JPS63273235A - 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・再生・消却などを行なう光学
的磁気記録媒体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。中で史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、　Ｍｎ
Ｂ１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。　ＭｎＢ１
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１両
者の欠点を補うものとして期待されている。

以下、図面を参照しながら、この種の技術についてさら
に詳しく説明する。

第３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３図において、ｌはポリメチルメタクリレート（ＰＰ
ＭＡ）、ポリカーポネー）　（ＰＣ）などのプラスチッ
ク、あるいはガラスなど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
。２は５ｉＯ１Ｓｊ０２　、　ＡＡＮ、ＺｎＳなどから
なる保護層である。３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、　ＧｄＴｂ
Ｆｅ、↑ｂＦｅＣｏなどの希土類−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、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１に対して垂直な一定方向に磁化
した後、基板ｌ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１上
に照射されたレーザー光は、基板１および保護層２を透
過して光磁気記録層３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
、線光の吸収による光磁気記録層３の局所的な温度上昇
によって、レーザー光照射部分の光磁気記録Ｒ３が該層
構成材料のキューリ一点以上に達し、光磁気記録層３の
レーザー光照射部分の磁化が消失する。この時、光磁気
記録層３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レーザ
ー光照射部分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３の記録部分にシー上に上昇さ
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、保護
層２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３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３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
基板１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なう。

しかしながら、上記保護層２および光磁気記録層３を構
成する各種材料、中でも光磁気記録層３の構成材料とし
て汎用されている前述の希土類−遷移金属アモルファス
系は上記のような優れた特長を有するものの、その熱伝
導率が比較的大きいため、レーザー光の照射によって光
磁気記録層３に吸収される熱エネルギーが保護層２へ放
出され、このため記録層３の温度低下が生じ、その結果
として記録感度の低下をきたすと言う欠点があった。記
録感度を向上させようとすれば、よりパワーの大きなレ
ーザー光を必要とするが、経済的にも、また記録媒体の
耐久性からもパワーにはおのずと限界がある。保護層構
成材料を熱伝導率の小さいものとして放熱をおさえるこ
とも考えられるが、従来用いられている５ｉＯ１Ｓｉ０
２　：ＡＩＮ　、　ＺｎＳ等の材料では放熱をおさえる
、ことは困難であった。

また、記録感度を向上させる方法の一つとして、例えば
第４図に示す如く光磁気記録層３を薄膜化し、見かけ上
の記録感度を向上させ、更には反射層４を設けることに
より、磁気ファラデー効果を利用して見かけ上のカー回
転角を上昇させるという方法も考えられたが、光磁気記
録層３には一般に酸素の存在下で温度高湿の雰囲気に放
置すると容易に酸化されていまうと言う欠点もあり、特
に該層を薄膜化した場合にはその程度が著しく、記録、
再生時のエラーの増加や信号の劣化などを招き、薄膜化
による記録感度の向上にもおのずと限界があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は上記の問題点を解決すべくなされたもので、上
記従来例の欠点を除き、記録感度を向上させるとともに
保存安定性にも優れた新規な光学的磁気記録媒体を提供
することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

すなわち、本発明は透光性基板上に多層構造の保護膜を
設けた光磁気記録層を有する光磁気記録媒体において、
これら各保護層の膜厚は光磁気記録層側に隣接する保護
層のＩＩ厚より薄いことはなく、かつ少なくとも一層の
膜厚が光磁気記録層側に隣接する保護層の膜厚より厚い
ことを特徴とする光学的磁気記録媒体である。

以下、図面を参照しな、＞Ｓら本発明の詳細な説明する
。

第１図は１本発明の光学的磁気記録媒体の基本的態様を
示す模式的断面図である０図において、ｌは前述のガラ
ス、ＰＭＭＡ、　ＰＣなどの各種材料からなる透光性基
材であり、本例ではディスク状基板としであるが、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。

２（１）　、　２（２）　、・・・２（ｎ）および２　
（１）’、２（２）°・・・２　（ｎ）’は本発明の多
層構造からなる保護層である。該保護層を構成する材料
としては５ｉＯ１Ｓｉ０２　、　　ＺｒＯ２、ＭｇＯな
どの金属酸化物、　ＺｎＳ、Ｂｉ２５３などの金属硫化
物、ＡｊｌＮ　、　Ｓｉ３Ｎ４　、　ＺｒＮ、ＣｒＮな
どの金属窒化物、ＳｉＣ、ＴｉＣなどの金属炭化物、　
ＭｇＦ２などの金属フッ化物などの一種または二種以上
が用いられる。

３は光磁気記録層であり、その材質としてはＴｂＦｅ、
　ＧｄＴｂＦｅ、　ＴｂＦｅＣｏ、　ＧｄＴｂＦｅＣｏ
などの希土類−遷移金属アモルファス系合金が好適に用
いられる。もちろん、前述のＭｎＢ１系、ガーネット系
などの合金とすることも可能である。

４はＡｕ、　Ａｇ、　Ｃｕ、　ＡＩなどで形成される反
射層である。

上記保護層、光磁気記録層および反射層を基板上に積層
する方法としては、特に限定されるものではないが、具
体的には例えば蒸着法、ＣＶＤ法、スパッタリング法、
イオンブレーティング法などの薄膜形成法が代表的なも
のとして挙げられる。

光磁気記録の際には、基板１側からレーザー光が照射さ
れるとともに照射光の光エネルギーのほとんどが光磁気
記録層３において吸収され、熱エネルギーに変換される
と同時に基板ｌや反射層４に向って熱拡散してゆく、従
って、記録感度を向上させるためには、光エネルギーを
効率的に熱エネルギーに変換させるとともに、光磁気記
録層３からの熱拡散をおさえることが有効である。

本発明では、保護層を多層構造にすることにより光磁気
記録層３からの熱拡散を好適におさえることができる。

多層構造の各保護層の膜厚は、熱拡散をおさえるためと
応力緩和の作用面から次のように設定される。

ｔｚ（１）≦ｔ２（２）・・・・・・≦ｔｚ（ｎ）　　
　（Ｉ）ｔｚ（１）’≦ｔ　２　（２）’−・”≦ｔ２
（ｎ）’　　　（ＩＩ）但しこれら膜厚を規定する≦符
号のうち少なくとも１つはく符号をもつ。

ここで、ｔｚ（１）　、　ｔｚ　（２）　、・・・・・
・ｔｚ（ｎ）は記録層側から順に隣接する保護層２（１
）、２（２１、−・−・−２（ｎ）　（７）膜厚（Ａ）
　；　ｔ　２　（１）’、ｔｚ（２）’。

・・・・・・ｔｚ（ｎどは同様に２（１）’、２　（２
）’・旧・・２　（ｎ）’の膜厚（Ａ）である。

すなわち、各保護層の膜厚は記録層３側に隣接する保護
層の膜厚より薄いことはなく、かつ少なくとも一層の膜
厚は記録層３偏に隣接する保護層の膜厚より厚く設定さ
れる。

しかしながら、記録層３に隣接する保護層２（１）　　
（２（１）’）の膜厚ｔ２（１）（ｔｚ（１）’）は。

記録感度と膜質との観点から１０〜３００Ａの範囲にあ
ることが好ましい、各膜厚の比は１．１〜３０の範囲に
あり、記録層側から順次に膜厚の厚い保護層を形成する
のが最も好ましい。

また多層保護層の合計膜厚は基板側（２（１）＋２（２
）＋−２（ｎ）は通常５００〜２０００Ａ程度、反射層
側（２（げ＋２　（２）’＋・・・２　（ｎ）’　）は
通常２００〜３０００Ａ程度にある。保護層の形成数は
多い程度効果があるが、層の数が多くなり過ぎると積層
のための手間が大きくなるので通常は基板側、反射層側
　とも２層から４層が最も好ましい、また、記録層３か
らの熱拡散を防ぐには、記録層の一面側のみに多層の保
護層を形成しても効果が認められるが、記録層の両側に
形成させることがより好ましい、この際それぞれ保護層
の構成材料は前記金属化合物から選ばれた化合物であれ
ばどれを用いてもよく特に制限はない。

〔実施例〕

本発明による実施例を従来の技術と比較しながら具体的
に説明する。

実施例１ 第１図な例示したと同様の光学的磁気記録媒体を作製し
た。

ディスク状ＰＣ基板１上に保護層２（３）、２（２）　
、　　２　（１）としてそれぞれ膜厚５０〇への５ｉＯ
１膜厚２００ＡのＺｎＳ　、膜厚１５０ＡのＳｉ３　　
Ｎ４薄膜をスパッタリング法により形成した。その上に
光磁気記録層３として膜厚１５０　ＡのＴｂＦｅＣｏ薄
膜をスパッタリング法により作成した。さらにその上に
保護層２　（１）’、２（２）’、　２（３）’として
それぞれ膜厚１５０ＡのＳｉ３Ｎ４．膜厚２００　Ａ（
７）ＺｎＳ　、膜厚８００ＡのＳｉＯ薄膜を最後に反射
層として膜厚８００ＡのＡＩ薄膜をスパッタリング法に
より形成した。

この記録媒体を１８０Ｏｒｐｍで回転させ、記録周波数
Ｉ　ＭＨｚの半導体レーザーを用い、ｄｕｔｙ比５０％
で記録を行なった時の半径５０１における記録パワーと
ＣＡＨの関係を第２図の実線Ａに示す、再生は、レーザ
ー出力２ｍＷ、バンド巾３０ＫＨｚの条件で行なった。

二次高周波の最小になる記録レーザーパワーである記録
感度と保存テストによる保磁力変化Ｈｃ／Ｈｃｏを求め
、その結果を第１表に示した。

Ｈａ／Ｈｃｏ　　　：保存テストの放置前の保磁力Ｈｃ
。

・　　に対する放置後の保磁力Ｈｃの比。

テスト条件：温度６０℃、相対湿度９０％、　５００時
間放置。

実施例２〜６ 種々の材料で保護層と反射層を構成する以外は実施例１
と同様の方法で光磁気記録媒体を作製した。実施例によ
って各保護層の膜厚が若干具なっているが、全体の膜厚
は８５０〜１２ＧＯＡの範囲内にあり、記録層から遠く
なるに従って保護層の膜厚を厚くした。実施例２，４．
５は実施例１と同じく保護層を３層とし、実施例３．６
では４層構造とした。

これら記録媒体につき、実施例１と同様の方法で記録、
再生を行ない記録感度と保存テストによる保磁力変化Ｈ
ｃ／Ｈｃｏを求め、それぞれの結果を第１表に示した。

比較例１ 保護層２（１）　、　２（２）　、　２（３）を膜厚９
００ＡのＳｉ３　　Ｎ４薄膜、２（１）’、２　（２）
’、２　（３）’を膜厚９００　ＡのＳｉ３　　Ｎ、薄
膜とする以外は実施例１と同構成の従来例の光学的磁気
記録媒体を実施例１と同様の方法で作製した。該記録媒
体につき実施例１と同様の方法で、且つ同一条件で記録
、再生を行ない第２図の点線Ｂで示す結果を得た。

また記録感度と保存テストによる保磁力変化Ｈａ／Ｈｃ
ｏを求め、その結果を第１表に示した。

比較例２ 保護Ｆｉ！’２（１）　、　　２（２）　、　２（３）
を膜厚９００へのＳｉＯ薄膜、２（１）’、　２（２）
’、２　（３）’を膜厚１２０ＯＡのＳｉＯ薄膜とする
以外は実施例１と同構成の従来例の光学的磁気記録媒体
を実施例１と同様の方法で作製した。該記録媒体につき
実施例１と同様の方法で且つ同一条件で記録、再生を行
ない第２図の一点鎖線Ｃで示す結果を得た。

また記録感度と保存テストによる保磁力変化Ｈｅ／Ｈｃ
ｏを求め、その結果を第１表に示した。

比較例３〜８ 保護層の全厚さが実施例１〜６とほぼ等しくかつ各膜厚
を等しくした以外は実施例１〜６と同構造の光磁気記録
媒体を実施例１と同様の方法によって作製した。すなわ
ち比較例３〜８の各比較例は実施例１〜６の各実施例と
対応する。これら記録媒体につき実施例１と同様の方法
で記録、再生を行ない記録感度と保存テストによる保磁
力変化Ｈｅ／Ｈｃｏを求め、それぞれの結果を第２表に
示した。

比較例９〜１４ 保護層の各層の厚さの記録層からの順序を実施例１〜６
と全く逆にした以外は実施例１〜６と同構造の光磁気記
録媒体を実施例１と同様の方法によって作製した。

これら記録媒体につき実施例１と同様の方法で記録、再
生を行ない記録感度と保存テストによる保磁力変化Ｈｃ
／Ｈｃｏを求め、それぞれの結果を第３表に示した。

比較例１５〜２０ 保護層の全厚さが実施例１″〜６とほぼ同じであ例１と
同様の方法によって作製した。

これら記録媒体につき実施例１と同様の方法で記録、再
生を行ない記録感度と保存テストによる保磁力変化Ｈｅ
／Ｈｃｏを求め、それぞれの結果を第４表に示した。

第２図の結果から明らかなように、保護層としてＳｉＮ
薄膜を用いた比較例１に比し、実施例１では低い記録パ
ワーで記録を行なうことが可能であり、記録感度が向上
していることが分る。また保護層としてＳｉＯ薄膜を用
いた比較例２と実施例１ではほぼ同様の記録パワーでの
記録が可能であった。しかしながら第１表に示されるよ
うに温度８０℃、相対湿度９０％の雰囲気に５００時間
放置した保存テストの結果、比較例２の記録媒体では保
磁力が初期に比ベロ割低下し、ピンホールが発生したの
に対し、実施例１の記録媒体では保磁力の変化は１割弱
で、且つピンホール、クラック等の外観上の変化は認め
られなかった。

さらに第２表、第３表、第４表に示されるように、全膜
厚がほぼ等しい場合でも各層の厚さ、膜厚形成の順序な
どが実施例１〜６と異なる比較例３〜２０の記録媒体で
は、保磁力変化はあまり低下しないものの記録感度は実
施例１〜６に比べて極めて低い。

〔発明の効果〕

本発明の、光磁気記録層に膜厚の異なる多層構造の保護
層を設けることによって、光磁気記録層の記録感度を向
上させるとともに、クラックの発生などを防止して保存
安定性に優れた新規な光学的磁気記録媒体を得ることが
可能となり、その工業的価値は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の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図は本発明および従来例の光学
的磁気記録媒体の記録感度を説明する図、第３図および
第４図はそれぞれ従来例の光学的磁気記録媒体の模式的
断面図である。 ｌ・・・・・・基板、 ３・・・・・・光磁気記録層、 ４・・・・・・反射層。 第１図 第２図 第３図　　第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、透光性基板上に多層構造の保護膜を設けた光磁気記
   録層を有する光磁気記録媒体において、これら各保護層
   の膜厚は光磁気記録層側に隣接する保護層の膜厚より薄
   いことはなく、かつ少なくとも一層の膜厚が光磁気記録
   層側に隣接する保護層の膜厚より厚いことを特徴とする
   光学的磁気記録媒体。 ２、前記多層構造の保護層が光磁気記録層の両側にある
   特許請求の範囲第１項記載の光学的磁気記録媒体。 ３、前記多層構造の保護層の膜厚が光磁気記録層に近い
   側から遠い側に向って順次厚くなる特許請求の範囲第１
   項または第２項記載の光学的磁気記録媒体。