JPH0314208A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は磁性膜に関し、詳しくは、良好な垂直磁気異方
性を有し、かつ、大きなファラデー回転角が得られて特
に光磁気記録に好適な窒化物磁性体薄膜（磁性膜）に関
するものである。

〔従来の技術］ 磁性体薄膜を適当な基板（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。殊に、光磁気記録方式に採用されて
いる記録媒体（以降「光磁気記録媒体」という）には、
記録感度が高いこと、磁気光学効果（ファラデー効果、
カー効果）が大きいこと、大面積のものが均質かつ安価
に製作できること、安定性にすぐれていること等が要求
される。これに加えて、磁気光学効果の大きさは磁化の
向きと光の進行方向とが平行なとき最も大きくなり、ま
た、面に垂直な磁化という条件は垂直磁気記録の要件も
満たしているため高密度記録にも適する。従って、媒体
の面に垂直に磁化をもつ材料が選択されねばならない。

こうした要請から、光磁気記録媒体における磁性膜の材
料として（１）垂直磁気記録媒体で採用されている磁性
材料（代表的には六方晶最密充填（ｈｃｐ）構造のマグ
ネトプラムバイト型Ｂａフェライト）を使用したり、（
２）ＭｎＢｉ、　ＭｎＣｕＢ１、ＭｎＧａＧｅ、　Ｍｎ
ＡＱＧｅ、　ＰｔＣｏ（以上多結晶）；　（ＹＢｉ）、
　（ＦｅＧａ）、０．　、　（単結晶）；ＧｄＣｏ、Ｇ
ｄＦｅ、　ＴｂＦｅ、　ＧｄＴｂＦｅ、　ＴｂＤｙＦｅ
（以」−アモルファス）などが使用されたりしている。

［発明が解決しようとする課題］ だが、前記（１）のＢａミツエライト磁性材斜の製１１
には低基板温度で行ないにくく、また、半導体レーザ゛
−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、例えば三価の鉄イオンを一価のＣｏ
と四価の１１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、基板材料の選択か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比か得られない。この多結晶材料に比べて、前記（
２）のうちの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
結果、近時は、窒化鉄が注目されている。この窒化鉄は
錆びることかなく、強磁性体であり、しかも基板に対し
て垂直方向に磁気異方性を有するため録音テープ、ビデ
オテープ、コンピュータ用の大容量記憶装置などの高密
度磁気記録媒体に応用することが提案されている（特開
昭５５−３３０９３号、同５９−２２８７０５号、同６
０−７６０２１号、同６１−１１０３２８号、同６２−
１０３８２１号などの公報）。

しかし、これまで提案されてきた窒化物磁性材料は、主
として、その垂直磁気異方性に注目した垂直磁気記録媒
体に対してであって、光磁気記録媒体への応用は見送ら
れているのが実情である。

本発明の目的は、高密度記録及び再生が行なえる光磁気
記録媒体に有用な磁性膜を提供するものである。本発明
の他の目的は、特にファラデー効果による再生能率を向
」二せしめた磁性膜を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の磁性膜（磁性体簿膜）はＦｅ、　Ｃｏ及びＮｉ
より選ばれる少なくとも１種の金属の窒化物［一般式：
　ＭＸＮ　（ｘ＝２〜３）で表わされ、Ｍは前記金属で
ある］を主成分とし、かつ、これに希土類元素のうちの
Ｇｄ、　Ｔｂ、　Ｄｙ及び／又は１１０が含有され、垂
直磁気異方性を有していることを特徴とする。

この磁性体簿膜は、一般には直接又は反射層を介して非
磁性支持体」二に形成されて、主として、光磁気記録媒
体に供されるが、前記磁性体薄膜と前記非磁性支持体と
の間に、前記反射層に代えて、アモルファス希土類・遷
移元素合金薄膜を形成することもできる。

また、この磁性体薄膜はＦｅ、　Ｃｏ及びＮｉのいずれ
かの金属の酸化物を含有しているものも好ましい（この
場合、金属酸化物の磁性体薄膜中に占める量は約２０重
量％以下であるのが好ましい）。

また、この磁性体簿膜はＦｅ、　Ｃｏ及びＮ］のいずれ
かの金属の弗化物を含有しているものも好ましい（この
場合、金属弗化物の磁性体薄膜中に占める量は約４０重
量％以下であるのが好ましい）。

また、この磁性体薄膜はＦｅ、ＣＯ及びＮｉのいずれか
の金属のアモルファスを含有しているものち好ましい（
この場合、前記金属のアモルファスの磁性体薄膜中に占
める量は約４０重量％以下であるのが好ましい）。

この磁性体薄膜は特に下記の割合で構成されるものが好
ましい。

５４ａｔｏｍｊｃ％≦Ｆｅ、　Ｃｏ及び／又はＮ】≦７
３ａｔｏｍｉｃ％２０ａｔｏｍｉｃ％≦Ｎ≦３２ａｔ、
ｏｍｉｃ％３ａｔｏｍｉｃ％≦Ｇｄ、　Ｄｙ及び／又は
Ｈｏ≦２０ａｔｏｍｉｃ％こつした磁性体薄膜は、これ
が光磁気記録媒体として利用される場合には、非磁性体
支持体、反射層又はアモルファス希土類・遷移元素合金
薄膜上にＦｅ、　Ｃｏ及び／又はＮｉとＧｄ、　Ｔｂ、
　Ｄｙ及び／又はＨ。

との化合物と、窒素原子とを磁界中で反応・堆積させて
金属窒化物［ＭＸＮ（ｘ＝２〜３）］を主成分とし、Ｇ
ｄ、　Ｔｂ、　Ｄｙ及び／又はＨｏを含有する磁性体薄
膜を形成せしめればよい。

この光磁気配媒体の製造方法においては、窒素原子とと
もに弗素原子を磁界中で反応せしめて金属弗化物を前記
磁性体薄膜に含有させることもできる。

また、この光磁気記録媒体の製造方法においては、Ｆｅ
、　Ｃｏ及びＮｉより選ばれる少なくとも１種の金属原
子、これらの合金、これらの窒化物及び／又は弗化物、
更には、これらとＧｄ、　Ｔｂ、　Ｈｏなどとの化合物
をターゲットとじ、このターゲットにプラズマ化された
窒素を衝突させることも好ましい。

また、この光磁気記録媒体の製造方法においては、前記
プラズマ化された窒素とともにプラズマ化されたアルゴ
ンが用いられることも好ましい。

また、この光磁気記録媒体の製造方法においては、前記
金属原子（Ｆｅ、　Ｎｉ、　Ｃｏ）、希土類元素（Ｇｄ
、Ｔｂ、　Ｄｙ、　Ｈｏ）、窒素原子とともに炭素原子
及び酸素原子を磁界中で反応せしめて炭素及び酸素を前
記磁性体薄膜に含有させるようにすることも好ましい。

また、この光磁気記録媒体の製造方法においてはＦｅ、
　Ｃｏ及びＮ】より選ばれる少なくとも１種の金属、こ
れらの合金、これらの窒化物及び／又は弗化物、更には
、これらとＧｄ、　Ｔｂ、　Ｄｙ、　ｌ（ｏなどとの化
合物をターゲットとじ、このターゲットにプラズマ化さ
れた窒素、炭素及び酸素を衝突させて前記磁性体薄膜に
炭素及び酸素を含有させるようにすることも好ましい（
この場合、前記プラズマ化された窒素、炭素及び酸素と
ともにプラズマ化されたアルゴンを用いるのが好ましい
）。

更にまた、この光磁気記録媒体の製造方法においては、
前記磁界が非磁性支持体の裏面側に配設させた磁石によ
り前記支持体の面に垂直にむいた磁束を主体としている
ようにしたことも好ましい。

ちなみに、本発明者は窒化鉄磁性利料についているいろ
な角度から研究検討を行なった結果、■各種製膜法特に
イオンビームスパッタ法を用いＦｅの窒化物を製膜する
ことによって、大きな垂直磁気異方性磁界（Ｈｋ≧４Ｋ
Ｏｅ）をもち、かつ、０．３ｄｅｇ／μｍ以上のファラ
デー回転角（ＯＦ）を有するＣ軸配向性にすぐれた磁性
体薄膜が製膜しうることを確めた。特にＣ軸配向性を向
上させることによって、透光性及びファラデー回転角が
向上し、光磁気記録媒体に好適となることを見出した。

また、こうした磁性体薄膜は他の鉄族元素（Ｃｏ、Ｎｉ
）にも認められること、及びＦｅ、　Ｎ］、Ｃｏの二種
以」二を含む窒化物にも認められることを確めた。また
、■磁性膜中に希土類元素（Ｇｄ、　Ｔｂ、Ｄｙ及びｌ
（ｏの少なくとも一種）を含有させると更に垂直磁気特
性が向上する（１］８は５〜６ＫＯｅ程度となり、角型
比Ｓｑｉは約０．２くらいとなる）。これら希土類元素
は窒化物の結晶で含有されていてもよいし、Ｆｅ、　Ｃ
ｏ、　Ｎｊなどの部と置換した形で含有されていてもよ
いし、粒界に偏析する形で含有されていてもよく、特に
その形態にはとられれないことを確めた。本発明はこれ
らに基づいてなされたものである。

以下に本発明を添付の図面に従がいながらさらに詳細に
説明する。

第１図及び第２図は本発明に係る磁性膜を用いた光磁気
記録媒体の代表的な二側を表わしており、ここで１１は
非磁性支持体、１２は磁性体薄膜、１３は反射層である
。

第１図に示したタイプの光磁気記録媒体は、非磁性支持
体１１側から記録・再生レーサー光が照射されるもので
あり、従って、ここでの非磁性支持体１１は光に透明で
なければならない。一方、第２図に示したタイプの光磁
気記録媒体は、磁性体薄膜１２側から記録・再生レーザ
ー光が照射されるものであり、従って、ここでの非磁性
支持体１１は光に透明であっても不透明であってもかま
わない。

なお、これら光磁気記録媒体においては、必要に応じて
、表面層を形成する反射層１３Ｊ：　（第１図の場合）
又は磁性体薄膜１２上（第２図の場合）に保護層や潤滑
層が設けられたり、また、第１図の例では非磁性支持体
１１と磁性体薄膜１２との間或いは第２図の例では磁性
体薄膜１２と反射層１３との間に磁気光学効果を強める
ための誘電体層などが設けられたりしてもよい。

非磁性支持体＋１としてはプラスチックフィルム、セラ
ミック、金属、ガラスなど適宜の非磁性材料が用いられ
る。支持体ｌｌ用プラスチックとしてはポリイミド、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
クは勿論のこと、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の二ときプラスチックも使用でき
る。また、支持体１１の形状としては、シート状、カー
ド状、ディスク状、ドラム状、長尺テープ状等の任意の
形状をとることができる。

磁性体薄膜１２は一般式 （但し、ＭはＦｅ、　Ｃｏ及びＮｉから選ばれる金属の
少なくとも１種であり、ｘ＝２〜３である。）で表わさ
れる窒化物を主成分とし、これに希土類元素のうちのＧ
ｄ、　Ｔｂ、　Ｄｙ及び／又はＨａを含有した垂直磁気
異方性を有した窒化物磁性体である。

なお、これら希土類元素は一軸異方性エネルギーＫｕが
静磁エネルギー２πＭｓ’に比べて大きく、簿膜にした
場合、垂直磁化膜が得られやすい。だが、このものの含
有量は、前記のように、強磁性金属（Ｆｅ、Ｃｏ及び／
又はＮｉ）の合計量より多くてはならない。多いと垂直
磁化膜とならないか、又は、不透明な膜となってしまい
光磁気記録材料として適さないものとなる。

ＭｘＮで表わされる窒化物磁性体は、Ｘの値によって大
よそ決ったキュリー点をもつようになる。また、Ｘの値
によって、例えばＦｘＮであれば１）ＣＣ，ｆｃｃ、ｈ
Ｃｐ、ｏｒｔｈなどの結晶構造をとるようになる。そし
て、これら結晶構造のちがいによって磁気特性等の物性
も相違してくる。前記結晶構造のうち記録媒体（磁気記
録媒体、光磁気記録媒体）として有用なのはｆｃｃ構造
及びｈｃｐ構造（ε相）のもの−特にｈｃｐ構造（ε相
）のものが望ましい−であり、従って、本発明における
ＭｘＮ磁性体薄膜はε−ＭｘＮで垂直磁化膜がＣ軸方向
に配向した多結晶薄膜となっている。

先に触れたように、従来においては、ＭＸＮ磁性体薄膜
が多結晶で形成されていると、アモルファス磁性体薄膜
とちがって、粒界が存在し、そのため光透過の際にノイ
ズを発生させ又光透過率が低く（１０〜２０％）ファラ
デー回転角（ＯＦ）が大きくとれないものと考えられて
いた。しかし、本発明磁性体薄膜によれば、そうした危
惧は問題とならず、実用面で関心がもたれている光熱書
込みに対する繰り返し安定性及びＯＦ値を良好ならしめ
ることが可能となる。

本発明者の観察したところによれば、多結晶といっても
結晶子径は数１０人（ＦｅＸＮで約５０人）程度であっ
て、光の波長に対しては小さく殆んど影響がなくＯＦ値
が大きくとれ（Ｆｅ）（Ｎで約０．７ｄｅｇ／μｍ）、
従って、Ｓ／Ｎｔヒを大きくとれることが見出された。

更に、本発明者は、Ｎ（窒素）をＦｅ（鉄）中に多く入
れると、レーザー光透過率は向上し４０％（λ８００ｎ
ｍのとき）にも達することも確めている。光熱記録（キ
ュリー点記録）である場合にはある程度磁性体簿膜は光
を吸収し加熱に使用されなければならない。

窒化鉄中のＮ成分は多い方が光透過率の向」二をもたら
すが、磁性体薄膜は記録時キュリー温度（Ｔｃ）近くま
で加熱されねばならないため、この点においては、Ｔｃ
値は低い方（但し、Ｔｃ値が５０℃より低いと記録維持
に支障をきたすようになるので５０℃くらいが限度であ
る）が感度はよい。Ｆｅ）（ＮのＸの値を２に近いとこ
ろまでもっていくと□換言すればＦｅ中にＮを多く入れ
るようにすると□キュリー点（Ｔｃ）は下がってくる。

実用上、ＴＯは１００〜２００℃の範囲が望ましいが、
Ｆｅ、　Ｎの場合Ｔｃ　＃　２９０℃であり、これがＸ
の値の上限である。なお、窒化物磁性体簿膜の場合は加
熱による抗磁力の低下を利用して書込むことも可能であ
る。

窒化鉄で製膜された従来のものは垂直磁化膜といわれな
がらも、垂直磁気異方性は必ずしも良好ではない。垂直
磁気異方性の充分でない磁性体薄膜はビット径が１μｍ
以下の高密度記録に適さず、垂直磁気異方性磁界（Ｈｋ
）は１ＫＯｅと小さく、これではＯＦ値を大きくするこ
とができない。

結局、本発明の磁性体薄膜は■磁性材料として主として
窒化鉄Ｆｅ）（Ｎ（ｘが２〜３）が用いられているが、
これに特定された希土類元素が含有されており、■ファ
ラデー回転角は０．３ｄｅｇ／μｍ以上であり、■ｈｃ
ｐ構造を有しており、■Ｃ軸配向（Ｃ軸方向に結晶が堆
積している）しており、かつ、■垂直磁気異方性磁界（
Ｈｋ）は４ＫＯｅ以上（一般には５〜６ＫＯｅ程度）と
なっているものである。

垂直磁気異方性磁界（１１ｋ）及びファラデー回転角（
Ｏ−について、このような大きな値が得られるのは、磁
性体薄膜中にＦｅ、Ｎやα−Ｆｅなどが含まれていない
こと、六方晶のε相ＦｅｘＮ（２（ｘ≦３）がＣ軸配向
していること、及び、特定の希土類元素が含有している
ことのためである。本発明者はＣ軸配向度に従って光透
過率が向」−すること及び０Ｆ−１１曲線に於いて角型
比か向上することを確認している。Ｘ線回折法において
０面のロッキング曲線から求めた半値「ＩＪ（△θ６ｏ
）を用いてＣ軸配向の程度は評価できる。本発明によれ
ば、（００２）から求めた△０６゜は１度以下であり、
１度以上では垂直異方性磁界か４ＫＯｅ以下となり、ま
た、光透過率やファラデー回転角が不十分であることも
確認している。

そして先に触れたように、かかる磁性体簿膜の形成には
イオンビームスパッタ法が特に適している。

なお、特開昭６１−２００７８号公報には、ε相窒化鉄
ＦｅｘＮ　（ｘ　＝　２〜３）からなる磁性材料が記載
されているが、このＦｅｘＮは磁性粉末であり、これの
磁性体層を支持体−Ｉ−に形成させるにはバインター等
を用い塗工する必要かある。従って、磁性体層の感度は
低いものになり勝ちで半導体レーザー等の光熱では記録
不十分であり、用途は例えばテープのダビング等で実施
されているマスターテープ（ｌｌｉ　−Ｈｃ）とコピー
テープ（Ｌｏｗ　−Ｈｃ）とを重ねて熱転写する場合な
どに限定されるものと思われる。

特開昭６０−２５２０４号公報には、アモルファス窒化
鉄Ｆｅ、　−）（Ｎ）（（ｘ≧０．４）を主成分とした
磁性層を有する磁気記録媒体が記載されているが、ａ−
窒化鉄（アモルファス窒化鉄）であるうえＸ≧０．４と
Ｎ成分が多くて□本発明の範囲外である□本発明の意図
することが達成しえない。

また、特開昭６２−２３２１０１号公報には、窒化鉄磁
性材料の製造法が記載され、Ｃ軸配向や垂直磁気異方性
についても述べられている。だが、ここでの窒化鉄は、
その第３図に示されているように、垂直磁気異方性磁界
が約ＩＫＯｅと低いものである。

本発明に係る磁性体簿膜を形成する窒化物は、垂直磁気
異方性磁界は約４ＫＯｅ以上（一般には５〜６ＫＯｅ程
度又はそれ以」二）となるものである。

本発明の磁性体簿膜は窒化物により製膜されたものに限
らず、前記式（ＭｘＮ）において、開がＣＯ，Ｎｌある
いはＦｅ、　Ｃｏ及びＮｉから選ばれる少なくとも二種
の組合せであってもかまわない。但し、これらにおいて
は、先に触れたｘ　＝　２−３、ＯＦが０．３ｄｅｇ／
μｍ以上、ｈｃｐ構造、Ｃ軸配向、及び垂直磁気異方性
磁界（Ｈｂ）か４ＫＯｅ以−にになる条件を充していな
ければならないことは勿論である。

磁性体薄膜１２の厚さは１００〜１００００人好ましく
は５００〜３０００人くらいか適当である。本発明の磁
性体薄膜１２は、窒化物磁性体の垂直成分が大幅に増大
しているので、簿い膜でも大きなファラデー回転角が得
られる。

反射層１３の材料としてはＡｕ、ＡＱ、　Ａｇ、　ＰＩ
；、　Ｃｒ。

Ｎｄ、　Ｇｅ、　Ｒ１＋、　Ｃｕ、　ＴｉＮなどが用い
られ、電子ビーム（ＥＢ）蒸着法等の各種蒸着法やイオ
ンブレーティグ、スパッタリング、ＰＶＤ法、ＣＶＤ法
等の薄膜形成法により製膜される。反射層１３の厚さは
１μｍ以下好ましくは０．０５〜０．５７ｚｍ＜らいが
適当である。

また、前記誘電体層の材料としてはＳｉｎ、、Ｔｉｅ、
、窒化シリコン、窒化アルミニウム、アモルファス８１
などをあげることができ、潤滑層の材料としてはカーボ
ン、二酸化モリブデン、二硫化タングステン、α−オレ
フィン重合物、常温で液体の不飽和炭化水素（ｎ−オレ
フィンニ重結合が末端の炭素に結合した化合物；炭素数
的２０）、炭素数１２〜２０の一塩基性脂肪酸と炭素数
３〜１２の一価アルコールとからなる脂肪酸エステル類
などをあげることができる。

本発明における窒化物磁性体は、下地層を設けなくても
製膜の初期から良好なＣ軸配向膜となるので０．１μｍ
以下でも例えば０．０５μｍ厚でもＣ軸配向膜が得られ
、このため、透明性の良好な垂直磁気異方性膜が得られ
る。特開昭５９−２２８７０５号公報記載の垂直磁気記
録媒体は０．１μｍ以下では垂直磁気異方性膜が得にく
いと述べられている。この為、製膜初期の０．１μｍ厚
部分は透光性や垂直磁気異方性が劣り、全膜中に光を透
過させて利用する光磁気記録媒体にとっては好ましいと
は言えなく、本発明と明瞭に異なる点である。従って、
本発明の窒化物磁性体は下地層が不要であるが、しかし
設けてもかまわない。その厚さは０．０５〜０．５μ■
くらいが適当である。

下地層の設けられる位置は、第１図に示した光磁気記録
媒体であれば非磁性支持体１１と磁性体薄膜１２との間
であり、非磁性支持体１１と磁性体薄膜１２との間に誘
電体層が設けられたものであればその誘電体層と磁性体
薄膜１２との間である。また、第２図に示した光磁気記
録媒体であれば反射層１３と磁性体薄膜１２との間であ
る。

下地層はその］二に形成される窒化物磁性体薄膜１２と
格子定数が同じか又はそれに近い結晶面をもった非磁性
材料から選択される。従って、この下地層上に形成され
る窒化物磁性体薄膜１２はｈｃｐ構造をもつ垂直配向膜
が成長するようになる。このような下地層としては特に
例えばＴｉ、　Ｚｒ、　Ｍｇなどのｈｃｐ構造を呈する
ものによるのが望ましい。

更に、磁性体薄膜１２の垂直磁気異方性を一層向上させ
るために、磁性体薄膜中に非磁性元素例えばＢ、　Ｓｉ
、　Ｐなどを２０重量％以下の量で加え、磁性体薄膜１
２の飽和磁化Ｍｓを低下させることで垂直磁気異方性を
より良好ならしめることも効果的である。また、磁性体
薄膜１２のファラデー回転角ＯＦをより向」ニさせるた
めに、例えばＥｕ″“、Ｐｒ”などの常磁性イオンが磁
性体薄膜１２及び前記下地層中に加えられることも有効
である。

磁性体薄膜１２の飽和磁化を減少させ垂直磁気異方性を
向」ニさせる手段としては、前記下地層を設ける他に、
磁性体薄膜中に酸素を入れることが有効である。

酸素を磁性体薄膜１２中に入れることは、結果的に、Ｃ
ｏ、Ｎｉ及び／又はＦｅの酸化物（酸化物磁性体）がＣ
ｏ、Ｎｉ及び／又はＦｅの窒化物と混合・共存されるこ
とになる。ここでのＣｏ、Ｎｊ及び／又はＦｅの酸化物
磁性体の好適な具体例としては、Ｆｅｄ、　Ｆｅ、　０
．　、　Ｆｅ１０４、　Ｃｏｏ、　Ｃｏ、　０゜、　Ｃ
ｏ、　０．　、　Ｎｉｐ、　Ｎｉ２Ｏ，などがあげられ
る。

これら酸化物磁性体は、窒化物磁性体と同様、いずれも
化学的・熱的に安定である。これら酸化物磁性体と窒化
物磁性体とが混合・共存された窒化物酸化物混合磁性体
は光磁気記録媒体として利用された場合、光透過率が向
］ニするようになる。

この窒化物酸化物混合磁性体薄膜は、例えば純鉄をター
ゲット材料として選択した場合、これに酸素を含む窒素
ガス（好ましくはアルゴンか加えられる）のイオン化し
たものを照射させＦｅをスパッタさせることにより、非
磁性支持体上に酸素の入った窒化物膜を形成せしめるよ
うにすればよい。

そして、これら窒化物酸化物磁性体薄膜にあっては ２３ａｔｏｍｊｃ％≦Ｍ≦６９ａＬｏｍｉｃ％８ａｔｏ
ｍｉｃ％≦Ｎ≦３１ａｔ、ｏｍｉｃ％３ａｔｏｍｉｃ％
≦Ｇｄ、　Ｔｂ、　Ｄｙ及び／又は１１０≦２０ａｔｏ
ｍｉｃ％５ａｔｏｍｉｃ％≦０≦４５ａｔｏｍｉｃ％の
範囲にあるものが望ましい。これら数値はイオン化ガス
の量比をＮ２１０〜８０％、八ｒ１０〜８０％、０２−
１５％くらいに調整しておくことにより所期の値にする
ことができる。

前記の磁性体薄膜１２の飽和磁化を減少させることと、
この層１２のキュリー温度（Ｔｃ）を低下させ、かつ、
レーサー光の透光性を向」二せしめるために、磁性体薄
膜１１弓こ弗素を入れることは有効である。

弗素を磁性体ｆｉｌ　ｎｕ　＋　２中に入れることは、
結果的に、Ｃｏ、　Ｎｉ及び／又はＦｅの弗化物がＣｏ
、　Ｎｉ及び／又はＦｅの窒化物と混合・共存されるこ
とになる。

ここでのＣｏ、　Ｎｉ及び／又はＦｅの弗化物の適宜な
具体例としては、ＦｅＦ、、　ＦｅＦ、、　Ｆｅ２Ｆ、
、　ＣｏＦ、、　ＣｏＦ、＋ＮｉＦ、などがあげられる
。

光磁気記録媒体においては、キュリー点（キュリー温度
、磁化が消失し書込む温度）は前述のとおり、低すぎる
と使用中記録が消えてしまうし、高すぎるとレーザー光
出力を高くしなければならない。また、磁気光学効果の
うちファラデー効果を用いる方式は、磁性体薄膜１２の
厚さに大きく影響され、透光性の適度であることが要求
される。

磁性体薄膜１２の透光性が適度であることはレーザー光
を吸収して膜を加熱させるのであるが、透光性が乏しい
とファラデー回転角が大きくとれずＳ／Ｎ比が大きくな
らない。もつとも、窒化物磁性体（ＭｘＮ）中のＮ成分
を多くすれば、透光性を向」−させ及びキュリー温度を
下げることはできるが、Ｎ成分か多すきると低い加熱で
窒素は膜中から抜けやすく安定性に欠ける。

こうした配慮から窒化物磁性体薄膜（ＭｘＮ）に弗素を
含有させるようにすれば、良好な垂直磁化膜でかつ適度
の透光性とキュリー温度とを備えた理想的な光磁気記録
媒体が得られるようになる。これはＭｘＮ（窒化物）中
にＦｅ、　Ｃｏ及びＮｉの弗化物（アモルファスをも含
む）が適当量混合され薄膜として形成されたことにより
、膜中のＮ成分の脱離が防止され化学的物理的に安定と
なったためと考えられる。この窒化物弗化物混合磁性体
薄膜にあっては、 ２３ａｔｏｍｉｃ％≦Ｍ≦６９ａｔｏｍｊｃ％８ａｔｏ
ｍｊｃ％≦Ｎ≦３１ａｔｏｍｉｃ％３ａｌ；ｏｍｊｃ％
≦Ｇｄ、Ｔｂ、ｒ）ｙ及び／又はＨｏ≦２０ａＬｏｍｉ
ｃ％５ａｔｏｍｉｃ％≦Ｆ≦４５ａｔｏｍｉｃ％の範囲
にあるものが望ましい。

この窒化物弗化物混合磁性体薄膜の形成は、先の窒化物
酸化物混合磁性体薄膜形成の際のイオン化カスのうちの
「酸素」を「弗素」に代えればよく、また、イオン化ガ
スの量比を適宜調整することにより行なわれる。

また、磁性体薄膜１２の飽和磁化を減少させるとともに
、キュリー温度を低下させ透光性を向」ニさせるための
他の手段としては、窒化物磁性体（ＭｘＮ）中に炭素及
び酸素を入れることも有効である。この場合にあっては ２０ａｔｏｍｉｃ％≦Ｍ≦６０ａｔｏｍｊｃ％１０ａｔ
ｏｍｉｃ％≦Ｎ≦２０ａｔｏｍｊｃ％３ａｔｏｍｉｃ％
≦Ｇｄ、　Ｔｂ、　Ｄｙ及び／又はＨｏ≦２０ａｔｏｍ
ｉｃ％５ａｔｏｍｉｃ％≦Ｃ≦４５ａｔｏｍｉｃ％５ａ
ｔＯｍｉＣ％≦０≦４５ａｔｏｍｉｃ％（但し、２０ａ
ｔｏｍｉｃ％≦Ｃ＋０≦５０ａｔｏｍｊｃ％である。）
の範囲が適当である。

炭素は容易に膜中に混入できるだけでなく、透光性向上
に寄与する。このことは酸素についても言えることは既
述のとおりである。これに加えて、炭素及び酸素は結晶
のｈａｐ構造や配向性を劣化させることがないという効
果をもたらす。

炭素や酸素は窒化物磁性体（ＭｘＮ）の製膜にあってＦ
ｅ、　Ｃｏ及び／又はＮｊと結合して結晶をつくっても
かまわないが、膜中にアモルファス的にとり込まれてい
る方が光学的には好ましい。炭素と酸素との量的組合せ
によっては５００〜９００ｎｍのレーザー光を用いて、
膜厚１０００〜３０００人の場合に光透過率を２０〜６
０％という広い範囲で制御可能である。

この炭素及び酸素を混入させた窒化物磁性体（窒化物炭
化物酸化物混合磁性体）薄膜の形成は、先の窒化物酸化
物混合磁性体薄膜形成の際のイオン化ガスのうちの「酸
素」を「−酸化炭素（ＣＯ）Ｊに代えればよく、また、
イオン化ガスの量比を適宜調整することにより行なわれ
る。よく知られ又はこれまでにも度々触れたように、フ
ァラデー回転角は磁性体薄膜中を光が透過する長さに比
例するので、膜厚を厚くすればファラデー回転角は大き
くなる。

ところで、光磁気記録方式にあって「カー効果」を用い
る媒体は、磁性体薄膜表面で光を反射させその時の回転
角（カー転角）によって記録を読みとるというものであ
るか、このタイプは磁性体薄膜としてアモルファス希」
−類・遷移金属合金（ａ−希土類・遷移金属合金）が一
般に使用されている。

本発明者は、カー効果とこれまで記載した磁性体薄膜の
ファラデー効果とを併用した光磁気記録媒体が（ＭｘＮ
磁性体の製膜）によっても有用であることを確めた。

もっとも、単にカー効果及びファラデー効果を併用した
光磁気記録媒体自体は従来知られているかも知れないが
、ａ−希土類・遷移金属合金は酸素を嫌う（酸化する）
ので、このアモルファス合金層上には現在精ノＪ的に研
究されている酸化物磁性体（例えばＢａフェライト、Ｃ
ｏフェライト、ＧｄＦｅガーネット、Ｂ１置換ガーネッ
トなど）を積層しにくいといった欠点があった。

本発明においては、そこで第１図及び第２図の反射層１
３に代えてａ−希土類・遷移金属合金層（アモルファス
合金層）を形成せしめることも可能である。アモルファ
ス合金層の反射率は約５０％（λ＃　８００ｎｍ）であ
り、反射層としての機能を有している。ａ−希土類・遷
移金属合金層と本発明に係る磁性体薄膜とは磁気特性か
近似している方が望ましいことから、前記アモルファス
合金層の材料にはＧｄＣｏ、　ＧｃｌＦｅ、　ＴＩ）Ｆ
Ｇ、　ＧｄＴｂＦｅ、　ＴｂＤｙＦｅ、　ＴｂＦｅＣｏ
などのごときＦｅ、　Ｃｏを主要成分としたものが用い
られる。

このタイプの光磁気記録媒体では、ａ−合金層と本発明
に係る磁性体簿膜との間で組成が幾分混合したものとな
るかも知れないが、両層は磁気特性が比較的近似してい
ることから不都合は生じない。勿論、両層でキュリー温
度、補償温度をあわせることもできる。なお、ａ−合金
層が自由表面に位置する場合には、その上に保護層（Ａ
ＱＮ、　ＳｉＮ。

ＳｊＯ，Ｔｉｅ、　ＴｉＮ、　Ｓｉｎ、などの薄層）が
設けられることが好ましい。また、誘電体層が設けられ
てよいことは第１図、第２図において説明したのと同様
である。

本発明の光磁気記録媒体の製造は、既述のとおり、種々
の製膜法が採用しつるが、その中でも磁性体薄膜につい
てはイオンビームスパッタ法によるのが有利である。

第３図は本発明方法の実施に好適な装置の一例の概略を
示したものである。

この装置においては、真空槽２内部にイオン銃３の先端
部がつき出すように配置されている。イオン銃３はガス
ボンベ４から供給されるＮ２ガス（好ましくはＮ２ガス
とＡｒガスとの混合ガス）に数ＫＶの直流電圧を印加し
てプラズマ化し、先端部前面の穴から、そのプラズマを
ターゲラｌ−５に向けて放射できるようになっている。

ここでは、ガスボンペイから供給されるガスはＮ２ガス
又はＮ２ガスとＡｒガスとの混合ガスとしているが、（
ａ）窒化物磁性体薄膜が酸素を含むもの（窒化物酸化物
混合磁性体薄膜）である場合には供給ガス中に更に酸素
ガスを加え、（ｂ）前記（ａ）のものが例えば酸素及び
炭素を含むもの（窒化物炭化物酸化物混合磁性体薄膜）
である場合には更にＣＯガス又はＣＯ２ガスを加えるよ
うにすればよい。便宜」二、磁性体薄膜はＦｅ）（Ｎ薄
膜であるとして説明を進めることにするが、製膜手段及
び使用金属又は合金等それ自体に木質的な差異がある訳
ではない。

いま、ターゲット５を純Ｖ、（純度　９９．９９％程度
）にしておくと、プラズマ化され五−窒素原子及びアル
ゴン原子（Ｎ、７５％＋Ａｒ２５％）はターゲット５の
鉄原子をスパッタする。

スパッタされた鉄原子とターゲット前面のプラズマ中の
窒素原子とは反応しＦｅ）（Ｎ　（ｘ　＝　２〜３）と
なって非磁性支持体１１の表面に堆積し、薄膜（磁性体
薄膜）を形成する。

こうして非磁性支持体ＩＩ上に磁性体薄膜Ｉ２を形成す
ることかできるが、この薄膜形成にあっては、非磁性支
持体１１の裏面側であって非磁性支持体１１の面に垂直
方向にむいた磁束を主体とする磁界を存在せしめるよう
に磁石６を配設して行なうのが極めて望ましい。

非磁性支持体Ｉ＋はゆっくり回転する回転ロール７で移
動されるようになっているが、非磁性支持体１１は加熱
や冷却などはなされず常温に維持されている。

イオン銃３に供給されるガスには、いずれの場合におい
ても、不活性ガスであるＡｒガスを共存させておくのか
好ましい。

非磁性支持体１１がフレキシブルでない場合には、回転
ロール７を用いることなく、その代り、その非磁性支持
体１１の保持具が用いられる。

磁石６は電磁石、永久磁石のいずれであってもよく、ま
た、磁石の個数は任意である。要は先に述べたとおり、
非磁性支持体１１の面に対して垂直方向となる磁束を主
体とした磁界が形成しうるものであれば足りる。磁界の
強さは１０〜５０００ガウス好ましくは１００〜１００
０ガウスに設定される。

真空槽２内の真空度（ガス圧力）は１〜ｌ０ＸＩＯ−’
Ｔｏｒｒ好ましくは１〜５Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒである
。

〔実施例〕

次に第３図に示した装置を用いての磁性体薄膜の製造に
ついて記載する。

比較例１ ここでは、ターゲット５を純鉄（純度：　９９．９９％
）とし、真空槽２内の圧ノＪを約］　Ｘ　１０−’Ｔｏ
ｒｒ一定となるようにａｉｒを導入し、また、導入ガス
をＮ、　（７５％）＋Ａｒ（２５％）の混合ガスとして
、全ガス圧力を１゜５ＸｌＯ−Ｔｏｒｒとし、イオン銃
電圧を約６．ＯＫＶとし、イオン銃電流を４．０ｍＡ、
ターゲット基板間距離１７ｍｍとした条件で、かつ、イ
オン銃３から放射されるプラズマのターゲラｌ−５及び
非磁性支持体（厚さ約１ｍｍのガラス基板）１１への入
射角をともに約４０″として製膜を行なって基板上に約
２０００入庫の磁性膜を堆積させた。このもののＸ線回
折では１＝４１．２ｄｅｇに回折ピークがみられ、また
、元素分析を行なった結果、膜中の酸素含有率は２６．
５ａｔｏｍｊｃ％であり、炭素含有率は６．８ａｔｏｍ
ｊｃ％であった。

なお、イオン銃３から放射されるプラズマのターゲット
５や非磁性支持体１１への入射角は、４０°程度が好ま
しいとしたが、必ずしも限定されるわけではなく、例え
ば非磁性支持体１１の移動速度、堆積膜〔ε和ＦｅｘＮ
　（ｘ　＝　２〜３）＃膜］の厚さ等を配慮して適宜選
択しうるものである。

実施例１ ターゲット材料をＦｅＴｂ　（Ｆｅ濃度：８５ａｔｏｍ
ｊｃ％）に代えた以外は比較例１とまったく同様にして
磁性膜を形成した。この磁性膜にはＴｂＮの微小なピー
クも観察され、またＸ線回折の結果２０・４１．２ｄｅ
ｇに回折ピークが観察され、ε相窒化鉄（ＦｅｘＮ　（
ｘ・２〜３）］のＣ軸配向膜であるのが認められた。

実施例２ ターゲット材料をＦｅＧｄ　（Ｆｅ濃度：９０ａＬｏｍ
ｊｃ％）に代えた以外は比較例１とまったく同様にして
磁性膜を形成した。Ｘ線回折の結果は実施例】と同様に
してε相窒化鉄の０面が観察された。

実施例３ ターゲット材料をＦｅＤｙ（Ｆｅ濃度：９０ａＬｏｍｉ
ｃ％）にかえた以外は比較例１とまったく同様にして磁
性膜を形成した。Ｘ線回折の結果は実施例Ｉと同様にε
相窒化鉄の０面が観察された。

実施例４ ターゲット材料をＦｅＨｏ（Ｆｅ濃度：９０ａｔｏｍｊ
ｃ％）に代えた以外は比較例１とまったく同様にして磁
性膜を形成した。Ｘ線回折の結果は実施例１と同様にし
てε相窒化鉄の０面が観察された。膜中の酸素及び炭素
含有率はほぼ比較例１と同様であった。

これらについてＶＳＭで測定して得られた磁気特性をま
とめて表−１に示す。

〔発明の効果〕

本発明の光磁気記録媒体によれば、光透過率が高くファ
ラデー効果が太きいため、良好な記録・再生が行なえる
。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明に係る磁性膜を用いた代表的な
光磁気記録媒体の二側の断面図である。 第３図は光磁気記録媒体の製造の望ましい手段を説明す
るための概略図である。 １・・・光磁気記録媒体 ２・・・真空槽 ３・・・イオン銃　　　　　　　４・・・ガスボンベ５
・・・ターゲット　　　　　　６・・・磁石７・・回転
ロール １１・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一
   種の金属（Ｍ）の窒化物〔ＭｘＮ（ｘ＝２〜３）〕を主
   成分とし、かつ、これに希土類元素のうちのＧｄ、Ｔｂ
   、Ｄｙ及び／又はＨｏが含有されたものからなり、垂直
   磁気異方性を有していることを特徴とする磁性膜。