JP3122151B2 - 光磁気記録媒体 - Google Patents
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Description
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。
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。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Fe,C
o等の遷移金属を組み合わせた希土類−遷移金属合金膜
(以下、RE−TM膜と称する。)が代表的なものであ
り、RE−TM膜を記録層とする光磁気記録媒体とし
て、例えばSi3 N4 誘電体膜、TbFeCo磁性膜、
Si3 N4 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。
構造を有する光磁気記録媒体においては、製造に際して
基板上に上記Si3 N4 誘電体膜、TbFeCo磁性
膜、Si3 N4 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り成膜する必要がある。そして、特
にSi3 N4 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。しかしながら、このような
手法によって作製される光磁気記録媒体は、外部磁界1
50エルステッド以上で記録しないと、満足なCN比が
得られないという問題がある。これは、オーバーライト
可能な磁界変調方式に適用しようとした場合に大きな障
害となり、したがってその改善が磁界変調方式を実現す
る上で大きな課題である。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、記録層である
TbFeCo磁性膜への不純物の混入が少なく、低磁界
記録が可能な光磁気記録媒体を提供することを目的とす
る。
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、TbFeCo磁性膜に誘電体層の構成元素がどの程
度入り込んでいるかが特性に大きく影響するとの結論を
得るに至った。本発明は、このような知見に基づいて完
成されたもので、基板上に少なくとも希土類−遷移金属
合金膜からなる記録層と誘電体層がこの順に積層形成さ
れ、磁界変調方式により情報が記録される光磁気記録媒
体において、上記記録層と誘電体層の界面に酸素を含む
Tbのみからなる層が遮断層として形成されており、オ
ージェ電子分光法による深さ方向の膜構造解析におい
て、前記記録層のうち前記誘電体層に由来する元素を含
む領域が、記録層と誘電体層の界面から70Å以下であ
ることを特徴とするものである。
E−TM磁性膜を記録層とするもので、少なくともこの
上に誘電体層が成膜されてなるものである。具体的に
は、Si3 N4 誘電体膜、TbFeCo磁性膜、Si3
N4 誘電体膜、Al反射膜の4層構造を有する光磁気記
録媒体が挙げられる。RE−TM磁性膜は、TbFeC
oやGdFeCo等、これまで光磁気記録媒体の記録膜
として知られているものがいずれも使用可能である。こ
のRE−TM磁性膜の膜厚は、実用的な磁気光学特性を
達成するという観点から、100〜1000Å程度に選
ばれる。また、記録層は、前記RE−TM磁性膜のみか
らなってもよいし、Tb等の希土類元素層をRE−TM
磁性膜の表面に形成したものであってもよい。前記希土
類元素層は、記録再生特性に影響を与え低磁界下での記
録・再生を可能とするものであるが、あまり膜厚が厚い
とノイズが増加する傾向にあることから、その膜厚を1
〜30Å程度に選ぶことが望ましい。
射によるカー回転角,ファラデー回転角のエンハンスメ
ントを目的として設けられるものであり、Si等の酸化
物,窒化物,オキシナイトライド等、さらにはジンクサ
ルファイド(ZnS)等を、100〜2000Å程度の
膜厚に成膜してなるものである。この誘電体膜が、記録
層(RE−TM膜)の上に積層されているか、RE−T
M磁性膜を挟んで両側に成膜されている場合に、本発明
は有効である。
の上に誘電体膜が積層されている場合、成膜条件等によ
って誘電体膜の構成元素がある程度RE−TM磁性膜中
に入り込む現象が見られる。ところが、この誘電体膜の
構成元素を含むRE−TM磁性膜は、特性の点で好まし
いものではなく、かかる領域のRE−TM磁性膜中に占
める割合が記録に必要な外部磁界の大きさに大きな影響
を与える。そこで本発明においては、記録層のうち前記
誘電体層に由来する元素を含む領域を、記録層と誘電体
層の界面から70Å以下とする。
電子分光法による深さ方向の膜構造解析によって決定さ
れるもので、本発明においては次のように定義される。
先ず、深さ方向のオージェプロファイルにおいて、誘電
体膜がSi3N4 である場合にはSiの、ZnSである
場合にはZnの平均ピーク高さを求め、前記記録層との
界面側でSi(あるいはZn)のピークがこの平均ピー
ク高さの1/2になる位置を求める。一方、記録層側に
おいても、RE−TM磁性膜のうちの希土類元素(例え
ばTb)の平均ピーク高さを求め、誘電体膜との界面側
で希土類元素のピークがこの平均ピーク高さの1/2に
なる位置を求める。そして、これら2つの位置の中点を
記録層と誘電体層の界面とする。
る元素を含む領域であるが、例えば誘電体膜がSi3 N
4 である場合には、Nを含む領域がこれに相当し、Nが
前記界面からどれくらい入り込んでいるかによって判断
する。同様に、誘電体膜がZnSである場合には、Sが
前記界面からどれくらい入り込んでいるかによって判断
する。
えばN)のRE−TM磁性膜への進入を70Å以下とす
るには、例えば前記誘電体層と記録層の界面に、いわば
遮断層となる領域を設ければよい。この遮断層は、RE
−TM磁性膜中に存在しない異種元素(酸素)を3%以
上含むようなTb層であって、例えば誘電体層と記録層
の間に観測される酸素のオージェ信号及び酸化して収率
が大きくなったことにより観測されるTbのオージェ信
号が遮断層に相当する。
ェプロファイルにおいて、誘電体層と記録層の界面にピ
ークを有する信号の半値幅より求めることができるが、
上記異種元素が1原子並んだ状態でも十分に効果があ
り、かかる観点から見ると膜厚が数Å以上であればよ
い。ただし、あまりこの遮断層の膜厚を厚くすると、結
果として記録層(RE−TM磁性膜)の特性を損なうこ
とになるので、前記半値幅で100Å以下とすることが
好ましい。
成するには、RE−TM磁性膜を成膜した後、Tbのみ
からなる希土類元素層を成膜し、そのまま30分以上放
置するか、所定の酸素分圧を有する雰囲気中あるいは所
定の酸素分圧及び水蒸気分圧を有する雰囲気中に短時間
曝せばよい。この場合、酸素分圧としては3×10−6
〜1×10−1Torr程度、水蒸気分圧としては1×10
−7〜1×10−4Torr程度とすればよく、この範囲で
放置時間等を選定すれば上述の遮断層が形成される。
いては、3層目のSi3 N4 誘電体膜は、2層目のTb
FeCo磁性膜の成膜後にスパッタリングによって形成
されるため、わずかな時間ではあるがTbFeCo磁性
膜がSi3 N4 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ることになり、さらにはス
パッタリングされたSi粒子に曝されることになる。こ
のとき、プラズマ中で解離したりイオン化した活性元素
(特にNやN+ 等)がTbFeCo磁性膜中に入り込
み、特性が劣化するという現象が見られる。本発明にお
いては、記録層と誘電体層の界面に遮断層を設ける等の
手法により、記録層のうち誘電体層に由来する元素を含
む領域が前記界面から70Å以下とされているので、特
性の劣化が抑制され、低記録磁界化が図られる。
説明する。
体膜、TbFeCo磁性膜、Si3 N4 誘電体膜、Al
反射膜の4層構造を有するものであるが、なお、TbF
eCo磁性膜の表面には、希土類元素層としてTb層が
形成されている。また、基板にはガラス2p基板を用い
た。
素ガスを含有するAr雰囲気中、ガス圧3×10-3Torr
にてRF反応性スパッタリングを行い、第1のSi3 N
4 誘電体膜を成膜した。次いで、TbターゲットとFe
Co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、膜厚225ÅのTbFeCo磁性膜を成
膜した。さらに、Tbターゲットを使用して直流スパッ
タリングにより膜厚5ÅのTb層を成膜した。
蒸気分圧と2×10-4Torrの酸素分圧を有する雰囲気中
に1分間曝し、遮断層を形成した。次に、再びSiター
ゲットを使用してRF反応性スパッタリングを行って第
2のSi3 N4 誘電体膜を成膜し、さらにAlターゲッ
トを使用して直流スパッタリングを行ってAl反射膜を
成膜した。最後に、上記Al反射膜を覆って紫外線硬化
樹脂を塗布することにより保護膜を形成し、サンプルデ
ィスクを作製した。
eCo磁性膜を成膜した後、直ちに第2のSi3 N4 誘
電体膜を成膜した他は、先の実施例と同様の手法により
サンプルディスクを作製した。
を成膜した他は、先の実施例と同様の手法によりサンプ
ルディスクを作製した。
クについて、先ずオージェ電子分光法による深さ方向の
膜構造解析を行った。各サンプルディスクのオージェプ
ロファイルを図1乃至図3に示す。なお、図1は実施
例、図2は比較例1、図3は比較例2にそれぞれ対応す
るものである。また、オージェ電子分光法の条件は、下
記の通りである。
ると明らかなように、実施例においては、Si3 N4 誘
電体膜とTbFeCo磁性膜の間にTb層と結合する酸
素のピークが観測される。この酸素のピークが遮断層に
相当し、ここでは膜厚約50Åの遮断層が形成されてい
ることになる。そして、比較例1及び比較例2に比べて
実施例では、窒素(N)のRE−TM磁性膜への混入が
少ない。具体的には、図示の如く実施例では界面から6
0Åであるのに対して、比較例1では約90Å、Tb層
を設けた比較例2でも約80Åである。
界変調方式による記録再生特性を調べた。記録再生特性
は、媒体線速1.3m/秒、記録周波数720kHz、
記録レーザーパワー4.5mW、再生レーザーパワー
0.6mWの条件下で測定し、再生波形の全周波数帯域
について10kHzの解像帯域でスペクトル分析を行っ
て記録外部磁界±70エルステッドでのCN比を求めた
ものである。結果を表1に示すが、実施例において磁界
感度が向上していることがわかる。
明においては、記録層への誘電体層に由来する元素の入
り込みを記録層と誘電体層の界面から70Å以下として
いるので、特性を劣化を抑制することができ、外部磁界
感度に優れたものとすることができる。
イルである。
Claims (1)
- 【請求項1】 基板上に少なくとも希土類−遷移金属合
金膜からなる記録層と誘電体層がこの順に積層形成さ
れ、磁界変調方式により情報が記録される光磁気記録媒
体において、上記記録層と誘電体層の界面に酸素を含むTbのみから
なる層が遮断層として形成されており、 オージェ電子分光法による深さ方向の膜構造解析におい
て、前記記録層のうち前記誘電体層に由来する元素を含
む領域が、記録層と誘電体層の界面から70Å以下であ
ることを特徴とする光磁気記録媒体。
Priority Applications (9)
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