JPH0981978A - ガーネット膜を用いた光磁気記録媒体およびその作製方法 - Google Patents
ガーネット膜を用いた光磁気記録媒体およびその作製方法Info
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- JPH0981978A JPH0981978A JP23445695A JP23445695A JPH0981978A JP H0981978 A JPH0981978 A JP H0981978A JP 23445695 A JP23445695 A JP 23445695A JP 23445695 A JP23445695 A JP 23445695A JP H0981978 A JPH0981978 A JP H0981978A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ガーネット膜の剥離や結晶化率の低下を招か
ずに、ガーネット膜の内部応力（σ）を大きくすること
及び、膜表面付近のビスマス（Ｂｉ）偏析を抑制するこ
と。 【解決手段】 ガラス基板１上にガーネット組成の非晶
質膜２を積層し、該非晶質膜２を結晶化した後、膜表面
にＳｉＯ2 （誘電体）膜３を積層する。
ずに、ガーネット膜の内部応力（σ）を大きくすること
及び、膜表面付近のビスマス（Ｂｉ）偏析を抑制するこ
と。 【解決手段】 ガラス基板１上にガーネット組成の非晶
質膜２を積層し、該非晶質膜２を結晶化した後、膜表面
にＳｉＯ2 （誘電体）膜３を積層する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光磁気記録で使用
される記録媒体に係わり、特に記録媒体の記録層に用い
られる磁性ガーネット膜や、磁性ガーネット膜の下地層
として基板上にガーネット膜を積層した光磁気記録媒体
およびその作製方法に関する。
される記録媒体に係わり、特に記録媒体の記録層に用い
られる磁性ガーネット膜や、磁性ガーネット膜の下地層
として基板上にガーネット膜を積層した光磁気記録媒体
およびその作製方法に関する。
【０００２】［発明の概要］本発明は情報の記録・再生
にレーザ光を用いる光磁気記録の記録媒体に使用され
る、希土類（Ｒ）と遷移金属（ＴＭ）およびビスマス
（Ｂｉ）を含むガーネット膜に関するもので、膜表面に
光を透過する誘電体膜を積層することによって、ガーネ
ット膜の内部応力（σ）を制御（増加または減少）する
こと及び、膜表面付近における組成の不均一性、すなわ
ち、ビスマス（Ｂｉ）の偏析を抑制するものである。
にレーザ光を用いる光磁気記録の記録媒体に使用され
る、希土類（Ｒ）と遷移金属（ＴＭ）およびビスマス
（Ｂｉ）を含むガーネット膜に関するもので、膜表面に
光を透過する誘電体膜を積層することによって、ガーネ
ット膜の内部応力（σ）を制御（増加または減少）する
こと及び、膜表面付近における組成の不均一性、すなわ
ち、ビスマス（Ｂｉ）の偏析を抑制するものである。
【０００３】
【従来の技術】光磁気記録媒体を構成するガーネット膜
は、基板（ガラス基板等）上に膜を形成後、熱処理によ
って結晶化させることによって得られる。このガーネッ
ト膜は、製膜に用いる基板の種類や製膜条件によらず多
結晶となる。この場合、光磁気記録材料の必要条件であ
る垂直磁気異方性は、膜に存在する内部応力（σ）に起
因することが知られている（五味 学、宇都木 潔、阿
部 政紀：日本応用磁気学会誌、vol.10、NO.2、173(19
86).） 希土類（Ｒ）としてジスプロシウム（Ｄｙ）を含むガー
ネットの場合、膜の熱膨張率（α）より基板の熱膨張率
（α）が小さく、従って、膜自体に引っ張り方向の内部
応力（σ）が存在するときに垂直磁気異方性が発生す
る。また、熱膨張率（α）の差が大きいほど、内部応力
（σ）と磁気異方性エネルギー（Ｋｕ）が大きくなる。
は、基板（ガラス基板等）上に膜を形成後、熱処理によ
って結晶化させることによって得られる。このガーネッ
ト膜は、製膜に用いる基板の種類や製膜条件によらず多
結晶となる。この場合、光磁気記録材料の必要条件であ
る垂直磁気異方性は、膜に存在する内部応力（σ）に起
因することが知られている（五味 学、宇都木 潔、阿
部 政紀：日本応用磁気学会誌、vol.10、NO.2、173(19
86).） 希土類（Ｒ）としてジスプロシウム（Ｄｙ）を含むガー
ネットの場合、膜の熱膨張率（α）より基板の熱膨張率
（α）が小さく、従って、膜自体に引っ張り方向の内部
応力（σ）が存在するときに垂直磁気異方性が発生す
る。また、熱膨張率（α）の差が大きいほど、内部応力
（σ）と磁気異方性エネルギー（Ｋｕ）が大きくなる。
【０００４】製膜後に熱処理する方法でガーネット膜を
結晶化させるには、膜の組成（Ｂｉ量）にもよるが、５
００℃以上の温度で熱処理する必要がある。従って、製
膜に用いられる基板は、ガラスかＧＧＧ（ガドリニウム
・ガリウム・ガーネット）などの単結晶に限られる。
結晶化させるには、膜の組成（Ｂｉ量）にもよるが、５
００℃以上の温度で熱処理する必要がある。従って、製
膜に用いられる基板は、ガラスかＧＧＧ（ガドリニウム
・ガリウム・ガーネット）などの単結晶に限られる。
【０００５】表１は、代表的な基板材料（コーニング０
３１７ガラス、無アルカリガラス、石英ガラス、および
ＧＧＧ単結晶）とその熱膨張率（α）を示している。
３１７ガラス、無アルカリガラス、石英ガラス、および
ＧＧＧ単結晶）とその熱膨張率（α）を示している。
【０００６】
【表１】 表２は、石英ガラス（α＝５×１０-7／℃）および、無
アルカリガラス（α＝４０×１０-7／℃）上に製膜し
た、ビスマス（Ｂｉ）、ガリウム（Ｇａ）添加Ｄｙ鉄
（Ｆｅ）ガーネット膜の内部応力（σ）の実測値を示
す。
アルカリガラス（α＝４０×１０-7／℃）上に製膜し
た、ビスマス（Ｂｉ）、ガリウム（Ｇａ）添加Ｄｙ鉄
（Ｆｅ）ガーネット膜の内部応力（σ）の実測値を示
す。
【０００７】
【表２】 表２に示されるように、石英ガラスを基板に用いたとき
の内部応力（σ）は、無アルカリガラスを用いたときの
１．５倍の値となっているが、この試料では膜の剥離が
起きていた。また、熱膨張率（α）の小さな基板を用い
ると、製膜条件が同じでも膜の結晶化率が低下する。従
って、熱膨張率（α）の小さな基板を用いることによっ
て内部応力（σ）を大きくする方法は、膜質の一様性と
いう点で限界がある。
の内部応力（σ）は、無アルカリガラスを用いたときの
１．５倍の値となっているが、この試料では膜の剥離が
起きていた。また、熱膨張率（α）の小さな基板を用い
ると、製膜条件が同じでも膜の結晶化率が低下する。従
って、熱膨張率（α）の小さな基板を用いることによっ
て内部応力（σ）を大きくする方法は、膜質の一様性と
いう点で限界がある。
【０００８】基板と膜との間の熱膨張率の差を利用して
ガーネット膜に応力を付加する方法には、この他にも以
下のような欠点がある。
ガーネット膜に応力を付加する方法には、この他にも以
下のような欠点がある。
【０００９】光磁気記録に使われるガーネット膜には、
媒体の記録感度、磁気特性、磁気光学特性、結晶化温度
を調節するためにビスマス（Ｂｉ）が添加される。基板
と膜との間の熱膨張率の差によって発生した応力は、基
板と膜との界面から遠くなるにつれて減少する。このこ
とは、格子間隔を広げる力、すなわちビスマス（Ｂｉ）
が結晶中から押し出されるのを抑制する力が弱くなるこ
とを意味する。このため、膜表面付近でビスマス（Ｂ
ｉ）の濃度が高くなり、膜表面付近に組成勾配が生ず
る。ビスマス（Ｂｉ）が偏析している深さは５０Å程度
であることが多い。
媒体の記録感度、磁気特性、磁気光学特性、結晶化温度
を調節するためにビスマス（Ｂｉ）が添加される。基板
と膜との間の熱膨張率の差によって発生した応力は、基
板と膜との界面から遠くなるにつれて減少する。このこ
とは、格子間隔を広げる力、すなわちビスマス（Ｂｉ）
が結晶中から押し出されるのを抑制する力が弱くなるこ
とを意味する。このため、膜表面付近でビスマス（Ｂ
ｉ）の濃度が高くなり、膜表面付近に組成勾配が生ず
る。ビスマス（Ｂｉ）が偏析している深さは５０Å程度
であることが多い。
【００１０】ところが、図６に示すＧＧＧ（ガドリニウ
ム・ガリウム・ガーネット）基板上に製膜したビスマス
（Ｂｉ）、Ｇａ置換Ｄｙ鉄ガーネット膜の深さ方向の組
成分析の結果（横軸は膜表面からの深さ、縦軸は各元素
の濃度を示す）からも分かるように、ビスマス（Ｂｉ）
が偏析している深さは膜厚の１／３、すなわち３００Å
程度の深さにまで達することもある。最表面でビスマス
（Ｂｉ）濃度が最大になっているが、ビスマス（Ｂｉ）
濃度が高くなるほど、ビスマス（Ｂｉ）やＢｉ酸化物
（Ｂｉ2 Ｏ3 ）、ビスマスオルソフェライト（ＢｉＦｅ
Ｏ3 ）など、ガーネット以外の相が多くなる。
ム・ガリウム・ガーネット）基板上に製膜したビスマス
（Ｂｉ）、Ｇａ置換Ｄｙ鉄ガーネット膜の深さ方向の組
成分析の結果（横軸は膜表面からの深さ、縦軸は各元素
の濃度を示す）からも分かるように、ビスマス（Ｂｉ）
が偏析している深さは膜厚の１／３、すなわち３００Å
程度の深さにまで達することもある。最表面でビスマス
（Ｂｉ）濃度が最大になっているが、ビスマス（Ｂｉ）
濃度が高くなるほど、ビスマス（Ｂｉ）やＢｉ酸化物
（Ｂｉ2 Ｏ3 ）、ビスマスオルソフェライト（ＢｉＦｅ
Ｏ3 ）など、ガーネット以外の相が多くなる。
【００１１】高濃度のビスマス（Ｂｉ）を含む、膜最表
面の非ガーネット層の下には、深さ方向に組成勾配を持
つガーネット領域が存在する。膜表面のビスマス（Ｂ
ｉ）高濃度層は高周波スパッタ法（ＲＦＳ）などの方法
を用いてエッチングすることによって除去できるが、同
時に、内部応力（σ）と保磁力（Ｈｃ）が低下してしま
うことが本発明者らによって確認されている（佐藤 龍
二、河村 紀一、玉城孝彦：第４２回応用物理学関係連
合講演会講演予稿集NO.1、p79(1995).）。
面の非ガーネット層の下には、深さ方向に組成勾配を持
つガーネット領域が存在する。膜表面のビスマス（Ｂ
ｉ）高濃度層は高周波スパッタ法（ＲＦＳ）などの方法
を用いてエッチングすることによって除去できるが、同
時に、内部応力（σ）と保磁力（Ｈｃ）が低下してしま
うことが本発明者らによって確認されている（佐藤 龍
二、河村 紀一、玉城孝彦：第４２回応用物理学関係連
合講演会講演予稿集NO.1、p79(1995).）。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来にお
けるガーネット膜を用いた光磁気記録媒体においては、
ガーネット膜の剥離や結晶化率が低下するという問題が
あり、また、内部応力（σ）と保磁力（Ｈｃ）が低下し
てしまうという問題があった。
けるガーネット膜を用いた光磁気記録媒体においては、
ガーネット膜の剥離や結晶化率が低下するという問題が
あり、また、内部応力（σ）と保磁力（Ｈｃ）が低下し
てしまうという問題があった。
【００１３】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、ガーネット膜の剥離や結晶化率の
低下を招来することなく、ガーネット膜の内部応力
（σ）を大きくすること及び、膜表面付近のビスマス
（Ｂｉ）偏析を抑制することを可能としたガーネット膜
を用いた光磁気記録媒体およびその作製方法を提供する
ことにある。
であり、その目的は、ガーネット膜の剥離や結晶化率の
低下を招来することなく、ガーネット膜の内部応力
（σ）を大きくすること及び、膜表面付近のビスマス
（Ｂｉ）偏析を抑制することを可能としたガーネット膜
を用いた光磁気記録媒体およびその作製方法を提供する
ことにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、請求項１では、基板と、この基板上に製膜
されたガーネット膜と、このガーネット膜上に積層され
た誘電体膜とを備えたことを特徴としている。
に本発明は、請求項１では、基板と、この基板上に製膜
されたガーネット膜と、このガーネット膜上に積層され
た誘電体膜とを備えたことを特徴としている。
【００１５】請求項２では、請求項１記載のガーネット
膜を用いた光磁気記録媒体において、膜表面に積層され
る前記誘電体は、石英ガラス（ＳｉＯ2 ）、一酸化珪素
（ＳｉＯ）、窒化アルミ（ＡｌＮ）、窒化シリコン（Ｓ
ｉＮ）、酸化チタン（ＴｉＯ2 ）、無アルカリガラス、
コーニング０３１７ガラス（商品名）のうちのいずれ
か、または、これらを任意の割合、任意の種類混合した
もの、若しくは、任意の種類のものを任意の厚さずつ積
層した多層膜のいずれかであることを特徴としている。
膜を用いた光磁気記録媒体において、膜表面に積層され
る前記誘電体は、石英ガラス（ＳｉＯ2 ）、一酸化珪素
（ＳｉＯ）、窒化アルミ（ＡｌＮ）、窒化シリコン（Ｓ
ｉＮ）、酸化チタン（ＴｉＯ2 ）、無アルカリガラス、
コーニング０３１７ガラス（商品名）のうちのいずれ
か、または、これらを任意の割合、任意の種類混合した
もの、若しくは、任意の種類のものを任意の厚さずつ積
層した多層膜のいずれかであることを特徴としている。
【００１６】請求項３では、請求項１または２記載のガ
ーネット膜を用いた光磁気記録媒体において、エッチン
グ処理をした、ガーネット膜の表面または熱処理前の膜
表面に誘電体を積層する時間が、５秒から１０時間、若
しくは積層する誘電体の厚さが最大で１０００Åである
ことを特徴としている。
ーネット膜を用いた光磁気記録媒体において、エッチン
グ処理をした、ガーネット膜の表面または熱処理前の膜
表面に誘電体を積層する時間が、５秒から１０時間、若
しくは積層する誘電体の厚さが最大で１０００Åである
ことを特徴としている。
【００１７】請求項４では、基板上にガーネット組成の
非晶質膜を積層し、該非晶質膜を結晶化した後、膜表面
に誘電体を積層することを特徴としている。
非晶質膜を積層し、該非晶質膜を結晶化した後、膜表面
に誘電体を積層することを特徴としている。
【００１８】請求項５では、基板上にガーネット組成の
非晶質膜を積層し、該非晶質膜表面に誘電体を積層した
後、該ガーネット膜を結晶化することを特徴としてい
る。
非晶質膜を積層し、該非晶質膜表面に誘電体を積層した
後、該ガーネット膜を結晶化することを特徴としてい
る。
【００１９】請求項６では、請求項４または５記載のガ
ーネット膜を用いた光磁気記録媒体の作製方法におい
て、膜表面に積層される前記誘電体は、石英ガラス（Ｓ
ｉＯ2）、一酸化珪素（ＳｉＯ）、窒化アルミ（Ａｌ
Ｎ）、窒化シリコン（ＳｉＮ）、酸化チタン（Ｔｉ
Ｏ2 ）、無アルカリガラス、コーニング０３１７ガラス
（商品名）のうちのいずれか、または、これらを任意の
割合、任意の種類混合したもの、若しくは、任意の種類
のものを任意の厚さずつ積層した多層膜のいずれかであ
ることを特徴としている。
ーネット膜を用いた光磁気記録媒体の作製方法におい
て、膜表面に積層される前記誘電体は、石英ガラス（Ｓ
ｉＯ2）、一酸化珪素（ＳｉＯ）、窒化アルミ（Ａｌ
Ｎ）、窒化シリコン（ＳｉＮ）、酸化チタン（Ｔｉ
Ｏ2 ）、無アルカリガラス、コーニング０３１７ガラス
（商品名）のうちのいずれか、または、これらを任意の
割合、任意の種類混合したもの、若しくは、任意の種類
のものを任意の厚さずつ積層した多層膜のいずれかであ
ることを特徴としている。
【００２０】請求項７では、請求項４から６のいずれか
に記載のガーネット膜を用いた光磁気記録媒体の作製方
法において、エッチング処理をした、ガーネット膜の表
面または熱処理前の膜表面に５秒から１０時間誘電体を
積層すること、または誘電体の厚さが最大で１０００Å
積層することを特徴としている。
に記載のガーネット膜を用いた光磁気記録媒体の作製方
法において、エッチング処理をした、ガーネット膜の表
面または熱処理前の膜表面に５秒から１０時間誘電体を
積層すること、または誘電体の厚さが最大で１０００Å
積層することを特徴としている。
【００２１】
【発明の実施の形態】次に、本発明の発明の実施の形態
について、図面および表を参照して説明する。
について、図面および表を参照して説明する。
【００２２】《第１の実施形態》図１は、本発明に係る
ガーネット膜を用いた光磁気記録媒体の第１の実施形態
を示す構成図である。
ガーネット膜を用いた光磁気記録媒体の第１の実施形態
を示す構成図である。
【００２３】この図に示すガーネット膜を用いた光磁気
記録媒体は、ガラスによって構成される平板状の基板１
と、この基板１上に積層された後、結晶化させられた膜
の表面がエッチングにより除去されて成るガーネット膜
２と、このガーネット膜２上に積層されたＳｉＯ2 膜３
とによって構成される。
記録媒体は、ガラスによって構成される平板状の基板１
と、この基板１上に積層された後、結晶化させられた膜
の表面がエッチングにより除去されて成るガーネット膜
２と、このガーネット膜２上に積層されたＳｉＯ2 膜３
とによって構成される。
【００２４】次に、図１に示すガーネット膜を用いた光
磁気記録媒体の作製方法について、説明する。
磁気記録媒体の作製方法について、説明する。
【００２５】まず、熱膨張率（α）が４０×１０-7／℃
のガラス（表１に示した無アルカリガラス）板によって
基板１を構成し、表３に示す堆積条件で、ビスマス（Ｂ
ｉ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ガリウム（Ｇａ）、鉄
（Ｆｅ）、酸素（Ｏ）を成分とし、ビスマス（Ｂｉ）、
ジスプロシウム（Ｄｙ）、ガリウム（Ｇａ）、鉄（Ｆ
ｅ）の組成比が２．５：１．１：１．０：３．３である
焼結ターゲットを用いて、高周波スパッタ法（ＲＦＳ）
でスパッタリングを行い、この焼結ターゲットの成分と
なっているビスマス（Ｂｉ）、ジスプロシウム（Ｄ
ｙ）、ガリウム（Ｇａ）、鉄（Ｆｅ）、酸素（Ｏ）を成
分とする非晶質膜を形成する。
のガラス（表１に示した無アルカリガラス）板によって
基板１を構成し、表３に示す堆積条件で、ビスマス（Ｂ
ｉ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ガリウム（Ｇａ）、鉄
（Ｆｅ）、酸素（Ｏ）を成分とし、ビスマス（Ｂｉ）、
ジスプロシウム（Ｄｙ）、ガリウム（Ｇａ）、鉄（Ｆ
ｅ）の組成比が２．５：１．１：１．０：３．３である
焼結ターゲットを用いて、高周波スパッタ法（ＲＦＳ）
でスパッタリングを行い、この焼結ターゲットの成分と
なっているビスマス（Ｂｉ）、ジスプロシウム（Ｄ
ｙ）、ガリウム（Ｇａ）、鉄（Ｆｅ）、酸素（Ｏ）を成
分とする非晶質膜を形成する。
【００２６】
【表３】 この後、この非晶質膜の表面に偏析したビスマス（Ｂ
ｉ）を除去するために、表４に示すエッチング処理条件
で、この非晶質膜を堆積するのに要した時間の２０％だ
け、すなわち１２分間、非晶質膜の表面をエッチング処
理で除去した後、大気中で５０℃／ｓの速度で７２０℃
まで昇温させる。次いで、７２０℃の状態で６０分間保
持した後、３℃／ｓの速度で２０℃まで冷却するという
熱処理によって、磁性を示すガーネット膜２を結晶化さ
せる。
ｉ）を除去するために、表４に示すエッチング処理条件
で、この非晶質膜を堆積するのに要した時間の２０％だ
け、すなわち１２分間、非晶質膜の表面をエッチング処
理で除去した後、大気中で５０℃／ｓの速度で７２０℃
まで昇温させる。次いで、７２０℃の状態で６０分間保
持した後、３℃／ｓの速度で２０℃まで冷却するという
熱処理によって、磁性を示すガーネット膜２を結晶化さ
せる。
【００２７】
【表４】 この後、結晶化させたガーネット膜２の膜表面部分に生
じる組成不均一領域の除去および膜厚の低減化を図るた
めに、高周波スパッタ法（ＲＦＳ）を使用し、表５に示
すエッチング条件で、結晶化後の膜表面を１０分間エッ
チング処理してガーネット膜２を得る。
じる組成不均一領域の除去および膜厚の低減化を図るた
めに、高周波スパッタ法（ＲＦＳ）を使用し、表５に示
すエッチング条件で、結晶化後の膜表面を１０分間エッ
チング処理してガーネット膜２を得る。
【００２８】
【表５】 その後、表６に示す条件で、このエッチング処理された
ガーネット膜２上に高周波スパッタ法（ＲＦＳ）を使用
してＳｉ０2 膜３を積層し、図１に示すようなガーネッ
ト膜を用いた光磁気記録媒体を作製した。
ガーネット膜２上に高周波スパッタ法（ＲＦＳ）を使用
してＳｉ０2 膜３を積層し、図１に示すようなガーネッ
ト膜を用いた光磁気記録媒体を作製した。
【００２９】
【表６】 図３に、上述のようにして作製される第１の実施形態の
結果を示す。
結果を示す。
【００３０】第１の実施形態において、結晶化後に膜表
面を１０分間エッチングすると、エッチング前に１１０
ＭＰａ（積層時間０分、図中○印で示す）であった引っ
張り方向の内部応力（σ）が７０ＭＰａ（積層時間０
分、図中●印で示す）まで減少した。この後、表６の条
件でＳｉＯ2 を膜表面に積層すると、内部応力（σ）は
エッチング後の値よりも大きくなり、積層時間２分で最
大値１３０ＭＰａとなる。この値は、エッチング前の値
よりも大きい。
面を１０分間エッチングすると、エッチング前に１１０
ＭＰａ（積層時間０分、図中○印で示す）であった引っ
張り方向の内部応力（σ）が７０ＭＰａ（積層時間０
分、図中●印で示す）まで減少した。この後、表６の条
件でＳｉＯ2 を膜表面に積層すると、内部応力（σ）は
エッチング後の値よりも大きくなり、積層時間２分で最
大値１３０ＭＰａとなる。この値は、エッチング前の値
よりも大きい。
【００３１】結晶化後にＳｉＯ2 膜３を積層することに
よって内部応力（σ）が増加する理由について説明す
る。基板１上に製膜した膜に引っ張り応力が存在する
と、試料は、膜面側が凹む形に湾曲する。ガーネット膜
２の表面に積層したＳｉＯ2 自体に圧縮応力（基板が存
在しないと仮定したときに、膜を縮ませる力）が発生す
れば、試料は更に湾曲し、ガーネット膜２に加わる引っ
張り応力は増加する。ＳｉＯ2 積層後の内部応力（σ）
が積層時間に対し単調に増加せずに最大値を持つのは、
積層時間が長くなると、膜面にＳｉＯ2 の粒子が衝突す
ることにより、ガーネット膜２の内部応力（σ）の緩和
（低下）が進行するためである。
よって内部応力（σ）が増加する理由について説明す
る。基板１上に製膜した膜に引っ張り応力が存在する
と、試料は、膜面側が凹む形に湾曲する。ガーネット膜
２の表面に積層したＳｉＯ2 自体に圧縮応力（基板が存
在しないと仮定したときに、膜を縮ませる力）が発生す
れば、試料は更に湾曲し、ガーネット膜２に加わる引っ
張り応力は増加する。ＳｉＯ2 積層後の内部応力（σ）
が積層時間に対し単調に増加せずに最大値を持つのは、
積層時間が長くなると、膜面にＳｉＯ2 の粒子が衝突す
ることにより、ガーネット膜２の内部応力（σ）の緩和
（低下）が進行するためである。
【００３２】なお、図１に示した実施形態において基板
１上に堆積させる膜は、ジスプロシウム（Ｄｙ）を含む
膜としたが、ガーネットとして結晶化させるための、ビ
スマス（Ｂｉ）および希土類元素（Ｒ）の何れか、或い
は複数を含む膜でよい。
１上に堆積させる膜は、ジスプロシウム（Ｄｙ）を含む
膜としたが、ガーネットとして結晶化させるための、ビ
スマス（Ｂｉ）および希土類元素（Ｒ）の何れか、或い
は複数を含む膜でよい。
【００３３】《第２の実施形態》図２は、本発明に係る
ガーネット膜を用いた光磁気記録媒体の第２の実施形態
を示す構成図である。
ガーネット膜を用いた光磁気記録媒体の第２の実施形態
を示す構成図である。
【００３４】この図に示すガーネット膜を用いた光磁気
記録媒体は、第１の実施形態と同様にガラスによって構
成される平板状の基板４と、この基板４上に積層された
ガーネット膜５と、このガーネット膜５上に積層された
ＳｉＯ2 膜６とによって構成され、前記ガーネット膜５
は、この膜の表面に表６の条件でＳｉＯ2 膜６を積層し
た後に、第１の実施形態と同じ条件で熱処理して結晶化
させたことを特徴としている。
記録媒体は、第１の実施形態と同様にガラスによって構
成される平板状の基板４と、この基板４上に積層された
ガーネット膜５と、このガーネット膜５上に積層された
ＳｉＯ2 膜６とによって構成され、前記ガーネット膜５
は、この膜の表面に表６の条件でＳｉＯ2 膜６を積層し
た後に、第１の実施形態と同じ条件で熱処理して結晶化
させたことを特徴としている。
【００３５】次に、図２に示すガーネット膜を用いた光
磁気記録媒体の作製方法について、説明する。
磁気記録媒体の作製方法について、説明する。
【００３６】まず、熱膨張率（α）が４０×１０-7／℃
のガラス（表１に示した無アルカリガラス）板によって
基板４を構成し、表３に示す堆積条件で、ビスマス（Ｂ
ｉ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ガリウム（Ｇａ）、鉄
（Ｆｅ）、酸素（Ｏ）を成分とし、ビスマス（Ｂｉ）、
ジスプロシウム（Ｄｙ）、ガリウム（Ｇａ）、鉄（Ｆ
ｅ）の組成比が２．５：１．１：１．０：３．３である
焼結ターゲットを用いて、高周波スパッタ法（ＲＦＳ）
でスパッタリングを行い、この焼結ターゲットの成分と
なっているビスマス（Ｂｉ）、ジスプロシウム（Ｄ
ｙ）、ガリウム（Ｇａ）、鉄（Ｆｅ）、酸素（Ｏ）を成
分とする非晶質膜を形成する。
のガラス（表１に示した無アルカリガラス）板によって
基板４を構成し、表３に示す堆積条件で、ビスマス（Ｂ
ｉ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ガリウム（Ｇａ）、鉄
（Ｆｅ）、酸素（Ｏ）を成分とし、ビスマス（Ｂｉ）、
ジスプロシウム（Ｄｙ）、ガリウム（Ｇａ）、鉄（Ｆ
ｅ）の組成比が２．５：１．１：１．０：３．３である
焼結ターゲットを用いて、高周波スパッタ法（ＲＦＳ）
でスパッタリングを行い、この焼結ターゲットの成分と
なっているビスマス（Ｂｉ）、ジスプロシウム（Ｄ
ｙ）、ガリウム（Ｇａ）、鉄（Ｆｅ）、酸素（Ｏ）を成
分とする非晶質膜を形成する。
【００３７】この後、この非晶質膜の表面に偏析したビ
スマス（Ｂｉ）を除去するために、表４に示すエッチン
グ処理条件で、この非晶質膜を堆積するのに要した時間
の２０％だけ、すなわち１２分間、非晶質膜の表面をエ
ッチング処理で除去する。
スマス（Ｂｉ）を除去するために、表４に示すエッチン
グ処理条件で、この非晶質膜を堆積するのに要した時間
の２０％だけ、すなわち１２分間、非晶質膜の表面をエ
ッチング処理で除去する。
【００３８】その後、表６に示す条件で、非晶質のガー
ネット組成膜上に高周波スパッタ法（ＲＦＳ）を使用し
てＳｉ０2 膜６を積層した後、大気中で５０℃／ｓの速
度で７２０℃まで昇温させる。次いで、７２０℃の状態
で６０分間保持した後、３℃／ｓの速度で２０℃まで冷
却するという熱処理によって、磁性を示すガーネット膜
５を結晶化させ、図２に示すようなガーネット膜を用い
た光磁気記録媒体を作製した。
ネット組成膜上に高周波スパッタ法（ＲＦＳ）を使用し
てＳｉ０2 膜６を積層した後、大気中で５０℃／ｓの速
度で７２０℃まで昇温させる。次いで、７２０℃の状態
で６０分間保持した後、３℃／ｓの速度で２０℃まで冷
却するという熱処理によって、磁性を示すガーネット膜
５を結晶化させ、図２に示すようなガーネット膜を用い
た光磁気記録媒体を作製した。
【００３９】図４に、上述のようにして作製される第２
の実施形態の結果を示す。
の実施形態の結果を示す。
【００４０】第２の実施形態において、第１の実施形態
と同様に熱処理前に、膜表面を膜の堆積に要した時間の
２０％だけエッチングすると、膜表面に存在する、ビス
マス（Ｂｉ）濃度が高い不均一組成領域は除去される。
この後ＳｉＯ2 膜６を積層した後、熱処理によってガー
ネット膜５を結晶化させる。ＳｉＯ2 膜６の熱膨張率は
５×１０-7／℃程度と考えられるので、結晶化の過程で
膜表面側からも、ガーネット膜５に対し引っ張り応力が
加わる。この力は、試料を基板４側が凹むように湾曲さ
せる。
と同様に熱処理前に、膜表面を膜の堆積に要した時間の
２０％だけエッチングすると、膜表面に存在する、ビス
マス（Ｂｉ）濃度が高い不均一組成領域は除去される。
この後ＳｉＯ2 膜６を積層した後、熱処理によってガー
ネット膜５を結晶化させる。ＳｉＯ2 膜６の熱膨張率は
５×１０-7／℃程度と考えられるので、結晶化の過程で
膜表面側からも、ガーネット膜５に対し引っ張り応力が
加わる。この力は、試料を基板４側が凹むように湾曲さ
せる。
【００４１】従って、ＳｉＯ2 膜６を積層してから結晶
化させることによって、ＳｉＯ2 膜６がない場合に比
べ、ガーネット膜５の内部応力（σ）は小さくなること
が予想される。
化させることによって、ＳｉＯ2 膜６がない場合に比
べ、ガーネット膜５の内部応力（σ）は小さくなること
が予想される。
【００４２】図４に示すように、ＳｉＯ2 膜６を積層し
てから結晶化させたガーネット膜５の内部応力（σ）
は、ＳｉＯ2 膜６を積層する時間に対して単調に減少し
ている。高保磁力状態を確保するためには、内部応力
（σ）の減少は不利な結果であるが、第２の実施形態で
基板４に使用しているガラスの熱膨張率が４０×１０-7
／℃と、ガーネット膜５の値（１００×１０-7／℃程
度）の１／２以下であるため、ＳｉＯ2 積層時間が１０
分の時点でも、第１の実施形態に係わる図３のＳｉＯ2
積層時間１０分における内部応力（σ）と同程度の値と
なっている。ＳｉＯ2膜６を積層してから結晶化させる
方法には、ガーネット膜５の内部応力（σ）を小さくす
る効果の他に、ガーネット膜５の組成を一様にする効果
もある。
てから結晶化させたガーネット膜５の内部応力（σ）
は、ＳｉＯ2 膜６を積層する時間に対して単調に減少し
ている。高保磁力状態を確保するためには、内部応力
（σ）の減少は不利な結果であるが、第２の実施形態で
基板４に使用しているガラスの熱膨張率が４０×１０-7
／℃と、ガーネット膜５の値（１００×１０-7／℃程
度）の１／２以下であるため、ＳｉＯ2 積層時間が１０
分の時点でも、第１の実施形態に係わる図３のＳｉＯ2
積層時間１０分における内部応力（σ）と同程度の値と
なっている。ＳｉＯ2膜６を積層してから結晶化させる
方法には、ガーネット膜５の内部応力（σ）を小さくす
る効果の他に、ガーネット膜５の組成を一様にする効果
もある。
【００４３】図５に、図４のＳｉＯ2 積層時間１０分の
膜の、各元素濃度の深さ方向の分析結果を示す。
膜の、各元素濃度の深さ方向の分析結果を示す。
【００４４】この膜では、図６のような膜表面付近での
ビスマス（Ｂｉ）濃度の増加はみられない。図５の結果
は、膜表面付近に引っ張り応力を加えながら結晶化させ
ることによって、ビスマス（Ｂｉ）が希土類元素（Ｒ）
の格子位置から押し出される現象が抑制されることを示
している。
ビスマス（Ｂｉ）濃度の増加はみられない。図５の結果
は、膜表面付近に引っ張り応力を加えながら結晶化させ
ることによって、ビスマス（Ｂｉ）が希土類元素（Ｒ）
の格子位置から押し出される現象が抑制されることを示
している。
【００４５】なお、図２に示した第２の実施形態の構成
においては、ガラス基板上に積層する膜をビスマス（Ｂ
ｉ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ガリウム（Ｇａ）、鉄
（Ｆｅ）、酸素（Ｏ）から成る非晶質の膜としたが、ガ
ーネットとして結晶化させるための、ビスマス（Ｂｉ）
および、希土類（Ｒ）の何れか或いは複数を含む非晶質
膜でもよい。
においては、ガラス基板上に積層する膜をビスマス（Ｂ
ｉ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ガリウム（Ｇａ）、鉄
（Ｆｅ）、酸素（Ｏ）から成る非晶質の膜としたが、ガ
ーネットとして結晶化させるための、ビスマス（Ｂｉ）
および、希土類（Ｒ）の何れか或いは複数を含む非晶質
膜でもよい。
【００４６】また、上述の第１の実施形態および第２の
実施形態においては、膜上に積層する誘電体としてＳｉ
Ｏ2 を用いたが、一酸化珪素（ＳｉＯ）、窒化アルミ
（ＡｌＮ）窒化シリコン（ＳｉＮ）、酸化チタン（Ｔｉ
Ｏ2 ）、無アルカリガラス（熱膨張率４０×１０-7〜４
５×１０-7／℃）、コーニング０３１７ガラス（熱膨張
率９８×１０-7／℃）のうちの何れかでもよく、また、
これらを任意の割合、種類混合したものでもよく、或い
は、任意の種類のものを任意の厚さずつ積層した多層膜
でもよい。
実施形態においては、膜上に積層する誘電体としてＳｉ
Ｏ2 を用いたが、一酸化珪素（ＳｉＯ）、窒化アルミ
（ＡｌＮ）窒化シリコン（ＳｉＮ）、酸化チタン（Ｔｉ
Ｏ2 ）、無アルカリガラス（熱膨張率４０×１０-7〜４
５×１０-7／℃）、コーニング０３１７ガラス（熱膨張
率９８×１０-7／℃）のうちの何れかでもよく、また、
これらを任意の割合、種類混合したものでもよく、或い
は、任意の種類のものを任意の厚さずつ積層した多層膜
でもよい。
【００４７】また、上述の第１の実施形態および第２の
実施形態においては、誘電体を積層する時間を最長１０
分としたが、用いる誘電体の熱膨張率および製膜方法、
製膜条件によっては、最長１０時間の間の任意の時間で
よい。
実施形態においては、誘電体を積層する時間を最長１０
分としたが、用いる誘電体の熱膨張率および製膜方法、
製膜条件によっては、最長１０時間の間の任意の時間で
よい。
【００４８】ここで、ＳｉＯ2 積層時間の許容範囲の根
拠について説明する。
拠について説明する。
【００４９】第１の実施形態および第２の実施形態にお
いて、ＳｉＯ2 を製膜するに用いた方法は高周波スパッ
タ法（ＲＦＳ）であるが、この方法のＳｉＯ2 に対する
スパッタレート（基板上堆積速度）は１Å／ｓ程度であ
る。従って、この方法による積層時間１０分でのＳｉＯ
2 膜厚は、６００Åとなる。高周波スパッタ法（ＲＦ
Ｓ）の場合、スパッタレートはガス圧、投入電力に依存
する。これらの条件によってスパッタレートが１／６０
になったとすれば、６００Åの膜を積層するに要する時
間は１０時間となる。マグネトロンスパッタ法（ＲＦＭ
Ｓ）やイオンビームスパッタ法（ＩＢＳ）は高周波スパ
ッタ法（ＲＦＳ）よりスパッタレートが高く、数１０Å
／ｓも可能である。１００Å／ｓのスパッタレートが実
現できたとすれば、所用時間は６秒となる。
いて、ＳｉＯ2 を製膜するに用いた方法は高周波スパッ
タ法（ＲＦＳ）であるが、この方法のＳｉＯ2 に対する
スパッタレート（基板上堆積速度）は１Å／ｓ程度であ
る。従って、この方法による積層時間１０分でのＳｉＯ
2 膜厚は、６００Åとなる。高周波スパッタ法（ＲＦ
Ｓ）の場合、スパッタレートはガス圧、投入電力に依存
する。これらの条件によってスパッタレートが１／６０
になったとすれば、６００Åの膜を積層するに要する時
間は１０時間となる。マグネトロンスパッタ法（ＲＦＭ
Ｓ）やイオンビームスパッタ法（ＩＢＳ）は高周波スパ
ッタ法（ＲＦＳ）よりスパッタレートが高く、数１０Å
／ｓも可能である。１００Å／ｓのスパッタレートが実
現できたとすれば、所用時間は６秒となる。
【００５０】本発明の各実施形態では、積層するＳｉＯ
2 の厚さは最大で６００Å程度であるが、膜面に誘電体
の粒子が衝突することによるガーネット膜の応力の緩和
が小さい製膜条件のもとでは、或いは、応力緩和の心配
がない、熱処理前に誘電体を積層する場合は、１０００
Å程度でもよい。
2 の厚さは最大で６００Å程度であるが、膜面に誘電体
の粒子が衝突することによるガーネット膜の応力の緩和
が小さい製膜条件のもとでは、或いは、応力緩和の心配
がない、熱処理前に誘電体を積層する場合は、１０００
Å程度でもよい。
【００５１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ガ
ーネット膜の剥離や結晶化率の低下を招かずに、ガーネ
ット膜の内部応力（σ）を大きくすること及び、膜表面
付近のビスマス（Ｂｉ）偏析を抑制することが可能とな
る。
ーネット膜の剥離や結晶化率の低下を招かずに、ガーネ
ット膜の内部応力（σ）を大きくすること及び、膜表面
付近のビスマス（Ｂｉ）偏析を抑制することが可能とな
る。
【図１】本発明に係るガーネット膜を用いた光磁気記録
媒体の第１の実施形態を示す構成図である。
媒体の第１の実施形態を示す構成図である。
【図２】本発明に係るガーネット膜を用いた光磁気記録
媒体の第２の実施形態を示す構成図である。
媒体の第２の実施形態を示す構成図である。
【図３】第１の実施形態の結果である、結晶化後にＳｉ
Ｏ2 を積層したガーネット膜の内部応力（σ）の、Ｓｉ
Ｏ2 を積層する時間に対する依存性を示す図である。
Ｏ2 を積層したガーネット膜の内部応力（σ）の、Ｓｉ
Ｏ2 を積層する時間に対する依存性を示す図である。
【図４】第２の実施形態の結果である、ＳｉＯ2 を積層
してから結晶化させたガーネット膜の内部応力（σ）
の、ＳｉＯ2 を積層する時間に対する依存性を示す図で
ある。
してから結晶化させたガーネット膜の内部応力（σ）
の、ＳｉＯ2 を積層する時間に対する依存性を示す図で
ある。
【図５】第２の実施形態の結果である、ＳｉＯ2 を積層
してから結晶化させたガーネット膜の、各元素濃度の深
さ方向の分析結果を示す図である。
してから結晶化させたガーネット膜の、各元素濃度の深
さ方向の分析結果を示す図である。
【図６】ＧＧＧ（ガドリニウム・ガリウム・ガーネッ
ト）基板上に製膜したビスマス（Ｂｉ）、Ｇａ置換Ｄｙ
鉄ガーネット膜の深さ方向の組成分析の結果を示す図で
ある。
ト）基板上に製膜したビスマス（Ｂｉ）、Ｇａ置換Ｄｙ
鉄ガーネット膜の深さ方向の組成分析の結果を示す図で
ある。
１、４ 基板 ２、５ ガーネット膜 ３、６ ＳｉＯ2 膜
Claims (7)
- 【請求項１】 基板と、この基板上に製膜されたガーネ
ット膜と、このガーネット膜上に積層された誘電体膜と
を備えたことを特徴とするガーネット膜を用いた光磁気
記録媒体。 - 【請求項２】 請求項１記載のガーネット膜を用いた光
磁気記録媒体において、 膜表面に積層される前記誘電体は、石英ガラス（ＳｉＯ
2 ）、一酸化珪素（ＳｉＯ）、窒化アルミ（ＡｌＮ）、
窒化シリコン（ＳｉＮ）、酸化チタン（ＴｉＯ2 ）、無
アルカリガラス、コーニング０３１７ガラス（商品名）
のうちのいずれか、または、これらを任意の割合、任意
の種類混合したもの、若しくは、任意の種類のものを任
意の厚さずつ積層した多層膜のいずれかであることを特
徴とするガーネット膜を用いた光磁気記録媒体。 - 【請求項３】 請求項１または２記載のガーネット膜を
用いた光磁気記録媒体において、 エッチング処理をした、ガーネット膜の表面または熱処
理前の膜表面に誘電体を積層する時間が、５秒から１０
時間、若しくは積層する誘電体の厚さが最大で１０００
Åであることを特徴とするガーネット膜を用いた光磁気
記録媒体。 - 【請求項４】 基板上にガーネット組成の非晶質膜を積
層し、該ガーネット膜を結晶化した後、膜表面に誘電体
を積層することを特徴とするガーネット膜を用いた光磁
気記録媒体の作製方法。 - 【請求項５】 基板上にガーネット組成の非晶質膜を積
層し、該非晶質膜表面に誘電体を積層した後、該ガーネ
ット膜を結晶化することを特徴とするガーネット膜を用
いた光磁気記録媒体の作製方法。 - 【請求項６】 請求項４または５記載のガーネット膜を
用いた光磁気記録媒体の作製方法において、 膜表面に積層される前記誘電体は、石英ガラス（ＳｉＯ
2 ）、一酸化珪素（ＳｉＯ）、窒化アルミ（ＡｌＮ）、
窒化シリコン（ＳｉＮ）、酸化チタン（ＴｉＯ2 ）、無
アルカリガラス、コーニング０３１７ガラス（商品名）
のうちのいずれか、または、これらを任意の割合、任意
の種類混合したもの、若しくは、任意の種類のものを任
意の厚さずつ積層した多層膜のいずれかであることを特
徴とするガーネット膜を用いた光磁気記録媒体の作製方
法。 - 【請求項７】 請求項４から６のいずれかに記載のガー
ネット膜を用いた光磁気記録媒体の作製方法において、 エッチング処理をした、ガーネット膜の表面または熱処
理前の膜表面に５秒から１０時間誘電体を積層するこ
と、または誘電体の厚さが最大で１０００Å積層するこ
とを特徴とするガーネット膜を用いた光磁気記録媒体の
作製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23445695A JPH0981978A (ja) | 1995-09-12 | 1995-09-12 | ガーネット膜を用いた光磁気記録媒体およびその作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23445695A JPH0981978A (ja) | 1995-09-12 | 1995-09-12 | ガーネット膜を用いた光磁気記録媒体およびその作製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0981978A true JPH0981978A (ja) | 1997-03-28 |
Family
ID=16971292
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23445695A Pending JPH0981978A (ja) | 1995-09-12 | 1995-09-12 | ガーネット膜を用いた光磁気記録媒体およびその作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0981978A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000013178A1 (fr) * | 1998-08-28 | 2000-03-09 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Support d'enregistrement opto-magnetique, son procede de fabrication et dispositif opto-magnetique d'enregistrement et de reproduction d'informations |
-
1995
- 1995-09-12 JP JP23445695A patent/JPH0981978A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000013178A1 (fr) * | 1998-08-28 | 2000-03-09 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Support d'enregistrement opto-magnetique, son procede de fabrication et dispositif opto-magnetique d'enregistrement et de reproduction d'informations |
| US6759137B1 (en) | 1998-08-28 | 2004-07-06 | Centre National De La Recherche Scientifique, Inc. | Opto-magnetic recording medium with a garnet ferrite recording layer, and opto-magnetic information recording/reproducing device |
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