JPS63193352A - 光磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents

光磁気記録媒体の製造方法

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JPS63193352A
JPS63193352A JP62024707A JP2470787A JPS63193352A JP S63193352 A JPS63193352 A JP S63193352A JP 62024707 A JP62024707 A JP 62024707A JP 2470787 A JP2470787 A JP 2470787A JP S63193352 A JPS63193352 A JP S63193352A
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magnetic
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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、磁気カー効果を利用して読出しすることので
きるキュリー点書込みタイプの光磁気記録媒体の製造方
法と、それを用いた重ね書き可能な光磁気記録方法に関
する。
〔従来の技術〕
消去可能な光デイスクメモリとして光磁気ディスクが知
られている。光磁気ディスクは、従来の磁気ヘッドを使
ワた磁気記録媒体と比べて高密度記録、非接触での記録
再生などが可能であるという長所がある反面、記録前に
一度記録部分を消去しなければならない(一方向に着磁
しなければならない)という欠点があった。この欠点を
補う為に、記録再生用ヘッドと消去用ヘッドを別々に設
ける方式、あるいは、レーザーの連続ビームを照射しつ
つ、同時に印加する磁場を変調しながら記録する方式な
どが提案されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、これらの方法は、装置が大がかりとなり、コス
ト高になる欠点あるいは高速の変調ができないなどの欠
点を有する。
上述の公知技術の欠点を除去し、従来の装置構成に簡単
な構造の磁界発生手段を付設するだけで、磁気記録媒体
と同様な重ね書き(オーバーライド)を可能とした、光
磁気記録方法を本出願人は昭和61年7月8日に特願昭
61−158787号(該出願は昭和62年2月2日の
国内優先の基礎出願となる)で提案した。
しかし、この方法は全く新しい記録法であるが故に、こ
の方法に関連して、いまだ多くの研究課題が残っていた
。すなわち、この記録に用いる記録媒体のより簡単な製
法の探究等である。
そこで本発明者は更に研究を進めた結果、いくつかの成
果が得られた。
本発明はこうして完成されたものであり、その目的は重
ね書き可能な記録方法を提供するだけでなく、その重ね
書き可能な記録方法に利用できる光磁気記録媒体のより
簡短な製造法を提供することにある。
C問題点を解決するための手段〕 上記目的達成可能な本発明は、 低いキュリー点(TL)と高い保磁力(HH)を有する
第1磁性層およびこの磁性層に比べて相対的に高いキュ
リー点(T、)と低い保磁力(HL )を有する第2磁
性層から構成され、各層とも希土類元素と遷移金属との
非晶質合金を主成分に含む二層構造の垂直磁化膜であっ
て、第2ii性層の飽和磁化をMs、膜厚をh、二つの
磁性層間の磁壁エネルギーをa冑とすると、 を満たす垂直磁化膜を、成膜する工程を有する光磁気記
録媒体の製造法において、第1磁性層成膜後 、第2磁
性層の成膜前以下の(A)〜(C)のいずれかの工程を
行なうことを特徴とする製造方法である。
(A) 7 X 10’ Torr以上の残留ガスまた
は不活性ガス雰囲気下で5分以上放置する工程 (B)第1磁性層または第2磁性層の構成元素と反応す
るまたは該元素に化学的に吸着する性質の物質の分圧を
少なくとも2×10°6Torr以上にした雰囲気下に
放置する工程 (C)第1磁性層、または第2磁性層の構成元素と反応
するもしくは該元素に化学的に吸着する性質の物質また
は不活性ガスによるプラズマにさらす工程 また、本発明は上記光磁気記録媒体を使用して、次の二
値の記録を行なうことを特徴とする記録方式である。
(a)該媒体に対して、記録用ヘッドと異なる場所で、
保磁力H5の第2磁性層を一方向に磁化させるのに充分
で保磁力HHの第1磁性層の磁化、  の向きを反転さ
せることのない大きさの磁界Bを加え、 (b)次に、記録ヘッドにより、バイアス磁界を印加す
ると同時に低いキュリー点(TL)付近まで該媒体が昇
温するだけのレーザーパワーを照射することにより、第
2磁性層の磁化の向きを変えないまま第1磁性層の磁化
の向きを第2磁性層に対して安定な向きにそろえる第1
種の予備記録か、バイアス磁界を印加すると同時に高い
キュリー点(T□)付近まで該媒体が昇温するだけのレ
ーザーパワーを照射することにより、第2磁性層の磁化
の向きを反転させて同時に第1磁性層も第2磁性層に対
して安定な向きに磁化する第2種の予備記録かを、信号
に応じて実施し、 (C)次に、該媒体を運動させて、予備記録されたビッ
トを前記磁界Bを通過させることにより、第1種の予備
記録により形成されたビットについては第1磁性層、第
2磁性層とも磁化の向きをそのまま変化させず、 第2種の予備記録により形成されたビットについては、
第2磁性層の磁化の向きを前記磁界Bと同方向に反転さ
せ、第1磁性層については磁化の向きをそのまま変化さ
せないとする、二値の記録。
以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第1図(a) 、(b)は各々本発明により製造される
光磁気記録媒体の一実施例を示す模式断面図である。第
1図(a)の光磁気記録媒体は、プリグループが設けら
れた透光性の基板1上に、第1の磁性層2と第2の磁性
層3が積層されたものである。第1磁性層2は低いキュ
リー点(TL)と高い保磁力(HH)を有し、第2磁性
層3は、高いキュリー点(TH)と低い保磁力(HL)
を有する。ここで「高い」、「低い」とは両磁性層を比
較した場合の相対的な関係を表わす(保磁力は室温にお
ける比較)。ただし、通常は第1磁性層2のTLは70
〜180℃、HHは、3〜lOにOe 、第2磁性層3
のT□は150〜400℃、HLは0.5〜2 KOe
程度の範囲内にするとよい。
各磁性層の材料には、垂直磁気異方性を示し且つ磁気光
学効果を呈するものが利用できるが、GdCo、 Gd
Fe 、 TbFe、 DyFe、 GdTbPe、 
TbDyFe。
GdTbFetl:o、 TbFeCo、 GdTbC
o等の希土類元素と遷移金属元素との非晶質磁性合金が
好ましい。
本発明による光磁気記録記録媒体を用いた記録方法にお
いては、第1磁性層2が主に再生に関与する。即ち、第
1磁性層2が呈する磁気光学効果が主に再生に利用され
、第2磁性層3は記録に重要な役割りを果たす。
一方、従来の光磁気記録方法における、交換結合二層膜
では、逆に、低いキュリー点と高い保磁力とを有する磁
性層は主に記録に関与し、高いキュリー点と低い保磁力
とを有する磁性層が主に再生に関与した。
かかる従来の交換結合二層膜では、主に再生に関与する
磁性層の飽和磁化Msと、膜厚りと、二層間の磁壁エネ
ルギーσWの間に、次の様な関係があるのが望ましかっ
た。
H・ 〉  2鯖8h  >H・ しかし、本発明に使用する記録媒体の交換結合二層膜で
は、第2磁性層3の飽和磁化Msと膜厚りと、二磁性層
間の磁壁エネルギーσwの間に、次の関係が必要である
Hn > HL >□ Msh これは、記録によって最終的に完成されるビットの磁化
状態(第2図<nに示す)が安定に存在出来るようにす
るためである(詳しい理由は後述する)。
したがって、内磁性層2.3(垂直磁化膜)が上記の関
係式を満たすように、各層の膜厚、保磁力、飽和磁化の
大きさ、磁壁エネルギーなどを適当に設定すればよいが
、具体的かつ現実的な方法としては、第2磁性層の飽和
磁化Msを大きくするか、膜厚りを大きくするか、磁壁
エネルギーσWを小さくするかである。しかし、膜厚り
を大きくすると後に詳述する記録法において感度が低下
する欠点がある。また、飽和磁化Msを大きくすると同
時にHもの値も小さくなるので、Hしの値をI KOe
より小さくすると、むしろ経験的にはHL<0w72M
5hとなりやすい。
このため、現状での最善の方法としては、磁壁エネルギ
ーσWを小さくすることであるが、例えば、第1磁性層
2と第3磁性層の間に非磁性層を設けたりすると数十人
の僅かな厚さてもaWは激減する。したがって、光磁気
記録媒体の製造に際して、小さなσwを再現性良く設定
するためのコントロールはむずかしい。
そこで、小さなσwを再現性良く設定し、良好な重ね書
き記録を実施するため、更に研究した結果完成された本
発明の製造方法では、前述したように、第1磁性層を成
膜後、第2磁性層の成膜前に次のいづれかの工程を行な
い、製造途中の光磁気記録媒体を処理する。
(A) 7 x 10’ Torrの残留ガスまたは不
活性ガス雰囲気下で5分以上放置する工程 (B)第1磁性層または第2磁性層の構成元素と反応す
るまたは該元素に化学的に吸着する性質の物質の分圧を
少なくとも2×lO°’ T:orr以上にした雰囲気
下に放置する工程 (C)第1磁性層または第2磁性層の構成元素と反応も
しくは該元素に化学的に吸着する性質の物質または不活
性ガスによるプラズマ雰囲気にさらす工程 第1磁性層、第2磁性層の成膜法としては、スパッタ法
、電子ビーム加熱などの蒸着などが利用できる。
上記の残留ガスとは、H20,O,、H,。
N2+低分子量のC,H,N、Oから成る化合物等が挙
げられ、不活性ガスの例としては、^r、He。
Ne等が挙げられる。
また、第1磁性層、第2磁性層の構成元素と反応もしく
は該元素に化学的に吸着する性質のガスの例としては、
820,02 、H2)N2 。
H,S、CS2.CH4等が挙げられる。
通常の媒体の製造プロセラにおいては、第1磁性層の膜
形成後、高真空で洗浄な雰囲気下ですみやかに(例えば
1分以内)第2磁性層の膜形成が行なわれる。上記(A
)〜(C)の方法による工程を付加することにより、記
録磁性層の交換力、保磁力、保存安定製などが変化する
。そこで、処理条件、処理時間などを精度良くコントロ
ールすることで再現性の良い記録埒性が得られる。
(A)〜(C)の方法による具体的効果については実施
例で実証する。
なお、内磁性層2,3は、記録時の実効的バイアス磁界
の大きさ、あるいは二値の記録ビットの安定性などを考
えると、交換結合をしていることが望ましい。安定な静
磁結合膜を得る為に磁性層2と3の間に非磁性層を設け
ることも可能であるが、前述したようにaWを再現性良
く設定するのが困難となる。。
第1図(b)において、4.5は内磁性層の耐久性を向
上させるためのあるいは光磁気効果を向上させるための
保護膜である。
6は、貼り合わせ用基板7を貼り合わすための接着層で
ある。貼り合わせ用基板7にも、2から5までの層を積
層し、これを接着すれば表裏で記録・再生が可能となる
以下、第2図〜第4図を用いて記録の過程を示すが、記
録前、内磁性層2と3の磁化の安定な向きは平行(同じ
向き)でも反平行(逆方向)でも良い。第2図では磁化
の安定な向きが平行な場合について説明する。
第3図の35は、上述したような構成を有する光磁気デ
ィスクである。例えば、この磁性層のある一部の磁化状
態が初め第2図(a)のようになっているとする。光磁
気ディスク35はスピンドルモータにより回転して、磁
界発生部34を通過する。このとき、磁界発生部34の
磁界の大きさを両磁性層2と3の保磁力の間の値に設定
するとく磁界の向きは本実施例では上向き)、第2図(
b)に示す様に第2磁性層3は一様な方向に磁化され、
一方、第1磁性層2の磁化は初めのままである。
次に光磁気ディスク35が回転して記録・再生ヘッド3
Iを通過するときに、記録信号発生!!I32からの信
号に従って、2種類(第1種と第2種)のレーザーパワ
ー値を持つレーザービームをディスク面に照射する。第
1種のレーザーパワーは該ディスクを第11i性層2の
キュリー点付近まで昇温するだけのパワーであり、第2
種のレーザーパワーは該ディスクを第2磁性層3のキュ
リー点付近まで昇温可能なパワーである。即ち、両磁性
層2.3の保磁力と温度との関係の概略を示した第4図
において、第1種のレーザーパワーはTL付近、第2種
のレーザーパワーはT□付近までディスクの温度を上昇
できる。
第1 +1のレーザーパワーにより第1磁性層2は、キ
ュリー点付近まで昇温するが第2磁性層3はこの温度で
ビットが安定に存在する保磁力を有しているので記録時
のバイアス磁界を適正に設定しておくことにより、第2
図(b)のいづれからも第2図(C)のようなビットが
形成される(第1種の予備記録)。
ここでバイアス磁界を適正に設定するとは、次のような
意味である。即ち、第1種の予備記録では、第2磁性層
3の磁化の向きに対して安定な向きに(ここでは同じ方
向に)第1磁性層2の磁化が配列する力(交換力)を受
けるので1本来はバイアス磁界は必要でない。しかし、
バイアス磁界は後述する第2種のレーザーパワーを用い
た予備記録では第2Ifi性層3の磁化反転を補助する
向き(すなわち、第1種の予備記録を妨げる向き)に設
定される。そして、このバイアス磁界は、第1種、第2
種どちらのレーザーパワーの予備記録でも、大きさ、方
向を同じ状態に設定して右〈ことが便宜上好ましい。
かかる観点からバイアス磁界の設定は次記に示す原理に
よる第2種のレーザーパワーの予備記録に必要最小限の
大きさに設定しておくことが好ましく、これを考慮した
設定が前でいう適正な設定である。
次に第2種の予備記録について説明する。
第2種のレーザーパワーにより、第2磁性層3のキュリ
ー点近くまで昇温させる(第2fIの予備記&i)と、
上述のように設定されたバイアス磁界により第2磁性層
3の磁化の向きが反転する。続いて第1磁性層2の磁化
も第2磁性層3に対して安定な向きに(ここでは同じ方
向に)配列する。
即ち、第2図(b)のいづれからも第2図(d)のよう
なビットが形成される。
このように、バイアス磁界と、信号に応じて変わる第1
種及び第2種のレーザーパワーとによって、光磁気ディ
スクの各箇所は第2図(C)か(d)の状態に予備記録
されることになる。
次に光磁気ディスク35を回転させ、予備記録のビット
(c) 、 (d)が磁界発生部34を再び通過すると
、磁界発生部34の磁界の大きさは前述したように磁性
層2と3の磁化反転磁界間に設定されているので、記録
ビット(C)は、変化が起こらずに(e)の状態である
(最終的な記録状MA)。一方、記録ビット(d)は第
2磁性層3が磁化反転を起こして(f)の状態になる(
もう一つの最終的な記録状態)。
(f)の記録ビットの状態が安定に存在する為には、第
2磁性層3の飽和磁化の大きさをMs、膜厚をh、磁性
層2.3間の磁壁エネルギーをσWとすると、前述した
ように次の様な関係があれば良い。
ここで0w72M5hは第2磁性層に働く交換力の強さ
を示す。つまり、0w72M5hの大きさの磁界で第2
Mi性層3の磁化の向きを、第1磁性層2の磁化の向き
に対して安定な方向へ(この場合は同じ方向)向けよう
とする。そこで第2磁性層3がこの磁界に抗して磁化が
反転しないためには第2磁性層3の保磁力をH,として
)It、>0w72M5hであればよい。
記録ビットの状態(e)と(f)は、記録時のレーザー
のパワーで制御され、記録前の状態には依存しないので
、重ね書き(オーバーライド)が可能である。記録ビッ
ト(e)と(f)は、再生用のレーザービームを照射し
、再生光を記録信号再生器33で処理することにより、
再生できる。
第2図の説明では第1磁性層2と第2磁性層3の磁化の
向きが同じときに安定な例を示したが、磁化の向きが反
平行のときに安定な磁性層についても同様に考えられる
。第5図に、この場合の記録過程の磁化状態を第2図に
対応させて示しておく。
(実施例) 実施例1 3元のターゲット源を備えたスパッタ装置内に、プリグ
ループ、プリフォーマット信号の刻まれたポリカーボネ
ート製のディスク状基板を、ターゲットとの間の距11
110cmの間隔にセットし、回転させた。
スパッタ装置内をI X 1G’ Torr以下に排気
後アルゴン中で、第1のターゲットより、スパッタ速度
100人/sin、スパッタ圧5×lO°3Torrで
SiOを保護層として1000人の厚さに設けた。次に
アルゴン中で、第2のターゲットよりスパッタ速度10
0人/lll1n、スパッタ圧5X 1O−3Torr
でTbFe合金をスパッタし、膜厚300人、TL=約
140℃、HH=約lOにOeのTb23Fe7oの第
1磁性層を形成した。
スッパタ終了後もアルゴンをスパッタ室が5×■0°3
Torrになるように30分間流し続けた。
次にアルゴン中でスパッタ圧5X 10’ Torrで
かTbFaCo合金をスパッタし、膜厚400人、T□
=約200℃、HL=約1にOeのTb23Fe7o(
:Oyの第2磁性層を形成した。
次にアルゴン中で第1のターゲットよりスパッタ速度1
00A /akin、スパッタ圧5X 1O−3Tor
rで、SiOを保護層として2000Aの厚さに設けた
次に膜形成を終えた上記の基板を、ホットメルト接着剤
を用いて、ポリカーボネートの貼り合わせ用基板と貼り
合わせ光磁気ディスクを作成した。この光磁気ディスク
を記録再生装置にセットし、2.5KOeの磁界発生部
を、線速度約8 ta/secで通過させつつ、約1μ
に集光した830a+a+の波長のレーザービームを5
0%のデユーティで2 MHzで変調させながら、4m
Wと8mWの2値のレーザーパワーで記録を行なった。
バイアス磁界はIOQ Osであった。その後1.5m
Wのレーザービームを照射して再生を行なったところ、
2値の信号の再生ができた。
次に、上記と同様の実験を、全面記録された後の光磁気
ディスクについて行なった。この結果前に記録された信
号成分は検出されず、オーバーライドが可能であること
が確認された。
実施例2と比較例 実施例1と同様な方法であるが第1磁性層を形成後、第
2磁性層のスパッタを始めるまでの条件(雰囲気、その
真空度等)を表1に示すように代えて光磁気ディスクの
各サンプルを作製した。
(*印のついているものが実施例、他は比較例)このう
ち2−30〜2−33ではポリカーボネート基板から約
5cmの距離に直径20cmの円板状電極を設け、表1
に示した各種ガスをスパッタ室が3x ’ Torrの
真空度になるように導入し、50Wの放電パワーを投入
してプラズマ処理を行なった。このうち、2−5〜2−
14では残留ガス雰囲気を変化させるために、排気装置
のメインバルブを閉じる方向に調整した。
各サンプルについて外部磁界を印加して各磁性層の磁化
の反転に起こる磁界を測定することで、外部磁界なして
の記録ビット(f)の安定性について調べ評価した。安
定に存在できるものは0印でそうでないものは×で表1
に表した。
また、実施例1と同様に各サンプルについて記録再生の
実験を行なった。良好な記録の行なえるものについては
O印で、そうでないものについてはx印で表した。結果
を表1にまとめて示す。
実施例1と実施例2と比較例の結果より、前記(A)〜
(C)の方法を採用して光磁気記録媒体を製造すること
により、重ね書き可能な記録法が良好に行なえることが
あきらかである。
〔発明の効果) 以上詳細に説明したように、低いキュリー点(TL ’
)と高い保磁力(H□)を有する第1の磁性層と相対的
に高いキュリー点(T、)と低い保磁力(HL )を有
する第2の磁性層からなる二層構造の磁性層を有する光
磁気媒体として、前記(A)〜(C)のいずれかの方法
を利用して製造したものを用いて、記録時に、記録ヘッ
ドと別位置に磁界発生部を設け、2値レーザーパワーで
記録することにより、良好な重ね書き(オーバーライド
)が可能になった。
【図面の簡単な説明】
第1図(a) 、 (b)は各々本発明で使用する光磁
気媒体の一例構成を示す図、第2図は、本発明の記録法
を実施中の、磁性層2.3の磁化の向きを示す図、第3
図は、記録・再生装置の概念図、第4図は内磁性層2と
3の保磁力と温度との関係を示す概略図である。第5図
は本発明の他の実施例における磁性層の磁化状態を示す
図である。 1ニブリグルーブ付の透光性基板、 2.3=磁性層 4.5=保護層、 6:接着層、 7:貼り合わせ用基板、 31:記録・再生用ヘッド、 32:記録信号発生器、 33:記録信号再生器 34 :iii界発生部 35:光磁気ディスク、

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)低いキュリー点(T_L)と高い保磁力(H_H)
    を有する第1磁性層およびこの磁性層に比べて相対的に
    高いキュリー点(T_H)と低い保磁力(H_L)を有
    する第2磁性層から構成され、各層とも希土類元素と遷
    移金属との非晶質合金を主成分に含む二層構造の垂直磁
    化膜であって、第2磁性層の飽和磁化をMs、膜厚をh
    、二つの磁性層間の磁壁エネルギーをσwとすると、H
    _H>H_L>(σw)/(2Msh) を満たす垂直磁化膜を、成膜する工程を有する光磁気記
    録媒体の製造法において、第1磁性層成膜後、第2磁性
    層の成膜前以下の(A)〜(C)のいずれかの工程を行
    なうことを特徴とする製造方法。 (A)7×10^−^7Torr以上の残留ガスまたは
    不活性ガス雰囲気下で5分以上放置する工程 (B)第1磁性層または第2磁性層の構成元素と反応す
    るまたは該元素に化学的に吸着する性質の物質の分圧を
    少なくとも2×10^−^6Torr以上にした雰囲気
    下に放置する工程 (C)第1磁性層または第2磁性層の構成元素と反応す
    るもしくは該元素に化学的に吸着する性質の物質または
    不活性ガスによるプラズマにさらす工程 2)特許請求の範囲第1項記載の光磁気記録媒体を使用
    して、次の二値の記録を行なうことを特徴とする記録方
    式。 (a)該媒体に対して、記録用ヘッドと異なる場所で、
    保磁力H_Lの第2磁性層を一方向に磁化させるのに充
    分で保磁力H_Hの第1磁性層の磁化の向きを反転させ
    ることのない大きさの磁界Bを加え、 (b)次に、記録ヘッドにより、バイアス磁界を印加す
    ると同時に低いキュリー点(T_L)付近まで該媒体が
    昇温するだけのレーザーパワーを照射することにより、
    第2磁性層の磁化の向きを変えないまま第1磁性層の磁
    化の向きを第2磁性層に対して安定な向きにそろえる第
    1種の予備記録か、バイアス磁界を印加すると同時に高
    いキュリー点(T_H)付近まで該媒体が昇温するだけ
    のレーザーパワーを照射することにより、第2磁性層の
    磁化の向きを反転させて同時に第1磁性層も第2磁性層
    に対して安定な向きに磁化する第2種の予備記録かを、
    信号に応じて実施し、 (c)次に、該媒体を運動させて、予備記録されたビッ
    トを前記磁界Bを通過させることにより、第1種の予備
    記録により形成されたビットについては第1磁性層、第
    2磁性層とも磁化の向きをそのまま変化させず、 第2種の予備記録により形成されたビットについては、
    第2磁性層の磁化の向きを前記磁界Bと同方向に反転さ
    せ、第1磁性層については磁化の向きをそのまま変化さ
    せないとする、二値の記録。
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