JPH02161629A - 光記録媒体及びその製造方法 - Google Patents

光記録媒体及びその製造方法

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JPH02161629A
JPH02161629A JP63313751A JP31375188A JPH02161629A JP H02161629 A JPH02161629 A JP H02161629A JP 63313751 A JP63313751 A JP 63313751A JP 31375188 A JP31375188 A JP 31375188A JP H02161629 A JPH02161629 A JP H02161629A
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多嘉之 石崎
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潔 千葉
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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】 〈産業上の利用分野ン 本発明は、レーザー光等を用いて情報の記録又は/及び
再生を行なう光記録媒体に関し、更に詳しくはその保護
層及び/又はエンハンス層として透明誘を体層を有する
光記録媒体に関する。
〈従来の技術〉 光記録媒体は、高密度、大容量記録が可能な媒体として
近年注目をあびている。
例えば光磁気記録媒体らその一つである。光磁気記録媒
体の214層に用いられる磁性材料には、GdFe、T
bFe、’I’bFeCo、GdTbFe、TbCo、
NdDyFeCo。
TbNdDyFeCo、NdFeGdCo等、希土類金
属と遷移金属の非晶質磁性合金膜が有望視されている、
しかしTb等の希土類金属は耐蝕性に劣る為、記録層製
膜後の酸化を防止する必要がある。この酸化防止法とし
ては記録層の上下にA[N、5IOz 、S13 Na
 、’T”IN等の透明な誘電体保護層を設けたり2記
録層に窒化、炭化水素化、フッ化処理を施したり、ある
いはp t。
Ti、A1等を添加した磁性材料を用いることが有効で
あることが報告されている。
上記の内、記録層に各種処理を施したり、各種金属を添
加したりする方法は、成膜初期の段階でカー回転角等の
低下が見られ、今後更に検討の余地がある。
一方保護層を設ける方法は耐蝕性が良く、膜厚。
屈折率の最適化を図ることによってエンハンス層として
のカー回転角のエンハンスメント効果もあり、成膜後の
記録層の劣化防止法としては有力な手段である。
〈発明が解決しようとする問題点〉 そこで本発明者らは保護層に透明誘電体層を用いる構成
に着目し、種々検討の結果、In又/及びSnの酸化物
からなる透明誘電体層が高分子樹脂基板との接着性が良
く靭性に富A7でいる為、耐候試験においても亀裂、剥
離が生じないことが見出し、その検討を進めてきた。
ところがこれらの酸化物具体的にはITO(Indiu
m−Tin−Oxide) 、  I nz Os H
等をスパッタリング法で形成し、光磁気記録媒体の誘電
体としたディスクはノイズレベルが高いことが確認され
た。特にスパッタガス圧が低いほどノイズレベルが高く
て膜応力ら大きく、基板に反りが生じ、腰に亀裂が発生
し易いことが確認された。
これらの原因を調べる為、上記酸化膜のX線分析を行な
った結果、低ガス圧で成膜したものほど結晶化が進X、
でいることが分かった。従ってこの膜の結晶化と膜の内
部応力の増加及びノズルレベルの上昇の間に相関がある
ものと推察される。
そごで、スパッタガス圧を高くし、膜の内部応力を低下
させることを検討したが、膜の緻密さが低下し、保護橘
能と共に光学特性具体的には屈折率が低下し、エンハン
ス層としてのカー回転角のエンハンスメンl−効果も小
さくなることが分かった。
従って、本発明は、保護層又は/及びエンハンス層に用
いられる透明誘電体層として潰れた特性を存するIn又
は/及びSnの酸化物の上述の欠陥を改良し、その特徴
を保持しつつその欠点のないすなわち内部応力により反
りがなく、大きなエンハンスメント効果も得られる光記
11媒体を第1の目的とし、該光記録媒体の生産性の良
い製造方法を第2の目的とするものである。
く問題点を解決するための手段及びその作用〉上記の目
的は以下の本発明により達成される。
すなわち本発明は、前述の保護層又は/及びエンハンス
層として透明誘電体層を有する光記録媒体において、前
記透明誘電体層がインジウム(1口〉又は/及び錫(S
n)の窒素含有酸化物からなることを特徴とする光記録
媒体を第1の発明と!−1、第1の発明の光記録媒体の
製造方法において、前記窒素含有酸化4111層を、イ
ンジウム又は/及び錫の酸化物をターゲットとして、不
活性ガスに窒素を含有さぜな反応性ガスよりなる窒素雰
囲気下のスパッタリングにより形成することを特徴とす
る光記録媒体の製造方法を第2の発明とするらのである
上述の通り、本発明の透明誘電体層は、In又はSnの
少なくとも一方の酸化物に窒素含有せL7めたものてで
あり、驚くべきことに、この窒素&有により透明誘電体
層とi−で従来より公知の酸化物、窒化物の単独膜に対
して、実施例に示す通り、媒体の反りを左右する内部応
力が数分の1以下と大巾に低下する。又エンハンスメン
ト効果に直結する屈折率もX T O(IndiuI−
Tin−Oxide) 膜等の酸化物膜より増加し、更
に水蒸気等に対するガスバリヤ性も向上する。一方接画
性もITOWAと同様良好で、Al5iN等の窒素膜よ
りはるかに優れている。そして上記内部応力は膜形成時
のガス圧の広範囲において得られており、安定生産面で
も有利である。
また本発明のIn、Snの窒素含有酸化物は1部微結晶
を含む場合らあるがアモルファスが主体であり、耐久件
部及び光学特性の均−化従ってノイズレベルの低下面で
も一層有利である。特にこの点で全アモルファスのもの
が好ましい。
かかる作用は、iat%以下という微量の窒#含有量に
おいても確認されており、従って本発明の窒素含有のI
n又は/及びSnの酸化物の窒素含有量は基本的には特
に制限はない、但し、窒素含有量の増加に伴なって高分
子樹脂どの接着性が低下する傾向があり、かがる面から
、窒素禽有厘は、4Qat%以下が好ましい、又、内部
応力、屈折率の面からは、窒素含有量は、lat%以上
が好ましい。
なお、上記窒素含有蓋は、膜中にN止れる全窒素を含む
もので、窒化物等あらゆる形態で含まれる窒素を包含す
るものである。
又上記本発明の窒素含有のI ri又は/及びSnの酸
化物のIn、Snの含有量は特に制限はなく8In、S
n夫々単独でもこの双方を同時に含むもの全てを包含す
るが、Snが増すと若fit色傾向があり、透明性面か
らSnのN有量はInとSnの合計に対して50at%
以下が好ましい。
更に屈折率を高くするという面からは、高屈折率の透明
誘電体を添加することが好ましい。かかる透明誘電体と
しては、Z n S + T a z O、*T i 
O□、 Z r02 、 kl 203等を挙げること
ができる。なお、添加量は必要な屈折率に応じて選定す
る。
以上の本発明の窒素含有酸化物の透明誘電体の形成法は
、スパッタリング法に代表される気相中から基板」二に
薄膜を堆積させる気相薄膜形成法であれば特に限定され
ず5、スパッタリング法の池に真空蒸着法、イオンブレ
ーティング法、ECR法等のPVD法、更にはCVD法
9等の公知の気相薄膜形成法ら適用出来、これらの膜形
成方法を用い必要に応じて同時スパッタあるいは蒸着等
あるいは単元スパッタあるいは蒸着等を行なう。
又、そのスパッタまたは真空蒸着等の蒸発源はIn、S
nの金属又はこれらの合金、あるいはInN、In2O
。SnN、SnO,、ITO等の酸化物及び窒化物。あ
るいはこれらの混合物であるKnN/Inz O,、S
nN/SnO2゜S n N / S n O等の焼成
体であってもよい9そして反応性の薄膜形成法で成膜す
る場合の膜形成に用いる反応性ガスは所定の含有量の窒
素ガスあるいは窒素/酸素混合ガスを有するものであれ
ばよい、なお、蒸発源にNを含む混合物を用いる#J合
は、、Ar100%の不活性ガス雰囲気下でもよい。
又」二連の高屈折率誘電体を添加する場合はこれら誘電
体を所定量添加した混合物を蒸発源として用いれば良い
ところで上述の形成法の中でも、Inヌ、は/及びSn
の酸化物からなるターゲツトを用い、不活性ガスに窒素
を所定i色有ぜしめた反応性ガス雰囲気下でのスパッタ
リングにより形成する反応性スパッタリング法が、高速
製膜が可能で生産性に優れ、膜質に対するスパッタ条件
も広く安定生産ができ、更に酸化雰囲気とならないので
、次段の記録形成に際し、3!J枕化等の面で有利であ
り、本発明の光記録媒体の製造には特に好ましい、更に
この不活性ガス中への窒素の添加により、DCの反応性
スパッタで問題となる異常放電がなくなり、スパッタが
安定となり生産性が向上する効果がある。
なお、L述の反応性スパッタリング法の反応性ガスのN
2含有量は、目的とする膜質によって異なり特に限定さ
れない。前述の通り本発明の窒素大吉酸化物は非常にl
atの窒素が含まれるのみで充分効果が得られるもので
あり、従って反応ガスの下限は、窒素が含まれれば良く
、特に限定されない、なお、その]二限は特になく、1
00%N2ガス雰囲気でも良いが、得られる透明誘電体
の接着性等の低下より通常50Vo 1%以下が好まl
−い。
とごろで、本発明が適用される光記録媒体は基板上に誘
電体層、記録層を形成したものであればよく、更にその
」二に金居層、保護層、更に保護平板等必要に応じて設
けてもよいことは云うまでもない。
ここで記録層にはレーザを照射することによって相変化
するもの、バブルを形成するもの、磁化反転するもの等
が挙げられるが、特に前述の希土類−遷移金属の非晶質
合金より成る光磁気記録層はノイズレベルの改善が特性
向上の重要なポイントであり、本発明が極めて有効であ
る。そしてその基板には、PMMA。ポリカーボネート
2エポキシ系等の高分子樹脂基板及びガラス基板等があ
げられるが、特に安価で温度特性9寸法安定性のよいポ
リカーボネートが好んで用いられる。
また、本発明の窒素含有酸化物層を用いた光記録媒体を
形成するに際し、記録層特に前述の光磁気記録層と接す
る界面にTI金金属またはこのTiとCr及び/または
Reとの合金からなる50Å以下、好ましくは20Å以
下の金属薄膜を設けることは、H2O,O□なとのガス
バリヤ性を改善する上で、また界面を安定化する上で好
ましい。
特に、この層として少なくとらTiとReを含む合金、
特に5at%以上のReを含むTiReまたはTlCr
Re合金が好ましい。
以上のIn又は/及びSnの窒素含有酸化物を透明誘電
体層とした本発明により、長時間の耐候試験に於いてら
亀裂剥離の生じない、しかも記録層の酸化による特性の
低下がない高信頼性の光記録媒体を得ることができる。
以下、本発明を光磁気配IJ2奴体に適用した実施例に
ついて図を参照しながら説明する。
〈実施例1.比較例1,2〉 本実施例の透明誘電体層に用いるIn、Snの窒素含有
酸化物膜と[7て窒素含有ITO(インジ’7ム、a酸
化物) 膜(ITON)(ffasl ) をRfマグ
ネトロンスパッタ装置により、ITO(SnOz含有量
10[101%)をターゲットとして、窒素を含有した
アルゴンガスを導入した窒素雰囲気下の反応性スパッタ
リングにより、ポリカーボネート基板上に成膜して評価
しな。なおスパッタ条件はスパッタガス組成がA r 
/ N t = 90/ 10(VOI%)、スパッタ
ガス圧が2+mmTOrf。スバヅタバワーが4W/−
であった。
得られたITONvの窒素含有量は反応炉の入口部温度
を900℃に設定I7たドーマン法により分析した結果
よりSat%であった。そしてこのITON膜を200
0人膜厚に形成してX線解析17た結果アモルファスで
あることが確認された。更にその内部応力を、薄膜を顕
R鏡用カバーガラス上に形成し14反りの程度を測定し
、その反り量から計算する方法により測定した。その結
果を第1表に示す。
次に上記ITON膜を透明誘電体層とした5、25′の
ディスク状の光磁気記録媒体(実施例1)を作成し、評
価した。
第1図は、実施例1の光磁気記録媒体の構成を示す断面
図である。第1図において、0ηはポリカーボネート基
板、(I2は1述のようにして形成したITON膜(膜
厚は800人)よりなる透明誘電体層、a3は同じスパ
ッタリング法によりA r 100%ガスを用いて形成
したT1膜(膜厚20人)からなる金R保護層、陸は同
じスパッタリング法によりA r 100%ガスを用い
て形成したT b 23 F e a6CO11非晶質
合金膜(11!厚400人)かちなる記録層、固は同じ
スパッタリング法によりA r 100%ガスを用いて
形成した′ri膜(膜厚tooo入)からなる背面保護
層である。
上記実施例1の光磁気記録媒体についてlO℃90%R
,Hの耐候試験を行なった2通常記録層V4+の材料が
酸化した場合1.保持力、カー回転角が低下するが、実
施が11の光磁気記録媒体は1000時間以−E亀裂、
剥離および保持力、カー回転角の劣化は認められなかっ
た。又本実施例1のノイズレベルを測定したところ第1
表の結果を得た。
比較の為にITOターゲットをA r 100%及びA
 r / Oz = 90/ 10 (vo1%)の雰
囲気中テスパッタリングして形成した各ITO膜(比較
例1゜2)の評価を行なった7成膜東件はスパッタガス
以外全て実施例と等しくした。
形成したITO膜(膜厚2000人)をX線解析した結
果、比較例1のA r 100%、比較例2のAr/ 
Oz = 90/ 10の各雰囲気中で形成した各IT
O膜は両者とも膜が結晶化していることが確認された。
更に第1表に上記条件で成膜した比較例1.2の各誘電
体膜の内部応力及び実施PAlのITONに替えてこれ
を用いた同構成の光磁気記録媒体のノイズレベル測定結
果を示した。なお、表のノイズレベルは1mWをOdB
の基準にとった場合のdBrr+で示しである。また、
ノイズレベルはディスク回転1800ru 、記録周波
数2MHz、ディスク位置30 mr= R,、またス
ペクトルアナライザー人力インピーダンスは50Ωの条
件で得た侍であるやこれによれば比較例の従来のITO
膜は本発明の実施例のITONMに比べ内部応力、ノイ
ズレベル何れも大きく本発明によってこれらが改善され
るごどが確認された。また51−ンネル顕微鏡により実
施例及び比較例で作成した誘電体膜の表面を観察したと
ころ、ITON膜は極めてなめらか、一方ITO膜は荒
れが大きく構造の違いが示された。
第1表 (実施例2.3及び比較例3) 透明誘電体層に用いるIn、Snの窒素含有酸化物膜と
して、窒素含有I n203 (I n0N)膜〈実施
例2)9実施例1とは窒素含有量の異なるITON膜(
実施例3)を、実施例1と同様にRFマグネトロンスバ
・yり装置により、In2O3及びITO(SnQ2含
有Jl : 10ioIX)の焼結体を夫々ターゲラF
−L、窒素雰囲気下の反応性スパッタリングによりポリ
カーボネート基板上に成膜して評価した。なおニスバッ
タ条件は、スパッタガス組成がA r / N z =
 50/ 50(VolX)。
スパッタガス圧が2m+Tarr、スパッタパワーが6
w / dであった。
得られた膜の窒素N有量は前記ドーマン法の結果より、
I nONgが10at%、r’roNgが98t%で
あった。又、酸素の含有量はI nON膜が5゜at%
、ITON膜が51at%であった。又X線解析の結果
より両者共にアモルファスであることが確認された。更
に各サンプルの内部応力を測定した結果を第2表に示す
次いで第1図の実施例1と透明誘電体層02を上述のI
nONg(実施例2)、ITONg(実施例3)とした
以外は全く同じ構成の光磁気記録媒体を作成し、評価し
た。
上記実施例の光磁気記録媒体について70℃90%R,
Hの耐候試験を行なった。その結果通常記B層03の材
料が酸化した場合、保持力、カー回転角が低下するが実
施例2.3共に500時間以上亀裂。
剥離および保持力、カー回転角の劣化は認められなかっ
た。又、反りの発生もなかった。
比較のため、透明誘電体層として公知のAIN。
SiNを実施例2.3のIn0N、ITONと同じスパ
ッタ粂件下で作成し、その内部応力を測定すると共に、
第1図の実施例1の透明誘電体層(12にAI N (
比較ρf3)、5iN(比較例4)を用いた以外は実施
例1と同i二構成の光磁気記録媒体を作成し、実施例2
.3と同粂件で耐候試験を行なった。その結果、比較例
3,4共に亀裂は認められなかったものの50時間程度
で特性の劣化が確認されたやなお、内部応力の測定結果
を第2表に示す。
同表により明らかな通り本発明のIn、Snの窒素含有
酸化物は、内部応力が従来の代表例であるAuN、Si
Hに比べ数分の1以下に低下しており、反り、耐久性の
面で良好な結果が得られたのは、この内部応力の低下が
寄与していると考えられる。
第2表 以外は2、第1図の実施例と全く同じ梢成の光磁気記録
媒体を作成し、実施例2,3と同じ条件の耐候試験を行
なった7その結果1000時間以」2.保持力。
カー回転角、剥離等の目視検査において劣化は認められ
なかった。
(実施例4) 本実施例では、透明誘電体層として実施例3と同様のI
 n0NITAを以下のようにして作成した。
ターゲットにI nz 03 / I n N =50
150 (1101%)の焼成体ターゲットを用い、R
fマグネトロンスパッタリング法によってIn0Nll
Qとポリカーボネート基板」二に形成した。
膜の形成条件は、スパッタガス圧2mTOrr、スパッ
タパワー3 W/& 、スパッタガスは誘電体膜形成時
は、A r / Nz =50150.その他は、Ar
100%としな。
そして、このI nON膜を透明誘電体層どした(実施
例5〜7.比較例5) 透明誘電体層に用いるInの窒素含有酸化物に高屈折率
の透明誘電体を添加した膜と[7て第3表に示すように
I nz Os  (99,9%)単独及びI nz 
03  (99,9%)にそれぞれZ n S (99
,9%)。
Taz Os  (99,9%)を40 mo1%添加
し焼結した4″ターゲツトを作成した。それぞれのター
ゲットを用いRFマグネトロンスパッタリング法により
、スライドガラス」二に窒素含有酸化物からなる透明薄
膜を形成した。形成条件はスパッタガス圧10關tor
r、スパッタパワー3 W/cd 、スパッタガスはA
 r / N、 =70/30であった。できた膜の屈
折率を第3表に示す。また比較例5として同じI nz
 03ターゲツトを用いスパッタガスを、A r100
%とし、その他は前述の実Mmlと同じ条件で酸化イン
ジウム膜を作成し評価した。結果を同表に示す。
更に上述と同一条件で5.25″のディスク状ポリカー
ボネート基板a1)」−に透明誘電体層a2として−1
−述のそれぞれの誘電体膜を700人形成I〜な後、同
じRFマグネトロンスパッタリング法によりT l 5
0 Re 50 (添字ate)ターゲット及びT b
 23 F e es C011キ金(添字atx)の
ターゲラl−より、スパッタガス圧10mpTOrr、
スパッタパワー3W/cd、スパッタガスA r 10
0%の条件でyA厚15人のTiRe合金からなる金属
薄膜層03及び膜厚800^のTbFeCo合金からな
る記録層(5)を順次形成した。その後、背面保護層(
′19として再びそれぞれ透明誘電体層03に用いたの
と同じ誘電体ターゲットを用いて透明誘電体層02と同
−条件で膜厚700人の誘電体保護層形成し、第1図と
同様のディスク状媒体を得た。これらザンプルについて
半導体レーザピックアップ(波長:830nl)による
反射率を測定した。この結果も第3表に示すや第3表 第3表より単なる窒素含有酸化物の実施例5.高屈折率
の誘電体を添加して形成したInの窒素含有酸化el膜
の実施例6,7は従来の単なる酸化物の比較例5に対し
てその屈折率が向上し、反射率の下ったディスクが得ら
れることがわかる。特に実施例6.7においてその効果
は顯著である。
(実施例8) 5.25″のディスク状ポリカーボネート基板01)上
に、ITOターゲット(SnOz含有量20io1%)
を用い、RFマグネトロンスパッタリング法により下記
条件下で700人の窒素含有酸化物の透明誘電体層[’
12を形成した。形成条件はスパッタガス圧10市To
rr、スパッタパワー3 W/cd 、スパッタガスは
A r / N z −70/ 30であった0次に金
属薄膜層(′13及び記録層34)として同じ<F?、
Fマグネトロンスパッタリング法によりT l 60C
l:’ 30Re 10’#金ターゲツト(添字atX
)及びNd5Dy15Tb8F e e o CO12
合金ターゲット(添字atx)より、スパッタガス圧1
0mmTOrr、スパッタパワー3 W/aa 。
スパッタガスA r 100%の条件で、それぞれ膜厚
15人のT1CrRe合金膜及び膜厚200人のNdD
yTbFeCo合金膜を順次形成した。
次に第1図の背面保護層a〜を兼ねて再びITOターゲ
ット(SnO2含有凰20no1%)を用い前記透明誘
電体層a2と同−条件で300人の膜厚の第2の透明誘
電体層を形成した後、最後に再び’r’ i e。
Cr3o Re 1o合金ターゲットを用い金属薄膜層
03のT1CrRe合金膜と同−条件で500人の膜厚
の金属反射膜層を形式しファラデイー効果も利用できる
第1図の背面保護層部が2Fr1構成になったディスク
媒体を形成した。ディスクの反射率は12%でノイズレ
ベルが一59dBnのノイズの低いディスクが形成でき
た。
〈発明の効果〉 以上の様に本発明によれば亀裂、剥離が生じない、また
ガスバリア性の良好なため記録層の劣化のない、しかも
膜の内部応力に起因するディスクの反りが少なく光学特
性に優れた光記録媒体が得られる。このように本発明は
光記録媒体の実用化に大きな寄与をなすものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例の光磁気記録媒体の積層構成の1例を示
す側断面図である。 11:ポリカーボネート基板 12二透明誘電体層 13:金属保護層 14:記録層 15:″J1面保護層

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、保護層又は/及びエンハンス層として透明誘電体層
    を有する光記録媒体において、前記透明誘電体層がイン
    ジウム又は/及び錫の窒素含有酸化物からなることを特
    徴とする光記録媒体。 2、前記窒素含有酸化物がアモルファスである請求項第
    1項記載の光記録媒体。 3、前記窒素含有酸化物の窒素含有量が40at%以下
    である請求項第1項記載の光記録媒体。 4、透明高分子基板上に前記窒素含有酸化物層、Ti単
    独、またはCr、Reの一方若しくは双方とTiとの合
    金からなる金属薄膜層、光磁気記録層、保護層を順次積
    層した請求項第1項記載の光記録媒体。 5、請求項第1項〜第4項記載のいずれかの光記録媒体
    の製造方法において、前記窒素含有酸化物層を、インジ
    ウム又は/及び錫の酸化物をターゲットとし、不活性ガ
    スに窒素を含有させた反応性ガスよりなる窒素雰囲気下
    のスパッタリングより形成することを特徴とする光記録
    媒体の製造方法。
JP63313751A 1988-12-14 1988-12-14 光記録媒体及びその製造方法 Expired - Lifetime JPH0799596B2 (ja)

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