JPS6243849A - 光磁気記録媒体 - 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】 ■　発明の背景 技術分野 本発明は、レーザー光等の熱および光を用いて情報の記
録、再生を行う光磁気記録媒体に関する。

先行技術とその問題点 光磁気メモリの光記録媒体としては、 ＭｎＢ１．ＭｎＡｊ２Ｇｅ、ＭｎＳｂ。

ＭｎＣｕＢ１．ＧｄＦｅ、ＴｂＦｅ、 ＧｄＣｏ、ＰｔＣｏ、ＴｂＣｏ、 ＴｂＦｅＣｏ、ＧｄＦｅＣｏ、 ＴｂＦｅＯ３、Ｇｄ１Ｇ、ＧｄＴｂＦｅ。

ＧｄＴｂＦｅＣｏ８１％ＣｏＦｅ２０４等の材料が知ら
れている。　これらは、真空蒸着法やスパッタリング法
等の方法で、プラスチックやガラス等の透明基板上に薄
膜として形成される。　これらの光磁気記録媒体に共通
している特性としては、磁化容易軸が膜面に爪面方向に
あり、さらにカー効果やファラデー効果か大きいという
点をあげることかできる。

この性質を利用して、光磁気記録媒体の方法としては、
例えば次の方法がある。

まず、最初に膜全体を°゛０′°ずなわち一様に磁化し
ておく（これを消去という）。　つ　ぎに、“１パを記
録したい部分にレーザービームを照射する。　レーザー
ビームが照射されたところは温度が上ｙ１−シ、キュー
リ一点に近づいた時、そしてさらにキューリ一点をこえ
た時には、保磁力Ｈｃは０に近づく。　そして、レーザ
ービームを消し、室温にもどせば、反磁場のエネルギー
により磁化は反転し、さらには、レーザービームの照射
の際、外部磁場を初期と反対の方向に与−えて室温にも
どすと、磁化反転し、１°゛なる信号が記録される。

また、記録は初期状態が“０”であるから、レーザービ
ームを照射しない部分は“０”のまま残る。

記録された光磁気メモリの読み取りは、同しようにレー
ザービームを用いて、このレーザービーム照射光の磁化
の方向による反射光の偏光面の回転、すなわち磁気光学
効果を利用して行われる。

このような媒体に要求されることは、 第１に、キューリ一点が１００〜２００℃程度で、補償
点が室温付近であること。

第２に、ノイズとなる結晶粒界などの欠陥が比較的小さ
いこと。

第３に高温成膜や長時間成膜等の方法をとらずに、比較
的大面積にわたって磁気的、機械的に均一な膜が得られ
ることがあげられる。

このような要求に答え、上記材料のなかで、近年、希土
類−遷移金属の非晶質垂直磁性薄膜が大きな注目を集め
ている。

しかし、このような希土類−遷移金属品質薄膜からなる
光磁気記録媒体において、−Ｐ［薄膜層は大気に接した
まま保存されると、大気中の酸素や水により希土類が選
択的に腐食あるいは酸化されてしまい、情報の記録、再
生が不可能となる。

そこで、一般には、前記磁性層薄膜の表面に保護層を設
けた構成を有するものが多く研究されている。

これらの保護層としては、例えばＳｉｎ。

５ｉ０２等の無機系の真空蒸着膜あるいは常温硬化性樹
脂の塗膜保護層等がある。

しかしながら、これらの保護層では十分な防湿性は得ら
れず、保存劣化等の問題がある。

ＩＩ　　発明の目的 本発明の目的は、高湿度雰囲気中においても磁性薄膜層
の劣化が防１１−され、防湿性および耐久性のすぐれた
光磁気記録媒体を提供することにある。

■　発明の開示 このような目的は、下記の本発明によって達成される。

すなわち、本発明は、基板−トに希土類−遷移金属の非
晶質重直磁性薄膜層を有し、この磁性薄膜層上にプラズ
マ重合膜を形成したことを特徴とする光磁気記録媒体で
ある。

■　発明の具体的構成 以下、本発明の具体的構成について詳細に説明する。

本発明の好適実施例としての光磁気記録媒体が第１図に
示されている。

本発明の光磁気記録媒体１は、基板１１１に希土類−遷
移金属の非晶質重直磁性薄膜層３１（以下、単に磁性薄
膜層３１という。）を有し、この磁性薄膜層３１上にプ
ラズマ重合膜４１を形成し、さらにこの上に必要に応じ
保護層５１を有してなるものである。

本発明の光磁気記録媒体に用いられる基板１１は、通常
、樹脂製とし、アクリル樹脂、ポリカーボネート、エポ
キシ樹脂、ポリメチルベンゾン等のオレフィン系樹脂等
からＪＦｅ成するが、その他、ガラス等であってもよい
。

なお、記録は基板１１をとおして行うことがＯｆましい
ので、？Ｆき込み光ないし読み出し光に対する透過率は
８６％以ｌｘが必要である。

また、基板１１は、通常、ディスク状とし、１．２〜１
．５ｍｍ程度の厚さとする。

このようなディスク状基板１１の磁性薄膜層３１形成面
には、トラッキング用の溝が形成されてもよい。

溝の深さは、λ／　８　ｎ程度、特に人／　７　ｎ〜λ
／　１２　ｎ　（ここに、ｎは基板の屈折率である）と
される。　また、溝の巾は、トラック中程度とされる。

そして、この溝の四部に位置する磁性薄膜層３１を記録
トラック部として、書き込み光および読み出し光を基板
裏面側から照射することが好ましい。

このように構成することにより、−７き込み感度と読み
出しのＳ／Ｎ比が向上し、しかもトラッキングの制御信
号は大きくなる。

また、その他の基板１１の形状として、テープ、ドラム
等としてもよい。

この磁性薄膜層３１は、変調された熱ビームあるいは変
調された磁界により、情報が磁気的に記録されるもので
あり、記録情報を磁気−光変換して再生するものである
。

このような磁性薄膜層３１として、希土類金属と遷移金
属合金をスパッタ、蒸着法等により、非晶質膜として通
常の厚さに形成する。

希土類金属および遷移金属としては種々のものがあるが
、特に前者としてはＧｄ、Ｔｂ、または後者としてはＦ
ｅ、Ｃｏが好適である。

そして、その好適例としては、ＧｄＦｅ、ＴｂＦｅ、Ｔ
ｂＦｅＣｏ、ＧｄＦｅＣｏ、ＧｄＴｂＦｅ等がある。

これらの場合、希土類金属は１５〜３５ａｔ％、遷移金
属は６５〜８５ａｔ％程度とする。

また、磁性薄膜層３１の厚さは０．０５〜０．１μｍ程
度とする。

なお、中間層２１を介して、磁性薄膜層３１を設層する
こともできる。　この場合、中間層２１の材質としては
、５ｉ０２　、Ｓｉｎ、Ａ丘Ｎ、Ｓｉ３　Ｎ４　、Ｚｎ
Ｓ等を真空蒸着、スパッタリング等によって形成したも
のが挙げられる。

このような中間層２１は、０．０５〜０．２μｍの厚さ
とする。

本発明の磁性薄膜層３１上に形成されるプラズマ重合膜
４１は、Ｃを含む薄膜であることが好ましく、この場合
、Ｃ単独で形成してもよいし、Ｃとその他の元素を含有
させて形成してもよい。　Ｃとその他の元素を含有させ
てプラズマ重合膜４１を形成する場合、その他の元素と
して、Ｈ，Ｎ、Ｏの１種以上を含有させることが好まし
い。

原料ガスとしては、通常操作性の良いことから、常温で
気体のメタン、エタン、ブロノベン、ブタン、ペンタン
、エチレン、プロピレン、ブテン、ブタジェン、アセチ
レン、メチルアセチレン、その他の飽和ないし不飽和の
炭化水素の１種以上を用いるが、必要に応じて常温で液
体の炭化水素を原料としてプラズマ重合によって形成さ
れてもよい。

このような炭化水素の１種以上に、Ｎ２．０２　、ｏ３
．Ｎ２０、Ｎ２　、Ｎｏ、Ｎ２０、ＮＯ２などのＮＯＸ
　、ＮＨ３、Ｃｏ、ＣＯ２等の１種以上を加えたものを
原料ガスとして用いても好適である。

さらに必要に応じて、原料にＳｉ、Ｂ、Ｐ、Ｓ等のソー
スを微量成分として添加することもできる。

なお、プラズマ重合膜４１をＣＱｉ独で形成する場合に
は、炭化水素ガスに対して大量の水素を加えた混合ガス
に対してプラズマ重合を行うことによって炭素膜が生成
可能である。

この炭素膜は混合ガス比、プラズマパワー、基板温度等
の条件により、炭素の構造が変化する。

このような原料を用いて形成されるプラズマ重合膜４１
の膜厚は、一般に１０〜１０００人程度である。

コ（Ｄ　ＩＩＱ　Ｊ’／を１０００人以−１−にしても
本発明の効果に差異はなく、この値以上にする必要がな
い。

また、１０人未満であると、本発明の実効がなくなる。

なお、膜厚の測定は、エリプソメーター等を用いればよ
い。

このような膜厚の制御は、プラズマ重合膜４１形成時の
反応時間、原料ガス流計等を制御すればよい。

プラズマ重合膜４１は、前述の原料ガスの放電プラズマ
を磁性７１！膜層３１に接触させることにより重合膜を
形成するものである。

プラズマ重合の原理について概説すると、気体を低圧に
保ち電場を作用させると、気体中に少量存在する自由電
子−は、常圧に比べ分子間距離か非常に大きいため、電
界加速を受け、５〜１０ｃＶの運動エネルギー（電子一
温度）を獲１：；する。

この加速電子−が原子−や分子に衝突１−ると、原ｆ＝
軌道や分子軌道を分断し、これらを電ｒ、イオン、中性
ラジカルなど、通常の状態では不安定の化学種に解離さ
せる。

解離した電子は再び電界加速を受けて、別の原ｒや分子
を解離させるが、この連鎖作用で気体はたちまち高度の
電離状態となる。　そしてこれは、プラズマガスと叶ば
れＣいる。

気体分子は電ｒ−との衝突の機会か少ないのでエネルギ
ーをあまり吸収せず、常温に近いｔニ一度に保たれてい
る。

このように、電子の運動エネルギー（電子一温度）と、
分子の熱運動（ガス温度）が分離した系は低温プラズマ
と呼ばれ、ここでは化学種が比較的原型を保ったまま重
合等の加酸的化学反応を進めつる状況を創出しており、
本発明はこの状況を利用して磁性薄膜層３１１にプラズ
マ重合膜を形成しようとするものである。　なお低温プ
ラズマを利用するため、基板への熱影響は全くない。

磁性薄膜層３１表面にプラズマ重合膜４１を形成する装
置例が第２図に示しである。　第２図は、周波数可変型
の電源を用いたプラズマ重合装置である。

第２図において、反応容器Ｒには、原料ガス源５１１ま
たは５１２から原料ガスがそれぞれマスフローコントロ
ーラ５２１および５２２を経て供給される。　ガス源５
１１または５１２から別々のガスを供給する場合は、混
合器５３において混合して供給する。

原料ガスは、各々１〜２５０ｍｆｔ／分の流量範囲をと
りつる。

反応容器Ｒ内には、被処理体１１１が一方の回転式電極
５５２に支持される。

そして被処理基板１１１を挟むように回転式電極５５２
に対向する電極５５１が設けられている。

一方の電極５５１は、例えば周波数可変型の電源５４に
接続され、他方の回転式電極５５２は８にて接地されて
いる。

さらに、反応容器Ｒ内には、容器内を排気するだめの真
空系統が配備され、そしてこれは油回転ポンプ５６、液
体窒素トラップ５７、油拡散ポンプ５８および真空コン
トローラ５９を含む。　これら真空系統は、反応容器内
を０．０１〜１０Ｔｏｒｒの真空度の範囲に維持する。

操作においては、反応容器Ｒ内がまず１Ｏ−５Ｔｏｒｒ
以下になるまで容器内を排気し、その後処理ガスが所定
の流量において容器内に混合状態で供給される。

このとき、反応容器内の真空は０．０１〜１０　Ｔｏｒ
ｒの範囲に管理される。

原料ガスの流量が安定すると、電源がオンにされる。　
こうして、磁性薄膜層３１上の基板にプラズマ重合膜が
形成される。

なお、キャリアガスとして、Ａｒ、Ｎ２゜Ｈｅ、Ｎ２な
どをイ吏用してもよい。

また、印加電流、処理時間等は通常の条件とすわばよい
。

プラズマ発生源としては、高周波放電の他に、マイクロ
波放電、直流放電、交流放電等いずれでも利用できる。

このように形成されるプラズマ重合膜４１は、航速した
ように、ＣまたはＣとＨ，Ｎ、０の１種以上を含有して
おり、Ｃの含有量はプラズマ重合膜４１中に３０〜１０
０ａｔ％、より好ましくは３０〜９０ａ］％である。

Ｃの含有量が３０ａｔ％未満であると、プラズマ重合膜
４１の膜強度が低下し、実用に耐久ない。

また、Ｃに加えて１種以上含有されるＨ３Ｎ、Ｏの含有
１■は、水素と炭素の原子比（Ｈ／Ｃ比）が１以下、特
に、１／６〜１、窒素と炭素の原子比（Ｎ　／　Ｃｕｔ
　）が３／１０以下、特に、１／２０〜３／１０、酸素
と炭素の原子比（０／Ｃ比）が３／１０以下、特に、１
／２０〜３／１０の範囲が好適である。　このようにＣ
に加えてＨ，Ｎ、Ｏの１種以上を含イ１させることによ
って耐スクラッチ性が向トする。

なお、プラズマ重合膜４１中のＣ，Ｈ，Ｎ。

Ｏおよびその他の元素の含有量の分析は、５ＩＮＳ（２
次イオン質量分析）等に従えばよい。

ＳＩＭＳを用いる場合、プラズマ１［金膜表面にて、Ｃ
，Ｈ，Ｎ、Ｏおよびその他の元素をカウントして算出す
ればよい。

あるいは、Ａｒ等でイオンエツチングを行いながら、Ｃ
，Ｈ，Ｎ、Ｏおよびその他の元素のプロファイルを測定
して算出してもよい。

ＳＩＭＳの測定については、表面科学基礎講座　第３巻
（１９８４）表面分析の基礎と応用（ｐ７０）　　“Ｓ
ＩＭＳおよびＬＡＭＭＡ”の記載に従えばよい。

このようなプラズマ重合膜４１のトには、保護層５１が
形成されてもよい。

このような保護層５１としては、酸化物、窒化物の薄膜
か好ましい。

酸化物としては、−酸化ケイ素、二酸化ケイ素、酸化ア
ルミニウム、酸化チタン、酸化亜鉛等が々ｒ適である。

また、窒化物としては、窒化ケイ素、窒化アルミニウム
、窒化チタン、窒化ホウ素等が好適である。

このような薄膜の厚さは０．１〜１０μｍ程度とする。

なお、薄膜の保護層５１の形成は真空蒸着、スパッタ等
によればよい。

本発明は、上述したように形成して構成してもよい。　
また、磁性薄膜層を有する一対の基板を用い、磁性薄膜
層を内側にして対向させ、接着剤等を用いて貼り合せて
、基板の裏面側からの書き込みを行う、いわゆる両面記
録のタイプとしてもよい。

また、片面記録の場合、上述したような媒体に保護板を
接着してもよい。

■　発明の具体的作用効果 本発明によれば、基板上に希土類−遷移金属の非晶質垂
直磁性薄膜を有し、この磁性ｆｌ膜層上にＣまたはＣと
Ｎ、ＨおよびＯのうち少なくとも１種以上を含むプラズ
マ重合膜を形成し、さらに必要に応じこの上に酸化物ま
たは窒化物の薄膜を保護層として形成して光磁気記録媒
体を構成する。

従って、得られた媒体は、耐久性に優れ、しかも高湿度
雰囲気中における保存生にすぐれた効果を有するもので
ある。

なお、本発明の光磁気記録媒体は、各ＮＩ情報記録媒体
として種々の用途に用いられ有用である。

■　発明の具体的実施例 以下、本発明の具体的実施例を挙げ、本発明をさらに詳
細に説明する。

（実施例〕 直径２０ｃｍのＰＭＭＡの基板上に、 Ｓｉ３Ｎ４の中間層を高周波マグネトロンスパッタによ
り膜Ｊ’Ｊ：　９００人に設層した。

この中間層トに、ＴｂＦｅＣｏの合金薄膜をスパッタリ
ングにより厚さ０．１μｍに設層し、磁性薄膜層とした
。

なお、ターゲットは、ＦｅターゲットにＴｂ、Ｃｏチッ
プをのせたものを用いた。

さらにこのサンプルを真空チャンバ中に入れ、−巨１０
−５　Ｔｏｒｒの真空に引き、下記の条件にてプラズマ
重合膜を磁性薄膜層上に形成した。

これらのプラズマ重合膜の元素分析はＳＩＭＳで測定し
、また膜厚はエリプソメーターによって測定した。

結果を表１に示す。

さらにこのプラズマ重合膜の−Ｌに、必要に応じ上記表
１に示される保護層をスパッタリングにより形成した。

このようにして下記表１に示される各種光磁気ディスク
を作製し、以下に示すような特性値を測定した。

（１）保存性 初期のＣ／Ｎ比と、６０℃、９０％ＲＨの雰囲気中に各
サンプルの磁性薄膜層側のみを露出するようにして３０
０時間保存後のＣ／Ｎ比の変化量を下記の条件で測定し
た。

回転スピード　　　　　４　　ｍ／ｓｅｃ搬送周波数　
　　　５００１１ｚ 分解能　　　　　　　３０　旧１ｚ 記録パワー　　　　３〜４　　ｍＷ （８３０ｎｍ） 再生パワー　　　　　　１　　ｍＷ （８３００ｍ） （２）ピットエラーレート 初期と、６０　”Ｃ１９ｏ％ＲＨにてＶ記と同様に３０
０時間保存後のＥＦＭ信すのピットエラーレートを測定
した。

結果を表１に示す。

表１に示される結果より、本発明の効果が明らかである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の１例を示す光磁気記録媒体の断面図
である。 第２図は、プラズマ重合装置の概略図である。 符号の説明 １・・・・光磁気記録媒体、１１・・・・Ｊｌ（板、２
１・・・・中間層、３１・・・・磁性薄膜層、４１・・
・・プラズマ重合膜、５１・・・・保護層、５３・・・
・混合器 ５４・・・・直流、交流および周波数可変型電源、５６
・・・・油回転ポンプ、 ５７・・・・液体窒素トラップ、 ５８・・・・油拡散ポンプ、 ５９・・・・真空コントローラ、 １１１・・・・被処理体、 ５１１．５１２・・・・原料ガス源、 ５２１．５２２・・・・マスフローコントローラ、５５
１．５５２・・・・電極 特許出願人　ティーディーケイ株式会社（ｖ。 ＝ｒ−糸売嗜１ｉ−ｉ１モ１町−１（自発）■（和６０
年　９月１９１１ 特配１庁長官　宇賀道部殿 ２、発明の名称 光磁気記録媒体 ３、補Ｉ「をする講 りＳ！ｌとの関係　　　特許出願人 イ１　　所　　東京都中央区［１本橋−下目１３番１号
名　　称　　　（３０６）ティーディーケイ株式会社４
、代理人　〒１０１　電話８６４−４４９８４１　　　
所　　東京都千代ｍ区岩本町３１２番２号委任状および
明細書の「特許請求の範囲」、「発明の詳細な説明」の
各欄 ６、補正の内容 （１）委任状を別紙の通り補【Ｆする。 （２）明細書の「特許請求の範囲」の欄を別紙の通り補
正する。 （３）明細書第６頁第５行目のｒ−１１品質重直」を「
非晶質垂直」と補正する。 ２、特許請求の範囲 （１）基板Ｉ−にｎ−１−類一遷移金属の非晶質ｌ磁性
なル膜層を有し、この磁性薄膜層上にプラズマ重合膜を
形成したことを特徴とする光磁気記録媒体。 （２）プラズマ重合膜がＣ１またはＣとＨ，ＮおよびＯ
のうち少なくとも１種とを含む特許請求の範囲第１項に
記載の光磁気記録媒体。 （３）プラズマ重合膜中のＣ含有量が３０〜１００ａｔ
％である特許請求の範囲第２項に記載の光磁気記録媒体
。 （４）基板と非晶質ｌ磁性薄膜層との間に中間層を有す
る特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載
の光磁気記録媒体。 （５）非晶質■磁性薄膜層が表面に保護層を有する特許
請求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載の光磁
気記録媒体。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上に希土類−遷移金属の非晶質重直磁性薄膜
   層を有し、この磁性薄膜層上にプラズマ重合膜を形成し
   たことを特徴とする光磁気記録媒体。
2. （２）プラズマ重合膜がＣ、またはＣとＨ、ＮおよびＯ
   のうち少なくとも１種とを含む特許請求の範囲第１項に
   記載の光磁気記録媒体。
3. （３）プラズマ重合膜中のＣ含有量が３０〜１００ａｔ
   ％である特許請求の範囲第２項に記載の光磁気記録媒体
   。
4. （４）基板と非晶質重直磁性薄膜層との間に中間層を有
   する特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記
   載の光磁気記録媒体。
5. （５）非晶質重直磁性薄膜層が表面に保護層を有する特
   許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載の光
   磁気記録媒体。