JPH0291838A - 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、高速データファイルや映像記録等の記録媒体
として有用な光磁気記録媒体の改良に関するものであシ
％に機械特性の優れた光磁気記録媒体に関するものであ
る。

〔従来技術及びその問題点〕

高密度で大容量でおること、記録再生ヘッドと非接触で
あることさらに消去、再記録が容易であること等多くの
特徴を有する光磁気記録媒体は大容量データファイルや
映像記録の記録媒体として、近年その開発実用化が活発
に進められている。そしてその形態は、基板上に希土類
金属及び遷移金属等を主体とする薄膜の記録層を設けた
ものが一般的である。

ところが、希土類遷移金属の薄膜は特に希土類金属が極
めて酸化され易いために、光磁気記録媒体の保存安定性
を高める必要があった。例えば、時開餡６２−２２３！
３７号公報に開示されているように希土類遷移金属中に
ｐｔやＣｒ等の金属を添加する方法、あるいは希土類遷
移金属薄膜の記録層の上下に誘電体保護層の薄膜を設け
て希土類遷移金属薄膜の酸化を防止し光磁気記録媒体の
保存安定性を確保する方法等が提案されている。

光磁気特性との両立という観点から後者の方法が一般的
であシ例えば、特開昭を一−コｔ７！３号公報、特開昭
！ターｌλ／３６１号公報、特開昭ｔｏ−ｒｏｌｔｌ≠
号公報等に開示されているように誘電体保護層に用いる
素材としては、ＳｉＮ。

Ａｌ２Ｏ３，５ｉ０２．ＺｎＳ、ＡＩＮ、Ａ１８ｉＮ等
が知られている。

中でも、窒化ケイ素は、光学定数が比較的大きいこと、
記録層を保護する効果が大きいこと等の点で優れており
、上記の光磁気記録媒体用誘電体保護層の素材として好
適である。そして、その成膜方法として、特開昭ＪＪ−
７６１４０号公報には、５ｉ３Ｎ４ターゲツトをＡ　ｒ
　／　Ｎ　２の混合ガスによるプラズマ中でスパッタリ
ングすることによって、吸収係数の小さい特性の優れた
窒化ケイ素の誘電体保護層を得る方法が提案されている
。

しかしながら、前記窒化ケイ素の誘電体保護層の問題点
として、窒化ケイ素の薄膜の成膜の際、薄膜の内部応力
が蓄積されてその結果得られる光磁気記録媒体に反シが
生じ、その機械特性が損なわれるということがある。

ここでいう機械特性とは、光磁気記録媒体のディスクの
反シ、面振れ、偏心及びそれらの加速度の増加等をいい
、光ビームを基板上に切られた案内溝（グループ）に正
確に追随させることにより記録し、また記録面に光ビー
ムを正確にフォーカスさせて再生する為に、光磁気記録
媒体の機械特性は重要であシ、物理的に精密な形状の光
磁気記録媒体が要求される。

従って、案内溝の偏心、ディスク状媒体の反シ及び面振
れ等はできるだけ小さい値に抑えることが望まれる。

特に上記の機械特性のうち、反シは光ビームのフォーカ
シングに影響して、反シ角が大きくなると光ビームが正
確に案内溝に追随しなくなシまだ基板面に焦点を結びに
くくもなって、信号の記録消去再生が忠実に行えなくな
るという問題があった。

窒化ケイ素の誘電体保護層を用いた光磁気記録媒体の反
シを軽減させる方法としては、特開昭６２−Ｊ　Ａ　Ａ
　Ａ　０号公報に開示されているようにスパッタ時のＡ
ｒガスの圧力をｊｍＴｏｒｒ以下にすることが提案され
ている。しかし、この方法においては、３乃至ｊｍＴｏ
ｒｒの範囲では応力の減少は充分ではなく、ｊｍＴｏｒ
ｒを越えると窒化ケイ素の′ｆ１７膜の緻密性が低下し
、誘電体保護層としての機能が低下し、光磁気記録媒体
の長期に渡る保存性に問題が生ずる。特に、この問題は
光磁気記録媒体を繰シ返し使用するうちにビットエラー
レートの増大として現れたりした。

窒化ケイ素の薄膜の内部応力の制御方法としては、Ｍａ
ｒｔｉｎ、　Ｊ、　Ｖａｃ、　Ｓｃｉ、　Ｔｅｃｈ、　
Ａ２゜（２）３３０（／りｒｒ）に開示されているよう
に、かなシの範囲で制御することができる。しかしなが
ら、この方法は、５ｉ−Ｎ−Ｈ系におけるものであり、
Ｓ　ｉ　３Ｎ４のような化学量論比の組成を期待できず
、光磁気記録媒体用の窒化ケイ素の誘電体保護層とじて
やけシ緻密性に劣夛、問題であった。

以上のように、従来の方法では、特性が優れた窒化ケイ
素を誘電体保護層とした光磁気記録媒体で、反シがなく
、且つ緻密性が高い窒化ケイ素の誘電体保護層を有し、
従って、機械特性及び保存安定性共に優れた光磁気記録
媒体を得るのが困難であった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、上記の従来技術に伴う問題点に鑑がみなされ
たものであシ、機械特性の優れた特に反シ角の小さい同
時Ｋまた保存安定性に優れた光磁気記録媒体を提供する
ことを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕 上記本発明の目的は、基板上に記録層の薄膜と誘電体保
護層の薄膜とをスパッタリング法により成膜する光磁気
記録媒体の製造方法において、高真空度に保持されたス
パッタ室内にＡｒガス及びＮ２ガスを導入し、所定の真
空度となし、しかる後、Ｓｉ金属ターゲットに所定の電
力を投入して、前記Ａｒガス及びＮ２ガスの混合プラズ
マを生ぜしめスパッタリングすることによシ、該基板上
に該誘電体保護層として窒化ケイ素よシなる薄膜を少な
くとも７層設けることを特徴とする光磁気記録媒体の製
造方法により達成される。

光磁気記録媒体の誘電体保護層を基板上に形成するのに
、本発明の方法のようにＳｉ金属ターゲットをＡｒガス
及びＮ２ガスの混合プラズマ中でスパッタすることによ
って窒化ケイ素の薄膜を基板上に成膜した方が、従来の
Ｓｉ３Ｎ４ターゲツトｋ　Ａ　ｒガス及びＮ２ガスの混
合プラズマ中でスノξツタする方法よシも成膜される窒
化ケイ素の薄膜中に蓄積される内部応力を小さくするこ
とができ、また該薄膜も緻密であり機械特性及び保存安
定性の面で優れた光磁気記録媒体を得ることができるこ
とが分かり本発明に至った。

本発明の方法は、スパッタリング法によって基板上に記
録層及び誘電体保護層の薄膜を成膜する光磁気記録媒体
の製造方法に関するものであシ、特に、基板上に記録層
の上下に隣接して誘電体保護層が設けられた構成の光磁
気記録媒体の製造方法として好適である。

本発明の方法においては％Ａｒガス及びＮ２ガスの混合
割合は、Ｎ２ガスが／乃至１０体積係であることが望ま
しく、特に望ましくは３乃至乙。

体積チである。

Ｎ２ガスの混合量があまシ多くなると得られる光磁気記
録媒体の保存安定性が劣るようになムまたあまシ少ない
と窒化ケイ素薄膜内の内部応力が大きくなシ光磁気記録
媒体の反シの増大を引き起こすので好ましくない。

本発明の方法においては、Ａｒガス及びＮ２ガスを導入
する前にスパッタ室内を高真空度に保持する。そのとき
の真空度としてはｚ×ｉｏ　　’Ｔｏｒｒ以下であるこ
とが望ましい。

そして％Ａｒガス及びＮ２ガスをスパッタ室内に導入し
たときの真空度は、／、０乃至／　ＯｍＴｏｒｒである
ことが望ましい。真空度を高くすなわちガスの導入量が
あまり少ないとマグネトロン放電が不十分であシ、逆に
ガスの導入量があまり多くなると窒化ケイ素薄膜の光学
定数が低下するのでこれまた好ましくない。

本発明の方法で使用するＳｉ金属ターゲットの純度は、
タタ、り饅以上であることが望ましい。

そして、前記Ｓｉ金属ターゲットに印加する電力は、１
００乃至３ｏｏＱｗの範囲であることが望ましい。

本発明の方法で採用されるス、（−７タリング法として
は、特に制限はないが、マグネトロンスノξツタリング
法が最も一般的である。ターゲットに印加する電力も交
流であっても（ＲＦスパッタ）−また直流であっても（
ＤＣスパッタ）良い。

本発明の方法は、例えば特開昭７７−／７．２１’ＡＥ
号公報に開示されている貼り合わせタイプの光磁気記録
媒体等よシも単板タイプの光磁気記録媒体に対してその
効果が大きく現れる。すなわち、前者の貼９合わせタイ
プにおいては接着剤の効果等で反シが軽減されることが
あ）、比較的反夛の影響は軽微である。

本発明の光記録媒体で使用する基板の材質としては、ポ
リカーボネート、ポリメチルメタクリレート、エポキシ
、ガラス等であるが、本発明の光記録媒体の特徴が最も
効果的に現れるのがポリカーボネート、ポリメチルメタ
クリレート、エポキシ等の樹脂基板である。すなわち、
樹脂基板においてはその上に成膜される薄膜の圧縮性内
部応力の影響を受けて反シを生じ易いからである。前記
樹脂基板の中でもポリカーボネート基板は、吸水率が小
さく、ガラス転移点が高い等の利点を有し、本発明の光
記録媒体においても使用することが好ましい。

本発明の方法において、記録層としては各種の酸化物及
び金属の磁性体の薄膜が使用できる。例えば、Ｍｎ１３
ｉ　、ＭｎＡｌＧｅ　、ＭｎＣｕＢ１等の結晶性材料、
ＧｄＩＧ、ＢｉＳｍＥｒＧａＩＧ。

ＢｉＳｍＹｂＣｏＧｅＩＧ、等の単結晶材料、さらに、
Ｇ　ｄ　Ｃｏ　＋　Ｇ　ｄ　Ｆ　ｅ　ｒ　Ｔ　ｂ　Ｆ　
ｅ　＋　Ｄ　ｙ　Ｆ　ｅ＋ＧｄＦｅＢ１　、ＧｄＴｂＦ
ｅ　、ＧｄＦｅＣｏ　。

ＴｂＦｅｃｏ　、ＴｂＦｅＮ　ｉ等の非晶質材料を用い
た薄膜である。中でも感度、Ｃ／Ｎ等の点で希土類金属
、遷移金属を主体とする記録層が最も好ましい。

本発明の方法で製造される、光磁気記録媒体の窒化ケイ
素の誘電体保護層は、前述したように記録層の上下をサ
ンドイッチする構成で設けるのが一般的である。そして
本発明で用いることができる前記誘電体保護層の組成は
、−船釣には５ｉＮＸで表され、通常Ｘは、ｏ、ｒ乃至
１．３３の範囲の値である。

本発明において光記録媒体が光磁気記録媒体である場合
、前記記録層の厚さは、通常２００乃至λｏｏｏＡであ
り、また前記誘電体保護層の厚さは、通常２００乃至２
０００にである。

以下の実施例によシ本発明の特徴を具体的に説明する。

〔実施例〕

（内部応力の測定用窒化ケイ素薄膜の作成）基板として
、５吋のＳｉウニ７アーを装着した後、スパッタ室内が
１×１０　　　Ｔｏｒｒ以下の真空度になるまで排気す
る。しかる後％Ａｒガス及びＮ２ガスを真空度が！×１
０　　　Ｔｏｒｒとなるまでスパッタ室内に導入した。

純度タタ、タタタ！チのｒ吋Ｓｉ金属ターゲットに／ｋ
ＷのＲＦ電力を印加して、スパッタを行って、Ｓｉウェ
ファ−基板上に厚さｘｏｏｏｈの窒化ケイ素の薄膜を成
膜した。このとき、Ａｒガス及びＮ２ガスの導入量をか
えて、Ｎ２ガスの体積チで夫々１％（試料Ａ）、参〇％
（試料Ｂ）及びｔｏ％（試料Ｃ）として、合計３種の試
料を作成した。

次に、市販の７ラツトネステスターで基準面よシの基板
の変位量を求め、さらにこの変位量と中心からの距離及
びＳｉウニ７アーの力学定数をＥ。

Ａ、Ｉｒｅｎｅ、Ｊ、Ｅｌｅｃｔ、Ｍａｔ、ｊ（Ｊ）、
２ｒ７（／り７Ｊｒ）に開示された式に代入して、窒化
ケイ素薄膜の内部応力をσ（ｄｙｎｅ−”・ｃｒｎ２）
として求めた。

（光磁気記録媒体の作成） 基板を射出成形によって得たグループ（案内溝）のある
／　ｊ　Ｏｍｍφ、厚さ／、、１ｍｍのポリカーボネー
ト基板にして、上記の窒化ケイ素薄膜と同一の条件で厚
さ１０００人の窒化ケイ素の第１の誘電体保護層を前記
基板上に成膜した。次に、スパッタ室にＡｒガスを導入
して／ＸＩＯＴｏｒｒの真空度にして、・ｒｏｏｗのＲ
Ｆ電力を投入した２吋のＴｂターゲットと／ｋＷのＲＦ
電力を投入した２吋のＦｅＣｏターゲットから前記の窒
化ケイ素の第１の誘電体保護層の上にＴｂＦｅＣｏの記
録層厚さ１０００Ａ成膜した。。さらＫその記録層の上
に第１の誘電体保護層と同一の条件で厚さ１ｏｏｏ１の
窒化ケイ素の第２の誘電体保護層を成膜して、光磁気記
録媒体の試料を得た。

以上のようにして得られた第１の誘電体保護層の成膜条
件が異なる３種の光磁気記録媒体の試料Ａ、試料Ｂ及び
試料Ｃを７０°ＣｒＯ％ＲＨｆ：）恒温恒湿槽内に放置
し、前記光磁気記録媒体のＢＥＲ（ピットエラーレート
）が、初期値（７００ＣｒＯ％ＲＨの恒温恒湿槽内に入
れる前の測定値）の２倍となる放置時間をもって、その
光磁気記録媒体の試料の寿命とした。

前記窒化ケイ素薄膜の内部応力（σ）と、その内部応力
が得られたと同一の成膜条件で窒化ケイ素の誘電体保護
層を成膜した光磁気記録媒体の寿命との相関を示したの
が第１図である。

〔比較例〕

実施例において、Ｓｉ金属ターゲットのかわりに、Ｓ　
ｉ３　Ｎ　４ターゲツトを用いて、且っＡｒガスを／、
Ｏｍ’ｌ’ｏｒｒ（試料Ｄ）、３．ＯｍＴｏｒｒ（試料
Ｅ）及びｊ、ＯｍＴｏｒｒ（試料Ｆ）とかえて窒化ケイ
素の薄膜を誘電体保護層として基板上に成膜した。

その他の条件は実施例と同一の条件で得られた窒化ケイ
素薄膜の内部応力の測定及び光磁気記録媒体の寿命の評
価を行った。

〔発明の効果〕

実施例において得られた試料Ａ％Ｂ及びＣは、比較例に
おいて得られた試料Ｄ％Ｅ及びＦに比べて、窒化ケイ素
薄膜の内部応力が小さく且つ光磁気記録媒体の寿命も長
くなった。このことから本発明の方法を用いて、金属タ
ーゲットを使用し且つＡｒガス及びＮ２ガスを導入して
、Ａｒガス及びＮ２ガスの混合プラズマを生ぜせしめた
状態で窒化ケイ素の誘電体保護層を成膜することによっ
て、内部応力が小さく且つ緻密な窒化ケイ素の誘電体保
護層とすることができ、反シがほとんどない寿命が畏〈
保存安定性の良い光磁気記録媒体を得ることができるこ
とが分かった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例及び比較例で得られた光磁気記録媒体
の試料の寿命と第１の誘電体保護層の内部応力との相関
を示す図である。 第 図 特許出願人　富士写真フィルム株式会社角 叩 （ｈｒ） 手続補正書

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上に記録層の薄膜と誘電体保護層の薄膜とを
   スパッタリング法により成膜する光磁気記録媒体の製造
   方法において、高真空度に保持されたスパッタ室内にＡ
   ｒガス及びＮ＿２ガスを導入し、所定の真空度となし、
   しかる後、Ｓｉ金属ターゲットに所定の電力を投入して
   、前記Ａｒガス及びＮ＿２ガスの混合プラズマを生ぜし
   めスパッタリングすることにより、窒化ケイ素よりなる
   薄膜を該基板上に該誘電体保護層として少なくとも１層
   設けることを特徴とする光磁気記録媒体の製造方法。
2. （２）Ｎ＿２ガスの混合割合が１乃至８０体積％となる
   ようにＡｒガス及びＮ＿２ガスをスパッタ室内に導入す
   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。