JPH0440647A - 光磁気ディスク - 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】 〔概　要〕 光磁気ディスクおよび該光磁気ディスクに用いる光磁気
記録媒体の製造方法に関し、 光磁気記録をするためのバイアス磁界が低くて済み、再
生する際のレーザ光の熱によって記録した信号が劣化す
るのを防止し、磁気異方性を大にして信号の劣化を防止
する光磁気ディスクおよび該光磁気ディスクに用いる光
磁気記録媒体の製造方法を目的とし、 基板上に下部保護層、記録層、干渉層および上部保護層
をこの順に順次積層形成した光磁気ディスクに於いて、 前記下部保護層に希土類元素、マンガン、ビスマスの金
属元素と酸化シリコン、窒化シリコン、炭化シリコン、
或いは前記希土類元素、マンガン、ビスマスの金属元素
と金属酸化物、金属窒化物、或いは金属硫化物との化合
物膜を設け、前記記録層に希土類−遷移金属非晶質合金
を用い、前記干渉層に物理的定数として屈折率が２．０
以上、熱伝導率が５Ｊ／−・ｓ　　・Ｋ以上、熱膨張係
数が５Ｘ１０−’／℃以上の数値のうち、少なくとも１
個の数値を満足する誘電体を用いて構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は光磁気ディスクに関する。

アルミニウム（ＡＩｌ）のような不透明な非磁性基板上
にテルビウム−二酸化珪素（Ｔｂ−ＳｉＯ□）のような
下部保護層、テルビウム−鉄−コパル）　（Ｔｂ−Ｆｅ
−Ｃｏ）のような希土類−遷移金属非晶質合金より成る
記録層、Ｔｂ−３ｉＯ，のような干渉層、紫外線硬化型
樹脂層よりなる上部保護層を設けた光磁気ディスクが開
発されている。

〔従来の技術〕 従来の光磁気ディスクとして、第６図に図示するように
透明ガラス、或いは透明プラスチックのような透明基板
１上にＴｂ−５ｉＯ□のような干渉層２、Ｔｂ−Ｆｅ−
Ｃｏのような希土類〜遷移金属の非晶質合金より成る記
録層３、Ｔｂ−５ｉｎ、のような保護層４がスパッタ方
法でこの順に積層形成された構造がある。

上記希土類−遷移金属の非晶質合金より成る記録層は読
みだし特性が充分で無く、記録、および消去用のレーザ
光線が入射する基板側にＴｂ−３ｉＯ□のような干渉層
２を設けて磁気光学効果を大きくしている。また記録層
の希土類−遷移金属の非晶質合金薄膜は酸化されやすい
ために、その表面をＴｂ−５ｉＯｚのような保護層４で
被覆している。そして記録、或いは消去用のレーザ光は
透明基板１側より入射する光磁気ディスクが開発されて
いる。

然し、上記基板に透明なガラス基板やプラスチック基板
を用いた場合、この基板は割れ易く、使用中に破損の恐
れがあり、この基板に代わって非磁性で比較的軽く、か
つ機械的強度の大きいＡｌ基板が最近開発されている。

第７図はこのような非磁性で不透明なＡｆｆｉ基板を用
いた光磁気ディスクの構造を示す断面図である。

図示するように、八！よりなる不透明基板１１上にはＴ
ｂ−５ｉＯ□が下部保護層１２として形成され、その上
にはジスプロシウム−鉄−コバルト（Ｄｙ２６−Ｆｅ５
９−Ｃｏ１５、上記２６．５９．１５の数値は該合金を
構成する各原子のモル％である。）のような希土類〜遷
移金属の非晶質合金薄膜より成る記録層１３がスパッタ
法等を用いて形成されている。

またこの記録層１３上には前記した下部保護層として用
いたＴｂ−Ｓｉｎ、膜が干渉層１４として形成され、更
にその上にはレーザ光を透過し、紫外線硬化型の樹脂よ
りなる上部保護層１５が形成されている。

このような光磁気ディスクに於いては、レーザ光は基板
の上部より照射し、また機械的強度の大きいＡｌ基板を
用いているので、破情の少ない光磁気ディスクが得られ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

このような不透明のＡ！基板上に形成した従来の光磁気
ディスクに於いて、ディスクの回転速度を線速度に変換
した線速１抛／ｓ　（ｓ＝ｓｅｃ）、ビット長１μ顛で
信号を記録したところ、その信号のＣ／Ｎの値は４９ｄ
Ｂであった。また記録したビット（ビット長１μｍ）に
レーザ光を照射し、記録した信号を再生する過程で信号
の劣化を測定したところ、しきい値パワー（信号を記録
できる最小のレーザパワー）の３０％の値で信号の劣化
が見られた。

ところで本発明者等は、干渉層を形成する誘電体は、所
定の屈折率値を有しないと、記録層との界面で多重反射
を起こせず、大きい磁気光学効果が得られないことを見
出している。

また本発明者等は干渉層に熱膨張率の大きい誘電体を用
いると、スパッタ法で成膜した後、該成膜したスパッタ
膜を室温ムこ冷却する過程の熱変動によって該スパッタ
膜に大きい応力が掛り、この応力によって磁気異方性が
大きくなり、そのため、外部磁界によって記録された信
号が容易に劣化しなくなることを見出している。

また本発明者等は干渉層に熱伝導率の小さい誘電体を用
いるとレーザ光を照射して光磁気記録された信号を再生
する際に熱の発散が少ないために信号の劣化が生じるこ
とを見出している。

本発明は上記した事項に基づいて成されたもので、読み
だし特性が良好で再生時に信号の劣化を生じない光磁気
ディスク、並びに該光磁気ディスクに用いる光磁気記録
媒体の製造方法の捉供を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成する本発明の光磁気ディスクは、第１図
の原理図に示すように基板２１上に下部保護層２２、記
録層２３、干渉層２４および上部保護層２５をこの順に
順次積層形成した光磁気ディスクに於いて、 前記下部保護層２２に希土類元素、マンガン、ビスマス
の金属元素と酸化シリコン、窒化シリコン、炭化シリコ
ンの化合物膜、或いは前記希土類元素、マンガン、ビス
マスの金属元素と金属酸化物、金属窒化物、或いは金属
硫化物との化合物膜を設け、前記記録層２３に希土類−
遷移金属非晶質合金を用い、前記干渉層に屈折率が２．
０以上、熱伝導率が５Ｊ／Ｉｌ　−３・Ｋ以上、熱膨張
係数が５　×１０−’／　”Ｃ以上の数値のうち、少な
くとも１個の数値を満足する誘電体を用いたことを特徴
とするものである。

更に本発明の光磁気ディスクは上部保護層２５がレーザ
光を透過する樹脂保護膜であることを特徴とする。

また前記上部保護層２５と干渉層２４との間に希土類−
半導体元素の酸化物膜３１を設けたことを特徴とする。

〔作　用〕

光磁気ディスクの干渉層として可能性の有る誘電体の物
理的定数を第１表に示す。

上記したＴｂ−５ｉｆｔ膜の代わりに干渉層として窒化
シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）、或いは窒化アルミニウム（Ａ
　ｆ　Ｎ）等の誘電体層を用いることも考えられる。

二のＳｉ３Ｎ４、或いはＡＩ！Ｎの誘電体は屈折率値が
高く、干渉の効果も大で干渉層として適当である。

第　　　１　　　表 〔但し、熱伝導率（Ｊ／■・５−Ｋ）、熱膨張係数（ｘ
ｌＯ−’／　”Ｃ）　）　　を示す。

また従来より干渉層として用いているＴｂ−Ｓｉｎ。

膜より成る誘電体は記録層の酸化を防止する効果は大で
あるが、屈折率値は小さく、そのため記録層に入射され
た光を多重に反射させる干渉の効果は少なく、また熱伝
導率が低いために熱の逃散が悪く、記録した信号が再生
時に劣化し易いので干渉層として用いた場合、その機能
を充分に果たせない。

またこのような各種の誘電体膜をスパッタ法で基板上に
形成した後、該基板を大気中に１５０　’Ｃの温度で放
置し、その放置した各種の誘電体膜の保磁力の変動と！
Ｊ３１置時間との関係を第５図に示す。

第５図の曲線４１によって示すように５ｉＯｚ膜の誘電
体では時間の経過とともに保磁力が大幅に変動するので
干渉層としては使用できない。

また曲線４２に示すようにＺｎＳ膜の誘電体でも時間の
経通とともに成る程度は保磁力が変動するので干渉層と
して用いるのは好ましくない。

また曲線４３に示すようにＴｂ−５ｉＯｚ膜の誘電体は
保磁力の変動はないが、前記したように干渉層として用
いる場合、屈折率値が小さく、干渉の効果が悪く、また
熱伝導率が低いために熱の逃散が悪く、記録した信号が
再生時に劣化し易いので干渉層として用いるのは不充分
である。

また曲線４４に示すようにＺｒＯ□や、曲線４５に示す
ように５ｉ３Ｎａ膜は保磁力の変動が少ないので干渉層
として用いて良い。

上記した事項より本発明者等は記録層の上に形成する干
渉層として上記第１表の内で屈折率が２．０以上、熱膨
張係数が２　×１０−”／　”Ｃ以上、熱伝導率が５Ｊ
／ｍ−ｓ　　ｌ（以上の数値の内で何れかの数値を満足
する誘電体であると干渉層として用いて良いことを実験
的に確認した。

［実　施　例］ 以下、図面を用いて本発明の実施例につき詳細に説明す
る。

第２図は本発明の光磁気ディスクの構造を示す第１実施
例の断面図である。

図示するように八！の基板２１上に、厚さが９０ｎｍの
Ｔｂ−Ｓｉ０ｇ膜よりなる下部保護層２２とその上には
厚さが９０ｎｓ＋のＤｙ２６−Ｆｅ５９−Ｃｏ１５より
成る記録層２３が何れもＡｒガスをスパッタガスとして
用いてスパッタ法で形成されている。

このＤｙ２６−Ｆｅ５９−Ｃｏ１５の数値は、Ｄｙ−Ｆ
ｅ−Ｃｏ合金のうちの各元素が占めるモル％である。

この記録層２３の上には本発明の５ｉ３Ｎａ膜より成る
干渉層２４Ａが９０ｎ＊の厚さでスパッタ法により形成
され、更にその上には紫外線で硬化する樹脂保護膜より
なる上部保護ｊｉ（大日本インキ株式会社製、商品名、
５Ｄ−３０１）　２５が数１０μ−の厚さでスピンコー
ド法により形成されている。

このようにすれば、上記干渉層２４Ａとして用いた５ｉ
Ｊ４膜は屈折率値が１５〜３０と大であり、また下部保
護層２２のＴｂ−ＳｉＯ□膜は保護効果が大であるので
記録層の酸化を充分防止できる。

このような光磁気ディスクに於いて、ディスクの回転速
度を線速に変換した線速１０ｍ／ｓｅｃ　、ビット長１
μ棚で、波長８３０ｒ＋ｍの半導体レーザを照射して記
録したところＣ／Ｎが５０ｄＢの信号が得られた。

また記録したビットに上記レーザ光を入射し、信号の劣
化を測定したところ、しきい値パワー（信号を記録でき
る最小のレーザパワー）の５０％まで信号の劣化が認め
られなかった。因みに従来の光磁気ディスクに於いて同
様の実験を行ったところ、前述したようにしきい値パワ
ーの３０％で信号の劣化が見られた。

第３図は本発明の光磁気ディスクの第２実施例の断面図
である。

図示するように１の基板２１上に、厚さが２０ｎｍのＴ
ｂ−ＳｉＯ□膜よりなる下部保護層２２とその上には厚
さが８０ｎｍのＴｂ２Ｏ−Ｆｅ７２−Ｃｏ８より成る記
録層２３が何れもＡｒガスをスパッタガスとして用いた
スバ・ツタ法で形成されている。

このＴｂ２Ｏ−Ｆｅ７２−Ｃｏ８の数値は、Ｔｂ−Ｆｅ
−Ｃｏ合金のうちの各元素が占めるモル％である。

この８０ｎｍの記録層２３の上には本発明のＡ４２Ｎよ
りなる干渉層２４Ｂが７０ｎｍの厚さでスパッタ法によ
り形成されている。

そしてこの上にはＴｂ−５ｉＯｚ膜よりなる希土類とシ
リコンの酸化物より成る酸化物膜３１がスパッタ法で９
０ｎｓ＋の厚さに形成され、更にその上には紫外線で硬
化する樹脂保護膜２５が数１０μｍの厚さでスピンコー
ド法により形成されている。

このようにすれば、上記したｉＮは熱伝導率が２５と高
く放熱効果が高いので、再生時に信号の劣化の少ない光
磁気ディスクが得られる。

また本実施例に於いては、樹脂保護膜２５と干渉層２４
Ｂとの間に希土類とシリコン酸化物の化合物膜３】が形
成されているので更に干渉層の保護が充分に行い得る。

このような光磁気ディスクに於いて、ディスクの回転速
度を線速に変換した線速１０ｍ／ｓｅｃ　、ビット長１
μ棚で、波長８３０ｎｍの半導体レーザを照射して記録
したところＣ／Ｎが５１ｄＢの信号が得られた。

また記録したビットに上記レーザ光を入射し、信号の劣
化を測定したところ、しきい値パワー（信号を記録でき
る最小のレーザパワー）の５５％まで信号の劣化が認め
られなかった。因みに従来の光磁気ディスクに於いて同
様の実験を行ったところ、前述したようにしきい値パワ
ーの３０％で信号の劣化が見られた。

また第４図に本発明の第３実施例を示す。

図示するようにＡｒの基板２１上に、厚さが９０ｎｏ＋
のＴｂ−５ｉＯｚ膜よりなる下部保護層２２とその上に
厚さが８０ｎｍのＴｂ２６−Ｆｅ５９−Ｃｏ１５より成
る記録層２３が何れもＡｒガスをスパッタガスとして用
いるスパッタ法で形成され、その上には本発明によるＺ
ｒＯ□より成る干渉Ｎ２４Ｃがスパッタ法で９０ｎ−の
厚さに形成されている。この干渉層２４Ｃの上にはスピ
ンコード法により厚さが数μｍの紫外線効果型の樹脂保
護膜２５が形成されている。このＺｒＯ□よりなる干渉
層２４Ｃは、熱膨張係数が７〜１０と大であるため、該
干渉層をスパッタ法で成膜後、室温に冷却する過程で磁
気異方性が大となり、外部磁界によって記録された信号
の劣化が少なくなる。

このような光磁気ディスクに於いて、ディスクの回転速
度を線速に変換した線速１０ｍ／ｓｅｃ　、ピント長１
μｍで、波長８３０ｎｍの半導体レーザを照射して記録
したところＣ／Ｎが５０ｄＢの信号が得られた。

また記録したビットに上記レーザ光を入射し、信号の劣
化を測定したところ、しきい値パワー（信号を記録でき
る最小のレーザパワー）の４５％まで信号の劣化が認め
られなかった。因みに従来の光磁気ディスクに於いて同
様の実験を行ったところ、前述したようにしきい値パワ
ーの３０％で信号の劣化が見られた。

以上述べた実施例の光磁気ディスクを製造する場合、基
板とターゲットとをスパッタ容器内に対向配置する。こ
のターゲットは水平方向に並べられて配置され、下部保
護層、記録層、干渉層、上部保護層形成用のターゲット
が別個に設けられている。そしてスパッタ容器内に基板
を設置し、スパッタ容器内の圧力を１０−’ｐａ程度の
高真空に排気した後、Ａｒガスを導入して容器内の圧力
を０．５ｐａ程度とし、例えば基板上に下部保護層を形
成する際には、基板と下部保護層形成用ターゲット間に
高周波電力を０．５　ｋ−の電力を印加する。

このようにして前記ターゲットを固定し、基板を水平方
向に連続して移動し、基板直上に連続的に記録層形成用
ターゲット、干渉層形成用ターゲット、および上部保護
層形成用ターゲットが位置するようにして基板と上記各
々のターゲット間に高周波電力を印加して連続的にスパ
ッタ成膜する。

以上述べたように記録層の下部保護層に希土類遷移金属
非晶質合金に対する酸化防止効果の大きい希土類−シリ
コン酸化物膜を用い、記録層の上部の干渉層に熱伝導率
、屈折率、或いは熱膨張係数の数値のうちの何れかの大
きい誘電体を用いることで外部磁界によって信号の劣化
の少ない、高品質の光磁気ディスクが得られる。

なお、本実施例で下部保護層として希土類元素のＴｂと
半導体元素のＳｉの酸化物の５ｉＯｚとの化合物膜を用
いたが、希土類元素以外の他の金属と誘電体との化合物
膜でも良い。

上記金属としては酸化し易い希土類元素、或いはマンガ
ン（Ｍｎ）、ビスマス（Ｂｉ）のような元素が望ましく
、誘電体としては二酸化シリコン（５ｉ（ｈ）、二酸化
ジルコニウム（ＺｒＯｚ）のような半導体、或いは金属
酸化物、窒化シリコン（５ｉｓｔｌＬ　）　、窒化アル
ミニウム（ＡｆＮ）のような半導体、或いは金属窒化物
、炭化珪素（ＳｉＣ）のような半導体炭化物、硫化亜鉛
（ＺｎＳ）のような金属硫化物を用いることができる。

〔発明の効果〕 以上の説明から明らかなように本発明によれば希土類−
遷移金属非晶質合金よりなる記録層の下部保護層に希土
類−遷移金属非晶質合金に対する酸化防止効果の大きい
Ｔｂ−５ｉＯｚ膜を用い、記録層の上部の干渉層に熱伝
導率、屈折率、或いは熱膨張係数の数値のうちの何れか
の大きい誘電体を用いることで外部磁界によって信号の
劣化の少ない、高品質の光磁気ディスクが得られる効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光磁気ディスクの原理図、第２図は本
発明の第１実施例を示す断面図、第３図は本発明の第２
実施例を示す断面図、第４図は本発明の第３実施例を示
す断面図、第５図は各種下部保護層の放置時間と保磁力
との関係図、 第６図、および第７図は従来の光磁気ディスクの断面図
である。 図において、 ２１はＡｌ基板、２２は下部保護層、２３は記録層、２
４、２４Ａ　、　２４Ｂ、　２４Ｃは干渉層、２５は上
部保護層（樹脂保護膜）、３１は酸化物膜、４１，４２
，４３，４４．４５は各種下部保護層の放置時間と保磁
力との関係曲線を示す。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板（２１）上に下部保護層（２２）、記録層（
   ２３）、干渉層（２４）および上部保護層（２５）をこ
   の順に順次積層形成した光磁気ディスクに於いて、 前記下部保護層（２２）に希土類元素、マンガン、ビス
   マス元素と酸化シリコン、窒化シリコン、炭化シリコン
   との化合物膜、或いは上記希土類元素、マンガン、ビス
   マス元素と金属酸化物、金属窒化物、或いは金属硫化物
   との化合物膜を設け、前記記録層（２３）に希土類−遷
   移金属非晶質合金を用い、前記干渉層（２４）に物理的
   定数として屈折率が２．０以上、熱伝導率が５Ｊ／ｍ・
   ｓ・Ｋ以上、熱膨張係数が５×１０＾−＾６／℃以上の
   数値のうち、少なくとも１個の数値を満足する誘電体を
   用いたことを特徴とする光磁気ディスク。
2. （２）前記上部保護層（２５）がレーザ光を透過する樹
   脂保護膜であることを特徴とする請求項（１）記載の光
   磁気ディスク。
3. （３）前記上部保護層（２５）と干渉層（２４）との間
   に希土類−半導体元素の酸化物膜（３１）を設けたこと
   を特徴とする請求項（１）記載の光磁気ディスク。