JPS62277646A - 光磁気デイスクの製造方法 - 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】 ３、発明の詳細な説明 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は希土類−遷移金属非晶質フェリ磁性合金薄膜を
記録層とし、この記録層と基板との間に再生信号出力を
増大させるための透明干渉層を介在させた光磁気ディス
クの製造方法に関する。

（従来の技術） 希土類−遷移金属非晶質フェリ磁性合金薄膜（以下、Ｒ
Ｅ　−Ｔ　Ｍ膜と略記する）の垂直磁化膜を記録層とし
、その磁気光学効果、特に極力−効果を利用して再生を
行なう光磁気ディスクは、書替え可能型光記録媒体とし
て有望視されており、その実用化を目指した研究が盛ん
に行なわれている。

このようなＲＥ−ＴＭ膜を記録層とする光磁気ディスク
の媒体構造としては、基板と記録層との間に透明干渉層
を設けることが好ましい。これはＲＥ−ＴＭ膜単層では
不十分な極力−回転角を、透明干渉層を介してのレーザ
ビームの多重反射によって増加させ、再生信号出力を増
大させることができるからである。光ディスクでは通常
、エラーレート低減の目的から、レーザビームを基板側
から照射して記録・再生を行なうため、この透明干渉層
は基板と記録層との間に設けられる。

また、光磁気ディスクの基板としては、ポリメチルメタ
クリレート、ポリカーボネイト、エボ牛シ等の透明樹脂
材料を用いることが実用上好ましいが、これらの材料は
気体透過性があるために、基板を介してのＲＥ−７Ｍ膜
の酸化を防止する上でも、基板と記録層間の透明干渉層
は重要な働きを持つ。

一方、ＲＥ−７Ｍ膜の垂直磁気異方性は媒体製造プロセ
ス上、下地層となる透明干渉層の膜質に著しく依存する
ことが、文献１：第３２回応用物理学関連講演予稿集１
ａ−ｐ−Ｑ　（ｐ、　１Ｑ９）　ｌＨ５等に示されてい
る。例えば光磁気ディスク用媒体の製造方法として、量
産性に富み、大面積にわたり均一な膜質が得られ、また
低温プロセスで成膜ができる、等の点から好ましいとさ
れるスパッタリング法で透明干渉層を形成した場合には
、膜中に結合に寄与していない浮遊酸素が残存し易い。

このような透明干渉層の上に記録層としてのＲＥ−７Ｍ
膜を形成すると、両層の界面にＲＥ（希土類）酸化物が
形成され、垂直磁気異方性を損なうという問題がある。

（発明が解決しようとする問題点） このように従来の技術では、透明干渉層の上にＲＥ−７
Ｍ膜からなる記録層が形成された光磁気ディスクを製造
する場合、界面酸化により記録層の垂直磁気異方性が低
下するという問題があった。

本発明は、透明干渉層とＲＥ−７Ｍ膜からなる記録層と
の界面の酸化を抑制して、記録層の垂直磁気異方性を大
きくできる光磁気ディスクの製造方法を提供することを
目的とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明は上記問題点を解決するため、透明干渉層を成膜
した後、該透明干渉層上に電気的に中性な粒子を主成分
とするガス粒子束を照射し、このガス粒子束照射後の透
明薄膜層上にＲＥ−７Ｍ膜からなる記録層を形成するこ
とを特徴とする。

（作用） 透明干渉層は成膜したままの状態では浮遊酸素が固溶し
た低品質の状態にあるが、ガス粒子束を照射すると浮遊
酸素は固定化され、安定な化合物を生成する。従って、
このガス粒子照射後の透明干渉層上に記録層を形成すれ
ば、垂直磁気異方性を低下させる要因となる界面酸化層
の形成が抑制される。また、このガス粒子束の照射は、
界面酸化層の形成を抑制する結果どして、媒体の寿命を
長くする。さらに、ガス粒子束は電気的に中性な粒子（
原子および／または分子）を主成分としていることによ
り、透明干渉層をチャージアップすることが少ないため
、短時間の照射でその効果を発揮する。

（実施例） 第１図は本発明に係る光磁気ディスクの製造方法の実施
に使用した製造装置の構成図である。

第１図において、成膜室１にはガス供給系２および排気
系３が接続されている。成膜室１内の上方に光磁気ディ
スクの基板４が回転可能に支持され、また下方にＳｉ３
Ｎ４ターゲットを収納したマグネトロンスパッタ？ｆＡ
５およびシャッタ６と、ガス粒子束供給Ｒ７およびシャ
ッタ８が設けられている。マグネトロンスパッタ源５に
はＲＦ電源９が接続され、ガス粒子束供給源７にはＤＣ
電源１Ｇが接続されている。なお、第１図には図示して
いないが、成膜室１の底部にはさらに記録層材料となる
ＲＥ（希土類）およびＴＭ（遷移金属）のターゲットを
収納したＤＣマグネトロンスパッタ源およびそれに付随
するシャッタが設けられる。

第２図はガス粒子束供給源７の詳細を示したもので、ガ
ス粒子束発生室２１内に２本のロッド電極２２ａ、２２
ｂが平行に設けられ、また室２１の前面にガス粒子束引
出し用のカーボン多孔電極２３が設けられている。ロッ
ド電極　２２ａ。

２２ｂは室２１の外部に設けられたＤＣ電源１０に接続
され、高電圧が印加される。

第３図は本発明の方法によって製造される光磁気ディス
クの一例を示す断面図であり、ディスク状の基板３１（
第１図の基板４に相当する）上に透明干渉層３２、ＲＥ
−７Ｍ膜からなる記録層３３および保護層３４が順次積
層されている。基板３１は実用的にはポリカーボネイト
等の樹脂基板であり、その表面にトラッキング用のガイ
ドグループがスパイラル状あるいは同心円状に予め形成
されているものとする。透明干渉層３２は本発明に基づ
きガス粒子束の照射により処理されたものであり、例え
ば１００　ｎｍ厚のＳｉＮ膜が用いられる。記録層３３
は例えば１１００ｎ厚のＴｂＣ。

膜である。保護層３４は必要に応じて設けられるもので
、例えば１１００ｎ厚のＳｉＮ膜が使用される。

第１図の装置を用いて、第３図の光磁気ディスクを次の
ような手順で製造した。先ず、成膜室１内を５ｘｌＯ−
ＢＴｏｒｒまで排気した後、基板４を回転させながらガ
ス供給系２から１０％Ｎ２−Ａｒ混合ガスを７０９ＣＣ
Ｈの流量で供給し、排気系３を調整して成膜室１内の圧
力を５ｍＴｏｒｒに保持した。次に、シャッタ６を閉じ
た状態でＲＦ電源９よりＳｉ３Ｎ４ターゲットを収納し
たマグネトロンスパッタ源５に５００ＷのＲＦパワーを
印加し、５分間のブリ・スパッタの後、シャッタ６を開
いて２０分間にわたり基板４（３１）上に透明干渉層３
２としてのＳｉＮ膜を成膜した。

次に、ＲＦ電源９をオフにした後、成膜室１内のガスを
純Ａｒガスに変換し、成膜室１内の圧力を３ｍＴｏｒｒ
に設定し、その状態でＤＣ電源１０よりガス粒子束供給
源７のロッド電極２２ａ。

２２ｂに徐々に電圧を印加した。このときロッド電極２
２ａ、２２ｂ間には鞍型の電位勾配が形成されており、
電子とＡｒガス粒子との衝突頻度を実効的に高めている
。ロッド電極２２ａ、２２ｂ間の電圧が５ｋＶに達した
とき、ガス粒子束発生室２１内にグロー放電が励起され
、ＤＣ電源１０の電圧は２ｋＶに低下した。グロー中で
発生したイオンは電界に引かれて引出し用カーボン多孔
電極２３側へ飛来し、該電極２３からの二次電子によっ
て中性化率７０％以上で中性化され、該電極２３に設け
られた孔を通過してガス粒子束発生室２１の外部へ放出
され、シャッタ８へ向かった。

こうして中性化したＡｒ原子からなるガス粒子束は、ア
フターグローの発光を伴なっているため、外部より目視
で観測することができた。

シャッタ８を閉じた状態で約−３分間のコンディショニ
ングを行なった後、シャッタ８を開いて約１０分間にわ
たりＳｉＮ膜からなる透明干渉層３２上にＡｒ原子のガ
ス粒子束を照射し、ＤＣ電源１０をオフにした。次に、
成膜室１内のガス圧力を５ｍＴｏｒｒに調整してから、
Ｔｂ、Ｃｏ両ツタ−ゲット所定のＤＣ電力を印加し、ブ
リ・スパッタの後、約３分間にわたり記録層３３として
のＴｂＣｏ膜の形成を行なった。次に、透明干渉層３２
としてのＳｉＮ膜と同じ手順でＳｉＮ膜からなる保護層
３４を形成して光磁気ディスクを完成させ、成膜室１の
外部に取出した。

一方、比較のために従来技術による光磁気ディスクの製
造プロセス、すなわち上記した本発明に基づく製造プロ
セスのうちＡｒ原子のガス粒子束照射を除いたプロ↓ス
によって、第３図と同様の構成の光磁気ディスクを製造
した。以下、本発明に基づいて製造した光磁気ディスク
をサンプルＡ、従来技術に基づいて製造した光磁気ディ
スクをサンプルＢとし、Ａ、Ｂの下側に添字てＲＥ−Ｔ
Ｍ膜からなる記録層の膜厚を［ｎｍコの単位で示した評
価結果を記述する。

第４図はサンプルＡ　　とサンプルＢ　　の力一ヒステ
リシス特性であり、横軸に磁界Ｈ１縦軸に極力−回転角
θに−をとっている。記録層はＴｂＣｏ膜であり、その
組成は補償組成（Ｔｂ：２１．５ａｔ、％）よりもＴｂ
が多くなるように設定した場合を示している。サンプル
Ａ　　では角形性の良好なカーヒステリシスループが得
られたが、サンプルＢ　　では磁化反転部が緩慢となっ
ておす、かつ保磁力からみて特性がＴｂの欠乏する側ヘ
シフトした。

次に、サンプルＡ、Ｂ　　　を得たのと同様の手順でＴ
ｂＣｏ膜の膜厚を変化させたサンプルを作製し、各々に
ついてカーヒステリシス特性を測定して、膜面に垂直な
方向の保磁力Ｈｃと、膜厚との関係を調べた。その結果
を第５図に示す。

文献２　：　Ｐｒｏｃ、ｏｆＳ、Ｐ、１．Ｅ、ｖｏ１３
ｇ２．ｐ２６０．１９８３に記載されているように、Ｒ
Ｅ−ＴＭ膜には下地層との界面酸化層の有無にかかわら
ず、極薄膜の領域で島状構造に起因する無効層が存在す
る。第５図中、本発明に基づくサンプルＡＡ　　の特性
が１０°　１５ 組成とは逆にＣｏ過剰の場合と同様の特性になっている
のは、この影響によるものである。一方、′従来技術に
基づくサンプルのうち、サンプルＢｔｏ’Ｂ１５は面内
磁化の特性（Ｈｃ　＝　Ｑ　）　、サンプルＢ　　、Ｂ
　　はＣｏ過剰の特性となっており、上述した島状構造
に起因する以外の界面無効層の存在が見られ、垂直磁気
異方性の悪いことが明らかである。

このように本発明に基づいて製造されたサンプルＡと、
従来技術に基づいて製造されたサンプルＢとで垂直磁気
異方性が異なるのは、サンプルＢでは透明干渉層に固溶
している浮遊酸素により透明干渉層と記録層との界面に
酸化物が形成されることにより、垂直磁気異方性を損な
うのに対して、サンプルＡでは透明干渉層成膜後にガス
粒子束を照射することにより、透明干渉層に固溶してい
る浮遊酸素がＳｉＯないし５ｔｏ２等の安定な化合物の
形で固定化される結果、垂直磁気異方性を低下させる要
因となる界面酸化物を形成しないからである。

このように本発明の方法が界面酸化物を形成しないこと
は、光磁気ディスクの寿命の面でも有利となる。第６図
はサンプルＡ　　とサンプルＢ　　の加速劣化寿命試験
の結果を示したもので、サンプルＡ　　では６０℃−９
０％Ｒ，Ｈ雰囲気に２００時間放置した後においても、
保磁力の変化が全く認められないのに対して、サンプル
Ｂ　　ではＴｂの欠乏する側へ特性がシフトする現象が
見られる。この結果から本発明に基づいて製造された光
磁気ディスクは、寿命の点でも有利であることが明らか
である。なお、第５図および第６図においてＨｃ　＞１
３．５ｋ　Ｏｅのプロット点の下に波線を示したのは、
カーヒステリシスループ特性測定時の最大発生磁場が１
３．５ｋＯｅであるためである。

また、ガス粒子束照射プロセスは基板を接地電位に保っ
たままの状態でガス粒子束を照射することができ、基板
への熱負荷の小さい低温プロセスであるから、基板とし
て光磁気ディスクに実用車通する樹脂基板を使用できる
。

さらに、本発明では使用するガス粒子束の主成分が電気
的に中性な粒子（原子・分子）であるため、透明干渉層
をチャージアップすることがなく、従って短時間でガス
粒子束照射プロセスの効果が得られる。例えばプラズマ
表面処理等では、透明干渉層が絶縁物の場合には、それ
を透明干渉層をチャージアップしてしまうことにより、
浮遊酸素を固定化するのに時間がかかる。従って、ガス
粒子束照射時間を短く抑えようとすると、透明干渉層と
してはＩ　Ｔ　Ｏ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｌｎ　０ｘｉｄｅ
）のような透明導電体材料を使用せざるを得ない。本発
明のように電気的に中性な粒子を主成分としたガス粒子
束を用いれば、このような透明干渉層の材料の制約を伴
なうことなく、短時間でその効果を得ることができる。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではな
く、例えば記録層に用いるＲＥ−７Ｍ膜としてＴｂＣｏ
以外のものを用いた場合にも、本発明は有効である。

また、透明干渉層としてはＳｉＮスパッタ膜のほかに、
Ｓｉｎ、５ｉ０２．Ｓｉ３　Ｎ４．ＺｎＳ。

ＣａＦ２．ＩＴＯ等のターゲットのスパッタ膜、あるい
はＳｔ、ＡＩ！、Ｔｉ等のターゲットの反応性スパッタ
膜等を用いることができる。

さらに、本発明の方法を適用できる光磁気ディスクの構
造は、第３図に示したようなものに限定されず、要する
に基板とＲＥ−７Ｍ膜からなる記録層との間に透明干渉
層を有するものであれば、全て本発明を適用することが
できる。その他、本発明は要旨を逸脱しない範囲で種々
変形して実施することが可能である。

［発明の効果コ 本発明によれば、透明薄膜層の上にＲＥ−７Ｍ膜からな
る記録層が形成された構造の光磁気ディスクの製造に当
り、電気的に中性な粒子を主成分とするガス粒子束の短
時間照射という簡単なプロセスを付加するだけで、垂直
磁気異方性の飛躍的向上と、媒体の長寿命化を達成する
ことができる。

【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製造
方法に使用する装置の構成を模式的に示す図、第２図は
同装賃におけるガス粒子束供給源の詳細な構成を示す図
、第３図は本発明の製造方法によって得られる光磁気デ
ィスクの断面図、第４図（ａ）（ｂ）は本発明の方法お
よび従来の方法に基づいて製造される光磁気ディスクの
カーヒステリシス特性を示す図、第５図は同じく本発明
の方法および従来の方法に基づいて製造される光磁気デ
ィスクの記録層膜厚と保磁力との関係を示す図、第６図
は同じく本発明の方法および従来の方法に基づいて製造
される光磁気ディスクの加速劣化寿命試験の結果を示す
図である。 １・・・成膜室、２・・・ガス供給系、３・・・排気系
、４・・・光磁気ディスク基板、５・・・マグネトロン
スパッタ源、６・・・シャッタ、７・・・ガス粒子束供
給源、８・・・シャッタ、９・・・ＲＦ電源、１０・・
・Ｄ電源、２１・・・ガス粒子束発生室、２２ａ、２２
ｂ・・・ロッド電極、２３・・・引出し用カーボン多孔
電極、３１・・・基板、３２・・・透明干渉層、３３・
・・記録層、３４・・・保護層。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１図 第２　図 第３図 （ａ） ｋ （ｂ） ＠４図 イｇ＊イ］　Ｈｃ　（ｋｏｅｌ １龜１１７ＨＣ（ｋｏｅ〕

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ディスク状の基板上に、透明干渉層および希土類−遷移
   金属非晶質フェリ磁性合金薄膜よりなる記録層を順次積
   層してなる光磁気ディスクの製造方法において、前記透
   明干渉層を成膜した後、該透明干渉層上に電気的に中性
   な粒子を主成分とするガス粒子束を照射する工程を備え
   、このガス粒子束照射後の透明干渉層上に前記記録層を
   形成することを特徴とする光磁気ディスクの製造方法。