JPH025255A - Production of magneto-optical recording medium - Google Patents

Production of magneto-optical recording medium

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JPH025255A
JPH025255A JP15593688A JP15593688A JPH025255A JP H025255 A JPH025255 A JP H025255A JP 15593688 A JP15593688 A JP 15593688A JP 15593688 A JP15593688 A JP 15593688A JP H025255 A JPH025255 A JP H025255A
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JP
Japan
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substrate
magneto
metal oxide
film
recording medium
Prior art date
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Pending
Application number
JP15593688A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masato Funahashi
舟橋 真人
Shizuo Umemura
梅村 鎮男
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
Application filed by Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fuji Photo Film Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To obtain a magnetic film having the angle of Kerr rotation and perpendicular magnetic anisotropy required as the magneto-optical recording medium even if substrate heating is not executed by producing the magnetic metal oxide film by an ion assist film forming method. CONSTITUTION:The formation of the magnetic metal oxide film on a substrate 2 is executed by an ion beam assisted film forming method, by which the substrate 2 is irradiated with the ions 20 of an oxygen-contg. gas or inert gas at the time of forming the magnetic metal oxide film on the substrate 2. The atom layer to the surface is excited by the kinetic energy possessed by the ions 10 at the time of film formation and the reaction rate constant of the metal atoms and the oxygen atoms or oxygen ions is substantially improved by the reactivity possessed by the ions 10 in this case. The film which has the good magneto-optical characteristics, particularly the large angle of Kerr rotation in spite of a low temp. on the surface of the substrate 2 and the excellent perpendicular magnetic anisotropy is obtd. in this way.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、主として光磁気記録媒体の記録層に用いられ
る金属酸化物磁性膜の製造方法に関するものであり、特
に金属酸化物磁性膜のイオンアシスト法による低温基板
上への成膜法に関するものである。
Detailed Description of the Invention [Industrial Application Field] The present invention relates to a method for manufacturing a metal oxide magnetic film mainly used in a recording layer of a magneto-optical recording medium, and in particular, to The present invention relates to a method of forming a film on a low-temperature substrate using an assisted method.

〔従来技術及びその問題点〕[Prior art and its problems]

光磁気記録媒体は、記録容量の大きい記録材料として近
年活発に開発が進められ、実用化されている。光磁気デ
ィスクの記録材料として最も有望視され実用化されよう
としているのは、TbFeCo、GdCo等に代表され
る非晶質希土類遷移金属である。この材料は磁気光学効
果が優れており、感度やC/Nにおいて良好な光磁気デ
ィスクを得ることができる。しかし、非晶質希土類遷移
金属は化学的に不安定でこの材料を用いた光磁気ディス
クは耐候性がよくないとかあるいはコストが高い等の問
題があった。一方、コバルトフェライトに代表される金
属酸化物磁性膜は比較的化学的に安定でありかつ安価で
もあり、前記の非晶質希土類遷移金属の材料の持つ問題
がなく、かつ磁気光学効果も優れておるので光磁気記録
媒体用材料として研究が行われている。
Magneto-optical recording media have been actively developed and put into practical use as recording materials with large recording capacities in recent years. The most promising recording materials for magneto-optical disks that are about to be put into practical use are amorphous rare earth transition metals such as TbFeCo and GdCo. This material has an excellent magneto-optic effect and can provide a magneto-optical disk with good sensitivity and C/N. However, amorphous rare earth transition metals are chemically unstable, and magneto-optical disks using this material have problems such as poor weather resistance and high cost. On the other hand, metal oxide magnetic films such as cobalt ferrite are relatively chemically stable and inexpensive, do not have the problems of the amorphous rare earth transition metal materials mentioned above, and have excellent magneto-optical effects. Therefore, research is being conducted as a material for magneto-optical recording media.

前記金属酸化物磁性膜を作成する方法としては、例えば
、特開昭60−12490号公報に開示されているよう
に、コバルトフェライト等の金属酸化物をターゲットと
して用いたスパッタ法によるものあるいは特開昭63−
47359号公報に開示されているように、FeとCo
の合金を主体とするターゲットを用いた酸化性ガス雰囲
気中でのスパッタ法などがある。
The method for producing the metal oxide magnetic film is, for example, a sputtering method using a metal oxide such as cobalt ferrite as a target, as disclosed in JP-A-60-12490, or 1986-
As disclosed in Publication No. 47359, Fe and Co
There is a sputtering method in an oxidizing gas atmosphere using a target mainly composed of an alloy of

このうち前者の方法では基板上に成膜された薄膜の結晶
性が低く充分な磁気特性、光磁気特性が得られないので
、スパッタ中もしくは成膜後例えば特開昭60−115
202に開示されているように500℃以上の高温で加
熱する必要があった。
In the former method, the crystallinity of the thin film formed on the substrate is low and sufficient magnetic and magneto-optical properties cannot be obtained.
As disclosed in No. 202, it was necessary to heat at a high temperature of 500° C. or higher.

そのため基板に耐熱性が要求され基板の選択が大きな制
約を受は特にポリカーボネート(以下、PCと略す)、
ポリメチルメタクリレート(以下PMMAと略す)等の
樹脂基板を使用するのに大きな障害となっていた。一方
、後者の方法では比較的低温度での成膜が可能であり、
ある程度の磁気特性を得る事ができたが、それでも磁気
ヒステリシス曲線における角型比はせいぜい0.7程度
に過ぎず、光磁気記録媒体の記録層として実用に供する
為には記録層の角型比は少なくとも0.95以上が必要
とされるので前記特開昭63−47359号公報で開示
された薄膜では光磁気記録媒体用記録層としては充分に
実用に耐えるものではなかった。
Therefore, heat resistance is required for the substrate, and the selection of the substrate is severely restricted, especially polycarbonate (hereinafter abbreviated as PC),
This has been a major obstacle to the use of resin substrates such as polymethyl methacrylate (hereinafter abbreviated as PMMA). On the other hand, the latter method allows film formation at relatively low temperatures;
Although we were able to obtain a certain degree of magnetic properties, the squareness ratio in the magnetic hysteresis curve was still only about 0.7 at most, and the squareness ratio of the recording layer was too high for practical use as a recording layer of a magneto-optical recording medium. is required to be at least 0.95, so the thin film disclosed in JP-A-63-47359 was not sufficiently practical as a recording layer for a magneto-optical recording medium.

一方、内面磁化膜である窒化鉄の成膜方法として、窒素
のイオンを基板上に照射しながら、斜方薄着法で鉄原子
を蒸発させ、基板上で効率的に反応させて成膜するイオ
ンアシスト蒸着を用いることで、成膜速度の向上と、膜
面内のM−H特性における角型比(SQ、)の向上が見
られることば知られている(特開昭6O−28028)
が、本発明の対象とするような垂直磁化特性を要求され
る光磁気薄膜での光学特性の改善についての効果は全く
知られていない。
On the other hand, as a film forming method for iron nitride, which is an internally magnetized film, iron atoms are evaporated by an oblique thin deposition method while nitrogen ions are irradiated onto the substrate, and the ions are efficiently reacted on the substrate to form a film. It is known that by using assisted vapor deposition, it is possible to improve the film formation rate and the squareness ratio (SQ, ) of the in-plane M-H characteristics of the film (JP-A-6O-28028).
However, there is no known effect on improving the optical properties of magneto-optical thin films that require perpendicular magnetization properties as the object of the present invention.

[発明が解決しようとする問題点] 前述したように金属酸化物磁性膜は、コバルトフェライ
ト等の金属酸化物をターゲットにしてスパツクする方法
においてもまた酸化性ガス雰囲気中で金属もしくは合金
をターゲットにしてスパツクする方法においても、従来
の技術では高温での処理を必要とせずにその磁気特性並
びに光磁気特性を付与する方法がなかった。そのため、
金属酸化物磁性膜は、光磁気記録媒体用の記録材料とし
て有望視されながらも実用化が充分になされなかった。
[Problems to be Solved by the Invention] As mentioned above, metal oxide magnetic films can also be produced by sputtering metal oxides such as cobalt ferrite as targets, as well as by targeting metals or alloys in an oxidizing gas atmosphere. In the conventional technology, there was no method for imparting magnetic properties and magneto-optical properties without requiring treatment at high temperatures. Therefore,
Although metal oxide magnetic films are considered promising as recording materials for magneto-optical recording media, they have not been fully put into practical use.

本発明は、このような従来技術の問題点を解決するため
になされたものであり、基板の高温加熱処理をしな(で
もカー回転角(θK)や垂直磁気異方性等の光磁気特性
の優れた金属酸化物磁性膜を成膜する方法を提供するこ
とを特徴とする特許である。
The present invention was made in order to solve the problems of the prior art, and it is possible to improve the magneto-optical properties such as the Kerr rotation angle (θK) and the perpendicular magnetic anisotropy without subjecting the substrate to high-temperature heat treatment. This patent is characterized in that it provides a method for forming an excellent metal oxide magnetic film.

[問題点を解決するための手段] かかる本発明の目的は、基板上に記録層として金属酸化
物磁性膜を成膜する光磁気記録媒体の製造方法において
、酸素含存ガスあるいは不活性ガスのイオンを該基板上
に照射しつつ真空蒸着法もしくはスパッタ法により該金
属酸化物磁性膜を該基板上に成膜することを特徴とする
光は気記録媒体の製造方法により達成されることが明ら
かとなった。
[Means for Solving the Problems] An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a magneto-optical recording medium in which a metal oxide magnetic film is formed as a recording layer on a substrate, in which an oxygen-containing gas or an inert gas is used. It is clear that the light beam characterized by forming the metal oxide magnetic film on the substrate by vacuum evaporation or sputtering while irradiating the substrate with ions can be achieved by a method for producing a recording medium. It became.

本発明においては、前記基板上に前記金属酸化物磁性膜
を成膜する際前記基板上に前記酸素含有ガスあるいは前
記不活性ガスのイオンを前記基板に向けて照射するいわ
ゆるイオンビームアシスト成膜法により金属酸化物磁性
膜の成膜を行うことを特徴としている。
In the present invention, when forming the metal oxide magnetic film on the substrate, a so-called ion beam assisted film formation method is used, in which ions of the oxygen-containing gas or the inert gas are irradiated onto the substrate. The method is characterized in that a metal oxide magnetic film is formed by the following steps.

本発明によるとイオンビームアシスト成膜法の条件を最
適化して金属酸化物磁性膜を作製した場合、イオンの有
する運動エネルギーにより成膜時に表面の原子層を励起
することにより、またイオンの存する反応性で金属原子
と酸素原子もしくは酸素イオンとの反応速度定数が実効
的に向上することにより基板表面が150℃以下の低温
でも結晶性の良い光磁気特性、特にカー回転角が大きく
、垂直磁気異方性の優れた膜を得ることが可能となるこ
とが分った。
According to the present invention, when a metal oxide magnetic film is fabricated by optimizing the conditions of the ion beam assisted film formation method, the kinetic energy of the ions excites the atomic layer on the surface during film formation, and the reaction in which the ions exist. By effectively improving the reaction rate constant between metal atoms and oxygen atoms or oxygen ions, the substrate surface exhibits good crystallinity magneto-optical properties even at low temperatures below 150°C, especially when the Kerr rotation angle is large and the perpendicular magnetic anomaly is improved. It was found that it is possible to obtain a film with excellent orientation.

本発明の方法を第1図のイオンビームアシスト法を用い
た蒸着装置に基づいて説明する。
The method of the present invention will be explained based on the evaporation apparatus using the ion beam assist method shown in FIG.

内部に冷却用水を通した基板ホルダー1上に固定された
基板2に向けて蒸発原子流9及びイオン流10を制御す
るためのシャッター3及び4を間に挟んでイオン銃及び
蒸発源が配置されている。
An ion gun and an evaporation source are arranged with shutters 3 and 4 sandwiched between them for controlling an evaporation atom flow 9 and an ion flow 10 toward a substrate 2 fixed on a substrate holder 1 through which cooling water is passed. ing.

M着槽8の内部を10−’T o r r以下の真空度
に調整した後、例えば、酸素含有ガスを前記イオンガン
のイオン発生室に入れ、プラズマを発生させる。
After adjusting the inside of the M deposition tank 8 to a degree of vacuum of 10-' Torr or less, for example, oxygen-containing gas is introduced into the ion generation chamber of the ion gun to generate plasma.

一方、電子ビーム銃により前記蒸発源内に置かれた例え
ばFe1−x  Coxを加熱する。しかる後、前記シ
ャッター4を開けて前記基板上に一定の角度で前記イオ
ンガンよりイオンを照射する。
Meanwhile, for example, Fe1-x Cox placed in the evaporation source is heated by an electron beam gun. Thereafter, the shutter 4 is opened and ions are irradiated onto the substrate from the ion gun at a certain angle.

次いで、前記シャッター3を開けて、前記蒸発源より金
属もしくは金属酸化物を前記基板上に蒸着して例えば、
コバルトフェライトの金属酸化物磁性膜を前記基板上に
成膜する。
Next, the shutter 3 is opened and metal or metal oxide is evaporated onto the substrate from the evaporation source, for example,
A metal oxide magnetic film of cobalt ferrite is formed on the substrate.

本発明において、上記のFe1−x  Cox以外に前
記金属酸化物磁性膜の原料として蒸着法においては蒸着
源に、スパッタ法においてはターゲットに用いる材料と
してはCox Fe3−、 Me、04(ただしMeは
Bt、 Sl、 Ge+ Mn、 Ni+ Tt+ Z
n+AI+ Sn+ Cr、 Cu、 Mgt Rh、
 V、 Ga+ In、 5b+ Sc+Y、 Ss、
 IEu、 Tb、 Gdのうち少なくもsyam以上
の元素) R3−JzFe5−yMyO+z  (ただ
しRは希土類もしくはイツトリウム、AはBi+ Sr
、 Ca、 Ba+ CdlPb、 MはAI+ Ga
、 Sc+ In+ Cr+ Cu+ Zn+ Mgt
 NiSi、 Geのうち少なくも1種類以上の元素)
A’、Fe3−、Co、 Me’ w 04 (ただし
A′はBa。
In the present invention, in addition to the above-mentioned Fe1-x Cox, materials used for the metal oxide magnetic film as a vapor deposition source in the evaporation method and as a target in the sputtering method include Cox Fe3-, Me, 04 (however, Me is Bt, Sl, Ge+ Mn, Ni+ Tt+ Z
n+AI+ Sn+ Cr, Cu, Mgt Rh,
V, Ga+ In, 5b+ Sc+Y, Ss,
IEu, Tb, Gd, elements of at least syam or higher) R3-JzFe5-yMyO+z (R is rare earth or yttrium, A is Bi+ Sr
, Ca, Ba+ CdlPb, M is AI+ Ga
, Sc+ In+ Cr+ Cu+ Zn+ Mgt
At least one element among NiSi, Ge)
A', Fe3-, Co, Me' w 04 (However, A' is Ba.

Sr、 pb、 Caのうち少なくとも1種類の元素で
あり。
At least one element among Sr, pb, and Ca.

Me’  はGa、 AI、  Inn Sc、 Ti
+ Zn、 Sn、 Cr+ Ta。
Me' is Ga, AI, Inn Sc, Ti
+ Zn, Sn, Cr+ Ta.

Sb、 Bi、ν、 Y、 Sl、、 Mnのうち少な
くとも1種類以上の元素) 〔構成要件の説明〕 本発明で用いるイオンガンはカウフマン型に代表される
高効率のイオンガンが望ましいが必ずしもその限りでは
なく、気体放電を利用するプラズマイオン源として高周
波放電型、マイクロ波放電型、電子衝撃型、PIG型、
電子振動型、電子ビーム入射型、デュオプラズマトロン
型、スパッタ型、レーザー照射型が、金属表面と原子間
の相互作用を利用する表面効果イオン源として表面電離
型、熱イオン放出型、強電界印加型、2次イオン放出型
が、塊状原子集団を利用するイオン源として電子衝撃型
、静電界印加型が使用可能である。
(At least one element selected from among Sb, Bi, ν, Y, Sl, and Mn) [Description of constituent elements] The ion gun used in the present invention is preferably a high-efficiency ion gun represented by the Kaufmann type, but this is not necessarily the case. There are several types of plasma ion sources that use gas discharge, such as high frequency discharge type, microwave discharge type, electron impact type, PIG type,
Electron vibration type, electron beam incidence type, duoplasmatron type, sputter type, and laser irradiation type are used as surface effect ion sources that utilize the interaction between the metal surface and atoms, such as surface ionization type, thermionic emission type, and strong electric field application. The electron impact type and the electrostatic field application type can be used as an ion source that utilizes a mass of atoms.

また基板としてはPC,PMMA等の耐熱性の低い樹脂
が使えることが本発明の特徴であるが、勿論従来から使
用されている石英ガラス、無アルカリガラス、アルミナ
等の酸化物、アルミニウム、ステンレス等の金属等の耐
熱性の基板も使用できる。
A feature of the present invention is that resins with low heat resistance such as PC and PMMA can be used as the substrate, but of course conventionally used quartz glass, non-alkali glass, oxides such as alumina, aluminum, stainless steel, etc. Heat-resistant substrates such as metals can also be used.

イオン化して基板に照射するガスとしては、酸素以外に
水素、酸化窒素(NOx)、アルゴン、ヘリウム、ネオ
ン等の反応性ガス、酸化性ガス、不活性ガスを用いるこ
とが可能である。また2種類以上のガスを混合して使用
することも可能である。またイオン化させない上記のガ
スを、イオン化させたガスと同時に用いた場合でも、本
発明の効果は得られる。照射するイオンの条件としては
加速電圧が50V以上1KV以下、 (望ましくは200v以下、下限以下ではイオンガンの
動作が不安定、上限以上では逆スパツタでのエツジング
作用で膜形成が進まなくなる。)ビーム電流密度がIO
A/rrr以下であることが望ましい。
As the gas to be ionized and irradiated onto the substrate, in addition to oxygen, reactive gases, oxidizing gases, and inert gases such as hydrogen, nitrogen oxide (NOx), argon, helium, and neon can be used. It is also possible to use a mixture of two or more types of gas. Further, even when the above-mentioned gas that is not ionized is used simultaneously with the ionized gas, the effects of the present invention can be obtained. The conditions for the ion irradiation are an accelerating voltage of 50 V or more and 1 KV or less (preferably 200 V or less; below the lower limit, the operation of the ion gun is unstable; above the upper limit, film formation will not proceed due to the etching effect of reverse sputtering). Beam current Density is IO
It is desirable that it be A/rrr or less.

基板に対する入射角は、通常60@以下である。The angle of incidence with respect to the substrate is typically 60@ or less.

また必要に応じて熱電子を用いてイオンを中性化した高
エネルギー原子、分子のビームとして照射することも可
能である。供給するガスの量は、反応室の大きさ・排気
速度によっても異なるが、良い膜質を得るためには成膜
中の圧力が5X10”4Torr以下にする必要がある
。またこのイオンの照射を成Wi前に行えば、基板表面
の洗浄と改質により膜と基板との密着性を向上させるこ
とができる。
Furthermore, if necessary, it is also possible to irradiate as a beam of high-energy atoms or molecules whose ions are neutralized using thermal electrons. The amount of gas to be supplied varies depending on the size of the reaction chamber and the pumping speed, but in order to obtain good film quality, the pressure during film formation must be 5 x 10"4 Torr or less. If performed before Wi, the adhesion between the film and the substrate can be improved by cleaning and modifying the substrate surface.

前記酸化物磁性膜の原料となる原子は、電子ビーム加熱
もしくは抵抗加熱により蒸発するか、プラズマやイオン
ビームを用いたスパック法で蒸発し、基板上もしくは基
板近傍で酸素(イオン、励起分子、原子、オゾン)と反
応して、金属酸化物磁性膜を形成する。
Atoms, which are the raw materials for the oxide magnetic film, are evaporated by electron beam heating or resistance heating, or evaporated by a spackle method using plasma or ion beams, and oxygen (ions, excited molecules, atoms) are evaporated on or near the substrate. , ozone) to form a metal oxide magnetic film.

以上、蒸着法を主体に本発明の詳細な説明したが、本発
明の方法はスパック法においても行なうことができ、光
磁気特性の優れた金属酸化物磁性膜を得ることができる
Although the present invention has been described above in detail mainly using the vapor deposition method, the method of the present invention can also be carried out using the spuck method, and a metal oxide magnetic film with excellent opto-magnetic properties can be obtained.

スパック法としては、高周波マグネトロンスパッタ法、
イオンビームスパック法等を用いることができるが、本
発明においては特にイオンビームスパッタ法が望ましい
The spuck method includes high frequency magnetron sputtering method,
Although an ion beam spattering method or the like can be used, the ion beam sputtering method is particularly preferred in the present invention.

以下の実施例、比較例により、本発明の新規な特徴を具
体的に説明する。
The novel features of the present invention will be specifically explained using the following Examples and Comparative Examples.

〔実施例−1〕 第一図に示すイオンアシスト法を用いた蒸着装置により
、コバルトフェライト薄膜を作製した。
[Example-1] A cobalt ferrite thin film was produced using a vapor deposition apparatus using the ion assist method shown in FIG.

蒸発源としては、Fe@Co0aのコバルトフェライト
焼結体を用い、電子ビーム加熱法で蒸着を行う、その際
蒸発源の上方に固定した1、2■厚のポリカーボネート
基板に対して、60@角度を成す方向から、毎分5M1
のアルゴンガスをカウフマン型イオンガンでイオン化し
て得られるイオンビームとして基板上に照射しながら、
毎秒約10人成膜速度で蒸着を行った。イオンの加速電
圧を50Vとし、電流密度を0.1−10A/イで変化
させた。成膜室の圧力は1 xto−’ Torrで行
った。また基板ホルダーは水冷して用いた。この方法に
よって製造されたコバルトフェライト薄膜は、−C式(
Ff!+−xCO,)s Os□で示される組成であっ
た。また照射するイオンの電流密度に応じて第2図及び
第3図に示すようなカー回転角及び垂直異方性(イオン
アシスト無しの時と有りの時のSQ、の比)の変化を示
した。カーヒステリシスの測定は波長830nmの半導
体レーザーを用い最大印加磁場は16koeとし、膜厚
は4000−6000人とした。カー回転角及び垂直異
方性ともにイオン照射を行うことにより増大しており、
イオン照射の効果が観察された。またイオン電流密度が
10人/+Tr以上では、基板表面温度が上昇するため
、樹脂基板上には均一な膜の形成が困難であった。これ
は、コバルトフェライト′fgJ膜の結晶化に対して成
膜時の基板加熱もしくは成膜後のアニールと同程度の効
果を、本発明のイオン照射で得られることを示している
As the evaporation source, a cobalt ferrite sintered body of Fe@Co0a is used, and the evaporation is performed by electron beam heating. At this time, the evaporation is performed at a 60@ angle with respect to a 1 to 2 inch thick polycarbonate substrate fixed above the evaporation source. 5M1 per minute from the direction of
While irradiating the substrate with an ion beam obtained by ionizing argon gas with a Kauffman type ion gun,
Vapor deposition was performed at a deposition rate of about 10 people per second. The ion acceleration voltage was 50 V, and the current density was varied from 0.1 to 10 A/i. The pressure in the film forming chamber was 1 xto-' Torr. In addition, the substrate holder was water-cooled. The cobalt ferrite thin film produced by this method has the -C formula (
Ff! The composition was expressed as +-xCO,)sOs□. In addition, the Kerr rotation angle and vertical anisotropy (ratio of SQ without and with ion assist) varied as shown in Figures 2 and 3 depending on the current density of the irradiated ions. . The Kerr hysteresis was measured using a semiconductor laser with a wavelength of 830 nm, the maximum applied magnetic field was 16 koe, and the film thickness was 4000-6000. Both Kerr rotation angle and vertical anisotropy are increased by ion irradiation.
The effect of ion irradiation was observed. Further, when the ion current density is 10 people/+Tr or more, the substrate surface temperature increases, making it difficult to form a uniform film on the resin substrate. This indicates that the ion irradiation of the present invention can have the same effect on crystallization of the cobalt ferrite 'fgJ film as substrate heating during film formation or annealing after film formation.

〔比較例1〕 通常のマグネトロンスパッタ装置を用いて、FezCo
O4のコバルトフェライト焼結体をターゲットにし、ア
ルゴンガスでガラス基板上にコバルトフェライト薄膜を
スパッタ成膜した後、大気中550°Cで結晶化に十分
な時間アニールして得られた光磁気特性の優れた膜の、
カー回転角及び垂直異方性を第2図、第3図、第5図及
び第6図に示す。カーヒステリシスの測定は実施例1と
同一条件である。
[Comparative Example 1] Using a normal magnetron sputtering device, FezCo
Using an O4 cobalt ferrite sintered body as a target, a cobalt ferrite thin film was sputtered on a glass substrate using argon gas, and then annealed at 550°C in the air for a sufficient time for crystallization. Excellent membrane,
The Kerr rotation angle and vertical anisotropy are shown in FIGS. 2, 3, 5, and 6. Kerr hysteresis was measured under the same conditions as in Example 1.

〔実施例2〕 イオン加速電圧を50−1100 Vとしイオンの電流
密度を2人/ボとした以外は、上記実施例−1と同様な
方法によりコバルトフェライト薄膜を作製した。得られ
た膜のイオン加速電圧と成膜速度の関係を第4図に示す
。その結果、加速電圧1kV以上ではイオンによるエツ
チング効果が大きく、成膜速度が急激に下がる。その上
、得られた膜の表面は荒れ、そのために反射率が低下す
ると共に、垂直異方性は下がり、光磁気記録媒体として
不十分なものとなる。
[Example 2] A cobalt ferrite thin film was produced in the same manner as in Example 1 above, except that the ion acceleration voltage was 50-1100 V and the ion current density was 2 persons/vo. FIG. 4 shows the relationship between the ion acceleration voltage and the film formation rate of the obtained film. As a result, at an accelerating voltage of 1 kV or higher, the etching effect due to ions is large, and the film formation rate drops rapidly. Moreover, the surface of the obtained film is rough, which lowers the reflectance and the perpendicular anisotropy, making it unsatisfactory as a magneto-optical recording medium.

〔実施例3〕 蒸発源としては、Fe、Coの鉄−コバルト合金を用い
、酸化に必要十分な盪の酸素ガスをイオン化して照射し
た以外は、上記実施例−1と同様な方法によりコバルト
フェライト薄膜を作製した。
[Example 3] Cobalt was evaporated in the same manner as in Example 1 above, except that an iron-cobalt alloy of Fe and Co was used as the evaporation source, and ionized oxygen gas of sufficient amount for oxidation was used. A ferrite thin film was fabricated.

照射するイオンの電流密度に応じて第5図及び第6図に
示すようなカー回転角及び垂直異方性の変化を示した。
The Kerr rotation angle and vertical anisotropy changed as shown in FIGS. 5 and 6 depending on the current density of irradiated ions.

カーヒステリシスの測定は波長8301mの半導体レー
ザーを用い最大印加m場は16koeとした。カー回転
角及びSQ、  ともにイオン照射を行うことにより増
大しており、イオン照射の効果が観察された。これは、
コバルトフェライト薄膜の結晶化に対して成膜時の基板
加熱もしくは成膜後のアニールと同程度の効果を、本発
明のイオン照射で得られることを示した。
The Kerr hysteresis was measured using a semiconductor laser with a wavelength of 8301 m, and the maximum applied m field was 16 koe. Both Kerr rotation angle and SQ increased by ion irradiation, and the effect of ion irradiation was observed. this is,
It has been shown that the ion irradiation of the present invention has the same effect on crystallization of cobalt ferrite thin films as substrate heating during film formation or annealing after film formation.

〔実施例4〕 図1に概略を示すイオンアシスト薄着装置を用いて、B
i置換イツトリウム−鉄ガーネット(BiHYIG)薄
膜を作製した。蒸発源としては、BitYFesO4の
焼結体を用い、電子ビーム加熱法で蒸着を行う、その際
蒸発源の上方に固定したPETフィルムの基板に対して
、蒸発源と一定の角度を成す方向から、一定流量のアル
ゴンガスをカウフマン型イオン銃でイオン化して得られ
るイオンビームとして基板上に照射しながら、−定の蒸
発速度で蒸着を行った。また照射するイオンの電流密度
に応じて図7.8に示すようなカー回転角及び垂直異方
性の変化を示す。カーヒステリシスの測定は、Crの反
射膜を設は実施例1と同じ条件で行った。カー回転角及
び垂直異方性ともにイオン照射を行うことにより増大し
ており、イオン照射の効果が観察された。これは、ガー
ネット薄膜の結晶化に対して成膜時の基板加熱もしくは
成膜後のアニールと同程度の効果が、本発明のイオン照
射で得られることが分かった。
[Example 4] B
An i-substituted yttrium-iron garnet (BiHYIG) thin film was prepared. A sintered body of BitYFesO4 is used as the evaporation source, and evaporation is performed using an electron beam heating method. At this time, from a direction forming a certain angle with the evaporation source with respect to the PET film substrate fixed above the evaporation source, Vapor deposition was performed at a constant evaporation rate while irradiating the substrate with an ion beam obtained by ionizing a constant flow of argon gas with a Kauffman ion gun. In addition, the Kerr rotation angle and vertical anisotropy change as shown in Figure 7.8 depending on the current density of irradiated ions. The Kerr hysteresis was measured under the same conditions as in Example 1 except that a Cr reflective film was provided. Both the Kerr rotation angle and the vertical anisotropy were increased by ion irradiation, and the effect of ion irradiation was observed. This indicates that the ion irradiation of the present invention has the same effect on crystallization of the garnet thin film as substrate heating during film formation or annealing after film formation.

〔比較例2] 通常のマグネトロンスパッタ装置を用いて、B iz 
YFes O+zの焼結体をターゲットにし、アルゴン
ガスでガラス基板上にガーネット薄膜をスパッタ成膜し
た後、大気中600″Cで結晶化に十分な時間アニール
して得られた光磁気特性の優れた膜の、カー回転角及び
垂直異方性を図7.8に示す。カーヒステリシスの測定
は実施例4と同一条件であった。
[Comparative Example 2] B iz
A garnet film with excellent opto-magnetic properties was obtained by sputtering a garnet thin film on a glass substrate using argon gas using a sintered body of YFes O+z as a target, and then annealing it in the air at 600"C for a sufficient time for crystallization. The Kerr rotation angle and vertical anisotropy of the film are shown in Figure 7.8.The Kerr hysteresis was measured under the same conditions as in Example 4.

[本発明の効果〕 以上の通り、本発明のイオンアシスト成膜法により金属
酸化物磁性膜を製造すれば、結晶化温度の低下により特
に基板加熱を行わなくとも、光磁気記録媒体として要求
されるカー回転角と垂直異方性を有する磁性膜を得るこ
とが可能である。またこれによりPC,PMMA等の樹
脂基板を使用することが可能となる。また製造面では、
材料コスト・製造プロセスコストの低減が実現できる。
[Effects of the present invention] As described above, if a metal oxide magnetic film is manufactured by the ion-assisted film formation method of the present invention, it can be used as a magneto-optical recording medium without the need for particular substrate heating due to the lower crystallization temperature. It is possible to obtain a magnetic film having a Kerr rotation angle and perpendicular anisotropy. This also makes it possible to use resin substrates such as PC and PMMA. Also, in terms of manufacturing,
It is possible to reduce material costs and manufacturing process costs.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明で使用したイオンアシスト法を用いた
蒸着装置の一例を示す図。 第2図は、実施例−1及び比較例−1におけるイオン電
流密度とカー回転角の関係を示す図。 カーヒステリシス曲線 第3図は、実施例−1及び比較例−1におけるイオン電
流密度と垂直磁気異方性との関係を示す図。 第4図は、実施例−2におけるイオン電流密度と成膜速
度の関係を示す図。 第5図は、実施例−3及び比較例−1におけるイオン電
流密度とカー回転角の関係を示す図。 第6図は、実施例−3及び比較例−1におけるイオン電
流密度と垂直磁気異方性との関係を示す図。 第7図は、実施例−4及び比較例−2におけるイオン電
流密度とカー回転角の関係を示す図。 第8図は、実施例−4及び比較例−2におけるイオン電
流密度と垂直磁気異方性との関係を示す図。 1一基板ホルダー 2一基板 3−シャッター 4−シャッター 5−イオンガン 6−蒸発源 7−電子ビーム銃 8−蒸着槽 9−蒸発原子流 10−イオン流 特許出願人 富士写真フィルム株式会社第 図 イオンカ0記ミ電圧/kv 第 図 第 図 イオン雪シ丸皇鷹/A、解2 第 図 第8 図 手続補正書 1゜ 2゜ 3゜
FIG. 1 is a diagram showing an example of a vapor deposition apparatus using the ion assist method used in the present invention. FIG. 2 is a diagram showing the relationship between ion current density and Kerr rotation angle in Example-1 and Comparative Example-1. Kerr hysteresis curve FIG. 3 is a diagram showing the relationship between ion current density and perpendicular magnetic anisotropy in Example-1 and Comparative Example-1. FIG. 4 is a diagram showing the relationship between ion current density and film formation rate in Example-2. FIG. 5 is a diagram showing the relationship between ion current density and Kerr rotation angle in Example-3 and Comparative Example-1. FIG. 6 is a diagram showing the relationship between ion current density and perpendicular magnetic anisotropy in Example-3 and Comparative Example-1. FIG. 7 is a diagram showing the relationship between ion current density and Kerr rotation angle in Example-4 and Comparative Example-2. FIG. 8 is a diagram showing the relationship between ion current density and perpendicular magnetic anisotropy in Example-4 and Comparative Example-2. 1 - Substrate holder 2 - Substrate 3 - Shutter 4 - Shutter 5 - Ion gun 6 - Evaporation source 7 - Electron beam gun 8 - Evaporation tank 9 - Evaporation atomic flow 10 - Ion flow Patent applicant Fuji Photo Film Co., Ltd. Figure ion gun 0 Note Voltage/kv Figure Figure Ion Yukishimaru Kotaka/A, Solution 2 Figure 8 Figure Procedure Amendment 1゜2゜3゜

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)基板上に記録層として金属酸化物磁性膜を成膜す
る光磁気記録媒体の製造方法において、酸素含有ガスあ
るいは不活性ガスのイオンを該基板上に照射しつつ真空
蒸着法もしくはスパッタ法により該金属酸化物磁性膜を
該基板上に成膜することを特徴とする光磁気記録媒体の
製造方法。
(1) In a method of manufacturing a magneto-optical recording medium in which a metal oxide magnetic film is formed as a recording layer on a substrate, the substrate is irradiated with ions of an oxygen-containing gas or an inert gas while vacuum evaporation or sputtering is used. 1. A method of manufacturing a magneto-optical recording medium, comprising forming the metal oxide magnetic film on the substrate.
(2)蒸発源に単体金属酸化物あるいは複合金属酸化物
を用いかつ酸化性ガスあるいは不活性ガス雰囲気中で単
元または多元同時蒸着法により前記金属酸化物磁性膜を
基板上に成膜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。
(2) The metal oxide magnetic film is formed on the substrate by a single or multiple simultaneous evaporation method using a single metal oxide or a composite metal oxide as an evaporation source in an oxidizing gas or inert gas atmosphere. Characteristic claim 1
A method for manufacturing a magneto-optical recording medium as described in .
(3)ターゲットに単体金属酸化物あるいは複合金属酸
化物を用いかつ酸化性ガスあるいは不活性ガス雰囲気中
でスパッタを行うことにより前記金属酸化物磁性膜を基
板上に成膜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。
(3) The metal oxide magnetic film is formed on the substrate by using a single metal oxide or a composite metal oxide as a target and performing sputtering in an oxidizing gas or inert gas atmosphere. A method for manufacturing a magneto-optical recording medium according to claim 1.
(4)前記蒸発源に単体金属あるいは合金を用いかつ酸
化性ガス雰囲気中で単元または多元同時蒸着法により前
記金属酸化物磁性膜を基板上に成膜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。
(4) The metal oxide magnetic film is formed on the substrate by a single or multiple simultaneous evaporation method using a single metal or an alloy as the evaporation source in an oxidizing gas atmosphere. A method for manufacturing a magneto-optical recording medium according to item 1.
(5)前記ターゲットに単体金属あるいは合金を用いか
つ酸化性ガスあるいは不活性ガス雰囲気中でスパッタを
行うことにより前記金属酸化物磁性膜を基板上に成膜す
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。
(5) The metal oxide magnetic film is formed on the substrate by using a single metal or an alloy as the target and performing sputtering in an oxidizing gas or inert gas atmosphere. 2. A method for manufacturing a magneto-optical recording medium according to item 1.
(6)前記基板上に照射する前記酸素含有ガスあるいは
前記不活性ガスのイオンの照射を、加速電圧が1KV以
下でありかつイオン電流密度が10A/m^2以下であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第2項乃至第5項記
載の光磁気記録媒体の製造方法。
(6) A patent characterized in that the irradiation of ions of the oxygen-containing gas or the inert gas onto the substrate is performed at an accelerating voltage of 1 KV or less and an ion current density of 10 A/m^2 or less. A method for manufacturing a magneto-optical recording medium according to claims 2 to 5.
(7)前記イオンを中性化した後に前記基板上に照射す
ることを特徴とする特許請求の範囲第6項記載の光磁気
記録媒体の製造方法。
(7) The method for manufacturing a magneto-optical recording medium according to claim 6, wherein the ions are irradiated onto the substrate after being neutralized.
(8)前記基板にポリカーボネート、ポリメチルメタク
リレート等の樹脂を用いかつ前記基板の温度を200℃
以下にすることを特徴とする特許請求の範囲第6項及び
第7項記載の光磁気記録媒体の製造方法。
(8) Use a resin such as polycarbonate or polymethyl methacrylate for the substrate, and set the temperature of the substrate to 200°C.
A method for manufacturing a magneto-optical recording medium according to claims 6 and 7, characterized in that:
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