JPS5967612A - 光磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、光、熱、磁気記録媒体の製造り法に関するも
ので、希−」−類金属−遷移金属非晶質合金から成り、
膜面にヌ・ｊし垂直な方向の・輔磁気異り性を持った薄
膜の製造方法に関するものである。

この種の、容易磁化方向が膜面に垂直な、いわゆる垂直
磁化膜は、用途として面密度記録を目的として開発され
ているものである。磁化方向によってｒｌｒＯＪに苅応
さぜるなら、垂直磁化１１へ１においては、極めて微少
な反転磁区もエネルギー的には極めて安定にイｒ在でき
るため、従来の面内方向磁化１模にくらべ、高密度な記
録がｉＪ能になるわけである。

本発明でいう垂直磁気記録とは、ｑ、＋ｆに光、〃）、
磁気作用により′″書き込み′と″読み出し′をイ１う
、いわゆる光磁２（記録を対象とするものである。光磁
気記録の原理に関しては、例えば４ノイ工ンスフオーラ
ム社ｆ６　ｂ　、ｒ−アモルファス電ｒ４Ａ＊Ｉ　ＩＩ
Ｉ　川波（、ｌ；ｉ集成」（１９８１）　ｕｓ　３　部
、第６に１に詳しく述べられている。代表的な記録方法
には、キュリ一点書き込みと補償温度書き込みがある。

キュリ一点書き込みとはキュリ一点が室ｌ晶以−に、多
くの場合室温〜２００°ｃ、ｊこある磁性相別を使用し
、書き込みを行おうとする場所へレーザービームを一定
時間照ル１し、列温さぜ、磁化を弱め、外部磁界等の助
けにより磁化反転さぜることによってイ１う記録方式で
ある。

補償温度１ｙき込みとは補償温度が宇温付近にあるフェ
リ磁性イＡ＊−１を用い、レーザービームでケ１温、磁
化反転させるものである。−・方、読み出しは直線偏光
を照射し几とき、媒体磁化の方向により偏光而が回転す
る性質を利用し、人躬光の偏光而に対し、垂直方向の成
分の強度を測定することにより、磁化方向を知ることが
できる。

このような媒体に要求される磁気的性質としては、垂直
異方性が必要なことは勿論であるが、更に膜面に乎直な
方向からみた磁気ヒステリシス曲線をとった場合、角型
であることが望ましい。なぜなら、残留磁化状態におけ
る「１」と「０」に対応した磁化の差、Ｉｌ：ｉｉ光而
面１１１しｌシ；のイ“１゛度は、まさしくこの磁化の
差に比例するか、角型の場合に最大になり、品８／１＼
ｊの読み、甲しをもたらすからである。

従来、このような要求にこたえる媒体としては、Ｍｒｉ
−１３土に代表される多結晶金属簿膜、０（１−Ｃｏ、
　Ｃｄ−Ｆｅ、’Ｉ’ｂ−Ｆｅ　区代表される遷移金属
−希−１−類金属非晶質合金薄膜、（］１（月こ代表さ
ｉｚる酸化物単結晶薄膜があるが、夫々−長−短を持っ
ている。本発明は、これらの中で特に港移金属−希］力
′ｉ金属非晶質合金薄膜の製造方法に関するものである
。

非晶質ｒ＋ｙｔは、多結品薄１１分のように粒界が存在
しないという特長がある。粒界の存在は、光磁気記録に
おいてはノイヌ゛の原因となるので、非晶質１１のは光
磁気記録ＡＡ料として好都合である。

遷移金属−希土類金属非晶質合金においても、光磁気記
録媒体として使用する為には、磁化容易方向が膜面に苅
して垂直方向に向いていることが必ず要求される。垂直
磁気異方性なるものは、いかなる場合にも誘起できるも
のかといえばそうではなく、むしろ、磁ｉ生薄＋１！￥
ｊの反磁界作用により膜面に゛（４行な方向へ配向する
汀Ｉ向を示す。垂直磁化膜を得るためには、この反磁界
に４１ち勝つだけの異方性エネルギーを製造過程てｆ・
１与することが必侠である。又、垂直磁気異方性は、合
金の種類によって異なる製造法−にの特定手段により誘
起することができる。

この垂直磁気異方性の原因については、例えハ前出の文
献、−リ゛イエンスフォーラム社発行「アモルファス電
子拐料利用技術集成Ｊ　（１’９８１）、１６６〜ｌ　
６９　ｔｔにみられるごとく、多くの説がある。例えば
、Ｄｄ、−Ｃｏ系合金薄膜の場合には原子対生成説が優
勢であり、ｔＡ−ＦＯ系合金薄膜の場合には、ス１−レ
ス説が優勢である。

異方性誘起手段にも多くの方法があり、スパックリンク
法を例にとるならば基板のバイアス電圧、アルコン圧等
の条ｆ１を変えることにより、誘起される異方性の大き
さが異る。基板バイアス電圧、アルコン圧等を変えるこ
とにより、生成中の薄膜は再スパツタ作用を受ける。

Ｃｄ−Ｃｏ膜は、再スパツタにより容易に垂直異方性を
誘起できることが知られている。再スパツタを助長する
為には、基板に負のバイアス電圧をかけてアルゴンガス
イオンの基板への衝突を盛んにすることによりｉｉＪ能
となる。蒸着法とか、負のバイアス電圧をかけないスパ
ッタ法では、垂直磁気異方１生は誘ｒＷされない。

一方、（Ｌ；（１−，１噸“Ｃ〕、’ｌ’　ｂ−ＩＩ′
ｅ等においては、再スパックは（３ｄ−Ｃｏの場合とは
逆の効果をもたらし、再スパックか進イ了するほど垂直
異方１１は低下する。（ｂ］、−，１，”’＋、’ｌ’
ｂ−１ｉ’（＋の仲直異方性はス１−レスによって説明
さ）Ｌ　、　（Ｅ＋Ｊ、　１．”○、“１゛１つ呵パ０
≦：ｑの薄ｊ１ヴ２合金は、蒸着法によっても犯直異方
性が誘起される。

得られる薄１１分の垂直磁気異方性の程度は、−・輔異
方１生定数に口の大きさによって表現できる。

膜面に対して垂直異方性のある）漁てはに、ｕ）Ｏとな
り、逆に面内方向に異方１生のあるものＩｒＪ−Ｋ’１
．　＜Ｏ，！：なる。例えば、バイアス電圧をかけるこ
とによって７１）らｈる卯；直異方１１ユをもったＧｄ
、−Ｃｏ膜に１ｔ　ｏ　　（’！Ｊ’／へ／ｃｃ程度の
ＫＬＪをもつ。Ｋｕの測定法については、例えば井守出
版発行、近角聡信編［Ｉ磁気Ｊ（１９６８）に訂しく記
載されている。

ところで（３（３，−Ｃｏ系においては、垂直異方１ト
１−をもった薄膜を得るためにはバイアス電圧の助けを
かりなければ困ψＩＦであり、バイアス電圧をかけるこ
とは装ｆＲ部品の増大、操作数の増大をまねくは刀りで
なく、再スパツタ効果によりターゲットのホ１１成と膜
の組成が大きく異なることにもなシ、膜の組成制御を複
雑１イ１難にするし、成膜時に膜を加熱するというよう
な欠点にもなっている。

本発明は、かかるｚｐ情に鑑み、特定の元素、即ちビス
マスの添加により、多くの遷移金属−希土類金属合金の
Ｍｌみ合せにおいて、一様に垂直異方性を誘起、又は増
大さぜる方法を提供するものである。

本発明の磁気記録姪体は、遷移金属と希Ｊ、類金属との
合金を基本成分とするアモルファス４金膜に、ビスマス
を添加したものから成る。磁気光学記録媒体では遷移金
属と希−１：　３１Ｊ’ｉ金属の成分比は一般に補償組
成近傍に限定さＩｚるか、本発明にお因ではバブル用ア
モルファス膜として使用する場合のように、補償組成が
らがな９はずれた組成領域も包含することができる。遷
移金属としてはＶいコバルト、ニッケルが代表的である
が、この３元素に限定されるもので（ｌ−ｊ：ない。希
１類元素としては、４−１°系列の元素をいう。ビスマ
スの添カ１岬は遷移金属と希」二類金属の秤類によって
異なるものであり、磁気異方ＩＪ−が最大イこなる添加
にが存在し、それは２ｏ原了％以内である。本発明の薄
１漢は、スパッタリンク法、蒸着法、イオングレーティ
ック法等によって行うことができる。基イ２としてはガ
ラス、グラスチック、金属等が使用できる。蒸発源とし
ては、多元又は合金が使用できる。組成の均一化をｌ−
１：がるために、ＪＩ（仮の回転機能がＩＷｉえら九て
いることが望ましい。又、〕、（板の（！＋Ａ　Ｗ−に
’７１が！凹にさｉＬる場合には、基板の冷却装置がイ
・〕属していることか必斐である。酸Ａ・；、水分の悪
ｊ彫響を除く為に、できるだけ高原空度か得らノＬる装
置１ｑがイｌましいことは勿論である。

スパッタリンク法ｌとおいては、アルコ゛７圧、パワー
花′Ｊ長、シ、（仮バイアス″；Ｕ圧等は特に限定され
ない。なぜなら、はとんとの条外下でビスマスを添加す
ることにょシ、垂直異方性の商いものがイ↓）られるが
らである。

垂直磁気異方性の程度は、−軸異方性定数Ｋｕによって
表わすことができる。ｌ＜【」の求め方は、例えば井守
出版発行、近角聡信編目磁気Ｊ（１９６８）にｄτ°シ
〈記述されている。

本発明によって作られた薄膜は非晶質である。

非晶質はＸ線回折、透過電子線回折等により確認さノＬ
る。

以下、実施例により本発明を説明するが、本発明がこれ
らに限定されないことは勿論である。

実施例１〜４ ２元マグネ１−ロン型高周波スパッタ装置によシ、（Ｅ
ｄ、−Ｃｏ−１３１アモルファス合金薄膜を作成した。

第１のクーゲットには、厚さ５　ｍｍ、直径１００間の
金属ヒスマスを使用した。第２のターゲットには厚さＱ
、　３　ｍｍ、ｉ’ＭｆＭ　１００　ｍｍ）金属カドリ
ニウムを使用し、その」−に角度１０°、゛１′径５０
闘、厚みＱ、５　Ｆｌのいちょう型のコバルト片１８枚
を対称形に配置した（すなわちガドリニウムとコバル１
−の露出面積比は１：１になる）。

紙板にはスライドガラスを使用し、水、アセトン、エタ
ノールの順に超音波’１５１Ｊ：　ｉ’ｆトを繰９返し
た。

ターゲラＩ・土部５ｃ１〃に位［Ｆｆする回転円板上に
、下向きにスライドカラスを固定した。回伝円板内には
冷却水が流れ１．！Ｉ（板のｒｌ’ｌｌ’Ｌ度Ｌ＋１を
おさえることができるようになっている。円板ば１σ分
５０回転させた。スパッタ室はクライオポンプによりｌ
　Ｘ　ｌ　ＯＵ（’１ｍ’、ｌ”ｊ　テＩ％１ｌｉＬＩ
ｆ　ニＬ、、ｌ：’ｌ’ｌ　純１％アルコンを流入する
仁とにより、ｔ　ｏ’−２ｔ・Ｏｒ’　ｒ’にした。紙
板は接地した（すなわちバイアス電圧ＱＶ）。この状態
で、１？１周波電源からパソーを投入し、放電を誘起し
た。Ｃｂｉ−Ｃｏ複複合クーフッ１１則投入′心力は２
００〜２５　Ｑ　Ｗとし、口°１倶１ターゲットには０
〜５０Ｗの′屯カを投入し、合１？１投人屯力は２５０
Ｗで一定とり、ｆｌ。５〜３０分子１＋ｉｉｉスパッタ
を行ったのち、クーゲットと基板間のシャッターを開き
、１５分間スパックを継続した。析出薄膜の厚みは干渉
法により測定した。磁化は振動試月型磁カ３１て測定し
た。−輔磁気異方１！１：定数に、ｕば１−ルクメータ
ーにょシ４１１１定した。薄膜の組成は、ＧｄとＣｏの
比については螢光χ線法によシｊ１）］定し、Ｃ○と１
３１の比については試水１　ｏ）一部を硝酸に溶解し、
原子吸光法により測定したう結果を第１表に示す。

木実施例により得られた膜をＸ線回折分析し之ところ、
明瞭なピークは認められなかったつ実施例５〜９ コバル１−１１のかわりに、コハル１−片と同形の鉄片
２０枚を使用した以外は実施例１〜４と同じ実験方法に
より、Ｇｄ−Ｆｅ側ターゲットとＢｊ−側ターゲットへ
の投入電力ｈ１を変化させて、カラス基板」二へメ１，
１７膜を作成した。その結果を第２表に示す。

本実施例により？ｙ）らＩ″したメｊ！、ｉ　ｌ？７’
ｊについてＸ線回折分析を行ったところ明瞭なピークは
認められなかった。

牛、′ｒ￥「出願人 桜　　井　　良　　文 銚淵化学」−業株式会社 ５３−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■、　ビスマス添加を特徴とする、ＩＩの面に垂直な方
   向の一軸磁気異方１１ユの高い遷移金属−希二」−類金
   属非晶質合金薄膜の製造方法。 ２、　ビスマスの添加量が２０　Ｊｉ’、Ｃｒ％り内で
   ある特許請求の範囲第１項記戦の製造方法。 ３、　希土類金属がガ１〜′リニウムである特許ｉ：ｌ
   ’ｌ求の；匣囲第１項記載の製造方法。 ４、　遷移金属がコバルトである特π１請求の口（α囲
   第１項又は第３Ｊ−Ｉ′ｌ記戦の製Ｊ告方法。