JP3079651B2 - 光磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents

光磁気記録媒体の製造方法

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JP3079651B2 JP03163290A JP16329091A JP3079651B2 JP 3079651 B2 JP3079651 B2 JP 3079651B2 JP 03163290 A JP03163290 A JP 03163290A JP 16329091 A JP16329091 A JP 16329091A JP 3079651 B2 JP3079651 B2 JP 3079651B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、基板上に希土類−遷移
金属合金膜を記録層とする光磁気記録媒体に関するもの
であり、特に低記録磁界化のための改良に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】近年、書き換え可能な高密度記録方式と
して、半導体レーザ光等の熱エネルギーを用いて磁性薄
膜に磁区を書き込んで情報を記録し、磁気光学効果を利
用してこの情報を読み出す光磁気記録方式が注目されて
いる。
【0003】この光磁気記録方式において使用される記
録材料としては、Gd,Tb,Dy等の希土類元素とF
e,Co等の遷移金属を組み合わせた希土類−遷移金属
合金膜等(以下、RE−TM磁性膜と称する。)が代表
的なものであり、RE−TM磁性膜を記録層とする光磁
気記録媒体として、たとえばSi3 4 誘電体膜、Tb
FeCo磁性膜、Si3 4誘電体膜、Al反射膜の4
層構造を有するものが提案されている。
【0004】このような4層構造を有する光磁気記録媒
体を製造するには、基板上に上記Si3 4 誘電体膜、
TbFeCo磁性膜、Si3 4 誘電体膜及びAl反射
膜を順次スパッタリング等の手法によって成膜する。そ
して、このうち特にSi3 4 誘電体膜は、成膜チャン
バー中にスパッタリングガスとしてAr等の不活性ガス
と反応ガスであるN2 等を導入し、RF反応性スパッタ
リングによって成膜されるのが一般的である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
手法によって光磁気記録媒体を製造すると、上述の如く
TbFeCo磁性膜の成膜直後にSi3 4 誘電体膜が
成膜されるので、磁性膜がわずかな時間ではあるが誘電
体膜の成膜雰囲気であるArとN2 ガスのプラズマ中に
放置され、さらにはスパッタリングされたSi粒子に曝
され、その結果、解離あるいはイオン化した活性元素
(特にNやN+ 等)が磁性膜内部に入り込む現象が起こ
る。このため、製造された光磁気記録媒体は、これら不
純物を磁性膜中に含んでいるために磁気的特性が十分発
揮されず、外部磁界150エルステッド以上で記録しな
いと、満足なCN比が得られないといった不都合が生じ
てしまう。このことは、製造された光磁気記録媒体をた
とえば記録磁界強度が比較的小さいとされる磁界変調方
式に適用しようとした場合に大きな障害となる。
【0006】そこで本発明は、かかる従来の実情に鑑み
て提案されたものであって、誘電体膜成膜時に起こるR
E−TM磁性膜の特性劣化を抑え、低記録磁界下でも高
CN比が得られる光磁気記録媒体が製造できる光磁気記
録媒体の製造方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上述の目
的を達成せんものと長期に亘って鋭意研究を重ねた結
果、基板上にRE−TM磁性膜を成膜した後、酸素ガス
もしくは酸素を一構成元素とする化合物のガスを含む放
電状態(プレスパッタ状態)の雰囲気中に基板を保持す
ると、誘電体膜成膜時に起こるRE−TM磁性膜の特性
劣化が防止されることを見い出すに至った。
【0008】本発明はこのような知見に基づいて提案さ
れたもので、基板上に少なくとも希土類−遷移金属合金
薄膜と誘電体膜とを順次成膜する光磁気記録媒体の製造
方法において、前記希土類−遷移金属合金薄膜を成膜し
た後、CO2ガスを含む放電状態の雰囲気中に基板を保
持することを特徴とする。
【0009】本発明の製造方法において、記録層となる
RE−TM磁性膜は、たとえばスパッタリング,分子線
エピタキシー,真空蒸着等の真空薄膜形成技術等の方法
によって基板上に成膜される。ここで、RE−TM磁性
膜をたとえばスパッタリングにより成膜する場合には、
希土類金属ターゲットと遷移金属ターゲットを使用した
二次元同時スパッタリングを行うのが便利である。
【0010】なお、上記RE−TM磁性膜の膜厚は、実
用的な磁気光学特性を達成する観点から、100〜10
00Å程度とすることが好ましい。
【0011】また、RE−TM磁性膜が成膜される基板
の材料としては、ガラス,ポリカーボネート,PMMA
(ポリメチルメタクリレート),セラミクス,シリコン
ウェハ等が使用可能である。
【0012】このようにしてRE−TM磁性膜を形成し
た後、このRE−TM磁性膜上に誘電体膜を成膜する
が、このRE−TM磁性膜形成後、直ぐに誘電体膜を成
膜すると、誘電体膜の成膜雰囲気中のNやN+あるいは
スパッタリングされたSi粒子等がRE−TM磁性膜中
に混入し、磁性膜の特性劣化を引き起こす。したがっ
て、本発明の製造方法では、このような磁性膜の特性劣
化を抑えるために、基板上にRE−TM磁性膜を成膜し
た後、この基板をCO2ガスを含む放電状態の雰囲気中
に一定時間放置することとする。
【0013】なお、ここで酸素を一構成元素とする化合
物のガスとしては、たとえばCO,CO2 等が挙げられ
る。
【0014】また、CO2ガスの分圧は、1.6×10
-5〜1×10-3Torr程度とすればよく、また保持時
間は、数分程度と短くてよいが、ガス分圧によってCN
比が最大となる最適保持時間が異なることから、ガス分
圧に応じて選定することがより好ましい。
【0015】そして、このようにしてRE−TM磁性膜
が成膜された基板を上記放電雰囲気中に放置した後、上
記RE−TM磁性膜上に誘電体膜および反射膜を順次成
膜する。
【0016】上記誘電体膜は耐蝕性の向上や多重反射に
よるカー回転角の増大(カー効果エンハンスメント)を
目的として設けられるものであり、酸化物,窒化物,オ
キシナイトライド等の材料を真空薄膜形成技術により1
00〜2000Åの膜厚で成膜することにより得られ
る。この誘電体膜は、基板とRE−TM磁性膜の間に介
在させても、RE−TM磁性膜の上に積層しても、ある
いはその両方であっても良い。
【0017】一方、上記反射膜は、RE−TM磁性膜を
透過したレーザ光をも反射させることによりカー効果に
ファラデー効果を相乗させ、回転角を拡大するために設
けられるものである。通常、Al,Au,Pt,Cu等
の金属材料を真空薄膜形成技術にて成膜することにより
得られる。
【0018】なお、本発明の製造方法では、これら真空
薄膜形成技術による種々の成膜工程が終了した後、さら
に紫外線効果樹脂を塗布して保護膜を形成するようにし
てもよい。
【0019】
【作用】基板上にRE−TM磁性膜を成膜した後、直ぐ
に誘電体を成膜すると、磁性膜が誘電体膜の成膜雰囲気
に曝されるため、誘電体膜に由来するNやN+あるいは
Si粒子等がRE−TM磁性膜中に混入し、磁性膜の特
性劣化を引き起こす。これに対し、RE−TM磁性膜が
成膜された基板をCO2ガスを含む放電状態の雰囲気中
に保持した後、誘電体膜を成膜すると、上述のような磁
性膜の特性劣化が抑えられ、高CN比を示す光磁気記録
媒体が製造される。これは、RE−TM磁性膜が成膜さ
れた基板をCO2ガスを含む放電状態の雰囲気中に保持
すると、磁性膜上部に酸素を含む組成の層が形成され、
この層が誘電体膜に由来する元素が磁性膜へ混入するの
を防止する如く機能するからと推測される。
【0020】
【実施例】本発明の好適な実施例について実験結果に基
づいて説明する。
【0021】実施例1 本実施例は、基板上にSi3 4 誘電体膜,TbFeC
o磁性膜,SiCON誘電体膜,Al反射膜を順次スパ
ッタリングによって成膜して光磁気記録媒体を製造する
に際し、前記TbFeCo磁性膜を成膜した後、CO2
を含む放電状態の雰囲気下で保持した例である。
【0022】先ず、本実施例において作製された光磁気
記録媒体の概略的な構成を図1に示す。この光磁気記録
媒体は、記録・再生が基板側から行われることを前提と
しており、基板1上にSi3 4 からなる誘電体膜2、
RE−TM磁性膜として機能するTbFeCo磁性膜
3、SiCONからなる誘電体膜4、Al反射膜5がこ
の順序にて積層されたものである。
【0023】かかる光磁気記録媒体を作成するには、先
ず、Si3 4 誘電体膜2、TbFeCo磁性膜3、S
iCON誘電体膜4、Al反射膜5を連続工程により成
膜するため、4元スパッタリング装置のチャンバー内に
Si、Tb、FeCo合金、Alの各ターゲットを載置
した。この装置によれば、各ターゲットに対応して設け
られたシャッターを開閉することにより、所望のターゲ
ットを使用することができる。そして、このスパッタリ
ング装置内に基板を装着した後、チャンバー内を排気
し、以下のようにして順次成膜を行った。
【0024】はじめに、成膜条件1に従って、窒素ガス
とアルゴンガスの雰囲気中でSiターゲットを使用して
高周波反応性スパッタリングを行い、膜厚800〜20
00ÅのSi3 4 誘電体膜2を成膜した。
【0025】次いで、成膜条件2に従って、Tbターゲ
ットとFeCo合金ターゲットを使用して直流同時2元
スパッタリングを行い、Tb19(Fe90Co1081の組
成を有する膜厚200〜300ÅのTbFeCo磁性膜
3を成膜した。
【0026】このようにして、Si3 4 誘電体膜2、
TbFeCo磁性膜3を成膜した後、下記に示す放電雰
囲気下に基板を2分間保持した。 放電雰囲気条件 Arガス 80SCCM N2 ガス 7SCCM CO2 ガス 5SCCM ガス圧 3mTorr 放電時間 2分間 投入パワー 2kW
【0027】次に、成膜条件3に従ってアルゴンガス,
チッ素ガスおよびCO2 ガスの雰囲気中でSiターゲッ
トを使用して高周波反応性スパッタリングを行って膜厚
200〜600ÅのSiCON誘電体膜4を成膜し、さ
らに成膜条件4に従って、Alターゲットを使用して直
流スパッタリングにより、膜厚400〜800ÅのAl
反射膜5を成膜して光磁気記録媒体を作成した。
【0028】実施例2 本実施例は、基板上に第1のSi3 4 誘電体膜,Tb
FeCo磁性膜,第2のSi3 4 誘電体膜,Al反射
膜を順次スパッタリングによって成膜して光磁気記録媒
体を製造するに際し、前記TbFeCo磁性膜を成膜し
た後、CO2 を含む放電状態の雰囲気下で保持した例で
ある。
【0029】実施例1と同様にして、基板上にSi3
4 誘電体膜,TbFeCo磁性膜を成膜した後、下記に
示す放電雰囲気下に基板を2分間保持した。 放電雰囲気条件 Arガス 80SCCM CO2 ガス 5SCCM ガス圧 3mTorr 放電時間 2分間 投入パワー 2kW
【0030】次に、成膜条件1に従って、アルゴンガ
ス,窒素ガスの雰囲気中でSiターゲットを使用して高
周波反応性スパッタリングを行って膜厚200〜600
Åの第2のSi3 4 誘電体膜を成膜し、さらに成膜条
件4に従ってAlターゲットを使用して直流スパッタリ
ングにより膜厚400〜800ÅのAl反射膜を成膜
し、光磁気記録媒体を作製した。
【0031】実施例3 本実施例は、基板上に第1のSiCON誘電体膜,Tb
FeCo磁性膜,Al反射膜,第2のSiCON誘電体
膜を順次スパッタリングによって成膜して光磁気記録媒
体を製造するに際し、前記TbFeCo磁性膜を成膜し
た後、CO2を含む放電状態の雰囲気下で保持した例で
ある。
【0032】はじめに、成膜条件3に従ってアルゴンガ
ス,チッ素ガスおよびCO2 ガスの雰囲気中でSiター
ゲットを使用して高周波反応性スパッタリングを行い、
第1のSiCON誘電体膜を成膜した。
【0033】次いで、成膜条件2に従って、Tbターゲ
ットとFeCo合金ターゲットを使用して直流同時2元
スパッタリングを行い、Tb19(Fe90Co1081の組
成を有するTbFeCo磁性膜を成膜した。
【0034】このようにして、第1のSiCON誘電体
膜、TbFeCo磁性膜を成膜した後、下記に示す放電
雰囲気下に基板を2分間保持した。 放電雰囲気条件 Ar 80SCCM CO2 5SCCM ガス圧 3mTorr 放電時間 2分間 投入パワー 2kW
【0035】次に、成膜条件4に従って、直流スパッタ
リングにより膜厚400〜800ÅのAl反射膜を成膜
し、さらに成膜条件3に従ってアルゴンガス,チッ素ガ
スおよびCO2 ガスの雰囲気中でSiターゲットを使用
して高周波反応性スパッタリングを行い、第2のSiC
ON誘電体膜を成膜し、光磁気記録媒体を作成した。
【0036】比較例1 比較として、従来の方法で光磁気記録媒体を製造した例
である。RE−TM磁性膜成膜後にCO2 を含有する放
電状態の雰囲気下で保持することを除いて、実施例2と
同様にして光磁気記録媒体を作製した。
【0037】下記に実施例1〜3および比較例1におい
て使用した成膜条件1〜4について示す。 成膜条件1(Si3 4 誘電体膜成膜条件) Arガス 75SCCM N2 ガス 25SCCM ガス圧 3mTorr ターゲット Si 投入パワー 2kW 成膜条件2(TbFeCo磁性膜成膜条件) Arガス 60SCCM ガス圧 1.7mTorr ターゲット TbおよびFeCo合金 投入パワー Tb280W FeCo800W 成膜条件3(SiCON誘電体膜成膜条件) Arガス 80SCCM N2 ガス 7SCCM CO2 ガス 5SCCM ガス圧 3mTorr ターゲット Si 投入パワー 2kW 成膜条件4(Al反射膜成膜条件) Arガス 60SCCM ガス圧 1.7mTorr ターゲット Al 投入パワー 1.5kW
【0038】以上のようにして各実施例および比較例で
作成された光磁気記録媒体について、外部記録磁界強度
とCN比の関係の検討を行った。その結果を図2に示
す。
【0039】図2を見ると、比較例1において作製され
た光磁気記録媒体では、実用的なCN比とされる45d
Bを得るには、少なくとも100Oe以上の磁界強度が
必要であるのに対し、実施例1〜3で作製された光磁気
記録媒体においては、磁界強度75Oeで既にCN比が
45dBをはるかに越えていることがわかる。したがっ
て、これらの結果から、光磁気記録媒体を製造するに際
し、RE−TM磁性膜を成膜した後、CO2 を含有する
放電状態の雰囲気中に保持すると、低記録磁界下でも高
いCN比が得られる光磁気記録媒体が製造できることが
示された。
【0040】またこの低記録磁界化が実施例1〜3で作
製された光磁気記録媒体の全てに認められることから、
上記雰囲気下での保持は、RE−TM磁性膜上に成膜す
る誘電体膜の組成によらず、有効であることが示され
た。
【0041】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の製造方法においては、基板上にRE−TM磁性膜成
膜後、CO2を含む放電状態の雰囲気中で保持している
ので、誘電体膜に由来する元素がRE−TM磁性膜へ入
り込むことによる特性劣化が防止される。したがって、
低記録磁界下においても高CN比が得られ、たとえば磁
界変調方式に適用しても良好な記録再生特性を発揮する
光磁気記録媒体を製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の製造方法で製造された光磁気記録媒体
の構成例を示す要部概略断面図である。
【図2】光磁気記録媒体における外部記録磁界強度とC
N比の関係を示す特性図である。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に少なくとも希土類−遷移金属合
    金薄膜と誘電体膜とを順次成膜する光磁気記録媒体の製
    造方法において、 前記希土類−遷移金属合金薄膜を成膜した後、CO 2
    を含む放電状態の雰囲気中に基板を保持することを特
    徴とする光磁気記録媒体の製造方法。
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