JPS61196444A - 光磁気デイスク - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、基板面に対し垂直な方向に磁化容易軸を有す
る希土類−遷移金属非晶質合金薄膜を記録層とする誉き
換え可能型の光磁気ディスクに関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

希土類−遷移金属非晶質合金薄膜（ＢＥ−ＴＭ膜と略記
する）は、（ａ）安価な基板上にスパッタリング法・真
空蒸着法等の工業的応用が容易な成膜法ｌこよりて垂直
磁化膜を形成できる、（ｂ）システム的に有利な半導体
レーザ等からの低パワー光ビームの照射により記録・消
去ができる、（Ｃ）非晶質であるので粒界雑音のない記
録用レーザビームのスポット形状と同一形状の記録ビッ
トが形成できる、等の利点を有するため、書き換え可能
型の光磁気ディスクの記録層材料として最も実用化が有
望視され、各所で開発が試みられている。

上述した（ａ）〜（Ｃ）の特徴は、希土類元素（ＲＥ）
としてＧｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏを、また遷移金属元素（
ＴＭ）としてＦｅ、Ｃｏ　を各々使用し、それらの組合
せからなるＲＥ−ＴＭ膜化対して一般的に有する特性で
あるが、より具体的なメモＩＪ　％性はＲＥとＴＭとの
組合せに大きく依存して異なる。これらのうち、希土類
元素としてＤ）’、ｎｏを主成分とするＲＥ−ＴＭ膜は
、再生信号に寄与するカー回転角が不十分であり、光磁
気ディスクの記録層としては実用的な優位性がないため
、以下、希土類元素としてＧｄ。

Ｔｂ％遷移金属元素としてＦｅ、Ｃｏ　ｌこ元素の種類
を絞って論することとする。

これまでに書き換え可能型光磁気ディスクにおける記録
層として開発された主なＲＥ　−ＴＭ膜材料ＩＣは、Ｇ
ｄＣｏ、ＧｄＴｂＣｏ（ＧｄＴｂ中に占めルＴｂ）組成
成分比が３Ｑａｔ０％以下）　、　ＴｂＦｅ、ＴｂＦｅ
Ｃ。

（ＦｅＣｏ中に占めるＣＯの組成成分比が１５ａｔ０％
以下）　、　Ｇｄ’Ｌ’ｂＦｅ等があるが、これらの材
料を用いた場合には以下の問題点がある。例えばＴｂＰ
ｅ　。

ＴｂＦｅＣｏ、ＧｄＴｂＦｅ　を記録層とシタ場合、キ
ューリ一温度が高々２５０℃程度であるので記録・消去
特性上はかなり有利となる反面、Ｆｅを主成分としてい
るためにメモリとして基本的に重要な長期保存性の確立
が本来的に困難となる。

光デイスクメモリの場合、記録・再生用光ビームの焦点
近傍に存在するゴミがエラーレイトを著しく増大させる
ことから、光ビームは基板面側から入射するのが有利で
あることが一般に知られている。上記したＦｅを遷移金
属元素の主成分とする材料を記録層に使用した光磁気デ
ィスクにおいても、記録層の基板面側と反対側の面に実
用上十分なメモリ寿命を実現する酸化防止膜を保護層と
して形成することは可能であるが、ディスク製造プロ゛
セスが複雑化する。すなわち、ＢＥ−ＴＭ膜の利点の一
つがスパッタ法、真空蒸着法といった工業的応用の容易
な手段で形成できる点にある既に述べた通りであるが、
この利点を活かす上ではＲＢ−１Ｍ膜形成後に成膜する
酸化防止膜の形成もドライプロセスではスパッタ法、真
空蒸着法を適用できなければ価値が乏しいものとなり、
またＲＥ−ＴＭ膜の形成後は基板温度を几Ｂ−ＴＭ膜の
結晶化温度より低い温度に抑えながら酸化防止膜を形成
しなければならない。しかしながら、基板を低温ζこ保
持してスパッタ法、真空蒸着法によりピンホールの無い
良質の酸化防止膜を形成するのはもともと困難であるの
で、ウェットプロセスによるモールド材の形成等が必要
となり、酸化防止膜形成プロセスは複雑化を回避し得な
い。さらに、このような酸化防止膜の形成は、ディスク
のコスト上昇を招くという欠点がある他、実用上不可決
とされる光ヘツドガイドのためのトラッキング用案内溝
を容易に形成し易いアクリル、ポリカーボネイト等の透
明樹脂材料を基板として使用する場合に、基板を透過す
る外気による酸化が問題となり、かつ基板とＲＥ−ＴＭ
ｊ［との間は記録・再生用光ビームの入射側となること
から光学的機能を有する酸化防止膜以外は形成できない
。従って、前記したＦｅを主成分とするＲＥ−ＴＭ膜を
記録層とする光磁気ディスクに忽いては長期保存性の確
立は極めて困難であるという問題点がある。これらの問
題点については、後述する実施例の中で説明する発明者
等の行なった実験結果からも明らかとなろう。

ざら番こ、前記した従来の光磁気ディスクにおける記録
層に用いられるＲＥ−ＴＭ膜のうち、ＧｄＣｏ。

ＧｄＴｂＣｏに対しては遷移金属元素としてＦｅを使用
していないので、低温スパッタリング法によって形成し
た酸化防止膜を被覆する程度の酸化防止対策によって実
用上の寿命は達成され得る。しかし反面、記録層を成膜
する際に真空蒸着法では垂直磁化膜が得られず、またス
パッタリング法では基板への熱負荷が過大となるバイア
ス・スパッタリング法でなければ垂直磁化膜が得られな
いため、実用上有利な樹脂基板を用いた際、基板への熱
負荷が問題となる。さらに、こ、れらのＲＥ−ＴＭ膜は
材料の持っている常温近傍における保磁力の大きさが、
補償組成付近の極めて限定された組成範囲以外は記録ビ
ットを安定に保持する上で不十分であり、大面積の基板
に均一な特性の記録層が形成しにくいという問題点があ
る。

このように、従来より書き換え可能盤光磁気ディスクの
記録層をして開発が進められているＲＥ−ＴＭ膜は、■
長期保存性、■樹脂基板を使用できる。■大面積の基板
上に均一な特性の記録層を形成できる、といった要求を
同時に満たすことは難しく、いずれも実用に供し得るに
は大きな問題を抱えている。

発明者らは上述した従来のＲＥ−ＴＭ膜の問題を解決す
べく、遷移金属元素にそれ自体で耐酸化性に優れるＣＯ
を用い、これに希土類元素としてＴｂを組合わせ、基板
への熱負荷の小さい無バイアス・スパッタリング法また
は真空蒸着法によって常温近傍の保磁力が十分大きな垂
直磁化膜となり得るＲＥ−ＴＭ膜であるＴｂＣｏ　ｊｌ
［を記録層とする光磁気ディスクについて既に提案して
いる（第８回日本応用磁気学会学術講演要旨集１４１Ｂ
−１１３１９８４年１１月）。この報告においては、Ｔ
ｂＣｏ膜の組成成分比、膜厚、および最適なディスク構
造等についての詳細な検討はなされていない。また、例
えば特公昭５４−４１１７９号公報においても記録層に
使用し得る几Ｅ−ＴＭ膜の一つとしてＴｂＣｏ膜が例示
されているが、やはり好ましい組成条件等については開
示されていない。しかし、これらは実用に供し得る光磁
気ディスクを実際に提供しようとする場合、無視するこ
とのできないＴＬ要な要素であり、特に組成成分比につ
いては、記録層の保磁力、記録感度等に直接大きな影響
を与えると考えられ、その最適化は極めて重要である。

また従来のＧｄＣｏ　、　ＧｄＤｙＣｏの非晶質合金膜
はカーＨ仁金州＋４１、）Ｆ面ｍ顧油潰占＝伜茹ア量占
ユ又を行うので高保磁力を得るための書き込み温度範囲
、記録媒体の組成範囲が非常に狭く、記録された情報が
不安定で且つ外部磁場の影響を受は易いという欠点があ
る。そのためＧｄの代りに一部或いは大部分子すで置控
して保磁力を太きくＬ（ＩＫｏｅ以上になる）記録され
た情報を安定化することが行われている。しかし、また
このような希土類−Ｃｏの非晶質合金膜は、キエーり温
度が４００℃以上と高いため、Ｔｂを含むＴｂＧｄＣｏ
　、　ＴｂＣｏ　、ＴｈＧｄＤｙＣｏなどは書き込み温
度（１００〜２５０℃）でも保磁力が低下せず、記録す
るときに大きい外部磁場を必要とし、更には記録感度が
低下するという問題がある。

また希土類−Ｃｏの非晶質合金膜は、書き込み、消去を
長期間くり返すと熱的緩和により垂直磁気異方性が減少
し、情報の首き込みができなくなるという問題点があっ
た。

一方、ＧｄＦｅ、ＴｂＦｅのようなＦｅを含む非晶質合
金膜はキエーり温度が低いため、記録感度が優れている
が、Ｇｄｅｏ　、　ＴｂＣｏのようなＣＯを含むものに
比べて酸化されやすくそのため特性の変化が著しく、長
期間の使用に耐えられないという欠点がある。

〔発明の目的〕

本発明は、か＼る点に鑑みなされたもので、上記のよう
な従来の膜面に垂直な方向に磁化容易軸を有する希土類
−鉄族非晶質合金膜の欠点を解決したものであり、大面
積の基板上に均一な特性の膜を容易に製造することが可
能であり、高感度で且つ長期間に亘って安定した情報の
記録嗜再生・消去が可能な光磁気記録媒体を提供するこ
とを目的とするものである。

〔発明の概要〕

本発明は、基板と、この基板上に形成され、該基板面に
対して垂直な方向に磁化容易軸を有する希土類−遷移金
属非晶質合金薄膜からなる記録層と、この記録層の前記
基板面側と反対側の面上に形成された保獲層とを備えた
光磁気ディスクにおいて、前記記録層として一般式 ％式％ Ｓｍ、Ｅｕ　の少なくとも一種 Ｍ　；　Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈの少なくとも一種Ｍ　
：　Ｂ、Ａｔ、Ｃ，Ｓｉ、Ｇｅ、Ｐ、Ｔｉ　、Ｚｒ、Ｈ
ｆ　、Ｖ、Ｎｂ。

Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ少なくとも一種 ０、１　＜　Ｘ　＜　０．４ ０．０５≦ｙ≦０．４ ｏ、ｏｓ　＜　ｚ≦０．４ ０．１≦ｙ＋ｚ≦０．４ で表わされる非晶質合金薄膜を用いたことを特徴とする
光磁気ディスクである。

本発明によれば、記録層を構成するＲＥ−ＴＭ膜として
のＴｂ　ＣｏＭ膜が遷移金属元素としてそれ自体が耐酸
化性に富びｎを用いているため、Ｆｅ等を使用したもの
に比べて格段に長寿命である。また、ＴｂＣｏ膜は遷移
金属元素にＣＯを用いた他のＲＥ−ＴＭＪＩＩ、例えば
ＧｄＣｏ膜等と異なり、基板への熱負荷の小さい無バイ
アス・スパッタリング法や真空蒸着法によって容易に垂
直磁化膜を得ることができるため、種々の面で実用上好
ましい樹脂基板を問題なく使用することが可能である。

しかも、遷移金属元素であるＴｂの組成成分比の非常に
広い範囲にわたって、十分な保磁力を持つ垂直磁化膜が
得られるため、実際に使用される大面積の基板上に記録
層を成膜する場合でも、容易に均一な特性が得られる。

さらに、本発明においてはこのようなＴｂｃｏｍ膜の本
質的な特徴に加え、特にＴｂｃｏｉｍ膜におけるＴｂの
組成成分比を上述の範囲に選ぶことによって、低パワー
光ビームの照射と比較的低い補助磁界の印加とによって
、光ビームのスポットサイズと同等の記録ビットを安定
に得ることが可能となる。すなわち、記録の安定性およ
び記録感度が高く、優れた動特性が得られるという利点
がある。

また、キューリ温度（Ｔｃ　）を１００℃≦Ｔｃ≦２５
０℃とすることにより高感度になり、それと共に再生時
でのＳ／Ｎ比も向上し、また、Ｒを’ｒｂ、ｏｃｔ、Ｉ
）ｙ。

Ｈｏ、Ｅｒの少なくとも１橿から成る重希土類元素とす
ることにより安定した垂直磁化膜が得られ、且つ庸頷鋪
信潟廖ル宙瀉Ｎトふすスｖ月と上り一専定した情報の記
録ができる。特にＴｂを用いた場合、Ｒ成分の許容領域
が広く製造性も併せて非常に良好となる。

本発明の光磁気記録媒体において、Ｍ’ＣＢ。

Ａｔ、Ｃ，Ｓｉ、Ｇｅ、Ｐ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎ
ｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ。

Ｗ）は磁気光学効果の大きい希土類−Ｃｏ膜の長期間に
亘る熱安定性を向上させ、同時ｌこキエーり温度を低下
させ、記録感度を向上させる成分である。

０．４をこえるとでは磁気光学効果が著しく低下し、０
．０５未満では熱安定性の向上およびキューり温度の低
下が認められず、記録感度が向上しないため、この範囲
とした。

Ｍ　（Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｈ　）は磁気光学効果と耐
食性の増加の両方に寄与する成分であり、０．４をこえ
るとかえって磁気光学効果が低下し、０．０５未満では
その効果が小さい。本発明ではＭとＭ“とを同時に添加
することが不可欠である。

Ｘは０．１未満或いは０．４をこえる範囲では膜面に垂
直な方向に磁化容易軸を有する光磁気記録媒体が得られ
ないため、この範囲とした。

特に磁気補償温度を室温以上とすることにより保磁力の
温度変化が急峻となるため安定した情報の記録ができ、
記録密度の向上が著しい。組成としては、特に０．３２
Ｘ２０．２１　（のＴｂ過剰組成）であることが望まし
い。

〔発明の効果〕

本発明の光磁気ディスクは（Ｒｘ　Ｃｏ　１　ｚ）　１
ｙ　ｚＭｙ　Ｍ’ｚを組成とする非晶質合金膜を使用し
ているため、従来のＦｅを含むものに比べて耐酸化に優
れており長期間の使用に耐えられる。ＭｏとしてＢ。

ＡＬ、Ｃ，Ｓｉ　、Ｇｅ、Ｐ、Ｔｉ　、Ｚｒ、Ｈｆ　、
Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｏｒ、Ｍｏ。

Ｗの少くとも１種含むため、キューり温度を低下させる
ことができ、それにより記録感度が著しく向上し、高密
度、高速度の情報の記録が可能となり、又、ＭとしてＮ
ｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｈを含むため磁気光学特性と耐食性
との両方ｉこ優れた効果を示すため、記録感度が増加す
ると同時に耐酸化などの耐食性も大巾に向上し、光磁気
記録媒体として信頼性の高いものが得られる。以上の効
果より、熱安定性が向上し、長期間に亘って情報の記録
、再生、消去が可能となった。特にキューり温度誉き込
みとして用いると好ましい。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。第１図は本発明の一実施例に係る光磁気ディスクの構
造を示す断面図である。この図において、基板１は記録
・再生のための光学ヘッドをガイドするためのトラッキ
ング用案内溝を有するアクリル板等の樹脂基板である。

この基板１上に第１の干渉層２が形成され、この干渉層
２上に記録層３としてのＴｂＣｏ膜が形成されている。

また、この記録層３の上に第２の干渉層４および光反射
層５が順次形成されている。これら第２の干渉層４およ
び光反射層５は、記録層３に対する保鏝層６を構成する
。

第１および第２の干渉層２，４は、例えばＳｉ、Ｎ。

のスパッタ膜からなり、また光反射層５はＡｔ蒸着膜か
らなる。

第２図は本実施例で各層の成膜に使用したスパッタリン
グ装置の概略構成図である。第２図において成膜室とし
てのチャンバ２０には、ポリメチルメタクリレート基体
２１と、これに対向して直径５インチ程度のＣＯツタ−
ットの上にＴｂ、Ｔｉ、Ｍ。

Ｍ＋の薄い板状チップを所定の組成になるように所定数
量ｆｆいた複合ターゲット２２を配置する。そして、チ
ャンバ２０に接続したガス導入バルブ２３と排気バルブ
２４によりチャンバ２０内の真空度をｌＸｌ０　　Ｔｏ
ｒｒ以下にした後、チャンバ２０内に高純度のＡｒガス
を導入して３　ｘ　１０　”Ｔｏｒｒの圧力にし、高周
波電源２５から３００Ｗ程度のＲＦパワーを印加してス
パッタリングを行ない、基体２１上に約５ｏｏｉのＴｂ
ＣｏＮｉＴｉ膜２６を成膜した。

このようにして形成されたＴｂＣｏＮｉＴｉ膜２６の状
態をＸ線回折で調べたところ、非晶質であった。

また、この膜の組成を分析した結果、（Ｔｂ（Ｌ２３Ｃ
ＯＱ、７７２．。

Ｎｉ、、。ｓＴｉ＆□５であった、さらに磁場中で偏光
装置を用いて磁気カーヒステリシスループを測定したと
ころ、この膜は膜面に垂直方向に磁化容易軸を有するこ
とが確認され、極力−回転角は２５℃で０．３０°　（
波長λ＝５３３ｎｍ）、保磁力は２５℃で４　ｋｏｅで
あった。また磁気カーヒステリシスループの温度変化よ
り、キューり温度を測定したところ、２２０℃であった
（ＴｂｘＣｏ□ｘ）ｔ　、　、ＭｙＭ’ｚの組成と異な
る例および比較例について同様に実験を行なって、キュ
ーリ温度を測定した。その結果を後述の再生信号のＣ／
Ｎ比と一諸に第１表に示す。

以″′Ｆ東勾 第　　　１　　　表 本発明の実施側番こ基く膜は、Ｍを含まないＴｈＣ。

膜よりキエーリ温度が格段に低いことが上記の表から明
らかであり、本発明の有効性が裏付けられている。他の
８２Ｍについても同様の効果が得られた。

次にポリメチルアクリレート基板上に記録再生層として
の（ＴｂｌＬ！ｓ”ａ７ｔ）。、。Ｎ−０ａ　ＴｉＩＬ
ＩＩその上に保護層として約１００ＯＡの８ｉ、Ｎ、膜
を形成し、そこに封止層として高分子層をスピーコート
により塗布したディスクについてλ＝＄３Ｑｎｍの半導
体レーザ、フォーカシングおよびトラッキングサーボ系
。

信号検出系を備えた光学記録再生システムにセットし、
１８００ｒｐｍで回転させながら５　Ｑ　Ｑ　ｒ１８ｅ
ｃの周期で２００　ｆｌｌｅｃ幅、３ｍＷ、直径１　μ
ｍのパルス状レーザビームを照射し、且つ記録用補助磁
界３００（Ｏｅ’）を印加して記録ビットを形成した後
、３ｍＷ　、直径１μｍの連続レーザビームを照射しそ
の反射光（偏光光）の極力−回転角を検出して記録ビッ
ト信号（情報信号）を再生したところ、再生信号のＣ／
Ｎａして５１ｄＢが得られた。

また、記録ビットの形状を偏光顕微鏡で観察したところ
、直径約１μｍの円形磁区がコントラスト良く観察され
た。さらに、記録後媒体を恒温恒温層中に放置し、１ケ
月後、３ケ月後、６ケ月後における再生信号のＣ／Ｎ比
を測定したところ、それぞれ５１ｄＢ、５２ｄＢ、５０
ｄＢと、測定誤差内で初期値と有意差が認められなかっ
た。

次に遷移金属としてＦｅ　、　Ｆｅ、、Ｃｏ　□、　、
　Ｆｅ１ｌ、Ｃｏ、。。

Ｃｏ　を用いた場合のＴｂＦｅＣｏ垂直磁化膜にスパッ
タリング法で酸化防止層を設けたディスクについて寿命
評価を行なった。評価は１．５１１℃厚のガラス基板上
番こ各々１０００！のＲＥ−ＴＭ膜をスパッタリング法
によって成膜したサンプルを７０℃、８５％Ｒ，Ｈ１に
維持した恒温恒湿槽中に放置し、随時、恒温恒湿槽から
取り出してサンプルの反射率をＲＥ−ＴＭｆ面側から８
３Ｑｎｍの波長番と対する鏡面反射率（Ａｔ蒸着膜に対
する相対値）をキャリー−１２を用いて測定した結果で
ある。ＲＥ−ＴＭ膜を記録層とする光磁気記録媒体にお
いては反射光を利用して再生を行なうので、光反射率は
重要な数値であり、成膜後、長期に亘り反射率の変化の
少ない几Ｅ−ＴＭ膜のみが実用上の寿命を有するとみな
すことができる。

本発明番こ係るＴｂＣｏＭＭ　膜は寿命評価した几Ｅ−
ＴＭ膜の中で最も光反射率の低下が少なく、次いで（Ｇ
ｄ、、、Ｔｂ、、。）Ｃｏ膜およびＴｂ（Ｆｅ、、。Ｃ
Ｏ＆５゜）膜が続き、Ｔｂ（Ｆｅ、、。Ｃｏ、。）膜お
よびＴｂＰｅ膜の光反射率の低下は著しい。これらのう
ちＴｂ（Ｆｅ、、。

”Ｌ２＠　）膜とＴｂＦｅ膜については、各々４０時間
及び１０時間の７０℃、ｓ５％Ｒ，Ｈ，ｃｖ雰囲’Ａ放
置後は膜面に一目瞭然の腐蝕部が露呈し、１０００Ａの
膜厚方向に亘り基板面側にまで酸化が進行することがわ
かった。

半導体レーザ番こよる記録・消去を高感度で実現するた
めには、ＲＥ−ＴＭ膜の保磁力の大きさが、数１００℃
で小さな記録・消去用補助磁石により供給できる数１０
０（Ｏｅ〕以下となることが必要である。例えば保磁力
が１　（ｋＯｅ）以下に低下する膜温度は記録感度の１
つの目安となり、この温度が低いほど感度が良好とみな
すことができる。Ｔｂ（Ｆｅ、５゜Ｃ０ｃＬ５゜）とＴ
ｂ（Ｆｅ２゜”Ｏｏ、ａｏ　）は、本発明に係るＴｂＣ
ｏＪ［ｊこ比較して記録・消去温度が高く、Ｔｂ　Ｃｏ
Ｍ膜の有用性が明らかである。

ＢＥ−ＴＭ膜の常温下における保磁力の大きさは、微小
ビットの安定性の上から数（ｋＯｅ）以上の大きな値を
有することが必要とされているが、本発明に係るＴｂＣ
ｏ膜の場合は膜に占めるＴｂの組成成分比の幅広い領域
１３［ａｔ、９１ｉ）〜３Ｑ（：ａｔ、襲〕に亘り、保
磁力が２　［：ｋＯｅ］以上の垂直磁化膜を得られる。

これに対し、（Ｇ　ｄ　Ｉｌ、、。Ｔ　ｂ　ｃＬｇｏ　
）　Ｃｏ膜では（Ｇｄ、、。Ｔｂ（Ｌ！。）の組成成分
比が補償組成の約２１５（ａｔ、チ　〕を中心に±１．
ｓ［ａｔ、％］の狭い組成領域においてのみ保磁力が２
　［ｋｏｅ　］以上の垂直磁化膜が得られ、ざらにＧ　
ｄ　Ｃｏ膜に至ってはＧｄの組成成分比が補償組成の約
２５　［ａｔ、％］をずれると、実用上不十分な保磁力
しか有し得ないことがわかる。従って、従来のＧｄＣｏ
ｊ［、（Ｇｄ、、。Ｔｂ、、２゜）Ｃ。

膜では、微小記録ビットが安定して存在し得るような希
土類元素の組成成分比の許容領域が極めて狭く、大面積
に亘る組成の均一性を含めた組成制御を厳格に行なわな
ければならないという問題がある。Ｇ　ｄ　Ｃｏ膜と（
ＧｄＴｂ）Ｃｏ膜（ＢＥ中に占めるＴｂの組成成分比が
３Ｑａｔ６％以下）に対するその他の問題は、上述した
ようにバイアス・スパッタリング法（基板バイアス電圧
は一１００ｖ〜−２００Ｖが通常である）を適用しなけ
れば垂直磁化膜が得られにくいという点にあり、光磁気
ディスクとしてコスト面およびトラッキング用案内溝の
形成のし易さから有利なアクリル等の樹脂基板を使用し
た場合、基板がバイアス・スパッタリングによる成膜工
程中の熱負荷に耐えられないというところにある。

これらから、ＲＥ−ＴＭ膜における希土類元素としては
、作り易さも考慮して本発明のごとくＴｂを使用するこ
とが望ましい。

以上、本発明ｉζ係るＴ　ｂ　ＣｏＭＭ’　Ｉｌｌ　（
！：・従来ヨリ開発が進められているＲＥ−ＴＭ膜との
比較実験結果について詳述し、結論として本発明のＴｂ
Ｃ。

ＭＭ’膜は、（ａ）　ｋ”　ｅを遷移金属元素の主成分
とするＢＥ−ＴＭ膜を記録層とする光磁気ディスクの持
っているメモリー寿命の問題点を解決する。

（ｂ）　Ｃｏを遷移金属元素の主成分としＣＯの他にＦ
ｅを遷移金属元素として含有するＴｂ（ＦｅＣｏ）膜を
記録層とする従来の光磁気ディスクに対して高感度であ
る。（Ｃ）遷移金属元素にＣＯを用いた従来のＢＥ　−
ＴＭ膜であるＧ　ｄ　Ｃｏ膜、　ＧｄＴｂＣｏ膜を記録
層とする光磁気ディスクの持っている大面積にわたる均
一化が困難という問題を解決する。等の有用性のある記
録層であることを明確にし、特に光磁気ディスクの基板
材料としてコスト面等から有利な樹脂材料を使用した光
磁気ディスクにおいて特にその効果が顕著であることが
明らかとなった。

Ｘ＝３１［ａｔ、％］　　のディスクについては、レー
ザパワー５ｍＶ、記録用磁界９００［Ｏｅ：ｌ　の条件
でもビットの形成が困難であった。すなわち、このｘ＝
３１（ａｔ、％　：）のディスクは、記録閾値が高すぎ
て実用的でないことがわかった。

以上の結果から半導体レーザ等からの低パワーレーザビ
ームの照射と、数１００　（Ｏｅ　）の補助磁界の印加
とによって形成するためには、ＴｂＣｏＭ腹中に占める
Ｔｂの組成成分比は２１　Ｃａｔ、％　］〜３０　Ｃａ
ｔ、　Ｓ　］の範囲ｌこなければならないことが理解さ
れる。

Ｔｂの組成成分比が２１　［ａｔ、％］　〜３０（ａｔ
、％）の範囲にあっても、ＴｂＣ０Ｍ膜の膜厚が１００
ＯＡの場合は記録ビットのサイズが記録用レーザビーム
のスポットサイズよりも小さいことは先に述べた通りで
ある。再生用レーザビームスポットも記録用レーザビー
ムのスポットサイズと同一であるのが通常であるので、
記録ビットのサイズが小さいと再生時のＣハを低下させ
る。

そこで発明者らは、ビームサイズとビットサイズとを等
しくすることを目的として、記録再生膜の膜厚を薄くし
、記録用レーザビーム照射部の記録膜のスポット温度を
上げることを試みた。記録試験に先立って発明者らの行
なった基礎実験結果について予め述べておく。反射率と
カー回転角の大きさは再生信号のＣ／Ｎに直接関係する
量であり、この両者はできるだけ大きいことが望ましい
。しかし、反射率ならびにカー回転角の大きさは、膜厚
５００＾以下の領域において顕著に減少すると同時に、
特に５０Ａの膜厚において再現性よくＴ　ｂ　Ｃｏ　Ｍ
Ｍ’膜を形成できないためにカー回転角のエラーパーが
大きい。これは几Ｅ−ＴＭ膜の全てに共通していえるこ
とであるが、ＴｂＣ０ＭＭ′膜の光磁気特性が下地層の
表面状態に敏感であるため、膜厚が薄いと下地層の界面
の影響をうけ易いことに起因している。

次にＴｂ量についての説明を行なう。ＴｂＣｏ系膜にお
けるＴｂの組成成分比が補償組成である約２１［ａｔ、
％］に対して多い膜（以下、Ｔｂ１Ｊツチ膜という）と
、少ない膜（以下、ＣＯリッチ膜という）とを各々１０
０ＯＡの厚さに酸化膜付き８ｉ基板上にスパンタリング
法によって形成し、その上にＳｉ、Ｎ、酸化防止膜を１
００ＯＡスパツタリング法によってオーバーコートした
サンプルについて、カーヒステリシス・ループの膜温度
特性測定結果から導出した膜保磁力と膜温度との関係を
測定した。

’ｐｂ＋７ツチ膜の場合には膜温度が３００℃以上に増
加してもループは良好な角形を有し、外部印加磁界（カ
ーヒステリシス・ルー・プの横軸）に対して磁化反転が
急峻に起こる。これ番こ対し、ＣＯリッチ膜の場合には
膜温度が１００℃以上の領域でループの角形が悪くなり
、外部印加磁界に対して磁化反転が緩慢に起り、さらに
２００℃以上の領域では垂直異方性を失なう。理想的に
はどの温度でもＨｃ　＃Ｈｔ　（外部磁界）となるべき
ところ、Ｔｂリッチ膜では理想的なのに対し、Ｃｏ１Ｊ
ツチ膜では温度上昇時において著しく　Ｈｃ（Ｈ＊とな
る。

次に動特性を調べた。光磁気ディスクを波長８３０ｎｍ
の半導体レーザを光源とするディスク評価装置にセット
し、膜面上のレーザパワー３ｍＷ〜５　ｍ　Ｗ　、記録
・消去用補助磁界の膜面における強さ３００［Ｏｅ］〜
９００［：Ｏｅ〕、ディスク回転速度４［ｍ／ｓｅｃ］
、記録周波数ｌ　（ＭＨｚ　）　、レーザビームスポッ
トサイズζ１．５μｍφの条件で記録ビットの形成を試
み、ビット形成後、ビット形状を偏光顕微鏡を用いて観
察した。

その結果、（Ｔｂ（Ｌｌｌｌ　”（ＩＪ４　）　（Ｌａ
ｄＮ’　ａｌｏ　Ｔ’　ａｌｏ等のＸ≦０．１９のディ
スクについては、レーザビームのスポットサイズに比べ
てかなり大きく、しかもビット周辺形状のにじんだ磁化
反転ビットが不安定に配列されている（レーザビーム照
射部にも関わらず反転していない部分も存在した状態）
のが観察され、ＣＯリッチ膜では良好な磁化反転ビット
が得られないことが、この動的評価によって明らかとな
った。一方、０．２１≦ｘ≦０．３０のディスクについ
ては、レーザビームのスポットサイズにほぼ等しい円形
状の磁化反転ビットが安定よく配列しているのが観察さ
れた。Ｘ　＝　２３Ｃａｔ、％　〕の膜のビット形状が
最もレーザビームのスポットサイズに近く（スポットサ
イズよりやや小さい）、Ｘの増加に従って磁化反転ビッ
トが小さくなる傾向を呈し、Ｘの増加に従って記録感度
が悪くなる事が動的評価によっても明らかとなった。

上記した動特性評価を、（Ｔ　ｂ　ｘＣｏ　１ｘ　）　
ｔ　ｙ　ｚ　Ｎｔ　Ｔ　ｉのＸをＸ　＝　２１［ａｔ、
ｌ　〜３０（ａｔ、％〕　の間で変え、さらに’ｌ’ｂ
（：：ｏＭの膜厚を１００Ａ〜８００Ａの間で変えて実
施したところ、記録・消去特性番こ関しては、膜厚が４
００Ａ以下であれば２１　Ｃａｔ　。

チ〕≦ｘ≦３０（ａｔ、％）の組成範囲にわたり良好で
あった。再生特性の上からは、膜厚４００八以下の領域
では膜厚が厚いほど良好で、膜厚５０Ａの場合は再生信
号がもともと不安定となっており、これは前記した膜厚
を変えて反射率等を調べた基礎実験結果と対応している
。膜厚５００に以上の領域では、特にＸが大きい範囲に
おいて再生信号ピークが低下した。これは磁化反転ビッ
トの径が記録用レーザビームのスポットサイズ（＝再生
用レーザビームのスポットサイズ）よりも小さくなるた
めである。

上記結果から、本発明に係るＴｂＣｏＭ膜からなる記録
層の膜厚は１ｏｏＡ以上４００＾以下とするのが望まし
いことがわかる。

基板上に記録層としてのＴ　ｂ　Ｃｏ　ＭＭ’膜を直接
成膜し、その上に透明Ｓｉ、Ｎ、膜を設けた光磁気ディ
スクの試験結果Ｘとしては２ＬＣａｔ、％〕以上３０１
：ａｔ０％〕以下、またＴｂＣｏ　Ｍの膜厚としては１
００＾以上４００Ａ以下が望ましいことは述べたが、膜
厚規定することによって記録・消去特性は改善したが再
生特性に若干問題を残した。この問題を改善すべく光磁
気ディスク構造の最適化を試みた。

従来より、Ｒ，Ｅ−ＴＭ膜を記録層とする光磁気ディス
クにおいては、再生信号のＣ／Ｎ向上を目的として多重
干渉層をＲＥ−ＴＭｉと積層することで見掛は上のカー
回転角θ、の値はＲ，Ｅ−ＴＭ膜膜層層場合に比べて３
〜４倍大きくなるという報告がなされている。ここで、
再生Ｃ／Ｎはディスクの膜面における光反射率几と、カ
ー回転角θ、と、再生用レーザビームのパワー■０との
積に比例する量である。この関係は再生用の光検出器に
ＰＩＮダイオードを使用した場合、 Ｃ／Ｎｏｅ工０１１Ｒ・θ３　・・・・・・・・・・・
・・・・　（１）と記述される。

多重干渉層を設けることにより、（１１式中のθえは確
かに大幅な増加をするが、多重干渉層を設けた構造によ
る見掛は上のθ、増加は同時に、（１）式中のＲの減少
をもたらすことも必然の理である。従って、多重干渉層
によるθ、のエンノ１ンスメント効果を再生Ｃ／Ｎの増
大にそのまま反映させる上では、再生用レーザビームの
パワーＩｏを大きくとることが菫ましい。しかしながら
、例えばＦｅを遷移金属元素の主成分とする′ＥＬＥ−
ＴＭ膜を記録層とした従来の光磁気ディスクにおいては
、再生用レーザビームのパワーを大きくすると再生時の
膜温度上昇によってθ、の大きさが大幅に減少してしま
うので、多重干渉層を設けても再生Ｃ／Ｎの大幅な向上
は期待できなかった。本発明に係るＴｂＣｏＭ膜の場合
には、膜温度が上昇してもカー回転角の低下は従来のＴ
ｂＦｅ膜、　Ｔｂ（ＦｅｃＬ、、Ｃｏ。、１．　）膜に
比べ極めて少なく、多重干渉層を設けた構造による再生
Ｃハの向上が効果的に得られる。

上記の知見に基いて、直径２００　ｗｇ　、厚さ１．５
■のアクリル基板上に、波長１３３　Ｑ　ｎｍでの光透
過率＃９５％、屈折率約１．９のＳ　ｉ３Ｎ、スパッタ
膜を１１０　ＯＡの厚さに成膜し、その上に膜厚２５０
　Ａ。

’ｉ’ｂノ組成成分比が’ｌ　５　（ａｔ　１％　］　
（１）　ＴｂＣｏＭＭ’膜を成膜しく（Ｔｂ（Ｌ２５Ｃ
Ｏ（Ｌ７５　）　４８０”＋１０５ＴｉｌＬ１５　）さ
らに保護層として８ｉ３Ｎ４スパツタ膜を１００　ＯＡ
成膜した光磁気ディスクを試作して、動特性評価を行な
った。記録条件は膜面上のレーザビームのパワー５　ｍ
　Ｗ　、記録磁界４００　［Ｏｅ］、ディスク回転速度
４ｍ／ｓｅｃの線速一定とした。また、再生条件としテ
ハレーザヒームノハワーをＱ、５ｍＷ、１ｍＷ、　１．
５ｍＷ　、　２　ｍＷ　、　２５　ｍＷの５種類に変え
、再生信号ピーク強度を調べたところ、再生用レーザビ
ームのパワーが１ｍＷの時の再生信号ピーク強度は、同
一条件で記録・再生をした干渉層（基板とＴｂＣ。

膜との間の８ｉ３Ｎ、膜）のないディスクに比べて２５
倍増加した。また同時に、再生信号ピーク強度は再生用
レーザビームパワーにほぼ比例して増加シえ。従っ０、
ＴｂｃｏＭＭ′膜は多重干渉層の効果を活かす上でも記
録層として優れた材料であることが確認された。

また、再生信号のさらなる増加を目的としてＴｂＣｏＭ
Ｍ”膜からなる記録層を再生用レーザビーム光を有効に
用いるために、４層膜構造からなる第１図に示した光磁
気ディスクを試作した。

すなわち、第１図において基板１を直径２００■、厚さ
１．５■の案内溝付きアクリル板とし、また第１および
第２の干渉層２，４としていずれも膜厚１１００Ａ、光
透過率がほぼ９５チ（波長８３０ｎｍにおいて）、屈折
率がほぼ１．９のＳｉ、Ｎ、スパッタ膜を形成し、また
記録層３として膜厚２５０Ａ　、Ｔｂの組成成分比２５
［ａｔ、％〕のＴｂＣｏＭＭ’スパッタ膜を形成しく　
（ＴｂＯ，２５ＣＯ（Ｌ７５）１１１Ｇ”ｌ。５ＴｉＱ
、１５）さらに光反射膜５として膜厚６００ＡのＡｔ膜
を形成した。この構成の光磁気ディスクを動特性評価に
供し、記録ビット列の形成を記録用レーザビーム（ｙ）
ハｒ７−５ｍＷ、記録磁界４０００〔Ｏｅ〕、ディスク
回転速度４　ｍ／　ｓｅｅ　、記録周波数ｌ　Ｆｖｆ（
ｚ　、レーザビームのスポットサイズ１．５μｍの条件
で行ない、再生を１ｍＷの再生用レーザビームを連続照
射して行なったところ、再生信号強度は前記した３層構
造の光磁気ディスク（Ａｔ反射層のないもの）の場合の
さらに１．５倍に増加し、実用的に必要とされているＣ
／Ｎ　（例えば、１ＭＨｚで５ＱｄＨ）を大幅に上回る
ことが確認された。

光反射層として、上Ｈ鉢を膜のほかＡｑ、Ｃｕ、Ａｕ。

Ｎｉ　の各膜を使用して同様の試験に供したところ、波
長８３０　ｎｍにおける光反射率として８０チ以上の値
が得られるＡｑ、Ｃｕ、Ａｕ　　膜についてはＡｔ膜と
同様の結果を得たが、光反射率が５Ｏｔｓ未満であるＮ
ｉ膜の場合は４層構造とした効果はほとんど見られなか
った。従って、光反射層としては、再生用レーザビーム
の波長に関して８０チ以上の反射率を有するものが好ま
しい。

以上のように、Ｔｂの組成成分比が本発明に基くｚｔ［
ａｔ、％］　〜ａＯ［ａｔ、％　］の範囲であって、ま
た膜厚が１００Ｘ〜４００Ｘの好ましい範囲にあるＴｂ
ＣｏＭＭ“膜を記録層とする本発明に係る光磁気ディス
クにおいては、干渉層を設けてカー回転角の増加を図る
手段が再生Ｃ／Ｎの増大に効果的である。また、この干
渉層は基板とＴ　ｂ　Ｃｏ　ＭＭ’膜の記録層との中間
ｌこ１層設けただけでも十分な効果があり、さらに記録
層を透過する光を積極的に利用して、ＴｂＣｏ記録層の
基板面側と反対側の面上に記録・再生用レーザビームの
波長に関して透明な干渉層と光反射層（これらは前述し
たとおり保護層としても機能する）を積層すれば、さら
に大きな効果が期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る光磁気ディスクの構造
を示す断面図、第２図はスパッタ装置の概略図。 １・・・基板、２・・・第１の干渉層、３・・・記録層
、４・・・第２の干渉層、５・・・光反射層、６・・・
保護層。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板と、この基板上に形成され、該基板面に対し
   て垂直な方向に磁化容易軸を有する希土類−遷移金属非
   晶質合金薄膜からなる記録層と、この記録層の前記基板
   面側と反対側の面上に形成された保護層とを備えた光磁
   気ディスクにおいて、前記記録層として一般式 （ＲｘＣｏ＿１＿−＿ｘ）＿１＿−＿ｙ＿−＿ｚＭｙＭ
   ′＿ｚＲ；Ｔｂ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｌａ、Ｃｅ
   、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕの少なくとも一種 Ｍ；Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈの少なくとも一種Ｍ′；Ｂ
   、Ａｌ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｐ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、
   Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗの少なくとも一種 ０．１≦ｘ≦０．４ ０．０５≦ｙ≦０．４ ０．０５≦ｚ≦０．４ ０．１≦ｙ＋ｚ≦０．４ で表わされる非晶質合金薄膜を用いたことを特徴とする
   光磁気ディスク。
2. （２）前記ＲがＴｂ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒの少なく
   とも一種の重希土類元素であることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の光磁気ディスク。
3. （３）前記ＲがＴｂであることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の光磁気ディスク。
4. （４）前記ｘが０．２１≦ｘ≦０．３０を満たすことを
   特徴とする特許請求の範囲第３項記載の光磁気ディスク
   。
5. （５）非晶質合金のキューリ温度（Ｔｃ）が１００℃≦
   Ｔｃ≦２５０℃であることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の光磁気ディスク。
6. （６）非晶質合金の磁気補償温度が室温以上であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光磁気ディス
   ク。
7. （７）前記記録層の膜厚が１００〔Å〕以上、４００〔
   Å〕以下であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の光磁気ディスク。
8. （８）前記基板と記録層との間に、記録・再生用光ビー
   ムの波長に関して透明な材料からなる干渉層が設けられ
   ている特徴とする特許請求の範囲第１項また第２項記載
   の光磁気ディスク。
9. （９）前記保護層が記録・再生用光ビームの波長に関し
   て透明な材料からなる干渉層と、この干渉層の記録層と
   反対側の面上に形成され記録・再生用光ビームの波長に
   関して８０〔％〕以上の反射率を有する反射層とを含ん
   で構成されることを特徴とする特許請求の範囲第１項、
   第２項または第３項記載の光磁気ディスク。
10. （１０）前記基板が樹脂材料からなることを特徴とする
    特許請求の範囲第１項、第２項、第３項または第４項記
    載の光磁気ディスク。