JP2504946B2

JP2504946B2 - 光磁気記録用媒体

Info

Publication number: JP2504946B2
Application number: JP61038706A
Authority: JP
Inventors: 政信小林; 睦己浅野
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1986-02-24
Filing date: 1986-02-24
Publication date: 1996-06-05
Anticipated expiration: 2011-06-05
Also published as: JPS62197939A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は光学的記録媒体における光磁気記録用媒体に
関するものである。

（従来の技術）従来、このような分野の技術としては、特開昭52−31
703号公報、及び特開昭52−109193号公報に記載される
ものがあった。以下、その構成を説明する。

従来の光磁気記録用媒体は、希土類−遷移金属系合金
の非晶質層（以下、RE−TM層という）からなる光磁気記
録層を、基板上に形成した構造をしている。

ここで、RE−TM層は、具体的にはREとしてガドリニウ
ムGd、テレビウムTb、ジスプロシウムDy等、TMとして鉄
FeまたはコバルトCoを主成分としている。このRE−TM層
は層面に対して垂直な磁化をもつ、いわゆる垂直磁化膜
である。

このようなRE−TM層を用いた光磁気記録用媒体は、１
μｍφ程度に絞られたレーザビーム及び外部磁界を用い
た熱磁気書込み方式によって10⁸bit/cm²というきわめて
高密度な記録が可能で、しかも原理的には無限回に近い
消去及び際書込みができるという非常に優れた特長を有
する。

RE−TM層には大きく分けてRE−鉄系とRE−コバルト系
に分類される。

RE−鉄系は、優れた磁気及び光磁気特性を有し、しか
も特性の分布が均一な膜もつくりやすい。反面、耐食性
が非常に悪く、特に孔食の発生、発達が顕著であるとい
う欠点を持っている。

一方、RE−コバルト系は、耐食性の点では優れている
が、均一特性の膜が得にくく、またキュリー点が高いた
めに熱磁気書込み特性の点で、RE−鉄系よりも劣ってい
る。

RE−鉄系に少量のCoを添加することで、耐食性及び磁
気・光磁気特性の両方を改善できることはよく知られて
いる。ところが、Co添加はキュリー点の急上昇をひきお
こし、Coの過度の添加は熱磁気書込みを困難にするた
め、少量しか添加できない。少量のCoを添加したRE−鉄
−コバルト層は、磁気及び光磁気特性においてRE−鉄系
及びRE−コバルト系層のいずれよりも優れている。その
反面、耐食性に対してはRE−鉄系よりも若干改善される
ものの、未だ不充分である。

そこで従来、RE−TM層を保護層で被覆（コート）した
り、あるいはRE−TM層の材質の改良により、耐食性の改
善が試みられている。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、従来の光磁気記録用媒体では、次のよ
うな問題点があった。

RE−鉄−コバルト層は、光磁気材料として優れた特性
を有するものの、耐食性が悪く、それを防ぐために保護
層で被覆する方法が採用されている。

ところが、十分な保護性のある保護層の形成は容易で
はない。例えば、膜厚600ÅのRE−鉄−コバルト層を100
0Å厚の二酸化ケイ素SiO₂または酸化ケイ素SiOのスパッ
タ膜で被覆した場合、85℃、85％相対湿度での３時間エ
イジング（ageing、保持）で、多数の孔食が発生してし
まう。同様に、RE−鉄−コバルト層を２μｍ厚のポリマ
ー（PMMA、ポリカーボネート、ポリスチレン等の重合
体）で被覆しても、85℃、85％相対湿度での５時間エイ
ジングで、多数の孔食が発生してしまう。また、仮に特
性の良い保護層が存在したとしても、RE−TM膜を完全に
保護することは困難であり、どうしても孔食発生の危険
性は消えない。

耐食性を改善する他の方法としてRE−TM層自体の耐食
性を改善することも行われている。RE−TM層の耐食性を
著しく改善するような添加元素はかなり見つかっている
が、その多くのものはRE−TM層の耐食性を改善する一方
で、磁気・光磁気特性を著しく劣化させる。また、耐食
性は大幅に改善されても、機械的なダメージを除去でき
ない。そのため、保護層の併用が必要である。

本発明は、前記従来技術が持っていた問題点として、
十分な耐食性と優れた光磁気特性を持った光磁気記録用
媒体を得ることが困難である点について解決した光磁気
記録用媒体を提供するものである。

（問題点を解決するための手段）本発明は前記問題点を解決するために、基板上に少な
くとも光磁気記録層を形成すると共に、その光磁気記録
層を保護する保護層を形成した光磁気記録用媒体におい
て、前記光磁気記録層及び保護層を次のような材料で構
成している。すなわち、光磁気記録層は、RE−Fe−Co−
Ti合金で形成され、且つ該RE−Fe−Co−Ti合金におけ
る、前記REは希土類元素または２種以上の希土類元素の
合金で構成し且つ該REの量が前記RE−Fe−Co−Ti合金の
全体量の18〜35原子％の量であり、さらに前記Feは鉄
で、前記Coは前記全体量の20原子％以下（但し、０原子
％は含まず）の量のコバルトで、前記Tiは前記Fe−Co−
Ti全体量における２〜15原子％の量のチタンで、それぞ
れ構成している。また、保護層は、ケイ素Si、アルミニ
ウムAl、酸素Ｏ、チッ素Ｎの内の少なくとも３種からな
るSi−Al−Ｎ、Si−Al−Ｏ、Si−Al−Ｏ−Ｎ、Si−Ｏ−
Ｎ、またはAl−Ｏ−Ｎの共有結合で構成している。

（作用）本発明によれば、以上のように光磁気記録用媒体を構
成したので、RE−Fe−Co−Ti合金からなる光磁気記録層
は、高耐食性と優れた光磁気特性を持つ。しかも、Si−
Al−Ｎ等からなる保護層は、光磁気記録層を機械的なダ
メージから、さらに外気、水分、油に直接さらされるこ
とからそれぞれ保護すると共に、孔食の発生、成長を抑
制し、且つ保磁力の変化を抑制するための十分な機能を
有している。これらの光磁気記録層及び保護層により、
耐食性と光磁気特性の向上が計れる。従って、前記問題
点を除去できるのである。

（実施例）第１図は本発明の実施例を示す光磁気記録用媒体の概
略断面図である。

この光磁気記録用媒体は、透明度が高くかつ光学特性
の良いガラス板、あるいは樹脂板からなる基板１を有
し、その基板１上には、保護層２、RE−TM層からなる光
磁気記録層３、及び保護層４が、順次積層状態に形成さ
れている。

保護層2,4は、光磁気記録層３に対する保護とカー効
果エンハンスメントの働きを合せ持つもので、例えば膜
厚1000Åの次のような材質で形成される。すなわち、該
保護層2,4は、Si、Al、Ｏ、ＮからなるSi−Al−Ｎ、Si
−Al−Ｏ、Si−Al−Ｏ−Ｎ、Si−Ｏ−Ｎ、またはAl−Ｏ
−Ｎの共有結合で構成される。

光磁気記録層３を形成するRE−TM層は、例えば膜厚12
0nmのRE−Fe−Co−Ti合金で作られている。ここで、RE
は、例えばTbの希土類元素であり、その量を該RE−Fe−
Co−Ti合金における全体量の18〜35原子％とする。Coの
量は前記全体量の20原子％以下（但し、０原子％は含ま
ず）とする。Tiの量はFe−Co−Ti全体量の２〜15原子％
とする。以下、本実施例の効果（１）〜（４）を説明す
る。

（１）光磁気記録ディスクとしての性能前記のように構成された光磁気記録用媒体を用いて光
磁気記録ディスクを作り、そのディスクの回転数を900r
pm、該ディスク面に照射する半導体レーザ光を6mW以下
とした場合、１μｍ程度の微小記録を得、さらに100万
回以上の消去及び再書込みの反復に耐えることが確認で
きた。

（２）耐食性の比較基板１をガラス基板で構成すると共に、保護層2,4及
び光磁気記録層（RE−TM層）３をそれぞれ以下の材料で
構成して耐食性の比較を行った。

その結果、本実施例における光磁気記録用媒体No.1、
No.2、No.4、No.5、No.7、No.8、No.10、No.11、No.1
3、No.14は、特に耐食性が著しく優れていることが確認
できた。

（３）耐食性の実験結果前記（２）の耐食性について第２図（１），（２）を
参照しつつ説明する。

第２図（１），（２）は、試料No.1〜No.24を85℃、8
5％相対湿度雰囲気に保持した後の透過率変化を示す。
該雰囲気に試料を保持すれば、薄膜を貫通する孔食が発
生するため、その孔食量の増加に伴ない透過率が増加す
る。

本実施例の光磁気記録用媒体はRE−TM膜自体が高耐食
性であり、しかも保護膜2,4を有しているため、耐食性
及び信頼性が非常に高いことがわかる。

（４）カー回転角比の実験結果等第３図に本実施例におけるRE−TM層の各カー回転角θ
ｋを示す。このθｋは、光磁気特性で最も重要なもので
あり、第３図ではTb₃₀Fe₇₀の値との比で示されている。

（4a） Tiの添加効果第３図から明らかなように、Ti添加量によってカー回
転角θ_Ｋの値が変化する。Tiの量をFe＋Co＋Tiの２〜15
原子％としたのは、後述するように、耐食性に対するTi
添加の効果が大きく、且つTiの過剰添加による磁気・光
磁気特性の劣化のない範囲、あるいはその劣化が問題に
ならない範囲だからである。少量のTi添加はむしろ光磁
気特性を向上させる。なお、Tb量の範囲は、RE−TM層が
垂直磁化膜となる範囲である。

第４図は、Tiの添加量と耐食性との関係を示す図であ
る。この第４図では、下記の試料No.25〜No.29を85℃、
85％相対湿度雰囲気で保持した場合の透過率変化が示さ
れている。

試料 No.25;Tb₃₀（Ti_0.5Fe_99.5）₇₀ 試料 No.26;Tb₃₀（Ti₁Fe₉₉）₇₀ 試料 No.27;Tb₃₀（Ti_1.5Fe_98.5）₇₀ 試料 No.28;Tb₃₀（Ti₂Fe₉₈）₇₀ 試料 No.29;Tb₃₀（Ti₃Fe₉₇）₇₀ これらの試料No.25〜No.29は、第１図の保護層2,4の
ない試料であり、Tiの添加により、RE−TM層がいかに耐
食性が向上するかが第４図に示されている。この第４図
から、Tiを２原子％以上添加した試料No.28、No.29は、
急激に耐食性が向上していることが分る。このように、
Tiの添加によってRE−TM層自体の耐食性が向上するが、
第４図に示すように、効果が認められ始めるのは２％以
上の添加である。従って、Ti添加の下限値は２原子％以
上である。

一方、Ti添加の上限値は次のようになる。すなわち、
Tiの過多の添加は、RE−TM層の磁気特性の劣化を招く。
第３図に示すように、15原子％のTi添加のTbFeCoでは、
Ti添加無しのTbFeCo系に比べて２割程度のカー回転角θ
_Ｋの減少となり、TbFe系と比較しても１割のθ_Ｋ減少と
なっている。また、図示はしていないが、15原子％程度
のTi添加のTbFeでは、Ti添加無しのTbFeよりも２割のカ
ー回転角θ_Ｋの減少となる。TbFeのθ_Ｋは２割減が再生
特性維持のの限界である。従って、Ti添加の上限値は15
原子％である。

（4b） Coの添加効果第５図は、試料Tb₃₀（Co_XFe_100-X）₇₀を用いたCoの添
加量とキュリー点との関係を示す図である。

Coの添加は、その添加量に従ってカー回転角θ_Ｋを大
きくする効果をもつが、その反面、第５図に示すよう
に、キュリー点も上昇させる。そのため、Coを過剰に添
加すると、熱磁気記録ができなくなるので、キュリー点
を250℃以下に抑える必要がある。従って、Coの添加量
は20原子％以下（但し、０原子％を除く）としてある。

以上の説明において、RE−Fe−Co−Ti系合金における
REは、希土類としてTbを用いたが、これに限定されるも
のではなく、Tb、Dy、Gd、Nd等の１種、または２種以上
の希土類を用いたものでも、前記と略同様の保護層効
果、及びRE−TM層でのTi添加の効果が得られる。以下そ
の理由（ｉ），（ii）を説明する。

（ｉ）耐食性の実験結果保護層2,4及び光磁気記録層（RE−TM層）３をそれぞ
れ以下の材料で構成した種々の組合せの32種の試料No.3
0〜No.61を、85℃、85％相対湿度雰囲気に保持した後の
透過率変化（耐食性の実験結果）を第６図に示す。

32種の試料No.30〜No.61のうち、本実施例に含まれる
ものは、試料No.30〜No.34、及びNo.37〜No.41の10種で
ある。これらは、第６図に示されるように、透過率変化
が小さく、耐食性に優れている。

また、保護層2,4及び光磁気記録層（RE−TM層）３を
他の材料で構成した９種の試料No.62〜No.70を、85℃、
85％相対湿度雰囲気に200時間保持した後の透過率変化
による耐食性の比較結果を以下に示す。

９種の試料No.62〜No.70のうち、本実施例に含まれる
ものは、試料No.63、No.64、No.66、No.67の４種であ
る。これらは透過率変化が小さく、耐食性に優れている
ことが分る。

（ii）希土類（RE）量の範囲第７図は、RE−TM層（TbFe系、DyFe系、GdFe系）にお
ける磁化特性の組成依存性示す図である。

第７図に示すように、光磁気記録ができるのは、垂直
磁化膜が得られる組成域であり、希土類の下限はおよそ
18原子％、上限は35原子％である。この範囲外では急激
に特性が劣化し、例えば15原子％以下、40原子％以上で
は面内磁化膜となる。また、このRE−TM層の組成域は、
REがTbDy、TbGd、NdTb、GdDy、TbDyGd等の２種以上の希
土類の合金であっても略同様であり、希土類の組成はRE
−TM層全体量の18原子％〜35原子％が望ましい。また、
TMの組成は、TMがFeCo、Co、さらにTiが少量添加された
TiFe、TiFeCo、TiCo等の合金であっても略同様であり、
TMの組成はRE−TM層全体量の82原子％〜62原子％が望ま
しい。

第８図〜第12図は本発明の他の実施例を示す光磁気記
録用媒体の概略断面図である。

第８図の光磁気記録用媒体は、基板１と光磁気記録層
３との間と保護膜２、あるいはカー効果エンハンスメン
ト層がない構造である。

第９図の光磁気記録用媒体は、光磁気記録層３と保護
層４との間に反射層10を設けた構造、第10図の光磁気記
録用媒体は、保護層４の上に反射層10を設けた構造であ
る。

第11図の光磁気記録用媒体は、保護層４上に接着層11
を介してカバー基板12を貼着した構造である。

また、第12図の光磁気記録用媒体は、基板１、保護層
２、光磁気記録層３及び保護層４の積層構造上に、さら
に接着層11、保護層13、光磁気記録層14、保護層15及び
基板16を順次積層して両面記録型構造になっている。

このように第１図の光磁気記録用媒体を第８図〜第12
図のように変形しても、第１図のものと略同様の効果が
得られる。

本発明は上記実施例に限定されず、さらに他の変形が
可能である。その変形例として例えば次のようなものが
ある。

基板1,12,16は、ガラス板や樹脂板で構成する以外
に、板状、シート状、テープ状、その他の形状で、しか
も任意所望の材料で構成することができる。

（発明の効果）以上詳細に説明したように、本発明によれば、光磁気
記録層を形成するRE−TM層として高耐食性、且つ優れた
磁気・光磁気特性を持つ材料を用い、しかも優れた保護
性能を持った保護層を併用しているため、耐食性及び記
録、再生特性が著しく向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す光磁気記録用媒体の概略
断面図、第２図（１），（２）は耐食性の実験結果を示
す図、第３図はカー回転角比の実験結果を示す図、第４
図はTi添加量と耐食性の関係を示す図、第５図はCo添加
量とキュリー点の関係を示す図、第６図は耐食性の実験
結果を示す図、第７図はRE−TM層の磁化特性の組成依存
性を示す図、第８図、第９図、第10図、第11図及び第12
図は本発明の他の実施例を示す光磁気記録用媒体の概略
断面図である。 1,16……基板、2,4,13,15……保護層、3,14……光磁気
記録層、10……反射層、11……接着層、12……カバー基
板。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に少なくとも光磁気記録層を形成す
ると共に、その光磁気記録層を保護する保護層を形成し
た光磁気記録用媒体において、前記光磁気記録層は、RE−Fe−Co−Ti合金で形成され、
且つ該RE−Fe−Co−Ti合金における、前記REは希土類元
素または２種以上の希土類元素の合金で構成し且つ該RE
の量が前記RE−Fe−Co−Ti合金の全体量の18〜35原子％
の量であり、さらに前記Feは鉄で、前記Coは前記全体量
の20原子％以下（但し、０原子％は含まず）の量のコバ
ルトで、前記Tiは前記Fe−Co−Ti全体量における２〜15
原子％の量のチタンで、それぞれ構成し、前記保護層は、ケイ素Si、アルミニウムAl、酸素Ｏ、チ
ッ素Ｎの内の少なくとも３種からなるSi−Al−Ｎ、Si−
Al−Ｏ、Si−Al−Ｏ−Ｎ、Si−Ｏ−Ｎ、またはAl−Ｏ−
Ｎの共有結合で構成したことを特徴とする光磁気記録用
媒体。