JP3084580B2 - 光磁気記録媒体用ガーネット多結晶膜、光磁気記録用媒体および光磁気記録ディスク - Google Patents
光磁気記録媒体用ガーネット多結晶膜、光磁気記録用媒体および光磁気記録ディスクInfo
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はガーネット多結晶光磁気
記録媒体の粒界由来雑音低減に有効な微細結晶粒ガーネ
ット多結晶膜とその応用に関するものである。
記録媒体の粒界由来雑音低減に有効な微細結晶粒ガーネ
ット多結晶膜とその応用に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ガーネット型酸化物は光磁気記録媒体、
光アイソレーター、電流・磁界センサーなど記録材料あ
るいは磁気光学デバイスとして優れた性能を示す材料で
ある。一般的に、この材料は非晶質状態では非磁性であ
るため、単結晶あるいは多結晶状態で利用される。しか
しながら、安価に作製できる多結晶ガーネットは単結晶
ガーネットに比べ粒界等の存在のため、光学的、磁気的
あるいは磁気光学的特性に劣る。特に光磁気記録媒体と
して応用するには、多結晶ガーネットの性能向上が必須
である。
光アイソレーター、電流・磁界センサーなど記録材料あ
るいは磁気光学デバイスとして優れた性能を示す材料で
ある。一般的に、この材料は非晶質状態では非磁性であ
るため、単結晶あるいは多結晶状態で利用される。しか
しながら、安価に作製できる多結晶ガーネットは単結晶
ガーネットに比べ粒界等の存在のため、光学的、磁気的
あるいは磁気光学的特性に劣る。特に光磁気記録媒体と
して応用するには、多結晶ガーネットの性能向上が必須
である。
【０００３】光磁気記録は高密度、高信頼性を実現する
最も有力な技術である。高耐食性を示し短波長での磁気
光学効果の大きいガーネット材料は、すでに実現されて
いるアモルファス希土類−遷移金属の欠点（低耐食性と
小さな磁気光学効果）を克服し得る次世代光磁気媒体と
して最も有望視されている。記録密度をさらに向上させ
る方法として、ガーネットの透光性を利用した多層膜に
よる多重記録も提案されている（伊藤ら：第１０回日本
応用磁気学会学術講演会概要集、３１（１９８６））。
最も有力な技術である。高耐食性を示し短波長での磁気
光学効果の大きいガーネット材料は、すでに実現されて
いるアモルファス希土類−遷移金属の欠点（低耐食性と
小さな磁気光学効果）を克服し得る次世代光磁気媒体と
して最も有望視されている。記録密度をさらに向上させ
る方法として、ガーネットの透光性を利用した多層膜に
よる多重記録も提案されている（伊藤ら：第１０回日本
応用磁気学会学術講演会概要集、３１（１９８６））。
【０００４】また、ガーネット膜を従来の非晶質遷移金
属希土類合金やＰｔあるいはＰｄとＣｏの多層膜などの
他の金属系光磁気記録媒体と組合わせれば、その大きな
ファラデー回転角を利用した磁気光学効果の増強が可能
であり、光磁気記録媒体の高性能化に有効であることが
知られている。ＧＧＧ（ガリウム・ガドリニウム・ガー
ネット）単結晶基板上に形成されるＢｉ置換ガーネット
膜は記録再生特性において搬送波・雑音比（標準条件で
の信号・雑音比）で６０ｄＢという高性能を示す（Ｈ．
Ｋａｎｏ ｅｔ ａｌ：ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ． Ｍａ
ｇｎ． ＭＡＧ−２５（５）、３７３７（１９８
９））。しかしながら、安価なガラス基板上等に形成さ
れるガーネット膜の場合は多結晶質であり、結晶粒界に
由来する光学的不均一（屈折率の不均一分布）のための
媒体雑音が大きいという欠点がある。
属希土類合金やＰｔあるいはＰｄとＣｏの多層膜などの
他の金属系光磁気記録媒体と組合わせれば、その大きな
ファラデー回転角を利用した磁気光学効果の増強が可能
であり、光磁気記録媒体の高性能化に有効であることが
知られている。ＧＧＧ（ガリウム・ガドリニウム・ガー
ネット）単結晶基板上に形成されるＢｉ置換ガーネット
膜は記録再生特性において搬送波・雑音比（標準条件で
の信号・雑音比）で６０ｄＢという高性能を示す（Ｈ．
Ｋａｎｏ ｅｔ ａｌ：ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ． Ｍａ
ｇｎ． ＭＡＧ−２５（５）、３７３７（１９８
９））。しかしながら、安価なガラス基板上等に形成さ
れるガーネット膜の場合は多結晶質であり、結晶粒界に
由来する光学的不均一（屈折率の不均一分布）のための
媒体雑音が大きいという欠点がある。
【０００５】ガラス基板等の上に高性能多結晶ガーネッ
ト膜を形成するためには結晶粒微細化が結晶粒界起因の
光学的不均一の低減に有効である（例えば、Ｍ．Ａｂｅ
ａｎｄ Ｍ．Ｇｏｍｉ；Ｊ．Ｍａｇｎ．Ｍａｇｎ．Ｍ
ａｔｅｒ．、８４、２２２（１９９０））。結晶粒微細
化の方法としては添加元素（例えば、伊藤ら；第１２回
応用磁気学会学術講演会概要集、１２７（１９８８））
あるいは急速（熱処理）結晶化法（Ｔ．Ｓｕｚｕｋｉ
ｅｔ ａｌ；第１３回応用磁気学会学術講演会概要集、
４９（１９８９））がある。
ト膜を形成するためには結晶粒微細化が結晶粒界起因の
光学的不均一の低減に有効である（例えば、Ｍ．Ａｂｅ
ａｎｄ Ｍ．Ｇｏｍｉ；Ｊ．Ｍａｇｎ．Ｍａｇｎ．Ｍ
ａｔｅｒ．、８４、２２２（１９９０））。結晶粒微細
化の方法としては添加元素（例えば、伊藤ら；第１２回
応用磁気学会学術講演会概要集、１２７（１９８８））
あるいは急速（熱処理）結晶化法（Ｔ．Ｓｕｚｕｋｉ
ｅｔ ａｌ；第１３回応用磁気学会学術講演会概要集、
４９（１９８９））がある。
【０００６】庄野はガーネット膜の完全結晶化後の透過
電子顕微鏡観察を行い、格子定数が約１％異なるＧＧＧ
単結晶（１１１）面上に形成したガーネット膜には微細
結晶粒が観察されるが、格子定数が約０．３％異なるＧ
ＣＧＭＺ（カルシウム、マグネシウム、ジルコニウム置
換ガドリニウム・ガリウム・ガーネット）単結晶基板上
では微細結晶粒は観察されず、エピタキシャル成長して
いることを報告している（庄野；“光と磁気−その基礎
と応用−”、昭和６３年応用磁気セミナーテキスト、１
０７（１９８８））。
電子顕微鏡観察を行い、格子定数が約１％異なるＧＧＧ
単結晶（１１１）面上に形成したガーネット膜には微細
結晶粒が観察されるが、格子定数が約０．３％異なるＧ
ＣＧＭＺ（カルシウム、マグネシウム、ジルコニウム置
換ガドリニウム・ガリウム・ガーネット）単結晶基板上
では微細結晶粒は観察されず、エピタキシャル成長して
いることを報告している（庄野；“光と磁気−その基礎
と応用−”、昭和６３年応用磁気セミナーテキスト、１
０７（１９８８））。
【０００７】本発明者らは種々の面方位のＧＧＧ単結晶
基板上に結晶化後ガーネット構造を有するＢｉ、Ｇａ置
換ＤｙＦｅガーネットの非晶質膜を作製して、熱処理に
よる結晶化過程を詳細に観察し、結晶格子定数が±０．
３％以上異なる単結晶基板との界面からガーネットの配
向性微細結晶粒が非晶質膜内部あるいは非晶質膜表面よ
りも優先的に発生していることを確認した。このこと
は、結晶化後ガーネット構造を有する非晶質膜とガーネ
ット単結晶界面では非晶質膜の内部あるいはガーネット
単結晶に接していない表面よりも、結晶核生成に伴う界
面エネルギーの増加が小さく、この部分での不均一核生
成が優先的に起こることによると考えられる。また、格
子定数のミスフィットのためエピタキシャル成長は阻害
され、単結晶基板上においても厳密な意味での単結晶膜
は形成されず、配向性微結晶となると考えられる。
基板上に結晶化後ガーネット構造を有するＢｉ、Ｇａ置
換ＤｙＦｅガーネットの非晶質膜を作製して、熱処理に
よる結晶化過程を詳細に観察し、結晶格子定数が±０．
３％以上異なる単結晶基板との界面からガーネットの配
向性微細結晶粒が非晶質膜内部あるいは非晶質膜表面よ
りも優先的に発生していることを確認した。このこと
は、結晶化後ガーネット構造を有する非晶質膜とガーネ
ット単結晶界面では非晶質膜の内部あるいはガーネット
単結晶に接していない表面よりも、結晶核生成に伴う界
面エネルギーの増加が小さく、この部分での不均一核生
成が優先的に起こることによると考えられる。また、格
子定数のミスフィットのためエピタキシャル成長は阻害
され、単結晶基板上においても厳密な意味での単結晶膜
は形成されず、配向性微結晶となると考えられる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、微細な結晶
粒からなる多結晶ガーネット膜を安価な基板の上に実現
し、それを応用することによって高性能多結晶光磁気記
録媒体の提供を目的とする。
粒からなる多結晶ガーネット膜を安価な基板の上に実現
し、それを応用することによって高性能多結晶光磁気記
録媒体の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、基板上に形成
した微細結晶粒よりなるガーネット多結晶膜およびそれ
を応用した高性能光磁気記録媒体を対象とするものであ
る。ここで基板とは、ガラス等の非晶質、ガーネットも
含めた多結晶質、およびガーネットも含めた単結晶質よ
りなる基板を含む。
した微細結晶粒よりなるガーネット多結晶膜およびそれ
を応用した高性能光磁気記録媒体を対象とするものであ
る。ここで基板とは、ガラス等の非晶質、ガーネットも
含めた多結晶質、およびガーネットも含めた単結晶質よ
りなる基板を含む。
【００１０】本発明では、Ｂｉx Ｒ3-X Ｍ Y Ｆｅ 5-Y Ｏ
12（ここで、０≦Ｘ≦３、０≦Ｙ≦５、Ｒはイットリウ
ムを含む１種類以上の希土類元素、ＭはＧａ、Ａｌある
いはＩｎを表す）の組成で代表される多結晶ガーネット
を対象とする。１つの層のガーネット結晶粒径がもう１
つの層のガーネット結晶粒径よりも小さくかつ１μｍ以
下の結晶粒径である多結晶ガーネットを実現するため
に、隣接するガーネット層間の結晶格子定数は±０．３
％以上、好ましくは±０．５％以上異なることが特徴で
ある。結晶化過程において、ガーネット層とガーネット
層あるいは結晶化後ガーネット構造を有する非晶質層の
界面からの微細結晶粒の発生を利用して結晶粒を微細化
する。また、１ｋＯｅ以上の保磁力を調整するために
は、酸素を除いた残余の原子量比で５ａｔ％以下のＣｕ
を添加する。３層以上の多層膜においても、少なくとも
１組以上の２層について、本発明を応用すれば多重記録
光磁気記録媒体として使用できる。このような微細結晶
ガーネット２層膜の上には、非晶質遷移金属希土類合金
やＰｔあるいはＰｄとＣｏの多層膜を積層することが可
能であり、磁気光学効果増強膜としても応用できる。
12（ここで、０≦Ｘ≦３、０≦Ｙ≦５、Ｒはイットリウ
ムを含む１種類以上の希土類元素、ＭはＧａ、Ａｌある
いはＩｎを表す）の組成で代表される多結晶ガーネット
を対象とする。１つの層のガーネット結晶粒径がもう１
つの層のガーネット結晶粒径よりも小さくかつ１μｍ以
下の結晶粒径である多結晶ガーネットを実現するため
に、隣接するガーネット層間の結晶格子定数は±０．３
％以上、好ましくは±０．５％以上異なることが特徴で
ある。結晶化過程において、ガーネット層とガーネット
層あるいは結晶化後ガーネット構造を有する非晶質層の
界面からの微細結晶粒の発生を利用して結晶粒を微細化
する。また、１ｋＯｅ以上の保磁力を調整するために
は、酸素を除いた残余の原子量比で５ａｔ％以下のＣｕ
を添加する。３層以上の多層膜においても、少なくとも
１組以上の２層について、本発明を応用すれば多重記録
光磁気記録媒体として使用できる。このような微細結晶
ガーネット２層膜の上には、非晶質遷移金属希土類合金
やＰｔあるいはＰｄとＣｏの多層膜を積層することが可
能であり、磁気光学効果増強膜としても応用できる。
【００１１】多層膜結晶化に際しては、１）成膜中に基
板温度を上げて結晶化させながら積層するか、２）１層
ずつ成膜後熱処理によって積層するか、３）隣接する層
の結晶化温度が異なるように非晶質のまま積層し、積層
後、２つ以上の温度で熱処理結晶化するか、あるいは
４）隣接する層の結晶化温度が異なるガーネット層を基
板温度を上げながら１層以上を成膜中に結晶化しつつ２
層以上積層し、成膜後に熱処理によって残層を結晶化す
るかのいずれでもよい。
板温度を上げて結晶化させながら積層するか、２）１層
ずつ成膜後熱処理によって積層するか、３）隣接する層
の結晶化温度が異なるように非晶質のまま積層し、積層
後、２つ以上の温度で熱処理結晶化するか、あるいは
４）隣接する層の結晶化温度が異なるガーネット層を基
板温度を上げながら１層以上を成膜中に結晶化しつつ２
層以上積層し、成膜後に熱処理によって残層を結晶化す
るかのいずれでもよい。
【００１２】
【作用】本発明者らは、従来の技術に記載の単結晶基板
での実験結果から、ガーネット多結晶層・ガーネット多
結晶層あるいは結晶化後ガーネット構造を有する非晶質
層の界面おいても微細化効果が期待できると予測した。
そこで、ガラス基板上に結晶化後の格子定数が±０．３
％以上、好ましくは±０．５％以上異なるガーネット層
を２層形成し、その界面からの微細結晶粒の優先的発生
を実現した。
での実験結果から、ガーネット多結晶層・ガーネット多
結晶層あるいは結晶化後ガーネット構造を有する非晶質
層の界面おいても微細化効果が期待できると予測した。
そこで、ガラス基板上に結晶化後の格子定数が±０．３
％以上、好ましくは±０．５％以上異なるガーネット層
を２層形成し、その界面からの微細結晶粒の優先的発生
を実現した。
【００１３】さらに、本発明者らは光磁気媒体用ガーネ
ット膜にＣｕを添加することによって５ｋＯｅ以上の保
磁力が実現できることを発見し（特開平１−３１６７６
２号公報）、本発明でもＣｕ添加が保磁力増大に有効で
あることを確認した。本発明の２層膜の上に、記録層と
してＴｂＦｅＣｏやＰｔあるいはＰｄとＣｏの多層膜を
形成し、再生時に光学的に均一な微細結晶ガーネット層
の大きなファラデー回転角を利用して大きな感度の再生
信号を取り出した。
ット膜にＣｕを添加することによって５ｋＯｅ以上の保
磁力が実現できることを発見し（特開平１−３１６７６
２号公報）、本発明でもＣｕ添加が保磁力増大に有効で
あることを確認した。本発明の２層膜の上に、記録層と
してＴｂＦｅＣｏやＰｔあるいはＰｄとＣｏの多層膜を
形成し、再生時に光学的に均一な微細結晶ガーネット層
の大きなファラデー回転角を利用して大きな感度の再生
信号を取り出した。
【００１４】さらに本発明の微細結晶粒ガーネット多結
晶膜を５．２５インチ直径のガラスディスク上に形成し
て、粒界由来の雑音の極めて小さな光磁気ディスクを作
製することができた。このようなガーネット多層膜は、
スパッタ法、熱分解法等によって基板上に形成される。
スパッタ法ではＡｒガスあるいはＡｒと酸素の混合ガス
を使用し、基板加熱やバイアス電圧の印加を行ってもよ
い。同種類同組成の膜においても、結晶化温度は成膜中
に結晶化する場合と成膜後に熱処理によって結晶化する
場合では、一般に異なる。成膜中結晶化するには基板温
度は少なくとも、４００℃以上にする必要がある。成膜
後熱処理で結晶化するには、少なくとも４５０℃以上で
熱処理する必要がある。
晶膜を５．２５インチ直径のガラスディスク上に形成し
て、粒界由来の雑音の極めて小さな光磁気ディスクを作
製することができた。このようなガーネット多層膜は、
スパッタ法、熱分解法等によって基板上に形成される。
スパッタ法ではＡｒガスあるいはＡｒと酸素の混合ガス
を使用し、基板加熱やバイアス電圧の印加を行ってもよ
い。同種類同組成の膜においても、結晶化温度は成膜中
に結晶化する場合と成膜後に熱処理によって結晶化する
場合では、一般に異なる。成膜中結晶化するには基板温
度は少なくとも、４００℃以上にする必要がある。成膜
後熱処理で結晶化するには、少なくとも４５０℃以上で
熱処理する必要がある。
【００１５】結晶格子定数が±０．３％以上異なるガー
ネットの組合せとしては、Ｂｉx Ｒ3-X Ｍ Y Ｆｅ 5-Y Ｏ
12（ここで、０≦Ｘ≦３、０≦Ｙ≦５、Ｒはイットリウ
ムを含む１種類以上の希土類元素、ＭはＧａ、Ａｌある
いはＩｎを表す）の組成で代表される多結晶ガーネット
が、光磁気記録媒体用として最も有望である。イオン半
径が大きいＢｉなどで希土類サイトを置換すると結晶格
子定数はＸの増加と共に大きくなる。Ｆｅサイトを置換
する元素では、イオン半径の小さなＧａやＡｌなどを用
いると結晶格子定数はＹの増加と共に小さくなる。ま
た、結晶化温度もガーネットの種類や組成によって異な
る。従って、結晶格子定数が±０．３％以上異なるガー
ネットの組合せの例には、Ｇｄ3 Ｆｅ5 Ｏ12（１２．４
７Ａ）／Ｄｙ3 Ｆｅ5 Ｏ12（１２．４１Ａ）；格子定数
差０．５％、ＧＧＧ（１２．３８Ａ）／Ｔｂ3 Ｆｅ5 Ｏ
12（１２．４４Ａ）；格子定数差０．５％のような異種
の元素を含む組合せのガーネットの他に、Ｂｉ0.5 Ｄｙ
2.5 Ｆｅ5 Ｏ12（１２．４４Ａ）／Ｂｉ2 Ｄｙ1 Ｆｅ5
Ｏ12（１２．５１Ａ）；格子定数差０．６％やＹ3 Ａｌ
1 Ｆｅ4 Ｏ12（１２．３１Ａ）／Ｙ3 Ａｌ4 Ｆｅ1 Ｏ12
（１２．０９Ａ）；格子定数差１．８％などの同種類の
元素から成るがその組成の異なるガーネットの組合せも
ある。ここでかっこ内の数字は結晶格子定数を表す。
ネットの組合せとしては、Ｂｉx Ｒ3-X Ｍ Y Ｆｅ 5-Y Ｏ
12（ここで、０≦Ｘ≦３、０≦Ｙ≦５、Ｒはイットリウ
ムを含む１種類以上の希土類元素、ＭはＧａ、Ａｌある
いはＩｎを表す）の組成で代表される多結晶ガーネット
が、光磁気記録媒体用として最も有望である。イオン半
径が大きいＢｉなどで希土類サイトを置換すると結晶格
子定数はＸの増加と共に大きくなる。Ｆｅサイトを置換
する元素では、イオン半径の小さなＧａやＡｌなどを用
いると結晶格子定数はＹの増加と共に小さくなる。ま
た、結晶化温度もガーネットの種類や組成によって異な
る。従って、結晶格子定数が±０．３％以上異なるガー
ネットの組合せの例には、Ｇｄ3 Ｆｅ5 Ｏ12（１２．４
７Ａ）／Ｄｙ3 Ｆｅ5 Ｏ12（１２．４１Ａ）；格子定数
差０．５％、ＧＧＧ（１２．３８Ａ）／Ｔｂ3 Ｆｅ5 Ｏ
12（１２．４４Ａ）；格子定数差０．５％のような異種
の元素を含む組合せのガーネットの他に、Ｂｉ0.5 Ｄｙ
2.5 Ｆｅ5 Ｏ12（１２．４４Ａ）／Ｂｉ2 Ｄｙ1 Ｆｅ5
Ｏ12（１２．５１Ａ）；格子定数差０．６％やＹ3 Ａｌ
1 Ｆｅ4 Ｏ12（１２．３１Ａ）／Ｙ3 Ａｌ4 Ｆｅ1 Ｏ12
（１２．０９Ａ）；格子定数差１．８％などの同種類の
元素から成るがその組成の異なるガーネットの組合せも
ある。ここでかっこ内の数字は結晶格子定数を表す。
【００１６】ガーネット多層膜中の各層は、単にガーネ
ット構造を下地に必要とする準安定層を形成するための
多結晶下地としての利用も併せて可能である。
ット構造を下地に必要とする準安定層を形成するための
多結晶下地としての利用も併せて可能である。
【００１７】
【実施例】以下に本発明の実施例を挙げ図面を参照しな
がら説明する。これらのガーネット膜の高周波スパッタ
法による作製条件は以下のとおりである。 ターゲット：直径８０ｍｍのセラミックターゲット 高周波パワー：２００Ｗ スパッタガス：アルゴンあるいはアルゴンと酸素の混合
ガス ガス圧：１０〜３０ｍＴｏｒｒ（酸素分圧３０％以下） 基板：ガラス 基板温度：１０〜５５０℃ 膜厚：１００〜５０００Ａ 熱処理温度：５４０℃〜７５０℃（大気中） 組成決定法：金属元素と酸素の原子量比を８対１２と仮
定し、金属元素のみを発光分析から評価し算出する。
がら説明する。これらのガーネット膜の高周波スパッタ
法による作製条件は以下のとおりである。 ターゲット：直径８０ｍｍのセラミックターゲット 高周波パワー：２００Ｗ スパッタガス：アルゴンあるいはアルゴンと酸素の混合
ガス ガス圧：１０〜３０ｍＴｏｒｒ（酸素分圧３０％以下） 基板：ガラス 基板温度：１０〜５５０℃ 膜厚：１００〜５０００Ａ 熱処理温度：５４０℃〜７５０℃（大気中） 組成決定法：金属元素と酸素の原子量比を８対１２と仮
定し、金属元素のみを発光分析から評価し算出する。
【００１８】実施例１ Ｂｉ2.6 Ｄｙ0.4 Ｇａ1.1 Ｆｅ3.9 Ｏ12（格子定数１
２．５６Ａ、ガラス基板上に直接形成した時の平均結晶
粒径１２μｍ、以下ａ層と略記）とＢｉ2.0 Ｄｙ 1.0 Ｇ
ａ1.5 Ｆｅ3.5 Ｏ12（格子定数１２．５０Ａ、ａ層との
格子定数差０．５％、ガラス基板に直接形成した時の平
均結晶粒径３μｍ、以下ｂ層と略記）の組合せで、スパ
ッタ法での請求項記載のガーネット多結晶膜の作製例を
挙げる。
２．５６Ａ、ガラス基板上に直接形成した時の平均結晶
粒径１２μｍ、以下ａ層と略記）とＢｉ2.0 Ｄｙ 1.0 Ｇ
ａ1.5 Ｆｅ3.5 Ｏ12（格子定数１２．５０Ａ、ａ層との
格子定数差０．５％、ガラス基板に直接形成した時の平
均結晶粒径３μｍ、以下ｂ層と略記）の組合せで、スパ
ッタ法での請求項記載のガーネット多結晶膜の作製例を
挙げる。
【００１９】成膜後、熱処理で結晶化する場合、ａ層の
結晶化温度は５６０℃でｂ層のそれは６２０℃である。
成膜中に結晶化するには５００℃以上に基板温度を上げ
る必要がある。基板温度５００℃にてｂおよびａ層を積
層して、請求項１記載の２層膜を作製した。この時のａ
層の平均結晶粒径は０．１μｍであった。
結晶化温度は５６０℃でｂ層のそれは６２０℃である。
成膜中に結晶化するには５００℃以上に基板温度を上げ
る必要がある。基板温度５００℃にてｂおよびａ層を積
層して、請求項１記載の２層膜を作製した。この時のａ
層の平均結晶粒径は０．１μｍであった。
【００２０】同じスパッタ条件でａ層を積層する際に複
合ターゲットを用いて、３ａｔ％のＣｕを添加し、５ｋ
Ｏｅの保磁力を達成し、請求項２記載の２層膜を作製し
た。この時のａ層の平均結晶粒径は０．１μｍであっ
た。非晶質のａおよびｂ層をｂ／ａ／ｂの順に基板温度
を上げずに交互に計３層積層した後、まず５６０℃の熱
処理でａ層のみ結晶化させ、次に６２０℃の熱処理で２
つのｂ層を結晶化させて請求項３記載の３層膜を作製し
た。この時のｂ層の平均結晶粒径は０．２μｍであっ
た。
合ターゲットを用いて、３ａｔ％のＣｕを添加し、５ｋ
Ｏｅの保磁力を達成し、請求項２記載の２層膜を作製し
た。この時のａ層の平均結晶粒径は０．１μｍであっ
た。非晶質のａおよびｂ層をｂ／ａ／ｂの順に基板温度
を上げずに交互に計３層積層した後、まず５６０℃の熱
処理でａ層のみ結晶化させ、次に６２０℃の熱処理で２
つのｂ層を結晶化させて請求項３記載の３層膜を作製し
た。この時のｂ層の平均結晶粒径は０．２μｍであっ
た。
【００２１】基板温度５００℃でＣｕを２ａｔ％添加し
たａ層とｂ層を、ａ／ｂ／ａ／ｂ／ａ／ｂの順で交互に
６層積層し、請求項４記載の６層膜を作製した。この時
のａ層の保磁力は３．５ｋＯｅで、平均結晶粒径は０．
１μｍであった。熱処理結晶化してｂおよびａ層を積
層、その上に合金ターゲットを用いてアモルファスＴｂ
ＦｅＣｏ膜を積層し、請求項５記載の膜を作製した。こ
の時のａ層の平均結晶粒径は０．１μｍであり、基板側
より入射した波長５１４ｎｍのレーザー光によるＴｂＦ
ｅＣｏのカー回転角は１０倍に増強された。
たａ層とｂ層を、ａ／ｂ／ａ／ｂ／ａ／ｂの順で交互に
６層積層し、請求項４記載の６層膜を作製した。この時
のａ層の保磁力は３．５ｋＯｅで、平均結晶粒径は０．
１μｍであった。熱処理結晶化してｂおよびａ層を積
層、その上に合金ターゲットを用いてアモルファスＴｂ
ＦｅＣｏ膜を積層し、請求項５記載の膜を作製した。こ
の時のａ層の平均結晶粒径は０．１μｍであり、基板側
より入射した波長５１４ｎｍのレーザー光によるＴｂＦ
ｅＣｏのカー回転角は１０倍に増強された。
【００２２】基板温度５００℃にてｂ層を積層し、その
上に直径１５０ミリのＣｕ添加セラミックターゲットを
用いて、３ａｔ％のＣｕを添加し、５ｋＯｅの保磁力を
達成したａ層を形成した２層膜を５．２５インチガラス
ディスク基板に作製した。熱吸収と光反射を兼ねたＣｒ
膜をこの２層膜の上に直径１５０ミリの金属ターゲット
を用いて形成して、請求項６記載の光磁気ディスクを作
製した。このディスクで波長５１４ｎｍのＡｒレーザー
を用い、５０ｄＢ以上の搬送波・雑音比を達成した。
上に直径１５０ミリのＣｕ添加セラミックターゲットを
用いて、３ａｔ％のＣｕを添加し、５ｋＯｅの保磁力を
達成したａ層を形成した２層膜を５．２５インチガラス
ディスク基板に作製した。熱吸収と光反射を兼ねたＣｒ
膜をこの２層膜の上に直径１５０ミリの金属ターゲット
を用いて形成して、請求項６記載の光磁気ディスクを作
製した。このディスクで波長５１４ｎｍのＡｒレーザー
を用い、５０ｄＢ以上の搬送波・雑音比を達成した。
【００２３】いずれの場合も、１つの多結晶ガーネット
層の結晶粒径はもう１つの層よりも小さくかつ１μｍ以
下で均一な膜が作製できた。表１に他の実施例について
まとめた。
層の結晶粒径はもう１つの層よりも小さくかつ１μｍ以
下で均一な膜が作製できた。表１に他の実施例について
まとめた。
【００２４】
【表１】
【００２５】実施例１）〜９）のいずれの場合において
もガーネット層とガーネット層あるいは結晶化後ガーネ
ット構造を有する非晶質層の界面より、結晶化過程にお
いてその結晶粒径よりも小さくかつ粒径１μｍ以下の微
細多結晶が成長したガーネット２層膜が得られた。これ
らの微細多結晶ガーネット膜は光磁気記録媒体として極
めて有望であると考えられることを、以下に写真図を用
いて具体的に説明する。
もガーネット層とガーネット層あるいは結晶化後ガーネ
ット構造を有する非晶質層の界面より、結晶化過程にお
いてその結晶粒径よりも小さくかつ粒径１μｍ以下の微
細多結晶が成長したガーネット２層膜が得られた。これ
らの微細多結晶ガーネット膜は光磁気記録媒体として極
めて有望であると考えられることを、以下に写真図を用
いて具体的に説明する。
【００２６】図１は、走査型電子顕微鏡による実施例２
のａ層の結晶化途中の断面写真である。結晶化したｂ層
（平均結晶粒径２μｍ）の界面（領域Ａ）より０．５μ
ｍ以下の微細結晶粒（領域Ｂ）が優先的に発生している
ことがわかる。ここで、領域Ｃは非晶質領域である。図
２では、ａ）実施例２の２層膜と、ｂ）ガラス基板上に
直接形成した実施例２のｂ層単層膜での透過光学顕微鏡
写真を示す。実施例２の２層膜では、ガラス基板上の直
接形成膜（平均結晶粒径３μｍ）に見られる結晶粒界が
微細化のため、明確には観察されない。
のａ層の結晶化途中の断面写真である。結晶化したｂ層
（平均結晶粒径２μｍ）の界面（領域Ａ）より０．５μ
ｍ以下の微細結晶粒（領域Ｂ）が優先的に発生している
ことがわかる。ここで、領域Ｃは非晶質領域である。図
２では、ａ）実施例２の２層膜と、ｂ）ガラス基板上に
直接形成した実施例２のｂ層単層膜での透過光学顕微鏡
写真を示す。実施例２の２層膜では、ガラス基板上の直
接形成膜（平均結晶粒径３μｍ）に見られる結晶粒界が
微細化のため、明確には観察されない。
【００２７】このような実施例３の２層膜とガラス基板
上に直接形成した同膜厚の実施例３のａ層単層膜につい
て、１００Ｏｅの外部磁界を印加しながら波長６３３ｎ
ｍのＨｅ−Ｎｅレーザーによりビットを書き込み、その
形状を調べた。ガラス基板上の直接形成膜では結晶粒界
に沿った乱れたビット形状を示すが、実施例３の２層膜
では極めて形状の良好な円形のビットが書き込み可能で
あり、光磁気記録媒体として有望であることがわかっ
た。
上に直接形成した同膜厚の実施例３のａ層単層膜につい
て、１００Ｏｅの外部磁界を印加しながら波長６３３ｎ
ｍのＨｅ−Ｎｅレーザーによりビットを書き込み、その
形状を調べた。ガラス基板上の直接形成膜では結晶粒界
に沿った乱れたビット形状を示すが、実施例３の２層膜
では極めて形状の良好な円形のビットが書き込み可能で
あり、光磁気記録媒体として有望であることがわかっ
た。
【００２８】
【発明の効果】以上、実施例において説明したようにＢ
ｉx Ｒ3-X Ｍ Y Ｆｅ 5-Y Ｏ12（ここで、０≦Ｘ≦３、０
≦Ｙ≦５、Ｒはイットリウムを含む１種類以上の希土類
元素、ＭはＧａ、ＡｌあるいはＩｎを表す）の組成で代
表される多結晶ガーネットにおいて、隣接する結晶化後
のガーネット層間の格子定数が±０．３％以上異なるガ
ーネット層を積層し、ガーネット層とガーネット層ある
いは結晶化後ガーネット構造を有する非晶質層の界面を
形成して、成膜中に基板温度を上げて結晶化するか、あ
るいは成膜後に熱処理によって結晶化することで、その
界面より結晶化過程において１つの層の結晶粒径よりも
小さくかつ平均結晶粒径が１μｍ以下の微細結晶粒を発
生させることに成功した。本発明による安価な基板上に
形成した微細結晶粒径ガーネット多結晶膜は光磁気記録
媒体や磁気光学効果増強層として有望である。
ｉx Ｒ3-X Ｍ Y Ｆｅ 5-Y Ｏ12（ここで、０≦Ｘ≦３、０
≦Ｙ≦５、Ｒはイットリウムを含む１種類以上の希土類
元素、ＭはＧａ、ＡｌあるいはＩｎを表す）の組成で代
表される多結晶ガーネットにおいて、隣接する結晶化後
のガーネット層間の格子定数が±０．３％以上異なるガ
ーネット層を積層し、ガーネット層とガーネット層ある
いは結晶化後ガーネット構造を有する非晶質層の界面を
形成して、成膜中に基板温度を上げて結晶化するか、あ
るいは成膜後に熱処理によって結晶化することで、その
界面より結晶化過程において１つの層の結晶粒径よりも
小さくかつ平均結晶粒径が１μｍ以下の微細結晶粒を発
生させることに成功した。本発明による安価な基板上に
形成した微細結晶粒径ガーネット多結晶膜は光磁気記録
媒体や磁気光学効果増強層として有望である。
【図１】走査型電子顕微鏡によるＢｉ0.3 Ｔｂ2.7 Ｇａ
0.3 Ｆｅ4.7 Ｏ12層上に形成したＢｉ2 Ｄｙ1 Ｇａ1 Ｆ
ｅ4 Ｏ12層の微細結晶構造を示す１５０００倍の断面写
真である。
0.3 Ｆｅ4.7 Ｏ12層上に形成したＢｉ2 Ｄｙ1 Ｇａ1 Ｆ
ｅ4 Ｏ12層の微細結晶構造を示す１５０００倍の断面写
真である。
【図２】ａ）ガラス基板上のＢｉ0.3 Ｔｂ2.7 Ｇａ0.3
Ｆｅ4.7 Ｏ12層上に形成したＢｉ2 Ｄｙ1 Ｇａ1 Ｆｅ4
Ｏ12層と、ｂ）ガラス基板上に直接形成した同じ厚みの
Ｂｉ2 Ｄｙ1 Ｇａ1 Ｆｅ4 Ｏ12膜の微細結晶構造を示す
１０００倍の透過光学顕微鏡写真である。
Ｆｅ4.7 Ｏ12層上に形成したＢｉ2 Ｄｙ1 Ｇａ1 Ｆｅ4
Ｏ12層と、ｂ）ガラス基板上に直接形成した同じ厚みの
Ｂｉ2 Ｄｙ1 Ｇａ1 Ｆｅ4 Ｏ12膜の微細結晶構造を示す
１０００倍の透過光学顕微鏡写真である。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−67006（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01F 10/24 G11B 11/105 506 G11B 11/105 511 H01F 41/18
Claims (6)
- 【請求項１】 Ｂｉx Ｒ3-X Ｍ Y Ｆｅ 5-Y Ｏ12（ここ
で、０≦Ｘ≦３、０≦Ｙ≦５、Ｒはイットリウムを含む
１種類以上の希土類元素、ＭはＧａ、ＡｌあるいはＩｎ
を表す）の組成で代表される多結晶ガーネットにあっ
て、結晶格子定数が±０．３％以上異なる２層から成
り、１つの層の平均結晶粒径がもう１つの層のそれより
も小さくかつ１μｍ以下であることを特徴とする光磁気
記録媒体用ガーネット多結晶膜。 - 【請求項２】 請求項１におけるガーネットの２層のう
ち、少なくとも１層に、該ガーネットの酸素を除いた残
余の原子量比で５ａｔ％以下のＣｕを添加し、その層の
保磁力が１ｋＯｅ以上であることを特徴とする光磁気記
録媒体用ガーネット多結晶膜。 - 【請求項３】 ３層以上、ガーネットを積層した光磁気
記録媒体用ガーネット多結晶膜において少なくとも２層
が請求項１記載の２層膜であることを特徴とする光磁気
記録媒体用ガーネット多結晶膜。 - 【請求項４】 ３層以上、ガーネットを積層した光磁気
記録媒体用ガーネット多結晶膜において少なくとも２層
が請求項２記載の２層膜であることを特徴とする光磁気
記録媒体用ガーネット多結晶膜。 - 【請求項５】 請求項１におけるガーネット２層膜にさ
らに非晶質希土類遷移金属合金、またはＰｔあるいはＰ
ｄとＣｏの多層膜を積層したことを特徴とする光磁気記
録用媒体または光磁気記録ディスク。 - 【請求項６】 請求項１、２、３、４記載のガーネット
多結晶膜を使用することを特徴とする光磁気記録ディス
ク。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03299284A JP3084580B2 (ja) | 1990-11-14 | 1991-11-14 | 光磁気記録媒体用ガーネット多結晶膜、光磁気記録用媒体および光磁気記録ディスク |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2-307600 | 1990-11-14 | ||
| JP30760090 | 1990-11-14 | ||
| JP03299284A JP3084580B2 (ja) | 1990-11-14 | 1991-11-14 | 光磁気記録媒体用ガーネット多結晶膜、光磁気記録用媒体および光磁気記録ディスク |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05101935A JPH05101935A (ja) | 1993-04-23 |
| JP3084580B2 true JP3084580B2 (ja) | 2000-09-04 |
Family
ID=26561858
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03299284A Expired - Fee Related JP3084580B2 (ja) | 1990-11-14 | 1991-11-14 | 光磁気記録媒体用ガーネット多結晶膜、光磁気記録用媒体および光磁気記録ディスク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3084580B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5702793A (en) * | 1993-02-25 | 1997-12-30 | Nippon Steel Corporation | Magneto-optical recording medium, disk and method of manufacturing the same |
| KR100834428B1 (ko) * | 2004-08-31 | 2008-06-04 | 가부시키가이샤 리코 | 스퍼터링 타겟 및 이것의 제조 방법 |
-
1991
- 1991-11-14 JP JP03299284A patent/JP3084580B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05101935A (ja) | 1993-04-23 |
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