JPH0536132A

JPH0536132A - 光磁気記録媒体

Info

Publication number: JPH0536132A
Application number: JP21016091A
Authority: JP
Inventors: Yujiro Kaneko; 裕治郎金子; Hitoshi Nakamura; 均中村
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1991-07-26
Filing date: 1991-07-26
Publication date: 1993-02-12

Abstract

(57)【要約】【目的】短波長領域でも磁気光学効果が大きく、かつ
記録感度の高い光磁気記録媒体を提供し、高密度・大容
量化の要求に答える。【構成】透明基板１上に干渉層２を介して第１及び第
２の記録層３、４及び保護層５を設け、さらにその上に
反射層６を設ける。第１の記録層３はＣｏ及びＦｅの１
つ以上を含む合金膜により構成する。この合金膜にはＰ
ｔ，Ｐｄ，Ｒｈ，Ｇａ，Ｓｉ，Ｃｒ，Ａｌ及びＧｅの内
の少なくとも１つ以上を含有させる。第２の記録層４は
希土類金属と遷移金属とから成る非晶質合金膜で構成す
る。このような層構成とすることで短波長レーザでも高
Ｃ／Ｎ化が容易に可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はレーザー光を用いて情報
の記録、再生、消去を行う光磁気ディスク等の光磁気記
録媒体に関するものであり、特に記録再生光に短波長レ
ーザーを用いたときの高Ｃ／Ｎ、高感度化を目的とした
技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】光磁気ディスクはレーザー光を用いて情
報の記録、再生及び消去を行うため記憶容量が大きく、
しかも記録層に磁性膜を用いているため書換え可能であ
る。又、非接触で記録再生が出来、塵埃の影響も受けな
いことから信頼性に優れている。よって現在盛んに研究
開発が行われており、又、数年前に商品化されて以来、
光ファイルシステム等へ急速に展開されている。この光
磁気記録層（以下記録層と記す）の材料としては、Ｔｂ
ＦｅＣｏ，ＮｄＤｙＦｅＣｏ，ＴｂＤｙＦｅＣｏ等の希
土類−遷移金属（ＲＥ−ＴＭ）非晶質合金が、粒界ノイ
ズが無く、スパッタリングを用いることによって容易に
垂直磁化膜が得られることから現在最も多く用いられて
いる。又、光磁気記録媒体の構成としては、レーザー光
の記録再生効率を向上させるために記録層上に反射層を
設ける方式が提案されている（特公昭６２−２７４５８
号公報）。この構成はカー効果とファラデー効果の両方
が利用出来るためＣ／Ｎやジッターマージンが大きくと
れるという点で優れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】光磁気ディスクを用い
た光ファイルシステムは現在よりもさらに大容量化が求
められている。そのためには記録再生光に短波長レーザ
ー（波長：現在８３０〜７８０ｎｍ→６００ｎｍ台〜４
００ｎｍ台）を用い、記録ビットを小さくすることによ
って面密度を高くすることが必要となる。ところがＴｂ
ＦｅＣｏのような現在一般に用いられているＲＥ−ＴＭ
非晶質合金は、短波長になるにつれてカー回転角（θ
k）が小さくなり、Ｃ／Ｎが低下してしまうといった大
きな問題点を有している。これを解決する手段として交
換結合作用を利用した２層膜の再生層にＮｄＤｙＦｅＣ
ｏのような短波長でもカー回転角（θk）の大きなＲＥ
−ＴＭ非晶質合金を用いたり、ＣｏとＰｔ又はＣｏとＰ
ｄが交互に積層された人工格子膜を記録層として用いる
方式が提案されている。

【０００４】しかしながら、ＮｄＤｙＦｅＣｏ膜やＣｏ
／Ｐｔ等の人工格子膜を用いる方式では、いずれも作製
が容易でなかったり、ノイズレベルが著しく高かったり
して従来の光磁気記録媒体を越える特性をもつまでには
至っていない。

【０００５】従って、本発明の目的は、高密度・大容量
化に必須であるレーザーの短波長化に対応すべく、短波
長域でもカー回転角（θk）のような磁気光学効果が大
きく、しかも記録感度の高い光磁気記録媒体を提供する
ことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで本発明者等は、上
述の欠点を克服すべく鋭意検討した結果、膜厚が１５０
Å以下の特定の組成をもつＣｏ及びＦｅの１つ以上を含
む合金膜と、膜面に垂直な方向に磁化容易軸を有するＲ
Ｅ−ＴＭ非晶質合金膜との２層からなる記録層を用い、
この記録層上に反射層を設けた構成にすると上述した目
的を達成した光磁気記録媒体が得られることを見出し、
本発明を完成するに至った。

【０００７】すなわち、本発明によれば透明基板上に少
なくとも干渉層、記録層、保護層及び反射層を順次設け
た構成で、記録層が２層から成っており、基板側の第１
の記録層がＣｏ及びＦｅの１つ以上を含む合金膜から成
り、第２の記録層が膜面に垂直な方向に磁化容易軸を有
するＲＥ−ＴＭ非晶質合金膜から成ることを特徴とする
光磁気記録媒体が提供される。

【０００８】以下本発明を図に沿って詳細に説明する。
図１は本発明による光磁気記録媒体の一構成例を示す断
面図で、透明基板１上に、干渉層２、第１の記録層３、
第２の記録層４、保護層５及び反射層６が順次積層され
た構成で、第１の記録層３がＣｏ及びＦｅの１つ以上を
含む合金膜から成り、第２の記録層４が膜面に垂直な方
向に磁化容易軸を有するＲＥ−ＴＭ非晶質合金膜から成
っている。

【０００９】〔基板〕本発明に用いる透明基板１として
は、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレ
ート（ＰＭＭＡ）、アモルファスポリオレフィン（ＡＰ
Ｏ）等の樹脂からなる溝付き成形基板、又はアルミノケ
イ酸、バリウム硼硅酸等のガラス表面に溝付き紫外線硬
化樹脂（エポキシアクリレート等）層を形成した基板等
が挙げられる。これらの基板はディスク形状をしてお
り、厚みは０．６〜１．２ｍｍ程度である。図１の１Ａ
はガラス基板、１Ｂは紫外線硬化樹脂層を示したもので
ある。

【００１０】〔干渉層〕本発明においては、上記基板１
と第１の記録層３との間に干渉層２を設けている。この
干渉層２には屈折率の高い（１．８以上）透明な膜を用
い、この層における再生光の多重反射を利用してみかけ
のカー回転角（θk）を増大させ、それによってＣ（キ
ャリア）レベルを上げ、又反射率を小さくすることでＮ
（ノイズ）レベルを下げて、トータルでＣ／Ｎを向上さ
せることを目的としている。又、ＲＥ−ＴＭ非晶質合金
のように酸化等による腐食を起こしやすい材料を記録層
に用いているため、この干渉層２は記録層の腐食を防止
する保護膜としての役割りも兼ね備えていなければなら
ない。それには基板１からの水や酸素の侵入を防ぎ、そ
れ自身の耐食性が高く、かつ記録層との反応性が小さい
ことが必要である。具体的な材料としては、ＳｉＯ，Ｓ
ｉＯ₂，Ａｌ₂Ｏ₃，Ｔａ₂Ｏ₅等の金属酸化物、Ｓｉ，Ａ
ｌ，Ｚｒ，Ｇｅ等との金属窒化物、ＺｎＳ等の金属硫化
物が挙げられるが、特にＳｉ，Ｂ，Ｏ，Ｎの内の少なく
ともＳｉとＮを含む化合物（ＳｉＮ，ＳｉＯＮ，ＳｉＢ
Ｎ，ＳｉＢＯＮ）が適している。尚、これらは多層膜で
あってもよく、膜厚は屈折率によっても異なるが、通常
トータルで５００〜２０００Åで好ましくは８００〜１
２００Åである。

【００１１】〔記録層〕この記録層はＣｏ及びＦｅの１
つ以上を含む合金膜（第１の記録層３）と膜面に垂直方
向に磁化容易軸を有するＲＥ−ＴＭ非晶質合金膜（第２
の記録層４）との２層から構成されており、記録再生光
が入射する基板側に第１の記録層３を設けている。情報
の記録は第２の記録層４で行われるが、第１の記録層３
が１５０Å以下と薄いとき第２の記録層４との交換結合
作用によって垂直方向に磁化され、再生の際、Ｃｏ合金
又はＦｅ合金又はＣｏＦｅ合金の磁気光学効果（カー回
転、ファラデー回転）と第２の記録層４の磁気光学効果
の両方を利用して信号を読み取ることが出来る。両層の
組成は下記表１に示す通りである。

【００１２】

【表１】

【００１３】尚、第２の記録層４には耐食性を向上させ
るためにＣｒ，Ｔｉ，Ｐｔ，Ｐｄが少量（１〜５原子
％）含有されても良い。

【００１４】第１の記録層３は再生光の入射側に位置し
ており、できるだけ磁気光学効果の大きな材料であるこ
とが望ましい。ＣｏやＦｅ膜は本来磁気光学効果が大き
く６００ｎｍ台以下の短波長域でも低下しないが、磁化
容易軸が面内方向であるため単層では垂直磁化膜が必要
条件である光磁気記録媒体の記録層としては不適当であ
る。又、交換結合を利用した２層膜に用いても容易には
垂直方向に磁化されない。よって本発明ではＣｏやＦｅ
の磁気光学効果を低下させずかつ垂直方向に磁化しやす
くなるようにＰｔ，Ｐｄ，Ｒｈ，Ｇａ，Ｓｉ，Ｃｒ，Ａ
ｌ，Ｇｅの少なくとも１種以上の元素を添加した。図２
にガラス基板上に第１の記録層３として（Ａ）Ｃｏ₈₀Ｐ
ｔ₂₀膜（添字は原子％を表わす），（Ｂ）Ｃｏ膜を直接
形成し、各々の上に第２の記録層４としてＴｂ₁₂Ｄｙ₁₂
Ｆｅ₆₈Ｃｏ₈（８００Å）を形成し、ガラス基板側から
測定した残留カー回転角（θkr）と第１の記録層３の膜
厚との関係を示した。第１の記録層３にＣｏ膜を用いた
試料（Ｂ）に比べるとＣｏにＰｔを添加した試料（Ａ）
の方が、θkrが約２倍大きくなっている。この時の第１
の記録層３の膜厚は７０〜８０（Å）であり、１５０Å
を越えると逆に急激に低下している。これは膜厚が厚す
ぎると交換結合が働かなくなるためであり、Ｃｏ合金の
場合、組成によっても異なるが膜厚は５０〜１５０Åが
好ましい。又、同様なことがＦｅ合金あるいはＣｏＦｅ
合金についても言える。

【００１５】又、第２の記録層４は記録を目的として設
ける層で、記録されたビットが安定に存在するために保
磁力（Ｈc）の大きな垂直磁化膜でなければならない。
よって従来より光磁気記録材料として一般に知られてい
るＲＥ−ＴＭ非晶質合金、例えばＴｂＦｅＣｏ，ＴｂＤ
ｙＦｅＣｏ，ＮｄＤｙＦｅＣｏ等が適している。この第
２の記録層４は当然ながら小さなレーザーパワーで記録
出来る方が良いため、キュリー点（Ｔc）が１４０〜２
００℃である下記一般式化２で示されるものが中でも望
ましい。又、膜厚は４００〜１２００Åが好ましい。

【化２】

【００１６】〔保護層〕本発明では、通常、第２の記録
層４上に保護層５を設ける。但し、設けなくても本発明
の効果は損なわれない。この保護層５は空気中（片面仕
様の場合）、又は接着剤（両面仕様の場合）からの水分
や酸素又はハロゲン元素のように記録層に有害な物質の
侵入を防止し、記録層を保護する目的で設けられるため
干渉層２同様それ自身の耐食性が高く、記録層との反応
性が小さいことが必要である。具体的な材料は干渉層２
として挙げたものと同様である。この保護層５の膜厚は
Ｃ／Ｎや記録感度にも大きな影響を及ぼすが、通常膜厚
は０〜６００Å程度が好ましい。

【００１７】〔反射層〕本発明では、第２の記録層４上
に直接もしくは保護層５を介して反射層６を設ける。媒
体の高Ｃ／Ｎ、高感度化のためにこの反射層６は再生光
に対して反射率が高く、熱伝導率は小さい方が良い。
又、当然耐食性がなけばならない。具体的な材料とし
て、Ｓｉ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｚｒ，Ｍｏ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｔａ
の１種以上を含むＡｌ合金が好ましい。膜厚は薄すぎる
とＣ／Ｎが低下し、厚すぎると記録感度が悪くなるため
３００〜６００Åが適当である。

【００１８】基板１上に、干渉層２、第１及び第２の記
録層３，４、保護層５及び反射層６を形成する手段とし
ては、スパッタリング、イオンプレーティング等の物理
蒸着法、プラズマＣＶＤのような化学蒸着法等が用いら
れる。又、層構成は図に示した以外に、反射層６上にさ
らに５〜１０μｍの有機保護膜（カバー層）を設けた
り、又それらの膜面どうしを接着剤によって貼り合わせ
た構成でも本発明の効果はそこなわれない。

【００１９】

【実施例】次に本発明を実施例により更に詳細に説明す
る。

【００２０】実施例１〜１６直径１３０ｍｍ、厚さ１．２ｍｍのガラス上に紫外線
（ＵＶ）硬化樹脂からなるプリグループを形成した基板
をスパッタ装置の真空槽内にセットし、５×１０^-7Ｔｏ
ｒｒ以下になるまで真空排気した。まずＡｒとＮ₂の混
合ガスを真空槽内に導入し、圧力を３×１０^-3Ｔｏｒｒ
に調整し、Ｓｉをターゲットとして放電電力２ｋＷ（４
Ｗ／ｃｍ²）で高周波マグネトロンスパッタリングを行
い、干渉層としてＳｉＮｘ膜を１０００Å堆積した。続
いてＣｏ合金及び／又はＦｅ合金とＴｂＤｙＦｅＣｏ合
金をターゲットとして各々直流マグネトロンスパッタリ
ングによって、第１及び第２の記録層を形成した（組
成、膜厚は表２を参照）。更に保護層として干渉層と同
様な方法によって、ＳｉＮｘ膜を３００Å堆積した。最
後にＡｌＴｉ合金をターゲットとして直流マグネトロン
スパッタリングによってＡｌＴｉ膜を反射層として５０
０Å成膜して、本発明の実施例となる光磁気ディスクを
得た。

【００２１】

【表２】

【００２２】比較例１第１の記録層としてＣｏ膜を設けたこと以外は実施例と
同様にして光磁気ディスクを得た。

【００２３】比較例２第１の記録層を設けないこと以外は実施例と同様にして
光磁気ディスクを得た。

【００２４】実施例１〜１６及び比較例１，２の光磁気
ディスクについて基板側から残留カー回転角（θkr）と
反射率（Ｒ）を測定し、各々の性能指数（√Ｒ・θkr）
を求めた。その結果を表２に示す。この時、波長が６７
０ｎｍのレーザーを用いた。又、実施例１と比較例１、
２の性能指数（√Ｒ・θkr）の波長依存性を図３に示
す。

【００２５】表２より、２種類の比較例に比べて本発明
の実施例１〜１６の方がいずれも６７０ｎｍの波長にお
いて、性能指数（√Ｒ・θkr）が大きくなっていること
がわかる。又、図３より、実施例１は比較例１，２に比
較して、さらに短波長域でも性能指数があまり低下して
おらず、他の実施例２〜１６についても同様な波長依存
性が得られている。

【００２６】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、Ｃｏ及びＦｅの１つ以上を含む合金膜と、ＲＥ−
ＴＭ非晶質合金膜の２層膜を記録層にし、その上に直接
又は保護層を介して反射層を設けた構成にしたので、６
００ｎｍ台以下の短波長域でも性能指数（√Ｒ・θkr）
が大きく、従来よりさらに大容量化が図れる。又、ＲＥ
−ＴＭ非晶質合金膜にキュリー点の低いＴｂＤｙＦｅＣ
ｏ膜を用いると一層記録感度の高い光磁気記録媒体とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による一構成例の光磁気記録媒体の断面
図である。

【図２】磁気カー回転角と第１の記録層膜厚との関係を
示す図である。

【図３】実施例１と比較例１、２におけるθkrの波長依
存性を示す図である。

【符号の説明】

１透明基板２干渉層３第１の記録層４第２の記録層５保護層６反射層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明基板上に少なくとも干渉層、記録
層、保護層及び反射層を順次設けてなる光磁気記録媒体
において、記録層が２層から成っており、基板側の第１
の記録層が下記一般式化１で表されるＣｏ及びＦｅの１
つ以上を含む合金膜から成り、かつ第２の記録層が膜面
に垂直な方向に磁化容易軸を有する希土類−遷移金属非
晶質合金膜から成ることを特徴とする光磁気記録媒体。【化１】
【請求項２】第２の記録層が下記一般式化２で表わさ
れる合金から成ることを特徴とする請求項１に記載の光
磁気記録媒体。【化２】
【請求項３】第１の記録層の膜厚が５０〜１５０Åで
あることを特徴とする請求項１又は２に記載の光磁気記
録媒体。
【請求項４】干渉層及び保護層がそれぞれＳｉ，Ｂ，
Ｏ及びＮの内の少なくともＳｉとＮを含む化合物から成
ることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に
記載の光磁気記録媒体。
【請求項５】反射層がＳｉ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｚｒ，Ｍ
ｏ，Ｐｄ，Ｔａ及びＰｔの内の１種以上を含むＡｌ合金
から成ることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか
一項に記載の光磁気記録媒体。