JPH01159849A - 非晶質膜磁気光学記録媒体 - 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】 孝業上の利用分野 本発明は、磁気光学記録媒体、特に改良されｔ耐環境安
定度を有する磁気光学記録媒体に関する。

従来の技術 磁気光学記録技術に、光学記録の高トラツク密度の利点
上、移動可能な媒体で記録する慣用の磁気ディスクの消
去能力と結合する。このようなフィルム（記録媒体）上
の情報の記＠は、同フィルムの表面に対して変調レーデ
ビームを当てることによって行われ、この際レーデビー
ムパワーは同フィルム七局部的に同フィルムのキュリー
温度ｌ友は補償点温度に加熱するのに十分であシ、かく
してその位置で同フィルムの磁化方向を切換える。次に
同フィルムの所望の位置で情報を読取る九めにカー効果
またはファラデー効果全使用することができる。つ１＃
）ある偏光を有する元ビームは、同ビームが記録媒体に
当友る位置で該媒体の磁化に応じて該媒体を通過するか
１ｔは同媒体によって遮断される。

最近１５年間の磁気光学的記録における関心は大部分希
土類遷移金属（ＲＥＴＭ　）合金（例えばガドリニウム
１ｔはテルビウムと鉄、コバルトまたはニッケルとの合
金）の使用に集中してい友か、引続きテヨードハリー（
Ｃｈａｕｄｈａｒｉ　）等（米国特許第３，９４９，３
８７号および同第３．９６５，４６３号明細りによって
、前記の記録用合金か比較的安定な非晶質膜として通常
の支持体上に付着されかつ該合金が垂直方向異方性、つ
１り膜面に対して垂直方向の磁化の容易軸（ｅａｓｙ　
ａｘｉｓ　）　ｋ有するという基礎的発見がなδれた。

前記非晶質膜は磁気光学的記録にとって有利である、そ
れというのも核非晶質膜は多結晶質粒子ノイズ（ｇｒａ
ｉｎ　ｎｏｉｓｅ　）を除去し、任意の種類の支持体上
に施されて広範囲の組成全提供するために適合されうる
からである。このような合金材料の使用は例えば西独国
特許出願公開第３，３０９，４８３号に記載されている
。

しかしながら、前記ｕ１合金を使用する磁気光学媒体の
限界の一つは、同媒体の限定され友耐塊壇安定度である
ことが判明した。有意な崩壊メカニズムは磁気光学的活
性層の酸化である。

希土類元素は特に酸化しゃ丁い。

このような酸化を防止する九めに、例えばオカダ等（Ｔ
ｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｄｉｇｅｓｔ　、　　Ｔｏｐｉｃａ
ｌ　Ｍｅｅｔｉｎｇｏｎ　０ｐｔｉｃａｌ　Ｄａｔａ　
Ｓｔｏｒａｇｅ　、　１９８７年６月１１〜１７日、１
２３〜１２６頁）は保護層全便用することを開示してい
る。テラオ等（ｓｐｒＥＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　、　
ｖｏｌ、　３８２　、０ｐｔｉｃａｌ　ＤａｔａＳｔｏ
ｒａｇｅ　、　１９８３年１月１７〜２０日）は、テル
ルまたはビスマスの光学記８１１ｆＸにセレンを添加す
ることを開示している。前記膜に対するセレンの効果は
予測できなかつ友。セレンはテルル膜の耐酸化性上改善
するか、ビスマス膜の耐酸化性は改善しなかつ友。さら
にテルル膜の耐酸化性の改善はノイズの増大および膜の
亀裂も伴った。イマムラ等（＠Ｍａｇｎｅｔｏ　−Ｏｐ
ｔｉｃａｌＲｅｃｏｒｄｉｎｇｏｎ　Ａｍｏｒｐｈｏｕ
ｓ　Ｆｉｌｍｓ　”　　ＩＩＩＣＥＥＴｒａｎａａｃｔ
ｉｏｎｓ　ｏｎ　Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ　、　ｖｏｌ、　
　ＭＡＧ−２１゜Ｎｏ、　５　＊　　１９８５年９月）
は、ｐｉが酸化上防止する安定な不動態金形放する傾向
を有するという理論に基いて、耐酸化性で増大するｋめ
にＴｂＦｅ膜にｐｉ８　’Ａ　ｋ添加することを開示し
ている。しかしイマムラ等は、増大された耐酸化性が搬
送波／雑音（Ｃ／Ｎ）比のような性能特性の重大な劣化
なしにｐｔ　Ｂ　１の磁化によって達成されうることｔ
示すデータを提供していない。

実際は、ＴｂＦｅ膜へのＰｔ　ｓ優の添加は間膜の保磁
力および搬送波／雑音（Ｃ／Ｎ）比には不利に作用する
。イマムラ等はＴｂＦｅＣｏ膜にｐｔ２添加することに
よってもつと良好な効果か得られる可能性のあることｔ
述べている、それというのもこのような組成はわずかに
高いＣ／Ｎ比を有するかうである。しかしＴｂＦｅＣｏ
膜に関してはデータが提示されていない。

発明が解決しようとする問題点 従って本発明の目的は、磁気光学記録媒体の磁気的ｌた
は物理的特性に不利な影％’ｌ−与えることなく、該媒
体で使用されるＲＥＴＭ合金の耐環境安定度を改善する
ことである。

１友本発明の他の目的は、磁気光学記録媒体の磁気的１
ｔは物理的特性に不利な影＃を与えることな（、ＲＥＴ
Ｍ合金を基材とし九改良磁気光学記録媒体を提供するこ
とである。

問題点を解決するための手段 前記目的は、ｙｅ、　ｃｏ　：　Ｇ（ｌおよびＴｌ）か
ら成る群から選択された少なくとも１棟の成分；お！　
ヒ約０．７〜５原子パーセントの白金および約１〜１０
原子パーセントのセレンかう成る群から選択され友少な
くとも１種の成分を包含する希土類遷移金属合金から成
る非晶質膜の表面に対して垂直の、容易に磁化可能の軸
を有する非晶質膜磁気光学記録媒体によって達成される
。

有利な実施態様の場合には、白金のｆは約Ｏ６７〜３．
０原子パーセントであるか１几はセレンの：Ｆｌ：は約
１〜５原子パーセントである。特に有利な実施態様では
白金１友はセレンのｔは約１原子パーセントである。本
発明による有利な膜はさらに希土類遷移金属合金の両面
上に保響物質、例えば窒化珪素の層を有する。２個のこ
れらの窒化珪素層は有利には同じ厚さを有するう本発明
の他の目的、特徴および利点は吹下の詳細な説明から明
らかになるであろう。しかし本発明の有利な実施態様全
示しながら詳細に」明した記載は、例として与えられて
いるに過ぎない。それというのも本発明の精神および範
囲内の棟々の変更および変化は、このような記載から白
業者には明らかになるからである。

ＲＥＴＭ合金へのｐｔｔ友はＢｅの添加によシ耐環境性
が改善とれるとめう事実は本発明以前には判っていなか
つ九。ＰＥ’Ｉ’Ｍの組成に若干の調節？胞子場合、若
干のパーセントのｐｔおよび／またはＳｅ２！ｉ−添加
して、記録媒体の性能特性に不利な影響上役ぼ丁ことな
く耐環境安定性を・増大式せることがでさることか、本
発明に二つて見出され几。

本発明によれば、ＲＥＴＭ合金は有利にはＴｂＦｅＣｏ
合金、ＧｄＦｅＣｏ合金およびＴｂＧｄＦｅＣｏ合金で
ある。ｐｔ　２約５Ｌ４１で添加することかできるが、
性能特性の損失は若干の場合にはわずか３チの量しか認
められない。１幅以下のｐｔｔ添加するのが極めて有利
である。８ｅの場合には、１０４’ｆｆｉで添加するこ
とができるが、−般には５チ以下の量が有利であり、極
めて有利には６チ以下である。所望の改稗會な丁には２
チまたは１係以下のＳｅ量で十分である。

本発明による有利な組成に、次式： ％式％ 〔式中ａ”０．７〜３；ｂ−１〜５、ｘ−２２〜２７、
ｙ−６〜１０〕によって表わ丁ことかできる。

白金ｌたはセレン七本発明の希土類遷移金属合金に添加
すると、希土類／遷移金属比は相当に乱される。この系
においては白金は強磁性物質として働くように見える。

この効果全考慮することなく白金を標章的希土類遷移金
属合金に添加すると、保磁力の損失が起きて媒体の性能
上着しく減少させる。この保磁力の損失全補償して媒体
の性能を維持する九めにはテルビウムを加えなければな
らない。この効果は全く予想されなかつ九。

本発明によるＲＢＴＭ記録）−の特定の有利な組成の例
は以下のとおりである： Ｔｂ２２Ｆｅ６８ＣＯ６から成る三元組成から始する場
合には、室温近くで補償全維持する几めには、１原子パ
ーセントのｐｔの添加は約２原子パーセントのテルビク
ム世の増大勿要求する。これによって約（Ｔｂ２４Ｆｅ
６８ＣＯ６）　９９　Ｐｔｌの組成が得られる。ｌ几白
金鷺のさらなる増大は磁気光学層の改善された安定性と
Ｃ／Ｈの崩壊との間のトレードオフを表わ丁。性能の諸
要求および操作環境に依るとこのような白金量の増大か
窒讐しい。有利な組成は（Ｔｂ２ａＦｅｇｅＣＯ８）ｏ
ｅＰｔｇおよび（Ｔｂ２．Ｆｅ、、Ｃ０８）　Ｑ、Ｐｔ
、である。

有利なＲＥＴＭ合金か四元ＧｄＴｂＦｅＣｏである場合
にも、保磁力およびＣ／Ｒに対する同様な効果が認めら
れる。しかしＧｄ　／　Ｔｂ比は感度ｔ−調節する他の
手段である。Ｍ、）！、クライダー（Ｋｒｙｄｅｒ　）
等によれば（’　Ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆＰａｒａｍｅｔ
ｅｒｓ　ｉｎ　Ｒａｒｅ　Ｅａｒｔｈ　−Ｔｒａｎｓｉ
ｔｉｏｎＭｅｔａｌｌ　Ａ１１ｏｙｓ　ｆｏｒ　Ｍａｇ
ｎｅｔｏ−ＯｐｔｉｃａｌＲｅｃｏｒｄｉｎｇ　Ｍｅｄ
ｉａ”、ＩＥＢＥ　Ｔｒａｎａａｃｔｉｏｎｓ　ｏｆＭ
ａｇｎｅｔｉｃｓ　、ＭＡＧ　−２３（１）、１９８７
年１月、１６５〜１６７頁）、このＧｄ　／　Ｔｔ）比
は補償近くの温度に対する保磁力の特異性の幅に影Ｖｔ
−及ぼす。従ってＧｄ　／　’Ｉ’ｂ比を増大すること
によって感度を改善することができる。トレードオフは
ＲＥ、　／　ＴＭ比に関しては組成臨界の増大であり、
温度に関しては安定性の減少である。

補償を維持する几めには、三元合金の場合と同様にテル
ビウムのｔｔ−増大しなければならない。１九三元合金
の場合と同様により多量の白金を１性能要求および操作
環境に依存して加えてもよい。有利な組５３！は （Ｇｄ１ｐＴｂｘ＊Ｆｅ＋ＲＣＯｓ７０ｏＰｔｘ　％（
Ｇｄ１ｚＴｂｘ３ＦｅａｙＣＯ８）ｏｅＰｔｇ　　およ
び（Ｇｄ１３ＴＪ　ａＦｅ６ｓｃＯｓ７０ｙＰｔｓ　　
である０三元合金に添加すべき元素がセレンである場合
には、有用な組成は（Ｔｂ２＊Ｆｅ〒ｏＣｏｓ）ｓｇ８
ｅ１、（Ｔｂ２＊Ｆｅ〒ｏＣｏｓ）ｓｕ＋ｓｅ＊　　％
　　（Ｔｂ２＊Ｆｅ〒ｏＣｏｓ７０ａｓｓ４および（Ｔ
ｂｚｐＦ’ｔｓｒｏＣｏ８７０ｘＢｅｎである。

コバルト量の変化する効果は周知である。コバルトの増
加はキュリー＠度およびカー角金増大嘔せる。従って本
発明でコバルトを増加させることはＣ／Ｒ’（１−増大
させると予想される。しかし１次前記のような添加は、
書込み力の要求全増大させるであろう、これは技術の現
状によって与えられる限定要因である。コパル）ｋ増加
させることは、より大きい書込み力が利用できるので性
能の改善にとって可能な選択である。

感度を維持する九めには、このようなコバルトの増加は
（）ｄ　／　Ｔｂ比の増大を伴う。代表的な組成は（Ｇ
ｄｘｅＴｂ？ＦｅａｓＣｏｚｚ７０ｅＰｔｇである０本
発明による磁気光学記碌媒体’ｔｍ造する几めに使用す
る支持体は、商業的に入手できる直径１６０朋で、厚さ
１．２＃ｌｌＩの射出成形ポリカーボネートディスクで
ある。このような支持体は、材料中の応力による複屈折
ｔ−ｉ小にするｔめに注意深く成形逼れていて、深さ約
７０ａ％幅６００　ｎｍで、トラックぜツテ１．６μｍ
ｔ−有する成形され交線旋状溝を有している。ポリカー
ボネートディスクが光学的にアドレスされるように溝付
面上に磁気元学層勿施し九〇これによりに結合して両面
ディスク七農造することができる。′！！几実験目的の
ためには、コーニング（Ｃｏｒｎｉｎｇ　）マイクロカ
バースライド上に磁気光学層を付着嘔せｍｏ 代表的には、本発明による層’に＊＊させる前に、支持
体から水分全除去し、この支持体全公知法により中和ア
ルゴンビームによって僅かにエッチする。

この支持体上に１標準マグネトロンスパツタリング装置
で白金１九はセレンの混入されｔ希土類遷移金属合金を
スパッターして付着嘔セる。

−！九マグネトロンスパッタリングおよび反応マグネト
ロンスパッタリング用に改良した拡散ポンプ真空装置（
例えばＢａ１ｚｅｒｓ’　ＢＡＫ　７６０　）全使用し
てもよい。１個以上のスパッター源を用いてもよく、こ
れは確かに、希土類遷移合鴨合金のスパッタリング前ま
たは債に付加層、例えば誘電性保護層全スパッターする
場合である。

実験目的の九めに使用する装置は、ターゲット上音通過
する円軌道にディスクを乗せながら支持体の回転運動を
与える、６個の遊星を有する水平遊星歯車装［’に有す
る。

実験目的のために、異なる量の白金１次はセレンを含有
する試料’ｉ、Ｆｅターゲットの表面に施され７ｊＣｏ
、Ｔｂおよび７１次はＧｄ、およびＳｅおよび／１ｔは
Ｐｔチップを有する則ターｒットを同時にスパッターす
ることによって製造することができる。これらのチップ
は、例えば銀ペーストによって鉄ターゲツトに結合され
た厚さ１朋で、５鵡平方のチップであってもよい。各チ
ップは単一元素を含有しておシ、テップモデイクが、組
成を変化させる実験的手段を提供する。このモザイク法
は実験的に有利であるにすぎない。生産の場合には、所
１の組成を有する均質なターｒット’ｔａ造する。有利
な実＃Ｉ態様では磁気光学層のスパッタリング前および
後に、窒化珪素の保穫層七スパッターする。

珪素ターゲットはポリ珪素（ｐｏｌｙｓｉｌｉｃｏｎ　
）の厚さ６ＩＩＩＩの円形ターゲットであシ、このもの
には固有抵抗ｔ″機けるために硼素が添加されていても
よい。岡スパッター源は直流によって作動される。

ＲＥＴＭ記録層？！−製造する九めに使用される方法は
、文献上周知であって、ここでは詳述しない。次子に記
載する有利な操作条件が技術上代表的である： 磁気光学層のスパッタリングの間に有利に使用逼れる雰
囲気は、２ｘ１０−３ミリバール（ｍＢａｒ　）〜２４
Ｘ１０弓ミリバールの圧力のアルデンである。白金を含
有する膜のスパッタリングの際には、約４００〜６００
ワツトのスパッター電力を使用することができる。セレ
ンをスパッターする際には、セレンが低融点および低熱
伝導率を有する故に約１５０ワツト以上の低電力上使用
する。他の方法パラメターは殆ど同じであろう。厚さ約
９０　ｎｍの磁気光学層は約８分でスパッター嘔れうる
。

有利な実施暢様の場合には、磁気光学層の付着前および
後に窒化珪素を付Ｎ嘔せる。この窒化珪素の付着は、窒
素およびアルザンのスパッタリングガス中で全圧的２　
Ｘ　１０−’〜８　Ｘ　１０−３ξリバールおよび窒素
分圧／全圧の割合約６゜係〜７５％で珪素のＤＣ反応ス
パッタリングによって行う。スパッタリング電力は約６
００ワツトである。窒化珪素層の有利な厚葛は約８００
〜１０００オングストロームである。窒化珪素は、偏光
回転の有効カー角を改善するための反射防止光結合およ
び環境による酸化からの追加的保護をもたら丁。同じ厚
さの２個の窒化珪素Ｍｋ設けることによって、記録およ
び読取シは窓ガラスディスク＋エアギャップを用いて支
持体全通して１友は反対側から行うこともできる。

本発明の他の有利な特徴によれば、大気に暴露される保
護層は、非窒化物材料、丁なわち酸化物から成る暴露面
における第一材料、および非酸化物材料、有利にはＳｉ
Ｎ　’！　７’ｊはＡＺＮのような窒化物から成る、Ｒ
ＥＴＭ層に隣接する第二材料から形成されｔ複合層から
成っていてもよい。

本発明の一実施態様では保護層は、磁気光学的活性層に
隣接する５ｉＮＪ九はＡＺＮの層および外面に隣接する
Ａ１２０３層から構成されている。しかし本発明の他の
実施態様では、保σ層の構成は、磁気光学的活性層に隣
接する純粋ＳｉＮ　ｌたはＡｊＮから、′ａ断層の反対
外面上の純粋Ｍ２Ｏ３１で徐々に変化する。さらなる詳
細は米国同時係続出願第７９０，４９７号（１９８５年
１０月２６日出願）に記載されている。

本発明による媒体は、３３　ＫＨｚの帯域幅および０．
５ＭＨｚの搬送波の場合常法で該支持体によってテスト
すると、代表的には５５　ＤＢよシも良好な搬送波／雑
音（Ｃ／Ｒ）比を有し、窓がラスディスク＋エアギャッ
プによってテストすると５８　ＤＢよりも良好なＣ／Ｒ
比全有する。

ディスクは６５℃の温度および相対湿度８５傷の湿気室
でＣ／Ｒ’！７ｊは感度の変化なしに５００時間を越え
る耐用期間を有している。

コーニングマイクロカバースライド上に付着された磁気
元学膜は環境室で応力全骨けた。これらのスライドは３
００オングストロームの窒化珪素上に付着されＮ１００
０オングストロームの磁気元学層金有してい友。デンシ
トメーターを用いてスライドの変化上反復測定した。デ
ータポイントは°、測定時にピンポールを通る透過光の
影響全除去する友めに大きいピンポールを含１ない領域
で選択し友。このようにしてデータポイントのみがバル
クフィルム（ｂｕｌｋｆｉｌｍ　）に変化を反映する。

丁べてのデータボインドは１０個の読みの平均である。

温度および相対湿度はそれぞれ６５℃および８０憾であ
つ九。表１に光学濃度の測定結果ｔ−総括しである。

表　　１ 白金係　測定時間　１時間　１２時間　３４時間　１３
２時間ゼロ ０　　　３．２３　　　２．９４　　２．９８　　２，
９９　　　２．９Ｂ１　　　３．４５　　　３．２９　
　３．３１　　３．１７　　　　り、２０２　　３．４
２　　３．３７　　３．３４　　３．２７　　　３．２
６３　　３．３５　　３．２９　　３．２９　　３．２
２　　　３．２０白金を含有しない膜は多数の腐食領域
を包含してい九〇代衣的には同領域は該スライドの縁か
ら形成されて、内部へと成長していた。極めてわずかな
領域か縁の内部から出発してい九。

小δい（Ｉ　Ｉｍ　）亀裂がスライド部分に出現し穴。

白金１俤を含有する膜ははるかに少ないピンホール上官
してい九が、亀裂はより一層著しくなっていた。

白金２憾を含有する膜は白金１憾の膜と同様であるが、
亀裂は概して試料の縁に限定されていｔ。

白金３係を含有する膜のみが、少数の一ンホールを有し
ていたが、搬送波／雑音比に関する損害を受は始める。

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. １．Ｆｅ、Ｃｏ；およびＧｄとＴｂとから成る群から選
   択された少なくとも１種の成分；および約０．７〜５原
   子パーセントの白金および約１〜１０原子パーセントの
   セレンから成る群から選択された少なくとも１種の成分
   を包含する希土類遷移金属合金から成る非晶質 膜の表面に対して垂直の、容易に磁化可能の軸を有する
   非晶質膜磁気光学記録媒体。
2. ２．白金の量が約０．７〜３．０原子パーセントである
   請求項１記載の媒体。
3. ３．白金またはセレンの量が約１原子パーセントである
   請求項２記載の媒体。
4. ４．セレンの量が約１〜５原子パーセントである請求項
   １記載の媒体。
5. ５．セレンの量が約１〜３原子パーセントである請求項
   １記載の媒体。
6. ６．前記希土類遷移金属合金がＧｄＦｅＣｏから成る請
   求項１記載の媒体。
7. ７．前記希土類遷移金属合金がＴｂＦｅＣｏから成る請
   求項１記載の媒体。
8. ８．前記希土類遷移金属合金がＴｂＧｄＦｅＣｏから成
   る請求項１記載の媒体。
9. ９．（（Ｔｂ＋Ｇｄ）＿ｘＦｅ＿１＿０＿０＿−＿ｘ＿
   −＿ｙＣｏ＿ｙ）＿１＿０＿０＿−＿ａＰｔ＿ａ（ここ
   でａ＝０．７〜３、ｘ＝２２〜２７、ｙ＝６〜１０）か
   ら成る請求項１記載の媒体。
10. １０．（Ｔｂ＿２＿４Ｆｅ＿６＿８Ｃｏ＿８）＿９＿９
    Ｐｔ＿１から成る請求項９記載の媒体。
11. １１．（Ｇｄ＿１＿２Ｔｂ＿１＿２Ｆｅ＿６＿８Ｃｏ＿
    ８）＿９＿９Ｐｔ＿１から成る請求項９記載の媒体。
12. １２．（（Ｔｂ＋Ｇｄ）＿ｘＦｅ＿１＿０＿０＿−＿ｘ
    ＿−＿ｙＣｏ＿ｙ）＿１＿０＿０＿−＿ｂＳｅ＿ｂ（こ
    こでｂ＝１〜５、ｘ＝２２〜２７、ｙ＝６〜１０）から
    成る請求項９記載の媒体。
13. １３．（Ｔｂ＿２＿２Ｆｅ＿７＿０Ｃｏ＿８）＿９＿９
    Ｓｅ＿１から成る請求項１２記載の媒体。
14. １４．（Ｇｄ＿１＿１Ｔｂ＿１＿１Ｆｅ＿７＿０Ｃｏ＿
    ８）＿９＿９Ｓｅ＿１から成る請求項１２記載の媒体。
15. １５．さらに希土類遷移金属合金の両面上に窒化珪素の
    層を包含する請求項１記載の媒体。
16. １６．２個の窒化珪素層の厚さが同じである請求項１５
    記載の媒体。