JPH04500879A - 熱光磁気記録要素の製造方法 - 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】 熱光磁気記録要素の製造方法 〔発明の背景〕 この発明は、熱光磁気記録要素に関し、より具体的には熱光磁気（ｔｈｅｒｍｏ −ｍａｇｎｅｔｏ−ａｐｔ　ｉｃ）要素の製造方法に関する。

本明細書で使用する“熱光磁気（ＴＭＯ）記録要素”の語は、記録要素の層の一 つであるＴＭＯ記録層中で形成される磁化パターンに従って入射偏光ビームの特 性を選択的に変性するための熱光磁気書込み／読取りプロセスで使用される多層 構造部材を意味する。典型的なこのような記録要素は、基板、熱光磁気記録層な らびに誘電体もしくは半導体の１種以上の防食性層および／または反射防止層を 含む。ＴＭＯ層が希土類遷移金属層である場合、そのＴＭＯ層の光磁気特性の劣 化および根本的な破壊を防止するためにはＴＭＯ層のいずれかの側面上に防食性 層が必要である。この防食層は反射防止層としても役立つものが望ましい。

ＴＭＯ記録要素における反射防止層の主要な機能は、カー効果（反射系）および ファラデー効果（透過系）によって生ずる回転角を増大することにある。この増 大は、殆どの場合にＴＭＯデバイスから読出すことができる偏光のコリメート（ 平行）化されたビームの回転度を非常に小さな度数未満の非常に小さなものにす るので重要である。従って、読出しシグナルのノイズ比に係るシグナルを増大す ることが必要である。上述のように、反射防止性層は回転角の増大性と、さらに ＴＭＯ層の防食性の二つの機能に寄与することが望まれる。

従って、抗反射防食性誘電もしくは半導性材料層が基板と希土類遷移金属ＴＭＯ 層間に必要となる。このような構造は、名称「多層構造を有する光磁気媒質の高 信頼度の研究（Ｓｔｕｄｙｏｎ　旧ｇｈ　Ｒｅ１ｉａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ａ　 Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｏｐｔｉｃ　Ｍｅｄｉｕｍ　Ｗｉｔｈ　ＡＭｕｌｔｉ−Ｌａｙ ｅｒ　５ｔｒｕｃｔｕｒｅ）」、Ｋ、０ｈｔａらによる女修のＪａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｂｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ、　Ｖｏｌ、 ８．　Ｎｏ、２．９３〜９６ページ（１９８４）および当該出願と同じ譲受人に 譲渡されたＴ、　Ｋ。

Ｈａｔｗａｒの米国特許第４．７１９．１５４号の公表された技術文献に記載さ れている。

ポリマー基板とＴＭＯ層間に防食、反射防止層を担持する構造に存在する問題点 は、大きな温度変化を受けポリマー基板と防食、反射防止層との間に皺や離層が 起こることによって、記録要素を不正確にするかまたはまったく使用不可能にす ることである。換言すれば、基板およびフィルムパッケージからなる構造部材は 、運搬や使用条件に耐えるために約＋６０℃〜−４０℃の周囲温度に耐えねばな らない。基板と隣接する防食、反射防止層間で生じる離層または皺は、これらの ２つの隣接層の熱膨張率が相違することによって起こるものと信られている。こ のような変形は、読出し操作に使用される平行偏光ビームの回転を微妙に変化さ せるので熱光磁気記録要素にとって黙視できない。

〔発明の要約〕

この発明は、ポリマー支持部材を備え、この支持部材を酸素プラズマ処理にかけ 、その支持部材上の第一セラミ・ツク遮断層をスパッタリングし、この第一セラ ミック遮断層に熱光磁気層を堆積し、そしてこの熱光磁気層上の第二セラミ・ツ ク遮断層をスパッタリングすることによって大きな温度変化にさらしても皺およ び離層を起こさない熱光磁気記録要素の製造方法を提供する。最初に酸素プラズ マ処理でポリマー基板を処理し、次いで第一セラミック層の堆積を行うことによ って、記録要素を大きな温度変化にさらした場合、例えば、デバイスを最終目的 地まで運搬するとき、の離層および皺形成が防止されることを見い出した。

〔図面の簡単な説明〕

唯一の図は、この発明に従って製造した熱光磁気記録要素の横断面の略図である 。

〔好ましい態様の詳細な記述〕

図を引用すると、熱光磁気要素１０は、ポリマー基板１２、その基板１２に堆積 または接触した防食性、反射防止セラミ・ツク遮断層１４、そのセラミック層１ ４に堆積した熱光磁気層１６およびその熱光磁気層１６の反対側の面に堆積した 第二セラミック遮断層を含む。

基板に関しては、いずれかの適当なポリマー材料、例えば、ポリメチルメタクリ レートのようなアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂およびポリエチレンテレフ タレートポリエステル樹脂などを使用できる。熱光磁気層が基板を介する読取り または書込みのいずれかに際してレザービームによってアドレスされる場合、基 板は透明でなければならない。ポリカーボネートおよびポリメチルメタクリレー トポリマーが基板として使用するのに好ましい基板材料である。

上述したように、遮断層１４と１８は、防食層として、反射防止層として役立っ てもよく、あるいはこれらの層がこれらの各機能に役立つ重複した性能を有して いてもよい。層１４の機能にかかわりなく、遮断層は何らかの理由で基板１２に 堆積されることが必須である。結果的に、このことが２つの層１２と１４の熱膨 張率の相違にあると信じられている上述の皺の形成または離層の問題点を生じさ せる。層１４と１８の作製に適する材料としては、アルミニウム、シリコン、チ タンおよびホウ素の窒化物ならびに炭化物が挙げられる。これらの材料のうち、 窒化アルミニウムは熱光磁気層１６のカー回転角を改良する防食性層と反射防止 層としても役立つ優れた特性を有するので、それが非常に好ましい。

光磁気効果、特にカー効果を示すどのような材料も熱光磁気層１６の作製に使用 できるであろうが、この能力を有することが知られている希土類遷移金属の合金 には、Ｔｂ−Ｆｅ、Ｄｙ−Ｆｅ　、　Ｇｄ−Ｔｂ−Ｆｅ　、　Ｇｄ−Ｔｂ−Ｄｙ −Ｆｅ　、　Ｇｄ−ＣｏまたはＴｂ−Ｆｅ−ｃ。

などが包含される。これらの材料のうち、テルビウム鉄コバルト合金は、大きな カー回転角が得られ、しかもキュリ一温度が特有な合金組成によって達成できる ので熱光磁気層１６としての使用に適する。

直前に示したいずれかの材料は、この発明に従う熱光磁気記録要素の製造方法で 使用でき、上記材料の殆どは大きな温度変化にさらしたとき好ましくない雛形性 および離層を示すが、簡略化の目的で本明細書の残余を通じてポリカーボネート 基板１２、窒化アルミニウム遮断層１４およびテルビニウム鉄コバルト熱光磁気 層１６に言及するであろう。

この発明で使用されるポリカーボネート基板は、熱光磁気記録要素を製造する目 的で加工されている連続シートの形状にあってもよく、次いで仕上のとき適当な 形状、例えば３，５インチなどの指定された直径をもつディスク状にある一般的 な形状に切断する。しかしながら、基板は最初に適当なサイズ（３，５インチデ ィスク）に切断され、次いでこの発明の実施に利用される。

それは、この発明の実施に必須でないといえ、ポリカーボネートが使用される場 合にはディスク状の基板を１００℃未満の温度、好ましくは約り０℃〜約６０℃ の温度でまずベーキングすることが大変好ましい。この基板のベーキングは、ポ リカーボネートの水分含量を好ましいレベルまで低減するためには少なくとも約 ６０分間、好ましくは約１２０〜４８０分間必要である。

次に、このディスクまたは複数のディスクを、ＲＦ主電極酸素導入口を有する真 空系に入れる。約１０−４〜約１０−６トルの真空に吸引し、次いで約１〜約１ ００ミリトル、好ましくは約１０〜５０ミリトルになるまで酸素を導入する。次 に、電力一時間の積が約１５０〜約３６０００ワツト・秒、好ましくは約２５０ 〜約２５００ワツト・秒となるように約３０〜約２００ワツト、好ましくは約５ ０〜約１２５ワツトの電力を約５〜約１８０秒間、好ましくは約５〜約２０秒間 、ＲＦ主電極電圧を印加することによって酸素プラズマ処理を開始する。電力一 時間の積が上記最低値に達しないと、皺形成／離層の問題点に関して何の利点も 観察されないことが判明した。他方、電力一時間の上限を越えた場合には基板の プラズマ処理によって得られる利点は失われる。

このＲＦ主電極、ＲＦ主電源接続されたコイルまたは単純なプレート状であって よい。“酸素プラズマ処理”とは、処理される基板が被動ＲＦ電極上にあるかま たはカウンター電極上にあるかに応じて、それぞれ酸素エツチングかまたは酸素 グロー放電のいずれかを意味する。

この発明に従って酸素プラズマ処理が行われる場合には、皺形成を伴う上記問題 点は完全に解決されることが観察された。プラズマ処理を施すことなくポリカー ボネート基板試料をそのまま使用する場合には、顕微鏡の視野当り平均はぼ５０ 個の皺が観察された。

プラズマ処理に続いて、遮断層１４をいずれか適当な技法で堆積する。Ｔ、　Ｋ 、　Ｈａｔｗａｒに１９８８年１月１２日付で発行され、当該出願の譲受人に譲 渡された米国特許第４．７１９．１９４号は、基板を窒化アルミニウムフィルム を堆積するスパッタリング方法を公表するが、これを引用することによって本明 細書の内容に含める。

上記米国特許で公表されたＲＦマグネトロンスパッタリング系の他に、この発明 の遮断層１４の堆積に別の適当な技法、例えばＤＣ反応性スパッタリングを使用 してもよい。この操作では、ポリカーボネート基板のプラズマ処理に使用される のと同じ真空系を使用してもよく、窒化アルミニウムの堆積はこの真空系の単一 の吸引によって行うことができる。遮断層１４の作製では、最初に真空系が１０ −６トル未渦の圧力まで吸引される。例えば、アルゴンまたはクリプトンなどの 不活性ガスを導入して分圧を約１．５〜約１２ミＩＪＩ−ルにし、次いで標準的 なりＣマグネトロン電力供給器によって約１，５〜約７．５キロワツトの電力を ターゲットにかける。窒化アルミニウムの堆積では、例えば、次に窒素を真空系 に導入して約１〜約４ミリトルの分圧にし、次いでその不活性ガス、例えば、ア ルゴンおよび窒素分圧を堆積中維持する。指定した期間アルミニウムターゲット の前面でポリカーボネート基板を走査して所定の厚さにする。ポリカーボネート 基板上の窒化アルミニウム層の厚さは、約５００〜約１５００オングストローム 、好まこの遮断層１４の表面に熱光磁気層１６の堆積では、上記Ｈａｔｗａｙの 特許や１９８７年６月２日発行の米国特許第４．６７０，３５３号（どちらも引 用することによって本明細書の内容きなる）に記載された方法を初めとするＴＭ Ｏ層の堆積に適するいずれかの技法を使用することができる。

本発明の特定の態様では、金入から供給されたポリカーボネートから射出成形し た３、５インチのポリカーボネートディスクを２４０分間６０℃の温度にてオー ブン中でベーキングした。

このディスクを真空系に入れ、次いで１０−’　ｌ−ルの圧力まで吸引した。酸 素をこの系に導入して１０ミリ）ルの圧力にし、次いでＲＦプレートを作動して グロー放電を起した（コイルに１００ワツトの電力を１０秒間印加し、その後電 圧の印加を止めた）。次に、真空系を少なくとも１０−’　）ルの圧力まで吸引 し、次いでアルゴンガスを分圧が３．２　ミＩＪ　）ルになるまで導入した。真 空系内に含まれるアルミニウムスパッタリングターゲットを標準的ＤＣマグネト ロン電力供給器によって７．５キロワツトの電力で作動した。次に、窒素分圧を １ミリトルにする流速で窒素を導入し、そのアルゴンおよび窒素分圧を堆積中維 持した。

これらの条件は、１秒当り約６０アームストロングの窒化アルミニウム堆積速度 をもたらす。ポリカーボネート基板を目的の厚さに応じて設定した速度でターゲ ットの前面で走査した。９００オングストロームの厚さは、１分当り５５センチ メーターの速度で達成された。

テルビウム鉄コバルト層１６を、暴露した窒化アルミニウム表面（米国特許第４ ．６７０．３５３号の実施例１の方法に準する上述の説明に従って調製した）に 堆積した。次に、ポリカー・ボネート基板］２に窒化アルミニウム層１４をのせ る上記と同じ方法によって暴露したテルビウム鉄コバルト層に窒化アルミニウム 層１８を堆積した。

当然に、上述の材料のいずれも、示した特定の態様で記載したのと同じ様式であ る例に使用できることを理解しなければならない。例えば、遮断層を形成するの に適する他の材料を、類傭の手段で堆積してもよく、そ（７て別のＴＭＯ材料を それに堆積してもよい。

ＦＩＧ、　１ 国際調査報告　Ｑ、Ｔ、ｌｌＣＱ。、。６．Ａ０国際調査報告 ｐｃτ／υＳ　８９１０４１４９

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. １．第一遮断層をポリマー基板に堆積し、その基板と接触する面と反対側の前記 遮断層面上に熱光磁気層を堆積し、そして第一遮断層と接触する面と反対側の熱 光磁気層面上に第二遮断層を堆積することによる熱光磁気記録要素の製造方法で あって、前記基板を約３０〜約２００ワットの電力で約５〜約１８０秒間ＲＦ酸 素プラズマ処理にかけた後、それに第一遮断層を堆積されることよりなる改良方 法。
2. ２．上記電力と時間の積が２５００ワット・秒を超えない請求項１記載の方法。
3. ３．使用される電力が約７５〜約１２５ワットであり、そして時間が約５〜約２ ０秒である請求項１記載の方法（これらの数値は好ましい態様である）。
4. ４．ポリマー基板に堆積する遮断層が防食層２である請求項１記載の方法。
5. ５．ポリマー基板に堆積する遮断層が反射防止層である請求項１記載の方法。
6. ６．ポリマー基板に堆積する遮断層がアルミニウム、シリコン、チタンもしくは ホウ素の窒化物または炭化物である請求項１記載の方法。
7. ７．ポリマー基板に堆積する遮断層がスパッタリングによって堆積した窒化アル ミニウムである請求項１記載の方法。
8. ８．ポリマー基板がポリカーボネートまたはポリメチルアクリレートである請求 項１記載の方法。
9. ９．熱化磁気層がテルビウム、鉄およびコバルトを含んでなる請求項１記載の方 法。
10. １０．プラズマ処理が酸素グロー放電である請求項１記載の方法。
11. １１．プラズマ処理が酸素エッチングである請求項１記載の方法。