JPH01169758A - 光磁気記録媒体 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、レーザ光を用いて記録、再生、消去を行う光
磁気記録媒体に係り、特に、長寿命、高信頼性の光磁気
記録媒体に関する。

〔従来の技術〕

高度情報化社会の進展に伴い、高密度、大容量でしかも
ランダムアクセスの可能な可逆光ディスクが注目されて
おり、その中で最も実用化に近い段階にあるのが光磁気
記録である。光磁気記録用材料としては、現在、希土類
−鉄族元素の組合わせを主体とする非晶質合金が有望視
されており、特に、Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ系が開発の中心と
なっている。しかし、希土類−鉄族元素の組合わせは大
気中の水分あるいは酸素に対して活性であり、容易に反
応して、酸化物や水酸化物を形成したり、局部腐食によ
り膜に穴があくことがあり、ディスクの寿命および信頼
性を低下させる原因となっていた。これを防ぐための手
段として、これまでに、単層の記録媒体について、不動
態形成金属あるいは貴金属を添加することの提案が行わ
れている。

例えば、特開昭第６１−８０３０７号は前者について、
特開昭第６１−２５５５４６号は後者について提案を行
っているものである。

また、優れた磁気性能を示す光磁気媒体を得る方法とし
て、最近、磁気的性質の異なる希土類−鉄族系合金記録
層を組合わせて多層構造とすることの提案が行われてい
る。この例としては１例えば、６２年春季（第４７回）
応用物理学会学術講演会講演予稿集７２１頁記載の報文
を挙げることができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、記録層への不動態形成金属あるいは貴金
属の添加は、記録層の耐食性についての改善効果は認め
られるが、添加しない場合に比べ、磁気性能を低下させ
るという負の効果を示す問題点があった。また、記り層
を多層構造とすることについては、従来技術においては
、磁気性能の向上が主な目的となっており、耐食性につ
いては十分な配慮がなされていなかったため、酸化還元
電位の異なる合金の組合わせにより、通常の構造の光磁
気ディスクの場合よりも腐食の進行が促進される場合も
あり、日時の経過とともに、磁気特性が低下するという
問題点があった。

本発明の目的は、希土類−鉄族系合金層からなる光磁気
記録媒体において、上記従来技術にみられた問題点を解
決し、磁気特性に優れ、かつ、磁気特性の経口変化の極
めて小さい、信頼性の高い光磁気記録媒体を提供するこ
とにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、多層の希土類−鉄族系合金層からなる光磁
気記録媒体において、各記録層中に、不動態形成元素で
あるＴｉ、Ｔａ、Ｎｂ、ＡＩ２．Ｃｒの中から選ばれる
少なくとも１種類の元素と、貴金属であるＰｔ、Ｐｄ、
Ｒｈ、Ａｕの中から選ばれる少なくとも１種類の元素と
を同時に添加すること、さらに、記録層の情報読出し側
の面あるいはそれと反対側の面あるいはその双方の近傍
に窒素を含む層を設けることによって達成することがで
きる。

〔作用〕

希土類−鉄族系非晶質合金薄膜に生ずる腐食は、大別し
て、膜表面全体にわたり均一に生ずる湿食と、腐食性イ
オンやゴミ等の異物によりひきおこされる局部腐食性の
孔食とに分けられるが、添加元素Ｔｉ、Ｔａ、Ｎｂ、Ａ
Ｑ　、Ｃｒの群は水分、酸素と反応して不動態膜を形成
してその拡散を抑制する作用を示し、添加元素ｐｔ、Ｐ
ｄ、Ｒｈ、Ａｕの群は薄膜表面にこれら元素が濃縮して
存在し、保護層として働くことによって孔食を抑制する
作用を示すので、上記２つの元素群のそれぞれから選ば
れる１種類以上の元素を同時に添加することによって、
湿食、孔食双方の腐食を抑制することができる。また、
これらの元素を添加することによって合金の酸化還元電
位が変化するので、前記多層構造にしたことにより生ず
る特有の腐食の発生を抑制する効果もある。

また、記録層の情報読出し側の面あるいはそれと反対側
の面あるいはその双方の近傍に窒素を含む層を設けるこ
とによって、この層の酸素拡散係数が著しく小さく、か
つ、腐食イオンに対する活性が低いために、さらに高い
耐食性を与えることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の光磁気記録媒体について、実施例によっ
て説明する。

実施例１゜ 第１図は本発明による光磁気記録媒体（ディスり）の断
面構造を示す模式図で、基板１、下地膜２．第１記録層
３および第２記録層４からなることを示す。

まず、基板（ガラスあるいは透明プラスチック）１の表
面についてＡｒを放電ガスとしてスパッタエツチングを
行った後、放電ガスをＡｒ、ＺｒＯ２焼結体をスパッタ
ターゲットとし、放電ガス圧力Ｉ　Ｘ　１０−”　Ｔｏ
ｒｒ、投入ＲＦ電力密度４．２Ｗ／ａｎ”で２０分間の
スパッタリングを行い、膜厚７５０人、屈折率ｎ＝２．
１０の下地膜２を作成した。次に、放電ガスをＡｒ＋　
（Ｇｄｏ、５Ｔｂｏ、ｔ）ｚｉ（Ｆｅｏ、ｔＣＯｏ、ａ
）ｔ。

（Ｐ　ｔｏ、ｓ　Ｎｂｏ、Ｊｔなる組成の合金をスパッ
タターゲラ１〜とし、放電ガス圧力５　Ｘ　１０−’　
Ｔｏｒｒ、投入ＲＦ電力密度４．２Ｗ／■２で２分間の
スパッタリングを行い、膜厚２００人の第１記録層３を
形成し、つづいて、放電ガスをＡｒｔ　Ｔｂ２４Ｆｅ、
、Ｃｏ□、Ｎｂ。

Ｐｔ５からなる組成の合金をスパッタターゲットとし、
放電ガス圧力５　Ｘ　１Ｏ−３Ｔ　ｏｒｒ、投入ＲＦ電
力密度４．５Ｗ／ａｎ”で５分間のスパッタリングを行
い、さらに、放電を中止することなく、雰囲気ガスをＡ
ｒからＮ２に切換え、他の条件は上記と同一条件でスパ
ッタリングを行い、膜厚８００人の第２記録層４の形成
を行った。

また、比較試料（１）として、上記記録層組成中Ｎｂ、
Ｐｔを除いた、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｆｅ、Ｃｏのみからなる第
１記録層およびＴｂ、Ｆａ、Ｃｏのみからなる第２記録
層を有し、最後にＮ２雰囲気中のスパッタリングを行っ
た試料を作成した。

上記２種類の試料について磁気特性の評価を行った結果
、本発明による試料はθに＝０．７９’　、　ＨＣ＝６
ＫＯｅ、Ｔｃ＝２１０℃、　Ｔ　ｃａｍｐ　＝　８０℃
の特性を示し、比較試料（Ｉ）の特性はθに＝０．８１
″’、Ｈｃ＝　５　Ｋ　Ｏｅ、　Ｔｃ＝２００℃、　Ｔ
　ｃｏｍｐ　＝　９０℃で、両者間に特に大きな差異は
認められなかった。この結果から、記Ｂ層中のＮｂ、Ｐ
ｔの存在の有無は、磁気特性、特に、情報読出しに重要
なθｋ（カー回転角）およびデータ保持に重要なＨｅ（
保磁力）にはほとんど影響を与えないことが知られる。

次に、上記２種類の試料について、磁気ディスクとして
の特性評価および寿命評価を行った。まず、特性につい
ては、Ｃ／Ｎ　（搬送波対雑音比）は両者とも５５ｄＢ
　（ｆ　＝２．２２ＭＨｚ、レーザ出力８ｍＷ２ｍ場４
０００ｅ）で同一の値を示した。寿命評価については、
これらのディスクを６０℃９５％ＲＨの雰囲気中に放置
した場合のＣ／Ｎおよびピットエラーレイトの経時変化
について検討し、第２図に示すような結果を得た。すな
わち、まずＣ／Ｎについては、比較試料（１）が約１５
００時間を越えたところで急激な劣化を示すのに対し、
本発明試料は約４５００時間を越したところから僅かの
減少を示すに止まっている。ここで、比較試料（１）の
急激な劣化は、記録層の酸化が基板側まで到達したこと
を示すものである。また、ピットエラーレイトについて
は、比較試料（１）が約３００時間経過後から増加しは
じめ、約５００時間経過後から急激な増大を示すのに対
して、本発明試料の場合、約３０００時間経過後漸く僅
かずつの増加を示すにとどまっている。

このような結果は、Ｎｂの代りにＴｉ、　Ｔａ。

ＡＱあるいはＣｒを用い、ｐｔの代りにＰｄ、Ｒｈある
いはＡｕを用いた場合にも全く同様に得られており、上
記２群からそれぞれ選ばれる元素の記録層に対する添加
が記録層の耐食性向上に極めて有効であることを示して
いる。

ここで留意する必要があるのは上記添加元素の添加量で
、その添加量は記録層の爪面磁気異方性エネルギーＫｕ
に変化を与え、ディスク特性に大きく影響する。一般に
、垂直磁化膜として安定に存在し得るのはＫｕ＝　２　
Ｘ　１０’　Ｊ　／　ｍ３以上であると言われており、
この値以下になることは好ましくない。この問題につい
て検討を加えた結果、例えばＰｔ−Ｎｂ添加の場合、少
なくとも１５原子％以下、好ましくは６〜１３原子％が
適切であることが知られた。

実施例２゜ まず、基板（ガラスあるいは透明プラスチック）１の表
面についてＡｒを放電ガスとしてスパッタエツチングを
行った後、放電ガスをΔｒ、Ｓｉ、Ｎ、。

焼結体をスパッタターゲットとし、放電ガス圧力Ｉ　Ｘ
　１Ｏ−２Ｔｏｒｒ、投入ＲＦ電力密度４　、２　Ｗ　
／　ｍ　２で１５分間のスパッタリングを行い、膜厚６
００人、屈折率ｎ＝２．３のＳｉ、Ｎ４下地膜２を作成
した１次に。

放電ガスをＡｒｅ　（Ｇｄｏ、５Ｎｄｏ、ｓ）：＋ｓ　
（Ｆｅａ、５Ｃｏｏ、４）、□（Ｃ：ｒ、、、　Ｐｔ６
．、）４なる組成の合金をスパッタターゲットとし、放
電ガス圧力　５Ｘ１０−３Ｔ　ｏｒｒ、投入ＲＦ電力密
度４　、２　Ｗ　／　ａｎ　”で１．５分間のスパッタ
リングを行い、膜厚１５０人の第１記録層３を作成し、
つづいて、放電ガスをＡｒ、　Ｔｂ、４Ｆ　ｅ５ｓ　Ｃ
０１ｇ　（Ｎｂ０．３　Ｐ　ｔ（１，７）ｉなる組成の
合金をスパッタターゲットとし、放電ガス圧力　５Ｘ１
０−”Ｔ　ｏｒｒ、投入ＲＦ１１ｔ力密度４　、５　Ｗ
　／　０１　”で７．５分間のスパッタリングを行い、
さらに、放電を中止することなく、雰囲気ガスをＡｒか
らＮ２に切換え、他の条件は上記と同一の条件でスパッ
タリングを行い、膜厚８５０人の第２記録層４の形成を
行った。

また、比較試料（ｎ）として、上記記録層組成中Ｃｒ、
Ｎｂ、Ｐｔを除いた。　Ｇｄ、　Ｎｄ、　Ｆｅ、　Ｃｏ
のみからなる第１記録層およびＴｂ、Ｆｅ、Ｃｏのみか
らなる第２記録層を有し、かつ、最終工程でＮ２雰囲気
中でのスパッタリングを行わない試料を作成した。

上記２種類の試料について磁気特性の評価を行った結果
、本発明による試料はθに＝０．８３°。

Ｈｃ＝６ＫＯｅの特性を示し、比較試料（ＩＩ）の特性
はθに＝ｏ、８５°、Ｉ（ｃ＝７ＫＯｅで、この場合も
、実施例１の場合と同様に、本発明による試料と比較試
料との間に特に大きな相違はみとめられなかった。

次に、上記２種類の試料について、磁気ディスクとして
の特性評価および寿命評価を行った。まず、特性につい
ては、Ｃ／Ｎは両者とも５７ｄ　Ｂ（ｆ　＝２．２２Ｍ
Ｈｚ、レーザ出力８ｍＷ）で同一の値を示した。また、
寿命評価については、これらのディスクを６０℃９５％
ＲＨの雰囲気中に放置した場合のＣ／Ｎおよびピットエ
ラーレイトの経時変化について検討し、第３図に示すよ
うな結果を得た。

まずＣ／Ｈについては、比較試料（Ｕ）が５００時間経
過後から減少しはじめ、１０００時間経過後急激な減少
を示すのに対し、本発明試料は４０００時間経過までほ
とんど変化せず、その後僅かに減少の傾向を示すにとど
まっている。また、ピットエラーレイトについては、比
較試料（ＩＩ）が３００時間経過後から増大しはじめ、
約６００時間経過後から急激な増大を示すのに対して、
本発明試料の場合、約３０００時間まではほとんど変化
なく、その後、僅かずつの増大を示すにとどまるという
結果になっている。

実施例３゜ 第４図は本発明による光磁気記録媒体の本実施例の断面
構造を示す模式図で、基板１、第１記録層３および第２
記録層４からなることを示す。

第１表は、本実施例光磁気記録媒体の第１記録層および
第２記録層それぞれの合金組成、その磁気特性、寿命評
価結果を示す表で、第１記録層および第２記録層の形成
条件、特性評価条件、寿命評価条件は、それぞれ、実施
例１の場合と同一の条件を適用したものである。

表の結果から、各種の希土類−鉄族系合金からなる記り
層を有する光磁気記録媒体において、各記録層に不動態
形成元素Ｔｉ、Ｔａ、Ｎｂ、ＡＱ。

Ｃｒおよび資金族元素Ｐｔ、Ｐｂ、Ｒｈ、Ａｕのそれぞ
れから選ばれる少なくとも１種類の元素を同時に添加す
ること、および、記録層表面に窒素を含む層を設けるこ
と、が記録層の耐腐食性向上に極めて有効な効果を示す
ことが知られる。

以下余白 〔発明の効果〕 以上述べてきたように、希土類−鉄族系合金を記録層と
して有する光磁気媒体を本発明の構成とすること、すな
わち、記録層を多層からなるものとし、各記録層に、不
動態形成元素Ｔｉ、Ｔａ。

Ｎｂ、　Ａｎ　、　Ｃ：ｒおよび貴金属元素Ｐｔ、　Ｐ
ｄ、　Ｒｈ。

Ａｕのそれぞれから選ばれる少なくとも１種類の元素を
同時に添加すること、および、さらに、情報読出し側の
面あるいはそれと反対側の面あるいはその双方の近傍に
窒素を含む層を設けた構成とすること、によって、従来
技術にみられた問題点を解決して、光磁気特性を高水準
に維持し、しかも、特性の経時変化の極めて小さい、信
頼性の高い光磁気記録媒体を提供することができた。

また、このような構成とすることによって、あらためて
保護膜を設けることの不要な光磁気記録媒体を得ること
ができるので、製造工程の簡略化が可能となった。

なお、貴金属元素を含むことにより反射率が向上し、性
能係数（ｆπ・θｋ）が向上するのでＣ／Ｎが向上する
という効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図、第４図は本発明の光磁気記録媒体の断面構造を
示す模式図、第２図、第３図は本発明光磁気記録媒体お
よび比較試料を６０℃９５％ＲＨの雰囲気中に放置した
場合のＣ／Ｎおよびピットエラーレイトの経時変化を示
す図である。 １・・・基板　　　　　　２・・・下地膜３・・・第１
記録層　　　４・・・第２記録層代理人弁理士　　中　
村　純之助

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板上に、大きなカー回転角あるいはファラデー回
   転角あるいはその双方を有する第１記録層と、高保磁力
   を有し、かつ、基板と垂直の方向に磁化容易軸を有する
   第２記録層との少なくとも２層からなる多層構造を設け
   、レーザ光を用いて情報の記録、再生、消去を行う光磁
   気記録媒体において、上記記録層中に、不動態化合物を
   形成するＴｉ、Ｔａ、Ｎｂ、Ａｌ、Ｃｒの中から選ばれ
   る少なくとも１種類の元素と、貴金属であるＰｔ、Ｐｄ
   、Ｒｈ、Ａｕの中から選ばれる少なくとも１種類の元素
   とを同時に添加し、さらに、情報読出し側の面あるいは
   それと反対側の面あるいはその双方の近傍に窒素を含む
   層を設けたことを特徴とする光磁気記録媒体。 ２、上記第１記録層が、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｎｄ
   、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｃｅの中から選ばれる少なくとも１種類
   もしくは２種類の元素と、Ｆｅ、Ｃｏのいずれか一方あ
   るいは双方の元素とを主体とする合金、さらに優位には
   非晶質合金、からなる記録層であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の光磁気記録媒体。 ３、上記第２記録層が、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏの中から選ば
   れる少なくとも１種類の元素と、Ｆｅ、Ｃｏのいずれか
   一方あるいは双方の元素とを主体とし、垂直磁気異方性
   を有する合金、さらに優位には非晶質合金、からなる記
   録層であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の光磁気記録媒体。