JPH03286438A - 光磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents

光磁気記録媒体の製造方法

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JPH03286438A
JPH03286438A JP8807990A JP8807990A JPH03286438A JP H03286438 A JPH03286438 A JP H03286438A JP 8807990 A JP8807990 A JP 8807990A JP 8807990 A JP8807990 A JP 8807990A JP H03286438 A JPH03286438 A JP H03286438A
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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するものであり特にバイ
アス磁場特性に優れ、かつ記録再生使用耐久性に優れた
光磁気記録媒体及びその製造方法に関するものである。
[従来技術及びその問題点コ 近年、光磁気記録媒体はレーザー光による書き込み読み
出しが可能な光磁気ディスクとして、大容量のデータフ
ァイルなどに広く利用されている。
この光磁気記録媒体は、ガラス、プラスチックなどの透
明基板上に、スパッタ法によって、少なくともTbFe
Co、GdTbFeCo等の希土類金属及び遷移金属を
主体とする記録層を有する光磁気記録層が形成されてい
る。そして、通常はこの記録層と透明基板の間に干渉層
として5isN4.S i O2あるいはS i A 
I N等の第1誘電体層が設けられ、更に保護層もかね
て特性を改善するために記録層の上にも第2誘電体層が
設けられることが多い。また更にその上には、C/Nを
高めるためにAll!、A、j!−Ti、Aj!−Ta
等の金属反射層の薄膜を積層して3層構成もしくは4層
構成の光磁気記録層を有する光磁気記録媒体が広く使用
されている。
その他、記録層としては希土類金属と遷移金属を主体と
する合金の単一層もしくは遷移金属を主体とする薄膜と
希土類金属を主体とする薄膜をそれぞれ数人乃至10人
の厚さで交互に少なくとも2層以上積層したいわゆる交
互積層膜の光磁気記録層を有する光磁気記録媒体がある
透明基板の片面に光磁気記録層を有する2枚の媒体を光
磁気記録層がある面を内側に向けて張り合わせた両面記
録型の貼合わせタイプの光磁気記録媒体もある。
そして、前記光磁気記録層を構成している各層は、通常
、各層の構成金属をターゲットとして使用し、低圧の不
活性ガス雰囲気下でスパッタリング法により放膜される
数100人から数千人の厚さの薄膜である。
光磁気記録媒体への情報の記録に際しては、まず媒体に
消去用のバイアス磁場を印加しつつレーザービームを一
様に照射して、記録層のキュリー温度まで加熱してすで
に書き込まれた記録情報を消去し、外部からバイアス磁
場を印加して記録層を一定の方向に磁化し、ついで、書
き込み用のバイアス磁場を印加しつつレーザービームに
よる記録情報の書き込みが行われる。
C/Nと前記バイアス磁場(Hb)との関係は、一般に
バイアス磁場に比例してC/Nは大きくなるが、C/N
の変化が飽和する飽和バイアス磁場(Hb s )が媒
体固有の特性として存在する。そして、この飽和バイア
ス磁場を小さくすることは、すなわち前記の消去、書き
込み時に必要なバイアス磁場を小さくできると言うこと
であり、また同時に同じバイアス磁場を印加したとして
も飽和バイアス磁場が小さい媒体を使用した方がC/N
を向上させる上で有利となる。
消去及び書き込み時に必要な前記バイアス磁場(Hb)
を小さくすることは、バイアス磁場印加用磁石を小さく
できることになるので、ドライブの小型化にとっても有
利となる。
また、最近、光磁気記録媒体の使用形態が多様化してお
り、オーバーライド記録の要求が強いが、その際も必要
なバイアス磁場(Hb)を小さくすることは、装置の小
型化、アクセスタイムの短縮に必須の要件となることが
予測される。
しかし、バイアス磁場に対して以上のような要求がある
にもかかわらず、実際には、消去、記録に必要なバイア
ス磁場が安定している光磁気記録媒体を得ることが難し
く、100乃至7000eの範囲でばらつきがあった。
バイアス磁場は、実用上100乃至5000e、望まし
くは200乃至3000e程度を安定して得られること
が望まれるのであるが、実際には、従来の製造方法では
そのばらつきが大きく、バイアス特性の優れた光磁気記
録媒体を安定して得るのが難しかった。
例えば、バイアス特性を制御する方法として、希土類金
属、遷移金属を記録層とする場合、その組成比を変えた
りまた他の金属を添加する方法が、MAG−87−17
7、J、^pp1.Phys、61 (7) (198
7)J、 Appl 、 Phys、26 (2) (
1987) 、 J、Appl 、Phys、 61 
(8) (1987)等に開示されているが、やはりば
らつきが大きく100乃至7000eの間でかなりばら
ついてしまった。
光磁気記録媒体に要求される実用上の特性として、前記
のバイアス特性の他に重要なものとして、消去−記録−
再生の繰り返し耐久性(EWR耐久性)がある。すなわ
ち、光磁気記録媒体を何万回と繰り返し使用してもその
特性が劣化しないことが望まれている。そして実際には
、媒体の光磁気記録層の同一部部分に消去−記録−再生
を繰り返し行ったときのC/Nの低下の度合で評価され
、−船釣には、10万回の繰り返しでC/Nの低下が4
dB以内にあることが望まれている。このEWR特性を
改良するために例えば前記の交互積層膜の光磁気記録層
の場合、その積層周期を小さくすることも、ある程度は
効果があった。
しかしその方法でも充分ではなく、しばしば10万回も
走行を続けるとC/Nの劣化が4dB以上になることが
あった。
また、このEWR特性にあっても、前記のバイアス磁場
の場合と同様、実際には同一組成で作られているにもか
かわらず、特性のばらつきがかなりあった。
[発明が解決しようとする問題点] 本発明は、前記従来技術の問題点に鑑みなされたもので
あり、バイアス特性及びEWR特性の優れた光磁気記録
媒体を提供することを目的としており、そしてバイアス
特性及びEWR特性のばらつきの少ない光磁気記録媒体
の製造方法を提供することを目的としている。
バイアス特性及びEWR特性のばらつきの少ない光磁気
記録媒体の製造方法を提供することを目的としている。
[問題点を解決するための手段] 発明者は、透明基板上にスパッタ法で光磁気記録層を形
成する際の成膜条件に着目して鋭意検討を重ねた結果、
記録層の下もしくは上に第1誘電体保護層もしくは第2
誘電体保護層をスパッタリング法により成膜する際、ス
パッタ室内の残留ガスの存在量が前記本発明の目的を達
成する上で重要であることを突き止め、本発明に至った
すなわち、前記本発明の目的は、透明基板上にスパッタ
リング法で少なくとも記録層の薄膜及び誘電体保護層の
薄膜を形成する光磁気記録媒体の製造方法において、該
誘電体保護層の成膜に際し低圧不活性ガス雰囲気中の水
素ガスの残留量を不活性ガスに対して11000pp以
下に保持しつつ誘電体ターゲットに電力を印加して誘電
体を該透明基板上にスパックして透明基板上番こ誘電#
薄膜を形成する光磁気記録媒体の製造方法により達成さ
れる。
本発明の光磁気記録媒体の光磁気記録層を構成する各層
の成膜は、スパッタリング法で行われる。
通常、成膜は1X10−’乃至2 D X 10−”T
orrの低圧のAr、He、Ne等の不活性ガス雰囲気
中でなされるが、真空層内には、不活性ガス以外の種々
のガスが残留している。例えば、窒素、水、水素、酸素
とかそのほかCHlOH等の原子団の形でも残留してい
る。誘電体保護層を成膜する際の不活性ガス雰囲気中に
残留する前記の種々のガスの内、特に水素の残留量を不
活性ガスに対して特定量以下とすることが本発明の光磁
気記録媒体のバイアス特性及びEWR特性を良好な状態
で安定に得るために重要である。また、この本発明の効
果は、誘電体保護層が記録層の干渉層として働いている
ため、記録層と誘電体保護層の界面の状態によっても大
きく影響される。
また、最上層に金属反射層がある4層構成の光磁気記録
層を有する光磁気記録媒体の場合特にその効果は大きい
以上のごとく、本発明の光磁気記録媒体及びその製造方
法においては、記録層の下層もしくは上層に隣合って形
成される誘電体保護層を成膜する際の水素ガスの残留量
を、不活性ガスの11000pp以下望ましくは、11
00PP以下、特に望ましくは、110PP以下にする
ことによって、本発明の目的をなお一層有効に達成する
ことが出来る。
光磁気記録媒体にあっては、スパック室内に残留してい
る水素が成膜された誘電体保護層の表面に吸着したり、
内部に混入したりして光磁気記録媒体を使用しているう
ちに、誘電体保護層にあるこれらのガスが熱で遊離して
隣合っている記録層を侵しEWR特性を低下させるので
はないかと考えられる。
しかし、スパック室内に残留する各種のガスの内、なぜ
水素ガスがバイアス特性及びEWR特性に大きく影響す
るのか不明な点が多いがおそらく記録層を構成する金属
に対する化学的な活性が高いためもしくは誘電体保護層
の膜構造に与える影響が大きいためではないかとも推定
される。
スパッタリングの際のスパッタ室内に残留する水素ガス
の発生源としては種々考えられる。例えば、不活性ガス
中の不純物として元々存在していた水素、水の分子がス
パッタリング中にスパッタ室内の金属製のシールド板な
どの金属を触媒として分解した生成物としての水素、有
機化合物が分解してできた水素などがある。
本発明の光磁気記録媒体及びその製造方法において、記
録層を成膜する際のスパッタ室内の水素ガスの残留量を
制御する種々の方法がある。例えば、真空層及び基板を
充分に排気処理することがまず有効であり、基板を排気
処理する場合基板が熱変形を起こさない程度の温度で熱
処理して脱ガスする。真空層中で基板の加熱処理を行っ
てもよい。スパッタ室の場合も排気を充分に行えば良い
のだが、基板の場合と同様外部からもしくは内部から加
熱処理を行うことが効果的である。このようにして主に
スパッタ室及び基板を充分に脱ガスした上、記録層を成
膜する際は、拡散ポンプ、クライオポンプ、ターボポン
プ等の排気装置の能力とオリフィス制御装置とを作動さ
せて水素ガスの濃度を調節する。残留ガス濃度を調節す
る方法は他にも考えられ、以上の方法はその1例である
ことは言うまでもない。
本発明では、記録層の成膜中は水素ガスの残留量を前記
の範囲にすることによって、消去や記録時に必要なバイ
アス磁場を7000e以下にすることができ、そのばら
つきもかなり小さくすることが出来る。
すなわち、水素ガスの残留量を限定しない従来の方法で
は、前記バイアス磁場の大きさも比較的大きくそしてそ
のばらつきも100乃至7000eあったものが本発明
の方法では、その残留量を小さく抑えることによって、
バイアス磁場の大きさは3000e以下、そしてそのば
らつきを200乃至3000e程度にすることができた
また、EWR特性もかなり改良される。
本発明の光磁気記録媒体の光磁気記録層のrIi、Hに
際して、スパッタ室内に低圧の不活性ガスを導入する。
前記不活性ガスとしては、Ar、He。
Kr、Neなどが使用できるが、中でもArが価格及び
成膜速度の面から最も望ましい。
本発明の光磁気記録媒体の作成は、まず透明基板上に第
1誘電体の薄膜が成膜される。ついでその上に記録層の
薄膜が成膜され、その上に更に第2誘電体保護層が形成
される場合と、金属反射層が形成される場合がある。前
者の第2誘電体保護層を設ける場合でも更にその上に金
属反射層を設けることによって、特性を一層改良するこ
とができる。
以上のように、本発明の光磁気記録媒体の光磁気記録層
は、3層構成である場合と4層構成である場合とに適用
され、いずれの場合においても第1誘電体層及び第2誘
電体層の少なくともどちらか一方の成膜の際はスパッタ
室の低圧不活性ガス雰囲気中の水素ガスの残留量を前記
のようにコントロールすることによって、バイアス磁場
特性並びにEWR特性を改良することができる。
本発明の光磁気記録媒体の光磁気記録層における前記第
1誘電体保si層は誘電体からなる層であって前記透明
基板上に800乃至1300人の厚さで成膜される。
前記第1誘電体保護層の材料としては、例えば、SiO
x、SiNx、TaOx、、A/2.Nx。
5iAl及びZnS等の酸化物、窒化物及び硫化物など
の誘電体が使用される。中でも、光学的特性、保護機能
の面から、Siの窒化物、A1の窒化物もしくはそれら
の混合物、5iA1等が好ましい。
第1誘電体保護層の膜厚としては、500乃至1500
Å望ましくは700乃至1200人である。
第1誘電体保護層の膜厚が余り大きくなってもまた余り
小さくなっても反射率が高くなり、C/Nが低下する。
前記第2誘電体層の材料は基本的には前記第1誘電体層
の材料と同一である。そして、その膜厚としては、光磁
気記録層が3層構成の場合500〜1500人望ましく
は600〜1200人、4層構成の場合200〜500
Å望ましくは250〜400人である。
第2誘電体保護層の膜厚が余り大きくなると3層構成の
場合感度が低下し、また、4層構成の場合C/Nが低下
する。
また余り小さくなると3層構成の場合その保護効果が低
下し、4層構成の場合C/Nが低下して望ましくない。
前記記録層の組成としては、希土類金属及び遷移金属の
合金が挙げられる。前記遷移金属としては、例えばFe
、Co、Ni等を、前記希土類金属としては、Tb、G
d、Dy、Sm、Nd等を使用することが出来る。そし
て、前記記録層の組成の具体例としては、GdCo、G
dFe、TbFe、DyFe、GdFeTb、TbFe
Co。
DyFeCo、TbFeNi、GdFeCo、NdDy
FeCo等が挙げられる。中でも、TbFeCoが製造
上の許容度が大きいため最も好ましく、更にその組成中
にCr、Ti、Ta、Nb。
Pt等が0.5乃至10at%望ましくは3乃至8at
%含有された組成であることが、実用上充分な耐腐食性
を有する上で好ましい、さらにPt−Co系の合金も記
録層のm戒として好ましい。
前記記録層の膜厚は、光磁気記録層が4層構成の場合は
、通常、200乃至300人の膜厚が望ましく、光磁気
記録層が3層構成の場合は、通常、500乃至1500
Åであることが望ましい。
前記金属反射層の材料としては、各種の金属単体及び合
金を使用することが出来る。例えば、A1、Aj!−C
uSAIl−Ti、Affi−Ta、Nt。
Ni−Cu、Au、Cu、Cu−Zn、AN−Cr、P
t等の金属をスパッタリング法により、第2誘電体保護
層上に成膜した薄膜が使用できる。
中でも単体のAlもしくはAlの合金が本発明の目的を
遠戚する上で好適である。
本発明の光磁気記録媒体の前記金属反射層の膜厚は30
0乃至1000人、更に400乃至800人であること
が望ましい。
前記金属反射層の膜厚が300人未満であると光が透過
し易くなり、C/Nが低下してしまう。
1000Å以上であると熱容量が大きくなる結果感度が
低下するので好ましくない。
尚、金属反射層を成膜する際のスパッタ室の残留水素ガ
ス及び窒素ガスを少なくすることによりさらに本発明の
効果を高めることもできる。
本発明の光磁気記録媒体の前記透明基板は、高速回転に
おいても記録消去が効果的になされるように、その機械
特性、特に面触れ加速度や面触れが少なくすることが望
ましい。
前記透明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、エポキシ樹脂、ガラス等が使用
される。中でも、ポリカーボネート、ポリメチルメタク
リレート、エポキシ樹脂等の樹脂基板がコスト的に好ま
しく、特に、ポリカーボネートは、吸水率が比較的小さ
く、ガラス転移温度が高いなどの利点を有しているので
特に好ましい。
本発明における光磁気記録媒体は、前記のように基板上
に各層を成膜して光磁気記録層が形成され、さらにその
上面及び側面を紫外線硬化樹脂等の有機樹脂保!i層で
被覆することにより、また基板の記録層を設けた側とは
反対の面にも紫外線硬化樹脂等の層を設けることによっ
て光磁気記録媒体の保存安定性を更に高めることもでき
る。
また、ホットメルト接着剤やエポキシ系接着剤等より成
る接着剤層を介して、基板の光磁気記録層の内面を外側
に向けて、貼合わせることにより機械特性の優れた両面
記録型の光磁気記録媒体とすることもできる。
[発明の効果] 透明基板上に光磁気記録層をスパッタ法で形成する際に
、第1誘電体保護層及び第2誘電体保護層の少なくとも
どらちか一方の薄膜を成膜するときのスパッタ室内の雰
囲気ガス中における残留水素ガス更に残留窒素ガスの含
有量を特定量より少なくすることにより、得られる光磁
気記録媒体のバイアス特性及びEWR特性を改良するこ
とが出来る。
本発明の新規な特徴を以下の実施測長、び比較例によっ
て具体的に説明する。
(実施例−1) 1.6μmピッチの案内溝がある径130−2厚さ1.
2mmのポリカーボネート基板をスパッタ装置の回転基
板ホルダー上にセットして、スパッタ室内にアルゴンガ
スを導入して、ガス圧を1乃至5mTorrとした。つ
いで、スパッタ室に取り付けた残留ガス測定装置でスパ
ッタ室内の水素ガス圧を脱ガスの時間及びタライオンポ
ンプの排気力を変えることによって制御しながら第1表
に示すAからEまで5種の条件下とした。
そして、マグネトロンスパッタ法によりまず第1誘電体
保護層として、1100大の厚さのSiNxの薄膜を成
膜した。
第1誘電体保護層を成膜した後、その上に記録層、第2
誘電体保護層及び金属反射層をこの順で以下のような条
件で、スパッタ室の低圧不活性ガス雰囲気のガス圧を1
乃至5mmTorrの範囲に制御するだけで残留ガス圧
を特に制御せずに成膜した。
FeCoCr合金のターゲット及びTbのターゲットに
電力を印加して、二元同時スパッタにより、前記第1誘
電体保護層上にTb1sFeisCOsCrb威る組成
の記録層を250人の厚さでt2膜した。
しかる後、前記記録層の上に第2誘電体保護層として、
SiNxの薄膜を450人の厚さで成膜した。
ついで、前記第2誘電体保護層の上に金属反射層として
、A11−Ta系合金の薄膜を500人の膜厚で成膜し
て、前記基板上に第1誘電体保護層、記録層、第2誘電
体保護層及び金属反射層より収る4N構成の光磁気記録
層を有する光磁気記録媒体の試料を各条件下で100枚
ずつ作成した。
前記第1誘電体保護層の成膜時の水素ガスの残留量の制
?11幅は、アルゴンガス分圧にたいする分圧濃度をp
pmで表して第1表のように変化させた。
そして、ガスの残留量の測定は、4電極質量分析計に差
動排気装置を取り付けて行った。その方法は、まず分析
管内を作動排気してイオンを生成し前記4重極電極を通
して質量を分離して2次電子倍増管で増幅して検出した
。この時の排気の減圧比は1X10−’Torrとなる
ようにした。
方スパッタリング放膜で使用するアルゴンガスをバラト
ロン真空計でモニターしつつその値がデイスプレー上で
1X10−3Torril圧された値となるようにエミ
ッションの電圧を決めた。測定値の算出に当たっては、
各検出元素固有の補正係数で補正したこと、分析チャン
バー内の排気を充分に行って各残留ガス成分の分圧が5
X10−”Torr以下になるまで充分に排気を行った
こと、分析装置の構造を工夫して1X10−”Torr
程度の微量ガスまで検出できるようにした。
以上のようにして得た光磁気記録媒体の試料のバイアス
磁場特性及びEWR特性を以下の方法で評価した。
バイアス磁場特性の評価:NA=0.55のピックアッ
プ及び波長830nmの半導体レーザーを装備したドラ
イブで回転数を2400回転にしてサーボをかけながら
ピックアップを追従させて記録再生を行った。記録に当
たっては、8mWのレーザーパワー及びバイアス磁場0
乃至7000eで消去して、5.5mWのレーザーパワ
ー、バイアス磁場O乃至7000e及び記録周波数3.
71MHzの条件で0.75μmのピントを記録した。
尚、消去と書き込み時のバイアス磁場の値は同一にした
。次に1.5mWのレーザーパワーで読み取りスペクト
ル・アナライザーでC/Nを測定し、この測定をバイア
ス磁場を変えながら行って、C/Nが飽和し初めて飽和
C/N値から一1dBとなるバイアス磁場のイ直をもっ
てバイアス磁場値とした。
EWR特性の評価:前記ドライブを使用して8mWのレ
ーザーパワー及び3000eの印加磁場で消去し、5.
5mWのレーザーパワー及び3000eの印加磁場の条
件で記録して、1.5mWのレーザーパワーでスペクト
ル・アナライザーでC/Nを読み取った。この消去−記
録−再生のサイクルを同一トラック位置で10万回繰り
返し、10万回目のC/Nと初期のC/Nとの差を求め
てその劣化の度合を評価した。
(比較例−1) 実施例−1において、脱ガス時間及びクライオポンプの
排気能力を変えることによって、記録層成膜時の残留ガ
ス濃度を第2表のようにFからI迄の4種の条件に変化
させた以外は、実施例と同一の条件で各条件下で100
枚づつの光磁気記録媒体の試料を作成した。
バイアス磁場特性及びEWR特性の評価結果が第2表で
ある。
(実施例−2) 実施例−1において、第2誘電体保護層を成膜するとき
にだけ、スパッタ室の残留水素ガス圧を制御して、低圧
不活性ガスに対する残留水素ガス濃度を第3表のように
かえて、第2誘電体保護層以外の薄膜を形成する際は、
スパッタ室の残留水素ガス濃度は制御しなかった以外は
、すべて実施例と同一の条件で、JからNの5種類の光
磁気記録媒体の試料を各100枚ずつ作成した。
そして実施例と同一の測定条件で、バイアス特性及びE
WR特性を評価した。
(比較例−2) 実施例−2において、脱ガス時間及びタライオポンプの
排気能力を変えることによって、記録層rIi、膜時の
残留ガス濃度を第4表のようにPからS迄の4種の条件
に変化させた以外は、実施例と同一の条件で各条件下で
100枚づつの光磁気記録媒体の試料を作成した。
バイアス磁場特性及びEWR特性の評価結果が第2表で
ある。
手続補正書 平底3年斗 月5 日

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)透明基板上にスパッタリング法で少なくとも記録
    層の薄膜及び誘電体保護層の薄膜を形成する光磁気記録
    媒体の製造方法において、該誘電体保護層の成膜に際し
    低圧不活性ガス雰囲気中の水素ガスの残留量を不活性ガ
    スに対して1000ppm以下に保持しつつ誘電体ター
    ゲットに電力を印加して誘電体を該透明基板上にスパッ
    タして透明基板上に誘電体薄膜を形成する光磁気記録媒
    体の製造方法。
  2. (2)透明基板上に第1誘電体保護層、記録層及び第2
    誘電体保護層がこの順で積層されている少なくとも3層
    より成る光磁気記録層を有する光磁気記録媒体において
    、該第1誘電体保護層及び該第2誘電体保護層の少なく
    ともどらちか一方は水素ガスの残留量が不活性ガスに対
    して1000ppm以下である不活性ガス雰囲気中でス
    パッタリング法により成膜された薄膜であることを特徴
    とする光磁気記録媒体。
  3. (3)前記記録層が希土類金属及び遷移金属を主体とす
    る非晶質合金を主体とする薄膜である請求項2記載の光
    磁気記録媒体。
  4. (4)前記光磁気記録層の最上層には金属反射層がある
    請求項2もしくは請求項3記載の光磁気記録媒体。
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JPS62114141A (ja) * 1985-11-14 1987-05-25 Sharp Corp 磁気光学記憶素子

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