JPS63304450A - 光磁気記録媒体 - Google Patents

光磁気記録媒体

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Publication number
JPS63304450A
JPS63304450A JP13984387A JP13984387A JPS63304450A JP S63304450 A JPS63304450 A JP S63304450A JP 13984387 A JP13984387 A JP 13984387A JP 13984387 A JP13984387 A JP 13984387A JP S63304450 A JPS63304450 A JP S63304450A
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JP
Japan
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film
layer
recording medium
oxygen
magneto
Prior art date
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Pending
Application number
JP13984387A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsutaro Ichihara
勝太郎 市原
Sumio Ashida
純生 芦田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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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】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、レーザビームを照射して情報の記録、再生、
消去を行なう光磁気記録媒体に関する。
(従量の技術) 膜面に対して垂直な方向に磁化容易軸を有する希土類−
遷移金属非晶質合金薄膜(以下R[−TM膜と略記する
)は、半導体レーザビームの照射と外部からの微小磁場
(〜1xooOe)の印加とによって磁化の向きを可逆
的に変化させる4tができ、又、直線偏光のレーザビー
ムによって、この磁化の向きを極力−効果を利用して書
生する事ができるので、書き換え可能型光ディスクの記
録層材料としてその実用化が期待されている。
几E −T 薄膜は極めて酸化され易い材料であるので
、その実用化の為には膜を如何に外気中の酸素や湿度か
ら遮断し酸化を防止するかが重要な技清となっており、
従来より種々の保護対策が検討されている。最も実用に
近いと考えられる保護対策としてRE−TM膜に透明金
属化合物薄膜(酸化硅素、窒化硅素、窒化アルミニウム
、窒化硼素、酸化チタン、弗化アルミニウム、硫化亜鉛
等)をスパッタ法もしくは蒸着法を用いて積層する手法
があげられ、保護膜としての機能の他に、カーエンハン
スメント機能を付与する立場からも数多くの透明金属化
合物膜材料が検討されている。しかしながら、スパッタ
法、蒸着法といった光ディスクに適した成膜方法を用い
て形成した金属化合物膜中へは、結合に供さない浮遊状
態の酸素が混入しやすい事が知られており(IEEE 
Trans 。
biagn、MAG−22,P、1331.1986)
この浮遊酸素に起因して、RE−TM膜と金属化合物膜
界面に、RE酸化物を形成し磁気特性に経時変化を発生
する事が報告されている(ApplOpt23、P、3
972.1984)。
(発明の解決しようとする問題点) 本発明は上記した従事技術の有する問題点を克服する目
的で実施されるものであり、スパッタ法、蒸着法で形成
した透明金属化合物薄膜中にとり込まれた浮遊酸素を結
合状態に変化する事によって、RE−TM膜と金属化合
物薄膜の界面で、RE−TM膜の酸化が進展するのを防
止する事をその主旨とするものである。
〔発明の構成〕
(問題点を解決する為の手段) 本発明は、透明金属化合物薄膜中に混入した浮遊酸素を
結合状態の酸素へ転換する(浮遊酸素のトラップ)物質
を記録層の少なくとも、−面に設けたもので、その−例
としては透明金属化合物膜中へ、希土類元素と窒素とを
混入した保護膜を用いる事を手段としており、保護膜の
形成には、例えば、金属化合物ターゲット(Sin、S
in、。
Si3N、  、  A I N、  Zns、  C
aF、  、  Tie、  。
etc)  と舌上Wi ター’f y ) (L a
 、 Ce 、 P r 。
Nd、 Sm、Gd、Tb、Dy、Ho  e t c
、)を、アルゴンと窒素との混合ガス中で反応性スパッ
タリングを行なう等の手法を具体的には用いる事ができ
る。また、他の手段として、浮遊酸素を含有する透明金
属化合物薄膜からなるカーエンハンスメント層と、RE
−TM膜からなる記録層との間に、′fLEとNとから
なりTMを含有しない非磁性の酸素遮断層を設けるもの
である。この酸素遮断層は、BE−TM膜の片面もしく
は両面いづれにも形成し得るが、酸素遮断層自体は酸素
や水分との反応性が強いので直接外気に接する構造では
なく、いづれの場合にもBE−TM膜と透明金)4化合
物膜の間に設けられている膜構造とするのが好ましい。
又、酸素遮断層の光透過率は低いので特に再生用光ビー
ムの光路上に、酸素遮断層が設けられる場合には、再生
性能指数の立場からはなるべく薄い方がよい。最適な膜
厚は、透明金属化合物膜中の浮遊酸素を充分にトラップ
でき、かつ再生性能指数をなるべく大きくする様に設定
されるべきであって、これは透明金属化合物膜中の浮遊
酸素濃度に依存するものであるが、20八〜200Aと
するのが好ましい。
(作用) 上記した本発明の手段を用いる事によって、透明金属化
合物膜へ混入する酸素を、化学的に強い還元作用を有す
る希土類窒化物粒子等によって強制的に化学的な安定な
酸素(例へばSiの熱酸化法によって生成されたSin
、中の酸素の様な安定な総)状態)に転換する事ができ
るので、本発明の膜体層を保護膜として用いれば、保護
膜とRE−TM膜の間でのRE−TM膜の酸化の発生、
進展を防止する事ができ、長期に亘って安定した特性の
光磁気記録媒体を提供できる。
(実施例) 以下、図面を参照にして本発明の光磁気記録媒体を詳細
に説明する。
第1図は本発明の光磁気記録媒体の一実施例の断面構成
概略図である。第1図において、1はガラス基板、2は
NdとNとOと8i−Nとを含有する保護層、3はTb
Co記録層である。第2回は第1回の光磁気記録媒体を
形成するのに使用したスパッタリング装置の一実施例の
概略構成図である。第2図において、lは、第1図のガ
ラス基板、4は基板ホルダー、51〜54はマグネトロ
ンスパッタリング源、61〜64は各スパッタ源上部に
設置されたシャッター、7はガス供給系、8は排気系、
9は成膜容器である。この時、4つのスパッタリング源
には、Nd、Tb、Ti、N4゜Coのターゲットを各
々51,52,53.54に設置した。上記構成のスパ
ッタ装置によって、本発明の光磁気記録媒体を以下の手
順で形成した。
先ず排気系8によって、成膜容器9内部を5XITfI
Torrまで排気した後、ガス供給系7より、N!ガス
を5scctnとArガスを45 secm同時に導入
して、容器内のガス圧力を5X11T”Torrに維持
し、次にNdとSi、N、ターゲットを設置したスパッ
タ源51.53にシャッター61.63を閉じた状態で
、外部より13,56MHzのRF11!力を各々30
0W及び100OW導入し、10分間のコンディジ冒二
ングを行なった後、シャッター61゜63を開けて、基
板ホルダー4を回転しながら、Ndと8i、N4ターゲ
ツトの2元同時スパッタリングを行なってガラス基板1
の上に、NdとNと0と8i−Nとを含有する保護層2
を1000人形成した。次に、スパッタガスを100%
Ar(5Nグレード)に切換えてTb、Coターゲット
を収納するスパッタ源52.54に各々0.5 A、1
.6人の直流を通電し、(補償組成よりもTb−ric
h側の組成のTbCo膜となる条件)シャッター62゜
64を閉じた状態で10分間コンディシッニングを行な
った後1シヤツター62.64を開けて、保t!I層2
の上に約100OAのTbCo記録層3を形成し、続い
て、前述したと同じ方法で、TbC0記録M3の上に保
護層2を100OA形成した。
この様にして得られた本発明の光磁気記録媒体のサンプ
ルを(a)とし、次に(a)と磁気特性及び媒体寿命を
比較する為に、第1図のNdとNとOと5i−Nとを含
有する保護層に代えて、5i−Nと0とのみを含有する
保護層を有するサンプルを作成した(サンプル(b)と
する)。サンプルア)は従来技術に基づいて、保護膜の
形成を10%N、−Ar混合ガスでSi、N、ターゲッ
トのみをスパッタして行ない、TbC0膜は(a)と同
一条件で形成した。
上記した本発明の光磁気記録媒体のサンプル(a)と従
来技術のサンプル(b)の形成直後の極力−ヒステリシ
スループを第3図に示す。本発明のサンプル(a)は磁
化反転部のシャープな角形ヒステリシスとなっているの
に対して、従来技術のサンプル(b)は、磁化反転部が
斜めになっており保磁力も(a)に比べて太き((Tb
が一部欠乏し補償組成に近い特性となっている)なって
いる事が判る。又、垂直磁気異方性定数Kuも、(a)
のサンプルが2 X 10’(erg/CC)であった
のに対し、(b)のサンプルは0.2X10’(erg
/cc)と小さな値になっており、TbCo膜の一部が
磁気的に変質(非磁性もしくは面内磁性)している事が
判った。(a)、(b)のサンプルを膜厚方向にエツチ
ングしながら、オージェ分析した所、(a)のサンプル
では保護膜2と記録膜3の界面はシャープであったが、
(b)のサンプルは界面時c;! bC。
の下地5i−0−N膜との界面にTb、0.が形成して
いる事が判明した。次にこれら(a) (b)のサンプ
ルを65°C−90%几、Hの加速劣化環境下に放置し
てその保磁力変化を調べた所、第4図に示す様に、本発
明のサンプル(a)では全く保磁力変化かみられないの
に対し、従来技術のサンプル(b)では、最初Hcの増
大次にループセンスをCo−rich側に反転させての
Hcの減少という変化がみられ、5i−0−N保護膜と
TbC0膜界面でのTb!0.の生成が経時的に進行し
てしまう事が判った。
上記した結果は、浮遊酸素をとり込んだSi −N膜の
形成時に本発明の主旨に基づいて、化学的に強い還元性
を有するNd−Nを意図的に混入させる事によって、浮
遊酸素を効率的にトラップし化学的に安定な保護膜に変
化させる(例へば、S i、00.6N3+ Nd0.
4N0.4−8 i、N3.4+−5Nd、 0.で示
される還元反応)に因るものと考えられる。安定化の効
果は、Nd−Hの代わりにNd単体を用いても得る事が
できるが、Nd単体の還元性はNd−N程強くないので
、実用的な効果(例へば65°C−90%R,H中で1
000Hrs時間以上保磁力変化が起こらない程度)を
得る為には窒化物として混入させるのが必要となる。混
入量は、透明金風化金物中の浮遊酸素濃度を充分に還元
し、余剰の希土類窒化物を残存しない程度に、金属化合
物との組み合わせによって最適化(保護膜形成時の精工
類ターゲットと金属化合物ターゲットとへのスパッタ入
力比やスパッタガス中のN、混合比を変化する等)する
事が必要であるが、金属化合物原料とシテSi、N、ノ
他にs io、S iO,、AlN、Zn8゜TiO2
,CaF、等、添加精工類窒化物として、Nd−Hの他
に、Gd−N、Tb−N、Dy−N等を用いた各れの組
み合わせの場合にも同様の効果が得られ、特に金属化合
物中の金属が81.kl等、その窒化物が透明となる元
素の場合には、還元反応後に光透過率の高い保護膜が得
られるのでカーエンハンスメント効果等寿命以外の点か
ら有利となる。
第5図は、本発明の光磁気記録媒体の他の実施例の構成
図である。第5図において、1はガラス基板、201は
5iON力−エン11ンス層、202はTb−N酸素遮
断層、203はTbCo記録層、204はA1反射層で
ある。この光磁気記録媒体の形成には前述の実施例で使
用したスパッタリング装!!!(第2図を参照して説明
する。)を用いて、以下の手順で形成した。尚、この時
のスパッタリング源としては、S i、’rb、Co、
 Alターゲットを用いる。先ず成膜容器9内部を排気
系8によって5X11T’Torrに真空排気し、次に
ガス供給系7を介して、20%N、−Ar混合ガスを流
入し、容器内ガス圧力を5mTorrに維持した後、S
iターゲットを収納するスパッタ源51にシャッター6
1を閉じた状態で500WのRFg力を投入し放電を励
起した。10分間のコンディジ璽ニングの後、基板ホル
ダー4を回転してシャッター61を開きガラス基板1の
上に100OA厚の5iON膜201を形成した。別途
性なった実験の結果、この8iON膜は約2Qat%の
換算8i0.相当の酸素を含有している事が判っている
。この8tON膜201の上に、同じスノクツタガス雰
囲気を用いて、Tbターゲ−、)を収納するスパッタ#
52に300WのR,F1a力を投入し、50人4のT
bN膜202を形成し、次にガスを純Arに切り換えて
、Tbターゲット、COターゲットを収納するスパッタ
[52,53を用いて、Tb  N膜202の上に25
0A厚のTbCo膜(膜組成は補償組成よりもTb−r
ich側に設定した)を形成し、つづいて100A厚の
Tb−N膜202.1000Ac7) 8 i <) 
NU 201 ttfm記Lりと同一の手法で成膜し、
最後に純Arガスを用いてAlターゲットを収納するス
パッタ源54に、300〜■のRF′1力を投入して5
00x厚のAl膜を5iON膜201の上に形成した。
この様にして得られた本発明の光磁気記録媒体を以下サ
ンプル(C)としてその評価結果を示す。
次に、サンプル(C)と比較計[相]を行なう目的で、
第5図に示す構造のTb−N酸素遮断層202のないサ
ンプルを第2図に示したスパッタ装置と同様のものを用
いて作成し、これをサンプル(a)とした。以下、本発
明の光磁気記録媒体(C)と比較例の光磁気記録媒体(
a)の評価結果について述べる。第6図は、サンプル(
C)及び(d)の成膜後のカーヒステリシスループであ
る。光ビームを基板面側から照射しているので、基板の
ヴエルデ回転の効果によって(C)、 (d)共1ルー
プが斜めに傾いているが、(C)と(d)とを比較する
と、本発明のサンプル(C)では磁化反転部が急峻であ
ろのに対し、比較例のサンプル(d)では、磁化反転部
が斜めになっており、又、保磁力も大きくなっている。
これは比較例のサン”f ル(d) F ハ、5iON
膜202とTbCo膜203とが直接接している為に膜
界面においてTbC。
膜の一部が選択酸化され、TbCo膜の膜厚方向に磁気
特性的変動を発生すると同時に、全体として磁気的にT
bが欠乏した為と考える事ができる。
次に、このサンプル(C)、(d)を、65QC−90
%P、Hの恒温恒湿雰囲気中に放置して保磁力の変化を
調べた所、第7図に示す様に本発明の′jt、磁気記録
媒体サンプル(C)では、全く変化がみられなかったの
に対して、比較例のサンプル(d)では界面酸化、特に
Tbの選択的酸化が進行してHcが最初増加ついでルー
プセンスをCo−r i ch側へ反転しり後減少する
事が判る。
次に、第5図の本発明の光磁気記録媒体において、干渉
層201を上記したSLターゲットの、N、−Arスパ
ッタ膜と、Siターゲットの20%0.−Arスパッタ
膜の2種類とし、各々についてTb−N膜202の膜厚
を変えてサンプルを咋成し、基板面側からのディスク反
射率を各々測定した結果、第8図に示す様に干渉層(i
nterferencef i Im:i、 f、と呼
ぶ)がSiのN、−Arスバ。
り膜(S i−N、5puttered i、f、)C
7)場合(”j ンフル(e)、) T b−N膜厚2
0A以上で、又、i、f、が8 iのo、−Arスパッ
タ膜(8i−Q□ 5puttered  i、f、)
の場合(サンプル(e))。
Tb−N膜厚20A以上で、又、i、f、がSiの0!
−Arスパッタ膜(S i −0,5puttered
i、f、)の場合(サンプル(f))、Tb−N膜厚1
50A以上で急激に反射率の低下が発生した。
これは、Tb−N膜自体は光透明率が低い(100OA
厚で50%:波長830nm)為に、干渉層中の浮遊酸
素を充分にトラップし干渉層とTb−N膜界面でTb、
03(透明)を形成し干渉層表面を安定化した後に余分
のTb−N膜が存在すると光損失が大きくなる為である
。干渉層表面を充分に安定化する上で必要な’rbNの
量は干渉層中に混入している浮遊酸素量によって変化し
、浮遊酸素量の比較的少ない5i−N、スパッタ干渉層
では少なく、酸素量の多い5i−0,スパッタ干渉層で
は多く必要となる為に、第8図に示される結果が得られ
たものと考える事ができる。通常使用される5i−N系
、5i−0系、Al−N系、Ca−F糸、Zn−8系゛
等のスパッタ干渉層に対しては、充分なディスク反射率
(例えば20%以上)を得る上では、Tb−Nの膜厚は
20OA以下、又、干渉層中の浮遊酸素を充分に安定化
する上では20A以上とするのが好ましい事が実験的に
把握できた。
次に、従来技術に基づいて、第1図と同じ積層膜構造に
おいて、酸素遮断層2としてTb(’o−N(Tbター
ケットとCOターケット両者を20%N、−Ar中で反
応性同時スパッタして得た)膜とした所、保磁力等に経
時変化のみられない光磁気記録媒体となったが、酸素遮
断層中にCoもしくはCo−Nといった磁性材料が含ま
れているので、トルク測定によって媒体に垂直磁性成分
の他面内磁性成分の含まれている事が判った。又、第5
回に示した構造のA1反射膜204のないサンプルを作
成して外部よりサンプルに垂直に15KOeの磁場を印
加した後に偏光顕微鏡によって磁区観察した所、本発明
のTb−Nを酸素遮断層とする光磁気記録媒体において
は、サンプル全面に磁化の向きが整えられていたのに対
して、比較例として示すT b Co−Nを酸素遮断層
とするサンプルでは、TbCo記録膜203自体の保磁
力は4KOc程度であるにもかかわらず、部分的に磁化
が逆転しており、酸素遮断層が面内磁性を有している事
に起因して磁化を一様に整える事ができない事が判った
上記した実施例、比較例では、RE−Tで、1記録膜と
してTbCo膜、酸素遮断層中のREとしてTbを用い
た例を述べたが、本発明の主旨は、透明金属化合物膜中
に浮遊する酸素を、金属化合物膜とRE−T M膜の間
に、強い化学的還元性を有する非磁性のRB −Nを設
ける事によってトラップし、RE−TM膜膜体体磁気特
性に影響を与える事なくBE−TM膜の界面酸化の発生
、a展を防止する事にあるので、TbC0以外のBE−
TS4系記録膜全てに対して有用であり、又、酸素遮断
層中の几EはTb以外にLa、Ce、P rSNd。
Sm5Gd、Dy、Ho等幅広く同じ効果が得られる。
〔発明の効果〕
本発明の光磁気記録媒体によれば、スノクノタ法、蒸着
法等で形成した透明金填化合物膜からなるカーエンハン
スメント層中に取り込まれた浮諺状態の酸素を、化学的
に強い還元性を有するR E−Nからなる酸素遮断層に
よってトランプできるのでRE−TM膜の界面酸化の発
生を防止でき長期に亘って磁気特性の変化のない媒体を
提供しうる。又、It、E−N酸素遮断層は非磁性であ
るので、Rg −T M膜と積層した場合にR,E −
T M膜本来の有する磁気特性に何ら影響を及ぼす事が
なく、記録特性上、安定しており又媒体設計も行ない易
い。さらにRE−N酸素遮断層の膜厚を適正な値に設定
すれば再生特性上も全く問題はない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の光磁気記録媒体の一実施例の構成図、
第2図は本発明の光磁気記録媒体の形成に使用した成膜
装置の断面図、第3図および第4図は本発明の光磁気記
録媒体の効果を示す図、第5図は本発明の他の実施例を
示す構成図、第6図乃至第8図は本発明の詳細な説明す
るための曲線図である。 1・・・基板、     2・・・保護膜、201・・
・カーエンハンスメント層、202・・・酸素遮断層、 203・・・記録層、  204・・・反射層、4・・
・基板ホルダー1 51〜54・・・スパッタ源、 61〜64・・・シャッター、 7・・・ガス供給系、  8・・・排気系、9・・・成
膜容器。 第1図 第2図 サソアル(a) 第3図 情4図 第5図 第61′χ1

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)膜面に対して垂直な磁化容易軸を有する希土類遷
    移金属非晶質合金薄膜の記録層を具備してなるものにお
    いて、前記記録層の少なくとも一面に、透明金属化合物
    と、この透明金属化合物内に取込まれた浮遊酸素を結合
    状態の酸素に変化させる物質とで構成してなる膜体層を
    形成したことを特徴とする光磁気記録媒体。
  2. (2)膜体層を希土類元素と窒素と酸素と透明金属化合
    物とを含有して形成したことを特徴とする特許請求の範
    囲第1項記載の光磁気記録媒体。
  3. (3)膜体層を、透明金属化合物層と、この透明金属化
    合物層と前記記録層との間に設けた季土類元素と窒素か
    らなる物質層とで形成したことを特徴とする特許請求の
    範囲第1項記載の光磁気記録媒体。
  4. (4)物質層を20Å〜200Åの膜厚としたことを特
    徴とする特許請求の範囲第3項記載の光磁気記録媒体。
JP13984387A 1987-06-05 1987-06-05 光磁気記録媒体 Pending JPS63304450A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100618295B1 (ko) * 2005-12-22 2006-09-01 플라텍 (주) 진공증착에 의한 보호막 코팅방법

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