JPH01208748A - 光磁気記録媒体の製造方法 - 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
光磁気記録媒体に係り、特に特性を低下させずに耐食性
を向上させることが可能な光磁気記録媒体の製造方法に
関する。

〔従来の技術〕

近年の高群情報化社会の進展に伴ない大容量。

高密度のファイルメモリーへのニーズが増大している。

その中でランダムアクセスができしかも書換えが可能な
ファイルメモリーとして光メモリーが注目されている。

その中で最も実用化に近いものとして光磁気記録があり
、各所でさかんに研究開発が進められている。

光磁気記録に用いる情報記録媒体として希土類−鉄族元
素よりなる非晶質合金が垂直磁化膜として有望視されて
いる。しかしながらこれら材料は。

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。その結果、ディスクのＣ／Ｎ
の低下や情報記録エラーの発生を生じ、著しく信頼性を
低下させていた。

これを防止するために、■磁性合金に耐食性向上のため
の元素を添加する、■保護膜を形成する、または■窒素
混入層の形成、或いはこれらの手法を併用した耐食性の
向上がはかられている。その例として、特開昭６１−２
５５４６特開昭６１−５１８０６゜特開昭６１−１２２
９５５〜６．特開昭６１−１８８７６０をあげることが
できる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術では、■耐食性向上のための元素を添加す
ると磁気特性の低下をきたす、■の記録膜表面を保護膜
で覆う場合では保護膜に欠陥が存在し、この欠陥部分を
中心に孔食が発生する、■記録材料表面を反応ガスで処
理する場合では形成される層により光が吸収されＣ／Ｎ
の低下をきたす、等の問題があった。

本発明の目的は、磁気特性及びＣ／Ｎ比の低下をきたす
ことなく高耐食性、高信頼性を有する光磁気記録媒体を
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、基板上の磁気記録媒体膜の少なくとも表面
側に窒化膜を形成する工程において、基板付近における
窒素の濃度を高くしスパッタ粒子との反応確率（窒化度
）を高めること、さらに優位には窒素をイオン化する等
して励起状態とすること或いは反応性を高めることによ
り達成される。

［作用］ 希土類−鉄族元素よりなる非晶質合金の窒化度を高くす
ると、得られた膜は非磁性でかつ透明であるのでディス
クの特性、特に磁気光学特性二〇にの低下はない。これ
に対して記録膜の耐食性の面では窒素含有膜中における
酸素の拡散係数が著しく小さくでき、かつ水や酸素に対
して非常に安定であるので、記録膜界面近傍に窒素含有
層を設けることにより磁気特性を低下させずに耐食性の
みを向上させることができ、ひいては長寿命かつ高信頼
性を有するディスクを得ることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例１〜４を用いて詳細に説明する。

［実施例１］ 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。ディスクの作製は、ガラス′またはプラスチック
基板１上にＴ　ｂ　２８．６’Ｆ　ｅ　ｅｚ、ａｃｏｚ
ｚ、。

Ｎｂ３．０なる組成を有する光磁気記録膜２をスパッタ
リング法により形成した。その際、記録膜面界面近傍を
窒化処理した。上記スパッタリングに用いた装置の概略
図を第２図に示す。この装置の特徴は、基板に向けてＮ
２を照射するノズル４を有する点である。スパッタター
ゲット３として前述の組成を有する合金ターゲットを用
いた。

ディスク作製手順は次に述べるとおりである。

まず真空槽Ｃ内を１０−７Ｔｏｒｒ台まで排気しておき
、ガラスまたはプラスチック基板を取り付けた基板テー
ブル５を回転しておき、その表面にＮ２をノズル４から
照射しながら、Ａｒでターゲットをスパッタリングし、
膜の形成を行なった。そして、７０人膜形成を行なった
後に、Ｎ２の照射を停止しＡｒでスパッタして膜形成を
行ない、９００人となったところで再びＮ２を照射しな
がらスパッタを続け、全膜厚が１０００人となったとこ
ろでスパッタを停止した。

このようにして作製した光磁気ディスクの磁気特性はθ
ｈ　＝　０　、３２　＠、　Ｈｃ　＝　６　、０　Ｋθ
ｅ、Ｔ（＝２００℃、　Ｔｃｏ−ｐ”　８０℃であり、
この値は、窒素照射なしで形成した膜のそれと同じであ
った。

また雰囲気制御法にてＮ、濃度を制御しながら作製する
と、ｏｋ＝０．２’ｌ°と大きく減少する。これは、窒
素混入層の窒化度が低いためである。

本実施例の膜と比較例として窒素の照射なしに形成した
膜とを６０℃−９５％ＲＨ中に放置したときのエラーレ
イトの経時変化を測定した。その結果を第３図に示す。

この図の実線は本実施例を使用した場合の結果を示し１
点線は比較例でＡｒによるスパッタのみの膜を用いた場
合の比較例である。この図から、Ｎｚ照射を行うとエラ
ーレイトの上昇を著しくおさえることができることがわ
かる。このように１本実施例を用いると磁気特性に変化
を与えずに、記録膜の耐食性、特にエラーレイトに関与
する孔食の抑制に有効である。また、本実施例により作
製した記録膜の酸化を中心とする湿食に対して有効であ
ることはいうまでもない。

基板に照射するガスとしてＮ２の他にＮｚ　　０２混合
ガス或いはＮｚ　−ＨＦ混合ガス等のＮｂと他の反応性
ガスとの混合ガスを用いても窒素含有層の透明化は同様
に達成される。

［実施例２］ 作製した光磁気ディスクの断面構造は、実施例１と同様
で第１図に示すとおりである。光磁気ディスクの作製に
は第４図に示すようなミリング機能付きのイオンビーム
スパッタ装置を用いて行なった。基板にはガラスまたは
各種プラスチック基板（１）を用い、ターゲット（３）
にはＴｂ２＋ＦｅａｚＣＯｘｚＮ　ｂ　３なる組成の合
金ターゲットを使用した。ここで、光磁気記録用材料と
してＴｂＦｅＣｏＮｂ系に限らず、垂直磁気異方性を有
しカー（Ｋｅｒｒ）効果を示す材料ならいずれの材料で
も良い。

ディスク作製手順は、まず真空槽Ｃ内を１Ｏ−７Ｔｏｒ
ｒ以下の真空になるまで排気した後に、スパッタターゲ
ットにＡｒによりイオンビームを形成しミリングガン６
にはＮ２を導入し、そのイオンを形成した。そのとき真
空ＭＣ内の真空度は１０′″４（Ｔｏｒｒ）台である。

基板テーブル（５）に固定した基板表面を窒素イオンに
てミリングした後、ミリングをしながらシャッタＳＢを
開き記録材料のイオンビームスパッタを行う、１００人
程度の膜厚となったところで、シャッタＳ＾をとじ窒素
イオンによるミリングを停止し、記録材料のみのスパッ
タを行なった。そして合金膜が９００人となったところ
で再びシャッタＳ＾を開き、窒素イオンによるミリング
を行ないながらスパッタを続けて全膜厚が１０００人と
なったところで膜形成を終了した。比較例として窒素イ
オンによるミリングなしにＡｒのみでスパッタして作製
したディスクを用いた。

まず、このようにして作製した光磁気ディスクのカー回
転角は、窒素イオンによるミリングしながら作製した記
録膜を用いた場合とミリングをしないで作製した場合と
もほぼ同じで、カー回転角θ１＝＝０．３４’　、Ｈｃ
＝５ＫＯｅ、Ｔｃ＝２３０℃。

Ｔ　ｃｏ−ｐ　＝８０℃であった。窒素イオンでミリン
グをかけながらイオンビームスパッタを行うことにより
記録膜界面に非磁性でかつ透明な金属窒化物層を形成で
きるで、カー回転角の低下をきたさない、磁界変調方式
による記録を行う場合、磁気ヘッドが接近する側と反対
側の界面に面内磁化膜層を設けると閉磁気回路を形成す
るので外部印加磁界が有効に働く、ところで、窒素イオ
ンでミリングを行ないながら光磁気記録膜を形成する場
合、ミリングガンに投入する電力を制御することにより
窒化度がコントロールでき、これにより飽和磁化を変え
ることが可能である。この結果を利用すると、基板／面
内磁化層／垂直磁化層／窒素含有膜なる構造のディスク
を作製する場合、各層は窒素イオンのミリングガンに流
す電流を制御することにより容易な手法で形成が可能で
ある。用いる記録方式によっては、このような利点もあ
る。

一方、このミリングをしながら形成した膜を形したディ
スクを６０℃−９５℃％ＲＨ中に放置したときのエラー
レイトの測定を行なった。その結果を第５図に示す。そ
の結果、本実施例の窒素イオンによりミリングを記＠膜
界面近傍で行なって作製した膜では、エラーレイトの増
加（主にこれは孔食に起因する）はほとんどみられなか
ったのに対して、ミリングを行なわないで作製した膜で
は３０００時間後で約１桁の増加となった。

以上実施例で述べたきた効果は、ミリング用イオンとし
てＮ２ガス以外のＨ２Ｓ　、　Ｓ　Ｏｚ、　ＣＱ　ｚＦ
ｚ、　ＨＦ　、　Ｏｚ或いはこれらのガスとの混合ガス
を用いても同様であり、むしろこれらガスは反応性が高
く、イオンビームのエネルギーが低くてすむので、基板
或いは積層した場合の層間に与えるダメージも小さくて
すむ、また、本実施例では。

ディスク構造として記録膜−層のみの単純構造の例を示
したが、これだけに制限されることなく無機誘電体材料
で光磁気記録膜をはさみ込む構造等。

いかなる構造のディスクに対しても効果がある。

［実施例３］ 作製した光磁気ディスクの断面構造は実施例】と同様で
第１図に示すとおりである。光磁気ディスクの作製には
プラズマジェット（高周波印加によるプラズマ発生装置
）のついた電子線ビーム蒸着装置或いはプレナーマグネ
トロン型スパッタ装置を用いた。プラズマジェット付き
であれば、蒸着装置或いはスパッタ装置以外のイオンブ
レーティング装置をはじめいかなる薄膜形成装置でも同
様で、薄膜化の方式により本発明の効果が限定されるも
のではない。

装置の原理的楕成を第６図に示す。図に示した例は、薄
膜化手法として電子ビーム蒸着法を用いた場合である。

蒸着中は、膜組成や膜厚の均一化をはかるため基板を回
転した。また、その基板に向けて、プラズマジェット噴
射口８より、プラズマ化したガスを噴射できる構造とな
っている。

光磁気ディスク作製手順として、基板テーブル５にセッ
トされたガラスまたはプラスチック基板上に、プラズマ
ジェットよりプラズマ化されたＮ２ガスを基板に照射し
、少しおくれで電子ビーム蒸着を行なった。少しおくら
せたのは、プラズマにより基板表面を清浄化した後に膜
形成を行うことにより、浮遊酸素の除去及び基板と膜と
の接着性を向上させ、光磁気ディスクの寿命及び信頼性
の向上をはかったものである。プラズマ照射を行ないな
がら、電子ビーム蒸着を行ない、膜厚が１００人となっ
たところでプラズマ照射を停止し、電子ビーム蒸着のみ
により成膜を行なった。次いで全膜厚が９００人となっ
た時点で、再びプラズマ照射を開始し、膜厚が１０００
人となったところでスパッタを終了し、光磁気ディスク
の作製を終了した。比較例としてプラズマ照射をしない
で形成した膜を用いた光磁気ディスクを用いた。ここで
、電子ビーム蒸着の蒸発源７として（７ｂＯ，ｅ。

Ｎｄｏ、１ｏ）ｏ、ｚａ　　　（Ｆ”　　ｅｏ、ｅｃ　
　００．１４）０．８８　　　（Ｐ　　ｔｏ、ｓＮ　ｂ
　ｏ、ｚ）　ｏ、ｓなる組成の合金を用いた。このよう
にして形成した光磁気記録膜の特性は、θに＝０．４２
”　、Ｈｃ＝５　ＫＯｅ　、　Ｔｃ＝　１９０’　、Ｔ
ｃｏｗａｐ＝７５°であった。これは、本発明を用いて
作製した場合も比較例においても何ら差はみられず同じ
値であった。このように、プラズマジェット法を用いて
窒化した膜は、光学的に透明でかつ非磁性であるので、
磁気及び磁気光学特性を低下させることはなかった。こ
の他、プラズマジェットからの放出量をコントロールす
ることにより、窒化度を変えることができ、実施例２と
同様、磁界変調記録方式を用いる場合、窒素含有層の磁
性制御にも有効であった。

上記により作製した光磁気ディスクの信頼性試験を実施
例１と同様の手法により行なった。すなわち、６０℃−
９５％ＲＨ中に作製した光磁気ディスクを放置したとき
のエラーレイトの経時変化を調べた。その結果を第７図
に示した。図の実線は本実施例によるディスクで、点線
は比較例である。この図より、本実施例によるとエラー
の発生（これば主に記録膜に発生する孔食に依存してい
る）を大きく抑制することができることがわかる。

以上述べてきた効果は、Ｎ２をプラズマジェットとして
噴射して膜形成を行う他に０２，８０２゜Ｈ２Ｓ　＋　
Ｃｎ　ｘ　ＨＦ　＋　Ｆ　２１等の反応性の高いガスや
これらのガスを不活性ガスで希釈した混合ガスを用いて
も同様である。しかし、膜質、硬度等を総合的に考察す
ると、窒素を主体とした場合が最も良好な結果が得られ
た。

［実施例４］ 作製した光磁気ディスクの断面構造は、実施例１と同様
で第１図に示すとおりである。光磁気ディスクの作製に
用いた装置は、第８図に示す装置を用いた。ガラス製の
真空槽Ｃの周囲にＲＦコイル９を巻き、コイル９の中心
に基板テーブル５がくるように設定した。スパッタガス
の導入は、Ｎ２を基板テーブル５近傍に、Ａｒをスパッ
タターゲット１０近傍にそれぞれ導入した。膜形成の初
期は、ＲＦコイル９にＲＦ電源を印加し、プラズマをた
て、少しおいてスパッタを開始した。スパッタはターゲ
ット１０に（Ｔ　ｂ　ｏ、ｓ　Ｎ　ｄ　ｏ、ａ）ｏ、ｚ
Ｉｓ（Ｆ　ｅｏ、３．　Ｃｏｏ、ｏｓ）　ｏ、５ｓ（Ｐ
　ｔｏ、ａＮ　ｂｏ、ｚ）ｏ、を合金を用いて行なった
。膜厚が１００人となったところでコイル９へのＲＦｖ
ＩＬ力投入を停止し、磁性膜のスパッタのみとし、全金
膜が９００人となったところで、再びＲＦコイルに電力
を投入し、プラズマを発生させて、全膜厚が１０００人
となるまで成膜を続けた。比較例として、ＲＦコイルに
電力を印加しないで形成した光磁気ディスクを用いた。

まず、このディスクの磁気特性は、本実施例の場合も、
比較例の場合も差はなく、θ、＝０．４０”Ｈｅ”５．
０ＫＯ８−Ｔｃ＝１８０℃、Ｔｃｏ＠ｐ＝　８０℃であ
った。このように窒素混入膜は、記録膜の磁気特性に何
ら影響を与えていないことがわかる。

次に、この光磁気ディスクを６０℃−９５％ＲＨ中に放
置したときのエラーレイトの変化を調べたところ、ディ
スク作製初期で２　Ｘ　１０’″６（件／ビット）であ
ったものが３０００時間放置でもまったく変化はなかっ
た。これに対して、比較例では、初期の２Ｘ１０−６（
件／ビット）が３０００時間後で３×１０−６と約１桁
大きくなった。

上記の効果は、Ｎ２を用いた場合に限らず、Ｓ　Ｏｘ　
ｔ　ＨｚＳ　ｒ　ＣＱ　ｓｒ　Ｏｘｔ　Ｆ　ｚｔ　ＨＦ
等の反応性ガスを用いた場合もまったく同様の効果が得
られた。

〔発明の効果〕

本発明によれば、光磁気記録膜の界面近傍において基板
表面上の窒素濃度を高くすることにより、光学的に透明
でかつ非磁性の窒素混入層を形成することができ、記録
膜内部への酸素の拡散が著しく抑制できるので記録膜の
腐食防止に大きな効果がある。また、基板表面における
窒素濃度や窒素分子或いは窒素イオンの持つエネルギー
を制御し、形成される窒素混入膜の窒化度を変えること
ができる。その結果、この膜の磁気特性のコントロール
が可能となり、磁界変調記録方式における外部印加磁場
の効率を高耐食性を保持したままで向上させる効果があ
る。この効果は窒素以外の反応性ガスにおいても同様に
認められた。

【図面の簡単な説明】

第１図は光磁気ディスクの断面構造の模式図。 第２図、第４図、第６図、第８図は本発明の実施に好適
な装置の原理説明図、第３図、第５図、第７図は本発明
と従来例になる光磁気ディスクにおけるエラーレイトの
経時変化特性図である。 １・・・基板、２・・・光磁気記録膜、３・・・ターゲ
ット。 ４・・・Ｎ２照射ノズル、５・・・基板テーブル、６・
・・ミリングガン、７・・・蒸着ソース源、８・・・プ
ラズマジェット、９・・・ｌクドコイル、１０・・・ス
パッタターゲット。 第　１　■ 茅　２１２］ 第　３７ 奴Ｉ　瞬間（Ａ１−） 第４区 第　５７ 虹Ｉ吟Ｍ（ムｒ） 茅　ム　図 　ＥＩＩ７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板上に基板面に対して垂直な磁化容易軸を有する
   情報記録膜を形成した光磁気記録媒体の製造方法におい
   て、上記情報記録膜のいずれか一方或いは両方の界面に
   窒素含有膜を形成する工程を含み、上記情報記録膜形成
   面近傍における濃度を高くした濃度勾配のもとに窒素を
   主体とするガスもしくはイオンを供給することにより上
   記窒素含有膜を形成することを特徴とする光磁気記録媒
   体の製造方法。 ２、スパッタリングによつて上記情報記録膜を形成する
   工程を含み、上記スパッタリング工程の開始時もしくは
   終了時或いはその両時点において、上記情報記録膜を形
   成する面の近傍に設けたガス供給口から窒素を主体とす
   るガスを供給する工程を有してな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の製造方法。 ３、スパッタリングによつて上記情報記録膜を形成する
   工程を含み、上記スパッタリング工程の開始時もしくは
   終了時或いはその両時点において、窒素イオンミリング
   を同時に行う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の製造方法。 ４、上記情報記録膜形成時に供給するガスとして、Ｎ＿
   ２を主体とし、Ｏ＿２、Ｆ＿２、ＨＦ、Ｈ＿２Ｓ、ＳＯ
   ＿２、Ｃｌ＿２の内から選ばれる少なくとも１種以上の
   ガスを含む混合ガスを用いた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の製造方法。 ５、プラズマ状態の窒素を情報記録膜形成面上に供給す
   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
   記録媒体の製造方法。