JPS6177316A - 磁気光学記録再生用薄膜材料の製造法 - Google Patents

磁気光学記録再生用薄膜材料の製造法

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JPS6177316A
JPS6177316A JP19778084A JP19778084A JPS6177316A JP S6177316 A JPS6177316 A JP S6177316A JP 19778084 A JP19778084 A JP 19778084A JP 19778084 A JP19778084 A JP 19778084A JP S6177316 A JPS6177316 A JP S6177316A
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JP
Japan
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thin film
sputtering
heat
heat treatment
temperature
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JP19778084A
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English (en)
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Aisaku Nagai
愛作 永井
Masuhiro Shoji
益宏 庄司
Naohiro Murayama
村山 直廣
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Kureha Corp
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Kureha Corp
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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、レーザー光により情報の記録、再生、消去を
行うPL−Mn−8b系化合物からなる磁気光学記録再
生用薄膜材料の製造法に関する。
[従来の技術1 近年、高密度高アクセス速度等種々の要求を満足しうる
メモリとして、光メモリが開発されている。これらの光
メモリを分類すれば、記録ディスク上にビット列を形成
しビット部における光ビームの回折現象を利用して再生
信号を得る方法及び記録媒体の反射率変化を利用して再
生信号を得る方法がある。
これらは、再生専用及び追記書込可能型の光デイスク装
置として実用に供されている。しかし、磁気ディスクの
ように不要情報を消去し再書込可能な光ディスクは未だ
研究開発段階にあり、その実用化が急がれている。
光磁気ディスクに用いられる記録再生用薄膜材料として
は、従来Gd、Dy、Tb等の希土類元素とFe、Co
、N1等の遷移金属からなる非晶貿介金薄膜及びMnC
uB1.MnAlGe等のM n 1A化合物薄膜が知
られている。
希土類−遷移金属非晶質合金薄膜は、カー回転角が小さ
く、そのため再生時の信号強度が小さいという欠、αを
有している。この欠点を改良するために、多層薄膜構造
とし光の反射、モ渉を利用し見掛けのカー回転角を増大
させる試みも行われている。しかし、カー回転角が大き
くなると光反射率が低下してしまうために、信号強度を
増大させる根本的な改良とはなっていない。
また、Mn系化合物薄膜についでは、その磁性がMn原
子同志の原子間距離に鋭敏であり、そのため結晶構造が
くずれた場合全く磁性を示さないという特徴を有してい
る。このため通常は熱処理を施し規則的な結晶構造を付
与し、実用に供さなければならない。その−例として、
MnCuB1の場合にはその&!造法がMn%Cu、B
iを交n−に積層蒸着した後、熱処理を行い高温下で反
応を生ヒさせて、M n Cu B i化合物の薄膜を
得るというように、製造法が複雑であり、且つ高温環境
下にさらされるために基板材料としてガラス、金属等の
耐熱性材料しか用いることができない等の欠、αを有し
ていた。
E発明が解決しようとする問題点1 上記の実状に鑑み、本発明者は先に、スパッタリング法
を用いることにより、Pt、−Mn−8b系化合物の薄
膜化に成功した結果、磁気光学効果を利用して信号を読
み出す磁気光学記録用ディスクの材料として、PL、M
n及びSbから成る3元素化合物の薄膜であって磁気カ
ー回転角が大きく再生信号強度の大きな磁気光学記録再
生用薄膜材料並びに上記材料の容易な製造方法につき発
明し、これに関しては既に出Nされている(特願昭59
−67560)。この出願においては100℃以下での
薄膜の形成により、実用」二有利な製造方法を開示した
。しかし、この先の発明に係るPt−Mn−Sb4化合
物の薄膜は磁気カー効果についでは尚改良すべき7αが
あり、本発明者は更に、−上記Pt−Mn−8bi薄膜
材料について磁気カー効果のより優れたものを得ること
のできる製造法を研究した。
1問題点を解決するための手段] 研究の、結果、スパッタリングにより形成された薄膜を
100℃より高い温度で加熱処理することによりP L
−Mn−8b系化合物薄膜の磁気カー効果が向上するこ
とを見出すに至った。
即ち、本発明は、基板−ににPL、Mn及びSbを同時
にスパッタリングすることにより、該基板上にPt−M
n−3b系化合物の薄膜を形成した後、前記薄膜を10
0℃より高くSbの融点より低い温度で加熱処理するこ
とを特徴とする磁気光学記録再生用薄膜材料の製造法に
関するものである。
本発明におけるPL−Mn−3b系化合物とは、これら
3元素を主成分としてなるものであり、この化合物の結
晶構造及びその特性を損なわない限りにおいて更に他の
元素を含みうるちのであり、例えばPtの一部を置き換
えてCr、’ Fe、 Co、Ni。
Cu、Ru、Rh、Pb、Ag、Ir、Au等の遷移元
素を含むものであっても良いし、またSbの一部を置き
換えてAI、 Ga、  In、 Tl、 Si、 G
e、 Sn、Pb、P、As、Bi、S、Se、Te等
を含むものであっても良い。
薄膜は、高周波スパッタリング、直流スパッタリング等
の公知のスパッタリング法により形成される。薄膜を形
成する基板は、スパッタリング中それほど高温にはなら
ないので金属、ガラス、セラミックスの他プラスチック
ス等種々の材料の基板を用いることができる。
スパッタリングに際しては、Pt、Mn、Sbの各独立
のターゲットを用意してこれらの3元素がプラズマ中で
混合されるよ)にしても良いが、プラズマ中で十分な混
合状態が保持され小米るだけ均一な3元素化合物の薄膜
が基板上に形成されるようにするためには3成分の複合
ターゲットを用いるのが望ましい。複合ターゲットとし
ては例えばMnのターゲット上にSbのチップとPtの
チップを適当な配置で複数載せたもの、あるいはPtと
Mnの合金のターゲット上にSbのチップを載せたもの
等を用いることができる。これらの場合、ターゲットの
大きさ及びチップの大きさと数によって成分の組成を調
整することができる。
スパッタリングの雰囲気は、通常Ar1fスを用いるが
、スパッタリング中におけるP t、 M n、 S 
bターゲット及び作成された膜の酸化を防!I−するた
めに、還元性がスである水素を適当量添加してもかまわ
ない。Ar圧力はスパッタリングが生じるグロー放電領
域である1 0−3−10−’Torrが用いられる。
スパッタリングにより薄膜を形成した後、この薄膜を1
00℃より高い温度に加熱処理する。加熱処理の温度は
、薄膜状態を保持し、薄膜の融解によるピンホール生成
を防止するために、Pt。
Mn及びSbの融点より低い温度とすることが必要であ
る。
Pt%Mn及びSbの融点はそれぞれ1772℃、12
44℃及び630.7℃であり、従って加熱処理温度は
630.7℃より低い温度とする。前記したようにPL
−Mn−8b系化合物にはその特性を損なわない限度に
おいて他の元素も含まれうるので、添加される他の元素
の融点がSbよりも更に低い場合には、その融点よりも
低い温度で加熱処理を行うのが望ましい。
Sbの融点よりも低い温度であってもがなりの高温にな
ると、薄膜が酸化反応等を受けやすくなり、500°C
以上では完全な不活性雰囲気が達成されない限りは薄膜
の酸化その他の反応を避けることができないし、更に高
温度では、薄膜成分の蒸気圧の1−昇に伴い薄膜の組成
が変動するおそれもある。また、加熱処理温度が高くな
ると加熱時に薄膜を支持する基板も高温耐熱性のものを
使用しなければならないので、使用しうる基板の材料が
制限される。この点から加熱処理温度は500℃以下と
するのが望ましい。また、加熱処理による磁気カー効果
の向−1−は、加熱処理温度が100℃から200℃の
開である場合に急激にその度合が増加し、400℃程度
以」−では徐々にその向上の度合は少なくなるので、効
率的に望ましい加熱処理温度は100〜400℃であり
、更に望ましくは150〜250℃である。
加熱方法は、室温から時間をかけて昇温させても良いし
、瞬間的に高温度にしても良い。
加熱に際しては、真空もしくは成分元素の蒸発を抑制す
るためのアルゴン等の非酸化性又は不活性雰囲気で減圧
とした室内に薄膜を入れ、薄膜を支持する基板を加熱板
の上に載置してこの加熱板に外部から熱を加える。又は
、加熱炉内に薄膜を入れ、炉内を真空、非酸化性又は不
活性雰囲気にして加熱処理する。
瞬間的に高温度にして、薄膜を加熱する場合は、熱源に
大出力パルスレーザ−光を用い、レーザー光パルス幅、
パルス尖頭出力を調整して薄膜に与える熱量を制御し、
加熱処理を行う。加熱処理は、真空もしくは、非酸化性
又は不活性雰囲気中で行う。パルスレーザ−光を用い薄
膜を瞬時に加熱する方法は、主に薄膜のみを加熱するこ
とが可能であり、基板にそれほど高耐熱性のものを用い
なくでもよい点で、加熱板や加熱炉を用いる方法に比べ
て製造プロセス上好ましい方法である。
薄膜を支持する基板はスパッタリングの際に用いたもの
をそのまま用いるのが望ましい。
スパッタリングにより形成された加熱処理前のPt−M
n−8b系化合物薄膜は、これら3成分の組成によって
、その結晶性や磁気カー回転角に差があり、PL−Mn
−8biA化合物を 一般式 Pt3.、MnySb2(31”+5’+Z=
1)で表すとすると、0.13≦X≦0.31.0.3
1≦y≦0.48.0.28≦2≦0.49の範囲のも
のが結晶性がよく且つ磁気カー回転角も比較的大きい。
この内特に、0.2≦X≦0.3.0.38≦y≦0.
48.0.28≦2≦0.35の範囲のものは磁気カー
回転角が0.3°以上である。
本発明においては、薄膜の形成後に加熱処理を行い、そ
れにより磁気カー回転角を向−Iニさせることができる
が、加熱処理前の薄膜における磁気カー回転角が良けれ
ば加熱処理後の磁気カー回転角は更に良くなるので、ス
パッタリングにより形成される薄膜をL記の組成範囲の
ものとすることが望ましい。
しかしまた、加熱処理前のPL−Mn−8b系化合物が
アモルファスのもの、従って磁気カー回転角が0のもの
でも、本発明方法により加熱処理を行った薄膜は、結晶
性が向上し、磁気光学記録再生用として用いることがで
きるようになる。例えば、Pt:Mn:Sbの原子数比
が0.32:0.30:0,38でアモルファスのもの
は200℃程度まで加熱処理し、室温に冷却した場合に
は、0.10°程度の磁気カー回転角を示すようになる
上記の方法により形成される薄膜の厚さは、30人〜数
μであるが、光の反射、干渉を利用し見掛けのカー回転
角を増大させる目的のためにSin。
ApN等の誘電体膜やA1、Au、Cu等の金属反射膜
と積層化し、多層構造とする場合や、また非晶質TbF
e、CoCr等の他の垂直磁化膜と積層化し、本発明の
PL−Mn−3b系化合物の薄膜に垂直磁気異方性を誘
起させ本発明による膜を先読出層、下地垂直磁化膜を記
録保持層として用いる場合は50〜300人程度の膜厚
が好まじり・。
1作用1 本発明においては、スパッタリングによるPt−Mn−
8b系化合物からなる薄膜が形成された後に薄膜の温度
を100℃より高い温度で加熱処理するため、薄膜を構
成しているF”1.−Mn−3b系化合物の結晶性が向
上し、磁気カー回転角が大きくなる。また、スパッタリ
ングにより形成される薄膜がアモルファスのものであっ
ても加熱処理により結晶配列が形成されるものは加熱処
理によって磁気カー回転角を生じるようになる。更に、
加熱処理温度はSbの融点よりも低い温度とするために
、薄膜の形状が保持でき、膜にピンホール時の欠陥を生
じない。
[実施例11 5インチ径のMnのターデッド上にJOzz角厚さ21
肩のSbチップ46枚及び10肩l角 厚さ11WJの
Ptチップ10枚を対称となるように配置した複合ター
ゲットを用いてスパッタリング用ターデッドとした。
スパッタ装置としては、徳田製作所製CF−8ESマグ
ネトロンスパッタリング装置を用いた。
基板は回転プラネタリ一式の清共に取り付けて、11一 基板を自公転させながらスパッタリングを行った。
スパッタリング条件は、投入電力200W、アルゴン雰
囲気圧6 X 10−3Torrであり、ターデッド面
上の汚れ、酸化膜等を除くため20分間シャッターを閉
じてプレスパツタを行い、その後シャッターを開いて、
ガラス基板上に厚さ2000人の薄膜を形成した。薄膜
形成時の基板の温度はサーモラベルによる測定によると
80℃であった。形成された薄膜の特性については、6
3311jI波長で磁気カー回転角(極力−回転角)を
測定したところ、0.40°を示した。膜の組成は、蛍
光X線による定性分析によればPL、Mn及びSbを含
んでおり、プラズマ誘導結合発光分析法により測定した
Pt:Mn:Sbの原子数比は0,23:0,43:0
,34であった。
また、X線回折によればCu−KO線により2θ=24
,5°近辺にピークを示した。
上記のようにして基板上に形成された薄膜を基板ごと真
空中に置き、基板を載置した銅板を外部より加熱するこ
とにより、基板の背面から加熱処理した。銅板の中に銅
−コンスタンタン熱電対を差し込んで、室温から200
℃まで加熱し、次いで200℃から20℃まで冷却し、
更に再度200℃まで加熱した後室温まで冷却した。温
度の上昇又は下降を測定しながら、各温度における薄膜
の磁気カー回転角を測定した結果を第1図に示す。
第1図から明らかなように、加熱処理温度温で0.40
”であった磁気カー回転角は、温度の上昇とともに磁化
が弱まるため一旦磁気カー回転角が小さくなるが、加熱
後冷却すると、加熱前よりも磁気カー回転角は大きなも
のとなり、室温では0.52°を示すようになる。また
、加熱処理は1回で十分効果があることが判る。
[実施例21 5インチ径のMnのターデッド上に10izz角厚さ2
zzのSbチップ44枚及び10xm角 厚さ1■のP
tチップを10枚を対称となるように配置した複合ター
ゲットを用いてスパッタリング用ターゲットとした他は
実施例1と同様にして、薄膜を形成した。形成された薄
膜の磁気カー回転角(極カー回転角)は633zm波長
で0.28°を示し、原子数比はP L:Mn:S b
=0.21:0.47:0.32であった。また、X線
回折によればCu−Ka線により2θ=24.5近辺に
ピークを示した。
この薄膜を200℃まで加熱処理し、室温まで冷却した
時の磁気カー回転角は0.41°を示した。
[実施例3] 5インチ径のMnのターゲット」−に10zx角厚さ2
IのSbチップ54枚及び101II角 厚さ11II
のP[チップを13枚を対称となるように配置した複合
ターゲットを用いてスパッタリング用ターゲットとした
他は実施例1と同様にして、薄膜を形成した。形成され
た薄膜はX6回折によればアモルファスであり、磁気カ
ー回転角(極力−回転角)は633n波長で0°であっ
た。また、実施例1と同様な測定により薄膜の原子数比
はP t:Mn:S b=o、32:0.30:0.3
8であった。
この薄膜を減圧アルゴンガス中で200℃まで加熱処理
し、室温まで冷却した時の磁気カー回転角は0.10°
となった。
[実施例41 実施例1と同様に形成されたP L:M n:S bの
原子数比0.23:0.43:0.34の薄膜を400
℃まで加熱処理し、室温まで冷却した時の磁気カー同転
角は(1、6+1 ’であった。
E発明の効果1 本発明によれば、スパッタリングにより薄膜を形成した
後に100℃よりも高い温度で薄膜を加熱処理するため
に、I” t、−Mn−8b系化合物薄膜の結晶性が向
上するので、磁気カー効果(極力−効果)のより大きい
磁性膜が46られるため信号再生時の信号強度の大きい
磁気光学記録再生用薄膜材料として光磁気ディスク用媒
体の用途に有用である。また、本発明方法における薄膜
形成後の加熱処理は、金属を積M蒸着したものを合金化
するための高温加熱等に比べて加熱温度もそれほど高く
ないので、各種の基板を用いて容易に薄膜を製造するこ
とができる。
一15=
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の実施例1のPL−MrrSb系化合
物薄膜について、加熱昇温過程及び冷却過程と各温度に
おける633u波長で測定された磁気カー回転角を示し
たグラフである。 」 □□□□ニー

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)基板上にPt、Mn及びSbを同時にスパッタリ
    ングすることにより、該基板上にPt−Mn−Sb系化
    合物の薄膜を形成した後、前記薄膜を100℃より高く
    Sbの融点よりも低い温度で加熱処理することを特徴と
    する磁気光学記録再生用薄膜材料の製造法。
  2. (2)薄膜の加熱処理温度が500℃以下である特許請
    求の範囲第1項記載の磁気光学記録再生用薄膜材料の製
    造法。
  3. (3)スパッタリングの際のターゲットがPt、Mn及
    びSbの複合ターゲットである特許請求の範囲第1項又
    は第2項のいずれかに記載の磁気光学記録再生用薄膜材
    料の製造法。
  4. (4)複合ターゲットがMnのターゲット上にPtのチ
    ップとSbのチップを載せたものである特許請求の範囲
    第3項記載の磁気光学記録再生用薄膜材料の製造法。
JP19778084A 1984-09-22 1984-09-22 磁気光学記録再生用薄膜材料の製造法 Pending JPS6177316A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63259857A (ja) * 1987-04-17 1988-10-26 Seiko Epson Corp 薄膜の製造方法
WO1996008008A1 (fr) * 1994-09-06 1996-03-14 Migaku Takahashi Couche magneto-optique mince, support d'enregistrement magneto-optique et son procede de production

Cited By (3)

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