JPH04137239A - 光磁気記録媒体 - 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】 く利用分野〉 本発明はレーザー等の光ビームを用い磁気光学効果によ
り、情報の記録・再生を行なう光磁気記録媒体に関し、
更に詳しくは光磁気記録層の背後に金属反射層を設けた
光磁気記録媒体の改良に関する。

〈従来技術〉 光記録媒体は高密度・大容量の情報記録媒体として種々
の研究開発が行なわれている。特に情報の書替えが可能
な光磁気記録媒体は、応用分野が広く、種々の材料・シ
ステムが発表されており、注目されている。

その基本構成は、透明基板上に、膜面に対し垂直な方向
に磁化容易軸を有する、希土類〜遷移金属非晶質合金磁
性膜からなる光磁気記録層を設けたものである。

該非晶質合金磁性膜の光磁気記録層は、単独では耐久性
が悪く、また、カー回転角が小さいため、再生時に満足
なＣ／Ｎが得られないなどの問題点を有する。そのため
、それらの特性を改善すべく、さまざまな提案が既にな
されている。

例えば、基板上に金属窒化物透明誘電体層／記録層／金
属窒化物透明誘電体層／金属反射層の順に積層した４層
構成は、カー効果とファラデー効果の併用と、誘電体に
よるエンハンス効果で高Ｃ／Ｎ値が得られ、さらに誘電
体として金属窒化物を用いることにより、耐久性面でも
優れている。

また、適当な記録感度を得る方法として金属反射層の膜
厚調整や添加物を加えるなどして、金属反射層の熱伝導
を低くする方法が提案されている。

しかしながら、本発明者らの検討では、前記４層構成で
、金属反射層の熱伝導を低くすると、記録感度は改善さ
れるが記録層からの熱の逃げか悪くなるため、記録時に
隣接ビット同志か熱的に影響し合い、ビットの書き込も
うとする位置からのずれが大きくなるという現象を有す
ることかわかった。なお、この位置のずれは、再生信号
のピークシフトとして検出することができる。ビットの
ずれが大きいとピークシフトが増大し、再生時のエラー
か増大するという問題かある。

〈発明の目的〉 本発明はかかる現状に鑑みなされたもので、透明誘電体
層と金属反射層との特性を生かし、且つピークシフトを
小さくすることにより高Ｃ／Ｎで、記録感度がよく、し
かも、再生信号のエラー率も低い耐久性に優れた光磁気
記録媒体を提供することを目的としたものである 〈発明の構成及び作用〉 上述の目的は、以下の本発明により達成される６すなわ
ち本発明は、基板上に第１の透明誘電体層、光磁気記録
層、第２の透明誘電体層、金属反射層が順次積層された
光磁気記録媒体において、第２の透明誘電体層が水素を
含有するカーボン層を少なくとも有することを特徴とす
る光磁気記録媒体である。

以下、本発明の詳細な説明する。

前述のビットの位置のずれ、換言すればピークシフトの
生じる原因の一つには、隣接ビット間の熱的干渉が考え
られる。つまり、記録層が、書き込みに必要な温度より
過度に加熱された場合、その熱が隣接ビットに影響する
と考えられる。よって、ピークシフトを小さくしようと
する場合、熱の逃げを良くし、記録層の過熱を防止すれ
ばよいが、そうすると、感度が低下してしまう。逆に、
熱の逃げを悪くすれば感度は向上するが、ピークシフト
は増大してしまう、従って、感度、ピークシフトの双方
の特性を満足させるには、記録層温度が上昇し易く、し
かも、ある温度（書き込み温度）になると、熱が逃げて
記録層が過度に加熱されない構成が必要であると考えら
れる。

本発明者らは、上記方向で小さいピークシフトと優れた
記録感度という相反する両特性を満足する媒体を得んと
鋭意検討した結果、光磁気記録層上の透明誘電体層とし
ての断熱性の高い水素を含有するカーボン膜を用い、こ
れと金属反射層との組み合わせにより、間Ｕが解決され
ることを見い出し、本発明に到達したものである。

本発明の水素を含有するカーボン層（以下“カーボン層
”と略記する）とは、カーボン膜中に水素原子が−ＣＨ
，−ＣＨ２，−ＣＨ５の型で含まれているものである。

この水素が熱伝導率を低下させることに大きな役割を果
し、水素含有率が増加する程、熱伝導率が低下する。

また水素含有率が増加する程、膜の透過率も向上し光磁
気記録媒体の特性上好ましい。しかしあまり多くなりす
ぎると膜の軟化、接着性の低下などが生じ好ましくない
。

ところで、カーボン膜中の水素含有量については、簡便
な定量方法がなく、従って上記観点より好ましいカーボ
ン膜中の水素含有量は明確ではないが、製造条件、水素
の膜中での存在形態等より数ａｔ％〜数１０ａｔ％の範
囲と推定される。

なお、水素以外にシリコン、酸素、窒素などが膜の透明
性、接着性などを改善する目的で添加されていても構わ
ない。

またこの膜厚も光磁気記録層と金属反射層との間の第２
の透明誘電体層の熱伝導に大きな影響を与える。膜厚が
覆すざると断熱性が充分でない。

一方厚ずぎると断熱性は大きくなり、前述のピークシフ
ト等の問題を生ずる。従って、適当な記録感度で良好な
特性を得るためには金属反射層の熱伝導率を向上させる
か、あるいはその膜厚を大きくする等の金属反射層との
組み合わせによる総合的な調整の必要がある。しかしこ
れには物性上の限界、およびプロセス、コスト上の問題
がある。

更にこの他に第２の透明誘電体層は第１の透明誘電体層
と同様に光学的な光干渉にも重要な役割を果しており、
Ｃ／Ｎ　（信号／ノズル）を高くするためには最適な膜
厚範囲か存在する。これらの観点からカーボン層の膜厚
が決定される。この断熱性といっな熱的性質と、光干渉
の光学的性質を満足するために、該カーボン層の膜厚は
３０〜４００人が好ましい、また両特性を満足するため
に、第２の透明誘電体層を、該カーボン層と他の透明誘
電体からなる層の複層膜にすることが有効である。

この際用いられる透明誘電体としては公知の窒化物、炭
化物、ホウ化物、酸化物などが用いられるが、光磁気記
録層の酸化など耐久性に与える影響、製膜の容易さなど
から窒化物が好適に用いられる。

特にシリコン窒化物、アルミニウムーシリコン窒化物、
アルミニウム窒化物などが好ましいがもちろんこれに限
定されるものではない。なお、耐久性面等から複層膜の
場合光磁気記録層に接する層は、窒化物層とすることか
好ましい。

カーボン層は公知の方法、例えばグラファイトターゲッ
トを用いてＡｒ十Ｈ２雰囲気下中での反応性スパッタ法
などにより形成される。

本発明での基板にはポリカーボネート樹脂、アクリル樹
脂、エポキシ樹脂、４−メチル−ペンテン樹脂、アモル
ファスポリオレフィン樹脂などまたそれらの共重合体等
の高分子樹脂、もしくはガラスなどが適用できる。中で
も機械強度、耐候性。

透湿性の点でポリカーボネート樹脂が好ましい。

また基板と光磁気記録層との間の第１の透明誘電体層と
しては、公知のシリコン窒化物、アルミニウムシリコン
窒化物、アルミニウム窒化物等からなるものが好ましく
適用できる。しかし透明性。

屈折率、熱伝導率等、適当な特性を有しているものであ
れば、これに限定されないことは言うまでもない。また
その膜厚は光学的、熱的な観点から設計され、媒体構成
によって変化するため一義的には決められないが、通常
４００〜１６００人の範囲で用いられることが多い、こ
れらの膜はスパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法等
通常の方法で形成される。

また本発明の光磁気記録層としては、光熱磁気効果によ
り記録・再生できるもの、具体的には膜面に垂直な方向
に磁化容易方向を有し、任意の反転磁区を作ることによ
り光磁気効果に基いて情報の記録・再生が可能な磁性金
属薄膜であればよく、例えば■わＦｅ、　ＴｂＦｅＣｏ
、　ＧｄＴｂＦｅ、　ＧｄＦｅＣｏ、　ＮｄＤｙＦｅＣ
。

ＮｄＤｙＴｂＦｅＣｏ、　１ＬｄＦｅ、　ＰｒＦｅ、　
ＣｅＦｅ等の希土類元素と遷移金属元素との非晶質合金
膜、Ｃｏ／Ｐｔ、　Ｃｏ／Ｐｄ等の人工格子多層膜等が
適用できる。

本発明での金属反射層は、熱の放散を行なうという重要
な役割を有する。そこでその材料としては熱伝導性の良
い金属が好ましく　、Ａｇ、　Ａｕ、　ＡｔＣｕ又はこ
れを主体とした合金が好適に用いられる。

これらの金属では光の反射率も高いため、高いＣ／Ｎ（
信号／ノイズ）が得られるという利点も有する。中でも
ＡｇＡｕ合金、＾ｌＡｕ合金は耐久性といたった観点か
ら優れており、特に更にＴｉを添加した反射層はこの点
で更に好ましい。この金属反射層の膜厚は、熱の放散を
適当な範囲に制御するということから決定される。金属
の熱伝導率が低い場合には厚い膜厚を要するし、逆に高
い場合には薄くて良い。いずれにしても熱の放散という
立場から、３００Å以上の銀薄膜と同等以上の熱伝導性
を有していることが好ましい。これらの金属反射層は公
知の真空蒸着法、スパッタリング法等によって形成され
る。

以上、本発明の基本構成を説明したが、この金属反射層
上に、前述の誘電体等からなる無機保護層を介して又は
直接に機械的保護、更なる耐久性の向上等の目的で有機
の光及び熱硬化型樹脂あるいは熱可塑性樹脂からなる有
機保護層を設けても良い。

以上の構成の光磁気記録媒体は、公知の通り上記構成の
ままで、更に保護平板、保護フィルム等必要な保護を付
加して片面記録媒体として、あるいはその２枚を金属反
射層側で貼り合わせた両面記録媒体として使用される。

以上の通り、本発明は熱伝導性の低い水素を含有するカ
ーボン層と熱伝導の良い金属反射層との組み合わせによ
り、ピットエラーレイトに関係するピークシフトと記録
感度の相反する両特性を向上せしめ、且つ高Ｃ／Ｎで耐
久性も優れた光磁気記録媒体を実現したものである。

更にこの光磁気記録媒体ではこの他に、レーザー光の連
続照射によってもＣ／Ｎの低下がないこともわかった。

以下、本発明の実施例を比較例と対比して説明する。

〈実施例１〉 第１図に示す基板１上に、第１の透明誘電体層２、光磁
気記録層３．第２の窒化物透明誘電体層としての窒化物
層４ａ、カーボン層４ｂ、金属反射層５．を順次積層し
、更に有機保護層６を積層した構成の光磁気ディスクを
以下のように作製した。

直径１３０ｎ１１．厚さ１．２ｎｎの円盤で１．６μｍ
ピッチのグループを有するポリカーボネート樹脂（ＰＣ
）製のディスク基板１を、３ターゲツト設置可能なマグ
ネトロンスパッタ装置の真空槽内に配置し、４　ｘ　１
０’Ｔｏｒｒになるまで排気した。

次にＡｒ、　Ｎ２混合ガス（Ａｒ　：　Ｎ　２−７０　
：　３０ｖｏ　１％　）を真空槽内に導入し、圧力１０
ｎ　ＴｏｒｒになるようにＡｒ／Ｎ２混合ガス流量を調
整した。ターゲットとしては直径１００１１１．厚さ５
１１′ＩｌのＡ１３ｏＳｉ□ｏ（以下、添数字は組成（
原子％）を示す）の焼結体からなる円盤を用い、放電電
力５００１４．放電周波数１３．５６ＭＨｚで高周波ス
パッタリングを行ない、ＰＣ基板を回転（自転）させな
がら、第１の透明誘電体層２としてＡｌ５ｉＮ膜を１２
００人堆積した。

形成したＡｌ５ｉＮ膜の組成は、オージェ電子分光装置
（ＰＨＩ社、　５Ａ１４６１０）を用いて分析した所Ａ
１１９ｓｉ３９Ｎ４２テア９り・ 続いて光磁気記録層３として、直径１００１ｎ　。

４．５１１厚（’）　Ｔｂ１９Ｆｅ７２．５ＣＯｇ、　
ｓ合金ターゲットを用い、Ａ「ガス厚４１ＴＯｒｒ　、
放電電力１５０にの条件でＤＣスパッタリングを行ない
、膜厚２２５人の■ｂ２０．５Ｆｅ７０．９ＣＯ８，６
非晶質合金膜を堆積しな。

合金膜の組成は、誘導結合高周波プラズマ分光分析（Ｉ
ＣＰ）により求めた。以下に挙げるその他の合金膜の組
成も全てＩＣＰによるものである。

更に引き続いて第２の透明誘電体層４の第１層として第
１の透明誘電体層２と同様の条件でＡｌ５Ｎ膜を窒化物
層４ａとして１００人堆積した。

引き続いて第２の透明誘電体層４の第２層として、グラ
ファイトターゲットを用い、Ａｒ−Ｎ２混合ガス（Ｈ２
５０ｖｏ１％）を用い、圧力１０ｎ　Ｔｏｒｒ、放電電
力５００ＷでＲＦスパッタリングを行ない、膜厚１００
人のカーボン膜４ｂを堆積した。カーボン膜４ｂは、Ｘ
線回折によりアモルファスであった。

また同じ条件でシリコンウェハー上にカーボン層を積層
し、ＦＴ−Ｉ　Ｒスペクトル分析したところ、３０００
カイザー付近にＣＨに基づく吸収が認められた。従って
カーボン層にはＣＨ結合が生成していると推定される。

さらに金属反射層５としてＡｇターゲットのＤＣスパッ
タリング（Ａｒカス圧２＋１１ｏｒｒ、放電電力６０Ｗ
）法により、３００人のＡｇ膜を堆積した。

続いて、金属反射層５上に、スピンコーターで紫外線硬
化型のフェノールノボラックエポキシアクリレート樹脂
を塗布し、その後紫外線照射により、約１０μｍの有機
保護層すを設けた。

〈実施例２〉 金属反射層５を、”９４．５＾ｕ４．４　”１．１合金
ターゲツトを用いてＡ「ガス圧２１１ＴＯｒｒ　、放ｔ
ｔ力６０Ｗでスパッタリング法によって設けた６００人
のＡｇＡｕ１１合金膜にした以外は、実施例１と同様の
条件で光磁気記録媒体を作製した。

〈実施例３〉 ＾１９１Ａｕｅ　Ｔｊ３合金ターゲットを用いて、Ａ「
ガス圧１．５ｎ＋Ｔｏｒｒ、放電電力１２５Ｈの条件で
スパッタリング法によって設けた１２００人のＡ（ＩＡ
ＵＴ　ｉ合金膜を金属反射層５とした以外は、実施例１
と同様の条件で光磁気記録媒体を作製した。

〈実施例４〉 カーボン膜４ｂの膜厚を２００人、金属反射層５のＡＱ
層の膜厚を５００人とした以外は実施例１と同じ条件で
光磁気記録媒体を作製した。

〈実施例５〉 カーボンＭ４ｂの膜厚を２００人、金属反射層５のＡｇ
ＡｕＴｉ膜の膜厚を１０００人とした以外は、実施例２
と同じ条件で光磁気記録媒体を作製した。

〈実施例６〉 カーボン１１！４ｂの膜厚を２００人、金属反射層５の
ＡｇＡｕＴ　ｉ膜の膜厚を２０００人とした以外は、実
施例３と同じ条件で光磁気記録媒体を作製した。

〈実施例７〉 カーボン膜４ｂの膜厚を３００人、金属反射層５の＾ｇ
ＡｕＴｉｌｌの膜厚を１４００人とした以外は実施例２
と同じ条件で光磁気記録媒体を作製した。

〈実施例８〉 光磁気記録層３のＴｂＦｅＣｏ合金膜を２２５人形成し
た後、窒化物層４ａを設けないでカーボン膜４ｂを１０
０人形成し、その後金属反射層５の＾ｇＡｕＴ　ｉ　ｇ
を１０００人設けた以外は実施例２と同じ条件で光磁気
記録媒体を形成した。

く比較例１〉 光磁気記録層３のＴｂＦｅＣ０合金膜を２２５人形成し
た後、第２の透明誘電体層４として窒化物膜４ａの＾１
ｓｉＮ膜を３００人形成し、その後カーボン膜４ｂを形
成しないで金属反射層５のＡｇＡｕＴｉ膜を４００人設
けた以外は、実施例２と同じ条件で光磁気記録媒体を作
製した。

く比較例２〉 金属反射層５のＡｇＡｕＴ　ｉ膜を８００人とした以外
は、比較例１と同じ条件で光磁気記録媒体を作製した。

次に実施例１〜８．比較例１．２で得られた光磁気ディ
スクを光磁気記録再生装置（パルステック工業製、ＤＤ
Ｕ−１０００型）を用い、下記条件でＣ／Ｎと最適記録
レーザーパワーを評価した。書込み時の半導体レーザー
パワーを変化させ、再生信号の二次高調波が最小となる
時が最適記録レーザーパワーとしな。

［記録条件］ ディスク回転速度：　１８００ｒｐｎ　、記録トラック
位置＝半径３０ｎ１位置、記録周波数：　３．７ＭＨｚ
、記録時の印加磁界：３００エルステツド、記録パルス
幅：０ｎｓｅｃ ［再生条件］ ディスク回転速度：　１８００ｒｐｌ　、読出レーザー
パワー：　１．５ｎ讐 さらに、実施例１〜８、比較例１，２で得られた光磁気
ディスクについて、ピークシフトを測定した。ここでい
うピークシフトは、第２図に示す信号を記録、再生した
時に、記録しようとした信号のパルス間の時間Ｔ２と、
実際に再生された信号のピーク間の時間Ｔ２’の差の絶
対値とした。

従って、 ピークシフト−ＩＴ２　　Ｔ２ である。記録再生には、前記光磁気再生装置を用いた。

記録再生条件は下記する。なお、再生信号のピーク間の
時間Ｔ２’は、ヒユートレッド　パラカード（ＨＥＷＬ
ＥＴＴ　ＰＡＣＫＡＲＤ）製、フリクエンシアンドイン
ターバル　アナライザー（ＦＲＥＱＵＥＮＣＹＡＮＤ　
ＩＮＴＥＲＶＡＬ　ＡＮＡＬＹＺＥＲ）を用イテ測定シ
タ。

［記録条件］ ディスク回転速度：　１８００ｒｐｎ　、記録トラック
位ｆ二半径３０ｎｍ位置、記録レーザーパワー：６１１
４゜記録時の印加磁界＝３００エルステッド、記録パル
ス幅：　９０ｎＳｅＣ ［再生条件］ ディスク回転速度：　１８００ｒｐＨ、Ｒ出し−ザーパ
ワー：　１．５ｎ＋Ｗ さらに、実施例１〜８、比較例１．２で得られた光磁気
ディスクについて、レーザー光に対する長期安定性を測
定した０判断基準は、回転させたディスクの半径３０１
＋１位置の特定トランクにレーザーを連続照射しながら
、ディスクを１０００回転させた後、初期値からのＣ／
Ｈの低下が小さいもの程安定であると考えな、レーザー
の連続照射時のデッスクの回転速度は、光磁気記録層の
温度上昇を加速する意味で３００ｒｐｍとし、連続照射
するパワーは６１１１とした。Ｃ／ＮＦＩ定の方法及び
記録・再生条件は前述した通りである。

これらの結果を表１に示す。

表−１ 表−１に示すように第２の透明誘電体層４として窒素物
層４ａのＡｌ５ｉＮ膜とカーボン膜４ｂを組み合わせた
場合及びカーボン膜４ｂ単独の場合は、記録感度、Ｃ／
Ｎ、ピークシフト、レーザ一連続照射での耐久性のいず
れも優れていることがわかる。

実施例１〜３．４〜６は金属反射層を除いた他の構成は
同じで、金属反射層の種類、膜厚を変化させたものであ
る。従って、これらの記録感度（最適記録レーザーパワ
ー）が等しいということは、例えばＡｇ３００人、　Ａ
ｇＡｕＴｉ　６００人、　ＡｌＡｕＴｉ１２００人の金
属反射層の熱の放散が同じレベルであることすなわち熱
伝達特性が同等であるを示している。

実施例１〜３と比較してカーボン層４ｂの膜厚を厚くし
た実施例４〜６は、ピークシフト及びレーザ一連続照射
での耐久性で優れている。このことは第２の透明誘電体
層４では熱の放散を抑え、後の金属反射層５では熱の放
散を大きくして結果的に最適記録パワーを同じとする構
成がピークシフト、レーザー照射に対する耐久性の両面
で優れていることを示している。

比較例２のように金属反射層５の＾ｐＡＩＪＴ　ｉ膜の
膜厚を厚くすることにより、ピークシフト、レーザー照
射での耐久性をある程度改善することができるが、実施
例に比較してその効果は小さいばかりでなく、記録感度
が低下する問題がある。

なお、実施例８より第２の透明誘電体層４が単独のカー
ボン膜４ｂのみでも、複層膜の実施例１〜７と同等の性
能が得られることがわかる。この場合カーボン膜４ｂの
膜厚は１００人、金属反射層５のＡｇＡｕＴｉ膜の膜厚
が１０００人と実施例７に対して大巾に薄くでき、生産
性面で有利となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例の積層構成の説明図、第２図はピークシ
フトの測定方法の説明図である。 に基板　　　　　２：第１の透明誘電体層３：光磁気記
録層　４：第２の透明誘導体層４ａ：窒化物層　　４ｂ
：カーボン層 ５：金属反射層　　６：有機保護層

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）基板上に第１の透明誘電体層、光磁気記録層、第２
   の透明誘電体層、金属反射層が順次積層された光磁気記
   録媒体において、第２の透明誘電体層が水素を含有する
   カーボン層を少なくとも有することを特徴とする光磁気
   記録媒体。 ２）前記第２の透明誘電体層が金属窒化物層と水素を含
   むカーボン層の２層よりなる請求項第１項記載の光磁気
   記録媒体。 ３）前記第２の透明誘電体層の光磁気記録層側が金属窒
   化物層である請求項第２項記載の光磁気記録媒体。 ４）金属反射層の膜厚が、３００Åの銀薄膜と同等以上
   の熱伝導性を有する金属膜である請求項第１項から第３
   項記載のいずれかの光磁気記録媒体。 ５）前記金属反射層がＡｇＡｕ合金、またはＡｌＡｕ合
   金である請求項第１項から第４項記載のいずれかの光磁
   気記録媒体。 ６）前記金属窒化物層が、シリコン窒化物、またはアル
   ミニウム・シリコン窒化物である請求項第２項から第５
   項記載のいずれかの光磁気記録媒体。 ７）前記水素を含むカーボン層の膜厚が４００Å以下で
   あるこを特徴とする請求項第１項から第６項記載のいず
   れかの光磁気記録媒体。