JPH01199342A - 光磁気記録素子 - Google Patents
光磁気記録素子Info
- Publication number
- JPH01199342A JPH01199342A JP27407388A JP27407388A JPH01199342A JP H01199342 A JPH01199342 A JP H01199342A JP 27407388 A JP27407388 A JP 27407388A JP 27407388 A JP27407388 A JP 27407388A JP H01199342 A JPH01199342 A JP H01199342A
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- JP
- Japan
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- magnetization
- magneto
- magnetic field
- recording
- optical recording
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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。
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〕
本発明は光磁気記録素子に関し、より詳細には低バイア
ス磁界による磁界変調記録方式に適し、これによってオ
ーバーライド(重ね書き)を可能とした光磁気記録素子
に関するものである。
ス磁界による磁界変調記録方式に適し、これによってオ
ーバーライド(重ね書き)を可能とした光磁気記録素子
に関するものである。
近時、希土類金属元素と遷移金属元素から成る非晶質金
属合金を用いた光磁気記録が盛んに研究されており、そ
の記録方式は集束レーザー光を記録媒体に投光して局部
加熱し、これによってピントを書き込み、次に磁気光学
効果を利用して読み出しており、そして、記録ビットを
消去し、改めてビットを書き込むこともできる。
属合金を用いた光磁気記録が盛んに研究されており、そ
の記録方式は集束レーザー光を記録媒体に投光して局部
加熱し、これによってピントを書き込み、次に磁気光学
効果を利用して読み出しており、そして、記録ビットを
消去し、改めてビットを書き込むこともできる。
このような書き換えを光変調記録方式により行う場合は
記録と消去を別々に行わねばならず、これにより、光磁
気ディスクを少なくとも2回転させねばならず、そのた
め、リアルタイムで書き換えることはできなかった。
記録と消去を別々に行わねばならず、これにより、光磁
気ディスクを少なくとも2回転させねばならず、そのた
め、リアルタイムで書き換えることはできなかった。
この光変調記録方式に代わって磁界変調記録方式によっ
て書き換えを行うことが提案されており、この方式によ
れば、オーバーライドが可能となるが、その反面、大き
なバイアス磁界を印加しながら高速でスイッチングでき
る磁気ヘッドを用いなければならず、そのため、この磁
気ヘッドは大きなドライブ電流並びに大きなりアクタン
スを有するという点で製作するのが難しい。
て書き換えを行うことが提案されており、この方式によ
れば、オーバーライドが可能となるが、その反面、大き
なバイアス磁界を印加しながら高速でスイッチングでき
る磁気ヘッドを用いなければならず、そのため、この磁
気ヘッドは大きなドライブ電流並びに大きなりアクタン
スを有するという点で製作するのが難しい。
上記磁界変調記録方式によれば、小さな外部磁界で記録
できるような磁性材料が求められ、この要望に対して、
近時、TbFeCo磁性合金が提案されている。この磁
性合金は室温下で希土類元素副格子磁化優勢であり、ま
た、キエリー温度と室温の間に補償温度があり、そして
、約±2000eにおける記録等が可能となることが報
告されている。
できるような磁性材料が求められ、この要望に対して、
近時、TbFeCo磁性合金が提案されている。この磁
性合金は室温下で希土類元素副格子磁化優勢であり、ま
た、キエリー温度と室温の間に補償温度があり、そして
、約±2000eにおける記録等が可能となることが報
告されている。
しかし乍ら、上記光磁気記録素子は比較的大きなバイア
ス磁界を必要としており、そのために磁界の強さが±2
000e未満、特に±1500e以下での記録が可能な
素子の開発が望まれている。
ス磁界を必要としており、そのために磁界の強さが±2
000e未満、特に±1500e以下での記録が可能な
素子の開発が望まれている。
従って、本発明の目的は低バイアス磁界において記録可
能となった光磁気記録素子を提供することにある。
能となった光磁気記録素子を提供することにある。
本発明の他の目的は低バイアス磁界による磁界変調記録
に有利に適用でき、これにより、オーバーライドを可能
とした光磁気記録素子を提供することにある。
に有利に適用でき、これにより、オーバーライドを可能
とした光磁気記録素子を提供することにある。
本発明の更に他の目的は磁化FIsと保磁力Heの積が
新規で且つ一定の範囲内にある光磁気記録素子を提供す
ることにある。
新規で且つ一定の範囲内にある光磁気記録素子を提供す
ることにある。
本発明の光磁気記録素子は、基体上に誘電体層及び非晶
質垂直磁化膜を有し、垂直磁化膜が希土類金属成分とし
て少なくともGd元素及び遷移金属成分としてFe元素
を含有し且つFe副格子磁化優勢であり、前記誘電体層
が非晶質窒化シリコンから成り、更にこの光磁気記録素
子はその垂直磁化膜の磁化Msが20emu/cc≦M
s≦70emu/ccに且つ該磁化Msと保磁力Hcの
積が100eIIIu−kOe/cc≦Ms−Hc≦5
00emu−koe/ccの範囲内となるように設定さ
れていることを特徴とする。
質垂直磁化膜を有し、垂直磁化膜が希土類金属成分とし
て少なくともGd元素及び遷移金属成分としてFe元素
を含有し且つFe副格子磁化優勢であり、前記誘電体層
が非晶質窒化シリコンから成り、更にこの光磁気記録素
子はその垂直磁化膜の磁化Msが20emu/cc≦M
s≦70emu/ccに且つ該磁化Msと保磁力Hcの
積が100eIIIu−kOe/cc≦Ms−Hc≦5
00emu−koe/ccの範囲内となるように設定さ
れていることを特徴とする。
本発明の光磁気記録素子は、(i)希土類金属成分とし
て少なくともGd元素及び遷移金属成分としてFe元素
を含有し且つFe副格子磁化優勢な垂直磁化膜を用いる
こと、(ii )誘電体層として非晶質窒化シリコンか
ら成る誘電体層を用いること、並びに(iii )垂直
磁化膜の磁化Ms及び磁化Msと保磁力Hcとの積が下
記の式(1)及び(2)の両方を満足する範囲にあるこ
との組合せに特徴を有するものである。尚、本願発明に
おいては、磁気的組成、磁化Ms及び保磁力Hcは20
℃における値でもって規定する。
て少なくともGd元素及び遷移金属成分としてFe元素
を含有し且つFe副格子磁化優勢な垂直磁化膜を用いる
こと、(ii )誘電体層として非晶質窒化シリコンか
ら成る誘電体層を用いること、並びに(iii )垂直
磁化膜の磁化Ms及び磁化Msと保磁力Hcとの積が下
記の式(1)及び(2)の両方を満足する範囲にあるこ
との組合せに特徴を有するものである。尚、本願発明に
おいては、磁気的組成、磁化Ms及び保磁力Hcは20
℃における値でもって規定する。
20emu/cc≦Is≦70eIlu/cc ・ ・
(1)1(ioemu−KOe/cc≦Ms−Hc≦
500eIlu−KOe/cc・・・(2) 希土類金属と遷移金属とを含有する合金磁性膜では、両
者の比率に応じて磁化Msがゼロの位置(補償組成)が
あり、該位置の一方の側に遷移金属副格子磁化優勢域が
、他方の側に希土類金属副格子磁化優勢域がある。
(1)1(ioemu−KOe/cc≦Ms−Hc≦
500eIlu−KOe/cc・・・(2) 希土類金属と遷移金属とを含有する合金磁性膜では、両
者の比率に応じて磁化Msがゼロの位置(補償組成)が
あり、該位置の一方の側に遷移金属副格子磁化優勢域が
、他方の側に希土類金属副格子磁化優勢域がある。
本発明において遷移金属成分としてFe元素を選ぶのは
、例えばCo元素を用いたものに比して高温におけるヒ
ステリシスループの角形性に優れているためである。ま
た、希土類金属成分として少なくともGd元素を用いる
のは、合金のキュリー点を実用的範囲(160℃以上)
にもたらすためである。
、例えばCo元素を用いたものに比して高温におけるヒ
ステリシスループの角形性に優れているためである。ま
た、希土類金属成分として少なくともGd元素を用いる
のは、合金のキュリー点を実用的範囲(160℃以上)
にもたらすためである。
また、上記合金組成はFe副格子磁化優勢範囲となるこ
とも重要であり、これにより、小さなバイアス磁界での
記録が可能となる。この理由は、補償組成から組成が偏
よるにつれて磁化Msは大きくなり、保磁力は小さくな
る傾向があるが、希土類金属副格子優勢側では、補償組
成近傍において記録されるビットが小さく且つ不安定な
ため、補償組成よりもかなり離れた組成を用いる必要が
あり・これに伴って大きなバイアス磁界を用いる必要が
あるのに対して、遷移金属(re)副格子優勢側では補
償組成近傍でもビットが大きく安定しており、小さなバ
イアス磁界でも記録が可能となることによると思われる
。
とも重要であり、これにより、小さなバイアス磁界での
記録が可能となる。この理由は、補償組成から組成が偏
よるにつれて磁化Msは大きくなり、保磁力は小さくな
る傾向があるが、希土類金属副格子優勢側では、補償組
成近傍において記録されるビットが小さく且つ不安定な
ため、補償組成よりもかなり離れた組成を用いる必要が
あり・これに伴って大きなバイアス磁界を用いる必要が
あるのに対して、遷移金属(re)副格子優勢側では補
償組成近傍でもビットが大きく安定しており、小さなバ
イアス磁界でも記録が可能となることによると思われる
。
次に、本発明において誘電体層として非晶質窒化シリコ
ンを用いるのは、このものが比較的大きな屈折率を有し
ていてカー回転角のエンハンスメントが大きく、酸素や
水に対するバリヤー性が大きく、しかも、その上に形成
される垂直磁化膜の保磁力Hcを減少せしめて、Ms
X Hcの値を前記式(2)の小さい範囲に抑制しやす
いことによる。
ンを用いるのは、このものが比較的大きな屈折率を有し
ていてカー回転角のエンハンスメントが大きく、酸素や
水に対するバリヤー性が大きく、しかも、その上に形成
される垂直磁化膜の保磁力Hcを減少せしめて、Ms
X Hcの値を前記式(2)の小さい範囲に抑制しやす
いことによる。
本発明の素子は、前記式(1)で規定される磁化MSと
前記式(2)で規定される磁化(Ms)と保磁力(Hc
)との積を有することも重要である。
前記式(2)で規定される磁化(Ms)と保磁力(Hc
)との積を有することも重要である。
磁界変調記録方式によってオーバーライドを行うに当た
っては、既に記録されたビットの磁化方向に対して反対
方向に磁化反転させるように磁界を印加する場合と、そ
の磁化方向と同じ方向に磁界を印加する場合とがある。
っては、既に記録されたビットの磁化方向に対して反対
方向に磁化反転させるように磁界を印加する場合と、そ
の磁化方向と同じ方向に磁界を印加する場合とがある。
以下、前者の場合に印加される磁界を記録反転磁界と呼
び、後者の場合に印加される磁界を記録保持磁界と呼ぶ
。
び、後者の場合に印加される磁界を記録保持磁界と呼ぶ
。
そして、記録反転磁界を印加した場合にはその印加磁界
方向と同じ方向に漏洩磁界とビット内の反磁界が加わる
。従って、記録反転磁界を小さくするためには、その漏
洩磁界と反磁界を大きくせねばならず、このような要求
に対しては磁性体層の磁化Msを大きくしなければなら
ない。
方向と同じ方向に漏洩磁界とビット内の反磁界が加わる
。従って、記録反転磁界を小さくするためには、その漏
洩磁界と反磁界を大きくせねばならず、このような要求
に対しては磁性体層の磁化Msを大きくしなければなら
ない。
一方、記録保持磁界を印加した場合には、その印加磁界
方向と反対方向に漏洩磁界とビット内の反磁界が加わり
、従って、記録保持磁界を小さくするためには、その漏
洩磁界と反磁界を小さくせねばならず、このような要求
に対しては磁性体層の磁化M+を小さくしなければなら
ない。
方向と反対方向に漏洩磁界とビット内の反磁界が加わり
、従って、記録保持磁界を小さくするためには、その漏
洩磁界と反磁界を小さくせねばならず、このような要求
に対しては磁性体層の磁化M+を小さくしなければなら
ない。
このように記録反転を行う場合と記録保持を行う場合と
では磁化Msについて相反する所要特性となる。
では磁化Msについて相反する所要特性となる。
本発明者等は、磁性体層(垂直磁化膜)の保磁力Hcは
下地層(誘電体層)の種類や表面状態(形状や圧縮応力
)によっても大きな影響を受け(この影響は成長誘導異
方性乃至歪誘導異方性として知られている)、このこと
を利用して上記磁化Msを所定の範囲内に設定し、しか
も、磁化Msと保磁力Hcの積を所定値以下に設定した
場合、両者の印加磁界を小さくして所要通りにビットを
保持したり或いはビット反転させることができることを
見い出した。
下地層(誘電体層)の種類や表面状態(形状や圧縮応力
)によっても大きな影響を受け(この影響は成長誘導異
方性乃至歪誘導異方性として知られている)、このこと
を利用して上記磁化Msを所定の範囲内に設定し、しか
も、磁化Msと保磁力Hcの積を所定値以下に設定した
場合、両者の印加磁界を小さくして所要通りにビットを
保持したり或いはビット反転させることができることを
見い出した。
即ち、本発明者等は磁性体層の磁化Msと保磁力Hcの
積を小さくした場合、記録保持磁界が印加され且つ集束
レーザー光が照射された場所では反転磁区が微小な芽と
して発生しようとするが、冷却過程においてその反転磁
区が安定に存在し得るようなビット径よりも小さい場合
には消滅し、その結果、記録保持磁界を印加する方向に
磁化の向きが安定に存在することを見い出し、更に本発
明者等は磁化Msを所定の範囲内に設定した場合、記録
反転磁化の閾値が小さくなり、しかも、ジッター量で表
わされる信号品質が向上することも見い出した。尚、上
記ビット径については、−mに安定に存在する最小ビッ
ト径d=σw/ (2Ms ・Hc) CK:1/(
Hs・Hc) ・・・(σ−は磁壁エネルギーであり
、磁性体層の材料により一義的に決められる物理量であ
る)で規定される。
積を小さくした場合、記録保持磁界が印加され且つ集束
レーザー光が照射された場所では反転磁区が微小な芽と
して発生しようとするが、冷却過程においてその反転磁
区が安定に存在し得るようなビット径よりも小さい場合
には消滅し、その結果、記録保持磁界を印加する方向に
磁化の向きが安定に存在することを見い出し、更に本発
明者等は磁化Msを所定の範囲内に設定した場合、記録
反転磁化の閾値が小さくなり、しかも、ジッター量で表
わされる信号品質が向上することも見い出した。尚、上
記ビット径については、−mに安定に存在する最小ビッ
ト径d=σw/ (2Ms ・Hc) CK:1/(
Hs・Hc) ・・・(σ−は磁壁エネルギーであり
、磁性体層の材料により一義的に決められる物理量であ
る)で規定される。
前記磁化は保磁力との積、即ち、Ms−Hcが100e
mu100e/cc≦Ms ・Hc≦500emu−K
Oe/cc、好適には150emu−KOe/cc≦M
S−Hc≦400emu−KOe/ccの範囲内に設定
するとよく、そのMS−Hcが100emu100e/
cc未満の場合にはジッター量が悪< 、C/Nも低下
し、更に磁界の極性反転に伴う磁化反転が生じなくなり
、磁気ヘッドの設計が複雑となり、一方、500e++
u−KOe/ccを越える場合には記録保持磁界の閾値
が−1000eを越える。
mu100e/cc≦Ms ・Hc≦500emu−K
Oe/cc、好適には150emu−KOe/cc≦M
S−Hc≦400emu−KOe/ccの範囲内に設定
するとよく、そのMS−Hcが100emu100e/
cc未満の場合にはジッター量が悪< 、C/Nも低下
し、更に磁界の極性反転に伴う磁化反転が生じなくなり
、磁気ヘッドの設計が複雑となり、一方、500e++
u−KOe/ccを越える場合には記録保持磁界の閾値
が−1000eを越える。
前記磁化Msは20e*u/cc≦h≦70e+wu/
cc、好適には30emu/cc≦Ms≦55en+u
/ccの範囲内に設定するとよく、そのMsが20em
u/cc未満の場合には記録反転磁界の闇値が1500
e以上となり、一方、l’lsが70emu/ccを越
えた場合には記録保持磁界の閾値が大きくなるとともに
保磁力Hcが小さくなりすぎ、更にジッター量も悪化す
る。
cc、好適には30emu/cc≦Ms≦55en+u
/ccの範囲内に設定するとよく、そのMsが20em
u/cc未満の場合には記録反転磁界の闇値が1500
e以上となり、一方、l’lsが70emu/ccを越
えた場合には記録保持磁界の閾値が大きくなるとともに
保磁力Hcが小さくなりすぎ、更にジッター量も悪化す
る。
尚、上記記録反転磁界や記録保持磁界の閾値は記録再生
装置のシステムノイズの大小並びに磁界強度の測定誤差
により、装置が異なれば、±300e程度ずれる場合が
ある。
装置のシステムノイズの大小並びに磁界強度の測定誤差
により、装置が異なれば、±300e程度ずれる場合が
ある。
磁性体層の保磁力Hcを小さくして前記式(1)のMs
の範囲内において、前記式(2)の範囲内とするには、
これに必ずしも限定されるものでないが、−例として窒
化シリコン誘電体層として5 XIO’乃至10XIO
” dyne/cab”の圧縮応力を有するものを用い
るのがよい。また、他の例として基板に対する入射角度
が30乃至70度となるように、基板に対して直角から
ずれた角度で5i3Nnターゲツトのスパッタリングを
行うのもよい。
の範囲内において、前記式(2)の範囲内とするには、
これに必ずしも限定されるものでないが、−例として窒
化シリコン誘電体層として5 XIO’乃至10XIO
” dyne/cab”の圧縮応力を有するものを用い
るのがよい。また、他の例として基板に対する入射角度
が30乃至70度となるように、基板に対して直角から
ずれた角度で5i3Nnターゲツトのスパッタリングを
行うのもよい。
このような窒化シリコン誘電体層及び磁性体層から成る
光磁気記録素子の典型的層構成は第1図に示す通りであ
る。
光磁気記録素子の典型的層構成は第1図に示す通りであ
る。
第1図によれば、基板1の上に窒化シリコン誘電体層2
を介して磁性体N3を形成し、この磁性体層3の上に保
護N4を形成し、更に保護層4の上に樹脂被覆層5が形
成される。
を介して磁性体N3を形成し、この磁性体層3の上に保
護N4を形成し、更に保護層4の上に樹脂被覆層5が形
成される。
上記磁性体層3は希土類金属元素と遷移金属元素の組合
せにより垂直磁化膜が形成される。希土類金属元素はG
dを必須不可欠とし、それにtb、oy。
せにより垂直磁化膜が形成される。希土類金属元素はG
dを必須不可欠とし、それにtb、oy。
Nd、Sm、Hoなどの元素を加えてもよく、そして、
遷移金属元素はFeを主体としており、これにより、高
温域における角型性に優れ、誘電体1ii2の影響を受
は易くなる。このような磁性合金にはGdDyFe、
GdTbFe、 GdTbDyFe、 NdGdTbF
e、 NdGdDyFe、 NdGdTbDyFeなど
がある。
遷移金属元素はFeを主体としており、これにより、高
温域における角型性に優れ、誘電体1ii2の影響を受
は易くなる。このような磁性合金にはGdDyFe、
GdTbFe、 GdTbDyFe、 NdGdTbF
e、 NdGdDyFe、 NdGdTbDyFeなど
がある。
これらの磁性体層の内でも、下記式
%式%
式中、yは0.30乃至0.95、特に0.40乃至0
.80、Xは0.17乃至0.25、特に0.19乃至
0.23 の組成のものが好ましい。この磁性体層3の厚みは30
0乃至1000 Aの範囲内に設定するとよく、これに
よって記録反転磁界や記録保持磁界のそれぞれの闇値を
最も小さくすることができる。
.80、Xは0.17乃至0.25、特に0.19乃至
0.23 の組成のものが好ましい。この磁性体層3の厚みは30
0乃至1000 Aの範囲内に設定するとよく、これに
よって記録反転磁界や記録保持磁界のそれぞれの闇値を
最も小さくすることができる。
そして、これらの磁性体層は周知の薄膜形成手段により
形成され、例えばスパッタリング法、真空蒸着法、イオ
ンブレーティング法、イオン注入法、メツキ法等々があ
る。尚、上記磁性体層は希土類金属とFe金属以外の元
素の含有を排除するものではなく、例えば上記薄膜形成
手段によって不可避的に酸素、炭素等の他種元素が混入
されることが許容される。
形成され、例えばスパッタリング法、真空蒸着法、イオ
ンブレーティング法、イオン注入法、メツキ法等々があ
る。尚、上記磁性体層は希土類金属とFe金属以外の元
素の含有を排除するものではなく、例えば上記薄膜形成
手段によって不可避的に酸素、炭素等の他種元素が混入
されることが許容される。
前記窒化シリコン誘電体層2は窒化シリコンをターゲッ
トとしたスパッタリング法により形成することができ、
そのスパッタ用ガスとしてアルゴンガスが用いられ、そ
して、そのガス圧を調整して所要通りの圧縮応力や形状
をもつ窒化シリコン誘電体層を形成することができる。
トとしたスパッタリング法により形成することができ、
そのスパッタ用ガスとしてアルゴンガスが用いられ、そ
して、そのガス圧を調整して所要通りの圧縮応力や形状
をもつ窒化シリコン誘電体層を形成することができる。
本発明者等は、このようにして窒化シリコン誘電体層の
圧縮応力と磁性体層の保磁力Heの関係を見い出したが
、その知見に係る因果関係については十分なる明確な解
答を出しているわけではない、しかし乍ら、本発明者等
が繰り返し行った実験によれば、上記スパッタリング法
によって窒化シリコン誘電体層を形成する場合、磁性体
層の保磁力低下をねらうにはアルゴンガス圧を3mTo
rr以下に設定するとよく、このときに誘電体層の圧縮
応力が変化することを確認した。そして、本発明者等は
これと同時にその層の表面状態が変化していると考える
。このことはスパッタ粒子の基板面に対する入射角並び
にその運動エネルギーが上記磁性体層の低保磁力化に影
響を及ぼしており、そのため、スパッタ粒子の入射角分
布を調節することによっても磁性体層の保磁力を変化さ
せることができると考える。
圧縮応力と磁性体層の保磁力Heの関係を見い出したが
、その知見に係る因果関係については十分なる明確な解
答を出しているわけではない、しかし乍ら、本発明者等
が繰り返し行った実験によれば、上記スパッタリング法
によって窒化シリコン誘電体層を形成する場合、磁性体
層の保磁力低下をねらうにはアルゴンガス圧を3mTo
rr以下に設定するとよく、このときに誘電体層の圧縮
応力が変化することを確認した。そして、本発明者等は
これと同時にその層の表面状態が変化していると考える
。このことはスパッタ粒子の基板面に対する入射角並び
にその運動エネルギーが上記磁性体層の低保磁力化に影
響を及ぼしており、そのため、スパッタ粒子の入射角分
布を調節することによっても磁性体層の保磁力を変化さ
せることができると考える。
また、上記のようなスパッタリング法により窒化シリコ
ン誘電体層を形成した場合、その層は非晶質化している
ことを確認した。
ン誘電体層を形成した場合、その層は非晶質化している
ことを確認した。
更にまた、上記窒化シリコン誘電体層を形成するに当た
って、前記ターゲットに窒化シリコン以外の原子を含有
させ、成膜に伴ってその他種原子を膜中に添加してもよ
い。この添加成分にはY、La、Ceなどの周期律表第
1[Ia族元素、Ti、Zrなどの第1Va族元素、C
r、Moなどの第VIa族元素、Sb、 Biなどの第
vb族元素、St、Ge、Sn、Pbなどの第■b族元
素、B、 AIなどの第mb族元素、Zn 、 Cdな
どの第nb族元素のそれセれの単体もしくは酸化物、窒
化物、硫化物、ケイ化物などがある。そして、上記他種
原子は誘電体N2の非晶質状態が実質上維持されている
範囲内で添加される。
って、前記ターゲットに窒化シリコン以外の原子を含有
させ、成膜に伴ってその他種原子を膜中に添加してもよ
い。この添加成分にはY、La、Ceなどの周期律表第
1[Ia族元素、Ti、Zrなどの第1Va族元素、C
r、Moなどの第VIa族元素、Sb、 Biなどの第
vb族元素、St、Ge、Sn、Pbなどの第■b族元
素、B、 AIなどの第mb族元素、Zn 、 Cdな
どの第nb族元素のそれセれの単体もしくは酸化物、窒
化物、硫化物、ケイ化物などがある。そして、上記他種
原子は誘電体N2の非晶質状態が実質上維持されている
範囲内で添加される。
前記保護N4はTitCr+Zr+Ta+AIなどの耐
食性金属、Si、AI+Tiなど窒化物、Si+Cd+
Tiなどの炭化物、Zn、Ctiなどの硫化物、Mgな
どのフッ化物、A1.Cel Zr、 Si + Cd
+ Btなどの酸化物を単独で又は組合せて形成される
。
食性金属、Si、AI+Tiなど窒化物、Si+Cd+
Tiなどの炭化物、Zn、Ctiなどの硫化物、Mgな
どのフッ化物、A1.Cel Zr、 Si + Cd
+ Btなどの酸化物を単独で又は組合せて形成される
。
前記樹脂被覆層5はエポキシ系、ポリエステル系、アク
リル系、アクリルウレタン系の樹脂により形成される。
リル系、アクリルウレタン系の樹脂により形成される。
そして、この樹脂にシリカ、アルミナ、チタニアなどの
フィラーを入れ、その樹脂の硬度を上げることができ、
また、固体もしくは液体の潤滑側を入れて表面潤滑性を
向上させることができる。
フィラーを入れ、その樹脂の硬度を上げることができ、
また、固体もしくは液体の潤滑側を入れて表面潤滑性を
向上させることができる。
前記基板1にはガラス板やプラスチック板が用いられ、
このプラスチック基板用材料としてポリカーボネート系
、エポキシ系、ポリエステル系、アクリル系の樹脂があ
る。
このプラスチック基板用材料としてポリカーボネート系
、エポキシ系、ポリエステル系、アクリル系の樹脂があ
る。
次に本発明を実施例により説明する。
(例1)
基板ホルダーの中心に対して120 ”の回転対称の位
置に各ターゲット(5インチφ)を配置できる基板回転
式高周波三源マグネトロンスパッタリング装置にSi3
N4セラミツク焼結体(焼結助剤にAl2O、とYzO
sを含む)から成るターゲットを配置し、更にポリカー
ボネート製ディスク基板を120mm離れた位置に備え
、5 X 10”Torrに至るまで十分に真空排気し
、次いでArガス(純度99.999χ)を33scc
+mの流量で導入した。そして、基板ホルダーの回転数
を6Orpmに設定し、基板に100−の電力を印加し
、ボンバード処理を行った。然る後、Arガス圧を3通
りに変え、印加電力1kWで5分間プレスパツタし、続
けて厚み750人の窒化シリコン層をスパッタリング形
成し、これによって上記Arガス圧の相違によって圧縮
応力が異なる3種類の窒化シリコン層を形成した。次い
でFeターゲットの上にGdチップとDyチップを配置
し、スパッタリング法によって上記各窒化シリコン層の
上に厚み400人のGdDyFe磁性体層(その組成は
遷移金属副格子磁化優勢の(Gdo、aDVo、a)x
Fer−x ” ” ’0.17≦X≦0.25)を
形成し、続けて同装置内で保護層4(酸化チタンから成
り、チタン原子に対する酸素原子比率が0.05乃至0
.90の範囲内に設定されている)を650人の厚みで
形成し、然る後、保護N4の上に紫外線硬化型樹脂層を
3乃至6μ■の厚みで塗布し、第1図に示す構成の光磁
気記録素子を3種類製作した。
置に各ターゲット(5インチφ)を配置できる基板回転
式高周波三源マグネトロンスパッタリング装置にSi3
N4セラミツク焼結体(焼結助剤にAl2O、とYzO
sを含む)から成るターゲットを配置し、更にポリカー
ボネート製ディスク基板を120mm離れた位置に備え
、5 X 10”Torrに至るまで十分に真空排気し
、次いでArガス(純度99.999χ)を33scc
+mの流量で導入した。そして、基板ホルダーの回転数
を6Orpmに設定し、基板に100−の電力を印加し
、ボンバード処理を行った。然る後、Arガス圧を3通
りに変え、印加電力1kWで5分間プレスパツタし、続
けて厚み750人の窒化シリコン層をスパッタリング形
成し、これによって上記Arガス圧の相違によって圧縮
応力が異なる3種類の窒化シリコン層を形成した。次い
でFeターゲットの上にGdチップとDyチップを配置
し、スパッタリング法によって上記各窒化シリコン層の
上に厚み400人のGdDyFe磁性体層(その組成は
遷移金属副格子磁化優勢の(Gdo、aDVo、a)x
Fer−x ” ” ’0.17≦X≦0.25)を
形成し、続けて同装置内で保護層4(酸化チタンから成
り、チタン原子に対する酸素原子比率が0.05乃至0
.90の範囲内に設定されている)を650人の厚みで
形成し、然る後、保護N4の上に紫外線硬化型樹脂層を
3乃至6μ■の厚みで塗布し、第1図に示す構成の光磁
気記録素子を3種類製作した。
かくして得られた各素子におけるArガス圧と窒化シリ
コン層の圧縮応力の関係は第1表に示す通りである。上
記圧縮応力はポリカーボネート基板に変えてガラス製薄
板(厚み75μm)を用意し、その基板に上記と同じ条
件で窒化シリコン層を形成し、窒化シリコン層の厚みと
薄板のソリ量を測定することによって求めた。
コン層の圧縮応力の関係は第1表に示す通りである。上
記圧縮応力はポリカーボネート基板に変えてガラス製薄
板(厚み75μm)を用意し、その基板に上記と同じ条
件で窒化シリコン層を形成し、窒化シリコン層の厚みと
薄板のソリ量を測定することによって求めた。
第1表
第1表に示した各素子A、B、Cについて磁性体層の前
記X値を代えて種々の磁化Msを作成し、次いでそれぞ
れの保磁力Heを測定し、MS−HCを求めたところ、
第2図に示す通りの結果が得られた。尚、本実施例にお
ける試料測定の位置は基板ホルダーの回転中心により半
径55++v+の部位であり、この部位においては基板
面に対して約30乃至70°の斜めスパッタ粒子により
成膜される。
記X値を代えて種々の磁化Msを作成し、次いでそれぞ
れの保磁力Heを測定し、MS−HCを求めたところ、
第2図に示す通りの結果が得られた。尚、本実施例にお
ける試料測定の位置は基板ホルダーの回転中心により半
径55++v+の部位であり、この部位においては基板
面に対して約30乃至70°の斜めスパッタ粒子により
成膜される。
同図において、横軸は磁化Msであり、左側縦軸は保磁
力Hc、右側縦軸はMs X Hcを示しており、0■
@は各素子の保磁力特性曲線であり、a、 b、 cは
それぞれのMs−He特性曲線を示している。
力Hc、右側縦軸はMs X Hcを示しており、0■
@は各素子の保磁力特性曲線であり、a、 b、 cは
それぞれのMs−He特性曲線を示している。
第2図より明らかな通り、磁性体層の組成比及び磁化M
sが同じであっても窒化シリコン層の圧縮応力が大きく
なるに伴って保磁力Hcが低下する傾向にあり、従って
、MS−Hcも低下傾向にあることが判る。
sが同じであっても窒化シリコン層の圧縮応力が大きく
なるに伴って保磁力Hcが低下する傾向にあり、従って
、MS−Hcも低下傾向にあることが判る。
(例2)
本例においては、上記光磁気記録素子A、B、C(但し
、基板として130mmφのポリカーボネート製基板を
用いており、磁性体層の磁化MsはMs〜45emu/
ccに設定されている)にバイアス磁界を印加し、その
磁界強度を変化させて光変調記録方式によってC/Nを
測定したところ、第3図に示す通りの結果が得られた。
、基板として130mmφのポリカーボネート製基板を
用いており、磁性体層の磁化MsはMs〜45emu/
ccに設定されている)にバイアス磁界を印加し、その
磁界強度を変化させて光変調記録方式によってC/Nを
測定したところ、第3図に示す通りの結果が得られた。
尚、このC/Nは半径55m+*、回転数120Orp
m 、記録周波数2.7MHz、記録パワー5.5mw
、再生パワー1.51に設定して求めた。
m 、記録周波数2.7MHz、記録パワー5.5mw
、再生パワー1.51に設定して求めた。
第3図中、d+e+fはそれぞれ素子^、B、CのC/
Nのバイアス磁界依存特性曲線であり、また、D、Eは
素子^、Cのそれぞれの記録保持磁界の閾値、F。
Nのバイアス磁界依存特性曲線であり、また、D、Eは
素子^、Cのそれぞれの記録保持磁界の閾値、F。
Gは素子A、Cのそれぞれの記録反転磁界の閾値を示す
。
。
第3図より明らかな通り、圧縮応力の大きい素子Cは素
子Aに比べて記録保持磁界及び記録反転磁界のそれぞれ
の闇値が小さくなっていることが判る。そして、D、H
によって表わされるバイアス磁界依存性は前述した反転
磁区の芽の消失機構が存在しているであろうことが示唆
されている。
子Aに比べて記録保持磁界及び記録反転磁界のそれぞれ
の闇値が小さくなっていることが判る。そして、D、H
によって表わされるバイアス磁界依存性は前述した反転
磁区の芽の消失機構が存在しているであろうことが示唆
されている。
(例3)
次に(例2)に用いられた素子について窒化シリコン層
の圧縮応力と磁化Msを幾通りにも変え、これにより、
Ms−Hcが異なる種々の素子を製作し、各々の素子に
おける記録保持磁界と記録反転磁界の閾値を測定し、更
に各素子のディスク板より小片を切り出し、その小片よ
り試料振動型磁力計(VSM)によって磁化Msと保磁
力Hcを測定した。そして、記録反転磁界の闇値が+1
00乃至+1500eになったディスクの記録保持磁界
の闇値とMS−Hcの関係をプロットしたところ、第4
図に示すように・印のプロットとなった。
の圧縮応力と磁化Msを幾通りにも変え、これにより、
Ms−Hcが異なる種々の素子を製作し、各々の素子に
おける記録保持磁界と記録反転磁界の閾値を測定し、更
に各素子のディスク板より小片を切り出し、その小片よ
り試料振動型磁力計(VSM)によって磁化Msと保磁
力Hcを測定した。そして、記録反転磁界の闇値が+1
00乃至+1500eになったディスクの記録保持磁界
の闇値とMS−Hcの関係をプロットしたところ、第4
図に示すように・印のプロットとなった。
また窒化シリコン層に変えてZnS Fiを形成し、そ
の他の製作条件を同一にして得られた光磁気記録素子に
ついて、記録保持磁界の閾値とMs−Hcの関係をプロ
ットしたところ、Q印のプロットとなった。
の他の製作条件を同一にして得られた光磁気記録素子に
ついて、記録保持磁界の閾値とMs−Hcの関係をプロ
ットしたところ、Q印のプロットとなった。
そして、第4図中、k、Ilはそれぞれ窒化シリコン層
が形成された素子、ZnS層が形成された素子の特性曲
線である。
が形成された素子、ZnS層が形成された素子の特性曲
線である。
第4図より明らかな通り、窒化シリコン層を用いた場合
、ZnS層を形成した素子に比べて記録保持磁界の闇値
が小さく、また、Ms−Hcが500emu・KOe/
cc以下の場合、記録保持磁界の閾値が1000e以下
となり、これにより、磁界変調記録に適していることが
判る。
、ZnS層を形成した素子に比べて記録保持磁界の闇値
が小さく、また、Ms−Hcが500emu・KOe/
cc以下の場合、記録保持磁界の閾値が1000e以下
となり、これにより、磁界変調記録に適していることが
判る。
また、Ms−Hcが100en+u−KOe/cc以下
の場合、記録保持磁界が零から正へ変化しており、これ
は漏洩磁界を想定しただけでは全(説明ができない現象
であり、そのことは前述したビット消去のメカニズムが
存在するであろうことが示唆される。
の場合、記録保持磁界が零から正へ変化しており、これ
は漏洩磁界を想定しただけでは全(説明ができない現象
であり、そのことは前述したビット消去のメカニズムが
存在するであろうことが示唆される。
更にまた、上記窒化シリコン層の原子構造をX線回折法
により測定したところ、いずれの窒化シリコン層も結晶
性のピークが検出されず、ハローパターンが検出されて
いるだけであり、非晶質化していることが判った。一方
、ZnS層も同様に測定したところ、−軸配向性を示す
ことが確認できた。
により測定したところ、いずれの窒化シリコン層も結晶
性のピークが検出されず、ハローパターンが検出されて
いるだけであり、非晶質化していることが判った。一方
、ZnS層も同様に測定したところ、−軸配向性を示す
ことが確認できた。
(例4)
(例2)に示された素子Cより磁性体層を第2表に示す
ような材料に代え、それ以外の層構造並びに製法及び成
膜条件は素子Cと全く同じにして製作した素子H、I、
Jについて、バイアス磁界を印加し、その磁界の強度変
化に対するC/Nを測定したところ、第5図に示す通り
の結果が得られた。
ような材料に代え、それ以外の層構造並びに製法及び成
膜条件は素子Cと全く同じにして製作した素子H、I、
Jについて、バイアス磁界を印加し、その磁界の強度変
化に対するC/Nを測定したところ、第5図に示す通り
の結果が得られた。
尚、いずれの上記磁性体層も補償組成近傍の遷移金属副
格子磁化優勢の組成のものを作成した。
格子磁化優勢の組成のものを作成した。
第5表より明らかな通り、素子Hは素子Cと同様に記録
保持磁界が小さいことが判る。
保持磁界が小さいことが判る。
然るに素子Iと素子Jは記録保持磁界が一2000e以
上と大きくなっており、その原因は窒化シリコン誘電体
層の圧縮応力が大きくなってもMS−Hcの絶対値が大
きく、しかも、磁化MSと保磁力Hcの温度依存性が異
なるためであると考える。
上と大きくなっており、その原因は窒化シリコン誘電体
層の圧縮応力が大きくなってもMS−Hcの絶対値が大
きく、しかも、磁化MSと保磁力Hcの温度依存性が異
なるためであると考える。
(例5)
次に本発明者等は素子Cを用いて下記条件によりオーバ
ーライドを行ったところ、光変調記録時にC/Nが46
dBであるのに対して、変調磁界強さ±1000eを用
いた磁界変調記録時においてはC/Nが45dBであり
、前者と概ね同様な値が得られた。
ーライドを行ったところ、光変調記録時にC/Nが46
dBであるのに対して、変調磁界強さ±1000eを用
いた磁界変調記録時においてはC/Nが45dBであり
、前者と概ね同様な値が得られた。
半径・・・55IIIll+
回転数・・・1200rpII
記録周波数・・・Q、5MHz
記録パワー・・・5.5mW
再生パワー・・・1 、5mW
〔発明の効果〕
以上の通り、本発明の光磁気記録素子によれば、磁界変
調記録方式に適しており、これによってオーバーライド
を行っても優れた特性が得られる高性能な素子と成り得
た。
調記録方式に適しており、これによってオーバーライド
を行っても優れた特性が得られる高性能な素子と成り得
た。
第1図は本発明光磁気記録素子の層構成を示す断面図、
第2図は磁化Msと保磁力Hcの関係並びに磁化Msと
Ms X Hcの関係を表わす線図、第3図及び第5図
はバイアス磁界とC/Hの関係を表わす線図、第4図は
Ms X Hcと記録保持磁界の闇値の関係を表わす線
図である。 l・・・基板 2・・・窒化シリコン誘電体層 3・・・磁性体層 4・・・保護層 5・・・樹脂被覆層 特許出願人 (663)京セラ株式会社代表者安城欽寿 バ1了ス乃龜v3患度(Oe) 第5図 バイ了ス本3堺5ム度(Oe)
第2図は磁化Msと保磁力Hcの関係並びに磁化Msと
Ms X Hcの関係を表わす線図、第3図及び第5図
はバイアス磁界とC/Hの関係を表わす線図、第4図は
Ms X Hcと記録保持磁界の闇値の関係を表わす線
図である。 l・・・基板 2・・・窒化シリコン誘電体層 3・・・磁性体層 4・・・保護層 5・・・樹脂被覆層 特許出願人 (663)京セラ株式会社代表者安城欽寿 バ1了ス乃龜v3患度(Oe) 第5図 バイ了ス本3堺5ム度(Oe)
Claims (6)
- (1)基体上に誘電体層及び非晶質垂直磁化膜を有する
光磁気記録素子において、前記垂直磁化膜が希土類金属
成分として少なくともGd元素及び遷移金属成分として
Fe元素を含有し且つFe副格子磁化優勢であり、前記
誘電体層が非晶質窒化シリコンから成り、更に前記光磁
気記録素子はその垂直磁化膜の磁化Msが20emu/
cc≦Ms≦70emu/ccに且つ該磁化Msと保磁
力Hcの積が100emu・kOe/cc≦Ms・Hc
≦500emu・kOe/ccの範囲内となるように設
定されていることを特徴とする光磁気記録素子。 - (2)前記垂直磁化膜の磁化Msが30emu/cc≦
Ms≦55emu/ccの範囲内となるように設定され
ている請求項(1)記載の光磁気記録素子。 - (3)前記垂直磁化膜の磁化Msと保磁力Hcの積が1
50emu・kOe/cc≦Ms・Hc≦400emu
・kOe/ccの範囲内となるように設定されている請
求項(1)記載の光磁気記録素子。 - (4)前記非晶質窒化シリコン誘電体層が5×10^9
乃至10×10^9dyne/cm^2の圧縮応力を有
するものである請求項(1)記載の光磁気記録素子。 - (5)前記垂直磁化膜がGdDyFe、GdTbFe、
GdTbDyFe、NdGdTbFe、NdGdDyF
e又はNdGdTbDyFeの合金である請求項(1)
記載の光磁気記録素子。 - (6)前記垂直磁化膜が下記式 (Gd_yDy_i_−_y)_xFe_i_−_x式
中のyは0.30乃至0.95であり、 xは0.17乃至0.25である で表わされる合金から成る請求項(1)記載の光磁気記
録素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27407388A JP2681199B2 (ja) | 1987-10-30 | 1988-10-28 | 光磁気記録素子 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27673387 | 1987-10-30 | ||
| JP62-276733 | 1987-10-30 | ||
| JP27407388A JP2681199B2 (ja) | 1987-10-30 | 1988-10-28 | 光磁気記録素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01199342A true JPH01199342A (ja) | 1989-08-10 |
| JP2681199B2 JP2681199B2 (ja) | 1997-11-26 |
Family
ID=26550884
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27407388A Expired - Fee Related JP2681199B2 (ja) | 1987-10-30 | 1988-10-28 | 光磁気記録素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2681199B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02210637A (ja) * | 1989-02-10 | 1990-08-22 | Mitsubishi Electric Corp | 光磁気記録媒体 |
-
1988
- 1988-10-28 JP JP27407388A patent/JP2681199B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02210637A (ja) * | 1989-02-10 | 1990-08-22 | Mitsubishi Electric Corp | 光磁気記録媒体 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2681199B2 (ja) | 1997-11-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |