JPS60253039A - 磁性薄膜記録媒体 - 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】 ［発明の技術分野］ 本発明は光磁気記録、熱転写記餉なとに用いられ、レー
ザー光等の熱および光を用いて情報の記録・再生を行う
磁性＃ｆ膜記録媒体に関するものである。特に、Ｉ！デ
囲と垂直な方向に磁化容易軸を有し、安定した円形ある
いけ任意の形状の反転磁区を形成することにより信頼性
のすぐれ情報の配録再生を行うこと出来る磁性薄膜記録
媒体に関するもの、である。

［発明の技術的背景とその問題コ 一般に、膜面に垂直な方向に磁化容易軸を有し、かつ室
温より鍋いキューり温度を有する磁性薄膜はレーザー光
等の光ビームを照射することによって数μｍ以下の情報
を記録再生することが出来るので、高密度の光磁気記録
媒体として使用することが可能である。現在、このよう
な光磁気記録媒体として、ＭｎＢ１．　ＭｎＡｔＧｅ　
等の多結晶金属薄膜、ＧｄＣｏ、　ＧｄＦｅ等の希土類
−鉄族の非晶質合金簿膜、ＧｄＩＧ（ガドリニウム鉄ガ
ーネット）に代表される化合物単結晶薄膜などの膜面（
−垂直な方向に磁化容易軸を有する強磁性薄膜が知られ
ている。

ＭｎＢ１に代表される多結晶金属薄膜はキューり温度を
利用して書き込みが行われ、特にカー回転角（ＯＫ）が
大きく、且つ室温で数ＫＯｅという大きな保磁力を有し
ており光磁気記録媒体としてすぐれているが、キューり
温度（ＴＣ）が高い（ＭｎＢ１では’ｒｃ＝３６０℃）
ため大きな書き込みエネルギーを必要とする欠点がある
。又、多結晶体であるたぬ化学童論的な組成の薄膜を作
製する必要があるが、その薄膜の作製が技術的に難しい
という欠点がある。

一方、　Ｇｄ１Ｇに代表される酸化物単結晶でＶｉ（）
ＧＯ（ガドリニウムガリウムガーネット）単結晶基板上
に磁性単結晶薄膜が形成されるため、単結晶単板の不均
一性に磁性単結晶薄膜が形成づれるため、単結晶基板の
不均一性に磁気特性が影臀な受けや−Ｃいこと、又大面
積の単結晶基板の作製が難しいという欠点がある。

ところが、　ＧｄＣｏ、　ＧｄＦｅなどのような希土類
−鉄族（ＲＥ−ＴＭ）の非晶貴会１１シーでは前記のよ
うな結晶質の磁性薄膜と異なり非晶質であるため任意の
基体上に大面積の磁性薄膜を作製することが可能である
こと、非晶質金属薄膜の組成制御が容易であることおよ
び結晶粒子がないので再生”／Ｎ比の良い信号が得られ
ることなどの優れたオリ点かめることが知られている。

膜面に垂直方向）二容易磁化軸を有するこの非晶負金属
薄膜はキューり温度あるいは磁気補償温度を利用して誉
さ込みを行うことが出来る。例えば、ＧｄＣｏ、　Ｇｄ
Ｆｅの非晶質金属薄膜のＩｉＡ［Ｍｌに周部的に焦点を
合せてレーザー光線？当て、それぞれの膜物質の補償温
度あるいはキューり温度付近の温度まで加熱する。次に
その膜の加熱領域に対して膜面に垂直に記録したい方向
に外部磁場を印加し、そのま５冷却するとその部分にお
いて反転磁区な形成され情報が記録される。

この場合、膜の保磁力はその膜の磁気的に変化する領域
、即ち反転磁区な安定させるのに十分大きいことが必要
である。ところが、　ＧｄＣｏ、　ＧｄＦｅの非晶質金
属薄膜は室温における保磁力が小さく　（５０００ｅ以
下）でおるため記録された惰゛報（この場合反転磁区）
が不安定であるという欠点を有する。そのためＧｄの代
りに一部あるいは大部分をＴｂ、　Ｄｙ。

１１０などの希土類元素で置換して保磁力を大きくしく
　ｌ　ｋｏｅ以上仁なる）記録さ７″Ｌｆｃ情報を安定
化することが行われている。しかし、Ｔｂなどを置換し
たため記録した情報を検出するのに必要な膜の磁気光学
ファラデー効果とカー効果が小さくなり、検出の信号と
雑音との比、即ちＳ／Ｎ比が低下するという問題があっ
た。例えば、ＱｄＦｅのファラデー回転角（θＦ）およ
びカー回転角（ＯＫ）ハ波長６３３　ｎｍの町視光綽で
測定するとθＦ　＝　１．８　Ｘ　１０５０／ｍ　、θ
Ｘ−０３５°、　ＴｂＦｅの場合θＦ＝１０×１０５０
／備、θＫ　＝　０．２５゜と小さい。

［発明の目的］ 本発明けかかる点を鑑みなされたもので、上記のような
従来の膜面に垂直な方向に磁化容易軸を有する希土類−
鉄族非晶質合金如膜の欠点を解決した高密度、高感度の
光磁気メモリに適したファラデー効果およびカー効果等
の磁気光学効果のすぐれた磁性薄膜記録媒体を提供する
ものである。

口発明の概要］ 本発明に、膜面（二対し垂直方向に磁化容易軸を有し、 （ＲＸＴｌ−Ｘ）ｌ−ａＸａ ただし　Ｒ；希土類金属元素から選ばれた少なくとも一
種 Ｔ；鉄族遷杵金埃元素から選ばれた 少なくとも一極 Ｘ；カルコゲン元素、ハロゲン元素 Ｈｅ、　Ｎｅ、　Ｋｒ及びＮｅ　カら選ばれた少なくと
も一種 ０．０５　＜　ｘ　＜　０．６ ｏ、ｏｏｌりａ　＜　０．２ からなる組成を有する非晶質合金薄膜を具備したことを
特徴とする磁性薄膜記録媒体である。

本発明においては、カルコゲン元素、ハロゲン元素、　
Ｈｅ、　Ｎｅ、　Ｋｒ、　Ｎｅを含有させることがｌ要
である。このｘＶｉファラデー回転角（θＦ）とカー回
転角（θＫ）の増加に寄与する成分でアリ、希土類ある
いは鉄族遷移元素の原子半径と大きさの違うカルコゲン
元素、ハロゲン元素、　Ｈｅ、　Ｎｅ、　Ｋｒ、　Ｘｅ
を含むとき前記効果がある。％にカルコゲン元素、ハロ
ゲン元素の原子半径が大きければ大きい程、その効果は
著しい。特に鉄族遷移元素の原子半＆は１２５〜１．４
７Ｘ　ｉ：　６るのでＸとしてハ特にカルコゲン元素と
してＳ、　Ｓｅ、　Ｔｅ　ハロゲン元素としてＢｒ、Ｉ
　不活性元素としてＫｒ、Ｘｅが前記の磁気光学効果を
向上させるに有効なものである。

この場合、その包含されるＸの嘉ａは原子比で表示して
、０．００１　＜　ａ≦０．２を満足するように設定さ
れる。ａが０．００１未満の場合磁性薄膜記録媒体にお
ける上記の磁気光学効果は小さい。ａが０２以上の場合
磁性薄膜記録媒体のキューリ温度が屋温以下となりＷき
込みが出来なくなり、又Ｘを多く含むため熱安定性が低
下する。Ｒは膜面に垂直方向に磁化容易軸を有するため
に重希土類元素（Ｔｂ、　Ｇｄ、　Ｄｙ、　Ｈｏ、’　
Ｂｒ、　Ｔｍ、　Ｙｂ　）を王カ、分とするのが好まし
い。又、Ｔとしては鉄族遷移元素のうちＦｅ。

Ｃｏ、　Ｎｉ、　Ｍｎを主成分とするの好プしく、Ｘが
０．０５以上０６以下の範囲仁おいてのみ族面に垂１ｈ
な方向（二磁化容易軸を有する磁性薄膜記録媒体が得ら
れる。特に０４以下が好ましい。

本発明の（ＲｘＴ＊−ｘ）１−ａＸａなる組成において
当該組成の非晶質合金薄膜を作製する場合ハロゲンガス
、カルコゲンガス等のＸ″ｅＳ囲気中で或いは化合物タ
ーゲットを用いた蒸着法を用いて形成することができる
。この蒸着法としては、例えは高周波スパッタリング法
、直流スパッタリング法、マグネトロンスパッタリング
法、イオンビームスパッタリング法、電子ビーム蒸着法
、真空蒸着法などが挙けられる。このような蒸着法によ
り本発明の非晶質合金薄膜は通常非磁性基板（例えばガ
ラス基板、アクリル樹脂基板など）上に２００ＣＩ！以
下の厚さに形成される。

特に、本発明の（ＲｘＴｌ−ｘ）ｘ−ａＸａなる組成に
おいて上記の範囲のＸの景ａを非晶質合金薄膜に包含さ
せるには、上式「：非磁性基板の温度を、非晶質合金＆
　’４）　形成中１００℃以下に保持することが必要で
ある。１００℃以上の場合Ｘのｉａを所定の量を包含さ
せることが出来ない。以上述べたように、本発明によれ
は、非晶質合金膜がＸを原子比で０．００１以上０２以
下含むことにより本発明の目的のカー回転角およびファ
ラデー回転角を増大させろことが出来る。希土類元素と
鉄族遷移元素の非晶質合金膜にＸを包含させることによ
りカー回転角を約２０％以上およびファラデー回転角を
約５０％以上増加させ得ることが判った。

Ｘとして時にＴｅ、　Ｘｅ、　ｌが有効である。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、ファラデー効果及
びカー効果に優れ、島感度の光磁気メモリに適した磁性
光膜記録〃ｖ体を得ることができるＯ［発明の実施例］ 以下、本発明を実施例に基づいて説明する。

（実施例１） 第１表に示した組Ｆν、の非晶剥脅金勝ＩＨ第１図に示
すような高周波スパッタ装置を用いてガラス基板２上に
形成されるが、そね６次のよう（二して行われる。高周
波電源３を接続したＦｅターゲットの上にＴｂの薄いチ
ップを所定の組成に１７１＋ように所定の数装置いた複
合ターゲット４を用いる。そしてスパッタ装置のガス導
入バルブ５と排気パルプ６を設けたチャンバ７内の真空
度を１×１０　以下にした後、ガス導入バルブ４より高
純度の）・ロゲンガスの１とＦ（原子比で１：１）を導
入して３　Ｘ　１Ｏ−２Ｔｏｒｒの圧力としてスパッタ
リングを行い、上記複合ターゲット４に対向して０じ慨
されたガラス基板２に２００λ〜２０００Ｘの合金ｈζ
を（１−製した。

この場合スパッタリング中はガラス基板は水冷されてい
る。このようにして作製した合金Ｐ＃７をＸ線回折で調
べたところ非晶質であった。又、Ｍ成を分析した結果 （’ｌ’ｂｏｇａ　ｋ’ｅｏ７４）ｏ、ｏｓ　（ＩＯ，
８Ｆｏ、２）０．０２であった。又、試料振動型磁力計
を用い磁気特性を調べたところこの非晶質合金膜は膜面
に垂直方向に磁化容易軸を有する垂＠磁化族であること
が分った。又、この非晶質合金膜よりなる記録媒体のカ
ー効果による記録再生Ｓ、／Ｎ比を調べたところ”／Ｎ
比が４５ｄＢとＸを含まない場合の３５ｄＢに比較して
約３０％冷加することが分った。上記組成以外の例につ
いて第１表に非晶質合金膜より成る磁性薄膜記録媒体の
結果を示した。尚第２図に実施例と比較例のＳ／Ｎ比（
相対比）のハロゲンガス包含茄ａに対する変化を示した
。尚、上記非晶質合金膜を作製する場合、ターゲットと
して希土類元素又は鉄族遷移元素のハロゲン化合物を１
都或いは全Ｆ８１］を用いても同様な効果か得られた。

（′Ｓ施例２） ハロゲンガス雰囲気としてＩ、　ＢｒおよびＣｔ　（原
子比５：３：２）を用いて、Ｆｅターゲットの上にＴｂ
、　Ｇｄ、　Ｄｙのナツプ装置いた軸台ターゲットを用
いることを除いて実施例１と同様にガラス基板２に１０
００Ｘの合金膜を作製した。この合金膜をＸ線回折で調
べたところ非晶質であった。又、組成を分析した結果、 ［（Ｔｂ　Ｏ，７Ｇｄ　Ｏ，２ＤＹ　Ｏ，１）　０．２
６　Ｆ　０．７４　）　０．９９５　（Ｉ　ｏ７Ｂ’ｏ
２ｃｔｏ、ｔ　）０．００５であった。又、試料振動型
出力計を用い磁気特性を調べたところ、この非晶饗膜は
ＩＩ＃面に垂直方向に磁化容易軸を有する垂直磁化膜で
あることが分った。又、この非晶ＩＸ＠金勝よりなる記
録媒体のカー効果による記録再生Ｓ／Ｎ比を調べたとこ
ろこのＳ／Ｎ比が４４ｄＢとＸを含まない場合の３７ｄ
Ｂに比較して２０％増加することが分った。

以上本発明の非晶質合金膜より成る磁性薄膜記録媒体は
膜面に垂一方向に磁化容易軸を有し、ハロゲン元素Ｘ　
（＝　１．Ｂｒ、Ｃ１，Ｆ　）を言むため、かつファラ
デー効果およびカー効果が大きくその結果記録再生Ｓ／
Ｎ比の優れた光磁気記録媒体或いは熱転与記録媒体を供
することができた。以千余白第　１　表 （実施１タリ３　） Ｆ　ｅターゲットの上にＴｂＳｅ、　Ｔｂ’ｌ’ｅ　（
化合物）の薄いチップを所定の組成になるように所定の
数量１ｒＳいた捨金ターゲットを用い、チャンバ７内の
真空度をＩ　Ｘ　１０””以下にした後、ガス専入バル
ブ４より高イ□１１１匹の不活性ガス（Ａｒ）を導入し
て３Ｘ１０−”Ｔｏｒｒの圧力としてスパッタリングを
行い、上記複合ターゲット４に対向して配筒沁れたガラ
ス基板２に２００Ｘ〜２ｏｏｏＸの合金膜を作ｘｑ　Ｌ
、た。この場合スパッタリング中はガラス基板は水冷さ
れている。このようにして作製した合金膜７をＸ線回折
で調べたところ非晶質であった。又、組成を分析した結
果 （Ｔｂｏ２ｅＦｅｏ７＋）ｏ、ｏｓ（ＦｅＯ，ＢＳｅｏ
２）ｏｏ２であった。又試料振動型磁力計を用い磁気特
性を調べたところこの非晶質合金膜はカニ面に車内方向
に磁化容易軸を有する垂面磁化解であることが分った。

又、この非晶質合金膜よりなる記録媒体のカー効果によ
る記録再生Ｓ／Ｎ比を一島べたところＳ／Ｎ比が４９　
ｄ　ＢとＸを含プない場合の３５ｄＢに比較して４０％
精加することが分った。上記組成以外の例について表１
に非晶り合金１１４より成る磁性薄膜記録媒体の結果を
示した。尚第３凶に実施ν１１と比較例のＳ／Ｎ比（相
対比）の不活性ガス包含ｉａに対する変化をボした。向
上記非晶質合金膜を作成する場合、ターゲットとして希
土類元素又Ｆ′ｉ、鉄族遷移元素のカルコゲン化合物を
１部又は全部を用いても同様な効果が得られた。

（実施例４） Ｆｅターゲットの土にＴｂ’ｌ’ｅ、　ＧｄＳｅ、　Ｄ
ｙＳ　ノチップを置いた複合ターゲットを用いることを
除いて実施例３と同様にガラス基板２に１００ＯＸの合
金膜を作製した。この合金製をＸ線回折で調べたところ
非晶質であった。又、組成を分析した結果〔（ＴｂＯ，
？０’　０．２ＤＹ　０．１　）ｏ２ａＦｅｏ７Ｊｏ、
ｎｓ　（’ｌ’ｅＯ，？　Ｓｅ　Ｏ，２ＳＯ，１１０，
００５であった。又試料振動型磁力計を用い磁気特性を
調べたところ、この非晶質膜は膜面に垂直方向に磁化容
易軸を有する垂直磁化膜であることが分った。又この非
晶質合金膜よりなる記録媒体のカー効果による記録再生
Ｓ／Ｎ比を調べたところこのＳ／Ｎ比が４５ｄＢとＸを
含捷ない場合の３７ｄＢに比較して２４チ増加すること
が分った。

以上、本発明の非晶質合金膜より成る磁性薄膜記録媒体
は膜面に垂直方向に磁化容易軸を有し、カルコゲン元素
Ｘ　（Ｔｅ、Ｓｅ、Ｓ　）を含むため、かつファラデー
効果およびカー効果が大きくその結果記録再生Ｓ／Ｎ比
の優れた光磁気記録媒体或いは熱転写記録媒体を供する
ことができた。

第　２　表 （実施例５） Ｆｅターゲットの上にＴｂの薄いチップを所定の組成に
なるように所定の数量−いた複合ターゲット４を用い、
チャンバ７内の兵、空＃を１×１０　以下にした後、ガ
ス導入バルブ４より高純度の不活性ガスＸｅとＨｅ　（
原子比で１：１）’＆導入して３　Ｘ　１０−”Ｔｏｒ
ｒの圧力としてスパッタリングを行い、上記棟台ターゲ
ット４に対向して配置さｔ″したガラス基板２に２００
Ｘ〜２ｏｏｏＸの合金膜を作製した。

この場合スパッタリング中はガラス基板は水冷されてい
る。このようにして作製した合金膜７をＸ線回折で調べ
たところ非晶質であった。又、組成を分析した結果 （ＴｂＯ，２６Ｆｅｏ、ｑ＋　）Ｑ、ＱＢ　（Ｘｅ　ｏ
、ｓＨｅ　ｏ、ｚ　）０．０２であった。又試料振動型
磁力計を用い磁気特性を調べたところこの非晶質合金膜
は膜面に垂直方向に磁化容易軸を有する垂直磁化膜であ
ることが分った０又、この非晶質合金膜よりなる記録媒
体のカー効果による記録再生Ｓ／Ｎ比を調べたところＳ
／Ｎ比が４９ｄＢとＸを含まない場合の３５ｄＢに比較
して４０％増加することが分った。上記組成以外の例に
ついて表１に非晶質合金膜よりなる磁性薄膜記録媒体の
結果を示した。尚第４図に実施例と比較例のＳ／Ｎ比（
相対比）の不活性ガス包含量ａに対する変化を示した。

　以下本台 （実施例６） Ｘ雰囲気としてＫｒ、　Ｎｅお工びＡｒ（原子比５：３
：２）を用いて、Ｆｅターゲットの上にＴｂ、　Ｇｄ、
　ＤＹのチップを置いた複合ターゲットを用いることを
除いて実施例５と同様にガラス基板２にｘｏｏｏＸの合
金膜を作製した。この合金膜をＸ線回折で調べたところ
非晶質であった。父、組成を分析した結果 （（’ｒｂＯ，？Ｑ１０２］）ｙＯｕ　）０．２６Ｆｅ
（１７４）０．９９５　（Ｋｒ　Ｏ，７Ｎｅｏ、ｚＡ　
ｒｏｌ）　０．００５であった。又試料振動型磁力計を
用い磁気特性を調べたところ、この非晶３ｉ［膜は膜面
に垂直方向に磁化容易軸を有する垂直磁化膜であること
が分った。又、この非晶質合金膜よりなる記録媒体のカ
ー効果による記録再生Ｓ／Ｎ比を調べたところこのＳ／
Ｎ比が４７ｄＢとＸを含オｌい場合の３７ｄＢに比較し
て２７％増加することが分った。

以上本発明の非晶質合金膜より成る磁性薄膜記録媒体は
膜面に垂直方向に磁化容易軸ケ有し、Ｘを含むため、か
つファラデー効果が大きくその結果、記録再生Ｓ／Ｎ比
の優ｒＬｒＬ光磁気記録媒体或いは熱転写記録媒体を供
することができた。

第　３　表

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるもので高周波スパッタ
装置により本発明の非晶質合金膜をスパッタ蒸着してい
る状態を示す装置の概略図、第２図、第３図及び第４図
は本発明による磁性薄膜記録媒体の一実施例におけるＴ
ｂ−Ｆｅ−Ｘｅ非非晶金合金膜らなる記録媒体の記録再
生ＳＺＮ比のＸｅ包含量に対する変化を示す特性図であ
る。 ｌ・非晶質合金膜　２　・ガラス基板 ３・・高周波電源　４・ターゲット ５・ガス導入パルプ　６・・・排気バルブ７　・チャン
バ 代理人　弁理士　則　近　憲　佑（ほか１名）第　１　
図 第　２　図 ×□　（１０量） 第　３　図 　− （７ｅの１−）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１８面に対し垂直方向に磁化容易軸を有し、（Ｒｘ
   　Ｔｉ−ｘ）１−ａ　Ｘａ たたし　Ｒ；希土類金跣元素から選はノｔた少なくとも
   一種 Ｔ；鉄族遷桜金私元素から選はれ た少なくとも一種 Ｘ；カルコゲン元素、ハロゲン元 索、　Ｈｅ、　Ｎｅ、　Ｋｒ及びＸｅから選ばｔｌだ少
   なくとも一種 ０．０５≦Ｘ＜０．６ ０、００１≦ａ≦０．２ からなる組成を有する非晶貿合金ｋｍを具備したことを
   特徴とする磁性薄膜記録媒体。 （２ン　前記Ｔかに’ｅ、　Ｃｏ、　Ｎｉ、　Ｍｎから
   選ばｎ、ｑ少なくとも一種からなることを特徴とする特
   許請求の範１１１１巣１項記載の磁性薄１．ｒ記録媒体
   。 （３１前記Ｒが１希土類金属元素から選ばれた少なくと
   も一種からなることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の磁性薄膜記録媒体。 （４）前記カルコゲン元素が８．８ｅ、　Ｔｅのうち少
   なくとも一稲であることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の磁性薄膜記録媒体。 （５）前記ハロゲン元素がＢｒ、Ｉのうち少なくとも一
   種であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   磁性薄膜記録媒体。