JPH02156609A - 磁性膜 - 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】 〔技術分野〕 本発明は磁性膜に関し、詳しくは、光磁気記録媒体とし
て特に有用であり、また、レーザー光を用いない一般の
磁気記録媒体としても好ましい、垂直磁気異方性を有す
る磁性膜に関する。

〔従来技術〕

磁性膜を適当な基板（非磁性支持体）上に形成したもの
は記録媒体（磁気記録媒体、光磁気記録媒体）として利
用されている。

従来、磁性膜を形成する材料の代表例としては、（１）
六方晶最密充填（ｈｃｐ）構造のマグネトプラムバイト
型Ｂａのフェライトなどや、（２）ＭｎＢｉ、ＰｔＣｏ
（ともに多結晶）−１（ＹＢｉ）、　（ＦｅＧａ）。

０ｘｉ（単結晶）、ＴｂＦｅ　、　ＴｄＤｙＦｅ　（と
もにアモルファス）などがあげられる。

だが、前記（１）のＢａフェライト磁性材料の製膜は低
基板温度で行ないに＜＜、また、半導体レーザーの波長
域（例えば７８０ｎｍ、　８３０ｎｍなど）では大きな
磁気光学効果を得ることができないといった欠点がある
。もっとも１例えば三価の鉄イオンを二価のＣｏと四価
のＴｉで置換してファラデー効果を大きくする試みもな
されているが、この場合には製膜温度が更に高温となり
、基板材料の選択が大幅に制限を受けるようになる。こ
うした傾向は他の酸化物磁性体薄膜例えばガーネット薄
膜などについても同様にいえることである。

一方、前記（２）のうちの多結晶材料を用いた光磁気記
録媒体は粒界による光散乱のノイズが問題になり高いＳ
／Ｎ比が得られない、この多結晶材料に比べて、前記（
２）のうちの単結晶材料、アモルファス材料を用いた光
磁気記録媒体はそうした不都合が生じないため光磁気記
録材料の主流をなしているが、これらは酸化しやすく安
定性に不安があるといった欠点を有している。

これまでいろいろ述べた不都合な現象特に酸化すること
なく安定性にすぐれた磁性材料の開発が進められてきた
効果、近時は、窒化鉄が注目され、それを用いた記録媒
体が提案されるようになってきている。その幾つかの磁
性薄膜をあげれば次のとおりである。

（ｉ）非磁性基板上に、直接又は高透磁率磁性材料を介
して、垂直磁気異方性のある六方晶系窒化鉄を主体とす
る磁性体薄膜を形成する（特開昭５９−２２８７０５号
公報）、そして。

この文献にはＣｏ又はＮｉを１０％以内で含有させるこ
ともできるとしている。ここで製膜された磁性体薄膜は
全体が結晶構造を呈している。

（ｉｉ）窒素を反応ガスとして鉄とともにイオンブレー
ティング法によってアモルファス窒化鉄薄膜を製膜する
（特開昭６１−２５９５１６号公報）、ここでの窒化鉄
薄膜は全体がアモルファス（非晶質）であり、また、金
属元素は鉄だけに限られている。

（ｎｉ）磁性層が７　’−Ｆｅ４Ｎ及びｉ　−ＦｅｘＮ
（ｘ　＝２〜３）の混在した連続薄膜（特開昭６２−１
３２２１９号公報）、ここでの薄膜は全体が結晶質であ
り、また、この磁性薄膜を形成する金属は鉄のみに限ら
れている。

（ｉｖ）４０〜７０％の鉄と３０〜６０％の窒素とから
なる無定形窒化鉄膜（特開昭５５−３３０９３号公報）
。

ここでの膜は全体がアモルファスであり、金属も鉄に限
られている。

（ｖ）アモルファス窒化鉄を主成分とした磁性薄膜（特
開昭６０−２５２０４号公報）、この磁性体薄膜は水平
磁化膜である。

これら磁性体薄膜は全体が結晶構造、アモルファスのい
ずれかであるが、それはそれぞれ目的とするところを異
にしているためと思われる０例えば、結晶構造をとるよ
うにしたものの代表としての前記（ｉ）は垂直磁化膜の
製膜を意図しており、他の前記　（…）（市）（ｉｖ）
及び（Ｖ）は非晶質（アモルファス）であるか、又は、
窒化鉄であるにしても水平磁化膜の製膜を意図している
。だが、前記（ｉ）の文献には、垂直磁化膜は窒化鉄が
主体であって、これに１０ａｔｏｍｉｃ％以上のＣｏ、
　Ｎｉが加えられると、磁性体膜はアモルファスになり
垂直磁気異方性が劣るようになることが記載されている
。

〔目　　的〕

本発明は窒化物の結晶質と非晶質とを混在せしめてなり
垂直磁気異方性を有する磁性膜を提供するものである。

〔構　　成〕

本発明の磁性膜はＦｅ、　Ｃｏ及びＮｉより選ばれる少
なくとも二種の金属の窒化物からなり。

かつ、該窒化物は結晶質と非晶質との混合物で垂直磁気
異方性を有していることを特徴とする。

ちなみに、本発明者は高密度記録や光磁気記録を行なう
のに望ましい金属窒化物磁性膜について多くの検討を行
なった結果、これまでの認識に反して、窒化鉄を主体と
しているがこれにＣｏ及び／Ｎｉを１０ａｔｏｍｉｃ％
以上含有させても良好な垂直磁化膜が製膜しうろことを
確認した。本発明はこれに基づいてなされたものである
。

本発明をさらに詳細に説明すると１本発明磁性膜は、垂
直磁化膜であるということでは前記（ｉ）と同様である
が、Ｆｅ、　Ｃｏ及びＮｉは任意の割合で混合され、非
晶質部も有している点で異なっている。前記（ｉ）はそ
の狙いとする用途から飽和磁化の向上を図る努力がなさ
れ、そのため、　Ｃｏ及び／又はＮｉの添加は１０ａｔ
ｏａ＋ｉｃ％以下に制限されるのであるが、本発明磁性
膜は特に大きなファラデー効果を期待していることから
飽和磁化の低下は問題とならない。

本発明磁性膜は結晶部がｈａｐ（）ｌｅｘａｇｏｎａｌ
−六方晶最密充填）構造でありＣ軸に配向している。そ
して１本発明者の実測によれば、非晶質がこの結晶部と
混合されていることにより。

また、その非晶質の比率が大きくなるとファラデー回転
角の増大することが認められた。

その理由は必ずしも明らかではないが、アモルファス部
は鉄に対するＮ（窒素）の影響が少なくなっており、鉄
のファラデー回転角の寄付が向上しているものと思われ
る。

第１図及び第２図は本発明に係る磁性膜を採用した光磁
気記録媒体の代表的な二側の断面図である。第１図に示
したものは、磁性膜１と非磁性支持体３との間に反射膜
（非磁性反射膜）２を設けた光磁気記録媒体であって、
光（レーザー光）は磁性膜１方向から入射されるため、
支持体３は光に透明であってもかまわない、一方、第２
図に示したものは、磁性膜１を反射膜２と支持体３との
間に設けた光磁気記録媒体であって、光は支持体３方向
から入射されるため、支持体３は光に透明でなければな
らない。

磁性膜１は、前記のとおり、特定金属（Ｆｅ。

Ｃｏ、　Ｎｉ）の二種以上の窒化物からなり、しかもそ
の金属窒化物は結晶質とアモルファスとの混合物であっ
て垂直磁気異方性を有するように製膜されている。

Ｆｅ、Ｃｏ及びＮＬから選ばれる二種以上の金属の窒化
物が採用されるのは、それら金属を任意の割合で用いる
ことによって広い範囲の波長の光に対処しうろことが可
能となり、また、抗磁力等の磁気特性を調整できるため
である。

特にＦｅとＣｏとの組合せは最も好ましい効果をもたら
す。勿論、これらの窒化物磁性膜は結晶質及びアモルフ
ァスの混合からなっており。

これらの割合は結晶質１重量部に対しアモルファス０．
１〜９重量部好ましくは０．５〜５重量部くらいからな
っているのが適当である。

非磁性支持体３にはプラスチックフィルム（ポリイミド
、ポリアミド、ポリエーテルサルホン等の耐熱性プラス
チックフィルムやポリエチレンテレフタレート、ポリ塩
化ビニル、三酢酸セルロース、ポリカーボネート、ポリ
メチルメタクリレートなと）、セラミック。

金属、ガラスなどが用いられ、その形態としては例えば
フィルム状、テープ状、シート状、ディスク状、カード
状、ドラム状などである。

反射層２はＡｕ、　ＡＱ　、　Ａｇｅ　ｐｔ、　Ｃｒｔ
　Ｎｄ、　Ｇｅ。

Ｒｈ、　Ｃｕ、　ＴｉＮなどの材料を用い、電子ビーム
（ＥＢ）蒸着法等の各種蒸着法やイオンブレーティング
、スパッタリング、ＰｖＤ法、　ＣＶＯ法などの薄膜形
成法により製膜される０反射層２の厚さは１μｍ以下好
ましくは０．０５〜０．５μｍくらいが適当である。

なお、図示されていないが、磁性膜１の上面又は下面に
誘電体層（Ｓｉｎ、、　ＴｉＯ□、窒化シリコン、窒化
アルミニウム、アモルファスＳｉなどの薄膜）を設けて
エンハンス効果を出すようにしてもよい、また、表面層
（第１図の例では磁性膜１、第２図の例では反射膜であ
り、これらの上面に誘電体層が設けられたものではその
誘電体層）上には、必要に応じて、保護層が設けられて
もよい、保護層の材料は一部が前記誘電体層のものと重
複するが、ＳＬＬ　ＹｚＯｚ　ｔ　Ａ　ＱａＯ）　ｐ　
ＺｎＳ、　ＳｘＯ，５ｉ０２　＋　Ａ　１２　Ｊ　ＡＱ
などがあげられる。これら誘電体層及び保護層の厚さは
１μｍ以下好ましくは０．０３〜０゜５μｍくらいが適
当である６ 本発明の磁性膜を製膜する手段を実施例を用いて説明す
れば次のとおりである。

実施例１ イオンビームスパッタ装置を用い下記の条件（変化させ
たのはイオン化ガス及び基板温度である）によってガラ
ス基板上に厚さ約２０００人の磁性膜（窒化鉄・窒化コ
バルト混合膜）を製膜した。

ターゲット材料　　ＦｅＣｏ（Ｆｅ含量６０ａｔｏｍｉ
ｃ％）ターゲットと基板との距離　　１７＋ｎｍ真空槽
の背圧　　　５　Ｘ　１０−’ｔｏｒｒイオン銃電圧 イオン入射角 ＫＶ ４５度 せて表−１に示した。ノイズレベルはＮ００１（比較例
）のものを基準とした。

（以下余白） これら３種の磁性膜をＶＳＭで測定した磁気特性、Ｘ線
回折の結果、ノイズレベル等をまとめて表−１に示す。

なお、Ｘ線回折図形は第３図に示した。同−膜厚の磁性
膜であっても２θ４４１．３°の回折ピークはＮα１（
比較例）のものが最も大きく、Ｎα３（本発明例）のも
のが最も小さい、＆２（本発明例）及びＮα３はアモル
ファス成分を含んでいる。

更に、これら３種の磁性膜上に蒸着法によって約１００
０形成のＡΩ反射層を形成してディスクとし測定した（
波長７８０ｎｍ、回転数１８０゜ｒｐｍ）ファラデー回
転角、ノイズレベル等も儀表−１から判るように、いず
れの磁性膜もＳｑ上／Ｓ（１／の値が０．８以上である
。このことは、Ｎα１．魔２及びＮα３のすべてが下地
層なくても垂直磁気異方性膜が製膜されていることを表
わしている。

また、抗磁力（）ｌｃ上）はアモルファス成分の多いも
のほど大きく、ノイズレベルはアモルファス成分の多い
ものほど低く、特に、ファラデー回転角（θＦ）はアモ
ルファス成分が多くなるに従って大幅に向上していくの
が認められた。

実施例２ ターゲット材料としてＦｅＮｉ　（Ｆｅ含量８０ａｔｏ
ｍｉＣ％）を用いた以外は実施例１とまったく同様にし
て窒化物膜（磁性膜）、ＡＱ反射層を設けたディスクを
つくった。

測定結果は表−２のとおりであった。そして、これらの
測定結果は製膜後２力月経過しても変化はみられなかっ
た。なお、イオン化ガス及び基板加熱については、Ｎα
４（比較例）は前記Ｎａ　１と同じ、Ｎα５（本発明例
）は前記Ｎα２と同じ、Ｎα６（本発明例）は前記Ｎα
３と同じである。

表−２ 果〕 本発明の磁性膜はＦｅ、　Ｃｏ及びＮｉより選ばれる少
なくとも二種の金属の窒化物からなり、しかも、その窒
化物は結晶質と非晶質とで構成され垂直磁気異方性を有
しているので、窒化物強磁性材料特有の大きな磁気光学
効果（ファラデー効果）の増大が認められる。また、本
発明の磁性膜は抗磁力が大きいので。

〔効 その応用は光磁気記録媒体としてでなく、レーザー光を
用いない一般の磁気記録媒体としても良好な記録が可能
である。

光磁気記録媒体はレーザー光などの光の散乱の少ないこ
とが必要であるが１本発明磁性膜の採用によれば非晶質
成分により光の散乱や粒界によるノイズが著しく低減さ
れる。

また、本発明磁性膜は耐摩耗性にすぐれ。

かつ、極めて酸化されにくいため長期に安定であり、加
えて、低い基板（支持体）温度で下地層等を設けること
なく製膜できることから、各種の支持体が選択使用でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明磁性膜を用いた光磁気記録媒
体の二側の断面図である。 第３図は異なった３つの磁性膜のＸ線回折結果を表わし
た図である。 １・・・磁性膜（窒化物膜） ２・・−反射層 ３・・・非磁性支持体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．Ｆｅ，Ｃｏ及びＮｉより選ばれる少なくとも二種の
   金属の窒化物からなり、かつ、該窒化物は結晶質と非晶
   質との混合物で垂直磁気異方性を有していることを特徴
   とする磁性膜。