JPH07161087A

JPH07161087A - 光磁気記録媒体

Info

Publication number: JPH07161087A
Application number: JP30394093A
Authority: JP
Inventors: Hirokazu Takada; 宏和高田
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd; Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
Current assignee: DIC Corp; JFE Engineering Corp
Priority date: 1993-12-03
Filing date: 1993-12-03
Publication date: 1995-06-23

Abstract

(57)【要約】【構成】基板上に少なくとも希土類−遷移金属合金薄
膜を有する光磁気記録媒体において、該合金薄膜の両側
の表層部にのみＴｉ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｐｄ及びＰｔ
から成る群より選ばれた一種以上の金属を含む光磁気記
録媒体。【効果】本発明の光磁気記録媒体は、磁性体層の表層
部分にのみ耐酸化性金属が存在するために、耐酸化性金
属の添加によるＣＮ比の低下を最小限度に抑え、かつ耐
酸化性金属を含む磁性体層表層部分により、磁性体層の
経時的な酸化を抑えることができ、保存安定性、記録再
生特性共に優れた信頼性の高いものである。

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、消去を行う光磁気記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザー光を用いて基板上に設けられた
垂直磁化膜に記録を行う、いわゆる光磁気記録方式は書
き換えの可能な高密度記録媒体として大容量のデータフ
ァイル等に広く利用されている。光磁気記録方式は、記
録膜に所定の磁界を印加しながら収束したレーザー光に
より微小部分を加熱し、記録膜の磁化の方向を変化させ
ることによって情報の記録を行う。また、記録を行った
部分に直線偏光を入射すると磁化の方向によって偏光方
向が回転する、すなわちカー効果又はファラデー効果を
利用して情報の読み出しを行う。

【０００３】上述のような光磁気記録媒体に用いられる
記録膜としては、膜面に垂直な方向に磁化容易軸をを有
し、結晶粒界によるノイズがなく、比較的大きなカー回
転角を有し、保磁力が大きく、かつ大面積の基板に成膜
が容易なことから、一般に希土類−遷移金属の非晶質合
金が用いられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の希土類−遷移金
属合金は空気中で酸化しやすく、光学的、磁気的特性が
経時的に劣化するため記録媒体の長期信頼性に問題があ
った。この酸化を防ぐために、磁性体層の両側に酸化物
や窒化物よりなる誘電体膜を形成し、保護する方法が用
いられている。この誘電体層は、酸化防止だけではな
く、見かけのカー回転角を増加させるエンハンス層とし
ての効果もあるため、この方法は広く用いられている。
しかしながら、これだけでは効果が不十分であるため、
例えば、特開昭６２−１３２２５４号公報には、更に、
磁性体層に、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｐｔ、Ｐｄ等の
金属を添加し、磁性体層自体の耐酸化性を高めるといっ
た方法が開示されている。

【０００５】しかしながら、これらの金属を充分な耐酸
化性が得られる含有量にまで磁性体層である磁性体に添
加しようとすると、カー回転角の減少、保磁力の低下、
キュリー温度の低下等、磁性体層の磁気特性を劣化さ
せ、その結果、ＣＮ比等の再生信号の特性が低下する。
従って、これらの金属の添加量は、低く抑えなければな
らず、原子数パーセントで１パーセント程度が限度であ
った。この程度の添加量では、充分な磁性体層の耐酸化
性が得られず、改善が望まれていた。

【０００６】本発明が解決しようとする課題は、上記問
題点を解決し、保存安定性と記録再生特性に優れた光磁
気記録媒体を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、基板上に少なくとも希土類−遷移金属合金
薄膜を有する光磁気記録媒体において、該合金薄膜の両
側の表層部にのみＴｉ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｐｄ及びＰ
ｔから成る群より選ばれた一種以上の金属を含むことを
特徴とする光磁気記録媒体を提供する。

【０００８】図１に、本発明の光磁気記録媒体の一例の
模式断面図を示した。

【０００９】磁性体層の酸化は、磁性体層表層部からの
酸素の侵入によって生じるため、磁性体層表層部に耐酸
化性の高い層を設けて、磁性体層内部への酸化の進行を
防げば良い。同様な考え方で、磁性体層の両側に上記し
たＴｉ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｐｔ、Ｐｄ等（以下、耐酸
化性金属と称する）の層を設ければ、やはり磁性体層の
耐酸化性を向上させることができるが、これらの金属は
磁性体層に比べ熱伝導率が高いため、この方法では記録
媒体の記録感度が低下し、好ましくない。

【００１０】一般に、光磁気記録媒体に用いられる記録
膜の層構成としては、磁性体層より得られるカー効果を
増幅し、高いＣＮ比を得るために、基板上に第１の透明
誘電体層、磁性体層、第２の透明誘電体層及び反射層を
順次積層した四層構成が最も多く用いられている。本構
成においては、磁性体層を透過したレーザー光も反射層
で反射させてカー効果の増幅に用いるため、磁性体層の
厚さは光が透過するのに充分に薄い必要があり、２０〜
４０nmの範囲が適当である。従って、本発明の光磁気記
録媒体の耐酸化性金属を含む磁性体層表層部分の部分の
厚さは、磁性体層全体の保磁力、カー回転角を考慮する
と、１〜５nmの範囲が好ましい。

【００１１】一方、磁性体層表層部分の耐酸化性金属の
含有量は、原子数で２０パーセントを超えると表層部分
は面方向が磁化容易面となり、磁性体層全体の垂直異方
性を劣化させるため好ましくない。逆に、耐酸化性金属
の含有量が２パーセント以下になると本発明の目的であ
るところの磁性体層の酸化からの保護効果が充分に期待
できないためやはり好ましくない。従って、本発明にお
ける磁性体層の表層部分の耐酸化性金属の含有率は、原
子数％で２〜２０％の範囲が好ましい。

【００１２】本発明は、現在一般に用いられている希土
類−遷移金属非晶質合金よりなる光磁気記録膜の全てに
応用でき、例えば、ＴｂＦｅＣｏ、ＤｙＦｅＣｏ、Ｇｄ
ＤｙＦｅ、ＴｂＦｅ、ＴｂＣｏ、ＴｂＤｙＦｅＣｏ、Ｎ
ｄＤｙＦｅＣｏ、ＮｄＤｙＴｂＦｅＣｏ、ＮｄＴｂＦｅ
等が挙げられる。また、磁性体層が磁気的に交換結合さ
れた多層膜の場合であっても、磁性体層全体の表層部分
に本発明の耐酸化性金属を含んだ部分を設けることによ
り同様な効果が得られる。

【００１３】本発明における光磁気記録膜全体の構成と
しては、基板側より、誘電体層、磁性体層、誘電体層の
三層からなる構成でも良いが、前記したような第１の誘
電体層、磁性体層、第２の誘電体層、反射層からなる四
層構造の方が記録特性の点から好ましい。

【００１４】本発明で使用する基板としては、例えば、
基板面に対応する位置に案内溝を形成した金型に、ポリ
カーボネート、ポリメチルメタクリレート、アモルファ
スポリオレフィンの如き成形性に優れた樹脂を用いて射
出成形したもの、或いは、フォトポリマー法により、ガ
ラス又は樹脂の平板上に案内溝を形成したもの等が挙げ
られる。

【００１５】誘電体層には透明性、屈折率の高い無機誘
電体膜が用いられる。材質としては、例えば、Ｓｉ
Ｎ_x、ＳｉＯ_x、ＡｌＳｉＯＮ、ＡｌＳｉＮ、ＡｌＮ、Ａ
ｌＴｉＮ、Ｔａ₂Ｏ₅、ＺｎＳ等が挙げられる。これら誘
電体層の屈折率は、１．８〜２．８の範囲が好ましく、
吸収係数は０〜０．１の範囲が好ましい。

【００１６】反射層には反射率の高い金属膜或いは合金
膜を使用する。材質は、例えば、金属膜としては、Ａ
ｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ等、合金膜としてはＡｌ−Ｔｉ、
Ａｌ−Ｃｒ等が挙げられる。

【００１７】誘電体層、磁性体層、誘電体層、反射層
は、スパッタリング、イオンプレーディング等の物理蒸
着法（ＰＶＤ）、プラズマＣＶＤ等の化学蒸着法（ＣＶ
Ｄ）等によって形成し、有機色素系記録膜は溶液をスピ
ンコート法、ロールコート法等により塗布した後、溶媒
を除去して形成する。

【００１８】更に、反射膜の上に保護コート層を、基板
の光磁気記録層の反対側の面にハードコート層を各々設
けることもできる。

【００１９】保護コート層の材料には有機系、無機系の
双方が用いられている。有機系の保護コート層を形成す
る場合には、ディッピング法、スピンコート法、ロール
コーター法、蒸着法等の手法が用いられている。一方、
無機系の保護コート層を形成する場合には、スパッタリ
ング法や蒸着法、含浸法等の手法が用いられる。

【００２０】これらの保護コート層の形成方法のうち、
紫外線硬化樹脂を用いたスピンコート法は簡便で迅速な
方法であるので好ましい。この方法は、ディスペンサー
を用いて基板上に紫外線硬化樹脂を吐出し、光磁気記録
媒体を高速回転して遠心力により樹脂を広げて塗布を行
なう。塗布された樹脂は、その後、紫外線照射によって
硬化させる。また、スピンコート法は、紫外線硬化樹脂
以外の樹脂に対しても好適に用いることができる。いず
れの場合においても、保護コート層に用いる樹脂は、硬
化後に鉛筆硬度でＨ以上の硬度を有するものが好まし
い。

【００２１】プラスチック製基板は、耐擦傷性が不十分
であり、このような欠点を克服するために、記録層とは
反対側の面に硬度の高い透明材質を用いてハードコート
層を設けることが望ましい。ハードコートの手段として
はスピンコート法、２Ｐ法等により多官能ウレタンアク
リレート及び光重合開始剤を含有する紫外線硬化樹脂等
の有機高分子を塗布、硬化する方法、析出法やスパッタ
リング法等により二酸化珪素等のセラミックハードコー
ト層を設ける方法が挙げられるが、セラミック製のハー
ドコート層は、生産性が悪いため、大量生産には不向き
であるので、紫外線硬化樹脂を用いたハードコート層が
好ましい。

【００２２】このようにして製膜した光ディスクは、単
体で使用しても良く、２枚を貼り合わせて使用しても良
い。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の詳細を実施例を用いて説
明する。

【００２４】（実施例１）案内溝が設けられた直径８６
mmのプラスチック基板をマグネトロンスパッタ装置内の
回転式基板ホルダーに取り付け、記録膜の各層を順次積
層した。

【００２５】最初に、誘電体層として１００nmの厚さの
ＳｉＮをＲＦスパッタ法で製膜した。このＳｉＮはＳｉ
をターゲットとし、スパッタガスにＮ₂を混入したＡｒ
ガスを用い、反応性スパッタ法にて製膜した。

【００２６】次に、誘電体層上に設ける磁性体層は、Ｔ
ｂＦｅＣｏターゲットとＴｉターゲットを取り付けた２
つのカソードのＤＣ同時スパッタ法にて成膜を行った。
まず、ＴｂＦｅＣｏのカソードへの印加電圧を１８０
Ｖ、Ｔｉのカソードへの印加電圧を５０Ｖとし、２０秒
間スパッタを行った。その後、Ｔｉカソードへの電圧の
投入を止め、ＴｂＦｅＣｏのカソードのみで９０秒間ス
パッタを行い、その後再びＴｉカソードに５０Ｖの電圧
を投入し、２０秒間のスパッタを行った。

【００２７】更に、磁性体層の上に、最初と同様の方法
で厚さ３０nmのＳｉＮ膜を、最後にＤＣスパッタ法にて
厚さ７０nmのＡｌＴｉ膜を積層した。

【００２８】このようにして成膜を行った光磁気記録膜
において、磁性体層全体の膜厚は、２５nm、表層のＴｉ
を含む部分の厚さはいずれも４nmであることが別に行っ
た測定で分かった。またＴｉを含む部分の組成はＴｂ
_19.2Ｆｅ_66.5Ｃｏ_6.3Ｔｉ_8.0、Ｔｉを含まない部分の組
成はＴｂ_20.9Ｆｅ_72.2Ｃｏ_6.9であった。また、このよ
うにして作製した光磁気ディスクの磁気特性は、室温に
おいて保磁力が９．２ｋＯｅ（エルステッド）、波長８
３０nmでのカー回転角が０．９５度、キュリー温度が２
０５℃、また反射率が２０.５％であった。

【００２９】以上のようにして基板上にスパッタ成膜さ
れた記録膜を保護する目的で、記録膜上に紫外線硬化型
樹脂「ダイキュアクリアＥＸ−９１１」（大日本インキ
化学工業(株)製）をスピンコーティングにより塗布し、
硬化させて保護コート層を形成した後、記録再生特性の
測定を行った。記録は、波長８３０nmの半導体レーザー
を用い、回転数２，４００ｒｐｍ、バイアス磁界３００
エルステッド（Ｏｅ）、記録周波数３．９ＭＨｚ、記録
パルス幅６０nsec（ナノ秒）の条件で行ない、再生を行
ったところ、５３．１ｄＢのＣＮ比が得られた。

【００３０】次に、この光磁気記録媒体の保存安定性を
調べる目的で、温度８０℃、相対湿度８５％の高温高湿
器内に４，０００時間放置し、放置前後のバイトエラー
率の変化を調べた。その結果、放置前のエラー率は２．
５×１０^-6であったのに対し、放置後も３．１×１０^-6
であり、経時変化は小さかった。

【００３１】（比較例１）実施例１と同様のプラスチッ
ク基板に同様のスパッタ装置を用いて記録膜の製膜を行
った。まず、実施例１と同様に１００nmの厚さのＳｉＮ
を製膜した後、記録層の製膜を行った。記録層は実施例
１と同一のＴｂＦｅＣｏターゲットを用い、２５nmのＴ
ｂ_20.9Ｆｅ_72.2Ｃｏ_6.9よりなる磁性体層を成膜した。
続いて、ＳｉＮ及びＡｌＴｉ層、保護コート層を実施例
１と同様の方法で積層して、光磁気記録媒体を得た。

【００３２】このようにして作製した光磁気記録媒体の
保存安定性を実施例１と同様の方法で評価した。その結
果、放置前のバイトエラー率が２．９×１０^-6であった
のに対して、放置後は１．２×１０^-4に増加した。

【００３３】（比較例２）実施例１において、磁性体層
をＴｉターゲットとＴｂＦｅＣｏターゲットの同時スパ
ッタにより成膜したＴｂ_19.2Ｆｅ_66.5Ｃｏ_6.3Ｔｉ_8.0一
層とした以外は、実施例１と同様にして光磁気記録媒体
を得た。

【００３４】このようにして作製した光磁気記録媒体に
ついて、実施例１と同様の方法で記録、再生を行ったと
ころ、得られたＣＮ比は４９．８ｄＢであった。

【００３５】（実施例２〜６）実施例１において、磁性
体層表層部分をスパッタする際のターゲットをＴｉに代
えて、表１に示した金属を表１に示した添加量に変更
し、磁性体層表層部分の層厚を表１に示した通りにした
以外は、実施例１と同様にして光磁気記録媒体の作製し
た。

【００３６】

【表１】

【００３７】これらの光磁気記録媒体について、実施例
１と同様の方法により、ＣＮ比及び高温高湿度環境放置
試験におけるバイトエラー率の増加率を測定した結果を
上記表１に示した。表１に示した結果から、いずれの金
属を添加しても良好な記録特性と保存安定性が得られる
ことが理解できる。

【００３８】（実施例７〜１２）実施例１において、磁
性体層両側の表層部分のＴｉ含有量を１．０、２．０、
５．０、１０．０、２０．０、３０．０％と変化させた
以外は、実施例１と同様にして光磁気記録媒体を作製し
た。

【００３９】これらの光磁気記録媒体について、実施例
１と同様の方法で記録、再生特性（ＣＮ比）と保存安定
性を調べた結果をそれぞれ図２及び図３に示した。な
お、図３では、保存安定性をバイトエラー率の変化率
（高温高湿度試験後のバイトエラー率÷試験前のバイト
エラー率）で表した。

【００４０】図２及び図３に示した結果から、磁性体層
の表層部分のＴｉ含有量が２％以上、２０％以下の範囲
でより良好なＣＮ比と保存安定性が得られることが理解
できる。

【００４１】（実施例１３〜１８）実施例１において、
磁性体層両側の表層部分の厚さを０．５、１．０、２．
０、３．０、５．０、７．０nmと変化させた以外は、実
施例１と同様にして光磁気記録媒体を作製した。

【００４２】これらの光磁気記録媒体について、実施例
１と同様の方法で記録、再生特性（ＣＮ比）と保存安定
性（バイトエラー率の変化率）を調べた結果をそれぞれ
図４及び図５に示した。

【００４３】図４及び図５に示した結果から、Ｔｉを含
有する磁性体層の表層部分の厚さが１nm以上、５nm以下
の範囲でより良好なＣＮ比と保存安定性が得られること
が理解できる。

【００４４】

【発明の効果】本発明の光磁気記録媒体は、磁性体層の
表層部分にのみ耐酸化性金属が存在するために、耐酸化
性金属の添加によるＣＮ比の低下を最小限度に抑え、か
つ耐酸化性金属を含む磁性体層表層部分により、磁性体
層の経時的な酸化を抑えることができるので、保存安定
性、記録再生特性共に優れた信頼性の高いものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光磁気記録媒体の層構成を示す模式断
面図である。

【図２】本発明の光磁気記録媒体の磁性体層両側の表層
部分のＴｉの含有量とＣＮ比の関係を示す図表である。

【図３】本発明の光磁気記録媒体の磁性体層両側の表層
部分のＴｉの含有量と高温高湿度試験前後におけるバイ
トエラー率の関係を示す図表である。

【図４】本発明の光磁気記録媒体のＴｉを含む磁性体層
表層部分の厚さとＣＮ比の変化を示す図表である。

【図５】本発明の光磁気記録媒体のＴｉを含む磁性体層
表層部分の厚さと高温高湿度試験前後におけるバイトエ
ラー率の関係を示す図表である。

【符号の説明】

１基板２第１の誘電体層３磁性体層４耐酸化性金属を含む磁性体層表層部分５磁性体層の耐酸化性金属を含まない部分６第２の誘電体層７反射層８有機保護層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に少なくとも希土類−遷移金属合
金薄膜を有する光磁気記録媒体において、該合金薄膜の
両側の表層部にのみＴｉ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｐｄ及び
Ｐｔから成る群より選ばれた一種以上の金属を含むこと
を特徴とする光磁気記録媒体。
【請求項２】合金薄膜の両側の表層部のＴｉ、Ｃｒ、
Ｎｂ、Ｔａ、Ｐｄ及びＰｔの含有率が原子数パーセント
で２〜２０％の範囲にあることを特徴とする請求項１記
載の光磁気記録媒体。
【請求項３】Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｐｄ及びＰｔ
から成る群より選ばれた一種以上の金属を含む合金薄膜
の表層部の厚さが１〜５nmの範囲にあることを特徴とす
る請求項１記載の光磁気記録媒体。