JPH0198144A - 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、磁気光学効果を利用してレーザー光等により
情報の記録・再生を行う光磁気記録媒体に関し、特に熱
安定性に優れる光磁気記録媒体に関する。

〔発明の概要〕

本発明は、ＣｏＮとＰｄ１ｉとを積層した超格子金属薄
膜あるいは変調構造金属ｙ４膜を記録層とする光磁気記
録媒体において、上記Ｃｏ層に第３の元素を添加するこ
とにより、得られる記録層の熱安定性を向上させること
を可能とするものである。

〔従来の技術〕

近年、書換え可能な高密度記録方式として、半導体レー
ザー光等により記録・再生を行う光磁気記録方式が注目
されている。

この光磁気記録方式に使用される記録材料としては、Ｃ
ｄ、Ｔｂ、Ｄｙ等の希土類元素とＦｅ。

Ｃｏ等の遷移金属元素とを組み合わせた非晶質合金が従
来の代表例である。しかし、これらの非晶質合金ＷＩＩ
！Ｉを構成している希土類元素やＦｅは非常に酸化され
易く、空気中の酸素とも容易に結合して酸化物を形成す
る性質がある。このような酸化が進行して腐食や孔食に
至ると信号の脱落を誘起し、また特に希土類元素が酸化
されると、保磁力と残留磁気カー回転角の減少に伴って
Ｃ／Ｎ比が劣化する。このような問題は、光記録媒体の
記録層の材料に希土類元素が使用されている限り避けら
れないものである。

上述のような腐食や孔食は、上記非晶質合金薄膜にＴｉ
、Ｃｒ、ＡＩ等の不動態被膜を形成し得る元素や、ＰＬ
、Ｐｄ、Ｃｏ等の不活性元素を添加することにより防止
することができ、比較的膜厚の厚い場合においてその効
果は確認されている。

しかしながら、上述のような添加元素の使用はしばしば
磁気カー回転角の低下につながり、しかも５００Å以下
の膜厚では所望の効果が得られないので保護膜等の併用
を要するという問題点を有している。

一方、・本件出願人は先に希土類元素を使用せずにＣｏ
ａｌとＰｄ層とを交互に積層したＣｏ＝Ｐｄ系の超格子
金属薄膜が優れた耐蝕性を示し、かつ全厚の薄い領域で
優れた磁気光学特性を有することを開示している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、光磁気記録媒体においては磁性変化を生じさ
せるためには記録層が局部的にキュリー温度以上に加熱
されることが必要である。したがって、超格子金属薄膜
あるいは変調構造金属薄膜を記録層とする光磁気記録媒
体を使用する場合、記録層の熱安定性が低いと拡散によ
り異種金属層の界面が乱れ、当初の良好な保磁力や角型
比が劣化するという問題が発生する。

そこで本発明は、上述の問題点を解決し、熱安定性に優
れる光磁気記録媒体の提供を目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは上述の問題点を解決するために検討を行っ
た結果、ＣｏＮとＰｄＪｉとを交互に積層した超格子金
属薄膜あるいは変調構造金属薄膜を記録層とする光磁気
記録媒体において、上記００層に第３の元素を添加する
ことにより良好な熱安定性を有する記録層が得られるこ
とを見出し、本発明に至ったものである。すなわち本発
明にかかる光磁気記録媒体は、Ｇｏ＋ａ。−、Ｍ、（た
だし、ＭはＰ、　Ｔｉ、　Ｖ、　Ｎｉ、　Ｇａ、　Ｇｅ
、　Ｂ、　Ｃ。

Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｕの少なくとも一種を表し、Ｘは置換量
を原子％で表し、Ｍ＝Ｐの場合０．１≦ｘ≦１２、Ｍ−
Ｔｉ、Ｖ、Ｎｉ、Ｇａ、Ｇｅの場合０．１≦ｘ≦２５．
Ｍ＝Ｂ、Ｃ，Ｓｔ、Ｆｅ、Ｃｕの場合０．１≦ｘ≦３０
である。）０．５〜１．５原子層とＰｄ１〜７原子層と
が交互に積層された超格子金属薄膜あるいは変調構造金
属薄膜を記録層とし、該記録層の全厚が５０〜５００人
であることを特徴とするものである。

本発明において記録層となる金ｉ薄膜を構成する各金属
層の界面は、異種金属原子が互いに入り乱れずに平坦に
形成され、いわゆる超格子構造とさていることが理想的
であるが、界面にやや乱れを生じながらも全体としては
一定の周期を保って組成が変動する、いわゆる変調構造
（組成変調構造）を有するものであっても良い。

上記の超格子金属薄膜あるいは変調構造金属薄膜はスパ
ッタリングあるいは真空蒸着等によって形成することが
できる。

ここで、上記Ｃｏ、。。−Ｘ　Ｍ　ｙで表される金属層
はＣｏ層の一部を第３の元素Ｍで置換したものとみるこ
とができる。ＣｏＭに上記第３の元素Ｍを添加する方法
としては、Ｃｏ蒸発源の上にＭのチップを載置するか、
あるいはＣｏ−Ｍ合金を蒸発源とする方法が可能である
。

上記Ｘの含有量の下限は０．１原子％とされているが、
これより低い場合には熱安定性の改善効果が現れない。

また、上記Ｘの含有量の上限は添加する元素によって１
２〜３０原子％と異なっているが、これらの値より高い
場合には磁気光学特性をかえって劣化させる虞れがある
。

上記Ｃｏ＋。。１Ｍ、、あるいはＰｄＯ客金属層の厚さ
（原子層数）の範囲は磁気光学特性を最適化する観点か
ら設定されたものであり、上記範囲外では面内磁化成分
が発生して磁気光学特性が劣化する。

上述のような組成を有する光磁気記録媒体の記録層への
書込み方法は、光ビームの他、釘型磁気ヘッド、熱ペン
、電子ビームなど、反転磁区を生じさせるのに必要なエ
ネルギーを供給できるものであれば、いかなるものでも
良いことは言うまでもない。

〔作用］ 本発明にかかる光磁気記録媒体においては、記録層とし
て従来広く用いられている希土類元素と遷移金属元素か
らなる非晶質合金を使用する代わりに、部分的に第３の
元素で置換されたＣｏ層とＰｄ層とを積層した超格子金
属薄膜あるいは変調構造金属薄膜を使用することにより
、優れた熱安定性を維持することが可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明の好適な実施例について図面を参照しなが
ら説明する。

実施例１〜実施例１１ 本実施例は、部分的に第３の元素で置換されたＣｏ層と
Ｐｄ層とを二元同時マグネトロン・スパッタリングによ
り交互に積層した変調構造金属薄膜を記録層とする光磁
気記録媒体の例である。

まずチャンバー内に１００　ｔｎｍ径０）　Ｃｏ　＋。

。□Ｍ８およびＰｄの各ターゲットを設置し、これらの
ターゲットと対向配置された回転基台に水冷ガラス基板
を載置し、ガス圧１２ｘｌＯ−’　Ｔｏｒｒのアルゴン
雰囲気中における二元同時マグネトロン・スパッタリン
グを行った。このときＣｏ、。。□Ｍ、７−ゲットに対
しては投入電流０．４０Ａの直流スパッタリング、Ｐｄ
ターゲットに対しては投入電力３３０　Ｗの高周波スパ
ッタリングを行った。

この装置によれば、各ターゲットへの投入電力あるいは
基板を載置した回転基台の回転数を変化させることによ
り、積層の周期を任意に決定することができる。本実施
例においては、回転基台の回転数を１６　ｒｐｍとし、
厚さ３．３人のＣＯ１０１００−ｌ１層と厚さ８．４人
のＰｄ層とを交互に積層し、全厚１８０人のＣＯ＋ｏ。

−、Ｍ、＝Ｐｄ系変調構造金属薄膜を作成した。

ここでＣｏ層ｏ。−ＨＭ　ｚ層の１原子層の厚さは２．
５人、Ｐｄ層の１原子層の厚さは２．８人であるから、
上記Ｃｏ、。。−、Ｍ、ＪｉのＩＮ当たりの原子層数は
約１．３、上記Ｐｄ層の１層当たりの原子層数は３であ
る。また、原子層数が整数とならないのは、作成された
金属薄膜が各金属層間において理想的な界面を持たず、
変調構造を有しているからであるが、全体としては約１
２人の周期が保たれている。

なお、作成された超格子金属薄膜の周期は、Ｘ線小角散
乱におけるピーク角度から求めた。

このようにした作成された各Ｃｏ＋。。−、Ｍや＝Ｐｄ
系変調構造金属薄膜について、磁気光学特性およびキュ
リー点を求めた。すなわち、まずスパッタリング直後に
波長７８０　ｎｍにおいて磁気光学特性を測定した後、
５００（Ｏｅ）の磁場を印加しながら該Ｃｏ、。。−、
Ｍ、＝Ｐｄ系変調構造金ｉ薄膜の温度を上昇させて磁気
カー回転角θ、が０となる温度をキュリー点として求め
、さらにこのキュリー点から室温まで冷却して再び磁気
光学特性を測定した。

ここで、各実施例におけるＣｏ層。。−ＸＭＸ層の組成
は第１表に示すとおりである。またこの表には、スパッ
タリング直後および温度サイクル（すなわちキュリー点
まで昇温後、室温まで冷却）経過後の磁気カー回転角θ
に（分）と保磁力（Ｏｅ）、およびキュリー点（°Ｃ）
を測定した結果をまとめて示す、キュリー点については
、後述の比較例におけるキュリー点との差も合わせて示
す。

また、各実施例におけるＣｏ、、。−、Ｍ、＝Ｐ　ｄ　
系変調構造金属薄膜の磁気カー曲線および磁気カー回転
角θ、の温度依存性を示す曲線をそれぞれ第１図（Ａ）
〜第１図（Ｃ）ないし第１１図（Ａ）〜第１図（Ｃ）に
示す、これらの各図において、（Ａ）の図はスパッタリ
ング直後の磁気カー曲線を表し、縦軸は磁気カー回転角
θＫ（分）、横軸は磁界の強さＨ（ｋｏｅ）をそれぞれ
表す、（Ｂ）の図は磁気カー回転角θ、の温度依存性を
表し、縦軸は磁気カー回転角θ６、横軸は温度（°Ｃ）
をそれぞれ表す。また（Ｃ）の図は温度サイクル経過後
の磁気カー曲線をそれぞれ表し、縦軸は磁気カー回転角
θパ分）、横軸は磁界の強さＨ（ｋｏｅ）をそれぞれ表
す。

比較例 上述の各実施例に対する比較例として、００層に第３の
元素を添加しないでＣｏ＋ｏ。＝Ｐｄ系変調構造金属薄
膜を同様の条件にて作成し、同様に磁気光学特性および
キュリー点を測定した。これらの結果も合わせて第１表
に示す。またスパッタリング直後の磁気カー曲線を第１
２図（Ａ）に、磁気カー回転角の温度依存性を第１２図
（Ｂ）に、また温度サイクルを経た後の磁気カー曲線を
第１２図（Ｃ）に示す。

これらの結果をみると、ＭとしてＰ、Ｔｉ、Ｖ、　　　
ｌＮｉ、Ｇａ、Ｂ、Ｃ，Ｓｉを選んだ場合に、Ｍを添加
しなかった場合と比べてキュリー点が低下していること
がわかる。特にＰ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｂを選んだ場合には、
温度サイクル経過後における保　　　（磁力がスパッタ
リング直後よりもかえってｌＯ％程増加し、かつ磁気カ
ー回転角の減少が２０層程度に抑えられており、優れた
熱安定性が得られた。この結果は、Ｍを添加しなかった
場合に温度サイク　　　１ル経過後における保磁力がス
パッタリング直後に　　　ｊ比べて約７０％、磁気カー
回転角が約５０％も減少する事実と対照的である。

ＭとしてＧｅあるいはＣｕを選んだ場合はキュ　　　１
リ一点に変化はないが、特にＧｅを選んだ場合に　　　
１優れた熱安定性が得られた。

またＭとしてＦｅを選んだ場合には、本実施例の中で唯
一キュリー点が増加するが、熱安定性は　　　′良好で
ある。

以上の結果と対応する図面をそれぞれ参照すると、優れ
た熱安定性を示す例については磁気カー曲線において１
に近い角型比が維持されていることが明らかである。こ
こで角型比とは、残留磁気カー回転角θ、「と飽和磁気
カー回転角θ１の比（＝θＰ　／θに′）であり、この
値カ月に近いほどト仕気光学特性が良好であると言える
。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、Ｃｏ
層とＰｔＮとを交互に積層した超格子金属薄膜あるいは
変調構造金属薄膜を記録層とする光磁気記録媒体の上記
Ｃｏ層に第３の元素を添加することにより、良好な熱安
定性を得ることが可指となる。しかもこのような超格子
金属薄膜あるいは変調構造金属薄膜は、全厚５０〜５０
０人という簿い膜厚領域にて優れた磁気光学特性を示し
、さらに添加元素の種類によってはキュリー点が低下す
るため、データ転送速度の向上に極めて有利である。

さらに、上記超格子金属薄膜あるいは変調構造ｋｒｆ４
ｍ膜には今後世界的に供給が逼迫されると予想される希
土類元素が使用されていないため、光磁気記録媒体の安
定かつ経済的な供給が期待できる。

このような光磁気記録媒体を、たとえば光ビームを用い
て書込み、磁気カー効果を利用して読出しを行ういわゆ
るビーム・アドレッサブル・ファイル・メモリ等の光磁
気メモリの貯蔵媒体として使用すれば、極めて高密度で
Ｃ／Ｎ比が大きく、かつ長期にわたって高い信転性を保
つメモリ装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）ないし第１図（Ｃ）はＣｏ、、Ｐ。 ＝Ｐｄ系変調構造金属ｆｉｌｌＱの磁気光学特性および
その温度依存性を示す特性図であり、第１図（Ａ）はス
パッタリング直後の磁気カー曲線、第１図（Ｂ）は磁気
カー回転角の温度依存性、第１図（Ｃ）は温度サイクル
経過後の磁気カー曲線をそれぞれ示す。第２図（Ａ）な
いし第２図（Ｃ）はＣｏ？。Ｔｉ、。＝Ｐｄ系変調構造
金属薄膜の磁気光学特性およびその温度依存性を示す特
性図であり、第２図（Ａ）はスパックリング直後の磁気
カー曲線、第２図（Ｂ）は磁気カー回転角の温度依存性
、第２図（Ｃ）は温度サイクル経過後の磁気カー曲線を
それぞれ示す。第３図（Ａ）ないし第３図（Ｃ）はＣ′
ｏ、。ｖｌ。＝Ｐｄ系変調構造金属薄膜の磁気光学特性
およびその温度依存性を示す特性図であり、第３図（Ａ
）はスパッタリング直後の磁気カー曲線、第３図（Ｂ）
は磁気カー回転角の温度依存性、第３図（Ｃ）は温度サ
イクル経過後の磁気カー曲線をそれぞれ示す。第４図（
Ａ）ないし第４図（Ｃ）はＣＯｗｏＮｉ＋ｏ＝Ｐｄ系変
調構造金属薄膜の磁気光学特性およびその温度依存性を
示す特性図であり、第４図（Ａ）はスパッタリング直後
の磁気カー曲線、第４図（Ｂ）は磁気カー回転角の温度
依存性、第４図（Ｃ）は温度サイクル経過後の磁気カー
曲線をそれぞれ示す。第５図（Ａ）ないし第５図（Ｃ）
はＣ０ｑｏＧａｔｏ　　Ｐｄ系変調構造金属薄膜の磁気
光学特性およびその温度依存性を示す特性図であり、第
５図（Ａ）はスパッタリング直後の磁気カー曲線、第５
図（Ｂ）は磁気カー回転角の温度依存性、第５図（Ｃ）
は温度サイクル経過後の磁気カー曲線をそれぞれ示す。 第６図（Ａ）ないし第６図（Ｃ）はＣｏｑ。 Ｇｅ＋ｏＰｄ系変調構造全変調構造金属薄膜特性および
その温度依存性を示す特性図であり、第６図（Ａ）はス
パッタリング直後の磁気カー曲線、第６図（Ｂ）は磁気
カー回転角の温度依存性、第６図（Ｃ）は温度サイクル
経過後の磁気カー曲線をそれぞれ示す。第７図（Ａ）な
いし第７図（Ｃ）はＣｏｑ。Ｂ１゜＝Ｐｄ系変調構造金
属薄膜の磁気光学特性およびその温度依存性を示す特性
図であり、第７図（Ａ）はスパッタリング直後の磁気カ
ー曲線、第７図（Ｂ）は磁気カー回転角の温度依存性、
第７図（Ｃ）は温度サイクル経過後の磁気カー曲線をそ
れぞれ示す、第８図（Ａ）ないし第８図（Ｃ）はＣｏ、
。ＣｔｏＰｄ系変調構造金属薄膜の磁気光学特性および
その温度依存性を示す特性図であり、第８図（Ａ）はス
パッタリング直後の磁気カー曲線、第８図（Ｂ）は磁気
カー回転角の温度依存性、第８図（Ｃ）は温度サイクル
経過後の磁気カー曲線をそれぞれ示す、第９図（Ａ）な
いし第９図（Ｃ）はＣ０４０ＳｌｌＯＰｄ系変調構造金
属薄膜の磁気光学特性およびその温度依存性を示す特性
図であり、第９図（Ａ）はスパッタリング直後の磁気カ
ー曲線、第９図（Ｂ）は磁気カー回転角の温度依存性、
第９図（Ｃ）は温度サイクル経過後の磁気カー曲線をそ
れぞれ示す。第１０図（Ａ）ないし第１Ｏ図（Ｃ）はＣ
Ｏ＋ｏＦｅ＋ｏ　　Ｐｄ系変調構造金属薄膜の磁気光学
特性およびその温度依存性を示す特性図であり、第１０
図（Ａ）はスパッタリング直後の磁気カー曲線、第１０
図（Ｂ）は磁気カー回転角の温度依存性、第１０図（Ｃ
）は温度サイクル経過後の磁気カー曲線をそれぞれ示す
、第１１図（Ａ）ないし第１１図（Ｃ）はＣｏ、。 Ｃｕ、。＝Ｐｄ系変調構造金属Ｗｌ膜の磁気光学特性お
よびその温度依存性を示す特性図であり、第１１図（Ａ
）はスパッタリング直後の磁気カー曲線、第１１図（Ｂ
）は磁気カー回転角の温度依存性、第１１図（Ｃ）は温
度サイクル経過後の磁気カー曲線をそれぞれ示す。第１
２図（Ａ）ないし第１２図（Ｃ）は比較例としてＣｏ＋
。。＝Ｐｄ系の変調構造金属薄膜磁気光学特性およびそ
の温度依存性を示す特性図であり、第１２図（Ａ）はス
パックリング直後の磁気カー曲線、第１２図（Ｂ）は磁
気カー回転角の温度依存性、第１２図（Ｃ）は温度サイ
クル経過後の磁気カー曲線をそれぞれ示す。 特許出願人　　　ソニー株式会社 代理人　弁理士　　　小　池　　　見 回　　　田村榮− 同　　　佐藤　勝

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　Ｃｏ＿１＿０＿０＿−＿ｘＭ＿ｘ（ただし、ＭはＰ，
   Ｔｉ．Ｖ，Ｎｉ，Ｇａ．Ｇｅ，Ｂ，Ｃ，Ｓｉ，Ｆｅ，Ｃ
   ｕの少なくとも一種を表し、ｘは置換量を原子％で表し
   、Ｍ＝Ｐの場合０．１≦ｘ≦１２，Ｍ＝Ｔｉ，Ｖ，Ｎｉ
   ，Ｇａ，Ｇｅの場合０．１≦ｘ≦２５，Ｍ＝Ｂ，Ｃ，Ｓ
   ｉ，Ｆｅ，Ｃｕの場合０．１≦ｘ≦３０である。）０．
   ５〜１．５原子層とＰｄ１〜７原子層とが交互に積層さ
   れた超格子金属薄膜あるいは変調構造金属薄膜を記録層
   とし、該記録層の全厚が５０〜５００Åであることを特
   徴とする光磁気記録媒体。