JPH05347039A - ガーネット薄膜を用いた光磁気記録媒体およびその製造方法 - Google Patents
ガーネット薄膜を用いた光磁気記録媒体およびその製造方法Info
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- JPH05347039A JPH05347039A JP5036464A JP3646493A JPH05347039A JP H05347039 A JPH05347039 A JP H05347039A JP 5036464 A JP5036464 A JP 5036464A JP 3646493 A JP3646493 A JP 3646493A JP H05347039 A JPH05347039 A JP H05347039A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ビスマス置換ガーネット膜のようなガーネッ
ト膜を記録膜として用いる光磁気記録媒体およびその製
造方法に係り、特にガラス基板上に形成するビスマス置
換ガーネット膜とその下地層に用いるガーネット薄膜の
製造方法に関し、赤外線ランプを用いて短時間に加熱処
理を行うことが可能なように熱処理方法を改善し、結晶
化したガーネット膜の表面の平滑性を改善することによ
り、媒体ノイズを低減することが可能なガーネット薄膜
を用いた光磁気記録媒体およびその製造方法の提供を目
的とする。 【構成】 ガラス基板(1) 上に結晶化していない第１の
ガーネット下地層(2) 、結晶化した第２のガーネット下
地層(3) およびガーネット記録層(4) が積層して設けら
れているように構成する。
ト膜を記録膜として用いる光磁気記録媒体およびその製
造方法に係り、特にガラス基板上に形成するビスマス置
換ガーネット膜とその下地層に用いるガーネット薄膜の
製造方法に関し、赤外線ランプを用いて短時間に加熱処
理を行うことが可能なように熱処理方法を改善し、結晶
化したガーネット膜の表面の平滑性を改善することによ
り、媒体ノイズを低減することが可能なガーネット薄膜
を用いた光磁気記録媒体およびその製造方法の提供を目
的とする。 【構成】 ガラス基板(1) 上に結晶化していない第１の
ガーネット下地層(2) 、結晶化した第２のガーネット下
地層(3) およびガーネット記録層(4) が積層して設けら
れているように構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はビスマス置換ガーネット
膜のようなガーネット膜を記録膜として用いる光磁気記
録媒体およびその製造方法に係り、特にガラス基板上に
形成するビスマス置換ガーネット膜とその下地層に用い
るガーネット薄膜の製造方法に関するものである。
膜のようなガーネット膜を記録膜として用いる光磁気記
録媒体およびその製造方法に係り、特にガラス基板上に
形成するビスマス置換ガーネット膜とその下地層に用い
るガーネット薄膜の製造方法に関するものである。
【０００２】赤外線ランプで非晶質のガーネット誘導体
を結晶化することは、文献〔”Magnetic and magneto-o
ptic properties of rapid thermally crystallized ga
rnetfilm",T.Suzuki ：J.Appl.Phys.Vol 69(1991).page
4756]に記載されており、また、文献〔“Rapid Heating
Annealing による熱分解Garnet膜の作製".三宅英司
他：第15回日本応用磁気学会学術講演概要集.31aB-5,P.
297 〕にも記載されているが、これ等の報告では、ガラ
ス基板上にスパッタリング、或いは熱分解法で形成した
非晶質のガーネット誘導体を完全に結晶化するには、少
なくとも２分間以上結晶化温度を越える温度に保持する
ことが必要であるとしたデータが開示されている。
を結晶化することは、文献〔”Magnetic and magneto-o
ptic properties of rapid thermally crystallized ga
rnetfilm",T.Suzuki ：J.Appl.Phys.Vol 69(1991).page
4756]に記載されており、また、文献〔“Rapid Heating
Annealing による熱分解Garnet膜の作製".三宅英司
他：第15回日本応用磁気学会学術講演概要集.31aB-5,P.
297 〕にも記載されているが、これ等の報告では、ガラ
ス基板上にスパッタリング、或いは熱分解法で形成した
非晶質のガーネット誘導体を完全に結晶化するには、少
なくとも２分間以上結晶化温度を越える温度に保持する
ことが必要であるとしたデータが開示されている。
【０００３】またこれらの文献では、いずれも形成され
る非晶質のガーネット誘導体の結晶粒の微細化を主目的
としており、そのためには昇温速度を速くすることが重
要であると記載されている。
る非晶質のガーネット誘導体の結晶粒の微細化を主目的
としており、そのためには昇温速度を速くすることが重
要であると記載されている。
【０００４】
【従来の技術】スパッタ法により成膜されるビスマス置
換ガーネット膜は、短波長帯域のレーザ光によるファラ
デー回転角が大で、また良好な垂直磁化特性を有するた
め、短波長帯域のレーザ光を用いた高密度光磁気記録媒
体として注目されている。
換ガーネット膜は、短波長帯域のレーザ光によるファラ
デー回転角が大で、また良好な垂直磁化特性を有するた
め、短波長帯域のレーザ光を用いた高密度光磁気記録媒
体として注目されている。
【０００５】従来はこのビスマス置換ガーネット膜をス
パッタ法で成膜する際に、成膜用の基板として単結晶の
ガドリニウム・ガリウム・ガーネット（ＧＧＧ）基板が
用いられてきた。単結晶のＧＧＧ基板を用いる場合は、
図11(a) に示すようにビスマス置換ガーネット膜44をＧ
ＧＧ基板41の表面に高温でエピタキシャル成長できるの
で、ＧＧＧ基板41の単結晶と同様な結晶性の良好なビス
マス置換ガーネット膜44を得ることが可能である。
パッタ法で成膜する際に、成膜用の基板として単結晶の
ガドリニウム・ガリウム・ガーネット（ＧＧＧ）基板が
用いられてきた。単結晶のＧＧＧ基板を用いる場合は、
図11(a) に示すようにビスマス置換ガーネット膜44をＧ
ＧＧ基板41の表面に高温でエピタキシャル成長できるの
で、ＧＧＧ基板41の単結晶と同様な結晶性の良好なビス
マス置換ガーネット膜44を得ることが可能である。
【０００６】このようにして形成したビスマス置換ガー
ネット膜44の表面に膜厚70nmのアルミニウム膜44a を蒸
着した光磁気記録媒体を用いると、この光磁気記録媒体
に発生するノイズも小さく、極めて良好な記録再生特性
が得られるが、単結晶のＧＧＧ基板が高価格で実用的で
ない難点がある。
ネット膜44の表面に膜厚70nmのアルミニウム膜44a を蒸
着した光磁気記録媒体を用いると、この光磁気記録媒体
に発生するノイズも小さく、極めて良好な記録再生特性
が得られるが、単結晶のＧＧＧ基板が高価格で実用的で
ない難点がある。
【０００７】一方、低価格のガラス基板を基板として用
い、その上にビスマス置換ガーネット膜を形成する場合
には、図11(b) に示すように目的の組成を有する非晶質
のビスマス置換ガーネットの誘導体膜をスパッタ法でガ
ラス基板51の表面に成膜し、これを熱処理して結晶化し
たビスマス置換ガーネット膜54を形成し、この表面に上
記と同様のアルミニウム膜54a を蒸着する方法が採られ
ているが、このような結晶化方法では結晶性の悪い膜が
成膜されるために、これを光磁気記録媒体として用いる
と光散乱が生じるので、大きい媒体ノイズが発生するこ
とになる。
い、その上にビスマス置換ガーネット膜を形成する場合
には、図11(b) に示すように目的の組成を有する非晶質
のビスマス置換ガーネットの誘導体膜をスパッタ法でガ
ラス基板51の表面に成膜し、これを熱処理して結晶化し
たビスマス置換ガーネット膜54を形成し、この表面に上
記と同様のアルミニウム膜54a を蒸着する方法が採られ
ているが、このような結晶化方法では結晶性の悪い膜が
成膜されるために、これを光磁気記録媒体として用いる
と光散乱が生じるので、大きい媒体ノイズが発生するこ
とになる。
【０００８】ガラス基板を用いた場合に発生する上記の
問題を解決する方法として、本出願人は以前に特願平3-
219695号において、図11(c) に示すようにガラス基板61
の表面にイットリウム・鉄・ガーネット(YIG、Y3Fe
5O12) からなる非晶質のガーネット誘導体膜をスパッタ
法で成膜し、これを熱処理して結晶化し、この結晶化し
たYIG膜の下地層62の表面に記録媒体である、ビスマス
置換ガーネット膜(Bi2DyGa 0.8Fe4.2O12)64を高温でエピ
タキシャル成長する方法を提案している。
問題を解決する方法として、本出願人は以前に特願平3-
219695号において、図11(c) に示すようにガラス基板61
の表面にイットリウム・鉄・ガーネット(YIG、Y3Fe
5O12) からなる非晶質のガーネット誘導体膜をスパッタ
法で成膜し、これを熱処理して結晶化し、この結晶化し
たYIG膜の下地層62の表面に記録媒体である、ビスマス
置換ガーネット膜(Bi2DyGa 0.8Fe4.2O12)64を高温でエピ
タキシャル成長する方法を提案している。
【０００９】この方法においては、熱処理によって結晶
化される下地層のイットリウム・鉄・ガーネットからな
るガーネットの膜質が非常に重要となる。つまり下地層
のガーネットの結晶形態が悪いと、その上にエピタキシ
ャル成長で成膜されるビスマス置換ガーネット膜の結晶
性も当然悪くなり、媒体ノイズも大きくなる。
化される下地層のイットリウム・鉄・ガーネットからな
るガーネットの膜質が非常に重要となる。つまり下地層
のガーネットの結晶形態が悪いと、その上にエピタキシ
ャル成長で成膜されるビスマス置換ガーネット膜の結晶
性も当然悪くなり、媒体ノイズも大きくなる。
【００１０】本出願人は前記先願において、良好な下地
膜を得るためには、ビスマスの含有量の少ない、好まし
くは、ビスマスを全く含有しないガーネット膜を用いる
必要性があることを述べた。
膜を得るためには、ビスマスの含有量の少ない、好まし
くは、ビスマスを全く含有しないガーネット膜を用いる
必要性があることを述べた。
【００１１】しかしビスマスを全く含有しないガーネッ
ト膜を熱処理して結晶化するためには 700℃の熱処理が
必要になり、この温度でガラス基板を長時間加熱する
と、ガラス基板が軟化するという問題が生じる。このた
めにガラス基板を加熱する際に通常の電気炉を用いない
で、赤外線ランプにより急速に加熱する方法が有効であ
ることも述べている。この従来例ではガーネット膜とし
てイットリウム・鉄・ガーネット膜(YIG膜)を用い、図
６(b)に示すような温度プロフィルで熱処理し、10℃／
秒の昇温速度で 700℃迄昇温し、 700℃で２分間保持し
て熱処理することを提案しているが、ディスクのノイズ
レベルが図12に示すように高くなっている。
ト膜を熱処理して結晶化するためには 700℃の熱処理が
必要になり、この温度でガラス基板を長時間加熱する
と、ガラス基板が軟化するという問題が生じる。このた
めにガラス基板を加熱する際に通常の電気炉を用いない
で、赤外線ランプにより急速に加熱する方法が有効であ
ることも述べている。この従来例ではガーネット膜とし
てイットリウム・鉄・ガーネット膜(YIG膜)を用い、図
６(b)に示すような温度プロフィルで熱処理し、10℃／
秒の昇温速度で 700℃迄昇温し、 700℃で２分間保持し
て熱処理することを提案しているが、ディスクのノイズ
レベルが図12に示すように高くなっている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】上記のような熱処理を
行って結晶化した YIG膜を微分干渉顕微鏡で観察すると
表面は凹凸が少なく非常に平坦に見えるが、更にこの Y
IG膜の表面を微分干渉顕微鏡よりも分解能が高い走査型
電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって詳細に観察すると直径が
数ミクロンの結晶粒が観察された。更に原子間力顕微鏡
（ＡＦＭ）によって詳細に観察するとその結晶粒の平均
粗さは40Å程度であることが判明した。
行って結晶化した YIG膜を微分干渉顕微鏡で観察すると
表面は凹凸が少なく非常に平坦に見えるが、更にこの Y
IG膜の表面を微分干渉顕微鏡よりも分解能が高い走査型
電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって詳細に観察すると直径が
数ミクロンの結晶粒が観察された。更に原子間力顕微鏡
（ＡＦＭ）によって詳細に観察するとその結晶粒の平均
粗さは40Å程度であることが判明した。
【００１３】またこの形成した従来の YIG膜の上にアル
ミニウム(Al)の反射膜を成膜して媒体ノイズを測定する
と、ガラス基板上にアルミニウム膜のみを単独に成膜し
た場合に比して、３倍程度媒体ノイズが増加しているこ
とも判明した。
ミニウム(Al)の反射膜を成膜して媒体ノイズを測定する
と、ガラス基板上にアルミニウム膜のみを単独に成膜し
た場合に比して、３倍程度媒体ノイズが増加しているこ
とも判明した。
【００１４】本発明はこれらの問題点を解決するため
に、赤外線ランプを用いて短時間に加熱処理を行うこと
が可能なように熱処理方法を改善し、結晶化したガーネ
ット膜の表面の平滑性を改善することにより、媒体ノイ
ズを低減することが可能なガーネット薄膜を用いた光磁
気記録媒体およびその製造方法の提供を目的とする。
に、赤外線ランプを用いて短時間に加熱処理を行うこと
が可能なように熱処理方法を改善し、結晶化したガーネ
ット膜の表面の平滑性を改善することにより、媒体ノイ
ズを低減することが可能なガーネット薄膜を用いた光磁
気記録媒体およびその製造方法の提供を目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明の光磁気記録媒体
は、請求項１に示すように、ガラス基板上に結晶化して
いない第１のガーネット下地層、結晶化した第２のガー
ネット下地層およびガーネット記録層が積層して設けら
れているように構成し、請求項２に示すように、ガラス
基板上にアルミニウム置換ガーネットからなる下地層お
よびガーネット記録層が積層して設けられているように
構成し、請求項３に示すように、ガラス基板上にガーネ
ット下地層、常磁性のビスマス置換ガーネット膜からな
るガーネット中間層およびガーネット記録層が積層して
設けられているように構成し、請求項４に示すように、
ガラス基板上にアルミニウム置換ガーネットからなる下
地層、常磁性のビスマス置換ガーネット膜からなるガー
ネット中間層およびガーネット記録層が積層して設けら
れているように構成する。
は、請求項１に示すように、ガラス基板上に結晶化して
いない第１のガーネット下地層、結晶化した第２のガー
ネット下地層およびガーネット記録層が積層して設けら
れているように構成し、請求項２に示すように、ガラス
基板上にアルミニウム置換ガーネットからなる下地層お
よびガーネット記録層が積層して設けられているように
構成し、請求項３に示すように、ガラス基板上にガーネ
ット下地層、常磁性のビスマス置換ガーネット膜からな
るガーネット中間層およびガーネット記録層が積層して
設けられているように構成し、請求項４に示すように、
ガラス基板上にアルミニウム置換ガーネットからなる下
地層、常磁性のビスマス置換ガーネット膜からなるガー
ネット中間層およびガーネット記録層が積層して設けら
れているように構成する。
【００１６】また請求項５に示すように、請求項１、請
求項２、請求項３または請求項４記載のガラス基板がア
ルミノ珪酸系ガラス或いは硼珪酸系ガラスからなるよう
に構成する。
求項２、請求項３または請求項４記載のガラス基板がア
ルミノ珪酸系ガラス或いは硼珪酸系ガラスからなるよう
に構成する。
【００１７】また請求項６に示すように、請求項１記載
の第１のガーネット下地層、第２のガーネット下地層、
請求項２、請求項３または請求項４記載のガーネット下
地層が一般式のAXR3-xMYFe5-YO12(０≦Ｘ＜３，0 ≦Ｙ
＜5 )で表示され、このＲはイットリウム、或いは希土
類元素の中から選択した少なくとも一元素、Ａは希土類
元素と置換し得る元素、ＭはFe元素と置換し得る元素で
あるように構成し、請求項７に示すように、請求項３ま
たは請求項４記載のガーネット中間層が一般式のAxR3-x
MYFe5-YO12(０≦Ｘ＜３，1.5 ＜Ｙ＜５)で表示され、室
温で常磁性を示し、このＲはイットリウム、或いは希土
類元素の中から選択した少なくとも一元素、Ａは希土類
元素と置換し得る元素、ＭはFe元素と置換し得る元素で
あり、スパッタ法による膜形成時に結晶化されるように
構成する。
の第１のガーネット下地層、第２のガーネット下地層、
請求項２、請求項３または請求項４記載のガーネット下
地層が一般式のAXR3-xMYFe5-YO12(０≦Ｘ＜３，0 ≦Ｙ
＜5 )で表示され、このＲはイットリウム、或いは希土
類元素の中から選択した少なくとも一元素、Ａは希土類
元素と置換し得る元素、ＭはFe元素と置換し得る元素で
あるように構成し、請求項７に示すように、請求項３ま
たは請求項４記載のガーネット中間層が一般式のAxR3-x
MYFe5-YO12(０≦Ｘ＜３，1.5 ＜Ｙ＜５)で表示され、室
温で常磁性を示し、このＲはイットリウム、或いは希土
類元素の中から選択した少なくとも一元素、Ａは希土類
元素と置換し得る元素、ＭはFe元素と置換し得る元素で
あり、スパッタ法による膜形成時に結晶化されるように
構成する。
【００１８】また請求項８に示すように、請求項１、請
求項２、請求項３または請求項４記載のガーネット記録
層が一般式BixR3-xMyFe5-yO12(０＜Ｘ≦３，０＜Ｙ＜
１）で表示され、このＲはイットリウム、或いは希土類
元素の中から選択した少なくとも一元素、Ａは希土類元
素と置換し得る元素、ＭはFe元素と置換し得る元素であ
り、該記録層はスパッタ法による膜形成時に結晶化され
るように構成し、また請求項９に示すように、請求項１
記載の結晶化する第２のガーネット下地層となるガーネ
ット誘導体膜、請求項２または請求項４記載のアルミニ
ウム置換ガーネットからなる下地層となるガーネット誘
導体膜、請求項３のガーネットからなる下地層となるガ
ーネット誘導体膜をスパッタ法で成膜する際に、スパッ
タガスとして不活性ガス、或いは不活性ガスに酸化性ガ
スを混合したスパッタガスを用いて形成し、この不活性
ガスでスパッタしたガーネット誘導体膜を結晶化する際
の雰囲気ガスは、不活性ガスに対して酸化性ガスを混合
割合を10〜1,000ppmの範囲の混合ガスとし、この不活性
ガスに酸化性ガスを混合したスパッタガスを用いて結晶
化したガーネット誘導体膜を結晶化する際の雰囲気ガス
は、不活性ガスとするように構成する。
求項２、請求項３または請求項４記載のガーネット記録
層が一般式BixR3-xMyFe5-yO12(０＜Ｘ≦３，０＜Ｙ＜
１）で表示され、このＲはイットリウム、或いは希土類
元素の中から選択した少なくとも一元素、Ａは希土類元
素と置換し得る元素、ＭはFe元素と置換し得る元素であ
り、該記録層はスパッタ法による膜形成時に結晶化され
るように構成し、また請求項９に示すように、請求項１
記載の結晶化する第２のガーネット下地層となるガーネ
ット誘導体膜、請求項２または請求項４記載のアルミニ
ウム置換ガーネットからなる下地層となるガーネット誘
導体膜、請求項３のガーネットからなる下地層となるガ
ーネット誘導体膜をスパッタ法で成膜する際に、スパッ
タガスとして不活性ガス、或いは不活性ガスに酸化性ガ
スを混合したスパッタガスを用いて形成し、この不活性
ガスでスパッタしたガーネット誘導体膜を結晶化する際
の雰囲気ガスは、不活性ガスに対して酸化性ガスを混合
割合を10〜1,000ppmの範囲の混合ガスとし、この不活性
ガスに酸化性ガスを混合したスパッタガスを用いて結晶
化したガーネット誘導体膜を結晶化する際の雰囲気ガス
は、不活性ガスとするように構成する。
【００１９】また請求項１０に示すように、請求項１記
載の第２のガーネット下地層、請求項２、請求項３また
は請求項４記載のガーネット下地層は、該下地層の非晶
質誘導体から結晶化する際、熱処理の昇温速度Γが５℃
／秒≦Γ≦ 100℃／秒であり、結晶化温度を越えて維持
する時間τが０秒＜τ＜60秒であり、熱処理されて結晶
化されるべきガーネット誘導体膜が到達する最高温度と
結晶化温度との温度差ΔT が0 ℃＜ΔT ＜40℃の範囲内
であるように構成する。
載の第２のガーネット下地層、請求項２、請求項３また
は請求項４記載のガーネット下地層は、該下地層の非晶
質誘導体から結晶化する際、熱処理の昇温速度Γが５℃
／秒≦Γ≦ 100℃／秒であり、結晶化温度を越えて維持
する時間τが０秒＜τ＜60秒であり、熱処理されて結晶
化されるべきガーネット誘導体膜が到達する最高温度と
結晶化温度との温度差ΔT が0 ℃＜ΔT ＜40℃の範囲内
であるように構成する。
【００２０】
【作用】本発明者等は、赤外線ランプによる加熱結晶化
条件を詳細に検討した結果、極く短時間の加熱を行った
場合にのみ、 YIG膜の表面の平滑性が良好で、かつ媒体
ノイズが非常に小さい薄膜が得られることを見出した。
条件を詳細に検討した結果、極く短時間の加熱を行った
場合にのみ、 YIG膜の表面の平滑性が良好で、かつ媒体
ノイズが非常に小さい薄膜が得られることを見出した。
【００２１】すなわち、適切な熱処理条件を選択すれ
ば、結晶化温度を越えて保持する時間が１分間以下の極
めて短い時間でも、非晶質のガーネット誘導体を完全に
結晶化できることを見出した。そして完全に結晶化でき
る時間の範囲内において、結晶化温度を越えて保持する
時間が短い程、表面の平滑性が良好となることを本発明
者等は実験的に確認した。
ば、結晶化温度を越えて保持する時間が１分間以下の極
めて短い時間でも、非晶質のガーネット誘導体を完全に
結晶化できることを見出した。そして完全に結晶化でき
る時間の範囲内において、結晶化温度を越えて保持する
時間が短い程、表面の平滑性が良好となることを本発明
者等は実験的に確認した。
【００２２】つまり、本発明者等は〔産業上の利用分
野〕に記載した文献に記載された見解とは異なり、結晶
粒の微細化よりもむしろ表面の平滑性が媒体ノイズに影
響を及ぼしていると考え、このような平滑性が得られる
ガーネット薄膜を用いた光磁気記録媒体およびその製造
方法について検討した。
野〕に記載した文献に記載された見解とは異なり、結晶
粒の微細化よりもむしろ表面の平滑性が媒体ノイズに影
響を及ぼしていると考え、このような平滑性が得られる
ガーネット薄膜を用いた光磁気記録媒体およびその製造
方法について検討した。
【００２３】このように結晶化温度より高い温度で維持
する時間が１分間以下の短時間で、面積の大きい非晶質
のガーネット誘導体を完全に結晶化させることができ、
かつ極めて表面の平滑性の優れたガーネット膜を得るた
めの要点について述べる。
する時間が１分間以下の短時間で、面積の大きい非晶質
のガーネット誘導体を完全に結晶化させることができ、
かつ極めて表面の平滑性の優れたガーネット膜を得るた
めの要点について述べる。
【００２４】まず、結晶化を促進させるという点では、
結晶化しようとする非晶質のガーネット誘導体よりも結
晶化温度の高い非晶質のガーネット誘導体をガラス基板
との間に下地層として形成しておくことが重要である。
結晶化しようとする非晶質のガーネット誘導体よりも結
晶化温度の高い非晶質のガーネット誘導体をガラス基板
との間に下地層として形成しておくことが重要である。
【００２５】このようにすることで、下地層の上に形成
した非晶質のガーネット誘導体が約20℃低い温度で結晶
化させることが可能となる。20℃という温度差は大した
ことはないと思われるが、基板に用いるガラスの軟化点
に極めて近い温度で結晶化する場合にはこの温度差の意
義は大きく、結晶化の際の熱処理時におけるガラス基板
の変形を防ぐ効果がある。
した非晶質のガーネット誘導体が約20℃低い温度で結晶
化させることが可能となる。20℃という温度差は大した
ことはないと思われるが、基板に用いるガラスの軟化点
に極めて近い温度で結晶化する場合にはこの温度差の意
義は大きく、結晶化の際の熱処理時におけるガラス基板
の変形を防ぐ効果がある。
【００２６】また、ガーネット膜の熱膨張係数は、耐熱
性のガラス基板のそれよりも大きいために熱処理時にク
ラックが生じやすくなるが、結晶化されていない非晶質
のガーネット誘導体を下地層としてガラス基板との間に
介在させることにより、これを防げるといった利点もあ
る。
性のガラス基板のそれよりも大きいために熱処理時にク
ラックが生じやすくなるが、結晶化されていない非晶質
のガーネット誘導体を下地層としてガラス基板との間に
介在させることにより、これを防げるといった利点もあ
る。
【００２７】また短時間で結晶化するには、酸素量を制
御することも重要であり、非晶質のガーネット誘導体に
含まれる酸素量、或いは熱処理する際に膜外より供給さ
れる酸素量が少ない場合には、結晶化されたガーネット
膜に黒ずみが生じて結晶化は停止する。
御することも重要であり、非晶質のガーネット誘導体に
含まれる酸素量、或いは熱処理する際に膜外より供給さ
れる酸素量が少ない場合には、結晶化されたガーネット
膜に黒ずみが生じて結晶化は停止する。
【００２８】しかしこれとは逆にガーネット誘導体膜に
供給される酸素が過剰な場合には、非常に結晶化が起こ
り難くなる。例えば大気中のように多量の酸素を含む雰
囲気内では、結晶化温度は上昇し、得られる結晶膜の表
面平滑性も悪くなる。短時間でなるべく低い温度でガー
ネット誘導体膜を結晶化するには微量の酸素を不活性ガ
スに混合した雰囲気ガスを用いて熱処理することが必要
となる。
供給される酸素が過剰な場合には、非常に結晶化が起こ
り難くなる。例えば大気中のように多量の酸素を含む雰
囲気内では、結晶化温度は上昇し、得られる結晶膜の表
面平滑性も悪くなる。短時間でなるべく低い温度でガー
ネット誘導体膜を結晶化するには微量の酸素を不活性ガ
スに混合した雰囲気ガスを用いて熱処理することが必要
となる。
【００２９】更に、このような短時間の熱処理で、大面
積の範囲内で均一な結晶化膜を得るにはこの基板を均一
に加熱することが重要となる。このためには、ガラス基
板は膜面を上にしてカーボン板上に置き、更に膜面に近
接した位置にカーボン板を被せて、基板全体を加熱した
カーボン板で囲む方法を採るのが良い。このようにする
と、10℃以内の温度分布の雰囲気内でガラス基板の全面
に形成したガーネット誘導体膜を結晶化することが可能
となる。
積の範囲内で均一な結晶化膜を得るにはこの基板を均一
に加熱することが重要となる。このためには、ガラス基
板は膜面を上にしてカーボン板上に置き、更に膜面に近
接した位置にカーボン板を被せて、基板全体を加熱した
カーボン板で囲む方法を採るのが良い。このようにする
と、10℃以内の温度分布の雰囲気内でガラス基板の全面
に形成したガーネット誘導体膜を結晶化することが可能
となる。
【００３０】昇温速度に関しても、詳細な検討を行った
が、昇温速度を速くすることで、表面の平滑性が改善さ
れるような事実は無い。結晶化温度を越えて保持する時
間の長短、および到達最高温度と当該ガーネット膜の結
晶化温度との温度差が表面の平滑性の優劣を支配した。
が、昇温速度を速くすることで、表面の平滑性が改善さ
れるような事実は無い。結晶化温度を越えて保持する時
間の長短、および到達最高温度と当該ガーネット膜の結
晶化温度との温度差が表面の平滑性の優劣を支配した。
【００３１】到達最高温度は、結晶化温度になるべく近
く設定した方が表面平滑性は良好になった。また、昇温
速度が５℃／秒よりも遅い場合には、高温で保持する時
間が長くなり、ガラス基板が軟化するという問題がある
から、ガラス基板と膜の間で原子拡散が起こるので良好
な膜は得られない。但し、昇温速度が一定速度以上、例
えば５℃／秒以上であれば表面の平滑性には大きな差異
は見られなかった。
く設定した方が表面平滑性は良好になった。また、昇温
速度が５℃／秒よりも遅い場合には、高温で保持する時
間が長くなり、ガラス基板が軟化するという問題がある
から、ガラス基板と膜の間で原子拡散が起こるので良好
な膜は得られない。但し、昇温速度が一定速度以上、例
えば５℃／秒以上であれば表面の平滑性には大きな差異
は見られなかった。
【００３２】
【実施例】以下、図１〜図10を用いて本発明のガーネッ
ト薄膜を用いた光磁気記録媒体およびその製造方法につ
いて詳細に説明する。
ト薄膜を用いた光磁気記録媒体およびその製造方法につ
いて詳細に説明する。
【００３３】図１〜図４は本発明による第１〜第４の実
施例の光磁気記録媒体の構成を示す断面図、図５は本発
明の下地層の加熱に用いる加熱装置の概略構造を示す
図、図６は YIG膜の結晶化温度プロフィル図、図７は Y
IG膜の表面粗さを示す図、図８〜図９はディスクのノイ
ズレベルを示す図、図１０は第３及び第４の実施例にお
いて設けた常磁性の中間層の作用を説明する図である。
施例の光磁気記録媒体の構成を示す断面図、図５は本発
明の下地層の加熱に用いる加熱装置の概略構造を示す
図、図６は YIG膜の結晶化温度プロフィル図、図７は Y
IG膜の表面粗さを示す図、図８〜図９はディスクのノイ
ズレベルを示す図、図１０は第３及び第４の実施例にお
いて設けた常磁性の中間層の作用を説明する図である。
【００３４】図１により第１の実施例の光磁気記録媒体
および光磁気記録用ガーネット薄膜の製造方法について
説明する。本発明による第１の実施例の光磁気記録媒体
は図１に示すように、ガラス基板１の表面に第１下地層
２と第２下地層３とビスマス置換ガーネット膜４を積層
して形成し、ビスマス置換ガーネット膜４の表面にアル
ミニウム膜4aを蒸着して形成したものである。
および光磁気記録用ガーネット薄膜の製造方法について
説明する。本発明による第１の実施例の光磁気記録媒体
は図１に示すように、ガラス基板１の表面に第１下地層
２と第２下地層３とビスマス置換ガーネット膜４を積層
して形成し、ビスマス置換ガーネット膜４の表面にアル
ミニウム膜4aを蒸着して形成したものである。
【００３５】図１に示すような直径が３インチで厚さが
1.2mmのアルカリ金属を含まないアルミノ珪酸系ガラス
（ＨＯＹＡ株式会社製：商品名ＮＡ４０或いは旭硝子株
式会社製：商品名ＡＮ）からなるガラス基板１の表面に
高周波マグネトロンスパッタ法により膜厚0.05μm のイ
ットリウム・ガリウム・ガーネット(Y3Ga5O12 、以下YG
G と称する) の非晶質誘導体からなる第１下地層２を成
膜した後、この第１下地層２の表面に、膜厚 0.1μm の
イットリウム・鉄・ガーネット(Y3Fe5O12、以下YIG と
称する) の非晶質誘導体からなる第２下地層３を高周波
マグネトロンスパッタ法により成膜する。この際、スパ
ッタガスとしてはアルゴンガス(Ar)単独か或いはアルゴ
ンガスに酸素ガスを容量比で10％混合した混合ガスを用
い、ガラス基板１の温度を 300℃にして成膜する。
1.2mmのアルカリ金属を含まないアルミノ珪酸系ガラス
（ＨＯＹＡ株式会社製：商品名ＮＡ４０或いは旭硝子株
式会社製：商品名ＡＮ）からなるガラス基板１の表面に
高周波マグネトロンスパッタ法により膜厚0.05μm のイ
ットリウム・ガリウム・ガーネット(Y3Ga5O12 、以下YG
G と称する) の非晶質誘導体からなる第１下地層２を成
膜した後、この第１下地層２の表面に、膜厚 0.1μm の
イットリウム・鉄・ガーネット(Y3Fe5O12、以下YIG と
称する) の非晶質誘導体からなる第２下地層３を高周波
マグネトロンスパッタ法により成膜する。この際、スパ
ッタガスとしてはアルゴンガス(Ar)単独か或いはアルゴ
ンガスに酸素ガスを容量比で10％混合した混合ガスを用
い、ガラス基板１の温度を 300℃にして成膜する。
【００３６】ここで図５に示すような、熱源として赤外
線ランプ10を用いる加熱装置５（真空理工社製RTA-94/4
4-S)によって非晶質の YIG膜からなる第２下地層３を結
晶化する。
線ランプ10を用いる加熱装置５（真空理工社製RTA-94/4
4-S)によって非晶質の YIG膜からなる第２下地層３を結
晶化する。
【００３７】図５に示すような本発明の下地層の加熱に
用いる加熱装置においては、上記の非晶質の YGG膜から
なる第１下地層２と非晶質の YIG膜からなる第２下地層
３を形成したガラス基板１を、この非晶質の YIG膜の膜
面を上にして石英製の支持板９に載置したカーボン板11
B 上に載置し、更にカーボン板11A を膜面に近接した位
置に被せて載置し、熱電対12をカーボン板11B 内に挿入
してこの熱電対13を用いて温度制御を行っている。
用いる加熱装置においては、上記の非晶質の YGG膜から
なる第１下地層２と非晶質の YIG膜からなる第２下地層
３を形成したガラス基板１を、この非晶質の YIG膜の膜
面を上にして石英製の支持板９に載置したカーボン板11
B 上に載置し、更にカーボン板11A を膜面に近接した位
置に被せて載置し、熱電対12をカーボン板11B 内に挿入
してこの熱電対13を用いて温度制御を行っている。
【００３８】この熱処理の典型的な実施例の温度プロフ
ィルは、図６(a) に示すように昇温速度は20℃／秒であ
り、到達最高温度は 730℃になっている。非晶質の YIG
膜が結晶化する温度は 700℃であり、結晶化温度を越え
ている時間は30秒である。結晶化温度を越す時間をこの
ように短く保つためには温度が 650℃を越えた時点から
図５の加熱装置５の容器６内に80リットル／秒の窒素ガ
スを流し続けながら冷却した。
ィルは、図６(a) に示すように昇温速度は20℃／秒であ
り、到達最高温度は 730℃になっている。非晶質の YIG
膜が結晶化する温度は 700℃であり、結晶化温度を越え
ている時間は30秒である。結晶化温度を越す時間をこの
ように短く保つためには温度が 650℃を越えた時点から
図５の加熱装置５の容器６内に80リットル／秒の窒素ガ
スを流し続けながら冷却した。
【００３９】しかし、カーボン板11A,11B の温度はなお
上昇し続け、最高温度が730 ℃になった後急激に温度が
低下するが、非晶質の YGG誘導体からなる第１下地層２
の結晶化温度は 800℃よりも高いので、この熱処理によ
っても第１下地層２の結晶化は起こらない。
上昇し続け、最高温度が730 ℃になった後急激に温度が
低下するが、非晶質の YGG誘導体からなる第１下地層２
の結晶化温度は 800℃よりも高いので、この熱処理によ
っても第１下地層２の結晶化は起こらない。
【００４０】この非晶質の YIG膜を純粋のアルゴンガス
のみを用いてスパッタで成膜した場合には酸素不足にな
るので、この非晶質の YIG膜を加熱装置５により結晶化
する際の熱処理時の雰囲気として、微量の酸素を不活性
ガスの窒素ガスに混合した。つまり、2リットル／分の
窒素に対して6ミリリットル／分の酸素ガスを混合した
ガスを、この加熱装置５の石英からなる容器６内にガス
導入管７により供給し、ガス排出管８により排出してい
る。
のみを用いてスパッタで成膜した場合には酸素不足にな
るので、この非晶質の YIG膜を加熱装置５により結晶化
する際の熱処理時の雰囲気として、微量の酸素を不活性
ガスの窒素ガスに混合した。つまり、2リットル／分の
窒素に対して6ミリリットル／分の酸素ガスを混合した
ガスを、この加熱装置５の石英からなる容器６内にガス
導入管７により供給し、ガス排出管８により排出してい
る。
【００４１】またこの非晶質の YIG誘導体膜を純粋のア
ルゴンガスに酸素を混合してスパッタで成膜した場合
は、酸素ガスがこの非晶質の YIG誘導体膜内に含有され
るので、この非晶質の YIG誘導体膜を加熱装置５により
結晶化する際の熱処理時の雰囲気ガスとして２リットル
／分の窒素ガス、つまり不活性ガスのみで結晶化した。
ルゴンガスに酸素を混合してスパッタで成膜した場合
は、酸素ガスがこの非晶質の YIG誘導体膜内に含有され
るので、この非晶質の YIG誘導体膜を加熱装置５により
結晶化する際の熱処理時の雰囲気ガスとして２リットル
／分の窒素ガス、つまり不活性ガスのみで結晶化した。
【００４２】このことは、非晶質の YIG誘導体膜をスパ
ッタで成膜する場合、スパッタガスとして不活性ガス単
独のガスを用いた場合は、熱処理時の雰囲気ガス中にお
ける酸素ガスの含有率は10〜1,000ppmの値が必要で、こ
の範囲より酸素含有率が変動すると１分間以内の短時間
で、かつ結晶化温度より僅かに高い温度 730℃では結晶
化し難くなることを本発明者等は実験的に確認した。
ッタで成膜する場合、スパッタガスとして不活性ガス単
独のガスを用いた場合は、熱処理時の雰囲気ガス中にお
ける酸素ガスの含有率は10〜1,000ppmの値が必要で、こ
の範囲より酸素含有率が変動すると１分間以内の短時間
で、かつ結晶化温度より僅かに高い温度 730℃では結晶
化し難くなることを本発明者等は実験的に確認した。
【００４３】一方、非晶質の YIG誘導体膜をスパッタで
成膜する際、スパッタガスとして不活性ガスに酸素ガス
を容量比で10％添加したガスを用いた場合には、熱処理
時には不活性ガスのみを用いても結晶化できることを本
発明者等は確認した。
成膜する際、スパッタガスとして不活性ガスに酸素ガス
を容量比で10％添加したガスを用いた場合には、熱処理
時には不活性ガスのみを用いても結晶化できることを本
発明者等は確認した。
【００４４】このような雰囲気中の短時間の熱処理によ
り、3 インチのガラス基板の全面に異相を含まない YIG
膜を結晶化できることをＸ線回折によって確認した。こ
の YIG膜の表面平滑性を原子間力顕微鏡で観察した結果
は図７(a) に示す通りである。比較のためにガラス基板
上に第１下地層２を形成せずに、直接第２下地層３、例
えば YIG誘導体膜を形成し、この YIG誘導体膜を結晶化
した場合を図７(b) に示す。この従来例の場合は同様の
成膜条件で非晶質の YIG誘導体膜からなる第２下地層３
を形成し、図６(b) の従来の方法の温度プロフィル、つ
まり結晶化温度を越える温度で２分間の熱処理を行っ
た。
り、3 インチのガラス基板の全面に異相を含まない YIG
膜を結晶化できることをＸ線回折によって確認した。こ
の YIG膜の表面平滑性を原子間力顕微鏡で観察した結果
は図７(a) に示す通りである。比較のためにガラス基板
上に第１下地層２を形成せずに、直接第２下地層３、例
えば YIG誘導体膜を形成し、この YIG誘導体膜を結晶化
した場合を図７(b) に示す。この従来例の場合は同様の
成膜条件で非晶質の YIG誘導体膜からなる第２下地層３
を形成し、図６(b) の従来の方法の温度プロフィル、つ
まり結晶化温度を越える温度で２分間の熱処理を行っ
た。
【００４５】図６(b)に示すような従来の２分間の熱処
理を行うと図７(b)に示すように YIG膜の平均粗さが 10
0Å程度であるのに対して、図７(a)に示すような本発明
の30秒の熱処理では約10Åであり、表面状態が大幅に改
善されて平滑になっていることが判る。上記の実験結果
から本発明者等は結晶化温度を越える時間は１分間以内
が望ましいことを確認した。
理を行うと図７(b)に示すように YIG膜の平均粗さが 10
0Å程度であるのに対して、図７(a)に示すような本発明
の30秒の熱処理では約10Åであり、表面状態が大幅に改
善されて平滑になっていることが判る。上記の実験結果
から本発明者等は結晶化温度を越える時間は１分間以内
が望ましいことを確認した。
【００４６】また昇温速度Γはできるだけ速くするのが
望ましいが、基板およびカーボン板の熱容量と赤外線ラ
ンプの加熱能力から、昇温速度を100 ℃／秒以上にする
ことは無理であり、また昇温速度を５℃／秒以下にする
と加熱時間が長くなりガラス基板の軟化が起こるので、
５℃／秒以下にはできないのである。
望ましいが、基板およびカーボン板の熱容量と赤外線ラ
ンプの加熱能力から、昇温速度を100 ℃／秒以上にする
ことは無理であり、また昇温速度を５℃／秒以下にする
と加熱時間が長くなりガラス基板の軟化が起こるので、
５℃／秒以下にはできないのである。
【００４７】また熱処理時に基板が加熱されて到達する
温度と、結晶化すべきガーネット誘導体膜の結晶化温度
の差ΔＴを０℃と40℃の間に保つのは、この温度差が40
℃以上になるとガーネット誘導体膜が平滑な状態で結晶
化されなくなることを実験的に確認することができたか
らである。
温度と、結晶化すべきガーネット誘導体膜の結晶化温度
の差ΔＴを０℃と40℃の間に保つのは、この温度差が40
℃以上になるとガーネット誘導体膜が平滑な状態で結晶
化されなくなることを実験的に確認することができたか
らである。
【００４８】つぎにこの第２の下地層３の表面の平滑度
を測定するために、この30秒の熱処理で結晶化した本発
明の第２の下地層３の表面に0.1 μm のアルミニウムの
反射膜を被着した場合の媒体ノイズを、波長が 780nmの
半導体レーザを光源とする市販の光磁気ディスクドライ
ブ装置を用いて測定した。
を測定するために、この30秒の熱処理で結晶化した本発
明の第２の下地層３の表面に0.1 μm のアルミニウムの
反射膜を被着した場合の媒体ノイズを、波長が 780nmの
半導体レーザを光源とする市販の光磁気ディスクドライ
ブ装置を用いて測定した。
【００４９】この結果は図８(a) に示すようになったの
で、この結果と比較するためにガラス基板に直接アルミ
ニウム反射膜を被着した場合の媒体ノイズを測定した結
果を図９(b) に示す。
で、この結果と比較するためにガラス基板に直接アルミ
ニウム反射膜を被着した場合の媒体ノイズを測定した結
果を図９(b) に示す。
【００５０】本発明の第１の実施例の方法で形成したデ
ィスクのノイズレベルは図８(a) に示すようになり、図
９(b) に示すガラス基板にアルミニウムを直接被着した
比較例のディスクと同等なノイズレベル迄低下している
ことが判る。
ィスクのノイズレベルは図８(a) に示すようになり、図
９(b) に示すガラス基板にアルミニウムを直接被着した
比較例のディスクと同等なノイズレベル迄低下している
ことが判る。
【００５１】以上の実験結果から結晶粒界の影響のない
ガーネット薄膜がガラス基板の表面に形成できることが
確認された。この実施例では非晶質のガーネット誘導体
として YGG膜、 YIG膜の例を示したが、これに限らず、
請求項６に示した式に該当する広い範囲のものを用いる
ことができる。例えば第１下地層としてＲＧＧ（Ｒは希
土類元素）その上に形成する非晶質のガーネット誘導体
からなる第２下地層はＲＩＧ（Ｒは希土類元素）があ
る。
ガーネット薄膜がガラス基板の表面に形成できることが
確認された。この実施例では非晶質のガーネット誘導体
として YGG膜、 YIG膜の例を示したが、これに限らず、
請求項６に示した式に該当する広い範囲のものを用いる
ことができる。例えば第１下地層としてＲＧＧ（Ｒは希
土類元素）その上に形成する非晶質のガーネット誘導体
からなる第２下地層はＲＩＧ（Ｒは希土類元素）があ
る。
【００５２】なお、このように成膜された YIG膜からな
る第２下地層３の表面に、本出願人が以前に特開平2-23
9448号において開示した高温成膜法のスパッタ法を用い
た成膜中の結晶化によって、請求項８に示した式に該当
するビスマス置換ガーネット膜４を光磁気記録媒体の記
録膜として形成し、その表面に膜厚70nmのアルミニウム
膜4aを形成すれば、媒体ノイズの非常に小さい信頼度の
高い光磁気記録媒体を得ることが可能となる。
る第２下地層３の表面に、本出願人が以前に特開平2-23
9448号において開示した高温成膜法のスパッタ法を用い
た成膜中の結晶化によって、請求項８に示した式に該当
するビスマス置換ガーネット膜４を光磁気記録媒体の記
録膜として形成し、その表面に膜厚70nmのアルミニウム
膜4aを形成すれば、媒体ノイズの非常に小さい信頼度の
高い光磁気記録媒体を得ることが可能となる。
【００５３】つぎに図２により第２の実施例の光磁気記
録媒体および光磁気記録用ガーネット薄膜の製造方法に
ついて説明する。本発明による第2の実施例の光磁気記
録媒体は図2に示すように、ガラス基板11の表面にアル
ミニウム置換 YIG膜からなる下地層12とビスマス置換ガ
ーネット膜14を積層して形成し、ビスマス置換ガーネッ
ト膜14の表面にアルミニウム膜14aを蒸着して形成した
ものである。
録媒体および光磁気記録用ガーネット薄膜の製造方法に
ついて説明する。本発明による第2の実施例の光磁気記
録媒体は図2に示すように、ガラス基板11の表面にアル
ミニウム置換 YIG膜からなる下地層12とビスマス置換ガ
ーネット膜14を積層して形成し、ビスマス置換ガーネッ
ト膜14の表面にアルミニウム膜14aを蒸着して形成した
ものである。
【００５４】図２に示すように第１の実施例と同じ材料
からなるガラス基板11の表面に膜厚0.1μm のアルミニ
ウム置換イットリウム・鉄・ガーネット(Y3AlXFe
5-XO12、以下アルミニウム置換YIG と称する) の非晶質
誘導体からなる下地層12を下記条件のスパッタ法により
成膜する。 雰囲気ガス────────アルゴン、雰囲気ガス圧─
──────1.3 Ｐａ、到達真空度───── 1.5×10
-4Ｐａ、基板温度────────── 300℃、印加電
力──────────400 Ｗ つぎに表面に非晶質のアルミニウム置換 YIG膜12を形成
したこのガラス基板11を図５に示すような加熱装置を用
いて加熱処理し、このアルミニウム置換 YIG膜12を結晶
化し、この結晶化したアルミニウム置換 YIG膜12の表面
に、記録膜体として結晶性のビスマス置換ガーネット膜
14をスパッタ法により高温で形成する。
からなるガラス基板11の表面に膜厚0.1μm のアルミニ
ウム置換イットリウム・鉄・ガーネット(Y3AlXFe
5-XO12、以下アルミニウム置換YIG と称する) の非晶質
誘導体からなる下地層12を下記条件のスパッタ法により
成膜する。 雰囲気ガス────────アルゴン、雰囲気ガス圧─
──────1.3 Ｐａ、到達真空度───── 1.5×10
-4Ｐａ、基板温度────────── 300℃、印加電
力──────────400 Ｗ つぎに表面に非晶質のアルミニウム置換 YIG膜12を形成
したこのガラス基板11を図５に示すような加熱装置を用
いて加熱処理し、このアルミニウム置換 YIG膜12を結晶
化し、この結晶化したアルミニウム置換 YIG膜12の表面
に、記録膜体として結晶性のビスマス置換ガーネット膜
14をスパッタ法により高温で形成する。
【００５５】この非晶質のアルミニウム置換 YIG膜12の
結晶化温度は第１の実施例の 700℃に対して20℃低い 6
80℃で行うことが可能であるから、到達最高温度も 710
℃と20℃低くすることが可能となるので、アルミニウム
置換 YIG膜12の結晶粒径が YIG膜の結晶粒径の半分程度
に小さくなるから、アルミニウム置換 YIG膜の表面の平
滑性が良好になり、媒体ノイズが非常に小さな薄膜を形
成することが可能となる。
結晶化温度は第１の実施例の 700℃に対して20℃低い 6
80℃で行うことが可能であるから、到達最高温度も 710
℃と20℃低くすることが可能となるので、アルミニウム
置換 YIG膜12の結晶粒径が YIG膜の結晶粒径の半分程度
に小さくなるから、アルミニウム置換 YIG膜の表面の平
滑性が良好になり、媒体ノイズが非常に小さな薄膜を形
成することが可能となる。
【００５６】この下地層12の表面の平滑度を測定するた
めに、このアルミニウム置換 YIGからなる下地層12の表
面に 0.1μm のアルミニウムの反射膜を被着した場合の
媒体ノイズを、下記の条件でスペクトラムアナライザで
ノイズスペクトルとして測定した。
めに、このアルミニウム置換 YIGからなる下地層12の表
面に 0.1μm のアルミニウムの反射膜を被着した場合の
媒体ノイズを、下記の条件でスペクトラムアナライザで
ノイズスペクトルとして測定した。
【００５７】使用レーザー─────アルゴンレーザ
ー、波長────── 514ｎｍ、リードパワーＰr ──
────0.26ｍＷ、バンド幅──────30 kHz、線速
─────────── 2.5ｍ／秒、この測定により得
られたディスクノイズは図８(b) に示すようになった。
ー、波長────── 514ｎｍ、リードパワーＰr ──
────0.26ｍＷ、バンド幅──────30 kHz、線速
─────────── 2.5ｍ／秒、この測定により得
られたディスクノイズは図８(b) に示すようになった。
【００５８】図８(b) に示す本発明の第２の実施例の下
地層12の表面に 0.1μm のアルミニウムの反射膜を被着
した場合のディスクのノイズレベルは、従来の技術によ
り製造したディスクのノイズレベルと比較すると、１MH
z で約８dB改善されている。
地層12の表面に 0.1μm のアルミニウムの反射膜を被着
した場合のディスクのノイズレベルは、従来の技術によ
り製造したディスクのノイズレベルと比較すると、１MH
z で約８dB改善されている。
【００５９】本発明の第２の実施例の下地層12として
は、非晶質のアルミニウム置換 YIG膜を用いているが、
アルミニウム置換YIG 膜に限定されるものではなく、ガ
リウム（Ga) 、インジュウム(In)或いはスカンジウム(S
c)置換YIG 膜も用いることが可能である。
は、非晶質のアルミニウム置換 YIG膜を用いているが、
アルミニウム置換YIG 膜に限定されるものではなく、ガ
リウム（Ga) 、インジュウム(In)或いはスカンジウム(S
c)置換YIG 膜も用いることが可能である。
【００６０】ついで図３により第３の実施例の光磁気記
録媒体および光磁気記録用ガーネット薄膜の製造方法に
ついて説明する。本発明による第３の実施例の光磁気記
録媒体は図３に示すように、ガラス基板21の表面に YIG
膜からなる下地層22と常磁性のビスマス置換ガーネット
膜からなる中間層23とビスマス置換ガーネット膜24を積
層して形成し、ビスマス置換ガーネット膜24の表面にア
ルミニウム膜24a を蒸着して形成したものである。
録媒体および光磁気記録用ガーネット薄膜の製造方法に
ついて説明する。本発明による第３の実施例の光磁気記
録媒体は図３に示すように、ガラス基板21の表面に YIG
膜からなる下地層22と常磁性のビスマス置換ガーネット
膜からなる中間層23とビスマス置換ガーネット膜24を積
層して形成し、ビスマス置換ガーネット膜24の表面にア
ルミニウム膜24a を蒸着して形成したものである。
【００６１】図３に示すように第１及び第２の実施例と
同じ材料からなるガラス基板21の表面に膜厚 0.1μm の
イットリウム・鉄・ガーネット(Y3Fe5O12 、以下 YIGと
称する) の非晶質誘導体からなる下地層22を下記条件の
スパッタ法により成膜する。 雰囲気ガス────────アルゴン、雰囲気ガス圧─
──────1.3 Ｐａ、到達真空度───── 1.5×10
-4Ｐａ、基板温度────────── 300℃、印加電
力──────────400 Ｗ つぎに表面に非晶質の YIG膜からなる下地層22を形成し
たこのガラス基板21を図５に示すような加熱装置を用い
て図６(a) の温度プロフィルを用いて加熱処理してこの
YIG膜22を結晶化する。
同じ材料からなるガラス基板21の表面に膜厚 0.1μm の
イットリウム・鉄・ガーネット(Y3Fe5O12 、以下 YIGと
称する) の非晶質誘導体からなる下地層22を下記条件の
スパッタ法により成膜する。 雰囲気ガス────────アルゴン、雰囲気ガス圧─
──────1.3 Ｐａ、到達真空度───── 1.5×10
-4Ｐａ、基板温度────────── 300℃、印加電
力──────────400 Ｗ つぎに表面に非晶質の YIG膜からなる下地層22を形成し
たこのガラス基板21を図５に示すような加熱装置を用い
て図６(a) の温度プロフィルを用いて加熱処理してこの
YIG膜22を結晶化する。
【００６２】ここで、下地層22の表面に常磁性のビスマ
ス置換ガーネット(Bi2DyGa2Fe3O12)からなる膜厚 20nm
の中間層23を下記の条件の高温スパッタ法により成膜中
に結晶化させて形成する。 雰囲気ガス─────10％酸素混合アルゴン、雰囲気ガ
ス圧────1.3 Ｐａ、到達真空度───── 1.5×10
-4Ｐａ、基板温度───────── 550°Ｃ、印加電
力─────────200 Ｗ この中間層23の作用を図１０の模式図を用いて説明す
る。
ス置換ガーネット(Bi2DyGa2Fe3O12)からなる膜厚 20nm
の中間層23を下記の条件の高温スパッタ法により成膜中
に結晶化させて形成する。 雰囲気ガス─────10％酸素混合アルゴン、雰囲気ガ
ス圧────1.3 Ｐａ、到達真空度───── 1.5×10
-4Ｐａ、基板温度───────── 550°Ｃ、印加電
力─────────200 Ｗ この中間層23の作用を図１０の模式図を用いて説明す
る。
【００６３】中間層23を設けない場合には、図１０(b)
に示すように垂直磁化膜のビスマス置換ガーネット膜24
と面内磁化膜の下地層22とが直接接触しているので、磁
気的交換相互作用により、図示のように界面では連続的
な磁化配列となるが、常磁性のビスマス置換ガーネット
からなる中間層23を設けると、磁気的交換相互作用がな
くなり、図１０(a) に示すように記録膜であるビスマス
置換ガーネット膜24と下地層22とはそれぞれ完全な垂直
磁化膜、面内磁化膜となることが可能である。また、フ
ァラデー回転により光磁気信号を検出しているから、垂
直磁化の場合は最大、面内磁化の場合はゼロとなり、完
全に垂直磁化か、完全に面内磁化ならばノイズは生じな
いが、図１０(b) のように連続的に磁化されていると磁
化分布に乱れが生じやすくなり、ノイズの原因となる。
に示すように垂直磁化膜のビスマス置換ガーネット膜24
と面内磁化膜の下地層22とが直接接触しているので、磁
気的交換相互作用により、図示のように界面では連続的
な磁化配列となるが、常磁性のビスマス置換ガーネット
からなる中間層23を設けると、磁気的交換相互作用がな
くなり、図１０(a) に示すように記録膜であるビスマス
置換ガーネット膜24と下地層22とはそれぞれ完全な垂直
磁化膜、面内磁化膜となることが可能である。また、フ
ァラデー回転により光磁気信号を検出しているから、垂
直磁化の場合は最大、面内磁化の場合はゼロとなり、完
全に垂直磁化か、完全に面内磁化ならばノイズは生じな
いが、図１０(b) のように連続的に磁化されていると磁
化分布に乱れが生じやすくなり、ノイズの原因となる。
【００６４】つぎにこの結晶化した中間層23の表面に、
記録膜体として膜厚 1,200Åの結晶性のビスマス置換ガ
ーネット膜24(Bi2DyGa0.8Fe4.2O12 YIG ) をスパッタ法
により高温で形成する。
記録膜体として膜厚 1,200Åの結晶性のビスマス置換ガ
ーネット膜24(Bi2DyGa0.8Fe4.2O12 YIG ) をスパッタ法
により高温で形成する。
【００６５】これらのビスマス置換ガーネット膜のスパ
ッタ条件は下記の通りである。 雰囲気ガス─────10％酸素混合アルゴン、雰囲気ガ
ス圧────1.3 Ｐａ、到達真空度───── 1.5×10
-4Ｐａ、基板温度────────── 550℃、印加電
力──────────200 Ｗ このビスマス置換ガーネット膜24の表面に、膜厚 0.1μ
m のアルミニウムの反射膜を被着した場合の媒体ノイズ
を、下記の条件でスペクトラムアナライザでノイズスペ
クトルとして測定した。
ッタ条件は下記の通りである。 雰囲気ガス─────10％酸素混合アルゴン、雰囲気ガ
ス圧────1.3 Ｐａ、到達真空度───── 1.5×10
-4Ｐａ、基板温度────────── 550℃、印加電
力──────────200 Ｗ このビスマス置換ガーネット膜24の表面に、膜厚 0.1μ
m のアルミニウムの反射膜を被着した場合の媒体ノイズ
を、下記の条件でスペクトラムアナライザでノイズスペ
クトルとして測定した。
【００６６】使用レーザー─────アルゴンレーザ
ー、波長────── 514ｎｍ、リードパワーＰr ──
────0.40ｍＷ、バンド幅──────30 kHz、線速
─────────── 2.5ｍ／秒、この測定により得
られたディスクノイズは図９(a) に示すようになった。
ー、波長────── 514ｎｍ、リードパワーＰr ──
────0.40ｍＷ、バンド幅──────30 kHz、線速
─────────── 2.5ｍ／秒、この測定により得
られたディスクノイズは図９(a) に示すようになった。
【００６７】図９(a) に示す本発明の第３の実施例のデ
ィスクのノイズレベルは、従来の技術により製造したデ
ィスクのノイズレベルと比較すると、１MHz で約20dB改
善されている。
ィスクのノイズレベルは、従来の技術により製造したデ
ィスクのノイズレベルと比較すると、１MHz で約20dB改
善されている。
【００６８】本発明の第３の実施例の中間層23としては
常磁性のビスマス置換ガーネットからなる中間層23を用
いているが、常磁性のビスマス置換ガーネット膜に限定
されるものではなく、R3M2Fe3O12、このＲはイットリウ
ム、或いは希土類元素、ＭはFe元素と置換し得る非磁性
元素でGaなどのY3Ga2Fe3O12 で表されるガーネット膜も
用いることが可能である。
常磁性のビスマス置換ガーネットからなる中間層23を用
いているが、常磁性のビスマス置換ガーネット膜に限定
されるものではなく、R3M2Fe3O12、このＲはイットリウ
ム、或いは希土類元素、ＭはFe元素と置換し得る非磁性
元素でGaなどのY3Ga2Fe3O12 で表されるガーネット膜も
用いることが可能である。
【００６９】ついで図４により第４の実施例の光磁気記
録媒体および光磁気記録用ガーネット薄膜の製造方法に
ついて説明する。本発明による第４の実施例の光磁気記
録媒体は図４に示すように、ガラス基板31の表面にアル
ミニウム置換 YIG膜からなる下地層32と常磁性のビスマ
ス置換ガーネットからなる中間層33とビスマス置換ガー
ネット膜34を積層して形成し、ビスマス置換ガーネット
膜34の表面にアルミニウム膜34a を蒸着して形成したも
のである。
録媒体および光磁気記録用ガーネット薄膜の製造方法に
ついて説明する。本発明による第４の実施例の光磁気記
録媒体は図４に示すように、ガラス基板31の表面にアル
ミニウム置換 YIG膜からなる下地層32と常磁性のビスマ
ス置換ガーネットからなる中間層33とビスマス置換ガー
ネット膜34を積層して形成し、ビスマス置換ガーネット
膜34の表面にアルミニウム膜34a を蒸着して形成したも
のである。
【００７０】図４に示すように第１、第２及び第３の実
施例と同じ材料からなるガラス基板31の表面に膜厚 0.1
μm のアルミニウム置換イットリウム・鉄・ガーネット
(Y3AlXFe5-XO12、以下アルミニウム置換YIG と称する)
の非晶質誘導体からなる下地層32をスパッタ法により成
膜する。
施例と同じ材料からなるガラス基板31の表面に膜厚 0.1
μm のアルミニウム置換イットリウム・鉄・ガーネット
(Y3AlXFe5-XO12、以下アルミニウム置換YIG と称する)
の非晶質誘導体からなる下地層32をスパッタ法により成
膜する。
【００７１】つぎに表面に非晶質のアルミニウム置換YI
G 膜からなる下地層32を形成したこのガラス基板31を図
５に示すような加熱装置を用いて図６(a) の温度プロフ
ィルを用いて加熱処理してこの下地層32を結晶化する。
この下地層32の結晶化温度は第１の実施例の 700℃に対
して第２の実施例と同様に20℃低い 680℃で行うことが
可能であるから、到達最高温度も 710℃と20℃低くする
ことが可能となる。
G 膜からなる下地層32を形成したこのガラス基板31を図
５に示すような加熱装置を用いて図６(a) の温度プロフ
ィルを用いて加熱処理してこの下地層32を結晶化する。
この下地層32の結晶化温度は第１の実施例の 700℃に対
して第２の実施例と同様に20℃低い 680℃で行うことが
可能であるから、到達最高温度も 710℃と20℃低くする
ことが可能となる。
【００７２】ここで、下地層32の表面に常磁性のビスマ
ス置換ガーネット(Bi2DyGa2Fe3O12YIG)からなる膜厚 20
nm の中間層33を高温スパッタ法により成膜中に結晶化
させて形成する。
ス置換ガーネット(Bi2DyGa2Fe3O12YIG)からなる膜厚 20
nm の中間層33を高温スパッタ法により成膜中に結晶化
させて形成する。
【００７３】つぎにこの結晶化した常磁性のビスマス置
換ガーネット中間層33の表面に記録膜体として結晶性の
ビスマス置換ガーネット膜34をスパッタ法により高温で
形成する。
換ガーネット中間層33の表面に記録膜体として結晶性の
ビスマス置換ガーネット膜34をスパッタ法により高温で
形成する。
【００７４】本発明による第４の実施例においては第３
の実施例と同様に中間層を設けているので、同様の磁気
的交換相互作用の解消が可能である。この第４実施例に
おけるノイズ特性は第３実施例と同じく従来に比べ１MH
z で約20db改善されていた。
の実施例と同様に中間層を設けているので、同様の磁気
的交換相互作用の解消が可能である。この第４実施例に
おけるノイズ特性は第３実施例と同じく従来に比べ１MH
z で約20db改善されていた。
【００７５】なお、上記の各実施例ではガラス基板にア
ルミノ珪酸系ガラスを用いたが、硼珪酸系ガラスを用い
てもよい。
ルミノ珪酸系ガラスを用いたが、硼珪酸系ガラスを用い
てもよい。
【００７６】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によりガーネ
ット薄膜を用いた光磁気記録体を製造すると、表面が平
滑で、媒体ノイズの小さいガーネット膜からなる下地層
や中間層を得ることが可能となり、その上にビスマス置
換ガーネット膜を記録膜として形成すると、媒体ノイズ
の小さいガーネット薄膜を用いた光磁気記録媒体を得る
ことが可能である。
ット薄膜を用いた光磁気記録体を製造すると、表面が平
滑で、媒体ノイズの小さいガーネット膜からなる下地層
や中間層を得ることが可能となり、その上にビスマス置
換ガーネット膜を記録膜として形成すると、媒体ノイズ
の小さいガーネット薄膜を用いた光磁気記録媒体を得る
ことが可能である。
【図１】 本発明による第１の実施例の光磁気記録媒体
の構成を示す断面図
の構成を示す断面図
【図２】 本発明による第２の実施例の光磁気記録媒体
の構成を示す断面図
の構成を示す断面図
【図３】 本発明による第３の実施例の光磁気記録媒体
の構成を示す断面図
の構成を示す断面図
【図４】 本発明による第４の実施例の光磁気記録媒体
の構成を示す断面図
の構成を示す断面図
【図５】 本発明の下地層の加熱に用いる加熱装置の概
略構造を示す図
略構造を示す図
【図６】 YIG膜の結晶化温度プロフィル図
【図７】 YIG膜の表面粗さを示す図
【図８】 ディスクのノイズレベルを示す図(1)
【図９】 ディスクのノイズレベルを示す図(2)
【図１０】 第３及び第４の実施例において設けた常磁
性の中間層の作用を説明する図
性の中間層の作用を説明する図
【図１１】 従来の光磁気記録媒体の構成を示す断面図
【図１２】 従来の技術により製造したディスクのノイ
ズレベルを示す図
ズレベルを示す図
1,11,21,31 ガラス基板、 ２ 第１下地層、 ３ 第２下地層、 12,22,32下地層、 23,33 中間層、 4,14,24,34 ビスマス置換ガーネット膜、 4a,14a,24a,34a アルミニウム膜、 5 加熱装置、 6 容器、 7 ガス導入管、 8 ガス排出管、 9 支持板、 10 赤外線ランプ、 11A,11B カーボン板、 13 熱電対
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 幸治 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内
Claims (10)
- 【請求項１】 ガラス基板(1) 上に結晶化していない第
１のガーネット下地層(2) 、結晶化した第２のガーネッ
ト下地層(3) およびガーネット記録層(4) が積層して設
けられていることを特徴とするガーネット薄膜を用いた
光磁気記録媒体。 - 【請求項２】 ガラス基板(11)上にアルミニウム置換ガ
ーネットからなる下地層(12)およびガーネット記録層(1
4)が積層して設けられていることを特徴とするガーネッ
ト薄膜を用いた光磁気記録媒体。 - 【請求項３】 ガラス基板(21)上にガーネット下地層(2
2)、常磁性のビスマス置換ガーネット膜からなるガーネ
ット中間層(23)およびガーネット記録層(24)が積層して
設けられていることを特徴とするガーネット薄膜を用い
た光磁気記録媒体。 - 【請求項４】 ガラス基板(31)上にアルミニウム置換ガ
ーネットからなる下地層(32)、常磁性のビスマス置換ガ
ーネット膜からなるガーネット中間層(33)およびガーネ
ット記録層(34)が積層して設けられていることを特徴と
するガーネット薄膜を用いた光磁気記録媒体。 - 【請求項５】 請求項１、請求項２、請求項３または請
求項４記載のガラス基板(1,11,21,31)がアルミノ珪酸系
ガラス或いは硼珪酸系ガラスからなることを特徴とする
ガーネット薄膜を用いた光磁気記録媒体。 - 【請求項６】 請求項１記載の第１のガーネット下地層
(2) 、第２のガーネット下地層(3)、請求項２、請求項
３または請求項４記載のガーネット下地層(12,22,32)
が一般式のAXR3-xMYFe5-YO12(０≦Ｘ＜３，0 ≦Ｙ＜5 )
で表示され、前記Ｒはイットリウム、或いは希土類元素
の中から選択した少なくとも一元素、Ａは希土類元素と
置換し得る元素、ＭはFe元素と置換し得る元素であるこ
とを特徴とするガーネット薄膜を用いた光磁気記録媒
体。 - 【請求項７】 請求項３または請求項４記載のガーネッ
ト中間層(23,33) が一般式のAxR3-xMYFe5-YO12(０≦Ｘ
＜３，1.5 ＜Ｙ＜５)で表示され、室温で常磁性を示
し、前記Ｒはイットリウム、或いは希土類元素の中から
選択した少なくとも一元素、Ａは希土類元素と置換し得
る元素、ＭはFe元素と置換し得る元素であり、スパッタ
法による膜形成時に結晶化されることを特徴とするガー
ネット薄膜を用いた光磁気記録媒体。 - 【請求項８】 請求項１、請求項２、請求項３または請
求項４記載のガーネット記録層(4,14,24,34)が一般式Bi
xR3-xMyFe5-yO12(０＜Ｘ≦３，０＜Ｙ＜１）で表示さ
れ、前記Ｒはイットリウム、或いは希土類元素の中から
選択した少なくとも一元素、Ａは希土類元素と置換し得
る元素、ＭはFe元素と置換し得る元素であり、該記録層
はスパッタ法による膜形成時に結晶化されることを特徴
とするガーネット薄膜を用いた光磁気記録媒体。 - 【請求項９】 請求項１記載の結晶化する第２のガーネ
ット下地層(3) となるガーネット誘導体膜、請求項２ま
たは請求項４記載のアルミニウム置換ガーネットからな
る下地層(12,32) となるガーネット誘導体膜、請求項３
のガーネットからなる下地層(22)となるガーネット誘導
体膜をスパッタ法で成膜する際に、スパッタガスとして
不活性ガス、或いは不活性ガスに酸化性ガスを混合した
スパッタガスを用いて形成し、前記不活性ガスでスパッ
タしたガーネット誘導体膜を結晶化する際の雰囲気ガス
は、不活性ガスに対して酸化性ガスを混合割合を10〜1,
000ppmの範囲の混合ガスとし、前記不活性ガスに酸化性
ガスを混合したスパッタガスを用いて結晶化したガーネ
ット誘導体膜を結晶化する際の雰囲気ガスは、不活性ガ
スとすることを特徴とするガーネット薄膜を用いた光磁
気記録媒体の製造方法 - 【請求項１０】 請求項１記載の第２のガーネット下地
層(3) 、請求項２、請求項３または請求項４記載のガー
ネット下地層(12,22,32)は、該下地層の非晶質誘導体か
ら結晶化する際、熱処理の昇温速度Γが５℃／秒≦Γ≦
100℃／秒であり、結晶化温度を越えて維持する時間τ
が０秒＜τ＜60秒であり、熱処理されて結晶化されるべ
きガーネット誘導体膜が到達する最高温度と結晶化温度
との温度差ΔT が0 ℃＜ΔT ＜40℃の範囲内であること
を特徴とするガーネット薄膜を用いた光磁気記録媒体の
製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5036464A JPH05347039A (ja) | 1992-04-17 | 1993-02-25 | ガーネット薄膜を用いた光磁気記録媒体およびその製造方法 |
| US08/045,737 US5599605A (en) | 1992-04-17 | 1993-04-14 | Magneto-optical recording medium and method for producing the same |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4-96893 | 1992-04-17 | ||
| JP9689392 | 1992-04-17 | ||
| JP5036464A JPH05347039A (ja) | 1992-04-17 | 1993-02-25 | ガーネット薄膜を用いた光磁気記録媒体およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05347039A true JPH05347039A (ja) | 1993-12-27 |
Family
ID=26375531
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5036464A Withdrawn JPH05347039A (ja) | 1992-04-17 | 1993-02-25 | ガーネット薄膜を用いた光磁気記録媒体およびその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5599605A (ja) |
| JP (1) | JPH05347039A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003016636A (ja) * | 2001-04-27 | 2003-01-17 | Sharp Corp | 磁気記録媒体およびそれを用いた磁気記録装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6066349A (ja) * | 1983-09-22 | 1985-04-16 | Agency Of Ind Science & Technol | 光熱磁気記録媒体およびその製造方法 |
| JPS62257648A (ja) * | 1986-04-30 | 1987-11-10 | Fujitsu Ltd | 光磁気記録媒体の製造方法 |
| JPH0782674B2 (ja) * | 1986-11-06 | 1995-09-06 | キヤノン株式会社 | 光磁気メモリ用媒体 |
| JPS63249951A (ja) * | 1987-04-03 | 1988-10-17 | Mitsubishi Electric Corp | 光磁気記録情報担体 |
-
1993
- 1993-02-25 JP JP5036464A patent/JPH05347039A/ja not_active Withdrawn
- 1993-04-14 US US08/045,737 patent/US5599605A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5599605A (en) | 1997-02-04 |
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Legal Events
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