JP3057644B2 - 光磁気記録媒体 - Google Patents

光磁気記録媒体

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JP3057644B2
JP3057644B2 JP2304533A JP30453390A JP3057644B2 JP 3057644 B2 JP3057644 B2 JP 3057644B2 JP 2304533 A JP2304533 A JP 2304533A JP 30453390 A JP30453390 A JP 30453390A JP 3057644 B2 JP3057644 B2 JP 3057644B2
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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が可能な光磁気記録媒体に関す
る。詳しくは高感度で高C/N比を持つ光磁気記録媒体に
関する。
〔従来の技術及びその課題〕
光磁気記録媒体は高密度、低コストの書き換え可能な
情報記録媒体として実用化が進められている。
特に希土類と遷移金属のアモルファス合金の記録層を
用いた媒体は非常に優れた特性を示している。
光磁気記録媒体の残された大きな欠点としては重ね書
き(オーバーライト)ができないことである。すなわ
ち、従来の光磁気記録媒体は記録する前に消去のプロセ
スを必要とする為、1回の記録に2回転を要し、データ
の転送速度を低下させていた。
近年、光磁気記録媒体においてこの重ね書きを行う方
法がいくつか提唱されている。
1つの有望な方法として多層膜を用いた光変調オーバ
ーライト法がある。この方式は第34回応用物理学関係連
合講演会予稿集28P−ZL−3P721(1987)で論じられてい
るもので、低キュリー温度と高保磁力を持った垂直磁化
層(記録層)と相対的に高キュリー温度と低保磁力を持
った垂直磁化層(補助層)から成る。オーバーライトの
手段初めに補助層の磁化の向きをそろえるのに十分でか
つ記録層には影響を与えない大きさの磁界(初期化磁
界)を印加した後バイアス磁界を印加しながら高パワー
(PH)および低パワー(PL)の2値に変調された光ビー
ムを照射する。
PL照射のときは補助層の反転はなく記録層は補助層と
の交換結合によって安定化する方向に向き、PH照射の場
合は補助層が、バイアス磁界によって反転を起こし、そ
れに従って記録層もPLの場合と逆方向を向くことによ
り、オーバーライトが可能となる。
この方式での問題点の1つは、PLとPHのパワーの差
(間隔)を十分にとって媒体を設計しなければならない
点にある。この差が十分でないとPLで記録を行っている
ときにビームスポット中心の高温部分で高パワー的な記
録が行われてしまうことがある。これはビームスポット
内での温度分布が原因であり、特にバイアス磁界を強く
した場合に問題となってくる。
その上、PHからの熱拡散によってPL領域中に熱勾配が
起るという問題も生じ、この為、PLのパワーマージンが
小さくなってしまう。ここで言うパワーマージンは、記
録信号で用いる全周波数領域において充分なC/N比と消
去比を得られるパワー範囲を示す。
PLとPHの間隔を十分にとらなければならないというこ
とはPHを低下させられないことを意味する。すなわち高
パワーのレーザーが必要となることを意味する。
一方ディスクを高速で回転させる為にはレーザーパワ
ーの制限からこのPHを低くする必要があり、TC2の低い
補助層を用いるのが望ましいのであるが上記の問題から
それは不可能であった。
〔課題を解決するための手段〕 本発明者等は上記の問題に関して検討した結果、媒体
にヒートシンク層を設けることで低いPHによる記録を行
えることを見出した。
本発明の要旨は基板上にキュリー温度TC1、室温での
保磁力HC1を持ったTbFeCo系合金からなる光磁気記録層
および、キュリー温度TC2、室温での保磁力HC2を持った
DyFeCo系合金からなる記録補助層がこの順に形成され、
前記TC1、TC2、HC1およびHC2が TC1<TC2 HC1>HC2 を満足する重ね書き可能な光磁気記録媒体において、記
録補助層の基板に面する側でない側に記録補助層よりも
熱伝導度の大きい物質からなるヒートシンク層を設けた
ことを特徴とする光磁気記録媒体に存する。
〔発明の構成〕
本発明に用いられる基板としては、ガラスや、アクリ
ル樹脂、ポリカーボネート樹脂等のプラスチック等の透
明基板が挙げられる。
基板の厚みは1.2mm程度が一般的である。
本発明では基板上に光磁気記録層及び記録補助層を設
ける。
記録層としてはキュリー温度TC1が低く保磁力(VSMに
より測定した値)HC1が大きいもの、特に希土類と遷移
金属のアモルファス合金が好ましく用いられる。本発明
においてはTbFeCo系合金を用いる。TC1としては120℃以
上200℃以下が好ましくまたHC1としては10kOe以上が好
ましい。膜厚は300〜1000Å程度が好ましい。熱伝導度
は通常15〜20Wm-1K-1である。
補助層は前記記録層と同様に希土類と遷移金属のアモ
ルファス合金等からなる磁性層からなるが、キュリー温
度TC2が高く、保磁力HC2が小さいものが用いられる。本
発明においてはDyFeCo系合金を用いる。TC2としては180
℃以上250℃以下が好ましいが当然TC1より大きい必要が
ある。またHC2としては小さい方が初期化磁界(Hini
を低減させる為に好ましいが、記録層との交換結合の
為、補助層は実効的バイアス磁界(Hw)を受け、初期化
した状態を安定に存在させる為には HC2>Hw なる条件を満たす必要がある。HC2としては一般的に1kO
e以上3kOe以下程度が好ましい。
補助層の熱伝導度は通常、記録層の熱伝導度とほぼ同
程度である。
補助層の膜厚は500Å以上2500Å以下、好ましくは600
Å以上1500Å以下である。補助層は記録層の厚さの1.0
〜3.0倍、好ましくは1.2〜2.5倍の厚さとされているの
が良い。後述する中間層を設けた場合は、補助層の膜厚
は記録層の厚さの1.0〜2倍程度が良い。
記録層と補助層の間に磁壁エネルギーを調節する為の
中間層を設けても良い。中間層としてはGdFeCo、FeCO等
の磁性体や金属等の窒化物、金属等の酸化物等の誘電体
が用いられる。この中間層としては、記録層及び補助層
より垂直磁気異方性が小さいものであるのが好ましく、
厚さは30〜100Å程度が良い。この中間層は、記録層を
形成後、該記録層の表面をN2やO2で処理して形成するこ
ともできる。
本発明においては補助層の上にヒートシンク層を設け
る。このヒートシンク層の目的は記録ビームによる熱を
拡散させて、ビームスポット内の熱分布を小さくするこ
とにある。ヒートシンク層によって、PLによる記録時
に、光スポットの中心がPH状態になるという現象が改善
される為、TC1とTC2の差が小さい媒体を用いることがで
き、結果としてPHの低下をはかることができる。又、ヒ
ートシンク層を設けた場合、PHによる熱を拡散すること
ができる為、PLへの影響が小さくなり、PLのパワーマー
ジンを広くとれる。
ヒートシンク層としては、Au、Ag、Cu、Al等の補助層
より熱伝導度の高い金属又はそれらにTa、Ti、Mg、Si、
Pt等を添加した合金等が好ましく用いられる。これらの
うち、Al又はAlを主体とする合金が好ましい。ヒートシ
ンク層の熱伝導度は、記録補助層の熱伝導度の2倍以上
であることが好ましく、更に好ましくは40〜300Wm-1K-1
である。
ヒートシンク層の膜厚は100〜2000Å、好ましくは200
〜1000Åである。Alからなるヒートシンク層の場合、好
ましくは100〜500Å、更に好ましくは200〜500Åであ
る。
ヒートシンク層は熱伝導度が高い程、また膜厚が厚い
ほどパワーマージンを大きくする効果があるが、同時に
感度も悪化する。従って、ヒートシンク層の熱伝導度を
k(Wm-1K-1)、膜厚をd(m)とすると、ヒートシン
ク層の熱伝導度及び膜厚は 1.6×10-6<k×d<1.2×10-5、 好ましくは、2.4×10-6<k×d<7.2×10-6 の関係を満たすのが好ましい(k×dは単位時間にヒー
トシンク層を熱が伝わる量を示す)。
基板と記録層との間に干渉層を設けても良い。干渉層
は入射光の反射率を落として感度やC/N比を向上させる
為のものである。干渉層としては屈折率の高い透明誘電
体、例えば、Si3N4、AlN、Ta2O5、TiO2、ZnS等が用いら
れる。
ヒートシンク層の上に保護層を設けても良い。保護層
としては、Si3N4、AlN、Ta2O5、Al2O3、TiO2等の安定な
誘電体が好ましく用いられる。
基板上に各層を形成する方法には、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法にて光磁気記録層、補助層、ヒートシンク層及
び保護層を成膜形成するには、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0.1〜100Å/sec程度とさ
れる。
〔実施例〕
以下、実施例をもって本発明をさらに詳細に説明する
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 130mmφのポリカーボネート基板を2つの成膜チャン
バーを持つスパッタリング装置に導入し、先ず3×10-7
Torr以下まで排気し、ArとO2の混合ガスを用いてTaター
ゲットの反応性スパッタを行いTa2O5からなる800Åの干
渉層を形成した。
基板を2×10-7torr以下の真空度である別のチャンバ
ーに移動した後、Arを100sccm、4mTorrの圧力に導入
し、TbとFe95Co5(原子%、以下同じ)のターゲットを
同時にスパッタリングを行い、Tb19(Fe95Co581(キ
ュリー温度:175℃、室温での保磁力:15kOeより大、熱伝
導度:18Wm-1K-1)の組成を持つ記録層500Åを形成し
た。引続きDyとFe70Co30のターゲットを同時にスパッタ
リングを行い、Dy30(Fe70Co3070(キュリー温度:230
℃、室温での保磁力:2.2kOe、熱伝導度:16Wm-1K-1)の
組成を持つ補助層を1500Å形成した。
基板を初めのチャンバーに移動した後、Alターゲット
を用いて500Åのヒートシンク層(熱伝導度:240Wm
-1K-1)を設けた。このディスクの特性を調べその結果
を第1表に示す。測定条件はHini=6kOe、Hb=300Oe、P
L、PHは7.4MHz、3600rpm、TW(記録パルス幅)=60nS、
測定位置(ディスクの中心からの距離)R=30mmで行な
い、C/N比が最大になるときの各パワー(PL,PH)を求め
た。
実施例2 補助層までは実施例1と同様に形成した後、補助層の
上に誘電体層として300ÅのTa2O5を干渉層と同様にして
形成し、続いて、500ÅのAlのヒートシンク層(熱伝導
度:240Wm-1K-1)を設けた。Ta2O5はヒートシンク層への
熱伝導速度を調節する役をなす。ディスクの特性を第1
表に示す。
比較例1 補助層までを実施例1と同様に形成した後、ヒートシ
ンク層は設けず、酸化防止の為に熱伝導度が補助層より
も小さいTa2O5を800Å保護層として形成した。ディスク
の特性を第1表に示す。
比較例2 補助層として1500ÅのTb32(Fe70Co3068(キュリー
温度:275℃、室温での保磁力:2.0kOe、熱伝導度:18Wm-1
K-1)を用いた他は実施例1と同様にディスクを形成し
た。ディスクの特性を第1表に示す。
第1表に示すようにこの補助層を用いた場合、3600rp
mでも比較例2を除く全てのディスクが、R=30mmでは1
0mW以下のPHで記録可能であったが、比較例1ではPL
スポットの中央部が高温になりすぎC/N比が低い。また
比較例2では、PHに11mW以上のパワーが必要であった。
これに対して、実施例1及び2では低いPHで実用十分
なC/N比が得られている。
比較例3,実施例3〜6 補助層までは実施例1と同様に作成した後、保護層の
Ta2O5を300Å形成した。(比較例3)。
この状態で測定を行なった後、再びスパッタリング装
置に導入しAlを100Å成膜した。(実施例3) この状態で測定を行ない、以下同様にAlが300Å、500
Å、1000Åの膜厚について各々成膜と測定を行なった。
(実施例4〜6) 結果を表2に示す。比較例3ではClN>45dBは得られ
ているが、1.4MHzと3.7MHzでClNが高いPLにずれがある
為、両周波数でClN>45dB、△ClN<20dBを満たすPLは存
在しなかった。これに対し、実施例3〜5では条件を満
足するPLの範囲が存在する。特にAlの膜厚が厚い状態で
は大きなマージンが得られる。
実施例6では3.8〜6.6mWが得られる。
実施例7 Ta2O5の保護層の形成までは実施例3と同様に作成し
た後、厚さ1000ÅのAl97Ta3合金からなるヒートシンク
層を保護層の上に形成し光磁気ディスクを得た。ヒート
シンク層の熱伝導度は55Wm-1K-1であった。このディス
クを実施例3と同一の条件で測定したところ、1.4MHz及
び3.7MHzの両記録周波数において、45dB以上のC/N比及
び20dB以下の△C/N比の両条件を満たすPH及びPLは、そ
れぞれ9mW及び3.4〜4.2mWであった。
〔発明の効果〕
本発明によれば、高感度で、高C/N比を持つ重ね書き
可能な光磁気記録媒体を得ることができる。

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板上に設けられたキュリー温度TC1、室
    温での保磁力HC1を持ったTbFeCo系合金からなる光磁気
    記録層および、キュリー温度TC2、室温での保磁力HC2
    持ったDyFeCo系合金からなる記録補助層がこの順に形成
    され、前記TC1、TC2、HC1、HC2が TC1<TC2、HC1>HC2 を満足する重ね書き可能な光磁気記録媒体において、記
    録補助層の基板に面する側ではない側に記録補助層より
    も熱伝導度の大きい物質からなるヒートシンク層を設け
    たことを特徴とする光磁気記録媒体。
  2. 【請求項2】前記TC1、TC2が TC1<TC2≦250℃ を満足する請求項1に記載の光磁気記録媒体。
  3. 【請求項3】前記HC2が1kOe以上、3kOe以下である請求
    項1又は2に記載の光磁気記録媒体。
  4. 【請求項4】前記ヒートシンク層の熱伝導度k及び膜厚
    dが 1.6×10-6<k×d<1.2×10-5 を満足する請求項1乃至3のいずれかに記載の光磁気記
    録媒体。
  5. 【請求項5】前記ヒートシンク層の膜厚が100〜2000Å
    である請求項1乃至4のいずれかに記載の光磁気記録媒
    体。
  6. 【請求項6】基板と記録層との間に、Si3N4、AlN、Ta2O
    5、TiO2、ZnSのいずれかからなる干渉層が設けられてな
    る請求項1乃至5のいずれかに記載の光磁気記録媒体。
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