JPS62184643A - 光学的磁気記録媒体の製造法 - 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、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・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、高密度・大容量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、光磁気記録は書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
録媒体の光磁気記録層を構成する材料としては、ＭｎＬ
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。ＭｎＯｉ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−遷移金属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ＳｊＯ，５ｉ０２、　ＡＩ阻　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、現在は例えば丁ｂＦｅ、　ＧｄＴ
ｂＦｅ、　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。２４は光磁気記録層２３の酸
化防止などのための保護層であり、酸化物、硫化物など
の無機材料や金属材料で構成される。

このような光学的磁気記録媒体における記録・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上に照射されたレーザー光は、基板２Ｉ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２３のレーザー光照射部分において、
光の吸収か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止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、消去に極めて存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２（Ｂ）図
に示す如く光磁気記録層２３を薄膜化し、更には反射層
２５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。

更に、光磁気記録層は、成膜方法に起因する特性低下を
生じることがあった。例えば、成膜方法として一般に採
用される真空蒸着法やスパッタリング法に於いて、真空
槽内に残存するアルゴン（Ａｒ）、窒素（Ｎ）や酸素（
０）などを取り込んで光磁気記録層が成膜されてしまい
、結果として磁気特性が劣化（カー回転角の低下、角形
比の低下）したり、記録された微小ビットが不安定とな
り、保４安定性の低下やエラーの増大などにつながるこ
とがしばしば見つけられる。

従って、以上の問題を解消し、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、まず第
１に、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
で緻密なものとすることが要求され、第２に、光磁気記
録層自体を、より磁気特性の良い状態に形成する方法の
開発が要求される。

しかしながら、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わないと
良質な特性を存する中間層が得られず、このため基板が
変形したり冷却時に亀裂（クラック）を生じるという問
題があった。

このように、従来法では第１の要求を充分に満たすこと
はできなかった。

一方、光磁気記録層を、磁気特性良く形成する方法とし
て、例えば、特開昭６０−２９９５６号のように、直流
バイアスを基板に印加しながら成膜する方法か開発され
ている。しかしながら、中間層を通常の成膜法（蒸着法
、スパッタリング法など）で形成した後、この方法を利
用して光磁気記録層を形成すると、膜の応力差によりク
ラックが発生し易い欠点があフた。特に、基材としてプ
ラスチックを用いた場合にはその程度が著しい。

〔発明が解決しようとする問題点〕

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、前記第１
及び°第２の要求を共に満たす光学的磁気記録媒体の製
造法を提供することにある。

即ち、高品質かつ緻密な中間層と、磁気特性に優れ記録
密度も高い光磁気記録層とを有し、結果として保存安定
性及び記録・再生特性に優れ、記録、再生時のエラーの
発生も低減しつる光学的磁気記録媒体を製造することの
できる新規な方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と前記光磁気記録層とを物理蒸
着または化学蒸着により形成することを特徴とする。

本発明にいう中間層とは酸素、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ものである。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止機能や、
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。

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。

〔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、従来法による中間層のよう
にその不均一性、不完全性のため酸化や腐食に対する保
護効果が劣る（特に、中間層の膜厚が薄い場合に、その
劣化が著しい。）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。

また、光磁気記録層も基材に負のバイアス電圧を印加し
つつ形成したことにより、高いカー回転角、保磁力及び
角形比を有する光磁気記録層が形成されることが確認さ
れた。

以上の結果、光磁気記録層は、その保存安定性及び記録
・再生特性が向上し、合わせて記録時・再生時のエラー
の発生が低減しつる。即ち、光学的磁気記録媒体の諸特
性が優れたものとなる。

［発明の実施態様］ 以下、必要に応じて図面を参照しつつ、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図に示す。

第１図の光学的磁気記録媒体に於いて、Ｉ＋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、例えば５ｉＯ１Ｓｉ０２、ＺｒＯ２、
Ｍ　ｌｊＯなどの酸化物、ＺｎＳ　、　Ｂｉ２５３など
の硫化物、＾ＩＮ　、　Ｓｉ３Ｎ４　、　ＺｒＮ　、　
ＣｒＮなどの窒化物、Ｓｉ［：　、　Ｔｉｅなどの炭化
物、ＭｇＦ２などのフッ化物等の一種又は二種以上の混
合物からなる。

中間層１２の膜厚は記録、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。

１３は基材１１（本例では中間層１２の形成された基材
）に負のバイアス電圧を印加して形成される光磁気記録
層であり、その材質としてはＴｂＦｅ、ＧｄＴｂＦｅ、
　ＴｂＦｃＣｏ、　ＧｄＴｂＦｅＣ：ｏ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Ｍｎ旧系、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の酸化防止をより有効に図るな
どの為に設けられた保護層であり、有機高分子、あるい
は酸化物、硫化物などの無機材料や金属材料で構成され
る。本発明では、保護層１４を設けることは必ずしも必
要ではないが、これを設けることにより光磁気記録層１
４の酸化や腐食をより有効に行うことができる。保護層
は公知の製膜法により形成することができる。

この保護層１４の代わりに、基材１１に負のバイアス電
圧を印加しつつ、上記中間層１２と同様な材料を使用し
て成膜された第２の中間層が設けられてもよい。

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に絶対値が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及び光磁気記録層
１３を順次形成する。これらの層の形成に際して、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１例えば真空蒸着法、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。

印加する負のバイアス電圧は絶対値が、２００■を越え
ないようにするが、好適には１５０Ｖを越えないように
する。この理由は負の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）を用いる場合にはその現象が著
しくなるからである。

特に基材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よ
り望ましい。

負のバイアス電圧を上記範囲内とする他の理由は、上記
範囲を越えると、中間層１２または光磁気記録層１３に
取り込まれる雰囲気ガス（Ａｒ、Ｎ２．０２、炭化水素
）が増加してしまうことがあるからである。

基材１１への負のバイアス電圧の印加は、中間層Ｉ２お
よび光磁気記録層１３の各々を積層し始める直前に開始
し、各層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、場合によっては各層の積層が進んだ適
当な時点で終了してもよいし、断続的に実施してもよい
。

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、 ■ＲＦ電源を用いて、基材１１にＲＦ電力を投入してア
ースに対して負の電圧を印加する。

■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。

上述した中間層１２及び光磁気記録層１３の形成工程を
、薄膜形成法としてスパッタリング法を利用する場合を
例に挙げ、より具体的に次に説明する。

まず、ＲＦマグネトロンスパッタリング装置に中間層１
２と光磁気記録層１３とを形成するそれぞれのターゲッ
トを装備する。この装置として、各ターゲットに印加す
る投入電力が単独に制御可能であり、また、基板１１と
ターゲットとの間には負のバイアス電圧が印加できるよ
うに電源を装備したものを使用する。

次いで、中間層用のターゲットにまずＲＦ雷電圧印加し
、その後、光磁気記録層用のターゲットにＲＦ雷電圧印
加する。この間継続して基材１１には負のバイアス電圧
を印加しておく。この操作により、中間層１２、光磁気
記録層１３が順次形成される。なお、バイアス電圧の印
加は、前述したように、例えば断続的に実施してもよい
。

上記両層の成膜時、スパッタリング装置内の雰囲気ガス
圧は、Ｉ　Ｘ　１Ｏ−３Ｔｏｒｒ〜５　Ｘ　１Ｏ−２Ｔ
ｏｒｒ、好適には２　Ｘ　１Ｏ−３Ｔｏｒｒ〜２　Ｘ　
１Ｏ−２Ｔｏｒｒの範囲に設定する。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、形成され
る膜中に含まれるアルゴン（Ａ「）、窒素（Ｎ）、酸素
（０）が増加し、その膜特性、例えば光磁気記録層の磁
気特性が劣化をもたらすので好ましくない。

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。

以上のような方法で中間層１２及び光磁気記録層１３を
形成した後、その上に蒸着法、ＣＶＤ法、スパッタリン
グ法、イオンブレーティング法などの公知の成膜法によ
り、保護層１４を形成し、第１図の光学的磁気記録媒体
の製造を完了する。

〔実施例〕

以下、実施例に基づいて、本発明を更に詳細に説明する
。

実施例１ 次のようにして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基材に、負のバイアス電
圧（−１００Ｖ）を印加しつつ、その上にスパッタリン
グ法を用いて膜厚８００人のＺｎＳ薄膜を第１の中間層
として形成した。ターゲットとしてはＺｎＳ焼結ターゲ
ットを用い、これにＲＦ電力１００　Ｗを印加した。真
空槽内のガス圧は、Ａ「ガス圧２　ｘ　１Ｏ−３Ｔｏｒ
ｒに設定した。次いで、第１の中間層が設けられた基材
に負のバイアス電圧（−５０Ｖ）を印加しつつ、その上
に膜厚１０００人のＴｂＦｅＣｏ薄膜からなる光磁気記
録層をスパッタリングにより形成した。次いで、これに
負のバイアス電圧（−１００Ｖ）を印加しつつ、その上
に膜厚３０００人のＳｉ３Ｎ４薄膜からなる第２の中間
層をスパッタリング法により形成した。光磁気記録層の
形成の際には、ＴｂＦｅＧ。

合金ターゲットを使用し、これにＲＦ電力３００Ｗを印
加し、第２の中間層の形成の際には、Ｓｉ３Ｎ４焼結タ
ーゲットを使用し、これにＲＦ電力２００Ｗを印加した
。上述した製造条件等を第１表に示す。

こうして製造した光磁気記録媒体を１８００ｒｐｍ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％で記録
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３０ＫＩＩｚで再
生したところ、５０ｄＢの一〇／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％ＲＨ
の雰囲気に放置し、保存テストを行なった。放置前の保
磁力）１ｃｏ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Ｈｃ／１ｌｃｏ
を求め保存性を評価した（該比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２表に示す。

第２表に示される如く、Ｈｃ／　ｔｌｃｏ　＝　０．９
６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表に示すように、各層の材料と、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。各層の膜厚は第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／Ｉ（ｃｏ
を求め、これら媒体の保存性を評価した。

結果を第２表に示す。すべての記録媒体において、再生
時のエラーは発生しなかった。

比較例１〜７ 実施例１〜７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ッパタリング方により各層
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
。各層の膜厚は第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Ｃ７Ｎ値を求めた。そ
の結果を第２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、Ｈｃ
／）ｌｃｏを求めた。その結果を第２表に示す。顕微鏡
観察の結果、４５℃、９５％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。

比較例８ 実施例１で用いた材料を使用し、光磁気記録層のみに負
のバイアス電圧を印加して形成する以外は、実施例１と
同様の方法により、従来例の光学的磁気記録媒体を作成
した。

この記録媒体につき、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２表に示す。

また、実施例１と同条件で保存テストを行ない、）Ｉｃ
／Ｈｃｏを求めた。その結果も第２表に示す。顕微鏡観
察の結果、４５℃、９５％Ｒ１１の雰囲気に５００時間
放置した記録媒体には、クラックの発生が認められた。

実施例と比較例との比較から明らかなように、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、光学
的磁気記録媒体を作製することによって、その磁気特性
が向上し、また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んど見られず、従来法による記録媒
体にはない極めて優れた諸特性を有していることがわか
る。また、プラスチック基板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呑ことがわ
かる。

第２表 〔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Ｈ！密
な中間層が形成でき、また、優れた磁気特性（例えば大
きなカー回転角、保磁力及び角形比）を有する光磁気記
録層も形成でき、結果として保存安定性及び記録・再生
特性に優れ、しかも記録・再生時のエラーの発生も低減
しつる光学的磁気記録媒体を提供することができように
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−・・保護層 ２４−・・反射層

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と前記光磁気記録層とを物理蒸着
   また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。