【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
この発明は、光磁気記録媒体の製造方法に関するもので
ある．さらに詳しくは、この発明は、垂直磁化記録され
、レーザー光により記録ビットからの読取り再生可能な
高性能光磁気記録媒体の製造法に関するものである．
（従来の技術とその課題）
従来より、磁気あるいは光磁気による記録媒体の開発が
精力的に進められてきており、記録密度の向上、記録・
再生精度の向上等について様々な角度からの検討が加え
られてきている．このうち、レーザー光を利用しての光
磁気記録が近年注目されており、このための記録媒体に
ついての検討が進んでもいる．
一般的に、光磁気記録のための媒体としては、（１）垂
直磁気異方性を有すること、（２）保磁力が大きいこと
、（３）力一回転角が大きいことが最も重要な特性要件
となっている．もちろん、その他の、反射率、粒界サイ
ズ、耐久性等も大切な要件である．
これらの特性要件を満たすために、これまでは、ＴｂＦ
ｅＣｏ、Ｉ）ｙＦｅＣｏなどの遷移金属と希土類金属と
の合金薄膜が使用されてきており、この合金薄膜は、ア
モルファス状態で非常に保磁力が大きく（数ＫＯｅ）、
さらに磁化曲線およびカーヒステリシスにおいて角型比
がほぼ１．０であることを特徴としている．
しかしながら、これらの合金薄膜の場合、一方では、力
一回転角が最大でも０．４５゜と非常に小さく、通常Ｓ
１０やＡｊＮなどのエンハンス層を設けて見かけ上のカ
ー回転角を大きくしている．また、耐久性の点でも希土
類元素を含んでいるために非常に酸化されやすく、保護
膜なしでは使用できないという欠点を有している．
一方、このような欠点のない記録媒体として、Ｃｌｋ結
晶構造を有するＰｔＭｎＳｂｌ膜が注目されている．
この薄膜は、力一回転角が１〜２゜と大きく、しかも合
金状態ではｐｔが数１０ｗｔ％含有されているために、
上記のＴｂＦｅＣｏなどに比べて耐酸化性が非常に良好
で、保護膜なしでもある程度使用され得るという特徴を
有している．しかしながら、このＰｔＭｎＳｂ薄膜には
これらの利点がある反面で、その磁気特性においては面
内磁化優位性を持ち、また、保磁力がせいぜい２０００
ｅと小さく、光磁気記録媒体としては実用に供すること
はできない．その上、この薄膜は、カー回転角が非常に
大きいとはいえ、それは５ＫＯｅ以上も磁場をかけた場
合であり、外部磁場ゼロでのＰｔＭｎＳｂ薄膜の残留カ
ー回転角はその角型性が悪いためにＴ ｂ Ｆ ｅ Ｃ
ｏ薄膜に比べてさらに小さくなってしまう．カーヒス
テレシスはその磁化曲線に相似することから、その磁気
特性を改善しない限りいくら飽和カー回転角が大きくて
も意味がないことになる．第６図および第７図は、’Ｉ
” ｂ Ｆ ｅ Ｃ ｏ系合金薄膜の磁化曲線とカール
ープ、およびこれまでのＰｔＭｎＳｂ系合金薄膜の磁化
曲線とカーループとを対比して示したものである．
ここに見られるように、第６図のＴｂＦｅＣｏ系などの
磁化曲線とカーループは非常に角型性がよいが、力一回
転角度自体の大きさは、前述のごとく、最大でも０．４
５゜程度である．一方の第７図の従来のＰｔＭｎＳｂ系
では、角型性は悪いが、カー回転角度は印加磁場１ ０
Ｋ Ｏ ｅが必要といえども最大で１〜２°にも達す
る．すなわち、磁化曲線の角型性をあげることができれ
ばそれに対応してカーループの角型性もあがり、磁場ゼ
ロでの力一回転角も著しく増大することになる．この発
明は以上の通りの事情に鑑みてなされたものであり、そ
の特性が注目されるＰｔＮｎＳｂ薄膜の欠点を改善し、
磁気特性を向上させ、がっ、カーヒステレシスの角型性
向上を可能としたＰｔＭｎＳｂ薄膜系がらなる光磁気記
録媒体の製造方法を提供することを目的としている．（
課題を解決するための手段）
この発明は、上記の課題を解決するものとして、Ｃｌｋ
結晶構造を有するＰｔＭｎＳｂ合金薄膜をその成膜後に
酸素ガス、あるいは酸素ガスと不活性ガスとの混合ガス
雰囲気下に熱処理することを特徴とする光磁気記録媒体
を提供する．
この発明の製造方法においては、ＰｔＭｎＳｂ合金薄膜
の成ＷＡ後に、上記の酸素雰囲気下に熱処理することに
より、Ｍｎまたはｓｂの酸化物相、もしくはＭｎ−Ｓｂ
の複合酸化物相をｗｉ細析出させて混和結晶状態とする
ことを特徴としており、この処理方法によって製造した
記録媒体は、従来のＰｔＭｎＳｂ薄膜に比べて保磁力が
大きく、垂直異方性も大きい．また、保磁力が大きくな
るに従って、角型比も増大する．
このような優れた磁気特性を有する光磁気記録媒体は、
ＰｔＭｎＳｂ薄膜を真空槽中で、適度な酸素分圧を与え
て熱処理するが、酸素ガス、あるいは酸素ガスと不活性
ガスとの混合ガス中の酸素分圧は、通常、４５０℃、１
時間の処理の場合では５ Ｘ １ ０−’Ｔｏｒｒ〜５
ｘ １ ０−’Ｔｏｒｒ程度とすることができる．
熱処理の条件としては、通常、３００〜６００℃に加熱
することができる．
なお、この熱処理時の温度一時間一酸素分圧の関係につ
いては、温度を一定とした場合には、高い酸素分圧ほど
処理時間を短くし、酸素分圧を一定とした場合には、高
温度ほど処理時間を短くする．
処理対象としてのＰｔＭｎＳｂ合金薄膜は、スパッタリ
ング等の通常の気相蒸着の方法により製造することがで
きる．
この発明の方法により製造される記録媒体の磁気特性お
よび磁気光学特性は、従来のものに比べて著しく向上す
るが、これは、微細結晶粒界の選択的な酸化により個々
の結晶粒が磁気的に孤立されて保磁力と垂直異方性が大
きくなることに由来するものと推察される．磁気特性が
改善されればカーヒステレシスの角型比もこれに相似す
ることから改善される．
以下、実施例を示し、さらに詳しくこの発明の光磁気記
録媒体の製造方法についてさらに詳しく説明する．
実龍例１
通常のＲ．Ｆスパッタリング法により石英基板上に展厚
が１５００人になるようにＰｔＭｎＳｂ薄膜を成膜した
．この時使用したターゲットは、Ｍｎｓｂ合金ターゲッ
ト（６インチ径）上に５關角のｐｔチップを均一に分布
させた複合ターゲットである．
また、基板温度を１００℃とし、到達真空度１．５ ｘ
１ ０−’Ｔｏｒｒで純アルゴンガスを導入し、チャ
ンバー内圧力を４ Ｘ １ ０−’Ｔｏｒｒとする，こ
の状態でスパッタリング出力２００Ｗで１０分間成膜す
る．
成膜後に、その基板を取り出し、続いて熱処理を行う．
これは別の真空槽において、まず２×１ ０−’Ｔｏｒ
ｒにまで排気し、続いてＡｒと酸素の混合ガス（０２：
２０％）を導入する．真空槽内の圧力を４ Ｘ １ ０
−’Ｔｏｒｒに保ちながら、ヒーターにて４５０ ’Ｃ
まで加熱し、その温度で１時間保持する．この処理によ
って得られる薄膜のＸ線回折パターンを示したものが第
１図である．従来のＰｔＭｎＳｂ単相の回折パターンは
Ｃｌｂｌｌｆｉをとるので明瞭なピーク（１１１ ）、
（２２０）、（３１１ ）、（４００ ）・・・等が現
われるが、この第１図から明らかなように、低角度側で
ＰｔＭｎＳｂ相とは別のピークが現れる．これらは、Ｍ
ｎあるいはｓｂの酸化物相、もしくは、Ｍｎ−Ｓｂの複
合酸化物相を示している．実際に、この第１図には、Ｐ
ｔＭｎＳｂ相の他にｓｂ酸化物相とＭｎ−ｓｂ複合酸化
物相が確認される．
また、第２図は、この薄膜の磁気特性（Ｍ−Ｈループ）
を示したものである．この磁気特性の評価結果を従来の
ＰｔＭｎＳｂ薄膜の場合と比較したものが次の表１であ
る．
この表１から明らかなように保磁力（ Ｈ ｃ上）が９
０００ｅと従来のものに比べて約４．５倍にも大きくな
っている．また角型比（Ｒｓ）も著しく増大している．
表
１
実施例２
実施例１と同様にして、ＰｔＭｎＳｂ薄膜をガラス基板
上に堆積させた．Ｘ線回折法により００結晶椙造を持つ
ことを確認した．他の結晶相は見られなかった．
次いで、成膜面を雰囲気に接するようにセットし、熱処
理炉内を１ ０−’Ｔｏｒｒ台の真空度に排気する．そ
の後、ガス導入口よりＡ ｒ ＋０２ （ Ｏｘ ＝
２０％）の混合ガスを流入させ、一方で真空ポンプによ
り少量づつ排気して炉内圧力を３×１ ０ −’Ｔｏｒ
ｒ （酸素分圧６ Ｘ １ ０−’Ｔｏｒｒ）に、一定
に保つ．
次にヒーターの通電を開始し、５℃／分の速度で昇温さ
せ、４５０℃で１時間保つ．
室温近くまで徐冷し、材料を炉内より取出す．このよう
にして熱処理した薄膜をＸ線回折により分析すると、Ｐ
ｔＭｎＳｂ相の他に、ｓｂ酸化物、Ｍｎ−Ｓｂ複合酸化
物が認められた．
この時の保磁力（Ｈｃ上）は８５００ｅと大きく、角型
比も大幅に増大している．第３図はこの試料のカーヒス
テレシスである．このように、力一回転角も１．９４°
と大きく、さらにカーヒステレシスの角型性が０．４４
と大幅に改善された結果、磁場ゼロでの残留θｋが０．
８５°となり、Ｔ ｂ Ｆ ｅ Ｃ ｏ系の０．４５’
に比べて２倍近い増大がみられる（レーザー波長６９０
ｎｎ ） ，
実施例３
実施例１と同様にして、ＰｔＭｎＳｂｉ’Ｗ膜の熱処理
を行った．４５０℃、１時間の処理において、保磁力（
ＨＣＪＬ）、磁化（Ｍｓ）の酸素分圧依存性について評
価した．その結果を示したものが第４図である．保磁力
（Ｈｃｐ ）は、酸素分圧が大きくなるに従って増大し
、Ｐ ０２ ＝４ Ｘ １ ０−’Ｔｏ『『において１
．１ｋＯｅにも達した．一方、飽和磁化（Ｍｓ）は、Ｐ
Ｏ ２ ＝ ５ Ｘ １ ０−’Ｔｏｒｒまでほぼ一
定であるが、酸素分圧の過度の上昇によって酸化物相が
多くなり過ぎると飽和磁下が低下することがわかる，
５ ｘ １ ０ −’Ｔｏｒｒ 〜８ ｘ １ ０ −
’Ｔｏｒｒ程度の適度な酸素分圧が優れた磁気特性を示
す．実鉋例４
実施例２と同様にして、４５０℃、１時間の熱処理にお
いて、飽和カー回転角と残留カー回転角との酸素分圧依
存性について評価した．その結果を示したものが第５図
である．
飽和カー回転角はＰｏ２＝６Ｘ１ ０−’ＴＯｒｒ″′
Ｃ′最大になるが、飽和カー回転角と角型比との積（外
部磁場ゼロでのカー回転角）では、Ｐ ｏ ｘ ＝ ５
Ｘ１ ０−’Ｔｏｒｒ以下であれば酸素分圧の差によ
る違いはほとんどみられない．このため、光学特性に関
してだけみると、Ｐ ｏｘ ＝８Ｘ １ ０−’ＴＯｒ
ｒ近傍が最適条件となり、記録再生時のＣ／Ｎ比は最良
となる．
（発明の効果）
この発明の方法により、以上詳しく説明した通り、磁気
特性および磁気光学特性を著しく向上させた新規なＰｔ
ＭｎＳｂ系光磁気記録媒体が実現される．DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) This invention relates to a method of manufacturing a magneto-optical recording medium. More specifically, the present invention relates to a method for manufacturing a high-performance magneto-optical recording medium that is recorded with perpendicular magnetization and is capable of reading and reproducing recorded bits using laser light. (Conventional technology and its issues) The development of magnetic or magneto-optical recording media has been actively pursued for some time, and improvements in recording density, recording and
Studies have been conducted from various angles to improve playback accuracy. Among these, magneto-optical recording using laser light has attracted attention in recent years, and research into recording media for this purpose is progressing. Generally, the most important characteristics for a medium for magneto-optical recording are (1) having perpendicular magnetic anisotropy, (2) having a large coercive force, and (3) having a large force/rotation angle. It is a requirement. Of course, other important requirements include reflectance, grain boundary size, and durability. To meet these property requirements, TbF
Alloy thin films of transition metals and rare earth metals such as eCo and I)yFeCo have been used, and this alloy thin film has a very large coercive force (several KOe) in an amorphous state.
Furthermore, it is characterized by a squareness ratio of approximately 1.0 in the magnetization curve and Kerr hysteresis. However, in the case of these alloy thin films, on the one hand, the rotation angle per force is very small at the maximum of 0.45°, and usually S
An enhancement layer such as 10 or AjN is provided to increase the apparent Kerr rotation angle. In addition, in terms of durability, it has the disadvantage that it is extremely susceptible to oxidation because it contains rare earth elements, and cannot be used without a protective film. On the other hand, a PtMnSbl film having a Clk crystal structure is attracting attention as a recording medium free of such drawbacks. This thin film has a large force-to-rotation angle of 1 to 2 degrees, and contains several tens of wt% of PT in the alloy state.
It has very good oxidation resistance compared to the above-mentioned TbFeCo, etc., and can be used to some extent even without a protective film. However, while this PtMnSb thin film has these advantages, its magnetic properties include superior in-plane magnetization, and its coercive force is at most 2000
e, and cannot be used practically as a magneto-optical recording medium. Furthermore, although this thin film has a very large Kerr rotation angle, this is only when a magnetic field of 5 KOe or more is applied, and the residual Kerr rotation angle of the PtMnSb thin film with no external magnetic field is due to its poor squareness. ni T b F e C
oIt is even smaller than a thin film. Since the Kerr hysteresis is similar to the magnetization curve, it is meaningless no matter how large the saturation Kerr rotation angle is unless the magnetic properties are improved. Figures 6 and 7 show 'I
” b This shows a comparison of the magnetization curve and Kerr loop of a F e Co alloy thin film and the magnetization curve and Kerr loop of a conventional PtMnSb alloy thin film. Although the magnetization curve and Kerr loop of the TbFeCo system have very good squareness, the magnitude of the force-rotation angle itself is 0.4 at most, as mentioned above.
It is about 5°. On the other hand, in the conventional PtMnSb system shown in FIG. 7, the squareness is poor, but the Kerr rotation angle is 10 in the applied magnetic field.
Even though K O e is required, it reaches a maximum of 1 to 2 degrees. In other words, if the squareness of the magnetization curve can be increased, the squareness of the Kerr loop will correspondingly increase, and the force-per-rotation angle at zero magnetic field will also increase significantly. This invention was made in view of the above circumstances, and aims to improve the drawbacks of the PtNnSb thin film, which is attracting attention for its characteristics.
The object of the present invention is to provide a method for manufacturing a magneto-optical recording medium made of a PtMnSb thin film system, which has improved magnetic properties and is capable of improving the squareness of Kerr hysteresis. (
Means for Solving the Problems) This invention solves the above problems by using Clk
A magneto-optical recording medium is provided in which a PtMnSb alloy thin film having a crystalline structure is heat-treated in an atmosphere of oxygen gas or a mixed gas of oxygen gas and an inert gas after the film is formed. In the manufacturing method of the present invention, after the formation of the PtMnSb alloy thin film, heat treatment is performed in the above oxygen atmosphere to form an oxide phase of Mn or sb, or an Mn-Sb
The recording medium produced by this processing method has a higher coercive force and a higher perpendicular anisotropy than a conventional PtMnSb thin film. ．． Furthermore, as the coercive force increases, the squareness ratio also increases. Magneto-optical recording media with such excellent magnetic properties are
The PtMnSb thin film is heat-treated in a vacuum chamber by applying an appropriate oxygen partial pressure, but the oxygen partial pressure in oxygen gas or a mixed gas of oxygen gas and inert gas is usually 450°C and 1.
In the case of time processing, 5 X 1 0-'Torr ~ 5
It can be set to about x 1 0-'Torr. The heat treatment conditions are usually 300 to 600°C. Regarding the relationship between temperature, hour, and oxygen partial pressure during this heat treatment, when the temperature is held constant, the higher the oxygen partial pressure, the shorter the treatment time, and when the oxygen partial pressure is held constant, the higher the The higher the temperature, the shorter the processing time. The PtMnSb alloy thin film to be processed can be manufactured by a normal vapor phase deposition method such as sputtering. The magnetic properties and magneto-optical properties of the recording medium manufactured by the method of this invention are significantly improved compared to conventional ones, and this is because the selective oxidation of fine grain boundaries causes individual crystal grains to become magnetically This is presumed to be due to the fact that the coercive force and perpendicular anisotropy increase due to the isolation of the magnetic field. If the magnetic properties are improved, the squareness ratio of Kerr hysteresis will also be improved because it is similar to this. Hereinafter, examples will be shown and the method for manufacturing the magneto-optical recording medium of the present invention will be explained in more detail. Jitsuru Example 1 Normal R. A PtMnSb thin film was deposited on a quartz substrate using the F sputtering method to a thickness of 1500 nm. The target used at this time was a composite target in which PT chips of 5 angles were uniformly distributed on a Mnsb alloy target (6 inch diameter). In addition, the substrate temperature was 100°C, and the ultimate vacuum was 1.5 x
Pure argon gas is introduced at 10-' Torr, and the pressure inside the chamber is set to 4 x 10-' Torr. In this state, a film is formed at a sputtering output of 200 W for 10 minutes. After film formation, the substrate is taken out and then heat treated.
In a separate vacuum chamber, first 2×1 0-'Tor
The mixture gas of Ar and oxygen (02:
20%). The pressure inside the vacuum chamber is 4 x 1 0
-450'C with heater while maintaining at 'Torr'
Heat to temperature and hold at that temperature for 1 hour. Figure 1 shows the X-ray diffraction pattern of the thin film obtained by this treatment. The conventional PtMnSb single phase diffraction pattern has a clear peak (111),
(220), (311), (400), etc. appear, but as is clear from Fig. 1, a peak different from that of the PtMnSb phase appears on the low angle side. These are M
It shows an oxide phase of n or sb, or a composite oxide phase of Mn-Sb. In fact, in this Figure 1, P
In addition to the tMnSb phase, an sb oxide phase and a Mn-sb composite oxide phase are confirmed. In addition, Figure 2 shows the magnetic properties of this thin film (M-H loop).
This is what is shown. Table 1 below compares the evaluation results of magnetic properties with those of conventional PtMnSb thin films. As is clear from Table 1, the coercive force (on H c) is 9
000e, which is approximately 4.5 times larger than the conventional model. The squareness ratio (Rs) also increased significantly. Table 1 Example 2 A PtMnSb thin film was deposited on a glass substrate in the same manner as in Example 1. It was confirmed by X-ray diffraction that it had a 00 crystal structure. No other crystalline phases were observed. Next, the film-forming surface is set so as to be in contact with the atmosphere, and the inside of the heat treatment furnace is evacuated to a degree of vacuum on the order of 10-' Torr. After that, A r +02 (Ox =
A mixed gas of 20%) was introduced, while the furnace was evacuated little by little using a vacuum pump to raise the pressure inside the furnace to 3×10-'Tor.
r (oxygen partial pressure 6 x 10-'Torr). Next, turn on the heater, raise the temperature at a rate of 5°C/min, and keep it at 450°C for 1 hour. After slowly cooling to near room temperature, the material is removed from the furnace. When the thin film heat-treated in this way was analyzed by X-ray diffraction, it was found that P
In addition to the tMnSb phase, sb oxide and Mn-Sb composite oxide were observed. The coercive force (on Hc) at this time is as large as 8500e, and the squareness ratio has also increased significantly. Figure 3 shows the Kerr hysteresis of this sample. In this way, the rotation angle per force is also 1.94°
The squareness of the Kerr hysteresis is 0.44.
As a result of this significant improvement, the residual θk at zero magnetic field is now 0.
85°, 0.45' of T b Fe Co system
(laser wavelength 690
nn), Example 3 A PtMnSbi'W film was heat-treated in the same manner as in Example 1. In the treatment at 450℃ for 1 hour, the coercive force (
HCJL) and evaluated the dependence of magnetization (Ms) on oxygen partial pressure. Figure 4 shows the results. The coercive force (Hcp) increases as the oxygen partial pressure increases, and P 02 = 4
．． It reached 1kOe. On the other hand, the saturation magnetization (Ms) is P
Although it is almost constant until O 2 = 5 X 1 0-'Torr, it can be seen that the saturation magnetic field decreases when the oxide phase increases too much due to an excessive increase in the oxygen partial pressure.
5 x 1 0 −'Torr ~ 8 x 1 0 −
'A moderate oxygen partial pressure of about Torr shows excellent magnetic properties. Practical Plane Example 4 In the same manner as in Example 2, the oxygen partial pressure dependence of the saturated Kerr rotation angle and the residual Kerr rotation angle was evaluated in a heat treatment at 450° C. for 1 hour. Figure 5 shows the results. The saturated Kerr rotation angle is Po2=6X1 0-'TOrr'''
C' becomes maximum, but at the product of the saturation Kerr rotation angle and the squareness ratio (Kerr rotation angle with zero external magnetic field), P o x = 5
If X1 is below 0-'Torr, there is almost no difference due to the difference in oxygen partial pressure. Therefore, if we look only at the optical properties, P ox =8X 1 0-'Tor
The optimal condition is near r, and the C/N ratio during recording and reproduction is the best. (Effects of the Invention) As explained in detail above, the method of this invention produces a novel Pt with significantly improved magnetic properties and magneto-optical properties.
A MnSb-based magneto-optical recording medium is realized.
【図面の簡単な説明】
第１図および第２図は、各々、この発明の一実施例につ
いてのＸ線回折パターン図と磁気特性（Ｍ−Ｈループ）
図を示したものである．第３図は、この発明の記録媒体
のカーヒステレシス図を示したものである．
第４図および第５図は、各々、この発明の記録媒体につ
いて、保磁力と磁化、およびカー回転角の酸素分圧との
関係を示した相関図である．第６図は、従来のＴｂＦｅ
Ｃｏ薄膜の磁化曲線とカーループを示した特性図であり
、また第７図は従来のＰｔＭｎＳｂ薄膜の磁化曲線とカ
ーループとを示した特性図である．[Brief Description of the Drawings] Figures 1 and 2 are an X-ray diffraction pattern diagram and magnetic properties (M-H loop) of an embodiment of the present invention, respectively.
The diagram is shown below. FIG. 3 shows a Kerr hysteresis diagram of the recording medium of this invention. FIGS. 4 and 5 are correlation diagrams showing the relationship between coercive force and magnetization, and Kerr rotation angle and oxygen partial pressure, respectively, for the recording medium of the present invention. Figure 6 shows conventional TbFe
FIG. 7 is a characteristic diagram showing the magnetization curve and Kerr loop of a Co thin film, and FIG. 7 is a characteristic diagram showing the magnetization curve and Kerr loop of a conventional PtMnSb thin film.