JPH04186707A - 光磁気記録膜の構造 - 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、少なくともレーザー光を用いて記録。

再生、或いは消去を行う光磁気記録に関し、特に超高密
度記録に有用な光磁気記録膜の構造に関する。

〔従来の技術〕

近年の高度情報化社会の進展により、高密度。

大容量のファイルメモリーへのニーズは高まる一方で、
これに応えるメモリーとして光ディスクが注目されてい
る。光ディスクは、再生専用型、追記型そして書換え型
と順次製品化され、それぞれ多方面のニーズに応えてい
る。この中で、書換え型の光ディスクとして光磁気記録
が実用化され、多くの研究機関では挾世代以降の製品化
をめざし。

その性能向上に関する研究が行なわれている。その１つ
が、記録密度の向上に関する研究があり、その中心が短
波長光を用いた記録や再生を行う手法に関するもので、
高密度記録を行うのに最も有望な手法である。ここで問
題となるのは、現在記録材料として広く用いられている
Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏに代表される希土類元素と鉄族元素と
の合金系の光磁気記録膜は、用いる光の波長が短くなる
のにつれて示す磁気光学効果が小さくなり、その結果、
ディスクとした時に再生信号出力ががさくなり、エラー
やノイズの原因となっていた。そこで、波長の短い光に
対して大きな磁気光学効果を示す光磁気記録材料の開発
が望まれていた。この問題を解決した公知な例として特
開昭６２−１７５９４８をあげることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術では、短波長光に対して大きな磁気光学効
果を示すものの、必ずしも十分大きな垂直磁気異方性エ
ネルギーを有しているとは限らず。

記録した情報の安定性が悪かったり、良好な形状を有す
る記録磁区形状が得られない場合があり、高密度記録実
用化の障害となっていた。

本発明の目的は、十分な大きな垂直磁気異方性エネルギ
ーを有する光磁気記録膜を用いて、記録した情報を安定
に保存でき、しかも微小で小型の記録磁区が安定して得
られる光磁気記録膜を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

近年の高度情報化社会の進展により、高密度。

大容量のファイルメモリーへのニーズが高まっており、
光メモリーはこれに応えるメモリーとして注目されてい
る。中でも、書換え型の光メモリーとして光磁気記録が
最近実用化された。そして、多くの研究機関では次世代
以降の製品をめざし、高性能化に関する研究開発が活性
化している。その研究の１つに記録密度の向上があり、
それを実現するための手段として波長の短い光を用いて
記録や再生を行うことが有望視されている。この場合、
現在広く用いられているＴ　ｂ　Ｆ　ｅ　Ｃｏ系に代表
される希土類−鉄族元素系光磁気記録材料は、用いる光
の波長が短くなるのにつれてＫｅｒｒ回転角など磁気光
学効果が小さくなるので、エラーやノイズの原因となっ
ていた。

上記問題を解決するための、ｐｔやＰｄとＦｅやＣｏと
を交互に積層した多層構造の光磁気記録材料を用いるこ
とが有効であることが提案されていた。しかしながらこ
れら従来技術では、記録した情報が必ずしも安定に存在
するとは限らず、安定性に問題となる場合があった。こ
れは、光磁気記録膜が十分大きな垂直磁気異方性や保磁
力を有していないためで、実用的な記録膜とするにはこ
の点を改善する必要があった。

そのために、少なくとも再生するための光が入射する側
にＰｔ、、Ｐｄ、Ｒｈ、Ａｕの内より選ばれる少なくと
も１種類の元素よりなる層と、Ｆｅ。

Ｃｏ、Ｎｉの内より少なくとも１種類の元素もしくはＦ
ｅ、Ｃｏ、Ｎｉの内より選ばれる少なくとも１種類の元
素とＰｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ａｕ、Ｔｂ。

Ｄｙ、Ｈｏ、Ｇｄ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｓｍの内より選ばれる
少なくとも１種類の元素とからなる合金層とを交互に積
層した多層膜を設け、その上にこの層と磁気的に結合す
るように垂直磁気異方性を有する希土類元素と鉄族元素
を主体とする合金層を形成した二種類の磁性層よりなる
光磁気記録膜を用いた。ここで、垂直磁気異方性を有す
る希土類元素と鉄族元素との合金を主体としたフェリ磁
性体の光磁気記録膜において、希土類元素の副格子磁化
が優勢になるように形成した構造を有する光磁気記録膜
の構造を特徴とする。ここで、希土類元素としてＴｂ、
Ｄｙ、Ｈｏ、Ｇｄの内より選ばれる少なくとも１種類の
元素とＮｄ、Ｐｒ、Ｓｍの内より選ばれる少なくとも１
種類の元素とを用い、鉄族元素としてＦｅ、Ｃｏの内よ
り選ばれる少なくとも１種類の元素を用い、両者の合金
を光磁気記録膜とし、さらに優位にはその合金が非晶質
であることが特徴である。これにより、この希土類−鉄
族元素合金においてＮｄ、Ｐｒ、Ｓｍ等の軽希土類元素
を含むので、交互積層多層膜の垂直磁気異方性及び保磁
力を見かけ上増大するのに加えて、この希土類−鉄族元
素合金層における磁気光学効果の低下を解消し、逆に増
大させることができた。さらに、希土類元素と鉄族元素
を主体とする合金層にＮ　ｂ　＋　Ｔ　ｉｔ　Ｔ　ａ　
＋　Ｃｒの内より選ばれる少なくとも１種類の元素を含
んでも良い。

これは、光磁気記録膜の耐食性向上に加え、磁気特性制
御としての機能を有する。また、記録膜の作製にあたっ
ては、光磁気記録膜全体もしくは交互積層多層膜を光が
透過する膜厚とし、その膜厚が交互積層多層膜内もしく
は光磁気記録膜全体で多重干渉する厚さとする。そして
、光の入射と反対側に光を反射するための層を設け、光
の利用率の向上をはかった。さらに具体的には、その光
を反射するための層の材料としてＡｌ，Ｃｕ、Ａｇ。

Ａｕ、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｐｄｔ　Ｒｈ、Ｐｂ、Ｎｉを主体と
し、これにさらに母元素以外の先の元素或いはＮｂ、Ｔ
ｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｍｎの内より選ばれる少なくとも
１種類の元素を添加し、複素屈折率や熱伝導率をコント
ロールし、記録磁区形状の制御や記録感度、記録磁区サ
イズを制御した。

特にピットエッチ記録などに有効な記録膜であることは
いうまでもない。

ここで、希土類元素と鉄族元素との合金層の磁気特性が
記録磁区形状に大きく作用する。フェリ磁性体において
は、希土類元素或いは鉄族元素のいずれの副格子磁化が
優勢となるか、検討の結果、希土類元素優勢側とするこ
とが良好形状の記録磁区が得られた。

〔作用〕

二種類の磁性層からなり、これらが互いに磁気的に結合
している光磁気記録膜において、その−方の希土類−鉄
族元素合金層のフェリ磁性体の磁気特性を希土類元素の
副格子磁化優勢側とすることにより、良好形状が得られ
ると同時に、磁区サイズの精密制御が容易に行なえる。

さらに、希土類元素としてＮｄ、Ｐｒ、Ｓｍなどの軽希
土類をＴｂ等の重希土類元素とともに含んでいるので磁
気光学効果の増大がはかれる。以上のことより、本発明
の光磁気記録膜は超高密度光記録に好適である。

〔実施例〕

以下、本発明の詳細を実施例を用いて説明する。

［実施例１］ 本実施例において作製した光磁気ディスクの断面構造を
示す模式図を第１図に示す。凹凸の案内溝を有するガラ
スやプラスチックよりなる基板（１）上に、窒化シリコ
ンよりなる誘導体（２）を５００人の膜厚に形成した。

ターゲットにＳｉ、放電ガスにＡ　ｒ／Ｎ２（＝９０／
　ｌ　Ｏ）をそれぞれ用い、投入ＲＦ電力密度６．６Ｗ
／ａｌ、放電ガス圧力Ｉ　Ｘ　１０−”Ｔｏｒｒなる条
件にて反応性スパッタ法により形成した。この窒化シリ
コン膜の光学的特性は、屈折率：ｎ＝２．０５　で吸収
係数二に＝Ｏである。ひきつづき、金属層Ｉ（３）とし
てＣ。

を、金属層■（４）としてｐｔを交互に積層した。

全膜厚を２００人とし、各層の一層当りの厚さをＣｏが
１２人、ｐｔが２４人である。膜形成は、Ｐｔ、Ｃｏを
それぞれターゲットに用い、放電ガスにＡｒ、投入電力
密度ＣＯが４．２Ｗ／ｃｄ、ｐｔがＩＯＷ／ａ＃、放電
ガス圧カニ３ＸｌＯ−”Ｔｏｒｒであり、直流の二元同
時スパッタ法により行なった。次に、垂直磁化膜（５）
として（Ｔｂｏ　−ｓ　Ｎｂｏ　、４）２１　Ｆ　ｅｓ
ｉＣｏｚ、Ｎｂ３を２００人の膜厚に形成した。ターゲ
ットにＴｂＮｄＦｅＣｏＮｂ合金を、放電ガスにＡｒを
それぞれ用い、投入ＲＦ電カニ　４．２Ｗ／ａｄ　、放
電ガス圧カニ５Ｘ１０−’Ｔｏｒｒ、にてスパッタして
形成した。つづいて、窒化シリコンよりなる誘電体膜（
２′）を１００人の膜厚に形成した。スパッタ条件は、
先の誘電体膜（２）と同様である。そして最後に、Ａｆ
１ｇｏＴｉ□。

の光反射膜（６）を４００人の膜厚に形成した。ターゲ
ットにＡＱＴｉ含Ｔｉ、放電ガスにＡｒをそれぞれ用い
、投入ＲＦ　＠カニ　３．３Ｗ／ａｌ？、放電ガス圧カ
ニ　Ｉ　Ｘ　Ｉ　０−２Ｔｏｒｒなる条件にてスパッタ
した。

このようにして作製した光磁気ディスクのＫｅｒｒ回転
角の波長依存性を第２図に示した。比較例としては、希
土類−鉄族元素系合金層としてＴ　ｂ　２４　Ｆ　ｅ　
ｓ　Ｌ　Ｃｏ　ｚ　２Ｎ’　ｂ　３　　とＮｄを含まな
い系を用いた場合である。その結果、いずれも４５０ｎ
ｍ〜５５０ｎｍの波長の光にてＫｅｒｒ回転角：θ、は
最大となり、その値は１．０５°　でありＮｄを含まな
いＴｂＦｅＣｏＮｂ系を用いた場合の０．９５°　より
０．１°　大きかった。このディスクの記録再生特性を
測定した。比較例は先と同じ垂直磁化膜（５）にＴ　ｂ
　Ｆ　ｅ　Ｃｏ　Ｎ　ｂを用いた場合である。その結果
、本発明のディスクはディスク位置：３０ｍｎ、記録周
波数：２０ＭＨｚ、ディスク回転数：２４０Ｏｒｐｍ、
レーザーパワー：６ｍＷにて記録したところ、搬送波対
雑音比：Ｃ／Ｎ＝５２．５ｄＢ　で比較例のＣ／Ｎ＝５
１ｄＢに比べ１．５ｄＢ　大きかった。ここで用いたレ
ーザー光の波長は４８０ｎｍである。そして、得られた
記録磁区形状も良好形状を有していた。

本実施例で得られた効果は、交互積層多層膜において、
ｐｔの代りにＰｄ、Ｒｈ、Ａｕのいずれを用いても同様
であり、またＣＯの代りにＦｅ或いはＮｉを用いても同
様の効果が得られ、さらにはＦｅＣｏ、ＣｏＮｉ、Ｆｅ
Ｎｉなどの合金を用いても同様である。さらに、ＸＣｏ
、ＸＦｅ。

ＸＮｉでＸ＝Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｎｄ、Ｐｒ。

Ｓｍ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ａｕのいずれの組合せでも同
様の効果が得られた。さらに、希土類−鉄族元素層とし
てＴｂＮｄＦｅＣｏＮｂの他に、Ｙ　Ｚ　Ｆ　ｅ　ｙ　
Ｙ　Ｚ　Ｃｏ　ｇ　Ｙ　Ｚ　Ｆ　ｅ　Ｘ　ｇ　Ｙ　Ｚ　
Ｃｏ　Ｘ　＋ＹＺＦｅＣｏＸ、ＹＺＦｅＣｏでも同様で
あり、ここでＸ　＝Ｎ　ｂ　＋　Ｔ　ｉ＋　Ｔ　ａ　ｔ
　Ｃｒ　−Ｙ　＝Ｔ　ｂ　＋Ｄｙ、Ｈｏ、Ｇｄ、Ｚ＝Ｎ
ｄ、Ｓｍ、Ｐｒのいずれの組合せでも同様の効果が得ら
れた。

［実施例２コ 本実施例において作製したディスクの断面構造を示す模
式図を第３図に示す。凹凸の案内溝を有するプラスチッ
クもしくはガラスの基板（１）上に、窒化シリコンの誘
電体膜（２）を５００人の膜厚に形成した。成膜方法、
光学的性質及び作製条件は実施例１と同様である。次に
金属層■（３）にｐｔを、金属層■（４）にＦｅ７ｏＣ
ｏ３゜をそれぞれ用い、実施例１と同様の手法及び条件
にて膜形成を行なった。全膜厚は１５０人であり、−層
当りの膜厚はＦｅＣｏ　：　９人、Ｐｔ　：１６人であ
る。

つづいて（Ｔ　ｈｅ−ｔ　Ｐ　ｒａ−ｉ）ｚｓ　Ｆ　ｅ
、、Ｃｏｘ＊Ｔ　ａｉなる垂直磁化膜（５）を８５０人
の膜厚に形成した。

スパッタの条件は、ターゲットにＴｂＰｒＦｅＣｏＴａ
を用いた他は実施例１のＴｂＦｅＣｏＮｂ膜形成と同じ
である。そして最後に、窒化シリコンの誘電体（２′）
を２０００人の膜厚に形成した。スパッタ条件は実施例
１と同じである。

このディスクは、Ｐ　ｔ　／　Ｆ　ｅ　Ｃｏ交互積層多
層膜部分で多重干渉が生じる（再生時）タイプのディス
クである。このようにして作製したディスクのＫｅｒｒ
回転角の波長依存性を第４図に示す。比較例には、垂直
磁化膜（５）にＴ　ｂ　Ｆ　ｅ　Ｃｏ　Ｔ　ａを用いた
場合を示した。４５０ｎｍ〜５５０ｎｍの波長の光にて
Ｋｅｒｒ回転角は最大となり、その値はｏ、７９°であ
４Ｊ　比較例（７）０．６５°、ｌＪｏ、１４゜大きか
った。次に、このディスクの記録−再生特性を実施例１
と同一の記録条件にて測定したところＣ／Ｎ＝５０ｄＢ
ｔ−あり、比較例（７１４８ｄＢより２ｄＢ増大した。

実施例１と比較してＣ／Ｎが小さいのは、θｋが小さい
ことを反映したものである。

本実施例で得られた効果は、Ｐｔの代りにＰｄ。

Ｒｈ、Ａｕのいずれを用いても同様であり、またＦｅＣ
ｏ合金以外にＣｏＮｉ、ＦｅＮｉ合金を用いても良く、
Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉの各単体のいずれの元素を用いても同
様である。ＦｅＣｏＮｉ三元合金を用いても同様の効果
が得られることはいうまでもない。さらに、ＸＣｏ、Ｘ
Ｆｅ、ＸＮｉにおいてＸ＝Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｎｄ、Ｐ
ｒ、Ｓｍ。

Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ａｕ等を用いても同様の効果を示し
た。さらに希土類−鉄族元素合金として、ＴｂＰｒＦｅ
ＣｏＴａ以外にもＸ　Ｚ　Ｆｅ、　Ｘ　Ｚ　Ｃｏ。

ＸＺＦｅＹ、ＸＺＣｏＹ、ＸＺＦｅＣｏ、ＸＺＦｅＣｏ
ＹにおいてＸ　：　Ｔ　ｂ　、　Ｄ　ｙ　、　Ｈｏ　、
　Ｇ　ｄ等の元素の内の一種、Ｙ＝Ｔａ、Ｔｉ、Ｎｂ、
Ｃｒ等の元素の内の一種、Ｚ＝Ｎｄ、Ｐｒ、Ｓｍ等の内
の一種のいずれの組合を用いても、その効果に変りはな
い。

〔発明の効果〕

本発明によれば、光磁気記録膜全体として垂直磁化膜と
しての安定性を保ったままで、短波長光に対する磁気光
学効果を改善することができ、ディスクを形成したとき
十分大きな再生信号出力が得られ、エラーやノイズが小
さく高密度記録が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図と第３図は光磁気ディスクの断面構造を示す模式
図、第２図と第４図は光磁気記録媒体の磁気光学効果の
波長依存性を示す図。 １・・・基板、２，２′・・・誘電体膜、３・・・金属
層Ｉ、寮　２　図 光り皮表；λ（７（π）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. １．少なくともレーザー光を用いて記録，再生、或いは
   消去を行う光磁気記録において、情報を記録するための
   記録膜として、少なくとも再生光の入射する側にＰｔ，
   Ｐｄ，Ｒｈ，Ａｕの内より選ばれる少なくとも１種類の
   元素よりなる層と、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉの内より選ばれる
   少なくとも１種類の元素もしくはＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉの内
   より選ばれる少なくとも１種類の元素とＰｔ，Ｐｄ，Ｒ
   ｈ，Ａｕ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｇｄ，Ｎｄ，Ｐｒ，Ｓｍ
   の内より選ばれる少なくとも１種類の元素とからなる合
   金層とを交互に積層した多層膜を設け、これと磁気的に
   結合するように垂直磁気異方性を有する希土類元素と鉄
   族元素を主体とする合金層を形成し、その垂直磁気異方
   性を有するフェリ磁性体の希土類元素と鉄族元素を主体
   とする合金層が希土類元素の副格子磁化が優勢となるよ
   うに形成した、２種類の磁性層よりなることを特徴とす
   る光磁気記録膜の構造。
2. ２．特許請求の範囲第１項記載の希土類元素と鉄族元素
   を主体とする合金層において、希土類元素としてＴｂ，
   Ｄｙ，Ｈｏ，Ｇｄの内より選ばれる少なくとも１種類の
   元素及び、Ｎｄ，Ｐｒ，Ｓｍの内より選ばれる少なくと
   も１種類の元素と、鉄族元素としてＦｅ，Ｃｏの内より
   選ばれる少なくとも１種類の元素とからなる合金を用い
   て、さらに優位にはその合金層が非晶質であることを特
   徴とする光磁気記録膜の構造。
3. ３．特許請求の範囲第１項及び第２項記載の希土類元素
   と鉄族元素を主体とする合金層に、Ｎｂ，Ｔｉ，Ｔａ，
   Ｃｒの内より選ばれる少なくとも１種類の元素を垂直磁
   気異方性を失なわない濃度含んだことを特徴とする光磁
   気記録膜と構造。
4. ４．特許請求の範囲第１項記載の光磁気記録膜において
   、交互積層多層膜の膜厚もしくは光磁気記録膜全体の膜
   厚を光が透過する膜厚とし、さらにその膜厚が交互積層
   多層膜部分もしくは光磁気記録膜全体において多重干渉
   するような厚さであることを特徴とする光磁気記録膜の
   構造。
5. ５．特許請求の範囲第４項記載の光磁気記録膜全体で多
   重干渉するような膜厚に形成した光磁気記録膜において
   、光の入射する反対側に少なくとも光を反射するための
   層を設け、さらに優位にはその層がＡｌ，Ｃｕ，Ａｇ，
   Ａｕ，Ｃｒ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｈ，Ｐｂ，Ｎｉの内より選
   ばれる少なくとも１種類の元素を主体とした層であるこ
   とを特徴とする光磁気記録膜の構造。
6. ６．特許請求の範囲第５項記載の光を反射するための層
   に、主元素を除く特許請求の範囲第５項記載の元素或い
   はＮｂ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｗ，Ｍｏ，Ｍｎの内より選ばれる
   少なくとも１種類の元素を用いたことを特徴とする光磁
   気記録膜の構造。