JPH0877624A

JPH0877624A - 光磁気ディスク

Info

Publication number: JPH0877624A
Application number: JP20696394A
Authority: JP
Inventors: Masaji Suwabe; 正次諏訪部
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1994-08-31
Filing date: 1994-08-31
Publication date: 1996-03-22

Abstract

(57)【要約】【目的】優れた耐蝕性を確保しつつ、高記録密度化を
図る。【構成】透明基板１上に誘電体層４，６や記録磁性層
５、反射膜７等から構成される記録部２を有する光磁気
ディスクにおいて、ＴｅＦｅＣｏＣｒ非晶質薄膜からな
る上記記録磁性層５中のＣｏの含有量ｙ（原子％）とＣ
ｒの含有量ｚ（原子％）の間に、ｚ＝ｂ＋ａｙ（但し、
−１．２５≦ｂ≦−０．１５、０．８５≦ａ≦０．９
８）なる関係式を満足させる。【効果】記録パワーに対する感度が変わらないので、
新しいフォーマットのディスクに対しても対応が敏速と
なり、開発コストを削減することができる。また、それ
ぞれのフォーマットの感度規格に対して製造マージンを
もっているので、不良率が削減される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＴｂＦｅＣｏＣｒ非晶
質薄膜を記録磁性層とする光磁気ディスクに関し、特に
耐錆性の向上に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光磁気ディスクは、例えばコンピ
ュータ等の外部記憶装置、或いは音声信号や映像信号の
記録再生を行う機器の記録媒体として一般に普及してい
る。この光磁気ディスクとしては、ポリカーボネート等
からなる透明基板の一主面に、膜面と垂直方向に磁化容
易軸を有し且つ磁気光学効果の大きな記録磁性層（例え
ば希土類─遷移金属合金非晶質薄膜）や反射膜、誘電体
層を積層することにより記録部を形成し、上記透明基板
側からレーザ光を照射して信号の読み取りを行うように
したものが知られている。

【０００３】これまで、この光磁気ディスクを用いた商
品は種類が少なく、いずれの光磁気ディスクについても
記録密度が比較的小さいことから、取り出すべき信号量
はそれほど大きくなくても良い。しかしながら、今後は
より高密度記録が必要となり、それに伴って上記信号量
も大きくされることが望まれる。

【０００４】このような要請に対して、上記光磁気ディ
スクでは、記録フォーマットは変化しても、半導体レー
ザの出射パワー自体は大きくは変わらないので、記録パ
ワーに対するディスクの感度は変えないことが好まし
い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記光磁気
ディスクにおいては、一般に主としてＴｂ，Ｆｅ，Ｃ
ｏ，Ｃｒからなる非晶質薄膜を記録膜としている。この
ような光磁気ディスクの信号量を増加させようとすると
き、上記非晶質薄膜中のＦｅとＣｏ、Ｃｒの比率を変化
させる方法が考えられるが、この場合上述のように記録
パワーに対する感度も考慮する必要がある。

【０００６】また、これら構成元素のうち、特にＣｒは
記録膜の耐蝕性を付与するものであり、長期に亘る使用
時の信頼性を確保する目的から、できる限り多く添加さ
れることが望まれる。従って、上記光磁気ディスクにお
いては、記録パワーに対する感度を変えることなく高記
録密度化を図ると同時に、十分な信頼性を得るために、
記録膜の構成材料であるＦｅ、Ｃｏ、Ｃｒの組成を適当
に制御することが要求される。

【０００７】そこで、本発明はこのような実情に鑑みて
提案されたものであって、高記録密度化を図りつつ、優
れた耐蝕性を確保することを可能とする光磁気ディスク
を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上述の目
的を達成せんものと鋭意研究の結果、Ｔｅ─Ｆｅ─Ｃｏ
─Ｃｒ非晶質薄膜からなる記録膜中のＣｏの量とＣｒの
量の間に一定の関係を満足させることにより、記録感度
を変えずにＣＮ比を向上させることができることを見出
し、本発明を完成するに至った。

【０００９】即ち、本発明の光磁気ディスクは、透明基
板上に記録磁性層が形成されてなる光磁気ディスクにお
いて、上記記録磁性層がＴｂＦｅＣｏＣｒ非晶質薄膜か
ら構成されてなり、且つ該ＴｂＦｅＣｏＣｒ非晶質薄膜
中のＣｏの含有量ｙ（原子％）とＣｒの含有量ｚ（原子
％）が次式で表される関係を満たすことを特徴とするも
のである。

【００１０】ｚ＝ｂ＋ａｙ・・・（１） −１．２５≦ｂ≦−０．１５・・・（２）０．８５≦ａ≦０．９８・・・（３）

【００１１】

【作用】記録層を構成してなるＴｂＦｅＣｏＣｒ非晶質
薄膜中のＣｏの含有量ｙとＣｒの含有量ｚが所定の関係
式を満たすようにすることにより、良好な耐蝕性が得ら
れるとともに、記録パワーに対する感度を変えることな
く、ＣＮ比の向上が図られる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について説明
するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない
ことはいうまでもない。本実施例は、ＴｂＦｅＣｏＣｒ
非晶質薄膜を記録膜とする光磁気ディスク〔ＩＳＯスタ
ンダード（ＩＳＯ−１００８９準拠），直径１３０ｍ
ｍ、１セクタ当たり５１２バイトのフォーマット〕にお
いて、上記記録膜中のＦｅとＣｏ、Ｃｒの組成を変化さ
せた例である。

【００１３】先ず、本実施例にかかる光磁気ディスクの
構成について説明する。この光磁気ディスクは、図１に
示すように、基板１の一主面１ａ上に記録部２が形成さ
れ、この記録部２上に耐蝕性保護膜３が形成された構成
とされてなる。上記基板１は、厚さ数ｍｍ程度（ここで
は１．２ｍｍとした。）の円盤状の透明基板であって、
その材質として、例えばアクリル樹脂、ポリカーボネー
ト樹脂、ポリオレフィン樹脂、エポキシ樹脂等のプラス
チック材料の他、ガラス等が挙げられるが、本実施例で
はポリカーボネート樹脂を使用した。

【００１４】なお、この基板１表面のうち、上記記録部
２を設ける側には、通常再生時に使用するレーザ光波長
のおよそ４分の１の深さを有する案内溝や番地符号ピッ
ト等（いずれも図示は省略する。）が設けられる。上記
記録部２は、記録磁性層６、誘電体層４，６及び反射膜
７が積層された多層構造を有してなり、通常は基板１上
に第１の誘電体層４が形成され、この第１の誘電体層４
上に順次記録磁性層５、第２の誘電体層６及び反射膜７
が積層形成される。

【００１５】上記第１及び第２の誘電体層４，６として
は、酸化物や窒化物等が使用可能であるが、これら第１
及び第２の誘電体層４，６の酸素が上記記録磁性層５に
悪影響を及ぼす虞れがあることから、窒化物がより好ま
しく、酸素及び水分を透過させず、且つ使用レーザ光を
十分に透過し得る物質として、窒化珪素や窒化アルミニ
ウム等が好適である。ここでは、窒化珪素を使用した。

【００１６】このうち、上記第１の誘電体層４の膜厚
は、反射率をミラー部で１９％になるように適宜設定し
た。また、上記第２の誘電体層６の膜厚は、記録パワー
マージンが最大となるように３４０Åに固定した。即
ち、図５は、上記第２の誘電体層６の膜厚を２００〜５
００Åの範囲で変化させた時の記録パワーマージンを示
したもの（測定に際し、上記記録磁性層５の膜厚は２０
０Åとし、反射膜７の膜厚は５００Åとした。）である
が、図５から明らかなように、上記第２の誘電体層６の
膜厚が３４０Åである時に、記録パワーマージンが最大
となった。

【００１７】なお、上記記録パワーマージンは、次のよ
うに定義した。先ず、図６に示すように、記録パワー
（ｍＷ）を変化させた時の光磁気ディスクのＣＮ比（ｄ
Ｂ）を測定した〔図６は、上記記録磁性層５としてＴｂ
_20.1Ｆｅ _70.3Ｃｏ_5.5Ｃｒ_4.1（数値は原子％を表
す。）なる組成を有する非晶質薄膜を使用し、記録部が
膜厚２００Åの上記非晶質薄膜、膜厚１２１０Å，３４
０Åの上記第１及び第２の誘電体層４，６、及び膜厚５
００Åの上記反射膜７から構成される光磁気ディスクの
測定結果を示す〕。

【００１８】そして、この結果からＣＮ比の最大値を求
め、更にこの時記録に必要なレーザ光のディスク盤面上
でのパワーの値Ｐ_opt、及びＣＮ比が許容範囲の下限で
ある５２ｄＢとなる時の記録パワーの値Ｐ_down（低出力
側），Ｐ_up（高出力側）をそれぞれ求めた（図７参
照。）。更に、これらの値を次式（４），（５）に代入
することにより、上記記録パワーマージンを求めた。

【００１９】

【数１】

【００２０】上記記録磁性層５は、膜面に垂直な方向に
磁化容易方向を有する非晶質の磁性薄膜であって、磁気
光学特性に優れることは勿論、室温にて大きな保磁力を
持ち、且つ温度２００℃付近にキュリー点を持つことが
望ましい。このような条件に叶った記録材料として、こ
こではＴｂＦｅＣｏＣｒ非晶質薄膜に限定される。この
記録磁性層５の膜厚は、後述のようにキャリアの大きさ
を最適化するために、最適値に設定した。

【００２１】本実施例においては、上記記録磁性層５を
構成するＴｂＦｅＣｏＣｒ非晶質薄膜中のＣｏの量とＣ
ｒの量の間に後述のような相関関係が成り立つようにし
た。これにより、十分な耐蝕性を確保しつつ、ＣＮ比を
向上させることができ、高記録密度化を図ることが可能
となる。このように、上記ＴｂＦｅＣｏＣｒ非晶質薄膜
中のＣｏの量とＣｒの量が所定の関係を満足するように
制御する方法としては、特に限定されないが、例えば使
用するターゲットにおける各構成材料の面積比を変化す
る方法や、各ターゲットへの投入パワーを変化させる方
法等が考えられる。

【００２２】上記反射膜７は、上記第２の誘電体層６と
の境界でレーザ光を７０％以上反射する高反射率の膜に
より構成することが好ましく、非磁性金属の蒸着膜が好
適である。また、この反射膜７は、熱的に良導体である
ことが望ましく、入手の容易さや成膜の容易さ等を考慮
すると、アルミニウム膜が適している。本実施例では、
アルミニウム合金膜を使用し、その膜厚は５００Åとし
た。

【００２３】これは、図８及び図９に示すように、アル
ミニウム合金膜の膜厚を変化させた時、膜厚が５００
より薄い範囲では、ＣＮ比が著しく劣化し（図８参
照。）、一方膜厚が減少するほどＣＮ比が最大となる時
の記録パワーＰ_optが低下し感度が劣化することから、
アルミニウム合金膜の膜厚の下限は５００Åであると考
えられるためである。つまり、アルミニウム合金膜の膜
厚を変えることによってこれ以上高感度にすることは困
難であり、一層の高感度化を図るためには、上記記録磁
性層５の組成を制御するしかない。

【００２４】更に、上記耐蝕性保護膜３は、上記記録部
２の表面を平坦化するとともに、湿気等から上記記録部
２を保護することを目的として設けられるものである。
この耐蝕性保護膜３の構成材料としては、通常この種の
光磁気ディスクにおいて使用されているアクリル系紫外
線硬化樹脂（例えば、商品名：ＳＤ−１７）を使用した
が、これに限定されるものではない。

【００２５】なお、この光磁気ディスクの保磁力は、約
７２０ｋＡ／ｍとした。以上のような構成を有する光磁
気ディスクは、次のような製造装置を用いて作製するこ
とができる。即ち、この製造装置は、図２に示すよう
に、ポリカーボネート樹脂からなる円盤状の基板１１が
固定されてなるキャリア１２が順次搬入されるロードロ
ック室１３と、ＳｉＮ膜からなる第１及び第２の誘電体
層並びにアルミニウム反射膜をそれぞれ成膜するための
第１の成膜チャンバ１４と、ＴｂＦｅＣｏＣｒ非晶質薄
膜からなる記録磁性層を成膜するための第２の成膜チャ
ンバ１５から構成されてなる。

【００２６】これらロードロック室１３、第１及び第２
の成膜チャンバ１４，１５は、図２中横方向に並列して
互いに接続されるとともに、各空間毎に所定の真空度に
保たれるように仕切られている。このうち、上記ロード
ロック室１３の側面には、キャリア搬入口（図示せ
ず。）が設けられており、該キャリア搬入口を介して複
数のキャリア１２が図２中上方から下方に向かって順次
送り込まれる。

【００２７】このロードロック室１３内には、複数のキ
ャリア１２が互いに所定の間隔をあけて図２中縦方向に
積層して配設される。これらロードロック室１３内に配
設されたキャリア１２は、上記第１の成膜チャンバ１４
に順次送り出され、上記第１の成膜チャンバ１４内で該
キャリア１２上に配設された基板１１に対してアルミニ
ウム反射膜の成膜が行われた後、再びロードロック室１
３内に送り戻され、成膜が行われるべき基板１１を搭載
した別のキャリア１２と交換されるようになされてい
る。従って、上述のようにロードロック室１３内に複数
のキャリア１２を待機させることにより、上記第１の成
膜チャンバ１４での成膜、更には上記第２の成膜チャン
バ１５での成膜が連続的に行われるようになされてい
る。

【００２８】上記キャリア１２は、図３及び図４に示す
ように、円盤状のプレートであり、その一主面上に複数
（本実施例では４枚）の基板１１が等間隔に配設されて
いる。一方、上記第１の成膜チャンバ１４の一側壁１４
ａには、図示しないＡｒガス導入口及びＮ₂ガス導入口
がそれぞれ設けられており、これらＡｒガス導入口又は
Ｎ₂ガス導入口を介して内部にＡｒガス若しくはＮ₂ガ
スが適宜導入され、所望の雰囲気に制御されるようにな
されている。

【００２９】また、この第１の成膜チャンバ１４の上記
Ａｒガス導入口等が設けられた壁面１４ａと対向する壁
面には、内部にＡｌターゲット１６とＳｉターゲット１
７が配設されている。そして、これらＡｌターゲット１
６又はＳｉターゲット１７と、上記第１の成膜チャンバ
１４内に送り込まれたキャリア１２上に固定された基板
１１との間でスパッタリングが行われて上記基板上に第
１の誘電体層、第２の誘電体層或いはアルミニウム反射
膜が形成される。

【００３０】この第１の成膜チャンバ１４で上記基板１
１に対する第１の誘電体層の成膜がなされた後、該基板
１１を保持したキャリア１２は、上記第２の成膜チャン
バ１５に送り出され、該第２の成膜チャンバ１５内で記
録磁性層の成膜がなされるようになされている。この第
２の成膜チャンバ１５の一側壁１５ａには、図示しない
Ａｒガス導入口が設けられており、このＡｒガス導入口
を介して内部にＡｒガスが導入され、所望の雰囲気に制
御されるようになされている。

【００３１】また、この第２の成膜チャンバ１５の上記
Ａｒガス導入口が設けられた壁面１５ａと対向する壁面
には、内部にＴｂターゲット１８とＦｅＣｏＣｒ合金タ
ーゲット１９が配設されている。そして、これらＴｂタ
ーゲット１８及びＦｅＣｏＣｒ合金ターゲット１９と、
上記第２の成膜チャンバ１５内に送り込まれたキャリア
１２上に固定された基板１１との間でスパッタリングが
行われて上記基板上に形成された第１の誘電体層上に記
録磁性層が成膜される。

【００３２】この第２の成膜チャンバ１５で上記基板１
１に対する記録磁性層の成膜がなされた後、該基板１１
を保持したキャリア１２は、再び上記第１の成膜チャン
バ１４に送り戻され、該第１の成膜チャンバ１４内で第
２の誘電体層及びアルミニウム反射膜の成膜がなされる
ようになされている。そこで、この製造装置を用い、上
記記録磁性層中のＣｏとＣｒの量を変化させて種々の光
磁気ディスクを作製し、得られた光磁気ディスクのＣＮ
比を調べた。

【００３３】なお、上記光磁気ディスクの製造に際し、
第１及び第２の誘電体層、記録磁性層及びアルミニウム
反射膜の成膜時におけるスパッタリング条件は下記表１
に示す通りである。

【００３４】

【表１】

【００３５】また、ＣＮ比の測定は、ナカミチ社製のＣ
Ｎ比測定機（商品名：ＯＭＳ−２０００、開口数ＮＡ＝
０．５、半導体レーザ光の波長＝７８０ｎｍ）を用い、
各光磁気ディスクのテストエリア（ｒ＝３０ｍｍ）を消
去した後、記録を行い（回転数２４００ｒｐｍ）、記
録された信号をスペクトルアナライザにより観測するこ
とにより行った。

【００３６】この測定に際し、消去・記録時の条件は次
の通りとした。＜イレーズ条件＞イレーズＤＣパワー１０ｍＷイレーズ印加バイアス磁界 −２４ｋＡ／ｍ（−３０
０Ｏｅ）＜ライト条件＞ライトパワー適宜設定（８ｍＷが基
本）記録キャリア周波数４．９３ＭＨｚパルス幅５１ｎｓ図１０は、上記記録磁性層中のＣｒの量ｚ（原子％）と
得られた光磁気ディスクのＣＮ比の最大値の関係を示す
ものである。なお、図１０中に、上記記録磁性層中のＣ
ｏの量ｙ（原子％）とＣＮ比が最大となる時の時記パワ
ーの値Ｐ_optの関係を併せて示した。この時、上記記録
磁性層中のＴｂの量は２０原子％とし、Ｆｅの量は（８
０−ｙ−ｚ）原子％とした。また、ここではＣｏの量ｙ
を２，５，８原子％と変化させたのに対してＣｒの量ｚ
が変化された構成になっている。

【００３７】また、図１１中、点線は図１０における等
感度の点を直線で結んだものである。図１１中、３本の
点線が示されているが、感度的にはこれら３本の点線の
うち上下２本の点線ａ，ｂで囲まれた領域が本実施例に
かかる光磁気ディスクのほぼセンターの感度となるとこ
ろである。

【００３８】従って、これら２本の点線に囲まれた領域
内でメディアを作製すれば、非常に製造し易くなる（上
述のように、膜厚が５００Å以下になるとＣＮ比の劣化
を招くことから、アルミニウム合金薄膜で記録パワーに
対する感度を高めることはできない。従って、上記点線
ａよりも上の領域は使用不可能又は使用困難であり、逆
に上記点線ｂよりも下の領域では十分なＣＮ比を確保す
ることができないので、この領域でも使用困難であ
る。）しかも、これら点線ａ，ｂで囲まれた領域内であれば、
上記記録磁性層中のＣｏとＣｒの量をともに減らしてい
けば、記録パワーに対する感度を変えずにＣＮ比を増加
することができる。

【００３９】従って、これにより、一層の高密度記録化
を図る場合においても、できる限りＣｒの量を増やしな
がら、必要なＣＮ比を確保することを可能とする記録磁
性層の組成を選定することができ、優れた特性を有する
光磁気ディスクを製造することができる。以上の結果か
ら、上記点線ａ上にあるＣｏの量ｙ（原子％）とＣｒの
量ｚ（原子％）は、ほぼｚ＝−１．２５＋０．８５ｙな
る関係式で表され、上記点線ｂ上にあるＣｏの量ｙとＣ
ｒの量ｚは、ｚ＝−０．１５＋０．９８ｙなる関係式で
表されることが判った。

【００４０】従って、これらＣｏとＣｒの量ｙ，ｚは、
次式（６）〜（８）で表される関係を満足するようにす
ることが好ましいと言える。ｚ＝ｂ＋ａｙ・・・（６） −１．２５≦ｂ≦−０．１５・・・（７）０．８５≦ａ≦０．９８・・・（８）

【００４１】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明においては、記録膜の構成材料であるＴｂ、Ｆｅ、Ｃ
ｏ、Ｃｒ中、ＣｏとＣｒの量を適切に制御しているの
で、十分な耐蝕性を確保しつつ、記録パワーに対する感
度を変えることなく、ＣＮ比を大きくすることが可能で
あり、高記録密度化を図ることができる。

【００４２】また、本発明では、上述のように記録パワ
ーに対する感度が変わらないので、新しいフォーマット
のディスクに対しても対応が敏速となり、開発コストを
削減することができる。更に、本発明では、それぞれの
フォーマットの感度規格に対して製造マージンをもって
いるので、不良率が削減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる光磁気ディスクの一構成例を示
す断面図である。

【図２】本発明にかかる光磁気ディスクを製造する際に
使用する製造装置の一構成例を示す平面図である。

【図３】基板が配設されたキャリアの一構成例を示す要
部拡大平面図である。

【図４】基板が配設されたキャリアの一構成例を示す要
部拡大側面図である。

【図５】第２の誘電体層の膜厚と記録パワーマージンの
関係を示す特性図である。

【図６】Ｔｂ_20.1Ｆｅ_70.3Ｃｏ_5.5Ｃｒ_4.1なる組成を
有する非晶質膜を記録磁性層とした光磁気ディスクに記
録する時に必要なレーザ光のパワーとＣＮ比の関係を示
す特性図である。

【図７】記録パワーマージンを求める際に必要な記録パ
ワーの値Ｐ_down，Ｐ_up（ＣＮ比の許容最低ライン上の
点）を定義するための特性図である。

【図８】アルミニウム合金膜の膜厚とＣＮ比の関係を示
す特性図である。

【図９】アルミニウム合金膜の膜厚と、最大ＣＮ比をと
る時の記録パワーの値Ｐ_optの関係を示す特性図であ
る。

【図１０】記録磁性層中のＣｒの量ｚと最大ＣＮ比、及
びＣｏの量ｙと記録パワーの値Ｐ _optの関係を示す特性
図である。

【図１１】記録磁性層中のＣｒの量ｚと最大ＣＮ比、及
びＣｏの量ｙと記録パワーの値Ｐ _optの関係を示す特性
図である。

【符号の説明】

１基板２記録部３耐蝕性保護膜４第１の誘電体層５記録磁性層６第２の誘電体層７反射膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明基板上に記録磁性層が形成されてな
る光磁気ディスクにおいて、上記記録磁性層がＴｂＦｅＣｏＣｒ非晶質薄膜から構成
されてなり、且つ該ＴｂＦｅＣｏＣｒ非晶質薄膜中のＣ
ｏの含有量ｙ（原子％）とＣｒの含有量ｚ（原子％）が
次式で表される関係を満たすことを特徴とする光磁気デ
ィスク。ｚ＝ｂ＋ａｙ −１．２５≦ｂ≦−０．１５０．８５≦ａ≦０．９８