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JP2678222B2 - 光磁気記録媒体 - Google Patents

光磁気記録媒体

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JP2678222B2
JP2678222B2 JP28981688A JP28981688A JP2678222B2 JP 2678222 B2 JP2678222 B2 JP 2678222B2 JP 28981688 A JP28981688 A JP 28981688A JP 28981688 A JP28981688 A JP 28981688A JP 2678222 B2 JP2678222 B2 JP 2678222B2
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道明 篠塚
元 町田
均 中村
裕治郎 金子
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、書き換えが可能な光磁気記録媒体に関し、
特に記録層の保護効果に優れかつ高速、高密度記録が可
能な光磁気記録媒体に関するものである。
〔従来技術〕
光磁気記録媒体は垂直磁気記録と磁気光学効果(カー
効果等)を利用するもので、従来の光記録媒体と同様に
レーザ光を用いて情報の記録、再生を行うため記録容量
が大きく、その上書き換えが可能である。さらにヘッド
と媒体が非接触で記録再生を行うことができ、塵埃の影
響を受けないため安定性にも優れている。この光磁気記
録媒体は、現在盛んに研究されており、文書情報ファイ
ル、ビデオ・静止画ファイル、コンピュータ用メモリ等
への利用あるいはフロッピーディスク、ハードディスク
の代替が期待され、近い将来の商品化段階を迎えるに至
っている。
光磁気記録媒体に要求される不可欠な特性としては次
のものがある。
レーザ光による記録感度が良い。
再生C/N比が高い。
メモリ安定性が良い。
の記録感度はキュリー温度Tcに関係し、キュリー温
度Tcが低いほど良い。の再生C/N比は磁気光学特性に
関係し、カー回転角θkが大きいほど良くなる。のメ
モリ安定性は保磁力Hcに関連し、保磁力Hcが大きいほど
良くなる。
上記の必要性に鑑みて、光磁気記録媒体の記録層に用
いる磁性膜として、遷移金属(Fe,Co)と希土類金属(G
d,Dy,Tb,Nd等)とを組合せたTbFeCo,GdTbFeCo,TbDyFeC
o,NdDyFeCo等の種々の非晶質(アモルファス)磁性合金
膜(以下RE−TM膜という)が提案されている。このRE−
TM膜は非晶質であるため粒界による媒体ノイズが無く、
スパッタ法や蒸着法により容易に垂直磁化膜が作製出来
るという利点を有している。しかし、このRE−TM膜の特
に希土類(RE)成分は酸化腐食を受けピンホールが発生
し易く経時と共に膜の保磁力Hc、カー回転角度θ、C/
N、ビットエラーレート等が劣化するという大きな欠点
がある。この酸化腐食は、記録層や保護膜の形成時の真
空槽内に残存する酸素:ガラス、ポリカーボネート(P
C)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、エポキシ樹
脂、ポリオレフィン樹脂等からなる基板の表面に吸着さ
れた酸素、水:ターゲット材(スパッタ法)等の材料中
に含まれる酸素:大気中の酸素、水等によるものである
が、特に大きな影響を及ぼすのは基板及び大気からの酸
素、水などの侵入によるものである。そしてこの酸化腐
食は記録再生時のレーザ光による温度上昇によってさら
に促進される可能性がある。そこで、この酸化腐食を防
止する目的としてRE−TM膜の片面もしくは両面を保護膜
によって被覆することが試みられている。例えば、特開
昭62−19043号公報、同61−22458号公報、同63−81643
号公報には、SiNxに他の元素あるいは化合物をさらにス
パッタリング等により添加して保護膜を形成することが
記載されている。具体的には、Zr、Ti、Hf、V、Nb、Ta
等の元素、あるいはこれらの窒化物、あるいはAl2O3、Z
rO2、TiO2等の酸化物等を添加している。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上記従来の光磁気記録媒体には以下に
述べるような問題点があった。
SiNxに上記元素あるいは化合物を添加し保護膜をスパ
ッタ法等の真空技術で成膜すると大きな残留応力が生
じ、特にエポキシ樹脂やポリカーボネート樹脂などの高
分子材料からなる基板を用いた場合には、熱膨張率の差
によりクラック(ひび割れ)が発生し易い。また、SiNx
は充てん率が低く保護特性が劣り、上記の元素あるいは
化合物の添加だけではまだ不充分である。また、SiAlN
のような材料は光学特性を変化させるので好ましくな
い。また、酸化物を添加した場合には記録層を劣化させ
るおそれがある。さらに、従来の保護膜では記録後のビ
ット形成に大きな影響を及ぼす熱伝導率については何ら
考慮されていないのが実情である。
本発明はこのような従来技術の問題点を鑑みてなされ
たもので、スパッタリング、蒸着、イオンプレーティン
グ等の真空成膜法で成膜しても充てん率が高く、密着力
があり、熱伝導率が小さい保護膜とすることにより、ク
ラックが発生しにくく、保磁力Hc、カー回転角θ、C/
N、ビットエラーレート、反射率等の特性の温湿度ある
いは経時による変化が極めて小さく、高速、高密度の記
録が可能な光磁気記録媒体を提供することを目的とす
る。
〔課題を解決するための手段及び作用〕
上記目的を達成するため、本発明によれば、基板と、
該基板上に形成される非晶質の希土類金属−遷移金属磁
性合金膜からなる記録層と、該記録層の片面もしくは両
面を被覆する保護膜を具備して構成される光磁気記録媒
体において、前記保護膜が、Pt,Si及びZrを少なくとも
含む複合窒化物からなることを特徴とする光磁気記録媒
体が提供される。
以下本発明を図面により詳述する。
第1図は本発明による光磁気記録媒体の構成例の断面
図である。この光磁気記録媒体は基板1上に、下側保護
層(エンハンスメント層)2、磁性層(記録層)3、上
側保護膜(断熱層)4、熱吸収層(ヒートシンク層)5
及び有機保護層6が順に形成された構成となっている。
基板1には、ガラス、ポリカーボネート樹脂、エポキ
シ樹脂、ポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂等が使用さ
れる。
下側保護層2は基板外部から水や酸素が侵入して磁性
層3の特性が劣化するのを防止するとともに、光の多重
反射により磁気光学効果(カー回転角度θ)をエンハ
ンスメントする役割を主として行う。この下側保護層2
は本発明の特徴をなすものであり、前述した問題を解決
するために、Pt,Si及びZrを少なくとも含む複合窒化
物、すなわちPtNとZrNとSiNの複合窒化物あるいはこれ
に熱伝導率が0.2cal/cm・s・℃(室温)以下の元素の
窒化物1種以上を添加した複合窒化物よりなる膜で構成
される。Zrは金属元素の中でも熱伝導率が0.05cal/cm・
s・℃と小さく、膜の熱伝導率を小さくするように作用
し、水、酸素に対する耐食性も良い。またPtの熱伝導率
は0.171cal/cm・s・℃と比較的小さく、水、酸素又は
大気中のガスNXOY、Cl等による酸化、腐食防止に作用す
る。その他の使用可能な熱伝導率が0.2cal/cm・s・℃
(室温)以下の元素としては、例えばCr、Ti、Mn、Mo、
V、Y、B、Hf、Sm、La、Nd、Ge、Ta、Re、Sb、Pr等が
挙げられる。すなわちCrN、TiN、MnN2、MoN2、VN2、Y
N、BN、HfN、SmN、LaN、NdN、TaN、ReN、SbN、PrN等を
添加することができる。これらは下側保護層2の熱伝導
率、熱線膨張率を調整する目的のために添加される。こ
のような複合窒化物からなる下側保護層2は耐食性を著
しく向上させ、熱伝導率、熱線膨張率が小さくなること
からクラックが発生しにくくなり、しかも記録時又は消
去時のレーザパワーの熱損失を少なくし、高速、高密度
化を促進する。下側保護層2を構成する複合窒化物にお
いて、SiNに含有させる窒化物の量はZrNが1〜40wt%、
PtN又はPtNと他の元素窒化物が1〜40wt%であるのが望
ましい。下側保護層2は上述のようにエンハンスメント
膜を兼ねることから膜厚は500〜800Åであるのが好まし
く、その成膜にはスパッタ法、蒸着法、イオンプレーテ
ィング法等が使用される。
磁性層3には少なくとも1種以上の希土類金属と、少
なくとも1種以上の遷移金属よりなり、膜面と垂直な方
向に磁化容易軸を持つ非晶質磁性合金膜(RE−TM膜)が
使用される。このようなRE−TM膜としては記録の高速
化、高密度化の観点からTbDyFeCoあるいはGdDyFeCoを使
用することが好ましく、特に希土類金属の濃度が補償組
成の近傍でかつ希土類金属側にリッチであり、キュリー
温度Tcが小さく(200℃以下)、補償温度Tcompが室温以
上のものがより好ましい。補償組成に対して希土類金属
リッチの磁性膜は、第2図に示すように、遷移金属リッ
チのものに比べて一般に室温における保磁力Hcが大き
く、保磁力Hcの温度特性曲線の勾配が大きく、しかも飽
和磁化Msの値が小さい傾向を示す。このような磁性膜は
記録ビットと非記録部との領域で保磁力Hcの差が大きく
デジタル的に変化するので、記録ビットの長さが短く
(0.8μm以下)かつその形状もシャープになるので、
ノイズが低く、C/Nが向上する。磁性層3はスパッタ
法、蒸着法等の成膜法で300〜800Åの膜厚に形成され
る。
上側保護層4は下側保護層2と複合窒化物を同じ成膜
法で形成しても良いし、断熱層としての断熱効果をより
大きくするために下側保護層2より熱伝導率がさらに小
さい複合窒化物で形成しても良い。膜厚は500〜1000Å
であるのが望ましい。
熱吸収層5は上側保護層4での熱拡散を防止する作用
を行う。すなわち、記録時にレーザ照射により記録層3
に発生した熱は、熱伝導率の小さい上側保護層4に伝導
し、その上側保護層4の熱が熱吸収層5に伝導すること
により、上側保護層4での熱拡散が防止される。これに
より、記録層3における蓄熱効果が高まり、記録ビット
長が短く、形状をシャープにでき、高速化、高密度化を
促進する。このため、熱吸収層5には上側保護層4より
熱伝導率が良いZr、Cr、Ag、Au、Rh等又はこれらの合金
が好ましく使用され、スパッタ法、蒸着法等の成膜法に
より200〜600Åの膜厚に形成される。
有機保護層5は磁性層の酸化腐食及び機械的損傷防止
のために設けられ、紫外線硬化樹脂(UVレジン)、ホッ
トメルトレジン熱可塑性樹脂、プラズマ重合樹脂等を用
いてスピナー塗布法、ローラー塗布法等により1〜100
μmの膜厚に成膜される。
以上本発明の一構成例につき述べてきたが、本発明は
これに限定されるものではなく、記録層(磁性層)の片
面又は両面を上述したような保護膜で被覆した膜構成を
基本とし、種々の変形、変更が可能であることはいうま
でもない。
〔実施例〕
次に本発明を実施例により更に詳細に説明する。
実施例1 直径130mm、厚さ1.2mmのポリカーボネート板を基板と
して用い、該ポリカーボネート板をRFマグネトロンスパ
ッタ装置にセットし、SiターゲットにZr及びPtチップ
(5mm×5mm×1mm)を載せ、スパッタ法により基板上に
保護層(エンハンスメント層)としてSi、Zr、Ptの複合
窒化膜(屈折率n=2.4)を700Åの膜厚に形成した。上
記スパッタリングにおいてはSiN層にZrNが2wt%、PtNが
1wt%含有されるようにした。次にその上にDCマグネト
ロンスパッタリングにより記録層として希土類金属リッ
チの組成であるTb0.12Dy0.13Fe0.67Co0.08(補償組成は
Tb+Dy≒0.243(原子重量割合))膜を400Åの膜厚に形
成し、更にその上に保護層(断熱層)を上記保護層(エ
ンハンスメント層)と同様な材料、同様な方法で600Å
の膜厚に形成した。保護層(上側及び下側)の熱伝導率
は115W/m・K(25℃)であり、150℃つまりレーザ光が
当たる温度では90W/m・Kであった。比較として表−1
にSiNxの熱伝導率を示す。最後にその上に有機保護層と
してエポキシアクリレート(大日精化(株)製のUDAL−
39(K)をスピンコートにより30μmの膜厚に被着させ
た後、紫外線照射により硬化させて、光磁気記録媒体を
作製した。
実施例2〜8 基板、保護層(エンハンスメント層)、記録層、保護
層(断熱層)及び有機保護層として表−2に示す材料を
使用し、実施例1と同様にして同表に示す膜厚に各層を
形成して光磁気記録媒体を得た。なお、実施例3〜5及
び実施例7においては保護層(断熱層)と有機保護層と
の間に表−2に示す材料を用い電子ビーム蒸着法により
膜厚400Åの熱吸収層を設けた。また、これら実施例に
おける保護層の熱伝導率はいずれも120W/m・K以下であ
った。
比較例 両保護層(エンハンスメント層及び断熱層)をSiAlN
膜とした以外は実施例1と同様にして光磁気記録媒体を
作製した。
以上のようにして作製した各光磁気記録媒体を80℃、
85%RHの環境条件で保存し、酸化、腐食による寿命劣化
試験を行った。そしてレーザ波長790nm、NA=0.53、線
速22m/秒(ガラス基板11m/秒)、周波数14MHz(ガラス
基板7MHz)の条件で記録し、レーザパワー1.5mWで再生
した。その寿命劣化試験の結果を表−3に示した。
本発明の実施例の光磁気記録媒体はビット長が0.8μ
m以下と小さくかつC/Nが50dB以上と初期品質が良く、
その寿命も著しく改良されていることが表−3より明ら
かである。
〔発明の効果〕
本発明によれば、保護膜にPt,Si及びZrを少なくとも
含む複合窒化物を用いたので、高温高湿等の条件下でも
クラック、ピンポールの発生が抑えられ、記録層の磁気
特性の変化がなく、長期安定性に優れ、しかも熱伝導率
がSiNやSiZrNよりも小さいため記録時のビット長を小さ
くできかつC/Nも高くでき、記録の高速、高密度化に対
応することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による光磁気記録媒体の構成例を示す断
面図、第2図は希土類金属リッチと遷移金属リッチの記
録層を有する光磁気記録媒体の保磁力の温度特性曲線を
示す図である。 1……基板 2……下側保護層(エンハンスメント層) 3……記録層 4……上側保護層(断熱層) 5……熱吸収層 6……有機保護層

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板と、該基板上に形成される非晶質の希
    土類金属−遷移金属磁性合金膜からなる記録層と、該記
    録層の片面もしくは両面を被覆する保護層を具備して構
    成される光磁気記録媒体において、 前記保護層が、Pt,Si及びZrを少なくとも含む複合窒化
    物からなることを特徴とする光磁気記録媒体。
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