JPH01179241A - 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】 ■哩Ω技玉分盟 本発明は、光磁気記録媒体に関し、さらに詳しくは優れ
た耐酸化性を有するとともに優れなＣ／Ｎ比を有するよ
うな光磁気記録媒体に関する。

：口の°′・ｒｌ・１・ｔ　びに　のＵ“′占鉄、コバ
ルトなどの遷移金属と、テルビウム（ＴＩ））、ガドリ
ニウム（Ｇｄ）などの希土類元素との合金からなる非晶
質薄膜は、膜面と垂直な方向に磁化容易軸を有し、一方
向に企画磁化された膜面にこの全面磁化方向とは逆向き
の小さな反転磁区を形成することができることが知られ
ている。

この反転磁区の有無を「１」、「０」に対応させること
によって、−上記のような非晶質薄膜にデジタル信号を
記録させることが可能となる。

このような光磁気記録媒体として用いられる遷移金属と
希土類元素とからなる非晶質薄膜としては、たとえば特
公昭５７−２０６９１号公報に１．５〜３０原子％のＴ
ｂを含む’ｒｂ−ｔ’；’ｅ系合金非晶質薄膜が開示さ
れている。またＴ　ｂ−Ｆ　ｅに第３の金属を添加して
なる合金非晶質薄膜も光磁気記録媒体として用いられて
いる。さらに’ｒｂ−ｃｏ系、Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃ０系など
の光磁気記録媒体も知られている。

これらの合金非晶質薄膜からなる光磁気記録媒体は、優
れた記録再生特性を有しているが、使用時にこの非晶質
薄膜は酸化を受けてその特性が経時的に変化してしまう
という実用上の大きな問題点があった。

このような遷移金属と希土類元素とを含む合金非晶質薄
膜からなる光磁気記録媒体の酸化劣化のメカニズムは、
たとえば日本応用磁気学会誌第９巻、ＮＯ，２、第９３
〜９６頁で検討されており、以下のような３つのタイプ
があることが報告されている。

イ）孔食 孔食とは合金非晶質薄膜にピンポールが発生することを
意味するが、この腐食は、主として高温雰囲気下で進行
し、たとえば’ｒｂ−ｒ；’ｅ系、Ｔｂ−Ｃｏ系などで
著しく進行する。

口）表面酸化 合金非晶質薄膜に表面酸化層が形成され、カー回転角θ
ｋが経時的に変化し、ついにはカー回転角θｋが減少し
てしまう。

ハ）希土類金属の選択酸化 合金非晶質薄膜中の希土類金属が選択的に酸化され、保
磁力ＨＣが経時的に大きく変化してしまう。

上記のような合金非晶質薄膜の酸化劣化を防止するため
、従来、種々の方法が試みられている。

たとえば、合金非晶質薄膜を、Ｓｉ３Ｎ４、Ｓｉ　Ｏ，
Ｓｉ　０２、Ａｔ　Ｎなどの酸化防止保護膜でサンドイ
ッチしたような３層構造にする方法が検討されている。

ところがこの酸化防止保護膜は高価であるとともに形成
するのに手間がかかり、またこの保護膜を形成しても必
ずしも合金非晶質薄膜の酸化劣化を充分には防止するこ
とができないという問題点があった。

また、Ｔｂ−Ｆｅ系、Ｔｂ−Ｃｏ系などの合金非晶質薄
膜中に、この薄膜の耐酸化性を向上させるために、第３
の金属を添加する方法が種々試みられている。

たとえば上述した日本応用磁気学会誌では、Ｔ　ｂ−Ｆ
　Ｏあるいは’ｒｂ−ｃｏに、Ｃｏ　、　Ｎ、ｉ　、　
Ｐｔ、ＡＩ、Ｃｒ、Ｔｉなどの第３金属を３．５原子％
までの量で添加することによって、Ｔ　ｂ−Ｆ　ｅ系あ
るいは’ｒｂ−ｃｏ系の合金非晶質薄膜の耐酸化性を向
上させる試みがなされている。そして”ｒ’ｂ−ｒ’；
”ｅあるいは’ｌ’ｂ−Ｃｏにｃｏ　、Ｎｒ　、ｐｔを
少量添加した場合には、表面酸化の防止および孔食の防
止には有効であるが、この合金非晶質薄膜中の希土類金
属である１゛ｂの選択酸化の防止には効果がないと報告
されている。このことは、Ｔｂ−Ｆｅあるいは’ｒｂ−
ｃｏに少量のｃｏ　、　Ｎｒ　、ｐｔを添加した場合に
は、得られる合金非晶質薄膜では、′Ｆｂが選択酸化さ
れてしまい、保磁力Ｈｃが経時的に大きく変化してしま
うことを意味している。したがってＴ　ｂ−Ｆ　ｅある
いは’ｒｂ−ｃｏに３．５原子％までの少量のＣｏ、Ｎ
ｉ、Ｐｔを添加しても、得られる合金非晶質薄膜の耐酸
化性は充分には改善されていない。

また第９回日本応用磁気学会学術講演概要風（Ｉ９８５
年１１月）の第２０９頁には、やはり合金非晶質薄膜の
耐酸化性を向上させる目的で、Ｔ　ｂ−Ｆ　Ｑあるいは
ｌ”ｂ−ＦＱ−Ｃｏに、Ｐｔ　、ＡＩ、ｃｒ　、ｒｒを
１０原子％までの量で添加してなる合金非晶質薄膜が教
示されている。ところがＴｂ−ＦｅあるいはＴｂ−Ｆｅ
−Ｃｏに１０原子％までの量のｐｔ　、ＡＩ　、ｃｒ　
、ｒｉを添加しても、表面酸化および孔食はかなり効果
に防止できるものの、得られる合金非晶質薄膜中のＴｂ
の選択酸化に対する酸化防止性は充分ではなく、やはり
時間の経過とともに保磁力Ｈｃが大きく変化し、ついに
は保磁力ＨＣが大きく低下してしまうという問題点は依
然としてあった。

さらにまた、特開昭５８−７８０６号公報には、ｐｔ　
ｃｏなる組成を有し、ｐｔが１０〜３０原子％の量で含
まれている多結晶薄膜からなる磁気薄膜材料が開示され
ている。

ところがこのｐｔ　ｃｏなる組成を有する多結晶薄膜は
、多結晶であるため、成膜後にアニール処理などの熱処
理が必要であり、また結晶間の粒界部分がノイズ信号と
して発生することがあり、さらにこの多結晶薄膜はキュ
リー点が高いという問題点があった。

このような問題点を解決するため、本発明者らは、特願
昭６２−９４７９９号において、（ｉ）ＦｅまたはＣｏ
などの３ｄ遷移金属から選ばれる少なくとも１種と．（
ｉｉｉ）ＰｔまたはＰｄなどの耐腐食性金属と．（ｉｉ
ｉ　＞希土類から選ばれる少なくとも１柱の元素とから
なる、膜面に垂直な磁化容易軸を有する非晶質合金薄膜
を提案した。

この非晶質合金薄膜は、耐酸化性に優れているため、膜
厚を薄くすることができ、反りあるいは膜割れが生じに
くい光磁気記録媒体を得ることができる。

ところで−り記のような耐酸化性に優れ、膜厚を薄くす
ることができる非晶質合金薄膜からなる光磁気記録膜に
、従来から用いられているアルミニウム、銅、金などか
らなる反射膜を設けた構成の光磁気記録媒体は、優れた
感度（Ｃ／Ｎ比）を有しているが、さらに優れた感度を
有する光磁気記録媒体の出現が望まれている。

本発明者らは、上記のような点に鑑みて鋭意研究したと
ころ、光磁気記録媒体に特定の合金金属からなる反射膜
を設ければ、優れたＣ／Ｎ比を有する光磁気記録媒体が
得られることを見出して本発明を完成するに至った。

１哩凶旦乃 本発明は、上記のような点に鑑みて完成されたものであ
って、耐酸化性に優れているため光磁気記録膜を薄くす
ることが可能であって、光磁気記録媒体に反りあるいは
膜割れが生じにくく、しかも優れたＣ／Ｎ比を有し、そ
の上経時的に保磁力が変化したりあるいはカー回転角が
変化することがなく、さらに反射率も高い光磁気記録媒
体を提供することを目的としている。

王咀ム里図 本発明に係る光磁気記録媒体は、基板上に（ｉ）光磁気
記録膜と（ＩＩ）反射膜とが順次積層されてなる光磁気
記録媒体において、（Ｉ＞光磁気記録膜が、（ｉ）３ｄ
遷移金属から選ばれる少なくとも１種と、（ｉ）耐腐食
性金属と．（ｉｉｉ　）希土類から選ばれる少なくとも
１種の元素とからなり、前記耐腐食性金属の含有量が５
〜３０原千％である、膜面に垂直な磁化容易軸を有する
非晶質合金薄１摸であり、 （Ｉ［＞反射膜が、反射率５０％以上、熱伝導率２Ｊ　
／　ａｍ・５ｅＣ−に以下のニッケル合金からなること
を特徴としている。

本発明に係る光磁気記録媒体では、基板上に、特定の組
成を有する非晶質合金薄膜からなる（Ｉ＞光磁気記録膜
と、反射率５０％以上、熱伝導率２Ｊ　／　ａｍ−３ｅ
Ｃ−に以下のニッケル合金からなる（ＩＩ）反射膜とが
順次積層された構成を有しており、耐酸化性に優れてい
るなめ光磁気記録膜を薄くすることが可能であって、光
磁気記録媒体に反りあるいは膜割れが生じにくく、しか
も優れたＣ／Ｎ比を有し、その上優れた光磁気光学特性
を有し、経時的に保持力が変化したりあるいはカー回転
角が変化することがなく、さらに反射率も高い。

光哩ム且体煎皿朋 以下本発明に係る光磁気記録媒体について具体的に説明
する。

本発明に係る光磁気記録媒体１は、第１図に断面図を示
すように、透明基板などの基板２上に、光磁気記録ｙＡ
３と反射膜４とがこの順序で積層された構成を有してい
る。

また第２図に示すように基板２と光磁気配５！膜３との
間に、エンハンス膜５が設けられた構造を有していても
よい。

基板２は、透明基板であることが好ましく、具体的には
ガラスやアルミニウム等の無機材料の他に、ポリメチル
メタクリレート、ポリカーボネート、ポリカーボネート
とポリスチレンのポリマーアロイ、ＵＳＰ４６１４７７
８で示されるような非晶質ポリオレフィン、ポリ４−メ
チル−１−ペンテン、エポキシ樹脂、ポリエーテルサル
ポフオン、ポリサルフォン、ポリエーテルイミド、エチ
レン・テトラシクロドデセン共重合体等の有機材料の使
用できる。

光磁気記録膜３は、（ｉ）３ｄ遷移金属から選ばれる少
なくとも１種と、（ｉ）耐腐食性金属と、（ｉｉ）希土
類から選ばれる少なくとも１種の元素とからなっている
。

（ｉ）３ｄ遷移金属としては、Ｆｅ　、Ｃｏ　、Ｔｉ、
ｖ、ｃｒ　、Ｍｎ　、　Ｎｉ、ｃｕ　、ｚｎなどが用い
られるが、このうちＦＯまたはＣｏあるいはこの両者で
あることが好ましい。

この３ｄ遷移金属は、光磁気記録膜３中に好ましくは５
〜８０原子％より好ましくは５〜７５原子％とくに好ま
しくは５〜７０原子％の量で存在している。

（ｉｉ　）耐腐食性金属は、光磁気記録Ｊｌ！３に含ま
ぜることによって、この光磁気記録膜の耐酸化性を高め
ることができる。このような耐腐食性金属としては、Ｐ
Ｌ　、Ｐｄ　、’Ｔ’ｉ　、　Ｚｒなどが用いられるが
、このうちＰｔ　、Ｐｄ　、Ｔｉが好ましくとくにＰｔ
またはＰｄあるいはこの両者であることが好ましい。

この耐腐食性金属は、光磁気記録膜３中に、５〜３０原
子％好ましくは５〜２５原子％、とくには１０〜２５原
子％さらに好ましくは１０〜・２０原子％の量で存在し
ている。

この耐腐食性金属の含有量が５原子％未満であると、得
られる光磁気記録膜の耐酸化性が充分には改善されず、
経時的に保磁力ＨＣが大きく変化したりあるいはカー回
転角θＫが減少したり、また反射率ＲもＰｔあるいはＰ
ｄを添加しない系に比べて劣る傾向がある。また、３０
原子％を越えて存在する場合には、得られる非晶質合金
薄膜のキュリー点が室温以下となる傾向もあるため好ま
しくない。

（ｉｉｉ　）光磁気記録膜３は、上記（ｉ＞および（ｉ
ｉ）に加えて、下記の群から選ばれる少なくとも１種の
希土類元素を含んで構成されている。

Ｇｄ　、Ｔｂ　、Ｄｙ　、Ｈｏ　、Ｅｒ　、Ｔｍ　、Ｙ
ｂ、Ｌｕ　、Ｌａ　、Ｃｅ　、Ｐｒ　、Ｎｄ　、Ｐｍ　
、Ｓｍ、ｕ このうちＧｄ　、Ｔｂ　、Ｄｙ　、Ｈｏ　、Ｎｄ　、Ｓ
ｍ、Ｐ「が好ましく用いられる。

上記のような群から選ばれる少なくとも１種の希土類元
素は、光磁気記録膜３中に、好ましくは５〜５０原子％
さらに好ましくは８〜４５原子％とくに好ましくは１０
〜４０原子％の景で存在している。

上記のような組成を有する光磁気記録膜３は、膜面に垂
直な磁化容易軸を有し、多くはカー・ヒステリシスが良
好な角形ループを示す垂直磁気および光磁気記録可能な
非晶質薄膜となることが、広角Ｘ線回折などにより確か
められる。

なお本明細書において、カー・ヒステリシスが良好な角
形ループを示すとは、最大外部磁場におけるカー回転角
である飽和カー回転角（θに１）と外部磁場ゼロにおけ
るカー回転角である残留カー回転角（θに２）との比θ
に２／θに１が０．８以上であることを意味している。

以下、本発明における光磁気記録膜についてｐｔ含有率
を例にとってより具体的に説明するが、勿論１）を以外
の耐腐食性金属含有率についても同様なことが占える。

上記のような本発明に係る非晶質合金薄膜は、優れた耐
酸化性を有し、たとえばＰ　ｔ　ａ８Ｔｌ）　２０Ｃｏ
４２なる組成を有する非晶質合金薄膜は、たとえば８５
℃、相対湿度８５％の環境下に２４０時間以上保持して
も、その保磁力はほとんど変化しない。これに対して、
ｐｔを含まないＴｂ２５Ｃｏ７５あるいはＴ　Ｉ）　２
５　Ｆ　ｅ　ｅｅｃ　０９なる組成を有する非晶質合金
薄膜は、８５℃、相対湿度８５％の環境下に保持すると
、その保磁力は経時的に大きく変化してしまう。さらに
この環境試験を１０００時間続けると、ｐｔを含有する
系はやはりその保磁力がほとんど変化しないのに対し、
ｐｔを含有しない系は保磁力がほとんど潤定できない程
度にまで低下してしまう。これらのことより、ｐｔを含
む系は、希土類の選択酸化を抑制することがわかる。

また、後述する実験例から、環境試験後におけるθにの
変化も小さいことから表面酸化が防止されていること、
ならびに、顕微鏡による膜表面の観察から孔食の発生も
抑制されていることがわかる。

上記のような本発明に係る非晶質合金薄膜の別の特長は
、反射率Ｒが大きいことである。一般に、非晶質合金薄
膜を光磁気記録に利用する場合、非晶質であるので結晶
粒界による媒体雑音を考慮する必要がなく、光検出器の
ショット雑音が問題となる。この場合、Ｃ／Ｎ　　Ｒθ
にの関係を有することがらＣ／Ｎを向上するにはＲまた
はθにの少なくともいずれか一方の値を向上すればよい
。

したがって、本発明の非晶質合金薄膜のＲが大きいとい
うことは、光磁気記録におけるＣ／Ｎを向」二せしめる
利点を有する。

この光磁気記録膜３では、後述する反射膜４を設けなか
った場合に５％以上の光線透過率を有するような膜厚で
あることが好ましく、具体的には光磁気記録膜２の膜厚
は１００〜６００人好ましくは１００〜４００人より好
ましくは１５０〜３００人程度である。

本発明に係る光磁気記録媒体１では、上記のような光磁
気記録膜３上に、反射膜４が設けられている。

この反射膜４は、反射率５０％以−ヒ、熱伝導率２　Ｊ
　／　ａｍ・５ｅＣ−に以下のニッケル合金から構成さ
れている。この反射膜４では、特にニッケルが３０〜９
９原子％好ましくは５０〜９０原子％であり、クロムま
たは銅が１〜７０原子％好ましくは１０〜５０原子％で
あることが好ましい。ニッケルークロム合金またはニッ
ケルー銅合金において、ニッケルおよびクロムまたは銅
の鰻が上記範囲をはずれると、得られる光磁気記録媒体
のＣ／Ｎ比が低下する傾向があるため好ましくない。

このようなニッケル合金からなる反射膜４を有する光磁
気記録媒体は、アルミニウム、銅、金などからなる反射
膜を有する光磁気記録媒体と比較して、優れたＣ／Ｎ比
を有している。

すなわち、アルミニウムなどの熱伝導率が大きな反射膜
を用いると、レーザービームを照射して光磁気記録膜に
ピットを形成する場合に、レーザービームから光磁気記
録膜に得られた熱エネルギーがこの反射膜を伝わって拡
散するなめ、大きな記録レーザーパワーを必要とする。

さらに、光磁気記録膜に形成されるビットの形状は大き
くなったり、形状が乱れたりしてしまう。その他、反射
膜の膜厚に対する記録パワー依存性が大きくなりすぎて
しまう。

また一方低い熱伝導率で高い反射率を有するニッケル合
金からなる反射膜４を設けることによって、光磁気記録
膜の膜厚を薄くしても、高いカー回転角、反射率を得る
ことができる。

このような反射膜４の膜厚は、１００〜４０００人好ま
しくは２００〜２０００人程度である。

また光磁気記録膜３と反射膜との合計膜厚は３００〜４
６００人好ましくは３５０〜２４００人程度である。

本発明に係る光磁気記録媒体１では、上記のように基板
２と光磁気記録膜３との間にエンハンスｊ摸５が設けら
れていてもよく、エンハンス膜５は、基板の屈折率より
も大きな屈折率を有する透明膜であれば用いることがで
きる。

このようなエンハンスｊ摸としては、ＺｎＳ、Ｚｎ５ｅ
、ＣｄＳ、Ｓｉ３Ｎ４、Ｓｉ、ＡＩＮなどを用いること
ができる。このエンハンス膜の膜厚は、１００〜１００
０人好ましくは３００〜８５０人程度である。

次に、本発明に係る光磁気記録媒体の製造方法について
説明する。

基板温度を室温程度に保ち、非晶質合金薄膜を構成する
各元素からなるチップを所定割合で配置した複合ターゲ
ット、または所定割合の組成を有すル合金ターゲットを
用い、スパッタリング法あるいは電子ビーム蒸着法など
の従来公知の成膜条件を採用して、この基板（基板は固
定していてもよく、また自転していてもよい）上に所定
組成の非晶質合金薄膜を被着させ、次いでこの上に反射
膜を上記と同様にして被着させることによって、本発明
に係る光磁気記録媒体を製造することができる。

このように本発明に係る光磁気記録媒体は、常温での成
膜が可能であり、膜面に垂直な磁化容易軸を持たせるた
めに成膜後にアニール処理などの熱処理をする必要がな
い。

なお必要に応じては、基板温度を５０〜６００℃に加熱
しながらまたは一５０℃まで冷却しながら、基板上に非
晶質合金薄膜を形成することもできる。

またスパッタリング時に、基板を負電位になるようにバ
イアスすることもできる。このようにすると、電界で加
速されたアルゴンなどの不活性ガスイオンはターゲット
物質ばかりでなく成膜されつつある垂直磁化膜をもたた
くことになり、優れた特性を有する垂直磁化膜が得られ
ることがある。

几皿ムカ釆 本発明に係る光磁気記録媒体では、基板上に、特定の組
成を有する非晶質合金薄膜からなる（ｉ＞光磁気記録膜
と、反射率５０％以上、熱伝導率２Ｊ／（Ｉ）・５ｅｃ
−・Ｋ以下のニッケル合金からなる（Ｉ）反射膜とが順
次積層されて構成を有しており、耐酸化性に優れている
ため光磁気記録膜を薄くすることが可能であって、光磁
気記録媒体に反りあるいは膜割れが生じにくく、しかも
優れたＣＺＮ比を有し、経時的に保磁力が変化しなりあ
るいはカー回転角が変化することがなく、さらに反射率
も高い。

以下本発明を実施例によって説明するが、本発明は、こ
れら実施例に限定されるものではない。

実施型１ 非晶質ポリオレフィン製ディスク基板上に、スパッタ法
によってエンハンス層として７００人の５ｉＮＸ、光磁
気記録層として３００人のＰｉＨ３Ｔ　ｂ　３４　Ｆ　
ｅ　３ＢＣ０１０、反射層として７００人のＮ　！　Ｂ
ｏＣｒ　２０を遂次積層形成し、光磁気ディスクを作成
した。

このディスクの記録再生特性を記録周波数ＩＭＨ２（Ｄ
ｕｔｙ比５０％）、線速５．４ｍ／ｓにて評価した。

その結果、最適記録レーザーパワーは３．５ｍＷであり
、Ｃ／Ｎは５０ｄＢ（再生レーザパワーは１．０ｍＷ）
であった。

・　゛　２〜７　　　１〜２ 実施例１と同様にして、表１に示すような組成および構
造を有する光磁気ディスクを作成し、実施例１と同様に
して評価を行なった。

結果を表１に示す。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、本発明に係る光磁気記録媒体の
断面図である。 １・・・光磁気記録媒体　　　２・・・基板３・・・光
磁気記録Ｊｌ！４・・・反射膜５・・・エンハンス膜 代理人　　弁理士　　鈴　木　俊一部 第１図 第２図

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. １．基板上に（ I ）光磁気記録膜と（II）反射膜とが
   順次積層されてなる光磁気記録媒体において、（ I ）
   光磁気記録膜が、（ｉ）３ｄ遷移金属から選ばれる少な
   くとも１種と、（ｉｉ）耐腐食性金属と、（ｉｉｉ）希
   土類から選ばれる少なくとも１種の元素とからなり、前
   記耐腐食性金属の含有量が５〜３０原子％である、膜面
   に垂直な磁化容易軸を有する非晶質合金薄膜であり、 （II）反射膜が、反射率５０％以上、熱伝導率２Ｊ／ｃ
   ｍ・ｓｅｃ・Ｋ以下のニッケル合金からなることを特徴
   とする光磁気記録媒体。
2. ２．（ｉ）３ｄ遷移元素がＦｅまたはＣｏあるいはこの
   両者である特許請求の範囲第１項に記載の光磁気記録媒
   体。
3. ３．（ｉｉ）耐腐食性金属がＰｔ、Ｐｄ、Ｔｉあるいは
   Ｚｒから選ばれる少なくとも１種である特許請求の範囲
   第１項に記載の光磁気記録媒体。
4. ４．（ｉｉｉ）希土類元素が、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｐｒ、Ｇｄ
   、Ｔｂ、ＤｙまたはＨｏである特許請求の範囲第１項に
   記載の光磁気記録媒体。
5. ５．反射膜が、３０〜９９原子％のニッケルと、１〜７
   ０原子％のクロムまたは銅との合金からなる特許請求の
   範囲第１項に記載の光磁気記録媒体。
6. ６．（ I ）光磁気記録膜の膜厚が、１００〜６００Å
   である特許請求の範囲第１項に記載の光磁気記録媒体。
7. ７．基板と光磁気記録膜の間にエンハンス膜が設けられ
   ている特許請求の範囲第１項に記載の光磁気記録媒体。