JP2834846B2 - 光磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高感度でピークシフトの小さい光磁気記録
媒体の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

光記録媒体については、高密度・大容量の情報記録媒
体として種々の研究開発が行われている。

特に、情報の消去可能な光磁気記録媒体は、応用分野
が広く種々の材料、システムが発表されており注目され
ている。

その構成は、透明基板上に光磁気記録層として膜面に
対し垂直な方向に磁化容易軸を有する、希土類−遷移金
属系合金の非晶質膜を設けたものであるが、該非晶質膜
では、単独では、カー回転角が小さいため、再生時に満
足なC/Nが得られないなどの問題点を有する。そのた
め、それらの特性を改善すべくさまざまな提案がなされ
ている。

例えば、基板／窒化物透明誘導体／光磁気記録層／窒
化物透明誘電体／金属反射層の順に積層した４層構成
は、カー効果とファラデー効果の併用と、誘電体による
エンハンス効果で高C/N値が得られ、さらに誘電体とし
て窒化物を用いることにより耐久面でも優れるといわれ
ている。

これらの光磁気記録媒体は、ガラス、ポリカーボネー
ト（PC）、ポリメチルメタクリレート、エポキシ樹脂な
どで作られた円盤状透明基板上に直接、あるいはSi
₃N₄、AlN、SiO、AlSiNなどの誘電体層を介して光磁気記
録層をスパッタリング法で製膜され、光磁気記録層の上
に直接あるいは前記誘電体層を介して金属反射層を形成
されるのが一般的である。このようにして作られる光磁
気記録媒体は、一般に製膜したままで特別な処理を施さ
ずに用いられる。

このような希土類−遷移金属系合金の非晶質膜を用い
た光磁気記録媒体の記録方式では、光を基板を通して光
磁気記録層に照射し、その光照射による加熱作用によっ
て磁性体により構成された光磁気記録層をキューリー温
度以上に加熱し、その加熱された部分の磁極の向きをそ
の近傍に発生させた磁界によって反転させることにより
データの書き込みを行い、また光磁気記録層の磁極の向
きの差による入射光の反射面の回転角の差を利用してデ
ータを読み出すようにしている。

この種の希土類−遷移金属系合金の非晶質膜を用いた
光磁気記録媒体では、１μｍφ程度に絞られたレーザ光
および外部磁界を用いた熱磁気書き込み方式によって10
⁸ビット/cm²という極めて高密度の記録が可能で、しか
も原理的には無限回に近い消去および再書き込みができ
るという非常に優れた特徴を有する。

しかしながら、前記光磁気記録媒体の製造方法では、
スパッタリング法などによって簡単に光磁気記録層を形
成できるものの、記録感度や再生信号のずれ、すなわち
ピークシフトの点で問題があった。つまり、前記光磁気
記録媒体の構成において、透明誘電体層や金属反射層の
材料の膜厚を選択することにより、記録感度や再生信号
のずれを変化させることは可能であるが、両方同時に改
善することは困難であった。例えば、前記４層構成で、
金属反射層の熱伝導を低くすると、記録感度は改善され
るが、記録層からの熱の逃げが悪くなるため、記録時に
隣接ビット同士が熱的に影響しあいビットの書き込もう
とする位置からのずれが大きくなるという現象を有する
ことがわかった。

なお、この位置のずれは、再生信号のピークシフトと
して検出することができる。ビットのずれが大きいと、
ピークシフトが増大し、再生時のエラーが増大するとい
う問題がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、かかる現状に鑑みなされたもので、高C/N
で、記録感度がよく、しかも再生信号のピークシフトが
小さい光磁気記録媒体を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、基板上に直接または間接的に、希土類−遷
移金属系合金の非晶質膜からなる光磁気記録層を形成す
る光磁気記録媒体の製造方法において、各層形成後に高
湿度下で光磁気記録媒体を熱処理することを特徴とする
光磁気記録媒体の製造方法である。

以下、本発明について詳しく説明する。

本発明において高湿度下とは、水蒸気を含む雰囲気を
いい、好ましくは相対湿度で60％RH以上をいう。処理湿
度が60％RH未満では、その効果が小さく長い処理時間を
必要とする。

また、熱処理温度は、用いる基板材料などで異なる
が、通常40〜150℃の範囲で選択される。

熱処理温度が40℃未満では、その効果が小さく、長い
処理時間を必要とする。一方、処理時間の面からは熱処
理温度は高い方が好ましいが、150℃を超えると、アモ
ルファス膜の結晶化が起こりやすくなる。また、基板と
してポリカーボネートなどの有機高分子を使用した場合
には、変形し媒体の機械特性が低下するなどの面から、
100℃以下が好ましく、さらに好ましくは90℃以下であ
る。

好ましい処理条件は、処理温度60〜100℃、処理湿度6
0〜100％RH、処理時間20時間以上である。

処理方法としては、前記の条件を安定的につくりだす
ことができるものであればいかなる方法でもよいが、恒
温恒湿装置などが優れている。

前記処理は、光磁気記録媒体の各層形成後に行われ
る。従って、光磁気記録層や金属反射層の酸化防止のた
めに、これらの層上に誘電体または金属の保護層が設け
られる構成の光磁気記録媒体にあっては、これらの層の
全部を形成後に高湿下の熱処理が行われる。

本発明が適用できる光磁気記録媒体は、基板の材料と
しては、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、エポキ
シ樹脂、４−メチル−ペンテン樹脂など、またそれらの
共重合体などの高分子樹脂、もしくはガラスなどが使用
できる。なかでも、機械強度、耐候性、耐熱性、透湿性
の点でポリカーボネート樹脂が好ましい。

また、記録層としては、光熱磁気効果により記録・再
生できるもの、具体的には膜面には垂直な方向に磁化容
易方向を有し、任意の反転磁区を作ることにより光磁気
効果に基づいて情報の記録・再生が可能な磁性金属薄膜
であれば使用でき、例えばTbFe、TbFeCo、GdTbFe、CdFe
Co、NdDyFeCo、NdDyTbFeCo、NdFe、PrFe、CeFeなどの希
土類元素と遷移金属元素との非晶質合金膜、Co/Pt、Co/
Pdなどの人工格子多層膜などが使用できる。

記録層の膜厚は、100〜1,000Å、好ましくは150〜300
Åである。

また、光磁気記録媒体の積層構成としては、基板と記
録層の間にカー効果のエンハンスメントを目的とした透
明誘電体層を有する構成、さらには記録層の上に直接ま
たは透明誘電体層を介して金属反射層を設けた構成が好
ましい。かかる透明誘電体層としては、公知の金属酸化
物、金属窒化物などの透明誘電体がそのまま適用でき
る。なかでも、窒化ケイ素、窒化アルミニウムあるいは
これら複合物のケイ素とアルミニウムの窒化物などの金
属窒化物からなるものが、耐久性面より好ましく適用で
きる。そして、その膜厚は、光磁気記録媒体層と金属反
射層との間の誘電体層の膜厚とも関係するので、一義的
に決めることはできないが、通常は、基板と光磁気記録
層との間の透明誘電体膜厚が300〜1,600Å程度、光磁気
記録層と金属反射層との間の誘電体層の膜厚が30〜600
Åが好適に用いられる。しかしもちろん、これらの膜厚
範囲に限定されるものではない。

透明誘電体層の製造方法としては、公知の真空蒸着
法、スパッタリング法などのPVD法、あるいはCVD法など
種々の薄膜形成法が適用できる。

なかでも、ArガスもしくはArとN₂の混合ガスでの反応
性スパッタリング法が、異常放電などが少なく安全運転
面、生産性面で好ましい。

また、金属反射層を構成する金属としては、カー効果
を最大限得るために、反射率をできるだけ低下させずに
金属膜自身の耐久性を改善するという観点より、Au、C
u、Ti、Taの少なくとも１元素を含有するAg合金が好ま
しい。

前記Ag合金は、Au、Cu、Ti、Taの少なくとも１元素を
１〜30原子％含有することが好ましい。さらに、耐久性
面からは、Au、Cu、の１つとTi、Taの１つとを含む３元
合金が好ましい。

金属反射層の膜厚は、とくに限定しないが、製造の能
率、コストの面から50〜5,000Åが好ましい。

以上の金属反射層は、公知の真空蒸着法、スパッタリ
ング法などのPVD法などで作製できる。

なお、通常は、この金属反射層上に、前記の透明誘電
体などからなる無機保護層を介してまたは直接に機械的
保護、さらなる耐久性の向上などの目的で有機の光およ
び熱硬化型樹脂あるいは熱可塑性樹脂からなる有機保護
層を設けるのが一般的である。

以上、本発明の製造方法により得られる光磁気記録媒
体は、光磁気記録層のアモルファス状態が安定化し、C/
Nが良く、再生信号のピークシフトの小さい再生時のエ
ラーの少ないものである。

〔実施例〕

以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明す
る。

実施例中、ピークシフトについては下記のようにして
測定した。

ピークシフト 第１図に示す信号を記録、再生した時に、記録しよう
とした信号のパルス間の時間T₂と、実際に再生された信
号のピーク間の時間T₂′の差の絶対値をピークシフトと
した。従って ピークシフト＝|T₂−T₂′｜ である。

記録再生には、光磁気記録再生装置（パルステック工
業製、DDU−1000型）を用いた。

なお、記録再生条件は、下記のとおりである。

再生信号のピーク間の時間T₂′は、ヒューレットバッ
カード製、FREQUENCY AND INTERVAL ANALYZERを用いて
測定した。

なお、第１図において、T₁は90ns、T₂は270ns、T₃は9
00nsで行った。

〔記録条件〕

デイスク回転速度:1800rpm、記録トラック位置：半径
30mm位置、記録レーザーパワー：再生信号の二次高周波
が最小となる記録レーザーパワー（本実施例では約6mw
程度である）、記録時の印加磁界:300エルステッド 〔再生条件〕 デイスク回転速度:1800rpm、読出レーザーパワー:1.5
mw 実施例１〜２ 基板上に透明誘電体層、光磁気記録層、裏面誘電体
層、金属反射層を順次積層し、さらに有機保護層を積層
した構成の光磁気記録媒体を以下のように作製し、評価
した。その結果を第１表に示す。

すなわち、直径130mm、厚さ1.2mmの円盤で1.6μｍピ
ッチのグループを有するポリカーボネート樹脂（PC）製
のデイスク基板を、３ターゲット設置可能な高周波マグ
ネトロンスパッタ装置（アネルバ（株）製SPF−430H
型）の真空槽内に配置し、４×10^-7Torrになるまで排気
した。

次に、Ar、N₂の混合ガス（Ar:N₂＝70:30vol％）を真
空槽内に導入し、圧力10mTorrになるようにAr/N₂混合ガ
ス流量を調整した。ターゲットとしては直径100mm、厚
さ5mmのAl₃₀Si₇₀（以下、添数字は組成「原子％」を示
す）の焼結体からなる円盤を用い、放電電力500w、放電
周波数13.56MHzで高周波スパッタリングを行い、PC基板
を回転（自転）させながら、透明誘電体としてAlSiN膜
を1,200Å堆積した。

続いて、光磁気記録槽として、 Tb₂₁Fe₇₁Co₈合金ターゲットを用い、Arガス2mTorr、放
電電力150wの条件で高周波スパッタリングを行い、約22
5ÅのTbFeCo合金膜を堆積した。

引き続いて、裏面誘電体槽としてターゲットを前記の
AlSiターゲットに戻し、スパッタリングガスをAr、N₂の
前記混合ガス（N₂30vol％）に変え、前記と同じ放電条
件で350ÅのAlSiN膜を堆積した。

さらに引き続いて、Agターゲット上に3mm口のAuおよ
びTiチップを配置し、Arガス圧2mTorr、放電電力100wの
条件で高周波スパッタリングを行い、金属反射層として Ag₉₄Au₄Ti₂合金膜を400Å堆積させた。

さらに、金属反射層上にスピンコーターで紫外線硬化
型のフェノールノボラックエポキシアクリレート樹脂を
塗布し、その後紫外線照射により硬化させ、約10μｍの
有機保護層を設けた。

得られた光磁気記録媒体、およびこの光磁気記録媒体
を、80℃、85％RHで300時間処理した後の光磁気記録媒
体について評価した。

結果を第１表に示す。

実施例２ 金属反射層として、実施例１の Ag₉₄Au₄Ti₂のかわりにAl₉₆Ti₄を600Å堆積させるほか
は、実施例１と同様にして光磁気記録媒体を得、実施例
１と同じ条件で処理して光磁気記録媒体を製造した。処
理前、処理後の光磁気記録媒体について評価し、その結
果を第１表に示す。

〔発明の効果〕 本発明によれば、高C/Nで記録感度が良く、しかも再
生信号のピークシフトが小さい光磁気記録媒体を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はピークシフトを説明する図である。 T₁:パルス幅 T₂:パルス間隔 T₃:パルス周期 T₂′：再生波形のピーク間隔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G11B 11/10 541

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板上に直接または間接的に、希土類−遷
   移金属系合金の非晶質膜からなる光磁気記録層を形成す
   る光磁気記録媒体の製造方法において、各層形成後に高
   湿度下で光磁気記録媒体を熱処理することを特徴とする
   光磁気記録媒体の製造方法。
2. 【請求項２】60％RH以上の高湿度下で熱処理する請求項
   １記載の光磁気記録媒体の製造方法。