JP3109926B2

JP3109926B2 - 光磁気記録媒体の製造方法

Info

Publication number: JP3109926B2
Application number: JP04302943A
Authority: JP
Inventors: 洋一橋本; 秀樹小林; 徳夫猪狩
Original assignee: Kuraray Co Ltd
Current assignee: Kuraray Co Ltd
Priority date: 1992-10-14
Filing date: 1992-10-14
Publication date: 2000-11-20
Anticipated expiration: 2015-11-20
Also published as: JPH06131714A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、希土類−遷移金属アモ
ルファス合金からなる記録層を有した光磁気記録媒体の
製造方法に係り、特に、磁界記録特性を向上させる技術
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、種々の光記録素子が提案されてお
り、その中でも追加記録や消去ができるという利点を持
つ光磁気記録媒体は、既に実用化の段階に入っている。
光磁気記録媒体を用いた記録方式の一つに、磁界変調方
式がある。この磁界変調方式による光磁気記録媒体の記
録膜としては、総合的な特性が適していることから、現
在のところ希土類−遷移金属合金からなる薄膜が最も多
く用いられている。希土類−遷移金属アモルファス合金
膜は、飽和磁化が膜面に垂直に向く垂直磁化膜であり、
膜上の記録箇所における磁化の向きを変化させることに
より、信号化された情報が書き込まれる。

【０００３】上記の磁界変調方式を用いて情報を記録も
しくは消去する方法の中に、キューリ点記録方式があ
る。これは、記録膜に電磁石などを用いて外部磁界を与
えておき、それと同時に、レンズによって集光されたレ
ーザ光を記録膜に照射して、記録膜をキューリ温度まで
昇温させ、外部磁界と同じ方向に磁化させて情報を記録
もしくは消去するものである。このキューリ点記録方式
においては、例えば、記録媒体が一般的な単層構造の希
土類−遷移金属アモルファス合金記録膜を備えた光磁気
ディスクである場合、記録・消去動作のために２００〜
４００（Ｏｅ）程度の磁場が必要である。より小さい磁
場で記録・消去が行えるようになれば、外部磁界を発生
するための磁石の小型化、軽量化が図れ、さらに、磁界
変調方式の場合には、磁界の高速変調が可能になるの
で、記録媒体の磁界感度特性をより向上させる技術が望
まれている。

【０００４】図６は、代表的な光磁気記録媒体である光
磁気ディスクの磁界感度特性図であり、予め磁化の向き
をそろえて初期化した光磁気ディスクに外部磁界を与
え、レーザ光を照射してデータを書き込んだときの、外
部磁界とＣＮＲとの関係を示す。磁界変調方式における
記録・消去磁界を低減させるためには、記録媒体の特性
として、ＣＮＲが飽和する外部磁界Ｈs と、ＣＮＲが出
現し始める外部磁界Ｈ0がともに小さいことが望まれ
る。すなわち、磁界変調方式では、Ｈs とＨ0 との間で
磁界を反転させるので、Ｈs とＨ0 が小さく、且つ、Ｈ
s とＨ0 との差が小さいほど、より高速な変調動作が可
能になる。また、Ｈs とＨ0 が小さければ、それを発生
させるための電磁石コイルを小型、軽量にできる。

【０００５】一方、図７に示すように、書き込み時の垂
直磁化膜７１においては、レーザ光Ｌを照射された高温
部７２には、電磁石などからの外部磁界Ｈexと、高温部
７２周辺のキューリ温度以下の部分から発生する反磁界
Ｈd の２つの磁界がかかる。上記図６に示したＨ0 に大
きく影響するのは、この反磁界Ｈd であり、Ｈd が大き
ければそれを打ち消すだけのＨ0 が必要となる。このＨ
d は、高温部７２周辺の磁化の大きさに依存するため、
記録膜が単層のディスクにおいては、磁化が小さくなる
ような補償組成を選んで記録膜を組成設計をすればよい
が、組成の微妙な変化によって特性が大きく変化するの
で、所望する品質の記録膜を安定して供給するのは困難
である。そのため、誘電体層や記録膜を成膜する時の投
入電力や、スパッタガス圧を調整したり、誘電体層を逆
スパッタすることによって、補償組成を選ぶことなく、
Ｈ0 を小さくする方法が採用されていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ｈ0 を
小さくすることにより、低磁界の作用下でのノイズレベ
ルが大きくなることが問題となってきた。磁界変調方式
において磁界を反転させるときには、必ず外部磁界がゼ
ロとなる状態を経るので、図６に示した外部磁界特性に
おけるゼロ磁界でのノイズを低減し、ＣＮＲを高くする
ことは、高品質な光磁気記録媒体を製造する上で、極め
て重要な課題の一つである。

【０００７】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、低磁界下でのノイズを低減させ
てＣＮＲを大きくすることにより、小型、軽量の電磁石
を備えた装置であっても安定した記録・消去動作が可能
な光磁気記録媒体を製造する方法を提供することを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、基板上に、下層の誘電体層、希土類−遷
移金属アモルファス合金からなる記録膜、及び上層の誘
電体層を順次積層する光磁気記録媒体の製造方法におい
て、前記記録膜を、前記下層の誘電体層に接する側では
１００オングストローム／ｍｉｎ以上の堆積速度で成膜
し、前記上層の誘電体層に接する側では、堆積速度が１
５オングストローム／ｍｉｎ以下で、１０乃至３０オン
グストロームの厚さに成膜し、前記記録膜の表面を酸化
処理するものである。

【０００９】

【作用】上記の構成により、記録膜を成膜する際に、下
層の誘電体層に接する側の堆積速度と、上層の誘電体層
に接する側の堆積速度及び膜厚が所定の条件になるよう
にし、成膜後、記録膜の表面を酸化させることにより、
低い外部磁界の作用下でのノイズが低減されてＣＮＲが
向上し、安定した記録、消去が可能な光磁気記録媒体を
作製できる。

【００１０】

【実施例】以下に本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。図１は、本実施例において作成し
た光磁気ディスク（以下、ディスク）の構成例である。
ディスク１は、厚さ１．２ｍｍの基板２、厚さ１１００
オングストロームの下層の誘電体層（干渉層）３、垂直
磁化膜である厚さ２００オングストロームの記録膜４、
厚さ３５０オングストロームの上層の誘電体層（保護
層）５、及び厚さ５００オングストロームの反射層６か
らなる。記録膜４は２層構造であり、下層の誘電体層３
に接する下部層４ａと、上層の誘電体層５に接する上部
層４ｂとを、それぞれ条件を変えて形成した。

【００１１】基板２の材料としては、ポリカーボネート
やエポキシ樹脂等のプラスチック、ガラス、セラミッ
ク、金属等の中から選択すればよい。また、誘電体層
３，５の材料には、ＳｉＮ，ＡｌＳｉＮ，ＡｌＳｉＯ
Ｎ，ＳｉＯ，ＺｎＳなどを用いる。記録膜４は、希土類
−遷移金属アモルファス合金をスパッタして下部層４
ａ、上部層４ｂの順で形成し、上部層４ｂを成膜した後
に、記録膜４の表面を酸化処理する。反射層６の材料に
は、Ａｌ，Ａｕ，Ａｇ，Ｐｔなどに、Ｔｉ，Ｃｒ，Ｉ
ｎ，Ｃｕの中から１種類以上を添加したものを用いる。
本実施例では、基板２にはポリカーボネート、誘電体層
３，５にはＳｉＮ、記録膜４にはＴｂＦｅＣｏＣｒ、反
射層６にはＡｌＴｉを用いた。記録膜４をスパッタ成膜
する時に用いたガスは、Ａｒ、Ｎ₂ である。記録膜４表
面の酸化処理は、アルゴン酸素混合ガスを導入して行っ
た。酸化処理に用いるガスとしては、記録膜４の表面を
酸化する能力があればよく、上記アルゴン酸素混合ガス
の他、酸素のみからなるガスや、酸素以外のものを多数
含むガスであってもよい。

【００１２】上記構成のように記録膜を２層構造にする
ことの効果を調べるために、一般的な単層構造の記録膜
を有するディスク（以下、単層膜ディスク）と、本実施
例による２層構造の記録膜を有するディスク（以下、２
層膜ディスク）の記録特性の違いを比較した。単層膜デ
ィスクは、図１に示した記録膜４を下部層４ａのみで構
成したものを用いた。単層膜ディスク、２層膜ディスク
ともに、記録膜４の膜厚を２００オングストロームにし
た。２層膜ディスクについては、その下部層を、１００
オングストローム／ｍｉｎの堆積速度で、膜厚が１８０
オングストロームになるようにスパッタ成膜し、また、
上部層を堆積速度１０オングストローム／ｍｉｎでスパ
ッタして、２０オングストロームの膜厚に成膜した。酸
化処理は、両ディスクとも記録膜の成膜後、０．２Ｐａ
の真空度を９０秒間保つように酸素ガスを導入して行っ
た。

【００１３】上記の手順で作成した単層膜及び２層膜の
ディスクについて、それぞれの磁界特性を測定した結果
を図２に示す。同図において、（ａ）及び（ｃ）は外部
磁界に対するＣＮＲ、（ｂ）及び（ｄ）は低い外部磁界
（−２００〜２００［Ｏｅ］）の作用下でのノイズレベ
ルを示す。測定条件は、線速を７．５４ｍ／ｓ、記録周
波数を４．９３ＭＨｚ、デューティを２５％、記録に用
いたレーザ光のパワーを７ｍＷとした。ＣＮＲが現れ始
める外部磁界の大きさについては、単層膜ディスクで
は、図２（ａ）に示すように酸化処理しなかった場合
（Ｈ01）と、酸化処理した場合（Ｈ02）とで殆ど差がな
いが、２層膜ディスクでは、図２（ｃ）に示すように酸
化処理しなかった場合（Ｈ01）と比べて、酸化処理した
場合（Ｈ02）に、ＣＮＲが現れ始める外部磁界がゼロに
近くなっている。また、外部磁界ゼロ付近におけるＣＮ
Ｒについては、単層膜ディスクでは、酸化処理による変
化が見られないが、２層膜ディスクでは、酸化処理によ
ってＣＮＲが大きくなっている。一方、低磁界下のノイ
ズレベルについては、単層膜ディスクでは、図２（ｂ）
に示すように僅かな変化しか見られないが、２層膜ディ
スクでは、図２（ｄ）に示すように大幅に低減されてお
り、２層膜ディスクが、低磁界下でのノイズが小さい優
れた記録特性を有することが分かる。

【００１４】さらに、２層膜ディスクにおいて、より望
ましい記録特性を得るための構成及び作成手順について
調べた。図３は、記録膜の上部層の厚さと磁界特性との
関係を示す特性図であり、図１に示した上部層４ｂの厚
さを変えた時の、ＣＮＲが現れ始める外部磁界の大きさ
Ｈ0 とノイズレベルの変化を測定したものである。記録
膜４をスパッタ成膜した時の堆積速度は、下部層４ａを
１００オングストローム／ｍｉｎ、上部層４ｂを１０オ
ングストローム／ｍｉｎとし、上部層４ｂを成膜後、記
録膜４の表面を酸化処理した。酸化処理は、上記と同様
に、記録膜４の成膜後に０．２Ｐａの真空度を９０秒間
保つように酸素ガスを導入した。磁界特性の測定条件は
上記と同等である。同図に示すように、膜厚を１０乃至
３０オングストロームとした時にＨ0 の値が小さくな
り、また、ノイズレベルも低くなっていることが分か
る。

【００１５】図４は、記録膜の下部層の堆積速度と磁界
特性との関係を示す特性図であり、図１に示した下部層
４ａの堆積速度を変えた時の、ＣＮＲが現れ始める外部
磁界の大きさＨ0 とノイズレベルの変化を測定したもの
である。下部層４ａの膜厚は１８０オングストローム／
ｍｉｎとし、上部層４ｂは、堆積速度を１０オングスト
ローム／ｍｉｎ、膜厚を２０オングストロームとした。
酸化処理は、上記と同様の手順で行った。磁界特性の測
定条件は上記と同等である。同図に示すように、下部層
４ａの堆積速度を上げるにつれて、Ｈ0 の値が急激に小
さくなり、１００オングストローム／ｍｉｎ以上とした
場合に、Ｈ0 が望ましい大きさになっている。一方、ノ
イズレベルについては、Ｈ0 の値とは逆に、堆積速度の
上昇に伴って、徐々にレベルが高くなっているが、その
レベルはディスクの記録特性に悪影響を及ぼす程の高さ
ではなく、また、記録膜の堆積速度をある程度速くする
方がディスクを量産化する上で望ましいことから、下部
層の堆積速度の望ましい値を１００オングストローム／
ｍｉｎ以上とした。

【００１６】図５は、記録膜の上部層の堆積速度と磁界
特性との関係について説明する。図１に示した上部層４
ｂの堆積速度を変えた時の、ＣＮＲが現れ始める外部磁
界の大きさＨ0 と、ノイズレベルの変化を示す特性図で
ある。下部層４ａは、１２０オングストローム／ｍｉｎ
の堆積速度でスパッタし、その膜厚を１８０オングスト
ローム／ｍｉｎとした。上部層４ｂの膜厚は２０オング
ストロームとした。記録膜４表面の酸化処理は、上記と
同様の手順で行った。また、磁界特性の測定条件は上記
と同等である。同図に示すように、上部層４ｂの堆積速
度が１５オングストローム／ｍｉｎ以下の時は、Ｈ0 の
値が小さいが、１５オングストローム／ｍｉｎを超える
と、Ｈ0 の値が急激に大きくなる。一方、ノイズレベル
についても、１５オングストローム／ｍｉｎ以下では、
望ましい低レベルであるが、堆積速度を上昇させるに従
ってレベルが高くなり、２０オングストローム／ｍｉｎ
を超えると急激に高くなっている。これにより、上部層
の堆積速度の望ましい値を１５オングストローム／ｍｉ
ｎ以下とした。

【００１７】上記図２乃至図５に示したように、記録膜
表面を酸化処理する効果を高め、望ましい記録特性を得
るためには、構成や作成手順において以下の条件が必要
である。（１）記録膜を２層構造にし、１層目である下
部層と、２層目である上部層とを、それぞれ条件を変え
て形成する。（２）上部層の膜厚を１０乃至３０オング
ストロームとする。（３）下部層の堆積速度を１００オ
ングストローム／ｍｉｎ以上とする。（４）上部層の堆
積速度を１５オングストローム／ｍｉｎ以下とする。

【００１８】以上、本発明の一実施例について説明した
が、上記構成に限られるものではなく、様々な変形が可
能である。例えば、図１に示した記録膜４の構成につい
て、上記実施例では、成膜時の条件を異ならせた下部層
４ａと上部層４ｂとからなる２層構造としたが、下層の
誘電体層３に接する側と上層の誘電体層５に接する側と
を、それぞれ所定の構成にできるのであれば、製造する
光磁気記録媒体の目的や用途、製造環境などに応じて積
層数を増加させてもよい。また、図１に示したディスク
１は、基板２上に、第１の誘電体層３、記録膜４、第２
の誘電体層５、及び反射層６の順で積層したが、これ
は、光磁気ディスクの一般例に基づいた構成であり、本
発明は、上記とは逆に、基板２上に、反射層６、第２の
誘電体層５、記録膜４、第１の誘電体層３の順で積層す
るものも含まれる。さらには、上記実施例では反射層を
有する光磁気ディスクを例にしたが、反射層を形成しな
い構成であってもよい。

【００１９】なお、本発明は、例示した光磁気ディスク
のみならず、他の光磁気記録媒体にも広く適用されるも
のであり、極めて容易に実施でき、従来より用いていた
製造設備などの大部分を活用できる。さらには、光磁気
記録媒体の記録特性を向上させることを目的とした他の
製造方法との併用を図ることも可能である。

【００２０】

【発明の効果】以上のように本発明の製造方法では、記
録膜を所定の積層構造にし、その表面を酸化処理するの
で、小さな外部磁界の作用下で記録・消去動作が可能
な、磁界変調方式に対して望ましい特性を有する記録媒
体を作製することができる。また、本発明は極めて容易
に実施でき、手順も簡素なので量産化に応じることが可
能であり、従来より用いていた製造設備などを有効に利
用することもできる。一方、本発明の製造方法によって
作製された光磁気記録媒体を用いて情報を記録もしくは
消去する際には、その装置に大型の磁気ヘッドを備える
必要がなくなり、装置の小型化及び軽量化が図れ、さら
には、必要な外部磁界が小さくてすむことから、磁界変
調における処理の高速化も実現する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による光磁気ディスクの断面
構成図である。

【図２】一般的な単層膜ディスクと、本発明の一実施例
による２層膜ディスクについて、酸化処理したときの磁
界特性の変化を示す図である。

【図３】本発明の一実施例による２層膜ディスクについ
て、上部層の厚さを変えた時の、ＣＮＲとノイズレベル
の変化を示す特性図である。

【図４】本発明の一実施例による２層膜ディスクについ
て、下部層の堆積速度を変えた時の、ＣＮＲとノイズレ
ベルの変化を示す特性図である。

【図５】本発明の一実施例による２層膜ディスクについ
て、上部層の堆積速度を変えた時の、ＣＮＲとノイズレ
ベルの変化を示す特性図である。

【図６】一般的な光磁気記録媒体の磁界感度特性図であ
る。

【図７】書き込み時の垂直磁化膜における外部磁界と反
磁界を示す説明図である。

【符号の説明】

１光磁気ディスク２基板（ポリカーボネイト）３下層の誘電体層（ＳｉＮ）４記録膜（ＴｂＦｅＣｏＣｒ）４ａ記録膜下部層４ｂ記録膜上部層５上層の誘電体層（ＳｉＮ）６反射層（ＡｌＴｉ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 11/105

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に、下層の誘電体層、希土類−遷
移金属アモルファス合金からなる記録膜、及び上層の誘
電体層を順次積層する光磁気記録媒体の製造方法におい
て、前記記録膜を、前記下層の誘電体層に接する側では１０
０オングストローム／ｍｉｎ以上の堆積速度で成膜し、
前記上層の誘電体層に接する側では、堆積速度が１５オ
ングストローム／ｍｉｎ以下で、１０乃至３０オングス
トロームの厚さに成膜し、前記記録膜の表面を酸化処理
することを特徴とした光磁気記録媒体の製造方法。