JPS63282942A - 光磁気記録用媒体及びその製造方法 - 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】 （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及び
その製造方法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、アイイー　イー
　イー　トランスアクションズ　オン　マグネティック
ス（ＩＥＥＥ　ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ　ＯＮＭＡＧ
ＮＥＴＩＣ３）　、ＨＡＧ　−２０［５］　（１９８４
−９＞　（米）国中・長尾・金材［ダイナミック　リー
ド／ライト　キャラクタリスティックス　オブマグネッ
ト・オプティカル　ＴｂＦｅＣｏ　　アンドＤｙＦｅＣ
ｏ　　ディスク　（ＤＹＮＡＨＩＣＲＦＡＩ）／ＷＲＩ
ＴＥＣｔｌＡＲＡＣＴＥＲＩＳＴＩＣ３ＯＦ　ＭＡＧＮ
ＥＴＯ−ＯＰＴＩＣＡＬ　ＴｂＦｅＣ。

ＡＮＤ　ＤｙＦｅＣｏ　ＤＩＳＫ）　Ｊ　、Ｐ、１０３
３−１０３５に記載されるものがあった。以下、その構
成を図を用いて説明する。

第２図は従来の光磁気記録用媒体の一構成例を示す断面
図である。

この光磁気記録用媒体は、透明の基板１上に保護層２、
光磁気記録層３、及び背面保護層４をスパッタ法等によ
って積層状態に形成しまた構造をしている。

ここで、光磁気記録層３は希土類−遷移金属非晶質合金
（以下、ＲＥ−Ｔ）Ｉ膜という）で形成されている。Ｒ
Ｅ−ＴＩ−１膜は、具体的にはＲＦとしてガドリニウム
Ｇｄ、テルビウムＴｂ、ジスプロシウムＤｙ等、ＴＨ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−ＴＨ膜は膜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−Ｔ）Ｉ膜を用いた光磁気記録用媒体の
記録方式では、光を基板１及び保護層２を通して光磁気
記録層３に照射し、その光照射による加熱作用によって
磁性体により構成された光磁気記録層３をキューリ温度
以上に加熱し、その加熱された部分の磁極の向きをその
近傍に発生させた磁界によって反転させることにより、
データの書込みを行い、また光磁気記録層３の磁極の向
きの差による入射光の反射面の回転角の差を利用してデ
ータを言売出すようにしている。

この種の光磁気記録用媒体では、１μｎ１φ程度に絞ら
れたレーザ光及び外部磁界を用いた熱磁気書込み方式に
よって１０８ｂｉｔ　／ｃｔＲ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およ
び再書込みができるという非常に優れた特徴を有する。

ところで、光磁気記録層３を形成するＲＦ−Ｔ）Ｉ膜は
、大きく分けてＲＥ−Ｆｅ系とＲＥ−Ｃｏ系に分類され
る。ＲＥ−Ｆｅ系は、優れた磁気および光磁気特性を有
し、しかも特性の均一な膜を作成し易い。その反面、耐
食性が悪く、特に孔食の発生、成長が顕著であるという
欠点を有する。一方、ＲＥ−Ｃｏ系は、耐食性の点では
多少優れているが、均一特性の膜が得にくく、またキュ
ーり温度が高いなめに熱磁気書込み特性の点で、ＲＥ−
Ｆｅ系よりも劣っている。

さらに、耐食性の点においてＲＥ金金属選択酸化が著し
く保磁化の変化が大きいという欠点を有する。

このように、ＲＥ−ＴＨ膜は耐食性の点で信頼性に問題
があり、腐食防止の立場から改善か望まれる。

そこで従来は、二酸化ケイ素Ｓｉ０２や酸化ケイ素Ｓｉ
Ｏからなる保護層２及び背面保護層４で光磁気記録層３
を被覆して耐食性を向上させるようにしていた。

また、ＲＥ−ＴＨ膜に共通する欠点として、読出し性能
を決めるカー回転角が小さいという問題かある。これを
解決するために、従来ては光の干渉効果を利用して見か
けのカー回転角を増加させるカー効果エンハンスメント
の機能を保護層２に持たせるようにしていた。すなわち
、酸化ケイ素５ｉＯ１窒化アルミニウムＡ、Ｑ　Ｎ　、
窒化ケイ素Ｓｉ３　Ｎ４等の透明で屈折率の高い誘電体
を用いて保護層２を形成し、その保護層２に保護膜とし
ての機能及びカー効果エンハンスメントの機能を持たせ
るようにしていた。

（発明か解決しようとする問題点） しかしながら、上記構成の光磁気記録用媒体では、５ｉ
０２．５ｉＯ１Ａ、Ｑ　Ｎ　、　３１３　Ｎ４等を用い
て保護層２を形成するようにしているので、次のような
問題点があった。

Ｓｉ０２では屈折率が小さくカー効果エンハンスメント
が得られず、一方ＡＮ　Ｎ　、　Ｓｉ３　Ｎ４では基板
１との密着性が悪いなめに剥離のおそれがあった。また
ＳｉＯでは、波長８５０ｎｍ以下の光に対して完全に透
明な膜とするのは困難であり、さらに屈折率の大きい膜
とするには作成上の制約かあるのが実状であり、光学特
性に問題があった。さらに、５ｉ０２　、ＳｉＯ、Ａ、
ＯＮ　、　Ｓｉ３Ｎ４等を用いた単一組成で単層の保護
層２を形成した場合、ピンホールを減少させるには限界
があり、それにより保護膜としての機能に劣るという問
題点があった。

本発明は前記従来技術が持っていた問題点として、基板
と光磁気記録層との間に形成される保護層が、密着性及
びピンホール面で保護膜としての機能に欠けると共に、
光透過性及び屈折率の面でカー効果エンハンスメントの
機能に欠けるという点について解決した光磁気記録用媒
体とその製造方法を提供するものである。

く問題点を解決するための手段） 前記問題点を解決するために、第１の発明に係る光磁気
記録用媒体では、光透過性の基板上に、下方向から上方
向へ向って基板の屈折率よりも小さい屈折率をもつＳ　
＋　０２層、基板の屈折率よりも大きな屈折率をもっＳ
！３Ｎａ層、及び垂直磁化膜からなる光磁気記録層を積
層状態に形成しｉｓ槽構造したものである。

また、第２の発明に係る光磁気記録用媒体の製造方法で
は、Ｓ１ターゲツトを用いたスパッタ法によりスパッタ
リングガスを変えることによって光透過性の基板上にＳ
　＋　０２層及びＳｉ３Ｎ４層を連続的に形成し、さら
にそのＳｉ３Ｎ４層上に垂直磁化膜からなる光磁気記録
層を形成するようにしたものである。

（作用） 第１の発明によれば、以上のように光磁気記録用媒体を
構成したので、Ｓ　ｉ　０２層は基板への密着力を向上
させるように働くと共に、Ｓ！３Ｎ４層と共働してピン
ホールを減少させるように働く。また、Ｓｉ３　Ｎ４層
は光の干渉効果によりカー回転角を増加させるように働
き、このカー効果エンハンスメントの機能がＳ　ｉ　０
２層によりさらに向上する。

このようにＳ　ｉ　０２層及びＳｉ３Ｎ４層は、光磁気
記録層に対する強力な保護膜として機能すると共に、高
いカー効果エンハンスメントの効果を発揮する。

従って前記問題点を除去できるのである。

また、第２の発明によれば、以上のように光磁気記録用
媒体の製造方法を構成しなので、スパッタ法によるＳ　
ｉ　０２層及びＳｉ３Ｎ４層の連続的形成は、製造工程
の作業能率を向上させると共に、Ｓ　ｉ　Ｏ２層とＳｉ
３Ｎ４層の界面に形成される５ｉＯＮ層がＳｉ３Ｎ４層
の密着性を向上させる。従ってこのような製造方法によ
り、保護機能とカー効果エンハンスメントの優れる光磁
気記録用媒体が簡単、かつ的確に得られる。

〈実施例） 第１図は本発明の実施例を示す片面形光磁気記録用媒体
の断面図である。

この光磁気記録用媒体は、透明度か高くかつ光学特性の
良い基板１０を有し、その基板１０上にはＳｉｏ２層１
１、Ｓｉ３　Ｎ４層１２、光磁気記録層１３、及び背面
保護層１４が順次積層状態に形成されている。

基板１０としては、ガラス板、ポリメチルメタアクリレ
ート板〈以下、ＰＨＨＡ板という）、ポリカーボネート
板（以下、ＰＣ板という）、エポキシ板等の種々の透明
板が使用できる。これらの透明板は、その屈折率が可視
領域でおよそ１．５〜１．６の値である。本実施例では
、基板１０として例えば直径１３０ｍｍの円板形ＰＣ板
を用い、そのＰＣ板には予め平坦箇所のランド部が１．
ＯＪｉｍ　、凹部箇所のグループ部が０．６μｍ、それ
らを合せたピッチが１．６μｍのトラック状の溝が形成
されている。基板１０上に形成されたＳｉ０２層１１は
、その基板１０に対して密着性が優れており、例えば２
０〜１６０ｎｍ程度の膜厚に形成されている。このＳｉ
０２層１１の屈折率は、膜の作製条件に依存するが、お
よそ１．３〜１４６程度の値であり、基板１０の屈折率
１．５〜１．６よりも小さい値である。Ｓｉ０２層１１
上に形成されたＳｉ３Ｎ４層１２は、密着性に劣るもの
の、その屈折率が基板１０よりも大きくおよそ１．９程
度の値を有しており、例えば８０ｎｍ程度の膜厚に形成
されている。

Ｓｉ３Ｎ４層１２上の光磁気記録層１３は、ＴｂＦｅ、
ＴｂＣｏ、Ｇｄ　Ｆｅ、ＴｂＦｅＣ０等のＲＥ−Ｔ）ｌ
膜である垂直磁化膜、あるいはＨｎＢ　ｉ系等の他の垂
直磁化膜を用いることができ、本実施例では例えば膜厚
１１００ｎ程度のＴｂＦｅ膜で形成されている。また、
この光磁気記録層１３上の背面保護層１４は、光磁気記
録層１３に対する保護膜としての機能を有するもので、
光学的特性を必要としないなめに、Ｓｉ３Ｎ４膜、セラ
ミック膜、金属膜、ポリマー膜等の種々の膜の単層ある
いは複層構造で形成できる。本実施例では、背面保護層
１４が例えば膜厚１００ｎｎ１程度のＳｉ３Ｎａ膜で形
成されている。

以上のように構成される光磁気記録用媒体の製造方法の
一例として、マグネトロンスパッタ法を第３図を用いて
説明する。なお、第３図はマグネトロンスパッタ装置の
概略構成図である。

このマグネトロンスパッタ装置はターゲットが平板形に
なったプレーナマクネトロン陰極形横遣のものであり、
図示しない真空チャンバ内には陽極となる平板形のター
ゲット２０が設置され、そのターゲット２０の裏面に円
環状のマグネット２１が設けられている。マグネット２
１により、ターゲット２０の表面から出てそのターゲッ
ト２０に入る磁力線２２が形成され、その磁力線２２か
ターゲット２０の表面を取り巻いている。また、真空チ
ャンバ内においてターゲット２０の上方には、陽極とな
るホルダ２３が配設され、そのホルダ２３に第１図の基
板１０が取付けられる。

このようなマグネトロンスパッタ装置を用いて光磁気記
録用媒体を製造するには、先ず直径１３０ｍｍの円板形
ＰＣ板からなる透明の基板１０をホルダ２３に取付ける
と共に、Ｓ１ターゲツト２０を真空チャンバ内にセット
し、酸素を２０モル％混合しな酸素−アルゴンガスを真
空チャンバ内に導入してＳｉターゲット２０とホルダ２
３との間に５００−の高周波電力を印加する。すると、
Ｓｉターゲット２０とホルダ２３との間に放電が起こり
、磁界と電界が直交する部分では放電によって電離した
電子がマグネトロ＝　１１− ン運動を行い、高密度のプラズマを発生する。このプラ
ズマはＳｉターゲット２０の表面をスパッタし、そのＳ
ｉターゲット２０からの微粒子等が基板１０の表面に被
着して例えば膜厚２０〜１６０ｎｍ程度のＳ　Ｉ　Ｏ２
層１１が基板１０上に形成される。Ｓ　ｉ　０２層１１
の形成後、連続してスパッタリングガスの酸素を減少し
つつ窒素の導入量を増やして最終的に窒素２０モル％、
アルゴン８０モル％のスパッタリングガスとし、投入電
力６００Ｗで同一のＳｉターゲツト２０をスパッタする
と、例えば膜厚８０ｎｍ程度のＳ！３Ｎ４層１２が層面
２　Ｏ２層１１上に形成される。ここで、Ｓ　ｉ　０２
層１１とＳ！３Ｎ４層１２の層面２は５ｉＯＮ層か形成
されている。

次に、ＴｂＦｅ材からなるターゲット２０を再セットし
、アルゴンガスにより投入電力４００Ｗでスパッタすれ
ば、例えば膜厚１１００ｎ程度のＴｂＦｅ膜からなる光
磁気記録層１３がＳｉ３Ｎ４層１２上に形成される。

続いて、Ｓｉターゲット２０を再セットし、窒素２０モ
ル％、アルゴン８０モル％のスパッタリングガスにより
投入電力６００Ｗでスパッタすれば、例えば膜厚１００
ｎｍ程度のＳ、ｉ３　Ｎ４からなる背面保護層１４が光
磁気記録層１３上に形成される。

このようにして製造した光磁気記録用媒体における各層
の屈折率は、波長７８０ｎｍの光に対してＰＣの基板１
０で１Ｓｉ、Ｓ　＋　０２層１１で１．４０、Ｓ！３Ｎ
４層１２で層面２８であった。また、スパッタリングガ
スがアルゴン、酸素、窒素のときに形成されるＳ　：０
２層１１と８：３Ｎ４層１２との間の５ｉＯＮ層の膜厚
は、およそ２ｎｍであ−っな。

ここで、本実施例の光磁気記録用媒体の特性を検討する
ために、第４図に示すような比較用の光磁気記録用媒体
を作成しな。この第４図の光磁気記録用媒体は、Ｓ　ｉ
　Ｏ２層１１を形成していないものであり、ＰＣの基板
１０上に、第１図のものと同一形成条件下で膜厚８０ｎ
ｍのＳｉ３Ｎ４層１２を形成し、さらにその上にＴｂＦ
ｅ膜からなる光磁気記録層１３、及び膜厚１１００ｎの
Ｓｉ３Ｎ４膜からなる背（２）保護層１４を形成したも
のである。

以上のようにして作製した試料用の光磁気記録用媒体の
構成を表１に示す。

＝　１３− 表１ 但し、光磁気記録層；　ＴｂＦｅ 背面保護層：Ｓ！３Ｎ４ 表１の試料Ｎｏ、　１〜Ｎｏ、６について書込み、読出
し試験を行い、まｆＳ６０°Ｃ５８０％Ｓ６０°Ｃ５８
０％相対上て基板１０側からの反射率及び保磁力の変化
と、顕微鏡による各層の剥離状態を観察した。

書込み、読出し試験は、試料を９００ｒｐｍで回転し、
外部磁界５０００ｅ、読出し用のレーザ光パワー＝　１
４− １．２ｍ−とし、書込み条件は変調周波数ＩＭＨ７、チ
ューティ比５０％、レーザ光パワーを３〜７ｎｌＷの範
囲で０．５ｍＷきざみで変化させた。書込み読出しは、
基板１０における半径４５ｍｍの箇所のランド部で行っ
た。以上の条件で、２次高調波が最低となる記録レーザ
光パワーを最適パワーとしてその時のキャリヤ対ノイズ
値く以下、Ｃ／Ｎ値という）を求め、表２のような結果
を得た。

表２ 表２に示されるように、Ｓ　ｉ　Ｏ２層１１の光学長く
屈折率×厚さ）が７８０ｎｍの１／４付近である試料Ｎ
ｏ、３．４．５においてＣ／Ｎ値がＳ　ｉ　０９層１１
のない試料Ｎｏ、　６に比べて大きくなっており、Ｓ　
ｉ　Ｏ２層１１のエンハンスメント効果が認められる。

また最適記録パワーも僅かながら減少しているが、これ
も５ｉ０２層１１のエンハンスメント効果によるもので
ある。試料Ｎ０１１〜Ｎｏ、　６はＳｉ３Ｎａ層１２が
膜厚８０ｎｍ形成されており、このＳｉ３Ｎ４層１２も
工〉・ハンスメントの効果を有している。ＳｉＯ２層１
１はＰＣの基板１０よりも小さい屈折率を有し、このＳ
ｉ０２層１１が基板１０とＳｉ３Ｎ４層１２との間に挿
入されることにより、エンハンスメントの効果が発揮さ
れる。しかも、５ｉ０２層１１とＳｉ３Ｎａ層１２は、
同一のＳｉターゲット２０を用いてスパッタリングガス
を変えることにより、簡単に連続成膜が可能であるとい
う利点を有する。

試料Ｎｏ、　１〜Ｎｏ、　６を６０℃、８０％の相対湿
度雰囲気に２０００時間保持後の波長７８０叩に対する
反射率と保磁力を測定し、保持前のものと比較した値を
表３に示す。

表３ また、顕微鏡による観察では、試料Ｎｏ、６においてひ
び割れ状の剥離が光磁気記録用媒体面に認められたか、
Ｓｉ０２層１１を設けた試料Ｎｏ、　１〜・Ｎｏ、　５
では剥離が認められなかった。表３に示す反射率と保磁
力の変化は、光磁気記録層１３の酸素や水分による劣化
と、ひび割れ状態の剥離を反映したものである。表３か
ら明らかなように、５ｉ０２層１１を設けることにより
、反射率及び保磁力ともにその変化か小さくなっている
。

以上のように、Ｓｉ０２層１１を設けることにより、酸
素や水分に対する遮蔽効果か大きくなると共に、３１３
Ｎ４層１２の応力緩和、基板１０への密着性の向上によ
り、剥離を抑えることが可能となる。また、Ｓ１ターゲ
ツト２０を用いてスパッタリングガスを変えることによ
り、簡単に基板１０／５ｉ０２層１１／Ｓｉ３Ｎ４層１
２／光磁気記録層１３／背面保護層１４という構造の光
磁気記録用媒体が製造でき、しかもその製造結果物にお
けるカー効果エンハスメントの機能が増大し、さらに光
磁気記録用媒体の耐久性も著しく向上する。

なお、本発明は図示の実施例に限定されず、種々の変形
が可能である。その変形例としては、例えば次のような
ものがある。

（ａ）背面保護層１４はカー効果工〉・ハ〉・スメント
機能を持たせる必要がないなめ、前述したようにＳｉ３
Ｎ４膜、セラミック膜等の種々の材料で形成できる。上
記実施例ではＳｉ３Ｎａ膜の単層で形成した例が示され
ているが、これに代えて、例えばＳｉターゲットを用い
てスバ・・／タリングガスを変えることにより、Ｓｉ３
Ｎ４層及びＳ　ｉ　０２層を連続的に形成して２層構造
とし、保護機能を増大させることも可能である。

（ｂ）第１図の片面型光磁気記録用媒体において、光磁
気記録層１３と背面保護層１４との間に誘電体層を設け
たり、あるいは第１図の背面保護層１４に代えて、光磁
気記録層１３の上に保護層、光磁気記録層、Ｓｉ０　層
、Ｓｉ３　Ｎ４層、及び透明の基板を順成績層状態に形
成して両面型の光磁気記録用媒体にする等、種々の変形
が可能である。

（Ｃ）製造方法において、マグネトロンスパッタ法以外
のスパッタ法を用いることも可能である。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明によれば、基板と光
磁気記録層の間に、Ｓｉターゲットを用いて密着性に優
れかつ基板の屈折率よりも小さい屈折率をもつＳｉ０２
層と、基板の屈折率よりも大きな屈折率をもつＳ！３Ｎ
４層を形成したもので、密着性の向上により剥離等が防
止でき、その上、２層構造のなめにピンホールが減少し
て水分や酸素等の浸入による光磁気記録層の腐食が防止
できる。

さらに、Ｓｉ３Ｎ４層は光の干渉効果によってカー回転
角を増加させるが、そのＳｉ３Ｎ４層と基板との間に設
けられたＳｉＯ２層がカー効果エンハンスメントの機能
をより向上させる。また、Ｓｉターゲットを用いてスパ
ッタリングガスを変えることにより、Ｓｉ０２層及びＳ
ｉ３Ｎ４層を連続的に形成する製造方法であるため、製
造効率がよく、しかもＳｉＯ層とＳｉ３’Ｎ４層の界面
に５ｉＯＮ層が形成されるなめに密着性がさらに向上し
、信頼性及び耐久性の高い光磁気記録用媒体が得られる
。

【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断面
図、第２図は従来の光磁気記録用媒体の断面図、第３図
は本発明の実施例に係るマグネトロンスパッタ装置の概
略構成図、第４図は比較用の光磁気記録用媒体の断面図
である。 １０・・・・・・基板、１１・・・・・・Ｓｉ０２層、
１２・・・・・・Ｓｉ３Ｎ４層、１３・・・・・・光磁
気記録層、１４・・・・・・背面保護層、２０・・・・
・・ターゲット、２１・・・・・・マグネット、２２・
・・・・・磁力線、２３・・・・・・ホルダ。 第１菌 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光透過性の基板上に、基板の屈折率よりも小さい屈
   折率をもつＳｉＯ＿２層、基板の屈折率よりも大きな屈
   折率をもつＳｉ＿３Ｎ＿４層、及び垂直磁化膜からなる
   光磁気記録層を順に積層して形成した光磁気記録用媒体
   。 ２、Ｓｉターゲットを用いたスパッタ法によりスパッタ
   リングガスを変えることによって光透過性の基板上に、
   ＳｉＯ＿２層及びＳｉ＿３Ｎ＿４層を連続的に形成し、
   さらにそのＳｉ＿３Ｎ＿４層上に垂直磁化膜からなる光
   磁気記録層を形成することを特徴とする光磁気記録用媒
   体の製造方法。