JPH06251447A - 光磁気記録媒体およびその製造方法 - Google Patents
光磁気記録媒体およびその製造方法Info
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- JPH06251447A JPH06251447A JP6088493A JP6088493A JPH06251447A JP H06251447 A JPH06251447 A JP H06251447A JP 6088493 A JP6088493 A JP 6088493A JP 6088493 A JP6088493 A JP 6088493A JP H06251447 A JPH06251447 A JP H06251447A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 ガラス基板上のガーネット多結晶下地層膜厚
を１００ｎｍ以下、その上に形成するガーネット多結晶
記録層の結晶粒径を０．１μｍ以下にした光磁気記録用
ガーネット２層膜。下地を逆スパッタ処理する光磁気記
録媒体の製造方法。 【効果】 形状良好なビットが書き込み可能であり、媒
体ノイズが大幅に減少する。
を１００ｎｍ以下、その上に形成するガーネット多結晶
記録層の結晶粒径を０．１μｍ以下にした光磁気記録用
ガーネット２層膜。下地を逆スパッタ処理する光磁気記
録媒体の製造方法。 【効果】 形状良好なビットが書き込み可能であり、媒
体ノイズが大幅に減少する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガーネット型光磁気記
録媒体およびその製造方法に関する。
録媒体およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】基本組成Ｒ3 Ｆｅ5 Ｏ12（ここで、Ｒは
イットリウムを含む希土類元素）で表わされる希土類鉄
ガーネットは、希土類サイトにＢｉを置換することによ
り、短波長において現行の希土類遷移金属合金膜よりも
極めて大きな磁気光学効果を示す。さらに、Ｆｅサイト
にＧａやＡｌなどの３価の金属を添加することによりキ
ュリー点を下げて、媒体レーザーにて加熱することによ
り、ビットの書き込みが可能である。また、これは酸化
物であるため高耐食性を示す。このようなＢｉ置換ガー
ネットは、短波長レーザーを用いた高密度光磁気記録用
の媒体として有望視されている。
イットリウムを含む希土類元素）で表わされる希土類鉄
ガーネットは、希土類サイトにＢｉを置換することによ
り、短波長において現行の希土類遷移金属合金膜よりも
極めて大きな磁気光学効果を示す。さらに、Ｆｅサイト
にＧａやＡｌなどの３価の金属を添加することによりキ
ュリー点を下げて、媒体レーザーにて加熱することによ
り、ビットの書き込みが可能である。また、これは酸化
物であるため高耐食性を示す。このようなＢｉ置換ガー
ネットは、短波長レーザーを用いた高密度光磁気記録用
の媒体として有望視されている。
【０００３】ガラス基板上に形成したガーネットは、多
結晶膜であり、粒界に由来する光学的不均一のため媒体
ノイズが大きいという欠点がある。この欠点を解消する
には、レーザースポットに比べ結晶粒径を十分微細化す
ることが必要である。そこで、本発明者等は、ガラス基
板上に記録層と下地層の２層構造の多結晶ガーネット膜
を形成し、記録層ガーネット膜の結晶粒をサブミクロン
まで微細化した光磁気記録媒体を発明した（特願平２−
３０７６００号、特願平３−２９９２８４号）。この方
法では、まずガーネット多結晶下地層膜を形成し、その
上に格子定数が±０．３％以上異なるガーネット記録層
膜を積層させた。界面エネルギーの低い下地層と記録層
の界面から記録層ガーネットの結晶核を優先的に発生さ
せ、サブミクロン以下の結晶粒を実現した。ここで、ガ
ーネット記録層の保磁力を増大させるため、記録用ガー
ネット層に酸素を除いた原子量比で５ａｔ％以下のＣｕ
を添加しても良い。
結晶膜であり、粒界に由来する光学的不均一のため媒体
ノイズが大きいという欠点がある。この欠点を解消する
には、レーザースポットに比べ結晶粒径を十分微細化す
ることが必要である。そこで、本発明者等は、ガラス基
板上に記録層と下地層の２層構造の多結晶ガーネット膜
を形成し、記録層ガーネット膜の結晶粒をサブミクロン
まで微細化した光磁気記録媒体を発明した（特願平２−
３０７６００号、特願平３−２９９２８４号）。この方
法では、まずガーネット多結晶下地層膜を形成し、その
上に格子定数が±０．３％以上異なるガーネット記録層
膜を積層させた。界面エネルギーの低い下地層と記録層
の界面から記録層ガーネットの結晶核を優先的に発生さ
せ、サブミクロン以下の結晶粒を実現した。ここで、ガ
ーネット記録層の保磁力を増大させるため、記録用ガー
ネット層に酸素を除いた原子量比で５ａｔ％以下のＣｕ
を添加しても良い。
【０００４】しかしながら、これらの発明において、基
板直上に形成した２層膜の下地は、依然として結晶粒の
大きいガーネット多結晶膜であり、媒体ノイズを低減さ
せるには下地に由来するノイズを低下させる必要があ
る。そのためには、下地の厚みを極めて薄くしなければ
ならない。そして、ガラス等の透明基板にガーネット膜
を形成するには、まず非晶質膜を形成し、次いで熱処理
によって結晶化させる必要がある。ところが、膜厚が１
００ｎｍ以下になると、均一なガーネット多結晶膜を形
成するのは極めて困難になる。すなわち、結晶化に必要
な時間が極めて長くなり、異相が生成し易くなる。さら
に、これらの発明では、下地に用いるガーネット層との
界面からの核生成を利用しているため、記録層ガーネッ
ト膜の性能は、下地層の表面凹凸に極めて敏感である。
板直上に形成した２層膜の下地は、依然として結晶粒の
大きいガーネット多結晶膜であり、媒体ノイズを低減さ
せるには下地に由来するノイズを低下させる必要があ
る。そのためには、下地の厚みを極めて薄くしなければ
ならない。そして、ガラス等の透明基板にガーネット膜
を形成するには、まず非晶質膜を形成し、次いで熱処理
によって結晶化させる必要がある。ところが、膜厚が１
００ｎｍ以下になると、均一なガーネット多結晶膜を形
成するのは極めて困難になる。すなわち、結晶化に必要
な時間が極めて長くなり、異相が生成し易くなる。さら
に、これらの発明では、下地に用いるガーネット層との
界面からの核生成を利用しているため、記録層ガーネッ
ト膜の性能は、下地層の表面凹凸に極めて敏感である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、結晶格子定
数が異なる２層からなる多結晶ガーネット積層膜におい
て、下地によるノイズを低減することを目的とする。ま
た、本発明は、下地層表面をガラス等の透明基板と同等
程度まで平滑化して、記録層において微細な結晶粒を形
成し、１μｍ以下の形状良好なビットが書き込み可能な
低ノイズ２層膜を実現することを目的とする。さらに、
本発明は、これらの目的を実現するための製造方法を提
供することを目的としている。
数が異なる２層からなる多結晶ガーネット積層膜におい
て、下地によるノイズを低減することを目的とする。ま
た、本発明は、下地層表面をガラス等の透明基板と同等
程度まで平滑化して、記録層において微細な結晶粒を形
成し、１μｍ以下の形状良好なビットが書き込み可能な
低ノイズ２層膜を実現することを目的とする。さらに、
本発明は、これらの目的を実現するための製造方法を提
供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、Ｂｉx Ｒ3-X
ＭY Ｆｅ5-Y Ｏ12（ここで、０≦Ｘ≦３、０≦Ｙ≦５、
Ｒはイットリウムを含む１種類以上の希土類元素、Ｍは
鉄と置換可能な３価の金属を表す）の組成で表される多
結晶ガーネットを用いた、結晶格子定数が±０．３％以
上異なる２層からなる多結晶ガーネット積層膜におい
て、 下地膜厚を１００ｎｍ以下まで減少させると共にその
表面を平滑化し、その上に０．１μｍ以下の結晶粒径よ
りなる２層目の記録層ガーネット膜を形成したことを特
徴とする低ノイズ光磁気記録媒体、および 透明基板上に形成したガーネット下地層に逆スパッタ
処理をほどこし、なる光磁気記録媒体膜を実現する製
造方法、を提供することを要旨とするものである。
ＭY Ｆｅ5-Y Ｏ12（ここで、０≦Ｘ≦３、０≦Ｙ≦５、
Ｒはイットリウムを含む１種類以上の希土類元素、Ｍは
鉄と置換可能な３価の金属を表す）の組成で表される多
結晶ガーネットを用いた、結晶格子定数が±０．３％以
上異なる２層からなる多結晶ガーネット積層膜におい
て、 下地膜厚を１００ｎｍ以下まで減少させると共にその
表面を平滑化し、その上に０．１μｍ以下の結晶粒径よ
りなる２層目の記録層ガーネット膜を形成したことを特
徴とする低ノイズ光磁気記録媒体、および 透明基板上に形成したガーネット下地層に逆スパッタ
処理をほどこし、なる光磁気記録媒体膜を実現する製
造方法、を提供することを要旨とするものである。
【０００７】本発明による光磁気記録媒体用膜の製造方
法の手順例を、第１図に基づいて下記に説明する。ここ
で、基板とは、高分子、ガラス等の非品質および多結晶
質よりなる基板を含むものである。 （１）まず、下地層用ガーネットをスパッタ法で積層す
る。 （２）ガーネット膜は、ガラス基板上では非品質として
形成されるため熱処理によって結晶化させる。 （３）この熱処理をほどこした下地層に逆スパッタを実
行し、下地膜厚を１００ｎｍ以下、かつ下地表面を平滑
化する。 （４）２層目のガーネット層をスパッタ法にて積層す
る。 （５）２層目を熱処理結晶化させ、０．１μｍ以下のガ
ーネット結晶粒を形成する。 ここで、記録層を形成するには基板温度をあげてスパッ
タ中に直接結晶化させても良い。また、膜形成はスパッ
タ以外の方法（例えば、蒸着法、レーザーアブレイショ
ン法、ゾルーゲル法）でも良い。
法の手順例を、第１図に基づいて下記に説明する。ここ
で、基板とは、高分子、ガラス等の非品質および多結晶
質よりなる基板を含むものである。 （１）まず、下地層用ガーネットをスパッタ法で積層す
る。 （２）ガーネット膜は、ガラス基板上では非品質として
形成されるため熱処理によって結晶化させる。 （３）この熱処理をほどこした下地層に逆スパッタを実
行し、下地膜厚を１００ｎｍ以下、かつ下地表面を平滑
化する。 （４）２層目のガーネット層をスパッタ法にて積層す
る。 （５）２層目を熱処理結晶化させ、０．１μｍ以下のガ
ーネット結晶粒を形成する。 ここで、記録層を形成するには基板温度をあげてスパッ
タ中に直接結晶化させても良い。また、膜形成はスパッ
タ以外の方法（例えば、蒸着法、レーザーアブレイショ
ン法、ゾルーゲル法）でも良い。
【０００８】次世代の高密度光磁気記録には、波長が５
００ｎｍ程度の短波長可視光レーザーが使用される。２
層膜に使用する下地層膜厚がこの波長よりも十分小さい
とき、結晶粒界によるレーザー光散乱が抑制され、下地
由来のノイズは極めて小さくなる。さらに、平坦で清浄
な下地表面を利用すると、２層目ガーネット層は、極め
て均一な微細結晶粒が形成される。この様な２層膜では
形状良好な１μｍ以下のビットが書き込み可能であり、
媒体ノイズが顕著に減少し１５ｄＢ以下となる。
００ｎｍ程度の短波長可視光レーザーが使用される。２
層膜に使用する下地層膜厚がこの波長よりも十分小さい
とき、結晶粒界によるレーザー光散乱が抑制され、下地
由来のノイズは極めて小さくなる。さらに、平坦で清浄
な下地表面を利用すると、２層目ガーネット層は、極め
て均一な微細結晶粒が形成される。この様な２層膜では
形状良好な１μｍ以下のビットが書き込み可能であり、
媒体ノイズが顕著に減少し１５ｄＢ以下となる。
【０００９】本発明では、下地層厚が１００ｎｍよりも
大きいとき、２層膜のノイズは３０ｄＢ以上であり十分
低下しなかった。また、記録層の結晶粒径が下地の平坦
化不足のため０．１μｍより大きいときは、形状良好な
１μｍ以下のビットを書き込むことができなかった。し
たがって、少なくとも下地膜厚は、記録波長レーザーよ
り十分薄い１００ｎｍ以下にすることが必要である。ま
た、記録層の結晶粒径は、０．１μｍ以下にすることが
必要である。
大きいとき、２層膜のノイズは３０ｄＢ以上であり十分
低下しなかった。また、記録層の結晶粒径が下地の平坦
化不足のため０．１μｍより大きいときは、形状良好な
１μｍ以下のビットを書き込むことができなかった。し
たがって、少なくとも下地膜厚は、記録波長レーザーよ
り十分薄い１００ｎｍ以下にすることが必要である。ま
た、記録層の結晶粒径は、０．１μｍ以下にすることが
必要である。
【００１０】下地の逆スパッタ処理は、薄くて平坦かつ
清浄な下地表面を形成するには極めて有効な方法であ
る。ここで、下地の「逆スパッタ処理」とは、アルゴン
等の希ガスや、酸素、窒素あるいはこれらの混合ガスな
どをプラズマ中でイオン化し、そのイオン化粒子に電圧
を印加して基板上の下地層膜に衝突させる処理である。
下地層に逆スパッタ処理をほどこすと、下地層膜を構成
している成分粒子がエッチングされ、下地膜厚が減少す
る。この時、下地層表面に存在する凹凸の凸部が電位集
中のため選択的にエッチングされ、平坦度が格段に向上
する。さらに、逆スパッタには、下地層表面に吸着して
いる酸素、窒素あるいは水分等の分子を除去する清浄効
果もある。
清浄な下地表面を形成するには極めて有効な方法であ
る。ここで、下地の「逆スパッタ処理」とは、アルゴン
等の希ガスや、酸素、窒素あるいはこれらの混合ガスな
どをプラズマ中でイオン化し、そのイオン化粒子に電圧
を印加して基板上の下地層膜に衝突させる処理である。
下地層に逆スパッタ処理をほどこすと、下地層膜を構成
している成分粒子がエッチングされ、下地膜厚が減少す
る。この時、下地層表面に存在する凹凸の凸部が電位集
中のため選択的にエッチングされ、平坦度が格段に向上
する。さらに、逆スパッタには、下地層表面に吸着して
いる酸素、窒素あるいは水分等の分子を除去する清浄効
果もある。
【００１１】
【実施例】以下に、本発明を実施例に基づいてさらに説
明する。製膜は、高周波スパッタ法で行った。膜のスパ
ッタは、セラミックターゲットを用いて、３０ｍＴｏｒ
ｒのＡｒ雰囲気中で実行した。投入高周波パワーは、２
００〜４５０Ｗである。製膜後の非晶質膜は、アルゴン
と酸素の混合ガス中で６５０〜７５０℃にて熱処理し、
結晶化させた。ガーネット下地層を形成した後、再びサ
ンプルをスパッタ装置内に設置した。基板側に高周波電
圧をかけ、逆スパッタ処理を実行した。投入高周波パワ
ーは、５〜３００Ｗで、逆スパッタを実行した時間は、
１〜３０分である。逆スパッタ処理後、２層目のガーネ
ット記録層を積層し、熱処理（５５０〜６５０℃）によ
って結晶化させた。実施例１ 下地層：Ｂｉ0.5 Ｄｙ2.5 Ｇａ1.1 Ｆｅ3.9 Ｏ12 記録層：Ｂｉ2.0 Ｄｙ1.0 Ｇａ1.0 Ｆｅ4.0 Ｏ12；Ｃｕ
０．１ａｔ％添加（１２０ｎｍ膜厚） 記録層のＣｕは、保磁力を増大するために添加してい
る。下地層膜は、逆スパッタにより１２０ｎｍから４５
ｎｍへ、その厚みが減少した。また、原子間力顕微鏡で
見積もった下地表面の平均凹凸は、２ｎｍであった。さ
らに、図２に示す原子間力顕微鏡による結晶構造写真に
よれば、記録層の平均の結晶粒径は０．０４μｍであっ
た。図３に下地層に逆スパッタ（投入パワー：５０Ｗ）
を施した場合と、図４に施さない場合の偏光顕微鏡によ
る結晶構造写真を示す。逆スパッタ処理をすることによ
り０．５μｍ以下の幅の微細、かつ一様な迷路状磁区模
様が観察される。磁壁は結晶粒界でピン止めされるた
め、このような微細な磁区模様では、結晶粒径は少なく
とも磁区幅の０．５μｍよりも十分小さい。一方、無処
理の膜の場合は、数μｍの大きく不均一な磁区模様を示
す。また、逆スパッタ処理を施した２層膜には１μｍ以
下の形状良好なビットが書き込み可能であるが、無処理
の２層膜には２〜３μｍ以上の大きくかつ形状の乱れた
ビットしか書き込むことができない。実施例２ 下地層：Ｂｉ0.7 Ｄｙ2.3 Ａｌ1.0 Ｆｅ4.0 Ｏ12 記録層：Ｂｉ2.0 Ｄｙ1.0 Ａｌ1.0 Ｆｅ4.0 Ｏ12（１２
０ｎｍ膜厚） 下地層膜厚は、逆スパッタにより１５０ｎｍから４０ｎ
ｍに減少した。表面凹凸は、３ｎｍであった。さらに、
記録層の平均の結晶粒径は０．０５μｍであった。図５
に下地層に逆スパッタ（投入パワー：２５Ｗ）を施した
場合と、図６に施さない場合のファラデーヒステリシス
ループ（波長５１４ｎｍ）を示す。逆スパッタ処理をす
ることにより、ループは、下地層と記録層のループの重
ね合わせとなる。ここで、組成の違いにより補償温度が
異なるため、下地層と記録層のファラデーループは、逆
符号となり第２、４象現の瘤状段差が発生する。しか
し、無処理の場合は、ループは、第２、４象現で異常な
振動形になる。また、逆スパッタ処理を施した２層膜の
媒体、ノイズは、１５ｄＢ以下と小さい値を示したが、
無処理の２層膜では３０ｄＢと大きい。
明する。製膜は、高周波スパッタ法で行った。膜のスパ
ッタは、セラミックターゲットを用いて、３０ｍＴｏｒ
ｒのＡｒ雰囲気中で実行した。投入高周波パワーは、２
００〜４５０Ｗである。製膜後の非晶質膜は、アルゴン
と酸素の混合ガス中で６５０〜７５０℃にて熱処理し、
結晶化させた。ガーネット下地層を形成した後、再びサ
ンプルをスパッタ装置内に設置した。基板側に高周波電
圧をかけ、逆スパッタ処理を実行した。投入高周波パワ
ーは、５〜３００Ｗで、逆スパッタを実行した時間は、
１〜３０分である。逆スパッタ処理後、２層目のガーネ
ット記録層を積層し、熱処理（５５０〜６５０℃）によ
って結晶化させた。実施例１ 下地層：Ｂｉ0.5 Ｄｙ2.5 Ｇａ1.1 Ｆｅ3.9 Ｏ12 記録層：Ｂｉ2.0 Ｄｙ1.0 Ｇａ1.0 Ｆｅ4.0 Ｏ12；Ｃｕ
０．１ａｔ％添加（１２０ｎｍ膜厚） 記録層のＣｕは、保磁力を増大するために添加してい
る。下地層膜は、逆スパッタにより１２０ｎｍから４５
ｎｍへ、その厚みが減少した。また、原子間力顕微鏡で
見積もった下地表面の平均凹凸は、２ｎｍであった。さ
らに、図２に示す原子間力顕微鏡による結晶構造写真に
よれば、記録層の平均の結晶粒径は０．０４μｍであっ
た。図３に下地層に逆スパッタ（投入パワー：５０Ｗ）
を施した場合と、図４に施さない場合の偏光顕微鏡によ
る結晶構造写真を示す。逆スパッタ処理をすることによ
り０．５μｍ以下の幅の微細、かつ一様な迷路状磁区模
様が観察される。磁壁は結晶粒界でピン止めされるた
め、このような微細な磁区模様では、結晶粒径は少なく
とも磁区幅の０．５μｍよりも十分小さい。一方、無処
理の膜の場合は、数μｍの大きく不均一な磁区模様を示
す。また、逆スパッタ処理を施した２層膜には１μｍ以
下の形状良好なビットが書き込み可能であるが、無処理
の２層膜には２〜３μｍ以上の大きくかつ形状の乱れた
ビットしか書き込むことができない。実施例２ 下地層：Ｂｉ0.7 Ｄｙ2.3 Ａｌ1.0 Ｆｅ4.0 Ｏ12 記録層：Ｂｉ2.0 Ｄｙ1.0 Ａｌ1.0 Ｆｅ4.0 Ｏ12（１２
０ｎｍ膜厚） 下地層膜厚は、逆スパッタにより１５０ｎｍから４０ｎ
ｍに減少した。表面凹凸は、３ｎｍであった。さらに、
記録層の平均の結晶粒径は０．０５μｍであった。図５
に下地層に逆スパッタ（投入パワー：２５Ｗ）を施した
場合と、図６に施さない場合のファラデーヒステリシス
ループ（波長５１４ｎｍ）を示す。逆スパッタ処理をす
ることにより、ループは、下地層と記録層のループの重
ね合わせとなる。ここで、組成の違いにより補償温度が
異なるため、下地層と記録層のファラデーループは、逆
符号となり第２、４象現の瘤状段差が発生する。しか
し、無処理の場合は、ループは、第２、４象現で異常な
振動形になる。また、逆スパッタ処理を施した２層膜の
媒体、ノイズは、１５ｄＢ以下と小さい値を示したが、
無処理の２層膜では３０ｄＢと大きい。
【００１２】
【発明の効果】以上説明したように、下地膜厚を１００
ｎｍ以下まで薄くし、その上方に結晶粒径が０．１μｍ
以下の記録用ガーネット層を形成した２層化した光磁気
記録媒体は、極めてノイズが小さい。また、２層膜を形
成するには下地膜を逆スパッタ処理するとより有効であ
って、均一、かつ一様な磁区模様、良好ファラデーヒス
テリシスループを示し、形状良好な１μｍ以下のビット
が書き込み可能であり、媒体ノイズも格段に減少するた
め、短波長での高密度光磁気記録媒体として有効であ
る。
ｎｍ以下まで薄くし、その上方に結晶粒径が０．１μｍ
以下の記録用ガーネット層を形成した２層化した光磁気
記録媒体は、極めてノイズが小さい。また、２層膜を形
成するには下地膜を逆スパッタ処理するとより有効であ
って、均一、かつ一様な磁区模様、良好ファラデーヒス
テリシスループを示し、形状良好な１μｍ以下のビット
が書き込み可能であり、媒体ノイズも格段に減少するた
め、短波長での高密度光磁気記録媒体として有効であ
る。
【図１】２層膜ガーネットの作製手順の説明図である。
【図２】２層膜ガーネットの記録層の原子間力顕微鏡に
よる結晶構造写真である。
よる結晶構造写真である。
【図３】逆スパッタ処理を施した２層膜ガーネットの偏
光顕微鏡による結晶構造写真である。
光顕微鏡による結晶構造写真である。
【図４】逆スパッタ処理を施していない２層膜ガーネッ
トの偏光顕微鏡による結晶構造写真である。
トの偏光顕微鏡による結晶構造写真である。
【図５】逆スパッタ処理を施した２層膜ガーネットのフ
ァラデーヒストリシスループである。
ァラデーヒストリシスループである。
【図６】逆スパッタ処理を施していない２層膜ガーネッ
トのファラデーヒステリシスループである。
トのファラデーヒステリシスループである。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年５月２７日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００２】
【従来の技術】基本組成Ｒ３Ｆｅ５Ｏ１２（ここで、Ｒ
はイットリウムを含む希土類元素）で表わされる希土類
鉄ガーネットは、希土類サイトにＢｉを置換することに
より、短波長において現行の希土類遷移金属合金膜より
も極めて大きな磁気光学効果を示す。さらに、Ｆｅサイ
トにＧａやＡｌなどの３価の金属を添加することにより
キュリー点を下げて、半導体レーザーにて加熱すること
により、ビットの書き込みが可能である。また、これら
は酸化物であるため高耐食性を示す。このようなＢｉ置
換ガーネットは、短波長レーザーを用いた高密度光磁気
記録用の媒体として有望視されている。
はイットリウムを含む希土類元素）で表わされる希土類
鉄ガーネットは、希土類サイトにＢｉを置換することに
より、短波長において現行の希土類遷移金属合金膜より
も極めて大きな磁気光学効果を示す。さらに、Ｆｅサイ
トにＧａやＡｌなどの３価の金属を添加することにより
キュリー点を下げて、半導体レーザーにて加熱すること
により、ビットの書き込みが可能である。また、これら
は酸化物であるため高耐食性を示す。このようなＢｉ置
換ガーネットは、短波長レーザーを用いた高密度光磁気
記録用の媒体として有望視されている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００４】しかしながら、これらの発明において、基
板直上に形成した２層膜の下地は、依然として結晶粒の
大きいガーネット多結晶膜であり、媒体ノイズを低減さ
せるには下地に由来するノイズを低下させる必要があ
る。そのためには、下地の厚みを極めて薄くしなければ
ならない。ガラス等の透明基板にガーネット膜を形成す
るには、まず非晶質膜を形成し、次いで熱処理によって
結晶化させる必要がある。ところが、膜厚が１００ｎｍ
以下になると、均一なガーネット多結晶膜を形成するの
は極めて困難になる。すなわち、結晶化に必要な時間が
極めて長くなり、異相が生成し易くなる。さらに、これ
らの発明では、下地に用いるガーネット層との界面から
の核生成を利用しているため、記録層ガーネット膜の性
能は、下地層の表面凹凸に極めて敏感である。
板直上に形成した２層膜の下地は、依然として結晶粒の
大きいガーネット多結晶膜であり、媒体ノイズを低減さ
せるには下地に由来するノイズを低下させる必要があ
る。そのためには、下地の厚みを極めて薄くしなければ
ならない。ガラス等の透明基板にガーネット膜を形成す
るには、まず非晶質膜を形成し、次いで熱処理によって
結晶化させる必要がある。ところが、膜厚が１００ｎｍ
以下になると、均一なガーネット多結晶膜を形成するの
は極めて困難になる。すなわち、結晶化に必要な時間が
極めて長くなり、異相が生成し易くなる。さらに、これ
らの発明では、下地に用いるガーネット層との界面から
の核生成を利用しているため、記録層ガーネット膜の性
能は、下地層の表面凹凸に極めて敏感である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、ＢｉＸＲ
３−ＸＭＹＦｅ５−ＹＯ１２（ここで、０≦Ｘ≦３、０
≦Ｙ≦５、Ｒはイットリウムを含む１種類以上の希土類
元素、Ｍは鉄と置換可能な３価の金属を表す）の組成で
表される多結晶ガーネットを用いた、結晶格子定数が±
０．３％以上異なる２層からなる多結晶ガーネット積層
膜において、 下地膜厚を１００ｎｍ以下まで減少させると共にその
表面を平滑化し、その上に０．１μｍ以下の結晶粒径よ
りなる２層目の記録層ガーネット膜を形成したことを特
徴とする低ノイズ光磁気記録媒体、および 透明基板上に形成したガーネット下地層に逆スパッタ
処理をほどこし、なる光磁気記録媒体膜を実現する製
造方法、を提供することを要旨とするものである。
３−ＸＭＹＦｅ５−ＹＯ１２（ここで、０≦Ｘ≦３、０
≦Ｙ≦５、Ｒはイットリウムを含む１種類以上の希土類
元素、Ｍは鉄と置換可能な３価の金属を表す）の組成で
表される多結晶ガーネットを用いた、結晶格子定数が±
０．３％以上異なる２層からなる多結晶ガーネット積層
膜において、 下地膜厚を１００ｎｍ以下まで減少させると共にその
表面を平滑化し、その上に０．１μｍ以下の結晶粒径よ
りなる２層目の記録層ガーネット膜を形成したことを特
徴とする低ノイズ光磁気記録媒体、および 透明基板上に形成したガーネット下地層に逆スパッタ
処理をほどこし、なる光磁気記録媒体膜を実現する製
造方法、を提供することを要旨とするものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００７】本発明による光磁気記録媒体用膜の製造方
法の手順例を、第１図に基づいて下記に説明する。ここ
で、基板とは、高分子、ガラス等の非晶質および多結晶
質よりなる基板を含むものである。 （１）まず、下地層用ガーネットをスパッタ法で積層す
る。 （２）ガーネット膜は、ガラス基板上では非晶質として
形成されるため熱処理によって結晶化させる。 （３）この熱処理をほどこした下地層に逆スパッタを実
行し、下地膜厚を１００ｎｍ以下、かつ下地表面を平滑
化する。 （４）２層目のガーネット層をスパッタ法にて積層す
る。 （５）２層目を熱処理結晶化させ、０．１μｍ以下のガ
ーネット結晶粒を形成する。 ここで、記録層を形成するには基板温度をあげてスパッ
タ中に直接結晶化させても良い。また、膜形成はスパッ
タ以外の方法（例えば、蒸着法、レーザーアブレイショ
ン法、ゾルーゲル法）でも良い。
法の手順例を、第１図に基づいて下記に説明する。ここ
で、基板とは、高分子、ガラス等の非晶質および多結晶
質よりなる基板を含むものである。 （１）まず、下地層用ガーネットをスパッタ法で積層す
る。 （２）ガーネット膜は、ガラス基板上では非晶質として
形成されるため熱処理によって結晶化させる。 （３）この熱処理をほどこした下地層に逆スパッタを実
行し、下地膜厚を１００ｎｍ以下、かつ下地表面を平滑
化する。 （４）２層目のガーネット層をスパッタ法にて積層す
る。 （５）２層目を熱処理結晶化させ、０．１μｍ以下のガ
ーネット結晶粒を形成する。 ここで、記録層を形成するには基板温度をあげてスパッ
タ中に直接結晶化させても良い。また、膜形成はスパッ
タ以外の方法（例えば、蒸着法、レーザーアブレイショ
ン法、ゾルーゲル法）でも良い。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００８】
【作用】次世代の高密度光磁気記録には、波長が５００
ｎｍ程度の短波長可視光レーザーが使用される。２層膜
に使用する下地層膜厚がこの波長よりも十分小さいと
き、結晶粒界によるレーザー光散乱が抑制され、下地由
来のノイズは極めて小さくなる。さらに、平坦で清浄な
下地表面を利用すると、２層目ガーネット層は、極めて
均一な微細結晶粒が形成される。この様な２層膜では形
状良好な１μｍ以下のビットが書き込み可能であり、媒
体ノイズが顕著に減少し１５ｄＢ以下となる。
ｎｍ程度の短波長可視光レーザーが使用される。２層膜
に使用する下地層膜厚がこの波長よりも十分小さいと
き、結晶粒界によるレーザー光散乱が抑制され、下地由
来のノイズは極めて小さくなる。さらに、平坦で清浄な
下地表面を利用すると、２層目ガーネット層は、極めて
均一な微細結晶粒が形成される。この様な２層膜では形
状良好な１μｍ以下のビットが書き込み可能であり、媒
体ノイズが顕著に減少し１５ｄＢ以下となる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００９】本発明では、下地層厚が１００ｎｍよりも
厚いとき、２層膜のノイズは３０ｄＢ以上であり十分低
下しなかった。また、記録層の結晶粒径が下地の平坦化
不足のため０．１μｍより大きいときは、形状良好な１
μｍ以下のビットを書き込むことができなかった。した
がって、少なくとも下地膜厚は、記録波長レーザーより
十分薄い１００ｎｍ以下にすることが必要である。ま
た、記録層の結晶粒径は、０．１μｍ以下にすることが
必要である。
厚いとき、２層膜のノイズは３０ｄＢ以上であり十分低
下しなかった。また、記録層の結晶粒径が下地の平坦化
不足のため０．１μｍより大きいときは、形状良好な１
μｍ以下のビットを書き込むことができなかった。した
がって、少なくとも下地膜厚は、記録波長レーザーより
十分薄い１００ｎｍ以下にすることが必要である。ま
た、記録層の結晶粒径は、０．１μｍ以下にすることが
必要である。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１１】
【実施例】以下に、本発明を実施例に基づいてさらに説
明する。製膜は、高周波スパッタ法で行った。膜のスパ
ッタは、セラミックターゲットを用いて、３０ｍＴｏｒ
ｒのＡｒ雰囲気中で実行した。投入高周波パワーは、２
００〜４５０Ｗである。製膜後の非晶質膜は、アルゴン
と酸素の混合ガス中で６５０〜７５０℃にて熱処理し、
結晶化させた。ガーネット下地層を形成した後、再びサ
ンプルをスパッタ装置内に設置した。基板側に高周波電
圧をかけ、逆スパッタ処理を実行した。投入高周波パワ
ーは、５〜３００Ｗで、逆スパッタを実行した時間は、
１〜３０分である。逆スパッタ処理後、２層目のガーネ
ット記録層を積層し、熱処理（５５０〜６５５℃）によ
って結晶化させた。実施例１ 下地層：Ｂｉ０．５Ｄｙ２．５Ｇａ１．１Ｆｅ３．９Ｏ
１２ 記録層：Ｂｉ２．０Ｄｙ１．０Ｇａ１．０Ｆｅ４．０Ｏ
１２；Ｃｕ０．１ａｔ％添加（１２０ｎｍ膜厚） 記録層のＣｕは、保磁力を増大するために添加してい
る。下地層膜は、逆スパッタにより１２０ｎｍから４５
ｎｍへ、その厚みが減少した。また、原子間力顕微鏡で
見積もった下地表面の平均凹凸は、２ｎｍであった。さ
らに、図２に示す原子間力顕微鏡による結晶構造写真に
よれば、記録層の平均の結晶粒径は０．０４μｍであっ
た。図３に下地層に逆スパッタ（投入パワー：５０Ｗ）
を施した場合と、図４に施さない場合の偏光顕微鏡によ
る結晶構造写真を示す。逆スパッタ処理をすることによ
り０．５μｍ以下の幅の微細、かつ一様な迷路状磁区模
様が観察される。磁壁は結晶粒界でピン止めされるた
め、このような微細な磁区模様では、結晶粒径は少なく
とも磁区幅の０．５μｍよりも十分小さい。一方、無処
理の膜の場合は、数μｍの大きく不均一な磁区模様を示
す。また、逆スパッタ処理を施した２層膜には１μｍ以
下の形状良好なビットが書き込み可能であるが、無処理
の２層膜には２〜３μｍ以上の大きくかつ形状の乱れた
ビットしか書き込むことができない。実施例２ 下地層：Ｂｉ０．７Ｄｙ２．３Ａｌ１．０Ｆｅ４．０Ｏ
１２ 記録層：Ｂｉ２．０Ｄｙ１．０Ａｌ１．０Ｆｅ４．０Ｏ
１２（１２０ｎｍ膜厚） 下地層膜厚は、逆スパッタにより１５０ｎｍから４０ｎ
ｍに減少した。表面凹凸は、３ｎｍであった。さらに、
記録層の平均の結晶粒径は０．０５μｍであった。図５
に下地層に逆スパッタ（投入パワー：２５Ｗ）を施した
場合と、図６に施さない場合のファラデーヒステリシス
ループ（波長５１４ｎｍ）を示す。逆スパッタ処理をす
ることにより、ループは、下地層と記録層のループの重
ね合わせとなる。ここで、組成の違いにより補償温度が
異なるため、下地層と記録層のファラデーループは、逆
符号となり第２、４象現の瘤状段差が発生する。しか
し、無処理の場合は、ループは、第２、４象現で異常な
振動形になる。また、逆スパッタ処理を施した２層膜の
媒体ノイズは、１５ｄＢ以下と小さい値を示したが、無
処理の２層膜では３０ｄＢと大きい。
明する。製膜は、高周波スパッタ法で行った。膜のスパ
ッタは、セラミックターゲットを用いて、３０ｍＴｏｒ
ｒのＡｒ雰囲気中で実行した。投入高周波パワーは、２
００〜４５０Ｗである。製膜後の非晶質膜は、アルゴン
と酸素の混合ガス中で６５０〜７５０℃にて熱処理し、
結晶化させた。ガーネット下地層を形成した後、再びサ
ンプルをスパッタ装置内に設置した。基板側に高周波電
圧をかけ、逆スパッタ処理を実行した。投入高周波パワ
ーは、５〜３００Ｗで、逆スパッタを実行した時間は、
１〜３０分である。逆スパッタ処理後、２層目のガーネ
ット記録層を積層し、熱処理（５５０〜６５５℃）によ
って結晶化させた。実施例１ 下地層：Ｂｉ０．５Ｄｙ２．５Ｇａ１．１Ｆｅ３．９Ｏ
１２ 記録層：Ｂｉ２．０Ｄｙ１．０Ｇａ１．０Ｆｅ４．０Ｏ
１２；Ｃｕ０．１ａｔ％添加（１２０ｎｍ膜厚） 記録層のＣｕは、保磁力を増大するために添加してい
る。下地層膜は、逆スパッタにより１２０ｎｍから４５
ｎｍへ、その厚みが減少した。また、原子間力顕微鏡で
見積もった下地表面の平均凹凸は、２ｎｍであった。さ
らに、図２に示す原子間力顕微鏡による結晶構造写真に
よれば、記録層の平均の結晶粒径は０．０４μｍであっ
た。図３に下地層に逆スパッタ（投入パワー：５０Ｗ）
を施した場合と、図４に施さない場合の偏光顕微鏡によ
る結晶構造写真を示す。逆スパッタ処理をすることによ
り０．５μｍ以下の幅の微細、かつ一様な迷路状磁区模
様が観察される。磁壁は結晶粒界でピン止めされるた
め、このような微細な磁区模様では、結晶粒径は少なく
とも磁区幅の０．５μｍよりも十分小さい。一方、無処
理の膜の場合は、数μｍの大きく不均一な磁区模様を示
す。また、逆スパッタ処理を施した２層膜には１μｍ以
下の形状良好なビットが書き込み可能であるが、無処理
の２層膜には２〜３μｍ以上の大きくかつ形状の乱れた
ビットしか書き込むことができない。実施例２ 下地層：Ｂｉ０．７Ｄｙ２．３Ａｌ１．０Ｆｅ４．０Ｏ
１２ 記録層：Ｂｉ２．０Ｄｙ１．０Ａｌ１．０Ｆｅ４．０Ｏ
１２（１２０ｎｍ膜厚） 下地層膜厚は、逆スパッタにより１５０ｎｍから４０ｎ
ｍに減少した。表面凹凸は、３ｎｍであった。さらに、
記録層の平均の結晶粒径は０．０５μｍであった。図５
に下地層に逆スパッタ（投入パワー：２５Ｗ）を施した
場合と、図６に施さない場合のファラデーヒステリシス
ループ（波長５１４ｎｍ）を示す。逆スパッタ処理をす
ることにより、ループは、下地層と記録層のループの重
ね合わせとなる。ここで、組成の違いにより補償温度が
異なるため、下地層と記録層のファラデーループは、逆
符号となり第２、４象現の瘤状段差が発生する。しか
し、無処理の場合は、ループは、第２、４象現で異常な
振動形になる。また、逆スパッタ処理を施した２層膜の
媒体ノイズは、１５ｄＢ以下と小さい値を示したが、無
処理の２層膜では３０ｄＢと大きい。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１２】
【発明の効果】以上説明したように、下地膜厚を１００
ｎｍ以下まで薄くし、その上方に結晶粒径が０．１μｍ
以下の記録用ガーネット層を形成した２層化した光磁気
記録媒体は、極めてノイズが小さい。また、２層膜を形
成するには下地膜を逆スパッタ処理することが有効であ
って、均一、かつ一様な磁区模様、良好ファラデーヒス
テリシスループを示し、形状良好な１μｍ以下のビット
が書き込み可能であり、媒体ノイズも格段に減少するた
め、短波長での高密度光磁気記録媒体として有効であ
る。
ｎｍ以下まで薄くし、その上方に結晶粒径が０．１μｍ
以下の記録用ガーネット層を形成した２層化した光磁気
記録媒体は、極めてノイズが小さい。また、２層膜を形
成するには下地膜を逆スパッタ処理することが有効であ
って、均一、かつ一様な磁区模様、良好ファラデーヒス
テリシスループを示し、形状良好な１μｍ以下のビット
が書き込み可能であり、媒体ノイズも格段に減少するた
め、短波長での高密度光磁気記録媒体として有効であ
る。
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正内容】
【図５】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正内容】
【図６】
フロントページの続き (72)発明者 島ノ江 憲 剛 神奈川県川崎市中原区井田1618番地 新日 本製鐵株式会社先端技術研究所内
Claims (4)
- 【請求項１】Ｂｉx Ｒ3-x ＭY Ｆｅ5-Y Ｏ12( ここで、
０≦Ｘ≦３、０≦Ｙ≦５、Ｒはイットリウムを含む１種
類以上の希土類元素、Ｍは鉄と置換可能な３価の金属を
表す）の組成で表される多結晶ガーネットを用いた、結
晶格子定数が±０．３％以上異なる２層からなる多結晶
ガーネット積層膜において、基板直上の下地用ガーネッ
ト層の厚みが１００ｎｍ以下であり、かつ、下地上に形
成した２層目の記録用ガーネット層の結晶粒径が０．１
μｍ以下であることを特徴とする光磁気記録媒体用のガ
ーネット２層膜。 - 【請求項２】下地上に作製する記録用ガーネット層に酸
素を除いた原子量比で５ａｔ％以下のＣｕを添加したこ
とを特徴とする請求項１記載の光磁気記録媒体用ガーネ
ット２層膜。 - 【請求項３】請求項１および２に記載のガーネット２層
膜の作製において、ガラス基板直上の下地用ガーネット
層表面を逆スパッタ処理してから、２層目に記録用ガー
ネット層を積層する光磁気記録媒体用ガーネット２層膜
の製造方法。 - 【請求項４】請求項１および２に記載の光磁気記録媒体
を用いた光磁気記録ディスク。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6088493A JPH06251447A (ja) | 1993-02-25 | 1993-02-25 | 光磁気記録媒体およびその製造方法 |
| US08/201,385 US5702793A (en) | 1993-02-25 | 1994-02-24 | Magneto-optical recording medium, disk and method of manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6088493A JPH06251447A (ja) | 1993-02-25 | 1993-02-25 | 光磁気記録媒体およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06251447A true JPH06251447A (ja) | 1994-09-09 |
Family
ID=13155248
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6088493A Withdrawn JPH06251447A (ja) | 1993-02-25 | 1993-02-25 | 光磁気記録媒体およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06251447A (ja) |
-
1993
- 1993-02-25 JP JP6088493A patent/JPH06251447A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000509 |