JPH01256049A - 光磁気記録媒体の製造方法 - 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】 〔概要〕 磁性ガーネットを記録膜とする光磁気記録媒体の製造方
法に関し、 磁性ガーネット膜の保磁力を増加させることを目的とし
、 透明基板上にスパッタ法によりビスマス置換磁性ガーネ
ット膜を形成するに当たり、該構成材料からなる非晶質
膜を形成した後、イオン注入を行い、更に熱処理を施し
て結晶化させる工程で光磁気記録媒体を構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は磁性ガーネット膜を記録媒体とする光磁気記録
媒体の製造方法に関する。

光磁気ディスクはレーザ光を用いて高密度の情報記録を
行うメモリであり、書き換え可能なメモリ　（Ｅｒａｓ
ａｂｌｅ　Ｍｅｍｏｒいとして開発が進められている。

こ＼で光磁気ディスクは記録膜を垂直磁化している磁性
膜で形成し、外部より磁化方向と反対方向に垂直磁界を
加えなからレーザ光を照射すると、照射された磁性膜の
温度上昇により保磁力が減少して磁化反転が起こるのを
利用して情報の記録と消去とを行うメモリである。

そして、情報の再生は磁性膜にレーザ光を照射した場合
に反射光或いは透過光の偏光面が回転するが、この回転
方向が磁性膜の磁化方向により異なるのを利用して行わ
れている。

こ＼で、記録膜を構成する記録媒体としては一般に基板
面に垂直に磁化している希土類−遷移金属からなる薄膜
が使用されているが、磁性ガーネット膜も垂直磁化膜で
あり、また金属酸化物より構成されていることから保存
安定性および耐久性に優れており、記録媒体として期待
されている。

〔従来の技術〕

磁性ガーネットを記録媒体として使用する光磁気ディス
クは透明な非磁性ガーネットすなわちガドリニウム・ガ
リウム・ガーネット（Ｇｄ３ＧａｓＯ＋ｚ略してＧＧＧ
）基板あるいは耐熱性ガラス基板上に磁性ガーネット膜
をスパッタして作られている。

こ＼で、磁性ガーネットとじてはビスマス（Ｂｉ）置換
ガーネットが使用されているが、この理由は旧置換によ
り大きなファラデー回転角が得られるからであり、また
記録媒体の形成に液相エピタキシャル法を用いず、スパ
ッタ法を用いる理由は数１０００ｅと高い保磁力を示す
記録媒体は液相エピタキシャル法では得られないことに
よる。

また、スパッタ法によるＢｉ置換ガーネット記録媒体の
作成にはターゲットとしてこの焼結体が使用されている
。

さて、ＧＧＧ単結晶基板あるいは耐熱性ガラス基板（以
下略して透明基板）の上にＢｉ置換ガーネットからなる
記録膜（以下略して磁性膜）を形成するには次の二つの
方法がある。

■　透明基板を５００℃以上の温度に加熱しながらスパ
ッタして結晶化した磁性膜を形成する。

■　透明基板上にスパッタして非晶質膜を形成した後、
５００℃以上の温度で加熱して結晶化させる。

こ＼で、後者の方法で形成した磁性膜は角形比は１の値
を示すため情報の記録はできるもの＼、保磁力が小さい
ので光磁気ディスクの磁性膜として使用することはでき
ない。

発明者等は保磁力が高く且つ平坦な磁性膜の形成法とし
て■の方法で磁性膜を形成した後に更にイオン注入を行
って結晶にダメージを与えた後、先の透明基板の加熱温
度よりも高い温度（例えば５５０℃）で熱処理を行って
ダメージを修復すれば更に保磁力を増大できることを見
出し、これについて出願を行っている。（出願臼　昭和
６２年１１月４日） 然し、■の方法を取る場合、透明基板の直径が小さな場
合は処理が容易であるが光磁気ディスクの直径が５イン
チ以上と増大する場合、真空中で基板を５００℃以上の
高温で均一に加熱しながらスパッタを行うことは容易で
はなく、この改善が要望されていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上記したようにＢｉ置換ガーネットはファラデー回転
角が大きく、光磁気ディスクの記録媒体に適している。

そして、基板を加熱しながらスパッタして結晶膜を作り
、その後にイオン注入を行ってダメージを与え、これを
熱処理して修復する処理を行うと記録媒体として使用が
可能な大きさの保磁力とすることができる。

然し、この処理工程を収率よく行うことは容易ではなく
、この改善が課題である。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題は透明基板上にスパッタ法によりビスマス置
換磁性ガーネット膜を形成するに当たり、この構成材料
からなる非晶質膜を形成した後、イオン注入を行い、更
に熱処理を施して結晶化させる光磁気記録媒体の製造方
法をとることにより解決することができる。

〔作用〕

発明者等はスパッタ法により形成したガーネット膜の保
磁力は結晶粒界と密接な関係があると推定した。

すなわち、磁界の印加により磁界と異なる方向に向いて
いた磁性膜の磁化はその方向に揃うが、光磁気ディスク
の記録層を構成するような磁化膜は角形比が１で且つ保
磁力が大きいことが必要条件である。

さて、基板を磁性膜の結晶化温度以上に加熱した状態で
スパッタすると磁性膜は結晶化し、各結晶粒子は単数或
いは複数の分域（ドメイン）より構成され、磁界の印加
によりドメイン毎に磁界の方向に配向するが、この場合
に保磁力の大小は粒界を形成する磁壁の性質により左右
されている。

そのため、結晶化している磁性膜にイオン注入を行って
後、再加熱して修復した磁性膜の保磁力がイオン注入前
よりも増大する理由は注入したイオン或いは注入により
生じた欠陥が結晶粒界に集合した結果、これが磁界印加
の際の磁壁の移動を妨げることにあると推定した。

この推定よりすると、注入イオンを結晶粒界に集めるに
は非晶質膜にイオン注入を行い、その後に結晶化するこ
とによっても達成できる。

その理由は非晶質膜が結晶化される場合には構成原子は
ランダムな状態から規則的な配列をとるが、その過程に
おいて、不純物である注入イオンが結晶粒界に析出され
易いからである。

一方、非晶質膜を熱処理により結晶化し、この後にイオ
ン注入し、更に熱処理により結晶回復を行う方法も考え
られるが、この場合には注入イオンが結晶粒界に集まる
度合は上記の場合に較べて小さい。

その理由はイオン注入により結晶は破壊されるが、その
際の原子配列はイオン注入された非晶質膜に較べると遥
かに秩序がある。

従って、これを再結晶化させるに必要な熱エネルギーは
完全な非晶質状態から結晶化する場合に較べると小さい
。

その結果、注入イオンは結晶粒界に完全に押し出されず
、結晶格子内に残留するものも存在すると考えられる。

そして、格子内に存在する注入イオンの保磁力に与える
効果は結晶粒界にある注入イオンに較べて小さい。

勿論、より高い熱処理温度により格子内の注入イオンを
結晶粒界に押し出すことも可能であるが、この場合には
再結晶による結晶粒の成長などを伴い、表面に荒れが生
じ易い。

以上のことから、熱処理により結晶化させる膜について
は、非晶質膜に先ずイオン注入を行い、これを熱処理す
るのが保磁力の増加のためには有効である。

このような処理法によると、処理が簡単なために保磁力
の大きな磁性膜を収率よく作ることができる。

〔実施例〕

高周波２極スパツタ法によりＧＧＧ基板上にＢｉ、。

ｓＹ＋、ｓＧａ　Ｆｅ４０＋ｚの組成をもつ磁性膜を０
．２５μｍの厚さに形成した。

こ＼で、基板温度は３５０℃とし、ガス雰囲気はアルゴ
ン（Ａｒ）−１０％酸素（０□）とした。

この基板温度でできる磁性膜は非晶質である。

この磁性膜に加速エネルギー１００　ＫｅＶ、　　ドー
ズ量５　ＸＩＯ”１ｏｎｓ／　ｃｍ２でネオン（Ｎｅ　
”　）を注入した。

その後、大気中で６８０℃の温度で熱処理して結晶化し
た。

第１図はこのようにして得られた磁性膜のファラデール
ープで横軸には保磁力（Ｈｃ　）を、また縦軸にはファ
ラデー回転角（θ）を示している。

また、第２図はイオン注入を行わず、同一条件の熱処理
で結晶化させた磁性膜のファラデーループであり、イオ
ン注入処理によりＨｃは２３００ｅより４５００ｅに増
加した。

なお、第１図に示すイオン注入を行った磁性Ｈ々は第２
図に示す非処理膜はど磁化反転は鋭敏ではないが、角形
比は１である。

次に、第３図は結晶化している磁性膜に先と同一の条件
でイオン注入を行い、その後に６００℃で熱処理してダ
メージを修復したもの＼ファラデーループであって、保
磁力は殆ど変わらないにも拘らずループの傾きは増して
おり、飽和しにく＼なっただけであった。

〔発明の効果〕

本発明の実施により磁性ガーネットよりなる記録膜の保
磁力を増大することができ、これにより収率のよい光磁
気ディスクの製造が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は結晶前にイオン注入を行った磁性膜のファラデ
ーループ、 第２図はイオン注入を行わずに結晶化させた磁性膜のフ
ァラデーループ、 第３図は結晶後にイオン注入を行った磁性膜のファラデ
ーループ、 である。 ゝＱＣ’：にＩ。 ＼＋鳩 イ、オン外し六Ｅ￥−ｒｒわず１こ糸す晶イにじＦ二石
筐″ｒ午〃臭め７７ラデゝ１シブ第２ｍ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 透明基板上にスパッタ法によりビスマス置換磁性ガーネ
   ット膜を形成するに当たり、該構成材料からなる非晶質
   膜を形成した後、イオン注入を行い、更に熱処理を施し
   て結晶化させることを特徴とする光磁気記録媒体の製造
   方法。