JPH01133240A - 光磁気デイスク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、レーザー光を用いて記録・再生・消去を行う
光磁気記録に係り、特に光磁気記録材料の高耐食化ひい
ては高信頼性を得るのに好適な光磁気ディスクに関する
。

〔従来の技術〕

近年の高度情報化社会の進展に伴ない、高密度大容量フ
ァイルメモリーに対するニーズが高まっている。その中
で、光記録はこのニーズに応えるファイルメモリーとし
て注目されており、各所で研究開発が活発化している。

各種の光記録の中で、光磁気記録は最も実用に近い段階
にある。このメモリーに用いられている記録材料は希土
類−鉄族元素からなる非晶質合金である。この合金は大
気中の水や酸素に対して活性で、容易に反応して酸化物
や水酸化物を形成する。この反応は膜界面から時間の経
過と共に膜内部へと進行してゆく。そのため、光磁気デ
ィスクの性能低下、ひいては信頼性の低下をきたしてい
た。これを防止するための処置として、例えば特開昭６
１−１８８７６０号、特開昭５８−６０４４４号等で、
保護層を設ける例が示されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、情報読出し側に保護層を設けると光透
過率が小さいために、レーザー光が保護層に吸収されみ
かけ上Ｋｅｒｒ回転角が小さくなりキャリアレベルが低
下、ひいては搬送波対雑音比（Ｃ／Ｎ）が下がるという
問題があった。その結果、用いる保護膜の膜厚に限界が
あった。

本発明の目的は、十分な保護特性を有し、かつ光学的に
透明に近い金属化合物の薄膜を有する光磁気ディスクを
提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、情報記録層の両方またはいずれか一方に窒
素及び酸素の混入層を設けることにより達成される。

〔作用〕

前記の混入層は、酸素の大半は希土類元素と反応し、窒
素は一部窒化物となって存在している。

この膜中での水や酸素の拡散係数は著しく小さいので、
記録膜を保護する膜として有効である。さらに、酸素と
窒素の両方を含むガスを用いて作成した膜は、光学的に
透明であり、Ｋｅｒｒ回転角を低下をきたさない。さら
に作製条件を選択することにより、屈折率の制御もでき
るので、この膜をＫｅｒｒエンハンス膜としても用いる
ことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の詳細を実施例１，２を用いて説明する。

［実施例１］ 本発明を用いて作製した光磁気ディスクの断面構造の模
式図を第１図に示す。光磁気ディスクの製造は以下の手
順にて行なった。まず、表面に凹凸溝を有するプラスチ
ックまたはガラス基板（１）上に、スパッタ法により情
報記録膜（２〜４）を形成した。この膜は、情報読出し
側保設層（２）。

情報記録層（３）、そして保護層（４）の３つの部分か
ら成っており、このうちの（２）と（４）の保護層が前
記の混入層に対応する。３つの部分は同一のターゲット
を用い、放電ガスを後述するように制御して形成する。

ターゲットには、（Ｔｂｏ　、　７Ｎｄｏ　、　ａ）ｏ
　、　２４　（Ｆｅｏ　、　５ｃｏｏ　、　ｚ）　ｏ　
、　７　Ｊｂｏ　、　ｏ　ｓなる組成の合金を用いた。

そして放電ガスを第２図に示すプロファイルにより制御
した。スパッタ初期は。

５〜７に示すスケジュールによりＡｒ／○ｘ　／　Ｎ　
ｚ＝５０／１０／４０　（Ｖｏ１％／Ｖｏ１％／Ｖｏ１
％）なる混合ガスで行ない情報読出し側保設層（２）を
形成し、２分経過後に０２及びＮ２．の弁を閉止して純
Ａｒで３’　３０’スパツタして情報記録層（３）を形
成した。そして最後にＡ　ｒ　／　Ｎ　ｘ　＝　６０　
／４０にて４’　　３０’スパツタして保護層（４）を
作製した。ここでガスの制御は、純０２ボンベ、純Ｎ２
ボンベそして純Ａｒボンベからマスフローコントローラ
を通過後、混合器を介してスパッタ室へ導入される。こ
こで、情報読出し側の保護層（２）の厚さは２００人、
情報記録層（３）の厚さは８００人、そして保護層（４
）は５００人であるが、各層の境界はＡＥＳ法による分
析から明確でなかった。また情報読出し側の保護層（２
）は、屈折率は２．６で、分光学的に４００ｎｍ〜９０
０ｎｍの間の波長の光に対して、透過率は７０％と著し
く大きく、この上に形成する情報記録層（３）に記録や
消去する場合はもちろん、再生する場合もカー回転角の
低下をきたすことはなかった。むしろ情報記録膜のみの
場合のカー回転角＝θｋ　＝０．３２”より大きくθｈ
＝０．５０”とこの情報読出し側保設層（２）はＫｓｒ
ｒ効果を増大させる働きを有していた。しかし、この層
は熱伝導率が大きいので、記録感度の低下が考えられ膜
厚にはおのずと制限があるが、２００人程度の膜厚では
まったく影響がなかった。また、情報読出し側保設層（
２）及び保護層（４）のみをガラス基板上に形成した試
料をＩ　Ｎ　　Ｎａｃｌａｑ中に３時間浸漬した後、光
透過率の変化及び顕微鏡ｍ察の結果、孔食の発生、膜表
面の変色はまったくみられなかった。

このようにして作製したガラス基板上に形成した光磁気
ディスクのＧ／Ｎ比は、情報読み出し側保設層（２）が
存在している場合が５０ｄＢ　（ｆ＝　２　Ｍ　Ｈｚ　
、レーザーパワー８ｍＷ）であるのに対し存在していな
い場合が４６ｄＢとやや小さく。

この保護層（２）が存在しＫｅｒｒ回転角が増幅された
分だけＣ／Ｎが増大したものである。また、この保護層
（２）の形成において酸素を含まない場合のＣ／Ｎは、
４３ｄＢと小さく光学的に不透明なためである。このデ
ィスクを６０℃−９６％ＲＨなる加速環境（加速係数二
３００）中に放置したときのＣ／Ｎ及びエラーレイトの
経時変化について調べた。その結果を第３図に示す、比
較のために保護層（２）及び（４）がないディスクのそ
れを示した。この図より本発明を用いると、Ｃ／Ｎ（８
）も、エラーレイト（８′）も２５００時間放置でまっ
たく変化がない、これに対し本発明を用いていない比較
例では、Ｃ／Ｎは曲線９に示すとおり１５００時間経過
後から徐々に減少しはじめ、２５００時間後で４ｄＢの
減少であった。−方エラーレイトは５曲′Ｉ！Ａ９’　
に示すとおり１０００時間経過後から増大しはじめ、２
５００時間後で１桁大きい１ｏ−６台となった。このよ
うに、本発明は、ディスクの諸特性をまったく低下させ
ることなく、耐食性のみを向上させることができ信頼性
向にに有用である。この耐食性向上の効果は、放電ガス
として窒素を含むガスを用いることが原因で、Ｎを含む
金属膜中における酸素の拡散係数が著しく小さいためで
、第４図にＡＥＳ分析によるＯのＤｅｐｔｈ　−ｐｒｏ
ｆｉｌｅが如実にそれを物語っている。

すなわち第４図の上段に示すようにＮを含まない場合（
ＴｂＮｄＦｅＣｏＮｂ）は膜の深部まで酸素が存在して
いるのに対し、Ｎを含む膜（ＴｂＮｄＦｅＣｏＮｂＮ）
では表面近傍のみに酸素が存在していることより明確に
わかる。一方、情報読出し側保護層（２）作製の際に放
電ガス中に酸素を存在させたのは、膜を透明化させカー
回転角が低下するのを防ぐためである。

一方、この窒素及び酸素を放電ガス中に含有させ、スパ
ッタして形成することは、単に磁気特性を低下させずに
耐食性を向上させる効果のみならず、基板と膜との接着
性の向上にも大きく寄与する。例えばポリカーボネート
（ＰＣ）基板上に光磁気記録膜を直接形成したディスク
を６０℃＝９５％ＲＨ中に放置すると５０時間後にはデ
ィスク全面に膜はく離が生じるのに対して１本発明の窒
素及び酸素含有Ａｒガスによるスパッタにより作製した
光磁気ディスクは２５００時間以上、この環境中に放置
しても膜はく離を生じなかった。

しかし、Ｃ／Ｎはガラス基板を用いた場合と差はなかっ
た。このように１本発明は、膜と基板との接着性の改善
に対しても効果がある。

本実施例は、光磁気材料としてＴｂＮｄＦｅＣｏＮｂ系
を用いた場合であるが、この他希土類元素としてＧｄ、
Ｄｙ、Ｈｏ、Ｐｒ等を用いた場合、Ｎｂの他にＴｉ、Ｔ
ａ、Ｐｔ１等を用いた場合についてもまったく同様の効
果が得られた。

［実施例２］ 本実施例は、ＮｚまたはＯｚの導入の手法として、イオ
ン打込み法を用いた場合である０本実施例において作製
したディスクは、実施例１と同様で第１図に示すとおり
である。ディスクの作製は、第５図に示すようにイオン
注入と蒸着またはスパツ、りが同時に行なえる装置を用
いて行なった。ディスク基板は（１０）に５示す公転式
の基板ホルダに１回に１０枚取付けることができる。窒
素及び酸素は。

パケット型イオン源（１１）より中性イオンビームとし
て供給される６また、磁性材料は （Ｄｙｏ、ｇＰｒｏ、ｚ）ｏ、ｚｇ（Ｆｅｏ、ａＣｏｏ
、ｚ）ｏ、７ｏＮｂｏ、ｏＩ！なる組成の合金ターゲッ
ト（１２）よりマグネトロンスパッタ法により供給され
る。光磁気ディスクの作製は以下の手順にて行なった。

まず、表面に凹凸溝を有するプラスチックまたはガラス
基板をホルダー　（１０）にセットし、１２０ｒｐＩ１
１で回転させる６そしてまず窒素及び酸素イオンビーム
をイオン源伶 （１１）より発生させるのと同時に、スパッタも開路す
る。ビーム及び放電が安定した後、シャッタ（１３）を
開く、イオンビーム１３及びスパッタの同時蒸着におい
て、基板表面でイオンミキシンングが生ずるようビーム
の加速電圧、スパッタのＲＦパワーを制御する。そして
、約１５０人の膜厚となったところで情報読出し側保護
層（２）の形成を終了しシャッタ（１３）を閉にする。

そしてＲＦスパッタのみで情報記録層（３）を８００人
の膜厚に形成する。その後再びシャッタ（１３）を開に
し、約５００人の厚さとなるまで、イオンビーム照射と
スパッタをつづける。このようにして作製した光磁気デ
ィスクの特性は、Ｃ／Ｎ＝５２ｄＢ　Ｃｆ＝２．２ＭＨ
ｚ、レーザーＰＷ＝８ｍＷ）であった。

このイオンミキシングを強烈に行うとディスクのノイズ
レベルが増大するので注意しなければならない。

このようにして作製したガラス基板上に形成した光磁気
ディスクを６０℃−９５％ＲＨ中に放置したときのＣ／
Ｎ及びエラーレイトの経時変化を測定した。結果は第６
図に示すとおりである。ここで比較例として、イオンビ
ーム照射なしで作製した光磁気ディスクを用いた。その
結果、まずＣ／Ｎの経時変化については、（１４）に示
すように本発明を用いるとまったく変化がないのに対し
１本発明を用いないで作製したディスクは、（１５）に
示すように１５００時間を超えたあたりかられづかづつ
減少しはじめ、３０ｏＯ時間後で５ｄＢの減少であった
。またエラーレイトは１本発明を用いた場合（１４’　
）に示すように３０００時間でも変化がないのに対し、
本発明を用いない場合は１０００時間経過後から徐々に
増大してゆき、１桁大きくなった。このように、本発明
を用いると従来の手法より簡易な手法で高耐食性を有す
る光磁気ディスクを得ることができた。

以上述べてきた効果は、Ｔｂ、Ｐｒ以外にＧｄ。

Ｄｙ、Ｈｏｔ　Ｐｒのいずれかの希土類元素を用いても
、Ｎｂ以外にＣｒ、Ｔａ、Ｔｉ、ＡＱ等の元素を用いて
もまったく同様の効果が得られる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、情報読出し側保護層を光学的に透明化
できるので、Ｋｅｒｒ回転角を低下することがないので
Ｃ／Ｎの低下をきたすことがない。また、Ｎ及び○を含
む金属膜は、湿食や孔食等の腐食に対し高耐食性を有し
ており、従来の手法に比べ非常に高頼性を有する光磁気
ディスクを得ることができる。これは膜中における水や
酸素の拡散係数が小さいためである。また、この構成を
有するディスクの作製は１．簡易な装置及び手法により
行なえるので経済的にも有利である。また、Ｎ及び０を
含む膜は単に透明であるだけでなく多重干渉によりＫｅ
ｒｒ効果を増幅させる効果も有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光磁気ディスクの断面構造を示す模式
図、第２図は放電ガスの組成のスパッタ時間に伴う変化
を示すブロックダイヤグラム、第３図および第６図は光
磁気ディスクを６０℃−９５％ＲＨ中に放置したときの
Ｃ／Ｎ、及びエラーレイトの経時変化を示す図、第４図
は６０℃−９５％ＲＨ中に２５００時間放置後の光磁気
ディスクのＡＥＳにより測定したＤｅｐｔｈ　　ｐｒｏ
ｆｉｌｅを示す図、第５図は光磁気ディスク製造装置の
概略図である。 １・・・基板、２・・・情報読出し側保護層、３・・・
情報記録層、４・・・保護層、１０・・・基板ホルダ、
１１・・・イ￥Ｉ　１　口 ′ｆＩ　２　図 又バック１％ｒＡ　（７ＩＩａ） ７　り２９ 第　３　口 万（イ（田１間　　（１々、と） ３．８′オー（明１部・ｋ芳ズ７ ９．９′　　νし神々〕り１１ 第　４−　ロ スハ１フグ時ｌｌｌ１１（γＩ幻

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、レーザー光により記録・再生・消去を行う光磁気記
   録において、情報記録媒体の少なくともレーザー光の入
   射する側に窒素及び酸素の混入層を形成して成ることを
   特徴とする光磁気ディスク。 ２、特許請求範囲第１項記載において、前記情報記録媒
   体がＴｂ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｐｒ、Ｎｄの内から選ば
   れる少なくとも１種類の元素を含み、Ｆｅ及びＣｏを主
   体とする合金であることを特徴とする光磁気ディスク。 ３、特許請求範囲第１項記載において、前記窒素及び酸
   素の混入層が膜中の窒素及び酸素の濃度についてその膜
   厚方向に濃度勾配を有することを特徴とする光磁気ディ
   スク。