JPH0366048A - 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、基板上に誘電体層、光磁気記録層及び誘電体
層を順次設けた光磁気記録媒体の新規な製造方法に関す
るものである。さらに詳しくいえば、本発明は、該光磁
気記録層の保磁力を所定の範囲の値に制御して、所望の
記録再生特性を有する、光ビームにより情報の記録、再
生及び消去が可能な光磁気記録媒体を効率よく製造する
方法に関するものである。

従来の技術 近午、光ビームにより情報の記録、再生及び消去が可能
な光記録媒体として、光磁気ディスクなどの光磁気記録
媒体が開発されている。この光磁気記録媒体における情
報を記録するための光磁気記録層には、記録材料として
、従来Ｍｎ−Ｂ１などの合金が用いられていたが、今日
ではＦｅやＧｏなどの遷移金属とＮｄ、　Ｄｙ、　Ｇｄ
、　Ｔｂなとの希土類との合金が一般的に用いられてい
る。

ところで、情報の記録及び消去が可能な光記録媒体とし
ては、他に可逆的な相変化を利用したものが知られてい
るが、磁気光学効果を利用した光記録媒体は、相変化を
利用したものと異なり、記録及び消去を磁化の向きの反
転のみで行なうことを特徴としている。すなわち、磁気
光学効果を利用した光記録媒体においては、記録する場
合、まず記録層として用いる磁性体に初期化プロセスと
してレーザーなどの光ビームを照射しながら外部磁場を
連続的に印加して磁化の向きを揃えたのち、これとは逆
向きの外部磁場を印加しながら光パルスを照射してビッ
トを形成し、一方消去する場合には前記初期化プロセス
と同じ操作が行なわれる。

このような過程は原子の移動を伴わないので記録層が変
形したり、記録状態や消去状態が変化したりするおそれ
が少ないという利点を有している。

また、この種の薄膜を形成する方法も種々検討されてい
るが、前記の光磁気記録媒体の記録層においては、構成
元素の蒸気圧や生産性などの点から、一般にスパッタ法
が用いられている。

このスパッタ法の中でも、光磁気記録層としてＴｂＦｅ
ＣｏやＮｄＤｙＦｅＣｏなどの合金をスパッタ法で形成
する場合、Ｔｂ１ＮｄＤｙなどの希土類とＦｅＣｏの遷
移金属とを別々のターゲットから共にスパッタする場合
と、ＴｂＦｅＣｏ、Ｎｄ［）ｙＦｅＣｏの複合合金ター
ゲットからスパッタする場合があるが、簡便性の点から
後者の方が有利である。

しかしながら、このような複合合金ターゲットからスパ
ッタ法により製造された光記録媒体においては、光磁気
記録膜の保磁力やカー回転角などの磁性特性はフェリ磁
性であるために希土類−遷移金属比に大きく依存し、例
えばＴｂＦｅＣｏの場合、膜組成中のＴｂの原子比が１
原子％変動するだけで、保磁力が大きく変化し、カー回
転角も変動する結果、記録時の磁場感度及び再生信号振
幅などに大きく影響を与えるｔ；め、膜の組成変動を０
．５層子％以下に抑制する必要がある。しかしながら、
この膜の組成はターゲットのＩｌ戊によりほぼ決まるが
、ターゲットを希土類組Ｊｇｌｉ子％以下の再現性で作
製することはかなり困難である。したがって、ターゲッ
トの組成がｌ〜２原子％程度変動しても、光磁気記録層
の磁性特性を所望の範囲におさめることが必要である。

該磁気記録層の組成は、同一ターゲットを用いた場合で
も、ガス圧、スパッタ印加電力によっても変わるが、そ
の範囲は０．５％程度である。したがって、他の方法で
光磁気記録層の組成を調製することが必要である。

発明が解決しようとする課題 本発明は、このような事情のもとで、光磁気記録媒体に
おける光磁気記録層の希土類−遷移金属比を見掛は上Ｗ
４！Ｉｎシて、磁性特性を最適化し、所望の記録再生特
性を有する光磁気記録媒体を容易に製造するための方法
を提供することを目的としてなされたものである。

課題を解決するための手段 本発明者らはを前記目的を達成するために鋭意研究を重
ねた結果、光磁気記録層の上に誘電体層をスパッタ法に
より成膜する際に、その成膜前又は皮膜中に、酸素又は
窒素を導入して、該記録層成分中の希土類の一部を酸化
又は窒化することにより、希土類−遷移金属比を見掛は
上調節して、磁性特性を最適化することが可能であるこ
とを見い出し、この知見により本発明を完成するに至っ
た。

すなわち、本発明は、基板上に誘電体層、光磁気記録層
及び誘電体層を順次スパッタ法により成膜して、少なく
とも３層から成る光磁気記録媒体を製造するに当り、光
磁気記録層の形成直後又は該光磁気記録層の上に設けら
れる誘電体層の形成時に酸素又は窒素を導入して、該光
磁気記録層の一部を酸化又は窒化させることを特徴とす
る光磁気記録媒体の製造方法を提供するものである。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明方法により得られる光磁気記録媒体は、基板上に
誘電体層、光磁気記録媒体及び誘電体層を順次積層した
少なくとも３層から成る構造を有しているが、所望に応
じ、カー回転角を高めるために、光磁気記録層の上に設
けられた誘電体層上に、さらにＡｕ、Ｎｉ、　Ｃｒ、Ａ
ｕなどの金属から成る反射層を設けてもよい。

該光磁気記録媒体における基板としては、通常の光記録
材料の基板に慣用されている材料から成るもの、例えば
ガラス、ガラスやプラスチック上に紫外線などで硬化す
るポリマー層を設けたもの、アクリル樹脂、スチレン樹
脂、ポリカーボネート樹脂、酢酸ビニル樹脂、塩化ビニ
ル、ポリオレフィン樹脂などの透明基板、あるいはアル
ミニウムなどの不透明材料から成る基板が用いられる。

これらの基板にはアドレス情報その他を含む凹凸が形成
されていてもよい。

前記基板上に設けられる光磁気記録層としては、保磁力
Ｈｃが高く、磁化Ｍｓの小さな材料から成るアモルファ
スの垂直磁化膜が用いられる。このようなものとしては
、例えばＴｂＦｅ、　ＧｄＴｂＦｅ、丁ｂＦｅｃｏ１Ｎ
ｄＤｙＦｅＣｏ、　ＴｂＦｅＮｉなどのフェリ磁性膜が
好ましく挙げられる。また、保磁力Ｈｅを調節するため
に、これらの材料を積層化して、交換結合膜としてもよ
い。これらの材料の中で特にＴｂＦｅＣｏ、ＮｄＤｙＦ
ｅＣ。

などが好ましく用いられる。

これらの材料は、補償点組成を中心に保磁力Ｈａが急激
に低下するという特徴を有している。図面は、Ｔｂｘ（
Ｆ１３ｅｏＣＯ＋。）＋−におけるｘ（Ｉ［千％）と保
磁力Ｈｃとの関係を示すグラフである。この図面から分
かるように、補償点近傍では、希土類元素の組成変化に
対して保磁力Ｈｃが大きく変化する。例えばＴｂｚｔ（
Ｆｅ＊ｏＣｏｔｏ）ｔｓからＴｂ１ｏ（ＦｅｕｅＣｏｔ
ｏ）ｔｏと変化することにより、保磁、力Ｈｃは１３Ｋ
ｃｅから８Ｋａｅへと大きく変化し、これに伴ない光磁
気記録媒体における記録に要する必要最低記録磁場（必
要最低記録磁場は、最適記録レーザーパワーで記録する
場合、最高Ｃ／Ｎが得られる最低磁場の大きさを意味す
る）は４００ｃｐ（エルステッド）から２５００へと大
きく変化する。

前記材料は、真空系内で酸化性又は窒化性雰囲気を作用
させると希土類元素が選択的に反応し、一部希土類の酸
化物や窒化物となり、見掛は上の希土類−遷移金属比が
変化する。すなわちＴｂｚｔ（Ｆｅ＊ａＣＯ＋ｏ）であ
ったとしても、Ｔｂが一部酸化又は窒化することにより
見掛は上の組成がＴｂ２゜〜＋＊（Ｆｅｓ。Ｃｏ＋。）
６゜〜、ｌのものと同等となる。これにより保磁力は、
１３Ｋｃｅから７〜８Ｋｃｅと変化するとともに、必要
最低記録磁場も４０００から３００ｃｅ〜２００ｃｅへ
と低下させることが可能になる。

真空系内において、酸化性及び窒化性雰囲気を作用させ
る方法としては、２種の方法が用いられ、その１つとし
て光磁気記録層形成直後、系内に酸素又は窒素を導入し
、その分圧が好ましくは０．１〜ｌ　Ｑ　ｍＴｏｒｒ、
より好ましくは０．５〜ｌ　ａ＋Ｔｏｒｒの範囲にある
雰囲気に暴露させる方法がある。この分圧は所望の値に
適宜調節されるが、１０ｍＴｏｒｒを超えると光磁気記
録層が酸化又は窒化されすぎて、磁気特性が逆に悪化す
るおそれがあるし、Ｑ　、　ｌ　ｍＴ。

ｒｒ未満では本発明の効果が十分に発揮されない。

酸化性又は窒化性τ囲気を作用させるもう１つの方法と
しては、光磁気記録層を成膜後、その上に誘電体層をス
パッタ法により形成する際に、酸素又は窒素を導入する
方法がある。この場合、酸素又は窒素の導入量は、その
分圧が、通常スパッタアルゴンガス圧の１／ｌＯ〜ｌ／
３、好ましくは１１５〜ｌ／４になるように選ばれる。

この導入量は所望の分圧になるように適宜選ばれるが、
その量が前記範囲よりも多いと光磁気記録層が酸化又は
窒化されすぎて磁気特性が低下するおそれがあるしし、
前記範囲より少ないと本発明の効果が十分に発揮されな
い。

該光磁気記録層の上下に設けられる誘電体層には、例え
ば、ＳｉＮｘ、　５ｉＮｘＯｙ、　ＳｉＯｘ％５ｉＡｆ
ｆＮｘ。

５ｉＡＱｏｘＮｙＳＩＱＮｘ、　ＡＱＯｘＮｙ％ＺｎＳ
などの材料が用いられる。この誘電体層は前記化合物を
ターゲットとしてスパッタリングして設けてもよいし、
５ｉ１ＡＱなとの金属や半金属をターゲットとし、反応
性スパッタ法により設けてもよい。この反応性スパッタ
法を用いる場合、酸素や窒素を導入して行うため、一部
本発明と同様な効果が期待されるが、不十分な場合には
、誘電体層形成前に前記方法により、所望の効果が得ら
れるように、酸素又は窒素を作用させるとよい。

これらの方法は、すべてスパッタｔｃＩＩＩＩ！時に行
なうが、スパッタ装置としては、例えば基板通過型皮膜
方式のものや基板自公転型の成膜方式のものが用いられ
るが、これらの中で、量産性の点から基板通過型成膜方
式のものが好ましい。

発明の効果 本発明方法によると、光磁気記録層を形成するためのス
パッタターゲットの組成が所望の磁気特性が得られる組
成と異なっていても成膜時に見掛は上の組成を調節する
ことが可能で、保磁力を所定の値に制御することができ
、所望の記録再生特性を有する光磁気記録媒体を容易に
製造することができる。

実施例 次に、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、
本発明はこれらの例によってなんら限定されるものでは
ない。

比較例１ 射出成形により成形した１　３０ｍｍ径、厚さ１．２ｍ
ｍのポリカーボネート基板を用い、通過型スパッタ法に
より以下の手順で光磁気記録媒体を作製した。

まずＳｉ、Ｎ、をターゲットとして、ガス圧５　ｍＴｏ
ｒｒでＳｉＮｘ層をｔｏｏｏ人厚に設層したのち、この
上にＴｂＦｅＣｏの複合合金ターゲットＡを用いてガス
圧３ｍＴｏｒｒでＴｂＦｅＣｏ光磁気記録層を２５０　
Ａの厚さに形成した。この記録層の組成はＴｂ、□（Ｆ
ｅ、。Ｃｏ、。）ア、であった。次に、Ｓｉ３Ｎ４をタ
ーゲットとして、ガス圧５ｍＴｏｒｒでＳｉＮｘ層を３
０ＯＡの厚さに成膜し、次いでこの上に、反射層として
ｋＱ層を４００人の厚さに成膜した。

このように作製した光磁気記録媒体の記録再生特性を評
価したところ、保磁力Ｈｃは１５Ｋｃｅより大きく、基
板回転数１８００ｒｐｍ、記録周波数Ｉ　ＭＨｇ。

記録半径３０旧の位置でのＣ／Ｎ比は５６ｄＢであっｔ
；。また最適記録パワーでＣ／Ｎ比が飽和する最低記録
磁場は４００ｃｅが必要であった。

実施例１ 比較例１と同様に、射出成形により成形した１３０＋＋
＋ｍ径、厚さ１　、２ｍｍのポリカーボネート基板を用
い、通過型スパッタ法により以下の手順で光磁気記録膜
媒体を作製した。

まずガス圧５　ｍＴｏｒｒでＳｉＮｘ層を４０００人の
厚さに成膜したのち、この上に、ＴｂＦｅＣｏのターゲ
ットＡを用いて、ガス圧３　ｍＴｏｒｒでＴｂＦｅＣｏ
光磁気記録層を２５０人の厚さに形成した。この記録層
の組成は比較例と同様にＴｂ、□（Ｆｅ、。Ｇｏｔｏ）
ｙａであった。次に真空槽内に０２を５　ｍＴｏｒｒま
で導入し、２０秒間処理をした後、Ｓｉ３Ｎ４をターゲ
ットとして、ガス圧５　ｍ７ｏｒｒでＳｉＮｘ層を３０
０人の厚さに成膜し、次いでこの上に、反射層としてＡ
１２層を４００人の厚さに成膜した。

このように作製した光磁気記録媒体の記録再生特性を評
価したところ、保磁力Ｈｃは８Ｋｃｅであり、基板回転
数１８００ｒｐｍ１記録周波数ＩＭＨｇ、記録半径３０
ｍｍの位置でのＣ／Ｎ比は５８ｄＢであった。また最適
記録パワーでＣ／Ｎ比が飽和する最低記録磁場は２５０
ｃｅとＣ／Ｎ比の改善と磁場感度の改善が認められた。

また、本実施例のＴｂＦｅＣｏの記録層形成後、真空槽
内に０１の代りに、Ｎ２を５ｎ＋Ｔｏｒｒまで導入し、
２０秒間処理をしたのち、全く同様な構成の光磁気記録
媒体を作製した。

この光磁気記録媒体の記録再生特性を評価したところ、
保磁力Ｈｃは９Ｋｏｅであり、前記と同様な条件でのＣ
／Ｎは５７ＤＢ、最低記録磁場は３００■であった。Ｃ
／Ｎの改善と磁場感度の向上が認められた。

以上の結果、ＴｂＦｅＣｏ記録層形戊後、酸形成は窒素
処理を行なうことにより、見掛は上の組成としてＴｂ、
。（Ｆｅ、。Ｃｏ、。）ｎｏ程度のものが得られ、記録
再生特性を改善しうろことが確認された。

比較例２ 射出成形により成形した１３０ｍｍ径、厚さＬ−２ｍｒ
ｎのポリカーボネート基板を用い、通過型スパッタ法に
より、比較例１と同様な手順で光磁気記録媒体を作製し
た。

まずＳｉ３Ｎ、をターゲットとして、ガス圧５ｍＴｏｒ
ｒでスパッタを行い、５ｉＮｉ層を１０００人の厚さに
成膜したのち、ＴｂＦｅＣｏの複合合金をターゲットＢ
を用いてガス圧３　＋ｍＴｏｒｒでＴｂＦｅＣｏ光磁気
記録層を２５０人の厚さに形成した。この記録層の組成
はＴｂ、。

（Ｆｅ、。Ｃｏ、。）７．であった。

次に、該記録の上に、Ｓｉ３Ｎ、をターゲットとして、
ガス圧５　＋ａＴｏｒｒで、ＳｉＮｘ層を３０ＯＡの厚
さに成膜し、次いでこの上に、ＡＱ層を４００人の厚さ
に成膜した。

このように成膜した光磁気記録媒体の記録再生特性を評
価したところ、保磁力Ｈｅは１３Ｋｃｅであり、基板回
転数１８０Ｏｒｐｍ、記録周波数Ｉ　ＭＨｇ、記録半径
３０ＩＩＩＩｌの位置でのＣ／Ｎ比は５６ｄＢであった
。また最低記録磁場は４００ｃｅが必要であった。

実施例２ 比較例２と同様に、射出成形により成形した１　３０＋
＊ｍ径、厚さ１．２＋＋ｖ＋のポリカーボネート基板を
用い、通過型スパッタ法により以下の手順で光磁気記録
媒体を作製した。

まずＳｔ、Ｎ、をターゲットとして、ガス圧５　ｍＴｏ
ｒｒでスパッタを行い、ＳｉＮｘ層を１００ＯＡの厚さ
に成膜したのち、この上にＴｂＦｅＣｏの複合合金ター
ゲットＢを用いてガス圧３　ｍＴｏｒｒでＴｂＦｅＣｏ
光磁気記録層を２５０人の厚さに形成した。この記録層
の組成はＴｂ！＋（ＦｅｓｏＣＯ＋ａ）ｙ＊であった。

次に、この記録層の上に、Ｓｉ、Ｎ、をターゲットとし
て、ガス圧５ｍＴｏｒｒで、Ｏ，ガスを分圧としてｌｎ
＋Ｔｏｒｒまだ導入して３００人の厚さに成膜を行なっ
た。

このようにして成膜した膜はＳ　ｉ　Ｎｘ０ｙの化合物
となった。最後にＡｆ１層を４０ＯＡの厚さに成膜した
。

作製した光磁気記録媒体の記録再生特性を評価したとこ
ろ、保磁力Ｈｃは７Ｉｃｅであり、基板回転数１８００
ｒｐｍ＋、記録周波数Ｉ　Ｍｕｇ、記録半径３０ｍｍの
位置でのＣ／Ｎ比は５９ｄＢであった。またＣ／Ｎ比が
飽和する最低記録磁場は２００ｃｅであり、Ｃ／Ｎ比の
改善と、磁場感度の改善が認められた。

本実施例のＴｂＦｅＣｏの記録層形成後、Ｓｉ、Ｎ、層
をスパッタ皮膜する際に、ガス圧５　ｍＴｏｒｒで、Ｊ
ガスを分圧としてｌ　ｍＴｏｒｒまで導入してＳｉＮｘ
層を３００人の厚さに成膜を行なった。次にこの上に、
反射層としてＡ１２層を４００人の厚さに成膜した。

作製した光磁気記録媒体の記録再生特性を評価したとこ
ろ、保磁力は８Ｋｃｅであり、基板回転数１８０Ｏｒｐ
ｍ、記録周波数Ｉ　ＭＨｇｓ記録半径３０ｍ１１１の位
置でのＣ／Ｎ比は５８ｄＢであった。

比較例２と比較し、Ｃ／Ｎ比の改善と磁場感度の改善が
認められた。

以上の結果、光磁気記録層の上に、誘電体層を形成する
際に、酸素又は窒素を導入することにより、見掛は上の
組成としてＴｂ、。（Ｆｅ、。Ｇｏｔｏ）ｓ。と同程度
のものが得られ、記録再生特性が改善されることが確認
された。

【図面の簡単な説明】

図は光磁気記録層におけるＴｂｘ（Ｆｅ、。Ｇｏ、・）
１−１の補償組成近傍の保磁力Ｈｃを示すグラフである
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　基板上に誘電体層、光磁気記録層及び誘電体層を順
   次スパッタ法により成膜して、少なくとも３層から成る
   光磁気記録媒体を製造するに当り、光磁気記録層の形成
   直後又は該光磁気記録層の上に設けられる誘電体層の形
   成時に酸素又は窒素を導入して、該光磁気記録層の一部
   を酸化又は窒化させることを特徴とする光磁気記録媒体
   の製造方法。