JPH01179243A - 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】 発明の技術分野 本発明は、多層の磁性合金薄膜を有する光磁気記録媒体
に係り、さらに詳しくは、磁性合金薄膜のカー回転角が
増大されて優れた再生特性を有する光磁気記録媒体に関
する。

発明の技術的背景ならびにその問題点 鉄、コバルトなどの遷移金属と、テルビウム（Ｔｂ）、
ガドリニウム（Ｇｄ）などの希土類元素との合金からな
る磁性合金薄膜は、膜面と垂直な方向に磁化容易軸を有
し、一方向に全面磁化された膜面の一部に光を集束させ
て照射させることにより、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」、ｒＯＪに対応させること
によって、上記のような磁性合金薄膜にデジタル信号を
記録させる、いわゆる光磁気記録が可能となる。

このような光磁気記録が可能な磁性合金薄膜を記録層と
して用いる光記録媒体にあっては、記録層に記録された
情報の読み取りは、一般に、この記録層にレーザ光等の
光を集束させ、カー効果によって回転した偏光面の回転
角θ６を読み取ることによって行なわれている。このよ
うなカー回転角θには、記録層を構成する磁性合金薄膜
の材質によって定まる角度であり、このカー回転角θ６
が大きい程、情報を明確に区別することが可能になり、
情報の読み取り時の誤差が減少する。したがって、記録
層として用いられる磁性合金薄膜の特性としては、カー
回転角θ６の大きいことが要求されている。

ところが従来、光磁気記録媒体として用いられているＴ
　ｂ−Ｆ　ｅ系の磁性合金薄膜では、カー回転角θには
０．３°程度と小さく、したがってこのカー回転角ＯＫ
を検出するための光学系は非常に複雑となってしまうと
いう問題点があった。

上記のような問題点を解決するため、基板と磁性合金薄
膜との間に透明誘電体膜（エンハンス膜）を設けて、多
重反射によりカー回転角θ６を大きくしようとする試み
もなされている。しかしながら基板と磁性合金薄膜との
間に透明誘電体膜を設けてカー回転角〜とを大きくしよ
うとすると、透明誘電体膜の屈折率と磁性合金薄膜の屈
折率とは一定の関係を満たさなければならず、このため
透明誘電体膜の材質の選定が容易ではなく、磁性合金薄
膜のカー回転角θ６を増大するための最適化が困難であ
るという問題点がめった。

ざらに磁性合金薄膜のカー回転角θ６を大きくするため
、該磁性合金薄膜の膜厚を２５０人程度と薄くして反射
膜を設けることも提案されている。

しかしこの方法では、カー効果とファラデー効果とが重
ね合わされる結果、磁性合金薄膜の厚さの設定のしかた
が複雑になる。また、反射膜を設けることにより成膜プ
ロセスが複雑になってしまうという問題点がおった。

Ｒ１り亘仰 本発明は、上記のような問題点を解決しようとするもの
であって、カー回転角が飛躍的に増大されて優れた再生
特性を有する光磁気記録媒体を提供することを目的とし
ている。

及皿幻且贋 本発明に係る光磁気記録媒体は、透明基板上に、希土類
金属および遷移金属を含む磁性合金薄膜と透明薄膜とが
交互に少なくとも２層以上積層してあり、 前記各磁性合金薄膜の膜厚が５〜２５０人であり、 前記各透明薄膜の膜厚が５〜４０００人であり、前記磁
性合金薄膜と透明薄膜との合計膜厚が１μｍ以下である
ことを特徴としている。

本発明に係る光磁気記録媒体は、透明基板上に、上記の
ような特定の膜厚の磁性合金薄膜と透明薄膜とが交互に
少なくとも２層以上積層された構造を有しているので、
カー回転角θ３が飛躍的に大きくなり、優れた再生特性
を有している。

発明の詳細な説明 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。

本発明では、たとえば第１図に示すように、希土類金属
および遷移金属を含む磁性合金薄膜２と、透明薄膜４と
を交互に少なくとも２層以上積層して、光磁気記録媒体
１０を構成しである。なお、第１図中、符号「６」は磁
性合金簿膜２の酸化を防止するための保護膜であり、符
号「８」は、光磁気記録媒体１０に適度な剛性を付与す
るための透明基板である。

本発明は、第１図に示す構成に限定されるものではなく
、種々に改変できる。たとえば、基板８と磁性合金薄膜
２どの間に、エンハンス膜あるいは保護膜を設けてもよ
い。

［基　板］ 透明基板８は、透明性に優れていることが好ましく、具
体的にはガラスや酸化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、米国特
許用４，６１４゜７７８号明細書に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、ポリエーテルサルフオン、ポリサルフオン
、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ができる。

［保護膜１ 保護膜６は、最外層側の磁性合金薄膜２を保護するため
のものであり、その材質として、記録光を透過させ得る
透明性と、磁性合金簿膜２に磁気的影響を与えない非磁
性とが要求される。

上記条件を満足させ得る保護膜６の材質としては、酸化
珪素Ｓ　＋　ＯＸ　　（０＜　Ｘ≦２）等の無機材料等
が好ましく用いられるが、その他の材料、たとえばＣＨ
４、Ｃ８２、テフロン等のプラズマ重合膜またはＵ■硬
化性の有機コート膜などを用いても良い。また保護膜６
としＣ金属膜を用いることもできる。

［磁性合金薄膜］ 磁性合金薄膜２は、光を集束させて照射することにより
所定の信号を記録及び再生することのできる光記録膜で
ある。本発明では、情報を記録ないし再生するための記
録層を磁性合金薄膜２から成る多層描造としている。

磁性合金薄膜２は、鉄、コバルＩ〜などの遷移金属と、
テルビウム（Ｔｂ）、ガドリニウム（Ｇｄ）などの希土
類元素との合金、もしくはその伯の材質（たとえばガー
ネットなどの酸化物磁性体）からなる薄膜でおり、膜面
と垂直な方向に磁化容易軸を有する。本発明では、磁性
合金ａ膜２は、非晶質合金薄膜であることが好ましいが
、特にこれに限定されない。たとえば磁性合金７ｙｊ膜
２は下記に示す成分から成っている。

本発明に係る磁性合金薄膜２は、（ｉ　＞３６遷移金属
から選ばれる少なくとも１種と、（ｉｉ　＞希土類から
選ばれる少なくとも１種の元素と、（ｉｉｉ　）その他
の元素とからなっている。

（ｉ＞３６遷移金属としては、ｌ”ｅ、Ｑｏ、Ｔｉ。

■、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎなどが用いられるが
、このうちＦｅまたはＣＯあるいはこの両者であること
が好ましい。

この３ｄｌ移金属は、磁性合金薄膜２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。

磁性合金薄膜２は、上記（ｉ＞に加えて、（ｉ）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　、Ｆｒ　、Ｔｍ　、Ｙ
ｂ、ＬＬＩ　、Ｌａ　、Ｃｅ　、ＰＩ”　、Ｎｄ　、Ｐ
ｍ　、Ｓｍ、ｕ このうちＧｄ　、　Ｔｂ　、　ＤＶ　、　１−１ｏ　、
　Ｎｄ　、　Ｓｍ、Ｐｒ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、磁性合金薄膜２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％の辺で存在している。

本発明では、上記（ｉ＞、（ｉｉ　）に加えて、（ｉｉ
ｉ　＞その他の元素として、Ｎｉ　、　Ｔｉ　、　Ｐｔ
　。

Ｐｄ　、Ｎｂ　、Ｔａ　、　Ｏｒ等を磁性合金薄膜２に
含ませ、耐食性を改善するようにしても良い。

上記のような組成を有する磁性合金薄膜２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
磁性薄膜となる。

なお、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おる飽和カー回
転角（θＫｌ＞と外部ｖｉｉ場ゼロにおけるカー回転角
でおる残留カー回転角（θに２）との比”　Ｋ２／　θ
Ｋｌがたとえば０．８以上であることを意味している。

特に好ましくは、磁性合金膜２は、Ｔｂ　ＦｅＣｏもし
くはＧｄ　Ｔｂ　Ｆｅ　Ｃｏであることが好ましい。磁
性合金膜２がＴｂＦｅＣｏであるときは、Ｃｏ　／　（
Ｆｅ　十Ｃｏ　）の原子％はＯ〜８０であることが好ま
しく、Ｇｄ　Ｔｂ　Ｆｅ　Ｃｏであるときは、Ｃｏ　／
　（Ｆ　ｅ　十〇　ｏ　）の原子％はＯ〜６０であるこ
とが好ましい。

［透明薄膜］ 本発明では、透明薄膜として、その屈折率ｎが１．３≦
ｎ≦４．０好ましくは１．８≦ｎ≦４．０および消衰係
数Ｋかに≦０．５好ましくはに≦０．２である材料が用
いられる。具体的には、Ｓｉ　Ｎｘ　（Ｘの好ましい範
囲は０＜ｘ≦４／３）、ＡρＮｘ　（Ｘの好ましい範囲
はＱ＜ｘ≦１）、１ｓｉＮ　　、ＢＮ　　などの窒化物
、ＳｉＯｘ×× （Ｑ＜ｘ≦２＞、Ｔｂ−３ｉ　ｏ２、Ｍｇ−３ｉ　０２
、Ａｌ　２０３　、Ｓｉ　０２−　ＡＩ　２０３、ｆＶ
Ｉ］−３ｉ　０２−　Ａ　Ｉ。０３、Ｔｔ）−３！　０
２−　ＡＩ　２０３　、Ｂａ−８ｉ　０２、Ｂａ−Ａｌ
　２０３　、Ｂａ−５ｉ　０２−　ＡＩ　２０３、Ｔｅ
−Ａ　Ｉ　２０３　、Ｍ（Ｊ−△１２０３、ＴｉＯ２、
ｒｈｏ、Ｚｎ　Ｏ−Ｚｒ　ｏ２、Ｔａ　２０５、Ｎり２
０５　、Ｃｅ　０２．８１１０２　、Ｔｅ　０２、イン
ジウム−スズ酸化物などの酸化物、ＺｎＳ、Ｃｄ　Ｓ−
Ｚｎ　Ｓｅ　、Ｓ！　Ｃ，Ｓ！　、ｆＶＩ］　Ｆ２など
が用いられる。

［膜　厚］ 本発明に係る光磁気記録媒体の各層の膜厚は、磁性合金
薄膜２では５〜２５０人、好ましくは２０〜２００人で
おり、透明薄膜４では５〜４０００人、好ましくは２０
−２０００人、特（こ好ましくは１００〜５００人でお
る。そして上記の磁性合金薄膜２と透明薄膜４との合計
膜厚は、１μｍ以下である。

磁性合金薄膜の膜厚が５人未満であると、磁性合金薄膜
と透明ａ膜とが混ざりあい積層構造とはならないことか
ら好ましくなく、一方２５０人を超えると一層必たりの
光損失が大きくなり、下層部の効果が重畳されなくなる
ため好ましくない３゜透明薄膜４の膜厚が５人未満であ
ると、磁性合金薄膜との混ざりあいのために、所定の特
性が１ｑられなくなるため好ましくなく、一方４０００
人を超えると透明薄膜の膜厚の微少な変化に対し”Ｃカ
ー回転角θ８が大きく変化し、膜厚の非常に厳密な制御
が要求され、成膜が困難になるため好ましくない。

また磁性合金薄膜２と透明薄膜４との合計膜厚が１μｍ
を超えると、すべての磁性合金薄膜が同時に記録・再生
に用いる光の焦点深度内に収まらなくなるため好ましく
ない。

保護膜６の膜厚としては、特に限定されないが、５００
〜２０００人程度が良い。

［積層方法］ 磁性合金薄膜２と透明簿膜４とを交互に２層以上積層す
るための方法としては、従来公知の方法を用いることが
でき、具体的には真空蒸着法やスパッタリング法等を用
い、ターゲット切換による交互成膜法や、基板回転法等
が考えられる。

発明の詳細 な説明してきたように、本発明に係る光磁気記録媒体に
よれば、特定膜厚の磁性合金薄膜と特定膜厚の透明薄膜
とを交互に２層以上積層した構造を有しているため、カ
ー回転角が飛躍的に向上している。たとえばＴｂ−Ｆｅ
系磁性合金薄膜の物質としてのカー回転角は０．３°程
度であるが、１００人のＴ　ｂ−Ｆ　ｅ基磁性合金薄膜
と３００人のＳｉＯ透明薄膜とを交互に合計で１９層積
層してなる光磁気記録媒体では、そのカー回転角は１０
．３°にまで向上している。

以下本発明を実施例により説明するが、本発明はこれら
実施例に限定されるものではない。

実施例１〜９．比較例 本実施例１〜９は、保護膜として膜面８１０層を、磁性
合金薄膜としてＦｅ−Ｔｂ磁性層を、透明薄膜として８
１０層を用いた場合の第１図に示すような光磁気記録媒
体に関する。各実施例１〜９では、ｖＡ面ＳｉＯ層、磁
性層ないし８１０層の膜厚をそれぞれ変化させている。

なお、比較例は磁性層を１層だけ積層したものを示す。

本実施例１〜９に係る光磁気記録媒体を製造するには、
たとえば次のようにして行う。

２ケ所にルツボを配置した真空蒸着装置の一方にはＴ　
Ｉ）−Ｆ　ｅ合金を入れたルツボを、他方にはＳｉＯを
入れたルツボを配置し、ガラス基板上に、基板を液体窒
素で冷却しながら、電子ビーム加熱を用い、Ａ、Ｂ位置
のシャッタを交互に開閉することにより、磁性合金膜と
透明膜とを交互に蒸着する。保護膜として、試料表面に
は５００人〜９００人の厚さの８１０層を蒸着する。カ
ー回転角は膜面側から測定した。

以下実施例として、表１にθ、のＳｉＯ層厚依存性、表
２に磁性合金薄膜厚依存性、表３に膜面ＳｉＯ層厚依存
性を示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る光磁気記録媒体の要部
断面図である。 ２・・・磁性合金薄膜　　　４・・・透明薄膜６・・・
保護膜　　　　　　８・・・透明基板１０・・・光磁気
記録膜 代理人　　弁理士　　鈴　木　俊一部 用　　１　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）透明基板上に、希土類金属および遷移金属を含む磁
   性合金薄膜と透明薄膜とが交互に少なくとも２層以上積
   層してあり、 前記各磁性合金薄膜の膜厚が５〜２５０Åであり、 前記各透明薄膜の膜厚が５〜４０００Åであり、前記磁
   性合金薄膜と透明薄膜との合計膜厚が１μｍ以下である
   ことを特徴とする光磁気記録媒体。 ２）前記希土類金属がＳｍ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｅｕ、Ｇｄ、
   Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏから選ばれた少なくとも一種であり、
   前記遷移金属がＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選ばれた少なくと
   も一種であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の光磁気記録媒体。 ３）前記磁性合金薄膜が非晶質合金薄膜であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項または第２項に記載の光
   磁気記録媒体。 ４）前記透明薄膜の屈折率ｎが１．３〜４．０、消衰係
   数Ｋ≦０．５であることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載の光磁気記録媒体。 ５）前記透明薄膜がＳｉＯ＿ｘ（０＜ｘ≦２）、ＺｎＳ
   、ＭｇＦ＿２、ＡｌＮ＿ｘ（０＜ｘ≦１）、ＺｎＯ、Ｓ
   ｉＮ＿ｘ（０＜ｘ≦４／３）から選ばれた少なくとも一
   種であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   の光磁気記録媒体。