JPH0298850A - 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、光磁気記録媒体に関し、特に遷移金属薄膜と
希土類金属薄膜との交互積層膜よりなる記録層を有する
光磁気記録媒体の光磁気特性及びＣ／Ｎの経時劣化の改
良に関する。

〔従来技術の及びその問題点〕

近年、光磁気記録媒体は、レーザー元による書き込み読
み出し可能光磁気ディスクとして大容量データファイル
等に広く利用されている。

この光磁気記録媒体は、ガラス、プラスチック等の透明
基板上にスパッタ法等の方法によりエンハンス層、記録
層、保循層、接着層等全夫々数ｌｏ人乃至数数１０μｍ
の厚さで設けた多層構造の層を有する。

光磁気効果を示す前記記録層には希土類金属と遷移金属
の合金の単一層若しくは前記希土類金属の薄膜と前記遷
移金属の薄膜を夫々数Ａ乃至数１０１の厚さで交互に少
なくとも２層以上積層した層が使用されている。特に後
者の希土類金属の薄膜と遷移金属の薄膜とを交互に積層
した記録層は、各薄膜層間の磁気的相互作用の効果で前
者の合金の単一層に比べて磁化量、保磁力、光磁気効果
（カー効果）に優れ又その特性を制御し易いという利点
があり、特開昭Ａ／−ＩＯｒ／／２号公報、特開昭ｊタ
ー２／７コ≠７号公報、特開昭６２−２ｔ６！り号公報
、特開昭ｔλ−７１０≠１号公報、特開昭ｔコー／２Ｉ
Ｏ≠１号公報及び特開昭６２−１３７７１３号公報等に
開示されている。

なかでも、Ｔｂの薄膜とＦｅＣｏ合金の薄膜を交互積層
した記録層を有する光磁気記録媒体は、最も優れた特性
を示す。ところが、特に希土類金属は非常に酸化され易
いためかこの記録層は経時で劣化し易＜ＨｃやＣ／Ｎが
経時するに従って次第に低下するという問題があった。

この問題を改良する為に様々な方法が提案されており例
えば特開昭ｔコ一λり３！３７号公報に開示位されてい
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、例えば特開昭６．２−２ｔ７！３号公報、特
開昭ｊター／２／ｊｂｒ号公報、％開昭ＡＯ−ＩＯ／≠
参号公報に開示されているように希土類遷移金属薄膜の
上下に誘電体の薄膜の保護層を設ける方法等がある。

しかしながら、いずれの方法においても他の金属の添加
の効果と光磁気特性とを両立させるのが困難であったシ
、また保護層上のピンホールから腐食が発生したり、保
護層をあまり厚くするとクラックが発生したシ、密着力
が低下したり、また反シが生じる等の問題が発生した。

その他、上記の希土類金属と遷移金属の合金の単一層の
記録層の場合には、特開昭ｔ　Ｊ−７，２７≠ｒ号公報
や特開昭ｔ３−３２７！Ｏ号公報に開示されているよう
に記録層中のアルゴンや酸素の含有量を抑える方法も提
案されている。

しかし、光磁気記録特性がよシ優れた希土類金属の薄膜
と遷移金属の薄膜とを交互に積層した記録層においては
この特性の経時劣化を、改良するために充分な方法はま
だみられない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、上記の従来技術の問題に鑑みなされたもので
１、特に保存耐久性の優れた光磁気特性及びＣ／Ｎの経
時劣化の小さい光磁気記録媒体を提供することを目的と
する。

〔問題点を解決するための手段〕

上記本発明の目的は、遷移金属ターゲット及び希土類金
属ターゲット中のｒＲ素含有量が夫々１５００ｐｐｍ以
下であって、且つ該遷移金属ターゲット中の酸素含有量
と該希土類金属ターゲット中の酸素含有量の差が１１０
００ｐｐ未満であるターゲットを使用して該遷移金属タ
ーゲットからのプラズマと該希土類金属からのプラズマ
とが混ざり合わないように該遷移金属ターゲットと該希
土類金属ターゲットを空間的に配置し、両ターゲット上
を通過する基板上に、２元同時ス、ｅツタによって、遷
移金属薄膜及び希土類金属薄膜の交互積層膜からなる記
録層を形成する光磁気記録媒体の製造方法によって達成
される。

本発明の光磁気記録媒体の製造方法においては、遷移金
属ターゲット及び希土類金属ターゲット中の酸素含有量
が／ｊ００ｐｐｍ以下と少ないのでは、その記録ＷＩを
構成する遷移金属薄膜及び希土類金属薄膜の各１層７層
における平均酸素含有量が２．Ｏ原子チ以下と非常に少
なくすることができるので、記録層自身が酸化してしま
い記録層内部からの特性が劣化するようなことが従来の
光磁気記録媒体に比べて起こＦ）ＶＣ＜い。さらに、＃
記遷移金属ターゲット中の酸素含有量と前記希土類金属
ターゲット中の酸素含有量との差が１１０００ｐｐ未満
であるので前記遷移金属薄膜と前記希土類金属薄膜とに
おける酸素含有量の差を小さくすることができるので各
薄膜間での酸素の拡散例えば希土類金属膜から遷移金属
薄膜への酸素の拡散等も起こりにくくなっておシそれが
記録層の特性の経時劣化をより一層改讐するものとみら
れる。

さらに、前記遷移金属薄膜と前記希土類金属薄膜との間
における酸素原子の拡散を抑えると共に遷移金属薄膜と
希土類金属薄膜の境界での組成的、構造的な経時変化を
も抑え、経時にともなう酸化の進行も防止することがで
きる。特に、薄膜の境界における組成的、構造的経時変
化は記録層の光磁気特性に大きく影響するので、本発明
のように遷移金属薄膜と希土類金属薄膜中の平均酸素含
有量の差をできるだけ小さくすることが重要と考えられ
、そのために上述のようにターゲット中の酸素含有量の
差を小さくしたことが本発明の目的を効果的に達成でき
ることになったと考えられる。

本発明の光磁気記録媒体の製造方法においては、λ光間
時スパッタ法により遷移金属薄膜と希土類金属薄膜とが
交互に積層された記録層を基板上に形成するが、その際
遷移金属ターゲットから発生するプラズマと希土類金属
ターゲットから発生するプラズマとが混ざり合わないよ
うに両ターゲットの空間的配置を考慮する必要がある。

通常、基板とターゲットとの距離及び両ターゲット間の
距離の双方をスパッタ条件を勘案してコントロールする
ことによりなされる。また、両ターゲット間に遮蔽板を
設けることも有効である。

さらＫ、本発明の目的を有効に達成するために、ス／ξ
ツタ室内の初期真空度を／Ｘ／□　　　Ｔｏｕｒ以下に
した後にスパッタを行うことが好ましい。

本発明の光磁気記録媒体の製造方法は、例えば第１図に
示す装置を用いてλ光間時スパッタ法により行うことが
できる。排気口りよシスノミツタ室／内の排気を行い、
初期真空度を／×／θ−６Ｔｏｒｒ以下にした後にアル
ゴンガス等の不活性ガスをガス導入口ｒよシ所定の量導
入する。別途回転基板ホルダー２上に複数枚の基板３を
セットしておき、前記基板ホルダー−と相対して平行に
配設されている酸素含有量が／ｊＯＯｐｐｍ以下である
遷移金属ターゲット＋及び酸素含有ｆｌｒが１５００ｐ
ｐｍ以下である希土類金属ターゲット！の上を前記基板
ホルダーλを回転させる。前記遷移金属ターゲット弘と
前記希土類金属ターゲットｊの間には遮蔽板ぶが前記基
板ホルダー−及び前記遷移金属ターゲット弘及び前記希
土類金属ターゲットよと直交するように且つ前記基板ホ
ルダーコの中心線が通る付近に配設され、名バッタリン
グされる遷移金属原子と希土類金属原子とが混じり合わ
ないようになっている。前記遷移金属ターゲット≠及び
希土類金属ターゲット！は夫々電源７に接続されており
夫々所定の電力を印加して前記基板３上に遷移金属薄膜
及び希土類金属薄膜を成膜し、交互積層膜の記録層を形
成する。

本発明の光磁気記録媒体を得るためにλ光間時ス、ｅツ
タ法で使用する前記遷移金属ターゲット及び前記希土類
金属ターゲットの酸素含有量はｌ！００ｐｐｍであシ、
望ましくは、１１０００ｐｐ以下である。酸素含有量が
多くなると記録層の角型性が低下して、Ｃ／Ｎの高い光
磁気記録媒体が得られなくなる。

また、前記遷移金属ターゲットと前記希土類金属ターゲ
ットの酸素含有量の差が１１０００ｐｐ未満望ましくは
、ｊ００ｐｐｍ未満である。この酸素含有量の差が大き
いと経時での保磁力の変化が大きくなって光磁気記録媒
体の記録再生特性が低下してしまう。

このようなターゲットを得る方法としては、例えば、酸
化物自由エネルギーの大きなカルシするつぼ中で溶融、
還元をするカルシア還元法やフッ化物還元法等が有効で
ある。

本発明の方法によって得られる光磁気記録媒体の記録Ｉ
―を構成する前記遷移金属薄膜及び前記希土類金属薄膜
中における平均酸素含有量は、オージェ電子分光法（Ａ
ＥＳ）で測定した値のことである。

本発明の光磁気記録媒体の記録層を構成する遷移金属薄
膜及び希土類金属薄膜の各々の厚さは、通常３乃至！Ｏ
Ａ厚さは通常の範囲が好ましい。

この範囲よシ小さいと、／屡の厚きが／原子以下の層と
なって優れた磁気特性が得られなくな力、逆に大きくな
っても垂直磁気異方性が劣化してしまい好ましくない。

本発明における前記遷移金属薄膜用素材としては、Ｆｅ
、Ｃｏ、Ｎｉ等の単体もしくは合金が用いられる。中で
も、ｌ；”ｅ−Ｃｏ合金が好ましい。前記希土類金属薄
膜用の素材としては、Ｔｂ、Ｇｄ。

Ｄｙ、Ｎｄ、Ｐｒ等の単体もしくは合金が用いられ、中
でも詩にＴｂ　、ＧｄＴｂ　、ＮｄＤｙ等が好ましい。

本発明の方法によって得られる光磁気記録媒体の記録層
の耐腐食性をさらに高めるために遷移金属ターゲット、
希土類金属ターゲットの双方もしくはいずれかにＣｒ　
、Ｔｉ　、Ｐｔ　、ＡＩ等の金属を添加することもでき
る。

また、本発明の光磁気記録媒体においては記録層の上下
に誘電体の保護層を設けて耐久性や光磁気特性を高める
ことができる。該誘電体としてはＡＩＮ、ＳｉＯ，Ｓｉ
Ｏ□、ＳｉＮｘ、５ｉＡＩＯＮ等が用いられ、中でもＳ
　ｉＮｘ　、Ｓ　１ＡＩＯＮが望ましい。この誘電体保
護層の厚さとしては通常！ｏｏ乃至コ０００である。

本発明の方法で使用する前記基板としては、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
等を用いることができるが、％に樹脂基板中でもポリカ
ーボネートが望ましい。

以下の実施例によって、本発明の新規な特徴及び効果を
収明する。

〔実施例〕

スパッタ室内の基板ホルダーに予め５ＩＮｘの誘電体保
護層が１ｏｏｏＡの厚さで成膜されている／ＪＯφ、厚
さ／、、２ｍｍのポリカーボネート基板を７枚設置し遷
移金属ターゲットとしてＦｅ、。

ＣＯ１０ｆ希土類金属ターゲットとしてＴｂを配してお
き、ス・ぞツタ室の真空度が／　、２Ｘ１０−７Ｔｏｒ
ｒになるまで排気した。次に１アルゴンガスをスパッタ
室内に導入してｊ、Ｏ×１０　　　ｍＴｏｒｒとじな。

このとき使用したアルゴンガスの純度は！Ｎであった。

次いで、前記遷移金属ターゲットに直流３７０Ｗの電力
をまた前記希土特金属ターゲットには交流７ｊＯＷの電
力を印加して前記基板ホルダーを回転させて、前記基板
の上に予め成膜された前記誘電体保護層の上に遷移金属
薄膜及び希土類金属薄膜の交互積層膜の記録層を形成し
た。

記録層の全厚は１ｏｏｏＡであシ、Ｘ線回折法で測定し
た積層周期は３０Ａであった。

次いで、更にその上にＳ　ｉ　Ｎ　ｘ−の誘電体保護層
をスパッタ法で厚さ１ｏｏｏＡ成膜して、光磁気記録媒
体の試料を各り枚づつ得た。

前記遷移金属ターゲット及び前記希土類金属ターゲット
として、第１表及び第４表に示すように酸素含有量が夫
々異なる各！椎類のターゲットを使用した。

第１表（遷移金属ターゲット） ＴＭ−Ａ　　　Ｉｏｏｐｐｍ ＴＭ−Ｂ　　　　ｊｏｏｐｐｍ ＴＭ−ＣＡｏＯｐｐｍ ＴＭ−Ｉ）　　／ＪＯＯｐｐｍ ＴＭ−Ｅ　　コ０００ｐｐｍ 第４表（希土類金属ターゲット） ＲＥ−Ａ　　　ＪＯＯｐｐｍ ＲＥ−Ｂ　　　７００ｐｐｍ ＲＥ−Ｃｔ＜ｓｏｏｐｐｍ ＲＥ−Ｄ　　、ｚｒｏｏｐｐｍ ＲＥ−Ｅ　　Ｊ６００ｐｐｍ 以上のようにして得られた各試料につき、その保磁力Ｈ
ｃ、角型比Ｐ及びＣ／Ｎを測定した。なお、経時劣化特
性を評価するために、各試料をｒｏ　０Ｃ９０％ＲＨの
条件にある恒温恒湿槽の中に／　０００時間放置した直
後の特性を測定しその変化をみた。

Ｈｃ　Ｆｉ　、カーヒステリシスループトレーサーによ
り測定した。

Ｃ／Ｎは、／ｒ００ｒｐｍ％　ｆｃ＝Ｊ、７ＭＨｚ単一
周波数記録、内周ｊ　Ｏｍｍの半径位置で測定した。

以上のようにして得られた各光磁気記録媒体の試料の測
定結果を第３表に示す。

第３表 試　　ターゲット　　初期　　　　　　放置直後料ＴＭ
　ＲＥ　Ｃ／Ｎ　Ｈｃ　ｒ　Ｃ／Ｎ　Ｈｃ　ｒ／　　　
Ｂ　　Ａ　　６０　　／２　　／　　ｊＯ／２　　／　
　本発明、２　　　　ＣＡ　　　　ｊｏ　　　１１　　
　　／　　　弘タ　　／／／　　本発明ｊ　　　Ｄ　　
Ａ　　４＃　　　ｌ’　　／　　グＡ　　　ｊＯ，７比
較例４４　　Ａ　　Ｃ！０　１０　　／　　４４７　　
７０Ｊ比較例ｊＤｃ　　鼾　　タ　／　弘ざ　　７０．
り本発明４　　　Ｅ　　Ｃ４？７　　　！０．１　４ｔ
／　　　２０．ｔ　　比較例７　　Ａ　　Ｊ）　　ｌＩ
ｒ　　　ｒ　　／　　４Ｌｊ　　　ｔＯＪ　比較例１ｒ
　　　Ｅ　　］）　　ｌ　　　Ａｏ、Ｉ　　弘ｏ　　　
ａｏ、ｒ　比較例タ　　　ＣＢ　　　　≠タ　　　７　
　　／　　　≠タ　　　７　　　／　本発明ｌＯＡ　　
Ｅ　　≠７　７０．タ　４ｔｊ　　　グｏ、ｔ　比較例
〔発明の効果〕 本発明の方法によって、遷移金属薄膜と希土類金属薄膜
との交互積層膜を記録層とする光磁気記録媒体の特性、
特に保磁力、角型性の経時劣化を少なくすることができ
、Ｃ／Ｎ等の記録再生特性の経時変化を小さくすること
ができる。これは、本発明の方法において１光間時スパ
ッタ法において使用する遷移金属ターゲット及び希土類
金属ターゲット中の酸素含有量を／ｊＯＯｐｐｍ以下と
し、且つ両ターゲット間の酸素含有量の差を１０００ｐ
ｐｍ未満とすることの効果であることが分かった。

【図面の簡単な説明】

ｌ　−スノξツタ室 λ　−基板ホルダー ３−　基板 弘　−遷移金属ターゲット ！　−希土類金属夕〜ゲット ！　−遮蔽板 特許出願人　富士写真フィルム株式会社手粘袋ン市ｊＥ
智） （方式） 補正の内容 明細書を下記の通り補正する。 平成元年２月６日 する光磁気記録媒体の製造装置をあられす図である。」
を挿入する。 °１［件の表示 昭和６３年特許願第２５１２１６号 ｊ５件との関係　　　特許出願人 住　所　　神奈川県南足柄市中沼２１０番地富士写真フ
ィルム株式会社 電話（２０６）２５３７ 東京本社 補正命令の日付 ヤ成１年１月３１日 （発送口） 補正の対象 明細書の［図面の簡単な説明Ｊの欄 手続補正書

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　遷移金属ターゲット及び希土類金属ターゲット中の酸
   素含有量が夫々１５００ｐｐｍ以下であつて、且つ該遷
   移金属ターゲット中の酸素含有量と該希土類金属ターゲ
   ット中の酸素含有量の差が１０００ｐｐｍ未満であるタ
   ーゲットを使用して該遷移金属ターゲットからのプラズ
   マと該希土類金属からのプラズマとが混ざり合わないよ
   うに該遷移金属ターゲットと該希土類金属ターゲットを
   空間的に配置し、両ターゲット上を通過する基板上に、
   ２元同時スパッタによつて、遷移金属薄膜及び希土類金
   属薄膜の交互積層膜からなる記録層を形成する光磁気記
   録媒体の製造方法。