
例えばTbFeCoの場合は、TbをTbFeCo全体量の21〜25原
子%、CoをFeCo全体量の3〜30原子%含有している記録
層が好ましい。本発明においては、記録層の単体体積当
りの磁気モーメントの向きが、記録層中の遷移金属の時
モーメントの向きと同じである記録層を用いる。このよ
うな記録層としては、TbFeCoの場合、TbをTbFeCo全体量
の21〜23原子%含有した記録層が好ましい。
本発明において記憶層の膜厚は200〜600Åとし、特に
250〜400Å程度が好ましい。
このような特性を有する記録層は、この記録層上に反
射層を設けた反射式記録媒体として構成することによ
り、150〜250Oeの比較的低磁界変調記録においても、信
号強度が大きく且つノイズの低い記録媒体が得られる。
その理由は完全に明確とされていないが、飽和磁化の低
い記録層を用い、且つその記録層を薄膜化することによ
り記録部分への浮遊磁界が低減されることが主要因とな
り、弱い外部磁界でも、良好な記録再生特性が得られる
磁界変調記録が可能となったものと考えられる。飽和磁
化としては100emu/cc以下、好ましくは50emu/cc以下の
ものが良い。
本発明においては光磁気記録層上に反射層及び保護層
を設ける。反射層は高反射率の物質であれば何でも良い
が、、Au,Ag,Ptはコストが高くCuは腐食を起こし易いた
め、AlまたはAl合金の薄膜が望ましい。特にAlにTa,Ti,
Zr,V,Pt,Mo,Cr,Pd等を15at%以下添加した合金はC/N
比、感度に良好な特性をもたらす。反射層の厚みは250
〜500Åが好ましい。反射層上に保護層を設けても良
い。保護層としてはTaやその酸化物等が好適に用いられ
る。この保護層の目的は反射層の酸化防止である。保護
層は50〜500Å程度の厚さを設ければ充分である。
上記干渉層、記録層および反射層の作成にはスパッタ
リング等の物理蒸着法(PVD)、プラズマCVDのような化
学蒸着法(CVD)等が適用される。
PVDによって膜の作成を行なうには、所定の組成をも
ったターゲットを用いて電子ビーム蒸着またはスパッタ
リングにより基板上に各層を堆積するのが通常の方法で
ある。
また、イオンプレーティングを用いる方法も考えられ
る。
膜の堆積速度は早すぎると膜応力を増加させ、遅すぎ
れば生産性に影響するので通常0.1Å/sec〜100Å/sec程
度とされる。
(実施例) 以下に実施例をもって本発明の更に詳細に説明するが
本発明はその要旨を越えない限り以下の実施例に限定さ
れるものではない。
実施例1 比較例10 比較例1〜3 ポリカーボネート基板をマグネトロンスパッタ装置に
導入し5×10-5Pa以下まで排気した後Arを30sccm、O2
4sccm導入し、圧力を0.5Paに調整した。この状態で500W
のパワーで4インチφのTaターゲットをRFスパッタリン
グし4Å/secの堆積速度で屈折率2.1の酸化タンタルの
干渉層を750Å形成した。
チャンバーを一度排気したあとArを30sccm、0.3Paの
圧力に導入しTbとFe90Co10のターゲットを同時スパッタ
リングした。
組成を変える時はスパッタ時のTbターゲットへの投入
電力及びFe90Co10ターゲットへの投入電力を変える事に
よって、Tbの、TbFeCoの全体量に占める割合を変えた。
記録層の膜厚は400Åとなるように作成した。
次に、Alターゲット上にTaチップを配し、Al97Ta3
反射層を300Å形成した。作製したディスクは表1に示
す。ディスクNo.3が本発明のものであり(実施例1)、
ディスクNo.4は比較例10であり、ディスクNo.1、2、5
は比較例1〜3である。このディスクを従来の光磁気記
録再生装置に、磁界変調用電磁コイルを組み込んで、以
下の条件で磁界変調による記録再生特性、オーバーライ
ト特性を測定した。
(条件) 記録再生特性 CLV 4.0m/s f=1MHz、duty 50% 記録磁界 ±150Oe、±200Oe 再生パワー 1.0mW オーバーライト特性 CLV 5.6m/s 前もって記録された信号 1MHz、duty 50% 新たにオーバーライトする信号 1.5MHz、duty 50% 記録磁界 ±200Oe 再生パワー 1.0mW 第1図、第2図に記録磁界が各々±150Oe(第1
図)、±200Oe(第2図)での記録再生特性の測定結果
を示す。第1図、第2図から明らかなように、キャリア
レベルのTb量依存性は、Tb量の増加に伴い減少傾向にあ
る。しかしながら、上記条件の様な弱い記録磁界におい
て磁界変調記録した際のノイズレベルはTb量に大きく依
存しTb量が21原子%〜24原子%の記録層を用いることに
より最も低い値を取る。ディスク3で記録磁界±150O
e、±200OeにおいてC/N 51.5dB、54.5dBをそれぞれ得
た。一方、ディスク4では記録磁界±150Oe、±200Oeに
おいてそれぞれC/N50.5dB、53dBであり、ディスク3に
比べて1〜1.5dB低いC/Nしか得られなかった。
第3図にディスク3のオーバーライト特性の一例とし
て消去比のレーザーパワー依存性を示す。
消去比は次の式により定義されるものである。
消去比=20 log(P1/P2) P1:オーバーライト後に消し残されている1.0MHzの平均
信号振幅 P2:初期に記録された1.0MHzの平均信号振幅 記録磁界±200Oeの条件で5.5mW以上の記録パワーによ
り−50dB以下の非常に良好な消去比を得た。
比較例4〜8 実施例1との比較のため、反射層を設けていない、記
録層を酸化タンタルの誘電体層で挾み込んだサンドイッ
チ構造のディスク(ディスク6・・10)を以下の要領で
作製した。即ち、実施例1と同じ条件で干渉層、記録層
を作成した。この場合、記録層は膜厚が1000Åとなるよ
うに作成した。次に、反射層の代りに、再び酸化タンタ
ルを、干渉層の作成時と同一条件で750Å作成した。作
製したディスクは表2に示す。このディスクを、実施例
1と同一の条件で記録再生特性を検討した。測定結果を
第4図に示す。サンドイッチ構造では、Tb量が23〜25原
子%においてノイズが最も低い値をとる。ディスク8、
9においてサンドイッチ構造のディスクでは最も高いC/
N48dBが得られたが、本発明のディスク3に比べるとか
なり低いC/Nであった。
比較例9 実施例1との比較のため反射層を設けていないサンド
イッチ構造のディスク(ディスク11)を作製した。即
ち、実施例1と同じ条件で干渉層・記録層を作製した。
この場合、記録層は膜厚が400Åとなるように作成し
た。次に反射層の代わりに再び酸化タンタルを干渉層の
作成時と同条件で750Å作成した。作製したディスクは
表2に示す。このディスクを、実施例1と同一の条件で
記録再生特性を検討した。測定結果を第4図に示す。サ
ンドイッチ構造において記録層の薄膜化により磁界依存
性が向上されノイズの低減が可能となったが信号強度低
下のためC/N=44.5dBしか得られなかった。
(発明の効果) 本発明によれば、光磁気ディスクにおける磁界変調法
を用いたダイレクトオーバーライト記録で、記録磁界と
して150〜250Oeの低い磁界により良好で、安定な特性を
与える磁界変調記録に適した光磁気記録媒体が得られ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図及び第4図は本発明の実施例及び比較例
による記録再生特性(キャリヤレベル、ノイズレベル)
の組成依存性を示したものである。 第3図は、本発明の実施例によるオーバーライト特性を
示したものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−107343(JP,A) 特開 平2−199643(JP,A) 特開 昭62−239349(JP,A) 特開 昭64−86349(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G11B 11/10 501 G11B 11/10 506 G11B 11/10 523

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】透明基板上に干渉層、希土類金属と遷移金
    属の合金からなる膜厚が200〜600Åである記録層及びAl
    又はAl合金からなる反射層を順次設けてなる光磁気記録
    媒体において、前記記録層の単位体積当りの磁気モーメ
    ントの向きが、記録層中の遷移金属の磁気モーメントの
    向きと同じであり、かつ前記記録層が室温において保磁
    力が15kOeより大きいことを特徴とする磁界変調記録用
    光磁気記録媒体。
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