JPH064915A

JPH064915A - 透明磁性薄膜

Info

Publication number: JPH064915A
Application number: JP15914492A
Authority: JP
Inventors: Fumiyoshi Kirino; 文良桐野; Fumio Kugiya; 文雄釘屋
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1992-06-18
Filing date: 1992-06-18
Publication date: 1994-01-14

Abstract

(57)【要約】【構成】透明磁性薄膜２を用いたディスクを少なくとも
レーザ光と外部印加磁界により記録を行う光磁気記録装
置により記録，再生、或いは消去を行った。光磁気記録
媒体３に透明磁性薄膜２をKerrエンハンス膜及び磁界分
布制御層として用いた。【効果】磁界感度を著しく改善することができ、低磁界
で記録や消去ができ磁界感度の向上が図れ、高速高密度
光記録を実現できた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は少なくともレーザ光と外
部印加磁界により記録を行う光磁気記録に係り、特に、
超高密度でしかも高性能な光磁気記録に有効な情報記録
媒体の材料及び構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の高度情報化社会の進展にともない
高密度でしかも大容量のファイルメモリへのニーズが高
まる中で、光記録はこのニーズに応えるメモリとして注
目されている。コンパクトディスクに代表される再生専
用型，文書ファイル等に用いられている追記型につづい
て、近年、文書ファイルや画像ファイル用として応用さ
れている書換え型の先頭を切って光磁気記録が製品化さ
れた。そして、最近ではさらにその高性能化を図るべく
多くの研究機関で研究開発が進められている。その一つ
に、オーバーライトを可能にするとともに記録密度の向
上をあげることができる。

【０００３】オーバーライトを実現させる方式として、
一つには磁気ヘッドを用いて外部印加磁界をスイッチン
グさせることによりオーバーライトが可能であることが
知られている。この他に、磁気特性の異なる２種類の磁
性膜を交換結合させた２層膜を用いても実現できること
が知られている。特に、磁気ヘッドを用いて外部印加磁
界をスイッチングさせることによりオーバーライトを行
う手法において、外部印加磁界を有効に記録膜に印加す
る手法が記録の信頼性にとっても、また、高密度記録を
行う上でも重要である。この点について検討した例とし
て、特開昭54−95250 号公報をあげることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では信頼
性の向上やディスクの高性能化に対する配慮が必ずしも
十分になされておらず、光磁気記録膜に必ずしも十分な
磁界が印加されるとは限らず、また、記録膜の信頼性や
高性能化に対して必ずしも十分に考慮がなされていなか
った。

【０００５】本発明の目的は、光磁気記録における磁界
依存性の向上及びディスクの高性能化をはかった光磁気
ディスクを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を実現するため
に、光学的に光吸収がなく、かつ、基板と平行方向に磁
化容易軸を有し、その時の飽和磁化が３００ｋＡ／ｍ以
上である透明磁性薄膜を用いれば良い。

【０００７】一般的な光磁気ディスクの積層構造は、基
板上に光学的に透明で基板より大きな屈折率を有するカ
ー（Kerr）エンハンス・保護膜を形成した後に、光磁気
記録膜を形成し、次に、再びKerrエンハンス・保護膜を
作製した３層構造か、或いは、光磁気記録膜を光が透過
する膜厚とした場合には、これに光反射膜兼熱流制御層
としての役割を有する金属層を形成した４層構造であ
る。

【０００８】光磁気記録の記録方式として外部印加磁界
を変調する、いわゆる、磁界変調方式を用いる場合に重
要な点は、磁界感度である。すなわち、磁界を小さなコ
イルで高速にスイッチングさせると電磁コイルのインダ
クタンスのために強磁界の発生が困難である。そのため
に小さな磁界でも記録できる記録媒体の開発が必要であ
る。

【０００９】この課題を解決するためには、先の透明磁
性薄膜を用いれば良い。ところで、この透明磁性薄膜は
Ｓｉと、酸素および／または窒素の内より選ばれる少な
くとも１種類の元素と、Ｓｉより酸素および／または窒
素との生成エネルギが小さく、且つ強磁性体である金属
元素より構成され、さらに優位にはその強磁性を有する
金属元素がＣｏ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｍｎ，Ｎｉの内より選ば
れる少なくとも１種類の元素が特に有効である。

【００１０】この透明磁性薄膜において、Ｓｉが酸素お
よび／または窒素と化合物を形成し、且つＳｉの価数が
複数共存しており、かつＣｏ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｍｎ，Ｎｉ
の内より選ばれる少なくとも１種類の元素が金属状態と
酸素および／または窒素との化合物状態と複数の状態と
が共存している。これを用いたディスクを少なくともレ
ーザ光と外部印加磁界により記録を行う光磁気記録装置
により記録，再生、或いは消去を行った。この透明磁性
薄膜は、光の多重干渉膜としての作用と、情報記録媒体
中の磁界分布の制御作用とを併用した層として用いた。
そして、この透明磁性薄膜に記録媒体中の熱流制御作用
を持たせることにより、さらに高性能な光磁気ディスク
が得られた。

【００１１】ここで、磁界分布の制御作用とは記録膜の
外部印加磁界に対する依存性を改善することである。例
えば、光変調方式における光磁気記録では、低磁界で記
録や消去が行える。また、磁界変調記録方式では、磁界
を高速でスイッチングしたり、高速回転により実効的な
磁界が減少してもエラーすることなく低磁界で記録や消
去が行える。これは、本発明の透明磁性薄膜を磁界の入
射方向と反対側に設けることにより、閉磁界が形成され
記録膜に印加される実効的な磁界強度が増大するためで
ある。

【００１２】この効果は光変調記録方式でも同様で、記
録膜に対して外部印加磁界による磁界の入射方向と反対
方向に透明磁性薄膜層を設ければ良い。また、光学的に
この磁性膜は透明であり、また、屈折率の制御も容易で
あることから、磁気光学効果増大膜としても用いること
ができる。これにより、磁界依存性を向上させると共に
信号対雑音比を向上させることができる。そして、結果
として高速高密度記録が実現でき、ディスク性能の向上
と高信頼化を図ることができる。

【００１３】

【作用】基板と平行方向に磁化容易軸を有する透明磁性
薄膜を用いた光磁気ディスクを作製することにより、デ
ィスクの記録感度の向上と磁気光学効果の増大を図るこ
とができ、高性能の光磁気ディスクを得ることができ
た。

【００１４】

【実施例】

＜実施例１＞本実施例により作製した光磁気ディスクの
断面構造を図１に示す。ディスクは、スパッタ法により
途中で真空を破ることなく連続的に積層することにより
作製した。凹凸の案内溝を有するガラスもしくはプラス
チックの基板１上に透明磁性薄膜層２として(Ｓｉ,Ｃ
ｏ)−Ｎ膜を７５ｎｍの膜厚に作製した。ターゲットに
純Ｓｉ円板上にＣｏチップを均一になるように配置した
複合体ターゲットを用い、放電ガスにＡｒ／Ｎ₂混合ガ
スを使用し、放電ガス圧力：１０ｍTorr，投入ＲＦ電力
密度：６.６Ｗ／cm²でスパッタを行った。その時の膜の
屈折率は2.30である。

【００１５】次に、光磁気記録層３を２５ｎｍの膜厚に
形成した。ターゲットにTbFeCoNb合金を、放電ガスにＡ
ｒをそれぞれ使用し、放電ガス圧力：５ｍTorr，投入Ｒ
Ｆ電力密度：４.２Ｗ／cm²でスパッタを行った。次に、
窒化シリコン層４を２０ｎｍの膜厚に形成した。ターゲ
ットに純Ｓｉを用い、放電ガスにＡｒ／Ｎ₂混合ガスを
使用し、放電ガス圧力：１０ｍTorr，投入ＲＦ電力密
度：６.６Ｗ／cm²でスパッタを行った。その時の膜の屈
折率は２.３０である。そして、最後にＡｌＴａ金属層
５を形成した。ターゲットにＡｌＴａ合金を、放電ガス
にＡｒをそれぞれ使用し、放電ガス圧力：１５ｍTorr，
投入ＲＦ電力密度：３.６Ｗ／cm²でスパッタを行った。
作製したディスクの表面を紫外線硬化型樹脂にて保護コ
ートした。

【００１６】ディスクの特性評価に先立ち、(Ｓｉ,Ｃ
ｏ)−Ｎ膜の元素の状態分析をESCA を用いて行った。そ
の結果、Ｓｉは２〜３種類の価数が共存していた。Ｃｏ
は金属状態と化合物状態が共存していた。このようにし
て作製した光磁気ディスクの記録−再生特性を調べた。
用いた記録方式は磁界変調方式である。図２に再生信号
出力の記録磁界依存性を示す。比較のために、透明磁性
薄膜層の代わりに窒化シリコン層を同じ膜厚、及び同じ
屈折率で形成したディスクの特性を示す。これより、本
実施例により作製した光磁気ディスクの方が比較例より
著しく低い磁界より記録がなされており、磁界感度が向
上していることがわかる。また、キャリアレベルの立上
りもシャープであり、磁界特性の著しい改善が図れたこ
とがわかる。また、記録周波数２０ＭＨｚとしても良好
な記録磁区が得られ、高速高密度光記録に適した構造で
あることがわかる。また、添加するＣｏ濃度を変化させ
ることにより、記録媒体内を流れる熱流の制御が可能で
あることから、記録感度の制御が可能である。

【００１７】本実施例では(Ｓｉ,Ｃｏ)−Ｎを用いた
が、本実施例で開示した効果はＣｏのみではなく、Ｃ
ｒ，Ｆｅ，Ｍｎ，Ｎｉの内の少なくとも１種類の元素を
用いても同様の効果が得られる。

【００１８】＜実施例２＞本実施例により作製した光磁
気ディスクの断面構造を図３に示す。ディスクは、スパ
ッタ法により途中で真空を破ることなく連続的に積層す
ることにより作製した。凹凸の案内溝を有するガラスも
しくはプラスチックの基板１上に窒化シリコン層４を２
０ｎｍの膜厚に形成した。ターゲットに純Ｓｉを用い、
放電ガスにＡｒ／Ｎ₂混合ガスを使用し、放電ガス圧
力：１０ｍTorr，投入ＲＦ電力密度：６.６Ｗ／cm²でス
パッタを行った。その時の膜の屈折率は２.３０であ
る。

【００１９】次に、光磁気記録層３を２５ｎｍの膜厚に
形成した。ターゲットにTbFeCoNb合金を、放電ガスにＡ
ｒをそれぞれ使用し、放電ガス圧力：５ｍTorr，投入Ｒ
Ｆ電力密度：４.２Ｗ／cm²でスパッタを行った。次に、
透明磁性薄膜層２として(Ｓｉ,Ｃｏ)−Ｎ膜を７５ｎｍ
の膜厚に作製した。ターゲットに純Ｓｉ円板上にＣｏチ
ップを均一になるように配置した複合体ターゲットを用
い、放電ガスにＡｒ／Ｎ₂混合ガスを使用し、放電ガス
圧力：１０ｍTorr，投入ＲＦ電力密度：６.６Ｗ／cm²で
スパッタを行った。その時の膜の屈折率は２.３０であ
る。そして、最後にＡｌＴａの金属層５を形成した。タ
ーゲットにＡｌＴｉ合金を、放電ガスにＡｒをそれぞれ
使用し、放電ガス圧力：１５ｍTorr，投入ＲＦ電力密
度：３.６Ｗ／cm²でスパッタを行った。

【００２０】この透明磁性薄膜の飽和磁化は３５０ｋＡ
／ｍであった。このようにして作製した光磁気ディスク
の記録−再生特性を調べた。ここで用いた記録方式は、
光変調方式である。図４に再生信号出力の記録磁界依存
性を示す。比較のために、透明磁性薄膜層の代わりに窒
化シリコン層を同じ膜厚、及び同じ屈折率で形成したデ
ィスクの特性を合わせて示す。これより、本実施例によ
り作製した光磁気ディスクの方が比較例より著しく低い
磁界より記録がなされており、磁界感度が向上している
ことがわかる。また、キャリアレベルの立上りもシャー
プであり、磁界特性の著しい改善が図れたことがわか
る。

【００２１】

【発明の効果】本発明により、磁界感度を著しく改善す
ることができ、低磁界で記録や消去ができることから磁
界感度の向上が図れ、高速高密度光記録を実現できた。
この磁性膜は光学的に透明であり、また、屈折率の制御
も容易であるため、磁気光学効果増大膜としても用いる
ことができる。これにより、磁界依存性を向上させると
共に信号対雑音比を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】光磁気ディスクの断面図。

【図２】再生信号出力の記録磁界依存性の説明図。

【図３】光磁気ディスクの断面図。

【図４】再生信号出力の記録磁界依存性の説明図。

【符号の説明】

１…基板、２…透明磁性薄膜層、３…光磁気記録層、４
…窒化シリコン層、５…金属層。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】可視光領域で光学的に光吸収がなく、基板
と平行方向に磁化容易軸を有し、飽和磁化が３００ｋＡ
／ｍ以上であることを特徴とする透明磁性薄膜。
【請求項２】Ｓｉと、酸素および／または窒素の内より
選ばれる少なくとも１種類の元素と、Ｓｉより酸素およ
び／または窒素との生成エネルギが小さく、強磁性体で
ある金属元素より構成され、優位にはその強磁性を有す
る金属元素がＣｏ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｍｎ，Ｎｉの内より選
ばれる少なくとも１種類の元素よりなることを特徴とす
る透明磁性薄膜。
【請求項３】請求項１または２において、Ｓｉが酸素お
よび／または窒素と化合物を形成し、Ｓｉの価数が複数
共存しており、Ｃｏ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｍｎ，Ｎｉの内より
選ばれる少なくとも１種類の元素が金属状態と酸素およ
び／または窒素との化合物状態の複数の状態とが共存し
ている透明磁性薄膜。
【請求項４】少なくともレーザ光と外部印加磁界により
記録を行う光磁気記録において、請求項１，２または３
の透明磁性薄膜に光の多重干渉膜としての作用及び情報
記録媒体中の磁界分布の制御作用とを併用した層として
用いた透明磁性薄膜。
【請求項５】レーザ光と外部印加磁界により記録を行う
光磁気記録において、請求項１，２または３の透明磁性
薄膜に記録媒体中の熱流を制御した透明磁性薄膜。