JPS62109247A - 光学的磁気記録媒体 - 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、レーザー光などの光（ここで言う光とは、上
記レーザー光を含む各種波長のエネルギー線のことであ
る）によって情報の記録Φ再生・消去などを行なう光学
的磁気記録媒体の製造方法に関するものである。

［従来の技術］ 近年、高害度・大容賃のメモリとしてレーザー光を用い
た光メモリ素子の研究および開発が急ピッチで行なわれ
ている。中でも、光磁気記録は占き換えが可能な記録方
法として注目をあびており、該記録に用いられる光学的
磁気記録媒体は書き換えが可能な光メモリ素子として大
いに期待されている。

従来、このような光磁気記録に用いられる光学的磁気記
録媒体の光磁気配ＱＲを構成する材料としては、ＭｎＢ
１系、ガーネット系、希土類−遷移金属アモルファス系
などが代表的なものとして知られている。ＭｎＢ　ｉ系
は、キューリ一温度が高いため、記録の際にパワーの大
きなレーザーを必要とし、また粒界ノイズが多いため、
Ｓ／Ｎ比の高い再生が実施できないという欠点があり、
ガーネット系では光の透過率が大きいため、記録の際に
パワーの大きなレーザーが必要となる欠点があった。そ
の中で、希土類−遷移全屈アモルファス系はキューリ一
温度が低く、また光の透過率も比較的小さいため、両者
の欠点を補うものとして期待されている。

以下、図面も参照しつつ、この種の技術について更に詳
しく説明する。

第２（Ａ）図は、従来用いられている代表的な光学的磁
気記録媒体の模式的断面図である。

第２（Ａ）図において、　２１はポリメチルメタクリレ
ート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ｐｃ）等のプラ
スチック、あるいはガラス等からなる透光性基材であり
、一般にはドーナツ状など各種形状の板状基板が用いら
れる。２２は５ｉＯ１Ｓｉ０２、　ＡＩＮ、　　ＺｎＳ
等からなる中間層である。２３は光磁気記録層であり、
上記のような理由によって、現在は例えばＴｂＦｅ、Ｇ
ｄＴｂＦｅ、　ＴｂＦｅＣｏ等の希土類−遷移金属アモ
ルファス系が汎用されている。

このような光学的磁気記録媒体における記録拳再生・消
去は、一般には以下のように行なわれる。

まず、記録媒体を基板２１に対して垂直な一定方向に磁
化した後、基板２１側からレーザー光をスポット照射す
る。磁化方向は、一定であれば所望の方向でよい。基板
２１）：に照射されたレーザー光は、基板２１および中
間層２２を透過して光磁気記録層２３に到達する。その
結果、光磁気記録層３のレーザー光照射部分において、
光の吸収が起こり局所的に温度が上昇する。その結果、
該部分のみが層構成材料のキューリ一点以上に達し、磁
化が消失する。この時、光磁気記録層２３の磁化が消失
した部分に前記磁化方向とは逆方向に磁場を印加すると
、該部分の磁化が反転し、レーザー光非照射部分と磁化
方向を異にする反転磁区がそこに形成されて情報の記録
が成される。記録の消去は。

光磁気記録層２３の記録部分にレーザー光を再照射して
該部分の温度をキューリ一点以上に上昇させ、記録時と
は反対方向の磁化を記録部分に印加することによって該
部分の磁化方向を記録開始前の状態に戻すことにより行
なう。このような記録、消去に際し、中間層２２を設け
、該層の膜厚を使用するレーザー光の波長に対して反射
防１Ｆ機能を示す厚さに設定しておくことにより、光磁
気記録層２３の温度上昇を記録、消去に極めて有効なも
のとすることができる。

また、記録の再生は、光磁気記録層２３がキューリ一点
以上に温度上昇しない程度にパワーを下げたレーザー光
を基材２１側から照射し、磁気カー効果を利用して記録
部分の磁化方向を読み出すことにより行う。

上述したような光学的磁気記録媒体の記録感度を向上さ
せるため、例えば基材材質を熱伝導率の比較的小さな有
機樹脂として、記録用レーザー光により発生する熱の拡
散を防止し、光磁気記録層の実効的な温度上昇をはかり
記録感度を向上させる試みや、また例えば第２Ｂ図に示
す如く光磁気記録層２３を薄膜化し、更には反射層２４
を設けることにより、記録感度を向上させるとともに磁
気ファラデー効果を利用してみかけ上のカー回転角を上
昇させるといった種々の試みがなされている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、このような光学的磁気記録にあって、光磁気記
録層は、その酸化や腐食等に関して基材の影響を受は易
く、特に基材として有機樹脂を用いた場合には、光磁気
記録層の形成時に、基材に吸着されている酸素や水分な
どが光磁気記録層に取込まれて、磁気特性に劣化を生じ
ることがあった。また、形成された光学的磁気記録媒体
を高温、高湿の雰囲気に長く保存した場合には、基材を
透過して光磁気記録層に侵入する酸素や水分により磁気
特性が劣化し、結果として記録、再生時のエラーの増加
や信号品質の劣化を招くといった問題があった。

従って、このような問題を解消し、記録感度や保存環境
特性等に優れた光学的磁気記録媒体を得るためには、基
板の光磁気記録層に対する影響を減じるため、光磁気記
録層と基板との間に設けられる中間層を高品質でｗ＆密
なものとすることが必要となる。

しかしながら、中間層の形成法として知られている蒸着
法、ＣＶＤ法、スパッタリング法、イオンブレーテイン
ク法などでは必ずしも満足すべきほど均質で緻密な中間
層ができるとはいえない上に、それらの方法の実施の際
に中間層中に酸素。

水分等を取り込んでしまいその品質が低下する場合があ
った。また中間層の形成法として従来一般的に用いられ
ている電子ビーム蒸着や抵抗過熱などの蒸着法では、基
材温度をかなり上げた状態で膜形成を行なうと、成膜時
点ではかなり良質な中間層が得られるが冷却時に亀裂（
クラック）を生じその品質が低下したり、基材が熱変形
するという問題もあった。

このように、従来法では、高品質で緻密な中間層を有し
、結果として保存安定性に優れ、記録、再生時のエラー
が低減し且つ記録感度に優れた光学的磁気記録媒体をえ
ることができなかった。

本発明は、上記の諸点に鑑み成されたものであって、本
発明の主たる目的は、上記従来例の欠点を除き、高品質
で緻密な中間層の形成を可能とし、結果として保存安定
性に優れ、記録、再生時のエラーが低減し且つ記録感度
に優れた光学的磁気記録媒体の製造法を提供することに
ある。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成する本発明の光学的磁気記録媒体の製造
法は、基材トに、中間層と光磁気記録層とを有して成る
光学的磁気記録媒体の製造法において、前記基材に、絶
対値が２００ｖを越えない負のバイアス電圧を印加しつ
つ、その上に前記中間層を物理蒸着又は化学基若により
形成することを特徴とする。上記の中間層は基材と光磁
気記録層との間に積層されていてもよいし、光磁気記録
層を挟んで基材と反対側に積層されていてもよい。

中間層は酸素、水分等から光磁気記録層を保護すること
を主機能とする。しかし、その膜厚や、多層構造をした
光学的記録媒体における占有箇所等を適宜選定すること
によっては、記録・再生光のエネルギーを有効利用する
ための光の反射防１Ｆ機能や、膜の密着性、クラックの
防止等の機能を合わせもつこともできる。

［作　　用］ 上記の本発明の光学的磁気記録媒体の製造法では、従来
法では得ることのできなかった緻密かつ高品質な中間層
が形成できる。しかもそれが基材温度の比較的低い状態
で達成され、中間層にはクラックの発生も認められない
、従って、この中間層は、従来法で得られる中ｒＪ１層
のようにその不均一性、不完全性のため酸化や腐食に対
する保護効果（特に、中間層の膜厚が薄い場合）が劣る
ようなことはなく、比較的膜厚の薄いものでも十分に光
磁気記録層への保護効果を発揮する。その結果、記録層
の保存安定性が向上して、記録時・再生時のエラーが低
減する。その上、記録感度は、減少が押えられ長期間優
れたものとなる。更に本発明の方法では、基材の熱によ
る変形も大幅に減少する。

以北説明したように、本発明の方法によって光学的磁気
記録媒体の諸特性が優れたものとなる。

基材に負のバイアス電圧を印加しつつ中間層を形成する
ことによって、緻密かつ高品質な中間層を得ることがで
きる理由は必ずしも明らかではないが。

■基材に吸着されている酸素や水分などが負のバイアス
電圧の印加によって除去され、結果として基材表面がク
リーニングされた状態で中間層の形成を行なうことがで
き、このためこれら酸素や水分などが従来のように中間
層に取り込まれることがなくなった。

（の一般に基材表面には中間層を形成する物質が付着し
易い部位と付着しにくい部位が存在し、基材表面のエネ
ルギーレベルは必ずしも一定ではないが負のバイアス電
圧の印加によって、この基材表面のエネルギーレベルが
均質化したため、中間層を形成する物質が偏在化して膜
形成されることがなく、中間層の緻密化と均質化が進ん
だ、等の理由が考えられる。

［発明の実施態様］ 以下、必要に応じて図面も参照しつつ、本発明の詳細な
説明する。

まず、本発明の方法によって形成される光学的磁気記録
媒体の一態様の模式的断面図を第１因に示す。

第１図の光学的磁気記録媒体に於いて、１１は前述のガ
ラス、ＰＭＭＡ、ポリカーボネート等の各種材料からな
る透光性基材であり、その形状は特に限定されるもので
はなく、所望のものとし得る。

１２が基材１１に負のバイアス電圧を印加して形成され
る中間層であり１例えばＳ　ｉｏ、　ＳｉＯ□、　Ｚｒ
Ｏ□、ＭｇＯなどの酸化物、　ＺｎＳ、　Ｂｉ２　Ｓ３
などの硫化物、ＡＩＮ、　　Ｓｉ　３　Ｎ４　　、　Ｚ
ｒＮ、　ＣｒＮなどの窒化物、　Ｓ　ｉｃ、Ｔｉｅなど
の炭化物、　ＭｇＦ　２などのフッ化物等の一種又は二
種以上の混合物を原料とする。

中間層１２は、各々別種の材料から成る二層以上の多層
構造としてもよい。

１３は光磁気記録層であり、その材質としてはＴｂＦｅ
　、ＧｄＴｂＦｅ、ＴｂＦｅＣ：ｏ、ＧｄＴｂＦｅＣｏ
等の希土類−遷移金属アモルファス系が好適に用いられ
る。勿論、前述のＭｎＢ１系、ガーネット系などとする
ことも可能である。

１４は光磁気記録層１３の酸化や腐食をより有効に防止
する為の第２の中間層１４である。この第２の中間層１
４は酸化物、硫化物などの無機材料や金属材料を用い、
中間層１２と全く同様に、負のバイアス電圧を印加しな
がら物理蒸着又は化学蒸着により形成される。中間層の
いずれかは保存安定性の要求程度に応じては、負のバイ
アスを印加しない公知の積層法によってもよい（この場
合には、便宜ヒ保護層と呼ぶ）。保護層には有機高分子
なども材料として用いることができる。

なお、各種機能を有する他の補助層を必要に応じて積層
してもよい。

次に本発明の方法を、上記の光学的磁気記録媒体を製造
する場合を例にとって詳細に説明する。

まず、基材１１に絶対値２００ｖ以内の負のバイアス電
圧を印加しつつその上に中間層１２を形成する。

この形成に際して、負のバイアス電圧を印加すること以
外は、前述した公知の薄膜形成方法９例えば真空法着法
、イオンブレーティング法、スパッタリング法などの物
理蒸着法や化学蒸着法が利用できる。

中間層１２の原料は、採用する薄膜形成方法や基材１１
への密着性等に応じて所望に選択しうる。前記した材料
中、耐酸化性、耐湿性を向上させるためには特に、Ｚｎ
Ｓ　、　ＡｉＮ　、　Ｓｉ３　Ｎ　４　、　ＳｉＣ、Ｍ
ｇＯ１ＳｉＯが好ましい。

本発明において、基材１１に負のバイアス電圧を発生さ
せる具体的な方法としては。

・−ｊ＋Ｒ１−電源を用いて、基材１１にＲＦ主電力投
入してアースに対して負の電圧を印加する。

（り）直流電源により、アースに対して負の電圧を直接
基材１１に印加するなどがある。

印加する負のバイアス電圧は絶対値が、２００Ｖを越え
ないようにするのが良く、好適には１５０Ｖを越えない
ようにする。バイアス電圧の絶対値が２００ｖを越える
と基材１１の温度上昇が生じ、特にプラスチック基材（
ガラスなどの上に有機樹脂層を積層したコーティング基
材などを含む）を用いる場合には著しくなる。基材１１
材料としてプラスチックを用いるときは、負のバイアス
電圧は、上記範囲内で基材温度が１００℃以下、好まし
くは、５０℃以下となるようにするのが特に好ましい。

負のバイアス電圧を上記範囲内とする他の理由は、その
範囲を越えると、中間層１２に取り込まれる雰囲気ガス
（Ａｒ　、Ｎ２．０２　）が増加してしまうからである
。

基材１１への負のバイアス電圧の印加は、中間層１２を
ｊ！を野し始める直前に開始し、中間層１２の形成が終
了するまで印加を継続することが好ましい。

しかし、場合によっては中間層１２の積層が進んだ適当
な時点で終了してもよいし、断続的に実施してもよい。

前記した各種の薄膜形成法のうち１例えばスパッタリン
グ法を採用して、基材１１に負のバイアス電圧を印加し
つつ中間層を形成するにはターゲットとして中間層１２
の原料を使用し、Ａｒ、８２等の雰囲気ガス圧をＩ　Ｘ
　１Ｏ−３Ｔｏｒｒ　〜５　Ｘ　１Ｏ−２Ｔｏｒｒ。

好適には、２　ｘ　１Ｏ−３Ｔｏｒｒ　〜２　Ｘ　ｔＯ
−２Ｔｏｒｒノ範囲に設定する。雰囲気ガス圧がＩ　Ｘ
　１Ｏ−３Ｔｏｒｒ未満では安定な放電状態が得られず
、５　Ｘ　１Ｏ−２Ｔｏｒｒを越えると、中間層１２中
に取り込まれるアルゴン（Ａｒ）や窒素（Ｎ）、酸素（
０）が増加し、その膜特性が劣化したり光磁気記録層１
３の劣化をもたらす。

他の薄膜形成法においても雰囲気ガス圧、到達真空圧、
基板の前処理、投入電力等の諸条件は、中間層に不純物
が生じないこと等を考慮して適宜選定すればよい。

なお、中間層１２の膜厚ｄも適宜選定すればよいが、通
常１００人〜５０００Ａ程度とし、記録、再生に使用す
る光（具体的には、前述のレーザー光など）の波長を入
（ｎｍ）　　、中間層の屈折率をｎとした時、下記式（
１） ％式％（１） の関係を満たすような反射防止機能を有するように設定
することが好ましい。

光磁気記録層１３および保護層１４は、前述の公知の物
理法着法や化学蒸着法により形成し、第１図に示した光
学的磁気記録媒体を完成する。

なお、光学的磁気記録媒体を、基材と中間層との間に各
種の補助層や光磁気記録層を積層した態様とする場合、
補助層等の積層された基材に負のバイアス電圧を印加し
つつ、その上に中間層を形成しても本発明による効果は
認められる。

［実施例］ 以下、実施例に基いて本発明を更に詳細に説明する。

実施例１ 第１図に例示したと同様の光学的磁気記録媒体を作成し
た。

ディスク状ポリカーボネート製の基材１１に負のバイア
ス電圧（−１００Ｖ）を印加しつつ、その七、スパッタ
リング法を用いて膜厚７００人のＳｉＣ薄膜を中間層１
２として形成した。ターゲットとしてばＳｉＣ焼結ター
ゲットを用い、これにＲＦ電力４００Ｗを印加した。真
空槽内のガス圧は、　Ａｒガス圧２×１Ｏ−３Ｔｏｒｒ
にした。その上に薄膜１０００ＡのＴｂＦｅＣｏ薄膜か
ら成る光磁気記録層１３及び膜厚３０００ＡのＳｉ３　
Ｎ　４薄膜から成る保護層１４を、順次公知のスパッタ
リング法により形成して本例の光学的磁気記録媒体を得
た。

この記録媒体を１８０Ｏｒｐｍで回転させ、半導体レー
ザー（波長８３０　ｎｍ）を周波数２ＭＨｚでパルス発
振させて、ｄｕｔｙ比５０第５０％を行なった。この時
の記録パワーは７．５　ｍＷである。これを再生パワー
２ｍＷ、バンド巾３０ＫＨｚで再生したところ。

５０ｄＢのＣ／Ｎ値が得られた。また、再生時のエラー
はなかった。

次に、上記記録媒体を温度４５℃、相対湿度９５％Ｒ）
Ｉの雰囲気に放置し、保存テストを行なった。放ｖｌ前
の保磁力Ｈｃｏと、５００時間放置後の保磁力Ｈｃを測
定し、放置前に対する放置後の保磁力の比Ｈａ／Ｈｃａ
を求め保存性を評価した（該第の大きいものほど保存性
に優れていることを示す）。測定結果を第１表に示す。

第１表に示される如く。

Ｈｅ／　Ｈｃｏ　＝　０．９５であった。尚、　５００
時間放置後も、上記記録媒体にはクラック等の外観上の
変化は観察されなかった。

〔実施例２〜７〕 第１表の実施例２〜７に示すように、中間層材料と、印
加する負のバイアス電圧とを代える以外は、実施例１と
同様の方法により、実施例１と同構成の種々の光学的磁
気記録媒体を作成した。中１ｔ■層の膜厚は第１表に示
すとうりである。

これら記録媒体につき、実施例１と同様の方法で記録、
再生を行ないＣ／Ｎ値および保磁力の比Ｈｃ／Ｈｃｏを
求め、これら媒体の保存性を評価した。

結果を第１表に示す、すべての記録媒体において、再生
時のエラーの増加はなっかだ。

〔比較例２〜７〕 実施例２〜７で用いた材料を使用し、基材に負のバイア
ス電圧を印加しない従来のスパッリング方により中間層
を形成する以外は、実施例１と同様の方法により、実施
例１と同構成の従来例の光学的磁気記録媒体を作成した
。中間層の膜厚は第１表に示すとうりである。

これらの記録媒体につき、実施例１と同様の方法で、か
つ同一条件で記録、再生を行ないＣ／Ｎ値を求めた。そ
の結果を第１表に示す。

また、実施例１と同一条件で保存テストを行ない、Ｈｅ
／Ｈｃｏを求めた。その結果を第１表に示す。顕微鏡観
察の結果、４５℃、８５％ＲＨの雰囲気に５００時間放
置した比較例１〜７のすべての記録媒体にクラックの発
生が認められた。また、再生時にエラーが増加した。

実施例と比較例との比較から明らかに１本発明の方法に
より基材に負のバイアス電圧を印加しつつ中間層を設け
た光学的磁気記録媒体は、高温高湿の雰囲気に長時間放
置した後でも保磁力の変化が殆ど見られず、従来法によ
る記録媒体にはない極めて優れた保存安定性を有してい
ることがわかる。また、プラスチック基材を用いたにも
かかわらず、クラックの発生がないのも本発明の特長で
あることがわかる。

［発明の効果］ 以上に説明した如く本発明によれば、高品質で緻密な中
間層の形成が可能となり、保存安定性に優れ、記録、再
生時のエラーが低減し且つ記録感度に優れた光学的磁気
記録媒体を提供することができるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法により製造された光学的磁気記録
媒体の基本的態様を示す模式的断面図。 第２（Ａ）図および第２（Ｂ）図は従来例の光学的磁気
記録媒体の模式的断面図である。 １１．２１・・・・・・基材。 １２．２２・・・・・・中間層。 １３．２３・・・・・・光磁気記録層。 １４・・・・・・・・・・・・中間層（保護層）。 ２４・・・・・・・・・・・・反射層。 特許出願人　　キャノン株式会社 代　　理　　人　　　若　　林　　　　　　忠第１図 第２（Ａ）図 第２（Ｂ）図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）基材上に、中間層と光磁気記録層とを有して成る光
   学的磁気記録媒体の製造法において、前記基材に、絶対
   値が２００Ｖを越えない負のバイアス電圧を印加しつつ
   、その上に前記中間層を物理蒸着又は化学蒸着により形
   成することを特徴とする光学的磁気記録媒体の製造方法
   。