JP3189414B2 - 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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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
金属合金膜と誘電体膜を順次成膜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代
表的な記録材料としては、Gd,Tb,Dy等の希土類
元素とFe,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。)が挙げられ、該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、
TbFeCo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】上記のような4層構造を有する光磁気記録
媒体を製造する際には、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
反射膜の成膜をスパッタリング等の手法によって順次行
う。そして、このうち特にSi3 4 誘電体膜の成膜
は、成膜チャンバー内にスパッタリングガスとしてAr
等の不活性ガスと反応性ガスであるN2 等を導入し、R
F反応性スパッタリングによって行われるのが一般的で
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の製造を行うと、上述の如
くTbFeCo磁性膜の成膜直後にSi3 4 誘電体膜
が成膜されるため、磁性膜は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
曝されることとなり、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
むという現象が起こる。このため、製造された光磁気記
録媒体の磁性膜中にはこれら不純物が含まれており、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を製造することの可能
な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、酸素を構
成元素とするターゲットを用いた放電状態(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、少なくとも酸素を構成元素とするターゲットを用
いた放電状態の雰囲気中に、当該ターゲット材料による
薄膜を形成させることなく基板を保持し、その後、Si
からなる誘電体膜を成膜することを特徴とするも
のである。
【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、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ものであり、具体的な手法として
はスパッタリング,分子線エピタキシー,真空蒸着等が
例示される。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、この種の光磁気記録媒体の製造に用い
られるものであれば何れも使用可能であり、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挙げられる。
【0012】このようにして基板上に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
膜の成膜を行うと、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、この基板を酸素を構成元素とするターゲッ
トを用いた放電状態の雰囲気中に一定時間放置すること
とする。また、上記ターゲットとRE−TM磁性膜の形
成された基板の間にシャッターを配し、ターゲット材料
による薄膜がRE−TM磁性膜上に形成されないように
する。
【0013】なお、ここで酸素を構成元素とするターゲ
ットとしては、スパッタリングを行う際のターゲットの
減少が急激でないもの、さらには装置内を汚染しないも
のであれば良く、例えばSiO2 ,Al2 3 ,ITO
(インジウム錫オキサイド)等の酸化物、あるいは一部
にこれらの酸化物を含むターゲットが挙げられる。
【0014】また、上記のターゲットの大きさやターゲ
ット中のO2 含有量、保持時間は適用するRE−TM磁
性膜の種類によって異なるため、該RE−TM磁性膜の
CN比が最大となる条件を選定する必要がある。
【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、Siを真空薄
膜形成技術により100〜2000Å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−T
M磁性膜の間とRE−TM磁性膜の上の両方に積層して
も、あるいはRE−TM磁性膜の上のみであっても良
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
に紫外線硬化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
膜された基板を酸素を構成元素とするターゲットを用い
た放電状態の雰囲気中に保持した後で誘電体膜を成膜す
ると、上述のような磁性膜の特性劣化が抑えられ、高C
N比を示す光磁気記録媒体が製造される。
【0020】これは、RE−TM磁性膜が成膜された基
板を酸素を構成元素とするターゲットを用いた放電状態
の雰囲気中の保持すると、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ためと推測さ
れる。
【0021】
【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。
【0022】実施例1 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、ターゲットとしてSiO2 を用いた放電状態の雰
囲気下で保持した例である。
【0023】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上に第1のSi3 4 誘電体膜2、R
E−TM磁性膜として機能するTbFeCo磁性膜3、
第2のSi3 4 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。
【0024】かかる光磁気記録媒体を作成するには、先
ず、第1のSi3 4 誘電体膜2、TbFeCo磁性膜
3、第2のSi3 4 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、上記各薄膜を
連続工程により成膜することができる。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。
【0025】はじめに、下記の成膜条件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
〜2000Åの第1のSi3 4 誘電体膜2を成膜し
た。 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
【0026】次いで、下記の成膜条件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(Fe90Co10
81の組成を有する膜厚200〜300ÅのTbFeCo
磁性膜3を成膜した。 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
【0027】このようにして、第1の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。この際、基板と
ターゲットの間にシャッターを配し、ターゲット材料に
よる薄膜がTbFeCo磁性膜上に形成されることがな
いようにした。 放電雰囲気条件 ターゲット SiO2 Arガス圧 80sccm ガス圧 3mTorr 放電時間 2分間 投入パワー RF2kW
【0028】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200〜600Åの
第2のSi3 4 誘電体膜4を成膜し、さらに成膜条件
3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。
【0029】成膜条件3(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
【0030】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、ターゲットとしてAl2 3 を用いた放電状態の
雰囲気下で保持した例である。
【0031】実施例1と同様にして、基板上に第1のS
3 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。この
際、実施例1と同様に基板とターゲットの間にシャッタ
ーを配した。 放電雰囲気条件 ターゲット Al2 3 Arガス圧 80sccm ガス圧 3mTorr 放電時間 2分間 投入パワー RF2kW
【0032】次に、実施例1と同様にして第2のSi3
4 誘電体膜を成膜し、さらにAl反射膜を成膜し、光
磁気記録媒体を作製した。
【0033】実施例3 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、ターゲットとしてITO(インジウム錫オキサイ
ド)を用いた放電状態の雰囲気下で保持した例である。
【0034】実施例1と同様にして、基板上に第1のS
3 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。この
際、実施例1と同様に基板とターゲットの間にシャッタ
ーを配した。 放電雰囲気条件 ターゲット ITO Arガス圧 80sccm ガス圧 3mTorr 放電時間 2分間 投入パワー RF2kW
【0035】次に、実施例1と同様にして第2のSi3
4 誘電体膜を成膜し、さらにAl反射膜を成膜し、光
磁気記録媒体を作製した。
【0036】比較例1 次に、比較のために従来の方法で光磁気記録媒体の製造
を行った。RE−TM磁性膜成膜後にターゲットとして
SiO2 を用いた放電状態の雰囲気下で保持することを
除いて、実施例1と同様にして光磁気記録媒体を作製し
た。
【0037】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。
【0038】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90Oe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4
5dBを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、酸素を構成要素とするターゲ
ットを用いた放電状態の雰囲気中に保持すると、該ター
ゲットの種類に影響されることなく、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。
【0039】
【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、少なくとも酸素を構成元素とするターゲットを用
いた放電状態の雰囲気中で、当該ターゲット材料による
薄膜を形成させることがないように基板を保持し、その
後、Siからなる誘電体膜を成膜しているので、
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。
【符号の説明】
1・・・・基板 2・・・・第1のSi3 4 誘電体膜 3・・・・TbFeCo磁性膜 4・・・・第2のSi3 4 誘電体膜 5・・・・Al反射膜

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、少なくと
    も酸素を構成元素とするターゲットを用いた放電状態の
    雰囲気中に、当該ターゲット材料による薄膜を形成させ
    ることなく基板を保持し、その後、Si からなる
    誘電体膜を成膜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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