JPS61144744A - 光磁気記録素子及びその製法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は非晶質金属垂直磁化膜媒体の酸化を防止して初
期特性を維持せしめると共に外傷による記録特性の劣化
を防ぎ、特に誘電体薄膜を不可欠とした光磁気記録媒体
において光磁気特性の長期信頼性を達成した光磁気記録
素子及びその製法に関するものである。

〔発明の背景〕

近年、垂直記録媒体や光磁気記録媒体などを用いた書き
換え可能な高密度大容量記録媒体が盛んに研究され、光
磁気記録媒体においては、大量の情報を高密度に記録す
るため、集束レーザー光を投光して記録媒体を局部加熱
することにより微小ビットを書き込み、磁気光学効果を
利用して読み出すという記録方式であり、この媒体には
主として希土類−遷移金属元素から成る非晶質金属垂直
磁化膜が用いられる。代表的なものとしてＴＩ）Ｆｅ合
金等があり、これらはスパッタリング法や真空蒸着法な
どによって成膜される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、この光磁気記録方式は垂直磁化膜の表面
磁化状態を敏感に反映するものであるにもかかわらず、
希土類金属元素と鉄元素等を含むため非常に耐環境特性
に劣り、長期に亘って安定した磁気記録特性を維持する
ことができず、長期信頼性に問題がある。この為、吸湿
性、耐酸化性及び密着性の観点から基板材料、保護膜材
料及び記録媒体自身の改善が試みられてきたが、長期信
頼性を特に必要とする高密度記録媒体として未だ十分な
特性を有するに至っていない。

即ち、上記の問題を解決するため、例えば媒体自身にＣ
ｏ、Ｎｉ等の酸化及び孔食に強い磁性元素やＳｉ−、Ｏ
ｒ、　Ａｊ等の半金属並びに不動態形元素などの添加元
素を加えた多元合金化による媒体自身の耐酸化性及び耐
食性の改善が試みられているが、これらは主成分を希土
類元素−鉄系合金とする以上、媒体自身による飛躍的な
耐酸化性及び耐食性の向上は望めない。

他方、記録媒体に誘電体薄膜を被覆することが提案され
ている。斯様な誘電体薄膜に要求される特性として第１
に磁性体の磁気特性に酸化等の悪影響を及ぼさないよう
な非酸化物系材料であること、第２に長期に亘って外部
雰囲気による磁性体の酸化を生じさせないような外気遮
断効果に優れていること、更に１０００　人前後の膜厚
で前述した好適特性が得られるのがよい。

公知の保護膜材料にはＳｉＯ、８１３Ｎ＋などがあるが
、Ｓ１０は酸化物材料であるため製法によっては磁性体
の磁気特性に悪影響を及ぼす危険性のあることが判って
いる。また８１３Ｎ＋については前述した第１．第２の
点に比較的優れているが、厚さ１０００＾程度の５１３
Ｎ４誘電体薄膜を用いると、その薄膜を通して生じる孔
食によって磁性体の酸化透明化が生じ、これＫより記録
の消失が生じエラーの原因となることが判っている。か
かる難点を解消しようとしてこの薄膜の厚みを大きくす
ると薄膜自体がもつ内部応力に起因してクラックが発生
し易くなることが実験により確かめられている。

従って磁気記録媒体の全面に亘って形成した誘電体薄膜
にピンホール等の欠陥を皆無にすることは不可能に近く
、その欠陥箇所からの孔食の進行は顕著に認められた。

他方、この誘電体薄膜を例えば、基体と記録媒体の間に
介在させることが提案されている。即ち、透明基体上に
透明誘電体薄膜を介して光磁気記録媒体から成る磁性層
を形成した光磁気記録素子において、レーザー光を基体
側から投光して再生するに際して誘電体薄膜の膜厚ｔを
多重反射が起きルヨウナ条件、ｔ＝λ／＋ｎ　、　（２
ｍ＋１　）　　（但し、λ：レーザー光の再生波長、ｎ
：誘電体層の屈折率、渭＝０．１．２．３．−）に設定
することで極力−効果のエンハンスメントを得ることが
出来、再生性能が顕著に向上する。

また、酸化し易い非晶質金属垂直磁化膜を記録媒体とし
、これをスパッタリング法などの薄膜形成方法により製
作するため、この記録媒体を外気に晒すことがないよう
に外気遮断効果の大きい膜を被覆する必要がある。従っ
て前述した目的に加えて磁性体薄膜に誘電体薄膜を被覆
するのが望ましいと考えられる。

しかしながら、磁性体薄膜を二層の誘電体薄膜に介在さ
せて被覆する場合を例にとってみても、磁性体層及び誘
電体層が固有している吸湿性により、それら自体が膨潤
現象を起こし、特に高温高湿という過酷な条件下におい
てはそれが顕著に発生する。しかも、ポリカーボネート
等のプラスチック基体を使用すると基体と膜との密着性
不足により膜が剥れ易くなる傾向にある。

更に、誘電体薄膜が直に外気に晒された状態にあると外
傷を受は易くなり、発生した傷の箇所に記録ビットを書
き込むと記録層に密接しているため、記録ビットを書き
込むに際して発生する熱が正常なビット書き込みに比べ
て不均一に拡散する。

その結果、ビット形状が歪んでしまうことＫなる。

かくして、先行する光磁気記録素子によれば、一方ニお
いてエンハンスメント効果をもたらすために、また磁性
体薄膜の本来の光磁気特性を保つべく耐酸化性を向上さ
せるために誘電体薄膜を用いても、書き込み特性や保持
特性の変化によりエラーレートの増大を来たしていると
いう問題がある。

〔発明の目的〕

従って本発明は上記事情に鑑みて完成されたものであり
、その目的は誘電体薄膜を磁性体薄膜に被覆して再生性
能や耐酸化性を向上させた光磁気記録素子を提供するこ
とにある。

本発明の他の目的はすべてのビット形状を均一にしてエ
ラーレートを減少せしめた光磁気記録素子を提供するこ
とにある。

本発明の更に他の目的は光磁気記録の初期特性を維持せ
しめて長期信頼性を達成した光磁気記録素子を提供する
ことにある。

〔発明の要旨〕

本発明によれば、基体上に、少なくとも、膜面に垂直な
方向に磁化容易軸を有する非晶質金属垂直磁化膜及び誘
電体薄膜を形成した光磁気記録素子において、前記誘電
体薄膜上に紫外線硬化樹脂膜を形成したことを特徴とす
る光磁気記録素子が提供される。

更に本発明によれば、円板状基体上に、少な（とも、膜
面に垂直な方向に磁化容易軸を有する非晶質金属垂直磁
化膜゛及び誘電体薄膜を順次形成するのに伴って該非晶
質金属垂直磁化膜の周端部が該円板状基体の板面外周よ
りも小さくなるように形成し、次いで紫外線硬化樹脂膜
を該非晶質金属垂直磁化膜の側端面を覆う如（延在せし
めて被覆したことを特徴とする光磁気記録素子の製法が
提供される。

〔問題を解決するための手段〕

本発明に係る光磁気記録素子の亜型的な層構成は第１図
に示す通りである。即ち、ガラスやプラスチック（ＰＭ
ＭＡ　、　ＰＣ、エポキシ等の樹脂）の基体（１）上に
Ｓｉ、ａＮ＋等から成る高屈折率且つ透明な第１誘電体
薄膜（２）を介して膜面に垂直な方向に磁化容易軸を有
する非晶質金属垂直磁化膜（３）を形成するものであり
、この垂直磁化膜（３）は例えば、ＴＩ）Ｆｅ、　Ｔｂ
ＦｅＣ０、ＤｙＦｅＣｏ　、　ＧｄＴｂＦｅＣｏ　、　
ＧｄＤｙＦｅＣ０等、容易に酸化し易い磁性体である。

そこで、剪述した通り、スパッタリング等の斯様な薄膜
形成手段において、その装置から外部へ搬出することに
伴う酸化を防止するため該垂直磁化膜（３）上に連続し
て５ｉａＮ４．　ＺｎＳ等から成る第２誘電体薄膜（４
）を形成する。次いで、該第２誘電体薄膜（４）の上に
樹脂を被覆して保護膜（５）と成すものである。従って
、本発明によれば垂直磁化膜（３）に対して基体とは反
対側に二層の保護膜構造を形成している。

この保護膜（５）には樹脂を用いることに特徴があって
も、種々の樹脂の中から紫外線硬化樹脂を選択すること
に工夫がなされている。即ち、紫外線硬化樹脂は光重合
反応による硬化であり、保護膜（５）を形成するにはこ
の樹脂を塗布し、然る後、紫外線照射を行えばよい。か
かる樹脂に比べて周知の熱硬化性樹脂を用いる場合、プ
ラスチック基体（１）に対しては耐熱性、耐溶剤性に劣
るため硬化に必要な加熱が十分に行えない。低温硬化性
の熱硬化性樹脂を用いても、或いはガラス基体（１）を
用いても樹脂から発生する有機ガスのため基体が変質し
たり、このガスが各々の薄膜を侵透して基体と薄膜との
密着性を顕著に劣化させることが判っている。

しかも、かかる加熱は垂直磁化膜（３）へも作用するの
でその非晶質の構造変化を招くことになり、光磁気特性
を劣化させる原因となる。

この紫外線硬化樹脂は無溶剤型であるのが望ましい。即
ち、無溶剤型であれば基体（１）やＲｍに悪影響を及ぼ
さず、例え溶剤が少量含まれているものでも、紫外線照
射を終えるまでの時間が極めて短かいために問題となる
ことが少なく、光磁気記録素子に好適な特性を有してい
る。

本発明によれば、保護膜（５）を第２誘電体薄膜（４）
を覆う如く延在せしめて被覆しているため、次１′−述
べるような作用効果が得られる。

即ち、本発明者等が繰り返し行った実験によれば第２誘
電体薄膜（４）の全面に亘ってピンホールを皆無にする
ことは不可能であり、この箇所から水分、イオン等の侵
入により垂直磁化膜（３）の孔食が生じて時間が経つに
つれてその孔食が広がっていき、記録が消失して行くこ
とが判った。然るに本発明に係る保護膜（５）を第２誘
電体薄膜（４）の全面に亘って形成することにより湿気
の侵入やハンドリングによる指紋、汗等の汚れの付着が
原因となる孔食の発生及びその進行を防ぐことができる
ことを確認した。

また、垂直磁化膜（３）及び第１．第２誘電体薄膜＋２
＋　＋４１が固有している吸湿性によりそれら自体が膨
潤現象を起こし、これによってポリカーボネート等のプ
ラスチック基体を使用すると基体と膜との密着性不足に
より膜が剥れ易くなる傾向にあったが、本発明者等の実
験によれば、密着力不足のために生じる膜脹れや膜剥れ
を実用上支障のないレベルまでに防止することが可能と
なった。

更にかかる保護膜（５）がないと第２誘電体薄膜（４）
が露出されているため外傷を受は易くなるが、これに起
因してこの箇所に記録ビットを書き込むと熱拡散状態に
不均一を起こし、ビット形状が歪んでしまうことが判っ
た。従って、この保護膜（５）を用いるに際して熱伝導
率が小さく且っ熱容量が大きくなるような膜厚に設定し
て被覆すれば抗傷性を有するのに伴って書き込みビット
形状の安定性は顕著に優れることを確認した。

本発明者等の実験によれば前記保護膜（５）の膜厚を５
〜１５μｍの範囲に設定するのが望ましいことが判った
。

５μｍ未満の膜厚では前述した通りの保護膜（５）で係
る種々の効果が顕著にならず、１６μｍを越え５と光重
合反応が不十分となり、更に樹脂の体積又縮率が室温で
約１１％と大きくなっていることに起因して硬化後に基
板の反りもしくは第２誘電体薄膜（４）との密着不良を
起こすことが確認できた。

また第２誘電体薄膜（４）の膜厚を５００〜１５００人
の膜厚に設定するのが望ましい。特にこの膜厚を１５０
０　Ａを越えて形成すると成膜時間が長（なるのに伴っ
て基体温度が上昇し、膜内への内部応力が蓄積されるた
めである。

更に本発明においては光磁気記録素子の製法に特徴があ
る。即ち、円板状の基体（１）に第１図に従って前述し
た通りに第１誘電体薄膜（２）、垂直磁化膜（３）、第
２Ｎ電体薄膜（４）及び保護膜（５）を順次積層するに
際して、垂直磁化膜（３）の周端部が基体（１）の板面
外周よりも小さくなるように形成し、更に垂直磁化膜（
８）の側端面を覆う如く延在せしめて被覆するのがよい
。これにより、垂直磁化膜（３）は第１、第２誘電体薄
膜＋２＋　＋４１及び保護膜（５）により完全に密封さ
れているため耐酸化性に優れ、光磁気特性を経時的に劣
化させることがなく、初期の高品質特性を維持すること
ができる。

次に本発明の実施例について述べる。

〔実施例〕

３相スパツター装置及び紫外線硬化処理装置を用いて光
磁気記録素子を製作し、高温高湿放置試験、人工汁液浸
漬試験及び外傷による書き込みビット形状への影響試験
を行なった。

即ち、本実施例の光磁気記録−素子は厚さＬ２ｆｆのガ
ラスもしくはプラスチックの基体（１）を３相スパツタ
ー装置に設置し、５Ｘ１０　　ＴｏｒｒＫ排気し、５　
Ｘ　１０　　Ｔｏｒｒの虹圧力で５ｉａＮ４から成り高
屈折率且ツ透明の第１誘電体薄膜（２）、ＴｂＦｅＣｏ
　、　ＤｙＦｅＣ０等の非晶質金属垂直磁化膜（８）、
Ｓｉ、３Ｎ＋から成る第２誘電体薄膜（４）をそれぞれ
６００Ａ、１５００　Ａ、１２００人の膜厚で真空中連
続形成した。然る後、大気中に取り出し、引き続き厚み
が６〜８μｍＫなるように紫外線硬化樹脂（大日本イン
ク（株）製ダイキュアクリアＳＤ　−１７）をスピンコ
ードし、紫外線硬化処理装置った５層構造の本発明光磁
気記録素子＋Ａ）とかかる樹脂をコートしなかった４層
構造の光磁気記録素子（Ｂｌをクラス１００の環境下で
作製し、比較評価した。

■　高温高湿放置試験 ６５℃、９０〜９５％正の雰囲気に１５０時間設置して
外観観察、テープ引き剥がし法による密着力評価、及び
カー効果測定装置による残留カー回転角θｋｒ及び保磁
力ＨＱのそれぞれの経時変化（１）を（１’ＪＣｒ　（
ｔｌ／θｋｒ　（ｏｌ及びＨａ　（ｔｌ　／Ｈｃ　（ｏ
）について測定した。　これらの結果は第１表に示す通
りであり、本発明の光磁気記録素子図ではいずれも全く
経時変化がなかった。

■　人工汁液浸漬試験 人間の汗の標準的な成分を人工的に作成した人工汁液に
２時間浸漬すると光磁気記録素子（Ｂｌでは外観上第２
誘電体薄膜（４）自体に平均３ケ／ｅｊでピンホールが
発生するのに比べて本発明の光磁気記録素子（Ａ）によ
ればピンホール発生数が零となり、その優位性が認めら
れた。

■　外傷による書き込みビット形状への影ＩＨＦ価荒さ
２３０番のサンドペーパーを用いて膜面側表面を一定圧
力を加えながら数回擦り付けるというラビングテストを
行った。これにより傷をつけた媒体に集光レーザー光に
より基板側から光熱磁気書き込みを行ない、それぞれビ
ット形状を偏光顕微鏡にて観察したつその結果、光磁気
記録素子（Ｂｌについては第２誘電体薄膜（４）につい
た傷に沿ってビットが書けなかったり、その形状が歪に
なるのに対して光磁気記録素子（ＡＩ　Ｋよれば保護Ｗ
Ｉ１．＋５１に傷があるにもかかわらず完全な円形ビッ
トが記録できた。かくして書き換え可能光記録媒体に必
要な記録感度の安定性にも優れた効果を有することが判
った。

更に本発明者等は次の通りの比較実験を行なうことによ
って保護膜（５）を第１．第２誘電体薄膜（２）（４）
及び垂直磁化膜（３）の側端面を覆うように延在せしめ
たことの作用効果を確認した。

即ち、第１図に示した光磁気記録素子に対して第２図に
示した通りに前記側端面を露出せしめた光磁気記録素子
について上述した■高温高湿放置試験、■人工汁液浸漬
試験を行ったところ、該側端面からの孔食が顕著となり
、試験■について周辺部約５ｆｌ、試験■について周辺
部約２０　ＪＥＩＩＩの範囲にまで透明化が進行したの
が認められた。

〔発明の効果〕 上述の通り、本発明の光磁気記録素子によれば、誘電体
薄膜を磁性体薄膜に被覆して再生性能や耐酸化性を向上
させた。加えて、磁性体薄膜及び誘電体薄膜を順次積層
し、更にこの上に紫外線硬化樹脂膜を積層した光磁気記
録素子においては′ピンホールの発生、薄膜の１ｍ着性
等々に優れ、光磁気記録の初期特性を維持せしめて長期
信頼性を達成すると共にすべてのビット形状を均一にし
てエラーレートを減少せしめた光磁気記録素子が提供さ
れる。

更に垂直磁化膜の側端面を覆うように紫外線硬化樹脂膜
を延在せしめたことにより垂直磁化膜の耐酸化性は顕著
に向上した。

尚、本発明の光磁気記録素子は上記実施例に限られるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において金
属薄膜など種々の薄膜を介在させたり、ディスクを２枚
貼り合わせた両面記録ディスクなどの構成等々改良、変
更などは何ら差支えない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に示した光磁気記録素子の拡大
断面図、第２図は比較例として示した光磁気記録素子の
拡大断面図である。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）基体上に、少なくとも、膜面に垂直な方向に磁化
   容易軸を有する非晶質金属垂直磁化膜及び誘電体薄膜を
   形成した光磁気記録素子において、前記誘電体薄膜上に
   紫外線硬化樹脂膜を形成したことを特徴とする光磁気記
   録素子。
2. （２）前記誘電体薄膜の膜厚を５００〜１５００Åの範
   囲に設定したことを特徴とする特許請求の範囲第（１）
   項記載の光磁気記録素子。
3. （３）前記紫外線硬化樹脂膜の膜厚を５〜１５μｍの範
   囲に設定したことを特徴とする特許請求の範囲第（１）
   項記載の光磁気記録素子。
4. （４）円板状基体上に、少なくとも、膜面に垂直な方向
   に磁化容易軸を有する非晶質金属垂直磁化膜及び誘電体
   薄膜を順次形成するのに伴って該非晶質金属垂直磁化膜
   の周端部が該円板状基体の板面外周よりも小さくなるよ
   うに形成し、次いで紫外線硬化樹脂膜を該非晶質金属垂
   直磁化膜の側端面を覆う如く延在せしめて被覆したこと
   を特徴とする光磁気記録素子の製法。
5. （５）前記誘電体薄膜の膜厚を５００〜１５００Åの範
   囲に設定したことを特徴とする特許請求の範囲第（４）
   項記載の光磁気記録素子の製法。
6. （６）前記紫外線硬化樹脂膜の膜厚を５〜１５μｍの範
   囲に設定したことを特徴とする特許請求の範囲第（４）
   項記載の光磁気記録素子の製法。
7. （７）前記基体上に誘電体薄膜を介して前記非晶質金属
   垂直磁化膜を形成したことを特徴とする特許請求の範囲
   第（４）項記載の光磁気記録素子の製法。